全 文 ：文章编号:1000-1573(2003)S0-0134-03
水培条件下不同品种新几内亚凤仙
根系活力及酶活性的比较
高　杨1 , 　方　正1 , 　陈段芬2 , 　李文杰1 , 　张淑红1
①
(1.河北农业大学 河北省生物无机化学重点实验室 ,河北 保定 071001;
2.河北农业大学 园艺学院 ,河北 保定 071001)
摘要:水培试验表明 ,在相同的栽培条件下新几内亚凤仙 4个品种的根系活力 、叶片硝酸还原酶活性及根系 SOD 、POD 等保护酶
活性明显不同。这些生理特性的大小均为品种Ⅱ>品种Ⅳ>品种Ⅲ>品种Ⅰ ,说明不同品种对水培的适应能力各不相同 ,其中品
种Ⅱ的适应性最强 ,品种Ⅰ最差。
关 键 词:新几内亚凤仙;水培;根系活力;NR;SOD;POD
中图分类号:Q 945　　　　文献标识码:A
Comparison of physiological characteristics of different Impatiens
hawkeri varieties under solution culture
GAO Yang1 , FANGZheng1 , CHENDuan-fen2 , LI Wen-jie1 , ZHANG Shu-hong1
(1.Key Lab.of Bio-inorganic Chemist ry of Hebei , Agricultural University of Hebei , Baoding 071001 , China;
2.College of Hort iculture , Ag ricultural University of Hebei , Baoding 071001 , China)
Abstract:The roo t vigor and the activities of the NR , SOD and POD o f the four different Impatiens hawkeri varieties
w ere studied under solution culture.The results showed that the adaptability of the four varieties to solution culture w as
much different.Under the same g rowing conditions , the activities of these physiological characteristics are the varie ty Ⅱ>
Ⅳ >Ⅲ>Ⅰ .The adaptability of varietyⅡ is the best among the four v arieties.
Key words:Impatiens hawkeri;solution culture;physiological characteristic;NR;SOD;POD
近年来 ,水培花卉作为一种新型的室内花卉栽培方式 , 越发受人们的关注和青睐。 它将花卉直接栽植在无毒 、无污染的
营养液中 ,供居室绿化装饰之用 , 具有洁净 、卫生 、易于管理 、装饰性强等优点[ 1] 。新几内亚凤仙(Impatiens hawkeri)为凤仙花
科凤仙花属多年生草本花卉 ,又名五彩凤仙花 , 其花色娇美可爱 , 花叶争艳 ,璀璨缤纷 , 观赏价值高 ,是目前风靡世界的草花新
秀[ 2 , 3] 。本文通过水培试验 , 对 4个品种新几内亚凤仙的根系活力 、叶片硝酸还原酶活性及根系 SOD、POD等保护酶活性进行
了比较 ,以探讨不同新几内亚凤仙品种对水培条件的适应能力 ,为进一步筛选适宜的新几内亚凤仙水培品种提供理论依据。
1　材料与方法
1.1　材料
供试的新几内亚凤仙品种由中国农业科学院蔬菜花卉研究所提供。 4 个品种分别为波尼奥(Borneo mix ture)系列红色品
种(品种Ⅰ)、佳娃(Java series)系列桃红色品种(品种Ⅱ)、探戈(Tango)系列橙红色品种(品种Ⅲ)、舞裙(Pettico at)系列粉色品
种(品种Ⅳ)。
1.2　试验方法
1.2.1　试验设计　试验在光照培养室采用水培方式进行。水培所用的营养液组成如下(单位:mmol):MgSO4·7H2O , 0.65;
KH2PO4 , 0.10;(NH4)2SO4 , 2.00;CaCl2 , 1.00;K2SO4 , 1.75;H3BO 3 , 0.01;CuSO4 , 1 ×10-4;ZnSO4 , 1 ×10-3;
(NH4)6MoO4 , 5×10-6;FeEDTA , 0.10。选择健壮 、整齐一致的 4个品种幼苗(约 8 cm), 每盆栽植 5 株(同一品种), 每个品
种设 9 次重复。培养室通气良好 ,光照强度 40 000 lx ,光照时间 10 h/d ,温度 18 ～ 25℃,相对湿度 45%～ 60%。
① 收稿日期:2003-03-19
基金项目:河北省科技厅博士基金项目资助
作者简介:高　杨(1978-),女 ,河北省景县人 ,在读硕士研究生.
第 26卷增刊
2003年 5月
河 北 农 业 大 学 学 报
JOURNAL OF AGRICULTURAL UNIVERSITYOF HEBEI
　 　 Vol.26 Sup.　May 2003
1.2.2　水培方法　用清水将整个植株冲洗干净 , 用打孔的塑料板固定于水培盆中 , 植株基部浸没的深度约为 2 cm。先用清
水栽养 ,每天换水 , 3 d 后依次换 1/ 8 , 1/ 4 , 1/ 2剂量营养液 , 均间隔 3 d , 然后改用全剂量营养液进行培养 ,亦每隔 3 d 换 1 次营
养液。采用人工气泵通气。
1.2.3　测定方法　根系活力的测定用 TTC 法[ 4] , 硝酸还原酶的测定用α-萘胺法 , 超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定用
NBT 法[ 4] , 过氧化物酶(POD)的测定用愈创木酚法 。
1.3　数据分析
运用 Sta tistical Analy sis System(SAS)软件对数据进行 P <0.05 水平的显著性分析。
2　结果与分析
2.1　不同品种的新几内亚凤仙生物量比较
植物的干重可以衡量植物的生长状况。它的大小反映出植株对周
围环境的适应能力。根冠比是在环境因素作用下 , 经过植物体内许多
基本变化过程及自我适应 、自我调节后最终表现出的综合指标[ 5] 。不
同品种新几内亚凤仙的干重和根冠比大小见表 1。
由表 1 可知 , 4 个品种新几内亚凤仙的干重大小不同 , 品种Ⅱ>品
种Ⅳ>品种Ⅲ>品种Ⅰ 。根冠比的大小反映资源在地上 、地下部分的
分配情况。在同样栽培条件下 ,植物把获取的有限资源向某一器官分
表 1　不同品种新几内亚凤仙的干重和根冠比
Table 1　The dry weight and the root-shoot ratio of
di fferent varieties of Impat iens hawkeri
品种
Variety
干重/(g·株-1)
Dry weight
根冠比(R/ S)
Root-shoot rat io
Ⅰ 1.19 c 0.596 b
Ⅱ 2.58 a 0.482 a
Ⅲ 1.39 bc 0.591 b
Ⅳ 1.61 b 0.587 b
　　注:小写英文字母表示差异显著性(P <0.05).
配增加必然造成对其它器官分配量的减少。在逆境条件下 ,根系生长通常快于地上部分生长 ,就会有较高的根冠比。在水培
条件下 ,水中的溶氧量要低于基质栽培中的基质溶氧量 ,因而水培花卉根系就处于缺氧的逆境环境中。本试验所测得的品种
Ⅱ的根冠比最小 ,且与品种Ⅰ 、Ⅲ 、Ⅳ之间存在显著性差异 ,说明品种Ⅱ对水培条件的适应性是最强的。这与它有最大的干物
质的量是相一致的。
2.2　不同品种的新几内亚凤仙根系活力比较
植物根系活力反映根系的生长发育状况 , 是根系生命力的综合指标。经对不同品种新几内亚凤仙根系活力的研究 ,得出
4 个品种间新几内亚凤仙的根系活力大小不同 ,品种Ⅱ>品种Ⅳ>品种 Ⅲ>品种Ⅰ 。各品种间的差异性均达到显著水平(图
1)。说明在水培条件下 ,各品种的根系生长存在着很大的差异 ,由此反映出的其对于水培条件的适应能力 , 也表现为品种 Ⅱ
>品种Ⅳ>品种Ⅲ>品种Ⅰ 。
图 1　不同品种新几内亚凤仙的根系活力
Fig.1　The root vigor of di fferent varieties of
Impatiens hawker i
　注:小写英文字母表示差异显著性(P<0.05)
图 2　不同品种新几内亚凤仙叶片 NR活性
Fig.2　The activities of the NR of different varieties
of Impatiens hawkeri
　注:小写英文字母表示差异显著性(P<0.05)
2.3　不同品种的新几内亚凤仙叶片硝酸还原酶活性比较
硝酸还原酶(Nitrate Reductase , NR)是植物氮代谢中一个重要的调节酶和限速酶 , 对植物生长发育 、产量形成和蛋白质的
含量都有重要的影响[ 6] 。叶片是植物进行光合作用的部位 , 是植株生长的“源” 。因此 ,测定植物的叶片中的 NR活性对于研
究植物的生长发育有着重要的意义。不同品种新几内亚凤仙叶片 NR活性为品种Ⅱ>品种Ⅳ>品种Ⅲ >品种Ⅰ 。其中品种
Ⅱ与品种Ⅳ、品种Ⅲ 、品种Ⅰ之间存在显著性差异 ,品种Ⅳ与品种 Ⅲ 、品种Ⅰ 之间存在显著性差异 , 品种 Ⅲ和品种Ⅰ 之间差异
不显著(图 2)。说明在同样的栽培条件下 ,品种Ⅱ对于硝态氮的吸收 、利用能力显著高于其他 3 个品种。
2.4　不同品种的新几内亚凤仙根系超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性比较
植物体内 SOD、POD等保护酶的活性是反映植物抗逆性的重要标志。不同品种新几内亚凤仙根系SOD和 POD活性见表 2。
135　增刊　　　　　　高　杨等:水培条件下不同品种新几内亚凤仙根系活力及酶活性的比较
　　由表 2 可知 , 4 个品种新几内亚凤仙根系 SOD 和
POD活性大小不同 , 均为品种Ⅱ>品种Ⅳ>品种 Ⅲ>品
种Ⅰ 。其中 SOD 与 POD 的活性在品种 Ⅱ与品种Ⅳ、品
种Ⅲ 、品种Ⅰ之间的差异达到显著水平 , 在品种Ⅲ与品种
Ⅰ之间的差异不显著。表明品种Ⅱ对于根系缺氧环境的
抗性最大。
3　讨论
植物根系是活跃的吸收器官和合成器官。它直接影
响地上部的生长。根系活力泛指根系的吸收能力 、合成
表 2　不同品种新几内亚凤仙根系 SOD 和POD活性
Table 2　The activi ties of the SOD and POD of di fferent varieties
of Impatiens hawkeri
品种
Variety
SOD活性/(OD·g -1FW)
SOD activity
POD 活性/(OD·g -1FW)
POD activi ty
Ⅰ 42.72 c 22.24 c
Ⅱ 80.32 a 80.64 a
Ⅲ 61.92 c 31.20 bc
Ⅳ 73.12 b 44.00 b
　　注:小写英文字母表示差异显著性(P <0.05).
能力 、氧化能力和还原能力等。根系活力的大小影响根系对营养物质的吸收及有效物质的形成 , 是一种较客观的反应根系生
命活动的生理指标。近年来 ,国际上对根系活力的研究一直是一项重要的农业基础性科研课题[ 7] 。植物根系活力的大小是
反映植物对于水培条件的适应能力大小的重要指标之一。不同品种对于水培的适应能力是不同的。这在品种的选择时具有
一定的参考价值。本试验的结果表明 , 4 个新几内亚凤仙品种的根系活力存在显著性差异 , 其中品种Ⅱ最高 , 品种Ⅳ次之 , 品
种Ⅲ再次 ,品种Ⅰ最低。
硝酸还原酶是植物利用硝态氮的关键酶 , 在某种程度上反映植株的吸收能力。植株细胞质内 NO3-含量是体内 NR活性
的主要限制因子 ,而植物根系吸收的 NO3 -的上运量调节着地上部分 NR活性 ,维持叶片内高水平 NR则依赖于根部 NO 3-不
断的供应[ 8] 。本试验测定的叶片的 NR活性的大小为品种Ⅱ>品种Ⅳ>品种Ⅲ>品种Ⅰ ,与测定的根系活力的结果相一致。
在正常情况下 ,植物细胞中存在着活性氧的产生和消除两个过程。逆境胁迫会促进活性氧的产生 , 损伤膜系统。一些保
护酶类如超氧化物岐化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)等可清除活性氧自由基 , 从而防止自由基的毒害[ 9] 。由于水培条件下 ,
花卉根系处于缺氧的逆境环境下 ,其体内活性氧代谢系统是否平衡 ,就与 SOD 和 POD 的活性有着重要的关系。在本试验中 ,
几个新几内亚凤仙品种根系 SOD和 POD活性大小比较均为品种Ⅱ>品种Ⅳ>品种Ⅲ >品种Ⅰ 。说明品种 Ⅱ对于水培条件
的适应性是最强的 ,品种Ⅰ的适应性最差。这与根系活力和叶片硝酸还原酶活性的测定结果是一致的。
综上所述 ,在水培条件下新几内亚凤仙 4 个品种的生理特性有着较大的差异。具体表现在根系活力 、硝酸还原酶活性 、超
氧化物岐化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性的大小显著不同。综合上述几个生理指标 , 其对水培条件的适应性表现为品种
Ⅱ的适应性最强 ,品种Ⅰ最差 , 这与测定的各品种植株的干重以及根冠比的大小也是一致的。
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(编辑:潘秀华)
(上接第 126 页)
建立完善的市场信息系统 ,以信息引导交易;制定花卉产品质量标准交易制度和条例 ,为规范交易打好基础。三是促进市场
与基地 、市场与科研单位及市场与市场的联合 ,沟通信息 , 协调价格 ,联合销售 , 加强市场的商品集散 、价格调节及信息引导等
功能 ,使花卉市场真正成为花卉企业的发展龙头。
总而言之 ,我国花卉业具有很大的发展潜力和独特的优势 , 在发展中要善于扬长避短 , 并坚持走有中国特色的花卉业发
展之路 ,使中国花卉业具有强大国际竞争力 , 最终实现花卉王国之梦。
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(编辑:潘秀华)
136　　　　　 河 北 农 业 大 学 学 报 第 26卷