外源6-BA對(duì)白花敗醬草生長(zhǎng)和酶活性的調(diào)控

呂璐，趙曉萌，彭修文，彭鐵雙，何功秀

(中南林業(yè)科技大學(xué) 林學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004)

白花敗醬草，又名苦益菜，屬多年生草本植物，是一種重要的傳統(tǒng)中藥材，在山區(qū)可作為野生蔬菜，含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，具有獨(dú)特的風(fēng)味。廣泛分布于華南、華中和華北等地[1-2]。白花敗醬草具有抑菌、抗病毒、抗腫瘤、清熱解毒、活血化瘀等功效，廣泛應(yīng)用于附件炎、慢性盆腔炎、流行性腮腺炎、慢性胃炎等病癥的治療[3-5]。白花敗醬草也可以作為荒山荒地植被修復(fù)。已有研究表明，植株在生長(zhǎng)過(guò)程中受到多種因素的調(diào)控和影響，例如植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑[6-7]。6-BA是一種重要的細(xì)胞分裂素，對(duì)植物的生長(zhǎng)和次生代謝物的合成與積累具有重要的調(diào)控作用[8-9]。迄今為止，還未見(jiàn)有關(guān)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑6-BA對(duì)白花敗醬草生長(zhǎng)及酶活性影響的報(bào)道。本文研究6-BA對(duì)白花敗醬草生長(zhǎng)、色素含量及抗氧化酶活性的影響，旨在為運(yùn)用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑來(lái)調(diào)節(jié)白花敗醬草的生長(zhǎng)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

于2016年5月，選取長(zhǎng)勢(shì)較為一致、密度均勻無(wú)雜草的當(dāng)年生盆栽白花敗醬草幼苗作為試驗(yàn)材料，用少量的KOH溶液溶解1 mg的6-BA，用蒸餾水配制濃度為1.0和2.0 mg·L-1的6-BA溶液，隨機(jī)取24株分為2組，每組3個(gè)重復(fù)，分別以上述6-BA溶液處理，再取12株作為1組用清水重復(fù)處理作為對(duì)照。每隔3 d噴施1次，每次每株噴施6-BA 100 mL，噴施時(shí)間為下午4：00左右，共噴施10次。處理當(dāng)日取1次樣品，以后每隔10 d取1次樣品，共取4次，每次采樣均為混合采樣；每次記錄株高、葉片數(shù)及鮮重。

1.2 測(cè)定指標(biāo)與方法

葉綠素a、b和類(lèi)胡蘿卜素含量采用無(wú)水乙醇-純丙酮混合液(1∶1)浸提法測(cè)定[10]。超氧化物歧化酶(SOD)活性采用氮藍(lán)四唑光還原法測(cè)定[11]。過(guò)氧化物酶(POD)活性按照愈創(chuàng)木酚法測(cè)定[12]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用SPSS 22.0和Excel 2010對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 6-BA對(duì)白花敗醬草生長(zhǎng)的影響

圖1所示為6-BA對(duì)白花敗醬草生長(zhǎng)的影響。無(wú)外源植物激素處理的白花敗醬草(CK)生長(zhǎng)良好，隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，其整株的鮮重顯著增加，培養(yǎng)至30 d時(shí)達(dá)到最大值，約為5.96 g，是培養(yǎng)初期鮮重的8.6倍。與對(duì)照相比，外源6-BA處理顯著的抑制白花敗醬草的生長(zhǎng)。培養(yǎng)至30 d時(shí)，1.0和2.0 mg·L-16-BA處理的白花敗醬草鮮重分別為3.47 g和2.96 g，是培養(yǎng)初期鮮重量的4.4和3.5倍，是同期對(duì)照鮮重的58.3%和49.7%，這說(shuō)明外源植物激素6-BA顯著的抑制白花敗醬草的生長(zhǎng)，降低其生物量。

圖1 6-BA對(duì)白花敗醬草鮮重的影響

2.2 6-BA對(duì)葉綠素含量的影響

由圖2可知，對(duì)照組白花敗醬草葉片中葉綠素a含量隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增加，培養(yǎng)至30 d時(shí)達(dá)到最大值，約為1.49 mg·g-1，是培養(yǎng)初期葉綠素含量的2.2倍。1.0和2.0 mg·L-16-BA處理的白花敗醬草葉片中葉綠素a的含量則隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸降低，培養(yǎng)至30 d時(shí)達(dá)到最低值，分別為0.19和0.42 mg·g-1，是培養(yǎng)初期葉綠素a含量的24.1%和57.9%，是同期對(duì)照組葉綠素a含量的12.6%和28.2%。對(duì)照組白花敗醬草葉片中葉綠素b的含量隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)呈遞增趨勢(shì)，培養(yǎng)至30 d時(shí)達(dá)到最大值，約為0.58 mg·g-1，是培養(yǎng)初期葉綠素b含量的2.1倍。但1.0和2.0 mg·L-16-BA處理的白花敗醬草葉片中葉綠素b的含量則隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而呈遞減趨勢(shì)，培養(yǎng)至30 d時(shí)達(dá)到最低值，是培養(yǎng)初期葉綠素b含量的39.3%和39.7%，是同期對(duì)照組中葉綠素b含量的19.6%和23.6%。

圖2 6-BA對(duì)白花敗醬草葉綠素和類(lèi)胡蘿卜 素含量的影響

對(duì)照組白花敗醬草葉片中類(lèi)胡蘿卜素的含量隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)呈逐漸增加的趨勢(shì)，培養(yǎng)至30 d時(shí)達(dá)到最大值，約為0.29 mg·g-1，是培養(yǎng)初期類(lèi)胡蘿卜素含量的3.0倍。1.0 mg·L-16-BA處理的白花敗醬草葉片中類(lèi)胡蘿卜素的含量隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸降低，培養(yǎng)至30 d時(shí)達(dá)到最低值，約為0.05 mg·g-1，是培養(yǎng)初期類(lèi)胡蘿卜素含量的43.2%，是同期對(duì)照組類(lèi)胡蘿卜素含量的17.0%。而2.0 mg·L-16-BA處理的白花敗醬草葉片中類(lèi)胡蘿卜素含量則呈現(xiàn)先降低后升高的變化趨勢(shì)。在培養(yǎng)至20 d時(shí)，2.0 mg·L-16-BA處理的白花敗醬草葉片中類(lèi)胡蘿卜素含量達(dá)到最低值，是培養(yǎng)初期含量的59.8%；而培養(yǎng)至30 d時(shí)，其含量升高，是培養(yǎng)初期含量的80.2%，是同期對(duì)照組含量的37.7%。以上試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，外源激素6-BA可以顯著的降低白花敗醬草葉片中葉綠素a/b和類(lèi)胡蘿卜素的含量。

2.3 6-BA對(duì)酶活性的影響

由圖3可知，對(duì)照組白花敗醬草中SOD活性水平呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢(shì)。培養(yǎng)至20 d時(shí)達(dá)到最大值，約為90.30 U·g-1，是培養(yǎng)初期SOD活性水平的1.9倍，隨后其活性又降低，但高于培養(yǎng)初期SOD活性水平。1.0 mg·L-16-BA處理的白花敗醬草中SOD活性水平隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸升高，培養(yǎng)至20 d時(shí)達(dá)到最大值，約為54.65 U·g-1，是培養(yǎng)初期SOD活性水平的1.3倍，隨后又降低，低于培養(yǎng)初期SOD活性水平且低于同期對(duì)照組SOD活性水平。而2.0 mg·L-16-BA處理的白花敗醬草中SOD活性水平則呈現(xiàn)先降低后升高的變化趨勢(shì)。培養(yǎng)至20 d時(shí)達(dá)到最低值，約為14.34 U·g-1，是培養(yǎng)初期SOD活性水平的30.5%；培養(yǎng)至30 d時(shí)，其SOD活性水平又升高，達(dá)到24.57 U·g-1，是培養(yǎng)初期SOD活性水平的52.3%，且低于同期對(duì)照組SOD活性水平。

圖3 6-BA對(duì)白花敗醬草中SOD和 POD活性的影響

對(duì)照組白花敗醬草中POD活性水平呈現(xiàn)先降低后升高的變化趨勢(shì)。培養(yǎng)至20 d時(shí)達(dá)到最低值，約為17.48 U·g-1min，是培養(yǎng)初期POD活性水平的34.5%，而后其活性又升高，達(dá)到61.24 U·g-1min，較培養(yǎng)初期POD活性水平增加20.9%。1.0 mg·L-16-BA處理的白花敗醬草中POD活性水平也呈現(xiàn)先降低后升高的變化趨勢(shì)，培養(yǎng)至30 d時(shí)達(dá)到最大值，約為64.41 U·g-1min-1，是培養(yǎng)初期POD活性水平的1.4倍，略高于同期對(duì)照組中POD活性水平。而2.0 mg·L-16-BA處理的白花敗醬草中POD活性水平則呈現(xiàn)逐漸降低的變化趨勢(shì)。培養(yǎng)至30 d時(shí)，達(dá)到最低值，約為14.91 U·g-1min-1，是培養(yǎng)初期POD活性水平的25.1%，是同期對(duì)照組中POD活性水平的24.4%。以上試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，外源6-BA可以不同程度的調(diào)控白花敗醬草中SOD和POD的活性水平。

3 討論

植物在生長(zhǎng)過(guò)程中受到多種因素的影響，如植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等。已有的研究表明，外施不同濃度的6-BA，對(duì)長(zhǎng)春花幼苗的株高、葉長(zhǎng)和葉寬具有促進(jìn)作用，這表明外源6-BA對(duì)長(zhǎng)春花(Catharanthusroseus)幼苗的生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用[13]。外施高濃度的6-BA溶液，則可以顯著的增加津春2號(hào)黃瓜(Cucumissativus)幼苗葉片干重/鮮重的比值[14]；而適宜濃度的6-BA則可以促進(jìn)香椿(Toonasinensis)幼苗的生長(zhǎng)，同時(shí)促進(jìn)其干物質(zhì)的積累[15]。高溫脅迫則抑制P13201品種甜椒(Capsicumannuum)的株高和鮮重，阻滯其生長(zhǎng)，而外施6-BA則可以顯著的緩解高溫脅迫對(duì)甜椒的傷害，其株高和鮮重與無(wú)脅迫處理的對(duì)照組無(wú)顯著性差異[16]。外源6-BA可以顯著的增加金魚(yú)草(Antirrhinummajus)的葉長(zhǎng)和葉寬，但是降低其株高，這表明外源6-BA對(duì)金魚(yú)草的生長(zhǎng)具有重要的調(diào)控作用[17]。在本試驗(yàn)中，外源6-BA則抑制敗醬菜的生長(zhǎng)，降低其鮮重量，同時(shí)抑制葉綠素a/b和類(lèi)胡蘿卜素的合成與積累，推測(cè)6-BA可能通過(guò)抑制色素的合成與積累進(jìn)而阻礙白花敗醬草的生長(zhǎng)。外施6-BA則可以顯著增加香水百合葉綠素a/b的含量，這與本試驗(yàn)的結(jié)果相反，可能因植物種類(lèi)和外施6-BA濃度不同而造成的[18]。

植物生長(zhǎng)受到抑制時(shí)，體內(nèi)的抗氧化酶活性水平會(huì)發(fā)生變化。SOD和POD是植物體內(nèi)重要的抗氧化酶，植株的生長(zhǎng)狀態(tài)與體內(nèi)的SOD和POD活性水平密切相關(guān)。外施6-BA可以不同程度的增加香水百合體內(nèi)SOD和CAT的活性水平[18]。6-BA和硝酸銀組合處理三裂葉野葛毛狀根，則降低其體內(nèi)的SOD和POD活性水平，而6-BA單獨(dú)處理三裂葉野葛毛狀根，則降低毛狀根中SOD活性水平，提高POD活性水平[19-20]。試驗(yàn)結(jié)果顯示，外施6-BA，則可以顯著的降低白花敗醬草體內(nèi)SOD活性，降低或升高POD活性，推測(cè)其可能通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶的活性水平來(lái)緩解外源6-BA對(duì)白花敗醬草生長(zhǎng)的抑制作用，酶活性變化的差異可能因植物種類(lèi)不同而有所差異。外源6-BA抑制白花敗醬草的生長(zhǎng)，調(diào)控體內(nèi)抗氧化酶的活性水平，是否影響其體內(nèi)次生代謝物的合成與積累尚不清楚，有待于進(jìn)一步研究。