外源水楊酸和萘乙酸對(duì)紅蕓豆幼苗抗旱生理的影響

馬仲煉 趙玉仙 劉健君 田虹 馬永翠

摘要 以紅蕓豆（地豆王）為材料，采用15%聚乙二醇（PEG）模擬干旱脅迫，研究外源水楊酸（salicylic acid，SA，100? mg/L）和萘乙酸（α-naphthaleneacetic acid，NAA，0.015 mmol/L）對(duì)紅蕓豆幼苗抗旱性的影響。結(jié)果表明，干旱條件下，噴施外源NAA、SA處理均能有效減少葉片水分流失，維持葉片相對(duì)含水量在較高水平，在干旱脅迫24 h后，葉片相對(duì)含水量仍高達(dá)81.30%、77.00%。SA、NAA處理可有效減緩MDA含量的積累，與CK處理相比分別低48.20%、49.12%;24 h內(nèi)NAA較CK處理總?cè)~綠素含量增加40.63%，在干旱脅迫36 h內(nèi)SA可使紅蕓豆葉綠素a含量增加，但SA、NAA會(huì)造成可溶性蛋白質(zhì)含量的降低，但總體而言，NAA、SA處理能提高紅蕓豆幼苗的抗旱能力。

關(guān)鍵詞 紅蕓豆;水楊酸;萘乙酸;抗旱性

中圖分類號(hào) S643.1? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2021）24-0067-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.24.015

Effects of Exogenous Salicylic Acid and Naphthalic Acid on Drought Resistance of Red Kidney Bean Seedlings

MA Zhong-lian，ZHAO Yu-xian，LIU? Jian-jun? et al （College of Agronomy and Life Sciences，Zhaotong University，Zhaotong，Yunnan 657000）

Abstract The effects of salicylic acid （SA，100 mg/L） and α-Naphthaleneacetic acid （NAA，0.015 mmol/L） on physiological characters of red kidney bean （land bean king） under drought stress of 15% polyethylene glycol （PEG）during bean seedlings were studied. The results showed that spraying exogenous NAA，SA under the drought conditions could effectively reduce the loss of leaf water and maintain the relative water content of the leaves at a high level. After 24 h of the drought stress，the relative water content of the leaves was still high，which was 81.30% and 77.00%. SA and NAA processing could effective reduce the accumulation of MDA contents，which was 48.20% and 49.12% lower than that processed by CK respectively. Within 24 h of the drought stress，NAA could increase the total chlorophyll content，which was 40.63% higher than that processed by CK respectively. Within 36 h of the drought stress， SA could increase the content of chlorophyll a，but SA and NAA would reduce the soluble protein content.In general，NAA and SA processing could improve the drought resistance ability of red kidney bean seedlings.

Key words Red kidney bean;Salicylic acid;Naphthalene acetic acid;Drought resistance

基金項(xiàng)目 云南省一流課程植物生理學(xué)線下課程項(xiàng)目。

作者簡(jiǎn)介 馬仲煉（1988—），男，云南昭陽(yáng)人，講師，從事作物逆境栽培研究。*通信作者，教授，從事作物病蟲害生理研究。

收稿日期 2021-04-12

云南屬熱帶、亞熱帶季風(fēng)氣候，全年降水不均，特別是春季干旱少雨，蒸發(fā)旺盛，日溫變化大，這使云南的蔬菜種植面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)，其中紅蕓豆作為云南廣泛種植的蔬菜同樣受到干旱影響。近年來(lái)使用外源生長(zhǎng)物質(zhì)提高植物的抗旱性已成為熱點(diǎn)，其中水楊酸（salicylic acid，SA），即鄰羥基苯甲酸，是一種脂溶性有機(jī)酸，為白色結(jié)晶粉狀物，是植物體內(nèi)產(chǎn)生的簡(jiǎn)單酚類化合物，是一種新的植物內(nèi)源激素，對(duì)緩解植物遭受逆境脅迫具有重要作用，目前在許多植物上運(yùn)用并表現(xiàn)出良好的抗性。

SA參與植物的多種生理生化過(guò)程，能夠誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗旱、抗鹽堿等多種生理性狀。研究顯示，干旱脅迫下SA處理顯著提高了小麥根系和葉片細(xì)胞質(zhì)膜透性、丙二醛（MDA）含量以及抗氧化酶活性[1]，能降低干旱對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)的傷害和水分利用能力的下降，減小膜脂過(guò)氧化程度 [2]，增加番茄葉片相對(duì)葉綠素、可溶性蛋白和脯氨酸含量[3]，通過(guò)研究煙草[4]、玉米[5]等植物種子耐旱性發(fā)現(xiàn)，SA保持種子內(nèi)抗壞血酸過(guò)氧化物酶（APX）等酶活性，緩解活性氧的積累，膜脂過(guò)氧化作用被抑制，表現(xiàn)為MDA含量降低。SA處理促進(jìn)了滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和脯氨酸的積累，抑制蛋白質(zhì)和MDA在蛋白質(zhì)分子外聯(lián)中的積累，維持正常的細(xì)胞滲透壓，降低對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能的傷害，提高種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)過(guò)程中的抗旱能力。萘乙酸（NAA）是較為常用的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，具有促進(jìn)植物細(xì)胞分裂，增強(qiáng)幼苗生活力、適應(yīng)力，增強(qiáng)光合作用，加速生長(zhǎng)發(fā)育[6-8]，增強(qiáng)植物對(duì)不良環(huán)境的抵抗調(diào)節(jié)作用[9]，研究表明，NAA預(yù)處理能促進(jìn)干旱下活性氧前期積累，增強(qiáng)植物抗氧化能力，減少干旱后期活性氧（ROS）水平，以減輕干旱對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和代謝的干擾，維持一個(gè)更高效的碳和氮代謝水平[10]，NAA能降低或延緩細(xì)胞因超氧自由基和MDA造成的損傷，提高植物抵抗力[11]。而NAA以往多用于防止落花落果，促進(jìn)光合作用，加速生長(zhǎng)發(fā)育方面，而將其用在緩解植物干旱脅迫上的研究還不夠深入。

SA和NAA在玉米、煙草、大豆、茄類、瓜類等作物上已經(jīng)開(kāi)展了相關(guān)方面的研究，但在紅蕓豆上研究甚少，因此，筆者以紅蕓豆為材料，采用15%聚乙二醇（PEG）模擬干旱脅迫，研究噴施SA和NAA對(duì)紅蕓豆幼苗生理特性的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)選用紅蕓豆（地豆王）為材料（市場(chǎng)上購(gòu)買獲得）。

1.2 試驗(yàn)方法

設(shè)置4個(gè)處理：正常，ZC處理（蒸餾水）;對(duì)照，CK處理（蒸餾水+15%PEG）;S處理（100 mg/L SA+15%PEG）;N處理（0.015 mmol/L NAA+15%PEG）。具體處理方法：對(duì)CK、S、N處理分別加入10 mL 15%PEG，ZC處理加入10 mL蒸餾水，12 h后對(duì)CK、S、N處理分別葉面噴施等量蒸餾水、SA、NAA，ZC處理噴施等量蒸餾水，每個(gè)處理4個(gè)重復(fù)，在干旱脅迫12、24、36、48 h對(duì)幼苗摘葉取樣進(jìn)行生理指標(biāo)測(cè)定。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

采用鮮重法測(cè)定葉片相對(duì)含水量（RWC），采用乙醇提取法[12]測(cè)定葉綠體色素提取液中葉綠素a、b及總?cè)~綠素含量，采用硫代巴比妥酸（TBA）比色法[12]測(cè)定MDA含量，采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法 [13]（Coomassie brilliant biue G-250）測(cè)定蛋白質(zhì)含量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003進(jìn)行整理，并用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件的鄧肯新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 NAA、SA對(duì)干旱脅迫下紅蕓豆葉片相對(duì)含水量（RWC）的影響

由圖1可知，隨著干旱脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，干旱處理組RWC持續(xù)下降，外源NAA、SA處理可以緩解干旱脅迫下紅蕓豆RWC下降程度。處理組第12 h后，N處理組RWC較CK處理高3.85%，且差異顯著;S處理組RWC較CK處理高11.96%，且差異顯著。處理組第24 h后，N處理組RWC較CK處理高13.47%，且差異顯著，S處理組較CK處理高12.37%，且差異顯著。處理組第36 h后，N處理組RWC較CK處理高11.16%，且差異顯著;S處理組RWC較CK處理高0.92%，但差異不顯著。處理組第48 h后，N處理組RWC較CK處理高24.41%，S處理組RWC與CK處理差異不顯著。由此可知，NAA處理RWC在脅迫過(guò)程中呈較平穩(wěn)變化趨勢(shì)，且能保持良好的RWC。這說(shuō)明干旱脅迫下NAA處理能緩解葉片水分流失，SA處理在干旱脅迫24 h前能有效緩解葉片水分流失，而在24 h后緩解能力下降。

2.2 NAA、SA對(duì)干旱脅迫下紅蕓豆葉片丙二醛（MDA）含量的影響

由圖2可知，隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，在0～48 h? CK處理組MDA含量呈升高趨勢(shì)，在第48 h? MDA含量達(dá)到最大。處理組第12 h后，N處理組MDA含量較CK處理低32.72%，且兩者差異顯著;S處理組MDA含量較CK處理低21.15%，但兩者差異不顯著。處理組第24 h后，N處理組MDA含量較CK處理低50.37%，且兩者差異顯著;S處理組MDA含量較CK處理低54.31%，且兩者差異顯著。處理組第36 h后，N處理組MDA含量較CK處理低46.67%，且兩者差異顯著;S處理組MDA含量較CK處理低41.11%，且兩者差異顯著。處理組第48 h后，N處理組MDA含量較CK處理低58.69%，且兩者差異顯著;S處理組MDA含量較CK處理低63.25%，且差異顯著?？梢?jiàn)干旱脅迫下SA、NAA處理可以減緩紅蕓豆葉片MDA含量的積累，其中NAA緩解效果最好。

2.3 NAA、SA對(duì)干旱脅迫下紅蕓豆葉片可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

由圖3可知，S、N處理組在處理第12～24 h時(shí)可溶性蛋白質(zhì)含量呈下降趨勢(shì)，在第36 h后可溶性蛋白質(zhì)含量呈上升趨勢(shì)，CK處理組在各測(cè)定時(shí)間可溶性蛋白質(zhì)含量均高于S、N處理組。在處理組第12 h，S處理組可溶性蛋白質(zhì)含量較CK處理低12.93%，且差異顯著;N 處理組可溶性蛋白質(zhì)含量較CK處理低22.41%，且差異顯著。在處理組第24 h，S處理組可溶性蛋白質(zhì)含量較CK處理低2.92%，但兩者差異不顯著;N處理組可溶性蛋白質(zhì)含量較CK處理低16.96%，且差異顯著。在處理組第36 h，S處理組可溶性蛋白質(zhì)含量較CK處理低16.08%，且差異顯著;N處理組可溶性蛋白質(zhì)含量較CK處理低11.56%，且差異顯著。在處理組第

48 h，S處理組可溶性蛋白質(zhì)含量較CK處理低7.62%，且差異顯著;N處理組可溶性蛋白質(zhì)含量較CK處理低13.15%，且差異顯著。由此可知，干旱脅迫下，SA、NAA處理造成葉片可溶性蛋白質(zhì)含量降低。

2.4 NAA、SA對(duì)干旱脅迫下紅蕓豆葉片總?cè)~綠素、葉綠素a和葉綠素b含量的影響

由表1可知，處理組第12 h，S處理組葉綠素a含量較CK處理高4.78%，但差異不顯著;N處理組葉綠素a含量較CK處理高25.84%，且差異顯著。處理組第24 h，S處理組葉綠素a含量較CK處理低16.27%，且差異顯著; N處理組葉綠素a含量與CK處理相比低7.54%，但差異不顯著。處理組第36 h，S處理組葉綠素a含量較CK處理高16.03%，且差異顯著;N處理組葉綠素a含量較CK處理高0.58%，但差異不顯著。處理組第48 h，S處理組葉綠素a含量較CK處理低36.17%，且差異顯著;N處理組葉綠素a含量較CK處理低6.69%，但差異不顯著。由此可知，在脅迫開(kāi)始至36 h，SA、NAA可緩解紅蕓豆葉片葉綠素a含量的降低。36 h后緩解能力下降。

處理組第12 h，S處理組葉綠素b含量較CK處理高1.18%，但差異不顯著;N處理組葉綠素b含量較CK處理高9.41%，且差異顯著。處理組第24 h，S處理組葉綠素b含量較CK處理高19.05%，且差異顯著;N處理組葉綠素b含量較CK處理高233.33%，且差異顯著。處理組第36 h，S處理組葉綠素b含量較CK處理低42.86%，且差異顯著;N處理組葉綠素b含量較CK處理低11.69%，差異顯著。處理組第48 h，S處理組葉綠素b含量較CK處理高67.06%;N處理組葉綠素b含量與CK處理相比低9.41%，差異顯著。

處理組第12 h，S處理組總?cè)~綠素含量較CK處理高3.39%，但差異不顯著;N處理組總?cè)~綠素含量較CK處理高20.68%，且差異顯著。處理組第24 h，S處理組總?cè)~綠素含量較CK處理低9.21%，但差異不顯著;N處理組總?cè)~綠素含量較CK處理高40.63%，且差異顯著。處理組第36 h，S處理組總?cè)~綠素含量較CK處理高5.48%，但差異不顯著;N處理組總?cè)~綠素含量較CK處理低1.67%，但差異不顯著。處理組第48 h，S處理組總?cè)~綠素含量較CK處理低14.98%，但差異不顯著;N處理組總?cè)~綠素含量與CK處理相比低7.25%，但差異不顯著。由此可知，在脅迫開(kāi)始至24 h NAA處理可使紅蕓豆葉片總?cè)~綠素含量增加。SA處理48 h后效果減弱，總體上NAA處理前期效果較好。

3 結(jié)論與討論

該試驗(yàn)研究噴施不同濃度外源SA與NAA在干旱脅迫下對(duì)紅蕓豆幼苗生理特性的影響。通過(guò)測(cè)定葉片相對(duì)含水量、MDA含量、可溶性蛋白含量、葉綠素a、b及總?cè)~綠素含量等指標(biāo)來(lái)判定其對(duì)幼苗抗旱能力的影響。MDA含量可反映植物細(xì)胞膜質(zhì)過(guò)氧化程度，結(jié)果表明，干旱條件下噴施SA、NAA可減緩紅蕓豆葉片MDA積累量，在一定程度上降低細(xì)胞膜質(zhì)過(guò)氧化，進(jìn)而提高了紅蕓豆葉肉細(xì)胞抗旱性。

可溶性蛋白質(zhì)是植物重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，植物可通過(guò)積累可溶性蛋白質(zhì)來(lái)降低細(xì)胞滲透勢(shì)，增強(qiáng)植物的保水能力，從而表現(xiàn)為可溶性蛋白質(zhì)含量升高。而經(jīng)SA、NAA處理的紅蕓豆可溶性蛋白質(zhì)含量出現(xiàn)下降，這可能是因?yàn)樵诟珊禇l件下，SA、NAA處理可能開(kāi)始了以某些可溶性蛋白質(zhì)為底物的防御途徑，這與馬仲煉等[14]的研究結(jié)果一致。

葉綠素是植物進(jìn)行光合作用、獲取能量的重要物質(zhì)，干旱脅迫下，植物體內(nèi)的葉綠素分解加速，光合作用效率降低，在經(jīng)過(guò)SA處理后 ，紅蕓豆葉綠素a和總?cè)~綠素含量在36 h增加明顯，NAA處理在24 h，紅蕓豆葉綠素b和總?cè)~綠素含量增加顯著，這可能是SA、NAA處理增強(qiáng)了葉片保水能力，降低了葉肉細(xì)胞活性氧水平，減輕了過(guò)氧化作用，緩解了葉綠素的分解。植物葉片相對(duì)含水量能充分反映植株水分狀況，干旱條件下，相對(duì)含水量下降越少說(shuō)明植株抗旱性越強(qiáng)，經(jīng)過(guò)SA、NAA處理的葉片相對(duì)含水量能保持穩(wěn)定水平，也進(jìn)一步說(shuō)明SA、NAA處理增強(qiáng)了葉片保水能力。

因此，該試驗(yàn)中紅蕓豆在干旱脅迫下，噴施SA、NAA可使葉片保水能力增強(qiáng)，減緩紅蕓豆MDA的積累量，對(duì)葉綠素a、b和總?cè)~綠素的影響較大，會(huì)使葉片可溶性蛋白質(zhì)含量的積累量降低，總體而言，SA、NAA處理可增加紅蕓豆幼苗抗旱能力。

參考文獻(xiàn)

[1] 單長(zhǎng)卷，趙新亮，湯菊香.水楊酸對(duì)干旱脅迫下小麥幼苗抗氧化特性的影響[J].麥類作物學(xué)報(bào)，2014，34（1）：91-95.

[2] 郝敬虹，易旸，尚慶茂，等.干旱脅迫下外源水楊酸對(duì)黃瓜幼苗膜脂過(guò)氧化和光合特性的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，23（3）：717-723.

[3]? 張冬野，趙婷婷，李景富，等.水楊酸和氯化鈣對(duì)干旱脅迫下番茄幼苗生理特性的影響[J]. 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2016，28（10）：1687-1694.

[4] 馬文廣，崔華威，李永平，等.不同藥劑引發(fā)處理對(duì)干旱脅迫下煙草種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)的影響[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012，24（6）：949-956.

[5] 石汝杰，胡廷章.水楊酸對(duì)滲透脅迫下玉米種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響[J].種子，2008，27（10）：46-48.

[6] 丁益，王百年，韓效釗，等.α-萘乙酸的合成方法及應(yīng)用前景[J].安徽化工，2004，30（3）：17-18.

[7] 曲亞英，郁繼華，陶興林，等.S3307和IBA+NAA浸種對(duì)低溫脅迫下甜椒幼苗抗冷性的影響[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，41（4）：52-55.

[8] 鄭平生，金芳，燕麗萍.幾種外源激素對(duì)鹽脅迫下草莓試管苗生長(zhǎng)的影響[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，39（3）：277-280.

[9] 唐曉川，張?jiān)?，鐘秀麗，?水楊酸和α-萘乙酸浸種對(duì)冬小麥幼苗抗旱性的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象，2014，35（2）：162-167.

[10] 邢興華.α-萘乙酸緩解大豆花期逐漸干旱脅迫的生理機(jī)制[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2014.

[11] 梁鵬.α-萘乙酸對(duì)大豆苗期干旱的緩解效應(yīng)研究[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010.

[12] 李合生.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2000.

[13] 王學(xué)奎.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M].2版.北京：高等教育出版社，2006.

[14] 馬仲煉，周航飛，冉春艷，等.甜菜堿和水楊酸對(duì)干旱脅迫下辣椒開(kāi)花結(jié)果期生理特性的影響[J].三峽生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2019，4（2）：57-63.