不同浓度矮壮素对小麦幼苗生理特性的影响

张 军，方锦旗，邵梦丽，杜雪梅，张梅娟

(商洛学院，陕西 商洛 726000)

小麦是世界第一大口粮作物，全球约40%的人口以小麦为主要粮食[1～2]。苗期是小麦重要的生长阶段，培育壮苗是小麦安全越冬和高产优质的基础[3]。通过施肥、中耕除草和镇压等措施可达到一定地促控目的，但由于费时、费力已很少使用[4]。受全球气候影响，近些年“暖冬”呈增加趋势[5]，造成小麦冬前徒长，引发冻害、倒伏、脱肥和严重病虫害等不良后果[6]。为解决这一难题需探究新的技术途径。

矮壮素为低毒植物生长调节剂，是增强植物抗逆性能的理想生长调节剂[7]。前人研究表明，矮壮素可使植株变矮，控制作物倒伏，在玉米[8]、大豆[9]、花生[10]、水稻等[11]作物应用上十分广泛。有关矮壮素对小麦处理效应多集中在萌发特性[4, 12]和中后期抗倒伏和对产量影响[7, 13]方面，有关喷施矮壮素对小麦幼苗期生理特性的研究还鲜见报道。为此，试验选取在商洛麦区有应用前景的两种不同类型小麦，探究喷施矮壮素对其生理特性影响，以期为矮壮素在小麦上的应用提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料和试剂

试验于2018年在商洛学院生物学院实验室进行。选用商麦1619和蓝黑粒小麦为材料。种子由商洛学院秦岭植物良种繁育中心提供。矮壮素为安阳全丰生物科技有限公司生产的质量分数为80%的粉剂。

1.2 试验设计

挑选大小基本一致，籽粒饱满的小麦种子用10%次氯酸钠消毒10 min，自来水冲洗干净，蒸馏水室温浸种12 h后置于有Hoagland营养液的水培篮中培养。待小麦幼苗生长至二叶一心时，用0(CK)、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%的矮壮素叶面喷施矮壮素，CK为等量蒸馏水，7d后进行指标测定。

1.3 测定指标与方法

取小麦倒一叶进行叶片生理指标测定。采用NBT比色法测定SOD活性、愈创木酚显色法测定POD活性、过氧化氢还原法测定CAT活性、蒽酮比色法测定可溶性糖含量、茚三酮显色法测定脯氨酸含量、考马斯亮蓝G-250法测定可溶性蛋白含量。TBA比色法测定MDA含量。取整个根系采用TTC法测定根系活力。以上生理指标测定方法参考文献[13]。每个处理3次重复。

1.4 统计分析

Excel 2003进行数据处理，SPSS18进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 喷施矮壮素对小麦幼苗保护酶活性的影响

由表1可得，喷施矮壮素后2种小麦幼苗叶片SOD活性、POD活性和CAT活性均高于对照，且随着矮壮素浓度地增加表现出先增后减的变化规律。喷施矮壮素后，商麦1619叶片SOD活性较对照显著增加30.5%～114.3%，兰黑粒增幅为20.6%～162.4%。商麦1619叶片POD活性较对照增加5.1%～30.6%，兰黑粒增幅为3.9%～62.7%。商麦1619叶片CAT活性较对照增加28.9%～273.6%，兰黑粒增幅为8.3%～88.4%。

2.2 喷施矮壮素对小麦幼苗渗透调节物质含量的影响

由表2可得，喷施矮壮素后小麦幼苗叶片可溶性糖、脯氨酸含量和可溶性蛋白含量不同程度高于对照，且随着矮壮素浓度地增加表现出先增后减的变化规律。以可溶性糖为例，矮壮素浓度为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%时，商麦1619较对照显著增加12.5%、24.9%、38.9%、53.5%和45.1%，兰黑粒较依次增加16.7%、25.7%、45.1%、73.6%和52.1%，且不同矮壮素浓度间差异呈统计学显著性。

2.3 喷施矮壮素对小麦幼苗MDA含量和根系活力的影响

喷施矮壮素后小麦幼苗叶片MDA含量和根系活力表现出不同的变化趋势。随着矮壮素浓度升高，小麦幼苗叶片MDA含量呈上升趋势(图1)。矮壮素浓度为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%时，商麦1619较对照依次增加了22.3%、51.1%、75.1%、103.3%、106.6%；兰黑粒增加了33.8%、44.8%、47.3%、51.6%、65.8%。根系活力随着矮壮素浓度地增加表现出先增后减的变化规律(图1，B)。和对照相比，喷施矮壮素后根系活力均有显著性增加，在2%时达到最大值。

表1 喷施矮壮素对小麦幼苗保护酶活性的影响

注：不同小写字母表示同一取样时间不同处理间差异显著(P<0.05)，下同。

表2 喷施矮壮素对小麦幼苗渗透调节物质含量的影响

3 讨论

自由基伤害学说认为植物细胞内存在活性氧的产生和清除过程，植物体内清除活性氧的保护机制分为酶促和非酶促两类[14]。酶促系统包括SOD活性、POD活性和CAT活性等。笔者试验中，喷施矮壮素后两种供试小麦幼苗叶片SOD活性、POD活性和CAT活性均显著高于对照，这与程艳等[15]研究结果基本一致。可见矮壮素能够提高小麦保护酶活性，提高幼苗的抗逆性。MDA含量是质膜氧化的产物之一，间接反映植物的抗性生理[13]。笔者试验中矮壮素处理后叶片MDA含量呈上升趋势，特别是浓度为2.5%时，其含量进一步增加，这可能与保护酶活性下降有关，清除活性氧能力下降所致。

众多研究表明渗透调节物质可参与植物抗逆生理过程。植物细胞可通过可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白等渗透调节物质的积累来调节细胞渗透压，提高适应环境的压力[16]。笔者试验结果也支持这一结论，表现为喷施矮壮素后可溶性糖、脯氨酸含量和可溶性蛋白含量不同程度高于对照。根系活力直接影响根系代谢情况[13]，进而影响整个植株的长势。喷施矮壮素后根系活力有显著性增加，这为小麦幼苗的健壮生长提供了重要的生理基础。综合所测指标，矮壮素浓度在2%时，小麦幼苗生理指标最佳。