不同濃度的JA對大豆種子萌發(fā)和幼苗生理的影響

劉小陽

宿州學院生物與化學工程學院,安徽宿州,234000

不同濃度的JA對大豆種子萌發(fā)和幼苗生理的影響

劉小陽

宿州學院生物與化學工程學院,安徽宿州,234000

[目的 ]研究不同濃度的 JA對大豆種子萌發(fā)和幼苗生理的影響,為大豆生產(chǎn)實踐提供指導。 [方法]在 25℃環(huán)境下,將大豆種子置于8個有2層濾紙作支撐物的培養(yǎng)皿中,分別施加1.0×10-9mol· L-1,1.0×10-8mol· L-1,1.0× 10-7mol· L-1,1.0× 10-6mol· L-1,1.0× 10-5mol· L-1,1.0× 10-4mol· L-1,1.0× 10-3mol· L-1的 JA溶液和蒸餾水(對照組),計算發(fā)芽率,測過氧化物酶活性和淀粉酶活性。 [結(jié)論 ]JA作為一種植物激素,對大豆種子的萌發(fā)具有一定的影響 ,在 1.0× 10-9mol· L-1～ 1.0× 10-3mol· L-1范圍內(nèi) ,當 JA濃度小于 1.0× 10-6mol· L-1時,隨JA濃度的升高,大豆種子萌發(fā)越來越好,萌發(fā)率也隨之逐漸升高;當濃度大于 1.0× 10-6mol· L-1時,隨濃度的升高,大豆種子萌發(fā)受到抑制,萌發(fā)率也隨之逐漸下降;JA對大豆幼苗生長的影響也存在上述關(guān)系。

茉莉酸;大豆;萌發(fā)率;過氧化物酶;淀粉酶

茉莉酸(JA)是一類對植物生長發(fā)育中多個過程具有調(diào)節(jié)作用的植物激素[1-3]。茉莉酸類化合物作為一類新的植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì),其生理作用主要表現(xiàn)為促進作用、抑制作用和提高植物的抗逆性上,可以促進乙烯的生成、葉片衰老、葉片脫落、氣孔關(guān)閉、呼吸作用、蛋白質(zhì)合成和塊莖的形成等。如暗培養(yǎng)的燕麥經(jīng)茉莉酸甲酯(Me-JA)處理后,乙烯合成酶 1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸(ACC)和 ACC氧化酶活性升高,導致乙烯含量增加,從而加劇葉片衰老[4-5];也有研究表明,茉莉酸類物質(zhì)可以作為植物內(nèi)源信號分子,參與植物在病蟲害、干旱、鹽脅迫、低溫等條件下的抗逆反應[6-7]。

目前,研究較多的是JA對不同種植物的抗逆性作用及其相應的作用機制,如JA誘導水稻幼苗對稻瘟病抗性作用研究[8],JA對煙草種子萌發(fā)和出生芽生長的影響[9],JA作用的分子生理學作用,JA在植物誘導防御中的作用[10]等。本文以大豆 (Giycine max(L)Merrill)為研究材料,對其施加不同濃度 JA溶液,觀察其種子萌發(fā)情況,計算出發(fā)芽率;同時,對其幼苗作同樣的處理,測定其過氧化物酶和淀粉酶的活性,以判斷其生長發(fā)育情況,期望能為大豆生產(chǎn)實踐提供一些參考。

1 實驗材料、儀器與試劑

1.1 實驗材料

黃豆 (Giycine max(L)Merrill)種子購于宿州市種子公司。

1.2 儀器設(shè)備與試劑

儀器設(shè)備:751紫外分光光度計;80-2型電動離心機;恒溫水浴裝置;冰箱等。

主要試劑:愈創(chuàng)木酚;茚三酮;水溶性淀粉;氫氧化鈉;檸檬酸;檸檬酸鈉;3,5-二硝基水楊酸;磷酸氫二鈉;磷酸二氫鈉;麥芽糖;30%雙氧水;磷酸(所有試劑均為國產(chǎn)分析純)。

2 實驗方法

2.1 黃豆種子的預處理及培養(yǎng)

從供試材料中分別選擇 1 200粒飽滿的黃豆種子,并用0.1%氯化汞溶液浸泡消毒 20 min。用蒸餾水沖洗干凈后,再用蒸餾水浸泡2 h,取出種子,隨機取50粒大豆種子置于8個有2層濾紙作支撐物的培養(yǎng)皿中,并分別施加濃度為1.0×10-9mol· L-1,1.0× 10-8mol· L-1,1.0× 10-7mol· L-1,1.0× 10-6mol· L-1,1.0× 10-5mol· L-1,1.0× 10-4mol·L-1,1.0× 10-3mol· L-1的 JA溶液和蒸餾水 (對照組),每個處理設(shè) 3個重復。然后置于25℃環(huán)境下培養(yǎng)。每日9:00和20:00各觀察一次,并作記錄。

2.2 大豆發(fā)芽率的計算

以對照組種子芽沖破種皮作為發(fā)芽標準,開始記錄出芽情況,等出芽數(shù)目不再變化時發(fā)芽試驗結(jié)束。大豆開始培養(yǎng)后,每天9:00和 20:00觀察、記錄兩次。

2.3 大豆幼苗生理指標測定

2.3.1 過氧化物酶活性的測定

在過氧化氫存在時,過氧化物酶可將鄰甲氧基苯酚(即愈創(chuàng)木酚)氧化成紅棕色的 4-鄰甲氧基苯酚,紅棕色的物質(zhì)在 470 nm處有最大光吸收,故可通過測定其 470 nm處吸光度的變化求出過氧化物酶的活性[11]。

2.3.2 淀粉酶活性的測定

淀粉酶水解淀粉生成的麥芽糖,可用3,5-二硝基水楊酸試劑測定。由于麥芽糖能將后者還原生成3-氨基-5-硝基水楊酸的顯色基團,在一定范圍內(nèi),其顏色的深淺與糖的濃度成正比,故可求出麥子芽糖的含量。以麥芽糖的質(zhì)量(mg)表示淀粉酶活性的大小[11]。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同濃度 JA對大豆萌發(fā)的影響

由圖 1可知,JA對大豆種子萌發(fā)有一定的影響。與對照組相比,JA對大豆種子萌發(fā)有抑制作用;在 1.0× 10-9mol· L-1～ 1.0× 10-3mol· L-1范圍內(nèi) ,當 JA濃度小于 1.0× 10-6mol· L-1時,隨 JA濃度的升高,大豆種子萌發(fā)越來越好,萌發(fā)率也隨之逐漸升高;當濃度大于 1.0×10-6mol· L-1時,隨濃度的升高,大豆種子萌發(fā)受到抑制,萌發(fā)率也隨之逐漸下降;在 1.0× 10-6mol· L-1時,萌發(fā)率相對最高。

圖1 不同濃度 JA對大豆種子萌發(fā)的影響

圖2 不同濃度 JA對大豆幼苗過氧化物酶活性的影響

3.2 不同濃度 JA對大豆幼苗生理的影響

3.2.1 不同濃度JA對大豆幼苗過氧化物酶活性的影響

經(jīng)過不同濃度 JA處理的大豆幼苗,其體內(nèi)過氧化物酶活性發(fā)生了一定的變化。在1.0×10-9mol·L-1～ 1.0× 10-3mol· L-1范圍內(nèi) ,當 JA濃度小于 1.0× 10-6mol· L-1時,隨 JA濃度的升高 ,大豆幼苗過氧化物酶活性也隨之逐漸升高;當濃度大于 1.0×10-6mol· L-1時,隨濃度的升高,大豆幼苗過氧化物酶活性也隨之逐漸下降。說明較高濃度的JA對大豆幼苗過氧化物酶活性存在抑制作用,低濃度 JA反而有一定的促進作用 (圖 2)。

3.2.2 不同濃度 JA對大豆幼苗淀粉酶的影響

由圖 3可知,在一定濃度范圍內(nèi),JA抑制大豆幼苗體內(nèi)淀粉酶活性。且不同濃度的JA對大豆幼苗淀粉酶活性的影響不同,濃度越高,抑制作用越明顯。但濃度小于 1.0×10-6mol· L-1時,隨 JA濃度的升高,大豆幼苗淀粉酶活性也隨之升高。說明低濃度的 JA對大豆幼苗的生長具有一定的促進作用。

圖3 不同濃度茉莉酸對黃豆芽淀粉酶活性的影響

4 結(jié)束語

上述實驗結(jié)果表明,JA在較高濃度時,對大豆種子萌發(fā)和幼苗的生長發(fā)育存在抑制作用,具體表現(xiàn)在萌發(fā)率下降,幼苗的長勢不旺;而在低濃度時,JA能促進大豆種子萌發(fā)和幼苗的生長,具體表現(xiàn)在萌發(fā)率升高,過氧化物酶和淀粉酶的活性增強。由此說明,在大豆的實際生產(chǎn)中,要合理使用植物生長調(diào)節(jié)劑,尤其是像 JA這樣新型的植物生長調(diào)節(jié)劑,一定要根據(jù)生產(chǎn)目的,控制好植物生長調(diào)節(jié)劑的濃度,否則會給生產(chǎn)帶來損失。

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Q945

A

1673-2006(2013)12-0090-03

10.3969/j.issn.1673-2006.2013.12.025

2013-09-25;

2013-11-25

宿州學院教授(博士)科研啟動基金項目(2012jb03)。

劉小陽(1963-),安徽懷寧人,教授,主要研究方向:植物逆境生理。