壮秧剂处理对干旱胁迫下甜菜纸筒苗叶片游离氨基酸含量和解剖结构的影响

壮秧剂处理对干旱胁迫下甜菜纸筒苗叶片游离氨基酸含量和解
剖结构的影响
刘娜;刘乃新;王洪峰;吴玉梅;宋柏权;杨骥
【摘要】试验结果表明,在干旱胁迫下,甜菜壮秧剂的使用,可以降低甜菜纸筒苗叶片总氨基酸含量和其中大多数游离氨基酸含量,显著降低了叶片中脯氨酸含量;可以提高主脉厚度、未质部厚度、叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、叶片组织结构紧密度和叶片组织结构疏松度.壮秧剂的使用可以提高甜菜纸筒苗抗干旱胁迫能力.
【期刊名称】《中国糖料》
【年(卷),期】2015(037)006
【总页数】3页(P30-32)
【关键词】甜菜;游离氨基酸;解剖结构
【作者】刘娜;刘乃新;王洪峰;吴玉梅;宋柏权;杨骥
【作者单位】黑龙江大学农作物研究院,哈尔滨150080;中国农业科学院甜菜研究所,哈尔滨150080;黑龙江大学农作物研究院,哈尔滨150080;中国农业科学院甜菜研究所,哈尔滨150080;东北林业大学,哈尔滨150080;黑龙江大学农作物研究院,哈尔滨150080;中国农业科学院甜菜研究所,哈尔滨150080;黑龙江大学农作物研究院,哈尔滨150080;中国农业科学院甜菜研究所,哈尔滨150080;黑龙江大学农作物研究院,哈尔滨150080;中国农业科学院甜菜研究所,哈尔滨150080
【正文语种】中文
【中图分类】S566.3
黑龙江省是我国主要的商品粮基地，也是糖料作物甜菜的主产区之一，但是黑龙江省春季干旱时有发生，尤其西南部地区，春季干旱尤为突出[1-2]，由于甜菜苗期
根系较弱，因此严重影响甜菜苗期的保苗率。

甜菜纸筒育苗移栽技术是目前大力推广的甜菜栽培措施，可以延长甜菜生育期30～35d，增加积温300～400℃[3]，由于纸筒育苗移栽时，甜菜已有4片以上
真叶，可以比直播明显提高苗期甜菜的抗旱能力。

纸筒育苗的关键是培育壮苗，较弱的纸筒苗抗旱、抗寒能力差，移栽后成活率低，因此研究人员在生产上探索借鉴了许多有效的提高纸筒苗素质的栽培措施，比如，断根，使用植物调节剂，炼苗等[4]。

本试验是为了进一步验证壮秧剂对干旱胁迫下甜菜纸筒苗的影响，测定了干
旱条件下甜菜纸筒苗叶片19种氨基酸含量和解剖结构中8个相关指标的变化，为进一步研究甜菜苗期抗旱机理提供基础。

1.1 试验地点、材料
试验育苗地点为现代农业产业技术体系海伦综合试验站；室内试验测定地点为农业部甜菜品质监督检验测试中心。

供试甜菜品种为SD13829，壮秧剂为甜菜专用壮
秧剂，吉林农业大学研制，壮秧剂使用方法为每667m2使用量4g，用水量为4L。

1.2 试验设计
试验设4个处理，分别为处理Ⅰ（CK），育苗播种时间为4月3日，无壮秧剂处理;处理Ⅰ，育苗播种时间为4月3日，壮秧剂处理1次。

处理Ⅱ（CK），育苗播种时间为4月18日，无壮秧剂处理；处理Ⅱ，育苗播种时间为4月18日，壮秧剂处理1次。

5月13日取回实验室，室温培养9d（不浇水，3d后，使纸筒中上部土壤含水率低于14%后放入泡沫箱，持续培养6d）测定相关指标。

1.3 测定项目和方法
游离氨基酸测定：称取样品鲜样1.000g，用研钵研成匀浆，加等量水将样品洗入
离心管中，4000r/min离心10min，吸取上清液1mL，加9mL 3%磺基水杨酸，于4000r/min离心10min后，过0.22μm滤膜后，用氨基酸自动测定仪进行测定。

解剖结构的测定：每株选取甜菜植株叶片15片，将叶片切为宽约5cm的小条，
采样后放入F.A.A.固定液中固定24h。

常规石蜡切片法，番红-固绿对染，Olympus（BX51）显微镜下观察、测量，moticam 3000照相。

测量叶片主脉厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、主脉木质部厚度、主脉韧皮部厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、叶片厚度8个指标，并计算叶片组织结构紧密度（CTR%）和叶片组织结构疏松度（SR%）。

CTR%=（栅栏组织厚度/叶片厚度）×100；SR%=（海绵组织厚度/叶片厚度）
×100
1.4 统计分析
数据用Excel 2007制表，SPSS进行数据分析，采用模糊数学的隶属函数法对4
个处理的纸筒苗叶片的各项解剖结构指标测定值进行综合评定[5]。

具体计算公式
如下：
若某一指标与抗旱性呈正相关，U（Xi）=（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin）
若某一指标与抗旱性为负相关，计算公式为：U（Xi）=1-（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin）
式中：U（Xi）为隶属函数值，Xi为指标测定值，Xmax、Xmin为所有处理纸筒
苗叶片某一指标的最大值和最小值。

将每个处理各指标的抗旱隶属函数值累加起来，求其平均数，平均数越大，抗旱性则越强。

由于本文没有测定气孔长度等与控水能力成负相关的指标[6-7]，因此各项指标均采用隶属函数进行分析，没有用反隶属
函数进行分析。

2.1 壮秧剂处理对甜菜纸筒苗叶片游离氨基酸含量的影响
由表1可见，无壮秧剂处理的不同播期的游离氨基酸总量随着播期的提前而降低，4月3日播种的纸筒苗游离氨基酸的总含量小于4月18日播种的游离氨基酸总含量；经过壮秧剂处理后，4月3日播种的纸筒苗游离氨基酸总含量也小于4月18
日播种的纸筒苗的游离氨基酸总含量；相同播期中，壮秧剂处理明显比对照降低了植株中的游离氨基酸总量，4月3日处理比对照降低29.16%，4月18日处理平
均比对照降低22.85%。

试验中发现，在4月3日播种纸筒苗，处理和对照比只有天冬酰胺含量升高，其他18种氨基酸含量壮秧剂处理比对照均降低，其中15种
氨基酸处理和对照之间差异显著（P<0.05）；4月18日播种的纸筒苗，处理和对照比只有苏氨酸、谷氨酸含量上升，其他17种氨基酸含量壮秧剂处理比对照降低，其中12种氨基酸含量处理和对照之间差异显著（P<0.05）。

分析结果可见，脯氨酸含量4月3日播种的纸筒苗大于4月18日播种的纸筒苗，两个播期纸筒苗壮秧剂处理均比对照降低了叶片脯氨酸的含量。

2.2 壮秧剂处理对甜菜纸筒苗叶片解剖结构的影响
表2可见，干旱条件下，在不同的苗龄甜菜纸筒苗解剖结构中，主脉厚度、主脉
木质部厚度、主脉韧皮部厚度和下表皮厚度随着苗龄的减少降低，即播期4月3日>4月18日；叶片厚度、栅栏组织、海绵组织和上表皮厚度随着苗龄的增加而
降低，即播期4月18日>4月3日。

不同时期壮秧剂的施用使叶片的解剖结构变化显著，其中主脉厚度、主脉木质部厚度、叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、CTR%和SR%处理比对照都有增加，其中主脉厚度、叶片厚度和栅栏组织厚度4月3日播期比对照分别增加
13.19%、22.23%和36.19%；4月18日播期比对照分别增加48.95%、46.14%
和50.26%。

由结果可见，壮秧剂对叶片解剖结构的影响苗龄较短的纸筒苗大于苗龄较长的纸筒苗，即播期4月18日>4月3日。

从解剖结构得到抗旱评价顺序为：4月18日（处理）>4月3日（处理）>4月3日（对照）>4月18日（对照）。

游离氨基酸不仅作为蛋白质的组成成分，而且与作物的抗逆性有关。

任东涛[8]等
在芦苇的研究中发现，游离氨基酸和总氨基酸可以作为芦苇种下划分生态型的指标，而且干旱会引起游离氨基酸，尤其作为抗逆性重要指标的脯氨酸含量升高。

本试验发现，在相同的干旱条件下，壮秧剂处理的总氨基酸，尤其脯氨酸含量小于对照，表明壮秧剂处理植株所受的胁迫较小，因此植株没有产生大量的脯氨酸用以维持胁迫下的渗透平衡。

同时外观观察发现，无壮秧剂处理的叶片有明显萎蔫的症状，尤其4月3日苗龄较长的纸筒苗萎蔫症状更加明显。

解剖结构分析也表明壮秧剂的
处理可以增加甜菜叶片主脉厚度、木质部厚度、叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、叶片组织结构紧密度和叶片组织结构疏松度，加强叶片在干旱条件下的保水性，因此壮秧剂的处理可以明显提高甜菜纸筒苗的抗旱性。

本文为了研究壮秧剂对甜菜纸筒苗抗旱性影响，对纸筒苗叶片游离氨基酸和解剖结构做了初步的研究。

由于游离氨基酸对甜菜的抗盐碱和抗寒性都有影响，同时不同的甜菜品种，尤其饲用甜菜和糖甜菜上含量也会有差别，因此游离氨基酸在甜菜抗逆性和生态型分类的相关研究中还有待深入，同时在不同的胁迫条件下，甜菜解剖结构和超微结构的研究也有待深入。

【相关文献】
[1]朱海霞，李旭，李百超.黑龙江省春季干旱风险评估及区划[J].黑龙江气象，2009，26（2）：
16-18.
[2]王青梅.黑龙江省春季干旱指数计算[J].黑龙江水利科技，2014（3）：68-69.
[3]黄立功.海伦市甜菜纸筒育苗移栽高产栽培技术与发展[J].中国甜菜糖业，2008（2）：42-44.
[4]杨骥，韩秉进.日本甜菜生产考察报告[J].中国糖料，2010（4）：83-85.
[5]潘存娥，田丽萍，李贞贞，等.5种杨树无性系叶片解剖结构的抗旱性研究[J].中国农学通报，2011，27（2）：21-25.
[6]韩刚，李少雄，徐鹏，等.6种灌木叶片解剖结构的抗旱性分析[J].西北林学学报，2006，21（4）：43-46.
[7]朱栗琼，李吉跃，招礼军.六种阔叶树叶片解剖结构特征及其耐旱性比较[J].广西植物，2007，
27（3）：431-434.
[8]任东涛，张承烈.河西走廊不同生态型芦苇可溶性蛋白质、总氨基酸和游离氨基酸分析[J].植物学报，1992，34（9）：698-704.。