烯效唑(S3307)浸种对小麦幼苗生长的影响-植物生理学实验论.doc

植物生理学综合实验报告烯效唑（S3307）浸种对小麦幼苗生长的影响 学院： 农学院 姓名： 胡锦赫 徐维维 班级： 生物技术2013级02班 学号： 20131697 20131694 指导老师：李方安 四川农业大学农学院植物生理学系完成日期：2015年5月10日烯效唑（S3307）浸种对小麦幼苗生长的影响学院：农学院 班级：生技13-2班 指导教师：李方安姓名：胡锦赫 徐维维 学号：20131697 20131694摘要：本实验以渝麦7号品种的小麦为实验材料，经不同浓度烯效唑（0、15、45、60mg/L）浸种处理，并用静置培养法培养小麦幼苗。当幼苗生长至一定高度后，对小麦种子的发芽率、形态指标（苗高、根数、根长、叶片数、根干重、苗干重、根冠比R/T）和生理指标（根系活力、叶绿素含量、丙二醛MDA含量）进行测定并加以比较。实验结果表明，不同浓度的烯效唑能抑制地上部分的生长，缩短茎尖并增加茎粗；促进根系生长，增大根冠比；增加叶绿素，降低丙二醛含量，增强植物抗逆性，对小麦具有壮苗作用，有利于小麦生产；且以15-30mg/L烯效唑处理的材料各项指标为最好，在这个范围内表现为根系活力最大、根长最长、叶绿素总量最大、丙二醛MDA含量最低。关键词：烯效唑浸种 小麦幼苗 生理指标 形态指标前言烯效唑介绍、其生理作用及应用烯效唑，中文别名:(E)-(RS)-1-(4-氯苯基)-4,4-二甲基-2-(1H-2,4-三唑-1-基)戊-1-烯-3-醇；高效唑，又名特效唑、高效唑。试验代号为S-3307或S-07，分子式C15H18N3OCl1，分子量291.78，登录号为83657-22-12，其结构为：烯效唑的结构式烯效唑是一种高效、低毒的生长延缓剂，具有活性高、低毒、低残留等特点34，因此对后茬作物影响小，可通过种子、根、叶、芽吸收，并在器官间相互转运，但叶吸收向外转运少，向顶性明显，主要通过茎叶组织和根部吸收，进入植株后，活性成分主要通过木质部向顶部输送5。其主要生理效应是抑制顶端分生区细胞的伸长，使植物节间缩短，植物矮化5，且具有控长壮秆、抗逆、防衰老的作用6，其所具有的降低植物生长速度等的延缓作用，可为外源GA与IAA所逆转7。烯效唑浸种能使苗的根系粗壮，增加根冠比和叶绿素含量，增强植物的抗性5；且能作用于小麦的叶绿体，使叶绿素含量升高、光能利用能力提高，可在一定程度上增强叶片光合作用和提高根系对土壤养分的吸收1；还可使植株细胞长度变短，层数增加，从而使节间变短、植株矮壮，且叶色浓绿，叶片宽厚，直立上冲，形成合理株型，为后期反弹生长创造了条件810。烯效唑浸种能够有效降低丙二醛含量，从而使植株伤害程度降低11。烯效唑在作物上具有控制营养生长、抑制细胞伸长、缩短节间、矮化植株、促进分蘖、增加叶绿素、促进侧芽生长和花芽形成、增进抗逆性、提高作物抗倒性和增产的效果，对各类单子叶和双子叶植物均有很强的抑制活性。因此常用于稻田，抗倒伏，控长促蘖，促根生叶，壮苗抗逆增重，以达到优产高质；还用于盆栽植物如菊花、一品红、杜鹃等可使植株紧凑，不仅形态合适而且花朵大小不变；还用于果树，可控制果树枝条徒长，也可用于麦、大豆、油菜、花生等作物12。从作用效果上来说，土壤浇灌比叶面喷施效果好，烯效唑通过植物根部吸收后在植物体内传导，有稳定细胞膜结构、增加脯氨酸和糖的含量的作用，提高植物抗逆性，植物能耐寒和抗旱13。小麦的重要性小麦（Triticum aestivum）是一种在世界各地广泛种植的禾本科植物，最早起源于中东的新月沃土地区。小麦是三大谷物之一，产量几乎全作为食用，仅约有六分之一作为饲料使用。2010年，小麦是世界上总产量第二的粮食作物（6.51亿吨），仅次于玉米（8.44亿吨）14。根据对温度的要求不同，分冬小麦和春小麦两个生理型，不同地区种植不同类型。小麦是一种重要的食品工业原料,近年来，随着全球经济的发展和城市人口的增长，对面制品的需求逐渐增大，面制品因具有方便、快捷、经济实惠等优点而深受人们青睐15。小麦株高与倒伏具有密切关系，分蘖与单位面积收获穗数具有相关性，叶面积和叶绿素含量直接影响小麦的光合能力和光合速率，对小麦千粒重至关重要2。经烯效唑处理以防止小麦等作物倒伏并提高产量的技术，因其效果比较理想，且易在土壤中被降解、低毒低残留、安全可靠，已广泛于水稻田、旱作麦田上应用16。1 材料与方法1.1 材料与试剂小麦品种：渝麦7号；烯效唑（S3307）；0.1% HgCl2。1.2 实验方法实验方法包括种子前处理、栽植培养及后续的设计。1.2.1 种子前处理1.2.1.1 选种精选饱满充实、表面完好，具有生活力的小麦种子数粒。1.2.1.2 表面消毒 种子在储藏期间表面可能有微生物，在萌发过程中可能发生霉变，烂种现象，因此要对种子进行表面消毒。在种子培养过程中会使种子产生病虫害。双氧水，溴水，次氯酸，75%乙醇都可以作为消毒剂，但0.1%的升汞HgCl2最好，且0.1%的浓度，实用性最广泛（高浓度的升汞用来消毒污染较严重的）。消毒时间不宜过短或过长，若消毒时间过短，达不到消毒效果，若消毒时间过长，会使种子受到汞离子的毒害。幼嫩组织消毒时间一般是58min，小种子（如小麦种子）一般为415min，大种子（如玉米种子）一般为1520min。本实验用0.1%HgCl2溶液消毒，消毒时间为10min。消毒后倒掉消毒液，用清水反复冲洗35次。冲洗干净后，用吸水纸吸干种子表面的水分。1.2.1.3 浸种 将消毒过的种子分为4份，分别浸在浓度为0（CK）、15、30、45mg/L的S3307的溶液中。浸种24h。然后用清水洗一下，进行下一步栽植培养。1.2.2 栽植培养选取各浓度处理的小麦100粒，栽植在两个塑料杯的琼脂上，每浓度种植2杯，每杯种植50粒（种子腹沟向下、胚向上），重复两次，并在杯外注明学号、班级、和S3307的浓度。将塑料杯放在25暗培养2天后，取出放在植物生长室中进行培养观察。培养期间，需间隔几天浇水，以勿淹没种子为宜。2周后用于测定小麦的形态指标与生理指标。2 测定项目及方法2.1 小麦幼苗形态指标的测定随机取长势相同，高度基本一致的10株幼苗进行测定。2.1.1 发芽率的统计统计每组小麦种子的发芽数目，并根据计算公式计算每组的种子发芽率。计算公式：发芽的种子粒数/种子总粒数 *100%2.1.2 小麦幼苗株高、根长、发根数及叶片数的测定取各浓度处理的小麦幼苗10株，用直尺分别测量其株高、根长、发根数及叶片数，各取平均值，并记录各组数据。其中：根长为从胚至最长根尖处的长度，即根的最基部到所有根中最长的根尖的长度，读数时小数点后保留一位小数；根数即胚部发出的根数，根的长度小于1cm时可忽略不计，观察并记录各株待测幼苗的根数，结果取整数；苗高为从胚至最长叶片的叶尖的长度； 叶片数即为幼苗在生长过程中展开的叶片数（未展开的叶片可忽略）。2.1.3 小麦幼苗根冠比的测定将上面测量的10株小麦幼苗去掉种子，分别将地上部分和地下部分切下各放入一铝箔中，105烘干1小时。冷却后，在分析天平上称取根和苗的干重（保留小数点后3位），并计算出根冠比值。2.2 小麦幼苗生理指标的测定2.2.1 小麦幼苗根系活力的测定（TTC法）162.2.2 小麦幼苗叶绿素含量的测定（分光光度法）取几株小麦的第一片叶子，于其中段（宽度相等处）切成2cm长的小段，选其中10个并量出宽度。用分光光度法对其叶绿素含量进行测定，并按照下列Amon公式计算叶绿素a、b及叶绿素总含量（为叶绿素a、b含量之和）。公式：Chla含量Chlb含量Chl总含量= Chla含量+ Chlb含量2.2.3 丙二醛含量的测定（TBA法）将同一小组中所有小麦叶片剪成0.3cm的小段，混匀，在分析天平上准确称取0.500g；并将所有小麦的根部剪下，洗净根上沾有的琼脂，并吸干表面水分，分析天平上准确称量0.500g。采用TBA法对MDA含量进行测定，分别在450nm、532nm和600nm下测定其吸光度，并根据以下计算公式，计算出MDA的含量。计算公式：MDA的含量3 结果与分析3.1 不同浓度烯效唑溶液浸种对小麦形态指标的影响3.1.1 不同浓度烯效唑溶液浸种对小麦种子发芽率的影响表1不同浓度烯效唑溶液对小麦种子发芽率的影响浓度（mg/L）发芽率(%)057.01550.663042.54549.7通过表1数据分析，经过不同浓度烯效唑溶液处理后的小麦发芽率有所不同，随着烯效唑浓度的增大，发芽率逐渐降低，但在烯效唑浓度为45mg/L时，发芽率又呈上升趋势。此实验数据可以看出，用烯效唑处理过的小麦的发芽率要比没有处理过的发芽率要低，表明烯效唑浸种对小麦的发芽具有抑制作用（具体见后面的讨论内容）。3.1.2 不同浓度烯效唑溶液浸种对小麦其他形态指标的影响表1 不同浓度烯效唑溶液对小麦形态指标的影响浓度（mg/L）株高(cm)根长（cm）根数(个)叶片数(个)根冠比（R/T）021.011.7720.410158.915.03620.740308.811.1520.663456.614.3620.751通过表1数据分析：株高：随着烯效唑的浓度的不断增加，渝麦7号小麦幼苗的株高呈下降趋势，证明烯效唑对小麦的株高有明显的抑制作用，并且浓度越大，抑制效果越明显，在浓度最大（45mg/L）处达到最大值。根长：随着烯效唑浓度的增加，渝麦7号小麦幼苗的根长总体上有增长的趋势，但在烯效唑浓度为15mg/L时，对根长的促进作用最明显。根数及叶片数：随着烯效唑浓度的增加，渝麦7号小麦幼苗的根数有所减少，并在浓度为30mg/L时达到最少；而烯效唑浓度对小麦的叶片数却无明显影响，叶片数没有发生变化。根冠比：烯效唑浓度对渝麦7号小麦幼苗根冠比表现为促进作用，且随着浓度的升高，促进作用增大，但在浓度为30mg/L时根冠比有所下降（下降幅度不是很大）。3.2 不同浓度烯效唑溶液浸种对小麦幼苗生理指标的影响3.2.1 不同浓度烯效唑对渝麦7号小麦幼苗根系活力影响表2不同浓度烯效唑对渝麦7号小麦幼苗根系活力的影响浓度（mg/L）根系活力 011.241511.353017.10459.745通过表2数据分析，经过较低浓度的烯效唑处理后，根系活力有明显增加，在烯效唑浓度为30（mg/L）时，根系活力达到最大；但在较高浓度的烯效唑处理后，根系活力不升反降。3.2.2 不同浓度烯效唑对渝麦7号小麦幼苗叶绿素含量影响测定表3 不同浓度烯效唑对渝麦7号小麦幼苗叶绿素含量的影响浓度(mg/L)Chla含量（mg/L）Chlb含量（mg/L）Chl总含量（mg/L）020.4727.65528.1271528.97211.78940.7613023.24510.03533.2804524.32710.55334.885通过表3数据分析，烯效唑溶液对叶绿素a、b含量的影响总体上表现为促进作用，但是不同浓度的促进效应不同，烯效唑浓度为15mg/L时叶绿素a、b和总量均达到最大。3.2.3 不同浓度烯效唑对渝麦7号小麦幼苗丙二醛（MDA）含量影响表4 不同浓度烯效唑对渝麦7号小麦幼苗丙二醛（MDA）含量的影响浓度（mg/L）叶片(mol/gFW)根(mol/gFW)010.2210-35.1510-3159.910-34.3510-3307.3310-33.3110-3457.2210-33.1110-3通过表4数据分析，经过烯效唑处理的小麦，丙二醛含量均有所下降，且在45（mg/L）时丙二醛的浓度最低。丙二醛含量越低，说明植物的抗逆性越好。所以，经45（mg/L）处理过的小麦幼苗抗逆性最强。4 结论与讨论4.1 结论数据分析表明，不同浓度的烯效唑对渝麦7号小麦幼苗生长的影响不同，不管是生理指标还是形态指标都有明显的影响。从发芽率上看，烯效唑对小麦的萌发具有抑制作用（这与之前查阅的相关文献中的叙述不相符，具体见下面讨论部分）。从生态指标上来看，烯效唑可以促进幼苗根部的伸长且较低浓度的促进效果最好，但对幼苗的生根数有微弱的抑制作用。烯效唑对幼苗地上部分的影响则为抑制幼苗高度，使得幼苗高度显著降低，增加根冠比，对于叶片数则没有影响。从生理指标来看，烯效唑可以大大增加小麦的单位面积的叶绿素含量，提高光合作用，抑制丙二醛的合成，从而提高小麦的抗逆能力，但不同浓度的烯效唑对根活力的影响则有所不同。较低浓度的烯效唑能增强小麦的根系活力，但浓度过高时则会减弱小麦的根系活力，并且在烯效唑浓度为30mg/L时促进作用最好。4.2 讨论不同浓度的烯效唑浸种可不同程度的增加小麦幼苗的根长，根冠比，根系活力及叶绿素含量，同时降低发芽率、株高、发根数以及丙二醛的含量。从查阅到的文献来看，用烯效唑浸种后，发芽率应该增加。“不同浓度的烯效唑浸种处理可以在一定程度上增强种子的发芽势，提高种子的发芽率，但是以20mg/L的浓度最为合适，之后随着浓度的升高，发芽势和发芽率会降低，当浓度为60mg/L时，发芽势和发芽率则比对照低。” 18。参阅关华的实验结果19，也认为烯效唑可以提高种子发芽率。而从我们的实验数据得出的结论却是烯效唑对小麦种子的萌发具有抑制或推迟作用，这与之前查阅文献后的预期结果不太相符。分析其原因可能如下：对照组在选种过程中没有随机选种，导致其发芽率偏高。培育小麦的培养基是由不同的学生制作的，其培养基湿度、营养成分可能有些误差。在种子的萌发过程中，各组的培养杯放置的位置有所不同导致光照等条件有所不同。在做实验过程中，发现对照组的培养基表面有霉菌等菌类物质的生成，这也可能导致误差的出现。在数小麦种子的发芽数时，每组的每个同学判定小麦是否发芽的判定标准不同，就可能导致计算出的发芽率有误差。要想证明我们得出的结论或验证前人的结论，还需在排除各种误差干扰后重复进行实验，以作进一步的探究。烯效唑能显著增加幼苗的根长、根冠比及根系活力，有利于小麦吸收矿质营养和水分，为地上部分提供营养物质，具有一定的壮苗作用。烯效唑降低小麦株高的同时使得叶绿素含量有所增加，有利于小麦更好地进行光合作用，提供更多的养分，也使得小麦长得更加粗壮。丙二醛含量越高，植物受害程度越严重，植物抗逆性越差，反之，抗逆性越强。烯效唑处理的小麦幼苗MDA含量均明显降低，因此烯效唑浸种会增强小麦对不良环境的抵抗，并且随着烯效唑浓度的升高，小麦的抗逆性越好。这与李秋等的研究结果不太一致20。可能是由于所选材料不同，且本实验是由4个组的同学共同完成的，测量上也有些许误差。综上所述，烯效唑对小麦具有壮苗和提高抵抗力的作用，但不同浓度影响不同，若要培育高产小麦，可选择浓度在15mg/L左右，若要提高小麦的抵抗力，则要选择浓度较高的烯效唑处理，但不管用于哪个方面都要将烯效唑降低发芽率这个因素考虑在内。若要在农业上进行应用，则需要具体问题具体对待，并且应做进一步的研究。参考文献1朱木兰烯效唑对农作物的生理效应及应用效应J作物研究，1999（2）：40-442杨春桃，郑翰，李方安不同的烯效唑浓度对小麦幼苗生长发育的影响J安徽农业科学，2010，38（31）：17045-174073FLETCHER R AComperative fungitox and plant regulation of triazole derivativesJPlantCell Physiol，1986，27（2）：367-3714HIRO NOGUCHLINew 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