黃鈺芳,張恩和,張新慧,王惠珍,王 琦,劉青林,崔佳佳,袁菊麗
(1 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院,甘肅 蘭州 730070; 2 甘肅中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院,甘肅 蘭州 730000;3 寧夏醫(yī)科大學(xué) 藥學(xué)院,寧夏 銀川 750004)
化感作用(allelopathy)是植物通過不同的途徑向周圍環(huán)境中釋放次生代謝產(chǎn)物,從而對其他植物的生長發(fā)育產(chǎn)生促進(jìn)或抑制作用的現(xiàn)象,當(dāng)釋放的化學(xué)物質(zhì)作用于同種或同科植物時(shí),這一現(xiàn)象稱之為自毒作用[1]。研究顯示,大多數(shù)植物都存在自毒作用,而自毒物質(zhì)則是產(chǎn)生自毒作用的物質(zhì)基礎(chǔ),是造成作物連作障礙的主要發(fā)動者[2]?;凶远疚镔|(zhì)可以通過破壞受體植物細(xì)胞膜功能、抑制植株體內(nèi)抗氧化酶活性、降低植物光合作用能力、改變植物激素含量等來影響植物的生長和發(fā)育[3-5]。
蘭州百合(Liliumdavidiivar.unicolorsalisb)是甘肅省特色優(yōu)勢農(nóng)產(chǎn)品,也是蘭州市七里河區(qū)農(nóng)民的主要經(jīng)濟(jì)來源和脫貧致富的支柱產(chǎn)業(yè)。蘭州百合忌地性極強(qiáng),種植一茬要歇地3~5年,而經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動加之適生范圍的狹窄導(dǎo)致蘭州百合連作現(xiàn)象加重。目前有關(guān)蘭州百合自毒作用的研究主要集中在對幼苗生長影響及化感自毒物質(zhì)的分離等方面。研究結(jié)果顯示,自毒作用是導(dǎo)致蘭州百合連作障礙的重要因素之一[6-8]。陳君良等[9]研究發(fā)現(xiàn),75%~100%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的蘭州百合根系分泌物能夠抑制自身幼苗的生長,且從中分離得到24種不同的化感自毒物質(zhì)。石雨仟等[10]研究證實(shí),100 mg/mL的蘭州百合根系水浸液能抑制蘭州百合幼苗的生長。孫鴻強(qiáng)[11]從蘭州百合連作土壤中分離鑒定出11種自毒物質(zhì),并發(fā)現(xiàn)隨連作年限的延長,香草酸、鄰苯二甲酸、香蘭素等自毒物質(zhì)呈不斷累積趨勢。但這些自毒物質(zhì)對蘭州百合的自毒效應(yīng)及作用機(jī)制研究卻鮮見報(bào)道。鑒于此,本研究在前期試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,研究了對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246兩種物質(zhì)在單施和共施條件下對蘭州百合幼苗生長的影響,以探明不同成分對蘭州百合的自毒作用及其成分間的互作效應(yīng),為進(jìn)一步探討蘭州百合連作障礙的發(fā)生機(jī)制提供一定的科學(xué)依據(jù)。
對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246的外源對照品,均購置于上海達(dá)瑞精細(xì)化學(xué)品有限責(zé)任公司。當(dāng)年收獲的蘭州百合種球,由蘭州市七里河區(qū)西果園鎮(zhèn)蘭州百合種植基地提供。
1.2.1 不同質(zhì)量濃度溶液的配置 精密稱取適量的對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246,用氯仿溶解后定容于250 mL容量瓶,得到質(zhì)量濃度為5 mg/mL的溶液。試驗(yàn)時(shí)用稀釋法分別配置0.02,0.2,2和5 mg/mL的溶液,進(jìn)行蘭州百合幼苗的生物活性試驗(yàn)。
1.2.2 對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246單施時(shí)的自毒效應(yīng)研究 試驗(yàn)采用發(fā)芽盒-培養(yǎng)皿法。用體積分?jǐn)?shù)75%的乙醇擦洗培養(yǎng)皿及發(fā)芽盒內(nèi)壁,待乙醇完全揮干后,于每個(gè)培養(yǎng)皿底部墊2層滅菌濾紙,然后將培養(yǎng)皿放入發(fā)芽盒,精密量取各處理質(zhì)量濃度溶液10 mL,倒入培養(yǎng)皿中,待氯仿完全揮干后,選取大小均勻、健康滅菌的蘭州百合種球栽種,每皿9顆種球。以氯仿試劑為對照,每處理重復(fù)5次。將種植后的發(fā)芽盒放入光照培養(yǎng)箱中,25 ℃條件下培養(yǎng)15 d后,測定各項(xiàng)指標(biāo)。
1.2.3 對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246的互作效應(yīng) 在單施試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,選取對苯二甲酸二辛酯0.2,5 mg/mL和抗氧劑2246 0.2,5 mg/mL進(jìn)行互作效應(yīng)試驗(yàn),用D0.2A0.2、D0.2A5、D5A0.2及D5A5表示,研究2種物質(zhì)混合液對蘭州百合幼苗生長的影響。試驗(yàn)方法同1.2.2節(jié),在精密量取不同質(zhì)量濃度的對苯二甲酸二辛酯溶液10 mL后,按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)再分別加入相應(yīng)質(zhì)量濃度的抗氧劑2246溶液10 mL,待氯仿完全揮干后,種植蘭州百合種球,培養(yǎng)15 d后,測定各項(xiàng)指標(biāo)。
1.3.1 生物指標(biāo)的測定 將蘭州百合鱗莖的幼根、幼苗從種球結(jié)合部切下,分別用十萬分之一電子天平和直尺測定其鮮質(zhì)量和長度,取平均值。
化感效應(yīng)指數(shù)(response index,RI)采用Wi-lliamson等[12]的方法計(jì)算:
式中:C為對照值,T為處理值。RI>0時(shí)表示促進(jìn)作用,RI<0時(shí)表示抑制作用,絕對值的大小代表化感作用強(qiáng)度。
綜合化感效應(yīng)(synthesis effect,SE)指各指標(biāo)化感效應(yīng)指數(shù)的加和平均值。SE>0時(shí)表示促進(jìn)作用,SE<0時(shí)表示抑制作用,絕對值的大小代表綜合化感作用強(qiáng)度。
1.3.2 生理指標(biāo)的測定 蘭州百合幼苗過氧化氫酶(CAT)、過氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性分別采用硫代硫酸鈉滴定法、愈創(chuàng)木酚法、氮藍(lán)四唑(NBT)光還原法測定[13];丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸(TBA)法測定[13];可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)法測定[14]。
利用Miscrosoft Excel 2007軟件處理原始數(shù)據(jù),通過SPSS17.0軟件,對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因子方差分析,采用新復(fù)極差法(Duncan’s)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。
2.1.1 對蘭州百合幼苗生長的影響 表1顯示,不同質(zhì)量濃度的對苯二甲酸二辛酯對蘭州百合幼苗各生長指標(biāo)的影響存在一定的差異。隨對苯二甲酸二辛酯質(zhì)量濃度的提高,幼苗長和根長持續(xù)下降,當(dāng)質(zhì)量濃度提高至0.2~5 mg/mL,幼苗長和根長較對照分別顯著下降了16.70%~46.38%和25.63%~69.07%(P<0.05)。幼苗和根鮮質(zhì)量隨對苯二甲酸二辛酯質(zhì)量濃度的提高呈先上升后降低的變化,當(dāng)質(zhì)量濃度達(dá)到5 mg/mL時(shí),較對照分別下降了50.71%和29.66%,且幼苗鮮質(zhì)量與對照差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。
由表2可以看出,不同質(zhì)量濃度的抗氧劑2246 對蘭州百合幼苗各生長指標(biāo)的影響同樣存在差別。隨抗氧劑2246質(zhì)量濃度的升高,根長呈現(xiàn)出不斷下降的趨勢,幼苗長在質(zhì)量濃度高于0.02 mg/mL時(shí)也呈現(xiàn)出逐漸下降的變化,當(dāng)質(zhì)量濃度為5 mg/mL時(shí),幼苗長和根長較對照分別下降了3.94%和3.83%,但差異均不顯著。在設(shè)置質(zhì)量濃度范圍內(nèi),蘭州百合幼苗和根鮮質(zhì)量較對照雖有所增加,但差異不顯著。
由表1和表2可以看出,不同化合物對蘭州百合幼苗的作用方向和作用程度存在一定的差別。當(dāng)質(zhì)量濃度為0.02~5 mg/mL時(shí),對苯二甲酸二辛酯對蘭州百合幼苗苗長和根長均表現(xiàn)為抑制作用,且隨質(zhì)量濃度的增加抑制作用持續(xù)增強(qiáng),而對幼苗鮮質(zhì)量和根鮮質(zhì)量的化感效應(yīng)均表現(xiàn)為先促后抑。與之相比,相同質(zhì)量濃度范圍內(nèi),抗氧劑2246對蘭州百合幼苗和根鮮質(zhì)量的化感效應(yīng)均表現(xiàn)為促進(jìn)作用,對苗長表現(xiàn)出先促后抑作用,而對根長均表現(xiàn)為抑制效應(yīng)。綜合以上分析可以看出,隨溶液質(zhì)量濃度的升高,同一化合物對蘭州百合幼苗的各項(xiàng)生長指標(biāo)具有不同的自毒效應(yīng);而相同質(zhì)量濃度條件下,不同的化合物對蘭州百合幼苗的自毒效應(yīng)也有所不同。
表1 對苯二甲酸二辛酯對蘭州百合幼苗生長的影響Table 1 Effect of dioctyl terephthalate on seedling growth of Lilium davidii var. unicolor salisb
表2 抗氧劑2246對蘭州百合幼苗生長的影響Table 2 Effect of antioxidant 2246 on seedling growth of Lilium davidii var. unicolor salisb
就綜合化感效應(yīng)指數(shù)而言,對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246均表現(xiàn)出先促進(jìn)后抑制的效應(yīng),但不同的是前者在0.2 mg/mL條件下就能抑制蘭州百合幼苗的生長,而后者在5 mg/mL時(shí)才發(fā)揮抑制作用。
2.1.2 對蘭州百合幼苗膜脂過氧化作用的影響 由圖1可知,不同化合物對蘭州百合幼苗葉片膜脂過氧化程度的影響存在差異性。抗氧劑2246隨質(zhì)量濃度的提高,各處理中CAT活性不斷升高,但與對照差異均未達(dá)顯著水平。對苯二甲酸二辛酯在質(zhì)量濃度為0.02 mg/mL時(shí),蘭州百合幼苗CAT活性較對照提高了40.34%,且差異顯著(P<0.05);隨著質(zhì)量濃度的繼續(xù)升高,CAT活性開始下降,在2~5 mg/mL時(shí),蘭州百合幼苗CAT活性分別下降了29.33%和58.34%,與對照差異均達(dá)顯著水平(P<0.05),且2個(gè)質(zhì)量濃度間差異也顯著(P<0.05)。
由圖1可以看出,在設(shè)置質(zhì)量濃度范圍內(nèi),對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246各處理中,蘭州百合幼苗POD活性隨溶液質(zhì)量濃度的升高均呈先升高后降低的趨勢。當(dāng)質(zhì)量濃度為0.02 和0.2 mg/mL時(shí),二者中POD活性較對照分別上升了49.77%,90.87%和41.88%,13.50%,且前者與對照差異顯著(P<0.05);當(dāng)質(zhì)量濃度提高至5 mg/mL,二者中POD活性與對照相比分別下降了39.09%和31.50%,且前者較對照差異顯著(P<0.05)。
由圖1可知,隨對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246質(zhì)量濃度的提高,蘭州百合幼苗SOD活性均表現(xiàn)出先升高后降低的變化,但升高和降低的程度有所不同。0.2 mg/mL時(shí),對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246處理蘭州百合幼苗SOD活性較對照分別顯著提高了9.79%和6.41%(P<0.05);當(dāng)質(zhì)量濃度升高至5 mg/mL時(shí),SOD活性均下降,其中對苯二甲酸二辛酯處理較對照顯著降低了44.25%(P<0.05)。
綜合以上分析可以看出,不同化合物對蘭州百合幼苗抗氧化酶活性的影響存在差異性,其中對苯二甲酸二辛酯對蘭州百合幼苗抗氧化酶活性的影響較大,抗氧劑2246的作用較小。這一結(jié)果可能是引起蘭州百合幼苗生長差異的重要原因之一。
由圖1可知,對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246處理蘭州百合幼苗MDA含量的變化趨勢存在差異。隨質(zhì)量濃度的升高,對苯二甲酸二辛酯處理蘭州百合幼苗MDA含量呈持續(xù)升高變化,而抗氧劑2246呈先降低后升高的趨勢。0.02~2 mg/mL時(shí),對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246處理MDA含量的變化與對照相比均不顯著;而當(dāng)質(zhì)量濃度提高至最大值5 mg/mL時(shí),對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246處理MDA較對照分別上升了69.09%和37.95%,差異均達(dá)顯著水平(P<0.05)。由此可見,高質(zhì)量濃度條件下,對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246對蘭州百合幼苗葉片細(xì)胞膜的破壞作用較大,且前者的破壞作用較強(qiáng),而后者的作用相對較弱。
圖柱上標(biāo)不同小寫字母表示同一處理不同質(zhì)量濃度間差異顯著(P<0.05)。下圖同Different lowercase letters indicate significant differences among concentrations (P<0.05).The same bellow
2.1.3 對蘭州百合幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響 圖2顯示,對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246作用下,蘭州百合幼苗葉片中可溶性蛋白含量均呈先升高后降低的趨勢。質(zhì)量濃度0.02 mg/mL條件下,對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246處理蘭州百合幼苗可溶性蛋白含量較對照有所上升,但上升程度均不顯著。當(dāng)質(zhì)量濃度提高至2 mg/mL時(shí),對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246處理可溶性蛋白含量均下降,但抗氧劑2246處理可溶性蛋白含量仍高于對照,而對苯二甲酸二辛酯處理可溶性蛋白含量較對照顯著下降了17.86%(P<0.05);當(dāng)質(zhì)量濃度繼續(xù)升高至5 mg/mL時(shí),對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246中可溶性蛋白含量較對照分別降低了36.60%和15.84%,差異均達(dá)顯著水平(P<0.05),且該濃度條件下對苯二甲酸二辛酯中可溶性蛋白含量與2 mg/mL相比,差異也顯著(P<0.05)??梢姡S質(zhì)量濃度的提高,對苯二甲酸二辛酯對蘭州百合幼苗葉片中可溶性蛋白含量的影響較抗氧劑2246大。
圖2 對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246對蘭州百合幼苗葉片可溶性蛋白含量的影響Fig.2 Effect of dioctyl terephthalate and antioxidant 2246 on soluble protein content of Lilium davidii var. unicolor salisb seedlings
2.2.1 對蘭州百合幼苗生長的影響 由表3可以看出,對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246的4種混合液D0.2A0.2、D0.2A5、D5A0.2及D5A5中蘭州百合幼苗長和根長與對照相比均有所下降。其中,幼苗長分別下降了5.55%,4.28%,0.88%和11.49%,根長分別下降了7.60%,5.07%,12.48%和4.09%,但差異均不顯著。D5A0.2和D5A5中幼苗鮮質(zhì)量和根鮮質(zhì)量較對照也均下降,其中幼苗鮮質(zhì)量分別降低了1.65%和2.12%,根鮮質(zhì)量分別降低了5.63%和2.11%,但差異均不顯著。
由表3還可知,對苯二甲酸二辛酯(D)和抗氧劑2246(A)交叉試驗(yàn)中,各混合液對蘭州百合幼苗苗長、幼苗鮮質(zhì)量、根長及根鮮質(zhì)量的作用方向和作用程度有所不同,且與兩成分單獨(dú)的作用效應(yīng)也有一定差別。結(jié)合表1和表2分析可知,D0.2和D5、A0.2和A5對幼苗苗長和根長均表現(xiàn)出抑制作用,而在固定D0.2和D5的基礎(chǔ)上,分別加入A0.2和A5后,雖然化感效應(yīng)指數(shù)仍然為負(fù)值,但其絕對值均小于D0.2和D5的化感效應(yīng)指數(shù)絕對值,說明兩成分共存時(shí)對幼苗長和根長未表現(xiàn)出抑制作用的協(xié)同效應(yīng)。D0.2對蘭州百合幼苗鮮質(zhì)量和根鮮質(zhì)量表現(xiàn)出促進(jìn)作用,在加入相同作用的A0.2和A5后,D0.2A0.2和D0.2A5中化感效應(yīng)指數(shù)均小于單施時(shí)二者的效應(yīng)指數(shù)總和,說明兩成分共同作用下,未表現(xiàn)出與單施時(shí)同方向的協(xié)同促進(jìn)效應(yīng)。D5對蘭州百合幼苗鮮質(zhì)量和根鮮質(zhì)量均具有抑制作用,A0.2和A5均具有促進(jìn)作用,當(dāng)給D5中分別加入A0.2和A5后,D5A0.2和D5A5對蘭州百合幼苗鮮質(zhì)量和根鮮質(zhì)量仍表現(xiàn)出一定的抑制效應(yīng),但其化感效應(yīng)指數(shù)絕對值較D5中有所下降??梢姡瑢Ρ蕉姿岫刘?D)在加入與之作用相反的抗氧劑2246(A)后仍能保持其抑制效應(yīng),僅是作用程度有所下降,說明兩成分單施作用方向相反時(shí),在交叉試驗(yàn)中表現(xiàn)出二者相反作用的疊加效應(yīng)。
由表3還可以看出,就綜合化感效應(yīng)指數(shù)而言,對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246混合液除了表現(xiàn)出上述互作效應(yīng)外,還維持了對蘭州百合幼苗生長的抑制作用。據(jù)此分析,這可能是導(dǎo)致質(zhì)量濃度交叉試驗(yàn)中蘭州百合幼苗各生長指標(biāo)較相應(yīng)對照有所下降但卻未發(fā)生顯著變化的重要原因。
表3 對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246混合液對蘭州百合幼苗生長的影響Table 3 Effect of dioctyl terephthalate and antioxidant 2246 mixture on seedlings growth of Lilium davidii var. unicolor salisb
2.2.2 對蘭州百合幼苗膜脂過氧化作用的影響 由圖3可知,對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246 4種混合液處理蘭州百合幼苗CAT、POD、SOD活性及MDA含量與對照相比雖有不同程度的升高或降低,但差異均不顯著??梢?,在對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246的質(zhì)量濃度交叉試驗(yàn)中,蘭州百合幼苗葉片的各抗氧化酶活性均未發(fā)生明顯變化,抗氧化酶系統(tǒng)能夠維持正常的活性氧自由基清除功能,從而保證了細(xì)胞膜的正常結(jié)構(gòu)和作用。
圖3 對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246混合液對蘭州百合幼苗葉片膜脂過氧化作用的影響Fig.3 Effect of dioctyl terephthalate and antioxidant 2246 on membrane lipid peroxidation in seedlings leaves of Lilium davidii var. unicolor salisb
2.2.3 對蘭州百合幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響 逆境脅迫下通過累積可溶性物質(zhì)進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)是植物主要的抗逆機(jī)理之一[15],而植物細(xì)胞中滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的高低與植物的抗逆性大小以及敏感程度有關(guān)[16-17]。對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246混合液對蘭州百合幼苗葉片可溶性蛋白含量的影響見圖4。
圖4 對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246混合液對蘭州百合幼苗葉片可溶性蛋白含量的影響Fig.4 Effect of dioctyl terephthalate and antioxidant 2246 on the soluble protein content in seedlings leaves of Lilium davidii var. unicolor salisb
由圖4可知,D0.2A0.2、D0.2A5、D5A0.2和D5A5中,蘭州百合幼苗葉片可溶性蛋白含量與對照相比均未發(fā)生顯著變化,這可能也是引起各處理中蘭州百合幼苗苗長、苗鮮質(zhì)量及根長、根鮮質(zhì)量較相應(yīng)對照未發(fā)生顯著變化的原因所在。
化感自毒作用發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ)是化感自毒物質(zhì)?;凶远疚镔|(zhì)對受體植物的作用強(qiáng)度與其質(zhì)量濃度密切相關(guān)。低質(zhì)量濃度的化感物質(zhì)對植物的生長一般表現(xiàn)出促進(jìn)作用,而高質(zhì)量濃度的化感物質(zhì)表現(xiàn)為抑制作用[18]。本研究發(fā)現(xiàn),在0.02~5 mg/mL時(shí),對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246對蘭州百合幼苗的生長均表現(xiàn)出“低促高抑”現(xiàn)象。但不同的是,前者僅在0.02 mg/mL時(shí)表現(xiàn)出促進(jìn)作用,而在0.2~5 mg/mL均表現(xiàn)出抑制作用,且質(zhì)量濃度越高,抑制作用越強(qiáng);而后者在質(zhì)量濃度小于2 mg/mL時(shí)表現(xiàn)出綜合促進(jìn)效應(yīng),僅對部分生長指標(biāo)產(chǎn)生抑制作用,在5 mg/mL時(shí)才表現(xiàn)出綜合抑制效應(yīng)。可見,在設(shè)置質(zhì)量濃度范圍內(nèi),對苯二甲酸二辛酯對蘭州百合幼苗生長的抑制作用強(qiáng),而抗氧劑2246的抑制效應(yīng)相對較弱。這一結(jié)果與陳君良[19]的研究結(jié)論相一致,但與部分學(xué)者的結(jié)論存在差異。如耿廣東等[20-23]在研究二苯胺、鄰苯二甲酸、鄰苯二甲酸二丁酯以及香草醛對萵苣的化感作用時(shí)發(fā)現(xiàn),在0.005~0.015 mol/L時(shí),上述4種成分對萵苣幼苗生長的影響相同,均表現(xiàn)出抑制作用,且質(zhì)量濃度越高抑制作用越強(qiáng)。造成這一差別的原因可能是:其一,不同結(jié)構(gòu)的自毒物質(zhì)本身的作用機(jī)制存在差異性;其二,自毒物質(zhì)溶液質(zhì)量濃度的設(shè)置有所不同;其三,研究中的受試對象存在差別。
植物在正常生長狀態(tài)下,體內(nèi)存在的各種抗氧化酶維持著自由基產(chǎn)生和消除的動態(tài)平衡。逆境脅迫下,大量活性氧自由基的產(chǎn)生將誘導(dǎo)酶活性的增加,當(dāng)脅迫程度超過抗氧化酶的調(diào)控作用時(shí),酶活性下降[24-25]。本試驗(yàn)中,對苯二甲酸二辛酯對蘭州百合幼苗CAT、POD和SOD活性的影響較大,均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,且升高最大值和下降最低值均與對照差異顯著(P<0.05);抗氧劑2246對CAT、POD和SOD活性的影響較小。相應(yīng)地,在對苯二甲酸二辛酯的脅迫下,大量活性氧自由基的產(chǎn)生引起細(xì)胞膜脂過氧化程度的增強(qiáng),造成了MDA含量增加,蛋白質(zhì)水解速度提高、合成速度下降,從而引起可溶性蛋白含量的降低,最終影響幼苗的生長;而抗氧劑2246在5 mg/mL時(shí)才能引起蘭州百合幼苗發(fā)生以上生理生化的改變,說明抗氧劑2246對蘭州百合幼苗體內(nèi)生理生化特性的影響較小。
目前,多數(shù)學(xué)者在研究化感自毒作用時(shí)是立足于被分離物質(zhì),在單獨(dú)驗(yàn)證化感物質(zhì)作用后,開展化感物質(zhì)混合物的互作效應(yīng)研究。張文明等[26]研究發(fā)現(xiàn),棕櫚酸和鄰苯二甲酸二丁酯在0.5和1 mmol/L條件下對馬鈴薯的生長均產(chǎn)生抑制作用,且在1 mmol/L時(shí)的抑制作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于0.5 mmol/L,但是2種物質(zhì)混合試驗(yàn)中馬鈴薯的生長并未表現(xiàn)出顯著差異,說明二者混合對馬鈴薯的生長未表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng)。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246的0.2 及5 mg/mL混合液對蘭州百合幼苗不同的生長指標(biāo)具有不同的影響效應(yīng),若對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246單施時(shí)對幼苗生長指標(biāo)作用方向相同,在交叉試驗(yàn)中,二者的共同作用未表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng);而當(dāng)二者單施作用方向相反時(shí),在交叉處理中表現(xiàn)出了相反作用的疊加效應(yīng)。本試驗(yàn)結(jié)果與張文明等[26]的研究結(jié)論有輕微差異,這可能是由于研究者采用的自毒物質(zhì)、濃度設(shè)置、受試對象以及采用的研究手段不同所致。
本研究結(jié)果顯示,在對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246交叉試驗(yàn)中,蘭州百合幼苗葉片CAT、POD及SOD活性較對照未發(fā)生顯著的上浮或下調(diào),3種抗氧化酶之間相互協(xié)調(diào)發(fā)揮著正常清除自由基的功能,減輕細(xì)胞膜脂過氧化程度,從而使MDA含量未發(fā)生顯著變化,且細(xì)胞內(nèi)可溶性蛋白含量維持在正常水平。正常的生理機(jī)制可能是導(dǎo)致對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246 4種質(zhì)量濃度交叉處理中蘭州百合幼苗生長指標(biāo)較對照均未發(fā)生顯著變化的內(nèi)在因素。與本試驗(yàn)結(jié)果不同的是,郭偉等[27]在研究N-苯基-2-萘胺(P2NA)和鄰苯二甲酸(PA)3∶2的混合液對生菜抗氧化系統(tǒng)的影響時(shí)發(fā)現(xiàn),在0~15 μg/mL,生菜CAT、SOD和POD活性均增強(qiáng),MDA含量降低;在20 μg/mL以上,抗氧化酶活性降低,膜脂過氧化程度升高,且P2NA和PA混合處理對膜脂過氧化的作用強(qiáng)于兩者的單獨(dú)作用。這一差異的產(chǎn)生可能是由于不同的作物在不同化感物質(zhì)的作用下其生理響應(yīng)機(jī)制不同所致。
單施條件下,對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246對蘭州百合幼苗的生長均具有“低促高抑”效應(yīng),但二者的作用程度有所不同;與單施作用相比較,若兩成分單施作用方向相同,共施條件下均未表現(xiàn)出同方向的協(xié)同效應(yīng),而當(dāng)單施作用方向相反,共施時(shí)表現(xiàn)出相反作用的疊加效應(yīng)。自毒作用的研究是一個(gè)復(fù)雜的過程,不同的作物、多樣的生態(tài)環(huán)境、多種的結(jié)構(gòu)成分以及與濃度的相互關(guān)系、不同物質(zhì)間的互作效應(yīng)等諸多因素均為自毒作用的研究造成了很大的困難。本試驗(yàn)中僅選擇了在前期試驗(yàn)中鑒定出的對苯二甲酸二辛酯和抗氧劑2246[28-29]進(jìn)行了互作效應(yīng)研究,但在實(shí)際過程中,多種成分的并存以及相互之間的協(xié)同、疊加、拮抗等多重作用才是引起自毒效應(yīng)的根本原因。所以,對于前期鑒定出的其他化合物是否具有自毒作用以及它們之間的效應(yīng)關(guān)系如何,還有待于進(jìn)一步的研究與檢測。