DA-6處理對二氯喹啉酸脅迫下煙草酶活性的影響

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Effect of DA-6 Treatment on the Enzyme Activities of Tobacco Under Dichloroquinoline Acid St XING Guo-zhen1 ，MENG Nan² ，WANG Xiao-jun3 et al（1. College of Life Sciences，Henan Agricultural University， Zhengzhou，Henan 450046;2.ColegeofLandsapechitectureandArt，HenanAgriculuralUnivsty，Zengou，nan4506;.llgefroy Henan Agricultural University，Zhengzhou，Henan 450046）

AbstractA pot experiment was conducted with three treatments ：normal control（normal soil + clear water），stress control（stressed soil + clear water），and remediation treatment（stressed soil + DA-6）.At the 8-leaf stage of tobacco，the effects of DA-6 spraying on the activities ofnitrateeductase（N），nvertase（Inv），andadenosinriosphatase（Pase）intheleavesoftobacounderdicloroqnolineacid stresswerestudiedTesultssowdthatthtvitisoftereenzsinteavesoftobaointhtereatmntseineder of normal gt; DA-6 remediation gt; stress.The results indicated thattheactivities of the three enzymes in the leaves of tobacco under dichloroquinolineacidstressafterDA-6sprayingwerehigherthantoseofthtressedplantsandslightlylowertantoseofthenoalplantsTheD-6 treatmentofstresedplantscouldeancetetrognbonandeergetabolismfteplants，dicatigthatD-6dcea diation efect on the activities of the three enzymes in tobacco under dichloroquinoline acid stress.

KeywordsDA-6;Dichloroquinoline acid;Tobacco;Enzyme activity;Repair effect

煙草作為全球廣泛種植的重要經(jīng)濟(jì)作物之一，其產(chǎn)量與品質(zhì)直接關(guān)乎種植者的經(jīng)濟(jì)效益以及煙草行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。然而，在煙草種植過程中，常面臨諸多逆境脅迫因素，其中除草劑的不合理使用所引發(fā)的藥害問題尤為突出[1]。二氯喹啉酸作為一種廣泛應(yīng)用于稻田除草的喹啉羧酸類除草劑，因其高效、低毒的特性而備受青睞，但由于農(nóng)田輪作制度的推行，在煙草種植區(qū)其殘留問題逐漸顯現(xiàn)，對煙草生長造成了顯著的脅迫影響[]

當(dāng)煙草遭受二氯喹啉酸脅迫時(shí)，其體內(nèi)的生理生化代謝過程會發(fā)生紊亂。植物體內(nèi)的酶系統(tǒng)作為代謝調(diào)控的關(guān)鍵樞紐，在應(yīng)對脅迫時(shí)起著至關(guān)重要的作用[3]。硝酸還原酶、蔗糖轉(zhuǎn)化酶及ATP酶活力的改變在煙草應(yīng)對脅迫及維持正常生長代謝過程中意義重大。硝酸還原酶作為氮代謝的關(guān)鍵限速酶，其活性變化將直接干擾煙草對氮素的有效利用，進(jìn)而影響葉片的光合作用以及整個(gè)植株的生長態(tài)勢。在脅迫環(huán)境下，蔗糖轉(zhuǎn)化酶活性的波動(dòng)可能致使糖類代謝失衡，使得煙草無法為自身的防御與修復(fù)機(jī)制提供充足的能量支撐，削弱煙草的抗逆能力。ATP酶參與細(xì)胞內(nèi)的能量利用，直接影響煙草的生長活力[4]

DA-6（已酸二乙氨基乙醇酯）作為一種新型的植物生長調(diào)節(jié)劑，具有促進(jìn)植物生長、增強(qiáng)植物抗逆性等多重功效。在多種農(nóng)作物上的研究表明，DA-6能夠通過調(diào)節(jié)植物激素水平、激活植物體內(nèi)的防御信號通路等方式，提升植物在干旱、高溫、鹽堿等逆境條件下的生存能力[5]。在修復(fù)除草劑二氯喹啉酸危害植物尤其是煙草方面未見報(bào)道，鑒于此，筆者探究DA-6修復(fù)處理對二氯喹啉酸脅迫下煙草酶活性能量代謝及解毒效應(yīng)的影響，不僅有助于進(jìn)一步闡明DA-6在植物抗逆過程中的作用機(jī)制，為其更廣泛的農(nóng)業(yè)應(yīng)用提供理論支撐，在煙草生產(chǎn)上提高煙葉經(jīng)濟(jì)效益和新質(zhì)生產(chǎn)力具有一定意義，而且對于緩解煙草藥害、保障煙草產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料供試煙草品種為K326，為河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院惠贈(zèng)，煙草幼苗運(yùn)用漂浮育苗法培育；二氯喹啉酸50% （可濕性粉劑），購自江蘇綠利來股份有限公司；DA-6濃度為 1.0×10⁵mg/L ，購自鄭州鄭氏化工產(chǎn)品有限公司；試驗(yàn)用土取自河南農(nóng)業(yè)大學(xué)毛莊科教園區(qū)，土壤基本理化性質(zhì)：pH7.97 ，有機(jī)質(zhì)含量 12.93g/kg ，全氮含量 0.87g/kg ，全磷含量 0.42g/kg ，堿解氮含量 57.43mg/kg ，有效磷含量37.75mg/kg ，速效鉀含量 164.15mg/kg 。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用盆栽法進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)用塑料盆的直徑為 20cm ，高為 15cm ，每盆中裝試驗(yàn)用土 2.5kg 。除正常對照不施加二氯喹啉酸外，脅迫對照和修復(fù)處理的每盆試驗(yàn)用土中施用 1mL （204號 50% 二氯喹啉酸（可濕性粉劑， 0.4mg/kg 土，即 4g/hm² 商品濃度），并與土壤攪拌均勻。待煙草幼苗長至5～6片真葉，選取生長一致的煙苗進(jìn)行移栽，并按照常規(guī)的煙草栽培標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管理。試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理： ① 正常對照，正常土壤 + 清水； ② 脅迫對照，脅迫土壤 + 清水； ③ 修復(fù)處理，脅迫土壤 +DA-6 。煙葉長至8葉期時(shí)進(jìn)行葉面噴施，每天噴施1次，連續(xù)施用 3d 。每個(gè)處理重復(fù)3次，每5d取樣1次，共取4次。

1.3 測定指標(biāo)與方法

1.3.1 硝酸還原酶（NR）活性。采用鄒琦[6]的方法測定。1.3.2 蔗糖轉(zhuǎn)化酶（Inv）活性。采用蘇賢坤等7]的方法測定。

1.3.3 腺苷三磷酸酶（ATPase）活性。采用王翠娜等[8]的方法測定。

1.4數(shù)據(jù)分析 采用Excel2010軟件和SPSS20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1DA-6處理對二氯喹啉酸脅迫下煙葉NR活性的影

響硝酸還原酶對植株氮代謝影響較大，其活性與氮代謝的強(qiáng)度呈正相關(guān)。在煙株生長過程中，硝酸還原酶活性高低，直接關(guān)系到蛋白質(zhì)、氨基酸和煙堿等氮化物的合成，對煙草品質(zhì)形成至關(guān)重要[9]。因此，硝酸還原酶活性是植物氮代謝的研究重點(diǎn)之一[10]，氮代謝的強(qiáng)度常用NR 活性來表示。土壤中煙草可直接吸收利用的氮素主要為硝態(tài)氮（ NO₃^--N 和銨態(tài)氮（ NH₄⁺-N）^[11] 。硝酸還原酶在硝酸鹽同化過程中起到關(guān)鍵作用，是一種反應(yīng)限速酶，同時(shí)也是一種誘導(dǎo)酶，其活性以硝酸還原為亞硝酸的量表示，葉片中硝酸還原酶活性的高低直接影響其氮代謝過程[12]

由圖1可知，隨著取樣時(shí)間的延長，3種處理的煙株其煙葉中NR的活性均先升高后逐步降低。在5～10d，煙葉中NR 活性升高，說明煙葉中NR活性受二氯喹啉酸抑制弱；10d后，煙葉中NR活性逐步下降，表明煙葉中NR活性受二氯喹啉酸抑制強(qiáng)。

不同處理下，NR活性為正常煙葉gt;DA-6修復(fù)煙葉gt;脅迫煙葉。這表明受二氯喹啉酸危害的煙葉中NR活性和正常煙葉相比明顯降低；而由DA-6修復(fù)后，煙葉中NR活性比受危害的煙葉高，說明DA-6緩解了二氯喹啉酸對煙葉的脅迫，對煙株生長具有修復(fù)作用。

2.2DA-6處理對二氯喹啉酸脅迫下煙葉Inv活性的影響蔗糖轉(zhuǎn)化酶（Inv）是一種水解酶，能夠反映煙草體內(nèi)碳代謝強(qiáng)弱[13]。Inv 的活性可反映植物葉片對光合產(chǎn)物的利用程度，也是植物碳代謝水平的關(guān)鍵表征。在植物組織中，蔗糖轉(zhuǎn)化酶活性普遍較高，能將植物主要同化產(chǎn)物蔗糖分解成葡萄糖與果糖[4]，為細(xì)胞可溶性糖貯庫補(bǔ)充可利用的六碳糖，這些六碳糖可用于細(xì)胞壁果聚糖的生物合成。蔗糖轉(zhuǎn)化酶還能推動(dòng)葉綠體內(nèi)磷酸丙糖向外轉(zhuǎn)運(yùn)，降低葉綠體中淀粉積累量，并通過與呼吸作用相偶聯(lián)的氧化磷酸化過程產(chǎn)生能量，增強(qiáng)光合碳固定過程[15]。由此可見，蔗糖轉(zhuǎn)化酶與植物組織生長關(guān)聯(lián)緊密，是衡量同化產(chǎn)物轉(zhuǎn)化利用、植物細(xì)胞代謝及生長強(qiáng)度的重要指標(biāo)。打頂后，蔗糖轉(zhuǎn)化酶活性在0～10d基本維持穩(wěn)定，10～30d則急劇下降[7]。在煙株生長后期，蔗糖轉(zhuǎn)化酶活性整體呈下降態(tài)勢[16]。中部葉在成熟過程中，酸性轉(zhuǎn)化酶活性變化規(guī)律一致，均表現(xiàn)為持續(xù)降低[17]

圖1DA-6對煙葉NR活性的影響Fig.1 The effect of DA-6 on NR in tobacco leaves

由圖2可知，3個(gè)處理的煙株葉片Inv活性隨生育期的延長，總體呈逐步下降趨勢。不同處理煙株葉片中Inv活性為正常煙葉gt;DA-6修復(fù)煙葉 gt; 脅迫煙葉。同時(shí)，用DA-6處理的煙葉中Inv活性低于正常煙葉而高于脅迫煙葉， 20d 時(shí)，用DA-6修復(fù)煙葉中Inv活性與正常煙葉接近。表明二氯喹啉酸脅迫下煙葉中Inv活性受到抑制；而用DA-6處理的煙葉中Inv活性高于受脅迫的煙株，這說明DA-6緩解了二氯喹啉酸的毒害作用，對煙葉中Inv活性具有修復(fù)作用。

圖2DA-6對煙葉Inv活性的影響

Fig.2Theeffect ofDA-6 on Invintobaccoleaves

2.3DA-6處理對二氯喹啉酸脅迫下煙葉ATP酶活性的影響ATP酶（腺苷三磷酸酶）[18]是一種跨膜蛋白，廣泛存在于各類植物細(xì)胞質(zhì)膜、液泡膜、光合膜和線粒體內(nèi)膜等部位[9]，在維持細(xì)胞內(nèi)外各種離子正常濃度中起著重要作用[20]。通常而言，植物細(xì)胞內(nèi)有多種 Ca²⁺ -ATPase。它們在維持細(xì)胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)平衡系統(tǒng)、調(diào)控PCD（細(xì)胞程序性死亡）以及參與有絲分裂等過程中，發(fā)揮關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用[21]。ATP酶活性高時(shí)能刺激氫離子的分泌，促進(jìn)細(xì)胞的伸長，植物體內(nèi)的ATP酶與細(xì)胞分裂、物質(zhì)合成、溶質(zhì)吸收和抗性等功能有關(guān)[10]

由圖3可知，正常煙株隨生長期的延長，煙葉中ATP酶活性呈逐漸增高的趨勢；用DA-6修復(fù)受二氯喹啉酸脅迫的煙株，煙葉中ATP酶活性隨煙株生長時(shí)間的延長先小幅升高再小幅下降。這顯示在 15～20d 取樣，受脅迫煙株生長需要的ADP開始減少，其生長狀況較之前有所下降。

不同處理煙葉中ATP酶活性表現(xiàn)為正常煙葉gt;DA-6修復(fù)煙葉 gt; 脅迫煙葉。說明受二氯喹啉酸脅迫的煙葉中ATP酶活性明顯低于正常煙葉的酶活性，這是二氯喹啉酸抑制ATP酶活性的結(jié)果；而用DA-6修復(fù)后的煙葉中ATP酶活性高于受脅迫的煙葉，這表明DA-6提高了ATP酶活性，起到了修復(fù)作用，緩解了二氯喹啉酸對煙葉中ATP酶活性的抑制。

圖3DA-6對煙葉ATP酶活性的影響

Fig.3TheeffectofDA-6onATPenzymeintobaccoleaves

3結(jié)論

以二氯喹啉酸為有效成分的除草劑，因其對稗草的選擇性好、藥效期長、使用方便而被大量使用。但其易殘留于土壤中，分解速率緩慢，致使后茬煙草生長嚴(yán)重畸形，給煙草產(chǎn)業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[22]。研究表明，在二氯喹啉酸脅迫下，煙草植株的生理生化進(jìn)程紊亂，煙葉內(nèi)3種關(guān)鍵酶活性呈現(xiàn)出顯著的變化：硝酸還原酶（NR）活性呈先升高再降低的態(tài)勢，這與李建偉等[23]研究結(jié)果一致，意味著煙株氮代謝前期應(yīng)激性增強(qiáng)，而后由于脅迫逐漸衰退；蔗糖轉(zhuǎn)化酶（Inv）活性呈逐漸下降趨勢，反映出煙株碳代謝功能受阻、減弱；ATP酶活性變化表明煙株生長活力被抑制，細(xì)胞能量代謝失衡，正常生理功能受到抑制。

DA-6屬于叔胺類植物生長調(diào)節(jié)劑，具備增強(qiáng)植物光合速率、調(diào)控碳氮代謝的能力，進(jìn)而有助于改善作物品質(zhì)、增加產(chǎn)量。該研究發(fā)現(xiàn)，合理施用DA-6能夠激活受二氯喹啉酸脅迫的煙葉內(nèi)NR、Inv和ATP酶3種酶的活性，增強(qiáng)了煙草氮碳及能量代謝，緩解二氯喹啉酸對煙株的危害，修復(fù)處理煙草葉片中3種酶活性均高于危害煙株略低于正常煙株，顯示DA-6噴施危害煙株不僅增強(qiáng)煙株氮碳及能量代謝，且能夠緩解二氯喹啉酸對煙株造成的損害，推動(dòng)煙草的生長與發(fā)育進(jìn)程，以此提升煙葉的產(chǎn)量與質(zhì)量，切實(shí)降低經(jīng)濟(jì)損失。因此，該研究采用DA-6對受二氯喹啉酸脅迫的煙草進(jìn)行噴施，對煙草3種酶活性具有較好的修復(fù)效應(yīng)，在稻煙輪作生產(chǎn)中提高煙葉品質(zhì)、產(chǎn)量及煙農(nóng)的經(jīng)濟(jì)效益前景廣闊。

參考文獻(xiàn)

[1]陳榮華，張祖清，申昌優(yōu)，等.煙葉生產(chǎn)中的除草劑藥害[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2008，20（7）：116-117，119.

[2]李照怡，楊敬之，尹顯慧，等.煙田前茬殘留二氯喹啉酸的解毒劑篩選[J].煙草科技，2024，57（4）：53-60.

[3]李海霞，邢國珍，孟南，等.復(fù)合菌肥對二氯喹啉酸脅迫下煙株抗氧化酶活性及丙二醛含量的影響[J].雜草學(xué)報(bào)，2022，40（4）：64-69.

[4]周小會，舒然，黃化剛，等.不同修復(fù)劑對二氯喹啉酸致害煙株及其土壤微生物和酶活性的影響[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2018，49（11）：2210-2217.

[5]朱大鵬，王銘琦.DA-6及其類似結(jié)構(gòu)化合物的合成和應(yīng)用[J].農(nóng)藥，2010，49（11） ：787-789，818.

[6]鄒琦.植物生理生化實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1995.

[7］蘇賢坤，陳松，張國平.不同烤煙品種葉片光合特性和相關(guān)酶活性的葉位差異性分析[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)（農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版），2009，35（5）：537-542.

[8]王翠娜，王永章，李培環(huán)，等.套袋紅富士蘋果果實(shí)發(fā)育過程中 Ca²⁺ 一ATPase 活性變化[J].青島農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，27（3）：209-212.

[9]何建華，徐彥軍，王健，等.不同農(nóng)藝措施對K326上部葉單葉重及硝酸還原酶活性的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（20）：10632-10633，10636.

[10]董昆，郭守華.蘋果葉片硝酸還原酶活性影響因素的研究[J].河北果樹，2010（4）：4-5，8.

[11]張新要，劉衛(wèi)群，易建華，等.紅壤、水稻土上不同氮素形態(tài)配比對烤煙碳氮代謝關(guān)鍵酶活性的影響[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，20（2）：225-230.

[12]王新中，段鳳云，王德勛，等.津引品種質(zhì)體色素和硝酸還原酶活性動(dòng)態(tài)變化規(guī)律[J].昆明學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，31（6）：28-30，37.

[13]劉世亮，劉增俊，楊秋云，等.外源糖調(diào)節(jié)不同碳氮比對烤煙生理生化特性及化學(xué)成分的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2007，22（6）：161-164.

[14］劉衛(wèi)群，張聯(lián)合，劉建利.烤煙生長發(fā)育過程中葉片轉(zhuǎn)化酶活性變化初探[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，36（1）：15-17.

[15]武雪萍，劉國順，朱凱，等.施用有機(jī)酸對煙草生理特性及煙葉化學(xué)成分的影響[J].中國煙草學(xué)報(bào)，2003，9（2）：23-27.

[16]劉衛(wèi)群，陳良存，徐鑫麗.硝酸銨追肥對生長后期NC89葉片中硝酸還原酶和轉(zhuǎn)化酶活性的影響[J].煙草科技，2005，38（8）：35-37.

[17]王健，何建華，徐彥軍.烤煙下部葉采收次數(shù)對中部葉糖代謝相關(guān)酶活性的影響[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（8）：59-61.

[18]王春光，顏冬云，徐紹輝，等.擬除蟲菊酯農(nóng)藥對酶活性抑制的研究進(jìn)展[J].農(nóng)藥，2010，49（6）：403-406，415.

[19]馬麗賢，董寬虎.鹽堿脅迫對華蒲公英質(zhì)膜ATP酶和 5^°- 核苷酸酶的影響[J].草地學(xué)報(bào)，2010，18（4）：556-559.

[20]馬新明，李春明，劉海濤，等. CdPb 污染對烤煙ATP酶活性及煙葉品質(zhì)的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2007，26（2）：708-712.

[21]甘小洪，丁雨龍.毛竹莖稈纖維發(fā)育過程中 Ca²⁺ -ATPase分布的動(dòng)態(tài)變化[J].電子顯微學(xué)報(bào)，2008，27（3）：217-222.

[22]邢國珍，李海霞，孟南，等.復(fù)合菌肥對二氯喹啉酸危害的煙株根際土壤酶活性的影響[J].現(xiàn)代農(nóng)藥，2022，21（4）：48-52.

[23]李建偉，鄭少清，石俊雄，等.不同氮素形態(tài)組合對煙葉硝酸還原酶和酸性轉(zhuǎn)化酶的影響[J].耕作與栽培，2003（2）：51-52.