不同浓度的JA对大豆种子萌发和幼苗生理的影响

2013-09-05刘小阳

宿州学院学报 2013年12期

关键词：过氧化物茉莉淀粉酶

刘小阳

宿州学院生物与化学工程学院,安徽宿州,234000

不同浓度的JA对大豆种子萌发和幼苗生理的影响

刘小阳

宿州学院生物与化学工程学院,安徽宿州,234000

[目的 ]研究不同浓度的 JA对大豆种子萌发和幼苗生理的影响,为大豆生产实践提供指导。 [方法]在 25℃环境下,将大豆种子置于8个有2层滤纸作支撑物的培养皿中,分别施加1.0×10-9mol· L-1,1.0×10-8mol· L-1,1.0× 10-7mol· L-1,1.0× 10-6mol· L-1,1.0× 10-5mol· L-1,1.0× 10-4mol· L-1,1.0× 10-3mol· L-1的 JA溶液和蒸馏水(对照组),计算发芽率,测过氧化物酶活性和淀粉酶活性。 [结论 ]JA作为一种植物激素,对大豆种子的萌发具有一定的影响 ,在 1.0× 10-9mol· L-1～ 1.0× 10-3mol· L-1范围内 ,当 JA浓度小于 1.0× 10-6mol· L-1时,随JA浓度的升高,大豆种子萌发越来越好,萌发率也随之逐渐升高;当浓度大于 1.0× 10-6mol· L-1时,随浓度的升高,大豆种子萌发受到抑制,萌发率也随之逐渐下降;JA对大豆幼苗生长的影响也存在上述关系。

茉莉酸;大豆;萌发率;过氧化物酶;淀粉酶

茉莉酸(JA)是一类对植物生长发育中多个过程具有调节作用的植物激素[1-3]。茉莉酸类化合物作为一类新的植物生长调节物质,其生理作用主要表现为促进作用、抑制作用和提高植物的抗逆性上,可以促进乙烯的生成、叶片衰老、叶片脱落、气孔关闭、呼吸作用、蛋白质合成和块茎的形成等。如暗培养的燕麦经茉莉酸甲酯(Me-JA)处理后,乙烯合成酶 1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)和 ACC氧化酶活性升高,导致乙烯含量增加,从而加剧叶片衰老[4-5];也有研究表明,茉莉酸类物质可以作为植物内源信号分子,参与植物在病虫害、干旱、盐胁迫、低温等条件下的抗逆反应[6-7]。

目前,研究较多的是JA对不同种植物的抗逆性作用及其相应的作用机制,如JA诱导水稻幼苗对稻瘟病抗性作用研究[8],JA对烟草种子萌发和出生芽生长的影响[9],JA作用的分子生理学作用,JA在植物诱导防御中的作用[10]等。本文以大豆 (Giycine max(L)Merrill)为研究材料,对其施加不同浓度 JA溶液,观察其种子萌发情况,计算出发芽率;同时,对其幼苗作同样的处理,测定其过氧化物酶和淀粉酶的活性,以判断其生长发育情况,期望能为大豆生产实践提供一些参考。

1 实验材料、仪器与试剂

1.1 实验材料

黄豆 (Giycine max(L)Merrill)种子购于宿州市种子公司。

1.2 仪器设备与试剂

仪器设备:751紫外分光光度计;80-2型电动离心机;恒温水浴装置;冰箱等。

主要试剂:愈创木酚;茚三酮;水溶性淀粉;氢氧化钠;柠檬酸;柠檬酸钠;3,5-二硝基水杨酸;磷酸氢二钠;磷酸二氢钠;麦芽糖;30%双氧水;磷酸(所有试剂均为国产分析纯)。

2 实验方法

2.1 黄豆种子的预处理及培养

从供试材料中分别选择 1 200粒饱满的黄豆种子,并用0.1%氯化汞溶液浸泡消毒 20 min。用蒸馏水冲洗干净后,再用蒸馏水浸泡2 h,取出种子,随机取50粒大豆种子置于8个有2层滤纸作支撑物的培养皿中,并分别施加浓度为1.0×10-9mol· L-1,1.0× 10-8mol· L-1,1.0× 10-7mol· L-1,1.0× 10-6mol· L-1,1.0× 10-5mol· L-1,1.0× 10-4mol·L-1,1.0× 10-3mol· L-1的 JA溶液和蒸馏水 (对照组),每个处理设 3个重复。然后置于25℃环境下培养。每日9:00和20:00各观察一次,并作记录。

2.2 大豆发芽率的计算

以对照组种子芽冲破种皮作为发芽标准,开始记录出芽情况,等出芽数目不再变化时发芽试验结束。大豆开始培养后,每天9:00和 20:00观察、记录两次。

2.3 大豆幼苗生理指标测定

2.3.1 过氧化物酶活性的测定

在过氧化氢存在时,过氧化物酶可将邻甲氧基苯酚(即愈创木酚)氧化成红棕色的 4-邻甲氧基苯酚,红棕色的物质在 470 nm处有最大光吸收,故可通过测定其 470 nm处吸光度的变化求出过氧化物酶的活性[11]。

2.3.2 淀粉酶活性的测定

淀粉酶水解淀粉生成的麦芽糖,可用3,5-二硝基水杨酸试剂测定。由于麦芽糖能将后者还原生成3-氨基-5-硝基水杨酸的显色基团,在一定范围内,其颜色的深浅与糖的浓度成正比,故可求出麦子芽糖的含量。以麦芽糖的质量(mg)表示淀粉酶活性的大小[11]。

3 结果与分析

3.1 不同浓度 JA对大豆萌发的影响

由图 1可知,JA对大豆种子萌发有一定的影响。与对照组相比,JA对大豆种子萌发有抑制作用;在 1.0× 10-9mol· L-1～ 1.0× 10-3mol· L-1范围内 ,当 JA浓度小于 1.0× 10-6mol· L-1时,随 JA浓度的升高,大豆种子萌发越来越好,萌发率也随之逐渐升高;当浓度大于 1.0×10-6mol· L-1时,随浓度的升高,大豆种子萌发受到抑制,萌发率也随之逐渐下降;在 1.0× 10-6mol· L-1时,萌发率相对最高。

图1 不同浓度 JA对大豆种子萌发的影响

图2 不同浓度 JA对大豆幼苗过氧化物酶活性的影响

3.2 不同浓度 JA对大豆幼苗生理的影响

3.2.1 不同浓度JA对大豆幼苗过氧化物酶活性的影响

经过不同浓度 JA处理的大豆幼苗,其体内过氧化物酶活性发生了一定的变化。在1.0×10-9mol·L-1～ 1.0× 10-3mol· L-1范围内 ,当 JA浓度小于 1.0× 10-6mol· L-1时,随 JA浓度的升高 ,大豆幼苗过氧化物酶活性也随之逐渐升高;当浓度大于 1.0×10-6mol· L-1时,随浓度的升高,大豆幼苗过氧化物酶活性也随之逐渐下降。说明较高浓度的JA对大豆幼苗过氧化物酶活性存在抑制作用,低浓度 JA反而有一定的促进作用 (图 2)。

3.2.2 不同浓度 JA对大豆幼苗淀粉酶的影响

由图 3可知,在一定浓度范围内,JA抑制大豆幼苗体内淀粉酶活性。且不同浓度的JA对大豆幼苗淀粉酶活性的影响不同,浓度越高,抑制作用越明显。但浓度小于 1.0×10-6mol· L-1时,随 JA浓度的升高,大豆幼苗淀粉酶活性也随之升高。说明低浓度的 JA对大豆幼苗的生长具有一定的促进作用。

图3 不同浓度茉莉酸对黄豆芽淀粉酶活性的影响

4 结束语

上述实验结果表明,JA在较高浓度时,对大豆种子萌发和幼苗的生长发育存在抑制作用,具体表现在萌发率下降,幼苗的长势不旺;而在低浓度时,JA能促进大豆种子萌发和幼苗的生长,具体表现在萌发率升高,过氧化物酶和淀粉酶的活性增强。由此说明,在大豆的实际生产中,要合理使用植物生长调节剂,尤其是像 JA这样新型的植物生长调节剂,一定要根据生产目的,控制好植物生长调节剂的浓度,否则会给生产带来损失。

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