多效唑?qū)λ嵊昝{迫下龍眼幼苗生理特性的影響

高俊杰

(泉州市農(nóng)業(yè)局種植業(yè)管理站，福建泉州 362000)

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多效唑?qū)λ嵊昝{迫下龍眼幼苗生理特性的影響

高俊杰

(泉州市農(nóng)業(yè)局種植業(yè)管理站，福建泉州 362000)

摘要[目的]研究酸雨脅迫下多效唑?qū)堁塾酌缟硖匦缘挠绊?，為改善龍眼的抗性提供科學(xué)依據(jù)。[方法] 研究不同濃度多效唑(0、100、200、300、400和500 mg/L)對酸雨脅迫下龍眼幼苗葉片丙二醛含量、電解質(zhì)滲漏率、光合色素含量、抗氧化酶活性等生理特性的影響。[結(jié)果]龍眼幼苗噴施一定濃度多效唑能減少酸雨脅迫時(shí)丙二醛的積累和電解質(zhì)滲漏率；多效唑能夠激活龍眼幼苗葉片的SOD、POD和CAT活性，減輕膜脂過氧化作用；多效唑減緩龍眼幼苗葉片葉綠素和類胡蘿卜素的分解，降低蒸騰速率，提高氣孔導(dǎo)度和凈光合速率，提高葉片中可溶性糖和蛋白質(zhì)含量。[結(jié)論]多效唑通過激活龍眼葉片抗氧化酶活性，減輕氧化脅迫，緩解酸雨脅迫下的生理效應(yīng)；300 mg/L多效唑是緩解龍眼幼苗酸雨脅迫的適宜濃度。

關(guān)鍵詞多效唑；龍眼；抗氧化酶；酸雨脅迫；生理效應(yīng)

龍眼(DimocarpuslonganaLour.)為我國亞熱帶名優(yōu)特產(chǎn)果樹。福建省是我國龍眼主產(chǎn)區(qū)，種植面積已超過6萬hm2。福建省龍眼種植主要分布在東南沿海，該區(qū)域?yàn)槿A東酸雨區(qū)[1]，酸雨對龍眼生產(chǎn)造成了嚴(yán)重影響[2]。酸雨脅迫對龍眼的影響表現(xiàn)為光合特性和葉綠素a熒光參數(shù)下降，抗氧化酶系統(tǒng)活性降低，質(zhì)膜結(jié)構(gòu)破壞等方面[2-3]。研究表明，稀土元素可促進(jìn)酸雨脅迫下龍眼花粉萌發(fā)和提高坐果率[4]；外源水楊酸和NO可以緩解龍眼幼苗酸雨脅迫效應(yīng)[5-6]。多效唑可以延緩植物伸長生長、促進(jìn)分蘗，增強(qiáng)抗逆性和延緩植物衰老等[7-9]。目前，國內(nèi)外已將多效唑大面積應(yīng)用在青錢柳、馬鈴薯、煙草等多種農(nóng)作物生產(chǎn)上[10-14]，取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。而多效唑?qū)堁鬯嵊昝{迫的緩解作用尚未見報(bào)道。為此，筆者開展了多效唑?qū)λ嵊昝{迫下龍眼的光合生理和膜脂過氧化作用等特性的影響，以期為改善酸雨脅迫下龍眼的抗性提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料龍眼果實(shí)由福建亞森農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)股份公司提供。于2014年8月采摘龍眼果實(shí)，將獲取的種子進(jìn)行催芽，種子萌發(fā)后種植于塑料盆中，每盆種植2株幼苗。待幼苗長出6片真葉時(shí)，選取長勢基本一致的幼苗進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)期間按常規(guī)進(jìn)行水肥管理[6]。2015年6月根據(jù)酸雨降雨中SO42-和NO3-的組成，調(diào)配成pH為4.0的模擬酸雨。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法先對龍眼幼苗噴施模擬酸雨，3 d噴1次,共處理10 d，然后對龍眼幼苗噴施多效唑，多效唑濃度分別設(shè)為0(CK)、100、200、300、400和500 mg/L，共6個(gè)處理，每個(gè)處理5次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。用微型噴霧器向龍眼葉面噴施模擬酸雨和多效唑，以幼苗所有葉片滴液為度，對照植株噴等量清水。多效唑7 d噴1次,共噴4次。

1.3測定指標(biāo)與方法多效唑處理結(jié)束后，于晴天9：00~11：00采集龍眼幼苗植株功能葉片進(jìn)行各項(xiàng)生理指標(biāo)測定。每株測4個(gè)葉片，每處理測3株。丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法；電解質(zhì)滲漏率采用電導(dǎo)測定儀測定；超氧化物歧化酶活性采用氯化硝基四氮唑藍(lán)法測定，過氧化物酶活性采用愈創(chuàng)木酚比色法測定，過氧化氫酶活性采用比色法測定[15]；可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定；蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍(lán)法測定[15]；葉綠素含量和類胡蘿卜素含量采用丙酮浸提法測定[16]；葉片光合參數(shù)采用CI-340便攜式光合儀開路系統(tǒng)測定[17]。

2結(jié)果與分析

2.1酸雨脅迫下多效唑?qū)堁廴~片丙二醛含量和電解質(zhì)滲漏率的影響酸雨脅迫下龍眼葉片噴施多效唑后丙二醛含量和電解質(zhì)滲漏率發(fā)生明顯變化(圖1)。由圖1a可知，隨著多效唑濃度的增加，龍眼葉片丙二醛含量先下降后上升。多效唑濃度為100~400 mg/L時(shí)龍眼葉片丙二醛含量顯著低于對照，300 mg/L時(shí)丙二醛含量降為最低值，較對照降低了46.81%，而500 mg/L處理的丙二醛含量與對照差異不顯著。可見，噴施100~400 mg/L多效唑可以顯著降低酸雨脅迫下龍眼丙二醛含量，減輕膜脂過氧化程度。

圖1　多效唑?qū)λ嵊昝{迫下龍眼葉片丙二醛含量(a)和電解質(zhì)滲漏率(b)的影響Fig.1　Effects of paclobutrazol on MDA content(a) and electrolyte leakage rate(b) of longan leaves under acid rain stress

酸雨脅迫下細(xì)胞的質(zhì)膜系統(tǒng)受到傷害，表現(xiàn)為電解質(zhì)滲漏率增加。從圖1b可見，酸雨脅迫下噴施不同濃度多效唑均降低龍眼葉片電解質(zhì)滲漏率。電解質(zhì)滲漏率隨多效唑濃度的增加而降低，100 mg/L多效唑處理電解質(zhì)滲漏率與對照差異不顯著；200~500 mg/L多效唑處理的電解質(zhì)滲透率均顯著低于對照。這說明酸雨脅迫條件下，噴施多效唑可降低龍眼葉片電解質(zhì)滲漏率，保護(hù)細(xì)胞的質(zhì)膜透性，提高龍眼葉片的抗逆性。

2.2酸雨脅迫下多效唑?qū)堁廴~片抗氧化酶活性的影響噴施多效唑明顯提高酸雨脅迫下龍眼葉片的SOD、POD和CAT這3種酶的活性(圖2a~c)。酸雨脅迫下SOD、POD和CAT活性均隨著多效唑濃度增加出現(xiàn)先增加后降低的趨勢。多效唑濃度為300 mg/L時(shí)，SOD、POD和CAT活性均達(dá)到最大值，分別比對照提高13.52%、92.36%和143.30%。多效唑濃度大于300 mg/L時(shí)，SOD、POD和CAT活性均逐漸下降，500 mg/L時(shí)酶活性均高于對照?？梢姡瑖娛┒嘈н蝻@著提高酸雨脅迫下葉片SOD、POD和CAT活性，200~500 mg/L多效唑有利于酸雨脅迫下龍眼葉片酶活性的提高，增強(qiáng)清除活性氧的能力，有效降低細(xì)胞膜脂過氧化程度。

2.3酸雨脅迫下多效唑?qū)堁廴~片光合色素含量的影響噴施多效唑能顯著改變酸雨脅迫下龍眼葉片的葉綠素和類胡蘿卜素含量(表1)。噴施100~400 mg/L多效唑時(shí)，龍眼葉片葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素和類胡蘿卜素含量均顯著高于對照。多效唑?yàn)?00 mg/L時(shí)龍眼葉片葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素和類胡蘿卜素含量均達(dá)到最大值，分別比對照增加了31.21%、43.10%、33.89%和75.20%；多效唑?yàn)?00 mg/L時(shí)龍眼葉片葉綠素和類胡蘿卜素含量反而下降，但與對照差異不顯著。對照處理的龍眼植株葉片出現(xiàn)黃綠色，而噴施多效唑處理的葉片顏色變綠，且高濃度處理的顏色較深，這表明多效唑處理可以緩解酸雨對葉綠體結(jié)構(gòu)的破壞，提高龍眼對酸雨脅迫的適應(yīng)能力。

圖2　多效唑?qū)λ嵊昝{迫下龍眼葉片SOD(a)、POD(b)和CAT(c)活性的影響Fig.2　Effects of paclobutrazol on SOD(a), POD(b), CAT(c) activity of longan leaves under acid rain stress

2.4酸雨脅迫下多效唑?qū)堁廴~片光合參數(shù)的影響噴施多效唑影響酸雨脅迫下龍眼葉片的光合特征(圖3a~c)。從圖3可以看出，凈光合速率和氣孔導(dǎo)度均隨著多效唑濃度的增加呈現(xiàn)出先提高后降低的趨勢，且顯著高于對照。多效唑濃度為300 mg/L時(shí)葉片的凈光合速率和氣孔導(dǎo)度均達(dá)到最大值，分別比對照提高了15.98%和52.63%；多效唑濃度大于300 mg/L時(shí)其值稍微降低。多效唑處理能顯著降低葉片的蒸騰速率，且隨著多效唑濃度的增加而逐漸下降?？梢?，噴施300 mg/L多效唑有利于提高酸雨脅迫下龍眼的光合能力，而高濃度多效唑降低其光合特性。

表1　多效唑?qū)λ嵊昝{迫下龍眼葉片葉綠素和類胡蘿卜素含量的影響

圖3　多效唑?qū)λ嵊昝{迫下龍眼葉片光合參數(shù)(a、b、c)的影響Fig.3　Effects of paclobutrazol on photosynthetic parameters(a、b、c) of longan leaves under acid rain stress

圖4　多效唑?qū)λ嵊昝{迫下龍眼葉片可溶性糖(a)和蛋白質(zhì)含量(b)的影響Fig.4　Effects of paclobutrazol on soluble sugar(a) and protein content(b) in longan leaves under acid rain stress

2.5酸雨脅迫下多效唑?qū)堁廴~片可溶性糖和蛋白質(zhì)含量的影響酸雨脅迫下噴施多效唑明顯提高龍眼葉片可溶性糖和蛋白質(zhì)含量(圖4a、b)。隨著多效唑濃度的增加，龍眼葉片的可溶性糖和蛋白質(zhì)含量均表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢。多效唑濃度為300 mg/L時(shí)葉片可溶性糖含量和蛋白質(zhì)含量均達(dá)到最大值，分別比對照提高72.96%和51.14%。隨后，可溶性糖和蛋白質(zhì)含量均下降，但均高于對照?？梢?，噴施300 mg/L多效唑促進(jìn)酸雨脅迫下龍眼光合產(chǎn)物的合成，從而提高龍眼的抗酸性。3結(jié)論與討論該研究表明，一定濃度的多效唑可減少酸雨脅迫時(shí)丙二醛的積累和電解質(zhì)滲漏率，還可顯著增加龍眼葉綠素和類胡蘿卜素含量，并增加葉片氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率，有利于氣體交換，從而提高葉片凈光合速率，與前人研究結(jié)果一致[13，18]。多效唑還可增加龍眼葉片光合產(chǎn)物可溶性糖和蛋白質(zhì)含量。由于可溶性糖、淀粉等碳水化合物含量增加，提高了細(xì)胞液濃度和細(xì)胞代謝水平，使有機(jī)物轉(zhuǎn)化加快，從而提高了龍眼的抗逆性。酸雨脅迫下，細(xì)胞內(nèi)自由基平衡體系的維持對植物抗性至關(guān)重要?？寡趸富钚耘c植物活性氧代謝直接相關(guān)， SOD、POD和CAT構(gòu)成了植物體內(nèi)重要的酶促活性氧清除系統(tǒng)，其活性水平代表植物體清除活性氧自由基的能力，反映植物抗逆境能力的高低。該試驗(yàn)表明，對龍眼噴施低濃度多效唑溶液，植株葉片中SOD、POD和CAT 這3種酶活性均得到不同程度的提高，細(xì)胞自由基清除能力增強(qiáng)，膜脂過氧化程度減緩，從而提高龍眼的抗性，而高濃度多效唑處理表現(xiàn)為抑制作用。

綜合分析，以300 mg/L多效唑處理效果最佳。該濃度可以作為生產(chǎn)管理上的參考用量。有關(guān)多效唑最適處理時(shí)

間和調(diào)節(jié)機(jī)制等尚需進(jìn)一步探討和驗(yàn)證。

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Effects of Paclobutrazol on Physiological Characteristics in Longan Seedling under Acid Rain Stress

GAO Jun-jie (Quanzhou Municipal Bureau of Agriculture Planting Station, Quanzhou, Fujian 362000)

Abstract[Objiective] The effects of paclobutrazol on the physiological characteristics in longan seedlings under acid rain stress were studied to provide a scientific basis for improving the resistance of the longan. [Method]With the different concentrations of paclobutrazol treatment， physiological characteristics of longan seedlings under acid rain stress such as MDA content, electrolyte leakage rate, photosynthetic pigment content, antioxidant enzyme activities were determined.[Result] The results showed that paclobutrazol could decrease the accumulation of MDA and electrolyte leakage rate, and increase the activities of superoxide, peroxidase and catalase, which could alleviative the peroxidation degree of membrane lipid. Paclobutrazol can retard the degradation of chlorophyll and carotenoid, increase the net photosynthetic rate remarkably, and increase the content of soluble protein and sugar in leaves of longan under acid rain stress. [Conclusion]Physiological effects could be relieved by activating antioxidant enzyme activities and reducing oxidative stress in longan seedlings with paclobutrazol under acid rain stress. The proper concentration of paclobutrazol is about 300 mg/L.

Key wordsPaclobutrazol; Longan; Antioxidant enzyme; Acid rain stress; Physiological effects

收稿日期2015-12-21

作者簡介高俊杰(1972- )，男，福建泉州人，高級農(nóng)藝師，從事果樹栽培技術(shù)推廣工作。

基金項(xiàng)目泉州市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2010N10)。

中圖分類號S 482.8+92

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

文章編號0517-6611(2016)02-048-03