园丰素对圆齿野鸦椿幼苗生长及其抗旱性的影响

2013-04-04涂淑萍马晓蒙游双红

经济林研究 2013年2期

涂淑萍，马晓蒙，游双红，钟诚

（江西农业大学林学院，江西南昌 330045）

圆齿野鸦椿Euscaphis konishii为省沽油科Staphyleaceae野鸦椿属Euscaphis常绿小乔木。其树形优美，花集中生于枝顶，春夏之际，满树银花十分美观，果实成熟后果荚裂开，果皮反卷，露出鲜红色的内果皮，黑色的种子粘挂在红色的内果皮上，犹如满树红花上点缀着颗颗黑珍珠，令人赏心悦目。观果时间从9月下旬至翌年4月初，长达7个月之久，它是优良的观果乡土树种，市场前景好，可作为行道树、庭荫树，亦可盆栽于室内。目前，有关圆齿野鸦椿树种的研究，主要集中于种实采集、处理、播种、扦插和组织培养等种苗繁育方面[1-6]，另有部分学者对其生物生态学特性及抗逆性等方面也进行了研究[7-9]；而有关植物生长调节剂对圆齿野鸦椿苗木生长及抗性生理影响方面的研究却尚未见诸报道。

园丰素的主要成分为芸苔素内酯（简称BRs），BRs进入植物体内后，不仅能加强光合作用，促进生长发育，而且对植物细胞的膜系统具有保护作用，能激发植物体内某些起保护作用的酶的活性，可以大大减轻由于逆境下植物体所产生的有害物质对其正常功能的损害[10]。大量实验研究和大田实验结果都证明，BRs确能增强作物的抗逆性[11-17]。因此，采用盆栽和干旱胁迫法，研究了园丰素对圆齿野鸦椿幼苗生长及其抗性生理的影响情况，旨在能筛选出有利于提高苗木质量和抗逆性的园丰素的适宜喷施浓度。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地设在江西农业大学校内花卉盆景实验基地。属亚热带湿润季风气候，气候湿润温和，日照充足，一年中夏、冬季长而春、秋季短。年均气温17.0～ 17.7 ℃，年降雨量1 600 ～ 1 700 mm，年平均相对湿度为78.5%。

1.2 试验材料

试验树种为试验当年3月播种的圆齿野鸦椿实生苗，采用规格为10 cm×8 cm的育苗钵种植。试验用的园丰素为0.01%的芸苔素内酯乳油，由上海威敌生化有限公司生产。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计

试验共设如下5个处理：处理Ⅰ，喷施园丰素10 000 倍液（芸苔素内酯0.01 mg·L-1）；处理Ⅱ，喷施园丰素2 000 倍液（芸苔素内酯0.05 mg·L-1）；处理Ⅲ，喷施园丰素1 000 倍液（芸苔素内酯0.10 mg·L-1）；处理Ⅳ，喷施园丰素200倍液（芸苔素内酯0.50 mg·L-1）；处理Ⅴ（CK），不喷药，作为对照。采用完全随机试验设计。试验分两组进行，一组用来测定幼苗的抗旱生理指标，另一组用于测定幼苗生长量。每个处理10株，重复3次。园丰素喷施次数共设2次，第1次喷施时间为5月5日，即幼苗展叶2枚时进行，隔30 d后（即6月6日）进行第2次喷施。喷施要求为：全株均匀喷药，至滴水为止。每次喷药后要求24 h内无雨，否则需重喷。

9月1日将其中一组试验盆栽苗放置在防雨塑料棚下进行干旱处理5 d，于处理结束日（9月6日）的清晨摘取叶片进行抗旱生理生化指标的测定。另一组，于10月31日一次性抽取各处理中最接近平均苗高的苗木3株，分别测定苗高和根长。

1.3.2 生理生化指标的测定方法

参照有关测定方法[18-19]测定幼苗的各项生理生化指标值：丙二醛（MDA）含量的测定，采用双组分光光度计法；脯氨酸含量的测定，采用酸性茚三酮法；可溶性蛋白质含量的测定，采用考马斯亮蓝染色法；过氧化物酶（POD）的测定，采用愈创木酚法；超氧化物歧化酶（SOD）活性的测定，采用氮蓝四唑法。

1.4 数据统计与分析

采用SPSS13.0软件进行数据统计与分析，并利用模糊数学中的隶属函数法对所测各项指标进行综合评价。隶属函数值的计算公式[20]为：

如果某一项指标与抗旱性为负相关，则用隶属函数进行转换，计算公式为：

式（1）与（2）中：Xi为各处理某一指标的实际测定数值，Xmin和Xmax分别为该指标实际测定值中的最小值和最大值。首先进行原始数据转换，利用公式将每个处理5个生理生化指标的实测值Xi换算成相应的隶属函数值R(Xi)，并得出各指标的单项平均值，再通过上述5个指标的单项平均值计算出隶属函数的平均值，其结果越接近0则说明其抗旱性越差，而越接近1则说明其抗旱性越好[21]。

2 结果与分析

2.1 喷施不同浓度园丰素对圆齿野鸦椿幼苗生长的影响

不同处理后圆齿野鸦椿幼苗的苗高和根长如表1。从表1中可以看出，随着园丰素喷施浓度的升高，幼苗苗高先升后降。其中，处理Ⅱ（喷施0.05 mg·L-1的园丰素）的幼苗苗高最大，平均苗木高度达34.25 cm，其与处理Ⅰ（喷施0.01 mg·L-1的园丰素）、处理Ⅲ（喷施0.10 mg·L-1的园丰素）的差异均达显著水平，其与处理Ⅳ（喷施0.50 mg·L-1的园丰素）、对照（苗木平均高度为29.00 cm）的差异均达极显著水平。各施药处理与对照的差异均不显著。由此可见，喷施0.05 mg·L-1的园丰素能够促进苗高生长，但是，浓度过高或过低的喷药效果均不明显。

表1 各处理圆齿野鸦椿幼苗的苗高和根长†Table 1 Height and root length of Euscaphis konishii seedings in different treatments cm

从表1中还可看出，随着园丰素喷施浓度的升高，幼苗的根长亦表现为先升后降的变化趋势。其中，处理Ⅱ（芸苔素内酯0.05 mg·L-1）幼苗的根长最大，平均根长达28.36 cm，其与处理Ⅰ（芸苔素内酯0.01 mg·L-1）幼苗根长的差异达显著水平，与其余各处理幼苗根长的差异均达极显著水平。处理Ⅰ与处理Ⅲ的根长之间差异不显著，处理Ⅰ与处理Ⅳ及对照的根长差异均达极显著水平；处理Ⅳ与对照的根长差异不显著。对照幼苗的平均根长为14.76 cm。

综上所述，促进圆齿野鸦椿幼苗生长的园丰素最佳喷施浓度为2 000倍液（芸苔素内酯0.05 mg·L-1）。

2.2 喷施不同浓度园丰素对圆齿野鸦椿幼苗各抗性生理指标的影响

不同处理后圆齿野鸦椿幼苗各项抗性生理指标的测定结果如表2。

表2 各处理圆齿野鸦椿幼苗的各项抗性生理指标值Table 2 Resistance physiological indicators of Euscaphiskonishii seedings in different treatments

2.2.1 过氧化物酶（POD）活性

POD 是植物体内重要的保护酶之一，对清除H2O2有重要作用[22-23]。从表2中可以看出，在干旱胁迫下，喷施园丰素可极显著提高幼苗叶片的POD活性，且其POD活性随园丰素喷施浓度的加大而降低。喷施10 000倍的园丰素溶液（芸苔素内酯0.01 mg·L-1），其POD活性最强，与其余各处理相比，差异均达极显著水平。

2.2.2 超氧化物歧化酶（SOD）活性

SOD是植物细胞中最主要的抗氧化酶，主要通过催化超氧自由基（O2－）的歧化反应（O2－＋2H+→ H2O2＋O2）而解除O2－所造成的氧化胁迫，使植物在一定程度上抵抗干旱胁迫。所以，SOD活性的高低是衡量植物抗性强弱的重要指标之一[24-25]。从表2中可以看出，在干旱胁迫下，喷施园丰素可极显著提高幼苗叶片的SOD活性，且随着喷施浓度的加大其叶片SOD活性却降低，喷施10 000倍的园丰素溶液（芸苔素内酯0.01 mg·L-1）时，叶片SOD活性最强，与喷施2 000倍的园丰素溶液（芸苔素内酯0.05 mg·L-1）相比，两者间的差异不显著，而与其余各处理间的差异却达到了极显著水平。

2.2.3 丙二醛（MDA）含量

植物器官在干旱胁迫条件下往往发生膜脂过氧化作用。丙二醛是膜脂过氧化的最终分解产物之一，是有细胞毒性的物质，能破坏生物膜的结构与功能，其含量可以反映植物遭受伤害的程度。由表2可知，在干旱胁迫条件下，喷施园丰素的叶片其丙二醛含量均极显著低于对照，说明喷施园丰素可保护生物膜的结构与功能，减少叶片中丙二醛的累积。喷施园丰素的各处理之间，以处理Ⅱ叶片的丙二醛累积量为最低，其与处理Ⅲ的差异不显著；与处理Ⅰ、处理Ⅳ的差异均达极显著水平。

2.2.4 脯氨酸（Pro）含量

在植物受到胁迫时，脯氨酸因其分子结构及理化特性而能保护酶的空间结构，稳定膜系统，增强植物的抗性[26]。叶片脯氨酸含量的增加，可以提高细胞溶质的含量，增强渗透调节能力[27]。从表2中可以看出，在干旱胁迫下，喷施园丰素可极显著提高幼苗叶片的脯氨酸含量，这有助于细胞持水，减少脱水，维持各器官较强的渗透调节能力，从而提高苗木的抗逆性。喷施园丰素的各处理之间，处理Ⅲ叶片中的脯氨酸含量最高，其与处理Ⅱ叶片中的脯氨酸含量的差异不显著，而与处理Ⅰ和处理Ⅳ之间的含量差异达到了显著水平。

2.2.5 可溶性蛋白质（SP）含量

植物组织会随干旱强度的增加而进行渗透调节，但是不同植物溶质的累积程度不同，原因在于其基因表达的不同，而基因表达的产物是蛋白质，所以研究干旱胁迫下蛋白质的变化是研究抗旱基因的一个重要基础[28]。植物体内的可溶性蛋白质大多数是参与各种代谢的酶类，测定含量是了解植物体总代谢的一个重要指标。从表2中可以看出，喷施园丰素可极显著提高幼苗叶片的可溶性蛋白质含量，从而提高幼苗的抗逆性能。喷施园丰素的各个处理之间，处理Ⅰ叶片可溶性蛋白含量最高，与其余各处理的含量差异均达极显著水平；处理Ⅱ与处理Ⅲ之间叶片可溶性蛋白质含量的差异不显著，其与处理Ⅳ之间的含量差异均达极显著水平。

2.3 各处理幼苗抗旱性的综合评价

作物抗旱性是由多种因素相互作用而构成的一个较为复杂的综合性状，单纯用某一个抗性指标很难说明问题，只有采用多指标的综合评价，才能比较客观地反映植物的抗旱性。为了弥补这些缺陷，人们先后提出了隶属函数法、分级评价法、直接比较法等评价方法[29-30]，采用多种方法综合评定的结果与苗木实际抗旱能力更为接近。本试验采用隶属函数法对5个处理苗木的5项抗旱生理指标进行了综合评价与分析，结果见表3。表3表明：当园丰素的喷施浓度为0.01～0.05 mg·L-1时，圆齿野鸦椿幼苗的抗旱性较强，随着园丰素喷施浓度的加大，苗木的抗旱性反而降低。

表3 各处理苗木抗旱性的综合评价结果†Table 3 Comprehensive evaluation of seedling drought resistance in different treatments

3 结论

试验结果表明，喷施园丰素能促进圆齿野鸦椿幼苗的生长，提高苗木的抗旱性。喷施2 000倍的园丰素溶液（芸苔素内酯0.05 mg·L-1），圆齿野鸦椿幼苗的年生长量最大，苗高和根长均优于其他各处理；喷施10 000倍的园丰素溶液（芸苔素内酯0.01 mg·L-1），幼苗的抗旱性最强。但将喷施2 000倍的园丰素与喷施10 000倍的园丰素这两个处理进行比较，5个指标的隶属函数平均值两者比较接近，仅相差0.01。因此，喷施2 000倍的园丰素溶液（芸苔素内酯0.05 mg·L-1）的药效最佳，既可显著促进幼苗的生长，又可提高苗木的抗旱性。

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