京尼平苷對(duì)柳樹(shù)葉片生理代謝的影響

張 穎， 錢善勤， 陳 娟

(1.黃岡師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院/經(jīng)濟(jì)林木種質(zhì)改良與資源綜合利用湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/大別山特色資源開(kāi)發(fā)湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北黃岡 438000； 2.廣西科技師范學(xué)院食品與生化工程學(xué)院，廣西來(lái)賓 546100)

京尼平苷是從茜草科植物梔子(GardeniajasminoidesEllis)中提取的一種環(huán)烯醚萜葡萄糖苷[1-2]，具有鎮(zhèn)痛降壓、抑菌抗炎等功效[3-6]。隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)，京尼平苷還可用作植物的生根促進(jìn)劑，促進(jìn)多種不易生根植物的插穗生根，提高扦插成活率[7]。利用京尼平苷制成的一系列新型復(fù)方增產(chǎn)劑，先后對(duì)小麥、棉花、黃瓜等農(nóng)作物進(jìn)行了試驗(yàn)，增產(chǎn)效果明顯，平均增產(chǎn)30%左右[7-10]。研究其對(duì)蘿卜、玉米和青菜等作物光合特性的影響表明，京尼平苷可顯著提高蘿卜、玉米和青菜等作物的葉綠素含量和光合速率，進(jìn)而提高起生物量[11-14]。

初秋時(shí)期，柳樹(shù)(SalixbabylonicaL.)葉片開(kāi)始逐漸轉(zhuǎn)黃并出現(xiàn)落葉現(xiàn)象，本研究以一定濃度京尼平苷噴施柳樹(shù)葉片后發(fā)現(xiàn)，柳樹(shù)葉片葉色轉(zhuǎn)黃現(xiàn)象好轉(zhuǎn)，落葉時(shí)期后延，本研究測(cè)定了葉片光合指標(biāo)及可溶性糖含量等指標(biāo)，以探討其作用機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選擇生長(zhǎng)在黃岡師范學(xué)院校園內(nèi)未名湖邊生長(zhǎng)15年的垂柳，對(duì)中上部健壯的枝條上生長(zhǎng)的葉片進(jìn)行處理。京尼平苷試劑由廣西山云生化科技有限公司提供(純度>98%)。

1.2 處理的設(shè)置

每株垂柳上選擇7根生長(zhǎng)健壯的枝條，共選擇8株垂柳(3組重復(fù))，配制10、20、30、40、60、100 mg/L的京尼平苷，以不加京尼平苷作為對(duì)照(0 mg/L)，于2016年9月5日和9月15日共2次分別進(jìn)行葉面噴施，每個(gè)處理均以噴施至葉面滴水為止，并于當(dāng)年10月11日、10月21日、11月1日和11月11日分別取樣進(jìn)行各項(xiàng)生理指標(biāo)的測(cè)定。

1.3 不同生理指標(biāo)的測(cè)定

葉綠素a、葉綠素b以及總?cè)~綠素含量的測(cè)定采用分光光度法，光合速率的測(cè)定采用氧電極法，可溶性蛋白含量的測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)法，可溶性糖含量的測(cè)定采用蒽酮比色法[15]。

2 結(jié)果與分析

2.1 京尼平苷對(duì)柳樹(shù)葉片葉綠素含量的影響

隨著秋季日期的推移，柳樹(shù)葉片葉綠素a、葉綠素b以及總?cè)~綠素含量都呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢(shì)。而京尼平苷對(duì)柳樹(shù)葉片葉綠素含量也具有顯著的影響，并呈現(xiàn)出濃度效應(yīng)。當(dāng)京尼平苷濃度處于0～30 mg/L時(shí)，隨著京尼平苷濃度的升高，柳樹(shù)的葉綠素a、葉綠素b以及總?cè)~綠素含量均呈逐漸升高的趨勢(shì)；而當(dāng)京尼平苷濃度高于30 mg/L時(shí)，柳樹(shù)的葉綠素a、葉綠素b以及總?cè)~綠素含量均呈逐漸下降的趨勢(shì)，并且當(dāng)濃度達(dá)到100 mg/L時(shí)，柳樹(shù)葉綠素a、葉綠素b以及總?cè)~綠素含量均已顯著低于對(duì)照(圖1)。說(shuō)明低濃度京尼平苷在促進(jìn)柳樹(shù)葉片葉綠素的合成或者抑制其分解方面具有一定的作用，而高濃度京尼平苷作用則相反。

2.2 京尼平苷對(duì)柳樹(shù)葉片光合速率的影響

秋季，柳樹(shù)葉片光合速率隨著時(shí)間的推移而逐漸下降。京尼平苷對(duì)柳樹(shù)葉片光合速率的影響也呈現(xiàn)出濃度效應(yīng)。低濃度下(0～30 mg/L)隨著濃度的升高光合速率不斷升高，當(dāng)濃度超過(guò)30 mg/L時(shí)，隨著濃度的升高光合速率則不斷下降；當(dāng)濃度達(dá)到100 mg/L時(shí)，光合速率顯著低于對(duì)照(圖2)。說(shuō)明低濃度京尼平苷促進(jìn)柳樹(shù)葉片光合代謝，而高濃度京尼平苷則具有抑制作用。

2.3 京尼平苷對(duì)柳樹(shù)葉片可溶性蛋白含量的影響

柳樹(shù)葉片可溶性蛋白含量隨著秋季日期的推移而不斷下降。隨著京尼平苷濃度的升高，柳樹(shù)葉片可溶性蛋白含量也呈現(xiàn)出先升高后下降的趨勢(shì)，30 mg/L京尼平苷時(shí)柳樹(shù)葉片可溶性蛋白含量最高，而100 mg/L京尼平苷使柳樹(shù)葉片可溶性蛋白含量顯著低于對(duì)照(圖3)。表明適當(dāng)濃度的京尼平苷可以促進(jìn)可溶性蛋白的積累。

2.4 京尼平苷對(duì)柳樹(shù)葉片可溶性糖含量的影響

柳樹(shù)葉片可溶性糖含量在10月11日之后呈現(xiàn)出先升高后下降的趨勢(shì)。京尼平苷對(duì)柳樹(shù)葉片可溶性糖含量的效應(yīng)與可溶性蛋白正好相反，低濃度京尼平苷(60 mg/L)使可溶性糖含量比同期對(duì)照低，其中濃度為30 mg/L時(shí)柳樹(shù)葉片可溶性糖含量最低，而高濃度京尼平苷(100 mg/L)使柳樹(shù)葉片可溶性糖含量高于同期對(duì)照(圖4)。說(shuō)明京尼平苷對(duì)可溶性糖的代謝也具有一定的影響。

3 討論

京尼平苷對(duì)多種植物的生長(zhǎng)及產(chǎn)量具有一定的促進(jìn)作用[16]。棉花初花期葉面噴施京尼平苷可使棉鈴數(shù)增加，吐絮期提前，35 mg/L京尼平苷可使皮棉產(chǎn)量提高13.4%[17]；小麥上噴施京尼平苷可增產(chǎn)10%以上[8]。近年來(lái)，本課題組通過(guò)對(duì)蘿卜、玉米、青菜等作物的研究發(fā)現(xiàn)，京尼平苷對(duì)其葉片光合活性具有一定的促進(jìn)作用，從而促進(jìn)幼苗生物量的增加[11-14]。然而，京尼平苷對(duì)多年生植物秋季落葉前的生理活性的影響一直未見(jiàn)報(bào)道。

本研究表明，對(duì)照組柳樹(shù)葉片隨著時(shí)間的推移，葉綠素a和葉綠素b的含量均不斷下降，可能是由于秋季來(lái)臨，氣溫開(kāi)始下降，葉綠素降解速率增強(qiáng)，而其合成速率下降所致。而葉面噴施適當(dāng)濃度的京尼平苷后，葉綠素a、葉綠素b及總?cè)~綠素含量顯著高于同時(shí)期的對(duì)照組，這與錢善勤等在玉米上的研究結(jié)果[12]相一致，表明適量的京尼平苷可以緩解葉綠素的降解，并使其合成速率增強(qiáng)[18]。

葉片光合速率一方面與葉綠素的含量有關(guān)，另一方面也與葉片中各種與光合代謝相關(guān)酶的活性有關(guān)[19-21]，本研究表明，對(duì)照組葉片光合速率隨著秋季氣溫的下降而不斷下降，而噴施適當(dāng)濃度的京尼平苷后葉片光合速率下降趨勢(shì)顯著好轉(zhuǎn)，均高于同時(shí)期對(duì)照組，可能是由于葉綠素含量高的原因，也可能是由于京尼平苷對(duì)光合代謝相關(guān)酶活性具有一定的影響，其機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

隨著秋季氣溫的下降，柳樹(shù)葉片可溶性蛋白質(zhì)的含量也呈現(xiàn)出不斷下降的趨勢(shì)，可能是由于氣溫逐漸下降導(dǎo)致葉片代謝能力下降、蛋白質(zhì)的合成能力減弱所致[22]。而適當(dāng)濃度的京尼平苷可促進(jìn)可溶性蛋白含量增加，推測(cè)可能是由于京尼平苷促進(jìn)葉片的合成酶活性增加所致。

秋季柳樹(shù)葉片可溶性糖含量先上升后下降，可能是由于秋季氣溫和光照的下降使可溶性糖來(lái)不及及時(shí)轉(zhuǎn)化為淀粉或者及時(shí)輸出至其他器官，導(dǎo)致先上升，然后隨著溫度和光照條件的進(jìn)一步下降，可溶性糖合成受阻，所以含量又開(kāi)始下降[23]。而適當(dāng)濃度的京尼平苷促進(jìn)光合代謝的進(jìn)行，使可溶性糖及時(shí)轉(zhuǎn)化或者輸出，因此，噴施適當(dāng)濃度京尼平苷后，可溶性糖含量下降。前人研究表明，逆境條件如低溫脅迫可促進(jìn)可溶性蛋白和可溶性糖等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累，提高細(xì)胞滲透勢(shì)，降低脅迫傷害，但是本試驗(yàn)只進(jìn)行至11月上中旬，氣溫和光照條件均未對(duì)植物生長(zhǎng)構(gòu)成脅迫，因此，可溶性糖含量的上升應(yīng)與逆境脅迫無(wú)關(guān)。