京尼平苷對(duì)青菜光合反應(yīng)及生理指標(biāo)的影響

京尼平苷對(duì)青菜光合反應(yīng)及生理指標(biāo)的影響摘要：以青菜抗熱605為材料，在青菜移栽后分別采用不同濃度京尼平苷水溶液對(duì)青菜幼苗進(jìn)行噴施處理，測(cè)定青菜葉片葉綠素?zé)晒庵怠⑷~綠素含量、過(guò)氧化物酶（POD）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性、可溶性糖及可溶性蛋白含量等指標(biāo)。結(jié)果表明，不同濃度京尼平苷處理對(duì)青菜葉片光合葉綠素?zé)晒庵怠⑷~綠素含量均有促進(jìn)作用，同時(shí)對(duì)植物抗逆性有明顯促進(jìn)作用，對(duì)青菜葉片中可溶性蛋白、可溶性糖等含量具有明顯促進(jìn)作用，但對(duì)青菜葉片的硝酸鹽含量沒(méi)有明顯影響；隨著京尼平苷濃度增大，其促進(jìn)作用呈先上升、后下降的趨勢(shì)，在京尼平苷濃度為25mg/L時(shí)作用最為明顯。關(guān)鍵詞：京尼平苷；青菜；光合反應(yīng)；生理指標(biāo)中圖分類(lèi)號(hào)：S634.9文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1002-1302（2016）04-0193-03京尼平苷是一種環(huán)烯醚萜葡萄糖苷，無(wú)毒，易溶于水、乙醇，不溶于石油醚，主要存在于梔子、杜仲、管花肉蓯蓉等植物中［1-2］。京尼平苷具有很強(qiáng)的生理活性，對(duì)扦插生根與作物增產(chǎn)有顯著的促進(jìn)作用［3］，能夠促進(jìn)多種不易生根植物插穗生根，顯著提高扦插成活率［4］。將京尼平苷制成一系列復(fù)方增產(chǎn)劑，應(yīng)用在小麥、棉花、黃瓜等農(nóng)作物生產(chǎn)試驗(yàn)中，增產(chǎn)效果明顯［5-8］，京尼平苷對(duì)玉米幼苗的理化指標(biāo)也有很好的促進(jìn)作用［9］，但京尼平苷對(duì)其他作物生長(zhǎng)的影響及作用機(jī)理尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究以十字花科的蔬菜青菜(BrassicachinensisL.)為材料，研究不同濃度京尼平苷對(duì)青菜光合反應(yīng)、抗逆性以及可溶性糖與可溶性蛋白含量等生理指標(biāo)的影響，以期探明京尼平苷促進(jìn)青菜生長(zhǎng)的生理機(jī)制，為京尼平苷在蔬菜生產(chǎn)上的應(yīng)用提供依據(jù)。1材料與方法1.1材料供試京尼平苷為廣西山云生化科技有限公司提供的高純度(N98%)京尼平苷產(chǎn)品。供試青菜品種為抗熱605，購(gòu)于揚(yáng)州揚(yáng)子種業(yè)有限公司。1.2方法1.2.1播種及田間管理試驗(yàn)在揚(yáng)州大學(xué)實(shí)驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)大棚內(nèi)進(jìn)行。2014年10月15日上午翻耕，施用適量復(fù)合肥，再翻耕，平整。10月20日下午播種，澆水。10月25日上午青菜出芽。11月15日在青菜三葉期時(shí)移栽，每小區(qū)幼苗行距、株距均為15cm，所有材料均采用相同的肥水管理方式。1.2.2試驗(yàn)處理分別在2015年1月9日、29日對(duì)青菜進(jìn)行京尼平苷處理，每次處理時(shí)分別將0、10、25、50、100mg/L京尼平苷水溶液進(jìn)行葉面噴施，其中0mg/L處理為對(duì)照，即用清水噴施。每個(gè)處理重復(fù)3次。2015年3月11日收獲青菜，然后測(cè)定各項(xiàng)生理指標(biāo)。1.2.3青菜各項(xiàng)生理指標(biāo)測(cè)定取青菜固定葉片的固定部位，用葉綠素測(cè)定儀分別測(cè)定各處理青菜的葉片葉綠素含量，每個(gè)處理重復(fù)6次［101在田間選取青菜固定葉片的固定部位，采用FMS2型便攜式調(diào)制熒光分析儀（Hansatech公司）測(cè)定葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)，每個(gè)處理重復(fù)6次［111過(guò)氧化物酶（POD）活性用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定［12］；超氧化物歧化酶（SOD）活性用NBT光化學(xué)還原法測(cè)定［121青菜葉片中維生素C含量采用二氯酚靛酚滴定法測(cè)定［12；可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定［12；可溶性糖含量采用蒽酮法測(cè)定［12；硝酸鹽含量采用水楊酸法測(cè)定［1211.2.4數(shù)據(jù)處理與分析用Excels件處理數(shù)據(jù)，用方差分析軟件對(duì)其進(jìn)行顯著性分析。2結(jié)果與分析2.1京尼平苷對(duì)青菜葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響植物的葉綠素?zé)晒鈪?shù)是指最大光合作用暗反應(yīng)階段（PSII）的光能轉(zhuǎn)換效率，對(duì)應(yīng)于植物的光合速率，F(xiàn)v/Fm值越高，光合速率越高，植物在光合作用中吸收的CO2越多，制造的碳水化合物越多，其產(chǎn)量就越高［1H由圖1可知，隨著京尼平苷濃度增大，青菜葉片F(xiàn)v/Fm值呈先增加、后降低的趨勢(shì)，且京尼平苷處理組青菜葉片F(xiàn)v/Fm值均大于對(duì)照。其中青菜葉片F(xiàn)v/Fm值在京尼平苷濃度為25mg/L時(shí)達(dá)到最大值，為0.865；而后隨著京尼平苷濃度增大，青菜葉片F(xiàn)v/Fm值開(kāi)始呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，青菜葉片F(xiàn)v/Fm值在京尼平苷濃度為100mg/L時(shí)下降到0.859。經(jīng)方差分析，10、25mg/L京尼平苷處理下的青菜葉片F(xiàn)v/Fm值與對(duì)照差異顯著（P<0.05），其他處理下的青菜葉片F(xiàn)v/Fm值與對(duì)照差異不顯著。說(shuō)明京尼平苷處理對(duì)青菜葉片光能轉(zhuǎn)化效率有一定促進(jìn)作用，最適宜的京尼平苷濃度為25mg/L。2.2京尼平苷對(duì)青菜葉片葉綠素含量（SPAD值）的影響葉綠體是高等植物進(jìn)行光合反應(yīng)的器官，而葉綠素則是葉綠體的主要成分，葉綠素含量與植物光合反應(yīng)有密切關(guān)系。在實(shí)際操作過(guò)程中，通常采用SPAD-502葉綠素儀測(cè)定葉片SPAD值，葉綠素SPAD值也已成為葉綠素相關(guān)含量的表征參數(shù)［10］。由圖2可知，隨著京尼平苷濃度增大，青菜葉片葉綠素含量呈先增加、后降低的趨勢(shì)，且京尼平苷處理下的青菜葉片葉綠素含量均高于對(duì)照。其中青菜葉片SPAD值在京尼平苷濃度為25mg/L時(shí)達(dá)到最高，為33.3。隨著京尼平苷濃度的進(jìn)一步增大，青菜葉片葉綠素含量開(kāi)始呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，青菜葉片SPAD值在京尼平苷濃度為100mg/L時(shí)下降到29.3。除25mg/L京尼平苷處理與對(duì)照差異顯著（P<0.05）外，其他各京尼平苷處理與對(duì)照差異均未達(dá)顯著水平。說(shuō)明京尼平苷處理對(duì)青菜葉片的葉綠素含量有一定促進(jìn)作用，最適宜的京尼平苷濃度為25mg/L。2.3京尼平苷對(duì)青菜POD活性的影響POD、SOD能清除植物體內(nèi)產(chǎn)生的活性氧或自由基，是植物體內(nèi)最重要的保護(hù)酶，其活性是衡量植物抗逆能力的一個(gè)重要指標(biāo)［13-14］。由圖3可知，隨著京尼平苷處理濃度增大，青菜葉片POD活性呈先降低、后增加的趨勢(shì)，且京尼平苷處理下的青菜POD活性均顯著低于對(duì)照（P2.4京尼平苷對(duì)青菜SOD活性的影響由圖4可知，京尼平苷對(duì)青菜葉片SOD活性的影響類(lèi)似于對(duì)POD活性的影響，隨著京尼平苷處理濃度增大，青菜SOD活性呈先降低、后增加的趨勢(shì)，且京尼平苷處理下的青菜SOD活性均顯著低于對(duì)照（P<0.05）。其中青菜SOD活性在京尼平苷濃度為25mg/L時(shí)達(dá)到最低值（67U/g）；而后隨著京尼平苷處理濃度進(jìn)一步增大，SOD活性開(kāi)始呈上升趨勢(shì)，在京尼平苷濃度為100mg/L時(shí)上升到79U/g。試驗(yàn)表明，京尼平苷處理使青菜葉片內(nèi)自由基和活性氧減少，從而使相應(yīng)的酶活性降低。2.5京尼平苷對(duì)青菜葉片維生素C含量的影響維生素C是人類(lèi)營(yíng)養(yǎng)中重要的維生素之一，嚴(yán)重缺乏維生素C時(shí)會(huì)造成壞血病。維生素C含量也是衡量蔬菜、水果品質(zhì)的重要指標(biāo)之一［15］。由圖5可知，隨著京尼平苷處理濃度的增大，青菜維生素C含量呈先增加、后降低的趨勢(shì)，且10、25、50mg/L京尼平苷處理下青菜葉片維生素C含量均高于對(duì)照。青菜維生素C含量在京尼平苷濃度為25mg/L時(shí)達(dá)到最大值，為5.2mg/g。而后隨著京尼平苷處理濃度進(jìn)一步增大，維生素C含量開(kāi)始呈下降趨勢(shì)，維生素C含量在京尼平苷濃度為100mg/L時(shí)下降到4.2mg/g，略低于對(duì)照。除25mg/L京尼平苷處理下的青菜葉片維生素C含量與對(duì)照差異顯著外，其他各處理與對(duì)照差異均不顯著。說(shuō)明京尼平苷處理對(duì)青菜維生素C含量有一定促進(jìn)作用，最適宜的京尼平苷處理濃度為25mg/L。2.6京尼平苷對(duì)青菜葉片可溶性蛋白含量的影響可溶性蛋白是植物體內(nèi)氮素存在的主要形式，可溶性蛋白大多是參與各種代謝反應(yīng)的酶類(lèi)，也是植物的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)之一，其含量是衡量植物代謝反應(yīng)強(qiáng)弱和對(duì)外界逆境抵抗能力的一個(gè)重要指標(biāo)。由圖6可知，隨著京尼平苷濃度增大，青菜葉片可溶性蛋白含量呈先升高、后降低的趨勢(shì)，且京尼平苷處理下青菜葉片可溶性蛋白含量均高于對(duì)照。青菜葉片可溶性蛋白含量在京尼平苷濃度為25mg/L時(shí)達(dá)到最大值，為34.5Mg/g。而后隨著京尼平苷處理濃度進(jìn)一步增大，葉片可溶性蛋白含量開(kāi)始呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，葉片可溶性蛋白含量在京尼平苷濃度為100mg/L時(shí)下降到31.9Mg/g。除100mg/L京尼平苷處理外，各京尼平苷處理與對(duì)照差異顯著。說(shuō)明京尼平苷處理對(duì)青菜葉片可溶性蛋白含量的促進(jìn)作用較為明顯，最適宜的京尼平苷濃度為25mg/L。2.7京尼平苷對(duì)青菜可溶性糖含量的影響作物的碳素營(yíng)養(yǎng)主要是指可溶性糖、淀粉，它們的營(yíng)養(yǎng)作用主要有：合成纖維素組成細(xì)胞壁；轉(zhuǎn)化并組成其他有機(jī)物，如核苷酸、核酸等；其分解產(chǎn)物是合成其他許多有機(jī)物的原料；糖類(lèi)作為呼吸基質(zhì)，為作物的各種合成過(guò)程和各種生命活動(dòng)提供了能量。由于碳水化合物具有這些重要作用，因此它們是最基本的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，也是需要量最多的一類(lèi)物質(zhì)，具有重要的研究意義。由圖7可知，京尼平苷對(duì)青菜可溶性糖含量的影響與可溶性蛋白類(lèi)似，用京尼平苷處理后青菜的可溶性糖含量均比對(duì)照有所提高，隨著京尼平苷處理濃度增大，青菜可溶性糖含量呈先增加、后降低的趨勢(shì)，且京尼平苷處理下青菜可溶性糖含量均高于對(duì)照。青菜可溶性糖含量在京尼平苷濃度為25mg/L時(shí)達(dá)到最大值(0.664mg/g)；而后隨著京尼平苷處理濃度進(jìn)一步增大，可溶性糖含量開(kāi)始呈下降趨勢(shì)，可溶性糖含量在京尼平苷濃度為100mg/L時(shí)下降到0.436mg/g，各京尼平苷處理與對(duì)照差異達(dá)顯著水平(P<005)。表明京尼平苷處理能顯著提高青菜葉片可溶性糖含量，最適京尼平苷濃度為25mg/L。2.8京尼平苷對(duì)青菜葉片硝酸鹽含量的影響硝酸鹽含量是評(píng)價(jià)葉菜類(lèi)作物品質(zhì)的重要指標(biāo)，硝酸鹽含量過(guò)多會(huì)轉(zhuǎn)化為亞硝酸，從而引發(fā)機(jī)體的相應(yīng)病變，硝酸鹽含量過(guò)少植物則無(wú)法進(jìn)行相應(yīng)的生理代謝。因此，測(cè)定植物中硝態(tài)氮含量，不僅能反映植物氮素營(yíng)養(yǎng)狀況，而且對(duì)鑒定蔬菜及其加工品質(zhì)也有重要意義。由圖8可知，與對(duì)照相比，京尼平苷處理下青菜葉片硝酸鹽含量沒(méi)有顯著差異。說(shuō)明京尼平苷處理對(duì)青菜葉片中硝酸鹽的代謝和積累沒(méi)有顯著影響。3結(jié)論與討論張伯熙等研究發(fā)現(xiàn)，噴施京尼平苷后，小麥的功能葉劍葉的面積擴(kuò)大0.3%?77.0%，劍葉鮮質(zhì)量增加0.9%?176%，青葉率提高4.4%?11.2%，說(shuō)明植物葉片葉綠素含量與其產(chǎn)量也呈正相關(guān)［8］。本研究發(fā)現(xiàn)，京尼平苷處理對(duì)青菜葉片葉綠素含量、葉綠素光能轉(zhuǎn)化效率有一定程度的促進(jìn)作用，而且京尼平苷處理對(duì)青菜葉片中可溶性糖、可溶性蛋白含量等均有不同程度的促進(jìn)作用，以京尼平苷濃度為25mg/L時(shí)最明顯。從而推測(cè)京尼平苷之所以對(duì)青菜生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，原因之一是其促進(jìn)了青菜葉片葉綠素和可溶性蛋白的合成、積累，從而促進(jìn)葉片的光合作用對(duì)光能的吸收和傳遞，以及光合作用的酶促進(jìn)反應(yīng)，從而增加了光合產(chǎn)物的輸出［15］。而且由于葉片生物量和葉綠素含量增加，單位時(shí)間內(nèi)光合產(chǎn)物數(shù)量必然增加，而植物體內(nèi)的光合產(chǎn)物一般是以可溶性糖形式運(yùn)輸［16］，其向青菜葉片的輸送量也會(huì)提高，最終使作物生物量增加。本研究表明，京尼平苷處理可以降低青菜葉片中SOD、POD等抗氧化酶的活性，原因可能是京尼平苷有利于植物光合效率的提高，促進(jìn)了可溶性糖、可溶性蛋白等的積累，而可溶性糖、可溶性蛋白也能參與植物體內(nèi)的滲透調(diào)節(jié)，從而提高植物對(duì)逆境的適應(yīng)能力，減少植物體內(nèi)自由基、活性氧的產(chǎn)生，因而使酶活性下降。另外，維生素C、硝酸鹽含量是衡量蔬菜品質(zhì)的重要指標(biāo)，其含量主要受氮肥施用量、種類(lèi)、形態(tài)及配比等影響［17］。京尼平苷處理對(duì)青菜葉片中維生素C和硝酸鹽含量的影響不明顯，說(shuō)明京尼平苷對(duì)青菜葉片品質(zhì)指標(biāo)影響不大。由此，筆者初步判斷京尼平苷主要通過(guò)促進(jìn)青菜葉綠素含量、葉綠素光能轉(zhuǎn)化效率，提高可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)的積累，促進(jìn)其對(duì)外界不良環(huán)境的抗性，從而有利于青菜生長(zhǎng)和產(chǎn)量提高，并且不影響其品質(zhì)。而且京尼平苷本身是從植物中提取的，其作為調(diào)節(jié)劑使用安全、無(wú)毒副作用。Ding等研究表明，正常劑量(24.3mg/kg)以下京尼平苷處理完全不會(huì)引起小鼠肝毒性，即使重復(fù)給藥也安全可靠［18］。但是京尼平苷對(duì)其他作物生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響尚未見(jiàn)報(bào)道，所以筆者也不能確定它對(duì)其他作物的生長(zhǎng)及產(chǎn)量都有促進(jìn)作用。因此本研究只能說(shuō)明京尼平苷對(duì)現(xiàn)有已知的某些作物具有增產(chǎn)效果，并將它應(yīng)用于相應(yīng)作物的種植中以提高其產(chǎn)量。京尼平苷對(duì)于其他作物的促進(jìn)機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。參考文獻(xiàn)：雷麗，宋志宏，屠鵬飛.肉蓯蓉屬植物的化學(xué)成分研究進(jìn)展[J].中草藥，2003，34（5）：473-476.付紅蕾，梁華正，廖夫生.梔子中京尼平苷的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用前景[J].時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，2005，16（1）：54-56.張伯熙，單永年，文林，等.一種新的生根促進(jìn)劑和作物增產(chǎn)劑一京尼平苷[C].中國(guó)植物園論文集，1996：97-102.文林，張伯熙，單永年.九種生根劑對(duì)絨毛皂莢嫩枝扦插生根的影響[J].植物資源與環(huán)境，1992，1（3）：63-64.熊美蘭，吳鶴齡，張伯熙，等.京尼平甙及其復(fù)方對(duì)黃瓜、豆角的增產(chǎn)效果[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1997,9（1）：14-17.張煥裕，張伯熙，單永年，等.京尼平甙及其復(fù)方對(duì)黃瓜、豇豆的增產(chǎn)效果[J].長(zhǎng)江蔬菜，1998，12（12）：24-26，43.張伯熙，劉金定，單永年，等.京尼平甙對(duì)棉花增產(chǎn)效果的研究[J].江西棉花，1998（4）：11-14.張伯熙，單永年，葉顯榮，等.京尼平甙對(duì)小麥產(chǎn)量影響的研究[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1999，11（2）：2-6.錢(qián)善勤，龍茜，陳盼，等.京尼平苷對(duì)玉米幼苗生長(zhǎng)的促進(jìn)作用[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015,43(2)：108-109,110.UddlingJ,Gelang-AlfredssonJ,PiikkiK,etal.EvaluatingtherelationshipbetweenleafchlorophyllconcentrationandSPAD-502chlorophyllmeterreadings[J].PhotosynthesisResearch,2007,91(1)：37-46.ThiemannS,KaufmannH.DeterminationofchlorophyllcontentandtrophicstateoflakesusingfieldspectrometerandIRS-1CsatellitedatainthemecklenburgLakeDistrict,Germany[J].RemoteSensingofEnvironment,2000,73(2)：227-235.蒼晶，趙會(huì)杰.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教程[M].北京：高等教育出版社，2013.DaiQL,ChenC,FengB,etal.Effect