不同浓度ABA处理对冬小麦生理指标的影响

张晓晶等

摘要：以冬小麦73为材料，长期、短期施加0、20、50、100、1 000 μmol/L 5个浓度ABA溶液，研究不同浓度长期、短期ABA处理对冬小麦幼苗生物量、Fv/Fm、类黄酮、相对电导率、MDA含量、过氧化氢含量的影响。结果表明：ABA长期处理下抑制幼苗株高，20 μmol/L低浓度ABA导致幼苗干质量、Fv/Fm值增加，相对电导率、MDA及过氧化氢含量基本不变。随着ABA浓度的增加，幼苗干质量、Fv/Fm逐渐降低，相对电导率、过氧化氢含量逐渐增加。ABA短期处理下，20 μmol/L 低浓度ABA导致幼苗MDA含量降低。无论是长期还是短期ABA处理，低浓度ABA处理有利于幼苗生长，但1 000 μmol/L高浓度ABA会抑制幼苗的光合能力，导致过氧化物积累，干物质积累量降低。

关键词：ABA；冬小麦 ；相对导电率

中图分类号： S512.1+10.1文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）09-0103-03

植物激素脱落酸（ABA）是具有促进器官衰老和脱落、调节基因表达和气孔运动等作用的类倍半萜化合物。近年来，关于ABA参与植物对干旱、低温及渗透胁迫等多种逆境胁迫的报道已有很多[1-2]。研究表明，短期外施ABA有助于植物生物量积累；能够提高超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶等多种抗氧化酶的活性；减少活性氧及丙二醛的积累，保护膜结构的完整性；增加脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖等渗透保护性物质的含量，提高植物渗透调节能力[3-10]。长期施用ABA能够降低植物叶片相对电导率及MDA含量，脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖等渗透调节物质含量均有所增加；还可以延缓叶片光合速率下降速度，增加叶绿素含量，有利于植物进行光合作用[11-12]。外施ABA对植物的影响与ABA浓度、处理时间密切相关[3，10，13]。本研究以冬小麦为材料，初步探讨长期施用、短期施用ABA对冬小麦幼苗生长的影响，进一步阐明ABA促进植物生长的最适作用浓度及作用时间，旨在为科学应用ABA提供依据。

1材料与方法

1.1材料

供试小麦品种为冬小麦73。

1.2方法

1.2.1幼苗培养选取籽粒饱满的冬小麦种子，室温浸种10 h后25 ℃催芽8 h。选取发芽一致的种子播种在盛有营养土和蛭石（体积比1 ∶1）的上口直径为8 cm的方形塑料盒中，每盒播种16粒，每处理5盒，置于白天25 ℃/12 h、晚上22 ℃/12 h条件下培养，待幼苗长至3 cm高时移入人工气候室。每5 d加1次1倍Hoagland营养液50 mL，培养期间注意加水。人工气候室温度设置为白天20 ℃/12 h，夜晚15 ℃/12 h，光照度为600 μmol/（m2·s），光照时间为 06：00—18：00，水分管理一致。

1.2.2幼苗处理设置5个ABA处理浓度，即0（空白对照）、20、50、100、1 000 μmol/L。长期ABA处理：待冬小麦出苗后将其移入人工气候室，每盒施加相应浓度ABA 50 mL，以后每隔5 d加1次ABA溶液，待第2叶完全展开时取样测定。短期ABA处理：待冬小麦出苗后将其移入人工气候室培养，待第2叶完全展开时施加50 mL不同浓度ABA处理24 h后取样测定。

1.3指标测定

株高：选取10株生长均匀的植株，用直尺测定从根基至叶片最上部的长度。干质量：将测完株高的10株麦苗105 ℃杀青，80 ℃烘干48 h后测定其干质量。参照陈建勋等的方法[14]，采用DDS-307电导率仪测定植株电导率，并计算相对电导率。采用PEA Pocet 叶绿素荧光仪测定Fv/Fm；采用Caldwell等的方法[15]测定叶片类黄酮含量；参照邹奇的方法[16]测定叶片MDA含量；按照Brennan 等的方法[17]测定叶片H2O2含量。

2结果与分析

2.1不同浓度ABA对冬小麦幼苗株高、干质量的影响

图1表明，随着ABA浓度的增加，经长期ABA处理的冬小麦幼苗株高分别比对照降低11.11%、22.44%、30.34%、4124%，20 μmol/L与对照降幅达显著水平，其余3个浓度的降幅均达极显著水平，说明ABA浓度高于20 μmol/L就抑制冬小麦幼苗生长，且ABA浓度越高抑制效果越明显。与对照组相比，长期、短期ABA处理下幼苗的干质量受ABA浓度影响较小。1 000 μmol/L ABA处理下，小麦幼苗干质量降到最低，依次比对照降低32.81%、39.88%，差异均达极显著水平，说明高浓度ABA处理能够影响幼苗干物质积累并抑制幼苗生长。

2.2不同浓度ABA对冬小麦幼苗Fv/Fm及类黄酮含量的影响

Fv/Fm值增加意味着PSⅡ光电转换能力增强，降低意味着PSⅡ活性降低。由图2可以看出，20 μmol/L ABA长期处理下，植物叶片Fv/Fm达到最大值0.821。20 μmol/L ABA短期处理下，植物叶片Fv/Fm达到最大值0.814，随着ABA浓度增加，Fv/Fm值呈下降趋势。当ABA浓度为1 000 μmol/L时，Fv/Fm值接近对照水平。说明低浓度ABA能够提高植物 PSⅡ 活性，高浓度ABA处理对叶片PSⅡ活性影响不大。长期、短期ABA处理下冬小麦叶片中类黄酮含量与对照相比均呈现先降低后增加趋势。低浓度ABA处理降低了叶片中类黄酮含量，随着处理浓度增加，类黄酮含量也逐渐增加，其中100 μmol/L短期ABA处理下幼苗叶片中类黄酮积累量达到最大值，当ABA处理浓度达到1 000 μmol/L时，类黄酮含量降低。长期处理与短期处理不同之处在于，当ABA浓度达到最大值时，长期处理组叶片类黄酮含量最大，推测是幼苗在长期处理中适应了高浓度ABA处理。

2.3不同浓度ABA对冬小麦幼苗细胞膜及其氧化系统的影响

当植物膜系统功能受到损害时，细胞膜的选择透过性降低，电解质外渗程度加重，可通过测定细胞外溶液的导电性检测膜的功能变化。如图3所示，长期、短期ABA处理下，冬小麦幼苗叶片的相对电导率均呈现增加趋势。随着ABA浓度增加，长期处理组冬小麦幼苗叶片的相对电导率逐渐增加。100 μmol/L ABA处理下，短期处理组冬小麦幼苗叶片的相对电导率低于对照组，1 000 μmol/L高浓度ABA处理组冬小麦幼苗叶片的相对电导率高于对照组，说明低浓度ABA处理对幼苗的细胞膜透性基本没有影响，但高浓度ABA会损害植物的细胞膜使其电解质外渗，对植物造成伤害。MDA是膜脂过氧化产物，其变化代表了植物膜系统的受损伤程度。如图3所示，长期ABA处理组幼苗MDA含量随着ABA浓度增加而降低，ABA浓度达到最大值时其MDA含量降到最低。短期处理组变化波动较大，低浓度ABA导致植物叶片MDA含量

降低，当ABA浓度达到50 μmol/L时，MDA含量骤然增加，随着ABA浓度继续增加，植物叶片MDA含量逐渐降低。可见无论是长期还是短期处理，植物叶片中MDA均随ABA处理浓度增加而降低。从图3可明显看出，长期、短期ABA处理下，幼苗叶片活性氧含量均随ABA处理浓度的增加而增加，除50 μmol/L ABA处理组外，相同处理浓度下，长期处理组中活性氧积累量均高于短期处理组，说明随着ABA浓度增加，冬小麦叶片中活性氧积累量逐渐增加，不利于植物生长。

3结论与讨论

研究表明，ABA能够抑制植物茎尖伸长，促进根部生长[3]。赵春章等研究表明，长期ABA处理降低了云杉幼苗的株高、叶质量，高浓度ABA处理显著降低了云杉幼苗的茎质量、总生物量[18]。本研究中长期ABA处理对冬小麦幼苗株高、干质量的影响与上述结论一致，即随着ABA浓度的增加，幼苗株高、干质量均受到抑制且浓度越高抑制越明显。Chen等研究发现，短期ABA处理下，外施低浓度ABA有利于番茄生物量的积累，高浓度ABA处理则抑制其生物量积累[3]。本研究结果表明，短期ABA处理冬小麦幼苗的干物质量积累情况与Chen等的研究结果一致。由此可见，长期、短期低浓度ABA处理都有利于植物生物量积累，高浓度ABA处理则相反，这可能是由于适度的ABA浓度增强了植物光合系统的稳定性，提高了植物光合速率，高浓度ABA对植物产生了毒害作用[10]。PSⅡ最大光化学量子产量（Fv/Fm）常用来度量植物叶片PSⅡ原初光能转换效率，反映PSⅡ利用光能的能力[12]。本研究结果表明，长期、短期施用不同浓度ABA对植物Fv/Fm值影响一致，1 000 μmol/L ABA处理下Fv/Fm值接近对照，其他3个浓度均促进了PSⅡ的最大光化学量子产量，有利于植物进行光合作用。 类黄酮在植物抗氧化中具有十分重要的作用。本研究结果表明，低浓度ABA处理抑制类黄酮的合成，高浓度ABA处理促进类黄酮的合成，这可能是由于高浓度ABA对冬小麦生长具有一定毒害作用，植物为响应这种胁迫，在体内合成大量抗氧化物质如类黄酮来抵御外界的影响。长期外施10 μmol/L ABA可以通过调节细胞膜的选择透性来减少膜脂过氧化物质积累给植物带来的伤害[19]。本研究结果显示，20 μmol/L ABA长期处理对冬小麦叶片细胞膜透性没有影响，随着ABA浓度增加，相对电导率不断增大，100 μmol/L 短期ABA处理降低了冬小麦叶片的相对电导率，说明不同浓度ABA及处理时间对植物生理生化指标影响不同。MDA是膜脂过氧化的最终产物，植物在逆境胁迫及衰老时体内都会出现MDA积累，其含量高低反映了膜脂过氧化程度。本研究结果表明，20 μmol/L短期ABA处理明显降低了MDA含量，说明低浓度的短期ABA处理能够增强细胞膜稳定性，减少有毒物质积累，长期高浓度、低浓度ABA处理均降低了MDA含量。韩超等研究表明，外施ABA能够减少镉离子胁迫下小麦幼苗MDA含量，且5 μmol/L长期ABA处理最明显[20]。低浓度ABA处理对活性氧的影响较小，随着ABA处理浓度的增加，植物体内H2O2积累量逐渐上升。综上所述，较低浓度短期ABA处理对幼苗光合系统中的PSⅡ活性有所促进，可以抑制MDA合成，对其他生理指标没有影响。低浓度长期和短期ABA处理结果基本一致。但高浓度ABA对幼苗类黄酮含量及膜系统功能影响较大，进而影响植株生物量的积累。

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