葉面噴施γ-氨基丁酸對黃瓜幼苗耐旱性的影響

羅 潔

（長江大學(xué)文理學(xué)院，湖北 荊州 434020）

干旱脅迫是影響植物幼苗生長的主要非生物脅迫之一[1]。在干旱脅迫下，植物體內(nèi)活性氧會迅速積累，丙二醛（MDA）含量也增加[2，3]。雖然植物也可以通過增強SOD、POD和CAT 等抗氧化酶活性來清除活性氧抵抗干旱脅迫，但自身的調(diào)節(jié)能力有限，仍會受到較高程度的傷害[4]。

γ—氨基丁酸作為一種生物本身具有的氨基酸，食用安全性高，也可以被應(yīng)用于提高植物抗逆性[5]。如趙嫚等人發(fā)現(xiàn)外源施用GABA 可以通過增強金花菜的SOD、POD 和CAT活性來提高其鹽脅迫抗性[6]；陳鳳瓊等人發(fā)現(xiàn)外源施用GABA 可以通過增強菜用大豆SOD 和CAT 活性來提高其耐冷性[7]；于立堯等人發(fā)現(xiàn)外源γ-氨基丁酸可以提高甜瓜幼苗的耐旱性[8]。 黃瓜是重要的瓜類蔬菜之一，但其幼苗在生長過程中，也易遭受干旱脅迫的傷害。因此，本研究以黃瓜為材料，研究了葉面噴施GABA 對黃瓜耐旱性的影響，可以為能否應(yīng)用GABA提高黃瓜耐旱性提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用黃瓜品種為津春4 號，由新泰市祥云種業(yè)有限公司生產(chǎn)。試驗所用基質(zhì)由江蘇培蕾基質(zhì)科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)。

1.2 播種

取黃瓜種子，50℃溫水浸種消毒15 min，然后浸泡6 h，接著置于鋪有兩層濕潤濾紙的培養(yǎng)皿。最后將種子放于28℃培養(yǎng)箱催芽，待種子萌發(fā)后，播種于50孔穴盤。

1.3 試驗設(shè)計

待幼苗兩葉一心時，葉面噴施水或50 mmol/L GABA 后，采用20%PEG6000進(jìn)行干旱處理，對照正常澆水。每個處理6株，3次重復(fù)。

1.4 表型指標(biāo)的測定

在干旱處理0 d、1 d、3 d、5 d和7 d時，用電子天平測定各處理植株地上部和根系鮮質(zhì)量。

1.5 生理指標(biāo)的測定

在干旱處理0 d、1 d、3 d、5 d和7 d時，分別測定株高和葉綠素含量以及葉片和根系的MDA 含量、SOD 活性、POD 活性和CAT活性。葉綠素含量采用SPAD儀測定。葉片和根系的MDA 含量、SOD 活性、POD 活性和CAT 活性均采用南京建成生物工程研究所的試劑盒測定，測定方法參考其說明書。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉面噴施GABA對干旱脅迫下黃瓜幼苗形態(tài)的影響

干旱處理7 d 時，無論葉面噴施水還是GABA，干旱脅迫均抑制了黃瓜幼苗的生長。同時，與葉面噴施水相比，噴施GABA的黃瓜在正常水分和干旱脅迫下的地上部和根系均明顯增加。

圖1 葉面噴施GABA對干旱脅迫下黃瓜幼苗表型的影響Fig.1 Effects of foliar spraying GABA on phenotype of cucumber seedlings under drought stress

2.2 葉面噴施GABA對干旱脅迫下黃瓜幼苗株高的影響

圖2 葉面噴施GABA對干旱脅迫下黃瓜幼苗株高的影響Fig.2 Effects of foliar spraying GABA on plant height of cucumber seedlings under drought stress

處理1 d、3 d、5 d和7 d 時，在正常條件下，葉面噴施GABA 比葉面噴施水的黃瓜幼苗株高分別增加了8.3%、15.8%、18.3%和20.5%，在干旱脅迫下，葉面噴施GABA 比葉面噴施水的黃瓜幼苗株高分別增加了6.0%、6.3%、14.1%和9.4%。

2.3 葉面噴施GABA 對干旱脅迫下黃瓜幼苗葉片SPAD 值的影響

圖3 葉面噴施GABA對干旱脅迫下黃瓜幼苗葉片SPAD值的影響Fig.3 Effects of foliar spraying GABA on SPAD of cucum ber seedlings under drought stress

處理1 d、3 d、5 d和7 d 時，在正常條件下，葉面噴施GABA 比葉面噴施水的黃瓜幼苗葉綠素含量分別增加了2.0%、2.7%、5.0%和13.5%，在干旱脅迫下，葉面噴施GABA 比葉面噴施水的黃瓜幼苗葉綠素含量分別增加了1.4%、1.4%、14.9%和33.1%。

2.4 葉面噴施GABA 對干旱脅迫下黃瓜幼苗地上部和根系鮮質(zhì)量的影響

圖4 葉面噴施GABA對干旱脅迫下黃瓜幼苗地上部和根系鮮質(zhì)量的影響Fig.4 Effects of foliar spraying of GABA on aboval and root fresh weight of cucumber seedlings under drought stress

干旱7 d 時，在正常條件下，葉面噴施GABA 比葉面噴施水的黃瓜地上部鮮質(zhì)量和根系鮮質(zhì)量分別增加了28.5%和37.7%，在干旱脅迫下，葉面噴施GABA 比葉面噴施水的黃瓜幼苗地上部鮮質(zhì)量和根系鮮質(zhì)量分別增加了98.8%和61.1%。

2.5 葉面噴施GABA 對干旱脅迫下黃瓜幼苗葉片和根系MDA含量的影響

圖5 葉面噴施GABA對干旱脅迫下黃瓜幼苗葉片和根系MDA含量的影響Fig.5 Effects of foliar spraying GABA on MDA content in leaves and roots of cucumber seedlings under drought stress

干旱7 d 時，在正常條件下，葉面噴施GABA 與葉面噴施水的黃瓜葉片和根系MDA 含量無明顯差異，在干旱脅迫下，葉面噴施GABA 比葉面噴施水的黃瓜幼苗葉片和根系MDA含量分別減少了28.6%和32.7%。

2.6 葉面噴施GABA 對干旱脅迫下黃瓜幼苗葉片和根系SOD活性的影響

圖6 葉面噴施GABA對干旱脅迫下黃瓜幼苗葉片和根系SOD活性的影響Fig.6 Effects of foliar spraying GABA on SOD activity of cucumber seedling leaves and roots under drought stress

干旱7 d 時，在正常條件下葉面噴施GABA 比葉面噴施水的黃瓜幼苗葉片和根系SOD 活性分別增加了16.6%和9.0%，在干旱脅迫下，葉面噴施GABA 比葉面噴施水的黃瓜幼苗葉片和根系SOD活性分別增加了22.9%和14.6%。

2.7 葉面噴施GABA 對干旱脅迫下黃瓜幼苗葉片和根系POD活性的影響

圖7 葉面噴施GABA對干旱脅迫下黃瓜幼苗葉片和根系POD活性的影響Fig.7 Effects of foliar spraying GABA on POD activity of cucumber seedling leaves and roots under drought stress

干旱7 d 時，在正常條件下葉面噴施GABA 比葉面噴施水的黃瓜幼苗葉片和根系POD 活性分別增加了12.8%和124.7%，在干旱脅迫下，葉面噴施GABA 比葉面噴施水的黃瓜幼苗葉片和根系POD活性分別增加了71.3%和93.9%。

2.8 葉面噴施GABA 對干旱脅迫下黃瓜幼苗葉片和根系CAT活性的影響

圖8 葉面噴施GABA對干旱脅迫下黃瓜幼苗葉片和根系CAT活性的影響Fig.8 Effects of leaf spraying GABA on CAT activity of cucumber seedling leaves and roots under drought stress

干旱7 d 時，在正常條件下葉面噴施GABA 比葉面噴施水的黃瓜幼苗葉片和根系CAT 活性分別增加了10.4%和5.2%，在干旱脅迫下，葉面噴施GABA 比葉面噴施水的黃瓜幼苗葉片和根系CAT活性分別增加了51.7%和47.6%。

3 討論與總結(jié)

在干旱脅迫下，植株的地上部和根系生長一般會被抑制，但使用GABA 可以明顯改善干旱脅迫對植株生長的抑制。在本研究中，葉面噴施GABA 可以顯著改善干旱脅迫下黃瓜幼苗地上部和根系的生長狀態(tài)，提高黃瓜幼苗的耐旱性，與于立堯等[8]人的結(jié)果一致。

在干旱脅迫下，使用GABA 不僅可以降低一些植物的MDA 含量，也可以提高抗氧化酶活性。賈邱穎等人發(fā)現(xiàn)GABA 可以提高嫁接番茄的SOD、POD 和CAT 活性[9]。在本研究中，葉面噴施GABA 可以顯著降低干旱脅迫下黃瓜幼苗葉片和根系的MDA 含量，顯著增加干旱脅迫下黃瓜葉片和根系的抗氧化酶活性，與賈邱穎等[9]人的研究結(jié)果一致。此外，賈邱穎等[9]人研究中僅在葉片中測定了抗氧化酶活性，不同的是，本研究還發(fā)現(xiàn)GABA 也可以提高根系的抗氧化酶活性，說明葉片施用GABA 也可以影響黃瓜幼苗根系的抗氧化能力。

綜上所述，葉面噴施GABA 可以顯著提高黃瓜幼苗的耐旱性。在生產(chǎn)中，可以通過噴施合適濃度的GABA 來減輕干旱脅迫對黃瓜幼苗的傷害。