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不同浓度GA 3 、6-BA对进出口月季鲜切花保鲜效果的影响
作者:鲍欣蕾1
鲍欣蕾1
摘 要 为探究不同浓度的植物生长调节剂GA3、6-BA在进出口鲜切花运输过程中对月季鲜切花贮藏期保鲜效果及其生理变化的影响,以月季鲜切花品种“卡罗拉”为试验材料,测定其形态指标变化及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性变化,并筛选出月季鲜切花贮藏期保鲜效果最佳的植物生长调节剂类型及其最适浓度。结果表明:10 mg·L-1的6-BA对月季鲜切花贮藏期的保鲜效果最显著,且具有显著提高抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性的作用。
关键词 月季切花;植物生长调节剂;形态指标;生理指标
Effects of GA 3 and 6-BA Concentrations on Rosa Chinensis Fresh Cut Flowers in Import and Export
BAO Xin-Lei1
Abstract The purpose of this study is to investigate the effects of different concentrations of plant growth regulators GA3 and 6-BA on the preservation effect and physiological changes of Rosa chinensis fresh cut flowers during the transportation of import and export. In this experiment, the fresh cut rose variety "Carola" was used as the test material. The changes of morphological indexes and the activities of SOD, POD and CAT of fresh cut flower "Carola" were measured, and the types and super-optimal concentration of plant growth regulators with the best preservation effect during the storage period of cut roses were selected. The results showed that 6-BA (10 mg·L-1) had the most significant effect on preservation of fresh cut roses during the storage period, and significantly increased the activity of antioxidant enzymes (SOD, POD, CAT).
Keywords cut rose; plant growth regulator; morphological index; physiological index
近年来,我国花卉业发展迅速,已逐渐形成现代花卉产业格局。现今我国已成为世界最大的花卉生产国、重要的花卉消费国和花卉进出口贸易国。在2018中国花卉协会对我国花卉进出口数据分析报告显示,2018年我国种球、盆花(景)和庭院植物、种苗、鲜切花、鲜切枝(叶)、干切花、苔藓地衣7类花卉进出口贸易总额为5.98亿美元,较上一年增幅6.98 %。报告中还指出我国花卉进出口贸易依然呈现上升发展态势。
鲜切花物流一般以冷链物流运输为主,但在进出口鲜花贸易过程中,鲜切花要经历报关、检验等流程,在机场待运长达四五个小时,此时采用冷链运输的成本极高,因此实际鲜花进出口贸易很少采用冷链运输。有调查显示[1],目前我国的鲜切花运输大多采用含水保鲜包装方式,该包装技术不仅能够确保运输过程中让鲜切花处于含水的状态,并且保鲜液还可随时为鲜切花补充水分与养分,使鲜切花的保鲜时间得以明显延长。
月季(Rosa chinensis)原产于中国,被称为“花中皇后”,其切花位于四大切花之首,种植面积和销售量都稳居第一位。月季,顾名思义,其一年四季花开不断,且花大色香、种类丰富,因此月季在切花生产、庭院美化、家居装饰等方面都发挥着重要作用 [2-4]。但其在运输过程中易出现萎蔫现象,影响其观赏价值和货架寿命,造成严重的经济损失。因此月季鲜切花的保鲜问题已成为月季研究的重大课题之一。
水是化学保鲜液中必不可少的成分,其对采收后鲜花的寿命影响很大[5]。自来水中的Na+、Ca2+、Mg2+、F-等金属离子对鲜花有毒害作用,尤其是自来水中的CaF2和Na2CO3对鲜花吸收营养液中的糖有抑制作用[6]。目前绝大多数保鲜剂中都含有糖,其中最常用的是蔗糖。糖对鲜切花有多种作用,它能为采收后的鲜切花提供呼吸基质,增加其呼吸速率[7],维持生物膜的完整性等[8]。此外,保鲜剂中一般含有至少一种杀菌剂,以此来降低微生物对鲜花水分平衡的影响。目前最常用的切花防腐保鲜剂是8-羟基喹啉(8-HQ),其对真菌和细菌的抑制效果较为显著,还能减少花茎维管束组织生理堵塞,促进鲜切花吸水,从而有效延长鲜切花寿命[9],其适宜切花保鲜的浓度为100 ~ 300 mg·L-1 [10]。
GA3作为一种植物生长调节剂,是保鲜液常用的生长调节物质。郭绍霞等[11]以芍药为切花材料发现适宜浓度的赤霉素能有效提高切花的活性,减少活性氧对切花的伤害,增加可溶性蛋白质的含量,改善切花的水分平衡值,减少水分胁迫对切花造成的伤害,从而延缓衰老。6-BA[12]为人工合成的细胞分裂素类物质,其能阻断乙烯生成从而改善切花品质、有效提高切花超氧物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活性[13]。国内外对6-BA在切花保鲜上的应用已有大量报道,有研究表明[14-18],用瓶插保鲜液处理百合、芍药、香石竹等切花时加入6-BA,能不同程度地提高鲜切花质量,调节切花的水分平衡,从而延长瓶插寿命。
因此,本实验以月季切花‘卡罗拉‘品种为材料,测定不同浓度的植物生长调节剂GA3、6-BA对月季鲜切花贮藏期形态指标(整体感、花形、花色)及生理指标(SOD、POD、CAT活性)的影响,并筛选出月季鲜切花贮藏期保鲜效果最佳的植物生长调节剂类型及其最适浓度,旨在为进出口月季鲜切花运输过程中贮藏期保鲜技术提供相关的理论依据和实践指导。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验材料选用现代月季品种“卡罗拉”。
1.2 试验设计
本实验以蒸馏水为对照(CK),在基础保鲜液(蔗糖5 g·L-1+8-HQ 200 mg · L-1+STS 0.4 mmol·L-1)中加入浓度为25,50,75,100 mg·L-1 GA3,分别用A、B、C、D表示;加入浓度为5,10,15,20 mg·L-1 6-BA,分别用E、F、G、H表示,共计8个处理。
选择大小一致、色泽鲜艳无黄化的月季鲜切花,每个处理6朵,设置10次重复。将月季鲜切花插入不同保鲜液中,于4℃冰柜进行冷藏保鲜,在培养箱顶部安装一盏LED白光灯(光照度为3000 Lx),设置每天光照时间12 h。保藏期间每7天换一次保鲜液,并剪掉花茎底部长度1 ~ 2 cm的茎段,以便于吸收保鲜液。贮藏第0天(5月5日)、第5天(5月10日)、第10天(5月15日)、第15天(5月20日)、第20天(5月25日)、第25天(5月30日)、第30天(6月4日)观察各处理样本的形态指标并进行评分;贮藏第0天(5月5日)、第15天(5月20日)和第30天(6月4日)分别从各处理中随机选取月季花,摘取其花瓣,放入液氮冷冻,10 min后取出,放置于-80 ℃冰箱中保存备用,用于测定生理指标。
1.3 测定指标与方法
1.3.1 月季花形态指标的评价
月季花形态指标的评价参考《中华人民共和国农业行业标准》—月季切花中的方法[19],切花质量分级及评分标准见表1,每5天由评价小组进行一次评价,并记录切花整体外观状况,评价结果取平均数(评价小组成员由中国农业大学、农艺与种业专业在读学生组成,共10人)。
表1 月季鲜切花质量分级及评分标准
Table 1 Quality grading and scoring standards of Rosa chinensis fresh cut flowers
整体感 | 花形 | 花色 | 评分 |
整体感、新鲜程度极好 | 完整优美,花朵饱满,外层花瓣整齐,无损伤 | 花色鲜艳,无焦边、变色 | 5 |
整体感、新鲜程度较好 | 花形完整,花朵较饱满,外层花瓣有轻微损伤 | 花色好,不失水,略有焦边 | 4 |
整体感、新鲜程度一般 | 花形有轻微损伤,花朵较饱满,外层花瓣有轻微损伤 | 花色良好,不失水,略有褪色,有焦边 | 3 |
整体感、新鲜程度较差 | 花瓣轻微掉落,花朵不饱满,外层损伤严重 | 花色一般,失水褪色较严重 | 2 |
整体感、新鲜程度差 | 花瓣大量掉落,花朵不饱满,整体损伤严重 | 花色暗沉,失水褪色严重,大面积焦化 | 1 |
1.3.2 超氧化物酶(SOD)活性的测定
SOD活性的测定采用熊庆娥等人的方法[20]。
1.3.3 过氧化物酶(POD)的测定
POD的测定采用愈创木酚法[20]。
1.3.4 过氧化氢酶(CAT)活性的测定
CAT活性测定采用紫外分光光度法[20]。
1.4 数据分析
采用Excel 2010、GraphPad Prism 7进行统计分析。
2 结果分析
2.1 不同浓度GA3、6-BA对月季鲜切花质量的影响
由表2、图1可知,在30天试验过程中,添加有植物生长调节剂的月季切花形态指标变化较小,有明显的保鲜效果。处理后第5天,各处理开始与对照组产生差异,从第15天开始各处理之间开始出现明显差异,其中F处理的保鲜效果最佳。
表2 不同植物生长调节剂对月季鲜切花质量的影响
Table 2 Effects of different plant growth regulators on the quality of Rosa chinensis fresh cut flowers
处理 | 4月25日 | 4月30日 | 5月5日 | 5月10日 | 5月15日 | 5月20日 | 5月25日 |
A | 5.00 | 5.00 | 5.00 | 4.33 | 4.00 | 3.00 | 3.00 |
B | 5.00 | 5.00 | 5.00 | 4.33 | 4.00 | 3.67 | 3.00 |
C | 5.00 | 5.00 | 4.33 | 4.00 | 4.00 | 3.33 | 3.00 |
D | 5.00 | 5.00 | 4.33 | 4.00 | 4.00 | 3.33 | 3.00 |
E | 5.00 | 5.00 | 5.00 | 4.67 | 4.33 | 4.00 | 3.33 |
F | 5.00 | 5.00 | 5.00 | 5.00 | 4.67 | 4.33 | 4.00 |
G | 5.00 | 5.00 | 5.00 | 4.67 | 4.00 | 4.00 | 3.00 |
H | 5.00 | 5.00 | 4.67 | 4.67 | 4.33 | 3.67 | 3.33 |
CK | 5.00 | 4.33 | 3.67 | 3.67 | 2.67 | 2.33 | 2.00 |
注:月季鲜切花形态指标测定参照表1。GA3按浓度梯度25、50、75、100 mg·L-1 加入基础保鲜液中,分别用A、B、C、D表示;6-BA按浓度梯度5、10、15、20 mg·L-1加入基础保鲜液中,分别用E、F、G、H表示,下同。
图1 不同植物生长调节剂对月季鲜切花质量的影响
Fig.1 Effects of different plant growth regulators on the quality of Rosa chinensis fresh cut flowers
2.2 不同浓度GA3、6-BA对月季鲜切花超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响
由表3、图2(a)可知,30天内,所有处理的SOD酶活性均呈增长趋势,其中以F处理的SOD活性最高。在图2(b)中,将F处理与CK进行比较,发现处理15天后,F处理SOD酶活性出现较明显的差异;处理30天后,其差异性有所降低。
表3 不同植物生长调节剂对月季鲜切花超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响(单位:U·g-1 FW)
Table 3 Effects of different plant growth regulators on SOD activity of Rosa chinensis fresh cut flowers
处理 | 5月5日 | 5月20日 | 6月4日 |
CK | 37.60 ± 3.08 | 55.99 ± 7.08 | 62.74 ± 5.49 |
A | 38.69 ± 3.22 | 70.37 ± 7.17 | 73.31 ± 5.51 |
B | 37.34 ± 3.44 | 63.20 ± 6.97 | 67.63 ± 5.50 |
C | 46.19 ± 3.69 | 54.47 ± 7.48 | 64.38 ± 5.94 |
D | 37.38 ± 1.26 | 52.48 ± 7.54 | 61.45 ± 6.34 |
E | 36.73 ± 1.37 | 62.18 ± 6.35 | 66.52 ± 6.11 |
F | 35.35 ± 1.58 | 72.68 ± 7.11 | 78.17 ± 6.77 |
G | 36.10 ± 1.12 | 68.47 ± 6.19 | 71.42 ± 4.78 |
H | 38.32 ± 0.10 | 56.09 ± 0.09 | 61.88 ± 0.45 |
2.3 不同浓度GA3、6-BA对月季鲜切花过氧化物酶(POD)活性的影响
由表4、图3(a)可知,对于贮藏期的月季切花,贮藏前15天,CK和各处理的月季鲜切花POD活性均有所增长,且各处理POD活性均高于对照CK,其中以B处理POD活性最高,但各处理之间的差异不明显。30天后,除B、D处理以外,其余处理POD活性均有所增长,以F处理增长速度最快。图3(b)中显示在处理后15天、30天后,F处理POD活性较CK出现显著性差异(P<0.05),其中以第30天的差异性最为明显(P<0.0001)。
表4 不同植物生长调节剂对月季鲜切花过氧化物酶(POD)活性的影响(单位:U·g-1 FW)
Table 4 Effects of different plant growth regulators on POD activity of Rosa chinensis fresh cut flowers
处理 | 5月5日 | 5月20日 | 6月4日 |
CK | 1.53 ± 0.24 | 3.69 ± 1.43 | 5.74 ± 4.30 |
A | 1.23 ± 0.18 | 4.53 ± 1.29 | 11.48 ± 4.45 |
B | 1.21 ± 0.20 | 8.41 ± 1.24 | 6.53 ± 4.63 |
C | 1.20 ± 0.21 | 4.86 ± 0.93 | 6.79 ± 4.93 |
D | 1.12 ± 0.23 | 6.26 ± 0.89 | 5.42 ± 5.31 |
E | 1.17 ± 0.25 | 5.46 ± 0.99 | 5.47 ± 5.58 |
F | 1.55 ± 0.27 | 7.66 ± 1.07 | 19.49 ± 5.69 |
G | 1.19 ± 0.04 | 5.64 ± 0.22 | 8.33 ± 0.83 |
H | 1.19 ± 0.03 | 5.40 ± 0.19 | 6.72 ± 0.19 |
(a)
(b)
图2 不同植物生长调节剂对月季鲜切花超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响
Fig.2 Effects of different plant growth regulators on SOD activity of Rosa chinensis fresh cut flowers
(a)
(b)
图3 不同植物生长调节剂对月季鲜切花过氧化物酶(POD)活性的影响
Fig.3 Effects of different plant growth regulators on POD activity of Rosa chinensis fresh cut flowers
2.4 不同浓度GA3、6-BA对月季鲜切花过氧化氢酶(CAT)活性的影响
由表5、图4(a)可知,在月季鲜切花贮藏期30天之间,CAT活性呈持续增长趋势。第15天时,各处理已经出现差异性,其中以A、B处理的CAT活性最高,分别为54.60 U·g-1 FW·min-1和52.72 U·g-1 FW·min-1。从第15天到第30天,F处理增长迅速,CAT活性最高,为71.24 U·g-1 FW·min-1。由图4(b)发现,第30天时,F处理的POD活性较CK出现明显的差异性,P<0.0001。
表5 不同植物生长调节剂对月季鲜切花过氧化氢酶(CAT)活性的影响(单位:U·g-1 FW)
Table 5 Effects of different plant growth regulators on CAT activity of Rosa chinensis fresh cut flowers
处理 | 5月5日 | 5月20日 | 6月4日 |
CK | 22.13 ± 1.66 | 31.85 ± 7.09 | 46.48 ± 6.60 |
A | 26.73 ± 1.50 | 54.60 ± 6.49 | 62.67 ± 5.56 |
B | 23.81 ± 1.35 | 52.72 ± 5.20 | 59.96 ± 5.77 |
C | 26.09 ± 1.44 | 40.54 ± 2.74 | 58.72 ± 6.21 |
D | 23.71 ± 1.34 | 40.39 ± 2.97 | 53.42 ± 6.80 |
E | 24.65 ± 1.48 | 35.40 ± 3.29 | 52.58 ± 7.07 |
F | 21.99 ± 1.67 | 43.12 ± 2.70 | 71.24 ± 6.67 |
G | 24.29 ± 0.71 | 41.52 ± 2.00 | 58.45 ± 1.13 |
H | 25.53 ± 0.35 | 37.56 ± 0.35 | 56.29 ± 0.26 |
(a)
(b)
图4 不同植物生长调节剂对月季鲜切花过氧化氢酶(CAT)活性的影响
Fig.4 Effects of different plant growth regulators on CAT activity of Rosa chinensis fresh cut flowers
3 结论
超氧化物歧化酶(SOD)的活性和植物抗逆性有密切联系,它能有效清除植物体内超氧自由基[21]。因此,植物可通过改变自身SOD活性来减轻体内的活性氧积累对植物造成的损坏。赵丹[22]等人在对干旱胁迫下3种野生花卉生理特性变化的研究中发现,随着环境胁迫的加强,绣线菊和京山梅花均出现SOD活性升高的趋势,从而提高了植物的适应能力,增强了植物的抗逆性。本实验结果显示,在月季鲜切花贮藏期30天之间,各处理的SOD活性呈持续增长趋势,这与赵丹等人的研究结果一致。
过氧化物酶(POD)活性的提高反映了月季切花的抗氧化能力增强,说明添加植物生长调节剂GA3、6-BA能提高月季切花贮藏期POD活性,有助于清除活性氧自由基。孙守家[23]等人研究发现,玫瑰花蕾在贮藏过程前期POD的活性呈缓慢上升趋势,究其原因,可能是由于POD利用SOD消除自由基时产生的H2O2进行与衰老有关的氧化反应,进一步清除了活性氧自由基,延缓植物衰老。
过氧化氢酶(CAT)能有效地清除各种活性氧基团,从而防止某些基团对细胞膜系统的破坏,避免过量的羟自由基对细胞的破坏。因此CAT活性的增强有利于增加植物抗逆性,这对贮藏期的月季鲜切花减缓衰老,保持品质有极大作用。本实验通过对CAT活性的测定,得知GA3、6-BA能提高贮藏期月季鲜切花CAT活性,提高了鲜切花的抗逆性。
本实验研究结果表明,在月季鲜切花贮藏期间,随着时间的推移,月季鲜切花衰老程度增强,而添加化学试剂对鲜切花保鲜有较明显的促进作用,这与植物生长调节剂种类、浓度有很大联系。结果表明,添加适宜浓度的GA3、6-BA能显著提高月季鲜切花贮藏期的保鲜效果,增强其抗氧化酶SOD、POD、CAT活性,从而延缓衰老、保持品质。其中,与对照组相比,添加10 mg·L-1 6-BA的处理在贮藏期对月季鲜切花的保鲜效果最为明显。
综上所述,在基础保鲜液中添加10 mg·L-1 6-BA有利于月季鲜切花运输过程中的保鲜,延缓鲜切花衰老,在保证其品质的同时延长其货架寿命,降低了进出口月季鲜切花运输的成本。
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作者简介:鲍欣蕾(1996—),女,中国农业大学硕士,农艺与种业专业,E-mail : shelley96116@163.com
1.中国农业大学 北京 100094
1. China Agricultural University, Beijing 100094
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