黃腐酸鉀對高溫脅迫下田七生理特性的影響

沈偉 岑湘濤 李玥瑩

(百色學院農業與食品工程學院，廣西 百色 533000)

引言

植物田七在我國是一種傳統的珍貴草藥，用于入藥的部位為植物田七的干燥根和根莖，擁有化瘀、止血，消腫定痛等多種功效[1]。植物田七適合種植在低緯度地區，冬天溫暖，夏天涼爽，熱量豐富，年溫差變化不大，年平均氣溫15.8～19.3°C的地區。分布范圍狹窄，主要分布于云南文山和廣西百色一帶，在百色已有400a以上的栽培歷史。百色是廣西田七的主產區，而廣西百色市的地形是復雜多變的，其受亞熱帶季風氣候影響明顯。夏季炎熱多雨，冬季溫和干燥，全年濕潤。田七產業的發展使得田七種植地由山區向溫度較高的河谷地帶轉移，而高溫限制是田七種植場地增加的一大障礙[2,3]。

黃腐酸鉀是一種黃腐酸肥料，既能為植物提供生長所需的鉀，又能對植物生長發揮調節作用，還能改善土壤滲透性，增加土壤水分，保護肥料，提高作物抗旱能力等，同時由于其有效成分含量高，無毒副作用，產量顯著增加等特點，在農業生產中得到廣泛應用[4-8]。目前，黃腐酸鉀可以被用作生長調節劑，以提高小麥、玉米、花生、番茄和大豆等農作物的抗逆性。劉迎等[9]的研究表明，黃腐酸鉀顯著提高了金釵石斛的莖粗、鮮重和干重，對金釵石斛生長和品質改善明顯，可以作為金釵石斛的葉面肥。張彩虹等[10]的研究發現，黃腐酸鉀可在低鹽脅迫下提高小白菜幼苗的存活率、促進其地上部生長。周莉娜等[11]研究表明，黃腐酸鉀能促進小麥和玉米新根生長，提高葉綠素、吲哚乙酸和脫落酸含量，增強抗氧化酶活性，促進作物氣孔開放度降低，蒸騰速率降低，凈光合速率增加，從而提高作物抗逆性，增加作物產量，改善品質。

本研究以一年生田七為材料，通過測定田七葉片抗氧化酶(POD、SOD、CAT)活性、脯氨酸、可溶性蛋白和丙二醛含量來探究不同濃度的黃腐酸鉀對高溫脅迫下田七耐熱性的影響，以期為田七的區域種植和抗逆性育種提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試田七為一年生實生苗，購于云南七農之家有限公司；黃腐酸鉀由合肥千盛生物科技有限公司生產。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計

試驗于2019年7月1日開始，將購買回來的一年生田七幼苗定植于百色學院中草藥種植基地的遮陰棚內，7d后將其移入盆高10cm的塑料盆內，每盆裝土280g，栽種1株。14d后選擇長勢大小一致的田七壯苗，分別對植株葉面噴施不同濃度(0g·L-1、0.5g·L-1、0.8g·L-1、1.1g·L-1)的外源黃腐酸鉀溶液，噴至葉片正反面濕潤且滴水為度。每隔2d噴施1次，噴施時間為當天18∶00，共噴施3次。每個濃度處理5株，平行處理3次，以噴施蒸餾水(0g·L-1)作為對照(CK)。最后一次噴施后的第10小時，將幼苗置于32℃的人工溫度培養箱，高溫脅迫24h后剪取幼苗葉片進行抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT)、丙二醛(MDA)含量、可溶性蛋白含量、游離脯氨酸(Pro)含量測定。

1.2.2 指標測定方法

指標測定參考施海濤[12]2016年的方法，采用硫代巴比妥酸法測定丙二醛(MDA)含量；采用考馬斯亮藍染色法測定可溶性蛋白含量；采用磺基水楊酸法測定游離脯氨酸含量；超氧化物歧化酶(SOD)活性測定采用氮藍四唑(NBT)法；過氧化物酶(POD)活性測定采用愈創木酚顯色法；過氧化氫酶(CAT)活性測定采用紫外吸收法。

1.2.3 數據處理

使用SPSS 20和Excel 2010對試驗數據進行整理、分析。運用隸屬函數法進行綜合評價[13]。

2 結果與分析

2.1 黃腐酸鉀對高溫脅迫下田七葉片超氧化物歧化酶(SOD)活性的影響

圖1 黃腐酸鉀對高溫脅迫下田七葉片SOD活性的影響

從圖1可以看出，0.5g·L-1、0.8g·L-1、1.1g·L-1黃腐酸鉀處理的田七幼苗葉片的SOD活性分別比對照提高29.3%、74.5%和27.3%，表明在高溫脅迫下，適宜濃度的黃腐酸鉀處理可有效提高田七幼苗葉片中的SOD活性，且隨著濃度的升高呈現先上升后下降的趨勢。

2.2 黃腐酸鉀對高溫脅迫下田七葉片過氧化酶活性(POD)的影響

圖2 黃腐酸鉀對高溫脅迫下田七葉片POD活性的影響

從圖2可以看出，在高溫脅迫下，用黃腐酸鉀處理的田七葉片的POD活性隨著黃腐酸鉀濃度的增加出現了先上升后下降的趨勢。用不同濃度處理的田七葉片POD活性較對照組都具有顯著性差異(P<0.05)，并在0.8g·L-1處理時活性達到峰值。黃腐酸鉀處理后可以使高溫脅迫下的田七POD活性升高。

2.3 黃腐酸鉀對高溫脅迫下田七葉片過氧化氫酶(CAT)的影響

圖3 黃腐酸鉀對高溫脅迫下田七葉片CAT活性的影響

從圖3可以看出，在高溫脅迫下，噴施黃腐酸鉀也能夠有效提高田七CAT的活性。黃腐酸鉀在0.5g·L-1、0.8g·L-1、1.1g·L-1時，CAT含量增長率分別為80.6%、118.3%、98.9%，其中0.8g·L-1濃度對田七幼苗葉片CAT活性影響最大，顯著(P<0.05)提高田七幼苗葉片CAT活性。

2.4 黃腐酸鉀對高溫脅迫下田七葉片丙二醛(MDA)含量的影響

從圖4可以看出，各個濃度黃腐酸鉀處理的田七幼苗丙二醛含量與對照處理都具有顯著性差異(P<0.05)，整體丙二含量隨著黃腐酸鉀處理濃度的升高呈現先下降后上升的趨勢，在濃度為0.8g·L-1的處理下丙二醛含量達到最低值，表明0.8g·L-1的處理下，能夠顯著(P<0.05)緩解高溫對田七幼苗的脅迫。

圖4 黃腐酸鉀對高溫脅迫下田七葉片MDA活性的影響

2.5 黃腐酸鉀對高溫脅迫下田七葉片脯氨酸(Pro)含量的影響

圖5 黃腐酸鉀對高溫脅迫下田七葉片Pro活性的影響

根據圖5的試驗結果，葉面噴施黃腐酸鉀能夠提高在高溫脅迫下田七葉片Pro的含量，且隨著處理濃度的提高，其Pro含量增長率逐漸提高，在0.5g·L-1、0.8g·L-1、1.1g·L-1濃度時，Pro的增長率分別為76.7%、111.6%、97.7%，說明黃腐酸鉀對高溫脅迫下田七葉片Pro含量也有顯著的提升作用，有利于提高田七幼苗對高溫脅迫的耐受程度。

2.6 黃腐酸鉀對高溫脅迫下田七葉片可溶性蛋白含量的影響

圖6 黃腐酸鉀對高溫脅迫下田七葉片可溶性蛋白的影響

根據圖6可知，葉面噴施黃腐酸鉀能夠提高在高溫脅迫環境下田七葉片蛋白質的含量，在0.5g·L-1、0.8g·L-1、1.1g·L-1濃度時，田七可溶性蛋白的含量分別比對照高143.9%、68.3%、26.8%。而且，隨著噴施黃腐酸鉀濃度的提高，田七中可溶性蛋白的含量逐漸降低。

2.7 黃腐酸鉀對高溫脅迫下田七抗逆指標的隸屬函數分析

為了綜合了解各個處理濃度對田七抗高溫脅迫能力的影響，利用隸屬函數法進行分析[13]。在測定的6個指標中SOD、POD、CAT、可溶性蛋白、脯氨酸這5個指標與田七的抗高溫能力呈正相關，丙二醛與田七的抗高溫能力呈負相關。通過對以上指標進行綜合分析，由表1可知，各個處理濃度影響田七的抗高溫能力比較結果為0.8g·L-1>1.1g·L-1>0.5g·L-1>0g·L-1。

表1 黃腐酸鉀對高溫脅迫下田七抗逆指標的隸屬函數分析

3 討論與結論

黃腐酸鉀是一種黃腐酸肥料，黃腐酸占其成分的50%以上，具有分子量小、易被生物吸收利用、官能團多、生理活性強和易溶于水等特征。黃腐酸鉀的作用是調節植物的生長，為植物的生長提供鉀。相關研究表明，黃腐酸鉀能促進新根的形成，增加植物體中葉綠素含量，以及3-吲哚乙酸和脫落酸的含量，還可以促進干物質積累，提高抗氧化酶活性，降低氣孔的開度，減少蒸騰速率、凈光合速率增加，最終提高作物抗逆性，從而提高作物產量和品質[14,15]。

黃腐酸鉀能促進植物在干旱和低溫脅迫下的生長，減輕干旱和低溫脅迫對植物的危害。周毅等研究表明，黃腐酸鉀可促進冬小麥生長，增加穗粒數和千粒重，從而提高產量和抗旱性[16]。張小冰等對干旱脅迫下玉米的研究也表明，黃腐酸鉀處理可以提高SOD、POD和CAT等抗氧化酶活性，減輕膜脂過氧化的損傷，提高玉米抗旱性[17]。此外，在低溫脅迫下，黃腐酸鉀可以提高抗氧化酶活性，降低丙二醛的含量，提高凈光合速率。

在本研究中，在高溫脅迫下對田七葉面噴施黃腐酸鉀能夠提高田七的抗氧化酶活性，對于其MDA含量具有抑制增長的作用，但隨著黃腐酸鉀濃度的不斷提高，田七MDA含量又呈現有所上升的趨勢，對田七葉面噴施黃腐酸鉀能夠提高田七Pro的含量，且隨著所噴施黃腐酸鉀濃度的提高，其Pro含量增長率逐漸提高，對田七葉面噴施黃腐酸鉀能夠緩解高溫脅迫下其葉片蛋白質降解。結果表明，葉面噴施0.8g·L-1黃腐酸鉀對增強田七耐熱性作用最好。在今后可進行黃腐酸鉀對田七栽培安全性評價方面的研究，如研究對田七次生代謝產物的影響、藥材質量的影響等。