摘 要：為探討玫瑰香葡萄根系生理生化指標與產(chǎn)量的相關性，在6—8月份每月采集同樣品種葡萄（高產(chǎn)，低產(chǎn)）根系進行分析，分別測定每時期下不同產(chǎn)量葡萄的根系活力、以及根系體內可溶性蛋白（Soluble protein）含量、丙二醛（MDA）含量、過氧化物酶（POD）活性、過氧化氫酶（CAT）活性。結果表明，高產(chǎn)葡萄根系可溶性蛋白含量，POD，CAT含量以及根系活力均顯著高于同月份低產(chǎn)葡萄的各項指標，且在6—8月份中，可溶性蛋白含量、POD、CAT含量以及根系活力均隨著月份而不斷升高，在8月份達到最高值，而MDA則呈先降低后升高趨勢，低產(chǎn)葡萄根系MDA含量均顯著高于高產(chǎn)葡萄。
關鍵詞：葡萄;產(chǎn)量;可溶性蛋白;丙二醛;過氧化物酶;過氧化氫酶;根活力
中圖分類號：S663.1 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2020.01.015
《華北農學報》（雙月刊）創(chuàng)刊于1986年，由河北、北京、天津、山西、河南、內蒙古六省市區(qū)農科院和農學會聯(lián)合主辦的大農業(yè)學術刊物。本刊立足華北，面向全國和全世界。
葡萄（Vitis vinifera L.）為葡萄科葡萄屬植物，是世界最古老的植物之一，也是人們喜愛食用的水果 [1]。葡萄果實中含有白藜蘆醇、齊墩果酸、β-谷甾醇、黃酮、鞣質、SOD、多種維生素、氨基酸、類固醇等多種活性物質，具有增強免疫、抵抗疾病等醫(yī)療保健功能[2]。研究發(fā)現(xiàn)，葡萄比阿司匹林能更好地阻止血栓形成，并能降低人體血清膽固醇水平，降低血小板的凝聚力，對預防心腦血管病有一定作用。葡萄越呈黑色，含黃酮類物質越多，若將葡萄皮和葡萄籽一起食用，對心臟的保護作用更佳[3]。
可溶性蛋白、MDA、POD、CAT作為植物重要的生理生化指標，可以保護植物體內細胞膜免受活性氧的傷害[4]?？扇苄缘鞍踪|含量是果蔬品質和營養(yǎng)的重要評價指標之一，與果蔬的生長發(fā)育、成熟衰老，抗病性、抗逆性密切相關。MDA作為植物在逆境條件下發(fā)生過氧化反應的產(chǎn)物，其存在也對一些生物膜造成損傷[5]。POD和CAT 共同作用具有增強根系清除過氧化物的能力，防止有毒物質的積累。根系通過POD，CAT活性的升高來降低氧化傷害等。根系活力可用脫氫酶活性反映[6]，只有活細胞才有脫氫酶等重要酶的活性，而且活細胞數(shù)量越多，細胞代謝越活躍，根系脫氫酶的活性越高，根系活力實際是根系活細胞數(shù)量及其代謝強度的綜合體現(xiàn)。在果實膨大期中，植株異常敏感[7]，此時植物地上部與地下部生長關系密切。通過觀察各根系指標變化趨勢，確定最佳的施肥時間。
為了提高葡萄的產(chǎn)量水平，預測生產(chǎn)潛能，葡萄根系的研究越來越受到人們的關注。但大多研究集中在葡萄分布特點以及葡萄的抗病性以及抗寒性。如繆成鵬等[8]研究了不同年份赤霞珠葡萄根系的分布，分析得出不同樹齡隨著土層深度的延伸，葡萄根系分布率呈倒 U 型曲線。劉麗等[9]研究了葡萄不同抗霜霉病品種的生理生化指標，介紹了不同品種的葡萄在接種霜霉病菌前后不同時期的防御酶活性、葉綠素含量及葉綠素熒光參數(shù)，研究其動態(tài)變化規(guī)律。對于葡萄根系生理生化指標的研究卻很少。葡萄品種豐產(chǎn)性的提升和產(chǎn)量的形成需要發(fā)揮根系生理生化特性，從而達到理想的增產(chǎn)效果，因此，筆者討論了不同時期高低產(chǎn)葡萄根系生理指標的變化，旨在為人們今后通過優(yōu)化葡萄土壤，改變葡萄根系生理生化特性，從而為提高產(chǎn)量，改良品種提供依據(jù)。
1 材料和方法
1.1 試驗材料
選取6月下旬、7月下旬、8月下旬3個階段中生長健康、無病害、均勻一致的葡萄根系用于試驗，其中高產(chǎn)葡萄的產(chǎn)量為22 500～30 000 kg·hm-2，低產(chǎn)葡萄的產(chǎn)量為15 000 kg·hm-2以下，葡萄品種為玫瑰香，砧木為本砧。試驗地點為天津漢沽區(qū)東尹村葡萄種植基地。試驗所涉及藥品、試劑及分光光度計（Lambda 35）、離心機與電子天秤等都均為天津農學院實驗室提供。
1.2 樣品采集
以葡萄主干為中心，分別將東，西，南，北4個方向上分為20×20×15 cm的小長方體，每個方向上隨機選取3格小長方體，將取出的根系進行標記，從中挑出長度大于3 cm的側根，選出3根完好無損的根系，冰凍保存，帶回實驗室放入冷凍冰箱保存。取樣時間為2018年6月到8月，每月的取樣時間分別為6月23日，7月21日，8月21日。
1.3 測定指標與方法
可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍方法[10]測定;丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸比色法（TBA）[10]測定;過氧化物酶（POD）活性采用愈創(chuàng)木酚法[11]測定;過氧化氫酶（CAT）活性采用紫外吸收法[11]測定;根系活力采用TTC還原法[12]測定。
1.4 數(shù)據(jù)處理與分析
使用SPSS22.0軟件對試驗所得數(shù)據(jù)進行方差分析，用Excel進行繪圖。
2 結果與分析
2.1 高產(chǎn)葡萄與低產(chǎn)葡萄根系6—8月可溶性蛋白含量的變化情況
由表1可知，高產(chǎn)葡萄3個月份間根系可溶性蛋白含量均存在極顯著差異（P<0.01），其中8月下旬時根系可溶性蛋白含量最高，為2.93 mg·g-1，而6月下旬時根系可溶性蛋白含量最低，為0.77 mg·g-1。低產(chǎn)葡萄根系可溶性蛋白含量3個月份間同樣存在極顯著差異（P<0.01），8月下旬時根系可溶性蛋白含量最高，為2.35 mg·g-1，而6月下旬時根系可溶性蛋白含量最低，為0.54 mg·g-1。
從整體上看，葡萄根系可溶性蛋白含量隨著月份的增加而增加，而在相同月份下高產(chǎn)與低產(chǎn)葡萄根系可溶性蛋白含量的對比中，8月下旬時高產(chǎn)葡萄根系可溶性蛋白含量極顯著高于低產(chǎn)葡萄根系可溶性蛋白含量（P<0.01），而7月下旬與6月下旬時高產(chǎn)葡萄與低產(chǎn)葡萄根系可溶性蛋白含量無顯著差異（P<0.05）。
2.2 高產(chǎn)葡萄與低產(chǎn)葡萄根系6—8月MDA含量的變化
由表2可知，在高產(chǎn)葡萄3個月份間根系MDA含量的變化中，8月下旬時根系MDA含量與6月下旬時根系MDA含量無顯著差異（P<0.05），但顯著高于7月下旬時根系MDA含量（P<0.05），而6月下旬與7月下旬時根系MDA含量無顯著差異（P<0.05）。而在低產(chǎn)葡萄3個月份間根系MDA含量的變化中，6月下旬時根系MDA含量與8月下旬時根系MDA含量無顯著差異（P<0.05），但顯著高于7月下旬時根系MDA含量，而8月下旬與7月下旬時根系MDA含量無顯著差異（P<0.05）。
而在相同月份，高產(chǎn)與低產(chǎn)葡萄根系MDA含量的對比中，6月下旬時低產(chǎn)葡萄根系MDA含量極顯著高于高產(chǎn)葡萄（P<0.01），而8月下旬與7月下旬高產(chǎn)葡萄與低產(chǎn)葡萄根系MDA含量無顯著性差異。同時從整體上看，葡萄根系MDA含量隨著時間的推移大體上呈先降低后上升的趨勢。
2.3 高產(chǎn)葡萄與低產(chǎn)葡萄根系6—8月POD含量的變化
由表3可知，在高產(chǎn)葡萄3個月份間根系POD活性的變化中，8月下旬時根系POD活性最高，為646.22 U·g-1·min-1，顯著高于7月下旬時根系POD活性（P<0.05），而6月下旬時根系POD活性最低，為254.41 U·g-1·min-1，極顯著低于8月下旬與7月下旬時根系POD活性（P<0.01）。在低產(chǎn)葡萄3個月份間根系POD活性的變化中，8月下旬時根系POD活性最高，為391.43 U·g-1·min-1，極顯著高于7月下旬與6月下旬時根系POD活性（P<0.01），但7月下旬與6月下旬根系POD活性無差異。
從整體上看，葡萄根系POD活性大體上隨著月份的增加而增加。而在相同月份下高產(chǎn)與低產(chǎn)葡萄根系POD活性的對比中，8月下旬與7月下旬時高產(chǎn)葡萄，根系POD活性均極顯著高于低產(chǎn)葡萄（P<0.01），而在6月下旬時高產(chǎn)葡萄與低產(chǎn)葡萄根系POD活性無顯著性差異。
2.4 高產(chǎn)葡萄與低產(chǎn)葡萄根系6—8月CAT活性的變化情況
由表4可知，在高產(chǎn)葡萄3個月份間根系CAT活性的變化中，8月下旬與7月下旬時根系CAT活性無顯著差異，卻極顯著高于6月下旬時根系CAT活性，7月下旬時根系CAT活性顯著高于6月下旬時根系CAT活性。與此同時，在低產(chǎn)葡萄3個月份間根系CAT活性的變化中，8月下旬時根系CAT活性最高，極顯著高于7月下旬與6月下旬時根系CAT活性（P<0.01），而7月下旬時根系CAT活性顯著高于6月下旬時根系CAT活性。
從整體上看，葡萄根系CAT活性隨著月份的增加而增加，而在相同月份下高產(chǎn)與低產(chǎn)葡萄根系CAT活性的對比中，8月下旬時高產(chǎn)葡萄根系CAT活性與低產(chǎn)葡萄根系CAT活性無顯著差異，7月下旬與6月下旬時高產(chǎn)葡萄根系CAT活性均顯著高于低產(chǎn)葡萄根系CAT活性（P<0.05）。
2.5 高產(chǎn)葡萄與低產(chǎn)葡萄6—8月根系活力的變化情況
由表5可知，在高產(chǎn)葡萄3個月份間根系活力的變化中，8月下旬與7月下旬根系活力無顯著差異，但二者均極顯著高于6月下旬時根系活力（P<0.01）。低產(chǎn)葡萄8月下旬與7月下旬時根系活力同樣無顯著差異，但二者均極顯著高于6月下旬時根系活力（P<0.01）。
在相同月份下高產(chǎn)與低產(chǎn)葡萄根系活力的對比中，高產(chǎn)葡萄根系活力極顯著高于低產(chǎn)葡萄，6月下旬，7月下旬與8月下旬3個月份間情況相同，均符合這一規(guī)律。因此從整體上看，高產(chǎn)葡萄根系活力強于低產(chǎn)葡萄根系活力，并且在相同產(chǎn)量的葡萄中根系活力隨著月份的增加而增強，
3 結論與討論
可溶性蛋白經(jīng)常被用作抗性篩選的指標之一[13]。在本試驗中，6—8月份根系可溶性蛋白含量都呈現(xiàn)上升趨勢。這可能是由于在果實生長旺季，根系所需要的水分增加，而天津降雨量偏少，根系就需要補充更多的可溶性蛋白來維持植物內的水分，保證果實的成熟。根系中可溶性蛋白含量多，既能夠維持根系水分，也能夠抵抗某些逆境生長，從而達到增加產(chǎn)量的作用。
丙二醛能夠毒害生物膜，抑制一些脂肪和蛋白的合成，其含量可作為生物膜損傷程度的判定，一般情況下丙二醛的含量變化越大，代表其對植物的毒害作用越強[5]。丙二醛較多，會與脂類、核酸、糖類及蛋白質發(fā)生劇烈地反應，降低膜中不飽和脂肪酸含量，降低膜電阻及膜的流動性，增加電解質泄漏量，改變質膜的結構和功能，從而影響植物正常的生理代謝能力，間接地對果實產(chǎn)量造成影響。
POD、CAT 等是植物體內重要的防御酶，其功能是參與活性氧清除，酚類、植保素和木質素等抗病相關物質的合成，破壞病原菌細胞壁等，使植物對病原菌產(chǎn)生抵抗能力[14]，并且防御酶活性的差異與植株抗病能力存在相關性[15]，是植物抗病性強弱的一個重要生理特征[16]。本試驗發(fā)現(xiàn)葡萄根系POD、CAT從6月到8月逐漸升高，且POD，CAT活性在相同月份時，高產(chǎn)都顯著高于低產(chǎn)?？梢哉J為根系POD、CAT活性的高低決定了植物對抗病原菌的能力強弱。
根系活力強弱與整個植株生命活動強度緊密相關[17]，它能反映植株的抗性， 從而體現(xiàn)出種植成本的投入。試驗表明，6—8月份中，根系活力逐月增加，高低產(chǎn)葡萄品種的根系活力存在明顯的差異特性，高產(chǎn)葡萄的根系活力顯著大于低產(chǎn)葡萄根系活力，說明葡萄的產(chǎn)量與根系活力呈正相關。因此，通過調控根系的生長發(fā)育來提高作物產(chǎn)量是必要的。
根系生理生化指標中，高產(chǎn)葡萄根系可溶性蛋白含量、POD活性、CAT活性、根系活力大體上高于低產(chǎn)葡萄，而高產(chǎn)葡萄根系丙二醛含量則大體上低于低產(chǎn)葡萄。
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文章名稱：玫瑰香葡萄產(chǎn)量差異與夏季根系生理特性的分析
