以草莓为试材,研究不同浓度的二烷氨基乙醇羧酸酯对草莓叶片光合作用和果实品质的影响。结果表明,与对照相比,10 、20 mg·L-1的DA-6提高了叶片的Pn和Gs,同时还提高叶片叶绿素含量、Rubisco活性和叶片中可溶性蛋白含量。在处理后7-21d,20 mg·L-1的DA-6显著提高叶片的Pn、Rubisco活性和叶片中可溶性蛋白含量。在整个处理过程中,40 mg·L-1的DA-6对叶片Pn、叶绿素含量和Rubisco活性有抑制作用,但是和对照间的差异不显著。所有的DA-6处理都能提高果实的品质,其中20 mg·L-1处理显著提高了果实的品质。这表明,适当浓度的DA-6可调节草莓叶片光合能力,并最终提高果实品质和产量。
全 文 :园 艺 学 报 2008, 35 (4) : 587 - 590
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2007 - 12 - 06; 修回日期 : 2008 - 03 - 04
基金项目 : 农业部公益性行业 (农业 ) 科研专项项目 (NYHYZX072025)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: lgj@ cau1edu1cn; Tel: 010262732479)
二烷氨基乙醇羧酸酯对草莓光合作用和果实品质的
影响
单守明 1 , 刘国杰 13 , 李绍华 2 , 苗鹏飞 1
(1 中国农业大学农学与生物技术学院 , 北京 100094; 2 中国科学院植物研究所 , 北京 100093)
摘 要 : 研究了不同浓度二烷氨基乙醇羧酸酯 (DA26) 对草莓叶片光合作用和果实品质的影响。结果
表明 , 与对照相比 , 10和 20 mg·L - 1的 DA26提高了叶片的 Pn和 Gs。在处理后 7~21 d, 20 mg·L - 1的
DA26显著提高了叶片的 Rubisco活性和可溶性蛋白含量。在整个处理过程中 , 40 mg·L - 1的 DA26对叶片
Pn、叶绿素含量和 Rubisco活性有抑制作用 , 但与对照差异不显著。10、20和 40 mg·L - 1的 DA26处理都
能提高果实品质 , 其中 20 mg·L - 1处理显著提高了果实品质。
关键词 : 草莓 ; 植物生长调节剂 ; 净光合速率 ; 果实品质
中图分类号 : S 66814 文献标识码 : A 文章编号 : 05132353X (2008) 0420587204
Effects of D ifferen t Concen tra tion of DA26 on Photosyn thesis and Fru it Qua l2
ity in Strawberry
SHAN Shou2m ing1 , L IU Guo2jie13 , L I Shao2hua2 , and M IAO Peng2fei1
(1 College of A gronom y and B iotechnology, China A gricultural U niversity, B eijing 100094, Ch ina; 2 Institu te of B otany, Chinese
A cadem y of Sciences, B eijing 100093, China)
Abstract: The effects of DA26 at different concentrations on leaf photosynthesis and fruit quality were
studied in strawberry. The results showed that DA26 of 10 and 20 mg·L - 1 could increase leaf photosynthetic
rate and stormatal conductance compared with control. Moreover, 20 mg·L - 1 DA26 significantly enhanced
Rubisco activity and soluble p rotein content from 7 to 21 days after treatment. However, the results also indi2
cated that 40 mg·L - 1 DA26 had inhibiting effects on leaf photosynthetic rate, chlorophyll content and Rubisco
activity and no significant differences found with control during the whole treatment period. On the other hand,
DA26 app lied in different concentrations all increased the quality of strawberry and 20 mg·L - 1 DA26 showed
the remarkable effect.
Key words: strawberry; p lant growth regulator; net photosynthetic rate; fruit quality
二烷氨基乙醇羧酸酯 (N , N2diethylam inoethyl hexanote, 简称 DA26) 是一种新型细胞分裂素类植
物生长调节剂 , 它可扩大植物叶面积 , 提高叶绿素含量和光合速率 (周天 等 , 2004) , 促进碳水化
合物合成与积累 , 从而提高作物产量和品质 (张明才 等 , 2006)。草莓叶片同化物供应能力的不足往
往是限制产量和品质的重要因素 (Deng & Woodward, 1998)。本试验中以 ‘童子 1号 ’为试材 , 研
究不同浓度 DA26处理对叶片光合作用和 Rubisco活性的影响 , 以期为理论研究和实际生产提供依据。
1 材料与方法
试验在中国农业大学科学园 (露天 ) 进行 , 壤土肥力中等。采用随机区组设计 , 重复 3次。于
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园 艺 学 报 35卷
2005年夏用 ‘童子 1号 ’草莓 ( F ragaria ananassa Duch‘Camarosa’) 匍匐茎繁殖幼苗 , 8月下旬定
植 , 起垄栽植 , 株行距为 25 cm ×35 cm, 常规管理。2006年春草莓谢花后每株留 5片叶和 6个果实
(第 2级果 ) , 立即用 10、20和 40 mg·L - 1的 DA26喷施叶面 , 喷等量清水为对照。每个处理面积 10
m
2
, 120株 , 喷 5 L药剂。试验中随时摘去新生叶片和果实以保持每株叶果数不变。
从处理后到果实成熟 , 每隔 7 d于上午 9: 00—10: 00采用 L I26400型便携式光合仪测定各处理
植株第 3片复叶 (从基叶算起 ) 的净光合作用速率 ( Pn)、气孔导度 ( Gs) 和胞间 CO2浓度 (Ci)。
每个处理测定 3株 , 每片叶重复 3次。
处理后每隔 7 d采 10片第 3片复叶 (从基叶算起 ) , 用液氮速冻后放入 - 84 ℃冰箱中备用以测定叶
片叶绿素、可溶性蛋白含量 (李合生 , 2000) 和 Rubisco的初始活性及总活性 (Du et al. , 1996)。
在果实成熟时 , 每个处理采 30个果实 , 测量平均单果质量、可溶性固形物含量 ( SSC)、可溶性
总糖和可滴定酸含量 (李合生 , 2000)。
2 结果与分析
211 DA26对光合作用的影响
在整个处理过程中 , 各处理叶片的 Pn和 Gs都呈单峰变化趋势 , 在处理 14~21 d时达到最高值 ,
随后下降 ; 而 Ci的变化趋势相反 (图 1)。10和 20 mg·L - 1的 DA26处理均可提高叶片的 Pn、Gs, 降
低了 Ci; 在处理后 14~21 d时 , 20 mg·L - 1的 DA26显著提高了 Pn和 Gs, 而 40 mg·L - 1的 DA26抑
制了叶片的 Pn和 Gs, 但与对照间差异不显著。
212 DA26对 Rub isco活性和蛋白质含量的影响
整个处理过程中 , Rubisco的活性及叶片中的蛋白含量呈单峰变化趋势 (图 2) , 处理后第 21天
达到最大值 , 之后开始下降。低浓度的 DA26提高了 Rubisco的初始活性、总活性和叶片中可溶性蛋
白含量 , 在处理后 7~21 d, 20 mg·L - 1的 DA26显著提高了 Rubisco活性和可溶性蛋白含量。40
mg·L - 1的 DA26则抑制了 Rubisco的初始活性、总活性和蛋白质含量 , 但与对照差异均不显著。
213 DA26对叶绿素含量的影响
不同的 DA26处理也调控了草莓叶片叶绿素含量。如图 3所示 , 在处理后 14~21 d, 20 mg·L - 1
处理显著提高了叶绿素 a、b含量 , 10 mg·L - 1处理也提高了叶绿素 a、b含量 , 40 mg·L - 1处理则抑
制了叶绿素含量 , 但与对照间的差异均不显著。
214 DA26对果实品质的影响
DA26处理在不同程度上提高了果实的品质 (表 1)。与对照相比 , 20 mg·L - 1的 DA26处理极显
著提高了平均单果质量 , 显著提高了果实的 SSC、可溶性总糖含量 , 并显著降低了可滴定酸含量。10
mg·L - 1的 DA26处理也显著提高了平均单果质量且显著降低了可滴定酸含量 , 但没有显著提高 SSC
和可溶性总糖含量 ; 40 mg·L - 1 DA26有提高果实品质的趋势 , 但与对照间的差异均不显著。
表 1 不同浓度 DA26处理对草莓果实品质的影响
Table 1 Effects of d ifferen t concen tra tion of DA26 on fru it qua lity of strawberry
DA26 /
(mg·L - 1 )
单果质量 / g
Mean fruit mass
可溶性固形物 /%
SSC
可溶性总糖 / (mg·g - 1 FM)
Total soluble sugar
可滴定酸 /%
Titratable acidity
0 (对照 Control) 1912 ±112 cB 8145 ±0171 b 6517 ±514 b 1111 ±01120 a
10 2218 ±117 abAB 9114 ±0163 ab 7213 ±611 ab 0190 ±01110 b
20 2514 ±211 aA 9166 ±0182 a 7718 ±619 a 0188 ±01091 b
40 2110 ±116 bcB 8173 ±0178 ab 6917 ±613 ab 0197 ±01104 ab
注 : 小写字母表示差异达到 0105显著水平 , 大写字母表示差异达到 0101显著水平。
Note: D ifferent small letters in each column mean significant difference at 0105 level, different cap italsmean significant difference at 0101 level.
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4期 单守明等 : 二烷氨基乙醇羧酸酯对草莓光合作用和果实品质的影响 985
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3 讨论
细胞分裂素类生长调节剂能促进叶绿体的发育 , 调节气孔运动和光合作用等生理过程 (Ookawa
et al. , 2004; Pessarakli, 2005)。DA26是细胞分裂素类植物生长调节剂 , 在本试验中 10和 20 mg·
L - 1的 DA26可提高叶片的 Pn、Gs和叶绿素含量 (图 1, 图 3) , 40 mg·L - 1 DA26处理在 Gs和叶绿素
含量下降的同时 Pn也在下降 , 表明 DA26也可通过气孔因素和叶绿素含量来调节 Pn, 这与在大麦等
(周天 等 , 2004) 植物上的研究结果相似。
Rubisco是植物光合作用的关键酶 , 其活性影响叶片 Pn和同化物的供应能力 ( Pessarakli, 2005)。
R ubisco基因表达和酶活性受植物生长调节剂调控 (Ookawa et al. , 2004; Pessarakli, 2005)。本研究表
明 , 处理后 7~21 d, 20 mg·L - 1 DA26显著提高了 Rubisco活性和可溶性蛋白质含量 (图 2) , 且
Rubisco蛋白占叶片中可溶性总蛋白的 50%以上 , 受细胞分裂素类生长调节剂的调节 (Ookawa et al. ,
2004) , 因此 , 调节 Rubisco活性和可溶性蛋白含量也是 DA26促进 Pn升高的另一个重要原因。
DA26也能促进碳水化合物的运输分配 (张明才 等 , 2006)。低浓度的 DA26处理提高了叶片 Pn
(图 1) , 显著提高了平均单果质量 (表 1) , 表明草莓果实中分配到更多的光合产物 , 其产量与品质
也得到提高 , 这与以往研究 DA26能促进植物的生长发育、提高产量与品质的结果 (周天 等 , 2004;
张明才 等 , 2006) 一致 , 因此 DA26也能促进草莓中碳水化合物的运输分配。由于细胞分裂素类生长
调节剂不但能直接促进碳水化合物运输分配 , 还能促进细胞分裂素的合成 (高红兵 等 , 2007) , 因此
DA26处理还可能提高植株中细胞分裂素的浓度 , 从而共同促进物质的运输分配 , 并最终提高了草莓
果实品质。
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