朱承美，孟令玉，溫亞萌，曲愛(ài)軍

?

農(nóng)藥助劑二甲苯對(duì)蘋果抗壞血酸代謝的影響

朱承美，孟令玉#，溫亞萌，曲愛(ài)軍*

（山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院，山東 泰安 271018）

為了探討農(nóng)藥助劑二甲苯對(duì)蘋果幼苗抗壞血酸代謝的影響，以平邑甜茶這一蘋果品種為材料，應(yīng)用多種實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定了農(nóng)藥助劑二甲苯對(duì)蘋果幼苗葉片相對(duì)膜透性、MDA含量、H2O2含量、AsA含量、DHA含量、GSH含量和GSSG含量的影響。結(jié)果表明，用農(nóng)藥助劑二甲苯處理24 h后，測(cè)定的各項(xiàng)指標(biāo)均高于對(duì)照組，相對(duì)膜透性升高了11.99%，MDA含量升高了8.22%，H2O2含量升高了21.14%，AsA含量升高了9.23%，DHA含量升高了20.31%，GSH含量升高了4.35%，GSSG 含量升高了8.97%。

農(nóng)藥助劑；蘋果幼苗；抗壞血酸

山東省是中國(guó)大蘋果栽培的發(fā)源地（最早的是煙臺(tái)，之后是威海、青島），且長(zhǎng)期以來(lái)，山東省一直是全國(guó)蘋果生產(chǎn)大省和強(qiáng)省[1]，隨著蘋果品種的更新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化以及栽培制度變革與生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步和完善提高，蘋果栽培范圍遍布全省各市，產(chǎn)業(yè)規(guī)模得到發(fā)展壯大，是山東省最具競(jìng)爭(zhēng)力的果品產(chǎn)業(yè)，總產(chǎn)、面積和產(chǎn)量均居首位。由2014年的調(diào)查數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，全省蘋果種植面積30.47 hm2(457萬(wàn)畝)，僅低于陜西、甘肅，為全國(guó)第三，產(chǎn)930萬(wàn)t，僅低于陜西，居全國(guó)第二位；平均666.7 m2產(chǎn)量2.04 t，為全國(guó)最高[1]。但蘋果生產(chǎn)過(guò)程中易受到病蟲害的影響，因此農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中是必不可少的，盡管近年來(lái)已經(jīng)盡量減少農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的使用，但基于我國(guó)國(guó)情，化學(xué)防治仍是主要的防治方式。

農(nóng)藥助劑是農(nóng)藥制劑產(chǎn)品的必要組成成分。農(nóng)藥助劑曾經(jīng)被誤認(rèn)為是對(duì)環(huán)境和人類健康無(wú)害的惰性物質(zhì)，因此我國(guó)農(nóng)藥相關(guān)管理規(guī)定中沒(méi)有對(duì)農(nóng)藥助劑的環(huán)境安全進(jìn)行登記管理[2]。但實(shí)際上農(nóng)藥助劑中卻包含許多有害化學(xué)品[3]。農(nóng)藥助劑的品種數(shù)量是非常巨大的，目前常規(guī)使用的助劑品種已超過(guò)3 000種[4-5]。

查閱相關(guān)資料后發(fā)現(xiàn)，有很多關(guān)于農(nóng)藥脅迫的影響，研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)藥對(duì)植物多方面都存在一定影響。例如，阿維菌素和甲維鹽會(huì)使玉米葉綠素含量下降[6]；代森錳鋅、溴氰菊酯、蚜青靈施用后會(huì)抑制蔬菜的生長(zhǎng)發(fā)育[7]；阿維菌素和噻蟲嗪能使小麥幼苗的苗高、重量和根長(zhǎng)增加[8]；溴氰菊酯、氧樂(lè)果、吡蟲啉、苦參堿和阿維菌素會(huì)提高大葉黃楊SOD和脯氨酸的含量[9]；丁硫克百威、功夫乳油、印楝素使植株的抗逆性降低[10]。但目前為止，還未發(fā)現(xiàn)有關(guān)農(nóng)藥助劑對(duì)蘋果幼苗抗壞血酸代謝影響的相關(guān)研究，為更加完善評(píng)價(jià)農(nóng)藥助劑對(duì)蘋果生態(tài)安全性，課題組測(cè)試了常用農(nóng)藥助劑二甲苯對(duì)蘋果幼苗抗壞血酸代謝的影響，以期為農(nóng)藥助劑的合理應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試作物與藥劑

本試驗(yàn)選用平邑甜茶((Pamp.) Reld.)營(yíng)養(yǎng)液水培苗為試材，農(nóng)藥助劑選擇二甲苯。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

幼苗于2016—2017年栽培于山東農(nóng)業(yè)大學(xué)校園內(nèi)，將平邑甜茶種子進(jìn)行4層積處理，準(zhǔn)備營(yíng)養(yǎng)缽，其基質(zhì)成分比例為珍珠巖∶泥炭∶園土=1∶1∶1，待種子發(fā)芽后，選擇長(zhǎng)勢(shì)等情況一致的種子播入營(yíng)養(yǎng)缽中，在田間培養(yǎng)，采用正常管理方式，待幼苗第1片真葉完全展開(kāi)時(shí)，首先澆1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液，以后每10 d澆一次，其間土壤濕度用清水調(diào)節(jié)。等到幼苗長(zhǎng)到6片真葉時(shí)，在長(zhǎng)42 cm，寬37 cm，高15 cm的水培槽中加入1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液，將幼苗移至其中進(jìn)行預(yù)培養(yǎng)。利用KOH將初始pH值調(diào)為6.0±0.1，以后每5 d更換一次營(yíng)養(yǎng)液。調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度為8 000~9 000 Lx，晝溫為22±2 ℃，夜溫為18±2 ℃，每天進(jìn)行14 h光照。預(yù)培養(yǎng)15 d后將生長(zhǎng)良好，長(zhǎng)勢(shì)一致的幼苗移出，用二甲苯處理，對(duì)照為丙酮。脅迫處理24 h后，于早晨10:00取樣，葉片取自幼苗頂端完全展開(kāi)的第3至第5片葉，帶回試驗(yàn)室測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)，每個(gè)指標(biāo)設(shè)定3~4個(gè)重復(fù)，并做好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

相對(duì)膜透性和丙二醛含量測(cè)定參考李合生等[11]的方法；H2O2含量測(cè)定參考林植芳等[12]的方法；AsA和DHA含量的測(cè)定參考Kampfenkel等[13]的Fe3+還原法，作出標(biāo)準(zhǔn)曲線，進(jìn)而計(jì)算總抗壞血酸和AsA的含量，DHA為總抗壞血酸和AsA的差值；GSH和GSSG含量測(cè)定參考Griffith[14]的方法，即用相同方法作標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算總谷胱甘肽和GSSG的含量，GSH為總谷胱甘肽和GSSG的差值。

1.4 數(shù)據(jù)分析與方法

采用Excel、SPSS等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算及統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理如表1所示，通過(guò)表1中相關(guān)數(shù)據(jù)可以看出農(nóng)藥助劑二甲苯處理后，處理組與對(duì)照組相比，各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)均有一定的變化。相對(duì)膜透性、MDA 含量、H2O2含量、AsA含量、DHA 含量、GSH含量和GSSG含量均有所上升，與對(duì)照組相比，相對(duì)膜透性升高了11.99%，MDA 含量升高了8.22%，H2O2含量升高了21.14%，AsA含量升高了9.23%，DHA 含量升高了20.31%，GSH含量升高了4.35%，GSSG 含量升高了8.97%。

表1 農(nóng)藥助劑二甲苯對(duì)平邑甜茶葉片相關(guān)指標(biāo)參數(shù)的影響

3 討論與結(jié)論

抗壞血酸即維生素C，是生物體內(nèi)的高豐度小分子抗氧化物質(zhì)，是大多數(shù)生物體內(nèi)重要的抗氧化劑和許多酶的輔因子，是抗氧化系統(tǒng)中非常重要的一部分，也是蘋果和其他水果品種中重要的功能成分，對(duì)于植物抵抗氧化脅迫具有重要作用，是生物體生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中必不可少的物質(zhì)[15]。植物體內(nèi)AsA含量受合成和再生能力的調(diào)控，它的合成和循環(huán)代謝對(duì)維持抗壞血酸水平具有積極的作用。而在植物生長(zhǎng)過(guò)程中，易受到農(nóng)藥、干旱、低溫、低氮、輻射以及重金屬等很多因子的脅迫，AsA含量不僅能提高作物的品質(zhì)，而且增加對(duì)干旱、臭氧、病菌等逆境的抗性[16]。

對(duì)于植物的抗壞血酸代謝，很多人做了深入的研究，郭天榮[17]研究發(fā)現(xiàn)適宜濃度的外源AsA可有效緩解鋁毒害引發(fā)的大麥生長(zhǎng)抑制和氧化脅迫；單長(zhǎng)卷等[18]研究發(fā)現(xiàn)冰草可以通過(guò)增強(qiáng)葉片的抗壞血酸和谷胱甘肽合成及循環(huán)代謝等酶活性，維持植物體內(nèi)抗壞血酸和谷胱甘肽水平及氧化還原狀態(tài)，從而抵御干旱造成的氧化脅迫；何文亮等[19]發(fā)現(xiàn)AsA增強(qiáng)逆境脅迫下植物的抗逆能力；鄭啟偉等[20]研究發(fā)現(xiàn)外源AsA稻葉片對(duì)O3危害的抗性；龐勇[21]研究也表明AsA處理提高了蘋果組培苗熱脅迫下抗氧化酶的活性和AsA含量，誘導(dǎo)了蘋果的耐熱性。

在本次實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)研究農(nóng)藥助劑二甲苯對(duì)蘋果抗壞血酸代謝的影響發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，使用二甲苯處理后，相對(duì)膜透性、MDA含量、H2O2含量、AsA含量、DHA含量、GSH含量和GSSG含量均有所上升，H2O2和DHA含量升高幅度最大，分別升高了21.14%和20.31%。由此可以推測(cè)農(nóng)藥助劑可改變蘋果抗壞血酸代謝，提高蘋果AsA合成和再生能力，使AsA含量和氧化還原狀態(tài)的平衡得以維持，從而提高了蘋果抵御脅迫的能力，減輕了農(nóng)藥助劑脅迫對(duì)植物的傷害。

本次實(shí)驗(yàn)僅僅研究了農(nóng)藥助劑脅迫24 h后，蘋果幼苗葉片中相對(duì)膜透性、MDA 含量、H2O2含量、AsA含量、DHA含量、GSH含量和GSSG 含量的變化情況，但是，代謝變化原理以及各指標(biāo)含量產(chǎn)生變化的原因還需要繼續(xù)深入研究，進(jìn)而對(duì)提高蘋果產(chǎn)量提供科學(xué)依據(jù)。

[1] 王金政. 山東省蘋果的栽培歷史、生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 落葉果樹(shù), 2017, 49(2): 1-3.

[2] 卜元卿, 王昝暢, 智勇,等. 農(nóng)藥制劑中助劑使用狀況調(diào)研及風(fēng)險(xiǎn)分析[J]. 農(nóng)藥, 2014, 53(12): 932-936.

[3]Marquardt S, Cox C, Knight H. “Inert” ingredients in pesticides[J]. Environmental Health Perspectives, 2006, 114(12): 1987-1997.

[4] Regulatory Directive. Formulants program[S]. DIR2004- 01, Canada.

[5] 張宗儉. 農(nóng)藥助劑的應(yīng)用與研究進(jìn)展[J]. 農(nóng)藥科學(xué)與管理, 2009, 30(1): 42-47.

[6] 王馨儀, 劉運(yùn)澤, 孫小潔, 等. 幾種殺蟲劑對(duì)小麥幼苗根系的影響[J]. 農(nóng)藥科學(xué)與管理, 2015, 36(8): 62-65.

[7] 呂海燕. 農(nóng)藥對(duì)兩種蔬菜生理生化影響及機(jī)理研究[D]. 揚(yáng)州: 揚(yáng)州大學(xué), 2007.

[8] 張悅, 鄭方強(qiáng), 朱承美, 等. 以葉綠素為標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)阿維菌素和甲維鹽對(duì)玉米幼苗的安全性[J]. 世界農(nóng)藥, 2012, 34(3): 47-48.

[9] 何興愛(ài), 朱承美, 亓玲美, 等. 農(nóng)藥脅迫對(duì)花椒有機(jī)物含量的影響[J]. 山東林業(yè)科技, 2005, 36(6): 15-17.

[10] 莊小花. 農(nóng)藥脅迫下十字花科蔬菜次生物質(zhì)及酶系與黃曲條跳甲保護(hù)酶的互作效應(yīng)[D]. 福州: 福建農(nóng)林大學(xué), 2008.

[11] 李合生, 孫群, 趙世杰. 植物生理生化試驗(yàn)原理和技術(shù)[M]. 北京: 高等教育出版社, 2000.

[12] 林植芳, 李雙順, 林桂珠, 等. 衰老葉片和葉綠體中H2O2累積與膜脂過(guò)氧化的關(guān)系[J].植物生理學(xué)報(bào), 1988, 14(1):16-22.

[13]Kampfenkel K, Van Montagu M, Inzè D. Extraction and determination of ascorbate and dehydroascorbate from plant tissue [J]. Analytical Biochemistry, 1995, 225: 165-167.

[14] Griffith O W. Determination of glutathione and glutathione disulfide using glutathione reductase and 2-vinylpyridine [J]. Analytical Biochemistry, 1980,106:207-212.

[15]Davey M W, Van Montagu M, Inzé D, et al. Plant L-ascorbic acid: chemistry, function, metabolism, bioavailability and effects of processing[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2000, 80(7):825-860.

[16]Mahan J R, Wanjura D F. Seasonal patterns of glutathione and ascorbate metabolism in field grown cotton under water stress [J]. Crop Sci, 2005, 45(1):193-201.

[17] 郭天榮. 外源抗壞血酸對(duì)鋁毒害大麥幼苗的緩解效應(yīng)麥類作物學(xué)報(bào)[J]. 麥類作物學(xué)報(bào), 2012, 32(5): 895-899.

[18] 單長(zhǎng)卷, 韓蕊蓮, 梁宗鎖. 黃土高原冰草葉片抗壞血酸和谷胱甘肽合成及循環(huán)代謝對(duì)干旱脅迫的生理響應(yīng)[J]. 植物生態(tài)學(xué)報(bào),2011,35(6):653-662.

[19] 何文亮, 黃承紅, 楊穎麗, 等. 鹽脅迫過(guò)程中抗壞血酸對(duì)植物的保護(hù)功能[J]. 西北植物學(xué)報(bào), 2004, 24 (12): 2196-2201.

[20] 鄭啟偉, 王效科, 謝居清, 等. 外源抗壞血酸對(duì)臭氧脅迫下水稻葉片膜保護(hù)系統(tǒng)的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2006, 26(4):1131-1135.

[21] 龐勇, 馬鋒旺, 徐凌飛. 抗壞血酸對(duì)蘋果組培苗耐熱性的生理效應(yīng)[J]. 果樹(shù)科學(xué), 2005, 22 (2): 167-169.

Effects of Pesticide Adjuvant(xylene) onMetabolism of Ascorbic Acid of Apple Seedlings

ZHU Cheng-mei, MENG Ling-yu#, WEN Ya-meng, QU Ai-jun*

（College of Plant Protection, Shandong Agricultural University, Tai’an, Shandong 271018, China）

To explore effects of pesticide adjuvant (xylene) on the metabolism of ascorbic acid of apple seedlings, effects of pesticide adjuvant (xylene) on the relative membrane permeability, and on the contents of MDA, H2O2, AsA, DHA, GSH and GSSG inwere tested by a variety of experimental methods. The results showed that under pesticide adjuvant（xylene） stress after 24 hours, each index in the test was higher than that of the control group. The relative membrane permeability increased by 11.99%, contents of MDA by 8.22%, contents of H2O2by 21.14%, contents of AsA by 9.23%, contents of DHA by20.31%, contents of GSH by 4.35%, and contents of GSSG by 8.97%.

pesticide adjuvant; apple seedling; metabolism of ascorbic acid

S661.1

A

2095-3704（2018）01-0001-04

2017-11-06

2017-12-01

朱承美(1963—)，女，副教授，主要從事農(nóng)藥生理生態(tài)方面的研究；孟令玉，女，并列第一作者，碩士生；

通信作者：曲愛(ài)軍，aijunqu1965@163.com。

朱承美, 孟令玉, 溫亞萌, 等. 農(nóng)藥助劑二甲苯對(duì)蘋果抗壞血酸代謝的影響[J]. 生物災(zāi)害科學(xué), 2018, 41(1): 1-4.