5-氨基乙酰丙酸的生理作用及其在农业生产中的应用(综述)
5一氨基乙酰丙酸
5一氨基乙酰丙酸农药自发明以来就在人类农业发展史中扮演着重要角色,农药对人类的贡献有目共睹。
时至今日,它的作用仍然不可替代。
但同时现有的农药多是纯化学制剂,具有高毒性、高残留、危害人体健康、污染环境、破坏生态平衡的致命缺点。
随着科学研究不断深入和农业技术不断进步,农药的负面影响也逐渐被人们所认识,尤其是不合理用药而危害食品安全的事例已引起社会高度关注。
我国作为农药生产和消费大户,多年来高毒农药一直在市场中“唱主角”,这也构成了农产品出口的一大壁垒。
施用高效无毒的“绿色农药”目前被世界各国普遍认为是可以解决这些问题的办法。
近年来,5一氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,简称δ-ALA)作为一种新型农药倍受关注。
δ-ALA分子式 CsH9N03,熔点149-151℃,结构式如下:δ-ALA是四氢吡咯(四氢吡咯是构成血红素、细胞色素、维生素B。
:的物质)的前缀化合物,是生物体合成叶绿素、血红素、维生素B12等必不可少的物质。
对人畜无毒性,在环境中易降解,无残留,是一种无公害的绿色农药。
目前δ-ALA 作为一种环境相容性及选择性很高的新型光活化农药,在农业领域应用非常广泛。
1植物生长调节剂近年来的研究表明δ-ALA具有以下的功效:调节叶绿素的合成;提高叶绿素和捕光系统Ⅱ的稳定性;提高光合效率促进光合作用;促进植物组织分化、抑制在黑暗中呼吸、扩大气孔等基础生理活性。
因此它并不单纯是一种生物代谢中间产物,还参与植物生长发育的调节过程,具有类似植物激素的生理活性,可以作为植物生长调节剂在农业生产中使用。
近年来,有研究者曾把δ-ALA应用到以下作物中实验,效果很好。
1.1豇豆在MS培养基中添加2-10 mg/L δ-ALA,不仅能够诱导豇豆愈伤组织不定根的分化,而且能够诱导不定芽的分化,从而表现出IAA和CTK的双重调节特性。
1.2甜瓜幼苗用10 mg/L外源5-ALA浇灌根系可以提高弱光下甜瓜幼苗叶片光合速率,并增强植株抗冷性。
5_氨基乙酰丙酸的生理作用及其在农业生产中的应用_综述_
河北科技师范学院学报 第18卷第2期,2004年6月Journal of H ebei N o r m al U niversity of Science&T echno logy V o l.18N o.2June200452氨基乙酰丙酸的生理作用及其在农业生产中的应用(综述)宋士清1,2,郭世荣2(1河北科技师范学院园艺园林系,河北秦皇岛,066600;2南京农业大学园艺学院)摘要:论述了52氨基乙酰丙酸的生理作用,综述了其在农业生产中的应用效果,提出52氨基乙酰丙酸必将越来越受到国内外学者及产业届的关注,有着广阔的应用前景和市场开发前景。
关键词:植物生长调节剂;52氨基乙酰丙酸;生理作用;生产应用中图分类号:S48218+99 文献标识码:A 文章编号:167227983(2004)022*******52氨基乙酰丙酸(52am ino levu lin ic acid),又名∆2氨基乙酰丙酸、∆2氨基戊酮酸,简称ALA。
熔点149~151℃,分子量13112,化学式C5H9O3N。
分子式:H2CN H2—CO—CH2CH2—COOH结构式:H2NO OOHALA是一种含氧和氮的碳氢化合物,它是所有卟啉化合物的共同前体,牵涉到光合作用与呼吸作用,是一种广泛存在于细菌、真菌、动物及植物等生物机体活细胞中的非蛋白氨基酸。
是植物体内天然存在的、植物生命活动必需的、代谢活跃的生理活性物质,可以通过生物途径合成[1~4],也可以人工化学合成[4,5],没有毒副作用,易降解无残留,在农业生产中可以作为壮苗剂、增产剂、除草剂、杀虫剂、增色剂、绿化剂、落叶剂等使用,在临床医学上可以作为抗癌药物——光化疗剂使用[1,2,5,6,7]。
中国学者对ALA 的研究较少,有关文献屈指可数;国外研究主要集中在日本、美国等少数几个国家,仍处于研究试验阶段。
其作用机理、分子基础等尚不十分清楚。
但是,由于其具有“神奇”的作用效果,且天然无污染,而备受国内外学者及产业界的关注,具有广阔的应用前景和市场开发前景[5~9]。
《外源5-氨基乙酰丙酸对盐胁迫下花椰菜种子萌发与幼苗生长的影响》
《外源5-氨基乙酰丙酸对盐胁迫下花椰菜种子萌发与幼苗生长的影响》一、引言随着全球气候的变化,土壤盐渍化问题日益严重,对农业生产造成了极大的威胁。
盐胁迫是限制植物生长和作物产量的主要环境因素之一。
因此,研究如何减轻盐胁迫对植物生长的负面影响,提高作物的抗盐性,成为当前农业科学的重要课题。
近年来,外源5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)作为一种新型植物生长调节剂,在提高植物抗逆性方面显示出良好的应用前景。
本文以花椰菜为例,探讨外源5-ALA对盐胁迫下花椰菜种子萌发与幼苗生长的影响。
二、材料与方法1. 材料实验材料为花椰菜种子,外源5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)以及不同浓度的盐溶液。
2. 方法(1)实验设计实验设置对照组(无盐处理)和盐胁迫组(不同浓度的盐溶液处理)。
在盐胁迫组中,进一步分为不同浓度的外源5-ALA处理组,以研究其对花椰菜种子萌发与幼苗生长的影响。
(2)实验步骤a. 种子萌发实验:将花椰菜种子分别置于含有不同处理的培养基中,记录种子的萌发情况。
b. 幼苗生长观察:观察并记录各处理组幼苗的生长情况,包括株高、根长、鲜重等指标。
c. 生理指标测定:测定各处理组幼苗的叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量等生理指标。
三、结果与分析1. 种子萌发情况实验结果显示,盐胁迫会显著抑制花椰菜种子的萌发,表现为发芽率降低、发芽势减弱。
然而,外源5-ALA的处理能够显著缓解盐胁迫对种子萌发的抑制作用。
在相同盐浓度处理下,5-ALA处理组的发芽率和发芽势均高于未处理组。
2. 幼苗生长情况在幼苗生长方面,盐胁迫会导致花椰菜幼苗株高降低、根长变短、鲜重减轻。
然而,外源5-ALA的处理能够显著促进幼苗的生长,提高株高、根长和鲜重。
同时,5-ALA处理还能改善幼苗的外观质量,使叶片更加翠绿。
3. 生理指标变化生理指标测定结果表明,盐胁迫会导致幼苗叶绿素含量降低,MDA含量升高,表明膜脂过氧化程度加剧。
而外源5-ALA的处理能够提高叶绿素含量,降低MDA含量,减轻膜脂过氧化程度,从而提高幼苗的抗逆性。
叶面喷施5_氨基乙酰丙酸对遮阴条件下番茄生长、光合特性和产量的影响
Effects of Foliar Spraying 5 - Aminolevulinic Acid on Growth, Photosynthesis and Yield of Tomato under Shade Conditions
喷施等 量 清 水 ( C1、C2、CK1 ) ,每 隔 2 周 喷 施 1 次,至 果 实 采 收 时 为 止,共 处 理 4 次。 以 0. 06 g / m2 ( 添 加 0. 01% Triton 作 展 着 剂) 为 标 准,将每个小区所需的 ALA 稀释为 150 mg / L 进 行全株均匀喷施。由于 ALA 在 pH = 6. 5 时发挥 最大作用且见光易分解,故用磷酸调溶液 pH 值 为 6. 5,于傍晚进行叶面喷施。待植株长至遮阳 网下方 20 cm 时打顶,其它管理按常规方法进行。 1. 3 遮阳网的安装
试验采用随机区组设计,重复 3 次,小区面积 11. 2 m2 。为便于控制小区内微环境,选取长势一 致、健壮无病虫害的番茄幼苗于 2010 年 4 月 11 日定植于通风透气的小拱棚内,行距 1. 4 m,株距 20 cm,吊蔓栽培。试验设 6 个处理: 全光照叶面 喷施清水 ( CK1) ,全光照叶面喷施 ALA ( CK2 ) ; 80% 遮阴叶面喷施清水( C1) ,80% 遮阴叶面喷施 ALA( A1) ; 60% 遮阴叶面喷施清水( C2) ,60% 遮 阴叶面喷施 ALA( A2) 。5 月 4 日开始对植株分 别进行 80% 和 60% 遮阴,5 月 28 日开始进行叶 面喷施 ALA 处理 ( A1、A2、CK2 ) ,对照处理叶面
外源5-氨基乙酰丙酸对盐胁迫下玉米种子萌发及幼苗生长的影响
外源5-氨基乙酰丙酸对盐胁迫下玉米种子萌发及幼苗生长的影响作者:张嘉祥国一凡张梅来源:《农学学报》2021年第07期摘要:为探究外源5-氨基乙酰丙酸(ALA)对盐胁迫下玉米种子萌发及幼苗生长的影响,试验以‘金海5号’作为试验材料,设置NaCl浓度100 mmol/L模拟盐胁迫,5-氨基乙酰丙酸浓度为0、25、50、100、200 mg/L,处理种子和幼苗,测定种子发芽率、种子活力以及幼苗丙二醛(MDA)、可溶性糖、脯氨酸和叶绿素含量,并对这些生理生化指标进行分析。
结果表明,盐胁迫下玉米种子萌发和幼苗生长均受到不同程度的抑制,而施用5-氨基乙酰丙酸明显降低了植物的盐害水平,增强了种子活力,并提高了幼苗中有关抗逆性物质的含量。
其中,当5-氨基乙酰丙酸浓度为25 mg/L时,对种子萌发,以及幼苗生长发育有较好的促进作用,明显优于其它处理。
实验结论,以期为今后玉米生产实践提供参考和借鉴。
关键词:5-氨基乙酰丙酸(ALA);玉米;盐胁迫;种子萌发;幼苗生长发育中图分类号:S513文献标志码:A论文编号:cjas20191000231Effects of 5-Aminolevulinic Acid on Seed Germination and Seedling Growth of Maize Under Salt StressZhang Jiaxiang, Guo Yifan, Zhang Mei(China Agricultural University, Yantai 264670, Shandong, China)Abstract: The purpose is to explore the effects of ALA on maize seed germination and seedling growth under salt stress.‘Jinhai 5’was selected as the experimental material, NaCl concentration was set at 100 mmol/L, and ALA concentration gradient was set at 0, 25, 50, 100 and 200 mg/L. The seeds and seedlings were treated to determine the germination rate and seed vigor, and the content of MDA, soluble sugar, proline and chlorophyll, and to analyze the physiological and biochemical indexes. The results showed that maize seed germination and seedling growth were inhibited to varying degrees under salt stress, while the application of ALA significantly reduced the level of plant salt damage, enhanced seed vigor, and increased the content of stress-resistant substances in seedlings. Among them, when the concentration of ALA was 25 mg/L, seed germination, seedling growth and development could be promoted, and the effect was significantly better than that of other treatmentsKeywords:5-aminolevulinicAcid(ALA),Maize,SaltStress,SeedGermination,SeedlingGrowthandDevelopment0引言土壤鹽渍化问题是农业生产中面临的巨大危机,中国耕地盐渍化面积有920.9万hm2,占全国耕地面积的6.62%[1]。
5-氨基乙酰丙酸pH值越低越能提前促进葡萄果实着色和成熟
2019年第36卷第07期科技动态·试验240g/L螺虫乙酯悬浮剂处理对猕猴桃桑盾蚧防治效果最好据《安徽农业科学》2019年第11期《6种杀虫剂对软枣猕猴桃桑盾蚧的田间防治效果》(作者邹玉等)报道,为了筛选防治软枣猕猴桃桑盾蚧的理想常规农药,使用氯虫苯甲酰胺、啶虫脒、高效氯氟氰菊酯、螺虫乙酯、氯吡硫磷和联苯菊酯6种杀虫剂分别对猕猴桃桑盾蚧进行3次田间防治比较试验,并计算处理2、4、6天后的校正防效。
结果表明,使用6种杀虫剂处理猕猴桃桑盾蚧均可达到防治效果,其中240g/L螺虫乙酯悬浮剂对猕猴桃桑盾蚧防治效果最好,处理6天后校正防效最高可达89.3%,可在实际防治软枣猕猴桃桑盾蚧过程中推广使用;使用联苯菊酯、氯吡硫磷、啶虫脒和高效氯氟氰菊酯乳油处理猕猴桃桑盾蚧均能达到良好的防治效果,可选择性地防治猕猴桃桑盾蚧;使用氯虫苯甲酰胺处理猕猴桃桑盾蚧防治效果相对较差,但其对作物危害小,可在桑盾蚧抗性治理过程中作为轮换使用的杀虫剂。
综上所述,240g/L螺虫乙酯悬浮剂对猕猴桃桑盾蚧防治效果最好,35%氯虫苯甲酰胺微粒剂对软枣猕猴桃桑盾蚧防治效果最差。
(王世明/摘录)葡萄行内覆盖显著改善园区微域生态环境及果实品质据《西北农林科技大学学报(自然科学版)》2019年第6期《葡萄行内覆盖对园区微域生态环境及果实品质的影响》(作者刘思等)报道,在宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄产区,以4年生赤霞珠葡萄为试材,设置行内覆盖葡萄枝条(GB)、行内覆盖玉米秸秆(CS)以及清耕(对照)3个处理,研究各处理对葡萄园树冠层空气温湿度、土壤温湿度、土壤微生物等微域生态环境的影响,并比较其果实品质。
利用主成分分析方法对3个处理的葡萄品质进行综合评价,筛选适宜的栽培措施。
结果表明,覆盖处理显著降低了葡萄树冠层空气温湿度及土壤温度,在0~20cm土层,GB覆盖、CS覆盖和清耕3个处理7、8、9月的土壤平均温度分别为22.4、21.8和24.6℃;0~60cm土层,上述3个处理微生物总量分别为604.71×104、599.86×104和440.11×104CFU/g。
5-氨基乙酰丙酸对枣树生长发育、产量和品质的影响
5-氨基乙酰丙酸对枣树生长发育、产量和品质的影响郭珍;徐福利;汪有科【期刊名称】《西北林学院学报》【年(卷),期】2010(025)003【摘要】为了研究5-氨基乙酰丙酸对山地枣树生长发育和产量品质的影响,选用9 a生盛果期矮化密植梨枣树为材料,采用田间试验和实验室分析相结合的方法,研究了叶面喷施5-氨基乙酰丙酸对枣果纵径和横径、叶片相对叶绿素含量、品质和产量的影响.结果表明:叶面喷施稀释800倍的5-氨基乙酰丙酸对枣树的生长发育、产量和品质都有显著的促进作用.喷施后2次,枣果纵径比对照分别增加23.3%和27.1%,横径分别比对照增加17.2%和15.5%,采收期枣果纵径和横径分别比对照增加27.4%和23.1%,产量比对照增加24.6%,枣果品质明显高于对照.实际应用中采用稀释800倍的5-氨基乙酰丙酸喷施效果最佳.【总页数】4页(P93-96)【作者】郭珍;徐福利;汪有科【作者单位】西北农林科技大学,资源环境学院,陕西,杨陵,712100;西北农林科技大学,资源环境学院,陕西,杨陵,712100;中国科学院、水利部,水土保持研究所,陕西,杨陵,712100;西北农林科技大学,资源环境学院,陕西,杨陵,712100;中国科学院、水利部,水土保持研究所,陕西,杨陵,712100【正文语种】中文【中图分类】S725.5;S665.1【相关文献】1.5-氨基乙酰丙酸对日光温室番茄生长发育和产量品质的影响 [J], 徐铭;徐福利2.5-氨基乙酰丙酸和叶面肥对荒漠区设施番茄和辣椒生长发育、产量和品质的影响[J], 鄢岩;贺会强;陈振东;陶衡;邹志荣;杨晓林;郭福霞3.外源5-氨基乙酰丙酸对加工番茄叶光合色素\r及果实产量品质的影响 [J], 张晓宏;郭刚;王著龙;周小云4.5-氨基乙酰丙酸对奶油白菜产量与品质的影响 [J], 马静姝;张倩茹;宋娇;张梅5.5-氨基乙酰丙酸对马铃薯叶片光合特性及产量和品质的影响 [J], 李明安;马力;郝麒;安玉艳;汪良驹因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
5氨基乙酰丙酸ALA在农业生产上应用研究进展
5-氨基乙酰丙酸(A L)在农业生产上应用研究进展汪良驹张治平申明成学慧谢荔南京农业大学园艺学院,南京210955-氨基乙酰丙酸(5-A m i n o l e v u i c a c i d,A L)是自然界动植物及微生物体内广泛存在的一种天然物质,是所有四吡咯(即卟啉)化合物,如叶绿素、V B12、亚铁血红素及光敏素发色团等生物合成的关键前体(B e a l e t a l,197;C a s t e l f r a n c o和B e a l,1983;y o n W e t s i n e t a l, 195),与生命活动有着密切关系。
但是,在很长一段时间里,A L仅仅被认为是一种常规的生化代谢产物。
只是近二十年来的研究结果表明,它并不单纯是一种生物代谢中间产物,而是能够对动植物生长发育起到重要调节作用的多功能物质,在人体医学(S h o l i n g-J o r d a n e t a l;203;F u k d a e t a l,205)及动植物生产(R e b i z e t a l,1984,198;S a s k i e t a l,190;汪良驹等,203)上有着广泛应用前景,因而,引起国内外学者普遍重视,大量的研究报告应运而生。
现将A L的基本特性及其在农业生产上的应用研究成果简要介绍如下。
3.4.3促进作物生长与提高产量 Hotta等(1997)系统报道了低浓度ALA对多种作物乍长及产量的效坦。
他们观察到,用O.1mg.Ld ALA浸泡水稻幼苗根系,植株十霞增加14%;用30.100mg.L。
ALA叶面喷布萝卜植株,产帚增加20%.26%;大麦于花前和花后2次喷布30mg.L。
1 ALA,产最提高41%;马铃薯叶面喷布100mg.L。
ALA可增加单株块茎数量,促进块茎牛长,最终产量提高63%:大蒜经30mg.L以ALA处理后,鳞茎产量增加40%;蚕豆在初叶期、一叶期及座果期时以100mg.Ld ALA处理,产量分别提高19%、30%和8%。
5-氨基乙酰丙酸(ALA)对冬小麦花后干物质生产和旗叶衰老的影响
表 1 ALA 对冬小麦干物质积累及花后干物质对产量贡献率的影响 Table 1 Effects of ALA on dry matter accumulation and contribution of post-anthesis accumulation to grain yield in winter wheat
1 材料与方法
1. 1 试验设计 试验于 …, , 6 —…, , " 年在河南省新乡市洪门镇
河南科技学院试验场进行,供试小麦品种为百农矮 抗 . + ,于 …, , 6 年 4 , 月 . 日播种,田间管理同大田生 产% 试验设喷施 , ( 8 ] ) 24 , 、# , 、. , S H ·/ a 4 $ / $ 5 个处理,随机区组设计,# 次重复,小区面积 …, S …% 对照处理喷等量清水,于冬小麦的始穗期开始喷施, …R 后重复喷 4 次,喷量为每小区 5 / % 1. 2 测定项目与方法
#+5
应用生态学报
……卷
而且在农业上除了可以调节叶绿素的合成、与植物
光合作用有关外,还能在高浓度下作为天然无污染、 无残留的光敏除草剂,在低浓度下具有调节植物生 长发育的功能,被看作是一种新型的植物生长调节 物质[4 ]% 随着人类社会对生态和环境安全的日益关 注,具有无毒副作用、易降解、无残留特点的 $ / $ 备 受国内外学者及产业界的重视%
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花后积累量 对产量的贡献率 8 F > @:?J M @?F > F Q 7 F ;@3 9 > @P = ;?; 9 I I M S M K9 @?F > @F H :9 ?> T ?= KR (f )
《外源5-氨基乙酰丙酸对盐胁迫下花椰菜种子萌发与幼苗生长的影响》
《外源5-氨基乙酰丙酸对盐胁迫下花椰菜种子萌发与幼苗生长的影响》一、引言随着全球气候变化,土壤盐渍化问题日益严重,对农业生产产生了极大的影响。
盐胁迫是限制植物生长和发育的重要因素之一,它能够严重影响种子的萌发和幼苗的生长。
因此,研究如何减轻盐胁迫对植物生长的负面影响,对于提高农作物的抗盐能力及保护农业生产力具有重要的现实意义。
近年来,5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)因其对植物生长的积极影响受到广泛关注。
本研究以花椰菜为例,探究外源5-ALA对盐胁迫下花椰菜种子萌发及幼苗生长的影响,旨在为植物抗盐机制研究提供新的思路和依据。
二、研究方法1. 材料与处理选用健康的花椰菜种子作为实验材料。
实验设置两组,一组为对照组(CK),一组为盐胁迫组(ST),盐胁迫组在处理时添加一定浓度的NaCl溶液。
同时,在盐胁迫组中设置不同浓度的外源5-ALA处理组(ST+5-ALA)。
2. 实验设计实验采用完全随机设计,每个处理组设置3个重复。
在适宜的温度和光照条件下进行种子萌发和幼苗生长实验。
记录各组种子的萌发情况、幼苗的生长发育状况以及生物量等指标。
三、实验结果1. 种子萌发情况外源5-ALA处理能够有效缓解盐胁迫对花椰菜种子萌发的抑制作用。
在盐胁迫条件下,添加5-ALA的处理组种子萌发率明显高于仅受盐胁迫的处理组。
随着5-ALA浓度的增加,种子的萌发率呈现先上升后稳定的趋势。
2. 幼苗生长状况外源5-ALA处理能够促进盐胁迫下花椰菜幼苗的生长。
与仅受盐胁迫的处理组相比,添加5-ALA的处理组幼苗的株高、叶面积和生物量等指标均有显著提高。
且随着5-ALA浓度的增加,促进作用更加明显。
3. 生理指标变化外源5-ALA处理能够降低盐胁迫下花椰菜幼苗的丙二醛(MDA)含量,提高超氧化物歧化酶(SOD)活性,从而减轻膜脂过氧化程度,保护细胞膜的完整性。
这表明5-ALA具有抗氧化和抗逆境胁迫的作用。
四、讨论本研究结果表明,外源5-ALA能够显著缓解盐胁迫对花椰菜种子萌发和幼苗生长的抑制作用。
5-氨基乙酰丙酸(ALA)在马铃薯上的应用
5-氨基乙酰丙酸(ALA)在马铃薯上的应用张忠福;程红玉;王俊科【摘要】以马铃薯品种'大西洋'为材料,研究外源5-氨基乙酰丙酸(ALA)对马铃薯生长和产量的影响,探讨ALA的最佳施用浓度和时期.结果表明,当ALA浓度≤200 mg/L时,对马铃薯生育期、植株性状、块茎性状及产量均无明显影响;当ALA浓度增加到300 mg/L时,产量大幅度提高,其中以浓度600 mg/L在现蕾期喷施产量最高,达到46384 kg/hm2.【期刊名称】《中国马铃薯》【年(卷),期】2017(031)006【总页数】6页(P335-340)【关键词】5-氨基乙酰丙酸(ALA);马铃薯;产量【作者】张忠福;程红玉;王俊科【作者单位】山丹县农业技术推广中心,甘肃山丹 734100;河西学院农业与生物技术学院,甘肃张掖 734000;甘肃省应用真菌工程实验室,甘肃张掖 734000【正文语种】中文【中图分类】S5325-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,ALA)是一种氧和氮的碳氢化合物,是所有卟啉化合物的共同前体,与光合作用和呼吸作用有关、是植物体内天然存在的、植物生命活动必须的、代谢活跃的生理活性物质[1]。
其可以通过生物途径合成[2-5],也可以人工化学合成[5,6],其无毒副作用,易分解、无残留[7]。
宋世清和郭世荣[8]对其生理作用及其在农业生产中的应用作了综述。
目前,ALA已被国内多家科研单位人工合成并生产,作为一种叶面肥广泛用于温室番茄[7]、黄瓜[9]、草莓[10]等作物上,但有关外源ALA对马铃薯生长发育和产量影响效果,国内还未见报道。
本试验以马铃薯为材料,研究外源ALA对马铃薯生长和产量的影响,探讨ALA在生产中最佳施用浓度和时期,以期为ALA在马铃薯生产中的推广应用提供理论依据和实践指导。
试验于2013年4~9月在河西学院农业与生物技术学院教学与科研示范园进行。
当地海拔1420m,日照时数2986~3088 h,无霜期150~170 d,年均气温7.6℃,试验地土质为粘壤土,前茬作物玉米,地势平坦、肥力一致,灌溉条件便利。
5一氨基乙酰丙酸
5一氨基乙酰丙酸农药自发明以来就在人类农业发展史中扮演着重要角色,农药对人类的贡献有目共睹。
时至今日,它的作用仍然不可替代。
但同时现有的农药多是纯化学制剂,具有高毒性、高残留、危害人体健康、污染环境、破坏生态平衡的致命缺点。
随着科学研究不断深入和农业技术不断进步,农药的负面影响也逐渐被人们所认识,尤其是不合理用药而危害食品安全的事例已引起社会高度关注。
我国作为农药生产和消费大户,多年来高毒农药一直在市场中“唱主角”,这也构成了农产品出口的一大壁垒。
施用高效无毒的“绿色农药”目前被世界各国普遍认为是可以解决这些问题的办法。
近年来,5一氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,简称δ-ALA)作为一种新型农药倍受关注。
δ-ALA分子式 CsH9N03,熔点149-151℃,结构式如下:δ-ALA是四氢吡咯(四氢吡咯是构成血红素、细胞色素、维生素B。
:的物质)的前缀化合物,是生物体合成叶绿素、血红素、维生素B12等必不可少的物质。
对人畜无毒性,在环境中易降解,无残留,是一种无公害的绿色农药。
目前δ-ALA 作为一种环境相容性及选择性很高的新型光活化农药,在农业领域应用非常广泛。
1植物生长调节剂近年来的研究表明δ-ALA具有以下的功效:调节叶绿素的合成;提高叶绿素和捕光系统Ⅱ的稳定性;提高光合效率促进光合作用;促进植物组织分化、抑制在黑暗中呼吸、扩大气孔等基础生理活性。
因此它并不单纯是一种生物代谢中间产物,还参与植物生长发育的调节过程,具有类似植物激素的生理活性,可以作为植物生长调节剂在农业生产中使用。
近年来,有研究者曾把δ-ALA应用到以下作物中实验,效果很好。
1.1豇豆在MS培养基中添加2-10 mg/L δ-ALA,不仅能够诱导豇豆愈伤组织不定根的分化,而且能够诱导不定芽的分化,从而表现出IAA和CTK的双重调节特性。
1.2甜瓜幼苗用10 mg/L外源5-ALA浇灌根系可以提高弱光下甜瓜幼苗叶片光合速率,并增强植株抗冷性。
5-氨基乙酰丙酸提高玉米幼苗抗低温性及其生理机制
5⁃氨基乙酰丙酸提高玉米幼苗抗低温性及其生理机制孙㊀阳㊀王㊀燚㊀曲丹阳㊀李㊀晶㊀焦㊀健㊀曹鑫波㊀顾万荣㊀魏㊀湜∗(东北农业大学农学院,哈尔滨150030)摘㊀要㊀低温是影响东北地区玉米生长发育的主要因素之一㊂5⁃氨基乙酰丙酸(ALA)具有增强作物抗逆性的作用,近年来成为国内外的研究重点㊂为了探究ALA缓解玉米幼苗低温胁迫的生理机制及叶面喷施的最适浓度,选取 绥玉13号 为试验材料,叶面喷施不同浓度的ALA(0㊁10㊁20㊁30和40mg㊃L-1),在昼/夜温度为14ħ/5ħ的低温条件下培养48h,研究ALA对玉米幼苗生长㊁细胞膜稳定性㊁抗氧化酶活性及渗透调节物质的影响㊂结果表明:叶面喷施ALA能促进低温胁迫下幼苗生长,保护叶片细胞膜的结构与功能,增强细胞清除活性氧能力,提高渗透调节的能力;其中以喷施20mg㊃L-1ALA效果最佳,与对照相比均达到显著水平(P<0.05),幼苗株高㊁叶面积和鲜(干)重分别增加24%㊁23%和26%(24%),MDA含量和相对电导率减少38%和45%,SOD和POD活性增加37%和66%,可溶性蛋白和可溶性糖含量增加50%和45%;叶面喷施适宜浓度的ALA可以缓解低温胁迫对玉米幼苗的损伤㊂关键词㊀5⁃氨基乙酰丙酸(ALA);玉米;低温胁迫;幼苗生长;膜脂代谢;生理机制 十二五 国家科技支撑计划项目(2012BAD14B06)㊁东北农业大学青年才俊项目(14QC24)㊁2015哈尔滨市科技创新人才研究专项青年后备人才计划(2015RQQXJ04b)㊁黑龙江省青年科学基金项目(QC2015032)㊁国家科技支撑计划项目(2011BAD32B03)和国家自然基金项目(31401320)资助㊂收稿日期:2015⁃11⁃17㊀㊀接受日期:2016⁃04⁃06∗通讯作者E⁃mail:weishi5608@163.comEnhancedlow⁃temperatureresistanceandphysiologicalmechanismofmaizeseedlingsbyexogenousapplicationof5⁃aminolevulinicacid.SUNYang,WANGYi,QUDan⁃yang,LIJing,JIAOJian,CAOXin⁃bo,GUWan⁃rong,WEIShi∗(CollegeofAgronomy,NortheastAgri⁃culturalUniversity,Harbin150030,China).Abstract:LowtemperatureisoneofthemajorfactorswhichproduceadverseeffectsonmaizegrowthanddevelopmentinNortheastChina.5⁃aminolevulinicacid(ALA)canimprovethelowtemperatureresistanceofcrops.TheobjectiveofthisstudywastoinvestigatethephysiologicalmechanismofALA⁃enhancedlow⁃temperatureresistanceinmaizeseedlingsaswellastheoptimalfoliarsprayingconcentrationofALA.Thisexperimentwasconductedwithmaizecultivar Suiyu13 underdifferentconcentrationsofALA(0,10,20,30,40mg㊃L-1),atlowtemperatureof14ħ/5ħ(day/night)for48h.Plantmorphologicalgrowth,cellmembranestability,antioxi⁃dantenzymeactivityandosmoticadjustmentabilityweremeasured.TheresultsshowedthatfoliarsprayingofALAcouldpromotethegrowthofseedlingsunderlowtemperaturestress,protectthestructureandfunctionofleafcellmembrane,enhancetheabilityofthecelltoremovereactiveoxygenspeciesandimprovetheabilityofosmoticadjustment.Amongalltreatmentconcentra⁃tions,20mg㊃L-1ALAsprayingtreatmenthadthebesteffects.Comparedwiththecontrol,seed⁃lingheight,leafareaandfresh(dry)weightincreasedby24%,23%,26%(23%),themalon⁃dialdehyde(MDA)contentandrelativeelectricalconductivitydecreasedby38%and45%,SODactivityandPODactivityincreasedby37%and66%,solubleproteincontentandsolublesugarcontentincreasedby50%and45%,respectively,underthetreatmentof20mg㊃L-1ALA.Therefore,sprayingALAofappropriateconcentrationcanrelievethedamagecausedbylowtem⁃生态学杂志ChineseJournalofEcology㊀2016,35(7):1737-1743㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀DOI:10.13292/j.1000-4890.201607.011peraturestresstomaizeseedlings.Keywords:5⁃aminolevulinicacid(ALA);maize;lowtemperaturestress;seedlinggrowth;membranelipidmetabolism;physiologicalmechanism.㊀㊀低温冷害是黑龙江省常见的气象灾害,是影响玉米生长发育的一个重要的非生物胁迫因素(孟英等,2009;陈银萍等,2012),据统计,每3 4年会发生1次低温冷害,平均减产约13% 35%(李祎君等,2011)㊂玉米苗期遭遇低温,营养生长受到抑制,主要表现为干物质积累减少,株高㊁叶面积降低及各叶片出现时间推迟(关贤交等,2004)㊂低温胁迫下植物代谢产生具有较强氧化能力自由基,引起膜脂过氧化,破坏生物功能分子,进一步导致细胞受伤或死亡,更严重会导致整个植株死亡(Fadzillahetal.,1996)㊂植物本身具有各种保护系统用以减少低温带来的影响(Zouetal.,2006;Chinnusamyetal.,2007)㊂研究表明,低温胁迫下幼苗叶片通过提高可溶性蛋白㊁可溶性糖含量,维持较高的超氧化物歧化酶(SOD)㊁过氧化物酶(POD)活性以减轻低温伤害(张玮等,2012;姚慧等,2014;张淑杰等,2014),低温胁迫会致使玉米幼苗相对电导率增加,膜透性增加(杨猛等,2012)㊂5⁃氨基乙酰丙酸(5⁃aminolevulinicacid,ALA),是一种广泛存在于植物㊁动物㊁真菌和细菌等生物机体活细胞中的非蛋白氨基酸,是所有生物体内卟啉化合成的关键前体(VonWettsteinetal.,1995)㊂低浓度时,ALA能够调节植物生长发育(Hottaetal.,1997),提高西瓜(康琅等,2006)㊁甜瓜(汪良驹等,2004)㊁黄瓜(尹璐璐等,2007)㊁油菜(张治平等,2014)和辣椒(刘涛等,2010;Ahmetetal.,2010)等植株的生长量,可溶性蛋白和可溶性糖含量,提高抗氧化能力,减少膜脂过氧化的伤害程度,提高幼苗抗冷性,具有类似于植物激素的调控效应(Royetal.,1998)㊂本试验研究了不同浓度ALA对低温冷害下玉米幼苗生长㊁保护酶活性和渗透调节物质代谢变化的影响,旨在探讨ALA提高玉米抗冷性作用机制及其浓度效应,为利用ALA缓解玉米幼苗期低温冷害提供理论依据㊂1㊀材料与方法1 1㊀试验设计试验以玉米品种 绥玉13号 为材料(黑龙江省农业科学院绥化分院提供),2015年5月于东北农业大学进行室外盆栽,培养盆直径20cm,高17cm,供试土壤为黑土㊂挑选籽粒饱满的试验种子于75%乙醇中浸泡10s后浸入2%次氯酸钠溶液中消毒5min,用蒸馏水反复冲洗并种于培养盆中㊂保留长势一致的植株,确保每个培养盆定苗6株㊂玉米幼苗生长至三叶一心时进行叶面喷施ALA处理,ALA浓度为10㊁20㊁30和40mg㊃L-1和清水对照,以吐温-20作展着剂,叶片正反面均匀喷施10mL,每个处理3次重复㊂24h后,将幼苗移入HPG⁃280HX型人工智能培养箱(北京东联哈尔仪器制造有限公司生产)中进行低温处理,光照时长为14h/10h(昼/夜),设置昼/夜温度为14ħ/5ħ,相对湿度为55%,低温处理48h,常温恢复48h后进行各项指标测定㊂1 2㊀测定项目与方法1 2 1㊀幼苗生长及鲜(干)重的测定㊀取低温处理并恢复的幼苗进行测量,每处理3株㊂株高:测量幼苗(叶片最高点的垂直高度)㊂单株叶面积:全展叶,叶长ˑ叶宽ˑ0.75;半展叶,叶长ˑ叶宽ˑ0.5㊂单株幼苗鲜(干)重:取幼苗地上部分,用清水冲洗表面杂物,再用蒸馏水冲洗干净,用滤纸吸干表面水分,分别称鲜重,105ħ下杀青20min,80ħ下烘干至恒重,称量干重㊂1 2 2㊀生理生化指标测定㊀丙二醛(MDA)含量的测定,采用硫代巴比妥酸显色法(李合生,2000)㊂相对电导率的测量,通过雷磁DDS⁃307A电导率仪进行测定,取新鲜叶,蒸馏水洗净吸干后剪成长约1cm正方形小块,放入三角瓶中,加入10mL蒸馏水,室温放置24h后测定电导率Lt,水浴锅中沸水浴20min后取出冷却至室温,测定电导率L0,用相对电导率表示细胞膜的相对透性,即相对电导率(%)=Lt/L0ˑ100%㊂超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定,采用Gisnnopolitis等(1977)与郝再彬(2004)NBT光照化学还原法㊂过氧化物酶(POD)活性的测定,采用愈创木酚法(郝再彬,2004),以每分钟A470变化0.01为1个过氧化物酶活性单位(U)㊂8371㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀生态学杂志㊀第35卷㊀第7期㊀可溶性蛋白含量的测定,采用李合生(2000)的考马斯亮蓝G⁃250染色法测定㊂可溶性糖含量的测定,采用蒽酮比色法测定㊂1 3㊀数据处理采用DPS7.05和MicrosoftExcel2007软件分析试验中所得数据,对各处理间的差异性采用LSD法进行方差分析㊂2㊀结果与分析2 1㊀不同浓度ALA对低温胁迫下幼苗株高㊁叶面积和鲜(干)重的影响低温胁迫下,植物生长受抑制,生长缓慢,生长量降低㊂由表1可以看出,经ALA处理,低温胁迫对玉米幼苗生长的抑制有所减弱,且在浓度为20mg㊃L-1时效果最显著,其株高㊁叶面积及鲜(干)重较对照增加24%㊁23%㊁26%和24%㊂低温下ALA处理后农艺性状数值整体呈现先上升后降低的趋势,5组处理幼苗生长情况相比,ALA浓度为20mg㊃L-1时生长情况最佳,对照生长抑制最大㊂综上所述,ALA处理部分缓解了低温胁迫对幼苗生长的抑制作用,提升了幼苗对低温胁迫的耐受能力,20mg㊃L-1ALA效果最佳㊂2 2㊀不同浓度ALA对低温胁迫下幼苗叶片丙二醛含量的影响丙二醛(MDA)是细胞毒性物质,在常温下植物体内含量较少,但遇逆境伤害时其含量会升高,并且随逆境程度的加剧不断增加(郭志强等,2008)㊂由图1可知,不同浓度ALA处理MDA含量均显著低于对照(P<0.05),与对照相比,减少13% 38%,且随ALA浓度的增加呈现先下降后升高的趋势,20mg㊃L-1ACA处理达到最低值㊂2 3㊀不同浓度ALA对低温胁迫下幼苗叶片相对电导率的影响质膜透性是衡量植物受逆境后细胞膜受损伤程度的重要指标,低温逆境使质膜透性发生改变或丧失,导致细胞内电解质大量外渗,因而相对电导率可显示细胞膜受损程度㊂由图2可知,不同浓度ALA处理后相对电导率均明显下降,分别减少了30%㊁45%㊁32%和22%,均达到显著水平(P<0.05),表明ALA可以减少电解质外渗,有效缓解低温胁迫对膜质的损害,且最适浓度为20mg㊃L-1㊂表1㊀不同浓度ALA对低温胁迫下幼苗株高㊁叶面积及鲜(干)重的影响Table1㊀EffectsofALAindifferentconcentrationsonseedlingheight,leafarea,freshweightanddryweightunderlowtemperaturestressALA浓度(mg㊃L-1)株高(cm)叶面积(cm2)鲜重(g)干重(g)014.87ʃ0.76c54.46ʃ4.43e1.076ʃ0.13d0.106ʃ0.01c1018.93ʃ1.40ab61.76ʃ4.53cd1.184ʃ0.06cd0.116ʃ0.01bc2019.67ʃ0.29ab70.98ʃ0.57ab1.458ʃ0.06ab0.139ʃ0.01ab3017.10ʃ1.39b66.75ʃ1.97bc1.328ʃ0.11bc0.119ʃ0.01bc4017.33ʃ1.61b60.12ʃ1.62d1.129ʃ0.05d0.105ʃ0.01c图1㊀不同浓度ALA对低温胁迫下玉米幼苗丙二醛含量(MDA)的影响Fig.1㊀EffectsofALAindifferentconcentrationsonMDAcontentunderlowtemperaturestress图2㊀不同浓度ALA对低温胁迫下玉米幼苗相对电导率的影响Fig.2㊀EffectsofALAindifferentconcentrationsontherelativeelectricalconductivityunderlowtemperaturestress9371孙㊀阳等:5⁃氨基乙酰丙酸提高玉米幼苗抗低温性及其生理机制2 4㊀不同浓度ALA对低温胁迫下幼苗SOD活性的影响SOD是生物防御活性氧伤害的重要保护酶之一,SOD活性的升高可以有效缓解低温胁迫带来的伤害㊂由图3可知,与对照相比,低温胁迫下10 40mg㊃L-1ALA处理不同程度地提高了玉米幼苗SOD活性,且随着ALA浓度的升高,SOD活性呈现先升高再降低的趋势㊂低温胁迫后SOD活性较对照分别增加了34%㊁37%和13%,达到显著水平(P<0.05)㊂其中,ALA浓度为20mg㊃L-1的处理的SOD活性最高,较对照提升最多,说明ALA浓度为20mg㊃L-1的处理可以有效清除植株体内多余的活性氧㊂2 5㊀不同浓度ALA对低温胁迫下幼苗POD活性的影响POD是过氧化物酶,亦是作物内在重要的保护酶之一,通过清除自由基,在逆境胁迫下起保护作用㊂由图4可知,与SOD酶活性相似,20mg㊃L-1ALA处理幼苗POD活性最高为66%,10mg㊃L-1ALA处理和30mg㊃L-1ALA处理次之,分别增加了59%和37%,均达到显著水平(P<0.05)㊂说明ALA显著促进了低温胁迫下玉米叶片的抗氧化活性,有效增加玉米幼苗清除体内自由基的能力,从而减轻了低温胁迫造成的伤害㊂2 6㊀不同浓度ALA对低温胁迫下幼苗可溶性蛋白含量的影响可溶性蛋白具有亲水性,其含量的增加可束缚更多的水分降低渗透势,是植物细胞质中的重要渗透调节物质之一(Arndtetal.,2001)㊂低温胁迫的图3㊀不同浓度ALA对低温胁迫下玉米幼苗SOD活性的影响Fig.3㊀EffectsofALAindifferentconcentrationsonSODactivityunderlowtemperaturestress幼苗能主动的调节适应,产生可溶性蛋白以维持细胞膨压,保证细胞正常功能的进行㊂由图5可知,受低浓度ALA处理能够产生更多的可溶性蛋白以适应低温,20mg㊃L-1ALA处理效果最佳,较对照增加了50%㊂30mg㊃L-1ALA处理和40mg㊃L-1ALA处理可溶性蛋白含量略低于对照,其原因可能由于30mg㊃L-1和40mg㊃L-1ALA浓度较高,抑制了可溶性蛋白的产生或对植株无影响㊂2 7㊀不同浓度ALA对低温胁迫下幼苗可溶性糖含量的影响可溶性糖也是重要的渗透调节物之一,在植物遭受逆境胁迫时大量合成,提高胞液浓度,维持胞内渗透势,保护膜系统稳定性;能降低冰点,提高原生质保护能力,保护蛋白质胶体不遇冷变形凝集㊂由图6可以看出,随ALA浓度的增加,可溶性糖含量呈现先上升后下降的趋势,20mg㊃L-1ACA处理达图4㊀不同浓度ALA对低温胁迫下玉米幼苗POD活性的影响Fig.4㊀EffectsofALAindifferentconcentrationsonPODactivityunderlowtemperaturestress图5㊀不同浓度ALA对低温胁迫下玉米幼苗可溶性蛋白含量的影响Fig.5㊀EffectsofALAindifferentconcentrationsonsolubleproteincontentunderlowtemperaturestress0471㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀生态学杂志㊀第35卷㊀第7期㊀图6㊀不同浓度ALA对低温胁迫下玉米幼苗可溶性糖含量的影响Fig.6㊀EffectsofALAindifferentconcentrationsonsolubleesugarcontentunderlowtemperaturestress到峰值,较对照增加了45%,达到显著水平(P<0.05)㊂3㊀讨㊀论3 1㊀不同浓度ALA对低温胁迫下幼苗形态指标和生物量的影响植物的生长发育与环境温度条件密切相关,当植物遭受低温胁迫时,其株高㊁叶面积及物质积累的增长都会遭受明显的抑制㊂叶片是植物进行光合作用的主要器官,叶面积的大小反映了植物受光情况;植物的干重是光合作用产物的积累,是植物生长状况的基本特征之一㊂本试验结果表明,低温胁迫明显抑制了玉米幼苗的生长,且经低温处理的幼苗,其株高㊁叶面积及鲜(干)重均显著低于正常条件下生长的幼苗㊂叶面喷施ALA后低温胁迫的玉米幼苗,其株高㊁叶面积及鲜(干)重均明显增加,说明了叶面喷施ALA能够缓解低温抑制植株生长㊂这与前人研究表明叶面施加ALA处理可显著缓解低温胁迫对作物的伤害,增加的植株叶面积及干重的结果一致(Wangetal.,2004;Ahmetetal.,2010)㊂表1结果显示,喷施不同浓度ALA对缓解幼苗低温伤害的作用效果存在差异,10 40mg㊃L-1ALA叶面喷施对植株株高㊁叶面积及鲜(干)重的作用情况出现峰值,峰值出现在浓度较低的20mg㊃L-1ALA处理,证明低浓度的ALA可提高作物抗逆能力,这与赵艳艳等(2013)对番茄幼苗的研究一致㊂3 2㊀不同浓度ALA对低温胁迫下幼苗叶片细胞膜稳定性的影响植物的细胞膜起调控细胞内外物质交换的作用,当膜受到损伤时,物质易从细胞中渗透到周围环境中,导致细胞电导率增大(罗宁等,2014)㊂多不饱和脂肪酸是植物细胞膜的主要脂肪酸,容易受活性氧攻击,产生脂质氢过氧化物的复杂混合物,其过度的过氧化反应会降低膜的流动性,并导致电解质的大量外渗㊂MDA是多不饱和脂肪酸过氧化作用的最终产物(Molleretal.,2007)㊂细胞膜系统是感受低温胁迫最敏感的部位,亦是植物受低温胁迫和抵抗低温的关键结构(李明玉等,2006)㊂MDA含量和相对电导率是逆境胁迫下细胞质膜受到伤害程度的指标㊂本试验表明,喷施不同浓度ALA后相对电导率都有所下降,表明低温胁迫对细胞膜系统有很大的伤害,而喷施ALA可以减轻这种伤害㊂正常条件下生长的幼苗MDA含量较少,低温胁迫会导致MDA含量大量增加,叶面喷施20mg㊃L-1ALA后,植株内MDA含量明显降低,说明低温使细胞膜受到活性氧攻击,引起膜损失,而ALA可以缓解膜质过氧化程度㊂Naeem等(2011)研究发现,盐胁迫下油菜叶面喷施外源ALA能够降低其MDA含量;沈奇等(2012)认为,低温胁迫下ALA处理的辣椒幼苗MDA含量呈现先升后降的趋势;而康琅等(2006)发现,ALA对低温胁迫下西瓜幼苗MDA含量没有影响㊂这可能因为ALA对植物受活性氧攻击具有缓解作用,但作用过程复杂,或者可由于作用对象不同,因不同作物品种有差异,所以施用ALA对植株MDA含量的影响需要进一步研究㊂3 3㊀不同浓度ALA对低温胁迫下幼苗抗氧化酶活性的影响低温胁迫对作物的影响包括膜损伤,降低细胞呼吸,升高脱落酸(ABA)的水平,并产生活性氧(ROS),当处于逆境胁迫作用下,植物本身的抗氧化系统能够产生抗氧化酶,阻止或减轻由活性氧导致的膜质过氧化(Farooqetal.,2009;Almeselmanietal.,2012)㊂SOD㊁POD是细胞内清除活性氧的主要保护系统,SOD位于叶绿体㊁线粒体㊁细胞质和过氧化物酶体中,作为防御第一线对抗活性氧(Liauetal.,2007),其主要功能是清除产生H2O2,从而维持体内的活性氧代谢平衡(周艳虹等,2003)㊂有研究表明,ALA能够提高盐胁迫下菠菜幼苗㊁低温胁迫下辣椒幼苗及正常生长条件下小白菜苗的抗氧化酶活性(Nishiharaetal.,2003;Memonetal.,2009;Ah⁃metetal.,2010)㊂本试验发现,喷施ALA后,SOD㊁POD活性显著上升,与对照相比,SOD活性最高上升了37%,POD活性最高上升了66%㊂ALA是亚铁1471孙㊀阳等:5⁃氨基乙酰丙酸提高玉米幼苗抗低温性及其生理机制血红素生物合成的前体,而POD是以亚铁血红素为辅基的酶类,ALA可能先转化为亚铁血红素,然后提高了玉米幼苗POD活性,清楚活性氧,维持活性氧代谢平衡,减少膜脂过氧化,维持膜系统的完整性,增强植株抗冷性㊂3 4㊀不同浓度ALA对低温胁迫下幼苗叶片渗透调节物质的影响可溶性蛋白与可溶性糖是植物体内的重要渗透调节物质(Sadeghipouretal.,2010),低温胁迫下,可溶性蛋白与可溶性糖含量增多,提高胞液浓度,降低胞液渗透势,防止细胞失水过多,减缓低温胁迫带来的伤害㊂据报道,叶面喷施ALA可显著增加植物可溶性蛋白㊁可溶性糖的含量(Xuetal.,2006)㊂可溶性蛋白含量亲水能力强,可以增加细胞的渗透势和功能蛋白的数量,有助于维持细胞正常的代谢,提高植物的抗逆性(刘大伟等,2010)㊂可溶性糖作为渗透调节物质,可保持植物受环境胁迫时的渗透压,还参与植物体内氧自由基的清除(栾晓燕等,2000)㊂本试验结果也表明,低温处理的玉米幼苗叶片中可溶性蛋白㊁可溶性糖的含量均显著高于对照,ALA处理后进一步提高了低温胁迫下玉米幼苗叶片中可溶性蛋白㊁可溶性糖的含量,说明ALA能够增强玉米幼苗抗低温胁迫的能力㊂此外,根据以上试验结果推测,叶面喷施ALA能够促进可溶性糖和可溶性蛋白合成途径中重要酶的合成或提高酶的活性,促进可溶性糖和可溶性蛋白的合成,使其含量维持在一个较高的水平上,增加了幼苗的渗透调节能力,进而提高了幼苗的抗低温性㊂综上所述,ALA可以有效地提高玉米幼苗抗低温性,缓解低温胁迫对幼苗生长的抑制,增加叶片中抗氧化酶的含量,调节其活性,增加渗透调节物质的含量,并减少MDA含量和相对电导率,消除或减轻氧化损伤㊂ALA用于玉米低温调控的最佳浓度为20mg㊃L-1㊂参考文献陈银萍,王晓梅,杨宗娟,等.2012.NO对低温胁迫下玉米种子萌发及幼苗生理特性的影响.农业环境科学学报,31(2):270-277.关贤交,欧阳西荣.2004.玉米低温冷害研究进展.作物研究,(5):353-357.郭志强,侯立白,李㊀霞,等.2008.抗低温助长剂对低温胁迫下玉米生长发育及生理生化变化的影响.玉米科学,16(3):82-85.郝再彬.2004.植物生理实验.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社.康㊀琅,程㊀云,汪良驹.2006.5⁃氨基乙酰丙酸对秋冬季大棚西瓜叶片光合作用及抗氧化酶活性的影响.西北植物学报,26(11):2297-2301.李合生.2000.植物生理生化试验指导.北京:高等教育出版社.李明玉,曹辰兴,于喜艳.2006.低温锻炼对冷胁迫下黄瓜幼苗保护性酶的影响.西北农业学报,15(1):160-164.李祎君,王远皓,张雪芬,等.2011.东北地区玉米低温冷害规律研究.自然灾害学报,20(6):74-80.刘㊀涛,郭世荣,徐㊀刚,等.2010.5⁃氨基乙酰丙酸对辣椒植株低温胁迫伤害的缓解效应.西北植物学报,30(10):2047-2053.刘大伟,段玉玺,陈立杰,等.2010.灰皮支黑豆抗大豆胞囊线虫3号生理小种的生理机制.大豆科学,29(3):471-473.栾晓燕,陈㊀怡,杜维广,等.2000.不同抗性大豆品种(系)感染SMV后可溶性糖和游离氨基酸的研究.大豆科学,19(4):356-361.罗㊀宁,魏㊀湜,李㊀晶,等.2014.低温胁迫对玉米苗期根系特征及电导率的影响.生态学杂志,33(10):2694-2699.孟㊀英,李㊀明,王连敏,等.2009.低温冷害对玉米生长影响及相关研究.黑龙江农业科学,(4):150-153.沈㊀奇,刘㊀涛,㊀徐㊀刚,㊀等.2012.ALA对辣椒低温胁迫下伤害的缓解效应.江苏农业学报,28(2):376-383.汪良驹,姜卫兵,黄保健.2004.5⁃氨基乙酰丙酸对弱光下甜瓜幼苗光合作用和抗冷性的促进效应.园艺学报,31(3):321-326.杨㊀猛,魏㊀玲,庄文锋,等.2012.低温胁迫对玉米幼苗电导率和叶绿素荧光参数的影响.玉米科学,20(1):90-94.姚㊀慧,夏㊀凯.2014.肌醇对玉米幼苗低温胁迫伤害的缓解效应.作物杂志,(4):133-138.尹璐璐,于贤昌,王英华,等.2007.5⁃氨基乙酰丙酸对黄瓜幼苗抗冷性的影响.西北农业学报,16(4):166-169.张㊀玮,黄树燕,吴继林,等.2012.低温胁迫对麻竹叶片和根系抗性生理指标的影响.生态学杂志,31(3):513-519.张淑杰,杨再强,陈艳秋,等.2014.低温㊁弱光㊁高湿胁迫对日光温室番茄花期生理生化指标的影响.生态学杂志,33(11):2995-3001.张治平,张丽丽.2014.5⁃氨基乙酰丙酸对油菜幼苗抗冷性和抗氧化系统的影响.江苏农业科学,42(2):52-55.赵艳艳,胡晓辉,邹志荣,等.2013.不同浓度5⁃氨基乙酰丙酸(ALA)浸种对NaCl胁迫下番茄种子发芽率及芽苗生长的影响.生态学报,33(1):62-70.周艳虹,喻景权,钱琼秋,等.2003.低温弱光对黄瓜幼苗生长及抗氧化酶活性的影响.应用生态学报,14(6):921-924.AhmetK,YakupK,AliRD.2010.Enhancingchillingstresstoleranceofpepperseedlingsbyexogenousapplicationof5⁃2471㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀生态学杂志㊀第35卷㊀第7期㊀aminolevulinicacid.EnvironmentalandExperimentalBota⁃ny,67:495-501.AlmeselmaniM,DeshmukhPS,ChinnusamyV.2012.Effectsofprolongedhightemperaturestressonrespiration,photo⁃synthesisandgeneexpressioninwheat(TriticumaestivumL.)varietiesdifferingintheirthermotolerance.PlantStress,6:25-32.ArndtSK,CliffordSC,WanekW.2001.Physiologicalandmor⁃phologicaladaptationsofthefruittreeZiziphusrotundifoiainresponsetoprogressivedroughtstress.TreePhysiology,21:705-715.ChinnusamyV,ZhuJ,ZhuJK.2007.Coldstressregulationofgeneexpressioninplants.TrendsinPlantScience,12:444-451.FadzillahNM,GillV,FinchRP,etal.1996.Chilling,oxida⁃tivestressandantioxidantresponsesinshootculturesofrice.Planta,199:552-556.FarooqM,WahidA,KobayashiN,etal.2009.Plantdroughtstress:Effects,mechanismsandmanagement.AgronomyforSustainableDevelopment,29:185-212.GisnnopolitisCN,NriesSK.1977.Superoxidedismutases:I.Occurrenceinhigherplants.PlantPhysiology,59:309-314.HottaY,TanakaT,TakaokaH.1997.Newphysiologicaleffectsof5⁃aminolevlinicacidinplants:Theincreaseofphotosyn⁃thesis,chlorophyllcontent,andplantgrowth.Bioscience,Biotechnology,andBiochemistry,61:2025-2028.Liau,YJ,WenL,ShawJF,etal.2007.Ahighlystablecambi⁃alistic⁃superoxidedismutasefromAntrodiacamphorata:Ex⁃pressioninyeastandenzymeproperties.JournalofBiotech⁃nology,131:84-91.Memon,SA,HouX,WangLJ,etal.2009.Promotiveeffectof5⁃aminolevulinicacidonchlorophyll,antioxidativeenzymesandphotosynthesisofPakchoi(Brassicacampestrisssp.chinensisvar.communisTsenetLee).ActaPhysiologiaePlantarum,31:51-57.MollerIM,JensenPE,HanssonA.2007.Oxidativemodifica⁃tionstocellularcomponentsinplants.AnnualReviewofPlantBiology,58:459-481.NaeemMS,RasheedM,LiuD,etal.2011.5⁃Aminolevulinicacidamelioratessalinity⁃inducedmetabolic,water⁃relatedandbiochemicalchangesinBrassicanapusL.ActaPhysio⁃logiaePlantarum,33:517-528.NishiharaE,KondoK,ParvezMM,etal.2003.Roleof5⁃ami⁃nolevulinicacid(ALA)onactiveoxygen⁃scavengingsys⁃teminNaCl⁃treatedspinach(Spinaciaoleracea).PlantPhysiology,160:1085-1091.RoyC.Bind&M.Vivekanandan.1998.Hormonalactivitiesof5⁃aminolevulinicacidincallusinductionandmicropropa⁃gation.PlantGrowthRegulation,26:15-18.SadeghipourO,MonemR,TajaliAA.2010.Productionofmungbean(VignaradiataL.)asaffectedbynitrogenandphosphorusfertilizerapplication.JournalofAppliedSci⁃ences,10:843-847.VonWettsteinD,GoughS,KannangaraCG.1995.Chlorophyllbiosynthesis.PlantCell,7:1039-1057.WangJ,JiangWB,HuangBJ.2004.Promotionof5⁃aminolevu⁃linicacidonphotosynthesisofmelon(Cucumismelo)seed⁃lingsunderlowlightandchillingstressconditions.Physio⁃logiaPlantarum,121:258-264.XuF,ZhuJ,ChengS,etal.2006.Effectof5⁃aminolevulinicacidonphotosynthesis,yield,nutritionandmedicinalva⁃luesofkudzu(Puerariaphaseoloides).TropicalGrass⁃lands,44:260-265.ZouHW,WuZY.2006.GeneexpressionanalysesofZmPti1,encodingamaizePti⁃likekinase,suggestaroleinstresssignaling.PlantScience,171:99-105.作者简介㊀孙㊀阳,女,1991年出生,硕士研究生,研究方向为玉米高产栽培与逆境生理㊂E⁃mail:414575750@qq.com责任编辑㊀李凤芹3471孙㊀阳等:5⁃氨基乙酰丙酸提高玉米幼苗抗低温性及其生理机制。
ALA在红车木生产中的应用技术研究
ALA在红车木生产中的应用技术研究摘要ALA(5-氨基乙酰丙酸)是植物叶绿素合成的主要成分,具有多种生理功能,该试验通过在彩叶植物红车木上喷施ALA,提高红车木的繁殖效率和抗寒性,实现红车木栽培范围北移。
结果表明:ALA能够明显提高红车木生长速度,并提高土壤活性,可进一步推广应用。
关键词ALA;红车木;土壤活性;繁育在植物中,ALA(5-氨基乙酰丙酸)具有多种生理功能,不仅能提高植物的光合能力、影响植物呼吸,而且还能促进植物的组织分化,其在农业领域的应用前景相当广泛[1]。
ALA对人畜无毒性,易降解,无残留,是一种无公害的生物体内源物质。
ALA在生物的质体中合成,并转化成叶绿素和亚铁血红素[2]。
在结缕草上喷施ALA,可使其在冬季依然保持绿色,春季提早发绿[1];而在苹果上喷施ALA,可促进苹果着色[1];因ALA可促进植物叶绿素的合成,提高植物光合能力,增加干物质积累,可提高植物对环境的适应性,增强其抗寒和耐盐性。
据报道,经过ALA适当处理,可提高林木产量、增加谷类林木的成熟率及保持绿色等,这些作用均十分有利于农业生产[3]。
红车木又名鸿运当头,常绿小乔木,属于热带树种,该品种原产于澳洲、东南亚等地,新叶四季红润鲜亮,随生长变化逐渐呈橙红或橙黄色,老叶为绿色,同一树上叶片可同时呈现红、橙、绿三色,且效果持久;在新加坡,红车木的应用非常广泛,而且效果也很好,在我国香港、澳门、广东、广西、海南、福建、昆明等地也有广泛种植。
红车木的树型紧凑,树形优美,枝叶稠密,易修剪成形,是优秀的色块苗和绿蓠苗,也可用于树蓠、群植;在居室中,红车木做成的盆栽,喜庆和谐。
随着我国城市建设的发展与人们视觉观念的改善,彩叶树种在城市绿化中的应用比例逐年提高。
据前人研究,低浓度ALA能明显提高植物的抗冷性和耐盐性[4-6],该研究通过在红车木上喷施低浓度ALA来提高红车木抗低温的能力,辅助引种驯化,实现红车木的本土化繁育栽培和栽培区域北扩。
5-氨基乙酰丙酸对胡萝卜产量及效益的影响
园艺与种苗‘Horticulture & Seed 2020,40(05):8-9,11doi :10.16530/21-1574/s.2020.05.003摘 要:[目的]研究5-氨基乙酰丙酸(ALA )在胡萝卜上的应用效果。
[方法]以胡萝卜为材料,采用田间小区试验的方法,研究叶面喷施不同浓度ALA 对胡萝卜产量和效益的影响。
[结果]叶面喷施不同浓度的ALA 均能增加胡萝卜的根长、根粗、根重和产量,其中,喷施1 000倍液的ALA ,胡萝卜的苗高、根长、根粗和根重分别比对照增加7.47%、18.32%、19.14% 和 17.88%,比对照增产 10 814.10 kg/hm 2,增收 21 628.20 元 /hm 2。
[结论]叶面喷施稀 释1 000倍的ALA 液肥对胡萝卜的增产效果最佳,建议在实际生产中示范应用。
关键词:胡萝卜;5-氨基乙酰丙酸;产量;效益中图分类号:S631.2 文献标识码:A 文章编号:2095-0896(2020)05-008-02Effect of 5 - aminolevulinic Acid on the Yield and Benefit of Carrot5・氨基乙酰丙酸对胡萝卜产量及效益的影响盛彦霏叱杨磊磊王俊科3,陈叶1,3*(1.河西学院农业与生态工程学院,甘肃张掖734000;2.高台县种子公司,甘肃张掖734000;3.甘肃省高校河西走廊特色资源利用省级重点实验室,甘肃张掖734000)SHENG Yan-fei et al.( College of Agriculture and Ecological Engineering ,Hexi University ,Zhangye ,Gansu734000)Abstract [Objective] The aim of this study was to study the effect of 5-aminolevulinic acid (ALA ) on carrot. [Method] The effect of ALA on the yield and benefit of carrot was studied by field plot experiment. [Result] The root length ,root diameter ,root weight and yield of carrot were all increased by spraying different concentrations of ALA on the leaf of carrot. The seedling height ,root length ,root diameter and root weight of carrot increased by 7.47%,18.32% ,19.14% and 17.88% respectively when spraying 1 000 times of ALA ,which increased by 10 814.10 kg/hm 2 and 21 628.20 yuan/hm 2 compared with the control. [Conclusion] The effect of ALA liquid fertilizer diluted 1 000 times on the yield of carrot was the best. It was suggested to demonstrate the application of ALA in the actual production.Key words Carrot ; 5-aminolevulinic acid ; Yield ; Benefit5-氨基乙酰丙酸(ALA )是一种含氧、氮的碳氢化合物,为生物体内吓?化合物生物合成的第1个关键性前 体。
《外源5-氨基乙酰丙酸对盐胁迫下花椰菜种子萌发与幼苗生长的影响》
《外源5-氨基乙酰丙酸对盐胁迫下花椰菜种子萌发与幼苗生长的影响》一、引言花椰菜是一种广泛种植的蔬菜作物,其品质和产量受多种环境因素的影响。
在农业生产中,盐胁迫是一个常见且严重影响作物生长和发育的环境问题。
近年来,外源5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)作为一种植物生长调节剂,在提高作物抗逆性方面显示出良好的应用前景。
本文旨在研究外源5-ALA对盐胁迫下花椰菜种子萌发与幼苗生长的影响,以期为花椰菜的抗盐栽培提供理论依据。
二、材料与方法1. 材料实验所用花椰菜种子为市售优质品种,5-ALA为生物试剂级产品。
实验所用盐胁迫条件为NaCl溶液模拟。
2. 方法(1)种子处理:将花椰菜种子分为对照组和实验组,对照组不作处理,实验组用5-ALA溶液浸泡处理。
(2)盐胁迫处理:将处理后的种子分别置于含不同浓度NaCl的土壤中,模拟盐胁迫环境。
(3)观察指标:记录种子萌发时间、萌发率、幼苗株高、叶绿素含量等指标。
(4)数据分析:采用SPSS软件进行数据分析,比较各组间的差异。
三、结果与分析1. 种子萌发情况实验结果显示,在盐胁迫下,外源5-ALA处理的实验组花椰菜种子萌发时间明显短于对照组,萌发率也显著提高。
这表明5-ALA能够促进花椰菜种子的萌发,提高其抗盐性。
2. 幼苗生长情况实验组幼苗的株高、叶绿素含量等生长指标均优于对照组。
这表明外源5-ALA能够促进花椰菜幼苗的生长,提高其光合作用能力,从而增强其抗盐性。
3. 数据分析通过SPSS软件对数据进行统计分析,发现实验组与对照组在各项指标上均存在显著差异(P<0.05),证实了外源5-ALA对盐胁迫下花椰菜种子萌发与幼苗生长的积极影响。
四、讨论5-ALA作为一种植物生长调节剂,能够提高植物的抗逆性。
在盐胁迫环境下,外源5-ALA能够促进花椰菜种子的萌发和幼苗的生长,这可能与5-ALA能够调节植物体内的生理生化过程有关。
具体来说,5-ALA可能通过影响植物体内的渗透调节、抗氧化系统等途径,提高植物对盐胁迫的抵抗能力。
外源5―氨基乙酰丙酸(ALA)对盐胁迫下小型西瓜幼苗抗氧化酶活性的影响
外源5―氨基乙酰丙酸(ALA)对盐胁迫下小型西瓜幼苗抗氧化酶活性的影响摘要:以耐盐性较弱的小型西瓜品种秀丽2号为材料,采用营养液栽培法,研究了外源5-氨基乙酰丙酸(ALA)对NaCl胁迫下西瓜幼苗叶片、根系中超氧阴离子(O-2 ? )产生速率、丙二醛(MDA)含量、相对电导率和抗氧化酶活性的影响。
结果表明,100 mmol/L NaCl处理下,西瓜幼苗叶片、根系中O-2 ? 产生速率、MDA含量和相对电导率均显著升高;而1.25 mmol/L外源ALA处理显著提高NaCl胁迫下西瓜幼苗叶片、根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶活性,显著降低了O-2 ? 产生速率、MDA含量和相对电导率。
这些结果表明,外源ALA 处理可有效清除体内活性氧,降低膜脂过氧化伤害程度,从而缓解盐胁迫对植株生长的抑制,进而有助于增强西瓜植株对盐胁迫的耐受性。
关键词:小型西瓜;5-氨基乙酰丙酸(ALA);盐胁迫;抗氧化酶活性中图分类号:S651.01文献标志码:A文章编号:1002-1302(2016)06-0252-04收稿日期:2015-08-13基金项目:江苏省农业科技自主创新资金[编号:CX(13)5014]。
作者简介:陈罡(1982―),男,安徽颍上人,博士,助理研究员,主要从事蔬菜栽培生理与生物技术研究。
Tel:(025)84391293;E-mail:chengang2891@。
通信作者:冯伟民,研究员,主要从事蔬菜无公害栽培技术研究。
E-mail:fweimin@。
西瓜(Citrullus lanatus),为葫芦科西瓜属的一年生蔓生草本植物,果瓤脆嫩,味甜多汁,含丰富的矿物盐和多种维生素,可清热解暑,还对高血压、肾病具有一定辅助疗效,是深受人们喜爱的消夏食品。
西瓜是全球广泛分布的主要园艺作物,也是世界上十大重要水果之一。
中国是西瓜生产大国,面积和产量均位居世界首位[1]。