三种植物生长调节物质对白及幼苗假鳞茎生长发育的影响

赵健 赵志国 唐凤鸾 蒋庆鸿 龚庆芳 仇硕

摘要： 該研究以一年生白及幼苗为材料，通过测定生物量、氨基酸含量、蛋白质及多糖含量的变化，研究不同浓度的芸苔素内酯（BR）、萘乙酸（NAA）和茉莉酸甲酯（MeJA）喷施对白及幼苗假鳞茎快速生长发育影响。结果表明：1.6 × 104 mmol·L1的BR处理组，假鳞茎鲜重达3.39 g/株，高于其他处理组，分别是清水对照（CK1）和沼气肥对照组（CK2）的1.19倍和1.25倍；单个假鳞茎（单株）的新生萌芽数也高于其他处理，达到2.17个，说明生产效益至少可提高19%。把两个对照组和三种植物生长调节物质处理后假鳞茎产量最高的处理组（即1.6 ×104 mmol·L1的BR、0.5 mmol·L1的NAA和0.25 mmol·L1的MeJA）进一步测定假鳞茎氨基酸、蛋白质和多糖含量，发现CK2氨基酸含量最高，高达8.58%，而CK1含量最低，仅为5.21%，三种植物生长调节物质处理组分别是7.26%、7.53%和5.69%。蛋白质含量由高到低依次是沼气肥对照组、1.6 ×104 mmol·L1 BR、0.5 mmol·L1 NAA、0.25 mmol·L1 MEJA和清水对照组，它们的含量分别是11.6%、11.0%、10.5%、9.14%、7.72%，这说明与氨基酸含量基本一致。三种植物生长调节物质处理后白及多糖含量分别为24.2%、26.5%、26.5%，均远高于清水对照（19.3%）和沼气肥对照（21.8%）。综合分析认为，1.6 ×104 mmol·L1的BR能同时提高白及假鳞茎的产量和质量。该研究结果对于白及规模化种植栽培具有重要指导意义。

关键词： 植物激素， 产量， 品质特性， 多糖

中图分类号： Q945， R282.2

文献标识码： A

文章编号： 10003142（2017）01009606

Abstract： Effects of Brassinolide （BR）， Naphthaleneacetic acid（NAA） and Methyl Jasmonate（MeJA） on the growth of pseudobulbs in Bletilla striata seedlings were studied by measuring biomass， amino acid contents， protein contents and polysaccharide contents with annual seedlings， and economic efficiency were further analyzed. The results showed that the pseudobulbs weight of B. striata treated by 1.6×104 mmol·L1 BR was 3.39 g·FW， which was the highest among all treatments， and it was 1.19 times and 1.25 times of water treatment （CK1） and biogas fertilizers treatment （CK2）， respectively. At the same time， the new bud number was 2.17 for B. striata treated by 1.6×104 mmol·L1 BR， which was also higher than other treatments. The results indicated the production efficiency will be improved at least 19% treated by 1.6 ×104 mmol·L1 BR for B. striata. In comparison to CK1 and CK2， amino acid contents， protein contents and polysaccharide contents of the pseudobulbs of B. striata treated by 1.6 ×104 mmol·L1 BR treatment， 0.5 mmol·L1 NAA treatment and 0.25 mmol·L1 MeJA treatment were further measured， respectively. It was 5.21% and 8.58% for the amino acid contents of CK1 and CK2， respectively. And it were 7.26%， 7.53% and 5.69% for that of 1.6 ×104 mmol·L1 BR， 0.5 mmol·L1 NAA and 0.25 mmol·L1 MeJA， respectively. The protein contents were the same to that of amino acid contents from high to low for the pseudobulbs of B. striata， that was CK2>1.6×104 mmol·L1 BR>0.5 mmol·L1 NAA>0.25 mmol·L1 MEJA>CK1， the contents were 11.6%， 11.0%， 10.5%， 9.14% and 7.72%， respectively. However， the polysaccharide contents treated by 1.6 ×104 mmol·L1 BR， 0.5 mmol·L1 NAA and 0.25 mmol·L1 MeJA were 24.2%， 26.5% and 26.5%， respectively， the three treatments were all higher than that of CK1（19.3%） and CK2（21.8%）. In conclusion， not only the yields of pseudobulbs were promoted but the quality characteristics were improved if B. striata were treated by 1.6 ×104 mmol·L1 BR. This plays an important role in the large scale planting of B. striata in the future.

Key words： plant hormones， yields， quality characteristics， polysaccharide

白及（Bletilla striata）为兰科白及属（Bletilla）多年生块茎类植物，花紫红色或粉红色，又名白芨或紫花三叉白芨，别名白根、地螺丝、羊角七等。生于海拔100～3 200 m的常绿阔叶林下，栎树林或针叶林下、路边草丛或岩石缝中（中国植物志编辑委员会，1999），具有很高的药用价值和观赏价值。药品“白及”即来源于白及（B. striata）的干燥块茎，其性微寒，味苦、甘、涩，具有收敛止血、消肿生肌之功效，用于治疗咳血、吐血、外治出血、疮疡肿毒及皮肤皲裂等（国家药典委员会，2015）。白及化学成分复杂，目前已报道有50多种（赵艳霞等，2013；仰莲等，2014；孙爱静等，2016），其中研究最多的是白及胶，即白及多糖，是由4份甘露聚糖和1份葡萄糖组成的（Yamaki et al， 1991；Dong et al， 2009）。现代医学还证明，白及还具有较强的抗氧化和抗衰老作用，具有消炎、止痒、消退色斑、消除痤疮、防止粗糙、抗冻防裂等作用（芮海云等，2003；张卫明和蒋建新，2003）。此外，白及叶态优美、花型独特、花大色艳，姿态秀雅，可在花径、石山旁丛植或用作稀疏林下的地被植物，也可用来布置花坛和室内观赏等（白晶，2010）。白及还可作糊料，制作高级香烟的烟蒂，工业上的浆丝绸、浆纱或作涂料等原料以及酿酒等（刘光斌等，2005）。

随着白及应用越来越广，市场供不应求，对其栽培也越来越受到重视。白及幼苗定植生长一年后，地下假鳞茎即可长出1～3个分叉（岐），并于9-10月份，在相应的分叉上长出新芽，而新芽的多少决定着第二年的新生假鳞茎数量，继而影响随后几年的产量。因此，促使白及幼苗假鳞茎快速生长发育，对于规模化种植白及提高生产效益具有重要意义。

植物生长调节物质越来越广泛地被应用于农业生产中，已在大田作物、果树、蔬菜、林木、花卉等方面得到了广泛应用，对农业增产增收做出了巨大的贡献（Amrjit，2000；翟丙年等，2003；许智宏和李家洋，2006）。如芸苔素内酯（Brassinolide，BR），一种天然植物激素，是国际上公认为活性最高的高效、广谱、无毒的植物生长激素，它能充分激发植物内在潜能，通过综合调节平衡促进作物生长和增加作物产量，提高作物的抗逆性（Sasse，1997；陈秀和方朝阳，2015）。乔晶等（2016）研究发现外源喷施0.7 mg·L1 BR可以同时提高栽培甘草的产量和质量。李金亭等（2015）发现0.15 mmol·L1 MeJA浸种处理牛膝种子，能够显著促进根中蜕皮甾酮的积累，有利于牛膝药材产量和品质的提高。但有关植物生长调节物质在珍贵药材白及中的利用报道较少，Yoon et al（2002）发现BA、KT等不能促进白及发芽。本研究利用不同浓度的芸苔素内酯（BR）、萘乙酸（NAA）和茉莉酸甲酯（MeJA）喷施白及一年生幼苗，研究其对生物量、萌芽、氨基酸、蛋白质和多糖的影响，筛选适宜促进白及幼苗快速生长发育并能提高品质的植物生长调节物质和浓度，旨在为白及规模化栽培种植提供指导。

1材料与方法

1.1 研究地概况

试验地位于广西桂林市资源县资源镇隘门界地区，海拔900 m左右。属亚热带季风湿润气候区，具有明显的山地气候特征。土壤基本理化性质送广西壮族自治区分析测试研究中心测试，pH 4.66，有机质29.3，钙（Ca）0.6 g·kg1，铁（Fe）2.74%，镁（Mg）2.8 g·kg1，锰（Mn）509 mg·kg1，锌（Zn）55.1 mg·kg1，钴（Co）9.40 mg·kg1，镍（Ni）29.5 mg·kg1。土壤为沙壤土、土层深厚、土质肥沃、水热条件好。种植前，深挖排水沟，保证雨季排水畅通，每亩施1 500～2 000 kg的鸡粪做基肥；开沟种植，沟深8～10 cm，种植后覆盖3～5 cm细土。在4-6月份，每15 d左右增施一次复合肥，每亩施30～40 kg。锄草、淋水按正常管理进行。

1.2 材料及试验设计

试验选择白及幼苗，为广西植物研究所生产的组培苗，2014年6月份出瓶移栽，2015年3-4月份定植。试验设重复3次，每个小区约200株，种植密度20 cm×15 cm。试验设对照组1（CK1）：清水喷施；对照组2（CK2）：沼气水肥（沼液）；芸苔素内酯（BR，硕丰481花之果，成都新朝阳作物科学有限公司，净含量0.007 5%）：以净含量计算，用水稀释成0.4×104、0.8×104和1.6 ×104 mmol·L1的溶液處理；萘乙酸（NAA，购自Biosharp公司）：0.25、0.50和1.0 mmol·L1；茉莉酸甲酯（MeJA，购自Sigma公司）：0.25、0.50和1.0 mmol·L1。分别于2015年7月15、7月30和8月15日16：00-18：00点喷施，每个处理喷施约700 mL；沼气肥通过灌根的方式施肥，每个处理大约5 L。

1.3 测定指标和方法

于2015年10月取样，每个重复随机取10株，测量地上部鲜重、根系鲜重、假鳞茎鲜重和萌芽数量，再取平均值。

把CK1、CK2以及BR、NAA和MeJA等三种植物生长调节物质处理中假鳞茎产量最高的处理组分别洗净、煮约10 min，不断搅拌至透心时取出，切片晒至全干。粉碎机粉碎，过50目筛，三个重复混匀，送广西壮族自治区分析测试研究中心，测定氨基酸、蛋白质和多糖含量。其中氨基酸检验是依据食品中氨基酸的测定（GB/T 5009.1242003）进行；蛋白质的测定根据中华人民共和国国家标准GB5009.52010，即食品中蛋白质的测定进行检测；多糖的测定根据食用菌中粗多糖含量的测定标准（NY/T16762008）进行，结果以干基计。

2结果与分析

2.1 三种植物生长调节物质对白及生物量和萌芽的影响

不同浓度的芸苔素内酯等三种植物生长调节物质喷施白及后，每株的地上部鲜重、根系鲜重和假鳞茎鲜重等生物量及萌芽数量见表1。就地上部鲜重说，0.8×104和1.6×104 mmol·L1 BR处理的白及相对较高，分别达到0.64 g和0.65 g，沼气肥对照组0.61 g，其他处理都小于这三组数据，清水作对照和1.0 mmol·L1的NAA处理组相对较低，分别为0.49 g和0.47 g。就根系鲜重比较，沼气肥和1.6×104 mmol·L1的BR处理组相对较高，分别达到1.54 g和1.53 g，1.0 mmol·L1的NAA处理组最小，只有0.52 g，明显小于其它处理（P<0.05）。从表1假鳞茎鲜重看，白及经0.4×104～1.6×104 mmol·L1的BR喷施后，假鳞茎鲜重均高于其它处理，1.6×104 mmol·L1的BR處理组最高，高达3.39 g，分别是清水和沼气肥对照组的1.194倍和1.246倍。表1还显示了单个假鳞茎（单株）的新生萌芽数，经过不同浓度的BR处理后，萌芽数均高于其它处理（≥2.1个/个），其中最高的是1.6×104 mmol·L1处理组，达到2.17个萌芽数。

2.2 三种植物生长调节物质对白及氨基酸含量的影响

把两个对照组和三种植物生长调节物质处理后假鳞茎最重的处理组（即1.6 ×104 mmol·L1的BR、0.5 mmol·L1的NAA和0.25 mmol·L1的MeJA），分别测定氨基酸，结果见表2。表2中显示，氨基酸含量最高的是沼气肥，含量高达8.58%；BR和NAA处理组含量分别为7.26%和7.53%；而清水对照组和MeJA处理组含量较低，分别只有5.21%和5.69%。所有处理中，各氨基酸含量最高的均是Asp（天门冬氨酸），分别达到1.05%、2.28%、1.67%、1.68%、1.22%，其次是Glu（谷氨酸），分别为0.78%、1.19%、1.04%、1.11%、0.76%。两者之和分别占总氨基酸含量的35.12%、40.44%、37.33%、37.05%、34.80%， 这与我们研究白及和黄花白及所含氨基酸主要是Asp和Glu的结果一致（数据待发表）。此外，只有NAA处理组Cys（半胱酰胺）含量有0.01%，其它处理组均小于0.001%。

2.3 三种植物生长调节物质对白及蛋白质含量的影响

表3示两个对照组和三种植物生长调节物质处理（即1.6 ×104 mmol·L1的BR、0.5 mmol·L1的NAA和0.25 mmol·L1的MeJA）后白及蛋白质的含量。其中沼气肥对照组蛋白质含量最高（11.6%），这与氨基酸含量高于其它处理组的结果一致。清水对照组最小，仅为7.72%。BR、NAA和MEJA等3个处理组，蛋白质含量稍小于沼气肥，但明显高于清水对照组，分别是清水对照组的1.42倍、1.36倍和1.18倍。

2.4 三种植物生长调节物质对白及多糖含量的影响

两个对照组和三种植物激素处理后多糖含量的影响见表3。三种植物生长调节物质处理后白及多糖含量分别为24.2%、26.5%、26.5%，均远高于清水（19.3%）和沼气肥（21.8%），BR处理组是清水和沼气肥对照的125.39%和111.01%，NAA和MEJA处理组均是清水和沼气肥对照的137.31%和121.56%，说明三种植物生长调节物质均能明显提高白及多糖含量。

3讨论

3.1 促进白及幼苗假鳞茎发育对提高生产效益的影响

种植白及是一项低投入、高产出的农业项目。目前市场价格持续走高，以白及为主要原料的产品或中成药畅销全国，如“快胃片”“白芨颗粒、冲剂、胶囊”“白芨代血浆”“肝动脉栓塞剂”等。“仟寻一凡白芨花细胞美颜霜”“白芨韩方手工香皂”“朝露白芨氨基酸洗面奶”及“白及牙膏”等以白及为原料的化妆品及日用品也已经走入市场。然而，种植白及的缺点是生长周期过长，种植后3～4 a采收才能最大利益化。而白及的生长特点是靠假鳞茎上的1～3个分叉上的芽进行增殖。因此，幼苗假鳞茎发育的快慢直接影响分叉的多少，进而导致新生萌芽的多少，也直接影响了第二年和第三年增生的假鳞茎数量，即产量。因此，怎样让幼苗种球快速生长发育，同时又保证主要理化成分不受影响或者提高了品质，将会大大提高生产效益，也将提高农民的经济收入。本试验选择白及假鳞茎形成期，通过喷施不同浓度的BR、NAA和MeJA等三种植物生长调节物质，发现0.4×104～1.6×104 mmol·L1的BR均能促进白及假鳞茎发育，1.6×104 mmol·L1的BR处理组效果最佳，比CK1（清水对照组）提高了19%的产量。同时萌芽数也高于CK1。因此，如果经过第二年和第三年的继续栽培后，1.6×104 mmol·L1的BR处理组必将提高白及生产效益，这对于白及规模化种植栽培具有重要指导意义。

3.2 喷施芸苔素内酯能促进白及假鳞茎生长发育、提高品质生理、提高生产效益

芸苔素内酯是一种天然植物生长调节剂，广泛存在于植物的花粉、种子、茎和叶等器官中。由于其生理活性大大超过现有的五种激素，具有高效、光谱和无污染的特点，非常适合于绿色食品的生产和开发，已被国际上誉为第六激素。广泛适用于粮食作物、经济作物、蔬菜、水果、花卉、食用菌等（Sasse，1997；陈秀和方朝阳，2015）。在萝卜、胡萝卜等块根类作物苗期和肉质根形成期叶面均匀喷雾，能提高抗病、抗逆等，还会引起早熟、增产和提高品质等（Noreen，2014；郝红丹等，2015；束红梅等，2016）。罗兴录（2003）研究发现，一定浓度的BR处理可以促进木薯块根分化发育，单株块根数增加，促进块根淀粉积累，提高块根淀粉含量。本文通过对白及幼苗叶面喷施一定浓度的芸苔素内酯，发现与CK1（清水）比较，1.6×104 mmol·L1的BR处理增产19%，萌芽数也高于其它处理组。因此，1.6×104 mmol·L1的BR处理组可以提高至少19%的经济收入。根据单株假鳞茎产量，结合氨基酸、蛋白质和多糖含量测定结果（表2和表3），计算氨基酸、蛋白质和多糖的产量。与CK1相比，氨基酸、蛋白质及多糖不仅含量提高，产量也得到提高。综上分析，喷施1.6×104 mmol·L1的BR不仅促进白及幼苗假鳞茎生长发育，还能够提高其品质生理，至少提高生产经济效益19%以上。然而，有关芸苔素内酯（BR）促进白及假鳞茎发育以及提高品质的作用机理还有待进一步研究。本试验中，我们还选择了NAA和MeJA喷施处理，发现能够不同程度地提高品质生理，但不能提高产量。

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