京尼平苷對青菜光合反應及生理指標的影響

嚴萍+郭斐斐+宋雪飛+關水玲+陳剛+錢善勤+朱梅+朱建文+朱潛榮

摘要：以青菜抗熱605為材料，在青菜移栽后分別采用不同濃度京尼平苷水溶液對青菜幼苗進行噴施處理，測定青菜葉片葉綠素熒光值、葉綠素含量、過氧化物酶（POD）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性、可溶性糖及可溶性蛋白含量等指標。結果表明，不同濃度京尼平苷處理對青菜葉片光合葉綠素熒光值、葉綠素含量均有促進作用，同時對植物抗逆性有明顯促進作用，對青菜葉片中可溶性蛋白、可溶性糖等含量具有明顯促進作用，但對青菜葉片的硝酸鹽含量沒有明顯影響；隨著京尼平苷濃度增大，其促進作用呈先上升、后下降的趨勢，在京尼平苷濃度為25 mg/L時作用最為明顯。

關鍵詞：京尼平苷；青菜；光合反應；生理指標

中圖分類號： S634.9

文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）04-0193-03

京尼平苷是一種環(huán)烯醚萜葡萄糖苷，無毒，易溶于水、乙醇，不溶于石油醚，主要存在于梔子、杜仲、管花肉蓯蓉等植物中[1-2]。京尼平苷具有很強的生理活性，對扦插生根與作物增產(chǎn)有顯著的促進作用[3]，能夠促進多種不易生根植物插穗生根，顯著提高扦插成活率[4]。將京尼平苷制成一系列復方增產(chǎn)劑，應用在小麥、棉花、黃瓜等農作物生產(chǎn)試驗中，增產(chǎn)效果明顯[5-8]，京尼平苷對玉米幼苗的理化指標也有很好的促進作用[9]，但京尼平苷對其他作物生長的影響及作用機理尚未見報道。本研究以十字花科的蔬菜青菜（Brassica chinensis L.）為材料，研究不同濃度京尼平苷對青菜光合反應、抗逆性以及可溶性糖與可溶性蛋白含量等生理指標的影響，以期探明京尼平苷促進青菜生長的生理機制，為京尼平苷在蔬菜生產(chǎn)上的應用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試京尼平苷為廣西山云生化科技有限公司提供的高純度（≥98%）京尼平苷產(chǎn)品。供試青菜品種為抗熱605，購于揚州揚子種業(yè)有限公司。

1.2 方法

1.2.1 播種及田間管理 試驗在揚州大學實驗農場大棚內進行。2014年10月15日上午翻耕，施用適量復合肥，再翻耕，平整。10月20日下午播種，澆水。10月25日上午青菜出芽。11月15日在青菜三葉期時移栽，每小區(qū)幼苗行距、株距均為15 cm，所有材料均采用相同的肥水管理方式。

1.2.2 試驗處理 分別在2015年1月9日、29日對青菜進行京尼平苷處理，每次處理時分別將0、10、25、50、100 mg/L京尼平苷水溶液進行葉面噴施，其中0 mg/L處理為對照，即用清水噴施。每個處理重復3次。2015年3月11日收獲青菜，然后測定各項生理指標。

1.2.3 青菜各項生理指標測定 取青菜固定葉片的固定部位，用葉綠素測定儀分別測定各處理青菜的葉片葉綠素含量，每個處理重復6次[10]。

在田間選取青菜固定葉片的固定部位，采用FMS2型便攜式調制熒光分析儀（Hansatech公司）測定葉片葉綠素熒光參數(shù)，每個處理重復6次[11]。

過氧化物酶（POD）活性用愈創(chuàng)木酚法測定[12]；超氧化物歧化酶（SOD）活性用NBT光化學還原法測定[12]。

青菜葉片中維生素C含量采用二氯酚靛酚滴定法測定[12]；可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍法測定[12]；可溶性糖含量采用蒽酮法測定[12]；硝酸鹽含量采用水楊酸法測定[12]。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理與分析 用Excel軟件處理數(shù)據(jù)，用方差分析軟件對其進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 京尼平苷對青菜葉片葉綠素熒光參數(shù)的影響

植物的葉綠素熒光參數(shù)是指最大光合作用暗反應階段（PSⅡ）的光能轉換效率，對應于植物的光合速率，F(xiàn)v/Fm值越高，光合速率越高，植物在光合作用中吸收的CO2越多，制造的碳水化合物越多，其產(chǎn)量就越高[11]。由圖1可知，隨著京尼平苷濃度增大，青菜葉片F(xiàn)v/Fm值呈先增加、后降低的趨勢，且京尼平苷處理組青菜葉片F(xiàn)v/Fm值均大于對照。其中青菜葉片F(xiàn)v/Fm值在京尼平苷濃度為25 mg/L時達到最大值，為0.865；而后隨著京尼平苷濃度增大，青菜葉片F(xiàn)v/Fm值開始呈現(xiàn)下降趨勢，青菜葉片F(xiàn)v/Fm值在京尼平苷濃度為100 mg/L時下降到0.859。經(jīng)方差分析，10、25 mg/L 京尼平苷處理下的青菜葉片F(xiàn)v/Fm值與對照差異顯著（P<0.05），其他處理下的青菜葉片F(xiàn)v/Fm值與對照差異不顯著。說明京尼平苷處理對青菜葉片光能轉化效率有一定促進作用，最適宜的京尼平苷濃度為25 mg/L。

2.2 京尼平苷對青菜葉片葉綠素含量（SPAD值）的影響

葉綠體是高等植物進行光合反應的器官，而葉綠素則是葉綠體的主要成分，葉綠素含量與植物光合反應有密切關系。在實際操作過程中，通常采用SPAD-502葉綠素儀測定葉片SPAD值，葉綠素SPAD值也已成為葉綠素相關含量的表征參數(shù)[10]。由圖2可知，隨著京尼平苷濃度增大，青菜葉片葉綠素含量呈先增加、后降低的趨勢，且京尼平苷處理下的青菜葉片葉綠素含量均高于對照。其中青菜葉片SPAD值在京尼平苷濃度為25 mg/L時達到最高，為33.3。隨著京尼平苷濃度的進一步增大，青菜葉片葉綠素含量開始呈現(xiàn)下降趨勢，青菜葉片SPAD值在京尼平苷濃度為100 mg/L時下降到29.3。除25 mg/L京尼平苷處理與對照差異顯著（P<0.05）外，其他各京尼平苷處理與對照差異均未達顯著水平。說明京尼平苷處理對青菜葉片的葉綠素含量有一定促進作用，最適宜的京尼平苷濃度為25 mg/L。

2.3 京尼平苷對青菜POD活性的影響

POD、SOD能清除植物體內產(chǎn)生的活性氧或自由基，是植物體內最重要的保護酶，其活性是衡量植物抗逆能力的一個重要指標[13-14]。由圖3可知，隨著京尼平苷處理濃度增大，青菜葉片POD活性呈先降低、后增加的趨勢，且京尼平苷處理下的青菜POD活性均顯著低于對照（P<0.05），其中青菜POD活性在京尼平苷濃度為25 mg/L時達到最低值（26 U/g）；而后隨著京尼平苷濃度進一步增大，POD活性開始呈上升趨勢，POD活性在京尼平苷濃度為100 mg/L時上升到33 U /g，且京尼平苷對POD活性的促進效果仍較為明顯。

2.4 京尼平苷對青菜SOD活性的影響

由圖4可知，京尼平苷對青菜葉片SOD活性的影響類似于對POD活性的影響，隨著京尼平苷處理濃度增大，青菜SOD活性呈先降低、后增加的趨勢，且京尼平苷處理下的青菜SOD活性均顯著低于對照（P<0.05）。其中青菜SOD活性在京尼平苷濃度為25 mg/L時達到最低值（67 U/g）；而后隨著京尼平苷處理濃度進一步增大，SOD活性開始呈上升趨勢，在京尼平苷濃度為100 mg/L時上升到79 U/g。試驗表明，京尼平苷處理使青菜葉片內自由基和活性氧減少，從而使相應的酶活性降低。

2.5 京尼平苷對青菜葉片維生素C含量的影響

維生素C是人類營養(yǎng)中重要的維生素之一，嚴重缺乏維生素C時會造成壞血病。維生素C含量也是衡量蔬菜、水果品質的重要指標之一[15]。由圖5可知，隨著京尼平苷處理濃度的增大，青菜維生素C含量呈先增加、后降低的趨勢，且10、25、50 mg/L京尼平苷處理下青菜葉片維生素C含量均高于對照。青菜維生素C含量在京尼平苷濃度為25 mg/L時達到最大值，為5.2 mg/g。而后隨著京尼平苷處理濃度進一步增大，維生素C含量開始呈下降趨勢，維生素C含量在京尼平苷濃度為100 mg/L時下降到4.2 mg/g，略低于對照。除25 mg/L 京尼平苷處理下的青菜葉片維生素C含量與對照差異顯著外，其他各處理與對照差異均不顯著。說明京尼平苷處理對青菜維生素C含量有一定促進作用，最適宜的京尼平苷處理濃度為25 mg/L。

2.6 京尼平苷對青菜葉片可溶性蛋白含量的影響

可溶性蛋白是植物體內氮素存在的主要形式，可溶性蛋白大多是參與各種代謝反應的酶類，也是植物的滲透調節(jié)物質之一，其含量是衡量植物代謝反應強弱和對外界逆境抵抗能力的一個重要指標。由圖6可知，隨著京尼平苷濃度增大，青菜葉片可溶性蛋白含量呈先升高、后降低的趨勢，且京尼平苷處理下青菜葉片可溶性蛋白含量均高于對照。青菜葉片可溶性蛋白含量在京尼平苷濃度為25 mg/L時達到最大值，為34.5 μg/g。而后隨著京尼平苷處理濃度進一步增大，葉片可溶性蛋白含量開始呈現(xiàn)下降趨勢，葉片可溶性蛋白含量在京尼平苷濃度為100 mg/L時下降到31.9 μg/g。除100 mg/L京尼平苷處理外，各京尼平苷處理與對照差異顯著。說明京尼平苷處理對青菜葉片可溶性蛋白含量的促進作用較為明顯，最適宜的京尼平苷濃度為25 mg/L。

2.7 京尼平苷對青菜可溶性糖含量的影響

作物的碳素營養(yǎng)主要是指可溶性糖、淀粉，它們的營養(yǎng)作用主要有：合成纖維素組成細胞壁；轉化并組成其他有機物，如核苷酸、核酸等；其分解產(chǎn)物是合成其他許多有機物的原料；糖類作為呼吸基質，為作物的各種合成過程和各種生命活動提供了能量。由于碳水化合物具有這些重要作用，因此它們是最基本的營養(yǎng)物質，也是需要量最多的一類物質，具有重要的研究意義。由圖7可知，京尼平苷對青菜可溶性糖含量的影響與可溶性蛋白類似，用京尼平苷處理后青菜的可溶性糖含量均比對照有所提高，隨著京尼平苷處理濃度增大，青菜可溶性糖含量呈先增加、后降低的趨勢，且京尼平苷處理下青菜可溶性糖含量均高于對照。青菜可溶性糖含量在京尼平苷濃度為25 mg/L時達到最大值（0.664 mg/g）；而后隨著京尼平苷處理濃度進一步增大，可溶性糖含量開始呈下降趨勢，可溶性糖含量在京尼平苷濃度為100 mg/L時下降到 0.436 mg/g，各京尼平苷處理與對照差異達顯著水平（P<005）。表明京尼平苷處理能顯著提高青菜葉片可溶性糖含量，最適京尼平苷濃度為25 mg/L。

2.8 京尼平苷對青菜葉片硝酸鹽含量的影響

硝酸鹽含量是評價葉菜類作物品質的重要指標，硝酸鹽含量過多會轉化為亞硝酸，從而引發(fā)機體的相應病變，硝酸鹽含量過少植物則無法進行相應的生理代謝。因此，測定植物中硝態(tài)氮含量，不僅能反映植物氮素營養(yǎng)狀況，而且對鑒定蔬菜及其加工品質也有重要意義。由圖8可知，與對照相比，京尼平苷處理下青菜葉片硝酸鹽含量沒有顯著差異。說明京尼平苷處理對青菜葉片中硝酸鹽的代謝和積累沒有顯著影響。

3 結論與討論

張伯熙等研究發(fā)現(xiàn)，噴施京尼平苷后，小麥的功能葉劍葉的面積擴大0.3%～77.0%，劍葉鮮質量增加0.9%～176%，青葉率提高4.4%～11.2%，說明植物葉片葉綠素含量與其產(chǎn)量也呈正相關[8]。本研究發(fā)現(xiàn)，京尼平苷處理對青菜葉片葉綠素含量、葉綠素光能轉化效率有一定程度的促進作用，而且京尼平苷處理對青菜葉片中可溶性糖、可溶性蛋白含量等均有不同程度的促進作用，以京尼平苷濃度為25 mg /L 時最明顯。從而推測京尼平苷之所以對青菜生長有促進作用，原因之一是其促進了青菜葉片葉綠素和可溶性蛋白的合成、積累，從而促進葉片的光合作用對光能的吸收和傳遞，以及光合作用的酶促進反應，從而增加了光合產(chǎn)物的輸出[15]。而且由于葉片生物量和葉綠素含量增加，單位時間內光合產(chǎn)物數(shù)量必然增加，而植物體內的光合產(chǎn)物一般是以可溶性糖形式運輸[16]，其向青菜葉片的輸送量也會提高，最終使作物生物量增加。

本研究表明，京尼平苷處理可以降低青菜葉片中SOD、POD等抗氧化酶的活性，原因可能是京尼平苷有利于植物光合效率的提高，促進了可溶性糖、可溶性蛋白等的積累，而可溶性糖、可溶性蛋白也能參與植物體內的滲透調節(jié)，從而提高植物對逆境的適應能力，減少植物體內自由基、活性氧的產(chǎn)生，因而使酶活性下降。另外，維生素C、硝酸鹽含量是衡量蔬菜品質的重要指標，其含量主要受氮肥施用量、種類、形態(tài)及配比等影響[17]。京尼平苷處理對青菜葉片中維生素C和硝酸鹽含量的影響不明顯，說明京尼平苷對青菜葉片品質指標影響不大。

由此，筆者初步判斷京尼平苷主要通過促進青菜葉綠素含量、葉綠素光能轉化效率，提高可溶性糖、可溶性蛋白質的積累，促進其對外界不良環(huán)境的抗性，從而有利于青菜生長和產(chǎn)量提高，并且不影響其品質。而且京尼平苷本身是從植物中提取的，其作為調節(jié)劑使用安全、無毒副作用。Ding等研究表明，正常劑量（24.3 mg/kg）以下京尼平苷處理完全不會引起小鼠肝毒性，即使重復給藥也安全可靠[18]。但是京尼平苷對其他作物生長及產(chǎn)量的影響尚未見報道，所以筆者也不能確定它對其他作物的生長及產(chǎn)量都有促進作用。因此本研究只能說明京尼平苷對現(xiàn)有已知的某些作物具有增產(chǎn)效果，并將它應用于相應作物的種植中以提高其產(chǎn)量。京尼平苷對于其他作物的促進機制還有待進一步研究。

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