水仙是石蒜科（Amaryllidaceae）水仙属（Narcissus）多年生草本植物,其花姿优美、花香馥郁、叶片浓绿,是世界各国广泛种植的观赏植物。中国水仙（Narcissus tazetta var. chinensis）是传统的十大名花之一,也是福建省省花,但其种球繁育一般需要3 a,周期长,应用方式单一,经济效益不理想,花农的生产积极性逐年下降。在中国水仙种球培育期间每年都会抽生花枝,这些花枝会大量消耗营养,不利于种球膨大,严重影响其花球质量。将未开放的花苞整枝切除,进行相应处理,可以作为鲜切花出售,既可提高水仙栽培的附加值,又可提高水仙种球等级,增加生产效益。硫代硫酸银（STS）[1]、赤霉素[2]和部分杀菌剂[3]对中国水仙切花叶片与花枝、贮藏保鲜的研究已有报道;但不同报道的结果一致性较差。鲜切花离开母体,失去营养供给来源,在瓶插过程中容易凋亡衰败[4],中国水仙花期较短,如何有效使用瓶插液来延长其切花观赏周期,提高观赏价值,开发新型产品类型和销售模式,增加栽培效益是生产中急需解决的问题。
植物生长调节剂和各种有机酸被广泛用于切花的保鲜。赤霉素作为植物生长调节剂,在非洲菊[5]、芍药[6]、玫瑰[7]与雏菊[8]等切花保鲜研究中发现其作为瓶插液的主要成分时,能通过推迟切花鲜重的降低,提高花瓣中可溶性蛋白含量与抗氧化酶的活力,达到很好的保鲜效果。苯甲酸是切花保鲜常用的一种有机酸,能够起到酸化溶液、防腐保鲜作用[9],是切花瓶插保鲜液的常见组分。在紫罗兰[10]、非洲菊[11,12]与马蹄莲[13]切花保鲜的研究中发现在瓶插液中添加苯甲酸能够维持切花鲜重,降低体内PRO含量,有助于延长切花的寿命。蔗糖普遍被作为切花保鲜过程中的能源物质,1%~5%的蔗糖溶液作为基础配方常与其他保鲜物质混合使用组成复合瓶插液[14,15,16,17,18],目前各种已报道的配方与试剂在不同品种的鲜切花中有效搭配和使用浓度存在明显差异。本研究选择在1%蔗糖溶液中分别添加不同浓度的赤霉素与苯甲酸,设置不同组合瓶插保鲜液,分析其对切花水仙瓶插寿命、鲜重变化率和部分相关生理生化指标的影响,以期筛选出最适配方,同时初步探讨保鲜剂发挥作用的部分生理生化基础。
1 材料与方法
1.1 材料
切花材料：漳州水仙‘金盏银台’品种,由福建农林大学漳州市水仙花种植基地繁育,选取花苞初现、生长状态一致,无病虫害的花枝作为试验材料。
试剂：蔗糖（国药集团化学试剂有限公司生产)、苯甲酸（阿拉丁生化科技股份有限公司生产）、赤霉素（上海翊圣生物技术有限公司生产）、生理指标检测试剂盒（苏州科铭生物技术有限公司生产）。
1.2 方法
1.2.1 切花材料的处理和瓶插保鲜液配比 在蒸馏水中将切花茎底端剪成斜切面以保证水分的吸收,花枝长度约为25 cm,剪切完毕后迅速插入含100 mL不同保鲜剂的培养瓶中。瓶口处用塑料薄膜封口,防止水分散失,置于无阳光直射,温度8~15 ℃,空气湿度60%~80%的室内,光照条件为室内自然光,每2 d更换1次瓶插保鲜液。本研究保鲜剂配方采用二因素三水平完全随机区组的方法,每处理3次重复,每重复10枝花,具体配方如下：CK：蒸馏水;A：1%蔗糖+100 mg/L苯甲酸;B：1%蔗糖+200 mg/L苯甲酸;C：1%蔗糖+500 mg/L苯甲酸;D：1%蔗糖+50 mg/L赤霉素;E：1%蔗糖+100 mg/L赤霉素;F：1%蔗糖+200 mg/L赤霉素。
1.2.2 中国水仙切花瓶插寿命测定 从瓶插后第1朵花开放开始计算瓶插寿命,花枝上80%的花朵枯萎,失去观赏价值时,为瓶插寿命结束的标志,取10枝花的平均寿命。
1.2.3 鲜切花的花枝鲜重变化率 以瓶插第1天起的花枝重量为初始鲜重,之后每3 d称量单枝花枝的鲜重,与对应花枝初始鲜重相比,得到花枝鲜重变化率,取10枝花的平均值。
1.2.4 中国水仙切花保鲜期间相关生理生化指标的测定 从切花瓶插当日开始,每3 d称取各处理的中国水仙切花上小花的花瓣作为样品,进行相关生理指标的测定,测定时每指标均重复3次,每次重复需样品0.1 g。超氧化物歧化酶（SOD）活性的测定采用氮蓝四唑（NBT）光还原法;过氧化物酶（POD）活性的测定采用愈创木酚法法;过氧化氢酶（CAT）活性的测定采用紫外吸收法;可溶性蛋白质的测定：采用二喹啉甲酸法（BCA法）;游离脯氨酸（PRO）含量的测定：采用茚三酮显色反应;丙二醛（MDA）含量的测定：采用硫代巴比妥酸（TBA）法。所需试剂盒均购自苏州科铭生物技术有限公司。
1.3 数据处理
采用SPSS 25.0 软件对数据进行单因素方差分析（one-way ANOVA）,显著水平采用α=0.05鉴定。本研究所有处理均设置3次重复。
2 结果与分析
2.1 苯甲酸与赤霉素对中国水仙切花瓶插寿命的影响
不同浓度的苯甲酸与赤霉素处理对中国水仙切花的瓶插寿命的影响不同（表1）。200 mg/L赤霉素处理（F）延长观赏期的效果最为显著,较对照组增加了2.5 d。添加50 mg/L赤霉素处理（D）与100 mg/L赤霉素处理（E）相较对照分别延长1.6与2.1 d。添加500 mg/L苯甲酸处理（C）后期花茎硬度下降,且与对照相比切花寿命没有明显区别。而100 mg/L苯甲酸处理（A）与200 mg/L苯甲酸处理（B）较对照组的瓶插寿命有所延长,分别增加了1.3、1.6 d。总体而言,添加赤霉素对中国水仙瓶插寿命的延长效果上比苯甲酸的处理组明显。
表1 苯甲酸与赤霉素对中国水仙切花瓶插寿命与鲜重变化率的影响Tab.1 Effect of benzoic acid and gibberellin on vase life and fresh weight changing rate in Chinese narcissus cut flowers |
| 处理 Treatment | 瓶插寿命 Vase life/d | 鲜重变化率Fresh weight changing rate/% | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 3 d | 6 d | 9 d | 12 d | 15 d | ||
| CK | 11.0±0.67c | 104.9±1.5a | 104.3±0.6c | 102.8±1.0c | 96.2±1.0c | 88.3±0.5e |
| A | 12.3±0.67b | 105.4±0.7a | 108.4±0.8a | 104.5±0.9b | 102.1±1.0a | 95.9±1.0c |
| B | 12.6±0.53b | 104.3±1.0b | 105.4±0.6b | 104.8±0.6b | 102.3±1.2a | 99.5±0.8ab |
| C | 10.8±0.63c | 103.3±1.0c | 106.7±0.9a | 104.5±0.8a | 94.9±0.9d | 84.0±0.9f |
| D | 12.6±1.17b | 105.1±1.3b | 107.1±1.2a | 106.6±1.0a | 100.8±1.3b | 94.7±1.2d |
| E | 13.1±0.88ab | 105.4±0.7a | 105.5±0.6b | 104.7±0.9b | 101.5±1.0ab | 99.7±1.3a |
| F | 13.5±1.08a | 106.1±0.9a | 107.2±1.3a | 104.9±0.8b | 101.6±1.2ab | 98.7±0.5b |
Note: Different lowercase letters in the same column indicate significant difference (P<0.05). | |
注: 同列不同小写字母表示差异显著（P<0.05）。 |
2.2 苯甲酸与赤霉素对中国水仙切花鲜重变化率的影响
在整个观测期间各处理组和对照组的切花鲜重均呈现先升后降趋势（表1）。各处理在第6天至第9天的花朵盛开期鲜重增加率处于较高水平,对照组鲜重增加率要低于所有赤霉素处理、100 mg/L苯甲酸处理（A）与200 mg/L苯甲酸处理（B）。在瓶插第9天后,各处理的鲜重增加幅度开始变缓,对照组与500 mg/L苯甲酸处理（C）的鲜重在第9天达到峰值后开始下降,其中对照组在瓶插第15天鲜重较初始鲜重下降了21.7%,较500 mg/L苯甲酸组（C）下降了26%。其余配方中切花鲜重较对照组推迟3~ 6 d达到最大鲜重,且后期较初始鲜重的下降率均保持在10%以内,可见添加苯甲酸和赤霉素后在后期能更好的保持切花鲜重。
2.3 苯甲酸与赤霉素对中国水仙切花MDA含量的影响
MDA是膜脂过氧化的产物,通常其含量越高说明植物膜脂过氧化程度越强。各个处理以及对照在瓶插过程中MDA含量均呈上升趋势（图1）。瓶插前期各处理的MDA含量上升平缓,含量较为接近,后期随瓶插时间的延长,各处理与对照之间差距拉大。从瓶插第9 天起,除500 mg/L苯甲酸处理（C）的MDA含量开始高于对照以及其他处理外,其余处理都在瓶插期间的MDA含量均低于对照。在瓶插第15天,100 mg/L苯甲酸组（A）与200 mg/L苯甲酸组（B）较对照组MDA含量降低了24.8%与30.9%,而50、100、200 mg/L赤霉素处理组（D、E、F）较对照组MDA含量分别降低了19.5%、20.4%、16.1%。
2.4 苯甲酸与赤霉素对中国水仙切花保护酶活性的影响
SOD是清除氧自由基的酶,各处理切花SOD活性在前期升高后期开始下降（图2）。含200 mg/L赤霉素的处理组（F）在第9天,SOD活性是对照的1.3倍,200 mg/L苯甲酸处理（B）在第9天,SOD活性是对照组的1.2倍,且后期SOD活性也维持在较高水平。除500 mg/L苯甲酸处理（C）外,各处理下的切花SOD活性在瓶插第6天后均高于对照组,说明适当的瓶插液配方使切花体内SOD活性有一定的提高,这有利于清除切花体内的O2-,其中以添加200 mg/L苯甲酸处理组（B）效果最好,200 mg/L赤霉素（F）次之。
POD可以分解植物体内的过氧化氢,在瓶插期间切花的POD活性呈先上升后下降的趋势（图3）。在第9天,含500 mg/L苯甲酸处理组（C）的POD活性达到峰值,100 mg/L苯甲酸处理组（A）与50 mg/L赤霉素处理组（D）在第15天活性最高,而其他处理及对照均在第12天达到峰值,其中含200 mg/L赤霉素（F）、200 mg/L苯甲酸组（B）和100 mg/L苯甲酸的处理组（A）的POD活性分别是对照组的2.0、1.3与1.3倍。可见,添加苯甲酸与赤霉素有益于后期保持POD的较高活性,提高切花对过氧化氢伤害的防御能力。
CAT同属植物体内的抗氧化系统,能够分解植物体内的过氧化氢,防止膜脂的过氧化。瓶插过程中,其活性峰值集中在瓶插前期（图4）。在第3天,100 mg/L赤霉素组（E）的CAT活性最高,是对照组的1.1倍。在第9天,多数处理的CAT活性有所降低,在第12天又有所回升,其中200 mg/L苯甲酸组（B）的CAT活性最高,是对照组的1.3倍。在整个瓶插期间,各处理组的CAT活性变化规律不尽相似,但处理组与对照组相比,瓶插大部分时期都能提高切花花瓣内CAT的活性。
2.5 苯甲酸与赤霉素对中国水仙鲜切花可溶性蛋白和PRO含量的影响
在整个瓶插期间切花的可溶性蛋白含量呈现先升后降趋势（图5）,多数处理的可溶性蛋白质含量都在第6天后有一个显著的提升,在第9天达到峰值,之后开始迅速降低。对照组可溶性蛋白含量的变化趋势较为平缓,瓶插前期可溶性蛋白质含量的上升不明显,含量的峰值较大多数瓶插液处理组要低。在瓶插第9天,含100 mg/L苯甲酸处理组（A）可溶性蛋白含量为苯甲酸处理组内最高,比对照高34.3%,而50、100、200 mg/L赤霉素处理（D、E、F）较对照组分别高出42.4%、41.7%与58.6%。
3 讨论
蔗糖作为重要的能源物质,在瓶插液中的使用已经非常广泛,研究中常以1%~5%的蔗糖溶液为基础溶液添加其他保鲜物质来探究其保鲜效果[16,17,18],本研究中的瓶插液的基础成分为1%蔗糖,这保证了切花在瓶插过程中能源的持续性供给。苯甲酸的加入能够提高瓶插液的酸度,抑制瓶插液中微生物的生长,阻止花茎维管束堵塞[9]。当加入的苯甲酸浓度为100、200 mg/L时,对延长水仙切花的的瓶插寿命有着较好的效果,500 mg/L苯甲酸处理后瓶插寿命略低于对照,显示了高浓度的苯甲酸可能对切花产生不良影响。后期观测也证实了这一问题,含500 mg/L苯甲酸瓶插液处理的水仙切花后期花茎下部软化,茎杆硬度出现明显下降,在前人的研究中暂时没有出现过类似结果,推测可能是由于高浓度的苯甲酸使瓶插液过酸,而较酸性的溶液诱导了细胞壁的降解[21],加之中国水仙切花的花茎中空,影响到其硬度,导致后期花枝下部软化,花枝倾斜歪倒,降低了切花观赏品质,其具体原因有待进一步验证。
切花的离体生长及衰老过程也受到激素的影响和调控,赤霉素属于常见的植物生长调节剂,参与调控了花的发育与衰老,多数研究表明使用赤霉素可以延长切花寿命,提高观赏价值[22,23,24,25,26]。赤霉素可能在保持细胞膜完整性方面发挥着一定作用[27],本研究中赤霉素处理组的SOD与POD活性在瓶插12 d内均维持在较高水平,在前期CAT活性也高于对照组,切花体内较高的抗氧化酶活性意味着切花拥有更好的防御超氧自由基等有害物质的能力,能够减轻膜脂过氧化的伤害,减少MDA积累,这与郭绍霞等[6]、陈志怡等[8]、Saeed等[28]的研究结果一致。研究中含赤霉素的处理在瓶插期间的MDA含量低于对照也证实了赤霉素在缓解膜脂过氧化方面的积极作用。可溶性蛋白是切花发育与衰老的重要指标,通常切花在盛开到衰老的过程中其含量都会有所下降[29,30,31],本研究中瓶插液添加赤霉素的切花其可溶性蛋白的峰值显著高于对照组,且在后期可溶性蛋白含量有所下降的情况下仍高于对照组。在对牡丹、玫瑰和丁香的切花研究中也有类似的结论[32,33,34],切花体内蛋白质降解减缓,可溶性蛋白含量维持在较高水平有利于延长切花的瓶插寿命。本研究结果显示不同浓度赤霉素的添加均达到了较好的保鲜效果,含200 mg/L赤霉素的瓶插液处理能最大限度延长切花瓶插寿命,添加100 mg/L赤霉素的保鲜液在保鲜效果上明显高于50 mg/L赤霉素,略低于200 mg/L赤霉素。本研究中200 mg/L的赤霉素对水仙切花保鲜效果最佳,但Saeed等[28]研究发现赤霉素在50 mg/L浓度时较200 mg/L对剑兰切花保鲜效果更好,显然切花类型不同瓶插时赤霉素的最佳保鲜浓度也不一致,生产中需对不同类型切花分别进行相应的测定。
综上可知,中国水仙切花保鲜液以1%蔗糖溶液为基础,添加赤霉素的保鲜效果优于苯甲酸,瓶插液赤霉素浓度为200 mg/L时的效果最好。