三唑酮預(yù)處理對干旱脅迫下百日草幼苗生長生理的影響

齊 穎，羅 平，胡小京

(貴州大學 農(nóng)學院，貴陽 550025)

百日草(ZinniaelegansJacq.)為菊科一年生草本花卉，最初產(chǎn)自于墨西哥，常用于夏季園林裝飾、道路綠化、公園造景、花帶布置等。近年來全球干旱地區(qū)日益增多，干旱缺水會影響百日草的種子萌發(fā)、生長發(fā)育，對植株氮、碳代謝及光合作用等生理過程也會帶來傷害[1-2]，進而降低其觀賞性。當前，如何緩解干旱脅迫對百日草傷害已成為人們關(guān)注的焦點。三唑酮(triadimefon)是一種植物生長調(diào)節(jié)劑，有“抑上促下”的作用，也可作為殺菌劑，常用于治療禾本科作物的白粉病及銹病?，F(xiàn)有研究表明，三唑酮提高SOD、CAT活性，抑制POD活性與MDA含量的提高，從而抑制水稻葉片的衰老[3]。在逆境下噴施三唑酮，能使植物葉片中SOD活性顯著提高，同時還能降低蒸騰，維持植株逆境下的代謝平衡[4-6]，增強了植物抵御干旱的能力。目前關(guān)于三唑酮對百日草生長和抗旱性影響研究尚未見報道。本試驗以百日草為試材，研究不同濃度三唑酮對干旱脅迫下百日草幼苗生長的影響及生理特性的變化機理，并篩選出對百日草抗旱性促進效果最佳的三唑酮濃度，旨為百日草的抗旱栽培應(yīng)用及抗性品種的選育提供一定的理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料和方法

1.1 播 種

供試品種為百日草‘夢幻紅’，購于杭州丹諾園藝有限公司。用1%高錳酸鉀液對百日草種子浸種30 min進行消毒，然后播種于72孔穴盤。處理試劑為(國光)三唑酮乳油(TD，20%)，由杭州果攸生態(tài)環(huán)境科技有限公司生產(chǎn)。

1.2 移栽培養(yǎng)

采用盆栽法對百日草幼苗進行培養(yǎng)，當幼苗長至3對真葉時移植于營養(yǎng)缽中，每盆3株，每個處理重復(fù)10盆，共70盆。供試土壤為育苗基質(zhì)，其成分及配比為泥炭土∶珍珠巖∶干雞糞=6∶2∶2，并用50%的多菌靈粉劑配置500倍液，對基質(zhì)進行消毒，移栽后以1 000倍磷酸二氫鉀澆灌。平時對幼苗進行日常澆水管理。當百日草第4對真葉完全展開后，采用葉面噴施法噴施不同濃度三唑酮(CK.清水；T1.100 mg·kg-1；T2.150 mg·kg-1；T3.200 mg·kg-1；T4.250 mg·kg-1；T5.300 mg·kg-1)。噴施藥劑后處理組停止?jié)菜屚寥雷匀桓珊?；開始干旱時，土壤含水量為80%，以后每天平均降低約3.89%，至第9天為45%；干旱第9天指標測定完成后開始復(fù)水處理。期間空白對照組(CK0)，土壤水分一直保持在田間持水量的80%～85%。

1.3 百日草生長指標測定

分別于干旱、復(fù)水第9天對百日草進行生長指標測定。用卷尺測量百日草幼苗的株高(cm)、根長(cm)，用游標卡尺測量莖粗(mm)，用葉面積測量儀測量葉面積(cm2)，用稱重法稱量地上部與地下部干重，并根據(jù)公式“地下部干重(R)/地上部干重(S)”計算根冠比。

1.4 百日草生理指標測定

在干旱、復(fù)水處理后的第3、6和9天進行各項生理指標的測定。葉綠素含量(Chl)采用乙醇浸提法；可溶性蛋白含量(SP)和脯氨酸含量(Pro)分別采用考馬斯亮藍G-250法、茚三酮試劑法；過氧化物酶活性(POD)、超氧化物歧化酶活性(SOD)及丙二醛含量(MDA)分別采用愈創(chuàng)木酚顯色法、NBT光還原法、硫代巴比妥酸法；相對電導(dǎo)率采用電導(dǎo)法測定。以上指標的測定均參照高俊鳳[7]的方法。

1.5 數(shù)據(jù)處理及分析

利用Excel 2013對所得數(shù)據(jù)進行計算，利用Microsoft word 2013進行圖表繪制，利用DPS軟件對各處理進行差異顯著性分析。采用隸屬函數(shù)法來評價各處理的綜合表現(xiàn)[8]。

2 結(jié)果與分析

2.1 三唑酮預(yù)處理對干旱脅迫下百日草株高、莖粗、根長、根粗的影響

從表1可以看出，干旱逆境對百日草幼苗株高的影響非常大，經(jīng)干旱脅迫的植株顯著比正常水分(CK0)的植株矮40%～50%；而經(jīng)葉面噴施三唑酮之后，隨著TD濃度的增加，與CK相比，幼苗株高的增長率呈先增加后降低的趨勢。復(fù)水第9天，百日草株高明顯增加，處理組的株高仍顯著低于CK，并以T5最低。從根長來看，干旱第9天，各處理的根長均比CK高，與CK均有顯著差異，說明三唑酮能有效地增加干旱條件下百日草幼苗的根長，使植株根系更發(fā)達，能更好適應(yīng)逆境。干旱逆境下百日草幼苗的莖粗明顯低于空白對照CK0，同期，每組處理莖粗均高于CK，表現(xiàn)為T2>T4>T3>T1=T5>CK，且均有顯著差異。復(fù)水第9天，與CK相比，各處理的根長、莖粗均有增加，以T4最高。所以，噴施三唑酮能有效增加干旱脅迫下百日草的根長、莖粗。

表1 三唑酮預(yù)處理對干旱脅迫下百日草農(nóng)藝性狀的影響

2.2 三唑酮預(yù)處理對干旱脅迫下百日草葉面積、根冠比的影響

干旱第9天，各TD處理的葉面積均低于CK，以T2最低，顯著低于CK 17.24%；復(fù)水第9天，各處理葉面積有大幅度增加，且高于CK，表現(xiàn)為T4>T5>T3>T2>T1>CK?？梢姡珊得{迫會顯著抑制百日草葉面積增長，三唑酮處理使這種抑制葉面積增加的效果更加明顯；復(fù)水處理后，經(jīng)三唑酮處理能明顯促進百日草葉面積的恢復(fù)，以T4(250 mg·kg-1TD)處理的效果最好。干旱第9天，各處理的根冠比均高于CK和CK0，表現(xiàn)為T4>T3>T5=T2>T1>CK>CK0，且以T4最高，顯著高于CK 58.3%；復(fù)水第9天，各TD處理根冠比均下降。說明在干旱脅迫下，噴施三唑酮能明顯提高百日草植株的根冠比，效果以250 mg·kg-1TD處理的最好(表1)。

2.3 三唑酮預(yù)處理對干旱脅迫下百日草葉綠素含量的影響

從圖1可知，隨著干旱時間的推后，所有處理的葉綠素(Chl)含量基本呈先上升后下降趨勢。干旱第3天，隨著TD濃度的增加，各處理呈低-高-低的變化，以T3最高，且低于CK0；干旱第6天，每組的Chl含量都各有上升，均高于CK，尤以T4最高，比CK高57.6%；至第9天時，T1、T2變化不大，其余處理的Chl含量均呈下降趨勢，且都高于CK，并以T2含量最高。復(fù)水后第3天，所有處理Chl含量均有上升，以T3最高，且達到峰值(9.8 mg·g-1)，顯著高于CK(63.3%)；復(fù)水至第6、9天，所有處理的Chl含量整體略有下降，但各處理Chl含量均高于CK，且有顯著差異。

2.4 三唑酮預(yù)處理對干旱脅迫下百日草可溶性蛋白含量的影響

由圖2看出，干旱第3天時，各處理的可溶性蛋白(SP)含量均高于CK，其中以T3最高；在第6天時，除T1外，其余處理含量均有所降低，且T2、T4、T5的SP含量低于CK，而T1、T3則高于CK；第9天時，T4的SP含量最高(0.54 μg·g-1)，比CK高7.9%。經(jīng)復(fù)水處理后，T1、T2、T3的SP含量先增后減，T4、T5逐漸下降，所有處理的SP含量均高于CK，以T4含量最高，與對照和其他處理差異顯著，且復(fù)水后第3天，T4的SP含量達到峰值(0.85 μg·g-1)，分別高于CK和CK090.6%和73.8%。由此表明，干旱脅迫下一定濃度的TD會阻礙SP含量降低；復(fù)水后經(jīng)TD處理的SP含量會增加，以提高植物細胞的保水能力。

2.5 三唑酮預(yù)處理對干旱脅迫下百日草脯氨酸含量的影響

由圖3可知，隨干旱天數(shù)的增加，脯氨酸(Pro)含量也隨之增加；干旱第3天，CK的Pro含量最低，除T5外，與其余處理達顯著差異；第6、9天時，每組Pro含量逐漸增加，且明顯高于CK；第6天以T4最高，T5次之；第9天以T1最高，顯著高于其他處理與CK。復(fù)水后各處理的Pro含量與復(fù)水前變化不大，總體來看，經(jīng)TD處理的較CK及CK0高；復(fù)水第9天，以T4最好(26.6 μg·g-1)，顯著高于CK 36.4%。由此表明，隨干旱脅迫加劇，Pro含量也會增加，以此提高植物的抗逆性；而施用TD會進一步積累Pro，使得百日草植株的抗逆性更強，且復(fù)水后能維持較高的Pro水平，并以250 mg·kg-1TD處理效果更佳。

2.6 三唑酮預(yù)處理對干旱脅迫下百日草POD和SOD活性的影響

從圖4可看出，干旱脅迫期間，所有處理的POD、SOD活性呈先增加后降低的變化趨勢。干旱第3、6天，各處理POD、SOD活性均高于CK，2個指標以T4、T3較高，并顯著高于CK；干旱第9天，POD活性以T4最高，顯著高于CK 145.9%；SOD活性以T3最高，顯著高于CK 38.83%。復(fù)水后第3天，除T5外，其余處理POD、SOD活性均有上升，POD活性以T1、T2上升幅度最大，此時T4最高，顯著高于CK 71.8%；而各處理SOD活性與CK間均表現(xiàn)顯著差異，且T3、T4的 SOD活性恢復(fù)基本一致。至第6、9天，所有處理的POD、SOD活性略有上升，且均高于CK。結(jié)果表明：干旱脅迫能使百日草POD、SOD活性下降，而噴施TD能有效提高兩者的活性。

2.7 三唑酮預(yù)處理對干旱脅迫下百日草REC和MDA的影響

由圖5可見，隨處理時間的延長，空白對照CK0的相對電導(dǎo)率(REC)變化不大，所有干旱處理的REC整體呈上升趨勢，復(fù)水后又逐漸下降。具體來說，干旱期間，5個處理REC均低于CK；第3天以T5最低，顯著低于CK 28.40%；干旱第6天，各處理均顯著低于CK；干旱第9天，每個處理REC持續(xù)增加，仍以T5最低，顯著低于CK 29.91%。同時，在干旱脅迫期間各處理和CK的MDA含量均一直上升。干旱第3、6天，各處理顯著低于CK，其中前者以T4最低，后者以T5最低。干旱第9天，各處理MDA含量達最高，以T4最低，顯著低于CK 53.5%。復(fù)水后第3天至第9天，各處理的REC和MDA含量持續(xù)下降，且較CK低，并以T5的REC最低。結(jié)果表明一定濃度范圍的TD能明顯減緩干旱后百日草REC增加和MDA的積累，兩指標均以T5(300 mg·kg-1TD)處理減緩效果最好。

2.8 隸屬函數(shù)分析評價

在評價不同濃度三唑酮處理的效果時，不能以單一因素來反映干旱脅迫下百日草幼苗生長及生理生化影響的優(yōu)劣。所以，以干旱脅迫第9天的數(shù)據(jù)為準，綜合各農(nóng)藝性狀指標和生理生化指標，對各處理采取隸屬函數(shù)綜合評判。由表2可知，所有處理的優(yōu)劣排序結(jié)果為：處理T4>T3>CK0>T5>T2>T1>CK。由此得知，濃度為250 mg·kg-1的三唑酮對干旱脅迫下百日草幼苗的綜合緩解效果最好，最有利于百日草的抗逆性栽培。

表2 隸屬函數(shù)分析評價表

3 討 論

在干旱脅迫下，植株可以通過逆境的變化來改變植株的外形，以更直觀的方式表現(xiàn)植物對干旱的適應(yīng)能力[9-10]。本試驗發(fā)現(xiàn)，經(jīng)干旱脅迫的幼苗，其株高、莖粗、根長、葉面積、根冠比等指標都明顯差于正常水分條件下生長的植株，此結(jié)果與干旱脅迫對鉤藤生長的影響一致[11]。研究表明，噴施三唑酮能抑制株高，這和吳園園等[12]研究結(jié)果一致，且特定濃度的三唑酮可抑制百日草幼苗的葉面積增加，以此來降低蒸騰速率，減少水分的散失，從而達到抗旱的效果。此外，噴施三唑酮還能增加莖粗及根長，提高根冠比，并以250 mg·g-1效果最好，此結(jié)果與利用240 mg·L-1三唑酮緩解干旱脅迫下蕾薹期油菜生長和抗氧化特性的結(jié)果相似[13]。即在缺水條件下，通過對百日草噴施三唑酮，可以很好地緩解其逆境下的抑制效果，這和三唑酮對大豆花期干旱的緩解作用結(jié)果相符合[14]。究其原因，可能是因為三唑酮能增強植物自身的抗逆調(diào)節(jié)作用，從而在逆境下增加地下部分的比重來提高抗逆性。

葉綠素主要參與吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換光能，在光合作用中占有重要地位[15]。水分脅迫減少了百日草的葉綠素含量，是由于干旱脅迫不僅妨礙葉綠素的生物合成，并且能加快分解速度[16]。本研究表明，干旱脅迫處理組的葉綠素含量明顯低于空白對照，這和前人的研究結(jié)果一致；隨著干旱程度的加深，各處理的葉綠素含量呈先升高后降低趨勢，至干旱結(jié)束，每處理的葉綠素含量均高于CK，說明三唑酮能增加干旱脅迫下百日草葉片中葉綠素的合成，減緩葉綠素的分解。這可能是通過保護葉綠體膜系統(tǒng)的正常結(jié)構(gòu)和功能來實現(xiàn)。

植物缺水后，其體內(nèi)某些蛋白質(zhì)合成被抑制，為減少缺水帶來的傷害，植物會誘導(dǎo)產(chǎn)生某些抗逆性蛋白質(zhì)(如SP)[17]。SP含量越高，越有利于降低植物滲透勢水平、增強其抵抗脫水能力，以抵御干旱帶來的傷害。本研究中，噴施三唑酮能有效提高百日草中SP的含量，增加植物的抗旱能力，進一步驗證了前人的研究結(jié)論。脯氨酸在植物體內(nèi)起調(diào)節(jié)滲透物質(zhì)及防止脫水的作用，有保護膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，清除自由基，解除氨毒等功能[18]。本研究表明，噴施適宜濃度的三唑酮能有效增加百日草中脯氨酸的含量，以更好地發(fā)揮滲透調(diào)節(jié)作用，保護膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定來增加植物的抗逆性。

SOD、POD是植物抵御脅迫傷害的保護酶系統(tǒng)。有研究發(fā)現(xiàn)，輕度缺水，SOD活性上升，重度缺水，SOD活性下降[19]。植物細胞衰老可從POD活性變化反映出來，POD既有益處，也會損傷細胞[20]。在本試驗干旱脅迫下，百日草幼苗葉片的SOD、POD活性變化均呈先上升后下降的變化趨勢, 可能是因為輕中度脅迫使酶的活性升高有利于清除更多的自由基以減少細胞的損傷，從而提高抗旱性。但馬劍等[21]的研究與之有不同之處，其研究表明干旱脅迫會導(dǎo)致文冠果幼苗葉片SOD升高，而POD活性下降，認為在此過程中，主要是SOD對活性氧的清除起主要作用，這可能與研究的植物材料及干旱的程度有關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)三唑酮處理后，各處理百日草的酶活性均高于CK，表明三唑酮能有效提高保護酶的活性以增強百日草的抗旱能力。

植物在逆境條件下，其細胞膜結(jié)構(gòu)受到傷害，細胞膜透性增大，相對電導(dǎo)率增加。因此相對電導(dǎo)率越高，細胞膜的透性越大，其抗性就越低，反之，透性越小，抗性越高[22]。本研究表明，隨干旱時間的增加，適宜濃度的三唑酮能有效抑制相對電導(dǎo)率的上升增加其抗旱性能。復(fù)水之后，噴施三唑酮幼苗的相對電導(dǎo)率也較易恢復(fù)正常水平。另外，丙二醛含量高，說明細胞膜高度過氧化，且細胞膜被嚴重破壞。膜的過氧化能改變細胞膜的流動性和滲透性，從而改變細胞的結(jié)構(gòu)和功能[23]，本研究表明，在干旱脅迫下，各處理的丙二醛含量均顯著低于CK，這與三唑酮提高水稻幼苗抗旱性的結(jié)果[24]一致，這說明三唑酮能有效減緩百日草細胞膜高度過氧化，從而減少丙二醛的增加，以減少對植物細胞膜的損傷。

綜上，干旱脅迫下，不同濃度的三唑酮能顯著提高百日草幼苗的抗逆境能力，緩解干旱對植株帶來的傷害，以濃度為250 mg·kg-1的三唑酮抗旱效果最好。本研究結(jié)果為三唑酮應(yīng)用于干旱地區(qū)百日草等草花栽培提供了有效措施。