張永福，郭麗紅，蔣淑萍，靳 松，姚麗媛，趙明方

(1.昆明學(xué)院 農(nóng)學(xué)院，云南 昆明 650214； 2.云南省高校特色生物資源開(kāi)發(fā)與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650214)

硝普鈉對(duì)圣女果種子萌發(fā)至幼苗期碳氮代謝及關(guān)鍵酶活性的影響

張永福1,2，郭麗紅1,2，蔣淑萍1,2，靳 松1,2，姚麗媛1,2，趙明方1,2

(1.昆明學(xué)院 農(nóng)學(xué)院，云南 昆明 650214； 2.云南省高校特色生物資源開(kāi)發(fā)與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650214)

為了探明硝普鈉對(duì)圣女果種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的調(diào)控機(jī)制，以圣女果品種朱云為試驗(yàn)材料，研究不同濃度硝普鈉處理對(duì)其碳氮代謝及關(guān)鍵酶活性的影響。結(jié)果表明，圣女果種子萌發(fā)至幼苗期，淀粉、總氮含量逐漸下降，可溶性糖、還原糖、蔗糖和可溶性蛋白質(zhì)含量呈先上升后下降的趨勢(shì)，游離氨基酸含量逐漸上升；硝普鈉處理的淀粉、蔗糖及游離氨基酸含量均高于蒸餾水處理(CK)；圣女果種子萌發(fā)至幼苗期，淀粉酶、蔗糖磷酸合成酶(SPS)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性呈下降趨勢(shì)，硝酸還原酶(NR)和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性呈先上升后下降的趨勢(shì)；CK和0.25 mmol/L硝普鈉處理的蔗糖合成酶(SS)活性呈下降趨勢(shì)，0.50、1.00 mmol/L硝普鈉處理SS活性呈先上升后下降的趨勢(shì)，且硝普鈉處理增強(qiáng)了淀粉酶活性；各處理碳含量逐漸下降，碳氮比除CK呈先上升后下降外，其他硝普鈉處理均呈下降趨勢(shì)；此外，硝普鈉處理對(duì)種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率影響不顯著，但顯著增加了幼苗生物量、根長(zhǎng)和苗高?？梢?jiàn)，硝普鈉處理可影響淀粉的轉(zhuǎn)化和糖的積累，延緩總氮和萌動(dòng)期前可溶性蛋白質(zhì)的分解，加速游離氨基酸的積累，促進(jìn)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)，其中以0.50 mmol/L 效果最佳。

圣女果； 硝普鈉； 種子萌發(fā)； 幼苗； 碳氮代謝； 關(guān)鍵酶

圣女果(Lycopersiconesculentumvar.cerasiformeAlef.)又稱櫻桃小番茄，為茄科番茄屬番茄栽培亞種中的一個(gè)變種，1年生草本，原產(chǎn)南美洲，因其栽培技術(shù)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，現(xiàn)在我國(guó)各省均有栽培。圣女果成熟果實(shí)含豐富的糖類、有機(jī)酸、礦物質(zhì)、維生素等營(yíng)養(yǎng)成分，尤其維生素C含量豐富，糖酸比適中，口感好，外形小巧，是頗有市場(chǎng)前景的“水果蔬菜”[1]。一氧化氮(NO)是生物體內(nèi)的一種重要信號(hào)分子，廣泛參與植物生長(zhǎng)發(fā)育和各種逆境脅迫應(yīng)答調(diào)控[2-3]，如參與種子萌發(fā)、葉片擴(kuò)張、根系生長(zhǎng)、側(cè)根形成、細(xì)胞程序性死亡以及植物抗逆反應(yīng)等生理過(guò)程[4]。碳氮代謝是植物最基本的生理過(guò)程，其代謝強(qiáng)度及在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化直接影響著光合產(chǎn)物的形成、轉(zhuǎn)化及礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的吸收、蛋白質(zhì)的合成等[5]。碳氮代謝對(duì)圣女果種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)、產(chǎn)量、品質(zhì)形成均有重大影響。因此，研究NO對(duì)圣女果碳氮代謝物質(zhì)及其相關(guān)酶活性的影響，對(duì)促進(jìn)碳氮物質(zhì)的生產(chǎn)、運(yùn)輸和分配，促進(jìn)種子的正常萌發(fā)和幼苗的健壯生長(zhǎng)具有重要意義。

硝普鈉作為NO供體已被廣泛應(yīng)用于逆境脅迫下提高種子萌發(fā)率及增強(qiáng)抗逆性，如硝普鈉可提高鹽脅迫下玉米[6]、燕麥[7]、紫蘇[8]、高粱[9]、沙蔥[10]、水飛薊[11]種子的萌發(fā)率。外源硝普鈉處理可提高干旱脅迫下葡萄葉片的可溶性蛋白質(zhì)含量[12]，促進(jìn)板藍(lán)根[13]和鐵皮石斛[14]多糖的積累。此外，硝普鈉處理可使黃瓜幼苗可溶性蛋白質(zhì)含量提高，株高、莖粗和根長(zhǎng)均有增加[15]。推測(cè)硝普鈉對(duì)植物的碳氮代謝具有一定的調(diào)控作用，但該方面的研究至今還未見(jiàn)報(bào)道。鑒于此，以臺(tái)灣圣女果品種朱云為試驗(yàn)材料，采用不同濃度的硝普鈉處理后進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，研究硝普鈉對(duì)圣女果種子萌發(fā)至幼苗期碳氮代謝及相關(guān)酶活性的影響，旨在為利用硝普鈉調(diào)控圣女果育苗提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1材料

選用圣女果品種朱云為試驗(yàn)材料，種子由云南省昆明市蔬菜種子公司提供。該品種極早熟，長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)，產(chǎn)量高，酸甜適中，栽培較廣。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2015年5月進(jìn)行，設(shè)置3個(gè)硝普鈉濃度處理，T1—T3分別為0.25、0.50、1.00 mmol/L，硝普鈉濃度設(shè)置由預(yù)試驗(yàn)確定，同時(shí)以蒸餾水處理為對(duì)照(CK)，每個(gè)處理重復(fù)4次。挑選粒大、飽滿的種子，用蒸餾水浸泡2 h后放入墊有3層定性濾紙的培養(yǎng)皿中，每個(gè)培養(yǎng)皿中均勻放入100粒種子，然后分別倒入10 mL不同濃度的硝普鈉處理液，置于白晝/黑夜溫度為26 ℃/16 ℃的光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)的晝/夜時(shí)間設(shè)置為16 h/8 h，白天光量子通量密度日均值約為100 μmol/(m2·s)。種子進(jìn)入萌發(fā)期后，選擇萌發(fā)健壯者播種于盛有育苗基質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)缽(規(guī)格8 cm×8 cm)中。分別于種子吸脹期、萌動(dòng)期、萌發(fā)期、幼苗形成期和幼苗期5個(gè)不同階段隨機(jī)選取20粒種子或幼苗測(cè)定碳氮營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量及相關(guān)酶活性。試驗(yàn)重復(fù)3次。

1.3測(cè)定指標(biāo)及方法

淀粉酶活性采用3,5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定；蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性和蔗糖合成酶(SS)活性使用南京建成生物工程研究所生產(chǎn)的試劑盒測(cè)定，以產(chǎn)生1 μmol/(mg·min)蔗糖為1個(gè)酶活單位(U)；硝酸還原酶(NR)活性用磺胺比色法測(cè)定[16]；谷氨酰胺合成酶(GS)活性和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性按照王小純等[17]的方法測(cè)定。

種子取樣后于105 ℃烘箱中烘干粉碎后過(guò)孔徑為0.074 mm的標(biāo)準(zhǔn)篩，篩下干粉末用于測(cè)定淀粉、可溶性糖、還原糖、蔗糖、總氮、可溶性蛋白質(zhì)及游離氨基酸的含量。淀粉含量參照徐昌杰等[18]的方法測(cè)定，可溶性糖含量采用苯酚-硫酸比色法測(cè)定，還原糖含量采用3,5-二硝基比色法測(cè)定，蔗糖含量采用間苯二酚比色法測(cè)定，可溶性蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍(lán)G250顯色法測(cè)定，游離氨基酸含量采用酸性茚三酮比色法測(cè)定[16]。試材非結(jié)構(gòu)性糖和淀粉中碳元素含量根據(jù)糖和淀粉分子中碳元素的比例進(jìn)行換算而得。

種子進(jìn)入萌發(fā)期時(shí)，測(cè)定種子發(fā)芽指標(biāo)，發(fā)芽勢(shì)=規(guī)定時(shí)間內(nèi)發(fā)芽達(dá)到高峰期的種子發(fā)芽總數(shù)/供試種子數(shù)×100%；發(fā)芽率=規(guī)定時(shí)間內(nèi)種子發(fā)芽總數(shù)/供試種子數(shù)×100%。該試驗(yàn)用2 d內(nèi)發(fā)芽總數(shù)計(jì)算發(fā)芽勢(shì)，用4 d內(nèi)發(fā)芽總數(shù)計(jì)算發(fā)芽率。幼苗總生物量直接用天平(0.001 g)測(cè)量，幼苗根長(zhǎng)和幼苗高用直尺測(cè)量。所有測(cè)定重復(fù)3次，取平均值。

1.4數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行Duncan氏差異顯著性(P<0.05)分析，采用Excel 2010軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1硝普鈉對(duì)圣女果種子萌發(fā)至幼苗期碳代謝的影響

2.1.1 淀粉和糖類含量 植物體內(nèi)的糖類和淀粉含量可分別作為碳轉(zhuǎn)化和積累的重要指標(biāo)。從圖1可以看出，圣女果種子萌發(fā)至幼苗期，淀粉含量逐漸下降，可溶性糖、還原糖和蔗糖含量則呈先上升后下降的趨勢(shì)。吸脹期，T1、T2和T3處理的淀粉含量分別比CK高23.72%、37.25%和27.16%；從吸脹期到萌動(dòng)期，含量急劇下降，之后緩慢下降；從吸脹期到幼苗期，T1、T2、T3處理和CK的淀粉含量分別下降了92.57%、93.89%、92.91%和90.26%。吸脹期，T1、T2處理和CK的可溶性糖含量分別比T3處理高107.40%、67.09%和57.73%；萌動(dòng)期，T1、T2、T3處理和CK可溶性糖含量分別較吸脹期上升了13.97%、27.41%、42.99%和22.47%；而從萌動(dòng)期到幼苗期，T1、T2、T3處理和CK分別下降了86.46%、81.33%、78.26%和80.04%。還原糖含量從吸脹期到萌動(dòng)期呈急劇上升趨勢(shì)，T1、T2、T3處理和CK分別上升了190.69%、332.42%、182.30%和116.83%；從萌發(fā)期到幼苗期則呈急劇下降的趨勢(shì)，各處理分別下降了83.59%、81.92%、81.94%和80.56%。蔗糖含量從吸脹期到萌發(fā)期呈上升趨勢(shì)，T1、T2、T3處理和CK分別上升了124.68%、144.24%、164.13%和81.73%，而從萌發(fā)期到幼苗期則呈下降趨勢(shì)，分別下降了68.47%、74.08%、75.24%和75.87%。說(shuō)明適當(dāng)濃度的硝普鈉處理能夠促進(jìn)淀粉的轉(zhuǎn)化和糖的積累，其中0.50 mmol/L硝普鈉處理對(duì)促進(jìn)碳代謝效果最佳。

1.吸脹期； 2.萌動(dòng)期； 3.萌發(fā)期； 4.幼苗形成期； 5.幼苗期。下同圖1 硝普鈉對(duì)圣女果種子萌發(fā)至幼苗期淀粉和糖類含量的影響

2.1.2 碳代謝關(guān)鍵酶活性 淀粉酶控制圣女果種子萌發(fā)至幼苗期淀粉的水解。SPS是控制蔗糖合成的關(guān)鍵酶，調(diào)節(jié)著光合產(chǎn)物在淀粉和蔗糖間的分配。SS存在于細(xì)胞質(zhì)中，分解蔗糖生成腺苷二磷酸葡萄糖(UDPG)和果糖，用于合成淀粉等碳水化合物。圖2顯示，從吸脹期到萌動(dòng)期，各處理淀粉酶活性變化不大，其大小依次為T(mén)2>T1>T3>CK；而從萌動(dòng)期到幼苗期則呈大幅度下降趨勢(shì)，T1、T2、T3處理和CK分別下降了84.67%、77.74%、84.49%和85.34%，且幼苗期T1、T3處理和CK分別比T2處理低34.33%、43.28%和53.73%。SPS活性呈下降趨勢(shì)，吸脹期，T1、T2、T3處理分別比CK低25.21%、8.52%和2.53%；從吸脹期到幼苗期，T1、T2、T3處理和CK分別下降了89.87%、94.20%、95.18%和91.04%，且幼苗期T1、T2、T3處理分別比CK降低15.45%、40.79%、47.56%。T2、T3處理的SS活性從吸脹期到萌動(dòng)期分別上升了24.43%、34.84%；從萌動(dòng)期到幼苗形成期，則大幅度下降，T1、T2、T3處理和CK分別下降了90.87%、94.55%、97.22%和87.46%?？梢?jiàn)，硝普鈉對(duì)圣女果種子萌發(fā)至幼苗期的淀粉酶、SPS、SS活性產(chǎn)生較大影響。

圖2 硝普鈉對(duì)圣女果種子萌發(fā)至幼苗期碳代謝關(guān)鍵酶活性的影響

2.2硝普鈉對(duì)圣女果種子萌發(fā)至幼苗期氮代謝的影響

2.2.1 總氮、可溶性蛋白質(zhì)和氨基酸含量 蛋白質(zhì)是氮代謝的終產(chǎn)物，氨基酸是合成蛋白質(zhì)的主要原料，也是蛋白質(zhì)降解的主要產(chǎn)物。從圖3可以看出，各處理的總氮含量均呈下降趨勢(shì)，萌動(dòng)期T1、T2、T3處理分別比CK低30.53%、27.67%、1.41%；從吸脹期到幼苗期，T1、T2、T3處理和CK分別下降了67.86%、61.50%、67.69%和84.17%。各處理可溶性蛋白質(zhì)含量從吸脹期到萌動(dòng)期呈上升趨勢(shì)，萌動(dòng)期T1、T2、T3處理分別比CK高17.76%、32.01%、13.08%；從萌動(dòng)期到幼苗期呈下降趨勢(shì)，T1、T2、T3處理及CK分別下降了80.75%、82.83%、81.61%及76.40%。T1、T2、T3處理和CK游離氨基酸含量總體呈上升趨勢(shì)，CK在各階段均最低，從吸脹期到幼苗期，T1、T2、T3處理和CK分別上升了60.07%、67.38%、57.46%和60.72%，幼苗期T1、T2、T3處理分別比CK高22.05%、32.84%、46.19%?？梢?jiàn)，硝普鈉處理能夠延緩圣女果種子萌發(fā)到幼苗期間氮的降解，促進(jìn)可溶性蛋白質(zhì)在萌動(dòng)期之前的積累和萌動(dòng)期之后的轉(zhuǎn)化，提高游離氨基酸含量。

圖3 硝普鈉對(duì)圣女果種子萌發(fā)至幼苗期總氮、可溶性蛋白質(zhì)和氨基酸含量的影響

2.2.2 氮代謝關(guān)鍵酶活性 NR是植物氮同化過(guò)程中關(guān)鍵的調(diào)節(jié)酶和限速酶，GS是催化氨同化的關(guān)鍵酶，GOGAT也是植物體內(nèi)氮素同化的關(guān)鍵酶。由圖4可看出，硝普鈉處理后，NR和GOGAT活性均呈先上升后下降的趨勢(shì)。NR活性的峰值出現(xiàn)在萌動(dòng)期，此時(shí)T1、T2、T3處理分別比CK低16.68%、15.99%、6.60%；從萌動(dòng)期到幼苗期，T1、T2、T3處理和CK分別下降了43.25%、71.26%、52.09%和80.69%，幼苗期T1、T2、T3處理分別比CK高294.93%、62.54%、204.36%。從吸脹期到幼苗期，GS活性總體呈下降趨勢(shì)，吸脹期T1、T2、T3處理分別比CK低15.75%、48.47%、34.56%；幼苗期，T1、T2、T3處理及CK分別比吸脹期下降了72.23%、84.87%、84.11%及83.79%。GOGAT活性的峰值除CK在萌發(fā)期外，其余處理均在萌動(dòng)期，此時(shí)T1、T2、T3處理分別比CK高8.88%、27.74%、16.77%，到幼苗期T1、T2、T3處理及CK分別比峰值時(shí)降低了61.78%、58.34%、64.39%及69.54%?？梢?jiàn)，硝普鈉處理對(duì)提高圣女果種子萌發(fā)至幼苗期的氮代謝產(chǎn)生了一定的影響。

圖4 硝普鈉對(duì)圣女果種子萌發(fā)至幼苗期氮代謝關(guān)鍵酶活性的影響

2.3硝普鈉對(duì)圣女果種子萌發(fā)至幼苗期碳含量和碳氮比的影響

碳、氮含量是植物的重要營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)，碳氮比則反映植物主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的偏向。圖5所示，硝普鈉處理可延緩圣女果種子萌發(fā)到幼苗期的碳損失。吸脹期T1、T2、T3處理的碳含量分別比CK高31.21%、45.58%、18.23%；幼苗期，T1、T2、T3處理及CK分別較吸脹期下降了90.50%、89.57%、84.93%及85.38%。CK的碳氮比在幼苗形成期出現(xiàn)峰值，此時(shí)比吸脹期上升了134.19%，之后便迅速下降；T1、T2、T3處理從吸脹期到幼苗期分別下降了70.45%、72.90%、53.35%。顯然，硝普鈉處理對(duì)圣女果種子萌發(fā)到幼苗期間的碳含量和碳氮比產(chǎn)生較大影響。

圖5 硝普鈉對(duì)圣女果種子萌發(fā)至幼苗期碳含量和碳氮比的影響

2.4硝普鈉對(duì)圣女果種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

從表1可以看出，硝普鈉處理可在一定程度上提高圣女果種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)，但差異均不顯著；處理后，幼苗生物量、根長(zhǎng)和苗高均顯著大于CK；其中，T1、T2、T3處理的生物量分別比CK高33.33%、100.00%、108.33%，幼苗根長(zhǎng)分別比CK高26.49%、59.90%、56.44%，幼苗高分別比CK高17.35%、35.54%、43.39%。顯然，硝普鈉處理可促進(jìn)圣女果幼苗的生長(zhǎng)。

表1 硝普鈉對(duì)圣女果種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

注：同列不同字母表示在0.05水平上差異顯著。

3 結(jié)論與討論

植物的碳代謝包括碳的同化、碳水化合物的運(yùn)輸轉(zhuǎn)化和碳的積累3個(gè)階段。碳的同化是指無(wú)機(jī)碳在葉綠體中通過(guò)光合作用轉(zhuǎn)化為有機(jī)碳；碳水化合物的運(yùn)輸轉(zhuǎn)化是指磷酸丙糖通過(guò)葉綠體膜運(yùn)送至細(xì)胞質(zhì)合成蔗糖，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為單糖；碳的積累主要是以蔗糖或淀粉的形式進(jìn)行的。碳代謝的變化直接影響著碳水化合物的形成、轉(zhuǎn)化及蛋白質(zhì)的合成與分解[19-20]。研究表明，硝普鈉[21]、糖[22]、氨基酸[23]等處理均能明顯影響作物的碳氮代謝。本研究結(jié)果表明，圣女果種子萌發(fā)到幼苗期間，淀粉含量逐漸下降，可溶性糖、還原糖、蔗糖含量呈先升高后降低的趨勢(shì)，硝普鈉處理對(duì)其變化幅度產(chǎn)生較大影響。本研究還發(fā)現(xiàn)，硝普鈉種子萌發(fā)到幼苗期間，淀粉酶活性在萌動(dòng)期之前變化緩慢，之后急劇下降，原因是種子吸脹期到萌動(dòng)期的淀粉含量較高，淀粉酶活性高有利于淀粉的分解，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間以后，淀粉含量下降到一個(gè)較低水平，此時(shí)淀粉酶的活性也隨之下降；硝普鈉處理延緩淀粉酶活性的下降幅度，加速淀粉的分解。SPS和SS是促使作物蔗糖進(jìn)入各種代謝途徑的關(guān)鍵酶，一般認(rèn)為SS主要起分解蔗糖的作用[24]；SPS可催化蔗糖的合成，其活性與淀粉積累呈負(fù)相關(guān)，與蔗糖形成呈正相關(guān)。圣女果種子萌發(fā)到幼苗期，SPS和SS的活性總體呈逐漸下降的趨勢(shì)，說(shuō)明種子萌發(fā)期間淀粉的分解與蔗糖形成的速率均在減慢，碳代謝速率減緩，但與CK相比，0.50 mmol/L 硝普鈉處理有效延緩了這2種酶活性的降低，一定程度上抑制了碳代謝的降低。

氮代謝包括硝態(tài)氮的還原、同化及有機(jī)含氮化合物的轉(zhuǎn)化、合成等過(guò)程。植物吸收的無(wú)機(jī)態(tài)氮在植物體內(nèi)大多數(shù)進(jìn)入氨基酸，進(jìn)一步合成蛋白質(zhì)，少部分參與核酸等含氮物質(zhì)的代謝。植物氮素同化的主要途徑是經(jīng)過(guò)硝酸鹽還原為銨后直接參與氨基酸的合成與轉(zhuǎn)化，在這期間，NR、GS和GOGAT等關(guān)鍵酶參與催化和調(diào)節(jié)。以氨基酸為主要底物在細(xì)胞中合成蛋白質(zhì)，再對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行修飾、分類、轉(zhuǎn)運(yùn)及儲(chǔ)存等，成為植物有機(jī)體的組成部分，同時(shí)與植物的碳代謝協(xié)調(diào)統(tǒng)一。有研究報(bào)道，硝普鈉處理植物可使可溶性蛋白質(zhì)含量下降[12,15]。在本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，圣女果種子萌發(fā)到幼苗期間，總氮含量逐漸下降，GS活性也總體呈下降趨勢(shì)，游離氨基酸含量逐漸上升，可溶性蛋白質(zhì)含量及GOGAT、NR活性則呈先上升后下降的趨勢(shì)，說(shuō)明在此過(guò)程中，氮元素一方面會(huì)轉(zhuǎn)化成為蛋白質(zhì)，另一方面會(huì)發(fā)生損失；氨基酸含量上升是由于蛋白質(zhì)的分解導(dǎo)致的，可溶性蛋白質(zhì)含量到萌發(fā)期后下降是由于種子內(nèi)貯藏的蛋白質(zhì)逐漸轉(zhuǎn)化為氨基酸供種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)等生命活動(dòng)所用，而幼苗體內(nèi)還未合成蛋白質(zhì)所致；硝普鈉處理減緩了總氮的下降，加快了氨基酸含量的上升，在萌動(dòng)期前加快了可溶性蛋白質(zhì)含量的上升。可見(jiàn)，硝普鈉處理能夠促進(jìn)圣女果種子萌發(fā)到幼苗期氮的同化和轉(zhuǎn)化代謝。

碳氮代謝是作物最基本的代謝過(guò)程，對(duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量及品質(zhì)的形成有較大影響。氮代謝需要依靠碳代謝提供碳源和能量，碳代謝則需要氮代謝提供所需的酶和光合色素。碳氮協(xié)調(diào)對(duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成至關(guān)重要[25]。研究發(fā)現(xiàn)，圣女果種子萌發(fā)到幼苗期間，總碳含量逐漸下降，除CK碳氮比呈先上升后下降的趨勢(shì)外，硝普鈉處理碳氮比穩(wěn)定下降。此外，硝普鈉處理能夠促進(jìn)圣女果種子萌發(fā)和幼苗的生長(zhǎng)，這與鄭春芳等[21]的研究結(jié)果一致。綜上，硝普鈉處理可促進(jìn)圣女果種子萌發(fā)到幼苗期碳氮營(yíng)養(yǎng)的轉(zhuǎn)化，加速物質(zhì)積累，促進(jìn)種子萌發(fā)和幼苗的生長(zhǎng)，其中以0.50 mmol/L處理效果最佳。

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Effect of Sodium Nitroprussiate on the Metabolites and Key Enzyme Activities of Carbon-Nitrogen Metabolism from Seed Germination to Seedling Period of Cherry Tomatoes

ZHANG Yongfu1,2,GUO Lihong1,2,JIANG Shuping1,2,JIN Song1,2,YAO Liyuan1,2,ZHAO Mingfang1,2

(1.School of Agriculture,Kunming University,Kunming 650214,China; 2.Key Laboratory of Special Biological Resource Development and Utilization of Universities in Yunnan Province,Kunming 650214,China)

The purpose of this paper was to elucidate the regulating mechanism of sodium nitroprussiate on seed germination and seedling growth of cherry tomatoes.After treated by different concentration of sodium nitroprusside,the effect on the metabolites and key enzyme activities of carbon-nitrogen metabolism of cherry tomatoes cultivar Zhuyun as materials were investigated.The results showed that from seed germination to seedling period,the contents of starch,total nitrogen decreased,but the contents of soluble sugar,reducing sugar,sucrose and soluble protein increased firstly and then decreased;free amino acids content increased gradually.Sodium nitroprusside made the contents of starch,sucrose and free amino acids higher than CK.Seed germination to seedling stage in cherry tomatoes,the activities of amylase,glutamine synthetase(GS)and sucrose phosphate synthase(SPS)decreased;the activities of nitrate reductase(NR)and glutamate synthase(GOGAT)were first increased and then decreased;CK sucrose synthase(SS) activity decreased.The sucrose synthase(SS) activity decreased with the treatment of CK and 0.25 mmol/L sodium nitroprusside,and the trend was first increased and then decreased after treatment at 0.50,1.00 mmol/L sodium nitroprusside.Sodium nitroprusside treatment increased amylase activity;carbon-nitrogen ratio of CK increased first and then decreased,while the others tended to decrease.In addition,sodium nitroprusside on seed germination potential and germination rate were not affected,but significantly increased biomass accumulation,root length and height of the seedling.These data suggest that sodium nitroprusside can influence the conversion of starch and sugar accumulation,delay the decomposition of total nitrogen and soluble protein,accelerate the accumulation of free amino acids,promote the seed germination and seedling growth,of which 0.50 mmol/L has the best effect.

cherry tomatoes; sodium nitroprusside; seed germination; seedling; carbon and nitrogen metabolism; key enzyme

2017-03-15

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31660559)；昆明學(xué)院科學(xué)研究項(xiàng)目(XJZZ1604)；云南省高校特色生物資源開(kāi)發(fā)與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金項(xiàng)目(GXKJ201615)

張永福(1981-)，男，云南彌勒人，副教授，博士，主要從事園藝植物抗性生理研究。E-mail:123017360@qq.com

S641.2

： A

： 1004-3268(2017)09-0098-06