葉面噴施多效唑?qū)鸹鄙L(zhǎng)及生理的影響

覃 芳，張俊杰，史艷財(cái)，秦惠珍，鄒 蓉，蔣運(yùn)生

（1.廣西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，廣西 桂林 541006；2.廣西壯族自治區(qū)中國(guó)科學(xué)院廣西植物研究所，廣西 桂林 541006）

槐樹(shù)（Sophora japonica）系豆科（Leguminosae）槐屬（Sophora）多年生喬木，又名國(guó)槐［1］，其干燥的花蕾俗稱(chēng)槐米，富含蘆丁、黃堿素等活性成分，有降低毛細(xì)血管通透性、抗炎、解痙等功效，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、保健食品和化妝品中，具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值［2］。金槐是槐樹(shù)其中的一個(gè)優(yōu)良品種，槐米中活性成分—蘆丁含量高達(dá)30%以上，因其槐米呈金黃色而得名，如今已在廣西、湖南以及貴州等地推廣種植30余萬(wàn)畝［3］。多效唑（PP333）是一種具有促進(jìn)植物矮化、花芽分化等多種功能的植物生長(zhǎng)延緩劑，可用于控制植株生長(zhǎng)、促進(jìn)花芽分化、提高作物抗逆性、提高產(chǎn)量等方面［4-6］，已廣泛應(yīng)用于果樹(shù)、蔬菜、花卉和農(nóng)作物生產(chǎn)中［7］。多年的生產(chǎn)實(shí)踐表明，PP333也可提高金槐抗性和促進(jìn)花芽分化，使用率日漸提高。因此，開(kāi)展PP333對(duì)金槐影響機(jī)制的研究對(duì)于金槐產(chǎn)業(yè)具有極為重要的意義。諸多研究表明，PP333可通過(guò)調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)及其體內(nèi)的生理生化代謝（保護(hù)酶、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)等）進(jìn)而提高其抗性。

目前，許多研究者對(duì)金槐展開(kāi)了研究，主要集中于金槐的蘆丁含量、種質(zhì)資源、遺傳多樣性以及化學(xué)成分等方面［8-11］。多效唑的使用方法、濃度等與植物生物學(xué)特性、氣候條件等因素均有較大的關(guān)系，其對(duì)不同物種間的調(diào)控機(jī)制存在較大差異［12］。作為豆科類(lèi)植物中藥用植物典型代表的金槐在華南地區(qū)推廣面積日趨擴(kuò)大，而關(guān)于多效唑?qū)鸹笨剐哉{(diào)控機(jī)制方面的研究還極為欠缺。為此，本研究采用不同濃度的多效唑?qū)鸹边M(jìn)行葉面噴施處理，測(cè)定其相應(yīng)的生長(zhǎng)及生理指標(biāo)，探討多效唑提高金槐抗性的作用機(jī)制及最佳濃度，以期為金槐生產(chǎn)中多效唑的合理使用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)在廣西壯族自治區(qū)中國(guó)科學(xué)院廣西植物研究所內(nèi)的試驗(yàn)基地進(jìn)行。選取金槐J2兩年生嫁接苗為試驗(yàn)材料。該品種為華南地區(qū)種植的主流金槐品種，占金槐種植總面積的70%以上。

試驗(yàn)儀器有TU-1901型雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）；多功能熒光酶標(biāo)儀（SP-Max 3500 FL）。試驗(yàn)中所用試劑盒均采購(gòu)于南京建成生物工程研究所；冰乙酸、乙醇等試劑均為分析純。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 2019年4月，選擇長(zhǎng)勢(shì)一致、無(wú)病蟲(chóng)害、株高約50 cm的兩年生金槐嫁接苗進(jìn)行試驗(yàn)。多效唑采用葉面噴施（金槐生產(chǎn)中多效唑主要施用方式），根據(jù)生產(chǎn)中常用濃度設(shè)置了300、375、500、750、1 500 mg/L 5個(gè)水平，以清水處理作對(duì)照（CK），共6個(gè)處理，每個(gè)處理5次重復(fù)。

1.2.2 生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定 用直尺和游標(biāo)卡尺測(cè)量處理前后金槐株高、基徑、葉長(zhǎng)、葉寬等形態(tài)指標(biāo)，株高增長(zhǎng)量=處理30 d后的幼苗株高-處理前株高，基徑增長(zhǎng)量=處理后基徑-處理前基徑。測(cè)量主根長(zhǎng)和主根直徑后將植株分為地上部與根部，根冠比=根鮮重/地上部鮮重。

1.2.3 金槐抗逆性測(cè)定 選取不同處理的3～4片健康成熟的葉片，保存于冰盒中，當(dāng)天采用試劑盒進(jìn)行丙二醛、脯氨酸、超氧化物歧化酶、過(guò)氧化氫酶以及過(guò)氧化物酶等指標(biāo)的測(cè)定；膜透性測(cè)定采用相對(duì)電導(dǎo)率法；可溶性糖含量測(cè)定采用蒽酮比色法；可溶性蛋白質(zhì)含量測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)法；葉相對(duì)含水量測(cè)定采用烘干法；葉綠素含量測(cè)定采用浸提法；每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)［13］。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和作圖；采用SPSS26.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)差異顯著性分析，所用數(shù)據(jù)均為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。采用隸屬函數(shù)法對(duì)6個(gè)處理金槐的抗性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，隸屬函數(shù)值的計(jì)算公式參考相關(guān)文獻(xiàn)［12］。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度多效唑處理對(duì)金槐幼苗生長(zhǎng)的影響

由表1可知，不同濃度多效唑處理對(duì)金槐幼苗株高有明顯影響，隨著多效唑濃度的升高，株高增長(zhǎng)量呈降低趨勢(shì)，尤其是多效唑濃度高于375 mg/L后，其抑制作用更為明顯；低濃度的多效唑（300～500 mg/L）對(duì)金槐基徑增長(zhǎng)量影響較小，各處理間未達(dá)顯著水平（P＞0.05），而高濃度的多效唑（750～1 500 mg/L）可顯著提高金槐的基徑增長(zhǎng)量；隨著多效唑濃度的升高，金槐葉片的長(zhǎng)寬比呈上升趨勢(shì)，分別比對(duì)照提高了7.33%、14.14%、24.08%、26.18%、54.45%；隨著多效唑濃度的升高，金槐葉片的葉面積呈降低趨勢(shì)，分別比對(duì)照減少了2.66%、1.06%、8.51%、15.42%、17.55%；金槐主根長(zhǎng)隨著多效唑濃度的升高而呈降低趨勢(shì)，5個(gè)處理分別降低了7.07%、13.69%、20.05%、20.38%、26.54%；當(dāng)多效唑濃度為300～500 mg/L時(shí)，金槐主根直徑呈上升趨勢(shì)，繼續(xù)提高多效唑濃度，主根直徑逐漸降低；金槐根鮮重和根冠比呈現(xiàn)基本相同的趨勢(shì)，都隨著多效唑濃度的升高而呈上升趨勢(shì)。

表1 不同濃度多效唑處理對(duì)金槐幼苗生長(zhǎng)的影響

2.2 不同濃度多效唑?qū)鸹庇酌缟淼挠绊?/h3>

2.2.1 不同濃度多效唑?qū)鸹庇酌缦鄬?duì)含水量的影響 由圖1可知，低濃度多效唑（300 mg/L）處理后金槐幼苗相對(duì)含水量基本與對(duì)照相同，無(wú)顯著差異（P＞0.05）。隨著多效唑濃度的增大（375～500 mg/L），相對(duì)含水量逐漸上升。750 mg/L和1500 mg/L多效唑處理后金槐幼苗相對(duì)含水量明顯高于其他處理，且差異達(dá)顯著水平（P＜0.05），但兩者間基本相同，無(wú)顯著差異（P＞0.05）。

圖1 不同濃度多效唑處理對(duì)金槐幼苗相對(duì)含水量的影響

2.2.2 不同濃度多效唑?qū)鸹庇酌缛~綠素含量的影響 由圖2可知，不同濃度多效唑?qū)鸹庇酌缛~綠素含量影響的趨勢(shì)為：隨著多效唑濃度的升高，金槐葉綠素含量逐漸升高，當(dāng)多效唑濃度為375 mg/L時(shí)，葉綠素含量達(dá)到最大值，為4.62 mg/g，隨著多效唑濃度的繼續(xù)升高，葉綠素含量逐漸降低。不同處理的葉綠素含量存在顯著差異（P＜0.05）。

圖2 不同濃度多效唑處理對(duì)金槐幼苗葉綠素含量的影響

2.2.3 不同濃度多效唑?qū)鸹庇酌缈扇苄蕴呛康挠绊?由圖3可知，噴施不同濃度多效唑?qū)鸹庇酌缈扇苄蕴呛坑绊懙内厔?shì)為：隨著多效唑濃度的升高，金槐可溶性糖含量逐漸升高，其中375 mg/L和500 mg/L兩個(gè)多效唑處理的可溶性糖含量基本一致，在34 mg/g左右，比對(duì)照組提高了6 mg/g；750 mg/L和1 500 mg/L兩個(gè)多效唑處理的可溶性糖含量基本一致，在37 mg/g左右，比對(duì)照組提高了9 mg/g。

圖3 不同濃度多效唑處理對(duì)金槐幼苗可溶性糖含量的影響

2.2.4 不同濃度多效唑?qū)鸹庇酌缈扇苄缘鞍踪|(zhì)含量的影響 由圖4可知，噴施不同濃度多效唑?qū)鸹庇酌缈扇苄缘鞍踪|(zhì)含量影響的趨勢(shì)為：隨著多效唑濃度的升高，金槐可溶性蛋白質(zhì)含量逐漸升高，分別比對(duì)照組提高了27、43、69、80、101 mg/g。

圖4 不同濃度多效唑處理對(duì)金槐幼苗可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

2.2.5 不同濃度多效唑?qū)鸹庇酌绫┖康挠绊?由圖5可知，不同濃度多效唑?qū)鸹庇酌绫┖坑绊懙内厔?shì)為：隨著多效唑濃度的升高，金槐丙二醛含量逐漸降低，當(dāng)多效唑濃度高于500 mg/L時(shí)，丙二醛含量雖略有降低，但未達(dá)顯著水平（P＞0.05）。

圖5 不同濃度多效唑處理對(duì)金槐幼苗丙二醛含量的影響

2.2.6 不同濃度多效唑?qū)鸹庇酌缦鄬?duì)電導(dǎo)率的影響 由圖6可知，不同濃度多效唑?qū)鸹庇酌缦鄬?duì)電導(dǎo)率影響的趨勢(shì)為：隨著多效唑濃度的升高，金槐相對(duì)電導(dǎo)率逐漸降低，300 mg/L和375 mg/L兩個(gè)多效唑處理的相對(duì)電導(dǎo)率顯著低于對(duì)照組，且達(dá)顯著水平（P＜0.05），繼續(xù)提高多效唑的濃度，相對(duì)電導(dǎo)率雖略有降低，但不同處理間無(wú)顯著差異（P＞0.05）。

圖6 不同濃度多效唑處理對(duì)金槐幼苗相對(duì)電導(dǎo)率的影響

2.2.7 不同濃度多效唑?qū)鸹庇酌邕^(guò)氧化物酶（POD）活性的影響 由圖7可知，不同濃度多效唑?qū)鸹庇酌邕^(guò)氧化物酶活性影響的趨勢(shì)為：隨著多效唑濃度的升高，金槐過(guò)氧化物酶活性逐漸升高，當(dāng)多效唑濃度為500 mg/L時(shí)，過(guò)氧化物酶活性達(dá)到最大值，隨著多效唑濃度的繼續(xù)升高，過(guò)氧化物酶活性逐漸降低。

圖7 不同濃度多效唑處理對(duì)金槐幼苗過(guò)氧化物酶活性的影響

2.2.8 不同濃度多效唑?qū)鸹庇酌邕^(guò)氧化氫酶（CAT）活性的影響 由圖8可知，不同濃度多效唑?qū)鸹庇酌邕^(guò)氧化氫酶活性影響的趨勢(shì)為：隨著多效唑濃度的升高，金槐過(guò)氧化氫酶活性逐漸升高，當(dāng)多效唑濃度為750 mg/L時(shí)，過(guò)氧化氫酶活性達(dá)到最大值，隨著多效唑濃度的繼續(xù)升高，過(guò)氧化氫酶活性逐漸降低。

圖8 不同濃度多效唑處理對(duì)金槐幼苗過(guò)氧化氫酶活性的影響

2.2.9 不同濃度多效唑?qū)鸹庇酌绯趸锲缁福⊿OD）活性的影響 由圖9可知，噴施不同濃度多效唑?qū)鸹庇酌绯趸锲缁富钚杂绊懙内厔?shì)為：隨著多效唑濃度的升高，金槐超氧化物歧化酶活性逐漸升高，5個(gè)處理分別比對(duì)照組提高了17%、16%、24%、25%、26%。

圖9 不同濃度多效唑處理對(duì)金槐幼苗超氧化物歧化酶活性的影響

2.3 不同濃度多效唑處理后金槐幼苗抗性能力的綜合評(píng)價(jià)

隸屬函數(shù)法可綜合各處理的生長(zhǎng)和生理指標(biāo)進(jìn)行多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)，其值越大，表明該處理的抗性越好。由表2可知，6個(gè)處理的金槐抗性順序從高到低為1 500、750、500、375、300 mg/L、CK，隨著多效唑處理濃度的升高，金槐幼苗抗性水平逐漸升高，750～1 500 mg/L多效唑處理后金槐幼苗的抗性最強(qiáng)。

表2 不同濃度多效唑處理后金槐抗性綜合評(píng)價(jià)

3 小結(jié)與討論

經(jīng)過(guò)多年快速發(fā)展，金槐已成為廣西種植面積最大的十種藥材之一，且逐步向周?chē)》輸U(kuò)展。在金槐生產(chǎn)中，槐農(nóng)經(jīng)常采用葉面噴施多效唑進(jìn)而提高金槐其抗性和產(chǎn)量，然而對(duì)于其具體作用機(jī)制還知之甚少。本研究表明，施用多效唑?qū)鸹钡纳L(zhǎng)有著積極影響。葉面噴施多效唑可使株高增長(zhǎng)量、主根長(zhǎng)、葉面積降低，基徑增長(zhǎng)量、葉長(zhǎng)寬比、根鮮重、根冠比顯著提高。這主要是由于多效唑可促進(jìn)植物細(xì)胞直徑變大、長(zhǎng)度變小以及層數(shù)增加，進(jìn)而表現(xiàn)為株高降低；通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞分裂增加細(xì)胞層數(shù)，使得莖和根系增粗；通過(guò)降低葉面積降低蒸騰量。說(shuō)明多效唑可通過(guò)降低金槐的蒸騰耗水、調(diào)節(jié)地上部與地下部的生物量分配的方式提高其對(duì)逆境的抗性［14］。該結(jié)果與多效唑在枇杷等植物上的應(yīng)用效果相類(lèi)似［15］。與此同時(shí)，試驗(yàn)中觀察到經(jīng)1 500 mg/L多效唑處理后，金槐的株高生長(zhǎng)量和主根長(zhǎng)受到的抑制作用較強(qiáng)，基徑增粗雖有利于植株緊湊和防倒伏，但植株過(guò)于矮小也不利于冠幅和產(chǎn)量的形成，故對(duì)于金槐幼苗來(lái)講，1 500 mg/L多效唑處理濃度偏高。

植物可通過(guò)快速調(diào)節(jié)生理活動(dòng)進(jìn)而迅速適應(yīng)逆境條件。植物水分含量是影響其新陳代謝的速率的重要因素，金槐葉片含水率隨著多效唑濃度的升高而升高，表明多效唑可通過(guò)調(diào)節(jié)含水率進(jìn)而調(diào)節(jié)其代謝。葉綠素是植物進(jìn)行光合作用和能量來(lái)源的基礎(chǔ)，本試驗(yàn)中隨著多效唑濃度的升高，金槐葉綠素含量先升后降，表明高濃度的多效唑處理對(duì)于葉綠素會(huì)產(chǎn)生極強(qiáng)的抑制作用。這與部分研究結(jié)果相反［16］，這種差異可能是由于植物生物學(xué)特性等方面的差異。逆境條件下，植物可通過(guò)調(diào)節(jié)可溶性糖等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和細(xì)胞膜透性的方式提高其逆境適應(yīng)能力?？扇苄蕴呛涂扇苄缘鞍缀吭礁摺⒈┖拖鄬?duì)電導(dǎo)率值越低，表明植物的生理活性越強(qiáng)，細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和完整性越好［17］。本研究中，隨著多效唑濃度的升高，金槐幼苗葉片可溶性糖和可溶性蛋白含量增加，丙二醛和相對(duì)電導(dǎo)率降低，表明多效唑可提高金槐葉片細(xì)胞液的濃度和生理活性，從而提高其對(duì)逆境的適應(yīng)性。POD等是植物體內(nèi)保護(hù)細(xì)胞受過(guò)量活性氧損害而形成的具有防御功能的物質(zhì)［18］。本研究中，隨著多效唑濃度的升高，POD等的活性顯著增強(qiáng)，說(shuō)明多效唑處理可提高金槐幼苗的活性氧清除能力。然而本研究結(jié)果也表明，當(dāng)多效唑濃度大于750 mg/L時(shí)，POD等的活性呈降低趨勢(shì)，表明高濃度的多效唑會(huì)降低酶活性，多效唑施用濃度以低于1 500 mg/L為好。

綜合生長(zhǎng)和生理等指標(biāo)可更為客觀、全面評(píng)價(jià)各處理植物的抗性及差異。隸屬函數(shù)分析結(jié)果顯示高濃度（750～1 500 mg/L）多效唑處理后金槐幼苗的抗性較強(qiáng)，明顯高于對(duì)照組和低濃度多效唑處理。然而考慮到，當(dāng)多效唑濃度為1 500 mg/L時(shí)，金槐的株高增長(zhǎng)量急劇降低，POD等的活性也受到抑制，該濃度偏高，理想的處理效果以750 mg/L多效唑?yàn)楹?。本研究中多效唑處理濃度與生產(chǎn)中所用濃度相符合，相關(guān)結(jié)果將為金槐生產(chǎn)中多效唑的合理使用提供科學(xué)依據(jù)。