植物生長調(diào)節(jié)劑對香樟葉片生理代謝的影響

摘要：試驗(yàn)探討了低溫處理后，植物生長調(diào)節(jié)劑對香樟葉片細(xì)胞膜透性和保護(hù)酶活性等生理代謝的影響，以期客觀地評價香樟的抗寒力和引種到暖溫帶地區(qū)應(yīng)用的可行性，為北方地區(qū)引種栽培提供理論依據(jù)。結(jié)果表明，低溫處理后，香樟葉片的細(xì)胞膜透性和保護(hù)酶活性均有不同程度的變化，當(dāng)植物生長調(diào)節(jié)劑噴施的質(zhì)量濃度達(dá)到３００ ｍｇ／Ｌ時，香樟葉片的ＳＯＤ、ＰＯＤ、ＣＡＴ活性明顯提高，相對電導(dǎo)率、Ｐｒｏ和ＭＤＡ含量相對下降。

關(guān)鍵詞：香樟；植物生長調(diào)節(jié)劑；細(xì)胞膜透性；保護(hù)酶活性

中圖分類號：Ｓ７９２．２３；Ｓ４８２．８；Ｓ７１８．３ 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ 文章編號：0439－８114（２０12）02－0329-03

Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｐｌａｎｔ Ｇｒｏｗｔｈ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒｓ ｏｎ Physiology and Metablism of

Ｃｉｎｎａｍｏｍｕｍ ｃａｍｐｈｏｒａ Leaves

ＷＵ Ｊｕａｎ１，ＣＨＥＮ Ｊｉｎ－ｍｉａｏ２，ＭＡ Ｃｈａｎｇ－ｊｉａｎｇ１

（１． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ａｎｑｉｎｇ Ｔｅａｃｈｅｒｓ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ａｎｑｉｎｇ ２４６０１１，Ａｎｈｕｉ， Ｃｈｉｎａ；

２． Ａｎｑｉｎｇ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ， Ａｎｑｉｎｇ ２４６００１， Ａｎｈｕｉ， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐｌａｎｔ ｇｒｏｗｔｈ ｒｅｇｕｌａｔｏｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｌｅａｆ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｅｎｚｙｍｅ aｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ cold treated Ｃｉｎｎａｍｏｍｕｍ ｃａｍｐｈｏｒａ（Ｌ．） Ｐｒｅｓｌ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ feasibility of ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ this plant into northern area． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ＳＯＤ， ＰＯＤ， ＣＡＴ， ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ ｌｅａｋａｇｅ ｒａｔｅ， Ｐｒｏ， ＭＤＡ ｗｅｒｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ ｉｎ ｓｏｍｅ ｄｅｇｒｅｅ ｗｈｅｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｌａｎｔ ｇｒｏｗｔｈ ｒｅｇｕｌａｔｏｒｓ ｗａｓ ｓｐｒａｙｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｌｅａｖｅｓ． ＳＯＤ， ＰＯＤ ａｎｄ ＣＡＴ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｗａｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ， Ｐｒｏ ａｎｄ ＭＤＡ ｃｏｎｔｅｎｔ ｗａｓ ｔｈｅ ｌｏｗｅｓｔ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｌａｎｔ ｇｒｏｗｔｈ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ ｗａｓ ３００ ｍｇ／Ｌ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｃｉｎｎａｍｏｍｕｍ ｃａｍｐｈｏｒａ（Ｌ．）Ｐｒｅｓｌ ； ｐｌａｎｔ ｇｒｏｗｔｈ ｒｅｇｕｌａｔｏｒｓ； ｍｅｍｂｒａｎｅ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ； ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ

香樟［Ｃｉｎｎａｍｏｍｕｍ ｃａｍｐｈｏｒａ（Ｌ．）Ｐｒｅｓｌ］為樟科（Ｌａｕｒａｃｅａｅ）樟屬（Ｃｉｎｎａｍｏｍｕｍ Ｔｒｅｗ）常綠喬木，性喜溫暖濕潤的氣候環(huán)境，不耐寒冷，在我國中東部地區(qū)分布較多［１］。該樹種枝葉茂密、冠大蔭濃、樹姿雄偉，能吸煙滯塵、涵養(yǎng)水源、固土防沙和美化環(huán)境，是城市綠化的優(yōu)良樹種［２］。然而在北方地區(qū)，由于引種栽培過程中各種逆境條件對引進(jìn)樹種如香樟?xí)a(chǎn)生許多不利的影響，因此，探討引進(jìn)樹種增強(qiáng)抗逆性的技術(shù)管理措施，對豐富引種地樹種資源有著重要的意義。

植物生長調(diào)節(jié)劑對植物的抗寒性有明顯的影響，但以往的研究多集中在糧食作物上［３－５］，對城市行道樹如香樟的葉片細(xì)胞膜透性和保護(hù)酶活性的影響卻鮮見報道。因此，試驗(yàn)以香樟幼樹為材料，探討了植物生長調(diào)節(jié)劑對香樟幼樹抗性生理的影響，即對葉片細(xì)胞膜透性和保護(hù)酶活性的影響，旨在為香樟在北方寒冷地區(qū)引種栽培和安全越冬提供理論依據(jù)。

１ 材料與方法

１．１ 材料的選擇處理

試驗(yàn)地位于安徽省安慶市菱湖公園。試驗(yàn)材料選取生長環(huán)境相同、長勢相同且樹體大小相當(dāng)?shù)囊荒晟阏劣讟洌冢玻埃埃鼓辏保痹拢比者M(jìn)行－１０℃的低溫處理１２ ｈ后移栽。試驗(yàn)使用的植物生長調(diào)節(jié)劑為多效唑和６－芐氨基嘌呤混合液，按質(zhì)量比１∶１配比，設(shè)６個處理水平，分別是５００（處理１）、４００（處理２）、３００（處理３）、２００（處理4）、１００（處理5）ｍｇ／Ｌ，對照用清水（ＣＫ，處理６）；在試驗(yàn)過程中各處理液先后澆灌２次，每次５０ ｍＬ，每株一共１００ ｍＬ，處理３０ ｄ后測定相關(guān)指標(biāo)。

１．２ 生理指標(biāo)測定方法

植物生長調(diào)節(jié)劑澆灌香樟３０ ｄ后，對各處理香樟采摘葉片，分別進(jìn)行細(xì)胞膜透性（Ｃｅｌｌ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）、丙二醛（Ｍａｌｏｎｄｉａｌｄｅｈｙｄｅ，ＭＤＡ）含量、超氧化物歧化酶（Ｓｕｐｅｒ ｏｘｉｄｅ ｄｉｓｍｕｔａｓｅ，ＳＯＤ）活性、過氧化物酶（Ｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ，ＰＯＤ）活性、過氧化氫酶（Ｃａｔａｌａｓｅ，ＣＡＴ）活性、游離脯氨酸（Ｐｒｏｌｉｎｅ，Ｐｒｏ）含量等生理指標(biāo)的測定。

１．２．１ 細(xì)胞膜透性測定 細(xì)胞膜透性的大小是衡量植物在逆境脅迫下抗逆性強(qiáng)弱的重要指標(biāo)之一。在正常情況下，細(xì)胞膜對進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)具有選擇性透過能力；當(dāng)植物受到逆境脅迫時，細(xì)胞膜遭到破壞，膜的透性增加，從而使細(xì)胞內(nèi)的電解質(zhì)外滲，進(jìn)而使植物細(xì)胞浸提液的相對電導(dǎo)率（Ｒｅｌａｔｉｖｅ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ，ＲＥＣ）增大；膜透性增大（相對電導(dǎo)率增大）的程度與逆境脅迫的強(qiáng)度有關(guān)，所以細(xì)胞膜透性用相對電導(dǎo)率表示。試驗(yàn)采用ＤＤＳ－１１Ａ型電導(dǎo)儀測定相對電導(dǎo)率，取０．５ ｇ剪碎的香樟葉片，加去離子水浸提２ ｈ，測定電導(dǎo)率（Ｒ），再置于沸水中煮沸１５ ｍｉｎ后測定電導(dǎo)率（Ｒ０），相對電導(dǎo)率ＲＥＣ＝Ｒ／Ｒ０×１００％。

１．２．２ 其他生理指標(biāo)測定 取０．５ ｇ剪碎的香樟葉片經(jīng)冰浴磨碎后，在４℃環(huán)境下、６ ０００ ｒ／ｍｉｎ 離心４ ｍｉｎ，取上清液，分別測定ＭＤＡ、Ｐｒｏ的含量以及ＳＯＤ、ＰＯＤ、ＣＡＴ的活性。其中，ＳＯＤ活性的測定按陳貽竹等［６］的方法；ＰＯＤ活性的測定采用愈創(chuàng)木酚法［６］；ＣＡＴ活性的測定采用 Ｃａｋｍａｋ等［７］的方法；ＭＤＡ含量的測定采用硫代巴比妥酸法［８］；Ｐｒｏ含量的測定采用磺基水楊酸法［９］。

２ 結(jié)果與分析

２．１ 植物生長調(diào)節(jié)劑對香樟葉片細(xì)胞膜透性的影響

細(xì)胞膜不僅是細(xì)胞與環(huán)境發(fā)生物質(zhì)交換的主要通道，也是感受環(huán)境脅迫最敏感的器官；當(dāng)植物受逆境影響時，細(xì)胞膜首先受到傷害，透性增大，從而使細(xì)胞內(nèi)的電解質(zhì)外滲，以致植物細(xì)胞浸提液的電導(dǎo)率增大。不同濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑混合液處理３０ ｄ后、香樟一年生幼樹葉片細(xì)胞浸提液的相對電導(dǎo)率變化情況見圖１，由圖１可知，植物生長調(diào)節(jié)劑處理對香樟葉片細(xì)胞膜透性具有一定的影響，隨著植物生長調(diào)節(jié)劑用量由高到低的變化，葉片細(xì)胞相對電導(dǎo)率的變化表現(xiàn)出“先降后升”的趨勢，當(dāng)植物生長調(diào)節(jié)劑處理為３００ ｍｇ／Ｌ時，香樟葉片細(xì)胞的相對電導(dǎo)率最低。

２．２ 植物生長調(diào)節(jié)劑對香樟葉片ＳＯＤ、ＰＯＤ、ＣＡＴ活性的影響

植物處于逆境條件下會增加細(xì)胞內(nèi)活性氧自由基的含量，自由基的增加會導(dǎo)致細(xì)胞膜出現(xiàn)損傷，并引發(fā)質(zhì)膜產(chǎn)生過氧化作用。ＳＯＤ、ＰＯＤ、ＣＡＴ是細(xì)胞膜抵御活性氧傷害的酶保護(hù)系統(tǒng)，在清除活 性氧自由基、控制膜脂過氧化發(fā)生、保護(hù)細(xì)胞正常代謝方面起著重要的作用。試驗(yàn)設(shè)定的植物生長調(diào)節(jié)劑混合液處理３０ ｄ后、香樟一年生幼樹葉片細(xì)胞ＳＯＤ、ＰＯＤ、ＣＡＴ活性變化情況見圖２，由圖２可知，對于不同的植物生長調(diào)節(jié)劑混合液處理，香樟葉片細(xì)胞的ＳＯＤ、ＰＯＤ、ＣＡＴ活性也受到一定的影響，隨著植物生長調(diào)節(jié)劑用量由高到低的變化，葉片細(xì)胞的ＳＯＤ、ＰＯＤ、ＣＡＴ活性變化趨勢基本相同，都表現(xiàn)出“先升后降”的趨勢。這主要是因?yàn)椋樱希牡漠a(chǎn)物Ｈ２Ｏ２是ＰＯＤ的底物，所以二者的活性呈正相關(guān)；而ＣＡＴ可分解植物體內(nèi)高濃度的Ｈ２Ｏ２，從而徹底清除活性氧的毒害作用。整體來看，當(dāng)植物生長調(diào)節(jié)劑處理為３００ ｍｇ／Ｌ時，香樟葉片細(xì)胞的ＳＯＤ、ＰＯＤ、ＣＡＴ活性最高，即清除香樟體內(nèi)活性氧和抵御逆境脅迫的能力最強(qiáng)。

２．３ 植物生長調(diào)節(jié)劑對香樟葉片Ｐｒｏ、ＭＤＡ含量的影響

植物在正常生長條件下，Ｐｒｏ的含量很低；當(dāng)遇到干旱、低溫等逆境時，逆境脅迫會引起植物體內(nèi)氮代謝失常，最終導(dǎo)致游離氨基酸增多，特別是Ｐｒｏ大量積累，并且積累水平與植物的抗逆性有關(guān)。試驗(yàn)設(shè)定的植物生長調(diào)節(jié)劑混合液處理３０ ｄ后、香樟一年生幼樹葉片細(xì)胞的Ｐｒｏ含量變化情況見圖３，由圖３可知，對于不同的植物生長調(diào)節(jié)劑混合液處理，香樟葉片的Ｐｒｏ含量也受到一定的影響，隨著植物生長調(diào)節(jié)劑用量由高到低的變化，Ｐｒｏ含量表現(xiàn)出“先降后升”的趨勢，當(dāng)植物生長調(diào)節(jié)劑處理為３００ ｍｇ／Ｌ時，香樟葉片細(xì)胞的Ｐｒｏ含量最低，即此時香樟的抗逆性最強(qiáng)。

ＭＤＡ是植物體內(nèi)在受逆境脅迫時，細(xì)胞膜發(fā)生過氧化作用或脫脂作用而產(chǎn)生的最終產(chǎn)物，其含量的高低可以反映植物遭受逆境傷害的程度。試驗(yàn)設(shè)定的植物生長調(diào)節(jié)劑混合液處理３０ ｄ后、香樟一年生幼樹葉片細(xì)胞的ＭＤＡ含量變化情況見圖４，由圖４可見，植物生長調(diào)節(jié)劑處理對香樟葉片ＭＤＡ含量可產(chǎn)生不同程度的影響，隨著植物生長調(diào)節(jié)劑用量由高到低的變化，ＭＤＡ含量表現(xiàn)出“先降后升”的趨勢，當(dāng)植物生長調(diào)節(jié)劑處理為2００ ｍｇ／Ｌ時，香樟葉片細(xì)胞的ＭＤＡ含量最低，即此時香樟抵御逆境的能力最強(qiáng)。

３ 小結(jié)與討論

外部環(huán)境對香樟幼樹的的生長發(fā)育有很大的影響，不良環(huán)境因子導(dǎo)致香樟幼樹生長發(fā)育不良、新陳代謝紊亂，幼樹體內(nèi)產(chǎn)生大量的自由基，致使細(xì)胞內(nèi)自由基產(chǎn)生和清除的平衡系統(tǒng)遭到破壞而出現(xiàn)自由基積累，并誘發(fā)或加劇細(xì)胞膜脂過氧化，進(jìn)一步導(dǎo)致細(xì)胞膜被破壞，嚴(yán)重時導(dǎo)致植物細(xì)胞死亡。

植物生長調(diào)節(jié)劑可促進(jìn)細(xì)胞分裂、細(xì)胞增大增多、葉片變小變厚，抑制植物葉片內(nèi)葉綠素、核酸、蛋白質(zhì)的分解，使葉色濃綠；并將氨基酸、生長素、無機(jī)鹽等向受處理部位調(diào)運(yùn)，提高抗傷害能力。多效唑和６－芐氨基嘌呤屬于低毒、廣譜、多用途的植物生長調(diào)節(jié)劑。周紅艷等［１０］研究了多效唑處理對越冬期溝葉結(jié)縷草［Ｚｏｙｓｉａ ｍａｔｒｅｌｌａ（Ｌ．）Ｍｅｒｒ］生理特性的影響。結(jié)果表明，入冬前施用適量的多效唑，能明顯提高溝葉結(jié)縷草ＳＯＤ、ＰＯＤ和ＣＡＴ酶的活性，使自由基含量相應(yīng)減少，膜脂過氧化程度減輕，抗逆性增強(qiáng)，且對氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收增多，為溝葉結(jié)縷草越冬奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。胡宏友等［１１］研究了植物生長調(diào)節(jié)劑對溝葉結(jié)縷草越冬期生長和抗性生理的影響，結(jié)果表明，處理組整體上提高了溝葉結(jié)縷草越冬期的生長及抗冷性能，顯著改善了溝葉結(jié)縷草草坪的冬季景觀效果。

試驗(yàn)利用多效唑和６－芐氨基嘌呤兩種植物生長調(diào)節(jié)劑的混合液處理一年生香樟幼樹，使幼樹的生長指標(biāo)和抗性生理指標(biāo)發(fā)生了明顯變化，即隨著植物生長調(diào)節(jié)劑質(zhì)量濃度的不斷變化，香樟葉片內(nèi)ＳＯＤ、ＰＯＤ、ＣＡＴ的活性呈現(xiàn)先升高后降低的變化，而相對電導(dǎo)率、Ｐｒｏ和ＭＤＡ含量則出現(xiàn)先下降后升高的變化，且處理的質(zhì)量濃度達(dá)到３００ ｍｇ／Ｌ時，香樟幼樹各項(xiàng)生理指標(biāo)大多達(dá)到最佳水平，即實(shí)現(xiàn)了對香樟幼樹體內(nèi)生長代謝物質(zhì)和酶的調(diào)節(jié)作用，有效地增強(qiáng)了香樟的抗逆性或適應(yīng)性。從試驗(yàn)結(jié)果看，將植物生長調(diào)節(jié)劑應(yīng)用于城市行道樹栽培中，對提高幼樹的抗性有一定的積極作用，可以降低環(huán)境條件的變化對香樟幼樹生長的影響，使香樟樹種在北方冬季可以安全越冬，大大豐富了城市行道樹引種的理論內(nèi)容。

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