外源钙和水杨酸对弱光下观光木幼苗生理特性的影响_覃永华.pdf

第 卷 第 期北华大学学报（自然科学版）年 月 （）文章编号：（）：外源钙和水杨酸对弱光下观光木幼苗生理特性的影响覃永华，李 婷，杨 梅，刘世男（广西壮族自治区林业勘测设计院，广西 南宁；广西壮族自治区南宁树木园，广西 南宁；广西大学林学院，广西 南宁）摘要：以 个月大观光木幼苗为试验材料，在弱光下分别喷施不同浓度的氯化钙（）和水杨酸（），测定叶片抗氧化酶和叶绿素荧光参数等指标，研究 和 处理对弱光胁迫下观光木的缓解作用结果表明：在弱光条件下，观光木幼苗的、酶活性，可溶性蛋白含量，下降，喷施 和 后这些指标均有所上升；同时，含量、游离脯氨酸含量和 上升，而喷施 和 后这些指标均有所下降此外，随着 和 处理浓度的提高，、酶活性，可溶性蛋白含量，先升后降，而、游离脯氨酸含量、先降后升综合分析可知：处理和 处理对观光木缓解弱光胁迫的作用最好可见，一定浓度的 和 可以缓解弱光带来的胁迫，而浓度过高，缓解效果下降关键词：观光木；弱光胁迫；氯化钙；水杨酸；生理指标中图分类号：文献标志码：收稿日期：基金项目：广西自然科学基金重点项目（）；广西林业科技项目（桂林科字第 号）作者简介：覃永华（），男，硕士，高级工程师，主要从事植物生态学和生物多样性保护研究，：；通信作者：刘世男（），女，博士，讲师，主要从事森林培育研究，：，（，；，；，）：，：；光是影响植物生长发育和生理功能的重要环境因子之一在遮阴状态下，植物的可溶性蛋白、等显著降低，如油茶（）、望天树（）和野鸭椿（）等，而 和游离脯氨酸含量显著升高，如红芸豆（）等；此外，植物的叶绿素荧光、也呈现不同程度的降低，如辣椒（）、兴安落叶松（）等可见，弱光胁迫使植物生理功能受到影响，进而影响植物生长发育研究表明，喷施激素、化学药剂等外源物质，能缓解植物在胁迫条件下的伤害目前，关于水杨酸（）和氯化钙（）增强植物抗逆性的作用已有很多报道比如，有研究显示，可以缓解菊芋（）所受的铝胁迫，还可以增强孔雀草（）在镉胁迫下的抗性；可以缓解绦柳（）幼苗盐胁迫，对元宝枫（）高温胁迫也有缓解效应此外，外源和 能够提高黄瓜（）、番茄（）、甜瓜（）对弱光的耐受性，降低弱光胁迫造成的伤害观光木（）为木兰科（）观光木属（）常绿乔木，兼具用材、观赏和药用价值由于砍伐过多及环境破坏，观光木的野外数量很少，已被列为国家珍稀濒危二级保护植物目前，观光木研究主要集中在苗木培育、经营、抗逆性等方面已有研究表明，弱光会对观光木生长、生理造成显著影响，但关于观光木在弱光胁迫下的缓解方法还少有报道本文旨在探索施加不同浓度 和 对观光木缓解弱光胁迫的作用，研究在弱光胁迫下，施加外源 和 对观光木抗氧化酶活性及叶绿素荧光参数的影响，确定观光木缓解弱光胁迫最适宜的 和 浓度，为开展观光木在弱光逆境下的生长研究提供科学依据 材料与方法 供试材料试验材料为南宁树木园培育的 个月大观光木实生苗，选取生长状况良好，高度、地径一致的苗木 试验设计本试验在人工光照培养箱中进行环境条件：光周期 ，光照强度 ，温度 ，相对湿度 适应 ，每天同一时间分别喷施不同浓度（、）和（、），同时以喷水为对照，每天 次，喷至叶面滴水，连喷 然后将一部分苗木进行弱光处理，光照强度设置为 ，其他条件不变每个处理 个重复，每个重复为 株苗，处理 后测定各项指标 生理指标测定丙二醛（）含量采用硫代巴比妥酸法测定，超氧化物歧化酶（）活性采用氮蓝四唑（）光还原法测定，过氧化物酶（）活性采用愈创木酚法测定，多酚氧化酶（）活性采用邻苯二酚法测定，抗坏血酸过氧化物酶（）活性采用紫外吸收法测定，可溶性蛋白质含量采用考马斯亮蓝染色法测定，游离脯氨酸含量采用茚三酮法测定 叶绿素荧光测定采用便携式叶绿素荧光仪 测定叶片初始荧光（）和最大荧光（）等参数，整理、计算得到光系统（）最大光化学效率（）、非光化学淬灭系数（）等参数 数据处理采用 对数据进行整理并制图，利用 对数据进行差异性及显著性检验 结果与分析 不同浓度 和 对弱光下观光木幼苗生理指标的影响 如图 所示，与正常光照相比，弱光条件下观光木幼苗叶片的 活性显著降低（）对弱光下幼苗进行 处理 活性总体上升，随着 浓度的提高呈先升高后降低趋势其中，、北华大学学报（自然科学版）第 卷 处理 活性显著高于其他浓度处理，与弱光处理（即 ）相比显著上升（），但与正常光照处理相比差异不显著；、处理与弱光处理差异不显著对弱光下幼苗进行 处理的 活性总体上升，随着 浓度的提高呈先升高后降低的趋势其中，活性在 处理最高，处理最低；处理与其他 浓度处理差异显著（），但与正常光照处理差异不显著 如图 所示，与正常光照相比，弱光条件下观光木幼苗叶片的 活性显著降低（）对弱光下幼苗进行 处理的 活性总体上升，随着 浓度的提高呈先上升后下降趋势，但不同 处理间差异不显著，与弱光处理、正常光照处理差异显著（）弱光下幼苗进行 处理的 活性总体上升，随着 浓度的提高呈先升高后降低的趋势其中，活性在 处理最高，处理最低；处理与其他 浓度处理差异显著（）如图 所示，与正常光照相比，弱光下观光木幼苗叶片的总 活性显著降低（）对弱光下幼苗进行 处理的 活性显著上升，但不同浓度处理间差异不显著对弱光下幼苗进行 处理的 活性总体上升，且随着 浓度的提高呈先上升后下降趋势其中，活性在 处理最高，处理最低；处理与其他 浓度处理差异显著（）如图 所示，与正常光照相比，弱光条件下观光木幼苗叶片的总 活性显著降低（）对弱光下幼苗进行 处理的 活性显著上升，随着 浓度的提高呈先上升后下降趋势，不同浓度处理间差异显著（）其中，处理的 活性最高，而 处理最低，但仍显著高于弱光处理对弱光下幼苗进行 处理的 活性显著上升，随着 浓度的提高呈先上升后下降趋势不同浓度处理间差异显著（），其中，活性在 处理最高，处理最低不同小写字母表示差异显著（）；相同小写字母表示差异不显著（）图 不同浓度 和 对弱光下观光木幼苗叶片抗氧化酶活性的影响 第 期覃永华，等：外源钙和水杨酸对弱光下观光木幼苗生理特性的影响 由 结果可以看出：弱光使观光木幼苗叶片中的、活性显著降低，喷施一定浓度 和 后上述酶活性均提高其中，和 处理下 活性与正常光照差异不显著，所有 处理下 活性均与正常光照时差异不显著，同时，处理 和 活性虽然低于正常光照处理，但高于其他 处理；此外，处理、活性与正常光照处理差异不显著由此可见，喷施 和 能有效缓解光照不足给观光木幼苗抗氧化酶带来的伤害 如图 所示，与正常光照相比，弱光条件下观光木幼苗叶片的总 含量显著上升（）对弱光下幼苗进行 处理的 活性显著上升，随着 浓度的提高呈先下降后上升趋势其中，处理 含量最低，显著低于其他浓度处理和正常光照处理（）对弱光下幼苗进行 处理的 含量显著下降（），随着 浓度的提高呈先下降后上升趋势其中，处理 含量最低，与 和 处理差异显著（），但与正常光照和 处理差异不显著 可溶性蛋白如图 所示，与正常光照相比，弱光条件下观光木幼苗叶片的可溶性蛋白含量显著降低（）对弱光下幼苗进行 处理的可溶性蛋白含量总体上升，随着 浓度的提高呈先上升后下降趋势其中，处理的可溶性蛋白含量最高，显著高于其他浓度处理和弱光处理，与正常光照处理差异不显著对弱光下幼苗进行 处理的可溶性蛋白含量也总体上升，随着 浓度的提高呈先升高后下降趋势其中，处理的可溶性蛋白含量最高，与除 以外的处理差异显著（）游离脯氨酸如图 所示，与正常光照相比，弱光条件下观光木幼苗叶片的游离脯氨酸含量显著升高（）对弱光下幼苗进行 处理的可溶性蛋白含量总体下降，随着 浓度的提高呈先下降后上升趋势其中，处理游离脯氨酸含量最低，仅与 和正常光照处理差异不显著对弱光下幼苗进行 处理的游离脯氨酸含量总体变化不大，其中，处理下游离脯氨酸含量显著低于其他浓度处理（），但仍显著高于正常光照处理（）不同小写字母表示差异显著（）；相同小写字母表示差异不显著（）图 不同浓度 和 对弱光下观光木幼苗、可溶性蛋白和游离脯氨酸的影响 ，北华大学学报（自然科学版）第 卷由 可见，弱光条件使得观光木幼苗叶片中的、游离脯氨酸含量显著升高，而可溶性蛋白含量显著降低，喷施一定浓度的 和 后，、游离脯氨酸含量显著下降，而可溶性蛋白含量显著上升其中，处理的、游离脯氨酸和可溶性蛋白含量与正常光照处理差异不显著；处理的 含量与正常光照处理差异不显著，同时，处理的可溶性蛋白含量低于正常处理，但仍显著高于其他浓度 处理，而在相同处理下游离脯氨酸含量表现出相反的规律可见，喷施 和 能有效缓解光照不足对观光木幼苗、可溶性蛋白、游离酸脯氨酸含量的胁迫影响 不同浓度 和 对弱光下观光木幼苗叶绿素荧光参数的影响 最大荧光 如图 所示，与正常光照相比，弱光条件下观光木幼苗 显著降低（）对弱光下幼苗进行处理的 总体上升，随着 浓度的提高呈先升高后下降趋势其中，处理 最高，仅与弱光和正常处理差异显著（）对弱光下幼苗进行 处理的 总体上升，随着 浓度的提高呈先升高后下降趋势其中，处理 最高，与弱光（即 ）和 处理差异显著（），但与、和正常光照处理差异不显著 初始荧光 如图 所示，与正常光照相比，弱光下观光木幼苗 显著下降（）对弱光下幼苗进行 处理的 总体上升，随着 浓度提高而下降其中，处理 最高，且显著高于与弱光和 处理，与其他处理差异不显著对弱光下幼苗进行 处理的 总体上升，随着 浓度的提高呈先升高后下降趋势其中，处理 最高，仅与弱光和 处理差异显著（）最大光化学效率 如图 所示，与正常光照相比，弱光下观光木幼苗 显著下降（）对弱光下幼苗进行处理的 总体上升，随着 浓度的提高呈先升高后下降趋势其中，处理 最高，且显著高于弱光处理，与其他处理差异不显著对弱光下幼苗进行 处理的 总体上升，随着 浓度的提高呈先升高后下降趋势其中，处理 最高，与 处理差异不显著，但与其他处理差异显著（）非光化学淬灭系数 如图 所示，与正常光照相比，弱光下观光木幼苗 显著升高（）对弱光下幼苗进行处理的 总体下降，随着 浓度的提高呈先下降后上升趋势其中，处理 最低，但与其他处理差异不显著对弱光下幼苗进行 处理的 总体下降，其中，处理 最低，仅与弱光（）和正常光照处理差异显著（）由 可见，弱光条件使得观光木幼苗叶片中的、和 显著降低而 显著升高，喷施一定浓度的 和 后，、显著上升，而 显著下降其中，处理、与 与正常光照处理差异不显著；此外，处理、含量与正常光照处理差异不显著可见，喷施 和 能有效缓解光照不足对观光木幼苗叶片叶绿素荧光参数造成的不良影响第 期覃永华，等：外源钙和水杨酸对弱光下观光木幼苗生理特性的影响不同小写字母表示差异显著（）；相同小写字母表示差异不显著（）图 不同浓度 和 对弱光下观光木幼苗叶绿素荧光参数的影响 讨论与结论植物在受到逆境胁迫后，体内会产生大量活性氧，耐受型物种可诱导相关氧化酶活性提高，以减轻胁迫伤害，而不耐受型物种中的保护系统遭到破坏，含量积累，对生长造成伤害本试验中，在弱光下，观光木幼苗叶片中的、活性和可溶性蛋白含量均明显降低，而 和游离脯氨酸含量显著增加，说明观光木受到弱光胁迫，抗性低然而，在弱光下施加 和 的观光木幼苗中、活性和可溶性蛋白含量升高，和游离脯氨酸含量显著降低可见，施加 和 后可以缓解弱光对观光木造成的伤害，这与蒋晓婷、李天来等的研究结果一致 降低意味着植物光合作用被抑制，有可能是受到了逆境的伤害；的变化反映了非光化学耗散的能量，是植物光合机构的自我保护机制本试验中，在弱光下，观光木幼苗叶片的 、和降低，而 升高，表明观光木受到弱光伤害且叶片叶绿素荧光特性参数发生异常，这与刘凯歌等和常静等的研究结果一致施加 和 可使弱光下观光木幼苗叶片的 、上升，而 下降，表明 和 都可以提高观光木在弱光下的抗逆性此外，在弱光下用 和 处理观光木幼苗，其、活性，可溶性蛋白含量，和 均随浓度的提高先升高再降低，而、游离脯氨酸含量和 随浓度提高先下降再升高，其中，、活性和可溶性蛋白含量随着浓度提高先增加再降低，和游离脯氨酸含量随浓度提高先下降再升高由此表明：适宜浓度的 和 处理才可以有效缓解弱光胁迫，过高或过低浓度下缓解作用都会下降综上所述，弱光对观光木幼苗的抗氧化酶、叶绿素荧光等生理功能造成伤害，而喷施 和 可以起到缓解作用且效果最优本研究可为观光木的培育提供理论基础参考文献：陈超，金则新，袁梦，等不同光照强度下濒危植物景宁木兰幼苗光合特性的季节变化浙江农林大学学报，（）：何小燕弱光胁迫对油茶幼林光合特性和生长的影响长沙：中南林业科技大学，黄菁，魏丽萍，周会平，等遮荫对望天树生长和生理生化特性的影响西南师范大学学报（自然科学版），（）：陈菊艳，龙海燕，邓伦秀遮光对野鸦椿幼苗生长和光合生理特性的影响西部林业科学，（）：刘小阳，李玲，高贵珍，等光照对砀山酥梨果实发育过程中、酶活性的影响研究激光生物学，（）：何晓童低温弱光对红芸豆幼苗生理及叶片结构的影响兰州：甘肃农业大学，申磊对低温弱光胁迫下辣椒幼苗光合及生长生理特性的影响兰州：甘肃农业大学，李金博，曾昭文兴安落叶松生理指标和光合特性对不同光环境的响应江苏农业科学，（）：谢玉英水杨酸与植物抗逆性的关系生物学杂志，（）：，北华大学学报（自然科学版）第 卷 张冬野，赵婷婷，李景富，等水杨酸和氯化钙对干旱胁迫下番茄幼苗生理特性的影响浙江农业学报，（）：杨文敏，严浙楠，毛纪隆，等外源水杨酸对铝胁迫下菊芋根系分泌物的影响广西植物，（）：韩淑梅，陈琳，刘玉婷，等外源水杨酸对镉胁迫下孔雀草生理特性的影响北方园艺，（）：任城帅外源钙对氯化钠胁迫下绦柳幼苗生长及生理特性的影响研究沈阳：沈阳农业大学，宋紫怡外源钙和水杨酸对元宝枫高温胁迫的缓解效应沈阳：沈阳农业大学，苗永美，简兴，钱立生，等氯化钙和水杨酸对弱光胁迫下甜瓜幼苗生长及光合的影响安徽科技学院学报，（）：李益清，李天来外源钙及钙抑制剂对番茄耐弱光特性的调控作用西北农业学报，（）：周艳丽，乔宏宇，高红春低温弱光胁迫下甜瓜幼苗对外源水杨酸的生理响应东北农业科学，（）：潘东云，付鑫，张晓伟，等 作为下游信号参与 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