不同铵氮和硝氮配比对生菜内源激素的影响

不同铵氮和硝氮配比对生菜内源激素的影响

植物内源素主要包括细胞分裂素（ctk）、脱希尔酸（aba）、生长素（ia）、赤霉素（ga）、乙烯（eth）等。其中，ctk主要由玉米素和玉米素核糖（zuzr）、二羟玉米素和二羟玉米素核糖（dhs和dhsr）组成。异戊二醇铬酸和异戊二醇铬酸（ip和ipa）。植物内源激素系统是目前公认的最重要的信息系统,植物生长发育过程及其物质和能量的变化均受其调控。如内源激素对根系的生长发育起着重要的调节作用。许多研究表明细胞分裂素、脱落酸、生长素、赤霉素、乙烯这5大类重要的植物激素不同程度地调节植物根系的发生和生长,尤其是生长素具有显著的调控作用。此外,内源细胞分裂素含量也对根系的发生和生长有着重要的影响,而对脱落酸的调控作用则报导不一。已有的研究表明,植物体内激素水平受很多因素的影响,其中氮素营养显著影响着植物体内激素的合成、转运和平衡。氮素是植物必需的大量营养元素之一,通常植物在生长过程中吸收的氮要高于其他矿质元素,因而氮常成为限制植物生长的主要元素,多数植物在生长过程中吸收的氮主要是硝态氮和铵态氮。但由于NO3--N和NH4+-N形态的差异,二者对植物养分吸收和生长发育的影响不同。试验以2个典型的生菜品种申选1号(对不同形态氮素营养敏感)和耐热耐抽薹(对不同形态氮素营养钝感)为材料,以不同形态氮素及不同铵氮和硝氮配比(简称“铵硝配比”)营养液培养申选1号和耐热耐抽薹,采用酶联吸附免疫法(ELISA)测定这2个生菜品种根系和叶片中ABA、IAA和iPAs在不同时期含量的变化,探讨不同氮素形态及不同铵硝配比营养液对生菜内源激素含量的影响,以期为生产上合理施用不同形态氮肥及不同铵硝配比肥料,提高生菜产量与品质提供理论依据。1材料和方法1.1生菜苗的培养和贮藏供试生菜品种为申选1号和耐热耐抽薹,它们在长江中下游地区普遍种植,且大田产量相近。将生菜种子消毒后播于盛有干净石英砂的育苗箱中,置于18℃的恒温培养箱中发芽,15d后移到人工气候室,光照度6000lx,温度(25±2)℃,相对湿度60%。1周后选择长势均匀的生菜苗移栽到有供氧装置的20L周转箱中培养,周转箱上覆盖26孔的塑料盖板,每块板上栽同一品种的24株苗(另2个孔用来通气)。营养液采用山崎营养液:Ca(NO3)2·4H2O236mg/L,KNO3404mg/L,NH4H2PO457mg/L,MgSO4123mg/L,微量元素采用Arnon营养液配方,其中Fe2.8mg/L,以Fe-EDTA配入。在此基础上根据氮素形态的不同,设4个处理,即NH4+-N∶NO3--N分别为0∶100、10∶90、25∶75、50∶50,NO3--N用Ca(NO3)2·4H2O、KNO3及HNO3配制,NH4+-N用NH4H2PO4及(NH4)2SO4配制,总氮浓度均为91mg/L。保持所有处理配方中的K、Ca、Mg的比例与原始配方一致,同时在所有营养液中均加入7μmol/L硝化抑制剂双氰胺(DCD),防止营养液中NH4+转化为NO3-。1.2激素含量的测定在4叶期、6叶期及8叶期分别取0.5g生菜鲜叶或根尖样品,放入加有3mL80%(V∶V)甲醇(预冷预先称重)的小玻璃瓶中,置于冰盒带回实验室称重,然后迅速置于-20℃冷藏箱中保存备用。测定时将待测样品置于弱光下冰浴,加入1mL预冷的80%甲醇研磨成匀浆,再用2mL80%甲醇分次将研钵冲洗干净,一并转入试管中,于4℃7500r/min离心15min,吸取上清液用Sep-PakC18胶柱去除色素后,采用酶联免疫吸附法测定激素含量,3次重复,取平均值。ELISA试剂盒由南京农业大学农学院激素室制备。1.3处理数据试验所获得的数据均用SPSS11.5软件进行统计分析,方差分析采用Fisher’sLSD法。2结果与分析2.1不同铵硝配比营养液对申选根系和叶片碱减量的影响比较申选1号和耐热耐抽薹的相同器官在同一比例铵态氮处理下的表现可以发现(图1、图2),申选1号的IAA含量普遍高于耐热耐抽薹。在10%、25%及50%铵态氮处理下,申选1号和耐热耐抽薹根系的IAA含量差异显著,在0%铵态氮处理下申选1号和耐热耐抽薹根系的IAA含量及0%、10%、25%、50%铵态氮处理下申选1号和耐热耐抽薹叶片中的IAA含量差异不显著。不同器官在相同铵硝配比营养液中的IAA含量存在明显差异。申选1号根系和叶片的IAA平均含量分别是185.59、1792.81pmol/g,耐热耐抽薹根系和叶片的IAA平均含量分别是152.37、1747.07pmol/g,2个生菜品种根系IAA含量极显著低于叶片。不同铵硝配比营养液处理对申选1号和耐热耐抽薹根系和叶片IAA含量有显著影响。随着营养液中铵态氮比例从0%增加到25%,申选1号和耐热耐抽薹根系和叶片的IAA含量均逐步增加。在0%、10%及25%铵态氮处理中,4叶期、6叶期及8叶期叶片中IAA平均含量申选1号分别为1511.18、1849.20、2127.50pmol/g,耐热耐抽薹分别为1470.91、1753.29、2002.88pmol/g,根系中IAA含量的变化规律与叶片类似。随着营养液中铵态氮比例从25%增加到50%,申选1号和耐热耐抽薹根系和叶片的IAA含量反而降低,2个生菜品种的根系和叶片在25%铵态氮处理和50%铵态氮处理中IAA含量的差异均达极显著水平。不同发育时期对申选1号和耐热耐抽薹根系及叶片中IAA含量也有显著影响。随着发育进程的推进,申选1号和耐热耐抽薹根系和叶片中的IAA含量逐渐下降。2个生菜品种的根系及叶片在4叶期和6叶期的IAA含量均差异显著,申选1号和耐热耐抽薹根系和叶片在6叶期和8叶期的IAA含量差异均达极显著水平。2.2不同品种内生的aba含量比较不同品种生菜的相同器官在同一铵硝配比处理下的表现可以发现(图3、图4),申选1号根系在4叶期、6叶期及8叶期的ABA含量分别为450.66、394.26、288.94pmol/g,而耐热耐抽薹根系在4叶期、6叶期及8叶期的ABA含量分别为475.46、413.68、329.89pmol/g,申选1号根系3个时期的ABA平均含量均低于耐热耐抽薹。申选1号叶片在4叶期、6叶期及8叶期的ABA平均含量分别为2300.33、2087.84、1580.82pmol/g,而耐热耐抽薹叶片在4叶期、6叶期及8叶期的ABA平均含量分别为2297.35、2115.29、1748.24pmol/g。不同品种生菜的不同器官ABA含量也有显著差异。申选1号根系和叶片的ABA含量分别是377.95、1989.66pmol/g,耐热耐抽薹根系和叶片的ABA含量分别是406.35、2053.63pmol/g,2个品种生菜叶片ABA含量极显著高于根系,根系ABA含量平均仅为叶片的19.40%。不同比例铵硝配比营养液处理对申选1号和耐热耐抽薹根系和叶片ABA含量也有显著影响。随着营养液中铵态氮比例从0%增加到25%,申选1号和耐热耐抽薹根系和叶片的ABA含量均逐步降低。在0%、10%及25%铵态氮处理中,4叶期、6叶期及8叶期3个时期叶片中ABA平均含量申选1号分别为2360.41、2026.90、1695.28pmol/g,耐热耐抽薹分别为2361.82、2111.70、1822.74pmol/g,差异均达显著水平。4叶期、6叶期及8叶期申选1号根系中ABA平均含量在铵态氮比例为0%、10%、25%处理中分别为464.32、379.84、311.37pmol/g,耐热耐抽薹根系中ABA平均含量在铵态氮比例为0%、10%、25%处理中分别为466.94、409.31、350.97pmol/g,差异均达显著水平。随着营养液中铵态氮比例从25%增加到50%,申选1号和耐热耐抽薹根系和叶片的ABA含量有所增加。不同发育时期对申选1号和耐热耐抽薹根系和叶片中ABA含量也有显著影响。随着发育进程的推进,申选1号和耐热耐抽薹根系和叶片的ABA含量逐渐下降。2个生菜品种的根系及叶片在4叶期和6叶期时的ABA含量差异均达显著水平,申选1号和耐热耐抽薹根系和叶片在6叶期和8叶期时的ABA含量差异均达极显著水平。2.3不同比例铵态氮营养液对不同发育时期内生物中ipas含量的影响比较申选1号和耐热耐抽薹的相同器官在同一比例铵态氮处理下的表现可以发现(图5、图6),申选1号根系在4叶期、6叶期及8叶期的iPAs含量分别为1561.49、1157.46、833.48pmol/g,而耐热耐抽薹根系在4叶期、6叶期及8叶期的iPAs平均含量分别为1147.79、943.93、750.21pmol/g,申选1号根系3个时期的iPAs平均含量均高于耐热耐抽薹,且差异达到显著水平。申选1号叶片在4叶期、6叶期及8叶期的iPAs平均含量分别为1403.32、1025.78、805.69pmol/g,而耐热耐抽薹叶片在4叶期、6叶期及8叶期的iPAs平均含量分别为968.30、854.36、671.86pmol/g,两品种生菜叶片各时期iPAs含量差异达到显著水平。申选1号和耐热耐抽薹不同器官的iPAs平均含量也存在显著差异。申选1号根系和叶片的iPAs平均含量分别是1184.14、1078.28pmol/g,耐热耐抽薹根系和叶片的iPAs含量分别是947.31、831.51pmol/g,2个生菜品种根系iPAs含量高于叶片。不同比例铵态氮营养液处理对申选1号和耐热耐抽薹根系和叶片iPAs含量有显著影响。随着营养液中铵态氮比例从0%逐步增加到25%,申选1号和耐热耐抽薹根系和叶片的iPAs含量均逐步增加。其中申选1号根系和叶片10%铵态氮处理iPAs含量比0%铵态氮处理增加18.2%和18.4%,25%铵态氮处理比10%铵态氮处理分别增加34.5%和24.2%,差异均达显著水平。耐热耐抽薹根系和叶片10%铵态氮处理iPAs含量比0%铵态氮处理增加22.8%和42.1%,25%铵态氮处理比10%铵态氮处理分别增加23.3%和24.2%,差异均达显著水平。随着营养液中铵态氮比例进一步增加到50%,2个生菜品种根系和叶片中iPAs含量均开始下降,且在50%铵态氮处理中含量与25%铵态氮处理中含量差异均达显著水平。不同发育时期对申选1号和耐热耐抽薹根系和叶片中iPAs含量也有显著影响。随着发育进程的推进,申选1号和耐热耐抽薹根系和叶片的iPAs含量逐渐下降。2个生菜品种的根系及叶片在4叶期和6叶期、6叶期和8叶期时的iPAs含量差异均达显著水平。3后记和讨论3.1铵态氮营养液中不同氮素形态对根系激素含量的影响IAA为植物生长发育所必需的激素,它参与植物生长发育的诸多过程。其合成部位都是细胞快速分裂组织,如茎尖分生组织、幼叶片、发育中的果实。另外成熟叶片、根尖也可以少量合成IAA。氮素形态对植株的IAA含量有明显的影响,试验结果表明,不同铵态氮比例的营养液对生菜根系和叶片的IAA含量有显著影响,随着营养液中铵态氮比例从0%开始增加时,生菜根系和叶片的IAA含量也随着增加,并在营养液中铵态氮比例为25%时,根系和叶片的IAA含量最高,当营养液中铵态氮比例进一步增加时,生菜根系和叶片的IAA含量反而下降。郭红祥等通过水培试验,探讨不同氮素形态对烤烟苗期根系激素水平的影响发现,不同氮素形态对根系激素的影响不同,用100%硝态氮营养液处理的烤烟苗期根系IAA含量大于用50%铵态氮+50%硝态氮营养液处理的烤烟苗期根系IAA含量。用0%铵态氮营养液处理的烟叶IAA含量大于用50%铵态氮+50%硝态氮营养液处理的烟叶IAA含量。Zhang等也发现NO3--N培养的植株地上部生长素的浓度要高于NH4+-N培养的植株。3.2铵态氮比例对植物生长和气孔排水效果的影响ABA是一种倍半萜羧酸。长期以来,ABA被看成是一种生长抑制型植物激素,可以促进根系和叶片衰老。早期认为,植物的叶片特别是老叶是ABA合成的主要部位,后来证明离体的根系,特别是根尖在缓慢脱水情况下能合成大量的ABA,其他器官如花、果实和种子也能合成ABA。研究发现,不同铵态氮比例的营养液对生菜根系和叶片的ABA含量有显著影响,随着营养液中铵态氮比例从0%逐渐增加到25%时,生菜根系和叶片的ABA含量也随着减少,并在营养液中铵态氮比例为25%时,根系和叶片的ABA含量最低,当营养液中铵态氮比例进一步增加时,生菜根系和叶片的ABA含量开始增加,说明适宜的铵硝配比能够降低植株体内的ABA含量,但如果营养液中铵态氮比例过大,会导致植株体内ABA含量增大。Peuke等用蓖麻作材料,叶面喷施NH4+-N后发现植株木质部中的ABA含量比喷施NO3--N增加了3倍。这是由于以NH4+-N为氮源时,ABA在根中的分配加强,从而导致木质部中ABA含量增加所致,并认为ABA的增加可能与植物生长的抑制有关。王国英等研究发现,用NH4+-N处理植株后,植株的水分蒸腾量与处理前相比甚至有所降低,说明部分植株气孔关闭,这与用ABA喷施叶面导致气孔关闭一致。并认为ABA的增加可能与植物生长抑制有关。王波等在研究中发现,当营养液中铵态氮的比例从25%增加到50%时,生菜的气孔导度会显著下降,说明当营养液中铵态氮含量超过一定程度时,植株的气孔会部分关闭,ABA含量的增加可能是气孔关闭的原因之一。3.3铵硝配比对植物细