植物生长调节剂苯肽胺酸对辣椒生长及逆境生理指标的影响

张 欧，马 强，刘 娜，马志卿,2，张 兴,2

(1 西北农林科技大学 无公害农药研究服务中心，陕西 杨凌 712100;2 陕西省生物农药工程技术研究中心，陕西 杨凌 712100；3 陕西上格之路生物科学有限公司，陕西 周至710400)

苯肽胺酸(N-phenyl-phthalamic acid, PPA)，其化学名称为N-苯基邻苯二甲酸单酰胺(CAS登录号为4727-29-1)，由匈牙利Neviki化学工业研究所于1982年开发，1993年商业化生产并投入使用[1]。研究报道，苯肽胺酸可提高柱头活力，有利于作物授粉[2]；它虽不是生长素，但在生物学上与生长素具有协同效应，且该药剂没有植物毒性[3]。此外，苯肽胺酸在一定程度上可降低客观条件(天气、品种等)及生产主观条件对作物的不利影响，从而提高作物的安全性[4]，在温室和大田条件下苯肽胺酸对部分作物，如苹果[5-6]、酸樱桃[7]、甜樱桃[8]和茄子[9]等均有良好效果；该药剂还可与非碱性杀虫剂、杀菌剂和叶面肥料混合使用[2]。Racskó[8]报道，对苯肽胺酸敏感的苹果品种，在花期使用苯肽胺酸可延长其花期，尤其在早春冻害时期使用该药剂，效果更为明显；一些坐果较差的品种，施用该药剂后可增加挂果数，缓解果实生长养分不足、单果质量下降和冬季对霜冻敏感性增强等问题，提高苹果产量及品质。

从国内外研究现状来看，与其他农药相比，植物生长调节剂的机理非常复杂。如用三十烷醇浸种，能明显提高种子发芽势，同时促进棉籽胚根的生长[10]。在大豆旺长期，使用烯效唑等控旺剂，能够延缓植株纵向生长及地上部生长[11]。在低温胁迫下叶面喷施2,4-表油菜素内酯可在一定程度上提高根系活力，增强辣椒幼苗抗逆性[12]。在低温弱光胁迫下，于辣椒幼苗6～7片真叶时喷施6-BA可调控辣椒植株体内内源激素(脱落酸及玉米核苷素)含量[13]。在氟磺胺草醚对大豆产生药害前期喷施萘乙酸和赤霉酸，大豆产量明显高于空白对照，且可在一定程度上缓解药害对大豆生长发育的影响[14]。然而，有关苯肽胺酸在农作物上的应用鲜有报道，其作用机理也不清楚。鉴于此，本研究以辣椒为供试对象，在温室条件下，以不同质量浓度苯肽胺酸处理长至7～8片真叶的辣椒苗，于处理后不同时期分别调查辣椒植株的形态指标和生理生化指标，明确苯肽胺酸对辣椒生长及逆境生理的影响，进一步探求该药剂的作用机理，为其推广应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

辣椒(CapsicumannuumL.)品种为世纪红，由西北农林科技大学园艺学院提供；20%苯肽胺酸水剂，由陕西上格之路生物科学有限公司提供；0.007 5%芸苔素内酯水剂，由成都新朝阳作物科学有限公司提供。

1.2 试验设计

辣椒种子恒温(52±2) ℃浸泡 15～20 min，之后加入冷水降温至 20～30 ℃，再以清水反复淘洗。用纱布包裹住放置在120 mm玻璃培养皿中，覆盖湿毛巾，在防虫温室 (温度(28±1) ℃，相对湿度70%～80%，光周期L∶D=16 h∶8 h) 培养，每天用 30 ℃左右清水淘洗 2 遍。待辣椒幼苗长至 4 片真叶时，移栽至花盆(盆口直径19 cm,高13 cm)，于防虫温室内双株定植，试验过程中进行正常的盆栽管理。试验设133.3，200.0和266.7 mg/L苯肽胺酸3个处理，以0.007 5%芸苔素内酯水剂1 000倍稀释液(0.075 mg/L)为对照药剂，清水处理为空白对照，共5个处理，每处理3个重复，每重复10 盆。待辣椒长至7～8片真叶时采用背负杠杆式手动喷雾器于苗期(2015-11-26)进行常量喷雾，施药选在下午16:00进行，于不同调査期随机取样，分别测定辣椒植株形态指标及相关生理生化指标。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 植株形态指标 参照罗杰等[15]的方法并加以改进，于施药前以及第一次施药后的第 7，14，21天在每个小区随机取样，测定辣椒植株的株高、茎粗和叶片总数，每重复分别取 5 株进行测定。

V=(lnL2-lnL1)/(T2-T1)。

(1)

式中：V为株高相对生长速率，L1、L2为前后2次测定的株高，T1、T2分别为取样时间。

H=H2-H1。

(2)

式中：H为茎粗净增长量(cm)，H1、H2为前后2次测定的主茎直径。

S=S2-S1。

(3)

式中：S为7 d辣椒植株叶片数增加量，S1、S2为前后2次测定的叶片总数。

1.3.2 植株叶片相关生理指标 分别于施药后第7，14和21天在每小区随机取样10株，进行相关生理指标的测定。叶绿素含量测定参照熊鑫等[16]的方法,抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性测定参照Zhang等[17]的方法，丙二醛含量的测定参照Zhao等[18]的方法，游离脯氨酸含量的测定参照Bates等[19]的方法，类黄酮、总酚含量的测定参照Mirecki等[20]的方法。

1.4 数据处理

试验数据均采用SPSS 22.0软件进行处理，试验结果以“平均值±标准差”表示。采用Duncan’s新复极差法进行差异显著性检测。

2 结果与分析

2.1 苯肽胺酸对辣椒生长的影响

通过对辣椒的整体长势进行观察发现，与空白对照相比，不同质量浓度苯肽胺酸处理后辣椒植株长势略有提高，叶色相对较绿。苯肽胺酸对辣椒幼苗株高相对生长速率、茎粗净增长量、叶片数增加量的影响见表1～表 3。

表1 苯肽胺酸对辣椒株高相对生长速率的影响Table 1 Effect of phthalanilic acid on relative growth rate of pepper plant height

注：表中数据为3次重复的平均值，同列数据后标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下表同

Note：Values are averages of three replicates. Different small letters indicate significant difference (P<0.05).The same below.

表2 苯肽胺酸对辣椒茎粗净增长量的影响Table 2 Effect of phthalanilic acid on net increase of stem diameter of pepper plant cm/株

表3 苯肽胺酸对辣椒叶片数增加量的影响Table 3 Effect of phthalanilic acid on average increment of leave numbers per plant 株-1

由表1可知，不同质量浓度的苯肽胺酸处理后对辣椒株高相对生长速率有一定的影响。在3个苯肽胺酸处理中，以200.0 mg/L苯肽胺酸处理株高相对生长速率总体最高，施药后7,14,21 d辣椒株高相对生长速率较空白对照分别提高了40.00%，75.00%和135.00%；133.3和266.7 mg/L苯肽胺酸处理对辣椒株高也有影响，其中133.3 mg/L苯肽胺酸处理后7和21 d与空白对照无显著差异，在施药后14 d较空白对照显著提高了60.00%；266.7 mg/L苯肽胺酸处理在施药后7和14 d与空白对照无显著差异，在药后21 d较空白对照显著提高了135.00%。0.075 mg/L芸苔素内酯处理后，各调查期辣椒株高相对生长速率均显著高于空白对照，在施药后7，14和21 d较空白对照分别提高了50.00%，80.00%和145.00%，且与200.0 mg/L苯肽胺酸处理无显著差异。

表2表明，133.3和266.7 mg/L苯肽胺酸处理辣椒茎粗净增长量的变化无规律可循；但200.0 mg/L苯肽胺酸处理辣椒茎粗净增长量均显著高于空白对照，在施药后7，14和21 d辣椒茎粗净增长量分别较空白对照提高了33.33%,50.00%和25.93%；0.075 mg/L芸苔素内酯处理后14 d，辣椒茎粗净增长量与空白对照差异显著，施药后7和21 d，与200.0 mg/L苯肽胺酸处理差异显著。

表3表明，各调查期，不同质量浓度苯肽胺酸及芸苔素内酯处理对辣椒叶片数增加量总体无显著影响。

2.2 苯肽胺酸对辣椒叶片叶绿素含量的影响

由表4可知，苯肽胺酸处理后对辣椒植株叶绿素含量有一定的影响。其中以200.0 mg/L苯肽胺酸处理影响最为显著，在施药后7，14，21 d，辣椒叶片叶绿素含量较空白对照分别提高了21.35%，16.33%和20.16%；133.3 mg/L苯肽胺酸处理后7 d辣椒叶片叶绿素含量较空白对照显著提高16.85%；在施药后7，14，21 d，266.7 mg/L苯肽胺酸处理后辣椒叶片叶绿素含量与空白对照无显著差异。0.075 mg/L芸苔素内酯处理辣椒叶片叶绿素含量(7 d除外)均显著高于空白对照，施药后14，21 d分别提高了23.47%和27.42%;在施药后7～21 d,其与200.0 mg/L苯肽胺酸处理无显著差异。

表4 苯肽胺酸对辣椒叶片叶绿素含量的影响Table 4 Effect of phthalanilic acid on chlorophyll content in leaves mg/g

2.3 苯肽胺酸对辣椒叶片抗氧化酶活性的影响

在辣椒各调查期，测定了不同质量浓度苯肽胺酸处理对辣椒抗氧化酶活性的影响，结果如图1～3所示。

图柱上标不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)。下图同Different lowercase letters mean significant difference between different treatments (P<0.05).The same below

2.3.1 SOD活性 图1显示，苯肽胺酸对辣椒叶片SOD活性有一定的影响，且与其质量浓度有关。施药后7 和14 d，133.3 mg/L苯肽胺酸处理辣椒叶片SOD活性显著高于空白对照；各调查期，200.0 mg/L苯肽胺酸处理SOD活性均显著高于空白对照；266.7 mg/L苯肽胺酸处理后7 d SOD活性与空白对照相当，差异不显著，施药后14和21 d其SOD活性较空白对照显著提高。各调查期芸苔素内酯处理辣椒叶片SOD活性最高，且显著高于空白对照。

2.3.2 POD活性 图2表明，与空白对照相比，喷施不同质量浓度苯肽胺酸可使辣椒叶片POD活性显著提高。施药后7和14 d，200.0 mg/L苯肽胺酸处理POD活性最高，且显著高于空白对照157.34%和84.54%；施药后21 d，266.7 mg/L苯肽胺酸处理POD活性最高，且显著高于空白对照54.20%。133.3 mg/L苯肽胺酸处理POD活性在施药后7，14和21 d较空白对照分别提高148.23%，44.72%和54.20%。另外，0.075 mg/L芸苔素内酯处理POD活性均显著高于空白对照，在施药后7和14 d其POD活性与200.0 mg/L苯肽胺酸处理相当，二者差异不显著；施药后21 d其POD活性较266.7 mg/L苯肽胺酸处理显著提高了11.83%。

图2 苯肽胺酸对辣椒叶片过氧化物酶(POD)活性的影响Fig.2 Effect of phthalanilic acid on peroxidase activity in pepper leaves

2.3.3 CAT活性 图3表明，喷施不同质量浓度苯肽胺酸可使辣椒叶片CAT活性提高。3个苯肽胺酸处理中，各调查期以200.0 mg/L苯肽胺酸处理辣椒叶片CAT活性最高。施药后7，14和21 d，喷施0.075 mg/L芸苔素内酯后辣椒叶片CAT活性分别较空白对照提高了140.54%，141.97%和91.11%。在施药后7，14 d，0.075 mg/L芸苔素内酯处理与200.0 mg/L苯肽胺酸处理差异不显著，但在施药后21 d显著高于200.0 mg/L苯肽胺酸处理；在各调查期，0.075 mg/L芸苔素内酯处理CAT活性与133.3和266.7 mg/L苯肽胺酸处理差异显著。

图3 苯肽胺酸对辣椒叶片过氧化氢酶(CAT)活性的影响Fig.3 Effect of phthalanilic acid on catalase activity in pepper leaves

2.4 苯肽胺酸对辣椒叶片游离脯氨酸含量的影响

由表5可知, 随着处理时间延长，不同质量浓度苯肽胺酸处理辣椒叶片游离脯氨酸含量呈先升高后降低的趋势，且均显著高于空白对照，其中以200.0 mg/L苯肽胺酸处理影响最为显著。在施药后7,14 和 21 d，200.0，133.3和266.7 mg/L苯肽胺酸处理游离脯氨酸含量较空白对照分别显著提高了123.39%，152.46%，67.40%； 59.63%，114.02%，43.51%； 43.88%，53.12%，56.77%。在施药后7，14，21 d，0.075 mg/L芸苔素内酯处理辣椒叶片游离脯氨酸含量较空白对照分别显著提高了88.99%，166.81%和64.78%；在处理后7 d，0.075 mg/L芸苔素内酯处理较200.0 mg/L苯肽胺酸处理的诱导效应减弱，游离脯氨酸的含量降低了18.20%，在第14 天较200.0 mg/L苯肽胺酸处理提高了5.68%，在第21天二者差异不显著。

表5 苯肽胺酸对辣椒叶片游离脯氨酸含量的影响Table 5 Effect of phthalanilic acid on free proline content in leaves of pepper mg/g

2.5 苯肽胺酸对辣椒叶片丙二醛含量的影响

表6表明，不同质量浓度苯肽胺酸处理后，辣椒叶片丙二醛含量较空白对照显著降低，其中以200.0 mg/L苯肽胺酸处理影响最为显著，其丙二醛含量在施药后7，14，21 d较空白对照分别降低了33.44%，21.10%和35.98%；133.3 和266.7 mg/L苯肽胺酸处理辣椒叶片丙二醛含量在施药后7，14和21 d较空白对照分别降低了18.36%～21.36%和13.65%～24.77%。各调查期0.075 mg/L芸苔素内酯处理辣椒叶片丙二醛含量均显著低于空白对照；与200.0 mg/L苯肽胺酸处理相比，在第14 天 0.075 mg/L芸苔素内酯处理辣椒叶片丙二醛含量显著降低了14.76%，其他调查时间二者差异不显著。

2.6 苯肽胺酸对辣椒叶片类黄酮和总酚含量的影响

苯肽胺酸对辣椒叶片类黄酮和总酚含量的影响如表7和表8所示。

表7 苯肽胺酸对辣椒叶片类黄酮含量的影响Table 7 Effect of phthalanilic acid on flavonoids in leaves of pepper OD 325 nm/g

表7表明，除266.7 mg/L苯肽胺酸处理后7 d辣椒叶片中类黄酮含量略低于空白对照以外，其他苯肽胺酸处理辣椒叶片类黄酮含量较空白对照均有一定程度的提高。其中，以200.0 mg/L苯肽胺酸处理影响最为显著，施药后7，14 和21 d，其类黄酮含量较空白对照分别提高了13.46%，7.58%和24.44%；133.3 mg/L苯肽胺酸处理在施药后7，14和 21 d，类黄酮含量较空白对照分别提高了11.54%，4.55%和11.11%；266.7 mg/L苯肽胺酸处理在施药后14 和21 d，类黄酮含量较空白对照分别提高了9.09%和15.56%。0.075 mg/L芸苔素内酯处理类黄酮含量较空白对照分别显著提高了23.08%，18.18%和33.33%；在第14和21 天0.075 mg/L芸苔素内酯处理类黄酮含量显著高于200.0 mg/L苯肽胺酸处理，在第7天二者差异不显著。

表8表明，与空白对照相比，不同质量浓度苯肽胺酸处理对辣椒叶片总酚含量有一定的影响。其中以200.0 mg/L苯肽胺酸处理影响最为显著，处理后7和21 d总酚含量较空白对照分别显著提高了17.65%和30.23%，处理后14 d二者差异不显著；133.3 mg/L苯肽胺酸处理7 和21 d总酚含量较空白对照分别显著提高了9.80%和11.63%，处理后14 d二者差异不显著；266.7 mg/L苯肽胺酸处理21 d总酚含量较空白对照显著提高了9.30%，其余处理时间二者差异不显著。0.075 mg/L芸苔素内酯处理后7，14，21 d总酚含量较空白对照分别显著提高了21.57%，12.28%和34.88%。

表8 苯肽胺酸对辣椒叶片总酚含量的影响Table 8 Effect of phthalanilic acid on total phenols in leaves of pepper OD280 nm/g

3 讨 论

3.1 苯肽胺酸对辣椒幼苗有一定的促长作用

本研究表明，苯肽胺酸在一定程度上能够刺激辣椒幼苗生长，该结果与Racskó[8]报道一致，即苯肽胺酸虽不是生长素，但在生物学上与生长素具有协同效应，表现出一定的促生长效应，但苯肽胺酸处理后对辣椒叶片数的增加量无显著影响，说明苯肽胺酸可能与生长素在生物学效应上有一定区别。一般认为，吲哚乙酸(IAA)和赤霉素(GA)是促进植物茎伸长的主要激素[21]，因此，有必要进一步测定苯肽胺酸对辣椒植株内源激素代谢的影响，尤其是对生长素含量的影响。

本研究中，苯肽胺酸处理后可提高辣椒叶片的叶绿素含量，这与之前报道的苯肽胺酸处理后可提高坐果数和增加产量具有逻辑上的相似性[14]。而衡量植物叶片衰老程度及光合功能期的长短取决于功能叶片中叶绿素含量的多少，苯肽胺酸处理后辣椒叶片中叶绿素含量的提高可能是因为其有利于调节辣椒叶片内源激素的平衡，通过提高辣椒叶片中保护酶活性，避免或者清除植物体内过多的强自由基的积累，抑制叶绿素的降解，延缓叶片衰老，从而使叶绿素含量较空白对照有所提高；此外，也有可能是因为苯肽胺酸改善了辣椒叶片的光合组织结构，使光合作用物质合成的主要场所(海绵组织)以及与光能捕获密切相关的场所(栅栏组织)增厚，从而使叶绿素含量提高[22-23]。

3.2 苯肽胺酸能够诱导辣椒植株抗逆性增强

本研究中，苯肽胺酸对辣椒植株中抗逆相关指标具有诱导作用，具体表现为保护酶活性增强，类黄酮、总酚、游离脯氨酸含量升高，而丙二醛含量下降。这与Holb等[9]和Racskó[14]研究结果一致。

活性氧伤害学说认为，当植物处于逆境时，其体内活性氧代谢失调，活性氧的积累可氧化脂类、蛋白质、叶绿素、DNA和碳水化合物，造成原生质膜脂过氧化和脱脂化以及生物大分子物质降解，最终引起细胞一系列的氧化反应，导致细胞死亡[24-25]。然而，植物可以通过诱导合成相关物质，如抗氧化酶[26](SOD、POD、CAT)，具备防御功能的酚类次生物质[27-28](类黄酮和总酚)以及渗透调节物质[29-30](游离脯氨酸)等来应对这些逆境，从而减轻对细胞的伤害。

本研究中，苯肽胺酸处理可能激活了辣椒植株的酶促和非酶促抗氧化系统，使辣椒叶片抗氧化酶活性提高，在一定程度上增加了游离脯氨酸、类黄酮和总酚的含量，提高了辣椒植株在不良环境条件下清除活性氧的能力，从而提高了辣椒植株对环境的适应能力，具体作用机理尚不清楚，还需进一步研究。