全 文 ：植物激素对黄姜叶片 Fv/Fo 和Fv/Fm 的影响
尤扬1 , 叶永忠2＊　(1.河南科技学院园林学院 ,河南新乡 453003;2.河南农业大学植物科学系 ,河南郑州 450002)
摘要　[目的]为了研究植物激素对黄姜叶片 Fv/ Fo和 Fv/Fm的影响。[方法]通过叶面喷施不同浓度的 IAA、6-BA和ABA ,观察了黄姜
叶片 Fv/Fo和 Fv/Fm 的变化。[结果] 20 mg/L的 IAA处理有利于黄姜后期维持较高的 PSII活性和光化学最大效率;适当浓度的 6-BA
(10、30 mg/L)处理有利于维持光能的转化 ,提高光合效率;浓度为 15 mg/L的ABA处理黄姜叶片 ,在中后期保持了较高的 PSII活性和光
能转化效率。[结论]该研究为植物激素进一步服务于生产实践提供了理论依据和技术支持。
关键词　植物激素;黄姜;Fv/ Fo;Fv/ Fm
中图分类号　Q945　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2007)19-05701-02
Effect of Plant Hormones on Fv/ Fo and Fv/ Fm in Dioscorea zingiberensis leaves
YOU Yang et al　(Anstatute of Landscape Architecture , Henan College of Science and Technology , Xinxiang , Henan 453003)
Abstract　[ Objective] The study was conducted to study the effect of plant hormones on Fv/Fo and Fv/ Fm in Dioscorea zingiberensis leaves.
[Method] The changes of Fv/ Fo and Fv/Fm in Dioscorea zingiberensis leaves were observed by spraying different concentrations of IAA , 6-BA and ABA
on leaves.[ Result] Treating with IAA(20 mg/L)was propitious tomaintain higherPSII activity and themaximum photochemical efficiency of Dioscorea
zingiberensis in late period.Treating with 6-BA of appropriate concentrations(10 and 30 mg/ L)favored to maintain the light energy conversion and en-
hance the photosynthetic efficiency.The Dioscoreazingiberensis leaves treated with ABA concentration of 15 mg/Lmaintained higher PSII activity and con-
version efficiency of light energy in middle-late period.[ Conclusion] The results provided some theoretical basis and technological supports for further ser-
vices for applyng plant hormones in production.
Key words　 Plant hormones;Dioscorea zingiberensis;Fv/Fo;Fv/ Fm
　　黄姜(Dioscorea zingiberensisWright)为薯蓣科藤本植物 ,别
名黄姜子 、火头根 ,为我国特有种。黄姜自然分布于亚热带
至暖温带地区 ,生于常绿落叶混交林及常绿林内 。黄姜根状
茎中的薯蓣皂苷元(俗称皂苷),是我国甾体激素类药物的重
要原料[ 1]和生产皮质激素 、性激素 、蛋白同化激素类药物的
中间原料[ 2] ,可以加工 200多种药物 ,有“药用黄金”的美誉。
目前 ,对黄姜的研究多集中在大田生产栽培上 ,对其生理生
化方面的研究鲜见报道 ,而关于植物激素处理黄姜叶片对其
Fv/Fo和 Fv/Fm 的影响尚未见报道。笔者研究在黄姜叶面
上喷施一定浓度的植物激素吲哚乙酸(IAA)、6-苄基腺嘌呤
(6-BA)、脱落酸(ABA)对黄姜叶片 Fv/Fo 和 Fv/Fm 的影响 ,
探讨植物激素对黄姜叶片 Fv/Fo 和 Fv/Fm 影响的机制 ,为
进一步服务于生产实践提供理论依据和技术支持。
1　材料与方法
1.1　材料　试验材料为 2年生黄姜;仪器为 FMS 2脉冲调
制式荧光仪(意大利产)。
1.2　试验设计　分别进行 3个单因素(吲哚乙酸 IAA 、6-苄
基腺嘌呤 6-BA ,脱落酸ABA)试验 ,每个因素分为 4个浓度水
平 ,对照(CK)喷清水。采用随机区组设计 ,3次重复 ,每小区
种植 6行 ,株行距为 0.50 m×0.15 m ,小区面积为 12 m2。叶
面喷施植物激素浓度:IAA的 4个水平依次为 0、1、2、3 ,其喷
施浓度依次为 0、20、40、60 mg/L;6-BA 的 4个水平(0、1、2、3)
喷施浓度依次为 0、10、30、50 mg/L ,ABA的 4个水平(0、1、2、
3)喷施浓度依次为 0、5 、15、25mg/L。
1.3　测定方法　在晴好天气的上午 9:00 ～ 11:00叶面喷施
3种植物外源激素 , 5 d后开始随机取样。用 FMS 2脉冲调制
式荧光仪在田间直接读取荧光值 。每处理选取 6株进行测
定 ,测定 4次 ,取其平均值。
作者简介　尤扬(1975-),男 ,河南罗山人,硕士 ,讲师 ,从事园林植物研
究。 ＊通讯作者。
收稿日期　2007-03-25
2　结果与分析
2.1　喷施 IAA对黄姜叶片 Fv/Fo和 Fv/Fm的影响　在荧
光测定中 ,可变荧光 Fv与固定荧光Fo的比值Fv/Fo可代表
光系统 II(PSII)活性 ,而Fv与最大荧光Fm的比值 Fv/Fm 可
代表光系统 II光化学的最大效率[ 3-4] 。黄姜叶面 4 次喷施
IAA后 1周 ,分别测定其 PSII 活性和PSII 最大光能转化效率
Fv/Fm 。
由图 1 、2可看出 , IAA浓度为20mg/L的处理第 1次测定
PSII活性值分别比同期 40、60mg/L处理测定值高 6.2%和
图 1　IAA对黄姜叶片 Fv/ Fo的影响
图 2　IAA对黄姜叶片 Fv/ Fm的影响
7.0%;Fv/Fm 值比同期 40mg/L处理高 1%,为 60mg/L处理
安徽农业科学 , Journal of Anhui Agri.Sci.2007, 35(19):5701-5702, 5724　　　　　　　　　　　　　　　　　责任编辑　胡先祥　责任校对　俞洁
的 98.2%。在第 2次测定中 , IAA 浓度为 20 mg/L处理 PSII
活性值比同期 40、60mg/L处理测定值分别高 8.0%和 7.3%;
Fv/Fm 值比同期 40、60 mg/L处理值分别高 1.5%和 1.2%。
在第 3次测定中 , IAA浓度为 20mg/L处理PSII 活性值分别
为同期 40、60mg/L处理测定值的 98.5%和 80.6%;Fv/Fm
值比同期 40、60 mg/L处理值都低。在第 4次测定中 ,IAA浓
度为 20mg/L处理PSII活性值比同期 40、60mg/L处理值分别
高 3.3%和 25.0%;Fv/Fm 值比 40、60 mg/L 处理分别高
0.08%和 4.7%。
在整个测定过程中 , 20、40 mg/L 2 个处理 PSII 活性和
Fv/Fm 值总体表现为先迅速上升 ,然后下降 ,最后又缓慢回
升;而 60mg/L的处理值则表现为先上升 ,后缓慢下降。这表
明前期不同浓度的 IAA处理对黄姜光能转化效率影响不大 ,
适当的 IAA浓度(20mg/L)有利于光能转化 。但后期测定中 ,
可能是随着 IAA 浓度的增加 ,使 PSII 活性中心受到一定限
制 ,抑制了光合作用的原初反应 ,使光合传递过程受到一定
影响 ,进而使光合效率略有降低。可见 ,较小浓度的 IAA ,有
利于黄姜后期维持较高的PSII活性和光化学最大效率。
2.2　喷施 6-BA对黄姜 Fv/Fo 和 Fv/Fm 的影响　叶面喷
施 6-BA后 1周 ,分别测定PSII 活性和 Fv/Fm ,结果见图 3、4。
由图 3和图 4可看出 ,6-BA浓度为 10mg/L处理在 4次
PSII活性测定值均比同期 30、50 mg/L处理测定值都高。在
第 1次测定中 ,10 mg/L 6-BA处理比 30、50mg/L 2个处理的
图 3　6-BA对黄姜叶片 Fv/ Fo 的影响
图 4　6-BA对黄姜叶片 Fv/ Fm 的影响
同期测定值分别高 0.43%和 5.3%;Fv/Fm 值也呈相似的变
化情况。在第 2 次测定中 , 10 mg/L 6-BA 处理则比 30 、50
mg/L 2个处理的同期测定值分别高 6.7%和 16.3%;Fv/Fm
值亦然。在第 3次测定中 , 10mg/L 6-BA处理的 PSII测定值
比 30mg/L处理的测定值略高 ,而比 50 mg/L处理的测定值
要低;Fv/Fm值比 30mg/L处理略高 ,而比 50mg/L处理值低
7.4%。第 4次测定中 ,10mg/L 6-BA处理PSII 活性测定值比
同期的 30mg/L处理高 ,而显著高于 50 mg/L处理的同期测
定值;10mg/L处理Fv/Fm 值比 30mg/L处理要略高 ,而比 50
mg/L处理高 17.2%。
总体而言 ,6-BA浓度为 10、30mg/L 2个处理的PSII 活性
和 Fv/Fm 总体呈现先上升后降低 ,再回升的趋势 ,而 50
mg/L处理则呈现先缓慢上升 ,持平 ,然后缓慢下降的趋势 。
这表明 ,适当的 6-BA浓度(10、30mg/L)有利于维持光能的转
化 ,提高光合效率。
2.3　喷施 ABA对黄姜 Fv/Fo和 Fv/Fm的影响　由图 5、6
可看出 ,第 1次测定中 ,25 mg/L ABA处理具有较高的PSII 活
性 ,比 5、15mg/L 2个处理都高;PSII最大光能转换效率也以
25mg/L ABA处理最高。在第 2次测定中 ,以 15mg/L ABA处
理PSII 活性最强 , 25 mg/L ABA 处理 PSII 活性最弱 , 5 mg/L
ABA处理 PSII活性居中;Fv/Fm 值三者之间差异不大。在
第 3次的测定中 ,Fv/Fo 的测定值以 5mg/L ABA处理最高 ,
15mg/L ABA 处理最弱;Fv/Fm 值的同期测定亦有类似情
况。在第 4次测定中 ,Fv/Fo以 15mg/LABA处理表现最强 ,
高于其他 2个浓度的处理 ,Fv/Fm 的测定值亦然。
图 5　ABA对黄姜叶片 Fv/ Fo的影响
图 6　ABA对黄姜叶片 Fv/ Fm的影响
纵观ABA对黄姜 Fv/Fo 和 Fv/Fm 的影响可以看出 , 5
mg/L的处理呈现先升后降 ,再缓慢降低的趋势;15 mg/L的
处理则呈现出一路走低(后期PSII 活性略有回升)的趋势 。
这表明 ,前期高浓度的ABA(25 mg/L)能使黄姜保持较高的
PSII活性和 PSII 最大光能转化效率 ,随着黄姜生育期的延
长 ,后期高浓度的ABA可能使PSII 活性中心受损 ,抑制了光
合作用的原初反应 ,使光合传递过程受到影响 ,进而使光化
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殖生长加剧 ,土壤肥力对旗叶长的影响就不再显著。植株密
度仅对抽穗期旗叶长宽和倒二叶宽的作用达到了 0.01显著
差异 ,而对其他叶片的作用都不显著。所以 ,当群体达到一
定程度和倒二叶叶宽开始形成之后 ,密度对叶片生长产生影
响。而此时正是小麦穗分化的关键时期(药隔期 ～ 四分体
期)[ 12] ,也是小麦小花退化最集中的时期和决定后期穗粒数
的关键时期 ,并且生长方式已由营养生长为主转为以生殖生
长为主。此时旗叶 、倒二叶生长的状况直接反映了这个阶段
的营养条件 、营养生长和生殖生长的协调关系 、地上与地下
的协调关系等。因而 ,密度对产量的影响较肥力更为直接。
方差分析还表明 ,土壤肥力与植株密度对叶片上述特征的互
作效应不明显 ,说明它们对小麦叶片长宽的影响可能是独立
作用的 ,即土壤肥力条件可能主要影响植株的无机营养 ,而
密度则更多地影响有机营养。这 2个因素对方位角和倾角
的作用都未达到显著水平 ,说明叶片的空间分布状况可能对
光更敏感 ,而对土壤肥力与植株密度反应不灵敏。
3　小结
高产小麦群体有一个合理的茎叶动态变化过程 ,特别在
群体最大时期(孕穗期至开花期),群体大小较为合理 ,叶片
能发挥其向日性 ,在一天中表现出不同的聚集特征 ,既能充
分利用光能 ,又减少自身损耗 ,从而达到提高产量的目的。
而中低产的小麦群体在孕穗期至开花期群体偏大 ,小麦群体
由于过于拥挤而相互阻挡 ,自我调节能力减弱 ,从而导致产
量降低。冠层特征是小麦品种选育和栽培实践中人们普遍
关注的问题。但人们通常侧重探讨冠层特征的遗传基
础[ 1, 13-15] 。为了提高小麦的产量 ,进一步重视栽培环境和小
麦的一些精细的冠层特征是很有必要的。
研究表明 ,冬小麦起身期的总茎数略低于成穗数 、开花
期叶面积系数是较为合理的群体。土壤肥力对小麦前期的
茎 、叶生长的影响明显 ,在中后期也有一定的影响;密度则在
形成最大群体前 ,第二节间伸长 、倒二叶宽度开始增加时影
响茎叶的生长 ,到小麦开花后影响不明显。由于密度影响阶
段在穗粒数形成的关键时期(小花退化期到子房退化期)[ 17] ,
从而表现出对产量的作用较土壤肥力明显。当小麦群体能
发挥生产潜力 ,而且各器官都能发挥增产作用时 ,产量较高。
群体较小时 ,肥力通过对所有茎叶生长的影响达到对产量的
制约;群体较大时 ,密度通过对与穗关系密切的那部分茎叶
的影响达到对产量的制约。对于不同产量水平的群体 ,其顶
四叶的长短及排列不同。呈梭形分布的株型有利于通风透
光 ,可能是高产群体的形态特征 。群体不同层次叶片的方位
角和倾角的聚集特征 ,反映了群体对光的利用状况 。叶片方
位角向正北方向聚集 、倾角向水平方向聚集时 ,群体较拥挤 ,
也不利于通风透光 。当群体在早晚均能截获较强的阳光时 ,
有利于提高群体光能利用总效率和总产量。在小麦群体最
大时期(孕穗期 ～开花期),叶片的聚集特征和叶片长短的垂
直分布特征决定或影响其茎叶空间格局的合理性。
研究还表明 ,叶片的聚集特征及其在一天中的变化是衡量
小麦叶片光合能力的一个重要指标。它直接反映了群体对光
的适应性。为了提高叶片的光合能力 ,需从该途径入手。土壤
肥力 、合理的基本苗(密度)及植株在田间的分布状况是营造小
麦合理茎叶特征的重要基础。为了实现叶片空间聚集特征的
合理变化 ,需从这些方面进行综合调控。但要将这些特征综合
起来用于生产实践 ,还有待进一步深入研究。
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学效率下降。适当浓度的 ABA(15 mg/L)处理黄姜 ,在中后
期保持了较高的 PSII活性和光能转化效率 。
3　结论
3种植物激素中 ,吲哚乙酸(IAA)、6-苄基腺嘌呤(6-BA)
为促进剂 ,对增加黄姜叶片中的叶绿素含量有明显促进作
用[ 5] ,较低浓度(IAA为 20 mg/L ,6-BA为 10mg/L)处理有利
于维持黄姜叶片后期较高的 PSII 活性和光化学最大效率 ,
从而提高光合效率;ABA为生长抑制剂 ,过高或过低的处理
浓度 ,均不利于后期维持较高的 PSII活性和光能转化效率 。
植物激素的使用是一个异常复杂的问题 。因为植物外源激
素的使用 ,必然在一定程度上打破黄姜体内某些激素间的
平衡 ,而且这种关系的改变会引起其生理的甚至生态上的
变化。
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