韦安星

（山东省单县东城街道办事处，山东 单县 274300）

玉米是重要的粮食和饲料作物，苗期易受低温冷害，影响玉米的正常生长[1]。研究发现，低温环境下植物体内的酶活性降低，导致酶促反应减弱，生长停滞；温度过低还会导致叶片光系统Ⅱ活性中心受损，从而降低叶片光合能力，影响物质积累和生长发育[2]。褪黑素是一种植物激素，能够调节植物对环境的耐受性，提高植物抗逆性。研究发现，褪黑素能够提高低温胁迫下植物的SOD、PO、CAT 活性，降低丙二醛含量，从而缓解低温对幼苗的过氧化伤害[3]。唐鸿吕等[4]研究表明，外源褪黑素处理能够有效缓解甘蓝幼苗期间低温胁迫造成的伤害，提高了甘蓝幼苗的抗低温能力。李欠敏等[5]研究表明，褪黑素处理的大白菜净光合速率和可溶性蛋白含量增加，SOD、POD 和APX 的活性提高，丙二醛含量降低。本文对低温胁迫下，不同浓度褪黑素对玉米幼苗生理特性的影响开展试验研究，为提高玉米苗期抗性提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验玉米品种为先玉335。

褪黑素试剂购于上海麦克林生化科技有限公司。

1.2 试验设计

试验采用完全随机设计，幼苗4 片真叶时以清水为对照，设置4 个褪黑素溶液浓度，分别为60、120、180、240μmol/L，均匀喷洒到叶片表面记为T1、T2、T3、T4 处理。褪黑素溶液每隔1 天喷1 次，共喷3 次。处理期间光周期为14 h（昼）、10 h（夜），光照强度33000 lx，温度为4℃（昼）、0℃（夜）。每个处理重复设置5 次重复，第3 次喷施48 h 后取样测定各指标。

1.3 试验准备

玉米种子消毒后在培养箱中催芽，露白后播种在50 孔穴盘中，随后放置在光照培养箱中，光周期为14 h（昼）、10 h（夜），温度为22℃（昼）、15℃（夜），光照强度6600 lx。处理7 天后移栽于6 cm×6 cm 营养钵中，转移至培养箱备用。

1.4 测定项目和方法

1.4.1 渗透调节物质测定。采用蒽酮比色法测定玉米幼苗可溶性糖含量，采用考马斯亮蓝G-250 染色法测定玉米幼苗可溶性蛋白质含量，采用酸性茚三酮显色法测定游离脯氨酸。

1.4.2 保护酶活性测定。参考李合生[8]的方法，测定SOD、POD 和CAT 活性。

1.5 数据分析

采用Excel 2010 和SPSS24.0 进行数据整理、分析，采用Duncan’s 法进行显著性检验。

2 结果与分析

2.1 外源褪黑素对低温胁迫玉米幼苗保护酶活性的影响

由表1 可知，外源褪黑素对低温胁迫玉米幼苗保护酶活性有显著影响。其中，SOD 活性随褪黑素浓度增加呈先升高后降低趋势，T3 处理达到最大值，各处理均显著高于CK，T1、T2、T3、T4 处理分别比CK 高7.99%、17.07%、33.19%、23.33%。POD 活性和SOD 变化趋势相似，T1、T2、T3、T4 处理分别比CK 高37.66%、53.55%、170.29%、120.50%。CAT活性随褪黑素浓度增加呈逐渐增加趋势，处理间差异均显著，且T1、T2、T3、T4 处理均显著高于CK，分别比CK 高61.64%、86.12%、134.12%、155.37%。

表1 不同浓度外源褪黑素处理的低温胁迫玉米幼苗保护酶活性

2.2 外源褪黑素对低温胁迫玉米幼苗渗透调节物质的影响

由表2 可知，外源褪黑素显著影响低温胁迫玉米幼苗的渗透调节物质含量。其中，随着褪黑素浓度增加，脯氨酸含量呈先升高后降低趋势，各处理均显著高于CK，T1、T2、T3、T4 处理分别比CK高13.42%、34.98%、59.86%、47.70%，各处理间差异均显著，T3 处理脯氨酸含量最高。可溶性糖含量变化趋势和脯氨酸相似，T1、T2、T3、T4 处理分别比CK高27.95%、69.38%、132.99%、87.86%，各处理间差异均显著。可溶性蛋白随褪黑素浓度增加呈逐渐增加趋势，T1、T2、T3、T4 处理分别比CK 高30.48%、104.81%、143.85%、127.81%。

表2 不同浓度外源褪黑素处理的低温胁迫玉米幼苗渗透调节物质

3 结论与讨论

植物在受到低温胁迫时，细胞内超氧阴离子大量积累，为了清除超氧阴离子，减小氧化损伤，植物体内会启动系列反应机制，其中包括抗氧化酶的作用。有研究表明，外源褪黑素能够提高植株在低温胁迫下的保护酶活性[6]。本次试验结果表明，褪黑素处理显著提高低温胁迫玉米幼苗叶片的SOD、POD 和CAT 活性，说明外源褪黑素能够提高幼苗对低温的适应能力，缓解低温造成的过氧化伤害。本次试验中，浓度为180μmol/L 时保护酶活性较高。

渗透调节物质是植物低于外界伤害的防御物质[7]。本次试验结果表明，外源褪黑素能够提高低温胁迫玉米幼苗的脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量，在浓度为180μmol/L 时，各渗透调节物质含量较高。由此可知，适宜浓度的外源褪黑素能够维持低温胁迫玉米幼苗叶片较高的渗透调节物质含量和抗氧化酶活性，浓度为 180μmol/L 时效果较佳。