對(duì)羥基苯甲酸對(duì)菘藍(lán)幼苗生長(zhǎng)的影響

高波 金新萍 陳葉

摘要：研究了對(duì)羥基苯甲酸對(duì)菘藍(lán)幼苗生長(zhǎng)和生理指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，菘藍(lán)幼苗的株高、莖葉鮮重、莖葉干重、根質(zhì)量隨對(duì)羥基苯甲酸處理濃度的增大呈先升高后降低的趨勢(shì);幼苗電解質(zhì)外滲率、過(guò)氧化物酶（POD）、丙二醛（MDA）隨著處理濃度的增大逐漸升高，過(guò)氧化物歧化酶（SOD）隨處理濃度的增大呈先升后降的趨勢(shì)。表明對(duì)羥基苯甲酸是菘藍(lán)發(fā)生連作障礙并導(dǎo)致產(chǎn)量降低的重要因素之一。

關(guān)鍵詞：對(duì)羥基苯甲酸;菘藍(lán);幼苗;生理指標(biāo);連作障礙

中圖分類號(hào)：S567.2 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? 文章編號(hào)：1001-1463（2020）06-0057-05

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2020.06.015

Effect of P-hydroxybenzoic Acid on Seedling Growth of

Isatis indigotica

GAO Bo 1， 2， JIN Xinping 1， CHEN Ye 1

（1. College of Agriculture and Ecological Engineering， Hexi University， Zhangye Gansu 734000， China;2. ?Xiaoman Town People's Government of Ganzhou District， Zhangye Gansu 734000， China）

Abstract：The effects of p-hydroxybenzoic acid on the growth and physiological indexes of Isatis indigotica seedlings were studied. The results showed that the plant height， leaf fresh weight， stem and leaf dry weight and root mass of Isatis indigotica seedlings increased first and then decreased with the increase of treatment concentration. The electrolyte extravasation rate， POD and malondialdehyde （MDA） in the seedlings gradually increased with the increase of the treatment concentration， and SOD increased first and then decreased with the increase of the concentration. The results showed that p-hydroxybenzoic acid was one of the important factor in continuous cropping of Isatis indigotica.

Key words：P-hydroxybenzoic acid;Isatis indigotica;Seedling;Physiological indexes;Successive cropping obstacl

菘藍(lán)（Isatis indigotica Fortune）是十字花科植物，又叫板藍(lán)根。其根具有清熱解毒、涼血利咽之功效。菘藍(lán)在西北地區(qū)廣泛栽培，其中張掖市民樂(lè)縣菘藍(lán)生產(chǎn)基地面積就有6 666.67 hm2[1 - 3 ]。但受耕地面積的影響，菘藍(lán)的連作障礙十分普遍[4 ]。植物通過(guò)向環(huán)境中釋放化感物質(zhì)對(duì)植物種子萌發(fā)和生長(zhǎng)起抑制作用稱為自毒現(xiàn)象，自毒物質(zhì)能夠使藥用植物產(chǎn)生連作障礙[4 ]，這些自毒物質(zhì)通過(guò)影響酶活性、離子交換、細(xì)胞膜透性等多種途徑影響作物的生長(zhǎng)[5 ]。自毒物質(zhì)主要是酚類物質(zhì)，如苯甲酸、對(duì)羥基苯甲酸等最為常見(jiàn)[6 ]。目前，關(guān)于化感物質(zhì)對(duì)羥基苯甲酸的研究主要集中在黃瓜、小麥等作物上[7 - 8 ]，對(duì)菘藍(lán)影響的研究較少。我們通過(guò)對(duì)羥基苯甲酸對(duì)菘藍(lán)幼苗生理的影響，以進(jìn)一步了解菘藍(lán)的連作障礙問(wèn)題，為藥材的安全生產(chǎn)提供參考。

1 ? 材料與方法

1.1 ? 材料

供試菘藍(lán)種子由民樂(lè)縣藥材生產(chǎn)基地提供。

1.2 ? 幼苗培養(yǎng)

菘藍(lán)種子經(jīng)消毒處理后播種于盛有蛭石的育苗穴盤(pán) （54 cm×28 cm） 中。每個(gè)穴內(nèi)點(diǎn)種1粒，共點(diǎn)播穴盤(pán)15個(gè)，并依次編號(hào)1～15，置于日光溫室大棚中。每天補(bǔ)水，幼苗長(zhǎng)到4葉1心時(shí)備用。

1.3 ? 對(duì)羥基苯甲酸對(duì)幼苗的處理

當(dāng)幼苗生長(zhǎng)到4葉1心時(shí)，分別向穴盤(pán)中澆灌0、0.5、1.0、1.5、2.0 mmol/L對(duì)羥基苯甲酸溶液，每盤(pán)加入50 mL，蒸餾水對(duì)照0（CK），每處理150株，3次重復(fù)。之后每天加去離子水補(bǔ)充水分，10 d后每處理取10株幼苗，測(cè)定株高、莖葉鮮重、莖葉干重、根鮮重、根干重和各生理指標(biāo)。

1.4 ? 測(cè)定方法

過(guò)氧化物酶（POD）活性的測(cè)定采用愈創(chuàng)木酚比色法[9 ]，丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸顯色法測(cè)定[9 ]，超氧化物歧化酶（SOD）活性測(cè)定采用氮藍(lán)四唑光化還原法[10 ]。

電解質(zhì)外滲率=（浸泡液電導(dǎo)率值/煮沸后電導(dǎo)率值）×100

細(xì)胞膜傷害率=[（處理電導(dǎo)率-對(duì)照電導(dǎo)率）/（處理煮沸后電導(dǎo)率-對(duì)照電導(dǎo)率）]×100

1.5 ? 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行差異顯著性分析，圖表制作采用Excel 2013。

2 ? 結(jié)果與分析

2.1 ? 對(duì)菘藍(lán)幼苗植株生長(zhǎng)的影響

不同濃度對(duì)羥基苯甲酸對(duì)菘藍(lán)幼苗的生長(zhǎng)呈現(xiàn)出不同程度的影響。由表1可知，隨著對(duì)羥基苯甲酸濃度的升高，幼苗的株高、莖葉鮮重、莖葉干重、根重均呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢(shì)。0.5、1.0、1.5、2.0 mmol/L處理的苗高增加了3.75%、-4.98%、-5.36%、-6.67%。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，處理濃度大于0.5 mmol/L時(shí)，對(duì)幼苗的株高有極顯著的抑制作用。處理濃度為0.5 mmol/L時(shí)，莖葉鮮重、莖葉干重分別增加了6.86%、8.06%;當(dāng)處理濃度為1.0、1.5、2.0 mmol/L時(shí)，莖葉鮮重分別下降了0.48%、14.23%、17.28%，莖葉干重的降幅分別為0.16%、1.71%、13.80%。處理濃度為0.5 mmol/L時(shí)，對(duì)幼苗的莖葉鮮重有極顯著的促進(jìn)作用，處理濃度為1.0 mmol/L時(shí)對(duì)幼苗的莖葉干重有顯著的抑制作用。處理濃度為0.5 mmol/L時(shí)，根鮮重、根干重分別增加了22.60%、17.64%，與對(duì)照的差異達(dá)極顯著水平。當(dāng)處理濃度為1.0、1.5、2.0 mmol/L時(shí)，根鮮重分別下降7.10%、27.92%、50.81%，根干重分別降低52.94%、64.71%、70.59%，與對(duì)照相比，3個(gè)濃度處理對(duì)根鮮重和根干重均有極顯著的抑制作用。表明低濃度的對(duì)羥基苯甲酸促進(jìn)幼苗的生長(zhǎng)，高濃度的對(duì)羥基苯甲酸抑制幼苗的生長(zhǎng)。

2.2 ? 對(duì)幼苗生理指標(biāo)的影響

2.2.1 ? ?對(duì)電解質(zhì)外滲率的影響 ? ?從圖1可以看出，隨著對(duì)羥基苯甲酸濃度的增加，幼苗葉片的相對(duì)電導(dǎo)率越大，說(shuō)明葉片的電解質(zhì)外滲率增大。與對(duì)照相比，0.5、1.0、1.5、2.0 mmol/L處理電解質(zhì)外滲率的漲幅分別為22.5%、50.58%、68.33%、114.68%。不同處理的相對(duì)電導(dǎo)率與對(duì)照均有顯著差異，表明相對(duì)電導(dǎo)率的大小代表葉片電解質(zhì)外滲率，幼苗細(xì)胞膜受損從而使膜透性增大，電解質(zhì)不斷地向外滲出，細(xì)胞膜損害嚴(yán)重。

2.2.2 ? ?對(duì)超氧化物歧化酶（SOD）含量的影響

氧化物歧化酶是生物體內(nèi)重要的保護(hù)酶之一。由圖2可知，隨著對(duì)羥基苯甲酸濃度的增加，幼苗葉片中SOD含量表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)對(duì)羥基苯甲酸濃度為0.5 mmol/L時(shí)，SOD活性達(dá)到最大值，與對(duì)照相比其含量增加了20.08%。當(dāng)處理濃度 > 0.5 mmol/L時(shí)，SOD的含量減少，1.0、1.5、2.0 mmol/L處理SOD活性較對(duì)照依次降低了4.60%、22.02%、37.71%，且不同處理均有顯著性差異。表明低濃度的對(duì)羥基苯甲酸促進(jìn)SOD保護(hù)酶活性升高，而高濃度的對(duì)羥基苯甲酸脅迫下，使SOD活性降低，保護(hù)能力減弱。

2.2.3 ? 對(duì)過(guò)氧化物酶（POD）含量的影響 ? 過(guò)氧化物酶具有還原過(guò)氧化氫的作用，從而達(dá)到保護(hù)植物的目的。由圖3可知，隨著對(duì)羥基苯甲酸濃度的增加，幼苗葉片中POD的含量逐漸增大，與對(duì)照相比，0.5、1.0、1.5、2.0 mmol/L處理分別增加18.12%、39.35%、54.99%、82.05%，且不同處理的POD均有顯著差異。可見(jiàn)，對(duì)羥基苯甲酸具有刺激POD活性升高，增強(qiáng)清除細(xì)胞內(nèi)過(guò)氧化氫的能力。

2.2.4 ? 對(duì)丙二醛（MDA）含量的影響 ? ?從圖4可以看出，隨著對(duì)羥基苯甲酸濃度的增加，幼苗葉片中的MDA含量逐漸增加。與對(duì)照相比，0.5、1.0、1.5、2.0 mmol/L處理MDA含量分別增加39.07%、63.80%、179.62%、204.89%，且不同處理均有顯著性差異。表明對(duì)羥基苯甲酸濃度使膜脂過(guò)氧化程度加劇，膜系統(tǒng)受損嚴(yán)重。

3 ? 結(jié)論與討論

自毒物質(zhì)的分泌影響著植株的生長(zhǎng)。試驗(yàn)表明，對(duì)羥基苯甲酸濃度為0.50 mmol/L時(shí)促進(jìn)幼苗株高的生長(zhǎng)和莖葉鮮重、莖葉干重、根鮮重、根干重的積累，濃度大于0.50 mmol/L時(shí)則抑制其生長(zhǎng)。不同濃度的對(duì)羥基苯甲酸處理使葉片含水量呈下降趨勢(shì)。這與Turk等[11 ]在化感物質(zhì)對(duì)野燕麥的研究和乜蘭春等[12 ]在西瓜上的研究結(jié)果相似。但陳龍池等[13 ]研究表明，對(duì)羥基苯甲酸濃度在 > 1.0 mmol/L時(shí)對(duì)杉木的生長(zhǎng)才有顯著的抑制作用，原因可能是不同植物料對(duì)自毒物質(zhì)的耐受能力不同。

電解質(zhì)外滲率是細(xì)胞膜透性的直接體現(xiàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著對(duì)羥基苯甲酸濃度的增加，幼苗葉片的相對(duì)電導(dǎo)率越大，電解質(zhì)外滲率增大，葉片的細(xì)胞膜透性也增大。這與曾秀存等[14 ]在對(duì)羥基苯甲酸對(duì)黃瓜的研究結(jié)果一致。說(shuō)明不同濃度的對(duì)羥基苯甲酸可破壞幼苗葉片的細(xì)胞膜，使細(xì)胞膜透性增大引起離子外滲，最終導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)外電解質(zhì)的交換平衡失調(diào)。

試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)羥基苯甲酸濃度的增加使幼苗葉片POD含量增加，活性也增大。這與吳鳳芝等[15 ]在酚酸物質(zhì)對(duì)黃瓜幼苗影響的研究中結(jié)果一致。也有一些學(xué)者的研究結(jié)果不同，如胡元森等[16 ]研究結(jié)果顯示，對(duì)羥基苯甲酸使黃瓜體內(nèi)POD活性在短期內(nèi)增大，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后降低。原因可能是在一定的范圍內(nèi)，試驗(yàn)植物的自我保護(hù)能力較強(qiáng)，超出這個(gè)范圍，機(jī)體的自我保護(hù)能力受到化感物質(zhì)的毒害作用加強(qiáng)。

試驗(yàn)結(jié)果還表明，對(duì)羥基苯甲酸濃度的增加能誘導(dǎo)幼苗葉片SOD的含量呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)。這與李翠香等[8 ]在對(duì)羥基苯甲酸對(duì)小麥的研究得到的結(jié)果相似。吳宗偉等[17 ]在酚酸物質(zhì)對(duì)地黃的研究中發(fā)現(xiàn)不同濃度的自毒物質(zhì)均使體內(nèi)SOD含量下降，原因可能是由于試驗(yàn)植物的不同對(duì)抗化感物質(zhì)干擾的能力不同。

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（本文責(zé)編：鄭丹丹）