多效唑对酸雨胁迫下龙眼幼苗生理特性的影响

高俊杰

(泉州市农业局种植业管理站，福建泉州 362000)



多效唑对酸雨胁迫下龙眼幼苗生理特性的影响

高俊杰

(泉州市农业局种植业管理站，福建泉州 362000)

摘要[目的]研究酸雨胁迫下多效唑对龙眼幼苗生理特性的影响，为改善龙眼的抗性提供科学依据。[方法] 研究不同浓度多效唑(0、100、200、300、400和500 mg/L)对酸雨胁迫下龙眼幼苗叶片丙二醛含量、电解质渗漏率、光合色素含量、抗氧化酶活性等生理特性的影响。[结果]龙眼幼苗喷施一定浓度多效唑能减少酸雨胁迫时丙二醛的积累和电解质渗漏率；多效唑能够激活龙眼幼苗叶片的SOD、POD和CAT活性，减轻膜脂过氧化作用；多效唑减缓龙眼幼苗叶片叶绿素和类胡萝卜素的分解，降低蒸腾速率，提高气孔导度和净光合速率，提高叶片中可溶性糖和蛋白质含量。[结论]多效唑通过激活龙眼叶片抗氧化酶活性，减轻氧化胁迫，缓解酸雨胁迫下的生理效应；300 mg/L多效唑是缓解龙眼幼苗酸雨胁迫的适宜浓度。

关键词多效唑；龙眼；抗氧化酶；酸雨胁迫；生理效应

龙眼(DimocarpuslonganaLour.)为我国亚热带名优特产果树。福建省是我国龙眼主产区，种植面积已超过6万hm2。福建省龙眼种植主要分布在东南沿海，该区域为华东酸雨区[1]，酸雨对龙眼生产造成了严重影响[2]。酸雨胁迫对龙眼的影响表现为光合特性和叶绿素a荧光参数下降，抗氧化酶系统活性降低，质膜结构破坏等方面[2-3]。研究表明，稀土元素可促进酸雨胁迫下龙眼花粉萌发和提高坐果率[4]；外源水杨酸和NO可以缓解龙眼幼苗酸雨胁迫效应[5-6]。多效唑可以延缓植物伸长生长、促进分蘖，增强抗逆性和延缓植物衰老等[7-9]。目前，国内外已将多效唑大面积应用在青钱柳、马铃薯、烟草等多种农作物生产上[10-14]，取得了较好的经济和社会效益。而多效唑对龙眼酸雨胁迫的缓解作用尚未见报道。为此，笔者开展了多效唑对酸雨胁迫下龙眼的光合生理和膜脂过氧化作用等特性的影响，以期为改善酸雨胁迫下龙眼的抗性提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验材料龙眼果实由福建亚森农业综合开发股份公司提供。于2014年8月采摘龙眼果实，将获取的种子进行催芽，种子萌发后种植于塑料盆中，每盆种植2株幼苗。待幼苗长出6片真叶时，选取长势基本一致的幼苗进行试验，试验期间按常规进行水肥管理[6]。2015年6月根据酸雨降雨中SO42-和NO3-的组成，调配成pH为4.0的模拟酸雨。

1.2试验设计与方法先对龙眼幼苗喷施模拟酸雨，3 d喷1次,共处理10 d，然后对龙眼幼苗喷施多效唑，多效唑浓度分别设为0(CK)、100、200、300、400和500 mg/L，共6个处理，每个处理5次重复，随机区组设计。用微型喷雾器向龙眼叶面喷施模拟酸雨和多效唑，以幼苗所有叶片滴液为度，对照植株喷等量清水。多效唑7 d喷1次,共喷4次。

1.3测定指标与方法多效唑处理结束后，于晴天9：00~11：00采集龙眼幼苗植株功能叶片进行各项生理指标测定。每株测4个叶片，每处理测3株。丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法；电解质渗漏率采用电导测定仪测定；超氧化物歧化酶活性采用氯化硝基四氮唑蓝法测定，过氧化物酶活性采用愈创木酚比色法测定，过氧化氢酶活性采用比色法测定[15]；可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定；蛋白质含量采用考马斯亮蓝法测定[15]；叶绿素含量和类胡萝卜素含量采用丙酮浸提法测定[16]；叶片光合参数采用CI-340便携式光合仪开路系统测定[17]。

2结果与分析

2.1酸雨胁迫下多效唑对龙眼叶片丙二醛含量和电解质渗漏率的影响酸雨胁迫下龙眼叶片喷施多效唑后丙二醛含量和电解质渗漏率发生明显变化(图1)。由图1a可知，随着多效唑浓度的增加，龙眼叶片丙二醛含量先下降后上升。多效唑浓度为100~400 mg/L时龙眼叶片丙二醛含量显著低于对照，300 mg/L时丙二醛含量降为最低值，较对照降低了46.81%，而500 mg/L处理的丙二醛含量与对照差异不显著。可见，喷施100~400 mg/L多效唑可以显著降低酸雨胁迫下龙眼丙二醛含量，减轻膜脂过氧化程度。

图1　多效唑对酸雨胁迫下龙眼叶片丙二醛含量(a)和电解质渗漏率(b)的影响Fig.1　Effects of paclobutrazol on MDA content(a) and electrolyte leakage rate(b) of longan leaves under acid rain stress

酸雨胁迫下细胞的质膜系统受到伤害，表现为电解质渗漏率增加。从图1b可见，酸雨胁迫下喷施不同浓度多效唑均降低龙眼叶片电解质渗漏率。电解质渗漏率随多效唑浓度的增加而降低，100 mg/L多效唑处理电解质渗漏率与对照差异不显著；200~500 mg/L多效唑处理的电解质渗透率均显著低于对照。这说明酸雨胁迫条件下，喷施多效唑可降低龙眼叶片电解质渗漏率，保护细胞的质膜透性，提高龙眼叶片的抗逆性。

2.2酸雨胁迫下多效唑对龙眼叶片抗氧化酶活性的影响喷施多效唑明显提高酸雨胁迫下龙眼叶片的SOD、POD和CAT这3种酶的活性(图2a~c)。酸雨胁迫下SOD、POD和CAT活性均随着多效唑浓度增加出现先增加后降低的趋势。多效唑浓度为300 mg/L时，SOD、POD和CAT活性均达到最大值，分别比对照提高13.52%、92.36%和143.30%。多效唑浓度大于300 mg/L时，SOD、POD和CAT活性均逐渐下降，500 mg/L时酶活性均高于对照。可见，喷施多效唑显著提高酸雨胁迫下叶片SOD、POD和CAT活性，200~500 mg/L多效唑有利于酸雨胁迫下龙眼叶片酶活性的提高，增强清除活性氧的能力，有效降低细胞膜脂过氧化程度。

2.3酸雨胁迫下多效唑对龙眼叶片光合色素含量的影响喷施多效唑能显著改变酸雨胁迫下龙眼叶片的叶绿素和类胡萝卜素含量(表1)。喷施100~400 mg/L多效唑时，龙眼叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量均显著高于对照。多效唑为300 mg/L时龙眼叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量均达到最大值，分别比对照增加了31.21%、43.10%、33.89%和75.20%；多效唑为500 mg/L时龙眼叶片叶绿素和类胡萝卜素含量反而下降，但与对照差异不显著。对照处理的龙眼植株叶片出现黄绿色，而喷施多效唑处理的叶片颜色变绿，且高浓度处理的颜色较深，这表明多效唑处理可以缓解酸雨对叶绿体结构的破坏，提高龙眼对酸雨胁迫的适应能力。

图2　多效唑对酸雨胁迫下龙眼叶片SOD(a)、POD(b)和CAT(c)活性的影响Fig.2　Effects of paclobutrazol on SOD(a), POD(b), CAT(c) activity of longan leaves under acid rain stress

2.4酸雨胁迫下多效唑对龙眼叶片光合参数的影响喷施多效唑影响酸雨胁迫下龙眼叶片的光合特征(图3a~c)。从图3可以看出，净光合速率和气孔导度均随着多效唑浓度的增加呈现出先提高后降低的趋势，且显著高于对照。多效唑浓度为300 mg/L时叶片的净光合速率和气孔导度均达到最大值，分别比对照提高了15.98%和52.63%；多效唑浓度大于300 mg/L时其值稍微降低。多效唑处理能显著降低叶片的蒸腾速率，且随着多效唑浓度的增加而逐渐下降。可见，喷施300 mg/L多效唑有利于提高酸雨胁迫下龙眼的光合能力，而高浓度多效唑降低其光合特性。

表1　多效唑对酸雨胁迫下龙眼叶片叶绿素和类胡萝卜素含量的影响

图3　多效唑对酸雨胁迫下龙眼叶片光合参数(a、b、c)的影响Fig.3　Effects of paclobutrazol on photosynthetic parameters(a、b、c) of longan leaves under acid rain stress

图4　多效唑对酸雨胁迫下龙眼叶片可溶性糖(a)和蛋白质含量(b)的影响Fig.4　Effects of paclobutrazol on soluble sugar(a) and protein content(b) in longan leaves under acid rain stress

2.5酸雨胁迫下多效唑对龙眼叶片可溶性糖和蛋白质含量的影响酸雨胁迫下喷施多效唑明显提高龙眼叶片可溶性糖和蛋白质含量(图4a、b)。随着多效唑浓度的增加，龙眼叶片的可溶性糖和蛋白质含量均表现为先升高后降低的趋势。多效唑浓度为300 mg/L时叶片可溶性糖含量和蛋白质含量均达到最大值，分别比对照提高72.96%和51.14%。随后，可溶性糖和蛋白质含量均下降，但均高于对照。可见，喷施300 mg/L多效唑促进酸雨胁迫下龙眼光合产物的合成，从而提高龙眼的抗酸性。3结论与讨论该研究表明，一定浓度的多效唑可减少酸雨胁迫时丙二醛的积累和电解质渗漏率，还可显著增加龙眼叶绿素和类胡萝卜素含量，并增加叶片气孔导度和蒸腾速率，有利于气体交换，从而提高叶片净光合速率，与前人研究结果一致[13，18]。多效唑还可增加龙眼叶片光合产物可溶性糖和蛋白质含量。由于可溶性糖、淀粉等碳水化合物含量增加，提高了细胞液浓度和细胞代谢水平，使有机物转化加快，从而提高了龙眼的抗逆性。酸雨胁迫下，细胞内自由基平衡体系的维持对植物抗性至关重要。抗氧化酶活性与植物活性氧代谢直接相关， SOD、POD和CAT构成了植物体内重要的酶促活性氧清除系统，其活性水平代表植物体清除活性氧自由基的能力，反映植物抗逆境能力的高低。该试验表明，对龙眼喷施低浓度多效唑溶液，植株叶片中SOD、POD和CAT 这3种酶活性均得到不同程度的提高，细胞自由基清除能力增强，膜脂过氧化程度减缓，从而提高龙眼的抗性，而高浓度多效唑处理表现为抑制作用。

综合分析，以300 mg/L多效唑处理效果最佳。该浓度可以作为生产管理上的参考用量。有关多效唑最适处理时

间和调节机制等尚需进一步探讨和验证。

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Effects of Paclobutrazol on Physiological Characteristics in Longan Seedling under Acid Rain Stress

GAO Jun-jie (Quanzhou Municipal Bureau of Agriculture Planting Station, Quanzhou, Fujian 362000)

Abstract[Objiective] The effects of paclobutrazol on the physiological characteristics in longan seedlings under acid rain stress were studied to provide a scientific basis for improving the resistance of the longan. [Method]With the different concentrations of paclobutrazol treatment， physiological characteristics of longan seedlings under acid rain stress such as MDA content, electrolyte leakage rate, photosynthetic pigment content, antioxidant enzyme activities were determined.[Result] The results showed that paclobutrazol could decrease the accumulation of MDA and electrolyte leakage rate, and increase the activities of superoxide, peroxidase and catalase, which could alleviative the peroxidation degree of membrane lipid. Paclobutrazol can retard the degradation of chlorophyll and carotenoid, increase the net photosynthetic rate remarkably, and increase the content of soluble protein and sugar in leaves of longan under acid rain stress. [Conclusion]Physiological effects could be relieved by activating antioxidant enzyme activities and reducing oxidative stress in longan seedlings with paclobutrazol under acid rain stress. The proper concentration of paclobutrazol is about 300 mg/L.

Key wordsPaclobutrazol; Longan; Antioxidant enzyme; Acid rain stress; Physiological effects

收稿日期2015-12-21

作者简介高俊杰(1972- )，男，福建泉州人，高级农艺师，从事果树栽培技术推广工作。

基金项目泉州市科技计划项目(2010N10)。

中图分类号S 482.8+92

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)02-048-03