三種噻二唑衍生物對小麥幼苗生理特性的影響

詹秀環(huán) 常云霞 王子云 陳龍

摘要：用不同濃度（０、６、８、１０、１２、１４ ｍｇ／Ｌ）的３種新合成的噻二唑衍生物（５－對氯苯基－２－鄰氯苯甲酰胺基－１，３，４－噻二唑、５－對氯苯基－２－鄰硝基苯甲酰胺基－１，３，４－噻二唑、５－對硝基苯基－２－對甲基苯甲酰胺基－１，３，４－噻二唑）對小麥幼苗進行處理，研究了它們對小麥幼苗部分生理特性的影響。結果表明，經(jīng)３種噻二唑衍生物處理后小麥幼苗葉片的可溶性蛋白質(zhì)及葉綠素含量比對照顯著增加，葉片的硝酸還原酶活性以及根系活力也顯著提高。表明噻二唑衍生物處理對小麥幼苗生理活性具有明顯的促進效應，３種噻二唑衍生物中以５－對氯苯基－２－鄰硝基苯甲酰胺基－１，３，４－噻二唑的促進效應較為明顯。

關鍵詞：噻二唑衍生物；小麥幼苗；生理特性

中圖分類號：S482.8+99；S512.101文獻標識碼：Ａ 文章編號：0439－８114（２０12）14－2914-04

Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｔｈｒｅｅ Ｋｉｎｄｓ ｏｆ Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌｌｙ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ 1，3，4-Ｔｈｉａｄｉａｚｏｌｅ Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ ｏｎ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｗｈｅａｔ Ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ

ＺＨＡＮ Ｘｉｕ-ｈｕａｎａ，ＣＨＡＮＧ Ｙｕｎ-ｘｉａｂ，ＷＡＮＧ Ｚｉ-ｙｕｎａ，ＣＨＥＮ Ｌｏｎｇｂ

（ａ． Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Cｈｅｍｉｓｔｒｙ； b. Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｚｈｏｕｋｏｕ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｏｕｋｏｕ ４６６０００， Ｈｅｎａｎ， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔs ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌｌｙ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ １，３，４－ｔｈｉａｄｉａｚｏｌｅ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ ［（５－（４－ｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｙｌ）－２－（２－ｃｈｌｏｒｏ－ｂｅｎｚｏｙｌａｍｉｎｏ）－１，３，４－ｔｈｉａｄｉａｚｏｌｅ， ５－（４－ｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｙｌ）－２－（２－ｎｉｔｒｏ－ｂｅｎｚｏｙｌａｍｉｎｏ）－１，３，４－ｔｈｉａｄｉａｚｏｌｅ ａｎｄ ５－（４－ｎｉｔｒｏｐｈｅｎｙｌ）－２ －（４－ｍｅｔｈｙｌ－ｂｅｎｚｏｙｌａｍｉｎｏ）－１，３，４－ｔｈｉａｄｉａｚｏｌｅ］ ｏｎ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｗｈｅａｔ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ（（０，６，８，１０，１２，１４ ｍｇ／Ｌ）） ｏｆ ｔｒｅａｔｍｅｎｔs were investigated． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ the contents of ｓｏｌｕｂｌｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ａｎｄ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｅｄｌｉｎｇ ｌｅａｖｅｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｍａｒｋｅｄ ｕｐ－ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｉｔｒａｔｅ ｒｅｄｕｃｔａｓｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ｌｅａｖｅｓ ａｎｄ ｒｏｏｔ ａｃｔｉｖｉｔｙ． Ｉｔ ｗａｓ ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅｓｅ １，３，４－ｔｈｉａｄｉａｚｏｌｅ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ ｃｏｕｌｄ ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｗｈｅａｔ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ５－（４－ｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｙｌ）－２－（２－ｎｉｔｒｏ－ｂｅｎｚｏｙｌａｍｉｎｏ）－１，３，４－ｔｈｉａｄｉａｚｏｌｅ ｗａｓ ｔｈｅ ｂｅｓｔ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｔｈｉａｄｉａｚｏｌｅ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ； ｗｈｅａｔ ｓｅｅｄｌｉｎｇ； ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ

噻二唑衍生物因具有較好的殺蟲、抗病毒、除草及植物生長調(diào)節(jié)等功能而倍受化學及農(nóng)學工作者的青睞［１－４］。５－對氯苯基－２－鄰氯苯甲酰胺基－１，３，４－噻二唑、５－對硝基苯基－２－對甲基苯甲酰胺基－１，３，４－噻二唑和５－對氯苯基－２－鄰硝基苯甲酰胺基－１，３，４－噻二唑是新合成的含噻二唑環(huán)的苯甲酰胺類化合物，通過小麥胚芽鞘法和黃瓜子葉法［５］已測知３種噻二唑衍生物具有與ＩＡＡ和ＫＴ相似的功能。此次試驗初步研究了３種噻二唑衍生物對小麥幼苗生理活性的影響，以期為其在農(nóng)業(yè)上的應用提供參考。

１材料與方法

１．１試驗材料

冬小麥（Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ａｅｓｔｉｖｍ Ｌ．）周麥１９種子由河南省周口市農(nóng)業(yè)科學院提供。

試驗所用３種噻二唑衍生物的合成方法：利用鄰氯苯甲酰氯、鄰硝基苯甲酰氯分別與５－對氯苯基－２－氨基－１，３，４－噻二唑，對甲基苯甲酰氯與５－對硝基苯基－２－氨基－１，３，４－噻二唑在無水非質(zhì)子溶劑（乙腈）中發(fā)生親核取代反應，合成目標化合物５－對氯苯基－２－鄰氯苯甲酰胺基－１，３，４－噻二唑、５－對氯苯基－２－鄰硝基苯甲酰胺基－１，３，４－噻二唑和５－對硝基苯基－２－對甲基苯甲酰胺基－１，３，４－噻二唑，目標化合物的結構已經(jīng)紅外光譜（ＩＲ）、氫核磁共振譜（１ＨＮＭＲ）、質(zhì)譜（ＭＳ）及元素分析加以確認（圖１）。

１．２試驗方法

取粒大飽滿的小麥種子，用０．１％ ＨｇＣl２表面消毒７ ｍｉｎ，去離子水反復沖洗，在３０ ℃的水中浸泡４８ ｈ，然后在３３ ℃溫箱中催芽。挑出露白一致的種子，在裝有１／２ Ｈｏａｇｌａｎｄ營養(yǎng)液培養(yǎng)罐中進行培養(yǎng)，培養(yǎng)室中恒溫２５ ℃，光照度４ ０００～４ ５００ ｌｘ，光暗比為１４∶１０，培養(yǎng)至第二片葉充分伸長，分別用５種不同濃度（６、８、１０、１２、１４ ｍｇ／Ｌ）的３種噻二唑衍生物（Ａ.５－對氯苯基－２－鄰氯苯甲酰胺基－１，３，４－噻二唑；Ｂ.５－對硝基苯基－２－對甲基苯甲酰胺基－１，３，４－噻二唑；Ｃ.５－對氯苯基－２－鄰硝基苯甲酰胺基－１，３，４－噻二唑）進行葉面噴施，每個濃度３次重復，進行幼苗生長試驗，以去離子水作為對照。再培養(yǎng)７ ｄ后取樣進行生理指標的測定。

１．３測試指標

收獲小麥幼苗葉片，去離子水反復沖洗，考馬斯亮藍Ｇ－２５０法測定可溶性蛋白質(zhì)含量［６］，氯化三苯基四氮唑法測定幼苗根系活力［７］，浸提法測定幼苗葉片葉綠素含量［６］，磺胺比色法測定硝酸還原酶（ＮＲ）活力［６］。

以上數(shù)據(jù)均采用３次重復的平均值，試驗結果用Ｅｘｃｅｌ和ＳＰＳＳ統(tǒng)計軟件進行分析。

２結果與分析

２．１噻二唑衍生物對小麥幼苗葉片可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

植物體內(nèi)的可溶性蛋白質(zhì)大多數(shù)是參與各種代謝的酶類，其含量是了解植物體總代謝水平的一個重要指標［８］，可溶性蛋白質(zhì)含量的增加有利于小麥幼苗的生長發(fā)育。從圖2可以看出，經(jīng)３種不同濃度的噻二唑衍生物處理后，小麥幼苗葉片中的可溶性蛋白質(zhì)含量均比對照增加，總體上呈先增后降的趨勢，差異均達到顯著水平，其中Ａ處理以１０ ｍｇ／Ｌ的效果最好，Ｂ和Ｃ處理以１２ ｍｇ／Ｌ的效果最好，與對照相比，Ａ處理可溶性蛋白質(zhì)含量增加２８．９８％，Ｂ處理可溶性蛋白質(zhì)含量增加１５．４４％，Ｃ處理可溶性蛋白質(zhì)含量增加６８．６８％。

２．２噻二唑衍生物對小麥幼苗葉片硝酸還原酶活力的影響

硝酸還原酶是植物氮素代謝中的關鍵酶之一，它作用于ＮＯ３－使之還原為ＮＯ２－，與植物吸收利用氮素有關。因此，增強植物體內(nèi)硝酸還原酶活力對植物生長具有促進作用［９］。圖3結果表明，經(jīng)３種噻二唑衍生物處理后，小麥幼苗葉片的硝酸還原酶活力變化規(guī)律總體上均呈現(xiàn)先上升后略有下降的趨勢，各個濃度處理均高于對照且差異顯著，其中Ａ和Ｂ處理在１０ ｍｇ／Ｌ時硝酸還原酶活力達到最高，Ｃ處理在１２ ｍｇ／Ｌ時達到最高值，分別是對照的３１１．８８％、２８０．０１％、３３４．１０％；Ａ、Ｂ、Ｃ 3種噻二唑衍生物對小麥幼苗葉片中硝酸還原酶活力的影響效果表現(xiàn)為Ｃ＞Ａ＞Ｂ。

２．３噻二唑衍生物對小麥幼苗根系活力的影響

根系活力泛指根系的吸收能力、合成能力和還原能力等，能反映根系的生長和功能狀態(tài)。它是衡量小麥生長發(fā)育狀況的重要生理指標，直接關系到根系對礦物質(zhì)營養(yǎng)和水分的吸收以及某些生長物質(zhì)的合成［１０］。由圖4可知，小麥幼苗根系活力隨３種噻二唑衍生物處理濃度的升高均呈先上升而后下降的變化趨勢，與對照相比明顯提高，差異顯著。Ａ處理在１２ ｍｇ／Ｌ時根系活力達到最大值，Ｂ處理與Ｃ處理則在１０ ｍｇ／Ｌ時根系活力達到最高值，與對照相比分別提高了２２２．９８％、２１２．５１％、２８０．８７％，并且Ｃ類噻二唑衍生物與Ａ、Ｂ兩類噻二唑衍生物處理相比對小麥幼苗根系活力的影響效果差異顯著。

２．４噻二唑衍生物對小麥幼苗葉片葉綠素含量的影響

葉綠素（Ｃｈｌ）是植物進行光合作用的主要色素，葉綠素含量的高低在一定程度上反映了植物光合作用的水平［９-１１］。由圖5至圖7可知，３種噻二唑衍生物處理小麥幼苗后，葉片中Ｃｈｌａ、Ｃｈｌｂ及總Ｃｈｌ的含量變化趨勢基本上相似，Ｃ類噻二唑衍生物處理對葉綠素含量增加的效果最好，與Ａ、Ｂ兩類噻二唑衍生物處理相比差異顯著。從Ｃｈｌａ和Ｃｈｌｂ的整體數(shù)據(jù)上看，ａ／ｂ基本符合３／１的比例。各處理葉片中葉綠素含量隨３種噻二唑衍生物濃度的加大總體上呈現(xiàn)先增加而后降低的變化規(guī)律，與對照相比明顯增加，差異達到顯著水平。葉綠素ａ含量Ｂ、C處理在１２ ｍｇ／Ｌ時最高，C處理以１０ ｍｇ／Ｌ最高；葉綠素b和總?cè)~綠素含量3個處理均在１０ ｍｇ／Ｌ時最高。與對照相比，Ａ處理總?cè)~綠素含量增加了２９．２８％，Ｂ處理增加了３２．８０％，Ｃ處理增加了４１．１６％，有效地提高了Ｃｈｌ含量，從而可以積累更多的光合產(chǎn)物，為小麥幼苗生長提供更多的營養(yǎng)物質(zhì)。

３小結與討論

小麥幼苗在生長過程中，生長發(fā)育的物質(zhì)和能量來源于光合作用和根系對礦物質(zhì)的吸收，所以根系活力、葉綠素含量、可溶性蛋白質(zhì)含量以及硝酸還原酶活力是幼苗生長時期的重要生理指標。

植物體內(nèi)可溶性蛋白質(zhì)大多是參與各種代謝的酶類，而且可溶性蛋白質(zhì)多為未與膜系統(tǒng)特異結合的酶，其含量越高，植株的生理生化反應與代謝活動就越旺盛［９］。試驗表明，經(jīng)３種噻二唑衍生物處理后，小麥幼苗葉片中可溶性蛋白質(zhì)含量均比未處理的高。說明噻二唑衍生物處理提高了小麥幼苗體內(nèi)可溶性蛋白質(zhì)含量和酶的活性水平，促進了幼苗的生長發(fā)育。

硝酸還原酶是植物體內(nèi)硝酸鹽同化的關鍵酶，在植物體內(nèi)氮素代謝中起重要作用，ＮＲ活性的高低，直接影響到土壤中無機氮的利用率，從而對植物的生長發(fā)育和作物的產(chǎn)量及品質(zhì)產(chǎn)生影響［９］。試驗表明，３種噻二唑衍生物１０～１２ ｍｇ／Ｌ處理小麥幼苗時，顯著地提高了ＮＲ的活性，能使幼苗有效地利用氮源，增加蛋白質(zhì)、葉綠素的合成，從而促進其生長發(fā)育。

植物體內(nèi)根系活力是指根系新陳代謝活動的強弱，是反映根系吸收能力的一項綜合指標，其強弱直接影響植株對營養(yǎng)物質(zhì)吸收的多少，進而影響地上部分的生長發(fā)育［１２］。結果表明，施用３種噻二唑衍生物顯著地提高了小麥幼苗根系活力，增加了幼苗吸收營養(yǎng)物質(zhì)的能力，為加速幼苗的生長發(fā)育提供了物質(zhì)保障。

葉綠素含量的高低在一定程度上可以反映植物利用光能及制造有機物的能力。葉綠素含量決定了植物吸收光能的效率，葉綠素含量越高，光能就越易為植物所利用，從而提高其光能利用率［９－１１］。

總之，３種噻二唑衍生物通過提高根系活力和硝酸還原酶活力并使葉片中葉綠素和可溶性蛋白含量增加等生理活性的變化，在促進小麥幼苗生長發(fā)育中起一定作用。結果顯示，在各種處理濃度中，以１０～12 ｍｇ／Ｌ處理小麥幼苗時的效果較好；在３種噻二唑衍生物中５－對氯苯基－２－鄰硝基苯甲酰胺基－１，３，４－噻二唑較其他２種噻二唑衍生物處理效果更加明顯。

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