干旱胁迫下烯效唑拌种对芸豆保护酶活性及渗透调节物质的影响

王景伟+黄玉兰+金喜军+张玉先

摘要：为探讨在干旱胁迫条件下，烯效唑拌种对芸豆保护酶活性及渗透调节物质的影响，以奶花芸豆为材料，进行不同浓度的拌种试验。结果表明：干旱胁迫后用烯效唑拌种，在一定浓度范围内，除丙二醛（MDA）含量降低外，超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）活性，以及可溶性蛋白、脯氨酸（Pro）、可溶性糖含量等均随拌种浓度的增加而提高。但烯效唑拌种浓度较高时，以上各指标均产生与中低浓度相反的变化趋势。试验结果也在一定程度上说明，烯效唑能够增强奶花芸豆的抗逆能力。

关键词：干旱胁迫；烯效唑；奶花芸豆；保护酶活性；渗透调节物质

中图分类号： S643.901文献标志码： A文章编号：1002-1302（2017）12-0059-03

烯效唑为重要的植物生长调节剂，主要用于壮苗和抗逆，其作用机制通常被认为改变了植物激素的含量和作用方式，使植株生命活动发生改变，最终达到抗逆、增产等一系列效果[1-4]。在半夏、黑麦草等牧草上的研究发现，在一定范围内施加烯效唑能够提高其抵御干旱的能力[5-6]。经烯效唑浸种处理的大豆，在苗期干旱胁迫后，茎粗、根冠比、游离脯氨酸（Pro）含量和可溶性糖含量均显著提高，而丙二醛（MDA）含量降低[7]。对百日草、矮牵牛幼苗通过烯效唑根部灌施后，牧草的代谢活动会发生变化，抗旱能力提高，最终使牧草植株粗壮、根系发达、抗逆能力显著增强，同时也使生物量得到明显的提高[8-9]。在缺水状况下对黑麦草使用烯效唑，叶绿素含量有上升的趋势，游离Pro含量、根冠比均明显升高[6]。但总体来看，烯效唑调控干旱的研究相对较少，且结果也不一致，而在逆境条件下研究烯效唑对芸豆的影响未见报道。本试验在前人研究的基础上，以奶花芸豆为对象，用烯效唑进行拌种处理，研究干旱胁迫后芸豆保护酶活性及渗透调节物质的变化，探讨烯效唑对干旱胁迫的调控效果。

1材料与方法

1.1试验材料

以奶花芸豆2242为供试品种，由黑龙江省农业科学院提供。烯效唑为江苏剑牌农化股份有限公司生产的5%可湿性粉剂。供试土壤为草甸土，碱解氮含量187.00 mg/kg，有效磷含量54.18 mg/kg，速效钾含量316.00 mg/kg，有机质含量4.08%，pH值7.80。试验用土均过筛、混匀装盆（自然风干）。

1.2试验方法

试验在黑龙江八一农垦大学西试验场进行，采用盆栽法进行试验，天气晴朗时自然光照射，阴雨天时上遮塑料薄膜防雨。试验采用聚氯乙烯（PVC）塑料桶，桶高28 cm，上、下内径分别为31.5、22.5 cm，桶底部均匀打孔，垫纱网，每桶装土13 kg。

5月19日播种，每桶等距离三角播种3穴，每穴播入经过精选的种子3粒，播深3 cm。平均苗高达到6cm时定苗，每桶留3株。定苗后分别在苗期、花期、结荚期进行干旱胁迫，8月中旬收获[10]。试验中的胁迫强度确定为田间最大持水量的（50±5）%，CK为正常供水[田间最大持水量的 70%～75%，（70±5）%]，胁迫时间为7 d。

试验主要考虑2个因素：胁迫时期（A），设置苗期、花期、结荚期3个水平；烯效唑干拌种浓度（B），设置0、2、4、8、16 mg/kg 共5个水平，分别用B0～B4表示。在播种期将烯效唑粉剂与种子一同播入，以0 mg/kg处理作为干旱对照。

1.3测定内容及方法

超氧化物歧化酶（SOD）活性，采用氮蓝四唑（NBT）法测定；过氧化氢酶（CAT）活性，采用紫外吸收法测定；过氧化物酶（POD）活性，采用愈创木酚法测定；MDA含量，采用硫代巴比妥酸（TBA）显色法[11]测定。

可溶性蛋白含量，采用考马斯亮蓝（G250）法测定；Pro含量，采用酸性水合茚三酮显色法测定；可溶性糖含量，采用蒽酮比色法[12]测定。

1.4数据处理

数据均用Excel 2003进行处理并绘制图表，用 SPSS 20.0软件进行相关统计分析。

2结果与分析

2.1对保护酶活性的影响

在一定范围内，烯效唑拌种提高了保护酶活性，两者表现出正相关关系；但超出一定阈值后，这种趋势不复存在，保护酶活性反而降低。由图1可见，SOD活性在苗期虽然也符合先增后降的趋势，但各处理与B0处理差异均不大；花期与苗期变化趋势一致，B1、B3处理显著高于B0处理，分别提高955%、11.83%，而B4处理显著低于B0处理，为21.58%；结荚期也呈先增后降的趋势，但 B1～B3处理与B0处理差异均不大，只有B4处理显著低于B0处理，仅为24.92%。POD、CAT活性与SOD活性变化趋势相似（图2、图3）。

2.2对MDA含量的影响

由图4可见，烯效唑拌种后，MDA含量均有不同程度的下降，且不同时期变化不同；苗期B2、B3处理分别比B0处理降低18.81%、17.8%，达显著水平；与B0相比，B1～B4处理在花期呈降低趋势，但未达显著水平；在结荚期，除B1处理外，其他处理均比B0处理显著降低，分别降低16.33%、1787%、12.89%。说明结荚期受影响最大，不同时期的影响趋势为结荚期>苗期>花期。

2.3对可溶性蛋白含量的影响

由图5可见，烯效唑拌种后，在一定浓度范围内，不同时期可溶性蛋白含量均呈现升高的趋势，超出一定浓度后，又开始降低；只有苗期B2处理和结荚期B2、B3处理显著高于B0，其他处理差异均不显著。

2.4对Pro含量的影响

由图6可以看出，烯效唑拌种后，在一定浓度范围内，Pro含量随浓度的增加而升高，超出一定浓度后，又表现出降低的趋勢：苗期B1～B4处理均明显高于B0处理，各处理分别比B0处理提高26.41%、57.74%、54.15%、29.09%，达显著水平；花期、结荚期B1、B2处理明显高于B0处理，花期B1、B2处理分别比B0处理提高11.78%、18.7%，达显著水平，结荚期B1、B2处理分别比B0处理提高22.56%、18.21%，达显著水平。各时期各处理的变化趋势基本一致。endprint

2.5对可溶性糖含量的影响

由图7可见，烯效唑拌种后，在一定浓度范围，可溶性糖含量呈现升高的趋势，超出一定浓度后，又表现出降低的趋势；花期、结荚期表现趋势基本一致，各处理大小依次为B2>B3、B1>B4、B0，苗期各处理与B0处理差异不显著；在花期，B2、B3处理明显高于B0处理，分别提高16.44%、12.82%，达显著水平； 在结荚期，B4处理比B0处理明显降低，降低幅度

为361%。其他处理差异不明显，其整体变化与Pro含量变化相似。

3结论与讨论

目前，施用烯效唑对作物壮苗的作用，以及对提高作物产量、品质性状等方面的报道相对较多，而利用烯效唑进行抗逆性研究，尤其是抗旱性研究的报道较少[13-17]。本研究以烯效唑拌种的方式，以奶花芸豆为对象，在渗透调节、抗氧化性等方面进行探索性研究，以期为提高芸豆的抗旱性，实现芸豆在干旱地区的种植提供实践依据，同时丰富作物抗旱的理论研究。

芸豆受干旱胁迫后，对保护酶活性的影响较复杂，一般认为SOD活性降低，而POD、CAT活性提高，但以往研究结果也各不相同[18-20]。本试验用烯效唑拌种处理，其结果是在一定范围内提高了叶片中保护酶的活性，处理浓度提高，其保护酶活性增强，但浓度过高，则会使保护酶活性降低。保护酶活性的增强可以降低脂质过氧化程度[21]，从而减少体内MDA的含量。因此，MDA含量的变化与保护酶活性恰恰相反，表现出负相关，即均低于未加烯效唑的处理。MDA含量越低，膜的受损情况越轻，结构也越稳定。综上所述，烯效唑处理提高了抗氧化防御系统对活性氧的清除能力，有利于植株抗逆性的提高。

在加入烯效唑后，可溶性蛋白、Pro及可溶性糖含量均比干旱胁迫时增加，说明烯效唑提高了干旱条件下的渗透调节能力，即提高了抵御干旱的能力。Pro、可溶性糖含量的增加趋势更明显，因此从某种意义上讲，利用Pro和可溶性糖含量作为评价烯效唑处理的抗旱性指标可能更适合。

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