兩種植物生長調節劑對煙草幼苗生理生化指標的影響研究

趙定準，曾 彬，尹顯慧，陳 雪，黃化剛，代園鳳，喻會平

（1.貴州大學作物保護研究所，貴州 貴陽 550025；2.貴州省煙草公司畢節市公司，貴州 畢節 551700）

兩種植物生長調節劑對煙草幼苗生理生化指標的影響研究

趙定準1，曾 彬1，尹顯慧1，陳 雪2，黃化剛2，代園鳳2，喻會平2

（1.貴州大學作物保護研究所，貴州 貴陽 550025；2.貴州省煙草公司畢節市公司，貴州 畢節 551700）

為研究植物生長調節劑對煙草幼苗生理生化指標的影響，采用兩種植物生長調節劑綠施達和3.8%芐氨·赤霉酸EC配制藥液對煙草幼苗進行灌澆處理，2個月后測定其幼苗的葉綠素、MDA、可溶性蛋白、細胞膜透性、脯氨酸和CAT、POD、SOD活性等生理生化指標。結果表明，與清水對照相比，3.8%芐氨·赤霉酸EC與綠施達對煙草幼苗葉片內葉綠素、脯氨酸、丙二醛、POD和CAT等生化指標都有積極作用，其中綠施達與3.8%芐氨·赤霉酸EC在濃度分別為1 400 mg/L、20 mg/L處理時效果相對更好，另外在相對電導率、可溶性蛋白、超氧化物歧化酶等指標上的結果有些不理想，但總體來說，綠施達與3.8%芐氨·赤霉酸EC能夠有效地促進煙草幼苗生長發育。

煙草幼苗；植物生長調節劑；生理生化指標；影響

煙草(Nicotianatabacum L.)為一年生茄科煙草屬植物，在國家煙草種植布局調整規劃中，貴州已被列為全國兩個優質烤煙生產基地之一[1]。其中，遵義、畢節、黔西、黔南、黔東等區域種植面積相對較廣泛，所以煙草產量及品質備受關注，研究煙草幼苗的生理生化指標就顯得極為重要。

近年來，科研人員在耕作、栽培、施肥等農藝措施方面開展了大量的研究工作，使煙葉質量得到了一定程度的提高，但質量表現仍參差不齊。隨著科學和生產的發展，現已能人工模擬植物激素的結構，合成一些能夠有效調節植物生長發育的物質，即生長調節劑[2,3]。目前，植物生長調節劑已被廣泛應用于農業、林業及園藝作物，并獲得了顯著效果[4]。國內黃學躍[5]、張燕等[6～14]也大量進行過植物生長調節劑在煙草育苗上的應用研究。然而綠施達與3.8%芐氨·赤霉酸EC在煙草幼苗中的應用尚鮮有報道，因此本次試驗采用綠施達和3.8%芐氨·赤霉酸EC配制不同濃度的藥液對煙草幼苗進行澆灌，2個月后測定其幼苗葉片生理生化指標，以探索植物生長調節劑對煙草幼苗時期生理生化指標的影響，為煙草田間生產栽培提供一定參考。

1 方案與方法

1.1 方案時間、地點

研究于2014年4—7月在貴州大學農學院農藥和農安實驗室進行。

1.2 試驗材料

供試材料：煙草種子畢納1號，由貴州省烤煙良種繁育基地提供，在實驗室內育苗。供試藥劑、生產廠家及處理濃度見表1。

表1 供試藥劑及處理濃度

1.3 試驗方法和指標的測定

1.3.1 育苗

用20%漂白粉700～800倍液浸泡漂浮盤20 min，然后用刷子刷洗，再用自來水沖洗干凈，防止藥液殘留影響煙苗正常生長。在漂浮盤的小孔內放入煙草育苗基質，選取大小均勻一致的煙草種子若干，在每個小孔內放入2～3粒包衣種子，之后在種子上覆蓋一層基質，最后將播好種子的漂浮盤放入育苗池中。

1.3.2 植物生長調節劑早期幼苗生理生化指標的影響

試驗設2種藥劑，各5個濃度，清水為對照，共11個處理，每個處理重復3次。待漂浮盤內幼苗長到5片葉時，采用煙草營養土移栽到花盆中，期間每天觀察，發現有枯萎或者生病的立即清除并重新移栽健壯的幼苗，放置在25℃、光強2 000 lx、光周期晝夜為16 h/d的溫室中進行培養，直到所有幼苗成活后，每間隔3～5 d用上述處理藥液澆灌，2個月后采集葉片，進行生理生化指標檢測。其中，葉綠素含量采用李合生等[15]改進的丙酮法進行測定，以mg/g·FW表示；膜脂過氧化產物丙二醛（MDA）含量采用趙世杰等改進硫代巴比妥酸法進行測定，以nmol/g表示；抗氧化酶液提取參照Moer-schbacher等[16]的方法，超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮藍四唑（NBT）光還原法[17]測定，以抑制NBT光化還原的50%為1個酶活力單位（U）；過氧化物酶（POD）活性采用Kochba等[18]方法測定，以OD470每增加1為1個酶活力單位；過氧化氫酶（CAT）活性采用Dhindsa等[18]的方法測定，以OD2401 min減少0.1為1個酶活力單位（U），酶活性均以U/g·min表示；可溶性蛋白含量測定采用考馬斯亮藍G-250染色法[19]；細胞膜透性測定采用電導儀測定法[20]；脯氨酸含量采用茚三酮法[21]。

2 結果分析

2.1 植物生長調節劑灌澆對煙草幼苗葉綠素含量的影響

葉綠素是葉綠體中的質體色素，存在于煙草的葉和綠色莖中。它參與光合作用，使太陽能轉化為化學能，貯存在形成的有機化合物中，因此葉綠素對煙草的生理生化和生長發育起著重要作用。從圖1可以看出，芐氨·赤霉酸和綠施達從T1～T5呈現出明顯的“低—高—低”趨勢。其中芐氨·赤霉酸在處理濃度為5 mg/L時葉綠素含量達到最高，其含量為21.22 mg/g·FW；而綠施達在處理濃度為 700 mg/L時葉綠素含量達到最高，為24.00 mg/g·FW，且都達到差異極顯著。

回眸·傳承·發展——紀念毛澤東主席“一定要根治海河”題詞50周年……………………………………………………………… （22）

圖1 植物生長調節劑對煙草早期幼苗葉片葉綠素含量的影響

2.2 植物生長調節劑灌澆對煙草幼苗可溶性蛋白含量的影響

如圖2所示，反映了兩種植物調節劑不同濃度處理對煙草幼苗葉片可溶性蛋白含量的影響。兩種調節劑處理中，幼苗葉片可溶性蛋白含量均比清水對照低；在綠施達處理組中，隨著濃度的升高，可溶性蛋白含量大致呈“降低—升高—降低”趨勢，其最適濃度為T3；芐氨·赤霉酸表現為“升高—降低—升高”趨勢，在處理濃度為400 mg/L時，可溶性蛋白含量達到最高54.04 ug/g，表現差異極顯著。說明兩種調節劑處理后影響了葉片中可溶性蛋白的合成，使可溶性蛋白含量降低。

圖2 植物生長調節劑對煙草早期幼苗葉片可溶性蛋白含量的影響

2.3 植物生長調節劑灌澆對煙草幼苗葉片MDA含量的影響

從圖3可以看出，綠施達和芐氨·赤霉酸處理的煙草幼苗中MDA含量均低于清水處理，二者處理效果差距不大。其中綠施達2 800 mg/L和芐氨·赤霉酸2.5 mg/L處理效果最好，丙二醛含量降至最低，分別為15.933 nmol/g和21.183 7 nmol/g，與其他處理濃度相比，這兩種處理濃度的煙草幼苗細胞膜穩定性最好。而綠施達5 600 mg/L處理中丙二醛含量接近清水對照，葉片膜系統受到不同程度的過氧化損傷，煙草幼苗葉片的膜質氧化程度加劇。

圖3 植物生長調節劑對煙草早期幼苗MDA含量的影響

2.4 植物生長調節劑灌澆對煙草幼苗葉片脯氨酸含量的影響

圖4反映了兩種植物生長調節劑對煙草幼苗脯氨酸含量的影響。隨著濃度梯度的升高，煙草幼苗中脯氨酸的含量先升高后降低。與清水對照相比，綠施達處理組中只有濃度為700 mg/L和1 400 mg/L時脯氨酸含量高于對照組，分別高出87.19 ug/g和124.65 ug/g，說明最適處理濃度為1 400 mg/L左右；而芐氨·赤霉酸處理組中每個處理都高于對照組，處理濃度為10 mg/L時脯氨酸含量達到最高886.26 ug/g，高出對照組562.41 ug/g，說明其最適處理濃度為10 mg/L。

圖4 植物生長調節劑對煙草早期幼苗脯氨酸含量的影響

如圖5所示，兩種植物生長調節劑對煙草幼苗電導率具有影響，但不是很明顯，每個處理濃度與清水對照相比電導率都在清水上下波動。綠施達處理組濃度350 mg/L和1 400 mg/L都比清水對照高，其他處理都低于清水對照，表現極顯著差異；芐氨·赤霉酸處理中只有20 mg/L處理濃度低于對照組，其他濃度都高于對照組。在兩組數據中，綠施達2 800 mg/L和芐氨·赤霉酸20 mg/L濃度的電導率都低于清水對照，表現差異顯著。

圖5 植物生長調節劑對煙草早期幼苗細胞膜透性的影響

2.6 植物生長調節劑灌澆對煙草幼苗葉片抗氧化酶活性的影響

如圖6所示，綠施達和芐氨·赤霉酸處理的煙草幼苗中，SOD活性都比清水對照處理的活性低，綠施達處理組優于赤霉酸處理組的效果。在CAT活性中，兩種藥劑對幼苗的處理與對照相比有高有低，其中綠施達在T5與芐氨·赤霉酸在T3時CAT活性達到最大，分別為4.59 min-1g-1、4.35 min-1g-1，與對照相比都達到差異極顯著；在綠施達各處理中CAT活性呈現“升高—降低—升高”趨勢，在芐氨·赤霉酸處理組中CAT活性呈現“降低—升高—降低”趨勢。而在綠施達和芐氨·赤霉酸處理的煙草幼苗中，過氧化物酶（POD）活性都明顯高于清水對照。綠施達處理組中POD活性呈“升高—降低—升高”趨勢，在1 400 mg/L處理時達到最高15.00 min-1g-1，比清水對照高出724%，表現差異極顯著。赤霉酸處理組中POD活性呈“降低—升高”趨勢，在2.5 mg/L處理濃度時達到最高5.16 min-1g-1，比清水對照高出183.5%；綠施達和芐氨·赤霉酸各處理都能促進葉片內過氧化物酶（POD）活性大幅度提高，但綠施達的效果明顯優于芐氨·赤霉酸。

圖6 植物生長調節劑對煙草早期幼苗葉片SOD、POD和CAT活性的影響

3 結論與討論

植物生長調節劑是一類由人工合成且具有植物激素活性的調節植物生長與發育的有機物質，也稱為植物外源激素[22]。幾十年來，通過對植物激素的深入研究，人工合成具有類似植物激素結構和功能的生長調節物質已達上百種，廣泛應用于農業生產中的也有幾十種[23]。綠施達和芐氨·赤霉酸都是人工合成的一類植物生長調節劑，其最突出的一個特點就是“低濃度促進生長、高濃度抑制生長”。從本次試驗的結果可以看出，綠施達與芐氨·赤霉酸T1～T5這5個濃度梯度基本滿足“低濃度促進生長、高濃度抑制生長”，且其中大多數生化指標在T3或T4達到最適濃度處理。

傅華龍[24]等報道了植物生長調節劑可用于調控植物體內的核酸、蛋白質和酶的合成與細胞生長，且有的能提高植物蛋白和糖等的含量。而在本次試驗中，經綠施達與芐氨·赤霉酸處理后與對照相比，脯氨酸含量、葉綠素含量、過氧化氫酶活力及過氧化物酶活性在最適濃度時都比清水高，丙二醛含量都比清水低，且達到差異顯著。其中芐氨·赤霉酸在10 mg/L時脯氨酸含量、過氧化氫酶活力達到最高，在5 mg/L時葉綠素含量達到最高，在2.5 mg/L時過氧化物酶活性最高，丙二醛含量最低；綠施達在1 400 mg/L時脯氨酸含量、過氧化物酶活性達到最大，在700 mg/L時葉綠素含量最高，在2 800 mg/L時丙二醛含量最低。

而從可溶性蛋白、細胞膜相對電導率、超氧化物歧化酶活性這3個指標的結果看來，與清水對照有少許的不理想，其可能原因是兩種植物生長調節劑所設置的處理濃度對于這3個指標而言沒有達到最適濃度。但總的來說，經過綠施達與芐氨·赤霉酸處理后的試驗結果與傅華龍等報道的結果相吻合，綠施達與芐氨·赤霉酸對煙草幼苗生長有促進作用。

植物生長調節劑的存在可影響和有效地調控植物的生長和發育，包括從細胞生長分裂到生根、發芽、開花、結實、成熟和脫落等一系列植物生命的全過程，還能對其體內的酶活性造成影響，增加植物的吸肥能力和抗逆性等。但本次試驗是在實驗室中進行，具體到田間，因為涉及到陽光、溫度和濕度等自然條件的影響，還需進一步進行相應的試驗來加以印證，希望本次試驗的結果能夠為田間試驗起到一定的引導作用。

[1]王瑩.試論貴州煙草業發展歷程與趨勢(1628—2002)[D].西南大學,2012:1-47.

[2]韓錦鋒.煙草栽培生理[M].北京:農業出版社,1986:35-45.

[3]左天覺.煙草的生產、生理和生物化學[M].朱尊權譯.上海:遠東出版社,1993:1-313.

[4]潘朝陽.植物生長調節劑的發展前景[J].安徽科技,1997(4):24-26.

[5]黃學躍.烤煙噴施多效唑試驗研究[J].煙草科技,1991,(5):35-37.

[6]黃鶯,韋宏恩.S3307培育烤煙壯苗的生理基礎[J].山地農業生物學報,2000,19(1):1-5.

[7]張燕,方力.S33307對煙草幼苗某些生理生化特性的影響(簡報)[J].植物生理學通訊,1997,33(2):122-124.

[8]樸世領,金江山,許道源.不同植物生長調節劑對煙葉生產應用效果的研究[J].延邊大學農學學報,1998,20(2):99-104.

[9]劉躍進,蔣勝鐸,肖世明,等.綠色植物生長調節劑(GGR)在烤煙栽培上的試驗初報[J].湖南林業科技,2003,30(2):26-27.

[10]華天懋,李昌緯,趙伯善,等.TET煙草生長調節劑應用效果及機理研究[J].西北農業大學學報,1993,21(2):55-60.

[11]高桂枝,田振貴“.926”植物生長調節劑對烤煙產量和質量的影響[J].延邊大學學報,1995,14(4):61-63.

[12]周冀衡.應用植物生長調節劑培育煙草壯苗技術[J].種子科技, 1995,59(5):35.

[13]鄒琦.植物生理生化實驗指導[M].北京:北京農業大學出版社, 1993:23-26.

[14]張憲政.作物生理研究法[M].北京:農業出版社,1992:142-143.

[15]李合生,陳崔蓮,洪玉枝.植物生理生化試驗原理和技術[M].北京:高等教育出版社,2000:153-156.

[16]Moerschbacher B M,Noll U M,Flott B E,et al.Lignin biosynthetic enzymes in stem rust infected,resistant and susceptible nearisogenic wheatlines[J].Physiological and Molecular Plant Pathology, 1988,33(1):33-46.

[17]Dhindsa R S,Plumb P,Thorpe T A.Leaf senescence:correlated with increased levels of membrane permeability and lipid-per oxidation and decreased levels of superoxide dismutase and catalase[J].Journal of Experimental Botany,1981,32:93-101.

[18]Kochba J,Lavee S,Spiegel P.Differences in peroxidase activity andisoenzymesinembryogenicandnon-embryogenic‘Shamouti’orange ovular callus lines[J].Plant and Cell Physiology,1977,18: 463-467.

[19]Bradford W W.A rapid and sensitive method for the quantizat ion of microgram quantities of protein utilization the principle of protein-dye binding[J].Analytical biochemistry,1976,72:248-254.

[20]張志良,瞿偉菁.植物生理學實驗指導[M].北京:高等教育出版社,2002.

[21]杜娟,申磊,孫艷香.氨基酸對NaCI脅迫下棉苗生理性狀及脯氨酸含量的影響[J].江蘇農業科學,2014,42(7):99-102.

[22]鄒焱,蘇以榮.植物生長調節劑對煙草生長及營養代謝的調節作用[J].中國土壤與肥料,2006,(5):10-14.

[23]翟丙年,鄭險峰,楊巖榮,等.植物生長調節物質的研究進展[J].西北植物學報,2003,23(6):1 069-1 075.

[24]傅華龍,何天久,吳巧玉,等.植物生長調節劑的研究與應用[A].生物加工過程,2008,07.6(4):7-12.

表2 產量性狀組與品質性狀組間的典型相關

表3 產量性狀與產量組典型變量的相關系數

表4 品質性狀與品質組典型變量的相關系數

3 總結

通過產量性狀組與纖維品質性狀組的典型相關分析結果得出：增加株鈴有利于籽棉增產、降低麥克隆值、提高伸長率和紡紗均勻指數、增進纖維品質。但株鈴過多、秋桃所占比例過大，會對鈴重、衣分、麥克隆值產生負效應，對產量和纖維品質不利。注意：在力爭株鈴奪高產時，應關注棉鈴質量，爭取多結優質鈴。在生產實踐中，切實做到合理密植（5萬～5.3萬株/hm2），優化成鈴部位，促使群體早發，力求棉花盛花結鈴期與優質鈴開花時間同步，促成多結伏桃早秋桃，后期注意防早衰、穩鈴重、促衣分，實現理想的產量結構，奪取棉花優質高產。

（收稿日期：2016-07-21）

1005-2690（2016）08-0104-04

：S572

：B

2016-04-22）

中國煙草總公司貴州省公司科技項目“畢納1號氣候斑和馬鈴薯Y病毒病流行機理及防控技術研究”（201311）；“大方縣烤煙病蟲害生物防治技術推廣應用”（201425）；中國煙草總公司貴州省公司科技項目“前茬除草劑殘留對烤煙生長影響及削減技術研究”（中煙黔科[2015]1號）；貴州大學大學生“SRT計劃”項目“生物制劑對煙草種子萌發及早期幼苗生長的影響”（貴大SRT字（2014）088號）