烯效唑对甜叶菊形态、酶活性、叶片产量及品质的影响

冯胜杰，贾鹏禹，王诗雅，冯乃杰，3，郑殿峰，3，杜东阳

（1.黑龙江八一农垦大学农学院，黑龙江大庆 163319；2.国家杂粮工程技术研究中心，黑龙江大庆 163319；3.广东海洋大学农学院，广东湛江 524000）

0 引言

甜叶菊(Stevia rebaudiana)属多年生菊科草本植物，其营养成分丰富，含有大量的的多糖、有机酸类、氨基酸、蛋白质等物质[1-3]，甜度极高而热量却极低，甜叶菊整株含有甜菊糖苷（Steviol glycodies），其中叶片中的甜度最高[4]。甜叶菊苷是甜叶菊干叶中主要的甜味成分[5-6]，是一种高甜度、低热值的非发酵性天然甜味剂，其甜度为蔗糖的200～300倍，而热量只有蔗糖的1/300[7]；还有抗炎、抗菌、抗癌、抗氧化，增强免疫力等功效[2,8]。

烯效唑（Uniconazole，简称S3307）是一种抗赤霉素类的植物生长延缓剂，化学名为(E)-(RS)-1-(4-氯苯基)-2-(l,2,4-三唑-1-基)-4,4-二甲基-1-戊烯-3-醇，其使用安全，生物活性较高，具有提高作物产量和品质等作用，常应用在调控作物生长和发育，增强抗逆性，提高产量等方面[9-10]。随着生产技术的初步完善，高品质甜叶菊成为我国甜叶菊生产的必由之路。而衡量甜叶菊质量高低的重要指标是莱胞迪苷A/蛇菊苷（ReA/STV）的比值，ReA/STV 的比值越高证明甜叶菊品质越好[11-12]。有研究表明[13-14]，植物生长调控技术是作物增产和改善品质的有效技术手段，对于改善作物品质，提高植株产量起到重要作用。S3307浓度≤100 mg/L处理油菜1次，可改善其种子质量和产量[15]；适宜浓度S3307浸种可显著增强正常水分与干旱胁迫环境下红小豆幼苗的光合性能、抗氧化能力，提高其抗旱性及产量[16]。但有关植物生长调节剂S3307在甜叶菊上的研究目前尚未见报道。因此，本研究引入植物生长调节剂S3307并开展了其在甜叶菊上的作用效应和机理研究。目的是研究植物生长调节剂S3307调控甜叶菊形态、酶活性、叶片产量及品质的作用机理，为调节剂S3307在甜叶菊上的应用提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验品种

供试品种为‘惠农3号’（扦插繁殖苗），黑龙江省海林市海林农场主栽品种。

1.1.2 供试植物生长调节剂

烯效唑（S3307）属于安全、低毒、高效的植物生长调节剂，由黑龙江八一农垦大学化控实验室提供。

1.1.3 试验地基本情况

试验地位于黑龙江省海林市海林农场，试验地土质以岗地白浆土为主，有机质含量27 g/kg，含氮为98 mg/kg，全磷为94 mg/kg，含水解氮为58.8 mg/kg,有效磷为15 mg/kg。

1.2 试验设计

试验采用大田随机区组设计，设4次重复，小区为6行区，垄宽0.65 m，行长8 m，小区面积为31.2 m2，区间过道1 m，共32 个小区。使用植物生长调节剂烯效唑（S3307）进行处理，S3307的施用方式为浸根和叶喷两种方法，浸根浓度分别为0.04 mg/L（J-0.04）、0.2 mg/L（J-0.2）、1 mg/L（J-1），以清水浸根为对照（J-CK）。叶喷浓度分别为10 mg/L（S-10）、50 mg/L（S-50）、250 mg/L（S-250），以叶面喷施清水为对照（S-CK）。浸根处理于移栽前浸根时间8 h，浸根药液浸过甜叶菊苗的根部；叶喷时间为移栽后30 d，叶喷量为225 L/hm2。于5月29日移栽大田，每公顷保苗株数在18万株。田间作业均同当地常规生产。

1.3 取样方法

形态指标取样：于移栽后34、49、63、83、101、116 d测量，每个处理4次重复，每个重复选取大小一致的植株4株，测量株高、茎粗、分枝数；按根、茎、叶分样，105 ℃杀青半小时，80℃烘干至恒重后分别称其干物质量。

生理指标取样：在移栽后34、49、63、83、101、116 d进行取样，每次取每个处理的4次重复，采集植株功能叶，采集后在液氮中速冻30 min，置于-40 ℃低温冰柜中贮存。待样品全部收集完毕，统一测定。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 形态、质量指标测定

株高、茎粗和分枝数均采用常规方法测量；叶重、茎重等指标采用烘干称重法。

1.4.2 酶活性测定

过氧化物酶（POD）的提取和活性测定采用Sigma法[17]测定。

多酚氧化酶（PPO）的提取和活性测定方法是根据曹建康等[18]的《果蔬采后生理生化实验指导》测定。

1.4.3 莱苞迪苷A和蛇菊苷的比值（ReA/STV）的测定

称取1.0 g 干样叶片粉末，加入8 mL 温度为70 ℃的热水，混匀后进行恒温超声处理30 min，离心4000 r/min，15 min，4 ℃进行离心，取上清液，重复3次，3次上清液混合均匀待用，进行色谱分析。通过使用安捷伦1200 型液相色谱仪进行液相色谱分析，采用XDB-NH3（4.6 mm×250 mm，5 µm）色谱柱，柱温40 ℃，流速1 mL/min，流动相采用等度洗脱模式，流动相乙腈/水组成比为80∶20（v/v），检测波长210 nm。

1.4.4 产量测定

收获时在每试验小区取1 m2进行测产，放在室内阴干脱叶后干叶称重。

1.5 数据分析与处理

试验数据的处理与分析采用SPSS 22.0，显著性和极显著性的检验采用Duncan’s新复极差法，数据整理与图表的绘制是通过Microsoft Office Excel 2010完成。

2 结果与分析

2.1 烯效唑对甜叶菊生长发育的影响

2.1.1 烯效唑对甜叶菊株高的影响

如表1 所示，不同浸根浓度处理条件下，甜叶菊株高的生长趋势基本一致，均随着取样时期的推移呈现增加的趋势。并且在整个取样时期中，各个浸根处理的株高与CK 相比均增加，表现为J-0.04 ＞J-0.2 ＞J-1 ＞J-CK 或J-0.04 ＞J-1 ＞J-0.2 ＞J-CK。由此说明，各个浸根处理均在不同程度上增加了甜叶菊植株的高度，其中J-0.04处理对甜叶菊株高的影响效果更好。

不同叶喷浓度处理条件下，甜叶菊株高的生长趋势基本一致（见表1），均随着取样时期的推移呈现增加的趋势。并且在整个取样时期中，各个叶喷处理的株高与CK 相比均增加，表现为S-50 ＞S-10 ＞S-250 ＞SCK 或S-50 ＞S-250 ＞S-10 ＞S-CK。其中，各时期S-50 处理与S-CK 相比均差异显著。由此说明，各个叶喷浓度均在不同程度上增加了甜叶菊植株的高度，其中S-50处理对甜叶菊株高的作用效果最好。

表1 移栽后不同时期S3307对甜叶菊株高的影响Table 1 Effect of S3307on plant height of Stevia rebaudiana at different stages after transplanting

2.1.2 烯效唑对甜叶菊茎粗的影响

如表2 所示，不同浸根浓度处理条件下，甜叶菊茎粗的生长趋势基本一致，均随着取样时期的推移呈现增粗的趋势。并且在整个取样时期中，各个浸根处理的茎粗与CK 相比均增加，表现为J-0.04 ＞J-1 ＞J-0.2 ＞J-CK或J-0.04 ＞J-0.2 ＞J-1 ＞J-CK。同其它处理相比，J-0.04处理对甜叶菊茎粗的作用效果最佳。

不同叶喷浓度处理条件下，甜叶菊茎粗的生长趋势基本一致（见表2），均随着取样时期的推移呈现增粗的趋势。并且在整个取样时期中，各个叶喷处理的茎粗与CK 相比均增加，表现为S-50 ＞S-10 ＞S-250 ＞SCK 或S-50 ＞S-250 ＞S-10 ＞S-CK。同其它处理相比，S-50处理对甜叶菊茎粗的影响效果最佳，显著差异。

表2 移栽后不同时期S3307对甜叶菊茎粗的影响Table 2 Effect of S3307on stem diameter of Stevia rebaudiana at different stages after transplanting

表3 移栽后不同时期S3307对甜叶菊分枝数的影响Table 3 Effects of S3307on the number branches of Stevia rebaudiana in different periods after transplanting

2.1.3 烯效唑对甜叶菊分枝数的影响

不同浸根浓度处理条件下甜叶菊的分枝数变化趋势基本一致（见表3），均随着取样时期的推进呈逐渐增多的趋势。并且在整个取样时期中，各个浸根处理的分枝数与CK 相比均增加，表现为J-0.04 ＞J-0.2 ＞J-1 ＞J-CK。其中，J-0.04处理与J-CK相比49天后差异显著。因此可以看出，S3307浸根处理均在不同程度上增加了甜叶菊分枝数，其中J-0.04处理对甜叶菊分枝数的影响效果最佳。

不同叶喷浓度处理条件下甜叶菊的分枝数变化趋势基本一致（见表3），均随着取样时期的推进呈逐渐增多的趋势。并且在整个取样时期中，各个叶喷处理的分枝数与CK 相比均增加，表现为S-50 ＞S-250 ＞S-10 ＞S-CK 或S-50 ＞S-10 ＞S-250 ＞S-CK。其中，各时期S-50 处理与S-CK 相比均差异显著。可以看出，S3307叶喷处理均能在不同程度上增加甜叶菊分枝数，其中S-50处理对甜叶菊分枝数的影响效果最佳。

2.1.4 烯效唑对甜叶菊根干重的影响

如图1-A 所示，不同浸根浓度处理下，甜叶菊的根干重变化趋势基本一致，均随着取样时期的推进呈逐渐增加的趋势。并且在整个取样时期中，各个浸根处理的根干重与CK 相比均增加，除最后一次取样表现为J-0.04 ＞J-1 ＞J-0.2 ＞J-CK，其余各取样时期均表现为J-0.04 ＞J-0.2 ＞J-1 ＞J-CK。其中，各时期仅J-0.04处理与J-CK相比均差异显著。由上可看出，J-0.04处理对甜叶菊根干重的影响效果最佳。

如图1-B所示，不同叶喷浓度处理条件下，甜叶菊的根干重变化趋势基本一致，均随着取样时期的推进呈逐渐增加的趋势。并且在整个取样时期中，各个叶喷处理的根干重与CK 相比均增加，移栽后49 d、63 d、83 d时，表现为S-50 ＞S-10 ＞S-250 ＞S-CK，其余各取样时期均表现为S-50 ＞S-250 ＞S-10 ＞S-CK。其中，S-50处理与S-CK相比均差异显著。因此，可以说明S-50处理对甜叶菊根干重的影响效果最好。

图1 S3307浸根（A）和叶喷（B）对甜叶菊根干重的影响Fig.1 Effect of S3307root soak(A)and leaf spray(B)on the root dry weight of Stevia rebaudiana

2.1.5 烯效唑对甜叶菊叶干重的影响

如图2-A 所示，不同浸根浓度处理下，甜叶菊叶干重的变化趋势基本相同，均随着取样时期的推进呈现逐渐增加的趋势。在整个取样时期，各个浸根浓度处理的叶干重与CK 相比均增加，其中在前4 次取样时表现为J-0.04 ＞J-0.2 ＞J-1 ＞J-CK，后两次取样表现为J-0.04 ＞J-1 ＞J-0.2 ＞J-CK。其中，各时期J-0.04 处理与J-CK 相比均差异显著。由此可看出，S3307不同浸根浓度条件下均能在不同程度上增加甜叶菊的叶干重，其中J-0.04处理表现最佳。

如图2-B所示，不同叶喷浓度处理下，甜叶菊叶干重的变化趋势基本相同，均随着取样时期的推进呈现逐渐增加的趋势。在整个取样时期，各个叶喷浓度处理的叶干重与CK 相比均增加，除在移栽后63 d 时，表现为S-50 ＞S-10 ＞S-250 ＞S-CK，其余各取样时期均表现为S-50 ＞S-250 ＞S-10 ＞S-CK。其中，仅S-50处理与S-CK 相比均差异显著。由此可看出，S3307不同叶喷浓度条件下均能增加甜叶菊的叶干重，其中S-50处理表现为最佳。

图2 S3307浸根（A）和叶喷（B）对甜叶菊叶干重的影响Fig.2 Effect of S3307root soak(A)and leaf spray(B)on the leaf dry weight of Stevia rebaudiana

2.1.6 烯效唑对甜叶菊茎干重的影响

如图3-A 所示，S3307不同浸根浓度处理对甜叶菊茎干重的变化规律基本相同，均随着取样时期的递进呈现增加的趋势。在整个取样时期中，各个浸根处理的茎干重与CK 相比均增加，表现为J-0.04 ＞J-0.2 ＞J-1 ＞J-CK。其中，各时期J-0.04 处理与J-CK 相比均差异显著。因此可以说明，S3307浸根处理均在不同程度上增加了甜叶菊茎干重，其中J-0.04处理对甜叶菊茎干重的影响效果最佳。

如图3-B所示，S3307不同叶喷浓度处理对甜叶菊茎干重的变化规律基本相同，均随着取样时期的递进呈现增加的趋势。在整个取样时期，各个叶喷浓度处理的茎干重与CK 相比均增加，除在移栽后101 d时，表现为S-50 ＞S-10 ＞S-250 ＞S-CK，其余各取样时期均表现为S-50 ＞S-250 ＞S-10 ＞S-CK。其中，各时期S-50处理与S-CK 相比均差异显著。由此可以看出，S3307不同叶喷浓度均能增加甜叶菊的茎干重，其中S-50 处理表现为最佳。

图3 S3307浸根（A）和叶喷（B）对甜叶菊茎干重的影响Fig.3 Effect of S3307root soak(A)and leaf spray(B)on the stem dry weight of Stevia rebaudiana

2.2 烯效唑对甜叶菊叶片酶活性的影响

2.2.1 烯效唑对甜叶菊叶片POD活性的影响

如图4-A 所示，不同浸根浓度处理下，甜叶菊叶片中POD 活性的变化趋势基本相同，均随着取样时期的推进呈现逐渐增加趋势。在整个取样时期，各个浸根浓度处理的叶干重与CK 相比均增加。由此可以看出，S3307不同浸根浓度条件下均能在不同程度上增加叶片中POD活性，其中J-0.04处理表现效果最佳，达到显著差异。

如图4-B所示，S3307不同叶喷浓度处理对甜叶菊叶片中POD 活性的变化规律基本相同，均随着取样时期的递进呈现增加的趋势。在整个取样时期，均表现为S-50 ＞S-10 ＞S-CK ＞S-250。由此可以看出，S3307不同叶喷浓度均能改变叶片中POD活性，其中S-50处理表现为最佳，达到显著差异。

图4 S3307浸根（A）和叶喷（B）对甜叶菊叶片中过氧化物酶的影响Fig.4 Effect of S3307root soak(A)and leaf spray(B)on peroxidase activity in leaves of Stevia rebaudiana

2.2.2 烯效唑对甜叶菊叶片PPO活性的影响

如图5-A 所示，不同浸根浓度处理下，甜叶菊叶片中PPO 活性的变化趋势基本相同，均随着取样时期的推进呈现先增加后降低的趋势。在整个取样时期，仅J-0.04 处理与CK 相比降低，其余各处理的表现均不一致。因此，可以说明S3307不同浸根浓度条件下均能在不同程度上影响甜叶菊叶片中PPO 活性，其中J-0.04处理的表现最好，达到显著差异。

如图5-B所示，S3307不同叶喷浓度处理对甜叶菊叶片中PPO 活性的变化规律基本相同，均随着取样时期的递进呈现先增加后降低的趋势。在整个取样时期，其表现为S-10和S-250处理与CK 相比增加，S-50处理与CK相比降低。由此可以看出，S3307不同叶喷浓度均能改变叶片中PPO活性。

图5 S3307浸根（A）和叶喷（B）对甜叶菊叶片中多酚氧化酶活性的影响Fig.5 Effect of S3307root soak(A)and leaf spray(B)on polyphenol oxidase activity in leaves of Stevia rebaudiana

2.3 烯效唑对甜叶菊产量的影响

如表4 所示，S3307不同浸根浓度处理均能增加甜叶菊的产量，与对照相比除J-1与对照持平外，均达到了显著增加的效果，总体表现为J-0.04 ＞J-0.2 ＞J-1 ＞J-CK 趋势。其中J-0.04 处理与J-CK 相比增加了22.84%，J-0.2 处理与J-CK 相比增加了9.93%，J-1 处理与J-CK 相比增加了4.68%。由此可以看出，J-0.04处理对甜叶菊的增产效果最好。

如表4 所示，S3307不同叶喷浓度处理均能增加甜叶菊的产量，除S-250 处理外，其余各处理与S-CK 相比均达到了显著增加的效果，总体表现为S-50 ＞S-10 ＞S-250 ＞S-CK。其中S-50 处理与S-CK 相比增加了11.20%，S-10 处理与S-CK 相比增加了6.89%，S-250 处理与S-CK 相比增加了2.65%。由此可以看出，S-50处理对甜叶菊的增产效果最佳。

表4 S3307浸根和叶喷对甜叶菊产量和品质的影响Table 4 Effect of S3307root soak and leaf spray on the yield and quality of stevia

2.4 烯效唑对甜叶菊品质的影响

如表4所示，不同浸根浓度处理与J-CK相比ReA和STV 均显著减少，但S3307不同浸根浓度下均能提升甜叶菊的品质，与J-CK相比ReA/STV 均达到了显著提升的效果，总体表现为J-0.04 ＞J-0.2 ＞J-1 ＞J-CK。其中J-0.04 处理与J-CK 相比增加了8.42%，J-0.2 处理与J-CK 相比增加了4.21%，J-1 处理与J-CK 相比增加了1.05%。由此可以看出，J-0.04处理对甜叶菊品质的提升效果最佳。

如表4 所示，除S-50 处理外，其它处理与S-CK 相比STV 均显著减少；除S-10 处理外，其它处理与S-CK相比ReA 均增加，其中S-50处理达到显著差异。但S3307不同叶喷浓度下均能提升甜叶菊的品质，与S-CK相比均达到了显著提升的效果，总体表现为S-50 ＞S-250 ＞S-10 ＞S-CK。其中S-50 处理与S-CK 相比ReA/STV 增加了24.73%，S-10处理与S-CK 相比ReA/STV 增加了3.22%，S-250处理与S-CK 相比ReA/STV 增加了8.60%。由此可以看出，S-50处理对甜叶菊品质的提升具有最佳的效果。

3 讨论

3.1 植物生长调节剂烯效唑对甜叶菊形态建成及产量品质的影响

植物生长调控技术是作物增产和改善品质的有效技术手段，对于改善作物品质，提高植株高产起到重要作用[13，16]。如矮壮素（CCC）能够促进甜叶菊植株的生长，使甜叶菊叶片颜色变浓绿[19]。ReA/STV 的比值越高证明甜叶菊品质越好。有研究发现植物生长调节剂S-Y 提高叶片和茎中的甜菊糖苷的含量；并能降低在现蕾期过后糖苷含量的减少，可以有效防止因为自然或人为原因晚收获所带来的经济损失，有利于农业的大生产，提高经济价值[20]。有研究表明：500 mg/L 的CCC处理更有利于提升ReA 含量，并且提高ReA/STV 比值[19]。本研究表明，植物生长调节剂S3307浸根和叶喷处理下，均能显著提高甜叶菊叶片中ReA/STV比值和甜叶菊植株的叶重，达到改善品质、提高产量的效果。这一结果与前人的研究结果一致。

3.2 植物生长调节剂烯效唑对甜叶菊酶活性的影响

本研究叶面喷施植物生长调节剂S3307可使甜叶菊叶片中的POD 和PPO 活性呈现先升高后降低的趋势，并且S-0.04和S-50 处理的差异与其他处理相比最明显，这一结果与前人研究[21-23]表现相同。但是关于调节剂S3307具体对PPO 与POD活性的调控过程可能存在许多其他因素在起作用，如基因调控、信号转导以及植物内源激素系统的调控等，有关机理尚待深入研究。Saibi等[24]使小麦中DHN-5在拟南芥中超表达，结果表明，DHN-5通过调控拟南芥中抗氧化酶的活性，增加了POD 活性，这与本试验的结果表现有差异，推断调节剂对甜叶菊的作用可能是多基因共同调控的结果，今后还需进一步挖掘相关基因，从而更好地从分子水平揭示化学调节剂促进甜叶菊品质及产量建成的调控机理。

4 结论

本试验通过不同浓度S3307浸种和叶喷处理，证明了植物生长调节剂S3307对甜叶菊产量提高和品质的改善有较好效果，其中J-0.04 浸根处理和S-50 叶喷处理的作用效果最为显著，两处理均提高了甜叶菊株高、茎粗、分枝数、根茎叶干重、过氧化物酶（POD）活性、多酚氧化酶（PPO）活性，有利于产量的提高和品质的改善，证明了化学调控技术在提高甜叶菊形态建成、酶活性及其产量品质方面具有极大的发展潜力。