3種植物生長調節劑處理對細葉云南松種子萌發后芽苗生理的影響

易弘韜　方慧鑫　黃則月

摘要 以細葉云南松種子為材料，采用L9（34）正交試驗設計進行研究吲哚丁酸（IBA）、萘乙酸（NAA）、赤霉素（GA3）3種植物生長調節劑處理細葉云南松種子對其芽苗生理的影響。結果表明，3種植物生長調節劑中萘乙酸濃度是影響其芽苗生理的主要影響因素，處理5（IBA 12 mg/L+NAA 10 mg/L+GA3 30 mg/L）的CAT活性及可溶性蛋白含量最優，芽苗產生的過氧化氫較少，利于可溶性蛋白合成；處理3（IBA 0 mg/L+NAA 20 mg/L+GA3 30 mg/L）的APX活性最優，芽苗產生的活性氧較少，膜系統得到保護。因此，在赤霉素30 mg/L前提下適當添加吲哚丁酸及萘乙酸可促進其芽苗生理代謝。

關鍵詞 細葉云南松；植物生長調節劑；生理指標；種子萌發

中圖分類號 S791.257 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）15-0132-03

Abstract This study used seeds of Pinus yunnanensis var. as the materials，and adopted L9（34） orthogonal experimental design to study the effects of three plant growth regulators [indole butyric acid（IBA），naphthalene acetic acid（NAA） and gibberellin（GA3）] on pine seed physiological and metabolic activities.The results showed that the concentration of NAA in the three plant growth regulators was the main influencing factor for seed germination.The activity of CAT and the content of soluble protein were the best in treatment 5（IBA 12 mg/L+NAA 10 mg/L+GA3 30 mg/L），while the APX activity in treatment 3（IBA 0 mg/L+NAA 20 mg/L+GA3 30 mg/L）was the best appropriate concentration of plant growth regulators which could promote the metabolism of seeds and their seedlings，reduce the active oxygen content and protect cell membrane system.

Key words Pinus yunnanensis var.；plant growth regulator；physiological index；seed germination

細葉云南松（Pinus yunnanensis var.）是云南松天然分布區東南部邊緣的一個變種，具有質輕細密、干形較直、耐旱耐貧瘠和適應性強等特點，可以用于人工林營造[1]，其木材可供建筑、板材、家具等使用[2]，樹干可用于割取松脂[3]，樹皮可提取栲膠[4]，松針可提煉松針油[5]，用途十分廣泛。細葉云南松通常采用種子育苗的方法，然而面臨著育苗難度大、苗木質量不佳等問題[6]。植物生長調節劑屬于人工有機合成、微量成分分析、植物生理學和生物化學以及現代栽培技術等多種科學技術不斷發展的產物，具有控制植物生長發育的作用[7]。吲哚丁酸（IBA）是一種植物內源生長素，可以促進細胞分裂與細胞生長，誘導形成不定根，在一定條件下能經由植物葉片、嫩表皮與種子進入植物體內，隨著植物輸導系統進入起作用的部位，在樹木、花卉的扦插生根上有著廣泛的應用[8]；萘乙酸（NAA）是廣譜型植物生長調節劑，能夠促進細胞分裂與擴大，誘導其形成不定根，在種子發芽過程中會進入到種子內部，隨著營養流輸導而影響其萌發，萘乙酸在農業上的應用很廣泛，如能防止蔬菜瓜果類落花的現象，避免形成小籽果實，對扦插枝條生根具有促進作用等[9]；赤霉素（GA3）普遍分布于被子、裸子植物中，特別是植株莖端、嫩葉等生長旺盛的部位，并在未成熟種子、果實、根尖等部位合成，可以提高植物體內生長素的含量，加快麥芽糖的轉化，尤其對莖葉的生長具有明顯的促進作用，同時能夠防止器官脫落和打破種子、芽的休眠[10]。采用植物生長調節劑處理植物種子，可以促進其芽苗生理代謝，提高苗木質量，國內外學者對植物生長調節劑已經有許多研究，如俞建妹等[11]研究植物生長調節劑處理降香黃檀種子，發現適當濃度的植物生長調節劑可顯著促進種子萌發后幼苗的生長；李 秋[12]等研究植物生長調節劑處理羅勒種對其萌發幼苗生長的影響，發現適宜濃度的GA3和IBA能減少活性氧的生成，減弱幼苗的過氧化物酶活性。本試驗通過研究IBA、NAA、GA3 3種植物生長調節劑處理細葉云南松種子對其芽苗生理的影響，找到促進其芽苗生理代謝的植物生長調節劑最佳處理組合。

1 材料與方法

1.1 種子采集及處理方法

本試驗所用細葉云南松種子取自百色市雅長林場，經干燥脫水處理之后備用。試驗采用L9（34）正交試驗設計，共9個處理，每個處理50粒種子并進行3次重復。種子經0.5%KMnO4溶液浸泡消毒后放入植物生長調節劑處理液中，在室溫下浸泡12 h，待種子吸脹后，用蒸餾水反復沖洗3次并均勻置于墊有濾紙的發芽盒上，放入光照培養箱進行培養。植物生長調節劑濃度見表1。

培養時通過 2 個時段模擬種子自然條件下進行發芽，分別為：13 h（ 溫度25 ℃、光照為2 500 lx）、11 h（ 溫度 20 ℃、無光照）。從置床之日起于每天中午12：00 觀測1次，以發芽種子的胚根長度等于種子長度為種子萌發的標準，在種子發芽末期以連續3 d發芽粒數平均不足供試種子總數的1%作為結束試驗的標準，共計14 d。endprint

1.2 生理指標測定方法

待種子萌發后每個重復稱取0.2 g子葉，于pH=7.0磷酸緩沖液-聚乙烯吡咯烷酮條件下在冰浴中研磨成勻漿，4 ℃ 下離心，上清液即為酶提取液，分裝并冷藏于-70 ℃保存。過氧化氫酶活性、抗壞血酸過氧化物酶活性和可溶性蛋白質含量采用紫外分光法測定[13-15]，丙二醛含量采用TBA法測定[16]。采用Microsoft Excel、DPS等軟件對數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 3種植物生長調節劑對細葉云南松種子萌發后芽苗過氧化氫酶活性的影響

從表2可以看出，9個處理中過氧化氫酶活性大小排列為處理6>處理1>處理4>處理2>處理3>處理8>處理9>處理7>處理5。其中，處理6過氧化氫酶活性最大，達到了342.4 U/（min·g FW），說明其在發芽過程中產生的過氧化氫的量最高，種子發芽過程受到了一定的逆境脅迫，因此要維持種子的正常發芽和芽苗的正常生長，植物組織分泌相應的過氧化氫酶清除機體的有害物質過氧化氫；處理5的過氧化氫酶活性最低，為65.13 U/（min·g FW），與處理1相差158.36 U/（min·g FW）。試驗中對細葉云南松芽苗過氧化氫酶活性的主要影響因素為赤霉素，其次為萘乙酸，再次為吲哚丁酸。3種植物生長調節劑對細葉云南松芽苗過氧化氫酶活性影響最大的水平組合為A2B3C1。

2.2 3種植物生長調節劑對細葉云南松種子萌發后芽苗抗壞血酸過氧化物酶活性的影響

從表3可以看出，不同組合植物生長調節劑處理的細葉云南松種子萌發后芽苗抗壞血酸過氧化物酶活性大小排列為處理8>處理5>處理6>處理2>處理1>處理9>處理4>處理7>處理3。處理8的抗壞血酸過氧化氫酶的活性最高，為195.10 U/（min·g FW），說明處理8產生了較多的活性氧，而抗壞血酸過氧化物酶對清除植物細胞內的過氧化物，防止植物細胞的組成結構與功能受到破壞具有重要作用。處理3的抗壞血酸過氧化物酶活性最低，為49.77 U/（min·g FW），與處理1相差34.03 U/（min·g FW）。試驗中對細葉云南松種子萌發后芽苗的APX活性主要影響因素為萘乙酸，其次為赤霉素，再次為吲哚丁酸。3種植物生長調節劑對細葉云南松芽苗的APX活性影響最大水平組合為A3B2C1。

2.3 3種植物生長調節劑對細葉云南松種子萌發后芽苗可溶性蛋白含量的影響

從表4可以看出，不同組合的植物生長調節劑處理下細葉云南松芽苗可溶性蛋白含量排列為處理5>處理4>處理7>處理1>處理8>處理3>處理2>處理9>處理6。可溶性蛋白是植物體內氮素存在的主要形式，為種子萌發時貯藏蛋白水解產物，在種子的萌發期間主要進行氨基轉換作用，參與多種生理生化代謝過程，從而合成新的細胞結構，其含量的多少和植物體內的代謝有著非常重要的關系，是植物品質和營養的重要評價指標之一。處理5可溶性蛋白質的含量最高，為173.01 mg/g，較含量最低的處理6高出90.53 mg/g，可見處理5的細葉云南松芽苗生理活動情況最佳。全部處理中僅處理6的可溶性蛋白含量低于100 mg/g。試驗中對細葉云南松種子芽苗的可溶性蛋白含量主要影響因素為萘乙酸，其次為赤霉素，再次為吲哚丁酸。3種植物生長調節劑對增加細葉云南松種子萌發后芽苗的可溶性蛋白含量的最優水平組合為A2B2C3。

2.4 3種植物生長調節劑對細葉云南松種子萌發后芽苗丙二醛含量的影響

從表5可以看出，不同組合的植物生長調節劑處理下細葉云南松芽苗丙二醛含量排列為處理3>處理1>處理7>處理4>處理9>處理2>處理8>處理6>處理5。丙二醛含量是植物細胞膜系統過氧化程度的體現，能夠反映植物細胞膜系統受到損傷的程度，反映植物組織抗氧化能力的大小。丙二醛含量較高，說明植物細胞膜系統過氧化程度較高，細胞膜質受到傷害較嚴重。處理3丙二醛含量最高，達到1.41 ？滋mol/L，處理5丙二醛含量最低，僅為0.32 ？滋mol/L。處理1、3、4、7的種子萌發后芽苗丙二醛含量均高于1 ？滋mol/L。試驗中對細葉云南松種子萌發后芽苗丙二醛含量影響因素中最大為萘乙酸，其次為吲哚丁酸，再次為赤霉素。在處理的濃度范圍內3種生長調節劑對增加種子萌發后芽苗的丙二醛含量影響最大水平組合為A1B1C2。

3 結論與討論

3種植物生長調節劑中萘乙酸是細葉云南松種子萌發后幼苗生理指標的主要影響因素，其次為赤霉素，再次為吲哚丁酸。IBA 12 mg/L+NAA 10 mg/L+GA3 30 mg/L處理的CAT活性及可溶性蛋白含量最優，說明該處理條件下可減少細葉云南松種子萌發過程中產生的過氧化氫，有利于可溶性蛋白質的合成；NAA 20 mg/L+GA3 30 mg/L處理的APX活性及MDA含量最優，而MDA是植物膜系統受活性氧氧化產生的物質，在該處理條件下細葉云南松種子萌發過程中產生的過氧化物較少，植物膜系統得到有效保護，從而減少了MDA的生成。劉昆成[17]研究3種植物生長調節劑對格木幼苗生理的影響、高春智[18]研究不同植物生長調節劑對油松和樟子松種子及幼苗的影響，結果均與本研究相符。故在較高濃度赤霉素的條件下適當添加吲哚丁酸與萘乙酸可減少細葉云南松種子萌發過程中產生的活性氧，而無赤霉素下較高濃度的萘乙酸和吲哚丁酸會造成細葉云南松芽苗產生較多的活性氧，導致膜系統受損與可溶性蛋白質合成減少。

本試驗為植物生長調節劑處理下對細葉云南松種子萌發芽苗生理研究提供了參考，雖嚴格按照科學方法對不同植物生長調節劑進行組合，但試驗仍有許多不足之處，由于時間和條件的限制，對植物生長調節劑的種類及梯度設置不夠多，對各項生理指標的觀察周期不夠長。植物對植物生長調節劑的濃度通常較嚴格，過高濃度的植物生長調節劑會導致植物葉片增肥變脆，產生畸形葉片并干枯脫落，以致全株死亡，而過低濃度則難以達到應有的效果，如何更好調節植物生長調節劑的濃度配比和浸泡時間，仍需研究。endprint

4 參考文獻

[1] 羅葉紅.細葉云南松天然林林分結構與林下植被多樣性研究[D].南寧：廣西大學，2016.

[2] 吳東山，唐鑫，岑祖明，等.廣西細葉云南松森林資源動態分析[J].廣西林業科學，2016（3）：316-321.

[3] 白衛國，陳柏旭，陳德洋，等.細葉云南松天然林和人工林木材干燥特性[J].福建林業科技，2016（2）：106-111.

[4] 嚴理，劉曉璐，秦武明，等.廣西百色細葉云南松天然林生物量研究[J].西部林業科學，2014（3）：134-138.

[5] 田玉紅，李梓，梁才.拉雅松和細葉云南松松針揮發油的化學成分[J].中國實驗方劑學雜志，2012（1）：51-55.

[6] 楊章旗，馮源恒，吳東山.細葉云南松天然種源林遺傳多樣性的SSR分析[J].廣西植物，2014（1）：10-14.

[7] 吳國欣，王凌暉，梁惠萍，等.三種植物生長調節劑對降香黃檀種子發芽的影響[J].基因組學與應用生物學，2010（1）：120-124.

[8] 江玲，周燮.植物體中的吲哚丁酸（IBA）[J].生命科學，1999（3）：14-16.

[9] 王迪軒，何詠梅.萘乙酸在蔬菜生產上的應用[J].蔬菜，2000（5）：25-27.

[10] 楊學榮.植物激素基礎知識：第三講赤霉素和細胞分裂素[J].湖北農業科學，1980（4）：37-39.

[11] 俞建妹，李付伸，劉曉璐，等.植物生長調節劑對降香黃檀種子發芽及幼苗生長的影響[J].廣西農業科學，2010（7）：649-652.

[12] 李秋，王福超，李方安.植物生長調節劑對羅勒種子發芽及幼苗生長的影響[J].中國農學通報，2011（8）：74-78.

[13] 廖丹，楊燁，李青耘，等.測定過氧化氫酶活性的分光光度法的建立及驗證[J].中國生物制品學雜志，2015（4）：418-421.

[14] 石貴玉，梁士楚，曾小飚，等.桉樹與針葉樹、闊葉樹生理生化指標季節變化的比較[J].廣西植物，2016（7）：783-787.

[15] 李波，祝一鳴，單體江，等.AXY22和苯并噻二唑的組合誘導對桉樹抗病相關酶活性和丙二醛的影響[J].中國森林病蟲，2016（6）：1-5.

[16] 何正鋒，胡瀟.鋁處理對2個桉樹無性系幼苗丙二醛含量的影響[J].防護林科技，2016（2）：20-21.

[17] 劉昆成.三種植物生長調節劑對格木幼苗生長及生理特性的影響[D].南寧：廣西大學，2013.

[18] 高春智.貯藏時間和化學處理對油松、樟子松種子活力的影響[D].呼和浩特：內蒙古農業大學，2013.endprint