山药珠芽淀粉酶活性的影响.doc

多效唑对山药珠芽淀粉酶活性的影响摘 要以牛尾巴山药珠芽为实验材料，用不同浓度的多效唑溶液处理山药珠芽，测定山药珠芽的淀粉酶活性，研究多效唑对山药珠芽淀粉酶活性的影响。结果表明,多效唑溶液对珠芽淀粉酶活性的影响较复杂，100mg/L的多效唑溶液和清水（CK）对提高山药珠芽淀粉酶活性效果较好，100mg/L的多效唑溶液提高珠芽-淀粉酶活性较好, 清水（CK）和100mg/L的多效唑溶液提高珠芽+-淀粉酶活性和-淀粉酶活性较好；而10mg/L和1000mg/L的多效唑溶液对山药珠芽淀粉酶活性影响不显著。 关键词：珠芽；多效唑；淀粉酶活性Effect of Paclobutrazol on Amylase Activity in Yam BuilbilABSTRACTTo shoot for the cow yam bulbil material, using different concentrations of paclobutrazol much effect solution processing yam bulbil, determination of the yam bulbil amylase activity, the effects of yam bulbil was the influence of amylase activity. The results show that much effect on bulbil solution was the influence of amylase activity is relatively complex, 100 mg/L was much effect solution and water (CK) to improve the yam bulbils amylase activity effect is good, 100 mg/L of much effect was improving bulbil solution beta amylase activity, water (CK) improve bulbils + beta amylase activity and alpha amylase activity; And 10 mg/L and 1000 mg/L was much effect of yam bead solution bud amylase activity is not significant effect.Key words：Bulbil; Paclobutrazol; Amylase activity多效唑对山药珠芽淀粉酶活性的影响1 引言山药（Dioscorea opposita）是薯蓣科薯蓣属植物，其地下块茎营养价值高，是深受广大人民喜爱的食物，还是六味地黄丸、知柏地黄丸和参苓白术散等多种中成药的主要成分，需求量大。农业生产实践中，用山药块茎切段进行繁殖时繁殖系数低，并影响对块茎的商业利用。因此，选择成本低、数量大的繁殖材料是山药可持续发展的物质基础。珠芽也叫山药豆，是生长于山药叶腋的变态茎1,是一种便于长期贮藏的繁殖材料2，用它繁殖，种源广，成本低，后代生活力旺盛，病害少，增产显著。-淀粉酶活性影响到休眠期长短，珠芽萌发过程主要需要-淀粉酶促进淀粉水解3。现有研究普遍认为赤霉素诱导-淀粉酶合成，但是先期的研究发现，山药珠芽发芽前赤霉素的含量下降4，国内外的研究都表明赤霉素的抑制剂（多效唑和烯效唑等）破除山药珠芽的休眠5。多效唑是一种新型的广谱植物生长延缓剂，可对植物的呼吸作用、矿质营养代谢、光合作用、植物的抗性及碳水化合物的代谢与分配产生影响6，在植物的生长过程中可发挥促进分枝及分蘖、控长矮化、提高叶绿素含量、促发生根、延缓衰老等生理效应。在国外，多效唑多数应用于园艺作物的生产。在我国，多效唑目前广泛应用于小麦7、玉米8、马铃薯9等作物上，施用多效唑对高羊茅草坪草10、番木瓜11幼苗的生长及生理特性均有重要影响，可见多效唑在农作物生长中发挥着重要作用。所以，值得进一步研究多效唑对山药珠芽淀粉酶活性的影响，弄清山药珠芽的淀粉酶活性是否受有特殊的调控机制,为该生长延缓剂在山药生产中的应用提供参考依据。2 材料与方法2.1 实验时间地点 实验于2011年10月01日至2012年4月14日在云南农业大学园林园艺学院415室和云南农业大学农科中心A207室。2.2 实验材料供试山药珠芽品种为牛尾巴山药（在楚雄州武定县狮山镇滑坡村购买）挑选整齐、饱满、硕大、无病害的珠芽。2.2 实验设计本实验设4个处理，分别为10mg/L的15多效唑溶液，100mg/L的15多效唑溶液、1000 mg/L的15多效唑溶液和清水作为对照（CK）,每个处理设有3个重复。定期随机取样，测定珠芽淀粉酶的活性。淀粉酶的测定采用3,5二硝基水杨酸法（参见叶尚红等主编的植物生理生化实验教程）。2.4 实验实施先将珠芽放在4的冰箱里处理40天随后才对珠芽进行不同浓度多效唑的处理。以等量的珠芽浸泡24h后取出用清水洗净再以珍珠岩为基质并保持湿润贮藏在25的温箱里，每隔5天进行一次随机取样，取样时只取珠芽“芽眼”向外0.5mm,共取8次，将取好的样品放在-20冰箱里保存，以待使用。酶液的制备：称取1克左右的样品于研钵中，加2ml蒸馏水和少量石英砂，研磨至匀浆，倒入两支试管中配均匀后转移到4的冰箱里放置，每隔数分钟振荡一次，提取15分钟，于Anke TDL-2B台式离心机（上海安亭科学仪器厂制造）3000转/分离心8分钟，将上清液倒入50mL容量瓶中加蒸馏水定容至刻度，摇匀，即为淀粉酶原液，用于-淀粉酶活力测定。最后将实验后的溶液取出用优尼科7200可见光分光光度计（上海仪器有限公司），在540nm波长下比色，测定吸光度。根据测出的吸光度值计算出-淀粉酶活性和（+）-淀粉酶活性。珠芽淀粉酶活性测定在云南农业大学农科中心实验室A207进行。3 结果与分析3.1 +-淀粉酶活性的变化从图1可看出珠芽淀粉酶活性初期还处在一个相对高的水平4.5353mg/(g.min)，说明珠芽总淀粉酶活性初期其体内的新陈代谢旺盛；1000mg/L多效唑溶液和10mg/L多效唑溶液对总淀粉酶都有一定的抑制性。其中1000mg/L多效唑溶液在10天时总淀粉酶活性直降到3.7270mg/(g.min)，到20天时总淀粉酶活性达到最低值（2.81mg/(g.min)）随后虽然总淀粉酶活性有所升高但还没有达到珠芽初期的淀粉酶活性。10mg/L多效唑溶液在10天时总淀粉酶活性直降到4.2233mg/(g.min)，到40天时降到最低值（3.7037mg/(g.min)）；100mg/L多效唑溶液和清水（CK）对珠芽提高淀粉酶活性存在积极作用,图1可看出清水（CK）对淀粉酶活性的影响较大，随着时间的推移在30天时总淀粉酶活力达到最高值（5.8459mg/(g.min)）。100mg/L多效唑溶液，在淀粉酶活性曲线上看出在20天时总淀粉酶活性出现了一次小高峰（5.1534mg/(g.min)），到40天时总淀粉酶活性再次出现高峰（5.3914mg/(g.min)且总淀粉酶活性比第一次高峰更高。说明清水（CK）和100mg/L多效唑溶液处理的珠芽对+-淀粉酶活性影响较明显；10mg/L多效唑溶液处理的珠芽+-淀粉酶活性有一定抑制作用； 1000mg/L多效唑溶液处理的珠芽+-淀粉酶活性也有一定的抑制性，且抑制作用更大。图1 珠芽不同贮藏期+-淀粉酶活性的变化Figure 1 Changes + beta amylase activity during different storage periods in Bulbil3.2 淀粉酶活性的变化图2表明，清水（CK）和100mg/L多效唑溶液处理的珠芽-淀粉酶活性有积极影响，只是它们对-淀粉酶活性的影响时间和效果不同，清水（CK）在20天时开始使-淀粉酶活性急剧上升，随时间推迟在30天使-淀粉酶活性达到最大值（3.9287mg/(g.min)），30天开始-淀粉酶活性急剧下降；100mg/L多效唑溶液处理的珠芽-淀粉酶活性在前15天缓慢上升到15天时开始酶活性急剧上升，在20天和40天都出现了高峰（20天时-淀粉酶活性3.6736mg/(g.min)、40天时-淀粉酶活性为3.6187mg/(g.min)）-淀粉酶活性影响效果均保持在一个水平线上，数值相差不大，对珠芽-淀粉酶活性影响较平稳； 10mg/L多效唑溶液处理的珠芽-淀粉酶活性总体是有抑制性；1000mg/L多效唑溶液处理的珠芽其淀粉酶活性总体有积极影响，酶活性在0天时为2.1831mg/(g.min),40天提高到3.1580mg/(g.min)，-淀粉酶活性在20天前是被抑制20天后被缓慢提高。说明清水（CK）和100mg/L多效唑溶液处理的珠芽-淀粉酶活性有积极影响；10mg/L多效唑溶液处理的珠芽-淀粉酶活性总体是有抑制性；1000mg/L多效唑溶液处理的珠芽其-淀粉酶活性总体有缓慢提高。图2 珠芽不同贮藏期-淀粉酶活性的变化Figure 2 Changes amylase activity during different storage periods in Bulbil3.3 -淀粉酶活性的变化 图2和图3对比得知：-淀粉酶活性的变化与-淀粉酶活性的变化完全相反。10mg/L多效唑溶液和1000mg/L多效唑溶液处理的珠芽对-淀粉酶活性总体有抑制性。图三，1000mg/L多效唑溶液处理的珠芽-淀粉酶活性在初期为2.3523mg/(g.min)，随着时间的推移在15天时-淀粉酶活性又重新升高到2.469mg/(g.min)，随后到40天时降到最低值（0.3850mg/(g.min)）；10mg/L多效唑溶液处理的珠芽-淀粉酶活性从初期（2.3523mg/(g.min)）降到15天（1.3013mg/(g.min)）,随着时间的推移-淀粉酶活性虽有回升但回升幅度不大,始终保持在2.0mg/(g.min)左右低于初期的值，所以总体认为10mg/L多效唑溶液对珠芽-淀粉酶活性的影响不大，甚至有抑制-淀粉酶活性。100mg/L多效唑溶液和清水（CK）对珠芽提高-淀粉酶活性存在积极作用,图3可看出100mg/L多效唑溶液对-淀粉酶活性的影响较大，随着时间的推迟在25天时-淀粉酶活性达到最大值（2.5837mg/(g.min)），是四种处理中的最高值；清水（CK）处理的珠芽使-淀粉酶活性在10天时出现了高峰（2.4156mg/(g.min)），随着时间的推移-淀粉酶活性逐渐下降，到40天时-淀粉酶活性降到最低值（1.6084mg/(g.min)）。说明100mg/L多效唑溶液对珠芽-淀粉酶活性影响最大，其次是清水（CK）处理的珠芽-淀粉酶活性影响有积极作用；10mg/L多效唑溶液和1000mg/L多效唑溶液处理的珠芽对-淀粉酶活性总体有较小的抑制性。图3 珠芽不同贮藏期-淀粉酶活性的变化Figure 3 Changes beta amylase activity during different storage periods in Bulbil4 讨论山药中的淀粉含量较多，淀粉是提高其风味的重要指标之一，提高淀粉酶活性可以促进山药珠芽及早发芽。而发芽率不仅受种子大小、饱满度的影响还受种子生长发育成熟期环境和施用调节剂等外在因素的影响12。取样结束时100mg/L的多效唑溶液、清水CK）、1000mg/L的多效唑溶液和10mg/L的多效唑溶液处理的珠芽发芽率分别为21、18、9和0。用多效唑浸泡的珠芽对提高其淀粉酶活性影响较复杂，从图中看出清水（CK）和100mg/L的多效唑对提高淀粉酶活性有效果，但二者的效果相差不大，这可能是由于：实验开始时对山药珠芽进行了40天的低温处理，经对另一组同学的实验数据（未用多效唑处理）进行观察得出：低温处理的山药珠芽其酶活性高于常温处理的山药珠芽。并且清水中没有多效唑，没有抑制赤霉素，随着时间的推移赤霉素诱导-淀粉酶合成量逐渐增多从而促进发芽100mg/L的多效唑其浓度刚好处于10和1000mg/L之间，提高淀粉酶活性的时间比清水（CK）早，后期对提高淀粉酶活性有促进性，它的发芽率也是在四个处理中最高的21。结合其他的研究表明：100mg/L多效唑溶液对小麦浸种后有助于小麦壮苗、增强植物抗性，有利于小麦的生产13, 100mg/L多效唑溶液对决明子幼苗的曾粗和矮化作用最明显14。另外，10mg/L的多效唑溶液在以上三个图中显示都是对淀粉酶活性有抑制，可能是多效唑浓度太低，赤霉素含量相对较高且高于赤霉素对-淀粉酶合成的上限浓度，赤霉素与珠芽体内的某些物质发生了拮抗作用，从而抑制了淀粉酶的活性。结合珠芽的发芽率发现10mg/L的多效唑溶液浸泡的珠芽的发芽率为0。在图中珠芽淀粉酶活性都有急剧上升的现象，可能取的样是刚要长芽而芽还没长出的，珠芽体内的淀粉酶活性在迅速提高。结合本次实验结果多效唑对淀粉酶活性影响较复杂，还有待对其进一步研究。5 结论本次实验中看出珠芽的-淀粉酶活性高于-淀粉酶活性，-淀粉酶活性与总淀粉酶活性基本相似，说明珠芽以-淀粉酶活性为主。-淀粉酶活性的变化与-淀粉酶活性的变化相反。多效唑对山药珠芽的影响较复杂，清水（CK）和100mg/L的多效唑溶液对提高珠芽（+）-淀粉酶活性和-淀粉酶活性较好；100mg/L的多效唑溶液对提高珠芽-淀粉酶活性较好。参考文献1 谢德镕，杨培君，曹祥志，张培源. 薯蓣珠芽发育与形态学本质探讨J. 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