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Effects of DA-6 on leaf photosynthetic carboxylase and protective enzyme activities and grain yield of high-yielding summer maize.

胺鲜酯对高产夏玉米产量及叶片光合羧化酶和保护酶活性的影响


采用田间小区试验,以高产玉米新品种登海661为材料,研究了拔节期叶面喷施10、20和40 mg·L-1的胺鲜酯(DA-6)对玉米叶片光合羧化酶、保护酶活性和产量的影响.结果表明:喷施胺鲜酯各处理玉米分别比对照(含有表面活性剂和水)增产10.0%(10 mg·L-1)、8.9%(20 mg·L-1)和9.4%(40 mg·L-1),增产效果显著,但各浓度间差异不显著.胺鲜酯处理后,花后玉米的叶面积指数、光合速率、RuBP羧化酶和PEP羧化酶活性均显著上升(P<0.05),且对光合速率、RuBP羧化酶和PEP羧化酶活性的影响随着处理浓度的增加而提高;与对照相比,胺鲜酯处理后吐丝期、灌浆期、乳熟期和蜡熟期叶片SOD、CAT、POD和GSTs活性及可溶性蛋白质含量显著提高(P<0.05),MDA含量显著降低(P<0.05),其中CAT活性随着处理浓度的增加呈上升趋势,其余生理指标各浓度间无显著性差异.

A field plot experiment was conducted to study the effects of foliar spraying DA-6 at the rates of 10, 20, and 40 mg·L-1at jointing stage on the leaf photosynthetic carboxylase and protective enzyme activities and grain yield of high-yielding summer maize cultivar Denghai 661. Comparing with the control (foliar spraying surfactant and water), spraying 10, 20, and 40 mg·L-1 of DA-6 increased the grain yield of Denghai 661 significantly, with the increment being 10.0%, 8.9%, and 9.4%, respectively, but no significant differences were observed among the DA-6 treatments. Different concentration DA-6 increased the leaf area index, net photosynthetic rate, and RuBPCase and PEPCase activities significantly, and the promotion effects on the net photosynthetic rate and RuBPCase and PEPCase activities increased with increasing concentration of DA-6. After treated with DA-6, the leaf superoxide dismutase, catalase, peroxidase, and gultathione S-transferase activities and the leaf soluble protein content at the stages of silking, grain-filling, milky, and wax maturity all increased significantly, and the leaf malondialdehyde decreased significantly, compared with the control. The catalase activity increased with increasing DA-6 concentration, but the other indices had no significant differences among the DA-6 treatments.


全 文 :胺鲜酯对高产夏玉米产量及叶片光合羧化酶和
保护酶活性的影响*
聂乐兴1,3 摇 姜兴印1,3**摇 吴淑华1,3 摇 张吉旺2,3 摇 刘摇 鹏2,3
( 1 山东农业大学植物保护学院, 山东泰安 271018; 2 山东农业大学农学院, 山东泰安 271018; 3 作物生物学国家重点实验
室, 山东泰安 271018)
摘摇 要摇 采用田间小区试验,以高产玉米新品种登海 661 为材料,研究了拔节期叶面喷施 10、
20 和 40 mg·L-1的胺鲜酯(DA鄄6)对玉米叶片光合羧化酶、保护酶活性和产量的影响.结果表
明:喷施胺鲜酯各处理玉米分别比对照(含有表面活性剂和水)增产 10郾 0% (10 mg·L-1)、
8郾 9% (20 mg·L-1)和 9郾 4% (40 mg·L-1),增产效果显著,但各浓度间差异不显著.胺鲜酯处
理后,花后玉米的叶面积指数、光合速率、RuBP 羧化酶和 PEP 羧化酶活性均显著上升(P<
0郾 05),且对光合速率、RuBP羧化酶和 PEP 羧化酶活性的影响随着处理浓度的增加而提高;
与对照相比,胺鲜酯处理后吐丝期、灌浆期、乳熟期和蜡熟期叶片 SOD、CAT、POD 和 GSTs 活
性及可溶性蛋白质含量显著提高(P<0郾 05),MDA含量显著降低(P<0郾 05),其中 CAT活性随
着处理浓度的增加呈上升趋势,其余生理指标各浓度间无显著性差异.
关键词摇 高产夏玉米摇 胺鲜酯摇 产量摇 光合羧化酶摇 保护酶
文章编号摇 1001-9332(2010)10-2558-07摇 中图分类号摇 S482郾 8摇 文献标识码摇 A
Effects of DA鄄6 on leaf photosynthetic carboxylase and protective enzyme activities and grain
yield of high鄄yielding summer maize. NIE Le鄄xing1,3, JIANG Xing鄄yin1,3, WU Shu鄄hua1,3,
ZHANG Ji鄄wang2,3, LIU Peng2,3 ( 1College of Plant Protection, Shandong Agricultural University,
Tai爷 an 271018, Shandong, China; 2College of Agronomy, Shandong Agricultural University,
Tai爷an 271018, Shandong, China; 3State Key Laboratory of Crop Biology, Tai爷an 271018, Shan鄄
dong, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2010,21(10): 2558-2564.
Abstract: A field plot experiment was conducted to study the effects of foliar spraying DA鄄6 at the
rates of 10, 20, and 40 mg·L-1 at jointing stage on the leaf photosynthetic carboxylase and protec鄄
tive enzyme activities and grain yield of high鄄yielding summer maize cultivar Denghai 661. Compa鄄
ring with the control (foliar spraying surfactant and water), spraying 10, 20, and 40 mg·L-1 of
DA鄄6 increased the grain yield of Denghai 661 significantly, with the increment being 10郾 0% ,
8郾 9% , and 9郾 4% , respectively, but no significant differences were observed among the DA鄄6
treatments. Different concentration DA鄄6 increased the leaf area index, net photosynthetic rate, and
RuBPCase and PEPCase activities significantly, and the promotion effects on the net photosynthetic
rate and RuBPCase and PEPCase activities increased with increasing concentration of DA鄄6. After
treated with DA鄄6, the leaf superoxide dismutase, catalase, peroxidase, and gultathione S鄄transfer鄄
ase activities and the leaf soluble protein content at the stages of silking, grain鄄filling, milky, and
wax maturity all increased significantly, and the leaf malondialdehyde decreased significantly, com鄄
pared with the control. The catalase activity increased with increasing DA鄄6 concentration, but the
other indices had no significant differences among the DA鄄6 treatments.
Key words: high鄄yielding summer maize; DA鄄6; yield; photosynthetic carboxylase; protective
enzyme.
*国家“十一五冶科技支撑计划项目(2007BAD31B04)和公益性行业(农业)科研专项资金(200903003)资助.
**通讯作者. E鄄mail: xyjiang@ sdau. edu. cn
2010鄄01鄄25 收稿,2010鄄07鄄21 接受.
应 用 生 态 学 报摇 2010 年 10 月摇 第 21 卷摇 第 10 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Oct. 2010,21(10): 2558-2564
摇 摇 近年来,随着国民经济的发展,玉米的需求量日
益增加,但由于耕地面积有限,又要保持合理的种植
业结构,玉米种植面积不易再扩大,因此,通过培育
适宜高密度种植的品种、挖掘作物增产潜力是实现
作物超高产的关键途径之一,然而高密度种植通常
会带来倒伏、空秆、小穗、秃尖、贪青晚熟等一系列问
题,甚至会限制果穗发育、增加籽粒的败育率、降低
产量.植物生长调节剂在调控玉米各器官生长发育
上具有常规栽培难以达到的效果,可以充分协调籽
粒器官和茎秆的关系.与传统农业技术措施相比,植
物生长调节剂具有使用浓度低、剂量小、费用低、见
效快、在植物体和土壤中可迅速分解、环境友好等特
点,其通过调节植物内源激素水平而影响作物的生
理生化反应,从而解决由环境和遗传因素所造成的
倒伏等问题,已经成为我国玉米高产、稳产、高效栽
培的重要技术措施[1-2] .
胺鲜酯(DA鄄6)的化学名称为 2鄄N,N鄄乙氨基乙
基己酸酯(diethyl aminoethyl hexanoate), 于 20 世纪
90 年代初发现,是一类新型、广谱性植物生长调节
剂,具有高度安全性.有研究表明,DA鄄6 在低浓度下
对多种植物有调节、控制、促进生长的作用,可促进
碳水化合物代谢和物质积累,显著提高产量,并能改
善作物品质[3-5] . 而关于胺鲜酯在高产玉米上的应
用研究则鲜见报道.为此,本试验以高产夏玉米新品
种登海 661 为试验材料,于拔节期叶面喷施不同浓
度胺鲜酯,研究其对玉米叶片光合羧化酶和保护酶
活性的影响,以期为植物生长调节剂在高产玉米上
的应用提供理论基础和实践依据.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 试验材料与试验设计
以莱州登海种业有限公司超高产玉米新品种登
海 661 为试验材料,该品种为矮秆、中晚熟、大穗紧
凑型高产玉米杂交种.试验于 2008—2009 年在山东
省高新科技示范园区进行.大田土壤为中性沙壤土,
有机质含量 8郾 9 g·kg-1、全氮 0郾 81 g·kg-1、速效氮
65郾 22 mg·kg-1、速效磷 69郾 48 mg·kg-1、速效钾
112郾 48 mg·kg-1 .播种前基施 45%复合肥(N 颐 P 颐
K=15 颐 15 颐 15,总养分逸45% )375 kg·hm-2,拔节
期追施尿素 150 kg·hm-2 .
植物生长调节剂为 98%胺鲜酯原药,由四川国
光农化有限公司生产,按照农药制剂加工技术,将胺
鲜酯原药加工成 1%的水剂.试验设 4 个处理,分别
为:T1,胺鲜酯浓度为 10 mg·L-1,用量为 4郾 5 g·
hm-2(有效成分,下同);T2,胺鲜酯浓度为 20 mg·
L-1,用量为 9 g·hm-2;T3, 胺鲜酯浓度为 40 mg·
L-1,用量为 18 g·hm-2;以不含有效成分胺鲜酯的
处理(含表面活性剂和水)为对照(CK),于拔节期
叶面喷施.试验随机区组设计,小区面积 40 m2,3 次
重复,玉米等倍行距种植,行距 60 cm,种植密度为
75000 株·hm-2 .
1郾 2摇 测定项目与方法
1郾 2郾 1 叶面积测定 摇 采用长宽系数法,即长 伊宽 伊
0郾 75 测定叶面积[6] .于开花期开始每隔 10 d 测定,
直至成熟.
1郾 2郾 2 叶片光合速率的测定摇 于开花期选择生长一
致的植株挂牌标记,测定时再从中选择植株生长发
育一致、无病斑和破损的穗位叶(下同). 采用 CIR鄄
AS鄄域型便携式光合仪(PP鄄system, UK)于晴天条件
下 10:00—12:00 测定穗位叶净光合速率(Pn). 测
定条件为:LED 光源,PAR 1600 滋mol·m-2 ·s-1,
CO2 浓度 360 滋mol·mol-1 .
1郾 2郾 3 RuBP 羧化酶 ( RuBPCase) 和 PEP 羧化酶
(PEPCase)活性的测定 摇 酶液的制备:取剪碎的待
测叶片 0郾 5 g置于预冷的研钵中,加入 3 ml 预冷的
100 mmol·L-1 Tris鄄HCl 缓冲液[内含 7 mmol·L-1
巯基乙醇,10 mmol·L-1 MgCl2,1 mmol·L-1 EDTA,
5%甘油(V / V)和 1% PVP(W / V),pH 8郾 2],冰浴研
磨,匀浆液于 4 益 15000伊g离心 10 min,取上清液备
用.
RuBPCase活性的测定参照 Lilley 和 Walker[7]
的方法.反应液的总体积为 3 ml,内含 1 mmol·L-1
Tris鄄HCl 缓冲液 ( pH 8郾 0)、20 mmol·L-1 MgCl2,
10 mmol·L-1 KCl、50 mmol·L-1 ATP、5 mmol·L-1
DTT、2 mmol· L-1 NADH、1 mmol· L-1 EDTA 各
0郾 3 ml, 0郾 5 ml 水, 10 mmol · L-1 NaHCO3 溶液
0郾 1 ml, 3鄄磷酸甘油酸激酶 / 3鄄磷酸甘油醛脱氢酶
(15 U / 15 U)0郾 1 ml, 于 30 益恒温水浴 10 min,加
入 9 mmol·L-1的 RuBP溶液 0郾 1 ml, 最后加入酶提
取液 0郾 1 ml 启动反应,迅速测定反应混合液在
340 nm下吸光值的下降.
PEPCase活性的测定参照施教耐等[8]和 Anozis
等[9]的方法.反应液总体积为 3 ml,内含100 mmol·
L-1 Tris鄄HCl 缓冲液( pH 9郾 2)1 ml, 10 mmol·L-1
MgCl2 溶液 0郾 1 ml, 10 mmol· L-1 NaHCO3 溶液
0郾 1 ml, 1 mg·ml-1 NADH 溶液 0郾 3 ml,0郾 5 ml 水,
0郾 5 ml酶提取液,50 U·ml-1苹果酸脱氢酶(MDH)
955210 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 聂乐兴等: 胺鲜酯对高产夏玉米产量及叶片光合羧化酶和保护酶活性的影响摇 摇 摇 摇 摇 摇
0郾 3 ml, 于 28 益恒温水浴 10 min,加入 200 滋l PEP
(40 mmol·L-1)溶液启动反应,迅速测定反应混合
液在 340 nm下吸光值的下降.
1郾 2郾 4 超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、
过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)、可溶性蛋
白质含量测定摇 参照赵世杰等[10]的方法,于吐丝期
(花后 0 d)、灌浆期(花后 15 d)、乳熟期(花后 30 d)
和腊熟期(花后 45 d)测定. 选择植株生长发育一
致、无病斑和破损的穗位叶测定(下同).
1郾 2郾 5 谷胱甘肽转移酶(GSTs)活性测定摇 酶液的制
备参照 Hatton等[11]和郭玉莲等[12]的方法.取 0郾 5 g
鲜组织,加入 6 ml 0郾 1 mol·L-1(pH 7郾 5)的 Tris鄄HCl
缓冲液(内含 1 mmol·L-1 EDTA 和 75 g·kg-1的
PVPP),在液氮中研磨,匀浆液在 4 益、15000 r·
min-1离心 20 min,取上清液作为酶源液.
酶活性的测定参照 Irzyk 和 Fuerst[13]和郭玉莲
等[12]的方法,稍加改进. 在室温下,加入 4郾 1 ml 0郾 1
mol·L-1(pH 7郾 0)的磷酸缓冲液(含 1 mmol·L-1
EDTA)、0郾 1 ml 30 mmol·L-1的 1鄄氯鄄2,4鄄二硝基苯、
0郾 3 ml 30 mmol·L-1的还原型谷胱甘肽,酶液100 滋l,
反应液共计 4郾 5 ml.于 340 nm波长处用时间驱动程
序自动监测其吸光值在 2 min 内的变化,并记录反应
速度(OD340·min-1),按下式计算酶活力:
GSTs活力(nmol·min-1)= (驻OD340·v) / (着·L)
式中:驻OD340为每分钟光吸收的变化值;v 为酶促反
应体积(4郾 5 ml);着为产物的消光系数(0郾 0096 L·
nmol-1·cm-1);L为比色杯的光程(1 cm).
1郾 2郾 6 产量测定摇 成熟期收获、测产、考种.
1郾 3摇 数据处理
采用 Microsoft Excel 2003 软件进行数据处理,
采用 DPS v6郾 55 统计软件进行方差分析(Duncan 新
复极差法),试验结果为两年试验的平均值.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 胺鲜酯对高产夏玉米花后叶面积指数( LAI)
的影响
由表 1 可知,花后各处理玉米 LAI 呈下降趋势.
与对照相比,喷施胺鲜酯各处理玉米植株花后各生
育时期的 LAI均显著增加,叶面积降低速度减缓,维
持了较高的叶面积,花后 50 d 时,喷施 10、20 和 40
mg·L-1胺鲜酯处理分别较 CK增加了 1郾 9% 、2郾 9%
和 3郾 1% ,这是维持光合作用高持续期和高产形成
的基础.胺鲜酯不同浓度处理下,叶面积指数之间差
异不显著.
表 1摇 不同浓度胺鲜酯处理对玉米叶面积指数的影响
Tab. 1摇 Effects of different concentrations of DA鄄6 on leaf
area index (LAI)of maize
处理
Treat鄄
ment
开花后天数 Days after anthesis
0 10 20 30 40 50
CK 6郾 36a 5郾 93b 5郾 66b 5郾 04b 4郾 87b 4郾 18b
T1 6郾 45a 6郾 18a 5郾 81a 5郾 36a 5郾 14a 4郾 26a
T2 6郾 43a 6郾 16a 5郾 79a 5郾 34a 5郾 17a 4郾 30a
T3 6郾 41a 6郾 14a 5郾 76a 5郾 29a 5郾 23a 4郾 31a
T1: 10 mg·L-1的胺鲜酯处理 Spraying DA鄄6 with the concentration of
10 mg·L-1;T2: 20 mg·L-1的胺鲜酯处理 Spraying DA鄄6 with the
concentration of 20 mg·L-1;T3: 40 mg·L-1的胺鲜酯处理 Spraying
DA鄄6 with the concentration of 40 mg·L-1; CK: 对照 Control. 同列不
同字母表示处理间差异显著(P<0郾 05)Different letters in the same col鄄
umn meant significant difference among treatments at 0郾 05 level. 下同
The same below.
2郾 2摇 胺鲜酯对高产夏玉米净光合速率的影响
玉米开花后的净光合速率(Pn)表现为随生育
进程的推进而逐渐降低的趋势(图 1).开花后 50 d,
各处理净光合速率仍在 24 滋mol·m-1·s-1以上,玉
米光合速率高值可持续达 50 d 以上.胺鲜酯各处理
均显著促进了开花后玉米的净光合速率,其中在花
后 10 d促进作用最显著,喷施 10、20 和 40 mg·L-1
胺鲜酯处理分别比 CK 增加了 10郾 5% 、12郾 5% 和
14郾 5% ,并且浓度越高,促进效果越好.
2郾 3摇 胺鲜酯对高产夏玉米花后光合羧化酶活性的
影响
RuBP羧化酶(RuBPCase)和 PEP 羧化酶(PEP鄄
Case)是玉米叶片光合作用的关键酶,前者主要分
布于维管束鞘细胞,后者则存在于叶肉细胞,二者
图 1摇 不同浓度胺鲜酯处理对玉米净光合速率的影响
Fig. 1摇 Effects of different concentrations of DA鄄6 on net photo鄄
synthetic rate of maize (mean依SE).
T1: 10 mg·L-1的胺鲜酯处理 Spraying DA鄄6 with the concentration of
10 mg·L-1;T2: 20 mg·L-1的胺鲜酯处理 Spraying DA鄄6 with the
concentration of 20 mg·L-1;T3: 40 mg·L-1的胺鲜酯处理 Spraying
DA鄄6 with the concentration of 40 mg·L-1; CK: 对照 Control. 下同
The same below.
0652 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
图 2摇 不同浓度胺鲜酯处理对玉米 RuBP羧化酶和 PEP羧化
酶活性的影响
Fig. 2摇 Effects of different concentrations of DA鄄6 on RuBPCase
and PEPCase activities of maize (mean依SE).
共同协作才能完成光合作用.由图 2 可知,开花后玉
米叶片的 RuBPCase 和 PEPCase 活性呈单峰变化.
胺鲜酯不同浓度处理均显著提高了 RuBPCase 和
PEPCase活性,喷施10、20和40 mg·L-1胺鲜酯处
理的 RuBPCase 和 PEPCase 活性峰值分别比 CK 提
高了 5郾 7% 、 11郾 4% 、 22郾 9% 和 5郾 6% 、 16郾 7% 、
27郾 8% ,并且随着浓度增加促进作用呈现增强趋势.
2郾 4摇 胺鲜酯对高产夏玉米 SOD、CAT、POD 和 GSTs
活性的影响
由图 3 可知,花后玉米 SOD和 CAT活性均呈不
断降低趋势.胺鲜酯各浓度处理显著促进了灌浆期
和乳熟期的叶片 SOD 活性及 4 个生育时期的 CAT
活性,并且随着胺鲜酯浓度的增加,对 CAT 活性的
促进作用增强,而对 SOD活性的促进作用各浓度间
无显著差异. 花后玉米 POD 活性呈现单峰变化趋
势,在灌浆期活性最高.胺鲜酯各处理显著提高了灌
浆期以后各时期的 POD 活性,在灌浆期,10、20 和
40 mg·L-1处理的 POD 活性分别较 CK 增加了
21郾 8% 、13郾 3%和 14郾 9% ,各浓度处理间差异不显
著.花后 GSTs活性呈现不断下降的趋势. 胺鲜酯各
处理均不同程度地促进了 GSTs 活性,并且随着生
育进程的推进,促进作用增强,在腊熟期 3 个浓度处
理分别比 CK增加了 30郾 8% 、32郾 7%和 42郾 4% .
2郾 5摇 胺鲜酯对高产夏玉米MDA和可溶性蛋白质含
量的影响
由图 4 可知,胺鲜酯不同浓度处理显著促进了
腊熟期以前叶片可溶性蛋白质含量,降低了吐丝期
图 3摇 不同浓度胺鲜酯处理对玉米 SOD、CAT、POD和 GSTs活性的影响
Fig. 3摇 Effects of different concentrations of DA鄄6 on SOD, CAT, POD and GSTs activities of maize (mean依SE).
玉:吐丝期 Silking stage; 域:灌浆期 Filling stage;芋:乳熟期 Milky stage;郁:腊熟期Wax maturity stage. 不同字母表示处理间差异显著(P<0郾 05)
Different letters meant significant difference among treatments at 0郾 05 level. 下同 The same below.
165210 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 聂乐兴等: 胺鲜酯对高产夏玉米产量及叶片光合羧化酶和保护酶活性的影响摇 摇 摇 摇 摇 摇
图 4摇 不同浓度胺鲜酯处理对玉米 MDA和可溶性蛋白质含
量的影响
Fig. 4 摇 Effects of different concentrations of DA鄄6 on soluble
protein and MDA contents of maize (mean依SE).
以后叶片 MDA 含量. 在吐丝期喷施 10、 20 和
40 mg·L-1胺鲜酯处理对可溶性蛋白质的促进作用
最大,分别比对照增加 37郾 0% 、36郾 5%和 26郾 7% ,差
异显著,随着生育进程的推进,对叶片可溶性蛋白质
含量的促进作用逐渐降低.在灌浆期,各胺鲜酯处理
MDA 含量分别比对照降低了 16郾 6% 、17郾 1% 和
20郾 2% ,差异显著.
2郾 6摇 胺鲜酯对高产夏玉米产量及产量构成因素的
影响
由表 2 可以看出,喷施胺鲜酯各处理玉米分别
比对照增产 10郾 0% (10 mg·L-1)、8郾 9% (20 mg·
L-1)和 9郾 4% (40 mg·L-1),增产效果显著,但各浓
度间差异不显著.从产量构成因素上看,喷施胺鲜酯
表 2摇 不同浓度胺鲜酯处理对玉米产量和产量构成因素的
影响
Tab. 2摇 Effects of different concentrations of DA鄄6 on grain
yield and yield components of maize
处理
Treat鄄
ment
穗长
Ear
length
(cm)
秃尖长
Bare top
length
(cm)
穗行数
Ear
rows
行粒数
Kernels
per
row
百粒重
100鄄grain
mass
(g)
产 量
Yield
(kg·
hm-2)
CK 20郾 39a 2郾 60a 15郾 0a 32郾 5b 35郾 78a 15286b
T1 20郾 65a 2郾 09b 15郾 0a 33郾 1a 36郾 01a 16812a
T2 20郾 44a 1郾 93b 15郾 0a 33郾 9a 36郾 67a 16649a
T3 20郾 51a 1郾 91b 14郾 8a 34郾 3a 36郾 02a 16720a
各处理玉米的穗长、穗行数、百粒重与对照差异不显
著,但显著减少了玉米的秃尖长,增加了行粒数.
3摇 讨摇 摇 论
禾谷类作物经济产量的 60% ~ 100%来自开花
后到成熟期的光合代谢产物,生育后期的光合功能
直接影响籽粒产量[14] . 光照是影响作物光合作用、
生长发育和产量品质形成的重要因素[15-17] .玉米杂
交种光合速率(Pn)峰值出现在 10:00—12:00[18] .
高产玉米在密植条件下才能发挥增产潜力,最终产
量取决于叶片对光能的吸收利用与转化,灌浆期间
叶源的光合生理活性对籽粒产量形成尤为重要. 叶
面积是植物截获光能的物质载体. RuBPCase 和
PEPCase是 C4 植物光合作用过程中最重要的两个
酶,RuBPCase的活性反映了 PS域的光化学效率,最
终限制 CO2 的固定[19] . PEPCase 在 C4 植物的光合
过程中起 CO2“泵冶的作用,但对于产量潜力很高的
夏玉米杂交种而言,PEPCase活性己经较高,而延缓
RuBPCase活性的降低可能对提高叶片生理活性、维
持较高光合功能、获得高产具有更重要的作用.在本
试验中,胺鲜酯各浓度处理显著提高了开花后玉米
的叶面积指数、净光合速率、RuBPCase 和 PEPCase
活性,使光合生理功能得到改善,为最终获得高产创
造了条件.值得注意的是随着胺鲜酯处理浓度的提
高,对 RuBPCase和 PEPCase 活性的促进作用增强,
但不同浓度最终在产量上没有形成差异,这还需要
进一步的研究和验证.
花粒期是籽粒产量形成的关键时期,也是植株
生理功能渐进衰退期. 植物在遭受逆境胁迫或衰老
时体内产生过量超氧阴离子 ( O2
-· )、 OH-、 O2 和
H2O2 等自由基而造成胁迫伤害[20] . 植物体内过氧
化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化
酶(SOD)是细胞抵御活性氧伤害的主要酶类,在阻
止自由基的形成、清除自由基、抵抗不利环境条件和
延缓植物衰老等方面起着重要作用[21] . SOD主要清
除 O2
-·,使之成为 H2O2;POD 和 CAT 主要将 H2O2
还原为 H2O[22] . GSTs 可受多种因素的诱导,对一些
有毒物质,包括农药、致癌物和诱变剂等起到解毒作
用[23] . GSTs作为生物体内重要的解毒酶系,参与生
物体对外源物质的次级代谢,能催化 GSH与疏水化
合物进行亲核反应,这种作用是生物体进行脱毒和
排毒的重要方式,其表达具有组织特异性[24] . 植物
丙二醛(MDA)是脂质过氧化的主要产物之一,它的
积累是活性氧毒害作用的表现,是膜脂过氧化作用
2652 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
的指标[25] .本试验结果表明,胺鲜酯不同浓度处理
使玉米植株有较强的清除活性氧自由基的能力,能
够延缓衰老,延长叶片的光合期,有利于干物质的转
移,促进产量提高,这与张明才等[26]的研究结果一
致,其研究表明,由胺鲜酯复配的植物生长调节剂
SHK鄄6 能提高大豆叶片 SOD、POD 活性,促进 RuBP
羧化酶和 PEP羧化酶活性.综合比较胺鲜酯处理后
玉米各生理生化指标的变化,可以看出叶片净光合
速率和光合羧化酶的响应更持久和平稳,能更好地
为籽粒灌浆提供物质基础,在促进产量形成中发挥
更重要的作用.
在生产中,高密度种植容易造成倒伏等问题,同
时考虑到胺鲜酯属于植物生长促进剂的范畴,因此,
本研究对应用胺鲜酯后玉米的抗倒伏性也做了一些
比较:胺鲜酯处理后,植株高度无明显增加,显著增
加了茎秆粗度,能起到一定的抗倒伏作用. 因此,对
于矮秆、中晚熟、大穗紧凑型的高产玉米品种,可以
考虑在拔节期一次施用 10 ~ 20 mg·L-1的胺鲜酯,
对玉米植株可起到一定的抗倒伏作用,同时改善了
植株各生理生化指标,以进一步挖掘高产玉米整体
的增产潜能,保证高产稳产.
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作者简介摇 聂乐兴, 男, 1983 年生, 硕士研究生. 主要从事
植物生长调节剂的应用研究. E鄄mail: lxnie1314@ 163. com
责任编辑摇 张凤丽
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