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缺素处理对两种鸢尾叶绿素和蛋白质含量的影响



全 文 :·园林花卉·植物 北方园艺2016(02):78~81
第一作者简介:庄倩倩(1984-),女,博士研究生,讲师,现主要从事
长白山野生资源引种驯化等研究工作。E-mail:zhuangqian_0156
@sina.com.
基金项目:吉林省林业厅林业科技资助项目(2013-010)。
收稿日期:2015-10-08
DOI:10.11937/bfyy.201602021
缺素处理对两种鸢尾叶绿素和蛋白质含量的影响
庄 倩 倩1,陈 少 鹏2,施 占 涛3
(1.吉林农业科技学院 植物科学学院,吉林 吉林132101;2.吉林市林业科学研究院,吉林 吉林132013;
3.桦甸市林业局,吉林 桦甸132400)
  摘 要:以山鸢尾、溪荪幼苗为试材,采用Hoagland完全营养液为对照,对幼苗进行缺素(N、
P、K、Ca、Mg)营养液培养处理,研究了缺素处理对其叶绿素和蛋白质含量的影响。结果表明:缺
N、K、Mg元素处理,可使山鸢尾及溪荪体内叶绿素含量下降,影响作用大小为N>K>Mg,山鸢
尾>溪荪;缺P、Ca元素处理可使蛋白质含量大幅度下降,影响作用大小为P>Ca。
关键词:缺素;鸢尾;叶绿素;蛋白质
中图分类号:S 682.1+9 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2016)02-0078-04
  鸢尾属(Iris)植物为多年生草本植物,全球约有
300种,广泛分布于世界各地,其中主要以中国至中东地
区为本属的分布中心[1],以其花大、色艳且变化丰富、花
型奇特而备受各国园艺界的青睐,在园林中广泛运用于
花坛、花境、岩石园或湿生园中,亦可作切花生产。
中国作为鸢尾属植物的主要分布区之一,野生资源
十分丰富,据报道中国约有该属植物60个种及13个变
种,主要分布在西南、西北和东北地区,其中秦岭山脉有
6个种及1个变种,长白山分布着9种纯野生鸢尾及1
个变种[2]。但是我国对鸢尾属的研究起步较晚,前期主
要以分类学、胞粉学、核型学[3]等研究为主;近年,东北林
业大学的孙颖[4]、刘强等[5]、杨艳清[6]、北京林业大学的
郭瑛[7]、刁晓华[8]、高亦珂等[9]对东北地区及北京地区鸢
尾属植物种子的生物学特性、苗期生长规律、开花习性、
传粉生物学特性等方面开展了一系列研究工作;黄苏珍
等[10-11]对长白山地区的部分鸢尾属植物进行异地跨地
区的引种驯化和栽培管理的研究。随着园艺花卉事业
的迅速发展,国内对观赏价值较高的鸢尾属植物进行了
较多的引种驯化和栽培技术领域的研究[12-16],组织培养
领域的研究则多限于国外德国鸢尾及球根荷兰鸢尾系
列。目前对长白山鸢尾属植物仅有种子生物学特性及
种子萌发特性方面的研究,而缺素研究尚鲜见报道。
现选取分布于长白山地区2种观赏价值较高的鸢
尾属植物溪荪、山鸢尾进行了幼苗营养缺乏症状的生理
指标研究,以期为鸢尾属花卉幼苗营养诊断和科学施肥
提供理论依据,对开发和利用鸢尾属野生花卉资源具有
重要的指导意义。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料为人工播种培育的长白山山鸢尾(I.setosa)
及溪荪(I.sanguinea)小苗。2种鸢尾种子2013年采自
吉林省安图县,种子阴干后埋土层积处理。11月将种
子取出,播种于温室中,其间进行正常的肥水管理,12
月第一次分苗。翌年4月选取生长基本一致的小苗移
入直径1mm的石英砂基质中,选用直径8cm的塑料
营养钵,每个钵种植1株小苗,浇灌去离子水培养5d,
备用。
1.2 试验方法
分别给幼苗浇灌缺氮(NO-N)、缺磷(NO-P)、缺钾
(NO-K)、缺钙(NO-Ca)、缺镁(NO-Mg)营养液[17-18],以
Hoagland完全营养液[19]为对照(CK),各营养配方见
表1、2,营养液pH 6.0。处理期间每隔3d浇1次营
养液,并且每天早晚各浇1次去离子水,以补充小苗正
常生理活动所需的水分。每种材料各处理5株,3次
重复。
1.3 项目测定
分别在处理的第10、20、30天,从各处理选取3株长
势一致的小苗进行叶绿素a、叶绿素b、叶绿素、叶黄素及
蛋白质含量的测定。叶绿素含量采用722型分光光度
计-乙醇法测定;蛋白质含量采用考马斯亮蓝G-250染
色法测定。
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北方园艺2016(02):78~81 植物·园林花卉·
表1 营养液配方
  Table 1 Prescription of nutrient fluid  mg/L
母液
处理
CK  NO-N NO-P  NO-K NO-Ca NO-Mg
KNO31mol/L  5 - 6 - 5  6
Ca(NO3)2·4H2O 1mol/L  5 - 4  5 - 4
MgSO4·7H2O 1mol/L  2  2  2  2  2 -
KH2PO41mol/L  1 - - - 1  1
K2SO40.5mol/L - 5 - - - 3
Ca(H2PO4)2·H2O 0.05mol/L - 10 - 10 - -
CaSO4·2H2O 0.01mol/L - 200 - - - -
柠檬酸铁0.5%水溶液 1  1  1  1  1  1
微量元素混合液 1  1  1  1  1  1
  表2 微量元素混合液的配方
  Table 2 Prescription of trace element fluid
微量元素 H3BO3 MnCl2·4H2O ZnSO4·7H2O CuSO4·5H2O
(NH4)2
Mo7O4·4H2O
含量
/(mg·L-1)
2.86  1.81  0.22  0.08  0.02
2 结果与分析
2.1 缺素处理对山鸢尾、溪荪幼苗叶绿素含量的影响
由图1、2可见,随着各缺素处理时间的增加,山鸢
尾、溪荪幼苗叶绿素总含量均呈现下降趋势,而完全营
养液对照处理的叶绿素总含量随着处理时间的增加均
呈现缓慢上升的趋势。
山鸢尾NO-N、NO-Mg处理30d,其幼苗叶绿素总含
量分别比CK下降了62.3%、51.4%,均超过50%。NO-K
处理30d叶绿素总含量较CK下降了46.8%。而缺Ca处
理的山鸢尾小苗叶绿素含量下降最少,只下降了33.5%。
溪荪进行缺素培养30d,叶绿素含量受影响程度从大到小
依次为:NO-N、NO-K、NO-Mg、NO-P、NO-Ca与CK相比
    
较分别下降了42.0%、50.4%、45.6%、38.7%、31.1%。
由上述可见,山鸢尾缺素处理后小苗叶绿素含量的
下降幅度较溪荪的下降幅度要大。而且从形态上观察,
也是山鸢尾最先出现缺素症状。
图1 缺素处理对山鸢尾叶绿素含量的影响
Fig.1 The influence of nutritional deficiency treatment on
the content of chlorophyl of I.setosa
图2 缺素处理对溪荪叶绿素含量的影响
Fig.2 The influence of nutritional deficiency treatment to
the content of chlorophyl of I.sanguinea
由表3可知,缺素处理后山鸢尾和溪荪幼苗的叶绿
素a、叶绿素b含量均低于CK。且随着处理时间的增
    表3 缺素处理对山鸢尾、溪荪叶绿素组成的影响
  Table 3 The influence of nutritional deficiency treatment on the contents of chlorophyl a,chlorophyl b and xanthophyl of I.setosa and I.sanguinea
处理
山鸢尾 溪荪
叶绿素a/(mg·g-1) 叶绿素b/(mg·g-1) 叶黄素/(mg·g-1) 叶绿素a/(mg·g-1) 叶绿素b/(mg·g-1) 叶黄素/(mg·g-1)
NO-N10d 0.726  0.295  0.108  0.947  0.536  0.128
NO-N20d 0.621  0.269  0.128  0.825  0.448  0.144
NO-N30d 0.479  0.196  0.178  0.753  0.293  0.169
变化率/% -34.0 -33.7  39.3 -20.5 -45.3  32.0
NO-P10d 0.700  0.404  0.095  0.944  0.490  0.145
NO-P20d 0.636  0.316  0.113  0.863  0.360  0.168
NO-P30d 0.583  0.294  0.120  0.779  0.346  0.175
变化率/% -16.7 -27.1  20.8 -17.5 -29.3  20.7
NO-K10d 0.826  0.325  0.067  0.979  0.549  0.105
NO-K20d 0.723  0.294  0.089  0.873  0.443  0.135
NO-K30d 0.613  0.204  0.108  0.569  0.227  0.156
变化率/% -25.7 -23.0  38.0 -41.9 -58.6  48.6
NO-Ca10d 0.810  0.410  0.047  0.950  0.541  0.104
NO-Ca20d 0.797  0.377  0.065  0.897  0.468  0.107
NO-Ca30d 0.729  0.311  0.098  0.815  0.426  0.161
变化率/% -10.0 -17.7  52.0 -14.1 -21.1  54.8
NO-Mg10d 0.757  0.453  0.071  0.949  0.379  0.175
NO-Mg20d 0.700  0.395  0.090  0.855  0.278  0.187
NO-Mg30d 0.562  0.312  0.127  0.846  0.236  0.208
变化率/% -25.8 -25.4  44.1 -10.9 -37.8  18.9
CK  1.080  0.709  0.092  1.135  0.660  0.068
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·园林花卉·植物 北方园艺2016(02):78~81
加,叶绿素a、叶绿素b含量均呈现下降趋势。其中缺
N、K、Mg处理的幼苗叶绿素a、叶绿素b含量下降幅度
较大。但各缺素处理的幼苗叶黄素含量均比CK高,而
且随着处理时间的增长,叶黄素含量逐渐增加。
2.2 缺素处理对山鸢尾、溪荪幼苗蛋白质含量的影响
由图3、4可知,CK处理的山鸢尾、溪荪幼苗蛋白质
含量随着处理时间的增加呈现缓慢上升的趋势,而缺素
处理的幼苗叶片蛋白质含量却随处理时间的增长而逐
渐降低。
山鸢尾叶片蛋白质含量受缺素影响从大到小依次
为:NO-P、NO-Ca、NO-Mg、NO-N、NO-K,与CK处理对
比分别下降了51.9%、61.7%、48.0%、39.5%、42.3%。
由此可知,鸢尾幼苗在缺乏P、Ca、Mg 3种元素时蛋白质
含量所受影响较大。
溪荪叶片蛋白质含量受缺素影响从大到小依次为:
NO-P、NO-Ca、NO-Mg、NO-N、NO-K,与CK处理对比分
别下降了64.2%、57.8%、51.5%、44.2%、41.9%。由此
可知,鸢尾幼苗在缺乏P、Ca、Mg 3种元素时蛋白质含量
所受影响较大。
综上可知,缺P、Ca、Mg处理对山鸢尾和溪荪幼苗
蛋白质含量下降影响效应较大。
图3 缺素处理对山鸢尾蛋白质含量的影响
Fig.3 The influence of nutritional deficiency treatment on
the content of protein of I.setosa
图4 缺素处理对溪荪蛋白质含量的影响
Fig.4 The influence of nutritional deficiency treatment on
the content of protein of I.sanguinea
3 讨论与结论
N、P、K、Ca、Mg 5种元素是植物的必需元素,而且
在维持植物正常生长过程中需求量很大。其中N、K、
Mg 3种元素是叶绿素合成的重要成分,与光合作用有
密切关系。植物缺乏这3种元素时,叶绿体遭到破坏,
影响叶绿素的合成。由于3种元素在植株体内易移动,
从山鸢尾和溪荪形态上观察,缺素症状首先发生在老叶
上,呈现缺绿,严重时叶尖或叶片的一部分坏死。由试
验结果可知,缺乏此3种元素时,植株内叶绿素含量下
降幅度最大。由此可知,N、K、Mg 3种元素对山鸢尾及
溪荪叶绿素含量影响较大,影响大小为N>K>Mg,山
鸢尾>溪荪。
P、Ca 2种元素直接参与了蛋白质的合成。其中P元
素是蛋白质的主要成分,也是许多辅酶如NAD+、NADP+
的重要成分,而且叶绿体的能量代谢过程中需要无机磷的
参与。缺P时,植物体内蛋白质的合成下降,使植株矮小。
P在植株体内易移动,缺素症状首先出现在老叶上,并逐
渐向上发展。Ca元素是蛋白质的重要组成成分,对蛋白
质起到稳定结构的作用。Ca在植株体内难移动,不易被
重复利用。缺钙时症状首先在上部幼叶上表现,呈淡绿
色,严重时叶尖出现典型的钩状。该试验发现小苗培养
时,缺乏P、Ca 2种元素,会使植株体内蛋白质含量大幅
度下降,从而影响植株生长,影响作用为P>Ca。
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08
北方园艺2016(02):81~84 植物·园林花卉·
第一作者简介:张鹏翀(1982-),男,硕士,工程师,研究方向为园林
植物生理生态。E-mail:zhang-pengchong@163.com.
责任作者:鲍淳松(1963-),男,硕士,高级工程师,研究方向为园林植
物栽培。
基金项目:杭州西湖风景名胜区管委会资助项目(2010-003);江苏
省苏北科技发展计划资助项目(BN2013065)。
收稿日期:2015-10-08
DOI:10.11937/bfyy.201602022
不同土壤和光照条件对长筒石蒜
生长及光合特性的影响
张 鹏 翀1,鲍 淳 松1,江   燕1,周   虹1,冯   玉1,郑 玉 红2
(1.杭州植物园,浙江 杭州310013;2.江苏省中国科学院植物研究所,江苏 南京210014)
  摘 要:以长筒石蒜(Lycoris longituba)开花种球为试材,采用土壤(沙土,沙土+泥炭土3∶1,
园土+泥炭土 (5∶4)和光照(遮阴率88%、54%、0%)双因素试验设计,探讨了不同土壤和光照条
件对长筒石蒜叶片数量和长度、鳞茎干重和湿重比,以及净光合速率的影响。结果表明:叶片数
量、鳞茎干重和湿重比随着光照强度的增加而升高,叶片长度随着光照的增加而减少,适当的土
壤养分有利于增加叶片数量和长度、鳞茎干重和湿重比,但过量的土壤养分并没有显著的效果,
反而出现下降的趋势;不同土壤基质对盛叶期叶片的净光合速率无显著影响,而随着光照强度的
增加净光合速率显著增强;土壤和光照的交互作用也存在显著差异,光照的影响要大于土壤的。
因此,长筒石蒜在叶期属于阳生植物,为提高其鳞茎产量应保证充足的光照和适量的土壤养分。
关键词:长筒石蒜;土壤;光照;生长量;光合特性
中图分类号:S 682.1+9 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2016)02-0081-04
  长筒石蒜(Lycoris longituba)属石蒜科(Amarylidaceae)
石蒜属(Lycoris Herb.)多年生草本植物,具地下鳞茎,
    
早春出叶,花期7—8月,花白色,花被裂片腹面或有淡
红色条纹,顶端稍反卷,边缘不褶皱,主要分布于江苏[1]。
由于其优良的观赏特性,花叶分离的独特习性,以及鳞
茎中多种提取成分的药用价值,已成为一种极具开发潜
力的球根花卉。
近年来,随着长筒石蒜的推广和应用,相关的研究
也相继开展。李虹颖[2]和刘晓萍[3]对其叶片的发育生
物学进行了研究,鲍淳松等[4]研究了长筒石蒜生物量构
成和养分质量分数季节动态,刘志高等[5]和鲍淳松等[6-7]
  
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Effect of Nutritional Elements Deficiency on Contents of
Chlorophyl and Protein of Two Kinds of Iris
ZHUANG Qianqian1,CHEN Shaopeng2,SHI Zhantao3
(1.Plant Science Colege,Jilin Agricultural Science and Technology Colege,Jilin,Jilin 132101;2.Jilin City Academy of Forestry,Jilin,Jilin
132013;3.Huadian City Forestry Bureau,Huadian,Jilin 132400)
Abstract:Taking two kinds of Iris as materials,using Hoagland nutrient fluid as control,influence of nutritional deficiency
(N、P、K、Ca、Mg)on contents of chlorophyl and protein of Iris setosa and Iris sanguinea was investigated.The results
showed that chlorophyl content of Iris setosaand Iris sanguineadecreased without N、K and Mg element,the order was
N>K>Mg,Iris setosa>Iris sanguinea.Protein content decreased without P and Ca element,the order was P>Ca.
Keywords:nutritional deficiency;Iris;chlorophyl;protein
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