育苗方式對烤煙大田期抗氧化系統酶活性的影響

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（1湖南農業大學生物科學技術學院，長沙410128；2浙江中煙工業有限責任公司，杭州550009；3湖南省煙草公司邵陽市公司，邵陽422000）

育苗方式對烤煙大田期抗氧化系統酶活性的影響

崔曉闖1，瞿意2，陳頤1，張震3，熊偉1，楊虹琦1*

（1湖南農業大學生物科學技術學院，長沙410128；2浙江中煙工業有限責任公司，杭州550009；3湖南省煙草公司邵陽市公司，邵陽422000）

為了探索湖南煙稻輪作地烤煙的最優育苗方式，研究了不同育苗方式對烤煙大田期抗氧化系統酶活性的影響。結果表明：（1）在大田期，烤煙SOD和POD活性變化趨勢表現為“降－升－降”，CAT活性變化趨勢表現為“降－升－降－升”，APX和GR活性變化趨勢表現為“升－降”；（2）烤煙CAT、POD、APX、GR的活性最高時期為旺長期，SOD的活性最高時期為打頂期，抗氧化系統酶活性最低的時期為成熟期，表明烤煙在旺長期階段抗氧化酶活性最高，在成熟期階段酶活性最低；（3）在不同的育苗方式下，烤煙大田期抗氧化系統酶活性之間差異顯著（p＜0.01），其中采用兩段式育苗的烤煙抗氧化系統酶活性較高，故其抗逆性較強。

烤煙；育苗方式；抗氧化系統；酶活性

育苗是煙草生產最重要的環節之一，培育整齊健壯、抗性高的煙苗，是生產優質、適產烤煙的重要基礎［1］。湖南煙區育苗期間受到“低溫寡照”惡劣天氣的影響，常規漂浮育苗所育的煙苗較弱小，抗逆性差，還苗期長，嚴重制約優質烤煙的生產［2］。兩段式育苗是近幾年新興的一種育苗方式，可以有效提高煙苗素質，縮短還苗期，保障大田煙株的早生快發［3］。淺水育苗在漂浮育苗的基礎上加以改進，采用占有空間小，造價比較低的硬質塑料PS（聚苯乙烯）或PVC（聚氯乙烯）加工的塑料盤，育苗池內水深只需要0.03～0.04 m，池水提溫快，煙苗苗期長勢旺盛，可有效縮短成苗期［4，5］。近年來，有關育苗方式對煙苗生長發育及生理特性［6］、成苗素質［7］、育苗成本［8，9］、煙葉產質量［10］影響的研究較多，但是有關育苗方式對烤煙大田期抗氧化系統的影響鮮有報道。為了探討育苗方式對大田期煙株抗氧化系統的影響，本實驗以‘云煙87’為材料，在邵陽煙區橫板橋鎮立志村和寧鄉煙區橫市鎮鐵沖村兩地，研究了普通漂浮育苗、淺水漂浮育苗、兩段式育苗和淺水兩段式育苗對烤煙大田期抗氧化系統的影響，為優化湖南煙稻輪作煙區烤煙的育苗方式提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗時間、地點及品種

試驗于2015年12月至2016年8月在邵陽煙區橫板橋鎮立志村和寧鄉煙區橫市鎮鐵沖村進行，材料為‘云煙87’。

1.2 試驗設計

試驗采用4種育苗方式按照以下方式進行處理。

對照：漂浮育苗，于2015年12月在當地育苗大棚嚴格按照漂浮育苗規程育苗10盤，成苗后于2016年3月12日進行大田膜下移栽。

處理1：兩段式育苗，于2016年3月3日采用當地“5葉1心”漂浮育苗煙苗10盤，移栽至裝滿消毒營養土的紙杯，再進行大田膜下移栽。

處理2：淺水漂浮育苗，于2015年12月在當地育苗大棚嚴格按照淺水漂浮育苗技術規程育苗10盤，成苗后于2016年3月15日進行大田膜下移栽。

處理3：淺水兩段式育苗，于2016年3月5日采用當地“5葉1心”淺水漂浮育苗10盤，移栽至裝滿消毒營養土的紙杯，再進行大田膜下移栽。

試驗采用隨機區組設計，4個處理，設3次重復，共12個小區，每小區50 m2，行距1.2 m，株距0.5 m。所有處理均施用相同的煙草專用肥，并且統一施肥時間、施肥次數及施肥量。其他栽培管理措施嚴格按照當地優質煙生產技術規范進行。

1.3 取樣及檢測指標

分別于移栽期、團棵期、旺長期、打頂期、成熟期時，從各小區中選取3株長勢相近的烤煙整株取回實驗室，取第2片展開的功能葉進行抗氧化系統指標檢測。超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮藍四唑還原法測定［11］；過氧化物酶（POD）活性采用愈創木酚法測定［12］；過氧化氫酶（CAT）活性采用紫外吸收法［11］；抗壞血酸過氧化物酶（APX）活性測定參照Nakano［13］等的方法；谷胱甘肽還原酶（GR）的測定參照Halliwell［14］等的方法。

1.4 統計分析

所有試驗數據均采用SPSS18.0統計軟件和Duncan新復極差法檢驗進行方差分析及多重比較。

2 結果與分析

2.1 育苗方式對大田期烤煙超氧化物歧化酶（SOD）活性的影響

SOD是一種重要的抗氧化劑，構成了植物抗氧化系統的第一道防線，將超氧陰離子自由基還原為O2和H2O2［15］，防止超氧陰離子對植物造成危害。如圖1所示：各處理烤煙大田期SOD酶活性在整個大田生育期呈現“降－升－降”的變化趨勢。并且各處理間烤煙SOD活性均達到極顯著性差異（p＜0.01），其中在移栽期、團棵期、旺長期和打頂期以處理1和處理3的SOD活性較高，而在成熟期以CK和處理2較高。表明兩段式育苗的烤煙大田期SOD的活性高于常規育苗，在大田生長過程中更有利于清除自由基，使煙株在一定時期內免受活性氧的毒害。

圖1 不同育苗方式的烤煙大田期SOD活性變化動態

2.2 育苗方式對大田期烤煙過氧化物酶（POD）活性的影響

過氧化物酶（POD）是植物體內廣泛而大量存在、活性較高的氧化還原酶，能夠還原H2O2生成H2O和O2。由圖2可知，各處理烤煙大田期POD活性在整個大田生育期以旺長期最高，團棵期最低。并且各處理間烤煙POD活性均達到極顯著性差異（p＜0.01），在大田烤煙各個時期均以處理1和處理3的POD活性較高，表明兩段式育苗的育苗方式能夠顯著提高大田期烤煙POD的活性，在SOD的基礎上繼續清除自由基，維持烤煙體內自由基的動態平衡。

圖2 不同育苗方式的烤煙大田期POD活性變化動態

2.3 育苗方式對大田期烤煙過氧化氫酶（CAT）活性的影響

過氧化氫酶（CAT）是生物體內主要的抗氧化酶之一，其主要功能是催化細胞內過氧化氫的分解，從而使細胞免于遭受過氧化氫的毒害。由圖3可知，各處理烤煙CAT活性在整個大田生育期以旺長期最高，打頂期最低，并且各處理間烤煙CAT活性均達到極顯著性差異（p＜0.01），在大田烤煙各個時期均以處理1和處理3的CAT活性較高，表明兩段式育苗的育苗方式能夠顯著提高大田期烤煙CAT活性，CAT與SOD、POD相互協調配合，清除過剩的自由基，使烤煙體內自由基維持在一個正常的動態水平，以提高植物的抗逆性［16～18］。

圖3 不同育苗方式的烤煙大田期CAT活性變化動態

2.4 育苗方式對大田期烤煙抗壞血酸還原酶（APX）活性和谷胱甘肽還原酶（GR）活性的影響

抗壞血酸—谷胱甘肽循環（AsA－GSH）系統是一條清除活性氧和自由基的重要途徑［16］，其中抗壞血酸過氧化物酶（APX）和谷胱甘肽還原酶（GR）是AsA－GSH系統的重要組成部分，其活性限制著AsA－GSH系統的運行速率。由圖4、圖5可知，各處理烤煙APX和GR活性在整個大田生育期均以旺長期最高，成熟期最低，表明旺長期AsA－GSH系統運行速率最高，隨著成熟期的到來，煙株逐漸接近衰亡，AsA－GSH系統運行速率下降。各處理間烤煙APX和GR活性均達到極顯著差異（p＜0.01），在大田烤煙各個時期均以處理1和處理3的APX和GR活性較高，表明兩段式育苗的育苗方式能夠顯著的提高大田期烤煙AsA－GSH的運行速率。

圖4 不同育苗方式的烤煙大田期APX活性變化動態

圖5 不同育苗方式的烤煙大田期GR活性變化動態

3 結論與討論

烤煙在生長過程中，尤其是當烤煙處在各種逆境條件時，體內會不可避免的產生具有很高活性的氧自由基，過量的活性氧自由基可對烤煙細胞產生毒害，進而威脅到烤煙的正常生長發育［16］。抗氧化系統是植物清除體內活性氧毒害物質的一個主要途徑，其中抗氧化酶類在抗氧化系統中占有重要地位［17］。因此，抗氧化酶的活性與植物的抗逆性密切相關。

在本試驗中，采用不同育苗方式的烤煙在大田期，SOD和POD活性變化趨勢均表現為“降－升－降”，這與黎時光［18］等人的研究相似。CAT活性變化趨勢表現為“降－升－降－升”，APX和GR活性變化趨勢均表現為“升－降”，5種酶相互協調配合，使煙株體內自由基維持在一個正常的動態水平，以提高植物的抗逆性。其中烤煙CAT、POD、APX、GR活性最高時期為旺長期，這是因為烤煙在旺長期處于生長最為旺盛的階段，抗氧化系統中酶活性的提高有利于烤煙植株體內活性氧的清除，使煙株免受活性氧的毒害。抗氧化系統酶活性最低的時期為成熟期，可能是因為烤煙在成熟期處于生長末期，接近衰亡，各項生理機能的衰退導致抗氧化系統酶活性的降低。牛慧偉［19］等人也有相似的結論。在打頂期烤煙體內的SOD活性最高，可能是因為去花處理使烤煙處于人為的逆境環境，為應對活性氧自由基的激增，機體SOD活性也相應提高，以減輕活性氧自由基對植株帶來的毒害。

在不同的育苗方式下，其中采用兩段式育苗的烤煙在大田期抗氧化系統酶活性顯著高于普通漂浮育苗及淺水漂浮育苗，故其抗逆性較強。可能是經過兩段式育苗培育的煙苗健壯、還苗期短的優勢為烤煙大田期的抗逆性打下良好的基礎。本研究只是初步、定量的分析了烤煙大田期抗氧化酶活性的變化規律，有關不同育苗方式對烤煙大田期抗氧化系統的影響還有待進一步研究。

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Effect of Raising Seedling Patterns on Activities of Antioxidant Enzymes of Flue－cured Tobacco during Field Condition

CUIXiaochuang1，QU Yi2，CHEN Yi1，ZHANG Zhen3，XIONG Wei1，YANG Hongqi1*

（1 College of Biological Science and Technology，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China；2 China Tobacco Zhejiang Industrial Co.，Ltd.，Hangzhou，Zhejiang 550009，China；3 Shaoyang Tobacco Company of Hunan Province，Shaoyang，Hunan 422000，China）

To explore optimal raising seedling patterns of flue－cured tobacco in tobacco rice rotation fields of Hunan province，the effect of different raising seedling patterns on activities of antioxidant enzyme of flue－cured tobacco during field condition was studied.The results showed that：（1）the activities of SOD and POD in flue－cured tobacco showed a similar＂drop－ascend－drop＂tendency during field condition.The activity of CAT in flue－cured tobacco showed a similar＂drop－ascend－drop－ascend＂tendency during field condition.All of the activity of APX and GR in flue－cured tobacco showed a similar＂ascend－drop＂tendency during field condition.（2）CAT，POD，APX and GR of flue－cured tobacco showed the highest activity in vigorous growing period.SOD showed the highestactivity in topping period.Anti－oxidative enzymatic system showed the lowest activity inmature period.This indicated that the antioxidantenzyme activity of fluecured tobacco was the highest in fast growing period，and itwas the lowest in mature period.（3）The differences between the activities of antioxidant enzyme of flue－cured tobacco during field condition under different raising seedlings patterns were significant（p＜0.01），and the flue－cured tobacco that using the two－stages seeding approach showed high activities of antioxidant enzyme during field condition，which make it relatively strong stress resistance.

flue－cured tobacco；raising seedling pattern；antioxidant system；enzymatic activity

S572.01

A

1001-5280（2017）02-0134-04

10.16848／j.cnki.issn.1001-5280.2017.02.08

2016 11 19

崔曉闖（1990－），男，碩士研究生，Email：952389726＠qq.com。*通信作者：楊虹琦，教授，主要從事煙草生理生態與品質化學研究，Email：csyhq＠sina.com。

湖南省煙草專賣局資助項目（12－14Ba17）。