全 文 ：第 28卷 ,第 6期 光　谱　实　验　室 Vol . 2 8 , No . 6
2 0 1 1年 1 1月 Chinese Journal of Spectroscopy Laboratory November , 2 01 1
多效唑提高楸树抗旱性的效应①
① 林业公益性行业科研专项经费项目 ( 201104001) ; 948项目 ( 2006-4-69)
② 联系人 ,手机: ( 0) 13671255827;电话: ( 010) 62888539; E-mail: w angjh@ caf. ac. cn
作者简介:何建平 ( 1969— ) ,男 ,甘肃省甘谷县人 ,高级工程师 ,主要从事林业科技和管理工作。
王军辉 ( 1972— ) ,男 ,博士 ,河南省郏县人 ,研究员 ,博士生导师 ,主要从事楸树遗传育种研究。
收稿日期: 2011-10-10;接受日期: 2011-10-26
何建平　王军辉a②　麻文俊a　董菊兰
(甘肃小陇山林业实验局林业科学研究所　甘肃省天水市　 741022)
a (中国林业科学研究院林业研究所　国家林业局林木培育重点实验室　北京市海淀区香颐路东小府 1号　 100091)
摘　要　在干旱条件下 ,对楸树叶面喷施不同浓度的多效唑水溶液 ,研究多效唑对楸树幼苗抗旱性的
影响。结果表明: 喷施多效唑能不同程度地延缓楸树的叶水势和叶绿素含量的下降 ,而瞬时水分利用效率、
光能转化效率和过氧化氢酶活性有不同程度的提高。 当多效唑水溶液浓度为 500mg / L时 ,能有效提高楸
树幼苗的抗旱性。
关键词　楸树 ;抗旱性 ;多效唑
中图分类号: Q945. 6; O657. 32　　　文献标识码 : A　　　文章编号: 1004-8138( 2011) 06-3334-04
1　引言
干旱影响植物的生长和发育 ,严重干旱则导致植物死亡。 植物遭受到干旱等逆境时 ,体内活性
氧的产生与清除代谢系统失调 ,导致活性氧在体内的过量积累 ,对植物造成伤害。 植物为保护自身
免受活性氧的伤害 ,形成了内源保护系统 ,包括抗氧化酶类和非酶抗氧化剂 ,它们协同作用 ,共同维
护体内活性氧代谢的平衡。多效唑 ( Paclobutrazol, PBZ)属于三唑类高效低毒的植物生长调节剂 ,其
作用机理是抑制贝壳杉烯向异贝壳杉烯转化的 3个氧化步骤 ,因而抑制内源赤霉素的合成 ,导致植
物在形态和生理生化反应上发生一系列变化 ,如控长矮化、促进生根、促进细胞分裂素合成以及保
护植物免受各种各样的环境胁迫等 [ 1— 3]。国内外对多效唑在农作物、蔬菜、果树、花卉上的作用和应
用已经进行了广泛的研究 [4— 11 ] ,而在林木上的研究较少。 本实验以楸树为对象 ,采用盆栽培养方
式 ,对 1年生楸树幼苗叶片喷施不同质量浓度的多效唑水溶液 ,通过对处理后苗木部分生理指标的
测定与分析 ,研究多效唑对楸树幼苗抗逆性的影响 ,探寻有效增强苗木抗旱性的多效唑浓度配比 ,
为提高楸树苗木培育质量提供依据。
2　实验部分
2. 1　仪器与材料
WP-4露点水势仪 (美国 Decagon公司 ) ; SPAD-502叶绿素仪 (日本 Minolta公司 ) ; L I-6400 XT
便携式光合作用测量系统 (美国 LI-CO R公司 ) ; OS-30P便携式叶绿素荧光测定仪 (美国 Optic公
司 ) ; UV-2802型紫外分光光度计 (上海尤尼克公司 )。 Direct-Q3型超纯水 (美国密理博公司 ,
18. 2mΨ· cm)。
所有试剂 ,如未注明规格 ,均指分析纯。实验用水为超纯水。 实验苗木为河南省林业科学研究
院提供的豫楸 1号 1年生扦插苗 ,苗木平均地径 0. 6cm。
2. 2　实验处理
2009年 3月 15日将苗木栽植于高 22. 5cm、上口直径 30cm、下底直径 17cm的塑料盆中 ,每盆
栽植 1株 ,共栽植 30株 ,栽植后即对苗木进行平茬 ,并在茬口封蜡。基质为黄绵土 ,每盆装入烘干的
黄绵土 10. 0kg ,基质的 pH值为 7. 0、有机质 0. 89% 、全氮 0. 093% 、速效钾 86. 77mg /kg、速效磷
5. 99mg /kg、有效铁 1. 683mg /kg、有效锌 32. 665mg /kg、有效锰 0. 808mg /kg。
6月 6日用不同浓度的多效唑水溶液叶面喷施 ,处理浓度分别为: ck(清水 )、Ⅰ ( 250mg /L)、
Ⅱ ( 500mg /L )、Ⅲ ( 750mg /L)、Ⅳ ( 1000mg /L ) ,每 6株为一组做相同处理。喷施时间为傍晚 ,药液用
量以叶面湿润为宜。 为了减少表面张力 ,在配制不同浓度药液的同时分别加入表面活性剂
(吐温 -20) ,浓度为 5mL /L,喷施多效唑后停止浇水 ,干旱处理 7天的过程中每天傍晚喷 1次
吐温-20, 6月 12日测定各项指标。
2. 3　生理指标与测定方法
选择叶片水势、叶片的叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、叶绿素光能转化效
率为测定指标 ,其中叶片水势用 WP4露点水势仪测定 (测定 4次 ) ,每个处理测定 4株 ,每株选取 3
片功能叶片混合测定 ;叶绿素含量用 SPAD502叶绿素仪测定 (测定 4次 ) ,每个处理测定 4株 ,每株
选取 3片功能叶片进行测定 ,在每片叶片的尖部、中部和基部各测定 1次 ,取平均值 ,再对同一株的
3片叶片取平均值 ;净光合速率 ( Pn)、蒸腾速率 ( T r)用 Li-6400 X T便携式光合作用测量系统 (测定
4次 ) ,每个处理测定 4株 ,每株选取 3片功能叶片进行测定 ,每片叶片在中部测定 3次 ,取平均值 ,
然后对 3片叶片取平均值 ;叶绿素光能转化效率 ( Fv /Fm)采用 OS-30P便携式叶绿素荧光测定仪
进行测定 (测定 4次 ) ,每个处理测定 4株 ,每株选取 3片功能叶片进行测定 ,每片叶片在中部测定
3次 ,取平均值 ,然后对 3片叶片取平均值 ;瞬时水分利用效率用净光合速率与蒸腾速率之比表示。
过氧化氢酶测定方法: 在上述指标测定后 ,每个处理选择 4株 ,每株采集 3片功能叶片 ,用超纯
水冲洗叶片表面 ,然后用滤纸擦干水分 ,用锡箔纸包裹 ,在液氮中速冻 ,然后在- 20℃冰箱中 ,作为
过氧化氢酶测定样品。 实验室采用紫外吸收法测定过氧化氢酶活性 [12 ] , CAT活性以μ· g- 1min- 1
表示 ,每个处理测定 4株 ,每株将 3片叶片混合测定 ,每株测定 3次技术重复。
3　结果与讨论
3. 1　叶水势的变化
研究表明 ,不同质量浓度多效唑水溶液处理对实验苗木的叶水势的影响并不一致。其中处理 II
的叶水势与对照相比增加 8. 81% ,而处理 I、 III、 IV与对照相比却降低 1. 69%— 35. 9% (见表 1)。在
干旱胁迫条件下 ,处理 II对抑制叶水势的降低作用明显。
表 1　不同质量浓度多效唑处理对楸树幼苗叶水势的影响 (n= 4)
处理编号 测定重复数 CK Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
水势 (- MPa) 每处理测定 4次重复 - 2. 95± 0. 28 - 3. 00± 0. 03 - 2. 69± 0. 25 - 3. 35± 0. 14 - 4. 01± 0. 82
3. 2　叶绿素含量的变化
不同质量浓度多效唑水溶液处理对实验苗木的叶绿素含量的影响并不一致。 其中处理Ⅲ的叶
3335第 6期 何建平等:多效唑提高楸树抗旱性的效应
绿素含量与对照相比降低 6. 61% ,而处理Ⅱ 、Ⅳ与对照相比只降低 1. 78%— 4. 46% ,处理Ⅰ 增加了
0. 08% (见表 2)。在干旱胁迫条件下 ,处理Ⅲ对抑制叶绿素含量的降低作用明显。
表 2　不同质量浓度多效唑处理对楸树幼苗叶绿素含量的影响 (n= 4)
处理编号 测定重复数 CK Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
叶绿素含量 每处理测定 4次重复 38. 15± 1. 47 38. 18± 1. 09 36. 45± 1. 18 35. 63± 1. 07 37. 47± 1. 08
3. 3　水分利用效率的变化
研究发现 ,除处理 III外 ,不同质量浓度的多效唑水溶液处理对实验苗木的水分利用效率均有
不同程度的提高 ,平均比对照提高 122. 70% ,变化范围在- 18. 46%— 383. 44% (表 3)。以处理 I效
果最佳。
表 3　不同质量浓度多效唑处理对楸树幼苗水分利用效率的影响 (n= 4)
处理编号 净光合速率
(μmol· m- 2· s- 1 )
蒸腾速率
(μmol· m- 2· s- 1)
水分利用效率
(μmol· μmol- 1 )
CK(测定 4次重复 ) 2. 63 0. 03 112. 00
Ⅰ (测定 4次重复 ) 4. 51 0. 01 541. 45
Ⅱ (测定 4次重复 ) 3. 62 0. 02 183. 22
Ⅲ (测定 4次重复 ) 2. 78 0. 03 91. 32
Ⅳ (测定 4次重复 ) 2. 15 0. 02 181. 70
3. 4　光能转化效率的变化
不同质量浓度的多效唑水溶液处理后叶绿素光能转化效率均增大 ,但不同处理的增大幅度不
同 ,其中处理Ⅱ增大幅度最高 (表 4)。
表 4　不同质量浓度多效唑处理对楸树幼苗叶绿素光能转化效率的影响 (n= 4)
处理编号 测定重复数 CK Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
叶绿素光能转化效率 每处理测定 4次重复 0. 842± 0. 003 0. 848± 0. 007 0. 850± 0. 012 0. 842± 0. 010 0. 844± 0. 005
3. 5　过氧化氢酶的活性
由表 5可以看出 ,经过不同浓度多效唑水溶液处理的楸树苗木过氧化氢酶的活性变化差异较
大 ,处理Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ均增大 ,而处理 IV过氧化氢酶的活性降低 24. 88% (表 5)。
表 5　不同质量浓度多效唑处理对楸树苗木过氧化氢酶活性的影响
处理编号 测定重复数 CK Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
过氧化氢酶活性
( U /g· min) 每处理测定 4次重复 336. 6506 340. 9735 347. 7315 337. 7083 252. 9058
3. 6　讨论
在干旱胁迫条件下 ,多效唑能不同程度地延缓楸树的叶水势、过氧化氢酶活性和光合速率的下
降 ,对叶绿素含量有不同程度的影响。多效唑处理后的高羊茅草坪草在干旱胁迫下 ,与对照相比 ,叶
绿素含量下降幅度小 ,脯氨酸积累缓慢 ,叶片保水能力高 , SOD酶活性水平下降慢 , M DA(丙二醛 )
积累速度慢 ,说明喷施适宜浓度的多效唑可以提高高羊茅草坪草的抗旱胁迫能力 [13 ]。提高植物水
分利用效率是植物对水分胁迫的一种适应方式 ,不同浓度的多效唑处理后楸树幼苗的水分利用效
率有不同程度的提高 ,表明叶面喷施多效唑水溶液可以明显提高楸树的抗旱性。
在干旱条件下 ,脱落酸 ( ABA)、多效唑 ( PP333)和烯效唑 ( S-3307)均提高了矮生狗牙根的相对
含水量 ,提高了抗旱性。 ABA和 S-3307处理后矮生狗牙根蒸腾失水量减小 ; 50mg /L的 PP333提
高矮生狗牙根的过氧化物酶 ( POD)活性 , 10mg /L的 S-3307提高过氧化氢酶 ( CAT)和 POD活性 ,
3336 光谱实验室 第 28卷
而 5mg /L的 ABA处理后超氧化物歧化酶 ( SOD)、 CAT和 POD活性均增高 [14 ]。水分胁迫下植物体
内活性氧积累是植物受损伤的原因之一 , CA T是植物清除 H2O2的重要酶类和有效清除剂 ,其活力
的提高与植物的伤害呈负相关 ,且在不同植物中对水分胁迫的敏感程度不同 ,他们的活性水平也决
定了脂膜过氧化反应的程度。多效唑可增强草地早熟禾的 CAT活性 [ 5]。本文中 ,处理Ⅰ 、Ⅱ、Ⅲ均
可不同程度地提高楸树叶片过氧化氢酶活性 ,而处理Ⅳ则使过氧化氢酶活性较对照降低 ,说明施用
适量的多效唑可以有效地减小 H2O2对细胞产生的毒害作用。
4　结论
处理Ⅱ可有效提高楸树幼苗的水分利用效率、光能转化效率、过氧化氢酶活性 ,从而使幼苗对
水分胁迫的抗性提高 ,因此 ,在楸树幼苗培育时可喷施 500mg /L的多效唑水溶液提高其抗旱性。
参考文献
[1 ] Kraus T E, Pauls K P, Fletch er R A. Paclobut razol and Hardening-Ind uced Thermo Tolerance of Wheat: Are Heat Sh ock Protein
involved [ J] . Plant Cell Ph ysiol , 1995, 36( 1): 59— 67.
[2 ]王熹 ,沈波 .多效唑浸种提高稻苗耐旱性 [ J].植物生理学报 , 1991, 17( 1): 105— 108.
[3 ] Kraus T E, Fletch er R A. Paclobu trazol Protect s Wheat Seedlings f rom Heat and Paraquat injury. Is Detoxification of Active Oxygen
Involv ed [ J] . Plant cel l ph ysiol , 1994, 35( 1): 45— 52.
[4 ]高景慧 ,张 颖 ,郭维等 .多效唑和 PV A对轻度干旱下多年生黑麦草幼苗抗旱性的影响 [ J] .干旱地区农业研究 , 2007, 25( 5):
155— 159.
[5 ]刘晓静 ,张德罡 .多效唑和烯效唑对草地早熟禾分蘖和根的生长特性的影响 [ J] .草原与草坪 , 2005, 13( 6): 37— 40.
[6 ]姜中珠 ,陈祥伟 .多效唑对银中杨、白榆和白桦抗旱性的影响 [ J] .林业科学 , 2006, 42( 8): 130— 134.
[7 ]李合生 .植物生理生化实验原理和技术 [M ].北京:高等教育出版社 , 2001. 38— 42.
[8 ]宁淑香 ,姜敏 .多效唑处理对玉米植株抗旱能力的影响 [ J ].辽宁农业科学 , 1999, ( 2): 12— 14.
[9 ]周凤珏 ,许鸿源 ,江翠平等 .多效唑对木薯若干抗旱性相关生理指标的影响 [ J] .广西农业生物科学 , 2004, 23( 3): 202— 205.
[ 10 ]肖春桥 ,李家儒 ,朱广慧 .多效唑对盾叶薯蓣叶片活性氧代谢与膜脂过氧化反应的影响 [ J] .武汉植物学研究 , 2003, 21( 2):
170— 174.
[11 ]刘佳佳 ,郭勇 ,周查菊等 .多效唑及 6-BA对油橄榄氧自由基代谢和叶片脱落的影响 [ J] .武汉植物学研究 , 1999, 17 ( 2):
181— 183.
[12 ]王学奎 .植物生理生化实验原理和技术 [M ].北京:高等教育出版社 , 2006. 172— 173.
[13 ]于明礼 ,孙丽萍 .多效唑对高羊茅草坪草生长和抗旱性的影响 [ J] .山东农业科学 , 2007, 1: 53— 56.
[14 ]卢少云 ,陈斯曼 ,陈斯平等 . ABA、多效唑和烯效唑提高狗牙根抗旱性的效应 [ J].草业学报 , 2003, 12( 3): 100— 104.
Effect of Paclobutrazol on Drought-Resistance of Catalpa Bungei
HE Jian-Ping　W ANG Jun-Huia　 M A Wen-Juna　 DONG Ju-Lan
( Research Institute of Forestr y of X iaolongshan , Forestr y E xperiment Bureau of X iaolongshan , Tianshui , Gansu 741002, P. R. China )
a ( Research Inst itute o f Forestr y,Chinese Academy o f Forestr y, Key laboratory o f Tree Breed ing and Cult ivation ,
State Forest ry Administration ,Bei jing 10009,P. R.China)
Abstract　 In order to discussion the effect of paclobutra zol to the drought-resistance of the
Catalpa bungei seedling, the foliar was sprayed wi th the different concentrations of paclobutrazol
solution under the drought condition. The results showed that the decrease of the content of leaf w ater
potential and chlorophyll w as delay ed to v arying degrees when spraying the paclobutrazol, while the
w ater use efficiency , the instantaneous light energ y conversion ef ficiency and catalase activ ity w ere
improved to different level. The drought resistance of the Catalpa bungei seedling w as enhanced
effectiv ely w hen spraying 500mg /L paclobutrazol solution.
Key words　 Catalpa Bungei; Drought-Resistance; Paclobutrazol
3337第 6期 何建平等:多效唑提高楸树抗旱性的效应