全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 22(2)：177— 180 2002年 3月
生长前期叶面喷施乙烯利对甘蔗
茎细胞几种酶活性的影响
李志刚 ，李杨瑞。，林炎坤 ，林鉴钊 ，李素丽 ，周维永
(1 广西大学农学院、广西南宁 530005；2 广西农业科学院．广西南宁 530007 1
摘 要 在甘蔗分蘖初期用乙烯利进行叶面喷施盘上理 ．并在不同的时期分别对蔗茎细胞 质和细胞壁的几种
代谢关键酶活性进行测定．结果表明：适 当浓度的乙烯刺盘上理提高了整个生长期甘蔗茎细胞质的过氧化物酶
活性、生长前中期甘蔗茎细胞质和细胞壁的 Ca抖一ATP酶、细胞质的 Mg“+ATP酶活性和生长后期细胞质的
多酚氧化酶活性，较高浓度的乙烯刺盘上理普遍提高整个生长期甘蔗茎细胞质和细胞壁的 Ca抖 ATP酶活性、
细胞壁的Mg ATP酶活性和旺盛生长期间细胞壁的过氧化物酶活性。
关键词：乙烯利 ；甘蔗 ；酶活性 ；细胞壁；细胞质
中图分类号 ：$321 文献标识码：A 文章编号：1000—3142(2002)02 0177 04
Effects 0f fol iar spray 0f etherphon 0n s0me en—
zyme activities in stem cel l S 0f sugarcane
LI Zhi—gang ，LI Yang—rui ，LIN Yan—kun：，LIN Jian—zhao ，
LI Su—li 。ZH0U W ei—yong
r 1 Agricu&u~a[Ctdlege Guangzi Unh-ers rly．Nanning 590005．China；2．Guangxi Academy
。i Ag}aultural Sciencex．Nanning 530007，China／
Abstract：Foliar spray of etherphon was conducted at tllering stage ol sugarcane-and activities of some key el
zymes for metabohsm in cytoplasm and cel waits of sugarcane stem were surveyed at different stages The re
suits show that proper concentration of etherphon CaD promote the activity of peroxidase in the cytoplasm and
cel walls for whole growth stage．the activity of Ca ’ATPase in the cytoplasm and ceil walls and the activity of
M g ATPase in the cytoplast：]from ear[y to middle growth stage．and that of polypheno[oxidase in the cyto—
p]asm at]ate growth stage The treatment of high concentration of etherphon can promote the activity of Ca 一
ATPase in the cytop[asm and ceil walls and that of M g ATPase in the cel walls for whole growth stage．that
of peroxidase in the cell walls during fast growing period．
Key words：etherphon；sugarcane；Saccharum ofj}⋯ M I ．；enzyme activity；cytoplasm：cell wall
乙烯是一种内源激素，在甘蔗上 的应用越来越
广泛 乙烯利作为甘蔗化学催熟剂的应用已成为先
进蔗糖生产国如美国、南非等的常规技术措施“ ，在
甘蔗生长期喷施乙烯利，使甘蔗提早成熟，提高甘
蔗糖分和品质，而且还具有多种多样的影响 “ 。但
前人的研究 多集中在一些 田间试验和对甘蔗 叶片
收 稿 日期 ：2000 l0 08
作者简介 ：李志刚(1969)．男．广西蒙山^ ．讲师．在职博士生．主要研究方向为作物生理生化
基金项目：国家自然科学基金资助项 目(编号 ：398600l 9)；广西自然科学基盘资助项目(桂科自 972101 3)。
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生理生化特性影响方面。 。．有关不同浓度乙烯利
在甘蔗生长期处理后对蔗茎生理生化效应的研究
报道不多。作为乙烯利对甘蔗效应作用机理研究的
一 部分 ，本文从乙烯利对甘蔗茎组织细胞壁和细胞
质几种代谢关键酶活性的影响进行了初步的探讨 。
1 材料与方法
1．1材料
本试验在广西大学农学院教学试验农场进行 ，
供试药品为上海彭浦化工厂生产 的乙烯利．有效成
分 4O 供试甘蔗品种为桂糖 1 5号 。
1．2方法
试验采用拉丁方区组设计 ．3次重复，5行 区，
行长6．5 n1，狞距1．1 n 。试验田甘蔗于1 998年2月
g0日下种，甘蔗砍成双芽苗，下种量为 lg0 000芽／
hm ，田问管理与大 田生产相 同。试验设 3个处理，
乙烯利浓度分别 为 80 mg／[ (适宜 )、300 mg／I (偏
高)及CK(清水对照)。在分蘖初期(5月 1 5 Et下午4
对)进行叶面喷施，以叶面布满液珠而无下滴为度
喷施后分别于 6月 1日 6月 21日，7月 30 Et，9月
l§日，1 o月 30日，l2月 6日从每小区取 3株有代
表性样本连叶带 回．从一3和+d叶之间节问 5 cm
对 中纵切，取有芽沟的一半，去表皮 ，用刀片切碎混
匀 ，称取 5 g，用冷的 10 mI 0．05 mol／[ Tris HC1缓
冲液和 1 g石英砂磨成匀浆 2 500 rpm离心 10
min，得上清液为细胞质租酶提取液 ，沉淀则用 2
Triton X 1∞ 抽提 3坎，后用 去离子水洗涤至洗出
液 中无 ATP酶活性 ，将沉淀加 入含 0．25 纤维素
酶和 1 果胶 酶的 0．05 mot／[ Tris—HC1缓冲液 1 c
mI ，在 2j C过夜 ，次 Et 11 000 rpm离心 1 5 min，上
清液即为细胞壁 ATP酶租提取液，置于冰箱中待
用 。
Ca=’ATP酶 、Mg 一ATP酶活性的测定按李杨
瑞 (1 987)的方法 多酚氧化酶活性的测定按杨丽
涛(j 99L,)的方法 过 氧化物酶的测定按李杨瑞
(1 c,90j的方法
2 结果与分析
2．1不同浓度 乙烯利处理对甘蔗茎细胞 Ca 一ATP
酶活性的影响
从图 1可知 ，乙烯利处理可以提高甘蔗生长前
期蔗茎细胞质中的Ca。 ATP酶活性，而降低了甘
蔗工艺成熟期的酶活性，其中 300 mg／I 的酶活性
比 80 mg／[ 的更低 。而对于细胞壁的影响却与细胞
质的不太一致(图 2)，在甘蔗生长 的前期 乙烯利表
现为提 高酶活性，而在 甘蔗生长 的工 艺成熟 期，80
mg／[ 浓度处理的酶活性仍然低于对照 ，而 300 rng／
I 浓度处理的却高于对照。
2．2不同浓度乙烯利处理对甘蔗茎细胞 Mg ATP
酶活性的影响
从图 3可知，乙烯利处理可以提高细胞质和细
胞壁的 Mg 一ATP酶活性 ，但两者受影响的程度是
不一样的。对于细胞质，80 mg／[ 乙烯利处理可以提
高甘 蔗生 长前 中期 的 Mg ATP酶活 性，而 30(I
mg／I 乙烯利处理则使甘蔗生长前期的酶活性有所
降低，在甘蔗生长的中期则使酶活性略有提高，而
在甘蔗生长的后期对酶活性还有降低效应 对于细
胞壁 ，80 mg／I 乙烯利处理的酶活性始终低于对照，
而 300 mg／[，乙烯利处理的酶活性别始终高于对照
(图 4)。
2．3不同浓度乙烯利处理对甘蔗茎细胞 多酚氧化酶
活性的影响
不同浓度 乙烯利处理 对甘蔗茎细胞不同部位
的多酚氧化酶活性影响是不 同的。对于细胞质(图
5)，在处理后半个月内，80 mg／[ 乙烯利能降低甘蔗
生长前中期的多酚氧化酶活性，而对甘蔗生长后期
的酶活性别有所促进，而 300 mg／[ 乙烯利处理的
酶活性则一直低于对照。对于细胞壁t图 6)，乙烯利
处理甘蔗生长前 中期的酶活性低于对照，而后期的
酶活性则略高于对照 ，但差异不大。
2．4不同浓度乙烯利处理对甘蔗茎细胞过氧化物酶
活性的影响
不 同浓度 的乙烯利处理对甘蔗茎细胞不 同区
间的过氧化物酶恬性都有较明显的影响 对于细胞
质t图 7)，乙烯利处理提高 了旺盛生长期 间(10月
30日以前)的酶活性，但不同的浓度则有所差别，在
甘蔗生 长的前 期 ，80 rag／[ 处 理 的酶 活性 比 300
mg／[ 处理的酶活性低，而在甘蔗生长的中后期，情
况正好相反 对于细胞壁(图 8)，不同浓度 乙烯利处
理都能提高甘蔗生长前期的酶活性，而降低甘蔗生
长中后期的酶活性 ；在甘蔗生长 的前 中期 ，300 rag／
I 乙烯利处理的过氧化物酶活性比 80 mg／1 乙烯
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2期 李志剐等：生长前期叶面喷施乙烯利对甘蔗茎细胞几种酶活性的影响 179
30
25
20
15
gl0
5
0
10／1 12／
图 l 甘蔗茎细胞质的 Ca 。ATP酶括性
Fig．1 Ca ATPase activity in cytop]asm
0f sugarcane stem
6／1 8／1 10／1 12／
图 7 甘蔗茎细胞质 的过氧化物酶括性
Fig 7 Peroxidase activity in cytoplasm
of sugarcane Steni
60
50
4O
30
10
l0
0
B0 r
60
40
20
0
M／D
0
80
300
8／1 10／1 12／1月／Et M／D
图 4 甘蔗茎细胞壁的 Mg 。一ATP酶活性
Fig 4 Mg 。一ATPase activity in ceil walls
of sugarcane stewt
+ 0
t 80
☆ 300
叭 7／l 8／l 9／1 10／1 ii／] 12／1 J-l／Et D
圈 6 甘蔗茎细胞壁的多酚氧化酶活性
Fig 6 Polypheno[oxidase activity in e【!⋯
。{sugarcane stem
8
：
0 三 } ． |二：=
6／1 8／1 10／1 1 2／
图 8 甘蔗茎细胞壁的过氧化物酶括性
Fig 8 Peroxidase activity in cel wall
。f sugarcane stem
∞ 嘶 胁 圬 加 0
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利处理 的酶活性高，而在甘蔗生 长后期，结果却相
反 。
3 讨 论
ATP酶是与植物体内能量代谢密切相关的酶
我们 曾报道 ，甘蔗叶片中的不 同细胞器和整体组织
中 Mg ATP酶和 Ca ATP酶活性与不同基 因型
甘蔗的早熟高糖特性和糖分积累有 密切的正相 关
关系 、。本研究的结果进一步表明，适当浓度 的乙
烯利处理可 以提高甘蔗生 长前 中期茎细胞质和细
胞壁的 Ca” ATP酶、细胞质的 Mg ATP酶活性 ，
较高浓度的乙烯利处理普遍提高整个生长期甘蔗
茎细胞质和细胞壁的 Ca ATP酶活性和细胞壁的
Mg ATP酶活性。这种普遍提高 Mg“。ATP酶和
Ca ATP酶活性的与我们在甘蔗 叶片的研究结果
是一致的 。前人的研究已经反复证明了乙烯利处
理促进甘蔗糖分积 累，提高蔗糖分的生理效应“ ，
与本研究的结果正好吻合 根据本研究的结果，似
乎细胞质中的 ATP酶 比细胞壁 中的起着更重要的
作用 。
多酚氧化酶是呼吸的末端氧化酶之一 据报道
多酚氧化酶活性的提高有利于蔗茎糖分的积累
在本研究中．适宜浓度的乙烯利处理降低了甘蔗生
长前 中期茎细胞质 中的多酚氧化酶活性，而对生长
后期的酶活性则有所促进 ，似乎说明了茎细胞质中
的多 酚氧化酶活性 的提高与甘蔗糖分积 累有密切
的联系 而高侬度乙烯利处理在整个生长期 中均明
显地降低了蔗茎细胞壁和细 胞质 中的多酚氧化 酶
的活性，与甘蔗生长受抑制的表现相一致
过氧化物酶具有多种重要生理功能，如参与细
胞壁中多种结构成分的聚合作用，因此在形成复杂
的细胞壁结构方面起重要作用，还参与细胞和组织
保护反应 。。 ．催化分解植物组织内的 IAA等 我
们曾报道 ，甘蔗植株 高大、生长旺盛 的基 因型叶片
中的过氧化物酶活陛要比那些植株矮小、生长慢的
基因型的低，而且还表现为在甘蔗旺盛生长期酶活
性很低而在进人糖分积累期后 酶活性迅速 大大提
高 在本研究中，适宜浓度的乙烯利处理提高了整
个生长期甘蔗茎细胞质的过氧化物酶活性 ，而高浓
度乙烯利处理则提高了整个生 长期甘蔗茎细胞壁
的过氧化物酶活性，后者与高浓度乙烯利处理明显
抑制 甘蔗生 长表现相一致 ，可见甘蔗茎细胞壁的过
氧化物酶活性提高与甘蔗茎生长受抑制的关系更
为密切。
综上所述，不 同乙烯利浓度处理对甘蔗茎组织
细胞质 和细胞壁中的代谢关键酶活性的影响既有
相同之处 ，也有明显 的不同，由此不 可避 免地影响
到甘蔗代谢功能、蔗株生长和糖分积 累的过程 ，尤
其对甘蔗生长的促进和抑制方面产生相反的效果。
适宜浓度的乙烯利处理促进甘 蔗生长和糖分积累
的表现是有其生化基础的
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