不同生长调节剂对甜叶菊活性成分含量和生理指标的影响

刘雨欣，李泽润，李晓津，石庆会，邢建宏

（1.药用植物开发利用福建省高校工程研究中心；2.三明学院 资源与化工学院，福建 三明 365004；3.福建农林大学 林学院，福建 福州，350012）

甜叶菊[Stevia rebaudiana(Bertoni)Hemsl.]，又名“甜茶”，为菊科属多年生草本植物[1]。由于甜叶菊叶片中富含大量的甜菊糖苷，甜度较高，热量很低，常作为甜味剂和糖类的替代品[2]。此外，甜叶菊叶片中还富含丰富的黄酮物质，已有相关研究证明这些黄酮具有防治心血管疾病、降脂、降血糖、预防肿瘤等药理作用[3-5]，具有较高的应用价值。但是甜叶菊中主要成分含量易受地理、气候条件的影响，探索能有效提高其主要活性物质含量的栽培技术具有重要现实意义。

植物生长调节剂可以通过影响植物体内的生理生化作用，进而提高植株品质，增加植物产量[6]。利用植物生长调节剂来延迟甜叶菊开花，最大限度地保证植株的营养生长，是提高产量、增加经济价值的有效途径。近年来，有关利用植物生长调节剂提高植株产量，延迟花期，增加有效成分含量等方面存在较多研究。李腾基等[7]人发现在墨兰花芽分化前期喷施6-苄氨基嘌呤（6-BA）和赤霉素（GA3）均能提高叶片中可溶性蛋白、可溶性糖、淀粉含量及相关酶的活性。Kottayam等[8]通过将郁金香鳞茎浸泡在三种不同的生长调节剂溶液中处理，发现500 μL/L吲哚乙酸（IAA）处理下郁金香的鳞茎萌发天数、最高株高、叶片/株数、叶面积、叶面积指数均显著降低，但对延迟郁金香开花效果较好，而矮壮素（CCC）能明显改善郁金香的大部分品质参数。胡正海[9]通过对牛膝幼苗叶面喷施不同浓度吲哚丁酸（IBA）,研究IBA对其生长及植株中齐墩果酸、蜕皮甾酮含量的影响，发现适宜浓度的IBA处理能促进牛膝地上部分和根的生长,增加根的干重,并能显著提高齐墩果酸、蜕皮甾酮的含量。综上所述，前人已经在多种植物中开展了运用植物生长调节剂来调控花期和生理代谢，从而增加活性成分含量的研究。目前，利用植物生长调节剂来改变甜叶菊花期、活性成分含量和生理指标的研究还未见相关报道，值得深入研究。

本文采用雾状叶面喷施方法，通过向甜叶菊植株叶面喷施不同浓度组合的IBA和萘乙酸（NAA）探讨其对甜叶菊生理指标及活性成分含量的影响，为利用植物生长调节剂调控其开花、提高产量和活性成分含量，进行高效栽培提供理论依据与技术指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验供试甜叶菊经三明学院邢建宏副教授鉴定为菊科（Compositae）、甜叶菊属（Stevia）的甜叶菊[Stevia rebaudiana（Bertoni）Hemsl]，选取来源于同一母株，且长势一致的四个月生扦插苗为试验处理材料。试验所用试剂药品均为国产分析纯，分光光度测定在岛津UV-2600紫外可见分光光度计上进行。

1.2 试验设计

采用L9（34）正交组合设计，IBA、NAA分别设置3个水平。采用叶面喷施，每4 d处理一次，共处理5次，每次喷至叶片全湿而水珠不下滴。以喷施清水作为对照组（CK）。60 d后测量株高、叶片数、叶长、叶宽、鲜重、干重等指标，每个处理测定50株，取平均值。同时取样测定生理生化指标。

1.3 指标测定

洗去表面的灰尘，除去已经枯萎的叶片枝茎等，用吸水纸吸干表面水分，称其鲜质量，统计其叶片数量、游标卡尺测量其株高、叶长，在叶片最宽处测量其叶宽；测量后叶片放入烘箱105℃下杀青30 min，测得其质量。甜菊糖苷含量的测定参考孙蕊的方法进行[10]；以芦丁为标准品，参考史高峰和陈婷的方法[11-12]，测定总黄酮含量；苯酚硫酸法测定总糖含量[13]。分别利用愈创木酚法[14]、邻苯三酚自氧化法[15]和紫外分光光度法[16]测定过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性。

1.4 数据处理与图标制作

通过SPSS 22.0软件（IBM公司 2013年版）对数据进行方差分析和LSD多重比较，用Graphpad Prism 7.0（GraphPad Software公司 2018年版 ）进行图表制作。

2 结果与分析

2.1 不同浓度组合对甜叶菊生长及开花时间的影响

使用不同浓度IBA和NAA处理后，甜叶菊株增高、叶片长宽度、鲜质量、干质量、及延迟开花天数结果如表1，图1所示。方差分析表明，在不同浓度植物生长调节剂的组合处理下，除叶宽以外，其它生长指标及开花天数与CK存在极显著差异(P＜0.001)。处理9的株增高量、叶片数、叶长、叶宽、鲜质量、干鲜比均高于CK，延迟开花的天数最长达到了12 d。当IBA浓度不变时，随着NAA浓度的升高，生长指标均显著增加，低浓度的IBA和NAA抑制了甜叶菊的生长，而高浓度则能明显促进生长。干叶重量直接决定甜叶菊产量，本文对不同处理下叶片干重进行多重比较（LSD）发现，处理7、9对于延迟开花具有明显效果，其中处理9的株高增长量最明显，干重值最大。综合各项指标得出，75 mg/L IBA+75 mg/L NAA组合能显著延迟甜叶菊开花，促进植株生长，提高产量。

图1 不同浓度IBA和NAA处理下甜叶菊生长状况

2.2 不同浓度组合对甜叶菊叶片甜菊糖苷含量的影响

以参考文献[10]方法测得葡萄糖标准曲线为y=1.541x-0.0036 R2=0.9965。利用此标准曲线测定不同浓度组合下甜叶菊叶片中甜菊糖苷的含量，并进行方差分析，结果表明各处理间差异极显著（P=0.0001＜0.01）。测定结果如图2所示，处理1、2、8中甜菊糖苷含量明显低于CK，处理1最低为5.371 mg/g。处理3、4、7、9含量显著高于CK，处理5和6与CK没有明显差异；在处理9时，甜菊糖苷含量达到了最大值10.523 mg/g。上述结果表明，有利于甜叶菊叶片甜菊糖苷含量提高的处理组合为75mg/L IBA+75 mg/L NAA。

图2 不同浓度组合对甜叶菊糖苷含量的影响

2.3 不同浓度组合对甜叶菊叶片总黄酮含量的影响

以参考文献[11-12]方法测得芦丁标准曲线为y=1.3179x-0.0069 R2=0.9994。利用此标准曲线测定不同浓度组合下甜叶菊叶片中总黄酮的含量，并进行方差分析，结果表明，各处理间差异极显著(P=0.0001＜0.01)。测定结果如图3所示，处理情况1中总黄酮含量显著低于CK，处理情况3、4中甜叶菊总黄酮含量显著高于CK，处理情况12、5、6、8与CK没有明显差异，其中处理情况3中总黄酮含量达到了最大值7.438 mg/g。上述结果表明，有利于甜叶菊叶片总黄酮含量提高的处理组合为25mg/L IBA+75 mg/L NAA。

图3 不同浓度组合对甜叶菊总黄酮含量的影响

2.4 不同浓度组合对甜叶菊叶片总糖含量的影响

利用硫酸苯酚法对不同浓度组合下甜叶菊叶片中总糖的含量进行测定，结果如图4所示。方差分析结果显示，各处理间差异不显著(P=0.3913＞0.01)。上述结果表明IBA和NAA对于甜叶菊中总糖含量没有显著影响。

图4 不同浓度组合对甜叶菊总糖含量的影响

2.5 不同浓度组合对甜叶菊抗氧化酶活力的影响

从图5中可以看出以不同浓度的IBA和NAA组合对甜叶菊处理后，其POD、SOD和CAT酶活力受到显著影响。三种酶活力变化趋势相似，均表现出低浓度下降，中高浓度上升的趋势，并在处理9中三种酶活性处于较高水平。对不同处理下三种酶活性的方差分析显示，CAT活性在处理1、2中显著低于CK，而在3、8、9中显著高于CK，其余处理中与CK差异不显著。SOD在处理1、7中显著低于CK，而在3、8、9中显著高于CK，其余处理中与CK差异不显著。POD在处理1、2中显著低于CK，而在5、9中显著高于CK，其余处理中与CK差异不显著，上述结果表明在中等以上浓度的IBA和NAA处理下，3种抗氧化酶的活力均处于较高水平，有利于维持植株正常生长。

图5 不同浓度组合对甜叶菊抗氧化酶活力的影响

3 讨论

3.1 不同浓度IBA和NAA对生长的影响

植物生长调节剂可以调控植株形态及生理状态，进而提高植株品质。近年来，通过喷施一定浓度的生长调节剂来增加单株产量，进而提高产量的方法在作物生产中已有较多应用[17-18]。本文发现不同浓度的IBA和NAA的组合处理能明显引起甜叶菊株高、叶长、叶片数的增加，进而增加干重，提高产量。这与叶向斌等人应用NAA和IBA对菊花生长发育的研究结果相一致[19]。本研究得出能显著促进甜叶菊营养生长的生长调节剂浓度为75 mg/L IBA+75 mg/L NAA。

3.2 IBA和NAA对延迟甜叶菊开花时期的影响

许多学者研究发现，喷施植物生长调节剂可以有效地延迟菊花的开花日期，而不同的植物生长调节剂，作用效果大相径庭。Alihajhoi发现不同浓度的GA3和CCC对菊花生长和开花特性有不同的作用效果。其中，GA3处理后的植株生长量和花开的持久性最好，但是CCC延迟开花效果最明显[20]。这与Gabrel的报道基本一致[21]。本文通过摸索发现，在甜叶菊叶面喷施75 mg/L IBA+75 mg/L NAA时，可以明显延迟开花时间，延迟天数为12 d。

3.3 不同浓度IBA和NAA对甜叶菊活性成分含量的影响

IBA和NAA不仅可以调节植物的生长，对植物体内活性成分的积累也有着一定的影响。方强发现通过添加一定浓度的NAA能较显著地提高黄芩苷、黄芩素的含量[22]。Lee同样也发现添加IAA、NAA等生长素不仅增强了白桑树愈伤组织根系的发育，还增加了蛋白质和芦丁含量[23]。本文研究发现，在甜叶菊叶片表面喷施不同浓度的IBA和NAA对甜叶菊中总黄酮、总糖和甜菊糖苷的含量都有一定的影响。当IBA和NAA组合液浓度为25+75和75+75 mg/L时，甜叶菊中三种有效成分的含量显著高于CK。这表明，中高浓度IBA和NAA能增加甜叶菊中一些活性成分的积累。不同处理下，总糖含量没变化，而甜菊糖苷含量明显提高，表明施加植物生长调节，可能促进了甜叶菊中其它糖类转变为甜菊糖苷，具体的影响机制还需要进一步研究。

3.4 不同浓度IBA和NAA对甜叶菊三种抗氧化酶的影响

植物生长调节剂与植物的代谢和生理功能息息相关，可通过植物体内的相关代谢调控路径联合作用,共同调控植株生长[24]。许多学者研究发现IBA和NAA对植物中的抗氧化酶活性具有明显作用。赵莉发现150 mg/L GA3+40 mg/L IBA+60 mg/L 6-BA处理下的香水百合叶片中SOD酶、CAT酶与其他组相比酶活性最高[25]。翟亚芳研究了植物生长调节剂对鞑靼忍冬中酶活性变化的影响，结果发现IBA处理组对 POD、PPO和SOD活性均比IAA处理组和NAA处理组效果明显[26]。本文研究表明，当IBA和NAA组合液浓度为25+50 mg/L和75+75 mg/L时,POD、SOD、CAT三种酶的活力都处于一个较高的水平，有利于其维持生理代谢的正常进行。

4 结论

植物生长调节剂对植物的生长、活性成分的积累影响比较复杂，不同激素的影响效果和不同植物对不同激素之间的反应具有明显差异。本文分析了两种植物生长调节剂IBA和NAA对甜叶菊的活性成分以及生理变化的影响。研究结果表明，在75+75 mg/L的IBA和NAA处理下，甜叶菊的生长状况最好，甜菊糖苷含量和总黄酮显著提高。在此条件下三种抗氧化酶的活力均显著高于对照，证明上述组合能促进甜叶菊营养生长、增加主要活性成分的含量。本研究还发现甜菊糖苷含量的提高不是通过增加总糖来实现，可能是促进了其它糖类向甜菊糖苷的转变。本研究结果对提高甜叶菊的经济产量和品质提供了有益探索。