姜荷花观赏苞片衰老生理及永生花制作技术研究.pdf

现代 农业科技 2023 年 第 1 期林业科学 姜 荷花观赏苞片衰老生理及永生花制作技术研究 董 青 1 曹 雪蕊 1 韩 亚飞 2 胡 伟 1 毛 俐慧 1 邹 清成 1 田 丹青 1 1 浙江省园林植物与花卉研究所 浙 江杭州 311251 2 邹城市自然资源和规划局 山 东邹城 273500 摘 要 本文以姜荷花品种清迈粉为研究对象 对姜荷花观赏苞片衰老生理进行了研究 并探讨了姜荷花永 生花制作技术 结果表明 随着观赏苞片的衰败 观赏苞片持续受到活性氧伤害 在观赏苞片全部展开达到盛花 期时 超氧化物歧化酶清除超氧根离子的能力达到顶峰 观赏苞片初花期过氧化氢酶在清除过氧化氢中起着重 要作用 观赏苞片衰败期过氧化物酶在清除过氧化氢中起着重要作用 盛花期 观赏苞片中脯氨酸含量最高 超 氧化物歧化酶活性最强 观赏苞片耐逆性最佳 姜荷花永生花制作技术的出现既可丰富永生花产品种类 又可增 加花卉产业经济效益 实际应用价值较高 关键词 姜荷花 衰老生理 永生花 制作技术 中图分类号 S682 2 9 文 献标识码 A 文 章编号 1007 5739 2023 01 0106 05 DOI 10 3969 j issn 1007 5739 2023 01 028 开 放科学 资源服务 标识码 OSID Study on Ornamental Bract Senescence Physiology of Curcuma alismatifolia Gagnep and Its Immortal Flowers Production Technology DONG Qing 1 CAO Xuerui 1 HAN Yafei 2 HU Wei 1 MAO Lihui 1 ZOU Qingcheng 1 TIAN Danqing 1 1 Zhejiang Institute of Landscape Plants and Flowers Hangzhou Zhejiang 311251 2 Zoucheng Natural Resources and Planning Bureau Zoucheng Shandong 273500 Abstract This paper took Qingmaifen a variety of Curcuma alismatifolia Gagnep as the research object studied ornamental bract senescence physiology of Curcuma alismatifolia Gagnep and discussed the immortal flower production technology The results showed that with the decline of the ornamental bracts the ornamental bracts were continuously injured by active oxygen When the ornamental bracts were fully unfolded and reached the full bloom stage the ability of superoxide dismutase to remove superoxide ions reached the peak Catalase played an important role in scavenging hydrogen peroxide in the early flowering period of ornamental bracts and peroxidase played an important role in scavenging hydrogen peroxide in the decay period of ornamental bracts At full bloom stage the content of proline in the ornamental bracts was the highest the activity of superoxide dismutase was the strongest and the stress tolerance of the ornamental bracts was the best The appearance of immortal flower production technology of Curcuma alismatifolia Gagnep could not only enrich the varieties of immortal flower but also increase the economic benefits of the flower industry which had high practical application value Keywords Curcuma alismatifolia Gagnep senescence physiology immortal flower production technology 姜 荷花 Curcuma alismatifolia Gagnep 是 姜科姜 黄属草本球根花卉 其不育苞片在长圆形穗状花序 上呈荷花状排列 苞片厚实艳丽 花型雅致 在自然 条件下 姜荷花单一品种观赏期可持续 2 3 个 月 盆 栽单支花序观赏期有 20 d 左 右 鲜切花单支花序观 赏期有 15 d 左 右 在园林配植 盆栽 切花等方面应 用前景广阔 1 观 赏植物的观赏期是非常重要的性状 指标 研究姜荷花观赏花序衰老问题具有重要意义 目前对姜荷花花序衰老的研究主要集中在切花保鲜 上 2 3 对 姜荷花花序自然衰老过程中生理变化的研 究尚未见报道 本文以姜荷花品种清迈粉为研究对 基 金项目 2020 年 度萧山区重大科技计划项目 社 会发展 重大科技计划项目 2020220 收稿日期 2022 03 29 106 象 对 姜荷花自然生长状态下花序的表型性状 以 及观赏苞片的脯氨酸含量 丙二醛含量 过氧化氢含 量 超氧化物歧化酶活性 过氧化物酶活性 过氧化 氢酶活性等生理生化指标进行了测定 同时 还研究 了不同脱水脱色及染色工艺对姜荷花永生花品质的 影响 以期为姜荷花的开发利用提供参考 1 材 料与方法 1 1 试 验材料 试验姜荷花品种为清迈粉 供试材料于 2021 年 5 月 种植在浙江省园林植物与花卉研究所试验田 内 行间距为 25 cm 株 间距为 15 cm 实 施正常的田 间管理 花蕾期追施复合肥 及时除草防病 1 2 试 验方法 1 2 1 姜 荷花生长状况调查 2021 年 8 月 进行姜荷 花生长状况调查 随机选取 3 株 处在盛花期的地栽 清迈粉 对株高 剑叶长 剑叶宽 花莛长 花莛粗 花 序长 花序宽 上苞片长 上苞片宽 下苞片长 下苞 片宽 上苞片数量 下苞片数量 开花叶片数 叶中轴 颜色 上苞片颜色 上苞片斑点颜色 下苞片颜色 下 苞片斑点颜色 唇瓣颜色和旗瓣颜色进行统计 1 2 2 姜 荷花观赏苞片生理生化指标测定 选取长 势强壮的植株 分别在初花期 盛花期和衰败期采集 观赏苞片放入液氮中速冻待用 相关生理生化指标 测定方法如下 1 抗 氧化酶活性测定 取 0 2 g 速 冻清迈粉观 赏苞片置于预冷后的研钵中 加入 2 mL 50 mmol L 预 冷的磷酸缓冲液 pH 值 7 8 在 冰上研磨成匀浆 低温冷冻离心机中 4 12 000 r min 离 心 20 min 取 上 清液为待测酶液 用 NBT 光 化还原法 4 测 定超氧 化物歧化酶活性 用比色法 5 测定过 氧化物酶和过氧 化氢酶活性 2 脯 氨酸含量测定 取 0 5 g 速 冻后的观赏苞 片在液氮中磨成细粉 然后加入 5 mL 3 磺 基水杨 酸成匀浆 将匀浆放入 100 水 浴锅中反应 10 min 后 在 3 000 r min 条 件下离心 15 min 参 照 Bates 等 6 的 方法测定脯氨酸含量 3 丙 二醛和过氧化氢含量测定 取 1 g 速 冻后 的观赏苞片放入研钵中用研棒压碎 加入 10 mL 10 三 氯乙酸和 1 g 石 英砂 小心研磨成匀浆 匀浆用离 心机 4 000 r min 离 心 10 min 取 上清液备用 参照赵 世杰等 7 的 方法测定丙二醛含量 参照硫酸钛比色 法 8 测 定过氧化氢的含量 1 2 3 姜 荷花永生花制作技术探究 选取生长状况 良好 大小一致 无病虫害和机械损伤的姜荷花切花 采收回来后用清水冲洗干净 然后用吸水纸吸干花 序表面水分 准备透明且密封的容器 便于随时观察 花材脱色情况 同时又可以防止脱水脱色液的挥发 脱水脱色液的配方如下 A 1 100 无 水乙醇 A 2 60 无 水乙醇 30 甲 醇和 10 异 丙醇 将处理好的姜荷 花完全浸泡在脱水脱色液中 密封浸泡 24 48 h 直 到姜荷花苞片 颜色完全褪去 这步处理用有机溶液 除去了姜荷花苞片原有的水分及颜色 每朵花的细 胞完全打开 花瓣呈透明状 将经过脱水脱色的姜荷花切花进行液相置换和 染色 液相置换与染色可同时完成 同样 液相置换 和染色需要密封容器 置换液配方 B 1 包 含 50 无 水 乙醇 10 丙 三醇 40 聚 乙二醇 200 B 2 包 含 50 无 水乙醇 20 丙 三醇 20 聚 乙二醇 200 和 10 聚 乙 二醇 400 将 经过脱水与脱色处理后的姜荷花迅 速浸入置换液中 浸泡时间为 48 h 注 意 姜荷花切 花从脱水脱色液换至染色置换液时 暴露在空气中 的时长应少于 1 min 在 脱水保鲜过程中 有机溶液 代替了姜荷花苞片中的水分 同时 苞片中各种生物 活性酶失活 pH 值 和细胞透性保持恒定 可长时间 保持与鲜花相当的观赏状态 将完成脱水脱色和液相置换与染色的姜荷花永 生花进行干燥 姜荷花永生花可以采用自然干燥法 进行干燥 这样一来 永生花已完成了花材内水分的 替代 永生花采用自然干燥法干燥的原理主要是置 换液中的乙醇在挥发的同时带走永生花表面的有机 溶液 1 3 数 据分析 试验数据采用 Excel 软 件进行统计分析 2 结 果与分析 2 1 姜 荷花表型性状 表型性状代表植物生长状态 人们可根据表型 董 青等 姜荷花观赏苞片衰老生理及永生花制作技术研究 107 现代 农业科技 2023 年 第 1 期林业科学 注 a 为 脯氨酸 b 为 丙二醛 c 为 过氧化氢 图 2 姜 荷花不同开花时期脯氨酸 丙二醛和过氧化氢含量变化 衰 败期初花期 盛花期 花 期 衰败期初花期 盛花期 花期 衰败期初花期 盛花期 花期 a b c 脯氨 酸含 量 g g 1 16 12 8 4 0 丙二 醛含 量 g g 1 250 200 150 100 50 0 过氧 化氢 含量 g g 1 60 50 40 30 20 10 0 起 着重要作用 2 2 2 脯 氨酸 脯氨酸是重要的渗透调节物质 脯氨 酸含量越高 细胞渗透势越高 水势越低 可以避免 细胞质脱水 从而提高植物耐逆性 同时 植物在各 种胁迫条件下可以产生活性氧 13 而 脯氨酸可以激 发体内过氧化氢酶 超氧化物歧化酶及多酚氧化酶 的活性 14 另 外 一些研究表明 植物内源脯氨酸可 以螯合单线态氧 高效清除自由基保护细胞 15 由 图 2 a 可 知 3 个 时期观赏苞片中脯氨酸含量呈现先上 升后下降的趋势 盛花期脯氨酸含量最高 耐逆性最 佳 盛花期苞片内超氧化物歧化酶活性最强的原因 可能是受脯氨酸的激发 2 2 3 丙 二醛 丙二醛是膜脂过氧化最重要的产物 之一 含量与膜脂过氧化程度成正相关 它的产生还 表 1 姜 荷花初花期生长状况调查 性状 测定值 cm 性 状 测定值 cm 株 高 31 55 1 68 花 序宽 7 80 0 29 剑 叶长 20 46 1 11 上 苞片长 6 52 0 28 剑 叶宽 5 60 0 41 上 苞片宽 4 56 0 36 花 莛长 35 38 1 63 下 苞片长 2 77 0 10 花 莛粗 0 48 0 03 下 苞片宽 3 91 0 28 花 序长 14 48 0 54 性 状判断植物生长时期 如表 1 所 示 姜荷花清迈粉 苞片初花期平均株高为 31 55 1 68 cm 平 均开花叶 片数为 4 67 0 58 片 上 苞片数为 11 67 0 58 片 下 苞 片数为 6 33 0 58 片 姜 荷花清迈粉的叶中轴 上 苞片 下苞片 上苞片斑点 下苞片斑点 唇瓣 旗瓣 的颜色分别为紫红色 粉紫色 柳绿色 青翠色 褚 色 雪青色 雪白色 2 2 姜 荷花不同开花时期生理生化指标变化情况 2 2 1 抗 氧化酶活性 超氧化物歧化酶是细胞普遍 存在的金属酶 主要作用是催化超氧根离子歧化反 应生成氧气和过氧化氢 在清除活性氧方面作用重 大 是抵御活性氧毒害的第一道防线 9 由 图 1 a 可 知 不 同时期姜荷花观赏苞片中超氧化物歧化酶的 活性不同 由苞片初花期到衰败期呈现先上升后下 降的趋势 超氧化物歧化酶活性在苞片全部展开即 盛花期时达到顶峰 超氧化物歧化酶清除超氧根离 子的能力达到顶峰 过氧化物酶和过氧化氢酶也是植物体内重要的 抗氧化酶 主要作用是可以清除植物体内的过氧化 氢 通常与超氧化物歧化酶协同作用 10 12 由 图 1 b 可 知 过氧化物酶活性随着苞片的展开呈现上升的 趋势 衰败期活性最高 由图 1 c 可 知 过氧化氢酶 活性随着苞片的展开呈现先下降后上升的趋势 但 是衰败期的活性仍然低于初花期的活性 说明苞片 初花期可能是过氧化氢酶在清除过氧化氢中起重要 作用 而苞片衰败期过氧化物酶在清除过氧化氢中 注 a 为 超氧化物歧化酶 b 为 过氧化物酶 c 为 过氧化氢酶 图 1 姜 荷花不同开花时期抗氧化酶活性变化情况 衰 败期 超氧 化物 歧化 酶活 性 U g 1 240 180 120 60 0 初 花期 盛花期 衰败期初花期 盛花期 衰败期初花期 盛花期 过氧 化物 酶活 性 U g 1 m i n 1 12 8 4 0 16 12 8 4 0 过氧 化氢 酶活 性 U g 1 m i n 1 a b c 花 期 花期 花期 108 会加 剧膜的损伤 因此 可通过丙二醛含量了解膜脂 过氧化程度 并由此间接判断细胞膜系统受损程度 以及植物抗逆性 由图 2 b 可 知 3 个 时期观赏苞片 中丙二醛含量呈现先上升后下降的趋势 盛花期丙 二醛含量最高 但 3 个 时期苞片中丙二醛含量起伏 不大 说明姜荷花观赏苞片整个开花期膜脂过氧化 程度变化不大 2 2 4 过 氧化氢 过氧化氢是活性氧的一种 产生于 植物的各种代谢过程 对植物生理过程起着关键的 调节作用 16 17 过 量的过氧化氢积累会对植物产生胁 迫 而将过氧化氢浓度维持在适当水平可促进植物 生长发育 提高植物对胁迫的抗性 16 18 19 由 图 2 c 可 知 3 个 时期观赏苞片中过氧化氢含量呈现下降趋 势 初花期过氧化氢含量最高 但 3 个 时期苞片中过 氧化氢含量变化不大 说明姜荷花观赏苞片整个开 花期过氧化氢浓度维持在一个相对稳定的水平 2 3 姜 荷花永生花制作技术 永生花又称保鲜花 是鲜切花深加工产品 保持 了植物天然的形态 质感 可以长时间维持和鲜花一 样的观赏品质 20 本 文探究出的姜荷花制作方法包 括以下步骤 首先选状态良好的姜荷花花序用脱水 脱色液 配方为 60 无 水乙醇 30 甲 醇和 10 异 丙 醇 浸泡 24 48 h 然 后将已完成脱水脱色的姜荷花 迅速放入有机替代液 配方为 50 无 水乙醇 20 丙 三 醇 20 聚 乙二醇 200 和 10 聚 乙二醇 400 中 浸 泡 48 h 用 有机替代液代替细胞中的水分 使加工过 的姜荷花重新充盈饱满起来呈现自然观赏状态 最后 对姜荷花永生花进行干燥 此方法制作的姜荷花永 生花苞片脱水脱色完全 苞片质地坚韧 花型优美 3 结 论与讨论 植 物在生长过程中会产生性质活泼的含氧代谢 产物 包括超氧阴离子 过氧化氢 羟基自由基等 含 氧代谢产物含量增加会对生物体的生长和代谢造成 影响 因此 植物体内存在含氧代谢产物清理机制 使植物体内含氧代谢产物处在动态平衡中 21 超 氧 化物歧化酶是细胞普遍存在的金属酶 主要作用是 催化超氧根离子歧化反应生成氧气和过氧化氢 姜 荷花整个开花期超氧化物歧化酶的活性是不同的 由苞片初花期到衰败期呈现先上升后下降趋势 盛 花期活性最高 超氧化物歧化酶活性上升可及时清 除代谢过程中形成的含氧代谢产物 保证苞片的正 常展开 过氧化物酶活性随着苞片的展开呈现上升 的趋势 衰败期活性最高 这与前人在其他花卉中的 发现一致 22 过 氧化氢酶活性则呈现先下降后上升 的趋势 但是衰败期的活性仍然低于初花期的活性 本研究结果说明 苞片初花期过氧化氢酶在清除过 氧化氢中起着重要作用 而苞片衰败期过氧化物酶 在清除过氧化氢中起着重要作用 这与前人的研究 结果一致 23 脯 氨酸是植物细胞内重要的渗透调节 物质 能清除植物体内的活性氧 起到保护细胞的 作用 另外 脯氨酸还可以激发超氧化物酶活性 14 姜 荷花盛花期脯氨酸含量最高 同时苞片内超氧化 物歧化酶活性最强 这可能是由于脯氨酸的激发 导 致苞片的耐逆性最强 永生花是鲜切花深加工产品 保持了植物天然 的形态 质感 可以长时间保持和鲜花一样的观赏品 质 1 随着经济的发 展和人们消费观念的改变 家庭 园艺成为园艺产业的重要领域 永生花也逐渐走入 普通人的生活 提升永生花产品品质 增加产品的多 样性和艺术性是永生花未来发展的方向 本文提出 了姜荷花永生花制作技术 以期丰富永生花产品种 类 进而发展具有地方特色的永生花种类 增加花 卉产业经济效益 4 参 考文献 1 丁 华侨 刘建新 邹清成 等 姜 荷属花卉资源及园林应 用分析 J 农 业科技与信息 现代园林 2014 8 85 88 2 刘 建新 丁华侨 李明江 等 姜 荷属花卉的切花保鲜试 验 J 浙 江农业科学 2015 56 6 890 892 3 陈 金河 姜 荷花切花保鲜技术研究 J 江 西农业学报 2011 23 11 10 13 4 GIANNOPOLITIS C N RIES S K Superoxide dismutases I occurrence in higher plants J Plant Physiology 1977 59 2 309 314 5 MAEHLY A C CHANCE B The assay of catalases and pe roxidases J s Biochem Anal 1954 1 357 424 6 BATES L S WALDREN R P TEARE I D Rapid determina tion of free proline for water stress studies J Plant and Soil 1973 39 1 205 207 董 青等 姜荷花观赏苞片衰老生理及永生花制作技术研究 109 现代 农业科技 2023 年 第 1 期林业科学 7 赵 世杰 许长成 邹琦 等 植 物组织中丙二醛测定方法 的改进 J 植 物生理学通讯 1994 3 207 210 8 BRENNAN T FRENKEL C Involvement of hydrogen pero xide in the regulation of senescence in pear J Plant Physio logy 1977 59 3 411 416 9 宋 纯鹏 植 物衰老生物学 M 北 京 北京大学出版社 1998 10 HAZMAN M HAUSE B EICHE E et al Increased tole rancetosaltstressinopda deficientricealleneoxidecyclase mutants is linked to an increased ros scavenging activity J JournalofExperimentalBotany 2015 66 11 3339 3352 11 DAS K ROYCHOUDHURY A Reactive oxygen species Ros and response of antioxidants as ros scavengers du ring environmental stress in plants J Frontiers in Environ mental Science 2014 2 53 12 GARRATT L C JANAGOUDAR B S LOWE K C et al Salinity tolerance and antioxidant status in cotton cultures J Free Radical Biology and Medicine 2002 33 4 502 511 13 SMIRNOFF N The role of active oxygen in the response of plants to water deficit and desiccation J The New Phytolo gist 1993 125 1 27 58 14 全 先庆 张渝洁 单雷 等 高 等植物脯氨酸代谢研究进 展 J 生 物技术通报 2007 1 14 18 15 ANJUM F RISHI V AHMAD F Compatibility of osmolytes with Gibbs energy of stabilization of proteins J Biochimica et Biophysica Acta BBA Protein Structure and Molecu lar Enzymology 2000 1476 1 75 84 16 PENG L T JIANG Y M YANG S Z et al Accelerated senescence of fresh cut Chinese water chestnut tissues in relation to hydrogen peroxide accumulation J Journal of PlantPhysiologyandMolecularBiology 2005 31 5 527 532 17 MITTLER R VANDERAUWERA S GOLLERY M et al Reactive oxygen gene network of plants J Trends in Plant Science 2004 9 10 490 498 18 FUKAOT BAILEY SERRESJ Plantresponsestohypoxia is survival a balancing act J Trends in Plant Science 2004 9 9 449 456 19 LALOI C APEL K DANON A Reactive oxygen signalling the latest news J Current Opinion in Plant Biology 2004 7 3 323 328 20 陆 继亮 保 鲜花 有望成花卉行业新秀 J 南 方农业 园林花卉版 2010 4 1 77 78 21 FINKEL T Signal transduction by reactive oxygen species J The Journal of Cell Biology 2011 194 1 7 15 22 舒 祯 香 雪兰花朵衰老的生理生化研究 D 上 海 上海 交通大学 2010 23 于 凤鸣 紫 丁香花开放与衰老中几项生化指标的研究 J 河 北职业技术师范学院学报 2000 1 36 38 上 接第 105 页 植 的油用牡丹在单粒果实的产量上有着促进作用 而不同乔木树种的促进作用有一定差别 最终导致 在单株产量上 弗吉尼亚栎和美国红枫林下的植株 与对照组没有显著差异 金叶水杉和娜塔栎林下的 植株显著低于对照组 这可能是因为弗吉尼亚栎和 美国红枫均属于阔叶树种 树形较为开展 为圆拱形 和椭圆形 可对林下产生比较均衡的遮阴效果 综上所述 在油用牡丹上层种植乔木 会抑制其 分枝而影响结果数量 但会促进种子百粒重的增加 从而在单株产量上产生一个平衡的效果 不同类型 的上层乔木对林下油用牡丹每粒果实的种子数量产 生不同影响 或促进或抑制 可能与其树形有关 4 参 考文献 1 张 伟龙 杨静慧 宋科 等 基 于主成分分析油用牡丹 凤 丹 主要性状评价及选优 J 天 津农学院学报 2021 28 2 12 17 2 张 晓晖 油 用牡丹的种子油提取和综合使用分析 J 中 国 食品 2021 11 98 99 3 刘 建水 高 淳区油用牡丹种植现状及发展前景 J 南 方 农业 2021 15 9 122 123 4 马 会萍 彭正锋 冀含乐 等 油 用牡丹产业化的制约因 素及对策 J 安 徽农学通报 2021 27 8 51 53 5 王 志永 试 论油用牡丹特性及果树下种植管理技术 J 农 业与技术 2020 40 21 97 98 6 王 志刚 熊璐瑶 李进 等 油 用牡丹栽培技术研究 J 南 方 林业科学 2021 49 2 47 50 7 李 丽艳 油 用牡丹高效栽培技术分析 J 种 子 科 技 2020 38 23 55 56 8 吴 国祯 田永平 薄 壳山核桃与油用牡丹套作栽培技术 J 现 代农业科技 2020 20 65 67 9 冀 含乐 卢林 郭亚珍 油 用牡丹栽培管理技术 J 特 种 经济动植物 2021 24 10 95 96 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