全 文 ：第 12卷 第 3期
2 0 0 4年 7月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco-Agricuhure
Vo1．12 No．3
July， 2004
不同供锰量对小麦生理生化的反应研究
武泰存 闫 林 梁晓华 陈 宏 王景安
(天津师范大学化学与生命科学学院 天津 300074)
摘 要 溶液培养试验研究缺Mn、低 Mn和正常供 Mn对小麦生长发育的影响结果表明，缺 Mn与低 Mn均使敏
感品种“京冬8号”生长量显著降低，N03I—N和可溶性蛋白质含量显著增加，而氨基酸含量除供 Mn0．O01tano~L处
理显著降低外，其他处理间均无明显差异，各项指标均表现为低 Mn比缺 Mn影响更大，蛋白质电泳中低 Mn较缺
Mn以及其他处理缺失了2条蛋白质带。且敏感品种“京冬8号”比抗病品种“临远7069”表现更明显。
关键词 小麦 缺Mn 低 Mn 生理生化
．衄 咖 ∞ of different concentrations of M n on the growth and development of wheat．、Ⅳ1J Tai—Cun，YAN Lin，
LIANG Xiao-Hua，CHEN Hong，wANG Jing—An(Colege 0f Chemistry and Life Sciences，Tianjin Normal University，
Tianjin 300074)，CJEA，2004，12(3)：86～88
Abstract In the method Of water culture，the influences Of Mn deficiency，low Mn and norm al Mn on the growth and
development of wheat were studied．The results show that with the Jingdong一8，both the low Mn and the Mn deficiency
make the fresh weight and the dry weight Of stem and root decrease obviously，the content 0f the N0 —N and the soluble
protein increase evidently；while the content 0f amino acid has no obvious difference in other treatments，except for the
marked decrease at the lower Mn concentration of 0．001tmao~L；al1 the indexes express that 1ow Mn concentration has
more higher influence than Mn deficiency；in protein electrophoresis，two protein lines disappear in the low Mn concentra—
tion．The expressions 0f Linyuan一7069 are just not SO obvious aS those of Jingdong-8．
Key wolds Wheat，Mn deficiency，Low Mn，Physiology and biochem istry
我国土壤全 Mn含量为 42～3000mg／kg，平均值为 710mg／kg，低于世界平均土壤含 Mn量(800mg／kg)。
小麦对缺 Mn较敏感，缺 Mn时小麦生长不良且产量下降。已有的大量田问或室内试验研究表明缺 Mn土
壤施加 Mn肥具有显著增产效果 卫]。对玉米缺 Zn培养发现，一定低 Zn比缺 Zn对玉米危害更大_3 J。而有
关缺 Mn与低 Mn对小麦生理生化的反应目前尚少见报道。本试验研究了缺 Mn、低 Mn和正常供 Mn对小
麦生理生化的反应，为小麦生产合理施用 Mn肥提供科学依据。
1 试验材料与方法
试验在温室内进行，供试小麦品种为“京冬 8号”和“I临远 7069”2品种，“京冬 8号”为白粉病敏感品种，
而“I临远 7069”为白粉病抗性品种。选择饱满一致的小麦种子，浸种 10h后置于垫有浸湿滤纸烧杯内，上覆 2
层湿滤纸以发芽。2d后挑选发芽一致种子播于清洁砂石中于室温下生苗，5d后选择生长较好且一致麦苗去
掉胚乳，用去离子水洗净后移至2L营养瓷盆中，每盆 9株，每天光照 12h(白天室温23～26℃，夜问温度18～
20℃)，每 5d更换 1次营养液，其营养配方 为 K2SO40．75mmol／L、MgSO40．65mmol／L、KC10．1mmol／L、
KH2PO40．25mmol／L、Ca(N )22mmol／L、H3t303lt~mol／L、CuS040．1t~mol／L、(NH．6MO,024 0．005 t~mol／L、
FeHEDTA 0．1mmol／L和ZnSO41t~mol／L，营养液 pH值为6．2(±0．1)。Mn以Mn~)4形式供给，设 0t~mol／L
(工)、0．001umol／L(1I)、0．01t~mol／L(Il1)、0．1t~mol／L(IV)和 1．0t~mol／L(V)5个浓度处理，每处理重复 4次，共
36株，用电动泵连续通气供 O2，培养 30d后收获。收获前随时观察麦苗生长变化状态，并照相记录缺 Mn状
态。收 获后 分别 测 定植 株地 上 部 和地 下部 鲜 物质 量 与干 物 质量。用 水杨 酸 硝化 法、茚 三 酮
* 天津师范大学引进人才基金项 目资助
**通讯作者
收稿日期：2003—01—31 改回日期：2003—02—28
第 3期 武泰存等 ：不同供锰量对小麦生理生化的反应研究
比色法与考马斯亮蓝G-250法 分别测定 NO3-一N、氨基酸和蛋白质含量等指标，并以考马斯亮蓝 R一250染
色 进行蛋白质组分聚丙烯酰胺凝胶电泳分析。所有数据均采用 SAS 8．2统计软件进行统计分析。
2 结果与分析
2．1 缺 佃^ 与低 佃^ 对小麦茎叶和根鲜物质量及干物质量的影响
表 1表明处理 I～Ⅳ小麦植株茎叶鲜物质量与干物质量均显著降低，且不同品种降幅不同，敏感品种
“京冬 8号”处理Ⅱ茎叶鲜物质量与干物质量显著低于处理 I；而抗病品种“临远 7069”茎叶鲜物质量与干物
质量变化趋势不同，处理 I～Ⅲ茎叶鲜物质量均显著低于处理Ⅳ和V，且处理Ⅳ与处理V间无显著差异，处
理 I和Ⅱ干物质量显著降低，而处理Ⅲ～V间干物质量无显著差异，且处理Ⅲ含水量达最小值，其叶片黄化
比处理 I表现更重，并随时间的延长而差异越明显，其老叶凋亡时间明显早于处理 I，表明“临远 7069”对缺
Mn亦表现出一定抗性。表 2表明处理 I(缺 Mn)与处理Ⅱ、Ⅲ(低 Mn)对 2品种根部鲜物质量及干物质量
的影响呈相同规律，缺 Mn直接影响小麦光合产物的形成和干物质积累，“京冬 8号”小麦根鲜物质量与干
物质量合成受阻处理 Ⅱ比处理 I表现更明显；而“I临远 7069”处理 I(缺 Mn)与处理 Ⅱ、Ⅲ(低 Mn)根鲜物质
量均显著降低，处理 I(缺 Mn)与处理 Ⅱ(低 Mn)根干物质量均显著降低，且处理 Ⅲ麦苗根部含水量显著
降低。
表1 缺 Mn与低 Mn对小麦茎叶鲜物质量及干物质量的影响
Tab．1 Eff~t of Mn deficiency and low Mn on the sterna fresh weight and dry weight of wheat
*不同字母表示差异显著 ，下同。
表 2 缺 Mn与低 Mn对小麦根鲜物质量及干物质量的影响
Tab．2 Eff~t of Mn deficiency and low Mn on the root fresh weight and dry weight of wheat
2．2 缺 Mn与低 Mn对小麦植株 NO3-·N含量的影响
随Mn浓度的降低，“京冬 8号”植株体内 NO[一N含量增加，处理 I～V NOd—N含量分别为 61．448
mg／g、65．706mg／g、57．977mg／g、55．802mg／g和 45．764mg／g，且处理 1 NOs-一N含量达峰值，即低 Mn比缺
Mn使植株体内NO[一N含量积累更多；而“临远7069”则随供 Mn浓度的降低，植株体内NO[一N含量逐渐增
大，处理 I～VNO3一N含量分别为 78．592mg／g、76．904mg／g、72．014mg／g、54．538mg／g和50．830mg／g，且各
处理问呈线性关系。Mn作为硝酸还原酶的活化剂，缺 Mn必然引起硝酸还原酶活性的降低，阻碍No --N向
NH4+。N正常转化(Heenan等，1980)，最终导致 NO3一N大量积累。
2．3 缺 nil与低 nil对小麦植株可溶性蛋白质及游离氨基酸含量的影响
表3表明“京冬 8号”除处理 Ⅱ氨基酸含量显著降低外，其他处理均较处理V无显著差异，这可能与缺
Mn使植株生长受抑而产生的浓缩作用有关；而“I临远 7069”处理 I～Ⅲ氨基酸含量均显著低于处理Ⅳ和V，
且处理Ⅳ与V间无显著差异。氨基酸含量的降低影响其蛋白质合成，且影响其他化合物如核酸、核苷酸、辅
表 3 缺 Mn与低 Mn对小麦植株可溶性蛋白质及游离氨基酸含量的影响
Tab．3 Effect of Mn deficiency and low Mn on the plant content of soluble protein and dissociate amino add of wheat
*鲜物质量。
中 国 生 态 农 业 学 报 第 12卷
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I Ⅱ Ⅲ Ⅳ V
酶、磷脂和叶绿素的合成，从而影响植株正常生长发育；“京冬 8
号”可溶性蛋白质含量随供 Mn浓度的降低呈升高趋势，但处理 Ⅱ
升幅较小，表现出低 Mn比缺 Mn可能致更大危害；而“临远 7069”
不同 Mn处理问可溶性蛋白质含量无显著差异。2品种处理 Ⅱ(低
Mn)比处理 I(缺 Mn)蛋白质合成均表现明显下降，这与 Lerer和
Bar—Akiva有关菜豆的研究结果一致 J。对“京冬 8号”蛋白质组分
电泳分析见图 1，图 1显示随供 Mn浓度的降低，箭头所指 2条蛋
白带呈逐步降低趋势，尤其处理 Ⅱ2条蛋白带几乎消失，这与从形
图1 “京冬8号”蛋白质组分电泳图 态观察到的低 Mn(处理 Ⅱ)比缺 Mn(处理 I)对麦苗危害更大相吻
Fig．1 The protein electrophoresis of“Jingdong一8”合，很可能是低 Mn危害与低 Mn时这 2种蛋白合成受阻有关，从
而影响小麦正常生长发育；而完全缺 Mn(处理 I)时小麦可能适应缺 Mn条件，并启用了其他元素作为 Mn
的替补元素参与蛋白质的合成，故其危害轻于低 Mn(处理 Ⅱ)处理。2条蛋白带与麦苗低 Mn危害的关系尚
待进一步研究。
3 小结与讨论
本试验研究表明低 Mn(处理I1)比完全缺Mn(处理 I)对“京冬 8号”小麦地上部和地下部鲜物质量与
干物质量、YCh—N和氨基酸含量以及蛋白质合成均影响更大，且对处理 Ⅱ和Ⅲ的影响最明显；而“临远
7069”对缺 Mn和低 Mn有一定抗性，但某些指标表现出一定影ninth叶片失绿程度，尤对处理Ⅲ的影响最大，
其出现受害症状时间晚于“京冬 8号”，且随培养时间的延长表现出与“京冬 8号”一致规律。
参 考 文 献
1 邹邦基等．植物的营养．北京：中国农业出版社，1985．221～222
2 褚天铎等．华北石灰性土壤发现小麦缺Mn症．土壤肥料，1984(4)：封 3
3 王景安等．一定的低锌比缺锌对玉米危害更大．自然科学进展，2002，12(3)：205～207
4 白保璋，王景安等．植物生理学测试技术．北京：中国科学技术出版社，1993．23～99
5 吴惠仙等．中华鳖气疖疮病的可溶性蛋白分析．海洋湖沼通报，1999(2)：37-40
6 马斯纳 H·著．高等植物的矿质营养．北京：北京农业大学出版社，1991．169～172