多效唑浸種對鹽脅迫下玉米幼苗的影響

祖恩普，耿惠敏

(洛陽師范學院 生命科學學院，河南 洛陽 471934)

鹽漬作為會限制作物生長、影響作物產(chǎn)量的最主要非生物脅迫因素之一，在世界各地普遍存在，特別是在干旱、半干旱地區(qū)，鹽漬問題更為嚴重[1-2].據(jù)統(tǒng)計，全世界鹽堿土地面積約有9.5×108公頃，我國的鹽堿土地面積約為3.7×107公頃[3-4].鹽脅迫主要是通過離子毒害和滲透脅迫來抑制植物的光合作用[5].提高植物耐鹽性最重要的是保持細胞水分，保持葉片光合能力[6].施用外源化學誘抗劑能提高植物葉綠素含量，改善光合作用，提高植物耐鹽性[7-8].而多效唑(又名氯丁唑，縮寫為PP333)作為一種高效抑制植物生長的藥劑，能在植物體內(nèi)引起一系列的代謝和結(jié)構(gòu)變化，顯著提高植物體內(nèi)水分的利用率，增加與光合作用相關(guān)的色素含量，從而改善植物的光合作用和水分的代謝速率，提高植物耐鹽性.

目前研究多集中在多效唑?qū)χ参锷L的抑制功能上，而采用浸種處理作物方式以提高作物對鹽脅迫的抗逆性方面的研究甚少.

本文選擇配制七種不同濃度梯度的多效唑試劑分別對玉米進行浸種處理，研究在鹽脅迫環(huán)境(0.8%的NaCl)下，多效唑浸種對玉米苗期生長情況的影響，通過檢測玉米中各項生理指標，確定多效唑浸種是否可以增強玉米對鹽脅迫的抗性.

1 材料與方法

1.1 試驗材料

材料：浚單20號玉米種子(洛陽市農(nóng)科所提供).

試劑：15%的多效唑可濕性粉劑(四川國光農(nóng)化股份有限公司提供).

1.2 試驗方法

1.2.1 浸種處理

分別配制0 mg/L、50 mg/L、100 mg/L、150 mg/L、200 mg/L、250 mg/L、300 mg/L濃度的多效唑溶液.選取2 100粒飽滿、無病、均勻一致的玉米粒，分成7組，每組300粒.洗凈后分別在該7組濃度下進行浸種10 h.

多效唑只做浸種處理，在其長出葉片后不再進行噴灑處理，以防此高效生長抑制劑過量影響試驗進程.

1.2.2 玉米的種植

分別將在這七組不同濃度多效唑中浸種后的玉米種子分開種植.在一次性塑料盆中進行播種，因塑料盆容量有限，故每盆播種15粒.又因每個濃度300粒，故每個濃度組20盆，7個濃度組，共140盆.玉米在沙土中播種深度為3～5 cm.

1.2.3 鹽脅迫環(huán)境的營造

在播種期及兩葉一心期前的生長過程中，澆適宜量的0.8% NaCl溶液.

1.2.4 形態(tài)指標的測定

在玉米長至兩葉一心期時，每個濃度組隨機選取200株玉米幼苗，用卷尺測量株高和根長.

1.2.5 生理指標的測定

摘取足量的各濃度組浸種后發(fā)芽植株上的玉米葉片，混勻.每個濃度組稱取9份各0.25 g的葉片，研磨，過濾，離心，然后分別進行下面生理指標的測定.

葉綠素含量的測定：取上述3份樣品，采用分光光度法[9]對每個濃度組分別進行3次重復檢測.

過氧化物酶(POD)活性的測定：取上述3份樣品，采用愈創(chuàng)木酚法[9]對每個濃度組分別進行3次重復檢測.

丙二醛(MDA)含量的測定：取上述3份樣品，采用硫代巴比妥酸(TBA)法[9]對每個濃度組分別進行3次重復檢測.

2 結(jié)果與分析

2.1 多效唑浸種對玉米形態(tài)指標的影響

經(jīng)不同濃度多效唑浸種后的玉米幼苗，其株高和根長及根長/株高的變化情況見表1.

表1 多效唑浸種及鹽脅迫對玉米株高、根長及根長/株高的影響

不同濃度多效唑浸種后，對玉米植株的株高都有矮化作用，根在NaCl脅迫下縮短，但是根長/株高的值增大，說明即使在鹽脅迫下，多效唑仍然能夠控上促下.

2.2 多效唑浸種對生理指標葉綠素含量的影響

經(jīng)不同濃度多效唑浸種后，玉米幼苗植株中葉綠素含量的變化情況見圖1.

由圖1可知，經(jīng)不同濃度多效唑浸種后，玉米植株中各光合色素的含量比蒸餾水浸種的對照組玉米植株中含量均有顯著提高，這與文獻[10]報道的鹽脅迫可以加速葉綠素等光合色素的降解的結(jié)果不一致.葉綠素含量增多可以改善光合作用，說明多效唑浸種確實能提高植物的耐鹽性.其中經(jīng)200 mg/L的多效唑浸種后，玉米植株葉綠素含量增加的效果最好.

圖1 多效唑浸種及鹽脅迫對玉米幼苗中葉綠素含量的>影響

2.3 多效唑浸種對生理指標過氧化物酶(POD)活性的影響

經(jīng)不同濃度多效唑浸種對玉米幼苗植株中過氧化物酶(POD)活性的變化情況見圖2.

圖2 多效唑浸種及鹽脅迫對玉米幼苗中POD活性的影響

由圖2可知，經(jīng)不同濃度多效唑浸種后，玉米幼苗葉片中POD的活性比蒸餾水浸種的對照組玉米植株中POD的活性均有降低，其中經(jīng)200 mg/L多效唑浸種后，玉米幼苗中POD的活性降至最低，即表現(xiàn)最為明顯.

2.4 多效唑浸種對生理指標丙二醛(MDA)含量的影響

經(jīng)不同濃度多效唑浸種后玉米幼苗植株中丙二醛(MDA)含量的變化情況見圖3.

圖3 多效唑浸種及鹽脅迫對玉米幼苗中MDA含量的影響

由圖3可知，經(jīng)不同濃度多效唑浸種后，玉米幼苗葉片中MDA的含量比蒸餾水浸種的對照組玉米植株中MDA的含量都有所降低，且經(jīng)200 mg/L 多效唑浸種后的玉米幼苗葉片中MDA的含量降至最低，即效果最為顯著.

3 討論

在同樣的鹽脅迫環(huán)境下，經(jīng)0～300 mg/L濃度的多效唑浸種后玉米幼苗在形態(tài)指標上均表現(xiàn)出植株矮化，根長/株高的值提高，這與徐世宏等關(guān)于多效唑在玉米上的應用試驗結(jié)果一致[11]，表明多效唑浸種提高了玉米對于NaCl的耐受性.經(jīng)多效唑浸種后玉米幼苗葉片中葉綠素含量增多，這與陳洪國等人葉面噴施多效唑能提高桂花葉片葉綠素的含量和PSⅡ系統(tǒng)的最大光能轉(zhuǎn)化效率，提高葉片凈光合速率的結(jié)果相同[12]，說明通過多效唑浸種方式也可以明顯提高玉米幼苗的葉綠素含量，從而提高光合效率，且相較于噴施的方式，浸種節(jié)約了多效唑用量，更經(jīng)濟、環(huán)保.多效唑促進光合作用的主要原因是減緩了鹽脅迫的傷害[10]；經(jīng)不同多效唑浸種后玉米幼苗葉片中MDA含量和POD活性都明顯降低，這與彭益全等的研究結(jié)果一致[13].MDA、POD一般在衰老植株葉片中含量較多[13]，這表明PP333浸種可以增強植株的抗氧化能力.

實驗結(jié)果表明，多效唑浸種確實能夠提高玉米的抗鹽脅迫能力，其中經(jīng)200 mg/L的多效唑浸種后的玉米，在此鹽脅迫環(huán)境(0.8%的NaCl)下對植株幼苗的影響最為顯著.

多效唑經(jīng)濟實用，是一種技術(shù)上較為成熟的生長調(diào)節(jié)劑.本研究以玉米為試驗材料，易于在中部地區(qū)推廣應用，并且鹽脅迫對作物的危害是現(xiàn)今仍急需解決的問題之一.故此研究結(jié)果除了作為對前人研究的補充之外，也為后人在此方面的研究提供參考，同時也具有推廣使用價值.