尹 盼， 张 露， 叶 莉， 刘腊梅， 朱益波， 朱东兴， 王立新

(常熟理工学院生物与食品工程学院，江苏常熟 215500)

植物激素对调节作物农艺性状具有重要作用，通过激素类物质调节禾本科粮食作物的农艺性状，形成“高产抗倒伏”的半矮秆材料，被誉为农业生产的第一次“绿色革命”[1-2]，目前植物激素中除传统的5大激素(生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸、乙烯)外，还包括油菜素内酯、茉莉酸和水杨酸，以及一些新发现的植物生长调节素类物质如多肽、一氧化氮等[3]。寻求与拓宽新型植物生长调节剂是未来农业生产问题突破的一个重要方向[1]。L-β-苯乳酸(L-β-phenyllactic acid，简称LPA)是近年发现的一种对植物生长具有调节作用的新型物质，国外研究表明，LPA能明显促进水稻与莴苣根系的生长[4]，日本学者进一步研究证实，LPA处理在促进水稻苗期根系生长的同时，也促进了水稻幼苗地上部干物质积累与营养生长[5]，LPA用于其他作物的研究目前国内外报道较少。

小麦是世界和我国重要的粮食作物，促进其生长高产对保障粮食安全至关重要，目前在小麦生长调控上，运用水杨酸、油菜素内酯、多效唑等提高小麦抗逆与生长发育的研究已有许多报道[6-8]，而LPA作为一种新型植物生长调节物质，其用于小麦生长调控的研究至今尚未见报道。

本研究拟用不同浓度LPA处理江苏省主产小麦品种扬麦16，研究对幼苗生长调控的影响及其较适宜的浓度，旨在为LPA应用于江苏省主产小麦提供应用参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 供试小麦品种 供试小麦品种为扬麦16，试验于2016年4月在常熟理工学院基础生物实验中心进行。

1.1.2 试验试剂 MS干粉培养基[BR(生物试剂)，浙江杭州临安木木生物科技有限公司)、L-β-苯基乳酸(沃凯，上海国药集团化学试剂有限公司)、苯菌灵(江苏新沂蓝丰生物化工股份有限公司)]。

1.1.3 幼苗培养营养液

1.1.4 其他材料与设备 育苗盘(25 cm×10 cm×4 cm)，高温高压蒸汽灭菌锅(LDZX-75KBS，上海申安医疗器械厂)，烘箱(WGL-125B，TAISITE，天津)，电子天平(EL104，梅特 勒- 托利多，上海)。

1.2 试验设计

1.2.1 培养基质消毒处理 在大气压强为0.103 MPa、温度为121 ℃的条件下，用高温高压蒸汽灭菌锅将基质灭菌30 min。

1.2.2 小麦培育方法

1.2.2.1 种子预处理 将供试小麦种子筛选均匀后用 0.10% 苯菌灵溶液浸泡24 h，后将种子用蒸馏水浸泡24 h，至冒出白色胚根以供播种。

1.2.2.2 育苗装置设计 将育苗盘填充培养基质，并将棉线一头埋在育苗盘每个孔穴基质中，另一头穿过育苗盘底部孔洞，再将育苗盘放在打孔的泡沫板上，使每个育苗盘孔洞底部棉线穿过泡沫板孔洞，最后将托着育苗盘的泡沫板水平漂浮在含有不同处理营养液(表1)的塑料箱内，使每个育苗穴底部的棉线浸在塑料箱营养液中，每个处理组为3箱。

1.2.2.3 播种培养 将冒出白色胚根的小麦播种在用上述不同LPA培养液供给的育苗穴中。种子未发芽前用黑色不透明薄膜覆盖在塑料箱上，发芽后换用透明的薄膜覆盖，以增加光照度，防止水分蒸发。将整个培养塑料箱放置于光照培养架上，保持温度在(23±1) ℃，在此条件下培育至第7天及第14天，取样进行指标测定。

表1 营养液配方

1.3 测定指标及方法

1.3.1 植株总长的测定 根部用恒速慢水流冲洗，用精度为0.01 mm的游标卡尺测量最长根根尖与芽尖之间的垂直长度。

1.3.2 根长、株高的测量 参照田梦雨的方法[9]进行。

1.3.3 地上部与地下部的干质量测定 参照田梦雨的方法[9]略有改进，采样得到的根和地上部用去离子水冲洗干净后，分别放入对应的培养皿中，在烘箱调节温度为80 ℃的条件下，烘干72 h至恒质量，并用电子天平进行称量[9]。

1.3.4 根活力的测定 参考张志良等的方法[10]进行。

1.4 数据处理与分析

试验按随机区组设计，每个处理取样3次，取平均值。用Excel 2007软件进行统计与作图，用SPSS 18.0软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 LPA处理对小麦幼苗植株总长度的影响

如图1-A所示，小麦幼苗培养至第7天，与对照组(0 mg/L)相比，10、100、1 000 mg/L浓度的LPA处理均对小麦植株总长度产生了不同程度的促进作用。其中100 mg/L LPA的处理对小麦植株总长的促进作用好于其他2组处理组(P>0.05)，1 000 mg/L的处理虽然在一定程度上增加了植株总长，但增加幅度低于10、100 mg/L 2组(P>0.05)；培养至第14天(图1-B)，10、100 mg/L 2组植株总长分别高于对照组 0.65%、2.73%，其中以100 mg/L的作用效果最为显著(P<0.01)，而1 000 mg/L的高浓度处理则出现了极显著抑制作用(P<0.01)。

2.2 LPA处理对小麦幼苗根长的影响

由图2-A可知，幼苗培养至第7天，与对照(0 mg/L)相比，10、100 mg/L 浓度LPA处理均促进了小麦幼苗根长生长(P>0.05)，而1 000 mg/L高浓度LPA处理则显著抑制了根的伸长，抑制率为9.01%(P<0.05)；如图2-B可知，培养至第14天，10、100 mg/L的LPA处理对促进根系伸长影响达到了极显著水平(P<0.01)，分别较对照组根长增长了10.56%、15.11%，而1 000 mg/L处理则显著抑制了根长7.25%(P<0.01)。从各组小麦幼苗第7天至第14天根长涨幅来看，对照组第1张幼叶形成，根系长度未有明显增加，而10、100、1 000 mg/L 处理组根系长度增幅则分别为9.63%、12.51%、1.86%。可见，LPA能促进第1张幼叶形成后根部的伸长，以100 mg/L的LPA处理最为明显。

2.3 LPA处理对小麦株高的影响

小麦的株高是指芽尖至茎基部的垂直距离，该部分可间接体现小麦幼苗生长状况[11]。由图3整体可见，幼苗培养在第7天和第14天时，LPA对小麦株高的影响均呈现低浓度(10、100 mg/L)促进、高浓度(1 000 mg/L)抑制作用，其中100 mg/L处理促进效果最好，在第7天，较对照组(0 mg/L)显著提高7.68%(P<0.05)，也显著高于其他2组处理株高(P<0.05)(图3-A)，在第14天，较对照显著提高6.12%(P<0.01)，并与其他2组处理差异达到极显著水平(P<0.01)(图3-B)。而1 000 mg/L的高浓度处理则显著抑制了第7天(P<0.05)(图3-A)、第14天(P<0.01)(图3-B)幼苗株高的增加。通过100 mg/L处理组较对照对株高促进率在第7天(7.68%)、第14天(6.12%)对比来看，适宜浓度LPA对小麦幼苗株高有促进效应，在生长前期比幼叶形成期、开始分蘖的后期明显。

2.4 LPA处理对小麦地上部与地下部干质量的影响

由图4-A可知，幼苗培养至第7天，10、100 mg/L的LPA处理组地上部干质量，分别显著高于对照组(0 mg/L)7.84%、20.34%(P<0.01)，而1 000 mg/L高浓度处理组地上部干质量则较对照显著降低5.67%(P<0.01)；培养至第14天(图4-B)，100 mg/L处理组地上部的干质量显著高于对照组17.24%(P<0.01)，而10 mg/L处理组地上部的干质量较对照组无显著差异，1 000 mg/L处理组地上部干质量则显著低于对照组29.17%(P<0.01)，可见无论培养至第7天还是第14天，适宜浓度的LPA能促进小麦幼苗地上部的干物质积累，而高浓度则表现出抑制作用。

由图5整体可见，LPA对小麦幼苗地下部干质量的影响亦随处理浓度的增加呈现低浓度促进、高浓度抑制效应，其中100 mg/L促进效果最显著，1 000 mg/L则出现显著抑制效果。培养至第7天，相比对照组(0 mg/L)，100 mg/L LPA处理组幼苗地下部干质量显著提高28%(P<0.01)，1 000 mg/L 的处理组地下部干质量则显著降低18.52%(P<0.01)(图5-A)；培养至第14天，100 mg/L LPA处理组幼苗地下部干质量较对照显著提高38.14%(P<0.05)，1 000 mg/L 的处理组地下部干质量较对照则显著降低 21.67%(P<0.05)(图5-B)。

2.5 LPA处理对小麦根活力的影响

由图6整体可见，LPA处理对小麦幼苗根活力的影响呈现低浓度促进、高浓度抑制的作用，其中100 mg/L LPA促进根系活力效果最好，1 000 mg/L处理出现抑制根系活力的现象。如图6-A所示，小麦幼苗培养至第7天，100 mg/L LPA处理较对照组根系活力显著提高31.43%(P<0.05)，1 000 mg/L 处理组根系活力则显著低于对照42.16%(P<0.05)；培养至第14天(图6-B)，100 mg/L的处理组幼苗根系活力较对照显著提高79.31%(P<0.01)，是1 000 mg/L处理组根系活力的1.47倍(P<0.01)，从而有助于幼苗代谢水平与旺盛生长的需要。

3 讨论与结论

苯基乳酸可由微生物发酵获得，有2种对映异构体(R-β-苯乳酸与L-β-苯乳酸)，其中R构型抑菌效果强于L构型，作为抗生素的天然替代物，在医药与食品保鲜领域应用前景广阔[12-14]，而L-β-苯乳酸在促进莴苣与水稻幼苗生长方面的效果显著强于R-β-苯乳酸[4]，但L-β-苯乳酸对小麦生长调控的效果至今鲜有研究报道。

本试验发现，苯基乳酸在调节小麦幼苗营养生长方面，其效应与其他植物激素类似，即低浓度(10、100 mg/L)促进，高浓度(1 000 mg/L)抑制生长。100 mg/L苯基乳酸对供试小麦幼苗的地上(下)部生长促进效果最好，与在禾本科水稻生长调控上的适宜浓度相似[4]，在幼苗培养14 d内，地上部与地下部总干质量分别较对照显著提高17.24%与 38.14%，保持较好的干物质积累，同时14 d内根系活力较对照分别也提高了1.79倍(P<0.01)，为幼苗生长中细胞分裂与伸长提供了良好的物质基础与呼吸能量保障[15]。从而有利于地上部与地下部伸长生长，使培养14 d内小麦幼苗株高、根长与总长度均显著大于对照(P<0.01)，LPA促进小麦幼苗干物质积累与营养生长的生理代谢机制也正在研究中。

此外，本研究发现，各组小麦幼苗在培养14 d内，地上部营养干物质积累与伸长生长均大于地下部，可能是由于小麦幼苗生长初期优先满足地上部光合形态建成，因此在幼苗生长初期应采取有利于地上部光合营养面积生长的生产措施，如充足的水分、适宜的氮素供应等。