外源6-BA對白花敗醬草生長和酶活性的調控

呂璐，趙曉萌，彭修文，彭鐵雙，何功秀

(中南林業科技大學 林學院，湖南 長沙 410004)

白花敗醬草，又名苦益菜，屬多年生草本植物，是一種重要的傳統中藥材，在山區可作為野生蔬菜，含有豐富的營養物質，具有獨特的風味。廣泛分布于華南、華中和華北等地[1-2]。白花敗醬草具有抑菌、抗病毒、抗腫瘤、清熱解毒、活血化瘀等功效，廣泛應用于附件炎、慢性盆腔炎、流行性腮腺炎、慢性胃炎等病癥的治療[3-5]。白花敗醬草也可以作為荒山荒地植被修復。已有研究表明，植株在生長過程中受到多種因素的調控和影響，例如植物生長調節劑[6-7]。6-BA是一種重要的細胞分裂素，對植物的生長和次生代謝物的合成與積累具有重要的調控作用[8-9]。迄今為止，還未見有關植物生長調節劑6-BA對白花敗醬草生長及酶活性影響的報道。本文研究6-BA對白花敗醬草生長、色素含量及抗氧化酶活性的影響，旨在為運用植物生長調節劑來調節白花敗醬草的生長提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

于2016年5月，選取長勢較為一致、密度均勻無雜草的當年生盆栽白花敗醬草幼苗作為試驗材料，用少量的KOH溶液溶解1 mg的6-BA，用蒸餾水配制濃度為1.0和2.0 mg·L-1的6-BA溶液，隨機取24株分為2組，每組3個重復，分別以上述6-BA溶液處理，再取12株作為1組用清水重復處理作為對照。每隔3 d噴施1次，每次每株噴施6-BA 100 mL，噴施時間為下午4：00左右，共噴施10次。處理當日取1次樣品，以后每隔10 d取1次樣品，共取4次，每次采樣均為混合采樣；每次記錄株高、葉片數及鮮重。

1.2 測定指標與方法

葉綠素a、b和類胡蘿卜素含量采用無水乙醇-純丙酮混合液(1∶1)浸提法測定[10]。超氧化物歧化酶(SOD)活性采用氮藍四唑光還原法測定[11]。過氧化物酶(POD)活性按照愈創木酚法測定[12]。

1.3 數據分析

用SPSS 22.0和Excel 2010對原始數據進行處理與分析。

2 結果與分析

2.1 6-BA對白花敗醬草生長的影響

圖1所示為6-BA對白花敗醬草生長的影響。無外源植物激素處理的白花敗醬草(CK)生長良好，隨著培養時間的延長，其整株的鮮重顯著增加，培養至30 d時達到最大值，約為5.96 g，是培養初期鮮重的8.6倍。與對照相比，外源6-BA處理顯著的抑制白花敗醬草的生長。培養至30 d時，1.0和2.0 mg·L-16-BA處理的白花敗醬草鮮重分別為3.47 g和2.96 g，是培養初期鮮重量的4.4和3.5倍，是同期對照鮮重的58.3%和49.7%，這說明外源植物激素6-BA顯著的抑制白花敗醬草的生長，降低其生物量。

圖1 6-BA對白花敗醬草鮮重的影響

2.2 6-BA對葉綠素含量的影響

由圖2可知，對照組白花敗醬草葉片中葉綠素a含量隨著培養時間的延長而逐漸增加，培養至30 d時達到最大值，約為1.49 mg·g-1，是培養初期葉綠素含量的2.2倍。1.0和2.0 mg·L-16-BA處理的白花敗醬草葉片中葉綠素a的含量則隨著培養時間的延長而逐漸降低，培養至30 d時達到最低值，分別為0.19和0.42 mg·g-1，是培養初期葉綠素a含量的24.1%和57.9%，是同期對照組葉綠素a含量的12.6%和28.2%。對照組白花敗醬草葉片中葉綠素b的含量隨著培養時間的延長呈遞增趨勢，培養至30 d時達到最大值，約為0.58 mg·g-1，是培養初期葉綠素b含量的2.1倍。但1.0和2.0 mg·L-16-BA處理的白花敗醬草葉片中葉綠素b的含量則隨著培養時間的延長而呈遞減趨勢，培養至30 d時達到最低值，是培養初期葉綠素b含量的39.3%和39.7%，是同期對照組中葉綠素b含量的19.6%和23.6%。

圖2 6-BA對白花敗醬草葉綠素和類胡蘿卜 素含量的影響

對照組白花敗醬草葉片中類胡蘿卜素的含量隨著培養時間的延長呈逐漸增加的趨勢，培養至30 d時達到最大值，約為0.29 mg·g-1，是培養初期類胡蘿卜素含量的3.0倍。1.0 mg·L-16-BA處理的白花敗醬草葉片中類胡蘿卜素的含量隨著培養時間的延長而逐漸降低，培養至30 d時達到最低值，約為0.05 mg·g-1，是培養初期類胡蘿卜素含量的43.2%，是同期對照組類胡蘿卜素含量的17.0%。而2.0 mg·L-16-BA處理的白花敗醬草葉片中類胡蘿卜素含量則呈現先降低后升高的變化趨勢。在培養至20 d時，2.0 mg·L-16-BA處理的白花敗醬草葉片中類胡蘿卜素含量達到最低值，是培養初期含量的59.8%；而培養至30 d時，其含量升高，是培養初期含量的80.2%，是同期對照組含量的37.7%。以上試驗結果證實，外源激素6-BA可以顯著的降低白花敗醬草葉片中葉綠素a/b和類胡蘿卜素的含量。

2.3 6-BA對酶活性的影響

由圖3可知，對照組白花敗醬草中SOD活性水平呈現先升高后降低的變化趨勢。培養至20 d時達到最大值，約為90.30 U·g-1，是培養初期SOD活性水平的1.9倍，隨后其活性又降低，但高于培養初期SOD活性水平。1.0 mg·L-16-BA處理的白花敗醬草中SOD活性水平隨著培養時間的延長而逐漸升高，培養至20 d時達到最大值，約為54.65 U·g-1，是培養初期SOD活性水平的1.3倍，隨后又降低，低于培養初期SOD活性水平且低于同期對照組SOD活性水平。而2.0 mg·L-16-BA處理的白花敗醬草中SOD活性水平則呈現先降低后升高的變化趨勢。培養至20 d時達到最低值，約為14.34 U·g-1，是培養初期SOD活性水平的30.5%；培養至30 d時，其SOD活性水平又升高，達到24.57 U·g-1，是培養初期SOD活性水平的52.3%，且低于同期對照組SOD活性水平。

圖3 6-BA對白花敗醬草中SOD和 POD活性的影響

對照組白花敗醬草中POD活性水平呈現先降低后升高的變化趨勢。培養至20 d時達到最低值，約為17.48 U·g-1min，是培養初期POD活性水平的34.5%，而后其活性又升高，達到61.24 U·g-1min，較培養初期POD活性水平增加20.9%。1.0 mg·L-16-BA處理的白花敗醬草中POD活性水平也呈現先降低后升高的變化趨勢，培養至30 d時達到最大值，約為64.41 U·g-1min-1，是培養初期POD活性水平的1.4倍，略高于同期對照組中POD活性水平。而2.0 mg·L-16-BA處理的白花敗醬草中POD活性水平則呈現逐漸降低的變化趨勢。培養至30 d時，達到最低值，約為14.91 U·g-1min-1，是培養初期POD活性水平的25.1%，是同期對照組中POD活性水平的24.4%。以上試驗結果說明，外源6-BA可以不同程度的調控白花敗醬草中SOD和POD的活性水平。

3 討論

植物在生長過程中受到多種因素的影響，如植物生長調節劑等。已有的研究表明，外施不同濃度的6-BA，對長春花幼苗的株高、葉長和葉寬具有促進作用，這表明外源6-BA對長春花(Catharanthusroseus)幼苗的生長具有促進作用[13]。外施高濃度的6-BA溶液，則可以顯著的增加津春2號黃瓜(Cucumissativus)幼苗葉片干重/鮮重的比值[14]；而適宜濃度的6-BA則可以促進香椿(Toonasinensis)幼苗的生長，同時促進其干物質的積累[15]。高溫脅迫則抑制P13201品種甜椒(Capsicumannuum)的株高和鮮重，阻滯其生長，而外施6-BA則可以顯著的緩解高溫脅迫對甜椒的傷害，其株高和鮮重與無脅迫處理的對照組無顯著性差異[16]。外源6-BA可以顯著的增加金魚草(Antirrhinummajus)的葉長和葉寬，但是降低其株高，這表明外源6-BA對金魚草的生長具有重要的調控作用[17]。在本試驗中，外源6-BA則抑制敗醬菜的生長，降低其鮮重量，同時抑制葉綠素a/b和類胡蘿卜素的合成與積累，推測6-BA可能通過抑制色素的合成與積累進而阻礙白花敗醬草的生長。外施6-BA則可以顯著增加香水百合葉綠素a/b的含量，這與本試驗的結果相反，可能因植物種類和外施6-BA濃度不同而造成的[18]。

植物生長受到抑制時，體內的抗氧化酶活性水平會發生變化。SOD和POD是植物體內重要的抗氧化酶，植株的生長狀態與體內的SOD和POD活性水平密切相關。外施6-BA可以不同程度的增加香水百合體內SOD和CAT的活性水平[18]。6-BA和硝酸銀組合處理三裂葉野葛毛狀根，則降低其體內的SOD和POD活性水平，而6-BA單獨處理三裂葉野葛毛狀根，則降低毛狀根中SOD活性水平，提高POD活性水平[19-20]。試驗結果顯示，外施6-BA，則可以顯著的降低白花敗醬草體內SOD活性，降低或升高POD活性，推測其可能通過調節細胞內抗氧化酶的活性水平來緩解外源6-BA對白花敗醬草生長的抑制作用，酶活性變化的差異可能因植物種類不同而有所差異。外源6-BA抑制白花敗醬草的生長，調控體內抗氧化酶的活性水平，是否影響其體內次生代謝物的合成與積累尚不清楚，有待于進一步研究。