增塑劑鄰苯二甲酸二（2-乙基己基）酯對不同生長期冬瓜葉片內(nèi)源激素的影響

摘要 為了探討鄰苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）對植物生長發(fā)育的影響，以10葉期冬瓜（Benincasa hispida （Thunb.） Cogn）植株為材料，移栽于DEHP濃度為0.33 g/kg土壤中進(jìn)行培養(yǎng)，在5～25 d等時取樣，研究4種內(nèi)源植物激素在葉片內(nèi)的變化。結(jié)果表明，在DEHP處理下，4種內(nèi)源激素處理組除ABA外含量均高于對照組。DEHP對冬瓜葉片IAA的增幅呈升—降—升—降而對ABA的降幅呈降—升—降—升；對GA3的增幅呈降—升—降而對ZR的增幅呈升—降—升的趨勢，由此可知，在DEHP存在情況下，IAA與ZR、GA3與ABA存在拮抗作用。

關(guān)鍵詞 冬瓜植株；生理指標(biāo)；內(nèi)源激素；DEHP

中圖分類號 S 642.3? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2024）06-0038-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.06.009

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Effects of? Plasticizer di （2-ethylhexyl）? Phthalate on Endogenous Hormones in Wax Gourd? Leaves at Different Growth Stages

SHEN Guo-ming

（School of Food Engineering，Qingdao Institute of Technology，Qingdao，Shandong 266300）

Abstract

To investigate the effects of di（2-ethylhexyl） phthalate （DEHP） on the plant growth and development，wax gourd （Benincasa hispida （Thunb.） Cogn） plants were transplanted into the soil with the DEHP concentration of 0.33 g/kg.Isochronous sampling were taken between 5 to 25 days to study the changes of four endogenous plant hormones in leaves.The results showed that the contents of four endogenous hormones with DEHP treatment in wax gourd leaves were higher than that untreatment ones except the ABA.The increase ratio of IAA in wax gourd leaves was increase-decline-increase-decline while the decline ratio of ABA was decline-increase-decline-increase;meanwhile，the increase ratio of GA3 in wax gourd leaves was decline-increase-decline while the increase ratio of ZR was on the opposite.It can be seen from the results，in the presence of DEHP，IAA antagonized ABA，GA3 antagonized ZR.

Key words Wax gourd plant;Physiological indicators;Endogenous hormone;DEHP

隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展，綠色食品問題越來越受到廣大民眾的關(guān)注。鄰苯二甲酸二-（2-乙基己基）酯（di-（2-ethylhexyl） phthalate，DEHP）是一種鄰苯類化合物，通常被用作增塑劑，其一般通過范德華力與塑料相結(jié)合［1］。因光照或生物降解很容易導(dǎo)致DEHP擴(kuò)散到空氣中，造成大氣、水源以及土壤等污染［2］。冬瓜（Benincasa hispida （Thunb.） Cogn）植株吸收DEHP的主要來源是蠟質(zhì)層的吸附作用［3］，環(huán)境溫度以及濕度對冬瓜累積DEHP均有較大的影響，冬瓜累積DEHP隨溫度的升高而減少，隨濕度的增加先增加后減少［1］。通過探究土壤中所含DEHP的濃度對冬瓜植株中累積DEHP含量的影響，發(fā)現(xiàn)冬瓜植株地上部分各部位累積DEHP的量與土壤中DEHP的含量呈正相關(guān)，若不同土壤冬瓜植株的DEHP未經(jīng)處理則其根系不能主動將DEHP運(yùn)輸?shù)降厣喜浚?］，主要是吸收大氣中的DEHP所導(dǎo)致。

植株的生長發(fā)育以及各種生理過程可以通過植物本身的信息傳遞及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)來影響其植株內(nèi)源激素的代謝水平，可以直接或者間接地影響植株的營養(yǎng)生長及生殖生長。如赤霉素可以促進(jìn)植株莖以及葉的伸長生長，幫助擺脫諸多非生物脅迫的過程（抗逆能力），生長素、脫落酸、乙烯以及細(xì)胞分裂素等植物內(nèi)源激素只有相互協(xié)調(diào)，才能使植株處于最優(yōu)生長狀態(tài)［5］。為了探究DEHP與冬瓜植株坐果率的關(guān)系，筆者測定冬瓜植株從營養(yǎng)生長到生殖生長過程中4種內(nèi)源激素含量的變化，以便為DEHP調(diào)控冬瓜植株的生長發(fā)育提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與試劑

粉皮冬瓜五月早（Benincasa hispida （Thunb.） Cogn vs.Wuyuezao）種子購自菏澤市種子公司；DEHP、抗壞血酸、牛血清白蛋白、考馬斯亮藍(lán)色G-250及激素測定相關(guān)試劑盒等購自上海生工，試劑均為分析純。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 冬瓜種子發(fā)芽。

飽滿冬瓜種子用鑷子嗑開后以70%（V/V）乙醇溶液消毒10 min，無菌水沖洗2～3次，將消毒后種子放入鋪3層濾紙直徑9 cm的培養(yǎng)皿中，每皿20粒，再加蓋2層濾紙，并用無菌水充分濕潤濾紙，恒溫箱中進(jìn)行催芽（溫度26～28 ℃，相對濕度70%），在此期間需要經(jīng)常觀察冬瓜的發(fā)芽情況并需要在培養(yǎng)皿中不定期加入無菌水來保持濾紙的濕潤程度，直至發(fā)芽一致的種子占比60%以上為止。

1.2.2 冬瓜植株處理及取樣。

冬瓜苗的培育采用土培法（土壤性質(zhì)：pH 6.3，土壤有機(jī)質(zhì)54 g/kg，陽離子交換力 （CEC） 13.5 cmol/kg，N 117 mg/kg，P 15.7 mg/kg，K 143 mg/kg）。選取發(fā)芽一致的幼苗移栽入培養(yǎng)缽（直徑20～25 cm，高20～25 cm）中進(jìn)行冬瓜幼苗生長培育（培育室控溫26 ℃/18 ℃（日/夜），光周期14 h/10 h（光/暗），相對濕度70%）。培養(yǎng)一段時間后，選取生長一致的10葉期冬瓜植株移栽到理化性質(zhì)同上的土壤（10 kg土壤碾碎平鋪于1 m2玻璃板上，均勻噴撒含3.3 g DEHP丙酮液100 mL，對照組每10 kg土壤中直接噴撒100 mL丙酮液，然后將土壤轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)缽內(nèi)）中，在培養(yǎng)室中繼續(xù)培養(yǎng)至處理第5、10、15、20、25天取第10節(jié)功能葉，樣品用液氮速凍后，-80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 冬瓜植株葉片內(nèi)源激素測定

冬瓜植株中的各內(nèi)源激素采用酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）進(jìn)行測定，具體測定方法參照Zhao等［6］的方法并略作改進(jìn)：分別稱取0.8 g冬瓜葉片，加入80%（V/V）甲醇溶液在5 ℃下進(jìn)行提取（7 h），6 000 r/min 離心15 min，取上清液重復(fù)2～3次合并其上清液，經(jīng)過Sep-Pack C18柱（美國Waters 公司）純化并用氮?dú)獯蹈桑捎肞BSTG（磷酸鹽吐溫緩沖液加0.1%明膠和無脫脂奶粉）定容到3 mL用于后續(xù)測定。

激素含量（ng/g）=［樣孔激素含量×提取液體體積×（V1/V2）×（1/50）］/鮮重，式中，V1為溶解體積;V2為吹干后加入的甲醇體積［7］。

1.4 數(shù)據(jù)處理和分析

所有數(shù)據(jù)都經(jīng)方差分析（ANOVA）和配對t檢驗(yàn)，顯著性差異定在5%水平。統(tǒng)計(jì)分析由SPSS18（windows）軟件完成，每種處理重復(fù)3 次，結(jié)果以平均值±SD表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 DEHP對葉片內(nèi)源IAA的影響

經(jīng)DEHP處理后的冬瓜植株葉片IAA含量在每個取樣時間點(diǎn)（圖1 ）均高于對照，分別提高8.49%、27.01%、10.33%、49.07%和7.10%，表明DEHP可以促進(jìn)內(nèi)源IAA的合成。在營養(yǎng)生長向生殖生長過程中，DEHP對冬瓜葉片內(nèi)源IAA的增幅呈升—降—升—降的趨勢。

2.2 DEHP對葉片內(nèi)源GA3的影響

與對照相比，經(jīng)過DEHP處理后的冬瓜植株中的赤霉素含量整體上升（圖2），上升幅度分別為7.14%、3.15%、17.65%、18.61%和12.82%，在營養(yǎng)生長向生殖生長過程中，DEHP對冬瓜葉片內(nèi)源GA3的增幅呈降—升—降的趨勢。

2.3 DEHP對葉片內(nèi)源ZR的影響 經(jīng)DEHP處理后的冬瓜植株中的細(xì)胞分裂素含量也呈上升趨勢（圖3），分別提高15.85%、31.91%、24.77%、20.62%和22.34%，在營養(yǎng)生長向生殖生長過程中，DEHP對冬瓜葉片內(nèi)源ZR的增幅呈升—降—升的趨勢。

2.4 DEHP對葉片內(nèi)源ABA的影響

經(jīng)DEHP處理后的冬瓜植株葉片中的脫落酸含量明顯低于對照組（圖4），分別下降11.97%、9.22%、10.06%、5.50%和10.62%，在營養(yǎng)生長向生殖生長過程中，DEHP對冬瓜葉片內(nèi)源ABA的降幅呈降—升—降—升的趨勢。

3 結(jié)論與討論

營養(yǎng)物質(zhì)、生存環(huán)境、內(nèi)源激素等因素互作決定了植物的生長和發(fā)育進(jìn)程，如果植物的生長環(huán)境發(fā)生變化則植物中的內(nèi)源激素調(diào)控體系因接收到環(huán)境變化的信號而作出相應(yīng)的適應(yīng)性反應(yīng)，從而調(diào)節(jié)植物的發(fā)育和生長［8］。研究表明，在植物生長過程中不僅僅是內(nèi)源激素進(jìn)行調(diào)控，同時也存在各內(nèi)源激素之間的相互協(xié)調(diào)作用［9］。該試驗(yàn)結(jié)果表明，環(huán)境類激素如DEHP可影響內(nèi)源激素的水平。

經(jīng)過DEHP處理后，冬瓜植株中內(nèi)源生長素、赤霉素（處理后第10天除外）、細(xì)胞分裂素以及脫落酸的變化與對照組相比有較大的變化。總體趨勢為生長素、赤霉素和細(xì)胞分裂素含量顯著增加，脫落酸含量則顯著降低。DEHP對冬瓜葉片內(nèi)源IAA的增幅呈升—降—升—降的趨勢，對內(nèi)源GA3的增幅呈降—升—降的趨勢，對內(nèi)源ZR的增幅呈升—降—升的趨勢，對內(nèi)源ABA的降幅呈降—升—降—升的趨勢，由此可知，在DEHP存在情況下，IAA與ABA、GA3與ZR存在拮抗作用，這個拮抗作用的結(jié)果是DEHP促進(jìn)冬瓜營養(yǎng)生長（株型較大）和生殖生長（提前開花）。

冬瓜植株的各器官均有吸收累積DEHP的能力，且吸收累積量存在較大差別［9］，具體表現(xiàn)為葉片>莖>根>果實(shí)。該試驗(yàn)僅選擇冬瓜植株第10片功能葉作為研究對象，只能反映營養(yǎng)生長到生殖生長過程中，DEHP對葉片內(nèi)源激素的影響，其中對生長素、赤霉素和細(xì)胞分裂素的生物合成有促進(jìn)作用，但對脫落酸的生物合成有抑制作用，此現(xiàn)象也發(fā)生在辣椒中［10］，表明DEHP是一種植物生長促進(jìn)劑。

參考文獻(xiàn)

［1］

張曉蕾.冬瓜吸收累積鄰苯二甲酸（2—乙基己基）酯研究［D］.杭州：浙江工商大學(xué)，2012.

［2］ 王昱文，柴淼，唐陣武，等.我國環(huán)境中鄰苯二甲酸酯污染特征及其生態(tài)風(fēng)險［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（25）：258-260，264.

［3］ 張曉蕾，沈國明，杜琪珍.DEHP在冬瓜果皮和果肉的累積差異及與果皮蠟質(zhì)組成的關(guān)系［J］.北方園藝，2011（16）：37-40.

［4］ 方杰.蔬菜中DEHP含量分析及冬瓜累積DEHP初探［D］.杭州：浙江工商大學(xué)，2008.

［5］ 張艷華，楊光耀，黎祖堯，等.厚竹新竹發(fā)育過程中母竹內(nèi)源激素的動態(tài)變化［J］.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2017，39（4）：731-738.

［6］ ZHAO J，LI G，YI G X，et al.Comparison between conventional indirect competitive enzyme-linked immunosorbent assay （icELISA） and simplified icELISA for small molecules［J］.Analytica chimica acta，2006，571（1）：79-85.

［7］ 敖蘭吉亞，季祥，邵盈，等.山藥塊莖生長期5種內(nèi)源激素含量變化對塊莖膨大的影響［J］.福建農(nóng)業(yè)學(xué)報，2019，34（3）：284-292.

［8］ PALLARDY S G.CHAPTER 13.Plant hormones and other signaling molecules［M］//PALLARDY S G.Physiology of woody plants.3rd ed.Amsterdam：Elsevier，2008：367-377.

［9］ 李波.生長調(diào)節(jié)劑與光溫處理對西洋杜鵑花期及內(nèi)源激素的調(diào)控作用［D］.杭州：浙江大學(xué)，2012.

［10］ ASHRAFUZZAMAN M，ABDUL HALIM M，ISMAIL M R，et al.Effect of plastic mulch on growth and yield of chilli （Capsicum annuum L.）［J］.Brazilian archives of biology and technology，2011，54（2）：321-330.