不同濃度矮壯素對(duì)小麥幼苗生理特性的影響

張 軍，方錦旗，邵夢(mèng)麗，杜雪梅，張梅娟

(商洛學(xué)院，陜西 商洛 726000)

小麥?zhǔn)鞘澜绲谝淮罂诩Z作物，全球約40%的人口以小麥為主要糧食[1～2]。苗期是小麥重要的生長(zhǎng)階段，培育壯苗是小麥安全越冬和高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)[3]。通過(guò)施肥、中耕除草和鎮(zhèn)壓等措施可達(dá)到一定地促控目的，但由于費(fèi)時(shí)、費(fèi)力已很少使用[4]。受全球氣候影響，近些年“暖冬”呈增加趨勢(shì)[5]，造成小麥冬前徒長(zhǎng)，引發(fā)凍害、倒伏、脫肥和嚴(yán)重病蟲(chóng)害等不良后果[6]。為解決這一難題需探究新的技術(shù)途徑。

矮壯素為低毒植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，是增強(qiáng)植物抗逆性能的理想生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑[7]。前人研究表明，矮壯素可使植株變矮，控制作物倒伏，在玉米[8]、大豆[9]、花生[10]、水稻等[11]作物應(yīng)用上十分廣泛。有關(guān)矮壯素對(duì)小麥處理效應(yīng)多集中在萌發(fā)特性[4, 12]和中后期抗倒伏和對(duì)產(chǎn)量影響[7, 13]方面，有關(guān)噴施矮壯素對(duì)小麥幼苗期生理特性的研究還鮮見(jiàn)報(bào)道。為此，試驗(yàn)選取在商洛麥區(qū)有應(yīng)用前景的兩種不同類型小麥，探究噴施矮壯素對(duì)其生理特性影響，以期為矮壯素在小麥上的應(yīng)用提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料和試劑

試驗(yàn)于2018年在商洛學(xué)院生物學(xué)院實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。選用商麥1619和藍(lán)黑粒小麥為材料。種子由商洛學(xué)院秦嶺植物良種繁育中心提供。矮壯素為安陽(yáng)全豐生物科技有限公司生產(chǎn)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的粉劑。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

挑選大小基本一致，籽粒飽滿的小麥種子用10%次氯酸鈉消毒10 min，自來(lái)水沖洗干凈，蒸餾水室溫浸種12 h后置于有Hoagland營(yíng)養(yǎng)液的水培籃中培養(yǎng)。待小麥幼苗生長(zhǎng)至二葉一心時(shí)，用0(CK)、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%的矮壯素葉面噴施矮壯素，CK為等量蒸餾水，7d后進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

取小麥倒一葉進(jìn)行葉片生理指標(biāo)測(cè)定。采用NBT比色法測(cè)定SOD活性、愈創(chuàng)木酚顯色法測(cè)定POD活性、過(guò)氧化氫還原法測(cè)定CAT活性、蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量、茚三酮顯色法測(cè)定脯氨酸含量、考馬斯亮藍(lán)G-250法測(cè)定可溶性蛋白含量。TBA比色法測(cè)定MDA含量。取整個(gè)根系采用TTC法測(cè)定根系活力。以上生理指標(biāo)測(cè)定方法參考文獻(xiàn)[13]。每個(gè)處理3次重復(fù)。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，SPSS18進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 噴施矮壯素對(duì)小麥幼苗保護(hù)酶活性的影響

由表1可得，噴施矮壯素后2種小麥幼苗葉片SOD活性、POD活性和CAT活性均高于對(duì)照，且隨著矮壯素濃度地增加表現(xiàn)出先增后減的變化規(guī)律。噴施矮壯素后，商麥1619葉片SOD活性較對(duì)照顯著增加30.5%～114.3%，蘭黑粒增幅為20.6%～162.4%。商麥1619葉片POD活性較對(duì)照增加5.1%～30.6%，蘭黑粒增幅為3.9%～62.7%。商麥1619葉片CAT活性較對(duì)照增加28.9%～273.6%，蘭黑粒增幅為8.3%～88.4%。

2.2 噴施矮壯素對(duì)小麥幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響

由表2可得，噴施矮壯素后小麥幼苗葉片可溶性糖、脯氨酸含量和可溶性蛋白含量不同程度高于對(duì)照，且隨著矮壯素濃度地增加表現(xiàn)出先增后減的變化規(guī)律。以可溶性糖為例，矮壯素濃度為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%時(shí)，商麥1619較對(duì)照顯著增加12.5%、24.9%、38.9%、53.5%和45.1%，蘭黑粒較依次增加16.7%、25.7%、45.1%、73.6%和52.1%，且不同矮壯素濃度間差異呈統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性。

2.3 噴施矮壯素對(duì)小麥幼苗MDA含量和根系活力的影響

噴施矮壯素后小麥幼苗葉片MDA含量和根系活力表現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì)。隨著矮壯素濃度升高，小麥幼苗葉片MDA含量呈上升趨勢(shì)(圖1)。矮壯素濃度為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%時(shí)，商麥1619較對(duì)照依次增加了22.3%、51.1%、75.1%、103.3%、106.6%；蘭黑粒增加了33.8%、44.8%、47.3%、51.6%、65.8%。根系活力隨著矮壯素濃度地增加表現(xiàn)出先增后減的變化規(guī)律(圖1，B)。和對(duì)照相比，噴施矮壯素后根系活力均有顯著性增加，在2%時(shí)達(dá)到最大值。

表1 噴施矮壯素對(duì)小麥幼苗保護(hù)酶活性的影響

注：不同小寫字母表示同一取樣時(shí)間不同處理間差異顯著(P<0.05)，下同。

表2 噴施矮壯素對(duì)小麥幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響

3 討論

自由基傷害學(xué)說(shuō)認(rèn)為植物細(xì)胞內(nèi)存在活性氧的產(chǎn)生和清除過(guò)程，植物體內(nèi)清除活性氧的保護(hù)機(jī)制分為酶促和非酶促兩類[14]。酶促系統(tǒng)包括SOD活性、POD活性和CAT活性等。筆者試驗(yàn)中，噴施矮壯素后兩種供試小麥幼苗葉片SOD活性、POD活性和CAT活性均顯著高于對(duì)照，這與程艷等[15]研究結(jié)果基本一致?？梢?jiàn)矮壯素能夠提高小麥保護(hù)酶活性，提高幼苗的抗逆性。MDA含量是質(zhì)膜氧化的產(chǎn)物之一，間接反映植物的抗性生理[13]。筆者試驗(yàn)中矮壯素處理后葉片MDA含量呈上升趨勢(shì)，特別是濃度為2.5%時(shí)，其含量進(jìn)一步增加，這可能與保護(hù)酶活性下降有關(guān)，清除活性氧能力下降所致。

眾多研究表明滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)可參與植物抗逆生理過(guò)程。植物細(xì)胞可通過(guò)可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累來(lái)調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓，提高適應(yīng)環(huán)境的壓力[16]。筆者試驗(yàn)結(jié)果也支持這一結(jié)論，表現(xiàn)為噴施矮壯素后可溶性糖、脯氨酸含量和可溶性蛋白含量不同程度高于對(duì)照。根系活力直接影響根系代謝情況[13]，進(jìn)而影響整個(gè)植株的長(zhǎng)勢(shì)。噴施矮壯素后根系活力有顯著性增加，這為小麥幼苗的健壯生長(zhǎng)提供了重要的生理基礎(chǔ)。綜合所測(cè)指標(biāo)，矮壯素濃度在2%時(shí)，小麥幼苗生理指標(biāo)最佳。