油菜素內(nèi)酯浸根對水稻水卷苗機(jī)插植傷的修復(fù)效應(yīng)

李玉祥 何知舟 丁艷鋒 王紹華 李剛?cè)A,*

(1 石河子大學(xué) 農(nóng)學(xué)院/新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 石河子 832003；2 江蘇省現(xiàn)代作物生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心/南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 國家信息農(nóng)業(yè)工程技術(shù)中心/農(nóng)業(yè)部南方作物生理生態(tài)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，南京 210095；*通信聯(lián)系人，E-mail: lgh@njau.edu.cn)

水稻是我國主要的糧食作物之一，其生產(chǎn)和消費(fèi)水平均居世界前列[1]。水稻機(jī)插秧是用高速插秧機(jī)栽插代替原始手工栽插的高效水稻栽培技術(shù)，具有高產(chǎn)、高效、穩(wěn)產(chǎn)的技術(shù)優(yōu)勢。隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程加速、土地流轉(zhuǎn)規(guī)模的增大，農(nóng)村勞動(dòng)力輸出增多，水稻生產(chǎn)的用工矛盾日益突出，通過機(jī)械插秧作業(yè)替代效率低下的手插秧勢在必行。然而，在實(shí)際生產(chǎn)中，機(jī)插中會(huì)造成一定的植傷，緩苗期延長，進(jìn)而影響水稻本田生長發(fā)育和最終產(chǎn)量形成。曾永躍等[2]研究表明，機(jī)插秧水稻返青和緩苗時(shí)間長，返青緩苗期間地上部生長緩慢。袁奇等[3]研究顯示，機(jī)插稻分蘗發(fā)生比手栽稻普遍晚1 個(gè)葉齡期。因此，減輕水稻機(jī)插植傷，縮短秧苗緩苗期，促進(jìn)分蘗早生快發(fā)對進(jìn)一步提高機(jī)插稻產(chǎn)量具有重要意義。

針對傳統(tǒng)營養(yǎng)土育秧方法，Li 等[4]研究結(jié)果表明，與對照(噴施清水)相比，對傳統(tǒng)旱育秧苗栽前噴施三十烷醇(Triacontanol)，能顯著提高秧苗栽后葉片抗氧化酶活性，降低過氧化氫濃度，減輕機(jī)插植傷對水稻的生長限制，促進(jìn)水稻產(chǎn)量增加；林曉金等[5]研究表明，以50 mg/L 濃度的褪黑素浸種，能提高秧苗機(jī)插本田后發(fā)根力，增強(qiáng)根系活力，提高葉綠素含量，加速秧苗緩苗，返青活棵快。而對于新型水稻育秧方法——水卷苗育秧方法而言[6-9]，相關(guān)研究鮮見報(bào)道。

油菜素內(nèi)酯(Brassinolide, BR)又稱蕓薹素內(nèi)酯或蕓薹素，是一種甾體化合物，廣泛存在于植物界，對植物生長發(fā)育有多方面的調(diào)節(jié)作用，一些植物生理學(xué)家也將之稱為“第六大植物生長激素”[10]。BR會(huì)影響植物細(xì)胞的伸長與分裂、維管束分化、葉片形態(tài)、植物育性及衰老，調(diào)節(jié)生殖生長，參與植株向重力性和光形態(tài)建成，還能夠提高植物對干旱、冷害、重金屬、除草劑傷害、鹽脅迫等逆境的抗性[11-14]，且廉價(jià)無毒，能夠在生產(chǎn)實(shí)踐中廣泛使用。根據(jù)油菜素內(nèi)酯在植物上表現(xiàn)的積極作用，我們推斷外施油菜素內(nèi)酯能夠減輕水稻機(jī)插植傷，縮短緩苗期，促進(jìn)水稻早生快發(fā)，實(shí)現(xiàn)機(jī)插水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。針對此，本研究以長江中下游地區(qū)主栽水稻品種寧粳8 號(hào)為供試材料，旨在評(píng)估不同濃度油菜素內(nèi)酯浸根對水卷苗機(jī)插植傷的修復(fù)效應(yīng)，研究結(jié)果可為生產(chǎn)實(shí)踐提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及品種

試驗(yàn)于 2017 年在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)丹陽試驗(yàn)基地(31。54‘31“N，119。28‘21“E)進(jìn)行，試驗(yàn)包括盆栽和大田試驗(yàn)。土壤為黏壤土，N、P、K 含量分為1.12 g/kg、0.47 g/kg、1.95 g/kg。水卷苗育秧(hydroponically grown long-mat seedlings, HLMS)在玻璃溫室中進(jìn)行。試驗(yàn)選擇長江中下游地區(qū)大面積推廣的常規(guī)粳稻品種寧粳8 號(hào)為供試材料。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與處理方法

試驗(yàn)于5 月28 日播種，采用水卷苗育秧方法[6]培育秧苗，播種量(以芽谷質(zhì)量計(jì)，芽谷質(zhì)量為稻種質(zhì)量的1.3 倍)568 g/m2。6 月20 日移栽，移栽前2 d，使用不同濃度的油菜素內(nèi)酯(BR)對水卷苗進(jìn)行浸根處理，濃度分別為 0(CK)、1(T1)、10(T10)、20(T20) mg/L，處理時(shí)將不同濃度 BR加入水培營養(yǎng)液中循環(huán)澆灌秧苗；BR 購自Sigma公司，分子量為 480.68，純度≥90.0%。移栽當(dāng)天，選擇長勢一致的秧苗模擬機(jī)插處理——剪根并保留2 cm 根系，栽插到塑料桶中，每桶4 穴，每穴 4 苗，每處理重復(fù) 20 桶；當(dāng)天用高速插秧機(jī)[PG63DVRF +Long mat (PG6, 63) SET, 日本井關(guān)農(nóng)機(jī)株式會(huì)社]進(jìn)行大田機(jī)插，行株距為30 cm ×13.3 cm。

塑料桶高35 cm，內(nèi)徑34 cm，每桶裝水稻土15 kg。桶栽和大田總施氮量(尿素，折合純氮)270 kg/hm2，基蘗肥∶穗肥為3∶2，其中基肥和分蘗肥各占50%，穗肥分2 次等量施用(分別于倒4 葉和倒2 葉期施用)。磷肥(過磷酸鈣，折合 P2O5)90 kg/hm2，鉀肥(氯化鉀，折合K2O)120 kg/hm2，磷肥全作基肥一次性施用；鉀肥分兩次施用，基肥和促花肥各占50%。其他管理與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)高產(chǎn)栽培一致。

1.3 測定項(xiàng)目及數(shù)據(jù)收集

1.3.1 形態(tài)指標(biāo)

在桶栽條件下，于移栽后0、5、10、15、20 d，每重復(fù)選取長勢一致的秧苗 10 株測量株高；移栽后3、6、9、12 d 分別取樣，用根系掃描儀(日本愛普生 Perfection V700 Photo)及根系分析系統(tǒng)(加拿大WinRhizo)測量分析根系形態(tài)相關(guān)指標(biāo)(根長、根直徑、根表面積、根體積、根尖數(shù))。每處理取100株秧苗分地上部與地下部兩部分，置于 105℃烘箱中烘30 min 殺青，之后在80℃下烘至恒重，記錄干物質(zhì)量，并計(jì)算根冠比(根冠比=地上部干質(zhì)量/地下部干質(zhì)量)。

1.3.2 H2O2濃度和抗氧化酶活性的測定

在桶栽條件下，取鮮樣測定 H2O2濃度和抗氧化酶活性，其中 H2O2采用南京建成生物公司提供的試劑盒及方法；APX、GR、SOD、POD、CAT活性按照李合生[15]、王學(xué)奎[16]的方法進(jìn)行測定。

1.3.3 內(nèi)源激素濃度的測定

在桶栽條件下，取鮮樣測定內(nèi)源激素濃度，準(zhǔn)確稱取0.5 g 新鮮植株樣品分別提取玉米素 (zeatin,ZT)、赤霉素 (gibberellic acid, GA3) 和生長素(indole acetic acid, IAA)，并使用超高效液相色譜法9HPLC）測定各激素濃度。提取方法參照楊曉婉等[17]并加以改進(jìn)。色譜條件如下：流動(dòng)相為甲醇∶水(含 1%乙酸)=2∶3(v/v)；柱溫 35℃；流速 1.0 mL/min；檢測波長為254 nm；進(jìn)樣量20 μL。標(biāo)準(zhǔn)品選用美國Sigma 公司的產(chǎn)品，純度為97%。

圖1 不同濃度油菜素內(nèi)酯處理對水卷苗栽后株高的影響Fig. 1. Effect of different concentrations of brassinolide(BR) on seedling height after transplanting.

1.3.4 產(chǎn)量及其構(gòu)成

在大田條件下，成熟期每個(gè)重復(fù)取4 穴水稻考種，每穗計(jì)算實(shí)粒數(shù)和空癟粒數(shù)。將實(shí)粒在80℃下烘至恒重計(jì)算千粒重。結(jié)實(shí)率為實(shí)粒數(shù)/總粒數(shù)×100，按14%的籽粒含水量折算產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2016 軟件進(jìn)行常規(guī)處理和作圖，用SPSS 20.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 BR 浸根對水卷苗機(jī)插本田后形態(tài)及物質(zhì)積累的影響

2.1.1 株高

隨著移栽后天數(shù)的增加，各處理株高均呈增加趨勢(圖 1)，且前期(0－5 d)增加緩慢，后期(5－21 d)增加迅速。移栽5 d 后，T10 和T20 處理株高均顯著高于CK，增幅分別為4.81%和9.09%；T1 處理苗高則顯著低于CK（降低8.56%）。移栽后10 d 和15 d，處理間株高差異較小。移栽后21 d，BR 浸根各處理株高均顯著高于CK，增幅分別為11.68%、8.12%和7.61%，不同濃度BR 處理間株高無顯著差異。

2.1.2 根系形態(tài)

如圖2-A 所示，BR 浸根各處理根長均大于CK，其中，在移栽3 d、9 d、12 d 后差異達(dá)到顯著水平，且隨著生育期進(jìn)行，與CK 間差異呈增大趨勢。移栽后3 d 根長表現(xiàn)為T10 處理最大，但隨著生育期推進(jìn)，T20 處理根長優(yōu)勢明顯，其次為T10、T1 處理。至移栽后12 d，BR 處理(T1、T10、T20)根長分別比CK 長21.31%、22.12%、31.21%。

圖2 不同濃度油菜素內(nèi)酯處理對水卷苗栽后根系形態(tài)特征的影響Fig. 2. Effect of different concentrations of BR on root morphological characters after transplanting.

圖3 不同濃度油菜素內(nèi)酯處理對水卷苗栽后干物質(zhì)積累的影響Fig. 3. Effect of different concentrations of BR on dry matter accumulation after transplanting

BR 處理秧苗根表面積整體上均大于 CK(圖2-B)，移栽后前期(3－9 d)表現(xiàn)為T1 處理大于T10和T20，但隨著生育進(jìn)程，處理間差異減??；到移栽12 d 后表現(xiàn)為T20 處理最大，其次為T10，T1處理根表面積最小。

移栽 3 d 后，各處理間根尖數(shù)無顯著差異(圖2-C)，隨著生育進(jìn)程，處理間差異呈增加趨勢，至移栽12 d 后，BR 各處理根尖數(shù)均高于CK，其中T1 和T2 處理顯著高于CK。

BR 浸根各處理根體積均大于 CK(圖2-D)，移栽3 d 后T1 和T2 處理顯著高于CK，至移栽9 d后，BR 各處理均顯著高于CK，至移栽12 d 后，BR 處理根體積仍大于CK，但處理間差異不顯著。移栽3d 后，T1 處理秧苗根直徑顯著高于其他各處理(圖2-E)，隨著生育進(jìn)程，處理間差異減小，移栽3 d、9 d、12 d 后，處理間均無顯著差異。

2.1.3 干物質(zhì)積累量

圖 4 不同濃度油菜素內(nèi)酯處理對水卷苗栽后葉片過氧化氫濃度的影響Fig. 4. Effect of different concentrations of BR on H2O2 concentration of leaves after transplanting.

隨著移栽后天數(shù)的增加，各處理地上部和根系干物質(zhì)量均呈增加趨勢(圖3-A~B)，且前期(0－9 d)增加緩慢，后期(9－12 d)增加迅速；不同處理對水稻地上部干物質(zhì)量影響較小，處理間均無顯著差異。對于根系干物質(zhì)量而言，移栽3 d 后，T1 根系干物質(zhì)量最大，T20 最小，處理間差異未達(dá)到顯著水平；移栽后6 d，T10 根系干物質(zhì)量最大，顯著高于CK(58.98%)。隨著生育進(jìn)程(9－12 d)，BR 各處理根系干物質(zhì)量均高于CK，其中移栽后9 d BR 各處理顯著高于CK；移栽后12 d，T20 根系干物質(zhì)量最大，顯著高于CK，與T10 處理無顯著差異。

與根系干物質(zhì)量表現(xiàn)趨勢基本一致，移栽后 3 d，處理間根冠無顯著差異(圖3-C)；移栽6 d 后，T10 處理根冠比最大，顯著高于其他處理；隨著生育進(jìn)程(9－12 d)，BR 各處理根系根冠比均高于CK；與CK 相比，移栽后9 d，BR 處理(T1、T10、T20)根冠比分別增加28.57%、56.21%和71.43%，移栽后12 d 分別增加9.52%、14.29%和23.81%。

2.2 BR 浸根對水卷苗機(jī)插本田后葉片過氧化氫含量的影響

由圖4 可知，栽插大田后隨著生育進(jìn)程，各處理H2O2濃度均呈先降低后趨于穩(wěn)定的趨勢，且BR各處理H2O2濃度均低于CK。移栽大田后當(dāng)天，T10和T20 處理H2O2濃度顯著低于CK，T1 處理與CK無顯著差異；移栽后 12 d，與 CK 相比，BR 處理(T1、T10、T20)H2O2濃度分別降低 12.50%、23.25%和22.25%，差異均達(dá)到顯著水平。

2.3 BR 浸根對抗氧化酶系統(tǒng)活性的影響

栽插大田當(dāng)天，T10 處理APX(抗壞血酸過氧化物酶)活性最高(圖 5-A)，顯著高于其他處理；隨著生育進(jìn)程，APX 活性呈先下降后緩慢增加的趨勢，移栽后12 d，與CK 相比，BR 處理(T1、T10、T20)APX 活性分別增加14.44%、15.56%和9.83%，處理間差異不顯著。

圖5 不同濃度油菜素內(nèi)酯處理對水卷苗栽后抗氧化酶活性的影響Fig. 5. Effect of different concentrations of BR on antioxidant enzyme activities after transplanting.

圖6 不同濃度油菜素內(nèi)酯處理對水卷苗栽后葉片和根系內(nèi)源激素含量的影響Fig. 6. Effect of different concentrations of BR on the concentrations of endogenous hormones of leaves and roots after transplanting.

GR 活性與APX 活性表現(xiàn)基本一致(圖5-B)，BR 處理整體均優(yōu)于 CK 處理。移栽后 12 d，T10處理GR 活性最高，顯著高于CK，與T1、T20 處理間無顯著差異；與CK 相比，BR 處理(T1、T10、T20)GR 活性分別增加3.91%、14.01%和10.16%。栽插大田后生長前期(0－7 d)，除第2 天外，各處理間CAT 活性差異較小(圖5-C)；移栽后12 d，T10處理CAT 活性最高，顯著高于其他處理。

隨著生育進(jìn)程，POD 活性呈先增加后降低趨勢(圖5-D)，移栽后當(dāng)天，BR 處理(T1、T10、T20)POD 活性均高于CK，其中T1 處理顯著高于CK；移栽后12 d，BR 處理(T1、T10、T20) POD 活性仍高于CK，但處理間差異減小。SOD 活性與POD 活性表現(xiàn)基本一致(圖 5-E)，移栽后 12 d，BR 處理(T1、T10、T20)SOD 活性均高于 CK，且差異顯著，其中T10 處理SOD 活性最高，其次為T20 和T1。

2.4 BR 浸根對水卷苗機(jī)插本田后植株內(nèi)源激素含量的影響

由圖6 可知，葉片中內(nèi)源激素含量均高于根系。秧苗栽插大田后，隨著生育進(jìn)程，葉片中ZT 濃度整體呈增加趨勢(圖6-A)，栽插當(dāng)天BR 處理(T1、T10、T20)葉片中ZT 含量低于CK，但移栽后2 d迅速增加，相比移栽當(dāng)天分別增加 197.27%、153.11%和243.78%，而CK 處理增加緩慢(2.94%)，BR 處理顯著高于CK；后期生長(4－12 d)表現(xiàn)趨勢一致，均為BR 處理高于CK，其中低濃度BR(T1)處理表現(xiàn)更優(yōu)。根系中ZT 含量隨著生育進(jìn)程整體表現(xiàn)為下降趨勢(圖6-a)，BR 處理在移栽后2 d 有明顯的增加后下降，除栽插當(dāng)天BR 處理(T1、T10、T20)根系中ZT 含量低于CK 外，其他時(shí)間均表現(xiàn)為低濃度BR 處理(T1、T10)高于CK；移栽后12 d，T1 和T10 處理分別比CK 高28.81%和38.74%，其中T1 處理顯著高于CK。

葉片中 GA3含量呈緩增-快增-緩降的趨勢(圖6-B)；栽插當(dāng)天T20 處理GA3含量顯著高于其他處理，生長中期(2－4 d)BR 處理(T1、T10、T20)葉片中GA3含量均高于CK，其中T10處理顯著高于CK；生長后期(7－12 d)BR處理葉片GA3含量均低于CK處理，且差異顯著。根系中GA3含量表現(xiàn)為先增后降趨勢(圖6-b)，在栽后前期(0－4 d)均為BR 處理高于CK，其中移栽后4 d BR 處理(T1、T10、T20)根系中 GA3含量比 CK 分別高 40.12%、64.07%、50.30%；生長后期(5－12 d)BR 處理根系中GA3含量低于CK。

栽插當(dāng)天，T1 葉片中IAA 含量最高(圖6-C)，其次為T20，二者顯著高于CK 和T10 處理；后IAA濃度迅速下降，至移栽后2 d 仍為T1 處理最高，移栽后4 d 時(shí)葉片IAA 含量降至最低，CK 處理葉片IAA 含量高于BR 處理，后IAA 濃度有增加趨勢；至移栽后12 d，BR 處理葉片IAA 含量均高于CK處理，其中T1 最高，其次為T10 和T20，T1 和T10處理顯著高于CK。根系中IAA 含量整體表現(xiàn)為先降后增的趨勢(圖6-c)，栽插當(dāng)天BR 處理根系IAA含量均高于CK，至第2 天時(shí)處理間差異增大；生長后期(4－12 d)根系IAA 含量均表現(xiàn)為T1 處理最高，其次T10 和CK，T20 處理最低。

2.5 BR 浸根對機(jī)插水卷苗產(chǎn)量的影響

由表1 可知，與CK 相比，T10 和T20 處理產(chǎn)量分別提高 5.11%和 7.99%，T1 處理產(chǎn)量降低3.58%，處理間差異均未達(dá)到顯著水平。進(jìn)一步分析表明，T10 處理顯著提高了每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率(分別為15.04%和6.62%)，T20 處理顯著提高了結(jié)實(shí)率(6.17%)，但兩者千粒重均顯著下降，進(jìn)而限制了最終產(chǎn)量的提升；T1 處理產(chǎn)量低于CK，同樣歸因于千粒重的降低。

3 討論

3.1 BR 浸根對機(jī)插水卷苗栽后物質(zhì)積累及形態(tài)特征的影響

Nakaya 等[18]和 Gonzalez 等[19]在擬南芥研究中發(fā)現(xiàn)過表達(dá)BRI1基因?qū)е聰M南芥的葉片變大，表明BR 在細(xì)胞分裂方面存在顯著作用。謝云燦等[20]研究發(fā)現(xiàn)，外源BR 處理能促進(jìn)大豆細(xì)胞擴(kuò)大和分裂，增加葉面積和莖稈高度，進(jìn)而促進(jìn)生長，促進(jìn)干物質(zhì)積累。王玉琴等[21]用0.1 mg/L BR 噴施芹菜幼苗使株高比對照增加27.10%。本研究中，水卷苗栽插本田后前期(0－5 d)株高增加緩慢，后期(5－21 d)增加迅速，且后期BR 處理水稻株高大于CK，表明BR 處理對水卷苗地上部生長存在促生作用，且存在較為明顯的濃度差異，相對較低濃度的BR 促生效果更好。

在黃瓜幼苗期噴施 BR 可使黃瓜根長增加13.1%[22]；使用2, 4-表油菜素內(nèi)酯(EBR)噴施西瓜幼苗，可以促進(jìn)西瓜下胚軸伸長，其促進(jìn)效果隨濃度增加而提高[23]。鄧茜等[24]研究發(fā)現(xiàn)，較低濃度的BR(0.0024 mg/L)處理會(huì)使小麥根長顯著增加，但高濃度BR(4.8 mg/L)處理會(huì)極顯著抑制根系伸長，根系直徑減小。在本研究中觀察到短期內(nèi)BR 的促根作用即達(dá)到顯著水平，與對照間根長的絕對差值持續(xù)擴(kuò)大，中濃度BR 處理在第3 天時(shí)根長顯著提高了 40.98%，增幅最大。同時(shí) T20 處理在第 3 天時(shí)根直徑顯著低于對照，猜測可能是密集新生的纖細(xì)根系降低了該處理根直徑的平均值，這與杜秀達(dá)和朱麗娟[25]用不同濃度的 EBR 及其類似物 Y-6 水溶液浸泡大豆后，幼苗側(cè)根數(shù)顯著增加的結(jié)果比較相符。此外，在本研究中，栽后9 d 和12 d BR 處理的根表面積和根尖數(shù)相對移栽初期都有較大幅度的增加，表明BR 的促根作用存在明顯的后效性，這與Kuppusamy 等的研究結(jié)果相似[26]。

梁芳芝等[27]噴施BR 后使大豆地上部干質(zhì)量顯著提高；劉永正等[28]在黃瓜上的試驗(yàn)也表明，噴施BR 在增加地上部鮮質(zhì)量和干質(zhì)量的同時(shí)，還顯著提高了根鮮質(zhì)量和干質(zhì)量。本研究結(jié)果表明，不同濃度BR 對水卷苗栽后根干質(zhì)量和根冠比有顯著影響，但對莖干質(zhì)量和秧苗的總質(zhì)量影響較小。與對照相比，T20 和T10 處理在移栽后9 d 根干質(zhì)量分別提高了82.98%和48.94%，其促根作用較為明顯，使得水卷苗在栽后發(fā)根更加迅速，利于吸水緩苗。在根冠比方面，移栽后9 d BR 處理均顯著高于對照，并且增幅與處理濃度呈正相關(guān)。

3.2 BR 浸根對機(jī)插水卷苗栽后抗氧化系統(tǒng)的影響

活性氧(reactive oxygen species, ROS，如H2O2和O2ˉ)在高等植物的代謝中產(chǎn)生，正常條件下活性氧的產(chǎn)生和積累處在動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，當(dāng)植物遭受外界逆境脅迫時(shí)，導(dǎo)致植物細(xì)胞活性氧含量急劇上升，過量的ROS 打破了植物體內(nèi)的氧化還原平衡，從而誘發(fā)脂質(zhì)過氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞膜的完整性遭受破壞，對細(xì)胞組分和結(jié)構(gòu)造成氧化損傷[29]，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致細(xì)胞死亡[30]?；钚匝踔械?H2O2已被認(rèn)為是植物細(xì)胞中的一種重要信號(hào)分子，能夠介導(dǎo)植物對逆境脅迫的響應(yīng)[31]。本研究結(jié)果表明，與對照相比，BR 浸根處理降低了水稻葉片H2O2含量，抑制膜脂過氧化，降低了機(jī)插對植株的傷害?？翟破G等[32]研究也表明 EBR 處理顯著降低了低氧脅迫下黃瓜植株內(nèi)的ROS 含量，減輕對植株傷害。

逆境脅迫會(huì)使植物體內(nèi)活性氧增加，同時(shí)刺激植物體內(nèi)SOD、POD、CAT 等抗氧化酶活性的增強(qiáng)[33]。Li 等[34]研究發(fā)現(xiàn)，0.2 mg/L BR 處理可降低中度或重度水分脅迫下幼苗的 MDA 含量，提高SOD、POD、CAT 和APX 活性，從而增強(qiáng)文冠果幼苗的抗旱性。BR 可誘導(dǎo)油菜幼苗葉片中SOD、POD 及CAT 等抗氧化酶活性增強(qiáng)，降低活性氧傷害及膜脂過氧化反應(yīng)，誘導(dǎo)可溶性糖含量增加，增強(qiáng)油菜幼苗吸水能力，促進(jìn)漬水脅迫下油菜幼苗的生長[35]。尚慶茂等[36]研究表明, BR 處理的黃瓜在鹽脅迫下可保持較高的SOD、POD 和CAT 活性，從而提高植株耐性。耶興元等[37]研究發(fā)現(xiàn)，EBR 可增強(qiáng)高溫脅迫下獼猴桃苗SOD、POD、CAT 和APX活性，提高抗逆性。本研究結(jié)果表明，施用BR 浸根能不同程度增強(qiáng)水稻葉片SOD、POD、CAT 活性，說明在水稻秧苗栽插本田時(shí)，BR 浸根可以通過提高水稻植株體內(nèi)抗氧化酶活性而增強(qiáng)對機(jī)插植傷的修復(fù)能力，從而盡快消除植物體內(nèi)由于逆境而產(chǎn)生的過多有害自由基，促進(jìn)水稻返青活棵、早生快發(fā)，為機(jī)插水稻高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

植物體內(nèi)清除ROS 自由基的抗氧化系統(tǒng)分為2種：一種是植物體的酶保護(hù)系統(tǒng)，由SOD、POD、CAT、APX、GR 等適應(yīng)逆境脅迫的酶組成；另一種是植物谷胱甘肽抗氧化系統(tǒng)(AsA-GSH)，由還原型抗壞血酸(AsA)、還原型谷胱甘肽(GSH)等組成。研究表明，APX 和GR 是AsA-GSH 循環(huán)中的關(guān)鍵酶，它們能和AsA、GSH 以及循環(huán)中的其他酶一起通過一系列反應(yīng)清除 H2O2并重新生成 AsA 和GSH[30,38]。本研究表明，BR 浸根處理在栽后一周內(nèi)顯著提高了GR 的活性，APX 活性也有提高，增強(qiáng)了水稻植株抗氧化系統(tǒng)的防御能力，維持了細(xì)胞內(nèi)氧化還原平衡的穩(wěn)定，進(jìn)而在一定程度上緩解水稻機(jī)插引起的氧化損傷。然而，后期仍需對AsA-GSH 系統(tǒng)抗氧化物質(zhì)進(jìn)行定量分析，以更加準(zhǔn)確地分析和判斷 BR 浸根對 AsA-GSH 循環(huán)的影響及對機(jī)插植傷的修復(fù)效應(yīng)。

3.3 BR 浸根對機(jī)插水卷苗栽后內(nèi)源激素及產(chǎn)量的影響

生長素(IAA)能夠促進(jìn)植株生長，刺激愈傷組織生成，促進(jìn)形成層細(xì)胞分裂[39]。赤霉素(GA)調(diào)控細(xì)胞伸長、種子萌發(fā)、植株衰老，也參與植物對外界脅迫響應(yīng)[40]。玉米素核苷(ZR)是一種細(xì)胞分裂素，一般產(chǎn)生于植物根部，促進(jìn)組織分化和生長，在植物生長中促進(jìn)葉綠體發(fā)育、提高氣孔開放程度、抑制光合色素降解[41]。諸多研究成果證實(shí)外施BR 可以改變植株內(nèi)源激素水平。王廷芹等[42]指出，外源油菜素內(nèi)酯通過改變青花菜莖尖內(nèi)源激素含量及其平衡狀態(tài)，而影響其花芽分化和花球形成。李寧等[43]研究表明，外源 EBR 能使弱光脅迫下番茄葉片內(nèi)源激素吲哚-3-乙酸、玉米素核苷和赤霉素含量分別提高 22.8%、3.2%和 16.6%，促進(jìn)葉片生長發(fā)育。張會(huì)曦等[44]在IAA 和EBR 對大麥胚芽鞘伸長調(diào)控的研究中也發(fā)現(xiàn)，兩者在黑暗條件下均能促進(jìn)大麥胚芽鞘的伸長生長，且存在一定的協(xié)同作用，且EBR 單獨(dú)處理后的胚芽鞘內(nèi)源IAA 含量上升，暗示EBR 可能通過調(diào)控內(nèi)源IAA 的水平而參與調(diào)控大麥胚芽鞘的伸長。

與之相似，本研究中BR 在移栽后短期內(nèi)對水卷苗根系中ZT 和IAA 存在促進(jìn)效應(yīng)，各處理在栽后2 d ZT 和IAA 含量明顯升高。同時(shí)也觀察到BR處理在栽后一周內(nèi)GA3含量均明顯高于對照，說明BR 處理水卷苗根系的生長持續(xù)受到 GA3的影響。與根系相比，水卷苗地上部各類激素含量顯著提高，ZT 含量同樣在第2 天顯著高于對照；GA3的含量變化與根系相似，但其持續(xù)時(shí)間比根系更短，IAA的含量亦然。這說明在移栽后短期內(nèi)根系是其生長中心，這也與修復(fù)機(jī)插植傷，促進(jìn)水稻生根扎根的要求一致。

研究表明，模式植物擬南芥經(jīng)外源BR 處理后籽粒數(shù)和籽粒質(zhì)量顯著提高[45-46]。謝云燦等[20]研究發(fā)現(xiàn)，外源BR 處理能促進(jìn)大豆細(xì)胞擴(kuò)大和分裂，增加葉面積和莖稈高度，促進(jìn)光合作用來促進(jìn)花后干物質(zhì)量的積累，提高大豆產(chǎn)量。本研究發(fā)現(xiàn)，與CK 相比，T10 和T20 處理增加了每穗粒數(shù)，其中T10 處理與CK 差異達(dá)到顯著水平，同時(shí)顯著提高了結(jié)實(shí)率。前人研究也表明低位分蘗表現(xiàn)出更高的產(chǎn)量潛力(每穗粒數(shù)多、結(jié)實(shí)率高)[47-49]，表明 BR浸根能夠促進(jìn)水卷苗栽后早生快發(fā)，特別是促進(jìn)低位分蘗發(fā)生，為高產(chǎn)奠定了良好的基礎(chǔ)，這與 Li等[4]用三十烷醇(TRIA)處理常規(guī)營養(yǎng)土育秧方法秧苗結(jié)實(shí)率提高結(jié)果基本一致。然而，本研究中有效穗數(shù)處理間均無顯著差異，可能與大田栽培管理的一致性有關(guān)(群體莖蘗數(shù)達(dá)到目標(biāo)穗數(shù)的 90%時(shí)烤田)；同時(shí)，BR 處理千粒重均顯著低于 CK，這是導(dǎo)致BR 浸根處理最終產(chǎn)量與CK 沒有顯著差異的主要因子，其相關(guān)生理機(jī)理仍需進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

對于機(jī)插水卷苗育秧方法而言，施用適當(dāng)濃度的BR(10~20 mg/L)浸根能減輕機(jī)插植傷，提高秧苗抗氧化酶活性，降低 H2O2含量，且提高了葉片和根系中ZT、GA3和IAA 的含量，高效地促進(jìn)根系生長，提高每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率，為機(jī)插水稻高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。