王永慧　高進　陳建平　等

摘要：以蕎麥高溫敏感品種川蕎3號和抗逆品種川蕎4號為材料，研究高溫脅迫下添加不同濃度谷氨酸和天冬氨酸對蕎麥幼苗生理特性的影響，結(jié)果表明，適當濃度谷氨酸和天冬氨酸處理，能明顯降低高溫脅迫下蕎麥葉片質(zhì)膜透性及MDA含量，其中，蕎麥敏感品種降低較多，適當濃度氨基酸對高溫脅迫下蕎麥敏感品種質(zhì)膜結(jié)構(gòu)和功能有重要保護作用；適當濃度谷氨酸和天冬氨酸處理可顯著提高蕎麥葉片SOD及APX活性，其中，蕎麥抗逆品種葉片SOD活性顯著高于對照，葉片APX活性可恢復(fù)至對照水平；天冬氨酸處理效果好于谷氨酸，谷氨酸和天冬氨酸處理最適濃度為30 μmol/L和20 μmol/L。

關(guān)鍵詞：谷氨酸；天冬氨酸；高溫脅迫；蕎麥；耐熱性；生理特性

中圖分類號： Q945.78文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2015）01-0108-02

收稿日期：2014-04-02

基金項目：國家自然科學基金（編號：31371552）；山東省自然科學基金（編號：ZR2010CL019）；青島農(nóng)業(yè)大學應(yīng)用型人才培養(yǎng)特色名校建設(shè)工程-2013年大學生科技創(chuàng)新。

作者簡介：劉懷珠（1990—），男，山東濟寧人，從事植物逆境生理研究。

通信作者：楊洪兵，博士，副教授，從事植物逆境生理研究。Tel：（0532）88030995；E-mail：hbyang@qau.edu.cn。高溫脅迫下作物產(chǎn)量受到嚴重影響[1]，特別是花期前后及灌漿期，高溫脅迫會顯著降低作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[2-4]。適宜濃度的外源硅酸鈉處理可以明顯減輕高溫脅迫引起的水稻結(jié)實降低現(xiàn)象[5]。氨基酸是植物細胞質(zhì)中重要的有機滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，武彥榮等研究發(fā)現(xiàn)，適宜濃度的外源氨基酸處理，可以顯著促進生菜生長[6]。蕎麥（Fagopyrum esculentum Moench）是蓼科蕎麥屬1年生栽培作物，含有人體必需的8種氨基酸，營養(yǎng)豐富，具有良好的保健功效[7]。試驗以抗逆性不同的蕎麥品種為材料，在高溫脅迫條件下添加不同濃度谷氨酸和天冬氨酸，測定質(zhì)膜透性、MDA（malondialdehyde）含量、SOD（superoxide dismutase）和APX（ascorbate peroxidase）活性等生理指標，研究高溫脅迫下氨基酸對蕎麥幼苗生理特性的效應(yīng)，為外源物質(zhì)提高蕎麥幼苗耐熱性應(yīng)用提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料培養(yǎng)和處理

以蕎麥高溫敏感品種川蕎3號和抗逆品種川蕎4號為材料，選籽粒飽滿種子，1 g/L高錳酸鉀消毒5 min，26 ℃培養(yǎng)箱萌發(fā)；幼苗采用Hoagland營養(yǎng)液培養(yǎng)，每5 d更換1次營養(yǎng)液，晝夜溫度分別為26 ℃和16 ℃，相對濕度約60%，常規(guī)管理；幼苗2葉1心期進行40 ℃高溫脅迫處理，10 h/d，并分別添加0、10、20、30、40、50 μmol/L谷氨酸或天冬氨酸，以常溫處理、不添加氨基酸為對照（CK）；3 d后取蕎麥頂端第2張葉片測量相關(guān)生理指標。每個處理重復(fù)3次。

1.2生理指標測定

參照李錦樹等的方法[8]測定質(zhì)膜透性；參照林植芳等的方法[9]測定MDA含量；采用氮藍四唑法[10]測定SOD活性；采用碘液滴定法[11]測定APX活性。

2結(jié)果與分析

2.1谷氨酸和天冬氨酸對高溫脅迫下蕎麥葉片質(zhì)膜透性的效應(yīng)

由圖1看出，高溫脅迫下蕎麥葉片質(zhì)膜透性顯著高于對照。適當濃度谷氨酸和天冬氨酸處理，高溫脅迫下蕎麥葉片的質(zhì)膜透性顯著下降。30 μmol/L谷氨酸處理，川蕎3號、川蕎4號葉片質(zhì)膜透性下降最多，分別比高溫脅迫降低3905%、2876%；20 μmol/L天冬氨酸處理，川蕎3號、川蕎4號葉片質(zhì)膜透性下降最多，分別比高溫脅迫降低55.67%、50.86%。

2.2谷氨酸和天冬氨酸對高溫脅迫下蕎麥葉片MDA含量的效應(yīng)

由圖2可見，高溫脅迫下蕎麥葉片的MDA含量顯著高于對照。適當濃度谷氨酸和天冬氨酸處理，高溫脅迫下蕎麥葉片的MDA含量顯著下降。30 μmol/L谷氨酸處理，川蕎3號、川蕎4號葉片的MDA含量下降最多，分別比高溫脅迫降低3294%、27.44%；20 μmol/L天冬氨酸處理，川蕎3號葉片的MDA含量下降最多，比高溫脅迫降低43.80%；20、30 μmol/L 天冬氨酸使川蕎4號葉片的MDA含量下降較多，

分別比高溫脅迫降低38.60%、38.37%。

2.3谷氨酸和天冬氨酸對高溫脅迫下蕎麥葉片SOD活性的效應(yīng)

由圖3可見，高溫脅迫下蕎麥葉片的SOD活性比對照顯著降低。不同濃度谷氨酸和天冬氨酸處理，高溫脅迫下2個蕎麥品種葉片的SOD活性顯著升高，30 μmol/L谷氨酸處理，川蕎3號、川蕎4號葉片的SOD活性增加最多，分別比高溫脅迫增加59.83%、53.52%，其中，川蕎4號葉片的SOD活性達到對照水平；20 μmol/L天冬氨酸處理，川蕎3號、川蕎4號葉片的SOD活性增加最多，分別比高溫脅迫增加84.17%、7132%，其中，川蕎4號葉片的SOD活性顯著高于對照。

2.4谷氨酸和天冬氨酸對高溫脅迫下蕎麥葉片APX活性的效應(yīng)

由圖4可見，高溫脅迫下蕎麥葉片的APX活性顯著低于對照。不同濃度谷氨酸和天冬氨酸處理，高溫脅迫下2個蕎麥品種葉片的APX活性增加顯著，30、40 μmol/L谷氨酸處理，川蕎3號葉片的APX活性增加較多，分別比高溫脅迫增加64.44%、68.89%；30 μmol/L谷氨酸處理，川蕎4號葉片的APX活性增加最多，比高溫脅迫增加50.82%；20 μmol/L天冬氨酸處理，川蕎3號、川蕎4號葉片的APX活性增加最多，分別比高溫脅迫增加84.44%、77.05%，其中，川蕎4號在高溫脅迫下葉片的APX活性達到對照水平。

3討論與結(jié)論

高溫脅迫下，油茶和黑麥草葉片的質(zhì)膜透性和MDA含量呈遞增趨勢[12-13]；適宜濃度腐殖酸處理可降低掌葉半夏幼苗的MDA含量[14]，提高幼苗的抗熱性；適宜濃度外源脯氨酸處理能顯著降低高溫脅迫下黃瓜葉片的質(zhì)膜透性和MDA含

量[15]，從而緩解膜脂過氧化而降低葉片受到的傷害。本試驗結(jié)果表明，適當濃度的谷氨酸和天冬氨酸處理，能明顯降低高溫脅迫下蕎麥葉片的質(zhì)膜透性及MDA含量，蕎麥高溫敏感品種降低較多，這說明適當濃度氨基酸對高溫脅迫下蕎麥高溫敏感品種的質(zhì)膜結(jié)構(gòu)和功能具有一定的保護作用。

辣椒和獼猴桃葉片的SOD活性，在高溫脅迫下呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢[16-17]；適宜濃度的精胺處理，可以顯著增強高溫脅迫下獼猴桃葉片的SOD和APX活性[18]。本試驗結(jié)果表明，不同濃度谷氨酸和天冬氨酸處理，均使高溫脅迫下蕎麥葉片的SOD和APX活性顯著升高，特別是適當濃度天冬氨酸，能使高溫脅迫下抗逆蕎麥品種的葉片SOD活性顯著升高，葉片的APX活性恢復(fù)至對照水平，從而消除高溫脅迫對抗氧化酶活性的傷害效應(yīng)，有利于蕎麥抗熱性的提高。

綜上所述，適當濃度谷氨酸和天冬氨酸處理，能明顯改善高溫脅迫下蕎麥幼苗的生理特性，谷氨酸和天冬氨酸處理的最適濃度分別為30 μmol/L和20 μmol/L，其中，天冬氨酸處理效果好于谷氨酸。

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