外源亚精胺对渍水胁迫下霍山石斛生长的影响

肖之贝 吴进东 付敬文

摘 要：目的：研究外源亚精胺对渍水胁迫下霍山石斛生长及品质的影响。方法：实验设4个处理：正常、不喷亚精胺（CK），正常、喷亚精胺（CS），渍水、不喷亚精胺（W），渍水、喷亚精胺（WS），用0.1mmoL/L浓度的亚精胺进行叶面喷施。结果：与CK相比，喷施亚精胺使正常条件下霍山石斛的根长、茎粗、叶面积、根系活力、叶绿素浓度、SOD值分别增长7.94%、1.68%、12.90%、41.67%、14.85%、31.38%，而MDA值降低25.00%;不喷亚精胺，渍水使霍山石斛的根长、茎粗、叶面积分别减少6.64%、19.63%、55.15%，根系活力、叶绿素浓度和SOD值分别降低58.33%、33.28%、81.47%，而MDA值升高69.44%。比较WS和W，外源亚精胺使渍水胁迫下霍山石斛的根系、茎粗、叶面积、根系活力、叶绿素浓度、SOD值增加4.34%、9.30%、9.82%、60.00%、31.43%、51.94%，而MDA值降低27.87%。结论：外源亚精胺对霍山石斛的生长具有促进作用，可以缓解渍水胁迫的不利影响。

关键词：霍山石斛;渍水胁迫;亚精胺;多胺

中图分类号 S567.239文献标识码 A文章编号 1007-7731（2019）24-0032-03

Abstract：Objective：To study the effect of exogenous spermidine on the growth of Dendrobium huoshannese under waterlogging stress. Methods：Four treatments were used：normal with non-spraying spermidine （CK）， normal with foliar spraying spermidine （CS）， waterlogging with non-spraying spermidine （W）， and waterlogging with non-spraying spermidine （WS）. Spermidine were selected for the experiment at a concentration of 0.1mmol /L. Results：In terms of CS and CK， exogenous spermine increased the root length， stem diameter， leaf area， root activity， chlorophyll concentration and SOD value of Dendrobium huoshannese by 7.94%， 1.68%， 12.90%， 41.67%， 14.85% and 31.38%， respectively， while MDA value decreased by 25.00%. In terms of CK and W， waterlogging reduced root length， stem diameter， leaf area， root activity， chlorophyll concentration and SOD value of Dendrobium huoshannese by 6.64%， 19.63%， 12.37%， 55.15%， 58.33%， 33.28% and 81.47%， respectively， while MDA value increased by 69.44%. In terms of WS to W， exogenous spermine increased the root， stem diameter， leaf area， root activity， chlorophyll concentration and SOD value of Dendrobium huoshannese under waterlogging stress by 4.34%， 9.30%， 9.82%， 60.00%， 31.43% and 51.94%， while the MDA value decreased by 27.87%.

Key words：Dendrobium huoshannese; Waterlogging stress; Spermidine; Polyamine

霍山石斛（Dendrobium huoshannese），屬兰科石斛属植物，又名米斛，产于安徽省六安市大别山区霍山及邻近地区，是我国的名贵中药。霍山石斛有着“救命第一仙草”之称，广泛应用于临床及中成药制造中，市场需求量极大，其不仅具有滋阴清热、生津益胃、润肺止咳及清音明目的功效，还可用于降低心率、血压，减慢呼吸、扩张血管及抗血小板凝集[1]。

原生长地霍山县境降量多集中在梅雨季节，梅雨季节易对植物产生渍水胁迫，威胁着霍山石斛正常的生长发育，若渍水时间过长，将会严重危害其生命。近年来，植物的洪涝灾害受到了普遍重视[2-3]，国内外研究表明，外源物质对植物抗渍水胁迫具有促进作用[4-11]，如叶面喷施亚精胺可提高淹后水稻的产量[4];亚精胺浸种可提高玉米对芽涝的抵抗能力[5]。最新研究显示[4-11]，在外源物质中，亚精胺对植株的抗渍作用受到了越来越多的关注。

多胺（polyamines）是一类具有生物活性的低分子脂肪族含氮碱，根据分子中氨基的数目，其可分为二胺、三胺、四胺等，常见的三胺为亚精胺[H2N-（CH2）4-NH-（CH2）3-NH3]。具有稳定膜结构，延缓衰老和增强抗逆性的效果;促进生长，促进根系对无机离子的吸收;延缓叶绿素的分解;提高抗逆性和抗渗透胁迫[9-16]。为此，笔者开展了亚精胺对霍山石斛的渍水胁迫调控研究，旨在为对霍山石斛培育和挽救胁迫状态下的霍山石斛提供理伦依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计 选取适合大小的2年生霍山石斛，移栽到自买花盆内，共12盆，每盆3丛霍山石斛，编号CK、CS、W、WS4个组。配制0.1mmol/L亚精胺，置于喷壶内，喷药标准为喷湿叶面，设置条件为：CK组为正常、不喷亚精胺，CS组为正常、喷亚精胺，W组为渍水、不喷亚精胺，WS组为渍水、喷亚精胺。待石斛确定成活，石斛生长良好（移栽时间大约达到14d）后，对W、WS组设置渍水条件（在花盆外部套上用同规格的无钻孔花盆，利用连通器原理浇水到刚刚没及土壤），CK、CS组正常浇水生长，每天观察石斛生长情况（如观察其渍水有无生命危险）。确保生命无碍后，渍水3d，撤去W、WS组的外套盆，对W、WS组喷施亚精胺，与7d喷叶面1次，共喷施2次，然后搬到实验室测定指标。

1.2 测定指标 将花盆内石斛小心拔出，清洗干净，用吸水纸吸干表面水分，进行基础形态数据指标测量（根长、叶面积和茎粗用测量工具直接测定）。用TTC法[17]测根系活力，用酒精丙酮法测量叶绿素含量[18]、用NBT（氮蓝四唑）光化学还原法[19]测SOD值，用硫代巴比妥酸比色法[20]测定MDA含量。

1.3 数据统计分析 采用SPSS 19.0进行方差分析，Duncan法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 叶面喷施多胺对霍山石斛植物学性状的影响 如表1所示，各处理间的根长、茎粗、叶面积指标差异显著（p<0.05）。比较CS组与CK组，外源亚精胺使正常的霍山石斛根长、茎粗、叶面积分别提高7.94%、1.68%、12.90%。比较W组与CK组，渍水使霍山石斛根长、茎粗、叶面积分别降低6.64%、19.63%、12.37%。比较W组与WS组，外源亚精胺对渍水霍山石斛的根长、茎粗、叶面积分别提高4.34%、9.30%、9.82%，差异均达显著水平。由此可见，外源能使正常条件生长下的霍山石斛的根长、茎粗、叶面积显著增加;渍水对根长、茎粗、叶面积的生长具有显著的抑制作用;外源亚精胺能显著缓解渍水胁迫对霍山石斛生长的不利影响。

2.2 叶面喷施多胺对根系活力、叶绿素含量与类胡萝卜素含量的影响 由表2可知，比较CS组与CK组，外源亚精胺使正常的霍山石斛根系活力与叶绿素含量分别增加41.67%、14.85%;比较W组与CK组，渍水使霍山石斛根系活力与叶绿素含量分别降低58.33%、33.28%;比较WS组）与W组外源亚精胺使渍水霍山石斛的根系活力与叶绿素含量分别分别提高60.00%、31.43%。由此可见，外源亚精胺使正常条件下的霍山石斛根系活力与叶绿素含量显著提高;渍水对根系活力与叶绿素含量的抑制作用显著;渍水条件下，外源亚精胺能显著缓解渍水胁迫对霍山石斛根系活力与叶绿素含量产生的不利影响。

2.3 叶面喷施多胺对SOD活性和MDA含量的影响 超氧化物歧化酶（SOD）能催化体内超氧自由基）（O2-）发生歧化反应，在生物体的自我保护系统中起着极其重要的作用，其含量越高，证明植物的抗氧化能力越强;丙二醛（MDA）是植物组织或器官膜脂质发生过氧化反应而产生的，它的含量与植物衰老及抗逆境伤害具有密切关系，其含量越高说明氧化程度越大。各处理霍山石斛的叶片SOD活性和MDA含量见表3。由表3可知，各组SOD活性和MDA含量的差异均达显著水平。比较CS组与CK组，外源亚精胺使正常霍山石斛的SOD活性提高31.38%，MDA含量降低25.00%;比较W组与CK组，渍水使霍山石斛的SOD活性降低55.15%，MDA含量提高69.44%;比较WS组与W组，外源亚精胺使渍水胁迫下霍山石斛的SOD活性提高51.94%，MDA含量降低17.87%。由此可见，外源亚精胺能提高正常条件下霍山石斛的抗氧化性能;渍水对其抗氧化性能具有不利的影响，外源亚精胺能显著缓解渍水胁迫对霍山石斛抗氧化性能的不利影响。

3 结论与讨论

由本次试验可知，渍水对霍山石斛的植物学性状、根系活力、叶绿素含量及其抗氧化能力均产生了显著的不利影响。渍水胁迫使植株根长减少，这与聂玉霞[21]等对桑树幼苗的研究结果相同。渍水同样危害着植株的叶绿素含量和抗氧化能力，叶绿素含量明显下降、叶片中抗氧化酶SOD活性降低及过氧化产物MDA含量也一直升高，这与刘明[4]对水稻的研究结果既有一致、也有不同。刘明研究表明，渍水使SOD活性先上升后下降，而本实验渍水3d就可以测出SOD活性的降低，这可能是因为霍山石斛本身抗渍水能力比水稻差，渍水3d足够造成使其SOD活性达到自身難以抵抗的胁迫。

外源亚精胺使正常条件下霍山石斛根长增长、根系活力提高、叶绿素含量增加、SOD值增加，而使其MDA值降低。根系活力和叶绿素浓度方面，外源亚精胺可以提高正常条件下生长的霍山石斛的根系活力和光合作用色素中的叶绿素含量，抗氧化能力方面，外源亚精胺可以改善植物抗氧化系统功能，提高了防御系统清除自由基的能力，显著提升了SOD值，降低了MDA值，这与熊博[22]等对黄果柑果实的研究结果一致。

外源亚精胺使渍水胁迫下霍山石斛的根系增长、茎粗增加、叶面积增加、根系活力提高、叶绿素含量增加、SOD活性提高、MDA含量降低。这表明，外源亚精胺能提高植株劣势环境胁迫下的抵抗能力[4-11]。根系活力方面，渍水胁迫下植株根系氧气缺乏，其根部有氧呼吸受抑制，导致毒物积累[20]。本实验结果表明，喷施多胺能够减缓渍水胁迫下植株根系活力的降低，这与苏家恩[10]等对渍水烟株的研究结果一致。叶绿素含量方面和抗氧化活性方面，喷施外源亚精胺后，细胞内叶绿素含量提升、SOD活性提高和MDA含量显著下降，这与刘明[8]对渍水水稻的研究结果一致。这说明，外源亚精胺对霍山石斛的生长其有促进作用，可以缓解渍水胁迫的不利影响。

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（责编：张宏民）