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第26卷 第5期 作　物　学　报 V ol. 26, N o. 5
2000 年9月 A CTA A GRONOM ICA S IN ICA Sep. , 2000
IPT 对稻苗根系生长和三种内源激素水平的影响X
张红心1　 王伟中2　 夏　凯1　 周　燮1
(1南京农业大学农学系植物激素室, 江苏南京, 210095; 2 淮阴市农业科学研究所, 江苏淮阴, 223001)
提　要　适宜浓度 (0. 1 m g ö L ) 的 IPT (isop ro th io lane) 浸泡水稻种子24小时, 稻苗的种子根长度, 侧根
数目以及芽鞘节根长度, 根系的干重均受到显著的促进。与之相对应的是, IPT 处理后, 种子根的内源
IAA 和ABA 的含量提高, 而 iPA s 和 ZR s 的含量下降。IPT 处理也增加了稻苗的根系活力, 提高了低
温条件下 POD (过氧化物酶)和CA T (过氧化氢酶)的活性。
关键词　稻苗; IPT; 植物激素; 根系生长
Effects of IPT on the Growth of Roots and Con ten ts of IAA , Cytok in in s
and ABA in R ice Seedl ing
ZHAN G Hong2X in1　WAN G W ei2Zhong2　X IA Kai1　ZHOU X ie1
(1 D epartm ent of A g ronom y , N anj ing A g ric U niv. , N anj ing , J ingsu, 210095; 2 H uaiy in A g ricultural R esearch Institu te,
H uaiy in, J ingsu 223001)
Abstract　T he seeds of hybrid rice cv. Shanyou 63 w ere soaked in IPT (isop ro th io lane) so lution
w ith various concen trations (0. 1～ 100. 0 m g ö L ) fo r 24h. It w as found that 0. 1 m g ö L IPT
sign ifican tly p romoted the length of sem inal roo t and crow n roo ts, and 0. 1～ 100. 0 m g ö L IPT
sign ifican tly p romoted the lateral roo t num ber in sem inal roo t. Subsequen tly, p lan t ho rmones
con ten ts in roo t w ere determ ined by enzym e2linked imm unoassay assays (EL ISA s). It w as found
that the con ten ts of IAA and ABA increased in sem inal roo t, w hereas those of iPA s and ZR s
decreased after IPT treatm en t. F inally, the roo t activities w ere determ ined, It w as found that
the T TC reducing capacity of roo ts increased obviously, Bo th POD and CA T activities in roo ts
treated w ith IPT w ere h igher than those of the con tro l under low temperature.
Key words　R ice seedling; IPT; P lan t ho rmones; Roo t grow th; POD; CA T
在早春季节, 稻的旱育秧过程中, 常易因低温而发生毁灭性“立枯”死苗现象。周燮和曹
显祖 (1978)发现这类死苗的实质在于烂根, 是稻苗根系生长不良和活力下降, 而遭受土内腐
霉菌 (Pyth ium spp) 入侵和危害的结果[ 1 ]。因此, 一方面, 可使用对腐霉有特效的杀菌剂一敌
克松和立枯灵[ 2 ]; 另一方面, 则应从促进稻苗根系的生长和在低温期间的活力入手。
稻苗各器官之间存在着严格的“同伸关系”。第一完全叶出现之前, 稻苗只有一条种子
根。需待第2完全叶出现, 才会有5～ 6条芽鞘节根。因此如何促进种子根的侧根原基的分化和
伸长成了稻苗生长初期的当务之急。
X 江苏省教委联建重点学科项目97201资助
收稿日期: 1999203222, 接受日期: 1999210213

IPT (isop ro th io lane) 是一种含硫烷基的叉丙烯酸结构的化合物, 常用于防治稻瘟病 (商品
名: 富士一号) , 也是当前日本旱稻育秧时用以防治非寄生型猝倒病 (N on2parasitic damp ing2
off) 的首选药剂[ 3 ]。阳川和柳井[ 4 ]发现它能促进菜豆下胚轴生根。大土冢隆和坂齐[ 3 ]报道10- 5
molö L IPT 对稻的种子根的长度及侧根数目均有显著的促进效应。然而迄今未见报道的是
IPT 何以能够促进稻苗的根系生长, 它对稻根的生长素、细胞分裂素、以及其它激素含量的
影响如何? 此外, IPT 处理能否提高稻根在低温下的活力, 这也是需要探查的内容之一。
1　材料与方法
1. 1　材料
供试药剂为40% 的 IPT 乳油, 由日本农药株式会社提供; 供试品种为汕优63, 种子经0.
1% 的H gC l2消毒10分钟, 然后进行 IPT 处理。
1. 2　 IPT 处理
1. 2. 1　种子分别浸入0. 0、0. 1、1. 0、10. 0和100. 0 m g ö L 的 IPT 溶液24小时, 催芽露白后,
播于固定在盛有木村B 营养液容器的湿纱布上, 28℃, 12小时光照, 每天换营养液一次。在
二叶期测定种子根长度, 芽鞘节根长度, 侧根数目, 地上部和地下部的干重以及根系活力。
并取20株用于植物激素含量的测定。
1. 2. 2　种子在蒸馏水中浸泡24小时, 催芽露白后, 播于固定在盛有木村B 营养液容器的湿
纱布上, 温度和光照条件与处理 (1) 相同, 待种子根长至2 cm 左右时, 向营养液中加入 IPT
至浓度为10. 0 m g ö L。在一叶一心期对稻苗进行4℃处理3天, 并分别在处理后的第1、2、3天
取20株稻根用以测定 POD (过氧化物酶)和CA T (过氧化氢酶)的活性。
1. 3　激素含量及酶活性的测定方法
植物激素的提取, 纯化和测定: 在样品中加入80% 的甲醇溶液 (含10 m g ö L 的丁羟甲
苯) , 弱光下冰浴匀浆, 10000g 离心15 m in, 上清液经C18柱去除亲脂色素后, 取300 LL 用氮
气吹干后, 溶于300 LL 的 PBS (10 mmolö L pH 9. 2) 溶液, 用 EL ISA 测定 iPA 和 ZR s 含量[ 5 ]。
另取300 LL 的滤液, 用氮气吹干后, 溶于300 LL 的无水甲醇, 用重氮甲烷进行甲酯化处理,
氮气吹干, 溶解于300 LL 的 PBS 中, 用 EL ISA 测定 IAA、ABA 的含量[ 6 ]。
相系活力的测定: 用 T TC 还原法, 参见文献[ 7 ]
POD 酶的活性测定: 用愈创木酚法[ 8 ]以OD 470 nm 波长下光密度每分钟上升0. 1为一个
酶活性单位。
CA T 酶的活性测定: 参照Chance 和M ach ly (1955) [ 9 ]的方法, 以OD 240 nm 波长下光密
度每分钟下降0. 1为一个酶活性单位。
2　结果
2. 1　 IPT 对稻苗根系的影响
由图1可见: 各种浓度的 IPT 处理后, 均增加了种子根的侧根数目。0. 1 m g ö L , 1. 0 m g ö
L , 10. 0 m g ö L 和100. 0 m g ö L 的处理分别比对照增加21. 1% , 55. 1% , 66. 9%和57. 5%。图2
表明: 0. 1 m g ö L IPT 对种子根长度的促进作用较明显, 比对照增加15. 7% ; 但未见1. 0 m g ö L
以上处理的 IPT 对种子根长度有促进作用, 提示侧根数目的增加和种子根的伸长存在某种相
克的关系。0. 1 m g ö L 的 IPT 还对芽鞘节根的伸长有明显的促进作用, 比对照增加53. 5%。但
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当浓度达到或超过1. 0 m g ö L 时, 不再呈现这种促进效应。
图1　　IPT 对稻苗种子根侧根数目的影响
F ig. 1　　The effect of IPT on the lateral
roo t num ber in sem inal roo t of rice seedlings.
图2　　IPT 对稻苗种子根和芽鞘节根长度的影响
F ig. 2　　The effect of IPT on the length of
sem inal roo t and crow n root in rice seedlings.
除100. 0 m g ö L 外, 其它 IPT 处理均增加了根系的干重, 其中尤以0. 1 m g ö L 处理的最显
著, 比对照增加29. 4%。各种 IPT 处理都增加了稻苗的根冠比, 其中以0. 1 m g ö L 为最明显,
比对照增加33. 1% (图3)。
2. 2　 IPT 对根系活力及 POD 酶和CAT 酶的影响
IPT 处理后, 以对 T TC 还原的能力为指标, 稻苗的根系活力大幅度增高, 0. 1 m g ö L、
1. 0 m g ö L、10. 0 m g ö L 和100. 0 m g ö L 的 IPT 处理分别比对照增高34. 1%、29. 2%、111. 3%
和123. 8%。这提示 IPT 处理后, 根系的琥珀酸脱氢酶的活性得到大幅度增强 (图4)。
图3　　IPT 处理对稻苗根系干重及根冠比的影响
F ig. 3　　The effects of IPT on the dry w eigh t
of roo ts and root ö shoot ratio in rice seedlings
图4　　IPT 对稻苗根系还原力影响
F ig. 4　　The effects of IPT on the roo t
reducing capacity of rice seedlings
低温处理后, 稻苗根系的 POD 酶的活性显著下降, 但稻根经 IPT 处理后, 可以部分地恢
复 POD 酶活性, 其活性在低温处理后的1, 2, 3天分别比未经 IPT 处理的增加15. 3%、
63. 4%、38. 2%。同 POD 酶的变化趋势相反, 经2～ 3天的低温处理后, 稻苗根系的 CA T 酶
的活性显著上升, 而配有 IPT 处理的CA T 酶活性上升的幅度更大 (图5)。
1065期　　　　　　　　张红心等: IPT 对稻苗根系生长和三种内源激素水平的影响　　　　　　　　　　

图5　　IPT 处理对低温条件下稻苗根系的 POD , CA T 酶活性的影响
F ig. 5　　The effects of IPT on POD and CA T activities in the roo ts of rice seedlings
2. 3　 IPT 对稻苗内源激素含量的影响
IPT 处理后, 稻苗种子根的内源 iPA s 和 ZR s 的含量均显著下降, 0. 1 m g ö L、1. 0 m g ö L、
10. 0 m g ö L 和100. 0 m g ö L 的处理的 iPA s 的含量分别是对照的41. 3%、35. 9%、28. 6% 和51.
4% , 而 ZR s 的含量分别是对照的57. 3%、44. 5%、63. 6% 和82. 8% (图6 a, b)。与此相反,
IPT 处理后, IAA 的含量则显著上升, 上述系列浓度的 IPT 处理分别为对照的1. 9倍、12. 0
倍、10. 3倍和9. 2倍 (图6c)。
IPT 处理也增加了稻苗种子根的ABA 含量, 0. 1 m g ö L、1. 0 m g ö L、10. 0 m g ö L 和100. 0
m g ö L 的处理分别是对照的1. 4、1. 2、1. 4和2. 1倍 (图6d)。
图6　　IPT 对稻苗种子根内源 IAA , iPA s, ZR s 和ABA 含量的影响
F ig. 6　　The effects of IPT on the contents of iPA s, ZR s, IAA and ABA in the sem inal roo ts of rice seedlings
芽鞘节根的内源 IAA , ABA 的水平也因 IPT 处理而上升, 对 IAA 而言, 以0. 1 m g ö L
的处理最明显 , 为对照的5. 6倍; 对ABA 而言 , 以1 0. 0m g ö L 的处理最明显 , 为对照的
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2. 8倍 (图7)。
图7　　IPT 对稻苗芽鞘节根内源 IAA , ABA 含量的影响
F ig. 7　　The effects of IPT on the contents of IAA , ABA in the crow n roots of rice seedlings
3　讨论
关于旱育稻秧的“立枯”病因是相当复杂的, 除了土壤病原菌在低温条件下侵染稻根外,
究竟有没有非寄生性的猝倒型生理病? 秃泰雄[ 10 ]对此持肯定态度, 但缺乏用灭菌土进行严格
试验, 仍待进一步证实。然而, 在使用土壤杀菌剂的同时, 若能增强稻苗根系的生长和活力,
显然可以更好地防止“立枯”死苗。基于这种认识。我们选用了 IPT 并开展了对它的促根生理
的研究。
IPT 确实是一种较理想的促根剂, 其有效浓度覆盖了4个数量级。用0. 1 m g ö L (约3. 82×
10- 7 molö L ) IPT 浸泡稻种24小时, 即可使种子根的侧根数目比对照增多21. 1% ; 当浓度为
10. 0 m g ö L , 侧根数目的增加幅度最大, 高出对照66. 9% (图1)。与之相对应的是0. 1～ 10. 0
m g ö L 的 IPT 处理的稻苗根系干重和根冠比都有较大幅度的增加 (图3)。
在探查 IPT 促进侧根生长的激素生理背景方面, 本文提供了三方面的证据。首先, 0. 1
m g ö L 的 IPT 处理即可使种子根内 IAA 含量明显增加, 随着 IPT 剂量的提高, 内源 IAA 的
含量也相应增加, 而 IAA 是诱导侧根原基发生的主要信号[ 11 ]。其次, 各种剂量的 IPT 处理都
可使两类细胞分裂素 (ZR s 和 iPA s) 的含量下降。而细胞分裂素可强烈抑制侧根原基的启
动[ 12 ]。江玲等[ 13, 14 ]以莴苣和马尾松为材料, 也发现根中 IAA 的水平上升促进侧根原基分化
而细胞分裂素含量较多会抑制侧根原基的发生。因此, 种子根内较高比值的 IAA ö CT K s 构成
了促进侧根大量发生的主因。此外, IPT 处理后, 种子根ABA 含量也比对照明显增多 (20%
～ 110% )。而适宜浓度的ABA 可加强较高比值的 IAA ö CT K s 对生根的促进效应[ 15 ]。
P ilet 等[ 16 ]认为, 根系中的内源 IAA 存在一个阈值, 低于此阈值, 则 IAA 促进根的伸长,
我们的实验结果表明: 低浓度的 IPT 提高了种子根和芽鞘节根的 IAA (图6c) 含量的同时, 也
较显著促进种子根和芽鞘节根伸长 (图2) , 这提示稻苗根系中的内源 IAA 仍在促进伸长的阈
值之下。
通常, 在喜温植物的根部, 与糖酵解有关的酶类相比, 线粒体酶类的活性更易受零上低
温的抑制。因而, 在本研究中选用了定位于线粒体内膜的琥珀酸脱氢酶, 以其活性反映根系
呼吸代谢中的稳态机制乃至活力。IPT 处理对此显示出强烈的促进效应 (图4)。另一方面, 低
温胁迫下的 POD 酶活性因 IPT 处理而减少降幅; CA T 酶活性则显著上升 (图5)。提示 IPT
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也加强了稻根内清除过氧化物自由基的保护酶系统。
总之, 适宜浓度的 IPT 处理可较全面而均衡地促进种子根长度及侧根数目, 芽鞘节根的
出现期, 根系干重和根冠比。但较高浓度的 IPT 对种子根和芽鞘节根的伸长促进不明显, 这
可能是由于 IPT 提高稻根内源 IAA 水平的同时, 促进了乙烯的形成[ 17 ] , 而乙烯反过来抑制
根的伸长。
参　考　文　献
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2　周燮, 叶钟音. 怎样防止早稻烂秧. 北京: 农业出版社, 1978, 78～ 112
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5　陈以峰, 周燮. 华北农学报, 1996, 11 (1) : 97～ 102
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