全 文 ：植物生理学通讯 第 44卷 第 6期，2008年 12月 1155
壳寡糖对烟草幼苗生长和光合作用及与其相关生理指标的影响
郭卫华 1,2, 赵小明 1,*, 杜昱光 1,*
1中国科学院大连化学物理研究所, 辽宁大连 116023; 2吉林农业大学园艺学院, 长春 130118
提要: 采用酶解法获得的壳寡糖,处理烟草幼苗的结果显示, 0.01 mg·L-1壳寡糖对烟草幼苗生长有促进作用, 幼苗株高、叶面
积增加; 功能叶片中叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和胞间CO2浓度(Ci)升高; 气孔限制值(Ls)
下降。而高浓度(100 mg·L-1)壳寡糖处理的则抑制生长。促进烟草幼苗生长最适的壳寡糖浓度为0.01 mg·L-1, 施用两次的效
果优于一次的。
关键词: 烟草幼苗; 壳寡糖; 生长; 光合作用
Effects of Oligochitosan on the Growth and Photosynthesis and Physiological
Index Related to Photosynthesis of Tobacco Seedlings
GUO Wei-Hua1,2, ZHAO Xiao-Ming1,*, DU Yu-Guang1,*
1Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Dalian, Liaoning 116023, China; 2College of Horticulture
Science, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, China
Abstract: Oligochitosan was isolated by enzyme decomposed in our lab. Different concentrations of oligochitosan
were used for the treatment of tobacco seedlings, the results indicated that 0.01 mg·L-1 oligochitosan promoted
the growth of tobacco seedlings, the heights of seedlings and the areas of functional leaves were increased, the
contents of chlorophyll, the net photosynthetic rate (Pn), stomatal conductance (Gs), intercellular CO2 concen-
tration (Ci) and transpiration rate (Tr) of tobacco seedlings were increased, while stomatal limitation (Ls) was
reduced. High concentration of oligochitosan (100 mg·L-1) restrained the growth of tobacco seedlings. The
most optimum concentration of oligochitosan for tobacco seedlings was 0.01 mg·L-1. The effects of twice
oligochitosan treatment were better than the effects of once.
Key words: tobacco seedlings; oligochitosan; growth; photosynthesis
收稿 2008-09-27 修定 2008-10-24
资助 中国科学院知识创新工程重要方向项目(KSCX2 -Y W-
N -0 0 7 )和国家高技术研究发展计划( 8 6 3 计划 )项目
(2 00 6AA1 0A21 3)。
致谢 在光合参数测定过程中曾得到大连理工大学栾雨时老师
和石晋同学的帮助。
* 通讯作者(E-mail: weihuaguo2002@yahoo.com.cn; Tel:
0 41 1-84 3 79 06 1)。
随着人们对环境污染、食品安全和人类自身
健康的日益重视, 寻找新的具有促进作物生长作用
的天然产物已成为人们关注的问题。20世纪80年
代以来, 从虾、蟹壳中提取出的聚阳离子碱性多
糖——壳聚糖的活性引起了研究者极大的兴趣(胡
文玉和邹良栋1998; 隋雪燕等2002; Rabea等2003;
刘楠等 2005)。壳聚糖是甲克素脱 N-乙酰基的产
物。由于甲壳素、壳聚糖不溶于水, 所以在开发
应用中存在一定的局限性, 而通过降解甲壳素或壳
聚糖得到的壳寡糖, 不但水溶性好易于被吸收, 而
且具有独特的生物活性功能( P i c a r t 等 2 0 0 5 ;
Kuroiwa等 2005)。我们课题组应用酶解壳聚糖法
获得的壳寡糖, 经多年研究证实, 在植物诱导抗性、
杀菌、抑菌等方面都具有生理功能(Roby等 1987;
Usov 1993), 特别是在对植物病毒的防治方面效果
明显(赵小明等 2004)。近年来, 壳寡糖促进植物生
长的作用得到了人们的关注(扈学文等 2007; 张文
清等 2002; Nge等 2006)。但关于壳寡糖促进烟草
生长光合特性的研究还未见报道。本文研究壳寡
糖对烟草幼苗生长和光合作用及与其相关的生理指
标的影响。
材料与方法
烟草(Nicotiana tabacum Linn.)品种‘BY-2’, 来
自中国科学院上海植物生理研究所。
盆栽烟草幼苗,长至 5~6片真叶时进行第一次
叶面喷施, 7 d后部分材料第二次叶面喷施。试验
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共设置 10个处理, 即 CK1 (清水喷施一次)、CK2
(清水喷施二次); 处理A1 (0.001 mg·L-1壳寡糖一
次)、处理A2 (0.001 mg·L-1壳寡糖二次); 处理 B1
(0.01 mg·L-1壳寡糖一次)、处理 B2 (0.01 mg·L-1
壳寡糖二次); 处理 C1 (1 mg·L-1壳寡糖一次)、处
理 C2 (1 mg·L-1壳寡糖二次); 处理D1 (100 mg·L-1
壳寡糖一次)、处理D2 (100 mg·L-1壳寡糖二次);
每处理 2次重复; 每小区 20株。第一次处理后第
21天测定各项生理指标, 采用Excel软件进行数据
分析。株高、茎粗和主根长均按常规方法计算,
最大叶面积按最大叶片的长×宽×0.6345计算(梁景
霞等 2007)。叶绿素含量应用丙酮 -乙醇提取法测
定(王英典和刘宁 2001)。光合参数采用英国 PP-
Systems公司CIRAS-2型便携式光合作用测定仪测
定烟草功能叶片的净光合速率( P n )、蒸腾速率
(Tr)、大气 CO2浓度(Ca)、气孔导度(Gs)、细胞间
隙CO2浓度(Ci)。气孔限制值(Ls)按公式(1-Ci/Ca)计
算。测定过程中光照强度设定为1 200 µmol·m-2·s-1, 大
气温度( 2 2 ± 2 ) ℃, 大气 C O 2 浓度变化范围为
(360±10) µL·L-1。大气相对湿度 70%(自然条件)。
测定时间为 10:00~11:30。
结果与讨论
1 壳寡糖对烟草生长的影响
从表1可以看出, (1)壳寡糖显著影响烟草幼苗
的株高, 各处理株高由高到低依序为: 0.01 mg·L-1>
1 mg·L-1>0.001 mg·L-1>对照>100 mg·L-1, 结果显示
壳寡糖在低浓度(0.01 mg·L-1)时促进烟草株高生长,
高浓度(100 mg·L-1)抑制株高伸长, 施用两次比一次
的效果更显著。( 2 )各处理之间的茎粗差异不显
著。(3) 0.01和 1 mg·L-1壳寡糖施用 2次均促进烟
草幼苗的叶面积生长。(4) 0.01 mg·L-1和 1 mg·L-1壳
寡糖均提高烟草幼苗的根长。
2 壳寡糖对烟草幼苗中叶绿素含量的影响
从图1可以看出, 经过壳寡糖处理的烟草植株
功能叶中叶绿素 a、叶绿素 b含量和叶绿素总含量
均有所提高, 上升的幅度随寡糖浓度的增加而呈先
递增后递减趋势。另外, 壳寡糖对烟草叶中叶绿素
a含量的影响大, 叶绿素 b含量的变化幅度相对较
小。
表 1 壳寡糖对烟草生长的影响
Table 1 Effects of times and concentrations of oligochitosan on the growth of tabaco
壳寡糖 株高 /cm 茎粗 /cm 功能叶面积 /cm
2 根长 /cm
浓度 /

mg·L-1
施用 1次 施用 2次 施用 1次 施用 2次 施用 1次 施用 2次 施用 1次 施用 2次
壳寡糖 壳寡糖 壳寡糖 壳寡糖 壳寡糖 壳寡糖 壳寡糖 壳寡糖
对照 10.6b 10.2b 0.338a 0.341a 36.12a 38.75a 12.6a 11.9a
0.001 10.9b 11.1b 0.329a 0.322a 38.19a 37.63a 12.1a 12.5a
0.01 15.3d 18.5e 0.341a 0.338a 47.51b 50.03b 14.6b 15.9b
1 13.2c 16.1d 0.3218a 0.326a 41.93a 47.77b 14.1b 15.3b
100 8.9a 8.3a 0.332a 0.334a 37.16a 35.28a 11.9a 11.5a
　　采用新复极差统计方法(SSR)进行测定, P<0.05。
图 1 壳寡糖对烟草幼苗叶中叶绿素含量的影响
Fig.1 The effect of oligochitosan on chlorophyll contents of
tobacco seedling
3 壳寡糖对烟草净光合速率及与其相关生理指标
的影响
从图2可以看出, (1)壳寡糖对烟草的净光合速
率有影响, 净光合速率由高到低依次为: 0.01 mg·L-1>
1 mg·L-1>0.001 mg·L-1≈对照>100 mg·L-1, 施用两
次的效果比施用一次的明显。这与壳寡糖促进株
高生长的结果是一致的。(2)蒸腾速率的变化趋势
与净光合速率是一致的, 0.01 mg·L-1壳寡糖处理的
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最高, 但变化的幅度要小于壳寡糖对净光合速率的
影响。气孔导度最高的为 0.01 mg·L-1壳寡糖处理
的, 最低为 100 mg·L-1壳寡糖处理。胞间 CO2浓度
变化规律与气孔导度一致。
4 壳寡糖对烟草气孔限制的影响
由图 3可以看出, 0.001 mg·L-1壳寡糖处理的
气孔限制略低于不施用壳寡糖的, 0.01 mg·L-1和 1
mg·L-1壳寡糖处理的气孔限制显著低于不施壳寡糖
的, 100 mg·L-1壳寡糖处理的高于不施壳寡糖的, 说
明低浓度壳寡糖处理的烟草叶片气孔限制下降, 高
浓度壳寡糖处理的则增加。而施用两次壳寡糖的
效果比施用一次的效果更显著。
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图 2 壳寡糖对烟草幼苗 Pn、T r、G s、C i的影响
Fig.2 The effects of oligochitosan on Pn, Tr, Gs and Ci concentrations of tobacco seedlings
图 3 壳寡糖对烟草幼苗气孔限制的影响
Fig.3 The effect of oligochitosan on Ls of tobacco seedlings
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