不同表面活性劑對赤霉素在蘋果角質(zhì)膜滲透的影響

李守龍 岳彩鵬 于倩倩 張堯堯 胡文浩 史團(tuán)省

摘要 [目的]探討不同表面活性劑的使用效果，篩選出高效復(fù)合型的表面活性劑。[方法]在20、25和30 ℃條件下選用辛二酸二乙酯（DESU）、磷酸三丁酯（TBP）和癸二酸二乙酯（DES）3種不同濃度表面活性劑及其不同配方的復(fù)合型表面活性劑，進(jìn)行了離體蘋果角質(zhì)膜滲透試驗，研究不同表面活性劑對赤霉素在角質(zhì)膜滲透吸收的影響。[結(jié)果]TBP、DES和DESU及其混合型的表面活性劑都對赤霉素在蘋果果實離體角質(zhì)膜上的滲透有明顯的促進(jìn)作用。其中，DESU的促進(jìn)作用高于TBP和DES，是對照組效果的5.27倍，使用的最佳濃度為300 mg/L；DES和TBP作用效果分別是對照組的4.87和3.97倍，最佳使用濃度分別為180 和60 mg/L；混合型的表面活性劑TBP+DESU（濃度為60 mg/L+300 mg/L）對赤霉素的滲透促進(jìn)作用最顯著，是對照組的7.39倍。[結(jié)論]該研究結(jié)果為植物微肥產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和使用提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 蘋果角質(zhì)膜；表面活性劑；復(fù)合型表面活性劑；赤霉素；滲透量

中圖分類號 S-3文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 0517-6611（2018）16-0004-04

Abstract [Objective] The aim was to explore the use effect of different surfactants and screen out effective compound surfactant.[Method] A highefficiency compound surfactant was selected to explore the effect of different surfactants， the cutin membranes of apple were sprayed with three kinds of surfactants of tributyl phosphate （TBP）， diethyl sebacate （DES） and diethyl suberate （DESU） respectively and the their mixed surfactants to study the effect on gibberellin （GA） absorption at 20，25 and 30 ℃.[Result] The TBP， DES and DESU surfactant and its hybrid watch all of gibberellin on apple fruit in vitro cutin membrane permeability had obvious promoting effect， including DESU promoting effect was higher than TBP and DES， 5.27 times that of the control effect.The optimum concentration was 300 mg/L；the effects of DES and TBP were 4.87 times and 3.97 times as that of control group， and the optimal concentration was 180 and 60 mg/L respectively.The mixed surfactant TBP+DESU （concentration of 60 mg/L+300 mg/L） had the most significant effect on the osmotic effect of erythromycin， which was 7.39 times of the control group.[Conclusion] The result provides theoretical basis for research， production and use of plant microfertilizer products.

Key words Apple cuticle；Surfactant；Compound surfactant；Gibberellin；Osmotic quantity

大多數(shù)植物體的外表面由一層角質(zhì)膜覆蓋，而角質(zhì)膜主要分為蠟質(zhì)層、角質(zhì)層和角化層[1]。角質(zhì)膜的主要功能：防御病蟲害；防止水分的散失，保持植物體內(nèi)水分平衡；調(diào)節(jié)氣體交換[2]；減少非生物因素的傷害、減弱紫外線吸收等[3]。角質(zhì)膜影響葉面肥中有效物質(zhì)的滲透和吸收，是阻礙外界物質(zhì)滲透的第一道屏障[4]。若要增強(qiáng)葉面肥中有效物質(zhì)的滲透和吸收，需要使用藥劑來改善角質(zhì)膜。通過加入具有潤濕、滲透、分散等作用的表面活性劑，來提高藥劑的有效性[5]。

表面活性劑能夠在低濃度下改變?nèi)軇┍砻嫘再|(zhì)，是一種兩親性分子[6]。表面活性劑由親水疏油的極性基和親油疏水的非極性基構(gòu)成[7]，其在低濃度下即可降低溶液的表面張力，根據(jù)自身的特性，達(dá)到一定的濃度后，可以締結(jié)形成膠束CM，具有潤濕作用、乳化作用、分散作用和增溶作用[8]。

赤霉素（gibberellin，簡稱GA）是一種植物激素，分布在各種植物體內(nèi)。赤霉素在植物生長發(fā)育的過程中不僅能促進(jìn)植物提早開花、結(jié)果，還能夠促進(jìn)植物的種子發(fā)芽[9]。赤霉素被廣泛應(yīng)用于各種農(nóng)作物上，而在蔬菜上的應(yīng)用更加廣泛，對蔬菜和農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)有顯著促進(jìn)和提高作用。筆者應(yīng)用離體角質(zhì)膜滲透方法（SOFU），以TBP、DES、DESU 3種表面活性劑進(jìn)行離體角質(zhì)膜試驗[10]，通過測定分析離體蘋果果實角質(zhì)膜上的赤霉素滲透量，研究了不同表面活性劑對赤霉素滲透量的影響，以期為篩選出高效復(fù)合型表面活性劑和最佳使用濃度以及植物微肥產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和使用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗材料。實驗室自制卡瑪、離體蘋果角質(zhì)膜、蘋果（Malus pumila Mill）等。

1.1.2 藥劑與試劑。磷酸三丁酯（TBP）、辛二酸二乙酯（DESU）、癸二酸二乙酯（DES）、鹽酸、氫氧化鉀、檸檬酸、氯化汞、赤霉素純品（上海杰李生物技術(shù)有限公司）、濃硫酸、乙醇等，以上試劑均為分析純。

1.2 方法

1.2.1 離體蘋果角質(zhì)膜的制作。將蘋果用水沖洗干凈，用打孔器在蘋果上打孔，然后削下打孔的果皮。將果皮浸泡在配制好的果膠酶與纖維素酶的混合溶液中，用玻璃棒攪拌均勻，然后用保鮮膜將容器封口。在室溫下放置7 d后，角質(zhì)膜與果肉分離，將蘋果皮沖洗干凈，將其平鋪在展板上，室溫條件下自然風(fēng)干，保存于干燥容器內(nèi)備用。

1.2.2 試驗設(shè)計。選用不同濃度的TBP、DES、DESU 3種表面活性劑以及混合表面活性劑（將所選3種表面活性劑按照表1的配方混合后配制成混合表面活性劑以供使用）進(jìn)行試驗。

將蘋果膜貼在卡瑪內(nèi)，向卡瑪內(nèi)注入0.6 mL不同濃度表面活性劑溶液，并分組編號。每組15個重復(fù)，同時設(shè)有空白對照CK（溶液中未加任何表面活性劑）。在角質(zhì)膜上表面滴加赤霉素溶液，室溫放置20 min，待溶液干后用透明膠帶封口。將卡瑪放置在托盤上，放入恒溫培養(yǎng)搖床中，在不同溫度（20、25、30 ℃）條件下，搖床轉(zhuǎn)速調(diào)整為45 r/min，放置后每隔24 h用注射針抽取1次卡瑪內(nèi)的表面活性劑溶液，放入樣品瓶中，抽取的溶液即為待測液。每次抽取后需要重新向卡瑪中加入0.6 mL相同濃度的表面活性劑溶液，直到48 h結(jié)束試驗。

1.2.3 測定方法。將待測液用超純水定容至2 mL，然后加入3 mL 85%濃硫酸反應(yīng)20 min，測定其在414 nm波長處的吸光度（A）。配制赤霉素的標(biāo)準(zhǔn)液，同時進(jìn)行測量，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[11]。

1.2.4 統(tǒng)計方法。將待測液吸光度（A）代入赤霉素標(biāo)準(zhǔn)回歸方程中，計算出待測液中赤霉素含量。試驗數(shù)據(jù)用SigmaPlot統(tǒng)計軟件計算出其平均值和誤差，并作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 表面活性劑在20 ℃時對赤霉素在角質(zhì)膜上滲透的影響

由表2可知，與對照組相比，TBP、 DES、 DESU這3種表面活性劑對赤霉素在蘋果果實離體角質(zhì)膜的滲透中均有促進(jìn)作用。當(dāng)TBP的濃度為60 mg/L、 DES的濃度為180 mg/L、 DESU的濃度為300 mg/L時，它們的促進(jìn)作用最顯著。當(dāng)TBP濃度為60 mg/L 時，24與48 h樣品中赤霉素的含量分別是CK的3.97和2.65倍。當(dāng)DES濃度為180 mg/L時，24與 48 h樣品中赤霉素的含量分別是CK 的4.87和3.92倍。當(dāng)DESU濃度為300 mg/L時，24與 48 h樣品中赤霉素的含量分別是CK的5.27和3.85倍。

由圖1可知，當(dāng)樣品中加入混合表面活性劑后，樣品中赤霉素滲透量顯著高于對照組（CK）。混合型表面活性劑（TBP與DESU混合）的促進(jìn)效果最明顯，當(dāng)混合液中TBP和DESU的濃度分別為60和300 mg/L時，在24和48 h時，對赤霉素的滲透促進(jìn)效果最顯著，赤霉素的滲透量是對照組的5.47和7.39倍。且24～48 h的滲透量大于0～24 h，表明混合型表面活性劑的持續(xù)性比單一的表面活性劑持續(xù)性強(qiáng)。試驗中也有混合型表面活性劑促進(jìn)滲透作用與單一的表面活性劑相比并不明顯，原因可能是與溫度以及表面活性劑的物化性質(zhì)有關(guān)。

2.2 表面活性劑在25 ℃時對赤霉素在角質(zhì)膜上滲透的影響

由表3可知，與對照組相比，TBP、 DES、 DESU這3種表面活性劑對赤霉素在蘋果果實離體角質(zhì)膜上的滲透中均有促進(jìn)作用。TBP的濃度為60 mg/L、DES的濃度為180 mg/L、DESU的濃度為300 mg/L時，它們的促進(jìn)作用最顯著。當(dāng)TBP濃度為60 mg/L時，24與48 h樣品中赤霉素的含量分別是對照組的2.56和1.76倍。當(dāng)DES濃度為180 mg/L時，24與48 h樣品中赤霉素的含量分別是對照組的3.94和2.88倍。當(dāng)DESU濃度為300 mg/L時，24與 48 h樣品中赤霉素的含量分別是對照組的4.10和3.11倍。

由圖2可知，在混合型表面活性劑的作用下，樣品中赤霉素的含量高于對照組中赤霉素。不同配方的混合型表面活性劑對赤霉素滲透的促進(jìn)效果有一定的差別。當(dāng)DES與DESU混合后，混合型表面活性劑的促進(jìn)效果最顯著，當(dāng)混合液中DES和DESU的濃度分別為120和350 mg/L時，24和48 h對赤霉素的滲透促進(jìn)效果最明顯，赤霉素滲透量分別是對照組的6.12和5.25倍。

2.3 表面活性劑在30 ℃時對赤霉素在角質(zhì)膜上滲透的影響

由表4可知，與對照組相比，TBP、 DES、 DESU這3種表面活性劑對赤霉素在蘋果果實離體角質(zhì)膜的滲透中均有促進(jìn)作用。TBP的濃度為60 mg/L、DES的濃度為120 mg/L、DESU的濃度為350 mg/L時，它們的促進(jìn)效果最顯著。當(dāng)TBP濃度為60 mg/L 時，24與 48 h樣品中赤霉素的含量分別是對照組的3.32和1.99倍。當(dāng)DES濃度為120 mg/L時，24與 48 h樣品中赤霉素的含量分別是對照組的3.08和1.78倍。當(dāng)DESU濃度為350 mg/L時，24與 48 h樣品中赤霉素的含量分別是對照組的3.60和2.13倍。

由圖3可知，混合型表面活性劑對赤霉素的滲透有顯著的促進(jìn)效果，由于混合型表面活性劑中的含量不同，其對赤霉素的滲透的影響差別較大。24 h時，當(dāng)TBP與DESU混合后，混合型表面活性劑的促進(jìn)效果最顯著，當(dāng)混合液中TBP濃度為60 mg/L，DESU的濃度為350和300 mg/L時，赤霉素滲透量最大，是對照組的2.52倍。在48 h時，當(dāng)混合液中TBP的濃度為60 mg/L和DESU 的濃度為300 mg/L時，赤霉素滲透量最大，是對照組的2.24倍。

3 結(jié)論與討論

單一使用3種表面活性劑對赤霉素在蘋果角質(zhì)膜上的滲透均有促進(jìn)作用。溫度在20、25 ℃條件下，TBP、DES和DESU的最佳使用濃度分別為60、180、300 mg/L；在30 ℃條件下，TBP、DES和DESU的最佳使用濃度分別為60、120、350 mg/L。

3種表面活性劑在20 ℃時對赤霉素滲透的促進(jìn)效果高于25和30 ℃。在20 ℃條件下，TBP 在60 mg/L時，24和48 h赤霉素的滲透量是對照組的3.97和2.65倍，DES在180 mg/L時，24和48 h赤霉素的滲透量是對照組的4.87和3.92倍，DESU在300 mg/L時，24和48 h赤霉素的滲透量是對照組的5.27和3.85倍。通過在不同溫度下各種表面活性劑的促進(jìn)效果的比較可知，表面活性劑能夠在低溫下發(fā)揮良好的作用。

混合型表面活性劑在20和30 ℃條件下，混合型表面活性劑的最佳使用濃度為TBP（60 mg/L）+DESU（300 mg/L）。 25 ℃條件下，混合型表面活性劑的最佳使用濃度為DES（120 mg/L）+DESU（350 mg/L）?；旌闲捅砻婊钚詣㏕BP（60 mg/L）+DESU（300 mg/L）在20 ℃條件下48 h時樣品中赤霉素的含量最高，是對照組的7.39倍。

研究結(jié)果表明，溫度在20、25和30 ℃條件下，試驗所選的表面活性劑都能促進(jìn)赤霉素在蘋果角質(zhì)膜中的滲透。影響赤霉素在角質(zhì)膜上的滲透因素有表面活性劑的種類和濃度、不同的溫度、不同復(fù)合型表面活性劑的配比。在同一溫度條件下，表面活性劑的表面活性與其親水基團(tuán)的種類和疏水基團(tuán)的結(jié)構(gòu)碳鏈長度有直接關(guān)系[12]。復(fù)合型表面活性劑由于配方比例不同導(dǎo)致的作用效果也不同，因此，復(fù)合型表面活性劑只有按照一定的比例在一定的濃度條件下才能達(dá)到最佳效果。

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