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烤烟打顶前后根系激素水平与物质代谢的关系初探

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烤烟打顶前后根系激素水平与物质代谢的关系初探烤烟打顶前后根系激素水平与物质代谢的关系初探 1112刘卫群 丁永乐 张联合 陈江华 (1 河南农业大学农学院 郑州 450002;2 中国烟叶生产购销公司,北京 100055) Study on the Relationship Between Hormone Level in Root and Metabolism of Substance in Tobacco Before and After Topping LIU Wei-Qun1112,DING Yong-Le,ZHANG Lian-He,C...

烤烟打顶前后根系激素水平与物质代谢的关系初探
烤烟打顶前后根系激素水平与物质代谢的关系初探 1112刘卫群 丁永乐 张联合 陈江华 (1 河南农业大学农学院 郑州 450002;2 中国烟叶生产购销公司,北京 100055) Study on the Relationship Between Hormone Level in Root and Metabolism of Substance in Tobacco Before and After Topping LIU Wei-Qun1112,DING Yong-Le,ZHANG Lian-He,CHEN Jiang-Hua(1 College of Agronomy,Henan Agricultural University,Zhengzhou 450002;2 China Tobacco Leaf Corporation,Beijing 100055) 烤烟在打顶前19~4d根尖中ABA含量增加,打顶前4d至打顶后12d下降,打 +顶后12~31d迅速上升。ABA抑制蔗糖酶和硝酸还原酶活性,ABA变化趋势与烟碱和K含量一致,与总氮和可溶性糖含量相反。IAA呈现与ABA效应相反的趋势。 烤烟 打顶 根系 激素 物质代谢 烤烟是一种以叶片为收获对象的经济作物。它与其它作物一样,生长到一定阶段就会由 营养生长转化为生殖生长,功能叶片制造的营养物质除部分供给自身代谢需要外,其余大量 运输到生殖器官。适时打顶能有效地阻止叶片内营养物质过度消耗,使叶片内含物充实,促 进根系的生长、发育。所以,打顶是烟叶生产的一项重要措施。打顶前后的物质代谢状况对 优质烟生产十分重要。本文研究烟草根尖中ABA和IAA含量变化动态,及其与地上部物质代 谢、烟株感知刺激伤害、根系化学信号和叶片生理生化过程的关系,以期为生产中通过化控 措施调节烟株体内碳氮代谢平衡,提高烟叶品质提供参考。 实验材料为普通烟草(Nicotiana tabacum)品种K326。实验设在河南农业大学农场(郑 州北郊毛庄)。盆栽土为中壤土,肥力中等,常规管理。挑选生长健壮、长势均匀一致的烟 株,在7月20日同一时间打顶。分别在打顶前19d、4d,打顶后12d、31d测定根尖中ABA和IAA含量,第12片叶(自下向上)的蔗糖酶和硝酸还原酶活性,以及烘干后烟叶中的总 氮、可溶性糖、烟碱和K+含量。 [1] IAA和ABA含量采用ELISA测定,称取0.5g新鲜烟草根尖,用液氮速冻后,转放在-60?的低温冰箱中保存。测定时取出加入3~5ml 80%的甲醇,在冰浴中研磨匀浆,转入10ml试管中,摇匀后置于4?下提取4h,以16000×g离心15min,取上清液,过C-18预处理小柱,收集液在45?下用氮气吹干后,用于激素测定。 [2] 蔗糖酶活性采用砷钼酸铵比色法测定:准确称取0.2g烟叶样品,加少量石英砂和5ml -10.1mol?L、pH为5.6的柠檬酸-磷酸缓冲液研磨匀浆,以12000×g离心20min,取上清液,用等体积蒸馏水稀释。取2份稀释液置于试管中,其中1份置沸水浴10min,以纯化酶活性 -1作为对照;另一份加入3ml新鲜配制的20g?L的蔗糖溶液,于37?下保温1h后立即放入沸水中终止反应,冷却后分别吸取2ml置于10ml试管中,加入2ml碱性铜试剂,沸水加热 -1-1(FW)?h]=(葡萄糖含量值×稀释倍数)/[称样10min,冷却后加入2ml砷钼酸试剂,吸取1ml加入到50ml容量瓶中,定容至刻度,摇匀后重(g)×保温时间(h)]。 在波长620nm处测吸光值。活性[mg?g + 硝酸还原酶(NR)活性、总氮和可溶性糖含量参照文献3,烟碱含量、K含量参照文献4测定。 如图1所示,打顶前19d至打顶前4d,根尖中ABA含量显著增加,嗣后至打顶后12d,其含量迅速下降。这可能是生产中打顶促进根系生长的原因之一。打顶后12~31d,ABA含量迅速上升。IAA含量在打顶前19d至打顶前4d缓慢下降,至打顶后12d又上升,这对根系的发育是有利的。ABA/IAA变化趋势显示,打顶前19~4d显著上升,而后至打顶后12d比值最小,打顶后12~31d迅速上升。一般来说,ABA/IAA比值越小,根系生长发育越快。 打顶后出现一些新根,无疑与ABA/IAA变化有关。 由图2可知,打顶前19d至打顶前4d,蔗糖酶、NR活性呈下降趋势,此后至打顶后12d活性上升,而后迅速下降。这与ABA含量的变化趋势相反,而与IAA的变化一致。这似乎间 接 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明,ABA在一定程度上影响着蔗糖酶活性,从而有利于可溶性糖的积累和利用,这与ABA可以改变某些酶活性的说法是一致的[5]。 IAA促进细胞伸长生长,是与促进碳、氮代谢中的酶活性分不开的。其原因一方面是IAA促进蛋白质分子(主要是某些酶)的合成,另一方面,细胞生长需要较多构建新细胞的小分 子物质,而这些物质的合成都与碳氮代谢中的酶活性密切相关。 由图3可知,打顶前19~4d烟叶中氮含量下降,此后至打顶后12d氮含量上升,再后基本保持稳定。这种变化与ABA含量的变化趋势恰好相反,而与IAA含量的变化趋势一致。 从烟株个体来说,打顶前19d至打顶后31d,是氮代谢由强转弱,碳代谢由弱变强,烟株生 长由旺盛转向衰老的过程。在这一过程中氮含量总体是增加的,但打顶后12~31d,氮日积累量不断下降(图4),这一过程中ABA在总体上呈上升趋势。这也说明,ABA含量高低与氮积累趋势相反,而IAA则否。烟碱在打顶前19~4d略有下降,打顶前4d至打顶后31d 迅速上升。图4显示,打顶后12~31d的烟株体内氮基本都用于合成烟碱,而此时ABA/IAA比值也迅速升高。 可溶性糖含量从打顶前19d至打顶后12d一直呈上升趋势,打顶后12~31d趋于稳定或略有下降(图5)。这种变化趋势在打顶前与ABA一致而与IAA相反;打顶后则与ABA变化+含量在相反而与IAA一致。可见,ABA与烤烟叶片成熟过程中可溶性糖积累具有一致性。K打顶前19~4d呈上升趋势,随后迅速下降,打顶后12d趋于稳定,在整体上变化趋势与ABA ++一致而与IAA相反。K对植物体内物质运输起重要作用,可溶性糖与K浓度变化趋势显示,++K浓度降低与可溶性糖的积累有一定的相关性,K含量变化趋势与ABA含量总体变化趋势一 +[6][7]+致(图1、图6),说明ABA影响烟株的K吸收。Dijkshoom和BenZioni等证明K在植 +物根和地上部之间可以循环流动。不同供钾水平下的烤烟,在打顶后10d,体内有大量的K [8]回流到根中,因此,烟叶中钾含量的多少取决于吸收和排出两个过程绝对量的多少。至于 ABA、IAA如何影响这个过程,尚待进一步研究。 1 何钟佩主编.农作物化学控制实验指导(第1版).北京;北京农业大学出版社,1993.60~68 2 汪沛洪主编,基础生物化学实验指导.西安:陕西科学技术出版社,1985.88~90 3 邹琦主编.植物生理生化实验指导(第1版).北京:中国农业出版社,1995.27~30,63~68,53~56 4 窦逢科,张景略.烟草品质与土壤肥料(第1版).郑州.河南科学技术出版社,1989.326~328,316~319 5 孟繁静,刘道宏,苏业瑜.植物生理生化.北京:中国农业出版社,1995.265,281 6 Dijkshoom W.Nitrate accumulation, nitrogen balance and cationanion ration during the regrowth of perennial ryegrass.Neth J Agric Sci,1958,(6):211-221 7 Ben-zioni A,Vaadia Y,Lips SH.Nitrate uptake by nitrate reduction products of the shoot.Physiol Plant,1971,24:288~290 8 郑宪滨,曹一平,张福锁等.不同供钾水平下烤烟体内钾的循环、累积和分配.植物营养 与肥料学报,2000,6(2):166~172
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