不同分子量殼寡糖對(duì)黃瓜穴盤(pán)苗生長(zhǎng)的影響

狄文偉

摘要：研究不同分子量殼寡糖對(duì)黃瓜穴盤(pán)苗生長(zhǎng)的影響，以黃瓜品種津旺707為試驗(yàn)材料，分別用分子量小于2 000、 3 000、5 000的殼寡糖配成1、10、50、100、200 mg/L溶液，分4次噴施黃瓜穴盤(pán)。對(duì)幼苗的形態(tài)指標(biāo)、根系活力、葉綠素含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明，大分子量的殼寡糖對(duì)穴盤(pán)苗生長(zhǎng)有利；在同一種分子量范圍內(nèi)，濃度較高時(shí)對(duì)穴盤(pán)苗生長(zhǎng)有利；但大分子量過(guò)高濃度的殼寡糖（T15處理，平均分子量<5 000，濃度為200 mg/L）會(huì)降低黃瓜穴盤(pán)苗的干鮮質(zhì)量、根長(zhǎng)、G值和葉綠素、可溶性蛋白、可溶性糖含量。綜合分析可知，分子量小于5 000的殼寡糖、濃度為100 mg/L時(shí)對(duì)黃瓜穴盤(pán)苗生長(zhǎng)促進(jìn)效果最好。

關(guān)鍵詞：殼寡糖；黃瓜穴盤(pán)苗；植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑

中圖分類號(hào)： S642.201

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2016）04-0196-03

甲殼素又稱甲殼質(zhì)、幾丁質(zhì)等，廣泛存在于低等動(dòng)物，特別是節(jié)肢動(dòng)物，如昆蟲(chóng)、蝦、蟹等的外殼及低等植物、菌、藻類的細(xì)胞壁中，是一種天然的生物高分子物質(zhì)，屬線性多糖類。甲殼素是一種可再生能源及工業(yè)原材料，它在自然界的產(chǎn)量?jī)H次于纖維素，其脫N-乙酰基后即生成殼聚糖[1-3]。甲殼素和殼聚糖均不溶于水，且不易被動(dòng)植物吸收。殼寡糖（又稱寡聚氨基葡糖、甲殼低聚糖、β-1，4-寡聚葡萄糖胺），是通過(guò)甲殼素或殼聚糖降解得到，由3～10個(gè)單糖分子通過(guò)糖苷鍵連接而成。與甲殼素或殼聚糖比，殼寡糖水溶性好、功能作用強(qiáng)、生物活性高[4]。殼寡糖應(yīng)用于農(nóng)業(yè)上，有調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育、激活植物防御反應(yīng)、殺菌防病等功能，可以提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，并增強(qiáng)作物抗病性[1，5-8]。

近年來(lái)，科研人員對(duì)殼寡糖對(duì)燕麥[4]、油菜[3]、小麥[9]、煙草[10]、水稻[11]、茄子[12]等作物幼苗的影響進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，殼寡糖能提高多種作物的抗病性，并有助于提高抗寒能力、葉綠率含量、光合速率等，還具有促進(jìn)生長(zhǎng)、控制徒長(zhǎng)等作用。有關(guān)不同分子量殼寡糖對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)影響的研究報(bào)道較少，相關(guān)綜合性研究未見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)研究了不同分子量殼寡糖對(duì)黃瓜穴盤(pán)苗生長(zhǎng)發(fā)育的影響，研究結(jié)果有助于為盡快將殼寡糖應(yīng)用于黃瓜幼苗生產(chǎn)提供相關(guān)理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 材料 黃瓜品種為津旺707，為天津朝研種苗科技有限公司產(chǎn)商品種子，種子包裝日期為2014年9月。殼寡糖，濟(jì)南海得貝海洋生物工程有限公司提供，平均分子量（MW）分別小于2 000、3 000、5 000。

1.1.2 試劑 丙酮、95%乙醇、考馬斯亮藍(lán)G-250、磷酸、結(jié)晶牛血清蛋白、乙酸乙酯、二水磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、濃硫酸、2，3，5-三苯基氯化四氮唑（TTC）、蔗糖、蒽酮，均為國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)。

1.1.3 儀器 尤尼卡7200分光光度計(jì)、TDL-40B型離心機(jī)、ALC-110.4型、1/10 000電子天平、DNP-9082型電熱恒溫培養(yǎng)箱、游標(biāo)卡尺。

1.2 方法

2015年4月8日播種，50孔穴盤(pán)，穴盤(pán)尺寸為長(zhǎng)54 cm、寬27 cm；基質(zhì)為德國(guó)Frota草炭與大粒珍珠巖按體積比4 ∶1混配。4月13日出芽，18日子葉展平、真葉吐心時(shí)進(jìn)行第1次處理，全株噴施。4月24日1張真葉時(shí)進(jìn)行第2次處理。4月28日2葉1心時(shí)進(jìn)行第3次處理。5月3日，2葉1心時(shí)進(jìn)行第4次處理。5月5日取樣，播種至取樣歷時(shí)27 d。

不同分子量的3種殼寡糖分別用蒸溜水配成濃度為1、10、50、100、200 mg/L溶液，用其噴施黃瓜穴盤(pán)苗，每個(gè)處理2盤(pán)（共100株），設(shè)T1（MW<2 000、1 mg/L）、T2（MW<2 000、10 mg/L）、T3（MW<2 000、50 mg/L）、T4（MW<2 000、100 mg/L）、T5（MW<2 000、200 mg/L）；T6（MW<3 000、1 mg/L）、T7（MW<3 000、10 mg/L）、T8（MW<3 000、50 mg/L）、T9（MW<3 000、100 mg/L）、T10（MW<3 000、200 mg/L）；T11（MW<5 000、1 mg/L）、T12（MW<5 000、10 mg/L）、T13（MW<5 000、50 mg/L）、T14（MW<5 000、100 mg/L）、T15（MW<5 000、200 mg/L）共15個(gè)處理，另用清水作對(duì)照（CK）。每次噴施以葉片滴液為標(biāo)準(zhǔn)。真葉展平時(shí)開(kāi)始噴施，每5～7 d噴施1次（具體視天氣情況而定）。當(dāng)幼苗2葉1心時(shí)取樣進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測(cè)定。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

形態(tài)指標(biāo)：株高、莖粗、地上部鮮質(zhì)量、地下部鮮質(zhì)量、地上部干質(zhì)量、地下部干質(zhì)量、根長(zhǎng)、葉綠素含量。葉綠素含量測(cè)定用乙醇-丙酮法；根系活力測(cè)定用TTC法；葉片蛋白質(zhì)含量測(cè)定用考馬斯亮藍(lán)G-250法；葉片可溶性糖含量測(cè)定用蒽酮法[13-14]。

根冠比=根干質(zhì)量/地上部干質(zhì)量；

壯苗指數(shù)=（莖粗/株高）×全株干質(zhì)量[15]；

G值=全株干質(zhì)量/播種時(shí)間。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用新復(fù)極差法進(jìn)行分析，取5%差異水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同分子量殼寡糖對(duì)黃瓜穴盤(pán)苗形態(tài)指標(biāo)的影響

從表1可以看出，株高T5、T10、T15處理與CK間差異顯著，表明200 mg/L的高濃度殼寡糖有明顯抑制黃瓜穴盤(pán)苗株高生長(zhǎng)的作用，T13、T14處理與CK間差異達(dá)顯著水平，表明大分子量且較高濃度（大于50 mg/L）殼寡糖對(duì)株高同樣有明顯抑制作用。在地上部、地下部鮮質(zhì)量、干質(zhì)量、根長(zhǎng)指標(biāo)上，T5、T8、T9、T10、T13、T14、T15處理綜合表現(xiàn)較好；表明高濃度與較大分子量的殼寡糖有增加地上部、地下部干質(zhì)量、鮮質(zhì)量與根長(zhǎng)的趨勢(shì)。

2.2 不同分子量殼寡糖對(duì)黃瓜穴盤(pán)苗壯苗指標(biāo)的影響

從表2可以看出，在全株干質(zhì)量指標(biāo)上，T5、T8、T9、T10、T11、T14處理表現(xiàn)較好，且與CK之間差異顯著；在G值指標(biāo)上，T5、T8、T9、T10、T11、T14處理較高，且與CK間存在顯著差異，表明較大分子量的殼寡糖有利于提高G值；在壯苗指數(shù)上，T5、T9、T10、T11、T13、T14、T15處理表現(xiàn)較好，且與CK之間存在顯著差異，表明高濃度或較大分子量適宜濃度殼寡糖可提高黃瓜穴盤(pán)苗壯苗指數(shù)。

2.3 不同分子量殼寡糖對(duì)黃瓜穴盤(pán)苗葉綠素含量的影響

從表3可以看出，T12、T14、T15處理葉綠素a含量較高，且與CK間存在顯著差異；葉綠素b含量在T3至T15處理與CK間也存在顯著差異；總?cè)~綠素含量以T14處理表現(xiàn)最好，且與其他處理之間存在顯著差異；T5、T12、T15處理葉綠素含量較高，且與CK之間存在顯著差異。結(jié)果表明，高濃度小分子量（WM<2 000）及大分子量（WM<3 000、WM<5 000）的殼寡糖能明顯提高黃瓜穴盤(pán)苗葉片的葉綠素含量。

2.4 不同分子量殼寡糖對(duì)黃瓜穴盤(pán)苗生理指標(biāo)的影響

從表4可以看出，在根系活力指標(biāo)上，T11、T12、T13、T14、T15處理值較大，與CK間存在顯著差異，表明大分子量的殼寡糖有明顯提高黃瓜穴盤(pán)苗根系活力的作用。T6、T7、T8、T9、T10與T11、T12、T13、T14處理TTC還原強(qiáng)度基本呈逐漸增高的趨勢(shì)，表明黃瓜穴盤(pán)苗根系活力會(huì)隨殼寡糖濃度的增高而增強(qiáng)。

在葉片蛋白質(zhì)含量指標(biāo)上，殼寡糖處理過(guò)的幼苗均高于CK，且差異顯著。T12、T13、T14處理葉片蛋白質(zhì)含量較高，且與CK、T1、T2、T3、T6、T7處理之間存在顯著差異，表明大分子量適宜濃度的殼寡糖有明顯提高黃瓜穴盤(pán)苗葉片蛋白質(zhì)含量的作用。

在葉片可溶性糖含量指標(biāo)上，T11、T12、T13、T14、T15處理含量均較高，且與CK間存在顯著差異，表明大分子量的殼寡糖（WM<5 000）可提高黃瓜穴盤(pán)苗葉片可溶性糖含量。T8、T9、T10處理幼苗葉片可溶性糖含量也較高，且與CK間存在顯著差異，表明較大分子量殼寡糖（WM<3 000）、較大濃度（大于50 mg/L）處理可提高黃瓜穴盤(pán)苗葉片可溶性糖含量。

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，高濃度殼寡糖T5、T10、T15處理有矮化黃瓜穴盤(pán)苗的作用，大分子量較高濃度的殼寡糖T13、T14處理也有矮化黃瓜穴盤(pán)苗的作用；高濃度T5、T10、T15處理與較大分子量適宜濃度T8、T9、T13、T14處理的殼寡糖有增加地上部、地下部干質(zhì)量、鮮質(zhì)量與根長(zhǎng)的趨勢(shì)。在壯苗指數(shù)上，大分子量的殼寡糖（WM<5 000）處理表現(xiàn)較好；較小分子量、較高濃度的殼寡糖T5、T9、T10處理也能提高壯苗指數(shù)。在總?cè)~綠素指標(biāo)上，大分子量較高濃度（WM<5 000，濃度大于10 mg/L）的殼寡糖噴施可明顯提高黃瓜穴盤(pán)苗葉綠素含量；小分子量較高濃度的殼寡糖（WM<2 000，濃度為200 mg/L）也能明顯提高黃瓜穴盤(pán)苗葉片的葉綠素含量。大分子量的殼寡糖（WM<5 000）有明顯提高黃瓜穴盤(pán)苗根系活力的作用，且在試驗(yàn)濃度范圍內(nèi)，在本試驗(yàn)方法下殼寡糖濃度越高對(duì)根系活力提高越明顯。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，大分子量的殼寡糖對(duì)穴盤(pán)苗生長(zhǎng)更有利；在同一種分子量范圍內(nèi)，濃度較高時(shí)對(duì)穴盤(pán)苗生長(zhǎng)更有利。但大分子量過(guò)高濃度的殼寡糖T15處理，WM<5 000、濃度為200 mg/L會(huì)降低黃瓜穴盤(pán)苗的干鮮質(zhì)量、根長(zhǎng)、G值、葉綠素含量、蛋白含量、可溶性糖含量。綜合分析可知，分子量小于5 000的殼寡糖、濃度為100 mg/L時(shí)表現(xiàn)最好。

郭衛(wèi)華等研究表明，濃度為0.1 mg/L的殼寡糖能促進(jìn)黃瓜種子發(fā)芽，并對(duì)黃瓜苗生長(zhǎng)有利，當(dāng)殼寡糖濃度較大時(shí)（達(dá)到100 mg/L）會(huì)抑制黃瓜苗的生長(zhǎng)，與本試驗(yàn)結(jié)果明顯不同[5]；本試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)殼寡糖濃度達(dá)到200 mg/L時(shí)才有明顯抑制黃瓜穴盤(pán)苗生長(zhǎng)的作用。扈學(xué)文等利用分子量分別為3 000、5 000、10 000的0.3%（質(zhì)量濃度）的殼寡糖處理黑麥幼苗，發(fā)現(xiàn)分子量為10 000對(duì)黑麥幼苗的生長(zhǎng)更為有利[4]。結(jié)果表明，分子量大的殼寡糖更有利于黑麥幼苗的生長(zhǎng)，與本試驗(yàn)結(jié)果相似。

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