外源6-BA对低温弱光下观...化酶活性和叶绿素荧光的影响_韦存瑞.pdf

2023.1 试验研究生为害调查J.昆虫知识,2005（2）:144-148，230-231.2黄俊,吕要斌.重大外来有害生物红火蚁入侵杭州的风险分析及防控对策J.浙江农业学报,2017（4）:676-682.3郑秀芳.5种药剂对红火蚁的田间药效评价J.亚热带植物科学,2014,43（2）:156-158.4中华人民共和国农业部.农药田间药效试验准则（二）第149部分：杀虫剂防治红火蚁（BG/T 17980.149-2009）S.北京:中国标准出版社,2009.6-苄氨基嘌呤（6-BA）是一种人工合成的细胞分裂素，具有解除休眠并促进种子发芽、促进花芽分化、提高座果率等作用1。近年来研究发现6-BA可以显 著 提 高 低 温 下 小 麦（Triticum aestivum）、茄 子（Solanum melongena）、茶树（Camellia sinensis）等植物叶片中SOD、POD、APX及CAT的活性，同时降低细胞MDA含量2-6；此外，6-BA还可以提高低温弱光条件下辣椒（Capsicum annuum）、茄子等的光合和叶绿素荧光参数。这些表明6-BA可以通过改善生理特性缓解植物在温度或光照逆境中受到的胁迫。观光木（Tsoongiodendron odorum），木兰科观光木属，常绿乔木。主要分布于福建、江西、广东、海南、广西及云南东南部等地区7-9。观光木可作为家具、乐器和建筑用材9-10，枝条、树皮部分萃取出的木香烯内酯等有机物质对某些植物癌细胞具有一定的抑制作用11-13，也可作为城镇园林绿化及景观建设中的行道树种。然而观光木虽然分布广泛，但野生种群呈零星散状分布，仍存在着天然更新困难的问题，加之人类生产活动对环境的影响及乱砍乱伐的现象加重导致数量减少。观光木喜温暖湿润气候，多分布于南方，对于低温影响较为敏感。方小平、李刚等14-16的研究发现，在低温胁迫条件下，MDA含量出现峰值最早的为观光木，MDA的含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度；在SOD活性变化中，除观光木之外的其他几种木兰科植物均呈现出双峰曲线变化，低温导致观光木的膜脂过氧化作用加强。可见观光木的低温抗寒性能力差，黄松殿等9人也得出了类似的结论。观光木是喜阳树种，但幼龄期需遮阳。汪滢17的研究发现，观光木的光合能力及生物量的积累随着遮阳程度的提高外源 6-B A对低温弱光下观光木幼苗抗氧化酶活性和叶绿素荧光的影响韦存瑞1杨梅2李婷1刘世男2（1.广西壮族自治区南宁树木园广西南宁530031；2.广西大学林学院广西南宁530004）摘要：6-BA是一种人工合成的细胞分裂素，能够提高植物抗逆境伤害能力。为明确6-BA对低温弱光下观光木幼苗的缓解作用，本试验以生长期为6个月的实生苗为对象，研究喷施不同浓度（0、10 mol/L、20 mol/L、40 mol/L、80 mol/L）6-BA对低温弱光下幼苗叶片抗氧化酶和叶绿素荧光的影响。结果表明，在低温弱光下，未喷施6-BA处理的观光木幼苗SOD、POD、PPO、APX活性及Fv/Fm、NPQ和qN值显著下降，经6-BA预处理的苗木相比未作处理的苗木这些指标均显著上升，同时MDA含量显著下降。表明喷施一定浓度的6-BA可以缓解观光木幼苗在低温弱光中受到的胁迫，能够降低其光抑制程度和提高幼苗的抗寒性。关键词：6-BA；观光木；低温弱光；叶绿素荧光参数；抗氧化酶基金项目：广西林业科技推广示范项目（项目编号：gl2020kt01）。作者简介：韦存瑞（1967-），男，工程师，从事森林经营管理工作。E-mail:通讯作者：刘世男（1985-），女，博士，讲师，从事森林培育研究。E-mail:lsn_78-试验研究 2023.1而降低；陈凯和刘金炽等18-19的研究发现，弱光条件会限制观光木的苗高和地径增长。综上所述，低温和弱光影响观光木幼苗生长生理，但关于观光木在低温弱光胁迫下的缓解方法还鲜有研究。本文作者通过研究低温弱光胁迫及施加外源6-BA条件下对观光木各抗氧化酶和叶绿素荧光参数指标的影响，探索6-BA预处理对观光木低温弱光胁迫的缓解作用，为观光木在逆境中的培育提供理论基础。1材料与方法1.1试验设计试验于2021年4月在广西大学林学院内进行，以长势良好且一致的6个月大观光木实生苗为试材。将苗木先置于人工光照培养箱中适应3 d，设置苗木生长条件为光周期14 h/10 h（昼/夜）、光照度30 000 lx、温度25/20、相对湿度70%。每天同一时间喷施不同浓度0（清水，CK）、10 mol/L、20 mol/L、40 mol/L、80 mol/L）6-BA溶液（含0.01%的吐温80）直至叶面滴水，连续喷施3 d。然后将苗木置于低温弱光（温度为12/8，光照度为6 000 lx）条件下，以喷施清水（光照度3 000 lx、温度25/20）作为对照。本试验共6个处理，每个处理设置3次重复，每个重复为8株苗，处理21 d后测定相应指标。1.2指标测定超氧化物歧化酶（SOD）活性测定采用氮蓝四唑（NBT）光还原法20，过氧化物酶（POD）活性测定采用愈创木酚法21，多酚氧化酶（PPO）活性测定采用邻苯二酚法22，抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性采用紫外吸收法测定23；丙二醛（MDA）含量测定采用硫代巴比妥酸法24。采用便携式叶绿素荧光仪PAM-2500测定叶片初始荧光Fo和最大荧光Fm等参数，整理和计算得到光系统（PS）最大光化学效率Fv/Fm、非光化学淬灭系数NPQ和qN参数。1.3数据处理采用Microsoft Excel 2010对数据进行收集整理与制图，利用SPSS 26.0对数据进行差异性及显著性检验分析。2结果与分析2.16-BA处 理 对 低 温 弱 光 下 观 光 木 幼 苗 叶 片SOD的影响由图1可知，与正常条件（CK）相比，低温弱光（CK-1）处理使观光木幼苗的SOD活性显著下降（P0.05），降低了15.06%。在低温弱光条件下喷施6-BA的幼苗SOD活性相比对照均显著升高（P0.05），且随着6-BA浓度的增加呈现逐渐上升的趋势。其中，当6-BA浓度为80 mol/L时SOD活性最高，为26.6 g，较低温弱光下的清水对照（CK）增加64.58%，且显著高于其他处理浓度（P0.05）。2.26-BA处 理 对 低 温 弱 光 下 观 光 木 幼 苗 叶 片POD的影响由图1可知，与CK比较，CK-1条件下观光木幼苗叶片POD酶活性显著下降，降低了6.2%。对低温弱光条件喷施6-BA各处理的POD酶活性均显著上升，较CK-1分别增加了5.50%、6.30%、15.20%和15.83%。其中喷施6-BA浓度为40mol和80 mol处 理 之 间 差 异 不 显 著 但 显 著 高 于10 mol/L和20 mol/L浓度处理，CK、10 mol/L和20 mol/L处理之间差异均不显著。2.36-BA处 理 对 低 温 弱 光 下 观 光 木 幼 苗 叶 片PPO的影响由图2可知，与CK比较，CK-1条件下观光木幼苗叶片的PPO酶活性显著下降，降低了51.38%。对低温弱光条件下进行6-BA处理的PPO酶活性均显著上升，随6-BA的浓度增加而增加。当6-BA处理浓度达到80 mol/L时，幼苗叶片的PPO酶活性最高，较CK-1增长了103.1%，除CK外其他处理浓度均与之差异显著。2.46-BA处理对低温弱光下观光木幼苗叶片APX的影响由图2可知，与CK比较，CK-1观光木幼苗叶片的APX酶活性显著下降，降低了38.31%。对低温弱光条件下进行6-BA处理的APX酶活性均呈显著上升，随6-BA的浓度增加而增加。当处理浓度为80 mol/L时APX酶活性达到最高，为945.8 U/g，较图1不同6-BA处理对观光木幼苗SOD和POD活性的影响79-2023.1 试验研究CK-1增加了180.47%，该浓度与其他浓度处理差异显著（P0.05）。CK与20 mol/L和40 mol/L浓度处理不显著（P0.05）。2.56-BA处 理 对 低 温 弱 光 下 观 光 木 幼 苗 叶 片MDA的影响由图3可知，与CK比较，CK-1条件下观光木幼苗叶片的MDA含量显著上升（P0.05），增加了19.33%。在CK-1条件下进行6-BA处理的MDA含量显著降低（P0.05），且随着6-BA处理浓度的增加而降低。当浓度为80 mol/L时叶片MDA含量达到最低，幼苗叶片的MDA含量为0.000 74 mol/g，较CK-1下降了31.17%，该浓度处理与40 mol/L浓度处理差异不显著，与其他处理均差异显著（P0.05）。2.66-BA处理对低温 弱光下观光 木幼苗叶 片Fv/Fm、NPQ和qN的影响由图4可知，与CK-1比较，CK-1条件下观光木幼苗叶片的Fv/Fm、NPQ和qN值均显著下降（P0.05）。在CK-1条件下进行6-BA处理的Fv/Fm、NPQ和qN值都显著增加（P0.05），随着6-BA处理浓度的增加呈先上升后下降的趋势，各浓度处理之间及与CK比较差异均不显著。3讨论与结论活性氧是植物体正常生命活动代谢的产物之一，活性氧过量积累会伤害植物叶绿体的细胞膜结构。逆境胁迫下植物体内活性氧会过量积累，并且会与脂质反应生成脂类过氧化物，破坏植物体的细胞膜结构25。在低温弱光双重胁迫下，植物体内的活性氧与活性氧消除的动态平衡会被打破，导致活性氧清除酶活性呈现不同的变化。本试验结果表明，低温弱光胁迫下，观光木幼苗叶片SOD、POD、PPO及APX酶活性均显著下降，MDA含量显著升高，这与杨芳芳等26和张红梅等27的研究结果一致。而6-BA处理使观光木幼苗叶片SOD、POD、PPO和APX活性增加，而使MDA含量降低，这与杨芳芳等28的研究结果一致。由此可知，6-BA通过提高活性氧清除酶SOD、POD、PPO、APX的酶活性及降低MDA含量，加强细胞对活性氧的清除能力，减少活性氧的积累，维持抗氧化和氧化的动态平衡，避免细胞发生膜脂过氧化反应，稳定细胞的膜结构，从而提升观光木幼苗的抗逆性。在本试验所设的4个浓度梯度中，以80 mol/L的处理浓度对于低温弱光下观光木的缓解效果最好。植物叶片的叶绿素荧光参数变化可以反映环境因子的变化及其对植物光合生理产生的影响29。图3不同6-BA处理对观光木幼苗MDA含量的影响图4不同6-BA处理对观光木幼苗Fv/Fm、NPQ和qN的影响图2不同6-BA处理对观光木幼苗PPO和APX活性的影响80-试验研究 2023.1Fv/Fm表示PSII最大光化学效率，能反映出PS发生光抑制的程度28。研究表明，在非胁迫环境条件下，植物叶片叶绿素荧光参数Fv/Fm变化不太，而在胁迫条件下该参数明显下降30-31。本试验结果表明，低温弱光下，观光木幼苗的Fv/Fm值显著下降，说明低温弱光胁迫使得幼苗叶片发生了光抑制现象，这与王玉萍等人32的研究一致。此外，非光化学猝灭（NPQ）是植物进行光保护的重要保护机制，可以通过NPQ和qN来反映。低温弱光胁迫下观光木幼苗叶片的NPQ和qN值也降低，这与刘栓桃等33-34的研究结果一致。以上结果表明，低温弱光下观光木因胁迫不能及时耗散过剩的光能，影响到植物体光合机构的正常运转。然而经6-BA处理的观光木幼苗在低温弱光下的叶绿素荧光参数Fv/Fm、qN和NPQ均上升，不同浓度之间差异不大。说明6-BA可以适当减缓低温弱光下观光木幼苗所发生的光抑制现象，提高PS的开放程度并且增强幼苗叶片细胞的捕光能力，增强观光木幼苗对于低温弱光逆境的抗逆性。参考文献1葛春妹.调环酸钙与6-BA对杭白菊生长发育及产量和品质的调控研究D.泰安：山东农业大学,2020.2王兴,徐琛,苍晶,等.外源6-BA对小麦种子萌发及越冬期植株冻害的缓解作用J.麦类作物学报,2013,33（2）:357-363.3Zhang W J,Huang Z J,Xu K F,et al.The effect of plantgrowth regulators on recov