不同濃度的硫酸鈰對矮牽牛生長的影響

凌朋++王靜+方磊+羅杰

摘 要：采用不同濃度的硫酸鈰處理矮牽牛，探討硫酸鈰對矮牽牛生長的影響。試驗結(jié)果表明：不同濃度的硫酸鈰對矮牽牛生長的形態(tài)指標和生理指標均有不同程度的影響，其中以濃度為150mg/L的硫酸鈰處理對矮牽牛的生長有較明顯的促進作用.

關(guān)鍵詞：硫酸鈰；不同濃度；矮牽牛；生長

矮牽牛（ Petunia hybrida Vilm）又名碧冬茄， 俗稱矮喇叭花，毽子花，撞羽牽牛，雜種撞羽朝顏等。

稀土元素在農(nóng)林業(yè)上的應(yīng)用研究越來越受到人們的重視，并取得很多成果[2]。稀土元素鈰對矮牽牛生長的影響的應(yīng)用研究未見報道。通過試驗掌握該元素對矮牽牛生長的影響指導(dǎo)生產(chǎn)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試用矮牽牛品種為“夢幻”（Dreams），由青島市園藝總場基地提供，硫酸鈰由青島農(nóng)業(yè)大學(xué)生化實驗室提供。

1.2 試驗設(shè)計

定植于盆徑20cm的瓦盆中，試驗所用瓦盆經(jīng)過高錳酸鉀1000倍液進行消毒，所用營養(yǎng)土（體積比）：田園土：牛糞：雞糞=4：1：1。營養(yǎng)土進行殺蟲、滅菌處理。矮牽牛苗，選擇長勢基本一致的植株。

試驗設(shè)7個處理，分別為A（CK）：噴施蒸餾水；B：噴施50mg/L的硫酸鈰；C：噴施100mg/L的硫酸鈰；D：噴施150mg/L的硫酸鈰；E：噴施200mg/L的硫酸鈰；F：噴施250mg/L的硫酸鈰；G：噴施300mg/L的硫酸鈰。隨機區(qū)組排列，每組6次重復(fù)，其他生產(chǎn)管理一致。

操作按照7d噴施1次，每次噴藥量為400ml，連續(xù)噴施4次。

1.3 形態(tài)指標的測定

定植半個月后開始觀測，開始測量其形態(tài)指標（株高、花徑、莖粗、花分枝、葉寬和干鮮重等）。每株形態(tài)指標均選擇測量過程的中的最大值進行處理。

1.4 生理指標的測定

1.4.1 過氧化氫酶活性測定

采用紫外吸收法測過氧化氫酶活性。選取同一部位的功能葉片，稱取洗凈去葉脈葉片0.5g3份，剪碎放入研缽中。加適量預(yù)冷pH7.8磷酸緩沖液研磨成勻漿。將勻漿轉(zhuǎn)入容量瓶中，用磷酸緩沖液洗研缽數(shù)次，用磷酸緩沖液定容至刻度?；旌暇鶆蛴?℃冰箱靜置10min，取上清液于4000rmp離心15min，上清液極為過氧化氫酶粗提液，5℃保存?zhèn)溆?。?0ml試管3支，其中2支樣品測定管，1支為對照空白管，在三支試管中均加入粗酶液0.2ml，pH7.8磷酸緩沖液1.5ml和蒸餾水1.0ml。

將S0號試管在沸水中煮沸1min以殺死酶液，冷卻。然后將所有試管在25℃下預(yù)熱后，逐管加入0.3ml的0.1mol/L的H2O2，每加完一管開始計時，并迅速在240nm下測定吸光度，每隔1min測一次，共4min。

以每分鐘A240減少0.1的酶量為一個酶活性單位（U）。

過氧化氫酶活性[U.min-1.g-1）]=A240×VT×W-1×VS-1×10×t-1

1.4.2 過氧化物酶活性測定

采用愈創(chuàng)木酚法測過氧化物酶活性。選取同一部位的功能葉片，稱取洗凈去葉脈葉片0.4g3份，剪碎放入研缽中。加適量0.05mol/L的pH5.5磷酸緩沖液研磨成勻漿。將勻漿轉(zhuǎn)入離心管中，于3000rmp離心10min，上清液轉(zhuǎn)入25ml容量瓶中。沉淀用磷酸緩沖液提取2次，上清液并入容量瓶中，用磷酸緩沖液定容至刻度，低溫保存?zhèn)溆?。酶活性測定反應(yīng)體系包括：0.05mol/L的pH5.5磷酸緩沖液2.9ml，H2O21.0ml，0.05mol/L愈創(chuàng)木酚1.0ml和0.1ml酶液。用加熱煮沸5min的酶液為對照，反應(yīng)體系加入酶液后，立即于37℃水浴中保溫15min，然后迅速轉(zhuǎn)入冰浴中，并加入20%三氯乙酸2.0ml終止反應(yīng)，然后于5000r/min離心10min，470nm下測定吸光度。

以每分鐘A470變化0.01為一個過氧化物酶活性單位（U）。

過氧化物酶活性（U.min-1.g-1）=A470×VT×W-1×VS-1×100×t-1

式中，A470為反應(yīng)聽時間內(nèi)吸光度的變化；W為馬鈴薯的鮮質(zhì)量（g）；t為反應(yīng)時間（min）；Vt為提取液總體積（ml）；Vs為測定時去用酶液體積（ml）。

1.4.3 葉綠素含量測定

采用丙酮法測葉綠素含量。選取同一部位的功能葉片，稱取洗凈去葉脈葉片0.2g3份，剪碎放入研缽中，加少量碳酸鈣粉和石英砂及80%丙酮2ml，研成勻漿在，再加80%丙酮5ml，繼續(xù)研磨至組織泛白，用漏斗和濾紙過濾至25ml棕色容量瓶中，用80%丙酮洗研缽數(shù)次，最后連同殘渣一同倒入漏斗，用80%丙酮沖洗濾紙至濾紙無綠色為止，最后用80%丙酮定容至25ml。以80%丙酮為空白，在波長663nm、646nm、470nm下測定吸光度?？蓳?jù)此列出以下關(guān)系式：

Ca=12.21A663-2.81A646

Cb=20.13A646-5.03A663

葉綠素總濃度C=Ca+Cb

求得葉綠素總濃度后按下列公式計算葉綠素的含量：

葉綠素含量（mg/g）=C×V×N×W

式中，C為葉綠素濃度（mg/L）；V為提取液體積（mL）；N為稀釋倍數(shù)；W為樣品鮮質(zhì)量（g）。

1.4.4 丙二醛含量的測定

采用分光光度測丙二醛含量。選取同一部位的功能葉片，稱取洗凈去葉脈葉片0.4g3份，剪碎放入研缽中。加5%TCA5ml，研磨成勻漿，轉(zhuǎn)入離心管在3000r/min下離心10min，取上清液2ml，加0.67%TBA2ml，混合后在100℃水浴上煮沸30min，冷卻后離心一次。分別測定 上清液在450`nm、532nm和600nm處的吸光度值。需指出的是，植物組織中糖類對該反應(yīng)有干擾，為消除干擾，可用下式計算：endprint

C（μmol/L）=6.45（A532-A600）-0.56A450

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度的硫酸鈰處理對矮牽牛植株部分形態(tài)指標的影響

由表1可以看出：不同濃度硫酸鈰處理的矮牽牛植株各項形態(tài)指標都高于實驗對照組，但當濃度達到200mg/L時受到明顯的抑制作用，隨后各種形態(tài)指標均又重新呈現(xiàn)出一定的增長趨勢。其中用150mg/L的Ce（SO4）2處理的植株在所有處理中生長最為健壯。但當用200mg/L的Ce（SO4）2處理時，矮牽牛的生長受到明顯的抑制。

2.2 不同濃度的硫酸鈰處理對矮牽牛植株部分生理指標的影響

2.2.1 不同濃度的硫酸鈰處理對矮牽牛葉片中過氧化氫酶活性的影響

過氧化氫酶是植物體內(nèi)清除過氧化氫的主要酶類，植物代謝過程會產(chǎn)生活性氧自由基，再轉(zhuǎn)化成過氧化氫，而過氧化氫對植物細胞具有損傷作用。過氧化氫酶（CAT）的主要功能即清除植物代謝過程產(chǎn)生的過氧化氫，從而對植物細胞具有保護作用。由圖1可以看出用硫酸鈰處理過的植株葉片的過氧化氫酶（CAT）活性都較實驗對照組的高，當Ce（SO4）2濃度達到150mg/L時，其過氧化氫酶活性達到最高值，而當Ce（SO4）2濃度高于150mg/L后，過氧化氫酶的活性呈現(xiàn)出下降趨勢。由此可以看出：Ce（SO4）2濃度為150mg/L時，過氧化氫酶活性最強，當Ce（SO4）2高于150mg/L后，過氧化氫酶的活性出現(xiàn)了明顯的降低。

2.2.2 不同濃度的硫酸鈰處理對矮牽牛葉片中過氧化物酶活性的影響

過氧化物酶（peroxidase，簡稱POD）是一類含血紅素輔基的氧化酶，廣泛存在于生物體內(nèi)，主要催化過氧化氫或有機過氧化物參與的氧化反應(yīng)，從而參與細胞代謝的氧化還原過程[1]。因此測量這種酶，可以反映某一時期植物體內(nèi)代謝的變化。

由圖2可看出，試驗中，試驗組的過氧化物酶活性均明顯高于對照組，而且當處理濃度達到150mg/L時，過氧化物酶活性達到最大值，，隨后隨著濃度的增加，過氧化物酶活性又出現(xiàn)了明顯的下降趨勢。因此，可以看出硫酸鈰對過氧化物酶的活性起到了明顯的促進作用。并且當濃度達到150mg/L時，植物體內(nèi)的過氧化物酶活性最高。

2.2.3 不同濃度的硫酸鈰處理對矮牽牛葉片中葉綠素含量的影響

葉綠素參與光合作用中原初光化學(xué)反應(yīng)，具有光能吸收、傳遞和電子傳遞的作用，其含量的高低是植物進行光合作用強弱的重要指標。葉綠素的含量高有利于葉片吸收更多的光能用于光合作用的同時有利于提高光和速率。采用硫酸鈰處理的矮牽牛植株內(nèi)的葉綠素含量都高于試驗對照組。并且在濃度達到150mg/L時出現(xiàn)最大值。由此可以看出，硫酸鈰可提高矮牽牛植株內(nèi)的葉綠素含量。

3 討論和結(jié)論

3.1 討論

目前，稀土已在工、農(nóng)、畜牧業(yè)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，稀土元素對植物生理作用在我國已有人做了大量研究。就葉綠素而言，諸多的實驗研究證明稀土元素可提高植物體內(nèi)葉綠素的含量。由實驗結(jié)果可以看出：鈰對植物的作用存在明顯的劑量效應(yīng)問題，即在低濃度下促進生長，誘導(dǎo)多種酶的活性，而在高濃度下則起抑制的作用。當Ce（SO4）2濃度達到150mg/L時，其各種生理指標均顯示出明顯的優(yōu)勢，如過氧化物酶，過氧化氫酶活性明顯提高，葉綠素含量也較高。而且植株膜脂抗氧化性在濃度為150mg/L時也達到最大。

3.2 結(jié)論

從初步研究看，經(jīng)過硫酸鈰處理的矮牽牛生長勢較好，在濃度為150mg/L時，其各項生理指標均呈現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢，表現(xiàn)為莖稈粗壯，株高，花徑明顯大于對照組，并且花期也出現(xiàn)了一定的延長，矮牽牛植株對逆境的抗性也有明顯的提高。

參考文獻

[1] 付偉麗，唐靚婷，王松，朱鴻，郜趙偉，唐云明.甘薯葉過氧化物酶的分離純化及其部分性質(zhì)研究

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[2] 劉爽，吳永波. 土壤壓實對樹木脯氨酸及丙二醛含量的影響[J]. 武漢生物工程學(xué)院學(xué)報. 3 2010，6

（1）：023一026.endprint