全 文 ：文章编号 :100028551 (2003) 062481204
农药对水稻叶片丙二醛及叶绿素含量的影响
冯绪猛 罗时石 3 胡建伟 吴进才 王泽港 马 飞
(扬州大学农学院 ,江苏 扬州 225009)
摘 要 :为研究农药对水稻生长的影响 ,测试了施药后水稻叶片中丙二醛及叶绿素含量的动态
变化。结果表明 ,不同浓度农药处理的水稻叶片中丙二醛及叶绿素含量均受到不同程度的影
响。随着农药处理浓度的加大 ,水稻叶片中丙二醛含量也在逐渐增加 ,影响的时间也加长 ;而
叶绿素的含量却逐渐减少。
关键词 :农药 ;水稻 ;丙二醛 ;叶绿素
EFFECT OF PESTICIDES ON MDA AND CHLOROPHYLL CONTENT OF RICE LEAVES
FENG Xu2meng LUO Shi2shi HU Jian2wei WU Jin2cai WANG Ze2gang MA Fei
( Agriculture College , Yangzhou University , Yangzhou , Jiangsu 225009)
Abstract :The results showed that different concentration of pesticides treatments on different rice varieties had
different effect on MDA and chlorophyll of the rice leaves. MDA content of rice leaves and affected time were
increased when the concentration of pesticides increased. However ,the chlorophyll content change was contrary ,it
declined with the increasing of concentration of the pesticides.
Key words :Pesticides ; Rice ; MDA ; Chlorophyll
收稿日期 :2002212
基金项目 :国家自然科学基金资助项目 (30070122)
作者简介 :冯绪猛 (1975～) ,男 ,江苏新沂人 ,在读硕士研究生 ,从事常用化学农药对水稻生理化影响及机理研究。3 通讯作者植物在逆境条件下会产生大量的活性氧 ,活性氧很容易使植物细胞内膜发生过氧化作用或脱脂作用 ,而丙二醛则是细胞内膜脂过氧化或脱脂的产物 ,会严重地损伤细胞的生物膜 ,降低膜中不饱和脂肪酸的含量 ,使膜的流动性降低[1 ] 。同时 ,许多学者研究认为 ,脂膜过氧化还能影响植物的光合作用和呼吸作用 ,使光合作用和呼吸作用中的电子传递发生一定的改变 ,从而导致大量流行性氧自由基的产生 ,进一步引起膜脂过氧化[2 ,3 ,4 ] 。植物通过光合作用形成碳水化合物 ,为植物的生长提供能量。叶绿体是植物进行光合作用的细胞器 ,叶绿素则是光合作用中吸收光能的光合色素[5 ] 。所以说植物体内叶绿素含量的高低直接影响光合作用强弱 ,我们曾就农药对水稻叶片光合产物输出速率影响的示踪动力学进行了研究 ,结果表明 ,水稻在施用井冈霉素、三唑磷等农药后 ,均不同程度地降低了水稻叶片光合产物的输出速率 ,随着施药浓度的增加 ,产生的效应也增大[6 ] 。而农药对不同水稻品种 SOD 活性的影响也表明 ,水稻施用后叶鞘中 SOD的活性也上升[7 ] 。针对上述问题 ,我们选用井冈霉素、三唑磷等农药 ,进行了不同浓度农药对水稻叶片丙二醛及叶绿素含量影响的研究。
184 核 农 学 报 2003 ,17 (6) :481～484Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
1 材料与方法
111 材料
农药 :20 %井冈霉素粉剂由浙江钱江生物化学股份有限公司生产 ;20 %三唑磷乳油由浙江永家化工
有限公司生产。作物 :选用粳稻秀水 63 (浙江嘉兴农科学研究所提供) 和对三化螟有抗性的镇稻 2 号
(江苏省镇江农业科学研究所提供) 。采用盆栽法 (直径 20cm ,高 1815cm) ,每盆 3 穴。
112 方法
11211 试验处理 试验按农药种类、水稻品种、施药浓度以及施药后不同天数等进行处理 ,每处理均设
置对照和重复。
11212 叶片丙二醛含量的测定 试样的提取 :取约 015g 左右的水稻倒 2 叶叶片 ,按 1∶4 (WΠV) 加入预
冷提取介质 (蔗糖 1118g ,tris0160g ,抗坏血酸钠 01088g ,半脱氨酸 01030g ,氯化镁 01020g ,定容至 100ml ,
PH调至 714) ,冰溶研磨成浆 ,在 15000rPm 和 0 ℃离心 30min ,上清液为提取液 ,置于 - 20 ℃保存备用。
用硫代巴比妥酸 (TBA)酸性条件下加热可与组织提取液中的丙二醛反应 ,反应产物为粉红色 3 ,5 ,52三
甲基恶唑 2 ,42二酮 ,1800rpm 离心 10min ,上清液在 523 nm、600nm 下测 OD 值 ,计算含量。
11213 叶片叶绿素含量的测定 采用丙酮乙醇混合液法[1 ] ,称取 011g 水稻倒 2 叶的鲜叶片 ,剪碎后投
入 25ml 具塞的容量瓶中 ,加入提取混合液 (由 80 %丙酮∶无水乙醇 = 1∶1 (VΠV) 混合组成) ,在暗箱中过
夜。在分光光变计上 652nm 处读其 OD 值 ,计算叶绿素总含量。
表 1 不同浓度农药对水稻丙二醛含量的影响
Table 1 Effects of pesticides concentration on MDA content of rice leaves
水稻品种
varieties
农药
pesticide
施药浓度
application rate
丙二醛含量与对照的百分比
MDA content compared with control ( %)
5d 10d 15d 20d
镇稻 2 号 20 % 井冈霉素粉剂 0 100100 100100 100100 100100
Zhendao2 20 % Jinggangmycin 25 101196 106165 3 104120 100197
(gΠhm2) 50 106138 3 108132 3 3 105174 3 101146
75 111170 3 3 113172 3 3 110130 3 3 104191
100 118150 3 3 120164 3 3 114170 3 3 106153 3
秀水 63 0 100100 100100 100100 100100
Xiushui63 25 100144 101136 102159 99165
50 100145 104135 107106 3 102146
75 102164 110107 3 3 113162 3 3 104196
100 106189 3 115156 3 3 118182 3 3 108146 3 3
镇稻 2 号 20 % 三唑磷乳油 0 100100 100100 100100 100100
Zhendao2 20 % triazophos EC 100 102113 105112 102170 100189
(mlΠhm2) 200 103162 109169 3 3 104170 102111
300 110140 3 3 117149 3 3 113169 3 3 108164 3 3
400 121191 3 3 126101 3 3 119136 3 3 110123 3 3
秀水 63 0 100100 100100 100100 100100
Xiushui63 100 99152 101112 103165 100193
200 105156 3 106127 3 109128 3 3 103169
300 109156 3 3 111191 3 3 116105 3 3 105196 3
400 111133 3 3 115173 3 3 119174 3 3 110181 3 3
注 : 3 与对照相比有显著差异 , 3 3 与对照相比有极显著差异 ,下同。
Note : 3 , 3 3 Significant differences in comparison with control at 5 % and 1 % level , respectively , the same as in table 2.
2 结果与分析
211 农药对水稻叶片丙二醛含量的影响
284 核 农 学 报 17 卷
表 1 为水稻喷施井冈霉素、三唑磷等农药后叶片中丙二醛含量变化的情况。从表中可以看出 ,供试
的 2 种农药在 2 种水稻上处理后 ,对水稻叶片丙二醛的含量均产生了影响 ,与对照相比 ,水稻叶片丙二
醛含量均有不同程度的升高 ,随着施药浓度的增加 ,产生的效应也增大。总的来说 ,喷施相同浓度的同
一农药 ,镇稻 2 号叶片中的丙二醛含量即出现最大值时间比秀水 63 提前。
212 农药对水稻叶绿素含量的影响
从表 2 中可以看出 ,供试的 2 种农药在 2 种水稻上处理后对水稻叶片叶绿素的的含量均产生了影
响 ,与对照相比 ,水稻叶片叶绿素含量均有不同程度的降低 ,随着施药浓度的增加 ,产生的效应也增大。
总的来说 ,喷施相同浓度的同一农药 ,镇稻 2 号的叶绿素含量即出现最小值时间比秀水 63 提前。
表 2 不同浓度农药对水稻叶绿素含量的影响
Table 2 Effects of the pesticides on chlorophyll content of rice leaves
水稻品种
varies
农药
pesticide
施药浓度
application rate
叶绿素含量与对照的百分比
Chl content compared with control ( %)
5d 10d 15d 20d
镇稻 2 号 20 % 井冈霉素粉剂 0 100100 100100 100100 100100
Zhendao2 20 % Jinggangmycin 25 99175 96113 98108 99127
(gΠhm2) 50 95106 3 90137 3 3 93190 98137
75 91198 3 3 85159 3 3 90169 3 3 94157 3
100 87174 3 3 80119 3 3 85164 3 3 90161 3 3
秀水 63 0 100100 100100 100100 100100
Xiushui63 25 99101 98152 95125 98198
50 96149 93164 3 3 90164 3 3 96149
75 93156 3 3 89192 3 3 85183 3 3 90156 3 3
100 91195 3 3 83183 3 3 80167 3 3 88152 3 3
镇稻 2 号 20 % 三唑磷乳油 0 100100 100100 100100 100100
Zhendao2 20 % triazophos EC 100 98111 95111 3 97189 99180
(mlΠhm2) 200 95137 89192 3 3 94101 3 96117
300 88196 3 3 84131 3 3 87167 3 3 91158 3 3
400 80167 3 3 78193 3 3 82169 3 3 89138 3 3
秀水 63 0 100100 100100 100100 100100
Xiushui63 100 97124 96164 96138 98193
200 96151 93151 3 3 91169 3 3 96117
300 90174 3 3 86143 3 3 84134 3 3 91124 3 3
400 88154 3 3 84196 3 3 81179 3 3 89111 3 3
3 小结与讨论
311 不同施药浓度对水稻叶片中丙二醛及叶绿素含量均有影响。农药浓度越高 ,则丙二醛的含量也越
高 ;同时叶绿素的含量也越低。Heath 等发现 ,叶绿素的漂白与丙二醛的产生是同时发生的 ,丙二醛最大
值的出现和叶绿素的完全源白在时间上是一致的。他们认为 ,叶绿体的脂化过氧化可能与光合系统 Ⅱ
的失活有关[8 ] 。从这一点上可以看出 ,叶绿体膜在农药胁迫条件下 ,膜的氧化胁迫可对叶绿素的形成过
程产生抑制作用 ,合成叶绿素所需的酸受到破坏 ,叶绿素的含量降低。这一点在本文中也有所体现。
312 不同水稻品种对同一浓度农药胁迫影响程度和时间有所差异 ,但总体上表现出丙二醛含量上升 ,
叶绿素含量下降的趋势 ,从中也易看出镇稻 2 号比秀水 63 更敏感 ,镇稻 2 号出现差最大值比秀水 63 提
384 6 期 不同浓度农药对水稻叶片丙二醛及叶绿素含量的影响
图 1 不同浓度农药对水稻叶片丙二醛和叶绿素含量的影响
Fig. 1 Effects of the pesticides concentration on MDA and chlorophyll content of rice leaves
a. 井冈霉素对水稻丙二醛含量的影响 ; b. 三唑磷对水稻丙二醛含量的影响 ;c. 井冈霉素对水稻叶绿素含量的影响 ; d.
三唑磷对水稻叶绿素含量的影响 ;seriesl2series 5 :施药浓度增加对镇稻 2 号的影响 ; series62series 10 :随施药浓度增加对
秀水 63 的影响。
a. Effect of Jinggangmycin on MDA content ;b. Effect of Triazophos on MDA content ;c. Effect of Jinggangmycin on Chl content ; d.
Effect of Triazophos on Chl content ; seriesl2series 5 : Effects on Zhendao 2 with the increasing pesticides concentration ;series2series 10 :
Effects on Xiushui63 with the increasing pesticides concentration.
前出现 ,且其恢复的时间也较秀水 63 短。而且随着农药浓度的增大 ,对丙二醛及叶绿素含量影响的程
度也在加大 ,且影响的时间也在加长。
313 已有报道这二种农药喷施后可不同程度降低叶片光合产物向外输送的能力。本文中农药胁迫中
叶碌素含量的降低也可以证明这种结论是正确的。但导致光合产物输送能力降低的原因很多 ,还有待
进一步深入研究。
314 对于指导农业生产上 ,应尽量少用农药 ,而且使农药一定要喷施均匀 ,因为越高浓度农药对水稻影
响越大 ,对水稻的伤害也越大。
315 本实验在农药处理后第 1、2、3、4 天也进行了测定 ,但实验结果表明其 MDA 及叶绿素含量变化不
稳定 ,故本实验从第 5 天开始算起。
参考文献 :
(下转第 411 页)
484 Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
2003 ,17 (6) :481～484
表 4 产量比较
Table 4 Comparisons of yields
品种
variety
1
(kg)
2
(kg)
3
(kg)
4
(kg)
5
(kg)
6
(kg)
总和
total (kg)
平均
average
折合产量
yield (kgΠhm2)
花之舞 (CK)
Huazhiwu
3. 76 3. 94 3. 94 3. 7 3. 54 3. 84 22. 72 3. 79 9358. 5
绿花舞
Luhuawu
3. 76 3. 8 3. 88 3. 72 3. 42 3. 32 21. 9 3. 65 9013. 5
3 讨论
311 超绿突变体绿花舞可作为谷、草两用或专用稻品种 ,即保持了稻谷的产量和品质 ,又提高了稻草的
质量 ,使水稻家族中又添新成员 ,对促进农区畜牧业的发展有着重要的意义。但其突变基因的作用机理
尚待研究 ,作者认为 :在后期水稻成熟过程中 ,由于突变基因的作用 ,减缓或阻止了茎叶中叶绿素的退
化 ,致使突变品种在成熟后茎叶中的叶绿素含量始终保持原水平而没有减少。该突变基因也可能具有
延缓植物衰老的功能 ,是一个生物体的抗衰老基因 ,研究提取该基因可能具有更大的利用价值。
312 超绿突变基因在M2 代选出后未曾发生分离 ,可以说明该基因是一对显性基因 ,在与原亲本杂交的
后代中 ,F2 代便出现超绿单株 ,实践证明该基因可以通过有性杂交转移到其它水稻品种中 ,培育出多种
性状的超绿水稻品种。如果将该基因导入到蔬菜、烟草等其它作物中 ,可提高其经济价值和商品率。
313 稻草在全国各地农村焚烧严重 ,污染环境 ,影响空气质量 ,如果稻草质量提高 ,通过饲料加工厂收
集、加工 ,可形成专用的优质牲畜饲料 ,以此再转化成优质蛋白而造福于人类。
参考文献 :
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(上接第 484 页)
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