卓瑪 雷坤 祿亞洲

摘要：以西藏察隅龍爪稷為試驗(yàn)材料，分別用0.01、0.10、0.15、0.30、0.50 mmol/L外源水楊酸預(yù)處理龍爪稷種子，通過(guò)測(cè)定龍爪稷根長(zhǎng)、苗高、鮮質(zhì)量、發(fā)芽率、葉綠素含量、可溶性蛋白、脯氨酸含量和丙二醛含量，比較不同濃度水楊酸對(duì)龍爪稷種子生長(zhǎng)及抗旱性的影響。結(jié)果表明：龍爪稷根長(zhǎng)、苗高、鮮質(zhì)量和發(fā)芽率均隨水楊酸濃度的增高呈先增加后降低的趨勢(shì)，均高于對(duì)照，其中根長(zhǎng)在水楊酸濃度為0.15 mmol/L時(shí)達(dá)到最大，苗高、鮮質(zhì)量和發(fā)芽率在水楊酸濃度為0.30 mmol/L時(shí)達(dá)到最大，但是與0.15 mmol/L水楊酸處理差異不顯著;蛋白質(zhì)含量隨水楊酸濃度的增加而逐漸增加，蛋白質(zhì)含量在0.30 mmol/L水楊酸處理時(shí)達(dá)到最大，且0.15 mmol/L水楊酸處理與對(duì)照相比差異極顯著; 015 mmol/L水楊酸處理中可溶性糖含量最高，顯著高于對(duì)照組;葉綠素含量分析表明，葉綠素a、b含量分別在水楊酸濃度為0.30、0.15 mmol/L時(shí)達(dá)到最大，且該濃度水楊酸處理下的葉綠素a含量與0.15 mmol/L水楊酸處理無(wú)顯著差異;除0.50 mmol/L水楊酸處理的丙二醛含量與對(duì)照無(wú)顯著差異外，其他處理均顯著低于對(duì)照;0.10 mmol/L水楊酸處理的脯氨酸含量最高，0.15 mmol/L水楊酸處理次之。綜上所述，適宜濃度的水楊酸能促進(jìn)龍爪稷種子的萌發(fā)，增強(qiáng)龍爪稷的抗逆性，且以0.15 mmol/L水楊酸處理效果最佳。

關(guān)鍵詞：龍爪稷;萌發(fā);幼苗生長(zhǎng);生理生化特性;抗旱性;水楊酸;抗逆性

中圖分類號(hào)：S516.01?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A? 文章編號(hào)：1002-1302（2020）20-0101-04

水楊酸（salicylic acid，SA）是一種普遍存在于高等植物體內(nèi)的酚類化合物，在植物的生長(zhǎng)發(fā)育、抗逆境脅迫等方面發(fā)揮著重要作用[1-3]。大量研究表明，適宜濃度的水楊酸不僅能促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育和維持細(xì)胞膜系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還能提高植物對(duì)各種生物與非生物脅迫的抗逆能力[4-8]。

龍爪稷是一種熱帶耐旱谷類作物，分布在海拔2 500 m以下的暖濕地帶，具有補(bǔ)中益氣和治療腸胃疾病之功效。龍爪稷是非洲人和印度人的一種主要食物，在我國(guó)西藏主要以糌粑、釀酒為主，深受藏民族的喜愛。目前，對(duì)龍爪稷的研究主要集中在其營(yíng)養(yǎng)成分、重金屬含量、土壤改良等方面，但外源水楊酸對(duì)龍爪稷生長(zhǎng)的影響鮮見報(bào)道[9-11]。本研究檢測(cè)不同濃度外源水楊酸對(duì)龍爪稷種子生長(zhǎng)生理特性的影響，旨在提高龍爪稷的抗逆境能力，為龍爪稷的栽培生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為龍爪稷，2017年9月于西藏察隅縣下察隅鎮(zhèn)采集龍爪稷種子。

1.2 試驗(yàn)方法

人工挑選大小一致、顆粒飽滿的龍爪稷種子，分別用0.01、0.10、0.15、0.30、0.50 mmol/L水楊酸浸泡24 h后，無(wú)菌水沖洗3次，分別接種于MS固體培養(yǎng)基上，每個(gè)培養(yǎng)皿接種30粒種子，每組3個(gè)重復(fù)，對(duì)照組用無(wú)菌水處理，然后置于25 ℃光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。以胚芽長(zhǎng)度等于種子長(zhǎng)度作為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)，以連續(xù)3 d不再有種子發(fā)芽作為發(fā)芽結(jié)束期，每天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽種子數(shù)并計(jì)算發(fā)芽率。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

龍爪稷種子著床后3 d測(cè)定根長(zhǎng)、苗高和鮮質(zhì)量，6 d時(shí)測(cè)定生理生化指標(biāo)，每組3次重復(fù)，取平均值。蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍(lán)G250染色法測(cè)定[12]，采用乙醇-丙酮混合法測(cè)定葉綠素含量[13]，丙二醛含量測(cè)定采用硫代巴比妥酸法[14]，脯氨酸含量采用茚三酮顯色法測(cè)定[15]，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定[15]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Graph Pad.Prism 5.02進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與作圖，用SPSS 10.0進(jìn)行差異顯著性分析（α=0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度水楊酸對(duì)龍爪稷發(fā)芽率的影響

種子萌發(fā)率對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育具有重要意義。由圖1可知，不同濃度水楊酸處理對(duì)龍爪稷種子發(fā)芽率的影響不同，隨著水楊酸濃度的增加，種子發(fā)芽率呈先增高后降低的趨勢(shì)，當(dāng)水楊酸濃度為 0.30 mmol/L 時(shí)，發(fā)芽率最高，但是與0.15 mmol/L水楊酸處理無(wú)顯著差異;當(dāng)水楊酸濃度為 0.50 mmol/L 時(shí)，發(fā)芽率與對(duì)照組相比無(wú)顯著差異。由此可知，當(dāng)水楊酸濃度為0.01～0.30 mmol/L時(shí)，對(duì)龍爪稷種子發(fā)芽率有一定的促進(jìn)作用，當(dāng)水楊酸濃度大于或等于0.50 mmol/L時(shí)對(duì)龍爪稷種子無(wú)明顯促進(jìn)作用，甚至出現(xiàn)抑制作用。

2.2 不同濃度水楊酸對(duì)龍爪稷幼苗生長(zhǎng)的影響

經(jīng)不同濃度水楊酸處理后，龍爪稷根長(zhǎng)、苗高和鮮質(zhì)量均呈先增高后降低的趨勢(shì)且均高于對(duì)照組（表1）。根長(zhǎng)的最佳水楊酸處理濃度是 0.15 mmol/L，比對(duì)照提高73.13%，而苗高和鮮質(zhì)量的最佳處理濃度是0.30 mmol/L，與對(duì)照相比分別提高了51.70%和77.47%，均與對(duì)照差異極顯著（P<0.01），但0.15 mmol/L和0.3 mmol/L水楊酸處理后的根長(zhǎng)、苗高和鮮質(zhì)量無(wú)顯著差異。以上結(jié)果表明，適當(dāng)濃度水楊酸預(yù)處理能提高龍爪稷幼苗的根長(zhǎng)、苗高和鮮質(zhì)量，進(jìn)而促進(jìn)幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育。

2.3 不同濃度水楊酸對(duì)龍爪稷幼苗葉片蛋白質(zhì)和可溶性糖含量的影響

不同濃度水楊酸對(duì)龍爪稷幼苗葉片的蛋白質(zhì)和可溶性糖含量產(chǎn)生了不同影響（圖2）。如圖2-A所示，蛋白質(zhì)含量隨水楊酸濃度的增加呈逐漸增加的趨勢(shì)，且均顯著高于對(duì)照組，當(dāng)水楊酸濃度為 0.30 mmol/L 時(shí)，幼苗葉片中蛋白質(zhì)含量最高，為2292 μg/g，比對(duì)照組提高了55.82%，差異極顯著（P<0.01）。圖2-B為不同濃度水楊酸對(duì)龍爪稷幼苗葉片可溶性糖含量的影響，結(jié)果表明可溶性糖含量隨水楊酸濃度增加呈先增高后降低的趨勢(shì)，當(dāng)水楊酸濃度為0.15 mmol/L時(shí)，可溶性糖含量最高，為0.25 mmol/g，與對(duì)照組相比提高了57.72%，差異極顯著（P<0.01）?？扇苄蕴呛偷鞍踪|(zhì)含量在維持細(xì)胞滲透勢(shì)中發(fā)揮了重要作用，高含量蛋白質(zhì)和可溶性糖有助于增強(qiáng)植物的抗?jié)B透脅迫能力，以上結(jié)果表明，適當(dāng)濃度水楊酸能提高龍爪稷幼苗可溶性糖和蛋白質(zhì)含量，進(jìn)而增強(qiáng)龍爪稷幼苗的抗?jié)B透脅迫能力。

2.4 不同濃度水楊酸對(duì)龍爪稷幼苗葉片葉綠素含量的影響

不同濃度水楊酸對(duì)龍爪稷幼苗葉綠素含量產(chǎn)生了不同的影響（圖3）。如圖3所示，葉綠素a、b和總量隨水楊酸濃度的增加均呈先增加后降低的趨勢(shì)，當(dāng)水楊酸濃度為0.30 mmol/L時(shí)，葉綠素a含量最高，與對(duì)照相比提高了51.52%（圖3-A）;而當(dāng)水楊酸濃度為0.15 mmol/L時(shí)，葉綠素b含量最高，為4.07 mg/g（圖3-B）;葉綠素總量在 0.30 mmol/L 水楊酸處理時(shí)含量最高，為9.27 mg/g（圖3-C），均與對(duì)照差異極顯著（P<0.01），但015 mmol/L水楊酸處理組與0.30 mmol/L水楊酸處理組間均無(wú)顯著差異。研究表明，葉綠素是植物光合作用的重要催化劑，葉綠素含量反映了植物生長(zhǎng)發(fā)育狀況、代謝水平和營(yíng)養(yǎng)條件。綜上所述，適當(dāng)濃度水楊酸能提高龍爪稷幼苗葉綠素含量，進(jìn)而促進(jìn)植物的光合作用和營(yíng)養(yǎng)富集。

2.5 不同濃度水楊酸對(duì)龍爪稷幼苗葉片丙二醛和脯氨酸含量的影響

丙二醛含量是植物細(xì)胞膜質(zhì)過(guò)氧化程度的體現(xiàn)，丙二醛含量越高，植物細(xì)胞膜質(zhì)過(guò)氧化程度越高，細(xì)胞膜則受到嚴(yán)重的傷害[16]。由圖4可知，龍爪稷經(jīng)不同濃度水楊酸處理后，其丙二醛含量隨水楊酸濃度的增加呈先降低后升高的趨勢(shì)（圖4-A），水楊酸濃度為0.01～0.30 mmol/L時(shí)，龍爪稷幼苗葉片丙二醛含量顯著低于對(duì)照組（P<0.01），但當(dāng)水楊酸濃度為0.50 mmol/L時(shí)，丙二醛含量最高，與對(duì)照相比無(wú)顯著差異。以上結(jié)果表明，適當(dāng)濃度水楊酸對(duì)龍爪稷幼苗丙二醛抑制效果較好。

水楊酸對(duì)龍爪稷幼苗葉片脯氨酸含量的影響與丙二醛含量相反，脯氨酸含量隨水楊酸濃度的增加呈先增高后減低的趨勢(shì)，水楊酸濃度為 0.10 mmol/L 時(shí)，脯氨酸含量最高，為126.80 μg/g（圖4-B），顯著高于對(duì)照組（P<0.01）。有研究表明，脯氨酸作為細(xì)胞質(zhì)內(nèi)滲透調(diào)節(jié)物，在穩(wěn)定生物大分子結(jié)構(gòu)、解除氨毒等方面起重要作用[17]。綜上所述，適當(dāng)濃度水楊酸能增加龍爪稷幼苗脯氨酸含量來(lái)提高龍爪稷的抗逆境能力。

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)研究了不同濃度水楊酸對(duì)龍爪稷種子

萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)與生理特性的影響。種子萌發(fā)是植物生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，因此種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)情況常被作為植物抗逆性評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。大量研究結(jié)果表明，低濃度水楊酸能促進(jìn)種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)[5，20，23-25]。本研究結(jié)果與前人研究結(jié)果一致，低濃度水楊酸能顯著促進(jìn)龍爪稷種子的萌發(fā)，提高龍爪稷根長(zhǎng)、苗高和鮮質(zhì)量，且0.15～0.30 mmol/L 水楊酸處理時(shí)效果最佳。大量研究結(jié)果表明，葉綠素含量決定了植物光合作用、富集營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的能力;較高含量的可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖和脯氨酸有助于降低植物滲透勢(shì)，進(jìn)而增強(qiáng)植物的抗逆境脅迫能力[17，26-27]。本研究結(jié)果表明，適當(dāng)濃度水楊酸能顯著提高龍爪稷幼苗葉綠素、蛋白質(zhì)、可溶性糖、脯氨酸含量，這與前人的研究結(jié)果一致。丙二醛含量分析結(jié)果表明，當(dāng)水楊酸濃度為001～0.30 mmol/L時(shí)，龍爪稷幼苗葉片丙二醛含量顯著低于對(duì)照組（P<0.01），說(shuō)明低濃度水楊酸能較好地抑制丙二醛的生成。丙二醛是植物細(xì)胞膜質(zhì)過(guò)氧化程度的體現(xiàn)，丙二醛含量越高，植物細(xì)胞膜質(zhì)過(guò)氧化程度越高，則表明細(xì)胞膜受到了嚴(yán)重傷害[16]。綜上所述，適當(dāng)濃度水楊酸能增強(qiáng)龍爪稷抗逆境脅迫能力，且以0.15 mmol/L水楊酸處理效果最佳。

水楊酸作為一種重要的小分子酚類化合物，在調(diào)節(jié)植物代謝、緩解逆境脅迫、增強(qiáng)植物抗逆性等方面發(fā)揮著重要作用[1-3，18]，在玉米、小麥、青稞、油菜等多種植物中已得到廣泛證實(shí)[19-22]。本研究結(jié)果表明，適宜濃度的水楊酸能促進(jìn)龍爪稷種子的萌發(fā)，增強(qiáng)龍爪稷的抗逆性，因此水楊酸對(duì)龍爪稷的栽培種植具有重要的實(shí)踐價(jià)值。

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