3種植物生長調(diào)節(jié)劑處理對細(xì)葉云南松種子萌發(fā)后芽苗生理的影響

易弘韜　方慧鑫　黃則月

摘要 以細(xì)葉云南松種子為材料，采用L9（34）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究吲哚丁酸（IBA）、萘乙酸（NAA）、赤霉素（GA3）3種植物生長調(diào)節(jié)劑處理細(xì)葉云南松種子對其芽苗生理的影響。結(jié)果表明，3種植物生長調(diào)節(jié)劑中萘乙酸濃度是影響其芽苗生理的主要影響因素，處理5（IBA 12 mg/L+NAA 10 mg/L+GA3 30 mg/L）的CAT活性及可溶性蛋白含量最優(yōu)，芽苗產(chǎn)生的過氧化氫較少，利于可溶性蛋白合成；處理3（IBA 0 mg/L+NAA 20 mg/L+GA3 30 mg/L）的APX活性最優(yōu)，芽苗產(chǎn)生的活性氧較少，膜系統(tǒng)得到保護(hù)。因此，在赤霉素30 mg/L前提下適當(dāng)添加吲哚丁酸及萘乙酸可促進(jìn)其芽苗生理代謝。

關(guān)鍵詞 細(xì)葉云南松；植物生長調(diào)節(jié)劑；生理指標(biāo)；種子萌發(fā)

中圖分類號 S791.257 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）15-0132-03

Abstract This study used seeds of Pinus yunnanensis var. as the materials，and adopted L9（34） orthogonal experimental design to study the effects of three plant growth regulators [indole butyric acid（IBA），naphthalene acetic acid（NAA） and gibberellin（GA3）] on pine seed physiological and metabolic activities.The results showed that the concentration of NAA in the three plant growth regulators was the main influencing factor for seed germination.The activity of CAT and the content of soluble protein were the best in treatment 5（IBA 12 mg/L+NAA 10 mg/L+GA3 30 mg/L），while the APX activity in treatment 3（IBA 0 mg/L+NAA 20 mg/L+GA3 30 mg/L）was the best appropriate concentration of plant growth regulators which could promote the metabolism of seeds and their seedlings，reduce the active oxygen content and protect cell membrane system.

Key words Pinus yunnanensis var.；plant growth regulator；physiological index；seed germination

細(xì)葉云南松（Pinus yunnanensis var.）是云南松天然分布區(qū)東南部邊緣的一個變種，具有質(zhì)輕細(xì)密、干形較直、耐旱耐貧瘠和適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，可以用于人工林營造[1]，其木材可供建筑、板材、家具等使用[2]，樹干可用于割取松脂[3]，樹皮可提取栲膠[4]，松針可提煉松針油[5]，用途十分廣泛。細(xì)葉云南松通常采用種子育苗的方法，然而面臨著育苗難度大、苗木質(zhì)量不佳等問題[6]。植物生長調(diào)節(jié)劑屬于人工有機(jī)合成、微量成分分析、植物生理學(xué)和生物化學(xué)以及現(xiàn)代栽培技術(shù)等多種科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的產(chǎn)物，具有控制植物生長發(fā)育的作用[7]。吲哚丁酸（IBA）是一種植物內(nèi)源生長素，可以促進(jìn)細(xì)胞分裂與細(xì)胞生長，誘導(dǎo)形成不定根，在一定條件下能經(jīng)由植物葉片、嫩表皮與種子進(jìn)入植物體內(nèi)，隨著植物輸導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)入起作用的部位，在樹木、花卉的扦插生根上有著廣泛的應(yīng)用[8]；萘乙酸（NAA）是廣譜型植物生長調(diào)節(jié)劑，能夠促進(jìn)細(xì)胞分裂與擴(kuò)大，誘導(dǎo)其形成不定根，在種子發(fā)芽過程中會進(jìn)入到種子內(nèi)部，隨著營養(yǎng)流輸導(dǎo)而影響其萌發(fā)，萘乙酸在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用很廣泛，如能防止蔬菜瓜果類落花的現(xiàn)象，避免形成小籽果實(shí)，對扦插枝條生根具有促進(jìn)作用等[9]；赤霉素（GA3）普遍分布于被子、裸子植物中，特別是植株莖端、嫩葉等生長旺盛的部位，并在未成熟種子、果實(shí)、根尖等部位合成，可以提高植物體內(nèi)生長素的含量，加快麥芽糖的轉(zhuǎn)化，尤其對莖葉的生長具有明顯的促進(jìn)作用，同時能夠防止器官脫落和打破種子、芽的休眠[10]。采用植物生長調(diào)節(jié)劑處理植物種子，可以促進(jìn)其芽苗生理代謝，提高苗木質(zhì)量，國內(nèi)外學(xué)者對植物生長調(diào)節(jié)劑已經(jīng)有許多研究，如俞建妹等[11]研究植物生長調(diào)節(jié)劑處理降香黃檀種子，發(fā)現(xiàn)適當(dāng)濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑可顯著促進(jìn)種子萌發(fā)后幼苗的生長；李 秋[12]等研究植物生長調(diào)節(jié)劑處理羅勒種對其萌發(fā)幼苗生長的影響，發(fā)現(xiàn)適宜濃度的GA3和IBA能減少活性氧的生成，減弱幼苗的過氧化物酶活性。本試驗(yàn)通過研究IBA、NAA、GA3 3種植物生長調(diào)節(jié)劑處理細(xì)葉云南松種子對其芽苗生理的影響，找到促進(jìn)其芽苗生理代謝的植物生長調(diào)節(jié)劑最佳處理組合。

1 材料與方法

1.1 種子采集及處理方法

本試驗(yàn)所用細(xì)葉云南松種子取自百色市雅長林場，經(jīng)干燥脫水處理之后備用。試驗(yàn)采用L9（34）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，共9個處理，每個處理50粒種子并進(jìn)行3次重復(fù)。種子經(jīng)0.5%KMnO4溶液浸泡消毒后放入植物生長調(diào)節(jié)劑處理液中，在室溫下浸泡12 h，待種子吸脹后，用蒸餾水反復(fù)沖洗3次并均勻置于墊有濾紙的發(fā)芽盒上，放入光照培養(yǎng)箱進(jìn)行培養(yǎng)。植物生長調(diào)節(jié)劑濃度見表1。

培養(yǎng)時通過 2 個時段模擬種子自然條件下進(jìn)行發(fā)芽，分別為：13 h（ 溫度25 ℃、光照為2 500 lx）、11 h（ 溫度 20 ℃、無光照）。從置床之日起于每天中午12：00 觀測1次，以發(fā)芽種子的胚根長度等于種子長度為種子萌發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)，在種子發(fā)芽末期以連續(xù)3 d發(fā)芽粒數(shù)平均不足供試種子總數(shù)的1%作為結(jié)束試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)，共計(jì)14 d。endprint

1.2 生理指標(biāo)測定方法

待種子萌發(fā)后每個重復(fù)稱取0.2 g子葉，于pH=7.0磷酸緩沖液-聚乙烯吡咯烷酮條件下在冰浴中研磨成勻漿，4 ℃ 下離心，上清液即為酶提取液，分裝并冷藏于-70 ℃保存。過氧化氫酶活性、抗壞血酸過氧化物酶活性和可溶性蛋白質(zhì)含量采用紫外分光法測定[13-15]，丙二醛含量采用TBA法測定[16]。采用Microsoft Excel、DPS等軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 3種植物生長調(diào)節(jié)劑對細(xì)葉云南松種子萌發(fā)后芽苗過氧化氫酶活性的影響

從表2可以看出，9個處理中過氧化氫酶活性大小排列為處理6>處理1>處理4>處理2>處理3>處理8>處理9>處理7>處理5。其中，處理6過氧化氫酶活性最大，達(dá)到了342.4 U/（min·g FW），說明其在發(fā)芽過程中產(chǎn)生的過氧化氫的量最高，種子發(fā)芽過程受到了一定的逆境脅迫，因此要維持種子的正常發(fā)芽和芽苗的正常生長，植物組織分泌相應(yīng)的過氧化氫酶清除機(jī)體的有害物質(zhì)過氧化氫；處理5的過氧化氫酶活性最低，為65.13 U/（min·g FW），與處理1相差158.36 U/（min·g FW）。試驗(yàn)中對細(xì)葉云南松芽苗過氧化氫酶活性的主要影響因素為赤霉素，其次為萘乙酸，再次為吲哚丁酸。3種植物生長調(diào)節(jié)劑對細(xì)葉云南松芽苗過氧化氫酶活性影響最大的水平組合為A2B3C1。

2.2 3種植物生長調(diào)節(jié)劑對細(xì)葉云南松種子萌發(fā)后芽苗抗壞血酸過氧化物酶活性的影響

從表3可以看出，不同組合植物生長調(diào)節(jié)劑處理的細(xì)葉云南松種子萌發(fā)后芽苗抗壞血酸過氧化物酶活性大小排列為處理8>處理5>處理6>處理2>處理1>處理9>處理4>處理7>處理3。處理8的抗壞血酸過氧化氫酶的活性最高，為195.10 U/（min·g FW），說明處理8產(chǎn)生了較多的活性氧，而抗壞血酸過氧化物酶對清除植物細(xì)胞內(nèi)的過氧化物，防止植物細(xì)胞的組成結(jié)構(gòu)與功能受到破壞具有重要作用。處理3的抗壞血酸過氧化物酶活性最低，為49.77 U/（min·g FW），與處理1相差34.03 U/（min·g FW）。試驗(yàn)中對細(xì)葉云南松種子萌發(fā)后芽苗的APX活性主要影響因素為萘乙酸，其次為赤霉素，再次為吲哚丁酸。3種植物生長調(diào)節(jié)劑對細(xì)葉云南松芽苗的APX活性影響最大水平組合為A3B2C1。

2.3 3種植物生長調(diào)節(jié)劑對細(xì)葉云南松種子萌發(fā)后芽苗可溶性蛋白含量的影響

從表4可以看出，不同組合的植物生長調(diào)節(jié)劑處理下細(xì)葉云南松芽苗可溶性蛋白含量排列為處理5>處理4>處理7>處理1>處理8>處理3>處理2>處理9>處理6?？扇苄缘鞍资侵参矬w內(nèi)氮素存在的主要形式，為種子萌發(fā)時貯藏蛋白水解產(chǎn)物，在種子的萌發(fā)期間主要進(jìn)行氨基轉(zhuǎn)換作用，參與多種生理生化代謝過程，從而合成新的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，其含量的多少和植物體內(nèi)的代謝有著非常重要的關(guān)系，是植物品質(zhì)和營養(yǎng)的重要評價指標(biāo)之一。處理5可溶性蛋白質(zhì)的含量最高，為173.01 mg/g，較含量最低的處理6高出90.53 mg/g，可見處理5的細(xì)葉云南松芽苗生理活動情況最佳。全部處理中僅處理6的可溶性蛋白含量低于100 mg/g。試驗(yàn)中對細(xì)葉云南松種子芽苗的可溶性蛋白含量主要影響因素為萘乙酸，其次為赤霉素，再次為吲哚丁酸。3種植物生長調(diào)節(jié)劑對增加細(xì)葉云南松種子萌發(fā)后芽苗的可溶性蛋白含量的最優(yōu)水平組合為A2B2C3。

2.4 3種植物生長調(diào)節(jié)劑對細(xì)葉云南松種子萌發(fā)后芽苗丙二醛含量的影響

從表5可以看出，不同組合的植物生長調(diào)節(jié)劑處理下細(xì)葉云南松芽苗丙二醛含量排列為處理3>處理1>處理7>處理4>處理9>處理2>處理8>處理6>處理5。丙二醛含量是植物細(xì)胞膜系統(tǒng)過氧化程度的體現(xiàn)，能夠反映植物細(xì)胞膜系統(tǒng)受到損傷的程度，反映植物組織抗氧化能力的大小。丙二醛含量較高，說明植物細(xì)胞膜系統(tǒng)過氧化程度較高，細(xì)胞膜質(zhì)受到傷害較嚴(yán)重。處理3丙二醛含量最高，達(dá)到1.41 ？滋mol/L，處理5丙二醛含量最低，僅為0.32 ？滋mol/L。處理1、3、4、7的種子萌發(fā)后芽苗丙二醛含量均高于1 ？滋mol/L。試驗(yàn)中對細(xì)葉云南松種子萌發(fā)后芽苗丙二醛含量影響因素中最大為萘乙酸，其次為吲哚丁酸，再次為赤霉素。在處理的濃度范圍內(nèi)3種生長調(diào)節(jié)劑對增加種子萌發(fā)后芽苗的丙二醛含量影響最大水平組合為A1B1C2。

3 結(jié)論與討論

3種植物生長調(diào)節(jié)劑中萘乙酸是細(xì)葉云南松種子萌發(fā)后幼苗生理指標(biāo)的主要影響因素，其次為赤霉素，再次為吲哚丁酸。IBA 12 mg/L+NAA 10 mg/L+GA3 30 mg/L處理的CAT活性及可溶性蛋白含量最優(yōu)，說明該處理?xiàng)l件下可減少細(xì)葉云南松種子萌發(fā)過程中產(chǎn)生的過氧化氫，有利于可溶性蛋白質(zhì)的合成；NAA 20 mg/L+GA3 30 mg/L處理的APX活性及MDA含量最優(yōu)，而MDA是植物膜系統(tǒng)受活性氧氧化產(chǎn)生的物質(zhì)，在該處理?xiàng)l件下細(xì)葉云南松種子萌發(fā)過程中產(chǎn)生的過氧化物較少，植物膜系統(tǒng)得到有效保護(hù)，從而減少了MDA的生成。劉昆成[17]研究3種植物生長調(diào)節(jié)劑對格木幼苗生理的影響、高春智[18]研究不同植物生長調(diào)節(jié)劑對油松和樟子松種子及幼苗的影響，結(jié)果均與本研究相符。故在較高濃度赤霉素的條件下適當(dāng)添加吲哚丁酸與萘乙酸可減少細(xì)葉云南松種子萌發(fā)過程中產(chǎn)生的活性氧，而無赤霉素下較高濃度的萘乙酸和吲哚丁酸會造成細(xì)葉云南松芽苗產(chǎn)生較多的活性氧，導(dǎo)致膜系統(tǒng)受損與可溶性蛋白質(zhì)合成減少。

本試驗(yàn)為植物生長調(diào)節(jié)劑處理下對細(xì)葉云南松種子萌發(fā)芽苗生理研究提供了參考，雖嚴(yán)格按照科學(xué)方法對不同植物生長調(diào)節(jié)劑進(jìn)行組合，但試驗(yàn)仍有許多不足之處，由于時間和條件的限制，對植物生長調(diào)節(jié)劑的種類及梯度設(shè)置不夠多，對各項(xiàng)生理指標(biāo)的觀察周期不夠長。植物對植物生長調(diào)節(jié)劑的濃度通常較嚴(yán)格，過高濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑會導(dǎo)致植物葉片增肥變脆，產(chǎn)生畸形葉片并干枯脫落，以致全株死亡，而過低濃度則難以達(dá)到應(yīng)有的效果，如何更好調(diào)節(jié)植物生長調(diào)節(jié)劑的濃度配比和浸泡時間，仍需研究。endprint

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