外源調(diào)節(jié)劑對低溫脅迫下荔枝幼苗生長生理的影響

中圖分類號：S667.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Effects of Exogenous Regulators on The Growth and Physiology of Lychee Seedlings under Low-Temperature Stress

LIU Wenwei1 ，LONG Weiping2 （1.Hechun Town Rural Industry Development Service Center，Lianjiang Guangdong 5244Oo，China; 2.Lianjiang Agricultural Technology Extension Center，Lianjiang Guangdong 5244Oo，China）

Abstract：【Objective】To compare the growth and physiological responses of lycheesedlings to low-temperature stress underdiffrentexogenous regulatortreatmentsandtoexploreregulators thatcanenhancethecoldresistanceoflyhee.【Methods】Using orthogonal experimentaldesign，thestudyanalyzedthechanges in growthand physiologicaland biochemical indicators of lychee seedlings after low-temperature stress under 16 treatments combining 0～4mg/L brassinolide， 0～150mg/L （20 calcium nitrate，and 0-100mg/L spermidine.【Results】 Compared with the control，any of the tested exogenous regulator treatments significantly increased seedling height.The maximum height increment was observed under the treatment of 4mg/L brassinolide +50mg/L calciumnitrate +50mg/L spermidine，with an increase of 245.5% over the control. The correlation betweenseedling height growthandchlorophyllcontent wasthemostsignificant，andchlorophyllcontent wassignificantlycorre lated with the activities of SODand POD，aswellas withthecontents of soluble sugar，soluble protein，andfree proline. Comprehensive evaluation through principal componentanalysis indicated thatthe growthandphysiologicalperformanceof ly chee seedlings under low-temperature stress was optimal under treatments of 2～4mg/L brassinolide +50mg/L calcium nitrate *50～100mg/L spermidine. 【Conclusion】 In the future，scientifically applying a composite regulator composed of brassinolide，calciumnitrate，andspermidinecanachievegoodcultivationresultsinenhancingthecoldresistanceoflycheesedlings in Lianjiang，Guangdong.

Key words： lychee；cold resistance；regulators；growth physiology

荔枝（LitchichinensisSonn.）屬無患子科荔枝屬常綠喬木，其果實味甘、性溫，具有補腦健身、開胃益脾的功效，在果品市場上銷量極高。此外，荔枝樹材質(zhì)致密、堅實、耐腐，木材紋理雅致，為上等名材，是一種具有較高經(jīng)濟(jì)開發(fā)價值的果樹。荔枝為喜光向陽樹種，喜高溫高濕，目前主要分布于我國西南部、南部和東南部地區(qū)[1-2]。從荔枝生長習(xí)性來看，在其花芽分化期需要有相對低溫的氣候條件，但同時在花果期卻又極易遭受低溫凍害，導(dǎo)致開花授粉困難、落花落果，產(chǎn)量大幅下跌。因此，荔枝抗寒性已成為廣大林農(nóng)種植者日益關(guān)注的重要問題[3-5]

研究表明，應(yīng)用外源調(diào)節(jié)劑能有效提升植物抗逆性[6-7]。蕓苔素內(nèi)酯具有較強的生理活性，其有效成分為油菜素內(nèi)酯（brassinolide，Br），通過外源噴施Br能顯著緩解植物遭受的逆境脅迫傷害，目前有關(guān)Br在改善植物抗寒性方面的作用已得到廣泛證實[5，8]。鈣作為細(xì)胞壁重要組成成分及植物生長發(fā)育的中心調(diào)控因子，參與多種生理代謝過程，對增強植物抗逆性具有明顯的效果[9-10]。亞精胺作為一種多胺物質(zhì)，在植物體內(nèi)普遍存在，對植物具有多種生理作用效應(yīng)，能延緩衰退、調(diào)節(jié)生長發(fā)育，提升抗逆性[11]。從以往研究來看，植物不同，調(diào)節(jié)劑種類、施用量不同，施用效果也不同。植物生長調(diào)節(jié)劑間存在著協(xié)同性與拮抗性[5-6]，然而目前對調(diào)節(jié)劑的研究多集中為單一性的調(diào)節(jié)劑，而對復(fù)合調(diào)節(jié)劑在調(diào)控植物抗逆性方面的研究仍鮮見報道。廣東作為我國荔枝種植面積最大的省，荔枝產(chǎn)業(yè)在廣東農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占有舉足輕重的地位[2]。為此，本試驗以廣東荔枝品種‘妃子笑’幼苗為試驗材料，通過噴施不同配比蕓苔素內(nèi)酯、硝酸鈣及亞精胺的處理，分析了自然低溫條件下幼苗生長及相關(guān)生理指標(biāo)變化，旨在揭示外源復(fù)合調(diào)節(jié)劑在改善荔枝抗寒性中的應(yīng)用潛力。

1材料與方法

1. 1 試驗地概況

試驗地位于廉江市河唇鎮(zhèn)冠濤種植合作社荔枝園內(nèi)，地理位置 110^°11^′12^′′E ， ，氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，年降水量1 600～ 1650mm ，干濕季明顯，冬季（12月—2月）偶有嚴(yán)寒，年均溫 23.1^°C ， 的年積溫達(dá) 8180h 極端最高溫 38.3^°C ，極端最低溫一 2.2^°C 。

1. 2 試驗材料

以荔枝品種“妃子笑’1年生嫁接苗為研究對象，選擇健壯、無病蟲害與機械損傷，且分枝生長水平一致的苗木為試驗材料。蕓苔素內(nèi)酯，純度 95% ，上海源葉生物科技有限公司；硝酸鈣，分析純級別，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；亞精胺，純度 99% ，上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.3 試驗方法

采用正交試驗設(shè)計的方法，以蕓苔素內(nèi)酯、硝酸鈣、亞精胺為因素，每種因素設(shè)4個水平（見表1）。共設(shè)置16個處理，每處理設(shè)3個試驗小區(qū)，每個小區(qū)20株苗。在冬季寒潮來臨期于2023年12月15日（低溫脅迫前）開始按250mL /株的量分別進(jìn)行不同處理調(diào)節(jié)劑的葉面噴施，每隔1月噴施1次，連續(xù)噴施3次。其中，對照處理采用清水進(jìn)行噴施。于2024年2月25日（低溫脅迫后）分別選擇有代表性的植株進(jìn)行幼苗生長及生理生化指標(biāo)測定，每處理各指標(biāo)重復(fù)測定5次。其中，株高增量采用卷尺分別在低溫脅迫前及脅迫后進(jìn)行測定，并計算出兩者差值。生理生化指標(biāo)分析以植株中上部功能葉為樣品，其中SOD活性測定采用氮藍(lán)四唑還原法，POD活性采用愈創(chuàng)木酚法測定，可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)采用蒽酮比色法測定，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)比色法，游離脯氨酸采用節(jié)三酮比色法測定。

1.4數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用SPSS19.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行差異顯著性比較和主成分綜合評價，圖表采用Excel2003進(jìn)行制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 幼苗生長變化

由表2可以看出，外源調(diào)節(jié)劑不同，荔枝苗株高生長也不同。與對照處理（FO）相比，各處理株高增量均顯著增加。其中，以F13處理（ Δ4mg/ L蕓苔素內(nèi)酯 +50mg/L 硝酸鈣 +50mg/L 亞精胺）后的株高增量最大，達(dá) 7.6cm ，較對照處理增加了 245.5% 。這說明，通過外源噴施調(diào)節(jié)劑能明顯提高低溫脅迫下荔枝幼苗的生長適應(yīng)性。結(jié)合表2中調(diào)節(jié)劑組分的極差值（R）大小來看，以蕓苔素內(nèi)酯的影響最大（R：4.0），反映了相較硝酸鈣與亞精胺，蕓苔素內(nèi)酯對低溫條件下荔枝苗的生長的促進(jìn)作用效果更為明顯。

圖1所示結(jié)果表明，不同濃度的3種調(diào)節(jié)劑對荔枝苗生長的影響不同。其中，在本試驗調(diào)節(jié)劑的供試濃度范圍內(nèi)，隨著蕓苔素內(nèi)酯和亞精胺濃度的增加，株高的生長量的越大；而硝酸鈣則隨著濃度增加，株高生長增量呈先上升后下降的趨勢，整體上以 50～100mg/L 處理下的效果最好。說明，調(diào)節(jié)劑類型不同，其最適作用濃度也不同。

2.2 幼苗生理生化變化

植物生長表型受到生理作用的影響。為揭示調(diào)節(jié)劑影響荔枝苗生長的作用機理，對植株葉片中葉綠素含量及抗氧化物酶SOD、POD活性時行了測定。從表3結(jié)果可知，調(diào)節(jié)劑處理不同，指標(biāo)值大小也不同。其中，在F9（ 2mg/L 蕓苔素內(nèi)酯 + 50mg/L 硝酸鈣 +100mg/L 亞精胺）和F13處理下，葉片中葉綠素含量最大，SOD、POD活性最高。由極差值大小來看，指標(biāo)不同，各調(diào)節(jié)劑的影響效果也不同。對葉綠素含量而言，以蕓苔素內(nèi)酯的影響較大（R1：3.8），而SOD（R2：128.8）和POD（R3：15.0）活性，則以亞精胺影響較大。說明，不同調(diào)節(jié)劑具有不同的作用機理。

由圖2調(diào)節(jié)劑的效應(yīng)曲線圖可以看出，3種調(diào)節(jié)劑對低溫條件下荔枝苗的葉綠素含量及SOD、POD活性具有明顯的作用范圍。其中，葉綠素含量以 4mg/L 蕓苔素內(nèi)酯、 50～100mg/L 硝酸鈣、50mg/L 亞精胺為最佳使用濃度，而SOD、POD活性則以 2mg/L 蕓苔素內(nèi)酯、 50mg/L 硝酸鈣、50mg/L 亞精胺為最佳。

由表4所示結(jié)果可知，外源調(diào)節(jié)劑對低溫條件下荔枝苗葉片中可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)、可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)及游離脯氨酸含量影響顯著。在供試16個處理中，以對照FO處理下，3個指標(biāo)含量值最小，而以F9、F13處理下的指標(biāo)值含量最大。由極差值大小來看，3個生化指標(biāo)均以亞精胺的影響大，R值為 2.6～7.2 。這表明，相較蕓苔素內(nèi)酯和硝酸鈣，亞精胺對低溫處理下荔枝苗葉片中可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)、可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)及游離脯氨酸含量的影響更大。

圖3所示結(jié)果表明，3種調(diào)節(jié)劑對低溫條件下荔枝苗葉片中可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)、可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)及游離脯氨酸含量的作用均具有一定的作用范圍。其中，蕓苔素內(nèi)酯為 2mg/L ，硝酸鈣和亞精胺均為 50mg/L 。

2.3調(diào)節(jié)劑效果綜合分析

通過生長生理指標(biāo)分析發(fā)現(xiàn)，觀測指標(biāo)不同，最適調(diào)節(jié)劑類型及作用濃度也不同。為優(yōu)選出最佳的調(diào)節(jié)劑組合，通常需要通過數(shù)學(xué)手段進(jìn)行綜合分析[12]。通過7個所測生長生理指標(biāo)間關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果可知（見表5），指標(biāo)間均存在著明顯的相關(guān)性（ Plt;0.05） ，其中株高生長與葉綠素含量相關(guān)性最為顯著，r值達(dá)0.87，而葉綠素含量與其余5個生理生化指標(biāo)間均具有顯著的相關(guān)性，r為0.66～0.76 。這說明，指標(biāo)間存在著疊加性與交互性，有必要進(jìn)行綜合評價。

以株高增量、葉綠素含量、SOD活性、POD活性及可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)、可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)、游離脯氨酸含量為評價指標(biāo)，通過主成分分析法對本試驗中供試的16個調(diào)節(jié)劑處理效果進(jìn)行綜合分析（見表6）。根據(jù)主成分分析結(jié)果，以F13處理排名最高（1.89），其次為F9處理（1.77），其后是F8、F7處理，得分0.69、0.35，而其余處理得分均為負(fù)值。但整體上看，16個處理中以對照FO處理得分最低。因此，以 2～4mg/L 蕓苔素內(nèi)酯 +50mg/L 硝酸鈣 +50～100mg/L 亞精胺對低溫條件下荔枝苗的作用效果最佳。

3討論與結(jié)論

通過本試驗多方面研究驗證，可以得出以下結(jié)論。

1）通過外源噴施蕓苔素內(nèi)酯、硝酸鈣、亞精胺能顯著提升低溫脅迫下荔枝苗的生長適應(yīng)性。但其中硝酸鈣的施用濃度具有一定的作用范圍，對苗木株高生長具有低促高抑的作用，濃度應(yīng)控制50～100mg/L 范圍內(nèi)。初步推斷，這可能與鈣在植物生長發(fā)育中復(fù)雜的生理代謝調(diào)控作用有關(guān)，鈣離子作為信號分子，高濃度鈣離子會導(dǎo)致植物體內(nèi)代謝活動紊亂，生長發(fā)育受阻。因此，今后在進(jìn)行3種調(diào)節(jié)劑的復(fù)配時，需嚴(yán)格控制鈣的使用劑量。

2）低溫脅迫下荔枝苗株高生長與葉綠素含量相關(guān)性最為顯著。葉綠素含量作為植物光合能力的重要指標(biāo)，是反映植物生長潛力最為科學(xué)、可靠的生理指標(biāo)。研究證實，葉綠素含量主要受到氮、鎂、鐵、銅、錳、鋅等元素的影響。配方施肥也是提升植物抗逆性的一個有效措施。目前，有關(guān)荔枝栽培專用肥多使用氮、磷、鉀等大量元素組成的復(fù)合肥，鮮少關(guān)注到鎂、鐵、銅等中量和微量元素。建議今后從葉綠素角度，可通過開展氮、鎂、鐵、銅等多元素的科學(xué)施肥方式，以提升荔枝抗寒性。

3）調(diào)節(jié)劑不同，作用機理也不同。本試驗結(jié)果表明，相較硝酸鈣、亞精胺，蕓苔素內(nèi)酯對低溫脅迫下荔枝株高生長影響最大，這主要與其對葉綠素含量的顯著作用有關(guān)，通過外源噴施蕓苔素內(nèi)酯能有效提升葉綠素含量。而相較蕓苔素內(nèi)酯和硝酸鈣，亞精胺能顯著影響低溫條件下荔枝苗葉片中抗氧化酶（SOD、POD）活性及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)（可溶性糖、可溶性蛋白、游離脯氨酸）含量。通過主成分分析法綜合評價，以 2～4mg/L 蕓苔素內(nèi)酯+50mg/L 硝酸鈣 +50～100mg/L 亞精胺處理下荔枝苗對低溫脅迫的生長生理表現(xiàn)最佳。

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