1、 农业与技术 农业科学多效唑对桑树抗旱能力的调控效应研究李健 李琲 黄团 农艳丰(百色学院 广西 百色)摘 要:桑树是养蚕的直接原料来源 广西是全国最大的桑树种植基地 桑蚕产业是农民增收致富的重要途径广西用于种植桑树的土地多数缺乏灌溉条件 常常面临生长期供水不足的状况 制约了桑叶品质和产量的提高通过对桑树外施多效唑并进行不同的干旱胁迫(、)探讨其对桑树生长、抗旱生理等调控效应 结果表明 干旱胁迫下 外施 和 的多效唑可减缓桑树株高的增长 使植株更为粗壮 使桑树叶片维持较高的含水量和叶绿素含量 可溶性蛋白、可溶性糖等渗透调节物质也逐渐积累 过氧化物酶的活性也逐渐增强 而相比对照 则积累了更少的有
2、害物质丙二醛 外源多效唑的施用对提高桑树抗旱能力产生了积极的调控效应关键词:桑树 多效唑 干旱胁迫 抗旱性中图分类号:文献标识码:/收稿日期:基金项目:百色学院校级科研项目“外源调节物质对桑树抗旱能力的调控效应研究”(项目编号:)年度百色市科学研究与技术开发计划课题“不同外源调节物质对桑树抗逆能力的调控效应研究”(项目编号:百科)作者简介:李健()男 博士 讲师 研究方向:植物生长发育与分子生物学 桑树()是养蚕的直接原料来源其果实桑椹是一种美味的水果 广西的桑蚕产业排名全国首位 也是广西桑农的重要收入来源 为广西乡村振兴的发展提供了重要保障 但广西因地处山区且人多地少 桑树种植区域缺乏良好的
3、灌溉条件 干旱时常发生 威胁了桑蚕业的稳定发展在受到干旱胁迫时 植物通过调节自身生理代谢 增加抗氧化酶活性 以增强其抗氧化防御能力从而达到适应干旱环境的目的 植物的抗氧化系统的一部分由过氧化氢酶()、过氧化物酶()、多酚氧化酶()、超氧化物歧化酶()等抗氧化酶类构成 这些酶在植物体内主要是抵抗活性氧()对植物造成的伤害方面的协同作用 在干旱胁迫下 可溶性蛋白、可溶性糖等渗透调节物质的积累水平通常与植物的抗逆性成正比或是产生不同程度效应 渗透调节物质的积累可减少植物体内水分的流失 同时这些渗透调节物质还能调节植物叶片气孔的开放程度、不同程度的影响到植物自身水分吸收功能 调节光合作用的进行 从而减
4、缓干旱造成的伤害多效唑是一种通过抑制植物体内赤霉素的合成从而达到矮化植物目的的生长延缓剂 主要起到延缓纵向生长 促进横向生长 提高植物对干旱的抗逆能力 延缓衰老程度的作用 多效唑能减弱植被蒸腾损失 降低植物耗水 可有效解决供水不足地区植物的正常生长 干旱胁迫下 多效唑处理的高羊茅叶绿素含量、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性下降幅度减少 叶片保水能力提高 玉米叶片干旱胁迫前喷施多效唑 可以降低甾醇类物质的合成 保护细胞膜透性 多效唑的抗旱功效已经在不少植物上得到验证 但在桑树上的应用还未见报道 因此 本研究旨在通过对桑树进行干旱胁迫 并施用不同浓度的多效唑 研究其对桑树抗旱生理生化及生长特性的影响
5、效应 为桑树抗旱栽培技术的提高提供理论依据 材料与方法 试验材料试验于百色学院校内试验地进行 选取芽点饱满长势一致的“桂桑 号”桑树苗进行盆栽栽种 每盆栽种 棵大小一致的桑树苗 并进行日常管理 试验方法 处理方法待桑树苗株高至 左右开始对盆栽进行分组干旱培养 设置 组试验 分别为对照()不进行干旱胁迫处理并且不喷施多效唑 叶片同期喷施清 农业科学 农业与技术 水 处理 干旱处理不喷施多效唑 喷施清水 处理 干旱处理加 多效唑处理 处理 干旱处理加 多效唑处理 每个处理均在干旱胁迫前()及干旱后、时分别对桑树叶片进行取样 株高茎径的测量在对桑树苗进行干旱胁迫前及恢复供水 时分别测量其株高和茎径的
6、变化 每个处理测 株 取平均值 计算株高、茎径增长率 生理指标的测定桑树叶片叶绿素含量的测定参考明华等改良的浸提法 叶片相对含水量的测定参考杜成忠的方法 活性的测定参考李小芳等方法 可溶性糖和 含量的测定参考林艳等方法 每个处理 次重复 结果与分析 干旱胁迫喷施多效唑对桑树株高和茎径的影响由表 可知 干旱胁迫下 桑树的株高增长率显著受影响 但喷施多效唑后 其株高增长较慢 且多效唑的浓度越高 越能限制桑树的株高增长 正常生长情况下 桑树的株高增长率为 而经干旱胁迫后 同期其株高的增长受到较大影响 特别是施用较高浓度()的多效唑后 其株高仅仅增长了 极大限制了桑树长高表 干旱胁迫喷施多效唑对桑树株
7、高的影响处理多效唑浓度/()干旱处理前平均株高/复水 后平均株高/株高增长率/由表 可知 干旱胁迫下桑树茎径增长率最高为喷施 多效唑的处理组 未喷施多效唑但进行干旱胁迫的处理组茎径增长率最低 喷施 多效唑的处理组茎径增长率也显著高于 干旱胁迫限制了桑树植株茎的增粗 施用多效唑则使其茎显著增粗 干旱胁迫喷施多效唑对桑树叶片含水量的影响如图 可知 桑树叶片的相对含水量随着干旱时间的延长而逐渐降低 但多效唑的施用使桑树叶片维持了显著高于同期干旱对照处理的含水量 且 个浓度的多效唑对于桑树叶片保水能力的功效相当 正常情况下 桑树叶片的相对含水量维持在 左右 干旱使其叶片逐渐失水 到干旱胁迫第 天时 处
8、理 的叶片含水量已经降到 左右 而喷施多效唑的处理则仍高于 多效唑的施用可有效减缓桑树叶片的失水速度表 干旱胁迫喷施多效唑对桑树茎径的影响处理多效唑浓度/()干旱处理前平均茎径/复水 后平均茎径/茎径增长率/图 干旱胁迫喷施多效唑对桑树叶片含水量的影响 干旱胁迫喷施多效唑对桑树叶片叶绿素含量的影响 由图可知 桑树叶片的叶绿素含量通常在左右 随着干旱程度的加剧 叶绿素不断分解破坏逐渐降低 其中 喷施清水的处理 叶片叶绿素含量下降十分迅速 到第 天时已经降到 以下后迅速降低 到第 天时已降至 左右 喷施多效唑则使桑树叶片的叶绿素含量维持在一个较高水平 到胁迫的第 天、第 天 其叶绿素含量显著高于处
9、理 到第 天时其含量仍大于 图 干旱胁迫喷施多效唑对桑树叶片叶绿素的影响 干旱胁迫喷施多效唑对桑树叶片可溶性糖含量的影响 由图 可知 干旱胁迫对处理 桑树可溶性糖含 农业与技术 农业科学量影响显著 其含量一直上升 到第 天已经是正常条件下的 倍以上 个浓度的多效唑处理之间则无显著差异 但其叶片可溶性糖的积累量显著低于处理 干旱胁迫喷施多效唑对桑树叶片可溶性蛋白含量的影响 干旱前期 处理 的桑树叶片可溶性蛋白迅速积累 在第 天时累积量达到最大 第 天又显著减少 而对于施用多效唑的处理 则是呈缓慢上升的趋势 从第 天的显著低于处理 到第 天的显著高于处理 且 个浓度的多效唑处理之间并无显著差异两者
10、相当 见图 图 干旱胁迫喷施多效唑对桑树叶片可溶性糖含量的影响图 干旱胁迫喷施多效唑对桑树叶片可溶性蛋白含量的影响 干旱胁迫喷施多效唑对桑树叶片丙二醛含量的影响 各处理桑树叶片丙二醛含量在干旱胁迫下均逐渐升高 见图 其中 以处理 的上升幅度最大 干旱第 天时其含量已接近对照的 倍 后续也一直大幅升高 到第 天、第 天时其含量分别达到对照的 倍和 倍 而喷施了多效唑的 个处理 其叶片丙二醛含量的增加显得相对缓慢 第 天时约为对照的 倍图 干旱胁迫喷施多效唑对桑树丙二醛含量的影响 干旱胁迫喷施多效唑对桑树叶片 活性的影响由图 可知 干旱胁迫对 活性的影响较为显著 组处理桑树叶片的 活性均随干旱胁迫
11、时间的延长呈先上升后下降的趋势 其中以喷施 多效唑的处理 上升幅度最大 到干旱胁迫第 天时达到对照的 倍 第 天时又降至 倍 其他 组处理的上升速度则相对平缓 但干旱第 天时处理 和处理 的 酶活性相当图 干旱胁迫喷施多效唑对桑树叶片 活性的影响 讨论从本研究的结果来看 干旱胁迫会使桑树正常生长受到不同程度的影响 会对桑树组织器官造成一定程度的损害 虽然在干旱胁迫后恢复供水 桑树的株高和茎径增长率都受限制 但多效唑的施用会明显限制植株的增高且使桑树的茎显著增粗 这主要也是由多效唑本身就是生长延缓剂所决定 具有矮化增粗作用 而这样的功效也增强了植物对于干旱胁迫的抵御能力叶片含水量体现植物组织水分
12、状况 一定程度上影响了植物光合作用和蒸腾能力 反映了植物组织供水与蒸腾速率的平衡状况 是干旱胁迫状态下评估植物抗旱性的一个重要指标 叶绿素在光能的利用环节起关键作用 叶绿素含量的减少引起光合作用的降低 导致叶片萎黄 降低生长速度并且影响产量 试验结果表明 干旱胁迫会引起桑树叶片含水量和叶绿素含量的降低 尤其是叶片含水量降低趋势明显 未喷施多效唑的处理组其叶片在同期含水量较低 说明叶片保水能力不强 而喷施多效唑的处理组叶片含水量要明显高于喷施清水的处理 个浓度的多效唑对于提高桑树叶片保水能力相当 从研究结果来看 喷施多效唑的又一突出作用是显著维持了桑树叶片叶绿素含量的稳定 叶绿素受干旱胁迫的破坏
13、程度较小这与多效唑对盐胁迫下的玉米叶片的影响研究结果一致干旱胁迫与可溶性蛋白和可溶性糖含量的变化密切相关 两者的积累可有效调节植物的生理水平 增 农业科学 农业与技术 强植物细胞的保水能力从而防止细胞脱水 增加细胞自身的保水能力 冀宪领等对桑树的抗旱性研究表明 桑树的抗旱性可能与可溶性蛋白绝对含量和可溶性糖绝对含量的相关性不大 而是和干旱胁迫后桑树的可溶性蛋白含量的变化幅度密切相关 本研究结果表明 喷施多效唑的处理组相较于未喷施多效唑的处理组可溶性蛋白和可溶性糖含量的变化没有处理 明显 可能是后期其叶片含水量显著高于未喷施多效唑的处理 不需要过多的渗透调节物质来应对干旱胁迫逆境经常会导致植物体
14、内自由基代谢失衡 自由基积累会导致脂质氧化产生最终产物丙二醛 丙二醛也作为检测植物抗逆性的一个重要指标 试验结果显示 干旱胁迫情况下会导致桑树叶片大量积累丙二醛 喷施多效唑后会使丙二醛的积累量显著减少 表明其细胞膜的受损程度更少 从而降低丙二醛对桑树的危害 更能有效保护干旱胁迫下的桑树植株 植物体内存在着活性氧伤害的保护酶系统 主要包括、种抗氧化酶类 在干旱胁迫时可以通过这个保护酶系统清除活性氧自由基 降低干旱胁迫对植物的伤害 本试验以 为测定指标 结果表明 干旱胁迫均能促进桑树叶片 活性的提高 相比喷施清水的处理 叶面喷施多效唑的处理组其叶片 酶的活性更高 对于有害活性氧物质的清除效果更好
15、其中 以喷施 多效唑对于 酶活性的提高效果较好 小结干旱对桑树的正常生长和生理生化代谢都产生了不利影响 施用多效唑使桑树植株长得更为矮化、粗壮 提高了桑树叶片的叶绿素含量和叶片相对含水量 渗透调节物质可溶性糖及可溶性蛋白的积累量都显著低于喷洒清水的处理 同时 的积累量也更少 活性则更高 外源多效唑能有效地启动桑树的防御系统 从而减小干旱对其造成的伤害程度 综合几项指标的结果来看 干旱胁迫下喷施多效唑对桑树抗旱能力的提高具有显著作用 从经济性及施用效果来看 的施用浓度较为适宜参考文献 .():.翟学昌 彭丽.植物水分胁迫研究进展.科技信息():.王慧 张明伟 雷晓伟 等.植物生长调节剂拌种对扬麦
16、 茎秆生长及籽粒产量的影响.麦类作物学报 ():.陈晓娜 高永 宋晓敏 等.植物延缓剂对杨柴抗旱性的调控作用.北方园艺 ():.于名礼 孙丽萍.多效唑对高羊茅草坪草生长和抗旱性的影响.山东农业科学 ():.曹翠玲 杨力 胡景江.多效唑提高玉米幼苗抗旱性的生理机制研究.干旱地区农业研究 ():.明华 胡春胜 张玉铭 等.浸提法测定玉米叶绿素含量的改进.玉米科学 ():.杜成忠.不同甘蔗品种抗旱性的生理和分子机制.南宁:广西大学.李小芳 张志良.植物生理学试验指导.北京:高等教育出版社.林艳 郭伟珍 徐振华 等.大叶女贞抗寒性及冬季叶片丙二醛和可溶性糖含量的变化.中国农学通报 ():.():.李健 农艳丰.干旱胁迫对 个甘蔗品种生长和生理生化特性的影响.安徽农学通报 ():.祖恩普 耿惠敏.多效唑浸种对盐胁迫下玉米幼苗的影响.洛阳师范学院学报 ():.魏良民.几种早生植物碳水化合物和蛋白质变化的研究.干旱地区研究 ():.冀宪领 盖英萍 牟志美 等.干旱胁迫对桑树生理生化特性的影响.蚕业科学 ():.(责任编辑 贾灿)
