不同质量浓度多效唑对碗莲品种‘火花’生长和叶片部分生理指标的影响

2017-10-12 08:02朱建华姜红卫
植物资源与环境学报 2017年3期
关键词:效唑火花叶片

李 欣, 江 君, 徐 君, 朱建华, 姜红卫

(苏州市农业科学院, 江苏 苏州 215155)

不同质量浓度多效唑对碗莲品种‘火花’生长和叶片部分生理指标的影响

李 欣, 江 君, 徐 君, 朱建华, 姜红卫①

(苏州市农业科学院, 江苏 苏州 215155)

研究了不同质量浓度(0~50 mg·L-1)多效唑对碗莲(NelumbonuciferaGaertn.)品种‘火花’(‘Huohua’)生长的影响及多效唑处理过程中叶片部分生理指标的变化,并进行了隶属函数值分析和相关性分析。结果表明:质量浓度10~50 mg·L-1多效唑处理抑制碗莲品种‘火花’生长。随着多效唑质量浓度提高,立叶数、立叶长、立叶宽、立叶高、花径、花高和开花总数总体上呈逐渐降低的趋势,且总体上与对照组(质量浓度0 mg·L-1多效唑)差异显著。随着处理时间延长,质量浓度10~50 mg·L-1多效唑处理组叶片中丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)活性和多酚氧化酶(PPO)活性的变化趋势各异;质量浓度10~50 mg·L-1多效唑处理组叶片中可溶性蛋白质含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性,以及质量浓度10、20和30 mg·L-1多效唑处理组叶片中过氧化氢酶(CAT)活性总体上呈先升高后降低的变化趋势,而质量浓度40和50 mg·L-1多效唑处理组叶片中CAT活性则呈逐渐降低的变化趋势。相关性分析结果表明:碗莲品种‘火花’生长指标的隶属函数值间以及叶片中可溶性蛋白质含量和POD活性的隶属函数值与生长指标的隶属函数值间的相关性总体在0.05或0.01水平上显著。研究结果显示:质量浓度10、20和30 mg·L-1多效唑处理可有效控制碗莲品种‘火花’生长,提高其观赏性;且其生长指标以及叶片中可溶性蛋白质含量和POD活性可以作为判断碗莲品种‘火花’矮化效果的可靠、简易指标。

碗莲品种‘火花’; 多效唑; 生长; 生理指标; 隶属函数值分析; 相关性分析

Abstract: The effects of paclobutrazol with different mass concentrations (0-50 mg·L-1) on growth of cultivar ‘Huohua’ of bowl lotus (NelumbonuciferaGaertn.), and changes in some physiological indexes of leaves during paclobutrazol treatment period were studied, and analyses on subordinate function value and correlation were conducted. The results show that the paclobutrazol treatments with mass concentration of 10-50 mg·L-1inhibit the growth of cultivar ‘Huohua’ of bowl lotus. With increasing of mass concentration of paclobutrazol, number, length, width and height of standing leaves, diameter and height of flowers, and total flower number generally decrease gradually, and in general, there is a significant difference with the control group (paclobutrazol with mass concentration of 0 mg·L-1). With prolonging of treatment time, change trends in malondialdehyde (MDA) content, peroxidase (POD) activity and polyphenol oxidase (PPO) activity in leaves in paclobutrazol treatment groups with mass concentration of 10-50 mg·L-1are different. Soluble protein content and superoxide dismutase (SOD) activity in leaves in paclobutrazol treatment groups with mass concentration of 10-50 mg·L-1, and catalase (CAT) activity in leaves in paclobutrazol treatment groups with mass concentration of 10, 20 and 30 mg·L-1generally increase at first and then decrease, while CAT activity in leaves in paclobutrazol treatment groups with mass concentration of 40 and 50 mg·L-1shows a tendency to decrease gradually. The correlation analysis result shows that the correlation among subordinate function values of growth indexes, and the correlation of subordinate function values of soluble protein content and POD activity in leaves with those of growth indexes of cultivar ‘Huohua’ of bowl lotus are generally significant at 0.05 or 0.01 level. It is suggested that paclobutrazol treatments with mass concentration of 10, 20 and 30 mg·L-1can effectively control the growth of cultivar ‘Huohua’ of bowl lotus, and improve its ornamental property. The growth indexes, soluble protein content and POD activity in leaves could be used as reliable and simple indicators to judge the dwarf effect of cultivar ‘Huohua’ of bowl lotus.

Keywords: cultivar ‘Huohua’ of bowl lotus (NelumbonuciferaGaertn.); paclobutrazol; growth; physiological index; subordinate function value analysis; correlation analysis

荷花(NelumbonuciferaGaertn.)为莲科(Nelumbonaceae)莲属(NelumboAdans.)植物,集观赏、食用、药用价值于一身,为中国传统十大名花中惟一的水生花卉,花香四溢,花色多变,深受人们喜爱。碗莲是立叶高不超过33 cm、立叶直径不超过24 cm、花径不超过12 cm的荷花类型,属于小型荷花,因其小巧秀美、花色多变及适合家养等优点,拥有广阔的应用前景[1-2]。

在实际观赏应用中,碗莲多置于桌几之上,叶和花过高以及不适宜小型容器种植是限制其推广的重要因素,因此,开展碗莲矮化研究对碗莲产业发展具有重要意义。已有研究结果表明:多效唑(PP333)对植物株形有明显的抑制作用[3-5]。碗莲品种‘火花’(‘Huohua’)原产于江苏,现已推广到全国各地,其叶盾状、圆形,叶柄粗壮、被短刺;花单生于花梗顶端,花蕾桃形、紫红色,花红色,单瓣型,具有较高的观赏价值[2]。鉴于此,作者研究了多效唑对碗莲品种‘火花’生长的抑制效果,筛选适宜的多效唑质量浓度及与评价相关的生长和生理指标,以期为培育株型娇小、适合桌面种植观赏的碗莲品种奠定基础。

1 材料和方法

1.1 材料

供试材料为碗莲品种‘火花’。于2015年4月1日选取生长健壮一致、无病虫害、顶芽完整、具有2节完整藕身的地下茎,种植于直径30 cm、高30 cm的不透水塑料盆中,每盆加入1 kg烘干的菜园土。每盆种植1支地下茎,种植后盆内保持满水,每7 d施氮、磷、钾复合肥〔m(N)∶m(P)∶m(K)=15∶15∶15〕5 g。

1.2 方法

1.2.1 处理方法 实验在苏州市农业科学院水生植物基地避雨棚内进行。于2015年4月10日选择长势良好、浮叶展开的盆栽苗施加多效唑(有效成分含量50%的可湿性粉剂,安阳全丰生物科技有限公司)。将盆中水倒掉,加入相应质量浓度的多效唑溶液至满盆,每个处理10盆。多效唑溶液质量浓度共设置6个水平:0(CK)、10、20、30、40和50 mg·L-1。于6月10日进行生长指标测定;分别于6月10日、6月20日、6月30日、7月10日、7月20日和7月30日取样进行生理指标测定。在整个实验期间,每日早上6:00用蒸馏水补足至盆内满水。

1.2.2 生长指标的统计和测量方法 统计盆内所有直立叶片的数量为立叶数;用直尺(精度1 mm)分别测量最高立叶的长径和短径,分别为立叶长和立叶宽;用直尺测量盆边到立叶最高点的直线距离为立叶高;用直尺测量盛花期花朵的最大直径为花径;用直尺测量花朵盛开期盆边到花朵最高点的直线距离为花高;统计盆内所有盛开花的数量为开花总数。各生长指标均重复统计和测量6株,结果取平均值。

1.2.3 叶片中部分生理指标的测定方法 每处理选取6株,将新采摘的生长良好的完整立叶,用去离子水冲洗干净,剪碎、混合后进行生理指标测定。丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸法[6]260-261测定;可溶性蛋白质含量采用考马斯亮蓝G-250法[6]184-185测定;超氧化物歧化酶(SOD)活性采用氮蓝四唑法[6]167-169测定;过氧化物酶(POD)活性采用愈创木酚法[6]164-165测定;过氧化氢酶(CAT)活性采用高锰酸钾滴定法[6]165-167测定;多酚氧化酶(PPO)活性采用分光光度计比色法[7]测定。各生理指标均重复测定3次,结果取平均值。

1.3 数据处理和分析

采用模糊数学的隶属度公式,对不同质量浓度多效唑处理下碗莲生长指标及叶片中部分生理指标进行定量转换,其中,生理指标取不同处理时间的平均值进行定量转换。指标值随多效唑质量浓度提高而增大则为正相关,隶属函数值的计算公式为Zij=(Xij-Ximin)/(Ximax-Ximin);指标值随多效唑质量浓度提高而减小为负相关,隶属函数值的计算公式为Zij=1-〔(Xij-Ximin)/(Ximax-Ximin)〕。式中,Zij为i浓度j指标的隶属函数值,Xij为i浓度j指标的测定值,Ximax和Ximin分别为i浓度处理组该指标的最大值和最小值。

实验数据采用EXCEL 2007软件进行整理;采用SPSS 21.0统计分析软件进行方差分析、隶属函数值分析和相关性分析。

2 结果和分析

2.1不同质量浓度多效唑对碗莲品种‘火花’生长的影响

不同质量浓度多效唑对碗莲品种‘火花’生长指标的影响见表1。由表1可以看出:不同质量浓度多效唑处理均显著抑制碗莲品种‘火花’立叶和花的生长。随着多效唑质量浓度提高,碗莲品种‘火花’的立叶数、立叶长、立叶宽、立叶高、花径、花高和开花总数均较对照组(质量浓度0 mg·L-1多效唑)有不同程度的降低,且总体上呈逐渐降低的趋势,各生长指标均在质量浓度50 mg·L-1多效唑处理组降至最低值。

由表1还可以看出:质量浓度10~50 mg·L-1多效唑处理组碗莲品种‘火花’的立叶数、立叶长、立叶宽、立叶高、花径和花高均较对照组降低,且在0.01水平上差异显著,其中,质量浓度50 mg·L-1多效唑处理组的立叶数、立叶长、立叶宽、立叶高、花径和花高分别较对照组减小了62.1%、50.5%、62.6%、45.9%、30.2%和43.9%。质量浓度10 mg·L-1多效唑处理组的开花总数较对照组减少了1.0朵,差异不显著;质量浓度20、30、40和50 mg·L-1多效唑处理组的开花总数分别较对照组减少了25.6%、29.7%、37.0%和74.1%,在0.05或0.01水平上差异显著,其中,质量浓度50 mg·L-1多效唑处理组的开花总数较质量浓度40 mg·L-1多效唑处理组减少了3.4朵,且在0.01水平上差异显著。

多效唑质量浓度/mg·L-1Massconcentrationofpaclobutrazol立叶数Standingleafnumber立叶长/cmStandingleaflength立叶宽/cmStandingleafwidth立叶高/cmStandingleafheight花径/cmFlowerdiameter花高/cmFlowerheight开花总数Totalflowernumber08.7±1.2aA18.2±0.8aA16.3±0.5aA13.3±0.6aA8.6±0.3aA13.9±1.2aA9.0±1.0aA107.3±0.6bB13.5±1.1bB9.6±0.8bB10.7±0.2bB7.5±0.4bB11.3±0.5bB8.0±1.0abAB206.0±1.0cC11.1±0.5cC8.8±0.4bcBC10.2±0.6bcB7.2±0.3bBC10.8±0.2bcB6.7±0.6bcAB306.3±0.6cBC9.5±0.2dCD8.5±0.9cBC9.5±0.2cBC6.9±0.2bBCD9.9±0.3cB6.3±1.2bcB405.7±0.6cC9.2±0.4dD8.2±0.7cC8.4±0.8dCD6.2±0.6cCD9.7±0.1cB5.7±0.6cB503.3±0.6dD9.0±0.3dD6.1±0.5dD7.2±0.6eD6.0±0.3cD7.8±0.7dC2.3±0.6dC

1)同列中不同的小写和大写字母分别表示在0.05和0.01水平上差异显著Different lowercases and capitals in the same column indicate the significant differences at 0.05 and 0.01 levels, respectively.

2.2不同质量浓度多效唑对碗莲品种‘火花’叶片中部分生理指标的影响

2.2.1 对叶片中丙二醛(MDA)含量的影响 不同质量浓度多效唑对碗莲品种‘火花’叶片中MDA含量的影响见表2。由表2可以看出:6月10日至6月30日以及7月30日,质量浓度10~50 mg·L-1多效唑处理组碗莲品种‘火花’叶片中MDA含量总体上低于对照组(质量浓度0 mg·L-1多效唑);7月10日和7月20日,质量浓度10~50 mg·L-1多效唑处理组叶片中MDA含量总体上高于对照组。6月10日、6月20日和6月30日,质量浓度30和40 mg·L-1多效唑处理组叶片中MDA含量与对照组间存在显著差异。7月10日、7月20日和7月30日,质量浓度40 mg·L-1多效唑处理组叶片中MDA含量最高,分别较对照组升高了141.9%、97.1%和5.8%,其中7月10日和7月20日该处理组与对照组间差异显著。

多效唑质量浓度/mg·L-1Massconcentrationofpaclobutrazol不同处理时间(MM-DD)叶片中MDA含量/μmol·g-1 MDAcontentinleavesatdifferenttreatmenttimes(MM-DD)06-1006-2006-3007-1007-2007-3000.071±0.007a0.047±0.010b0.085±0.017a0.031±0.023bc0.035±0.004b0.052±0.003ab100.047±0.016ab0.036±0.008bc0.031±0.002ab0.057±0.004ab0.044±0.020ab0.045±0.007ab200.044±0.009ab0.033±0.004bc0.042±0.036ab0.015±0.002c0.035±0.012b0.039±0.008ab300.043±0.006b0.070±0.001a0.029±0.019b0.051±0.050abc0.016±0.003b0.020±0.005c400.027±0.001b0.021±0.002c0.020±0.005b0.075±0.001a0.069±0.002a0.055±0.012a500.047±0.028ab0.031±0.008bc0.039±0.002ab0.064±0.025ab0.040±0.010ab0.036±0.008b

1)同列中不同的小写字母表示在0.05水平上差异显著Different lowercases in the same column indicate the significant difference at 0.05 level.

2.2.2 对叶片中可溶性蛋白质含量的影响 不同质量浓度多效唑对碗莲品种‘火花’叶片中可溶性蛋白质含量的影响见表3。由表3可以看出:质量浓度10~50 mg·L-1多效唑处理组碗莲品种‘火花’叶片中可溶性蛋白质含量均在6月30日达到最高值。随着多效唑质量浓度(0~40 mg·L-1)提高,各处理时间叶片中可溶性蛋白质含量总体呈逐渐升高的趋势。6月10日,质量浓度10、20、30、40和50 mg·L-1多效唑处理组叶片中可溶性蛋白质含量均显著高于对照组,分别较对照组升高了24.68%、43.80%、81.07%、108.89%和127.56%,且各多效唑处理组间差异显著。

多效唑质量浓度/mg·L-1Massconcentrationofpaclobutrazol不同处理时间(MM-DD)叶片中可溶性蛋白质含量/mg·g-1Solubleproteincontentinleavesatdifferenttreatmenttimes(MM-DD)06-1006-2006-3007-1007-2007-30015.64±1.77f14.78±1.67c18.08±1.41c17.69±0.96e20.95±1.15c20.14±0.38c1019.50±0.84e23.71±0.13b25.03±1.34b20.54±0.59d20.63±0.45c20.63±0.45c2022.49±0.65d26.13±0.22b28.28±2.49b24.92±1.12c21.16±0.92c21.56±1.60c3028.32±0.49c30.68±1.41a33.72±0.30a27.78±0.21b24.28±0.35b23.42±1.05bc4032.67±2.18b33.24±1.21a34.13±2.14a30.02±0.71a28.90±1.34a27.04±1.30a5035.59±0.71a30.63±0.77a36.69±0.74a26.93±0.58b24.93±1.40b26.18±1.15ab

1)同列中不同的小写字母表示在0.05水平上差异显著Different lowercases in the same column indicate the significant difference at 0.05 level.

2.2.3 对叶片中抗氧化酶活性的影响 不同质量浓度多效唑对碗莲品种‘火花’叶片中抗氧化酶活性的影响见表4。

2.2.3.1 对叶片中超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响 由表4可以看出:随着处理时间延长,质量浓度10~50 mg·L-1多效唑处理组碗莲品种‘火花’叶片中SOD活性均呈先升高后降低的变化趋势,且均于6月30日达到最高值。质量浓度10 mg·L-1多效唑处理组叶片中SOD活性在各处理时间总体上较对照组显著升高。6月30日至7月30日,质量浓度10~50 mg·L-1多效唑处理组叶片中SOD活性均高于对照组。

2.2.3.2 对叶片中过氧化物酶(POD)活性的影响由表4还可以看出:质量浓度10~50 mg·L-1多效唑处理组碗莲品种‘火花’叶片中POD活性在各处理时间均高于对照组。质量浓度10和20 mg·L-1多效唑处理组叶片中POD活性均于7月10日达到最高值;质量浓度30、40和50 mg·L-1多效唑处理组叶片中POD活性均于7月20日达到最高值;对照组叶片中POD活性于6月30日达到最高值。6月10日和7月10日,质量浓度10~50 mg·L-1多效唑处理组叶片中POD活性均显著高于对照组;而6月30日,各多效唑处理组及对照组叶片中POD活性均无显著差异。

多效唑质量浓度/mg·L-1Massconcentrationofpaclobutrazol不同处理时间(MM-DD)叶片中超氧化物歧化酶活性/U·mg-1Superoxidedismutaseactivityinleavesatdifferenttreatmenttimes(MM-DD)06-1006-2006-3007-1007-2007-3006.83±0.14c10.09±1.07b14.09±0.97b9.24±1.27b7.70±0.24d7.95±0.08d108.53±0.29b13.62±0.22a17.48±1.19ab14.65±0.32a11.63±0.65ab10.79±0.29ab206.66±0.31c8.76±0.26b17.24±2.46ab13.02±0.42ab12.94±0.04a11.15±0.37a3010.64±0.25a13.42±0.38a17.92±1.27ab12.70±1.17ab10.43±0.06bc10.28±0.41b405.13±1.17d8.73±0.04b16.85±0.24ab12.65±2.74ab8.79±0.25cd8.19±0.09d507.11±0.17c9.61±0.58b19.50±1.86a14.18±1.54a10.13±1.20bc9.26±0.15c多效唑质量浓度/mg·L-1Massconcentrationofpaclobutrazol不同处理时间(MM-DD)叶片中过氧化物酶活性/U·mg-1Peroxidaseactivityinleavesatdifferenttreatmenttimes(MM-DD)06-1006-2006-3007-1007-2007-3008.82±0.86d13.22±1.27b19.37±1.90a10.25±0.38e12.72±2.20b14.60±1.45c1013.99±0.30c14.11±1.20b22.33±3.74a27.98±2.36a24.78±2.15a26.33±1.62a2020.48±0.29b22.79±2.64a20.85±1.12a23.13±0.82bc15.54±0.42b17.47±2.62bc3021.57±0.12b20.32±1.76a23.82±0.24a21.21±1.97c29.78±1.30a19.18±1.37b4024.76±1.02a23.72±0.67a20.56±2.95a25.12±0.93ab27.37±2.66a26.36±1.72a5021.81±2.17b23.30±0.52a22.92±2.61a17.03±3.64d26.99±2.43a16.86±2.12bc多效唑质量浓度/mg·L-1Massconcentrationofpaclobutrazol不同处理时间(MM-DD)叶片中过氧化氢酶活性/U·mg-1Catalaseactivityinleavesatdifferenttreatmenttimes(MM-DD)06-1006-2006-3007-1007-2007-3003.58±0.43e10.47±0.12b8.11±0.02b8.36±0.15a9.97±1.26a5.86±1.01a1010.46±0.41c18.19±0.19a7.72±0.66b6.39±0.04bc3.82±0.55b2.78±0.17b207.68±0.32d9.22±0.05c10.07±0.06a6.32±0.44c5.19±0.11b3.91±0.35b307.54±0.23d10.52±0.19b10.44±0.01a7.39±0.28b5.57±0.70b4.16±0.52b4012.13±0.69b10.56±0.22b10.27±0.34a6.56±0.04bc3.78±0.70b2.83±0.19b5014.76±1.23a10.45±0.28b9.51±0.08a6.82±0.66bc1.47±0.21c1.18±0.14c多效唑质量浓度/mg·L-1Massconcentrationofpaclobutrazol不同处理时间(MM-DD)叶片中多酚氧化酶活性/U·mg-1Polyphenoloxidaseactivityinleavesatdifferenttreatmenttimes(MM-DD)06-1006-2006-3007-1007-2007-3001.52±0.61a2.72±0.25d2.62±0.08c5.62±0.82b2.86±0.13a1.58±0.45bc101.60±0.46a3.61±0.25b4.80±0.27a9.79±1.31a2.60±0.33abc1.88±0.44b200.53±0.05b1.28±0.22e3.36±0.20b3.89±1.21b1.88±0.36bcd1.77±0.28b300.66±0.08b3.19±0.06c2.70±0.21c2.76±0.67b1.44±0.46d3.39±0.18a400.60±0.29b1.20±0.27e0.50±0.01d3.07±1.40b1.81±0.21cd3.84±0.21a500.24±0.09b4.64±0.10a0.77±0.04d2.93±0.64b2.68±0.44ab1.09±0.23c

1)同列中不同的小写字母表示在0.05水平上差异显著Different lowercases in the same column indicate the significant difference at 0.05 level.

2.2.3.3 对叶片中过氧化氢酶(CAT)活性的影响由表4还可以看出:随着处理时间延长,质量浓度10、20和30 mg·L-1多效唑处理组碗莲品种‘火花’叶片中CAT活性先升高后降低,分别于6月20日、6月30日和6月20日达到最高值;质量浓度40和50 mg·L-1多效唑处理组叶片中CAT活性则逐渐降低。6月10日、6月20日和6月30日,质量浓度10~50 mg·L-1多效唑处理组叶片中CAT活性总体上高于对照组,其中,6月10日,质量浓度10 mg·L-1多效唑处理组叶片中CAT活性较对照组显著升高;而7月10日、7月20日和7月30日,各多效唑处理组叶片中CAT活性均显著低于对照组。

2.2.3.4 对叶片中多酚氧化酶(PPO)活性的影响由表4还可以看出:随着处理时间延长,质量浓度10和20 mg·L-1多效唑处理组及对照组碗莲品种‘火花’叶片中PPO活性总体上呈先升高后降低的变化趋势,且均于7月10日达到最高值,且显著高于对照组;质量浓度30和40 mg·L-1多效唑处理组叶片中PPO活性则均于7月30日达到最高值,且显著高于对照组;质量浓度50 mg·L-1多效唑处理组叶片PPO活性的最高值出现最早,于6月20日达到最高值,也显著高于对照组。

2.3不同质量浓度多效唑处理组碗莲品种‘火花’生长指标和叶片中部分生理指标的隶属函数值分析

不同质量浓度多效唑处理组碗莲品种‘火花’生长指标和叶片中部分生理指标的隶属函数值见表5。由表5可以看出:随着多效唑质量浓度提高,碗莲品种‘火花’的总隶属函数值呈逐渐增加的趋势,其中,立叶长、立叶宽、立叶高、花径、花高和开花总数的隶属函数值的变化趋势与总隶属函数值的变化趋势一致。对照组(质量浓度0 mg·L-1多效唑)的总隶属函数值最小,为1.463;质量浓度50 mg·L-1多效唑处理组的总隶属函数值最大,达到10.279;质量浓度30和40 mg·L-1多效唑处理组的总隶属函数值较高,分别为8.224和8.460;质量浓度10和20 mg·L-1多效唑处理组的总隶属函数值较小,分别为6.227和6.775。

表5不同质量浓度多效唑处理组碗莲品种‘火花’生长指标和叶片中部分生理指标的隶属函数值1)

Table5Subordinatefunctionvaluesofgrowthindexesandsomephysiologicalindexesofleavesofcultivar‘Huohua’ofbowllotus(NelumbonuciferaGaertn.)inpaclobutrazoltreatmentgroupswithdifferentmassconcentrations1)

MCP各指标的隶属函数值 SubordinatefunctionvalueofeachindexSLNSLLSLWSLHFDFHTFNMDASPSODPODCATPPOTSFV00.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.3230.0060.0100.0000.5470.5771.463100.2590.5110.6570.4260.4230.4260.1490.5230.2250.8190.6300.3780.8016.227200.5000.7720.7350.5080.5380.5080.3490.6890.3940.5980.5190.3750.2706.755300.4440.9460.7650.6230.6540.6560.4000.6500.6790.7630.7470.5240.3738.224400.5560.9780.7940.8030.9230.6890.4990.5030.9530.2410.8270.4320.2628.460501.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0000.5550.8340.5590.6640.3400.32710.279

1)MCP: 多效唑质量浓度Mass concentration of paclobutrazol (mg·L-1); SLN: 立叶数Standing leaf number; SLL: 立叶长Standing leaf length; SLW: 立叶宽Standing leaf width; SLH: 立叶高Standing leaf height; FD: 花径Flower diameter; FH: 花高Flower height; TFN: 开花总数Total flower number; MDA: 叶片中丙二醛含量Malondialdehyde content in leaf; SP: 叶片中可溶性蛋白质含量Soluble protein content in leaf; SOD: 叶片中超氧化物歧化酶活性Superoxide dismutase activity in leaf; POD: 叶片中过氧化物酶活性Peroxidase activity in leaf; CAT: 叶片中过氧化氢酶活性Catalase activity in leaf; PPO: 叶片中多酚氧化酶活性Polyphenol oxidase activity in leaf; TSFV: 总隶属函数值Total subordinate function value.

2.4碗莲品种‘火花’生长指标和叶片中部分生理指标的隶属函数值的相关性分析

碗莲品种‘火花’生长指标和叶片中部分生理指标的隶属函数值的相关系数见表6。由表6可以看出:碗莲品种‘火花’生长指标(包括立叶数、立叶长、立叶宽、立叶高、花径、花高和开花总数)的隶属函数值与总隶属函数值均在0.05或0.01水平上呈显著正相关;叶片中可溶性蛋白质含量和过氧化物酶(POD)活性的隶属函数值分别与总隶属函数值在0.05水平上呈显著负相关和显著正相关,其他生理指标的隶属函数值与总隶属函数值的相关性均不显著。立叶数、立叶长、立叶宽、立叶高、花径、花高和开花总数的隶属函数值之间总体上在0.05或0.01水平上呈显著正相关。叶片中丙二醛(MDA)含量的隶属函数值与生长指标和叶片中其他生理指标的隶属函数值的相关性均不显著。叶片中MDA含量、可溶性蛋白质含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和POD活性的隶属函数值与生长指标的隶属函数值均呈正相关,其中,叶片中可溶性蛋白质含量和POD活性的隶属函数值与生长指标的隶属函数值的相关性总体上达显著水平;而叶片中过氧化氢酶(CAT)活性和多酚氧化酶(PPO)活性的隶属函数值与生长指标的隶属函数值均呈负相关,但相关性不显著。叶片中MDA含量、可溶性蛋白质含量和POD活性的隶属函数值与CAT活性和PPO活性的隶属函数值间以及SOD活性的隶属函数值与CAT活性的隶属函数值间均呈负相关,但相关性均不显著。上述结果显示:碗莲品种‘火花’的生长指标以及叶片中可溶性蛋白质含量和POD活性可以作为判断其矮化效果的可靠、简易指标。

表6碗莲品种‘火花’生长指标和叶片中部分生理指标的隶属函数值的相关系数1)

Table6Correlationcoefficientsofsubordinatefunctionvaluesofgrowthindexesandsomephysiologicalindexesofleavesofcultivar‘Huohua’ofbowllotus(NelumbonuciferaGaertn.)1)

指标In-dex各指标隶属函数值间的相关系数 CorrelationcoefficientsamongsubordinatefunctionvaluesofdifferentindexesSSLNSSLLSSLWSSLHSFDSFHSTFNSMDASSPSSODSPODSCATSPPOTSFVSSLN1.000SSLL0.844*1.000SSLW0.881*0.950**1.000SSLH0.947**0.939**0.943**1.000SFD0.916*0.949**0.926**0.993**1.000SFH0.959**0.935**0.954**0.989**0.967**1.000STFN0.985**0.7900.8100.924**0.891*0.936**1.000SMDA0.5210.7440.7520.5440.5280.5990.3991.000SSP0.814*0.920**0.812*0.928**0.958**0.887*0.814*0.4371.000SSOD0.3220.4920.639*0.3830.3250.4690.2230.7660.1621.000SPOD0.6510.915*0.903*0.844*0.863*0.824*0.5830.6630.827*0.6021.000SCAT-0.673-0.478-0.697-0.607-0.566-0.606-0.567-0.433-0.320-0.452-0.4621.000SPPO-0.619-0.666-0.476-0.583-0.625-0.553-0.605-0.463-0.7110.159-0.3690.1121.000TS-FV0.902*0.975**0.979**0.979**0.970**0.983**0.861*0.673-0.903*0.5350.909*-0.577-0.5471.000

1)SSLN: 立叶数的隶属函数值Subordinate function value of standing leaf number; SSLL: 立叶长的隶属函数值Subordinate function value of standing leaf length; SSLW: 立叶宽的隶属函数值Subordinate function value of standing leaf width; SSLH: 立叶高的隶属函数值Subordinate function value of standing leaf height; SFD: 花径的隶属函数值Subordinate function value of flower diameter; SFH: 花高的隶属函数值Subordinate function value of flower height; STFN: 开花总数的隶属函数值Subordinate function value of total flower number; SMDA: 叶片中丙二醛含量的隶属函数值Subordinate function value of malondialdehyde content in leaf; SSP: 叶片中可溶性蛋白质含量的隶属函数值Subordinate function value of soluble protein content in leaf; SSOD: 叶片中超氧化物歧化酶活性的隶属函数值Subordinate function value of superoxide dismutase activity in leaf; SPOD: 叶片中过氧化物酶活性的隶属函数值Subordinate function value of peroxidase activity in leaf; SCAT: 叶片中过氧化氢酶活性的隶属函数值Subordinate function value of catalase activity in leaf; SPPO: 叶片中多酚氧化酶活性的隶属函数值Subordinate function value of polyphenol oxidase activity in leaf; TSFV: 总隶属函数值Total subordinate function value. *和**分别表示在0.05和0.01水平上差异显著 * and **indicate the significant differences at 0.05 and 0.01 levels, respectively.

3 讨论和结论

生长延缓剂可延缓植物生长,提高观赏性,在花卉种植上应用广泛[8-12]。已有研究结果表明:水仙(Narcissustazettavar.chinensisM. Roem.)[4]、月季(RosachinensisJacq.)[13]、紫竹〔Phyllostachysnigra(Lodd. ex Lindl.) Munro〕[14]和桂花品种‘日香桂’(Osmanthusfragrans‘Rixiang Gui’)[15]等植物在生长延缓剂的作用下,叶片数量减少,株高降低。本研究中,不同质量浓度多效唑处理组碗莲品种‘火花’的生长受到不同程度抑制。随着多效唑质量浓度提高,碗莲品种‘火花’的立叶和花有矮化趋势。质量浓度10、20和30 mg·L-1多效唑处理组的立叶长、立叶宽、立叶高、花径和花高均较对照组(质量浓度0 mg·L-1多效唑)显著降低,开花总数低于对照组,但3个处理组间差异不显著,表现为株高降低、株型饱满、花型花色正常,观赏价值提高;而质量浓度50 mg·L-1多效唑处理组的开花总数均显著减少,观赏性变差。随多效唑质量浓度的提高,碗莲品种‘火花’立叶数明显减少,说明多效唑抑制其营养生长,导致新叶萌发减少,长势减弱。

丙二醛(MDA)含量是衡量膜脂过氧化作用的重要指标,MDA含量过高可引起细胞膜不同程度的损伤,从而破坏其生理机能[16]。随着处理时间延长,质量浓度10和50 mg·L-1多效唑处理组碗莲品种‘火花’叶片MDA含量呈“降低—升高—降低”的变化趋势,均于7月10日达到最高值。推测可能由于多效唑处理初期,叶片中可溶性蛋白质含量升高,缓解了碗莲叶片膜脂过氧化作用,MDA含量降低;而随着处理时间延长,可溶性蛋白质含量降低,渗透势增加,导致叶片膜脂过氧化加剧,MDA含量升高。

可溶性蛋白质可以通过调节渗透势减轻植物受到的逆境伤害,其含量代表植物总体代谢水平,含量越高表明叶片生理活性越强[16-17]。甄红丽等[18]对大丽花(DahliapinnataCav.)及宋海凤等[19]对紫穗槐(AmorphafruticosaLinn.)的研究结果表明:施用多效唑可显著提高可溶性蛋白质的含量。本研究中,高质量浓度(40和50 mg·L-1)多效唑处理组碗莲叶片中可溶性蛋白质含量总体上高于其他多效唑处理组。

胁迫条件下,植物的酶活性显著升高[20]。本研究中,随着处理时间延长,质量浓度10~50 mg·L-1多效唑处理组碗莲品种‘火花’叶片中超氧化物歧化酶(SOD)活性以及质量浓度10、20和30 mg·L-1多效唑处理组叶片中过氧化氢酶(CAT)活性均呈先升高后降低的变化趋势,说明多效唑对碗莲品种‘火花’造成了一定的伤害,多效唑处理初期叶片中抗氧化酶活性的升高有助于减轻活性氧等有害物质对细胞膜的伤害;随着处理时间延长,叶片中抗氧化酶活性开始降低,说明抗氧化酶的合成受到破坏,抗氧化酶对碗莲的保护作用开始减弱。此外,质量浓度40和50 mg·L-1多效唑处理组叶片中CAT活性则呈逐渐降低的变化趋势,而质量浓度10~50 mg·L-1多效唑处理组叶片中过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性的变化趋势各异,其原因有待进一步研究。7月10日,质量浓度10和50 mg·L-1多效唑处理组叶片中SOD、POD和CAT活性与对照组差异显著,其中,SOD和POD活性显著升高,CAT活性显著降低。

相关性分析结果显示:碗莲品种‘火花’生长指标的隶属函数值间以及叶片中可溶性蛋白质含量和POD活性的隶属函数值与生长指标的隶属函数值间总体在0.05或0.01水平上显著相关,因此,生长指标以及叶片中可溶性蛋白质含量和POD活性可以作为判断碗莲品种‘火花’矮化效果的可靠、简易指标。

综上所述,质量浓度10、20和30 mg·L-1多效唑处理组碗莲品种‘火花’立叶和花变矮,开花总数无显著差异,观赏性提高;质量浓度50 mg·L-1多效唑处理组的开花总数急剧减少,观赏性明显降低。说明适宜浓度的多效唑处理可有效控制碗莲品种‘火花’生长,提高其观赏性。

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(责任编辑: 张明霞)

Effectsofpaclobutrazolwithdifferentmassconcentrationsongrowthandsomephysiologicalindexesofleavesofcultivar‘Huohua’ofbowllotus(Nelumbonucifera)

LI Xin, JIANG Jun, XU Jun, ZHU Jianhua, JIANG Hongwei①

(Suzhou Academy of Agricultural Sciences, Suzhou 215155, China),J.PlantResour. &Environ., 2017,26(3): 51-58

Q948.8; S482.8+92; S682.32

A

1674-7895(2017)03-0051-08

10.3969/j.issn.1674-7895.2017.03.07

2016-12-07

江苏省自然科学基金资助项目(BK20151229); 苏州市科技计划项目(SNG201508)

李 欣(1982—),女,黑龙江鹤岗人,硕士,助理研究员,主要从事观赏植物种质资源抗逆性评价方面的研究。

①通信作者E-mail: sacjhw@163.com

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