不同基質(zhì)對(duì)葛蘿槭葉片生理指標(biāo)的影響

谷林林,姚延梼,李永生

(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院,山西太谷 030801;2.山西省林業(yè)科學(xué)研究院,山西 太原 030012)

不同基質(zhì)對(duì)葛蘿槭葉片生理指標(biāo)的影響

谷林林1,姚延梼1,李永生2

(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院,山西太谷 030801;2.山西省林業(yè)科學(xué)研究院,山西 太原 030012)

為探索出適宜葛蘿槭移植的最佳生長(zhǎng)基質(zhì),以不同基質(zhì)栽培的葛蘿槭葉片為材料,采用生化測(cè)試的方法,對(duì)不同基質(zhì)栽培的葛蘿槭葉片中的PPO、POD活性及可溶性蛋白的變化進(jìn)行測(cè)定分析,結(jié)果表明:處理2(主要成分為松針、菇渣、粉煤灰、羊糞)不僅有利于葛蘿槭生長(zhǎng)發(fā)育,而且有利于提高植物的抗性,為最佳基質(zhì)配方。

葛蘿槭;基質(zhì);POD;PPO

葛蘿槭(Acer grosseriPax)落葉喬木,花期4月,果期9月;葉在秋季落葉之前變色,果實(shí)具長(zhǎng)翅宿存樹(shù)上,非常美觀;樹(shù)冠冠幅較大,葉多而密,遮蔭良好,宜引種作行道樹(shù)及城市綠化樹(shù)種。近幾年來(lái),關(guān)于槭樹(shù)科植物形態(tài)特征與地理分布,形態(tài)學(xué)、細(xì)胞學(xué)、同工酶、分子水平、化學(xué)成分等方面的研究較多[1～3],而對(duì)槭樹(shù)葉片生理特性的研究甚少。2006年繳麗莉[4]等以3年生青榨槭幼樹(shù)1年生枝條為材料,測(cè)定了不同冷凍處理?xiàng)l件下細(xì)胞超氧化物歧化酶(SOD)和過(guò)氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量以及枝條的相對(duì)電導(dǎo)率。總之,國(guó)內(nèi)外對(duì)槭樹(shù)葉片生理特性的研究有很大的空缺,本文以不同基質(zhì)栽培的葛蘿槭葉片為材料,采用生化測(cè)試的方法,對(duì)其葉片的PPO、POD活性及可溶性蛋白的變化規(guī)律進(jìn)行分析,以期探索出適宜葛蘿槭移植的最佳生長(zhǎng)基質(zhì)。

1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)地選在山西省林業(yè)廳試驗(yàn)苗圃的陽(yáng)曲基地,該基地位于陽(yáng)曲縣泥屯鎮(zhèn)的張家莊村(112°30′57″E,38°04′38″N),基地平均海拔為 889 m,屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候,四季分明,年平均氣溫5～7℃,年平均降雨量為441.2 mm,無(wú)霜期為164 d。光照充足,晝夜溫差大,適于多種林木的栽培。

2 試驗(yàn)材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

2.1.1 基質(zhì)

以農(nóng)林廢棄物醋渣、松針、菇渣為主要基礎(chǔ)性基質(zhì),所用材料經(jīng)粉碎并充分腐熟,分別與粉煤灰、羊糞以不同的體積比混合而成(配方比例暫不能泄露)。

2.1.2 葛蘿槭

選用移植成活后苗高生長(zhǎng)勢(shì)相近的植株作為固定的調(diào)查植株,選取生長(zhǎng)發(fā)育較一致的葛蘿槭葉片作為試驗(yàn)材料。

2.2 試驗(yàn)方法

2.2.1 處理方法

不同基質(zhì)栽培移栽的苗采取完全隨機(jī)區(qū)組排列法,共設(shè)3個(gè)處理分別為處理1(主要成分為松針、醋渣、粉煤灰、羊糞),處理 2(主要成分為松針、菇渣、粉煤灰、羊糞),處理3(主要成分與處理1的相同,但其配比不同)和1個(gè)田園土對(duì)照(CK),且處理1至處理3的每種基質(zhì)栽培20株為1個(gè)小區(qū),3次重復(fù)。

苗木移植采用山西省育苗容器研究中心生產(chǎn)的直徑15 cm×高20 cm可降解育苗容器。移植時(shí)先在容器底部裝填1/5～1/4的基質(zhì);將已經(jīng)修好根的苗木擺在容器中央,每個(gè)容器栽1株,深度掌握在小苗莖上埋痕低于袋口1.0～1.5 cm;一手持苗,一手將剩余的4/5～3/4的基質(zhì)填入,裝填基質(zhì)的同時(shí)不斷敲擊容器,使基質(zhì)與苗木根系緊密接觸;填滿土后輕提苗木,使根系舒展開(kāi);從上面將土壓實(shí),土面略低于袋口;最后澆定根水,使土壤水分達(dá)到飽和。

2.2.2 測(cè)定方法

多酚氧化酶(PPO)活性測(cè)定采用鄰苯二酚法測(cè)定[5];可溶性蛋白含量的測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定[6];過(guò)氧化物酶(POD)活性測(cè)定采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定[7,8]。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同基質(zhì)配方對(duì)葛蘿槭葉片中POD活性的影響

不同基質(zhì)配方對(duì)葛蘿槭葉片中POD酶活性的影響結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 不同基質(zhì)配方對(duì)葛蘿槭葉片中POD活性的影響Fig.1 Effects of different culture media on POD activity of Acer grosseri Pax

POD具有減少-OH生成的作用,因而在抗氧化脅迫中具有重要的作用。從圖1可看出,不同基質(zhì)處理葛蘿槭幼苗的POD的酶活性變化規(guī)律不統(tǒng)一。5月到7月中旬,不同基質(zhì)處理的葉片POD活性變化規(guī)律不一致,5月8日～6月21日,處理1與處理2的POD活性表現(xiàn)為下降的趨勢(shì),在6月21日達(dá)到了最低值,處理1明顯低于處理2,隨后為上升趨勢(shì);而處理3與對(duì)照的表現(xiàn)為上升趨勢(shì),在6月21日達(dá)到了最高峰,處理3達(dá)到了最高為194.67 U?μ g?min-1明顯高于對(duì)照,之后為下降趨勢(shì),在7月13日,處理1上升達(dá)到了最高值且高于其他處理。5月份、7月份葛蘿槭進(jìn)入苗木生長(zhǎng)初期、速生期,營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)逐漸旺盛,體內(nèi)自由基含量也較少,自由基或其衍生物對(duì)樹(shù)體造成的傷害也小,故此時(shí)POD酶活性也比較小,因而其活性變化趨勢(shì)為下降,而處理3和對(duì)照表現(xiàn)為上升趨勢(shì),表明葉片中POD活性與植物的生長(zhǎng)有關(guān)。7月13日后處理 1、處理 2、處理3、CK的 POD活性變化規(guī)律一致,即降(7.13～8.4)-升(8.4～9.17)的趨勢(shì)。其中處理1下降幅度與對(duì)照相近,在8月4日降到最低值為 7.11 U?μ g?min-1,在8月 4日后,處理2的上升幅度最高明顯高于對(duì)照及其它處理,可能是因?yàn)闇囟戎饾u降低和基質(zhì)的養(yǎng)分發(fā)揮了功效,植株受到脅迫,體內(nèi)的保護(hù)系統(tǒng)激發(fā)了POD活性,來(lái)提高抗性,抵御外界帶來(lái)的傷害[9,10]。

3.2 不同基質(zhì)配方對(duì)葛蘿槭葉片中PPO活性的影響

不同基質(zhì)配方對(duì)葛蘿槭葉片中PPO酶活性的影響結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 不同基質(zhì)配方對(duì)葛蘿槭葉片中PPO活性的影響Fig.2 Effects of different culture media on PPO activity of Acer grosseri Pax

從圖2可以看出,不同基質(zhì)處理葛蘿槭葉片的PPO酶活性的變化規(guī)律性不一致,處理2與處理3的變化規(guī)律類似,即降-升-降-升的趨勢(shì),5月上述處理的PPO呈下降趨勢(shì),在6月21日PPO活性逐漸上升達(dá)到了最大值150 U?μ g?min-1,隨后在7月緩慢下降,在8月PPO酶活性直線上升,在9月 17日達(dá)到了185.5 U ?μ g?min-1,總體上處理2的PPO酶活性高于處理3。處理1表現(xiàn)為升-降-升-降的趨勢(shì),在6月21日達(dá)到了第一次峰值為105 U?μ g?min-1,在8月26日達(dá)到了第二次峰值為163.5 U?μ g?min-1。對(duì)照表現(xiàn)為降-升-降-升-降,8月PPO酶活性達(dá)到了最大值為 244 U?μ g?min-1?？傮w看,不同處理及對(duì)照在8月的PPO活性高于5、6、7月的,表明多酚氧化酶與葉生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中產(chǎn)生的酚類物質(zhì)多少有關(guān)。5、6、7月由于葉生長(zhǎng)時(shí)間較短,故這幾個(gè)月葉中酚類物質(zhì)較少,多酚氧化酶活性亦較低,8、9月是葉的高光合階段,酚類物質(zhì)較多,多酚氧化酶活性也高。在6月中旬PPO上升有可能是植株在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程經(jīng)常中受到病蟲(chóng)害的侵害,當(dāng)植株在受到病原菌的侵害時(shí),PPO會(huì)氧化植物體內(nèi)的酚類物質(zhì)成為比病原菌毒性更大的醌類物質(zhì),從而抵抗病原菌的進(jìn)一步侵染[11]。可見(jiàn)PPO除與抗病性有關(guān),與苗木生長(zhǎng)發(fā)育也有關(guān)。

3.3 不同基質(zhì)配方對(duì)葛蘿槭葉片中可溶性蛋白含量的影響

不同基質(zhì)配方對(duì)葛蘿槭葉片中可溶性蛋白含量變化的影響結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 不同基質(zhì)配方對(duì)葛蘿槭葉片中可溶性蛋白含量變化的影響Fig.3 Effects of different culture media on contents of soluble protein of Acer grosseri Pax

由圖3可以看出,不同基質(zhì)處理下的葛蘿槭葉片中蛋白含量變化規(guī)律不一致。處理2、處理3可溶性蛋白含量變化趨勢(shì)一致,表現(xiàn)為降-升-降-升的規(guī)律。5月隨著植株逐漸進(jìn)入生長(zhǎng)期,體內(nèi)蛋白質(zhì)分解加速,基質(zhì)養(yǎng)分開(kāi)始發(fā)揮功效,對(duì)植株細(xì)胞造成了一定的破損,導(dǎo)致蛋白含量開(kāi)始降低。6月中旬和8月初,蛋白含量升高,6月中旬和7月蛋白含量出現(xiàn)了下降趨勢(shì),此期間幼苗中可溶性蛋白質(zhì)含量的降低不是其機(jī)體受到不可逆?zhèn)Φ姆磻?yīng),而可能與大量正常蛋白合成受阻或是分解的加速有關(guān)[12]。在蛋白質(zhì)含量變化的同時(shí),往往也伴隨著蛋白質(zhì)組分的變化,這種質(zhì)變的作用很可能對(duì)葛蘿槭的抗逆性有很大的作用,8月表現(xiàn)為上升趨勢(shì)。對(duì)照表現(xiàn)為降-升-降-升-降,分別在7月上旬和8月21日達(dá)到了最高峰,明顯高于其他處理,說(shuō)明在此時(shí)期該基質(zhì)未對(duì)植株產(chǎn)生脅迫,有利于植株的生長(zhǎng)。處理1表現(xiàn)為降-升-降-升-降-升趨勢(shì),分別在6月21日和8月4日達(dá)到了最高峰,在8月4日,其它處理達(dá)到了最低值,只有處理1為最高,原因比較復(fù)雜,有待于進(jìn)一步的研究與探討。

總體看,對(duì)照的可溶性蛋白含量高于其他處理,5、6、7月植物處于生長(zhǎng)期,體內(nèi)蛋白質(zhì)分解加速,故這段時(shí)間蛋白含量處于降低趨勢(shì),8月、9月植物為高光合時(shí)期,體內(nèi)蛋白含量會(huì)升高。還有可能由于可溶性蛋白質(zhì)的親水膠體性質(zhì)強(qiáng),能增加細(xì)胞持水力,遭受低溫脅迫的植物,體內(nèi)的可溶性蛋白質(zhì)有所增加,以此對(duì)植物抗冷起調(diào)節(jié)作用[13]。

4 結(jié)論與討論

(1)處理 1與處理2的 POD、PPO、可溶性蛋白含量變化規(guī)律類似,酶活性大小為處理2＞處理 1;處理2與處理3的PPO活性和可溶性蛋白含量變化規(guī)律類似,酶活性大小為處理2＞處理 3;從上述結(jié)果及分析表明,處理2不僅有利于葛蘿槭生長(zhǎng)發(fā)育,而且有利于提高植物的抗性,為最佳基質(zhì)配方。

(2)葛蘿槭的樹(shù)姿優(yōu)美,葉色、葉形、果色、果形上變化極其豐富,這些變化在園林中可形成豐富的景觀效果,對(duì)于園林造景起著舉足輕重的作用。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)其葉片的POD、PPO、可溶性蛋白含量變化規(guī)律分析,篩選出了最佳移植基質(zhì),為今后葛蘿槭和其他珍稀樹(shù)種的科學(xué)繁殖提供指導(dǎo),同時(shí)也將為北方地區(qū)提高葛蘿槭苗木質(zhì)量保證園林綠化用苗提供科學(xué)的理論及實(shí)踐依據(jù)。

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Effects of Different Culture Media on Physiological Indices ofAcergrosseriPax

GU Lin-lin,YAO Yan-tao,LI Yong-sheng
(1.Colleage of Forestry,Shanxi Agricultural University,Taigu Shanxi 030801,China;2.Shanxi Academy of Forestry Sciences,Taiyuan Shanxi 030012,China)

In order to obtain the suitable culture forAcergrosseriPax tansplantation,this paper takesAcer grosseriPax leaves cultured in different media as material,using the ways of biochemical tests,to study the variation of PPO、POD activity and soluble protein ofAcer grosseriPax leaves.The results showed that the T reatment 2(the major ingredients:pine needle,mushroom residure,coal ash,sheep manure)is the best matrix formula,because it was not only suitable for theAcer grosseriPax growth and development,but also helpful to improve plant resistance.

Acer grosseriPax;Media;POD;PPO

S688

A

1671-8151(2010)01-0070-04

2009-10-14

2009-11-20

谷林林(1984-),女(漢),山西太谷人,碩士研究生,主要從事園林植物栽培與應(yīng)用方面的研究。

姚延梼,教授,碩士生導(dǎo)師。Tel:0354- 6288329;E-mail:sxndyaoyantao@126.com

國(guó)家十一五科技支撐項(xiàng)目(2006BAD07B08)

(編輯:武英耀)