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园丰素对圆齿野鸦椿幼苗生长及其抗旱性的影响



全 文 :Vol. 31 No.2
Jun. 2013
第 31卷 第 2期
2013年 6月
经 济 林 研 究
Nonwood Forest Research
收稿日期:2012-11-29
基金项目:中央财政林业科技示范与推广项目(〔2010〕JXTG-07-02);上海威敌生化有限公司(南昌)产学研合作项目;南昌市科技项目(洪
财企〔2012〕80号农业支撑 4- 2)。
作者简介:涂淑萍(1963—),女,江西南昌人。副教授,主要从事园林植物繁育与栽培的研究。Tel:13767196762,E-mail: jxtsping@163.com。
圆齿野鸦椿 Euscaphis konishii 为省沽油科
Staphyleaceae野鸦椿属 Euscaphis常绿小乔木。其
树形优美,花集中生于枝顶,春夏之际,满树银
花十分美观,果实成熟后果荚裂开,果皮反卷,
露出鲜红色的内果皮,黑色的种子粘挂在红色的
内果皮上,犹如满树红花上点缀着颗颗黑珍珠,
令人赏心悦目。观果时间从 9月下旬至翌年 4月
初,长达 7个月之久,它是优良的观果乡土树种,
市场前景好,可作为行道树、庭荫树,亦可盆栽
于室内。目前,有关圆齿野鸦椿树种的研究,主
要集中于种实采集、处理、播种、扦插和组织培
养等种苗繁育方面 [1-6],另有部分学者对其生物生
态学特性及抗逆性等方面也进行了研究 [7-9];而有
关植物生长调节剂对圆齿野鸦椿苗木生长及抗性
生理影响方面的研究却尚未见诸报道。
园丰素的主要成分为芸苔素内酯(简称
园丰素对圆齿野鸦椿幼苗生长及其抗旱性的影响
涂淑萍,马晓蒙,游双红,钟 诚
(江西农业大学 林学院,江西 南昌 330045)
摘 要:为了筛选既有利于促进幼苗生长又可提高苗木抗旱性的园丰素喷施浓度,采用盆栽完全随机试验设计
方案与方法,设喷施的园丰素药液分别为 10 000、2 000、1 000、200倍液(芸苔素内酯分别为 0.01、0.05、0.10、
0.50 mg·L-1),以不喷药的作为对照,就不同处理对圆齿野鸦椿幼苗的苗高与根长及干旱胁迫下其叶片生理生
化指标即过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、可溶性蛋白
质(SP)含量)的影响情况进行了试验研究,并利用隶属函数法对各处理的抗旱生理指标进行了分析,综合评
价了各处理苗木的抗旱性。结果表明:喷施园丰素能促进圆齿野鸦椿幼苗的生长,提高苗木的抗旱性;园丰素
的最佳喷施浓度为 2 000倍液(芸苔素内酯为 0.05 mg·L-1)。
关键词:圆齿野鸦椿;幼苗;园丰素;生长;抗旱性;生理生化指标
中图分类号:S603.4;S792.99 文献标志码:A 文章编号:1003—8981(2013)02—0121—04
Effects of Garden Fengsu on growth and drought resistant in Euscaphis
konishii seedling
TU Shu-ping, MA Xiao-meng, YOU Shuang-hong, ZHONG Cheng
(College of Forestry, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, Jiangxi, China)
Abstract: In order to screen out Garden Fengsu spraying concentration in favor of promoting seedling growth and
improving seedling drought resistance, effects of spraying different concentrations on height, root length and some
physiological and biochemical indicators (POD and SOD activities, MDA, Pro and SP contents) in Euscaphis konishii
were researched by potted completely randomized design, including 10 000, 2 000, 1 000, 200 times dilutions and CK (No
spraying), and mass concentrations of brassinolide were 0.01, 0.05, 0.10, 0.5 mg·L-1, respectively. The indicators of
drought resistant physiological were analyzed by subordinate function method, and drought resistant was evaluated. The
results show that spraying Garden Fengsu can promote seedling growth and improve seedling drought resistance, and the
optimal spray concentration is 2 000 times (brassinolide 0.05 mg·L-1).
Key words: Euscaphis konishii; seedling; Garden Fengsu; growth; drought resistance; physiological and biochemical indicators
DOI:10.14067/j.cnki.1003-8981.2013.02.018
122 第 2期涂淑萍,等:园丰素对圆齿野鸦椿幼苗生长及其抗旱性的影响
BRs),BRs进入植物体内后,不仅能加强光合作
用,促进生长发育,而且对植物细胞的膜系统具
有保护作用,能激发植物体内某些起保护作用的
酶的活性,可以大大减轻由于逆境下植物体所产
生的有害物质对其正常功能的损害 [10]。大量实验
研究和大田实验结果都证明,BRs确能增强作物
的抗逆性 [11-17]。因此,采用盆栽和干旱胁迫法,
研究了园丰素对圆齿野鸦椿幼苗生长及其抗性生
理的影响情况,旨在能筛选出有利于提高苗木质
量和抗逆性的园丰素的适宜喷施浓度。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地设在江西农业大学校内花卉盆景实验基
地。属亚热带湿润季风气候,气候湿润温和,日照
充足,一年中夏、冬季长而春、秋季短。年均气温
17.0~ 17.7 ℃,年降雨量 1 600 ~ 1 700 mm,年
平均相对湿度为 78.5%。
1.2 试验材料
试验树种为试验当年 3月播种的圆齿野鸦椿
实生苗,采用规格为 10 cm×8 cm的育苗钵种植。
试验用的园丰素为 0.01%的芸苔素内酯乳油,由
上海威敌生化有限公司生产。
1.3 试验方法
1.3.1 试验设计
试验共设如下 5个处理:处理Ⅰ,喷施园丰
素 10 000 倍液(芸苔素内酯 0.01 mg·L-1);处
理Ⅱ,喷施园丰素 2 000 倍液(芸苔素内酯 0.05
mg·L-1);处理Ⅲ,喷施园丰素 1 000 倍液(芸
苔素内酯 0.10 mg·L-1);处理Ⅳ,喷施园丰素
200倍液(芸苔素内酯 0.50 mg·L-1);处理Ⅴ(CK),
不喷药,作为对照。采用完全随机试验设计。试
验分两组进行,一组用来测定幼苗的抗旱生理指
标,另一组用于测定幼苗生长量。每个处理 10株,
重复 3次。园丰素喷施次数共设 2次,第 1次喷
施时间为 5月 5日,即幼苗展叶 2枚时进行,隔
30 d后(即 6月 6日)进行第 2次喷施。喷施要
求为:全株均匀喷药,至滴水为止。每次喷药后
要求 24 h内无雨,否则需重喷。
9月 1日将其中一组试验盆栽苗放置在防雨塑
料棚下进行干旱处理 5 d,于处理结束日(9月 6日)
的清晨摘取叶片进行抗旱生理生化指标的测定。
另一组,于 10月 31日一次性抽取各处理中最接
近平均苗高的苗木 3株,分别测定苗高和根长。
1.3.2 生理生化指标的测定方法
参照有关测定方法 [18-19]测定幼苗的各项生理
生化指标值:丙二醛(MDA)含量的测定,采用
双组分光光度计法;脯氨酸含量的测定,采用酸
性茚三酮法;可溶性蛋白质含量的测定,采用考
马斯亮蓝染色法;过氧化物酶(POD)的测定,
采用愈创木酚法;超氧化物歧化酶(SOD)活性
的测定,采用氮蓝四唑法。
1.4 数据统计与分析
采用 SPSS13.0软件进行数据统计与分析,并
利用模糊数学中的隶属函数法对所测各项指标进
行综合评价。隶属函数值的计算公式 [20]为:
R(Xi)= (Xi- Xmin)/ (Xmax- Xmin)。 (1)
如果某一项指标与抗旱性为负相关,则用隶
属函数进行转换,计算公式为:
R(Xi)= 1- (Xi- Xmin) / (Xmax - Xmin)。 (2)
式(1)与(2)中:Xi为各处理某一指标的实际
测定数值,Xmin和 Xmax分别为该指标实际测定值
中的最小值和最大值。首先进行原始数据转换,
利用公式将每个处理 5个生理生化指标的实测值
Xi换算成相应的隶属函数值 R(Xi),并得出各指标
的单项平均值,再通过上述 5个指标的单项平均
值计算出隶属函数的平均值,其结果越接近 0则
说明其抗旱性越差,而越接近 1则说明其抗旱性
越好 [21]。
2 结果与分析
2.1 喷施不同浓度园丰素对圆齿野鸦椿幼苗生长
的影响
不同处理后圆齿野鸦椿幼苗的苗高和根长如
表 1。从表 1中可以看出,随着园丰素喷施浓度的
升高,幼苗苗高先升后降。其中,处理Ⅱ(喷施
0.05 mg·L-1的园丰素)的幼苗苗高最大,平均苗木
高度达 34.25 cm,其与处理Ⅰ(喷施 0.01 mg·L-1的
园丰素)、处理Ⅲ(喷施 0.10 mg·L-1的园丰素)的
差异均达显著水平,其与处理Ⅳ(喷施 0.50 mg·L-1
的园丰素)、对照(苗木平均高度为 29.00 cm)
的差异均达极显著水平。各施药处理与对照的差
异均不显著。由此可见,喷施 0.05 mg·L-1的园丰
表 1 各处理圆齿野鸦椿幼苗的苗高和根长†
Table 1 Height and root length of Euscaphis konishii
seedings in different treatments cm
处理 Treatment Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
平均苗高
Seedling height 30.05 bAB 34.25 aA 30.55 bAB 27.30 bB 29.00 bB
平均根长
Root length 23.57 bAB 28.36 aA 21.67 bBC 17.00 cCD 14.76 cD
† 表1同行与表2同列数据后不同大、小写字母分别表示差异达到1%和
5%的显著水平。Different capital letters and lowercases in the same row
mean significant differences at 1% and 5% level, respectively.
123第 31卷 经 济 林 研 究
素能够促进苗高生长,但是,浓度过高或过低的
喷药效果均不明显。
从表 1中还可看出,随着园丰素喷施浓度的
升高,幼苗的根长亦表现为先升后降的变化趋势。
其中,处理Ⅱ(芸苔素内酯 0.05 mg·L-1)幼苗的
根长最大,平均根长达 28.36 cm,其与处理Ⅰ(芸
苔素内酯 0.01 mg·L-1)幼苗根长的差异达显著水
平,与其余各处理幼苗根长的差异均达极显著水
平。处理Ⅰ与处理Ⅲ的根长之间差异不显著,处
理Ⅰ与处理Ⅳ及对照的根长差异均达极显著水平;
处理Ⅳ与对照的根长差异不显著。对照幼苗的平
均根长为 14.76 cm。
综上所述,促进圆齿野鸦椿幼苗生长的园丰
素最佳喷施浓度为 2 000倍液(芸苔素内酯 0.05
mg·L-1)。
2.2 喷施不同浓度园丰素对圆齿野鸦椿幼苗各抗
性生理指标的影响
不同处理后圆齿野鸦椿幼苗各项抗性生理指
标的测定结果如表 2。
表 2 各处理圆齿野鸦椿幼苗的各项抗性生理指标值
Table 2 Resistance physiological indicators of Euscaphis
konishii seedings in different treatments
处理
Treatment
POD
/(u·g-1min-1)
SOD
/(u·g-1)
MDA
/(μmol·g-1)
Pro
/(μg·g-1)
SP
/(mg·g-1)
Ⅰ 146.67 aA 344.57 aA 0.88 cC 14.96 bA 38.92 aA
Ⅱ 114.78 bB 335.29 aA 0.71 dD 16.65 abA 36.15 bB
Ⅲ 103.98 bcBC 296.03 bB 0.79 dCD 17.84 aA 34.96 bB
Ⅳ 96.08 cC 267.16 cC 1.03 bB 15.17 bA 33.78 cC
Ⅴ 50.46 dD 218.35 dD 1.57 aA 10.25 cB 20.97 dD
2.2.1 过氧化物酶(POD)活性
POD 是植物体内重要的保护酶之一,对清除
H2O2有重要作用 [22-23]。从表 2中可以看出,在干
旱胁迫下,喷施园丰素可极显著提高幼苗叶片的
POD活性,且其 POD活性随园丰素喷施浓度的加
大而降低。喷施 10 000倍的园丰素溶液(芸苔素
内酯 0.01 mg·L-1),其 POD活性最强,与其余
各处理相比,差异均达极显著水平。
2.2.2 超氧化物歧化酶(SOD)活性
SOD是植物细胞中最主要的抗氧化酶,主要
通过催化超氧自由基(O2-)的歧化反应(O2-+
2H+→ H2O2+ O2)而解除 O2-所造成的氧化胁
迫,使植物在一定程度上抵抗干旱胁迫。所以,
SOD 活性的高低是衡量植物抗性强弱的重要指
标之一 [24-25]。从表 2中可以看出,在干旱胁迫下,
喷施园丰素可极显著提高幼苗叶片的 SOD活性,
且随着喷施浓度的加大其叶片 SOD活性却降低,
喷施 10 000倍 的园丰素溶液(芸苔素内酯 0.01
mg·L-1)时,叶片 SOD活性最强,与喷施 2 000
倍的园丰素溶液(芸苔素内酯 0.05 mg·L-1)相比,
两者间的差异不显著,而与其余各处理间的差异
却达到了极显著水平。
2.2.3 丙二醛(MDA)含量
植物器官在干旱胁迫条件下往往发生膜脂过
氧化作用。丙二醛是膜脂过氧化的最终分解产物之
一,是有细胞毒性的物质,能破坏生物膜的结构与
功能,其含量可以反映植物遭受伤害的程度。由表
2可知,在干旱胁迫条件下,喷施园丰素的叶片其
丙二醛含量均极显著低于对照,说明喷施园丰素可
保护生物膜的结构与功能,减少叶片中丙二醛的累
积。喷施园丰素的各处理之间,以处理Ⅱ叶片的丙
二醛累积量为最低,其与处理Ⅲ的差异不显著;与
处理Ⅰ、处理Ⅳ的差异均达极显著水平。
2.2.4 脯氨酸(Pro)含量
在植物受到胁迫时,脯氨酸因其分子结构及理
化特性而能保护酶的空间结构,稳定膜系统,增强
植物的抗性 [26]。叶片脯氨酸含量的增加,可以提
高细胞溶质的含量,增强渗透调节能力 [27]。从表 2
中可以看出,在干旱胁迫下,喷施园丰素可极显著
提高幼苗叶片的脯氨酸含量,这有助于细胞持水,
减少脱水,维持各器官较强的渗透调节能力,从而
提高苗木的抗逆性。喷施园丰素的各处理之间,处
理Ⅲ叶片中的脯氨酸含量最高,其与处理Ⅱ叶片中
的脯氨酸含量的差异不显著,而与处理Ⅰ和处理Ⅳ
之间的含量差异达到了显著水平。
2.2.5 可溶性蛋白质(SP)含量
植物组织会随干旱强度的增加而进行渗透调
节,但是不同植物溶质的累积程度不同,原因在于
其基因表达的不同,而基因表达的产物是蛋白质,
所以研究干旱胁迫下蛋白质的变化是研究抗旱基因
的一个重要基础 [28]。植物体内的可溶性蛋白质大
多数是参与各种代谢的酶类,测定含量是了解植物
体总代谢的一个重要指标。从表 2中可以看出,喷
施园丰素可极显著提高幼苗叶片的可溶性蛋白质含
量,从而提高幼苗的抗逆性能。喷施园丰素的各个
处理之间,处理Ⅰ叶片可溶性蛋白含量最高,与其
余各处理的含量差异均达极显著水平;处理Ⅱ与处
理Ⅲ之间叶片可溶性蛋白质含量的差异不显著,其
与处理Ⅳ之间的含量差异均达极显著水平。
2.3 各处理幼苗抗旱性的综合评价
作物抗旱性是由多种因素相互作用而构成的
一个较为复杂的综合性状,单纯用某一个抗性指
标很难说明问题,只有采用多指标的综合评价,
124 第 2期涂淑萍,等:园丰素对圆齿野鸦椿幼苗生长及其抗旱性的影响
才能比较客观地反映植物的抗旱性。为了弥补这
些缺陷,人们先后提出了隶属函数法、分级评价法、
直接比较法等评价方法 [29-30],采用多种方法综合
评定的结果与苗木实际抗旱能力更为接近。本试
验采用隶属函数法对 5个处理苗木的 5项抗旱生
理指标进行了综合评价与分析,结果见表 3。表 3
表明:当园丰素的喷施浓度为 0.01~ 0.05 mg·L-1
时,圆齿野鸦椿幼苗的抗旱性较强,随着园丰素
喷施浓度的加大,苗木的抗旱性反而降低。
表 3 各处理苗木抗旱性的综合评价结果†
Table 3 Comprehensive evaluation of seedling drought
resistance in different treatments
处理
Treatment Pro PS SOD MDA POD
平均值
Mean
抗旱性排序
Resistance order
Ⅰ 0.31 0.66 0.56 0.63 0.5 0.53 1
Ⅱ 0.41 0.57 0.52 0.76 0.36 0.52 2
Ⅲ 0.48 0.52 0.36 0.70 0.31 0.47 3
Ⅳ 0.32 0.37 0.25 0.51 0.27 0.34 4
Ⅴ 0.03 0.03 0.05 0.08 0.02 0.05 5
† 表3中的数据为各指标的隶属函数值. The data in the table is the
subordinate function values for each index.
3 结 论
试验结果表明,喷施园丰素能促进圆齿野鸦椿
幼苗的生长,提高苗木的抗旱性。喷施 2 000倍的
园丰素溶液(芸苔素内酯 0.05 mg·L-1),圆齿野
鸦椿幼苗的年生长量最大,苗高和根长均优于其
他各处理;喷施 10 000倍的园丰素溶液(芸苔素
内酯 0.01 mg·L-1),幼苗的抗旱性最强。但将喷
施 2 000倍的园丰素与喷施 10 000倍的园丰素这两
个处理进行比较,5个指标的隶属函数平均值两者
比较接近,仅相差 0.01。因此,喷施 2 000倍的园
丰素溶液(芸苔素内酯 0.05 mg·L-1)的药效最佳,
既可显著促进幼苗的生长,又可提高苗木的抗旱性。
参考文献:
[1] 覃嘉佳 ,聂海兵 ,龙云英 ,等 .圆齿野鸦椿种子发芽过程及其
酶活性变化的研究 [J].江西林业科技 ,2007,(6):7- 9.
[2] 覃嘉佳 ,龙云英 .圆齿野鸦椿扦插繁殖技术 [J].林业科技开
发 ,2007,21(3):71- 73.
[3] 欧 斌 ,李远章 .圆齿野鸦椿种子预处理和苗木生长规律及育
苗技术研究 [J].江西林业科技 ,2006,(3):16- 18.
[4] 张启翔 . 中国观赏园艺研究进展 [M].北京 :中国林业出版社
, 2008:268- 270.
[5] 涂淑萍 ,曹 蕾 .圆齿野鸦椿芽继代增殖的影响因素 [J].安徽
农业科学 ,2009,(6):13487- 13513.
[6] 杨燕凌 .打破圆齿野鸦椿种子休眠及外植体选择诱导实验研
究 [D].福州 :福建农林大学 ,2008.
[7] 支丽燕 ,吴田兵 ,龙云英 ,等 .干旱胁迫下圆齿野鸦椿苗期叶
片的生理特性 [J].福建林学院学报 ,2008,28(2):1901- 92.
[8] 支丽燕 ,胡松竹 ,余 林 ,等 .涝渍胁迫对圆齿野鸦椿苗期
生长及其叶片生理的影响 [J].江西农业大学学报 ,2008,30(2):
279- 282.
[9] 许方宏 ,张倩媚 ,王 俊 ,等 .圆齿野鸦椿的生态生物学特性
[J].生态环境学报 ,2009,18(1):306- 309.
[10] 孙振令 ,张红雨 .芸苔素内酯的研究进展及其在农业生产中的
应用 [J].淄博学院学报 (自然科学与工程版 ),2001,3(2):81- 84.
[11] Sakurai A, Fujioka S. The current status of physiology and
biochemistry of brassinosteroids[J]. Plant Growth Regul, 1993,
13: 147- 159.
[12] 钟 杨 ,陈洪国 .芸苔素内酯水剂对辣椒幼苗水分胁迫生理的
影响 [J].北方园艺 ,2011,(2):42- 44.
[13] 吴明荣 ,张仕福 .芸苔素内酯在小麦上的应用效果 [J].湖北
植保 ,2008,(2):45- 46.
[14] 张 薇 ,赵丽华 ,马吉勋 .芸苔素内酯在玉米上的应用 [J].西
昌农业高等专科学校学报 ,2001,(2):25- 26.
[15] 张 惟 ,刘亦学 ,杨秀荣 ,等 .芸苔素内酯水剂对番茄产量及
品质的影响 [J].天津农业科学 ,2004,10(2):24- 24.
[16] 朱晓晖 ,周柳强 , 谢如林 ,等 .镁及镁与芸苔素内酯配合对香
蕉幼苗生长的影响 [J].广西农业科学 ,2006,37(4):414- 418.
[17] 韩 刚 ,韩恩贤 ,李凯荣 .油菜素内酯对沙棘抗旱生理的影响
[J].中南林业科技大学学报 ,2007,27(3) :5- 9.
[18] 师辰娟 .植物生长调节剂对苗木生长及其抗性生理的影响
[D].北京 :北京林业大学 ,2006:19- 22.
[19] 郝再彬 .植物生理实验 [M].哈尔滨 :哈尔滨工业大学出版社 ,
2004.
[20] 陈荣敏 ,杨学举 ,梁凤山 ,等 .利用隶属函数法综合评介冬小
麦的抗旱性 [J].河北农业大学学报 ,2002,25(2):7- 9.
[21] 王 贤 ,周 涤 ,王巍伟 ,等 .利用隶属函数法筛选百合鳞片
繁殖最佳条件 [J].北方园艺 ,2011,(18):107- 109.
[22] 刘晓建 ,谢小玉 ,薛兰兰 .辣椒开花结果期对干旱胁迫响应机
制的研究 [J].西北农业学报 ,2009,18(5):246- 249.
[23] 王 霞 ,侯 平 ,尹林克 ,等 .土壤水分胁迫对柽柳体内膜保护
酶及膜脂过氧化的影响 [J].干旱区研究 ,2002,19(3):17- 20.
[24] 陈 珂 .植物对干旱胁迫的生理响应 [J].安徽农业科学 ,2009,
37(5):1907- 1908.
[25] 陈鸿鹏 ,谭晓风 .超氧化物歧化酶 ( SOD )研究综述 [J].经济
林研究 ,2007,25(1):59- 65.
[26] 苗海霞 .干旱胁迫下 6种经济林树种苗期反应特性的研究
[D].泰安 :山东农业大学 ,2005: 1- 30.
[27] 王韶唐 .植物抗旱的生理机理 [J].植物生理生化进展 ,1983,
(2):124- 126.
[28] 莫镇华 .部分引种槭树干旱胁迫下苗期反应特性的研究 [D].
泰安 :山东农业大学 ,2009:7- 12.
[29] 龚 明 .作物抗旱鉴定方法与指标的综合评价 [J].云南农业
大学学报 ,1989,5 (1):73- 81.
[30] 黎 裕 .作物抗旱鉴定方法与指标 [J].干旱地区农业研究 ,
1993, 11(1)9:1- 99.
[本文编校:伍敏涛 ]