干旱脅迫下烯效唑拌種對蕓豆保護(hù)酶活性及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響

王景偉+黃玉蘭+金喜軍+張玉先

摘要：為探討在干旱脅迫條件下，烯效唑拌種對蕓豆保護(hù)酶活性及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響，以奶花蕓豆為材料，進(jìn)行不同濃度的拌種試驗。結(jié)果表明：干旱脅迫后用烯效唑拌種，在一定濃度范圍內(nèi)，除丙二醛（MDA）含量降低外，超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、過氧化物酶（POD）活性，以及可溶性蛋白、脯氨酸（Pro）、可溶性糖含量等均隨拌種濃度的增加而提高。但烯效唑拌種濃度較高時，以上各指標(biāo)均產(chǎn)生與中低濃度相反的變化趨勢。試驗結(jié)果也在一定程度上說明，烯效唑能夠增強(qiáng)奶花蕓豆的抗逆能力。

關(guān)鍵詞：干旱脅迫；烯效唑；奶花蕓豆；保護(hù)酶活性；滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)

中圖分類號： S643.901文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2017）12-0059-03

烯效唑為重要的植物生長調(diào)節(jié)劑，主要用于壯苗和抗逆，其作用機(jī)制通常被認(rèn)為改變了植物激素的含量和作用方式，使植株生命活動發(fā)生改變，最終達(dá)到抗逆、增產(chǎn)等一系列效果[1-4]。在半夏、黑麥草等牧草上的研究發(fā)現(xiàn)，在一定范圍內(nèi)施加烯效唑能夠提高其抵御干旱的能力[5-6]。經(jīng)烯效唑浸種處理的大豆，在苗期干旱脅迫后，莖粗、根冠比、游離脯氨酸（Pro）含量和可溶性糖含量均顯著提高，而丙二醛（MDA）含量降低[7]。對百日草、矮牽牛幼苗通過烯效唑根部灌施后，牧草的代謝活動會發(fā)生變化，抗旱能力提高，最終使牧草植株粗壯、根系發(fā)達(dá)、抗逆能力顯著增強(qiáng)，同時也使生物量得到明顯的提高[8-9]。在缺水狀況下對黑麥草使用烯效唑，葉綠素含量有上升的趨勢，游離Pro含量、根冠比均明顯升高[6]。但總體來看，烯效唑調(diào)控干旱的研究相對較少，且結(jié)果也不一致，而在逆境條件下研究烯效唑?qū)κ|豆的影響未見報道。本試驗在前人研究的基礎(chǔ)上，以奶花蕓豆為對象，用烯效唑進(jìn)行拌種處理，研究干旱脅迫后蕓豆保護(hù)酶活性及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的變化，探討烯效唑?qū)Ω珊得{迫的調(diào)控效果。

1材料與方法

1.1試驗材料

以奶花蕓豆2242為供試品種，由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。烯效唑為江蘇劍牌農(nóng)化股份有限公司生產(chǎn)的5%可濕性粉劑。供試土壤為草甸土，堿解氮含量187.00 mg/kg，有效磷含量54.18 mg/kg，速效鉀含量316.00 mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量4.08%，pH值7.80。試驗用土均過篩、混勻裝盆（自然風(fēng)干）。

1.2試驗方法

試驗在黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)西試驗場進(jìn)行，采用盆栽法進(jìn)行試驗，天氣晴朗時自然光照射，陰雨天時上遮塑料薄膜防雨。試驗采用聚氯乙烯（PVC）塑料桶，桶高28 cm，上、下內(nèi)徑分別為31.5、22.5 cm，桶底部均勻打孔，墊紗網(wǎng)，每桶裝土13 kg。

5月19日播種，每桶等距離三角播種3穴，每穴播入經(jīng)過精選的種子3粒，播深3 cm。平均苗高達(dá)到6cm時定苗，每桶留3株。定苗后分別在苗期、花期、結(jié)莢期進(jìn)行干旱脅迫，8月中旬收獲[10]。試驗中的脅迫強(qiáng)度確定為田間最大持水量的（50±5）%，CK為正常供水[田間最大持水量的 70%～75%，（70±5）%]，脅迫時間為7 d。

試驗主要考慮2個因素：脅迫時期（A），設(shè)置苗期、花期、結(jié)莢期3個水平；烯效唑干拌種濃度（B），設(shè)置0、2、4、8、16 mg/kg 共5個水平，分別用B0～B4表示。在播種期將烯效唑粉劑與種子一同播入，以0 mg/kg處理作為干旱對照。

1.3測定內(nèi)容及方法

超氧化物歧化酶（SOD）活性，采用氮藍(lán)四唑（NBT）法測定；過氧化氫酶（CAT）活性，采用紫外吸收法測定；過氧化物酶（POD）活性，采用愈創(chuàng)木酚法測定；MDA含量，采用硫代巴比妥酸（TBA）顯色法[11]測定。

可溶性蛋白含量，采用考馬斯亮藍(lán)（G250）法測定；Pro含量，采用酸性水合茚三酮顯色法測定；可溶性糖含量，采用蒽酮比色法[12]測定。

1.4數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)均用Excel 2003進(jìn)行處理并繪制圖表，用 SPSS 20.0軟件進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計分析。

2結(jié)果與分析

2.1對保護(hù)酶活性的影響

在一定范圍內(nèi)，烯效唑拌種提高了保護(hù)酶活性，兩者表現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系；但超出一定閾值后，這種趨勢不復(fù)存在，保護(hù)酶活性反而降低。由圖1可見，SOD活性在苗期雖然也符合先增后降的趨勢，但各處理與B0處理差異均不大；花期與苗期變化趨勢一致，B1、B3處理顯著高于B0處理，分別提高955%、11.83%，而B4處理顯著低于B0處理，為21.58%；結(jié)莢期也呈先增后降的趨勢，但 B1～B3處理與B0處理差異均不大，只有B4處理顯著低于B0處理，僅為24.92%。POD、CAT活性與SOD活性變化趨勢相似（圖2、圖3）。

2.2對MDA含量的影響

由圖4可見，烯效唑拌種后，MDA含量均有不同程度的下降，且不同時期變化不同；苗期B2、B3處理分別比B0處理降低18.81%、17.8%，達(dá)顯著水平；與B0相比，B1～B4處理在花期呈降低趨勢，但未達(dá)顯著水平；在結(jié)莢期，除B1處理外，其他處理均比B0處理顯著降低，分別降低16.33%、1787%、12.89%。說明結(jié)莢期受影響最大，不同時期的影響趨勢為結(jié)莢期>苗期>花期。

2.3對可溶性蛋白含量的影響

由圖5可見，烯效唑拌種后，在一定濃度范圍內(nèi)，不同時期可溶性蛋白含量均呈現(xiàn)升高的趨勢，超出一定濃度后，又開始降低；只有苗期B2處理和結(jié)莢期B2、B3處理顯著高于B0，其他處理差異均不顯著。

2.4對Pro含量的影響

由圖6可以看出，烯效唑拌種后，在一定濃度范圍內(nèi)，Pro含量隨濃度的增加而升高，超出一定濃度后，又表現(xiàn)出降低的趨勢：苗期B1～B4處理均明顯高于B0處理，各處理分別比B0處理提高26.41%、57.74%、54.15%、29.09%，達(dá)顯著水平；花期、結(jié)莢期B1、B2處理明顯高于B0處理，花期B1、B2處理分別比B0處理提高11.78%、18.7%，達(dá)顯著水平，結(jié)莢期B1、B2處理分別比B0處理提高22.56%、18.21%，達(dá)顯著水平。各時期各處理的變化趨勢基本一致。endprint

2.5對可溶性糖含量的影響

由圖7可見，烯效唑拌種后，在一定濃度范圍，可溶性糖含量呈現(xiàn)升高的趨勢，超出一定濃度后，又表現(xiàn)出降低的趨勢；花期、結(jié)莢期表現(xiàn)趨勢基本一致，各處理大小依次為B2>B3、B1>B4、B0，苗期各處理與B0處理差異不顯著；在花期，B2、B3處理明顯高于B0處理，分別提高16.44%、12.82%，達(dá)顯著水平； 在結(jié)莢期，B4處理比B0處理明顯降低，降低幅度

為361%。其他處理差異不明顯，其整體變化與Pro含量變化相似。

3結(jié)論與討論

目前，施用烯效唑?qū)ψ魑飰衙绲淖饔?，以及對提高作物產(chǎn)量、品質(zhì)性狀等方面的報道相對較多，而利用烯效唑進(jìn)行抗逆性研究，尤其是抗旱性研究的報道較少[13-17]。本研究以烯效唑拌種的方式，以奶花蕓豆為對象，在滲透調(diào)節(jié)、抗氧化性等方面進(jìn)行探索性研究，以期為提高蕓豆的抗旱性，實現(xiàn)蕓豆在干旱地區(qū)的種植提供實踐依據(jù)，同時豐富作物抗旱的理論研究。

蕓豆受干旱脅迫后，對保護(hù)酶活性的影響較復(fù)雜，一般認(rèn)為SOD活性降低，而POD、CAT活性提高，但以往研究結(jié)果也各不相同[18-20]。本試驗用烯效唑拌種處理，其結(jié)果是在一定范圍內(nèi)提高了葉片中保護(hù)酶的活性，處理濃度提高，其保護(hù)酶活性增強(qiáng)，但濃度過高，則會使保護(hù)酶活性降低。保護(hù)酶活性的增強(qiáng)可以降低脂質(zhì)過氧化程度[21]，從而減少體內(nèi)MDA的含量。因此，MDA含量的變化與保護(hù)酶活性恰恰相反，表現(xiàn)出負(fù)相關(guān)，即均低于未加烯效唑的處理。MDA含量越低，膜的受損情況越輕，結(jié)構(gòu)也越穩(wěn)定。綜上所述，烯效唑處理提高了抗氧化防御系統(tǒng)對活性氧的清除能力，有利于植株抗逆性的提高。

在加入烯效唑后，可溶性蛋白、Pro及可溶性糖含量均比干旱脅迫時增加，說明烯效唑提高了干旱條件下的滲透調(diào)節(jié)能力，即提高了抵御干旱的能力。Pro、可溶性糖含量的增加趨勢更明顯，因此從某種意義上講，利用Pro和可溶性糖含量作為評價烯效唑處理的抗旱性指標(biāo)可能更適合。

參考文獻(xiàn)：

[1]許耀照，曾秀存，王勤禮，等. PEG模擬干旱脅迫對不同黃瓜品種種子萌發(fā)的影響[J]. 中國蔬菜，2010（14）：54-59.

[2]閆志利，?？×x. 作物對干旱脅迫的響應(yīng)機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，13（4）：6-10.

[3]軒春香，?？×x，張紅萍，等. 水分脅迫對豌豆根系生長及產(chǎn)量的影響[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008，43（5）：45-49.

[4]吳其林. 土壤干旱對大豆種子萌發(fā)、幼苗生長的影響及復(fù)水后的補(bǔ)償生長研究[D]. 雅安：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，2008.

[5]程仕明. 烯效唑?qū)Π胂闹檠科谀透珊堤匦缘挠绊慬D]. 雅安：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010.

[6]馬艷華. 烯效唑?qū)邴湶菘购瞪硖匦杂绊懙难芯縖D]. 蘭州：蘭州大學(xué)，2009.

[7]李波. 不同水分脅迫下烯效唑浸種對大豆苗期生長及產(chǎn)量的影響[D]. 雅安：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006.

[8]李寧毅，時彥平，王吉振. 水分脅迫下烯效唑?qū)Π偃詹萦酌绻夂咸匦约叭~解剖結(jié)構(gòu)的影響[J]. 西北植物學(xué)報，2012，32（8）：1626-1631.

[9]李寧毅，宋妍，韓曉芳. 干旱脅迫下烯效唑?qū)Π珷颗Ｓ酌缢譅顩r和光合特性的影響[J]. 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2011，33（6）：1062-1066.

[10]王景偉，金喜軍，杜文言，等. 干旱脅迫對蕓豆籽粒干物質(zhì)積累的影響及動態(tài)模型的建立[J]. 中國園藝文摘，2015，32（8）：231-232.

[11]陳建勛，王曉峰. 植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)[M]. 廣州：華南理工大學(xué)出版社，2002.

[12]張憲政. 植物生理學(xué)實驗技術(shù)[M]. 沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1989：20-43.

[13]王景偉. 奶花蕓豆對干旱脅迫及烯效唑調(diào)控的響應(yīng)[D]. 沈陽：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2014.

[14]Zhang J，Kirkham M B. Antioxidant responses to drought in sunflower and sorghum seedlings[J]. New Phytologist，1996，132 （3）：361-373.

[15]Tsang E W，Bowler C，Hérouart D，et al. Differential regulation of superoxide dismutases in plants exposed to environmental stress[J]. Plant Cell，1991，3（8）：783-792.

[16]Singh T N，Aspinall D，Palag L G. Proline accumulation and varietal adaptability to drought in barley：a potential metabolic measure of drought resistance[J]. Nature New Boil，1972，236（67）：188-190.

[17]Quartacci M F，Navari-Izzo F. Water stress and free radical mediated changes in sunflower seedlings[J]. Journal of Plant Physiology，1992，139（5）：621-625.

[18]鄭春芳，陳繼濃，仇建標(biāo)，等. 烯效唑?qū)Φ蜏孛{迫下秋茄幼苗光合作用與抗氧化系統(tǒng)的影響[J]. 植物生理學(xué)報，2016，52（1）：109-116.

[19]閆艷紅，李波，楊文鈺. 烯效唑浸種對大豆苗期抗旱性的影響[J]. 中國油料作物學(xué)報，2009，31（4）：480-485.

[20]馬爽. 烯效唑和激動素對水漬脅迫下黎小豆葉片生理代謝及產(chǎn)量的影響[J]. 黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016（1）：58-63.

[21]梁鄲娜，胡其靖，曹磊，等. 蚜蟲侵染對黃瓜葉片中丙二醛含量及保護(hù)酶活性的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報，2016，32（2）：278-284.孫靜，沙偉，張梅娟，等. 轉(zhuǎn)砂蘚RcMYB基因煙草的抗旱生理指標(biāo)測定[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（12）：62-63，76.endprint