三唑酮预处理对干旱胁迫下百日草幼苗生长生理的影响

齐 颖，罗 平，胡小京

(贵州大学 农学院，贵阳 550025)

百日草(ZinniaelegansJacq.)为菊科一年生草本花卉，最初产自于墨西哥，常用于夏季园林装饰、道路绿化、公园造景、花带布置等。近年来全球干旱地区日益增多，干旱缺水会影响百日草的种子萌发、生长发育，对植株氮、碳代谢及光合作用等生理过程也会带来伤害[1-2]，进而降低其观赏性。当前，如何缓解干旱胁迫对百日草伤害已成为人们关注的焦点。三唑酮(triadimefon)是一种植物生长调节剂，有“抑上促下”的作用，也可作为杀菌剂，常用于治疗禾本科作物的白粉病及锈病。现有研究表明，三唑酮提高SOD、CAT活性，抑制POD活性与MDA含量的提高，从而抑制水稻叶片的衰老[3]。在逆境下喷施三唑酮，能使植物叶片中SOD活性显著提高，同时还能降低蒸腾，维持植株逆境下的代谢平衡[4-6]，增强了植物抵御干旱的能力。目前关于三唑酮对百日草生长和抗旱性影响研究尚未见报道。本试验以百日草为试材，研究不同浓度三唑酮对干旱胁迫下百日草幼苗生长的影响及生理特性的变化机理，并筛选出对百日草抗旱性促进效果最佳的三唑酮浓度，旨为百日草的抗旱栽培应用及抗性品种的选育提供一定的理论依据和技术指导。

1 材料和方法

1.1 播 种

供试品种为百日草‘梦幻红’，购于杭州丹诺园艺有限公司。用1%高锰酸钾液对百日草种子浸种30 min进行消毒，然后播种于72孔穴盘。处理试剂为(国光)三唑酮乳油(TD，20%)，由杭州果攸生态环境科技有限公司生产。

1.2 移栽培养

采用盆栽法对百日草幼苗进行培养，当幼苗长至3对真叶时移植于营养钵中，每盆3株，每个处理重复10盆，共70盆。供试土壤为育苗基质，其成分及配比为泥炭土∶珍珠岩∶干鸡粪=6∶2∶2，并用50%的多菌灵粉剂配置500倍液，对基质进行消毒，移栽后以1 000倍磷酸二氢钾浇灌。平时对幼苗进行日常浇水管理。当百日草第4对真叶完全展开后，采用叶面喷施法喷施不同浓度三唑酮(CK.清水；T1.100 mg·kg-1；T2.150 mg·kg-1；T3.200 mg·kg-1；T4.250 mg·kg-1；T5.300 mg·kg-1)。喷施药剂后处理组停止浇水，让土壤自然干旱；开始干旱时，土壤含水量为80%，以后每天平均降低约3.89%，至第9天为45%；干旱第9天指标测定完成后开始复水处理。期间空白对照组(CK0)，土壤水分一直保持在田间持水量的80%～85%。

1.3 百日草生长指标测定

分别于干旱、复水第9天对百日草进行生长指标测定。用卷尺测量百日草幼苗的株高(cm)、根长(cm)，用游标卡尺测量茎粗(mm)，用叶面积测量仪测量叶面积(cm2)，用称重法称量地上部与地下部干重，并根据公式“地下部干重(R)/地上部干重(S)”计算根冠比。

1.4 百日草生理指标测定

在干旱、复水处理后的第3、6和9天进行各项生理指标的测定。叶绿素含量(Chl)采用乙醇浸提法；可溶性蛋白含量(SP)和脯氨酸含量(Pro)分别采用考马斯亮蓝G-250法、茚三酮试剂法；过氧化物酶活性(POD)、超氧化物歧化酶活性(SOD)及丙二醛含量(MDA)分别采用愈创木酚显色法、NBT光还原法、硫代巴比妥酸法；相对电导率采用电导法测定。以上指标的测定均参照高俊凤[7]的方法。

1.5 数据处理及分析

利用Excel 2013对所得数据进行计算，利用Microsoft word 2013进行图表绘制，利用DPS软件对各处理进行差异显著性分析。采用隶属函数法来评价各处理的综合表现[8]。

2 结果与分析

2.1 三唑酮预处理对干旱胁迫下百日草株高、茎粗、根长、根粗的影响

从表1可以看出，干旱逆境对百日草幼苗株高的影响非常大，经干旱胁迫的植株显著比正常水分(CK0)的植株矮40%～50%；而经叶面喷施三唑酮之后，随着TD浓度的增加，与CK相比，幼苗株高的增长率呈先增加后降低的趋势。复水第9天，百日草株高明显增加，处理组的株高仍显著低于CK，并以T5最低。从根长来看，干旱第9天，各处理的根长均比CK高，与CK均有显著差异，说明三唑酮能有效地增加干旱条件下百日草幼苗的根长，使植株根系更发达，能更好适应逆境。干旱逆境下百日草幼苗的茎粗明显低于空白对照CK0，同期，每组处理茎粗均高于CK，表现为T2>T4>T3>T1=T5>CK，且均有显著差异。复水第9天，与CK相比，各处理的根长、茎粗均有增加，以T4最高。所以，喷施三唑酮能有效增加干旱胁迫下百日草的根长、茎粗。

表1 三唑酮预处理对干旱胁迫下百日草农艺性状的影响

2.2 三唑酮预处理对干旱胁迫下百日草叶面积、根冠比的影响

干旱第9天，各TD处理的叶面积均低于CK，以T2最低，显著低于CK 17.24%；复水第9天，各处理叶面积有大幅度增加，且高于CK，表现为T4>T5>T3>T2>T1>CK。可见，干旱胁迫会显著抑制百日草叶面积增长，三唑酮处理使这种抑制叶面积增加的效果更加明显；复水处理后，经三唑酮处理能明显促进百日草叶面积的恢复，以T4(250 mg·kg-1TD)处理的效果最好。干旱第9天，各处理的根冠比均高于CK和CK0，表现为T4>T3>T5=T2>T1>CK>CK0，且以T4最高，显著高于CK 58.3%；复水第9天，各TD处理根冠比均下降。说明在干旱胁迫下，喷施三唑酮能明显提高百日草植株的根冠比，效果以250 mg·kg-1TD处理的最好(表1)。

2.3 三唑酮预处理对干旱胁迫下百日草叶绿素含量的影响

从图1可知，随着干旱时间的推后，所有处理的叶绿素(Chl)含量基本呈先上升后下降趋势。干旱第3天，随着TD浓度的增加，各处理呈低-高-低的变化，以T3最高，且低于CK0；干旱第6天，每组的Chl含量都各有上升，均高于CK，尤以T4最高，比CK高57.6%；至第9天时，T1、T2变化不大，其余处理的Chl含量均呈下降趋势，且都高于CK，并以T2含量最高。复水后第3天，所有处理Chl含量均有上升，以T3最高，且达到峰值(9.8 mg·g-1)，显著高于CK(63.3%)；复水至第6、9天，所有处理的Chl含量整体略有下降，但各处理Chl含量均高于CK，且有显著差异。

2.4 三唑酮预处理对干旱胁迫下百日草可溶性蛋白含量的影响

由图2看出，干旱第3天时，各处理的可溶性蛋白(SP)含量均高于CK，其中以T3最高；在第6天时，除T1外，其余处理含量均有所降低，且T2、T4、T5的SP含量低于CK，而T1、T3则高于CK；第9天时，T4的SP含量最高(0.54 μg·g-1)，比CK高7.9%。经复水处理后，T1、T2、T3的SP含量先增后减，T4、T5逐渐下降，所有处理的SP含量均高于CK，以T4含量最高，与对照和其他处理差异显著，且复水后第3天，T4的SP含量达到峰值(0.85 μg·g-1)，分别高于CK和CK090.6%和73.8%。由此表明，干旱胁迫下一定浓度的TD会阻碍SP含量降低；复水后经TD处理的SP含量会增加，以提高植物细胞的保水能力。

2.5 三唑酮预处理对干旱胁迫下百日草脯氨酸含量的影响

由图3可知，随干旱天数的增加，脯氨酸(Pro)含量也随之增加；干旱第3天，CK的Pro含量最低，除T5外，与其余处理达显著差异；第6、9天时，每组Pro含量逐渐增加，且明显高于CK；第6天以T4最高，T5次之；第9天以T1最高，显著高于其他处理与CK。复水后各处理的Pro含量与复水前变化不大，总体来看，经TD处理的较CK及CK0高；复水第9天，以T4最好(26.6 μg·g-1)，显著高于CK 36.4%。由此表明，随干旱胁迫加剧，Pro含量也会增加，以此提高植物的抗逆性；而施用TD会进一步积累Pro，使得百日草植株的抗逆性更强，且复水后能维持较高的Pro水平，并以250 mg·kg-1TD处理效果更佳。

2.6 三唑酮预处理对干旱胁迫下百日草POD和SOD活性的影响

从图4可看出，干旱胁迫期间，所有处理的POD、SOD活性呈先增加后降低的变化趋势。干旱第3、6天，各处理POD、SOD活性均高于CK，2个指标以T4、T3较高，并显著高于CK；干旱第9天，POD活性以T4最高，显著高于CK 145.9%；SOD活性以T3最高，显著高于CK 38.83%。复水后第3天，除T5外，其余处理POD、SOD活性均有上升，POD活性以T1、T2上升幅度最大，此时T4最高，显著高于CK 71.8%；而各处理SOD活性与CK间均表现显著差异，且T3、T4的 SOD活性恢复基本一致。至第6、9天，所有处理的POD、SOD活性略有上升，且均高于CK。结果表明：干旱胁迫能使百日草POD、SOD活性下降，而喷施TD能有效提高两者的活性。

2.7 三唑酮预处理对干旱胁迫下百日草REC和MDA的影响

由图5可见，随处理时间的延长，空白对照CK0的相对电导率(REC)变化不大，所有干旱处理的REC整体呈上升趋势，复水后又逐渐下降。具体来说，干旱期间，5个处理REC均低于CK；第3天以T5最低，显著低于CK 28.40%；干旱第6天，各处理均显著低于CK；干旱第9天，每个处理REC持续增加，仍以T5最低，显著低于CK 29.91%。同时，在干旱胁迫期间各处理和CK的MDA含量均一直上升。干旱第3、6天，各处理显著低于CK，其中前者以T4最低，后者以T5最低。干旱第9天，各处理MDA含量达最高，以T4最低，显著低于CK 53.5%。复水后第3天至第9天，各处理的REC和MDA含量持续下降，且较CK低，并以T5的REC最低。结果表明一定浓度范围的TD能明显减缓干旱后百日草REC增加和MDA的积累，两指标均以T5(300 mg·kg-1TD)处理减缓效果最好。

2.8 隶属函数分析评价

在评价不同浓度三唑酮处理的效果时，不能以单一因素来反映干旱胁迫下百日草幼苗生长及生理生化影响的优劣。所以，以干旱胁迫第9天的数据为准，综合各农艺性状指标和生理生化指标，对各处理采取隶属函数综合评判。由表2可知，所有处理的优劣排序结果为：处理T4>T3>CK0>T5>T2>T1>CK。由此得知，浓度为250 mg·kg-1的三唑酮对干旱胁迫下百日草幼苗的综合缓解效果最好，最有利于百日草的抗逆性栽培。

表2 隶属函数分析评价表

3 讨 论

在干旱胁迫下，植株可以通过逆境的变化来改变植株的外形，以更直观的方式表现植物对干旱的适应能力[9-10]。本试验发现，经干旱胁迫的幼苗，其株高、茎粗、根长、叶面积、根冠比等指标都明显差于正常水分条件下生长的植株，此结果与干旱胁迫对钩藤生长的影响一致[11]。研究表明，喷施三唑酮能抑制株高，这和吴园园等[12]研究结果一致，且特定浓度的三唑酮可抑制百日草幼苗的叶面积增加，以此来降低蒸腾速率，减少水分的散失，从而达到抗旱的效果。此外，喷施三唑酮还能增加茎粗及根长，提高根冠比，并以250 mg·g-1效果最好，此结果与利用240 mg·L-1三唑酮缓解干旱胁迫下蕾薹期油菜生长和抗氧化特性的结果相似[13]。即在缺水条件下，通过对百日草喷施三唑酮，可以很好地缓解其逆境下的抑制效果，这和三唑酮对大豆花期干旱的缓解作用结果相符合[14]。究其原因，可能是因为三唑酮能增强植物自身的抗逆调节作用，从而在逆境下增加地下部分的比重来提高抗逆性。

叶绿素主要参与吸收、传递和转换光能，在光合作用中占有重要地位[15]。水分胁迫减少了百日草的叶绿素含量，是由于干旱胁迫不仅妨碍叶绿素的生物合成，并且能加快分解速度[16]。本研究表明，干旱胁迫处理组的叶绿素含量明显低于空白对照，这和前人的研究结果一致；随着干旱程度的加深，各处理的叶绿素含量呈先升高后降低趋势，至干旱结束，每处理的叶绿素含量均高于CK，说明三唑酮能增加干旱胁迫下百日草叶片中叶绿素的合成，减缓叶绿素的分解。这可能是通过保护叶绿体膜系统的正常结构和功能来实现。

植物缺水后，其体内某些蛋白质合成被抑制，为减少缺水带来的伤害，植物会诱导产生某些抗逆性蛋白质(如SP)[17]。SP含量越高，越有利于降低植物渗透势水平、增强其抵抗脱水能力，以抵御干旱带来的伤害。本研究中，喷施三唑酮能有效提高百日草中SP的含量，增加植物的抗旱能力，进一步验证了前人的研究结论。脯氨酸在植物体内起调节渗透物质及防止脱水的作用，有保护膜结构稳定，清除自由基，解除氨毒等功能[18]。本研究表明，喷施适宜浓度的三唑酮能有效增加百日草中脯氨酸的含量，以更好地发挥渗透调节作用，保护膜结构稳定来增加植物的抗逆性。

SOD、POD是植物抵御胁迫伤害的保护酶系统。有研究发现，轻度缺水，SOD活性上升，重度缺水，SOD活性下降[19]。植物细胞衰老可从POD活性变化反映出来，POD既有益处，也会损伤细胞[20]。在本试验干旱胁迫下，百日草幼苗叶片的SOD、POD活性变化均呈先上升后下降的变化趋势, 可能是因为轻中度胁迫使酶的活性升高有利于清除更多的自由基以减少细胞的损伤，从而提高抗旱性。但马剑等[21]的研究与之有不同之处，其研究表明干旱胁迫会导致文冠果幼苗叶片SOD升高，而POD活性下降，认为在此过程中，主要是SOD对活性氧的清除起主要作用，这可能与研究的植物材料及干旱的程度有关。本研究发现，经三唑酮处理后，各处理百日草的酶活性均高于CK，表明三唑酮能有效提高保护酶的活性以增强百日草的抗旱能力。

植物在逆境条件下，其细胞膜结构受到伤害，细胞膜透性增大，相对电导率增加。因此相对电导率越高，细胞膜的透性越大，其抗性就越低，反之，透性越小，抗性越高[22]。本研究表明，随干旱时间的增加，适宜浓度的三唑酮能有效抑制相对电导率的上升增加其抗旱性能。复水之后，喷施三唑酮幼苗的相对电导率也较易恢复正常水平。另外，丙二醛含量高，说明细胞膜高度过氧化，且细胞膜被严重破坏。膜的过氧化能改变细胞膜的流动性和渗透性，从而改变细胞的结构和功能[23]，本研究表明，在干旱胁迫下，各处理的丙二醛含量均显著低于CK，这与三唑酮提高水稻幼苗抗旱性的结果[24]一致，这说明三唑酮能有效减缓百日草细胞膜高度过氧化，从而减少丙二醛的增加，以减少对植物细胞膜的损伤。

综上，干旱胁迫下，不同浓度的三唑酮能显著提高百日草幼苗的抗逆境能力，缓解干旱对植株带来的伤害，以浓度为250 mg·kg-1的三唑酮抗旱效果最好。本研究结果为三唑酮应用于干旱地区百日草等草花栽培提供了有效措施。