不同生長調(diào)節(jié)劑對甜葉菊活性成分含量和生理指標(biāo)的影響

劉雨欣，李澤潤，李曉津，石慶會，邢建宏

（1.藥用植物開發(fā)利用福建省高校工程研究中心；2.三明學(xué)院 資源與化工學(xué)院，福建 三明 365004；3.福建農(nóng)林大學(xué) 林學(xué)院，福建 福州，350012）

甜葉菊[Stevia rebaudiana(Bertoni)Hemsl.]，又名“甜茶”，為菊科屬多年生草本植物[1]。由于甜葉菊葉片中富含大量的甜菊糖苷，甜度較高，熱量很低，常作為甜味劑和糖類的替代品[2]。此外，甜葉菊葉片中還富含豐富的黃酮物質(zhì)，已有相關(guān)研究證明這些黃酮具有防治心血管疾病、降脂、降血糖、預(yù)防腫瘤等藥理作用[3-5]，具有較高的應(yīng)用價值。但是甜葉菊中主要成分含量易受地理、氣候條件的影響，探索能有效提高其主要活性物質(zhì)含量的栽培技術(shù)具有重要現(xiàn)實意義。

植物生長調(diào)節(jié)劑可以通過影響植物體內(nèi)的生理生化作用，進(jìn)而提高植株品質(zhì)，增加植物產(chǎn)量[6]。利用植物生長調(diào)節(jié)劑來延遲甜葉菊開花，最大限度地保證植株的營養(yǎng)生長，是提高產(chǎn)量、增加經(jīng)濟(jì)價值的有效途徑。近年來，有關(guān)利用植物生長調(diào)節(jié)劑提高植株產(chǎn)量，延遲花期，增加有效成分含量等方面存在較多研究。李騰基等[7]人發(fā)現(xiàn)在墨蘭花芽分化前期噴施6-芐氨基嘌呤（6-BA）和赤霉素（GA3）均能提高葉片中可溶性蛋白、可溶性糖、淀粉含量及相關(guān)酶的活性。Kottayam等[8]通過將郁金香鱗莖浸泡在三種不同的生長調(diào)節(jié)劑溶液中處理，發(fā)現(xiàn)500 μL/L吲哚乙酸（IAA）處理下郁金香的鱗莖萌發(fā)天數(shù)、最高株高、葉片/株數(shù)、葉面積、葉面積指數(shù)均顯著降低，但對延遲郁金香開花效果較好，而矮壯素（CCC）能明顯改善郁金香的大部分品質(zhì)參數(shù)。胡正海[9]通過對牛膝幼苗葉面噴施不同濃度吲哚丁酸（IBA）,研究IBA對其生長及植株中齊墩果酸、蛻皮甾酮含量的影響，發(fā)現(xiàn)適宜濃度的IBA處理能促進(jìn)牛膝地上部分和根的生長,增加根的干重,并能顯著提高齊墩果酸、蛻皮甾酮的含量。綜上所述，前人已經(jīng)在多種植物中開展了運用植物生長調(diào)節(jié)劑來調(diào)控花期和生理代謝，從而增加活性成分含量的研究。目前，利用植物生長調(diào)節(jié)劑來改變甜葉菊花期、活性成分含量和生理指標(biāo)的研究還未見相關(guān)報道，值得深入研究。

本文采用霧狀葉面噴施方法，通過向甜葉菊植株葉面噴施不同濃度組合的IBA和萘乙酸（NAA）探討其對甜葉菊生理指標(biāo)及活性成分含量的影響，為利用植物生長調(diào)節(jié)劑調(diào)控其開花、提高產(chǎn)量和活性成分含量，進(jìn)行高效栽培提供理論依據(jù)與技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗供試甜葉菊經(jīng)三明學(xué)院邢建宏副教授鑒定為菊科（Compositae）、甜葉菊屬（Stevia）的甜葉菊[Stevia rebaudiana（Bertoni）Hemsl]，選取來源于同一母株，且長勢一致的四個月生扦插苗為試驗處理材料。試驗所用試劑藥品均為國產(chǎn)分析純，分光光度測定在島津UV-2600紫外可見分光光度計上進(jìn)行。

1.2 試驗設(shè)計

采用L9（34）正交組合設(shè)計，IBA、NAA分別設(shè)置3個水平。采用葉面噴施，每4 d處理一次，共處理5次，每次噴至葉片全濕而水珠不下滴。以噴施清水作為對照組（CK）。60 d后測量株高、葉片數(shù)、葉長、葉寬、鮮重、干重等指標(biāo)，每個處理測定50株，取平均值。同時取樣測定生理生化指標(biāo)。

1.3 指標(biāo)測定

洗去表面的灰塵，除去已經(jīng)枯萎的葉片枝莖等，用吸水紙吸干表面水分，稱其鮮質(zhì)量，統(tǒng)計其葉片數(shù)量、游標(biāo)卡尺測量其株高、葉長，在葉片最寬處測量其葉寬；測量后葉片放入烘箱105℃下殺青30 min，測得其質(zhì)量。甜菊糖苷含量的測定參考孫蕊的方法進(jìn)行[10]；以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品，參考史高峰和陳婷的方法[11-12]，測定總黃酮含量；苯酚硫酸法測定總糖含量[13]。分別利用愈創(chuàng)木酚法[14]、鄰苯三酚自氧化法[15]和紫外分光光度法[16]測定過氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶（CAT）的活性。

1.4 數(shù)據(jù)處理與圖標(biāo)制作

通過SPSS 22.0軟件（IBM公司 2013年版）對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和LSD多重比較，用Graphpad Prism 7.0（GraphPad Software公司 2018年版 ）進(jìn)行圖表制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度組合對甜葉菊生長及開花時間的影響

使用不同濃度IBA和NAA處理后，甜葉菊株增高、葉片長寬度、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量、及延遲開花天數(shù)結(jié)果如表1，圖1所示。方差分析表明，在不同濃度植物生長調(diào)節(jié)劑的組合處理下，除葉寬以外，其它生長指標(biāo)及開花天數(shù)與CK存在極顯著差異(P＜0.001)。處理9的株增高量、葉片數(shù)、葉長、葉寬、鮮質(zhì)量、干鮮比均高于CK，延遲開花的天數(shù)最長達(dá)到了12 d。當(dāng)IBA濃度不變時，隨著NAA濃度的升高，生長指標(biāo)均顯著增加，低濃度的IBA和NAA抑制了甜葉菊的生長，而高濃度則能明顯促進(jìn)生長。干葉重量直接決定甜葉菊產(chǎn)量，本文對不同處理下葉片干重進(jìn)行多重比較（LSD）發(fā)現(xiàn)，處理7、9對于延遲開花具有明顯效果，其中處理9的株高增長量最明顯，干重值最大。綜合各項指標(biāo)得出，75 mg/L IBA+75 mg/L NAA組合能顯著延遲甜葉菊開花，促進(jìn)植株生長，提高產(chǎn)量。

圖1 不同濃度IBA和NAA處理下甜葉菊生長狀況

2.2 不同濃度組合對甜葉菊葉片甜菊糖苷含量的影響

以參考文獻(xiàn)[10]方法測得葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=1.541x-0.0036 R2=0.9965。利用此標(biāo)準(zhǔn)曲線測定不同濃度組合下甜葉菊葉片中甜菊糖苷的含量，并進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明各處理間差異極顯著（P=0.0001＜0.01）。測定結(jié)果如圖2所示，處理1、2、8中甜菊糖苷含量明顯低于CK，處理1最低為5.371 mg/g。處理3、4、7、9含量顯著高于CK，處理5和6與CK沒有明顯差異；在處理9時，甜菊糖苷含量達(dá)到了最大值10.523 mg/g。上述結(jié)果表明，有利于甜葉菊葉片甜菊糖苷含量提高的處理組合為75mg/L IBA+75 mg/L NAA。

圖2 不同濃度組合對甜葉菊糖苷含量的影響

2.3 不同濃度組合對甜葉菊葉片總黃酮含量的影響

以參考文獻(xiàn)[11-12]方法測得蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=1.3179x-0.0069 R2=0.9994。利用此標(biāo)準(zhǔn)曲線測定不同濃度組合下甜葉菊葉片中總黃酮的含量，并進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明，各處理間差異極顯著(P=0.0001＜0.01)。測定結(jié)果如圖3所示，處理情況1中總黃酮含量顯著低于CK，處理情況3、4中甜葉菊總黃酮含量顯著高于CK，處理情況12、5、6、8與CK沒有明顯差異，其中處理情況3中總黃酮含量達(dá)到了最大值7.438 mg/g。上述結(jié)果表明，有利于甜葉菊葉片總黃酮含量提高的處理組合為25mg/L IBA+75 mg/L NAA。

圖3 不同濃度組合對甜葉菊總黃酮含量的影響

2.4 不同濃度組合對甜葉菊葉片總糖含量的影響

利用硫酸苯酚法對不同濃度組合下甜葉菊葉片中總糖的含量進(jìn)行測定，結(jié)果如圖4所示。方差分析結(jié)果顯示，各處理間差異不顯著(P=0.3913＞0.01)。上述結(jié)果表明IBA和NAA對于甜葉菊中總糖含量沒有顯著影響。

圖4 不同濃度組合對甜葉菊總糖含量的影響

2.5 不同濃度組合對甜葉菊抗氧化酶活力的影響

從圖5中可以看出以不同濃度的IBA和NAA組合對甜葉菊處理后，其POD、SOD和CAT酶活力受到顯著影響。三種酶活力變化趨勢相似，均表現(xiàn)出低濃度下降，中高濃度上升的趨勢，并在處理9中三種酶活性處于較高水平。對不同處理下三種酶活性的方差分析顯示，CAT活性在處理1、2中顯著低于CK，而在3、8、9中顯著高于CK，其余處理中與CK差異不顯著。SOD在處理1、7中顯著低于CK，而在3、8、9中顯著高于CK，其余處理中與CK差異不顯著。POD在處理1、2中顯著低于CK，而在5、9中顯著高于CK，其余處理中與CK差異不顯著，上述結(jié)果表明在中等以上濃度的IBA和NAA處理下，3種抗氧化酶的活力均處于較高水平，有利于維持植株正常生長。

圖5 不同濃度組合對甜葉菊抗氧化酶活力的影響

3 討論

3.1 不同濃度IBA和NAA對生長的影響

植物生長調(diào)節(jié)劑可以調(diào)控植株形態(tài)及生理狀態(tài)，進(jìn)而提高植株品質(zhì)。近年來，通過噴施一定濃度的生長調(diào)節(jié)劑來增加單株產(chǎn)量，進(jìn)而提高產(chǎn)量的方法在作物生產(chǎn)中已有較多應(yīng)用[17-18]。本文發(fā)現(xiàn)不同濃度的IBA和NAA的組合處理能明顯引起甜葉菊株高、葉長、葉片數(shù)的增加，進(jìn)而增加干重，提高產(chǎn)量。這與葉向斌等人應(yīng)用NAA和IBA對菊花生長發(fā)育的研究結(jié)果相一致[19]。本研究得出能顯著促進(jìn)甜葉菊營養(yǎng)生長的生長調(diào)節(jié)劑濃度為75 mg/L IBA+75 mg/L NAA。

3.2 IBA和NAA對延遲甜葉菊開花時期的影響

許多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，噴施植物生長調(diào)節(jié)劑可以有效地延遲菊花的開花日期，而不同的植物生長調(diào)節(jié)劑，作用效果大相徑庭。Alihajhoi發(fā)現(xiàn)不同濃度的GA3和CCC對菊花生長和開花特性有不同的作用效果。其中，GA3處理后的植株生長量和花開的持久性最好，但是CCC延遲開花效果最明顯[20]。這與Gabrel的報道基本一致[21]。本文通過摸索發(fā)現(xiàn)，在甜葉菊葉面噴施75 mg/L IBA+75 mg/L NAA時，可以明顯延遲開花時間，延遲天數(shù)為12 d。

3.3 不同濃度IBA和NAA對甜葉菊活性成分含量的影響

IBA和NAA不僅可以調(diào)節(jié)植物的生長，對植物體內(nèi)活性成分的積累也有著一定的影響。方強(qiáng)發(fā)現(xiàn)通過添加一定濃度的NAA能較顯著地提高黃芩苷、黃芩素的含量[22]。Lee同樣也發(fā)現(xiàn)添加IAA、NAA等生長素不僅增強(qiáng)了白桑樹愈傷組織根系的發(fā)育，還增加了蛋白質(zhì)和蘆丁含量[23]。本文研究發(fā)現(xiàn)，在甜葉菊葉片表面噴施不同濃度的IBA和NAA對甜葉菊中總黃酮、總糖和甜菊糖苷的含量都有一定的影響。當(dāng)IBA和NAA組合液濃度為25+75和75+75 mg/L時，甜葉菊中三種有效成分的含量顯著高于CK。這表明，中高濃度IBA和NAA能增加甜葉菊中一些活性成分的積累。不同處理下，總糖含量沒變化，而甜菊糖苷含量明顯提高，表明施加植物生長調(diào)節(jié)，可能促進(jìn)了甜葉菊中其它糖類轉(zhuǎn)變?yōu)樘鹁仗擒眨唧w的影響機(jī)制還需要進(jìn)一步研究。

3.4 不同濃度IBA和NAA對甜葉菊三種抗氧化酶的影響

植物生長調(diào)節(jié)劑與植物的代謝和生理功能息息相關(guān)，可通過植物體內(nèi)的相關(guān)代謝調(diào)控路徑聯(lián)合作用,共同調(diào)控植株生長[24]。許多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)IBA和NAA對植物中的抗氧化酶活性具有明顯作用。趙莉發(fā)現(xiàn)150 mg/L GA3+40 mg/L IBA+60 mg/L 6-BA處理下的香水百合葉片中SOD酶、CAT酶與其他組相比酶活性最高[25]。翟亞芳研究了植物生長調(diào)節(jié)劑對韃靼忍冬中酶活性變化的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)IBA處理組對 POD、PPO和SOD活性均比IAA處理組和NAA處理組效果明顯[26]。本文研究表明，當(dāng)IBA和NAA組合液濃度為25+50 mg/L和75+75 mg/L時,POD、SOD、CAT三種酶的活力都處于一個較高的水平，有利于其維持生理代謝的正常進(jìn)行。

4 結(jié)論

植物生長調(diào)節(jié)劑對植物的生長、活性成分的積累影響比較復(fù)雜，不同激素的影響效果和不同植物對不同激素之間的反應(yīng)具有明顯差異。本文分析了兩種植物生長調(diào)節(jié)劑IBA和NAA對甜葉菊的活性成分以及生理變化的影響。研究結(jié)果表明，在75+75 mg/L的IBA和NAA處理下，甜葉菊的生長狀況最好，甜菊糖苷含量和總黃酮顯著提高。在此條件下三種抗氧化酶的活力均顯著高于對照，證明上述組合能促進(jìn)甜葉菊營養(yǎng)生長、增加主要活性成分的含量。本研究還發(fā)現(xiàn)甜菊糖苷含量的提高不是通過增加總糖來實現(xiàn)，可能是促進(jìn)了其它糖類向甜菊糖苷的轉(zhuǎn)變。本研究結(jié)果對提高甜葉菊的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和品質(zhì)提供了有益探索。