GA和ABA对甜菜幼苗保护酶活性的影响

金喜军，宋柏全，杨君凯，金毅，屈春媛，梁海芸，丁希武

（1.黑龙江八一农垦大学农学院，大庆163319；2.黑龙江省普通高等学校甜菜遗传育种重点实验室，哈尔滨150080）

GA和ABA对甜菜幼苗保护酶活性的影响

金喜军1，2，宋柏全2，杨君凯1，金毅1，屈春媛1，梁海芸1，丁希武1

（1.黑龙江八一农垦大学农学院，大庆163319；2.黑龙江省普通高等学校甜菜遗传育种重点实验室，哈尔滨150080）

以沙培培养的方法，叶面喷施蒸馏水为对照，分别设置2种浓度赤霉素和脱落酸叶面喷施处理，研究了赤霉素和脱落酸对甜菜幼苗保护酶活性的影响。结果表明，叶面喷施适宜浓度赤霉素和脱落酸可促进甜菜幼苗叶片和根SOD、POD、APX，以及根CAT活性，进而提高甜菜幼苗抗逆能力。

甜菜；GA；ABA；保护酶活性

甜菜是我国乃至世界重要的制糖原料[1-2]，然而受环境条件如干旱[3]、盐害[4]、冷害[5]的影响，甜菜正常的生长发育受到限制，导致甜菜品种产量潜力不能充分发挥。虽然苗期不是甜菜生长旺盛时期和糖分积累期，但却是甜菜充分生长发育的关键时期，同时也是易受环境胁迫影响的阶段。众多研究表明，赤霉素（gibberelic acida，GA）和脱落酸（abscisic acid，ABA）是调控植物生长发育的两种重要激素，能够影响其他内源激素的含量[6]，调控作物形态建成[7]，最终促进作物产量提高[8]。然而，目前缺少关于赤霉素和脱落酸对甜菜幼苗保护酶活性影响的研究报道，本试验以黑龙江省主栽甜菜品种为材料，采用沙培培养的方式，研究了叶面喷施赤霉素和脱落酸对甜菜幼苗SOD、POD、CAT、APX活性的影响，以期为实际生产中提高甜菜幼苗抗逆能力提供理论依据。

1　材料与方法

1.1供试材料

本试验于2014年在黑龙江八一农垦大学农学院人工气候室内进行，采用沙培培养的方式进行。沙培选用江沙，先去除较大的石子，再用自来水冲洗干净，最后用蒸馏水冲洗3遍。培养钵高15cm，上口直径15cm，下口直径10cm，每个培养钵下面放置式托盘。每个培养钵播种8粒甜菜种子，后于两片叶时定苗4株。幼苗达到1片叶时开始淋浇营养液，直至试验结束，营养液具体组分参照金喜军[9]的方法。

供试甜菜品种为ST13092，由黑龙江大学甜菜研究所提供。

1.2试验处理

以喷施蒸馏水为对照，以两种不同浓度的喷施赤霉素和脱落酸为处理，GA：0.45、0.90mg/L，ABA：0.25、0.50mg/L。

1.3取样

以喷施当天为第0天，分别在喷施后的第3天和第5天取样，根系先用自来水冲洗干净，再用蒸馏水冲洗两次，与叶片一样用锡纸包好，液氮冷冻后保存在-80℃冰箱中待分析用。

1.4测定项目和方法

超氧化物歧化酶（SOD）活性测定参照Seyed等[10]的方法，略有改动；过氧化物酶（POD）活性测定参照Zsolt István等[11]的方法，略有改动；过氧化氢酶（CAT）活性测定参照Zsolt István等[11]的方法，略有改动；抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性测定参照Celina等[12]的方法，略有改动。

作图采用Excel 2010，数据统计分析采用SPSS16.0。

2　结果分析

2.1GA和ABA对甜菜幼苗SOD活性的影响

如图1所示，为叶面喷施GA和ABA对甜菜幼苗叶片SOD活性的影响。与对照相比，喷施后第3天各处理叶片SOD活性在数值上均高于对照，但仅GA-2处理达到显著水平（p＜0.05），其他处理与对照未达到显著水平。喷施后第5天，除GA-1处理与对照无显著差异外，其他处理叶片SOD活性均极显著高于对照（p＜0.01）。

图1　甜菜叶片SOD活性

图2　甜菜根SOD活性

比较叶面喷施GA和ABA处理与对照甜菜幼苗根SOD活性可知（图2），与叶片有所不同，喷施后第3天ABA-2处理显著低于对照和其他3个处理，而其他3个处理显著高于对照，并且GA-2处理达到显著水平（p＜0.05）。喷施后第5天，仅ABA-2处理显著低于ABA-1，而各处理与对照间差异不显著。

2.2GA和ABA对甜菜幼苗POD活性的影响

如图3所示，为叶面喷施GA和ABA对甜菜幼苗叶片POD活性的影响。喷施后第3天，GA-2处理显著低于对照（p＜0.05），其他处理在数值上略高于对照，但未达到显著水平。至喷施后第5天，ABA-2处理极显著低于对照（p＜0.01），GA-2处理与对照无显著差异，而GA-1和ABA-1显著高于对照。

比较叶面喷施GA和ABA处理与对照甜菜幼苗根POD活性可知（图4），不同浓度GA和ABA处理均对第3天和第5天甜菜幼苗根POD活性起促进作用，并且均达到显著水平。

图3　甜菜叶片POD活性

图4　甜菜根POD活性

图5　甜菜叶片CAT活性

图6　甜菜根CAT活性

2.3GA和ABA对甜菜幼苗CAT活性的影响

如图5所示，为叶面喷施GA和ABA对甜菜幼苗叶片CAT活性的影响。喷施后第3天和第5天，各喷施处理叶片CAT活性均表现为极显著低于对照（p＜0.01）。

比较叶面喷施GA和ABA处理与对照甜菜幼苗根CAT活性可知（图6），与叶片有所不同，第3天GA-1处理极显著高于对照和其他处理（p＜0.01），而其他处理与对照无显著差异。至第5天，GA-1和ABA-1处理极显著高于对照（p＜0.01），其他两个处理与对照无显著差异。

2.4GA和ABA对甜菜幼苗APX活性的影响

如图7所示，为叶面喷施GA和ABA对甜菜幼苗叶片APX活性的影响。喷施后第3天，仅ABA-2处理显著高于对照，其他处理与对照间无显著差异。至喷施后第5天，除GA-1处理外，其他处理均极显著高于对照（p＜0.01）。

图7　甜菜叶片APX活性

图8　甜菜根APX活性

比较叶面喷施GA和ABA处理与对照甜菜幼苗根APX活性可知（图8），喷施后第3天，ABA-1处理在数值上略小于对照，而ABA-2处理略高于对照，但都未达到显著水平。而GA-1和GA-2则显著高于对照，其中GA-1极显著高于对照（p＜0.01）。至喷施后第5天，所有喷施处理均极显著高于对照（p＜0.01）。

3　讨论与结论

作物在整个生长发育过程中，可能会受到一种或几种非生物胁迫的影响，苗期最易受到干旱、盐害、冷害的危害。逆境胁迫导致活性氧的大量产生，在抗氧化系统不能及时清除活性氧的情况下，就会导致蛋白质、脂肪酸、核酸、氨基酸等分子物质的损伤，以及细胞膜、细胞器的破坏，扰乱正常细胞代谢[13]，严重时导致细胞死亡。植物主要通过抗氧化酶系统（主要包括SOD、POD、CAT、APX）和非酶系统应对氧化胁迫，因此提高抗氧化酶系统活性对于保护细胞免受损害，维持逆境胁迫下植物正常生长发育至关重要。众多研究表明，外源脱落酸对于提高作物幼苗抗旱[14]和耐盐[15]能力起促进作用，外源赤霉素同样可以改善逆境胁迫下作物出苗[16]和幼苗质量[17]。本试验数据表明，虽然不同浓度外源赤霉素和脱落酸对甜菜幼苗叶片和根不同保护酶活性的影响有所不同，但总体表现为一定浓度赤霉素和脱落酸可提高甜菜幼苗叶片和根SOD、POD、APX、及根CAT活性，而对叶片CAT活性起抑制作用。综合分析认为，叶面喷施适当浓度赤霉素和脱落酸可提高甜菜幼苗保护酶活性，促进抗逆能力的提高。

[1]张宇航，朱国民，拱云生，等.非糖用甜菜的种类及利用价值[J].中国甜菜糖业，2006（4）：21-22.

[2]陈连江，陈丽.我国甜菜产业现状及发展对策[J].中国糖料，2010（4）：62-68.

[3]李国龙，孙亚卿，张少英.水分胁迫对甜菜幼苗光合作用的影响[J].内蒙古农业大学学报，2012，33（1）：68-72

[4]惠菲，梁启全，於丽华，等.NaCl和KCl胁迫对甜菜幼苗生长的影响[J].中国糖料，2012（3）：30-32

[5]李茂富，韦建学，符良峰，等.低温胁迫下外源甜菜碱对香蕉叶片和根系内源甜菜碱合成的影响[J].中国农学通报，2011，27（16）：244-247

[6]周玲，魏小春，郑群，等.脱落酸与赤霉素对瓜尔豆叶片光合作用及内源激素的影响[J].作物杂志，2010（1）：15-20

[7]吴三桥，丁锐，李新生.赤霉素和脱落酸对黑稻黄化幼苗中胚轴伸长生长的作用研究[J].氨基酸和生物资源，2002，24（3）：44-45

[8]周玲，魏小春，郑群，等.脱落酸与赤霉素对瓜尔豆生长发育与产量的影响[J].湖北农业科学，2010，49（8）：1899-1902

[9]金喜军，龚振平，马春梅，等.大豆植株苗期至结荚初期对肥料氮的吸收与分配[J].核农学报，2012，26（5）：0809-0814

[10]Seyed M S J-E,Bahram A,Mohammad Z,etal.Superoxide Dismutase(SOD)Activity in Nacl Stress in Salt-Sensitive and Salt-Tolerance Genotypes of Colza(Brassica napus L.)[J].Middle-East Journal of Scientific Research,2011,7(1):7-11.

[11]Zsolt István NÉMETH,Mónika POZSGAI-HARSÁNYI,Borbála GÁLOSb,etal.Stress Sensitivity ofCorrelation between POD and PPO Activities in Plants[J].Acta Silv.Lign.Hung.,2009,5:27-45.

[12]Celina M.L,Gabriela M.P,Simon D,etal.Drought controls on H2O2accumulation,catalase(CAT)activity and CAT gene expression in wheat[J].Journal of Experimental Botany,2004,56(411):417-423

[13]姜卫东，高光林，俞开锦，等.水分胁迫对果树光合作用及同化代谢的影响研究进展[J].果树学报，2002，19（6）：416-420

[14]姚满生，杨小环，郭平毅.脱落酸与水分胁迫下棉花幼苗水分关系及保护酶活性的影响[J].棉花学报，2005，17（3）：141-145

[15]吴锡冬，李子芳，张乃华，等.外源脱落酸对盐胁迫玉米激发能分配和渗透调节的影响[J].农业环境科学学报，2006，25（2）：312-316

[16]尹昌喜，汪献芳，金莉，等.赤霉素对盐胁迫下水稻种子发芽及幼苗生长的影响[J].安徽农业科学，2009，37（14）：6389-6390，6447

[17]严寒，许本波，赵福永，等.脱落酸和水杨酸对干旱胁迫下芝麻幼苗生理特性的影响[J].干旱地区农业研究，2008，26（6）：163-166，172

Effects of GA and ABA on Activities of Protective Enzymes in Sugarbeet Seed lings

JIN Xi-jun1,2,SONG Bai-quan2,YANG Jun-kai1,JIN Yi1,QU Chun-yuan1,LIANG Hai-yun1,DING Xi-wu1
(1 College of Agronomy,Heilongjiang August First Land Reclamation University,Daqing,163319; 2 Key Laboratory of Sugar Beet Genetic Breeding,Colleges and Universities of Heilongjiang Province,Harbin 150080)

Experimentswere conducted to study the effect of two concentrations of GA and ABA by foliar spray under sand culture on protective enzyme activities of sugarbeetwith water as control.The results show that:foliar sprays with optimal concentrations of GA and ABA increase the activities of SOD,POD,APX in leaf and root, and activities of CAT in root.Thesemay improve stress tolerance of sugarbeet seedling.

sugarbeet;GA;ABA;protective enzyme activities

S566.3

A

1007-2624（2015）04-0020-04

10.13570/j.cnki.scc.2015.04.007

2015-03-12

黑龙江省普通高等学校甜菜遗传育种重点实验室开放课题资助；国家“十二五”科技支撑项目（2012BAD20B04）；公益性行业（农业）科研经费项目（20133007）；黑龙江八一农垦大学省作物学重点学科学术骨干科研启动金。

金喜军（1979-），男，博士，助理研究员，主要研究方向为作物栽培生理。Email：shaoxiang1979@163.com