全 文 :植物生理学通讯 第 40 卷 第 1期,2004 年 2 月 31
烯效唑浸种对玉米苗期某些光合特性的影响
李青苗* 杨文钰**
四川农业大学农学院, 雅安 625014
提要 经烯效唑浸种后的玉米苗期叶片变厚,比叶重增加,叶片叶绿素含量和叶绿素 a/b 比值增加,PEP 羧化酶活性增
强,净光合速率提高; 以 40 mg.kg-1 烯效唑浸种的效果最好。
关键词 烯效唑;玉米;光合特性
Effects of Soaking Seeds with Uniconazole on Several Photosynthetic Charac-
ters of Maize Seedlings
LI Qing-Miao*, YANG Wen-Yu**
College of Agronomy, Sichuan Agricultural University, Yaan 625014
Abstract The effects of soaking seeds with different concentrations of uniconazole on the photosynthetic
characters of maize seedlings were studied. The results showed that uniconazole treatment increased PEP car-
boxylase activity and specific leaf weight, enhanced chlorophyll content and chlorophyll a/b ratio, and im-
proved net photosynthetic rate in the leaves at three to seven leaf stage, and 40 mg.kg-1 was best.
Key words uniconazole; maize; photosynthetic character
收稿 2003-02-08 修定 2003-09-18
* 现工作单位:四川省中药研究所(成都市人民南路四段
51号, 610041)。
* * 通讯作者(E-mail:wenyu.yang@263.net,Tel:0835-
2 8 8 2 6 1 2)。
烯效唑作为一种植物生长延缓剂,可有
效调控作物的生长发育,且具有明显的形态效
应[1],它可提高小麦、水稻等作物的叶绿素含
量和光合速率,增强其生理活性,进而促进壮
苗[2]。但烯效唑在玉米上的研究未见系统报道。
本文研究烯效唑浸种对玉米苗期某些光合生理特
性的影响。
材料与方法
实验材料为玉米(Zea mays)品种川单13,药
剂为 5 % 烯效唑可湿性粉剂(江苏建湖农药厂生
产)。试验用单因素随机区组设计,设 10、20、
40、80 mg.kg-1 和清水(对照)共 5个处理,浸
种24 h。重复3次。各处理于4月 10日播种,采
用肥团育苗,幼苗二叶一心时移栽。采用等行距
双株移栽(90 cm × 40 cm),小区面积 28 m2。
亩施纯N、P、K肥分别为11.5、5.0和 10.0 kg,
尿素按苗肥∶拔节肥∶穗肥为 4∶1∶5 的比例
施用,过磷酸钙和氯化钾全部作基肥。栽培管理
措施同一般大田生产。
各处理于三叶期到七叶期(以叶片完全展开
为准)取样测定。光合速率测定采用英国产
CIRAS-1 便携式光合测定仪(测定条件为晴天上
午10:00~12:00)。叶绿素含量测定采用Arnon法[3]。
测定比叶重时,每小区取5片有代表性的叶片,用
4 cm2叶模等面积取鲜样置于称量瓶中,80℃下烘
干后,用1/10 000天平称其干重,计算比叶重。PEP
羧化酶(PEPC)活性测定参照施教耐等[4]的方法。制
备酶液时,取0.5 g叶片鲜样放入预冷的研钵中,
加入3 mL预冷的100 mmol.L-1 Tris-H2SO4缓冲液[内
含 7 mmol.L-1 巯基乙醇、1 mmol.L-1 EDTA、5%
甘油、1% 聚乙烯吡咯烷酮(PVP),pH 8.2],迅
速研磨,匀浆液于 4℃下以 18 000 × g 离心 20
min,上清液用作酶活性测定。测定 PEPC 活性
时,反应液总体积为3.0 mL,内含1 mL 100 mmol.
L-1 Tris-H2SO4 缓冲液(pH 9.2)、1 mL酶液,0.1
mL 10 mmol.L-1 MgCl2、0.1 mL 10 mmol.L-1
NaHCO3、0.3 mL 1 g.L-1 NADH、过量的苹果酸
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脱氢酶(约 10.5 U),置于 28℃水浴中10 min,用
200 μL 40 mmol.L-1PEP启动反应,迅速测定340
nm处吸光度的下降。按公式:A=ΔOD/(W.T.V)计
算,单位以μmol.g-1(FW).h-1 表示。其中W为重
量,T 为测定时间,V 为测定体积。PEP 由北京
百灵威化学技术有限公司提供,苹果酸脱氢酶购
于华美公司。
实验结果
1 比叶重变化
随着叶序升高,叶片厚度增加,比叶重迅速
提高。烯效唑处理的叶片变厚,比叶重增加, 在
10~40 mg.kg-1范围内随着浓度增加而增大,浓度
达 80 mg.kg-1 时比叶重下降,但仍高于对照(图
1)。
图1 烯效唑对玉米叶片比叶重的影响
Fig.1 Effects of uniconazole on specific leaf weight
of maize leaves
2 叶绿素含量变化
图2 表明,玉米苗期叶绿素含量的变化趋势
为:三叶期至五叶期随叶龄增加,叶绿素含量递
增,六叶期急剧下降,七叶期又开始回升。烯
效唑处理的玉米叶片中叶绿素a和b以及总叶绿素
含量都明显增加,且随处理浓度增大而增加;三
叶期至七叶期烯效唑处理的叶绿素 a/b 比值也增
高,且苗期的变化趋势与叶绿素a和总叶绿素含量
的趋势一致。
3 PEPC活性和净光合速率变化
玉米苗期叶中的PEPC活性随植株的生长而增
强。烯效唑处理的玉米叶中PEPC活性和叶片净光
合速率均显著增高,不同浓度间存在一定的差异,
以40 mg.kg-1处理的为最高,20 mg.kg-1处理的次
之(图3)。
图2 烯效唑对玉米叶片叶绿素含量及叶绿素a/b
比值的影响
Fig.2 Effects of uniconazole on chlorophyll content
and chlorophyll a/b ratio in maize leaves
植物生理学通讯 第 40 卷 第 1期,2004 年 2 月 33
讨 论
叶绿素是植物光合作用的基础,是反映叶片
光合能力的重要标志。许多研究者指出,叶绿素
含量与光合速率之间一般呈正相关,在一定范围
内,叶绿素含量增加,叶绿体对光能的吸收与转
化增强,光合速率增大[5,6]。PEPC 是玉米光合碳
同化的一个关键酶和限速酶,它常是光合作用的
一个重要的限制因素[7]。有研究认为,单位叶面
积内羧化酶的总活性与叶片光合速率密切相关[8]。
叶片厚度(或比叶重)是影响玉米叶片光合作用
的重要因素[8]。蔡永萍等[9]观察到玉米叶片性状比
叶重与光合作用关系密切。Buttery和Buzzel[10]也
认为比叶重和净同化速率之间有显著的正相关,
比叶重高的叶片光合速率也高。本文结果表明,
经烯效唑处理的玉米苗期叶中叶绿素含量提高,
PEPC 活性增强,叶片厚度增加,同时净同化速
率提高。由此可见,烯效唑是通过提高叶片的比
叶重和PEPC活性以及叶绿素含量而改善叶片的光
合性能的。这不仅可以增大苗期地上部生长所需
的有机营养,而且也可保证根系生长所需要的营
养物质,因而苗期植株得以健壮生长,促进壮
苗。
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图3 烯效唑对玉米叶片PEPC活性和净光合速率的影响
Fig.3 Effects of uniconazole on PEP carboxylase activity
and net photosynthetic rate of maize leaves