植物中的一些小氣體分子，如一氧化氮(NO)、硫化氫(氫氣S)和甲烷(CH4)參與一系列生理和發(fā)育過(guò)程，如不定生根、產(chǎn)品新鮮度、氣孔運(yùn)動(dòng)、種子萌發(fā)和內(nèi)源性乙烯生物合成等。
一些氣體分子在植物應(yīng)對(duì)各種非生物脅迫響應(yīng)中也發(fā)揮關(guān)鍵作用，包括鹽度、干旱、熱脅迫和金屬脅迫。一些氣體被建議增加花瓶壽命和保持切花采后質(zhì)量。例如，NO供體硝普鈉(SNP)通過(guò)抑制乙烯的合成和增強(qiáng)抗氧化能力來(lái)延緩衰老。氫氣S通過(guò)維持水分平衡、提高營(yíng)養(yǎng)成分和花青素含量，對(duì)切花玫瑰和菊花的衰老起到正向調(diào)控作用。通過(guò)重新建立氧化還原平衡，CH4緩解了黃花菜采后的變質(zhì)和組織褐變。其他氣體傳遞物如一氧化碳(CO)和次氯酸(ClO2)在園藝產(chǎn)品采后保鮮過(guò)程中起殺菌劑的作用。
已有研究表明，氫氣(氫氣)可能參與植物激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，提高植物對(duì)各種非生物脅迫的抗性，包括干旱、低溫、鹽脅迫和重金屬脅迫。氫氣對(duì)番茄采后保鮮能力的影響已被廣泛研究。由于氫氣或氫氣與其他氣體的混合物具有抗氧化性能，可能有助于農(nóng)產(chǎn)品的保存。NO和氫氣均可延長(zhǎng)切花瓶插壽命。我們之前的研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)濃度的氫水處理提高了切花百合‘Manissa’和切花玫瑰‘Kardinal’的采后壽命和最大花徑。之前的研究也發(fā)現(xiàn)，氫氣通過(guò)抑制乙烯生物合成來(lái)緩解切花玫瑰采后的衰老。由于氫的安全性、無(wú)毒、無(wú)殘留，與其他化學(xué)處理生鮮農(nóng)產(chǎn)品相比，具有很強(qiáng)的食品安全優(yōu)勢(shì)。因此，氫氣作為一種重要的氣體傳輸器，在切花收獲后的衰老過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用，引起了人們的廣泛關(guān)注。
醫(yī)學(xué)研究表明，氫水改善了腸道菌群紊亂的臨床特征，如腹瀉率、體重和體液流失。氫水可能是一種具有調(diào)節(jié)內(nèi)源性氫氣穩(wěn)態(tài)和調(diào)節(jié)腸道菌群作用的有前途的化合物。最近的一項(xiàng)人體試驗(yàn)證實(shí)了攝入氫水對(duì)腸道菌群的有益影響。氫水主要通過(guò)提高腸道菌群的豐度和多樣性保持了良好的微生物平衡。雖然氫氣作為腸道微生物菌群的調(diào)節(jié)劑在醫(yī)學(xué)上的作用已被廣泛報(bào)道，但對(duì)氫氣對(duì)切花玫瑰細(xì)菌群落的影響的研究往往較少受到關(guān)注。
現(xiàn)代玫瑰(Rosa hybrida L.)是一種具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的切花，是人們最喜愛(ài)的切花之一。切花從母株上剪下后，開(kāi)始逐漸失去水分和能量，導(dǎo)致花瓣枯萎甚至脫落，最終終止花瓶的生命。 因此，延緩鮮切花采后衰老，獲得更高的觀賞價(jià)值和商業(yè)效益是一個(gè)非常重要的策略。保藏技術(shù)對(duì)園藝產(chǎn)品采后品質(zhì)的保持起著重要的作用。因此，迫切需要應(yīng)用新技術(shù)來(lái)提高切花采后品質(zhì)。
以往的研究發(fā)現(xiàn)切花的萎蔫與木質(zhì)部導(dǎo)管中的細(xì)菌有直接或間接的關(guān)系。細(xì)菌在木質(zhì)部導(dǎo)管內(nèi)的積累縮短了劍蘭切花穗的壽命。但有益菌具有多種特性，如減緩切花葉片黃變、延緩衰老、降低乙烯活性、改善優(yōu)質(zhì)花的形成和品質(zhì)等。細(xì)菌的影響取決于它們的類(lèi)型和位置。近年來(lái)，富爾瓦假單胞菌和大腸埃希氏菌兩種生物防治細(xì)菌顯著提高了修剪后的百日草瓶插壽命。陰溝腸桿菌對(duì)康乃馨插瓶壽命有積極影響。多種植物促生菌PGPB、Caulobacter sp. (FA-13)、Enterobacter sp. (MN-17)和Bacillus sp. (MN-54)增加了郁金香的吸水率和最大花徑，從而延長(zhǎng)了花瓶壽命，提高了觀賞品質(zhì)。
PGPB不僅能促進(jìn)植株的生長(zhǎng)發(fā)育，而且對(duì)切花的保存也有一定的作用。在醫(yī)學(xué)研究中，氫氣可誘導(dǎo)腸道菌群豐度和多樣性提高，這是良好微生物平衡的指標(biāo)。結(jié)果表明，氫氣可以提高切花玫瑰的瓶插壽命，保持其觀賞品質(zhì)。然而，在鮮切花保鮮過(guò)程中，氫氣調(diào)控莖端細(xì)菌群落的具體機(jī)制尚不清楚。本試驗(yàn)采用生理學(xué)方法和16S rRNA基因高通量測(cè)序分析方法，研究氫氣對(duì)切花玫瑰(R. hybrida L. ' Movie star ')莖端切面和木質(zhì)部導(dǎo)管中細(xì)菌群落的影響。旨在探討氫水是否可以通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)菌群落來(lái)延長(zhǎng)切花玫瑰插瓶壽命和采后品質(zhì)。
富氫水的制備和處理采用富氫水(氫水，作為氫氣供體)進(jìn)行氫處理。用氫氣發(fā)生器產(chǎn)生純化的氫氣氣體(99.99%，v/v)，以每秒5 mL的速度在1 L蒸餾水(20?C)中鼓泡30分鐘，獲得飽和濃度氫水。新制備氫水中氫氣的濃度為0.47 mM，用便攜式溶氫儀分析。氫水的氫氣含量在20?C的相對(duì)恒定水平下可保持至少12小時(shí)。因此溶液以上定義為100% 氫水。將100%的氫水直接稀釋至所需濃度(0.5%，1%，25%和50%，[v/v])。以蒸餾水作為對(duì)照處理。在每個(gè)實(shí)驗(yàn)中，將6根剪好的玫瑰莖放在瓶子中，花莖完全隨機(jī)排列。瓶置于通風(fēng)處，避免陽(yáng)光直射。每天用新鮮的溶液替換測(cè)試溶液。
氫水提高切花玫瑰的花瓶壽命
圖1. 不同濃度的氫水對(duì)切花玫瑰觀賞品質(zhì)的影響。照片拍攝于花瓶時(shí)期第6天。
氫水增加了切花玫瑰的含水量
