甜菜鹼提升作物抵抗低溫逆境的能力

甜菜鹼提升作物抵抗低溫逆境的能力

天氣的變化往往直接影響著植物的生長,尤其在2016年台灣經歷了霸王級寒流,在當時紛紛造成各種作物不同層級的損害,此篇文章將淺談植物在此種逆境下的生理變化如何運作,以及甜菜鹼相關抗逆境資材是如何幫助植物自低溫逆境中回復。

文/農滎 徐志摩

低溫是世界上造成作物減產的重點逆境之一。植物的細胞膜是由磷酸和甘油脂組成,有些是飽和脂肪酸,有些是不飽和脂肪酸。飽和脂肪酸在低溫時會轉成固態,固化的細胞膜沒有彈性,因此就容易造成細胞膜的破裂漏液,損害細胞功能甚至壞死。


台灣位處亞熱帶地區,栽種作物多屬於熱帶或亞熱帶植物,這些作物通常不耐低溫 (細胞膜上飽和脂肪酸比例高),在溫度低於攝氏10度時,就容易會發生寒害 (chilling),凍害(低於0度)台灣極少發生。寒害除了直接造成破壞細胞膜 (瞬間低溫),間接的也會降低植物光合作用的效率,減低作物的產量 (長時間低溫),長時間的低溫也會減少根部的水分吸收,造成植物枯萎缺水。


甜菜鹼可幫助植物自低溫的傷害中較快速的回復。Einset (2007)的研究顯示,在植物遭受到低溫的逆境時,根系會產生大量的ROS(reactive oxygen species)並減緩生長。而若是在低溫前先處理甜菜鹼的植株,遭受低溫逆境時,ROS消除蛋白的基因會大量表現,減少ROS在根系的累積。植物從低溫逆境移除後,甜菜鹼處理組回復生長的速率高於未處理組將近3倍。後續甜菜鹼處理組植物的生長,尤其是根系的部分,比未處理多了50%。

植物處理甜菜鹼後受到低溫逆境影響較小


依目前為止的統計資料,今年預估會是個溫暖的冬天,也不排除可能出現極端的氣候。以三年前霸王寒流為例,因為急速的極冷極凍,大部分果樹作物並沒有因此死亡,但後續的產量與品質都有明顯下降,可見極端氣候雖然持續時間不長,但確實對於農作物是有深刻影響的,以荔枝、芒果和葡萄為例,統計上減產約三到四成,在文旦中,當年採收時也減產了將近四成。因此建議事前使用甜菜鹼相關抗逆境資材做預防,尤其在採收後若是有植株衰弱的狀況,建議葉面使用2-3次來回復樹勢。更多商品資訊可以到農滎店面詢問。


Reference

Einset, J., Nielsen, E., Connolly, E. L., Bones, A., Sparstad, T., Winge, P., & Zhu, J. K. (2007). Membrane-trafficking RabA4c involved in the effect of glycine betaine on recovery from chilling stress in Arabidopsis. Physiologia Plantarum, 130(4), 511-518. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.2007.00920.x

Einset, J., Winge, P., & Bones, A. (2007). ROS Signaling Pathways in Chilling Stress. Plant signaling & behavior, 2(5), 365–367. doi:10.4161/psb.2.5.4461

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