不同浓度的硫酸铈对矮牵牛生长的影响

凌朋++王静+方磊+罗杰

摘 要：采用不同浓度的硫酸铈处理矮牵牛，探讨硫酸铈对矮牵牛生长的影响。试验结果表明：不同浓度的硫酸铈对矮牵牛生长的形态指标和生理指标均有不同程度的影响，其中以浓度为150mg/L的硫酸铈处理对矮牵牛的生长有较明显的促进作用.

关键词：硫酸铈；不同浓度；矮牵牛；生长

矮牵牛（ Petunia hybrida Vilm）又名碧冬茄， 俗称矮喇叭花，毽子花，撞羽牵牛，杂种撞羽朝颜等。

稀土元素在农林业上的应用研究越来越受到人们的重视，并取得很多成果[2]。稀土元素铈对矮牵牛生长的影响的应用研究未见报道。通过试验掌握该元素对矮牵牛生长的影响指导生产。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试用矮牵牛品种为“梦幻”（Dreams），由青岛市园艺总场基地提供，硫酸铈由青岛农业大学生化实验室提供。

1.2 试验设计

定植于盆径20cm的瓦盆中，试验所用瓦盆经过高锰酸钾1000倍液进行消毒，所用营养土（体积比）：田园土：牛粪：鸡粪=4：1：1。营养土进行杀虫、灭菌处理。矮牵牛苗，选择长势基本一致的植株。

试验设7个处理，分别为A（CK）：喷施蒸馏水；B：喷施50mg/L的硫酸铈；C：喷施100mg/L的硫酸铈；D：喷施150mg/L的硫酸铈；E：喷施200mg/L的硫酸铈；F：喷施250mg/L的硫酸铈；G：喷施300mg/L的硫酸铈。随机区组排列，每组6次重复，其他生产管理一致。

操作按照7d喷施1次，每次喷药量为400ml，连续喷施4次。

1.3 形态指标的测定

定植半个月后开始观测，开始测量其形态指标（株高、花径、茎粗、花分枝、叶宽和干鲜重等）。每株形态指标均选择测量过程的中的最大值进行处理。

1.4 生理指标的测定

1.4.1 过氧化氢酶活性测定

采用紫外吸收法测过氧化氢酶活性。选取同一部位的功能叶片，称取洗净去叶脉叶片0.5g3份，剪碎放入研钵中。加适量预冷pH7.8磷酸缓冲液研磨成匀浆。将匀浆转入容量瓶中，用磷酸缓冲液洗研钵数次，用磷酸缓冲液定容至刻度。混合均匀于5℃冰箱静置10min，取上清液于4000rmp离心15min，上清液极为过氧化氢酶粗提液，5℃保存备用。取10ml试管3支，其中2支样品测定管，1支为对照空白管，在三支试管中均加入粗酶液0.2ml，pH7.8磷酸缓冲液1.5ml和蒸馏水1.0ml。

将S0号试管在沸水中煮沸1min以杀死酶液，冷却。然后将所有试管在25℃下预热后，逐管加入0.3ml的0.1mol/L的H2O2，每加完一管开始计时，并迅速在240nm下测定吸光度，每隔1min测一次，共4min。

以每分钟A240减少0.1的酶量为一个酶活性单位（U）。

过氧化氢酶活性[U.min-1.g-1）]=A240×VT×W-1×VS-1×10×t-1

1.4.2 過氧化物酶活性测定

采用愈创木酚法测过氧化物酶活性。选取同一部位的功能叶片，称取洗净去叶脉叶片0.4g3份，剪碎放入研钵中。加适量0.05mol/L的pH5.5磷酸缓冲液研磨成匀浆。将匀浆转入离心管中，于3000rmp离心10min，上清液转入25ml容量瓶中。沉淀用磷酸缓冲液提取2次，上清液并入容量瓶中，用磷酸缓冲液定容至刻度，低温保存备用。酶活性测定反应体系包括：0.05mol/L的pH5.5磷酸缓冲液2.9ml，H2O21.0ml，0.05mol/L愈创木酚1.0ml和0.1ml酶液。用加热煮沸5min的酶液为对照，反应体系加入酶液后，立即于37℃水浴中保温15min，然后迅速转入冰浴中，并加入20%三氯乙酸2.0ml终止反应，然后于5000r/min离心10min，470nm下测定吸光度。

以每分钟A470变化0.01为一个过氧化物酶活性单位（U）。

过氧化物酶活性（U.min-1.g-1）=A470×VT×W-1×VS-1×100×t-1

式中，A470为反应听时间内吸光度的变化；W为马铃薯的鲜质量（g）；t为反应时间（min）；Vt为提取液总体积（ml）；Vs为测定时去用酶液体积（ml）。

1.4.3 叶绿素含量测定

采用丙酮法测叶绿素含量。选取同一部位的功能叶片，称取洗净去叶脉叶片0.2g3份，剪碎放入研钵中，加少量碳酸钙粉和石英砂及80%丙酮2ml，研成匀浆在，再加80%丙酮5ml，继续研磨至组织泛白，用漏斗和滤纸过滤至25ml棕色容量瓶中，用80%丙酮洗研钵数次，最后连同残渣一同倒入漏斗，用80%丙酮冲洗滤纸至滤纸无绿色为止，最后用80%丙酮定容至25ml。以80%丙酮为空白，在波长663nm、646nm、470nm下测定吸光度。可据此列出以下关系式：

Ca=12.21A663-2.81A646

Cb=20.13A646-5.03A663

叶绿素总浓度C=Ca+Cb

求得叶绿素总浓度后按下列公式计算叶绿素的含量：

叶绿素含量（mg/g）=C×V×N×W

式中，C为叶绿素浓度（mg/L）；V为提取液体积（mL）；N为稀释倍数；W为样品鲜质量（g）。

1.4.4 丙二醛含量的测定

采用分光光度测丙二醛含量。选取同一部位的功能叶片，称取洗净去叶脉叶片0.4g3份，剪碎放入研钵中。加5%TCA5ml，研磨成匀浆，转入离心管在3000r/min下离心10min，取上清液2ml，加0.67%TBA2ml，混合后在100℃水浴上煮沸30min，冷却后离心一次。分别测定 上清液在450`nm、532nm和600nm处的吸光度值。需指出的是，植物组织中糖类对该反应有干扰，为消除干扰，可用下式计算：endprint

C（μmol/L）=6.45（A532-A600）-0.56A450

2 结果与分析

2.1 不同浓度的硫酸铈处理对矮牵牛植株部分形态指标的影响

由表1可以看出：不同浓度硫酸铈处理的矮牵牛植株各项形态指标都高于实验对照组，但当浓度达到200mg/L时受到明显的抑制作用，随后各种形态指标均又重新呈现出一定的增长趋势。其中用150mg/L的Ce（SO4）2处理的植株在所有处理中生长最为健壮。但当用200mg/L的Ce（SO4）2处理时，矮牵牛的生长受到明显的抑制。

2.2 不同浓度的硫酸铈处理对矮牵牛植株部分生理指标的影响

2.2.1 不同浓度的硫酸铈处理对矮牵牛叶片中过氧化氢酶活性的影响

过氧化氢酶是植物体内清除过氧化氢的主要酶类，植物代谢过程会产生活性氧自由基，再转化成过氧化氢，而过氧化氢对植物细胞具有损伤作用。过氧化氢酶（CAT）的主要功能即清除植物代谢过程产生的过氧化氢，从而对植物细胞具有保护作用。由图1可以看出用硫酸铈处理过的植株叶片的过氧化氢酶（CAT）活性都较实验对照组的高，当Ce（SO4）2浓度达到150mg/L时，其过氧化氢酶活性达到最高值，而当Ce（SO4）2浓度高于150mg/L后，过氧化氢酶的活性呈现出下降趋势。由此可以看出：Ce（SO4）2浓度为150mg/L时，过氧化氢酶活性最强，当Ce（SO4）2高于150mg/L后，过氧化氢酶的活性出现了明显的降低。

2.2.2 不同浓度的硫酸铈处理对矮牵牛叶片中过氧化物酶活性的影响

过氧化物酶（peroxidase，简称POD）是一类含血红素辅基的氧化酶，广泛存在于生物体内，主要催化过氧化氢或有机过氧化物参与的氧化反应，从而参与细胞代谢的氧化还原过程[1]。因此测量这种酶，可以反映某一时期植物体内代谢的变化。

由图2可看出，试验中，试验组的过氧化物酶活性均明显高于对照组，而且当处理浓度达到150mg/L时，过氧化物酶活性达到最大值，，随后随着浓度的增加，过氧化物酶活性又出现了明显的下降趋势。因此，可以看出硫酸鈰对过氧化物酶的活性起到了明显的促进作用。并且当浓度达到150mg/L时，植物体内的过氧化物酶活性最高。

2.2.3 不同浓度的硫酸铈处理对矮牵牛叶片中叶绿素含量的影响

叶绿素参与光合作用中原初光化学反应，具有光能吸收、传递和电子传递的作用，其含量的高低是植物进行光合作用强弱的重要指标。叶绿素的含量高有利于叶片吸收更多的光能用于光合作用的同时有利于提高光和速率。采用硫酸铈处理的矮牵牛植株内的叶绿素含量都高于试验对照组。并且在浓度达到150mg/L时出现最大值。由此可以看出，硫酸铈可提高矮牵牛植株内的叶绿素含量。

3 讨论和结论

3.1 讨论

目前，稀土已在工、农、畜牧业等领域广泛应用，稀土元素对植物生理作用在我国已有人做了大量研究。就叶绿素而言，诸多的实验研究证明稀土元素可提高植物体内叶绿素的含量。由实验结果可以看出：铈对植物的作用存在明显的剂量效应问题，即在低浓度下促进生长，诱导多种酶的活性，而在高浓度下则起抑制的作用。当Ce（SO4）2浓度达到150mg/L时，其各种生理指标均显示出明显的优势，如过氧化物酶，过氧化氢酶活性明显提高，叶绿素含量也较高。而且植株膜脂抗氧化性在浓度为150mg/L时也达到最大。

3.2 结论

从初步研究看，经过硫酸铈处理的矮牵牛生长势较好，在浓度为150mg/L时，其各项生理指标均呈现出明显的优势，表现为茎秆粗壮，株高，花径明显大于对照组，并且花期也出现了一定的延长，矮牵牛植株对逆境的抗性也有明显的提高。

参考文献

[1] 付伟丽，唐靓婷，王松，朱鸿，郜赵伟，唐云明.甘薯叶过氧化物酶的分离纯化及其部分性质研究

[J].食品科学.生物工程.2010，31（7）：223

[2] 刘爽，吴永波. 土壤压实对树木脯氨酸及丙二醛含量的影响[J]. 武汉生物工程学院学报. 3 2010，6

（1）：023一026.endprint