棉花熱激處理和施用脫落酸的效應(yīng).

1、湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)2011年第50卷第14期2011年7月湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)H ubei A gricultural S cie nces Vol.50No.14Jul .,2011 收稿日期:2011-02-24基金項(xiàng)目:農(nóng)業(yè)部行業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目（3-5;湖北省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中心資助項(xiàng)目（2007-620-001-03作者簡(jiǎn)介:陳于隴（1968-,男，湖北隨州人，博士,主要從事農(nóng)產(chǎn)品加工與保鮮研 究,（電話027-*（電子信箱chchenyulong68通訊作者，楊國(guó)正,副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，（電 話 139*（電子信箱 ygzh9999。脫落酸（ABA能夠提高植物體的抗逆性。植物體內(nèi)存在一個(gè)逆境反應(yīng)系統(tǒng)，

2、不同的逆境條件可能誘導(dǎo)不同的信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)，而ABA被認(rèn)為是一種重要逆境脅迫激素1-4。熱激蛋白（Heat shock proteins ,HSP是指生物體受到高溫、缺氧、饑餓、重金屬離子等不良環(huán)境因素影響時(shí)誘導(dǎo)合成的一類應(yīng)激蛋白 ，存在于胞質(zhì)溶膠、線 粒體、葉綠體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等不同部位。近 20多年來，已發(fā)現(xiàn)在熱激條件下，大豆、玉 米、棉花、大麥、番茄、煙草、油菜和水稻等都能誘導(dǎo)合成熱激蛋白，熱應(yīng)激研究已成為植物生物工程中較為活躍而且是發(fā)展較快的領(lǐng)域之一。HSP可提高細(xì)胞的耐熱性（Thermotoleranee ,HSP的生成量與生物耐熱性呈正相關(guān)。因此認(rèn)為,HSP可提高細(xì)胞的應(yīng)激能力。當(dāng) 細(xì)胞受

3、熱或受其他外界應(yīng)力刺激時(shí)，能獲得抗性以保護(hù)細(xì)胞免受損傷。因此，研究 ABA和熱激預(yù)處理后，在高溫干旱條件下，棉苗體內(nèi)HSP的合成及相關(guān)抗性酶活性 的適應(yīng)性變化，對(duì)于探討逆境預(yù)處理的免疫效應(yīng)和提高棉苗抗逆能力，保證棉花一播 全苗、打下豐產(chǎn)基礎(chǔ)具有重要的意義。棉花熱激處理和施用脫落酸的效應(yīng)陳于隴，陳求柱,楊國(guó)正，陳亮祝珍珍,宋學(xué)貞，王德鵬,BATAUNG M（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，武漢430070摘要:采用人工氣候箱，研究了熱激萌動(dòng)種子（42C、2h、脫落酸（ABA （1 X10- 5mol /L浸種（6h、2葉期葉面噴施和根部灌施，對(duì)棉苗抵御（模擬高溫干旱逆境能力 的影響。結(jié)果表明，在高

4、溫干旱期間，與對(duì)照相比，所有處理都合成了差異蛋白質(zhì)，但 ABA浸種所合成的熱激蛋白（HSP更豐富。另外，所有處理都顯著提高了棉苗超氧 化物歧化酶（SOD活性;ABA浸種、根部灌施處理和熱激處理還顯著提高了棉苗過 氧化物酶（POD活性;ABA葉面噴施處理和熱激處理顯著提高了棉苗過氧化氫酶 （CAT活性。ABA葉面噴施處理和浸種處理降低了棉苗丙二醛 （MDA含量。關(guān)鍵詞： 棉花;脫落酸；熱激;抗氧化酶中圖分類號(hào)：S562;Q945.78文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):0439-8114(201114-2828-03Effect of Heat Shock and ABA Applicati on on C

5、ott on Seedli ngsCHEN Yu-lo ng ,CHEN Qiu-zhu，丫ANG Guo-zhe ng ,CHEN Lia ng ,ZHU Zhe n- zhen ,SONG Xue-zhen ,WANG De-pe ng ,BATAUNG M(College of Pla nt Science and Tech no logy ,Huazh ong AgricultureUn iversity ,Wuhan 430070,Chi naAbstract :ln growth chamber ,the effect of heat shock on germ in ati on

6、 seeds (42C ,2h ,ABA (1 W-5mol /L soaking seeds(6h ,irrigat ing roots (5m L 1 10-5mol /L ABA per pla nt and spra ying on leaf (5 m L1 X10-5mol /L ABA per pla nt at 2-leafstage on cott on seedli ngs were studied un der simulated high temperature (CShnd water deficit (4d of drying con diti on. The res

7、ults showed that ,duri ng the high- temperature and drought period ,cott on pla nts treated produced HSP ,and the HSPs were more abundant in the treatme nt of soak ing seed with ABA.All treatme nts in creased significantly the SOD activity of seedlings.Heat s hock ,soaking seed and root irrigation w

8、ith ABA all enhanced the activity of POD.Heat s hock and ABA leaf spraying also in creased the activity of CAT.Besides ,soak ing seed and leaf spra ying with ABA lowered the conten t of MDA.Key words :cott on ;abscisic acid (ABA ;heat shock ;an tioxida nt en zyme第14期1材料與方法1.1棉苗培養(yǎng)方法2005年以 DP99B（Gossy

9、pium hirsutum L.為試驗(yàn)材料，設(shè)置 1xiO-5mol/L ABA 浸 種、三葉期葉面噴施、根部灌施、熱激和對(duì)照5個(gè)處理，三次重復(fù)。用1 X10-5mol/LABA浸種6h后播種（ABA浸種前,用清水在28C下浸種12h熱激處理用42C、2h5 處理萌動(dòng)的棉花種子后播種,ABA葉面噴施處理和ABA根部灌施處理，在棉苗生長(zhǎng) 到三葉期時(shí)進(jìn)行。試驗(yàn)棉苗在華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院中心實(shí)驗(yàn)室的人工氣候室內(nèi)培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為28C,日光燈提供光照，光周期為光期14h、暗期10ho在裝有蛭石的塑料杯（H為9cm、上為7cm、下為5cm中培養(yǎng)棉苗。每杯裝蛭石60g播種后總重78g再澆水40mL

10、。待棉苗長(zhǎng) 出后,每杯留兩株苗，每4天給培養(yǎng)苗澆水30mL（其中，棉苗一葉期澆完全培養(yǎng)液，各培 養(yǎng)杯在托盤內(nèi)隨機(jī)擺放，以保證每個(gè)處理處于相同的培養(yǎng)條件下。1.2可溶性蛋白質(zhì)提取棉苗三葉期時(shí)，開始葉面噴施脫落酸（每杯10 mL1X10-5mol/L ABA液、根部灌 施脫落酸（每杯5 mL1X10-5mol/L ABA液，然后置于高溫干旱條件下（溫度35C、4d 左右不澆水。取葉片1g,加3 mL提取液于研缽中，提取可溶性蛋白質(zhì)。葉片研磨 提取過程在冰浴上進(jìn)行，靜置10min,然后在4C 10000r/min條件下離心20min,所得上 清液即為蛋白質(zhì)粗提液。SDS-PAGE電泳參考Laemml

11、i的垂直板進(jìn)行7。電泳凝膠用銀染法染色，以分 辨不同蛋白質(zhì)種類，銀染按The SilverQuest TM Silver Staining Kit提供的方法進(jìn)行。 采用 Gene G enius B io-imaging S ystem （Syngene,A D ivision of Synoptics Ltd分析蛋 白質(zhì)分子量和含量。1.3超氧岐化酶（SOD活性測(cè)定采用氮藍(lán)四唑（NBT測(cè)定法。0.05mol/L磷酸緩沖液（PBS,pH值7.8作提取液,冰 浴研磨,4C下10000r/min離心20min所得的上清液即為SOD粗提液。反應(yīng)體系包 括:0.05mol/L PBS1.5mL,130

12、 mmol/L 蛋氨酸（Met0.3mL,750mmol/L NBT0.3 mL,100mmol/L 乙二胺四乙酸二鈉（EDTA-Na20.3 mL,20 卩 mol/核黃素 0.3mL,酶液 0.1mL，去離子水0.2mL，置于光下反應(yīng)30min。SOD活性以抑制NBT光化還原的 50%為一個(gè)酶活性單位來表示8。1.4過氧化氫酶（CAT活性測(cè)定紫外分光光度法測(cè)定。提取方法同 SOD。其反應(yīng)體系為0.2%H2O21.0m L,去離子水1.9m L,最后加入0.1m L酶液?jiǎn)?dòng)反應(yīng)，測(cè)定240nm處的A 值降低程度。將每分鐘A值減少0.01定義為1個(gè)酶活性單位9。1.5過氧化物酶（POD活性測(cè)定

13、愈創(chuàng)木酚法測(cè)定。酶液的提取同 SOD的提取方法。其反應(yīng)體系為0.2%H2O22.00mL,0.2%愈創(chuàng)木酚 0.95mL,PBS（pH 值 7.01.00mL,最后加入 0.05 mL 酶液 啟動(dòng)反應(yīng)，記錄A值增加的速度8。1.6丙二醛（MDA含量測(cè)定硫代巴比妥（TBA法測(cè)定。以50mmol/L磷酸緩沖液（PBS,pH值7.0在冰浴中提 取,4C時(shí)以10000r/min離心20min,上清液即為丙二醛粗提液。反應(yīng)體系包括 0.5%硫代巴比妥（TBA2.5mL,酶液1.5mL,混合后在沸水浴中煮15min,冷卻后,分別測(cè)定酶 液在450、532和600nm處的吸光度，按公式 C（卩 mol/L=

14、6.45 X （A532-A600-0.56 A450計(jì)算出MDA濃度，再計(jì)算出單位鮮重組織中 MDA含量（卩 mol/g81.7數(shù)據(jù)分析采用Excel2003作差異顯著性檢驗(yàn)（LSD法2結(jié)果與分析2.1棉苗HSP表達(dá)從凝膠泳道上可以清楚地看出，與對(duì)照相比（泳道10、11所有處理都合成了非 常豐富的HSP,尤其以小分子量HSP為主（圖1。采用凝膠自動(dòng)成像系統(tǒng)掃描分析。結(jié)果（表1表明,ABA根部灌施處理檢測(cè)到11種蛋白質(zhì)，其中6種HSP,關(guān)閉了 1種蛋白質(zhì)的合成;ABA浸種處理也合成了 11種 蛋白質(zhì)，其中9種HSP關(guān)閉了1、2.噴施;3、4.根部灌施;5、6.浸種;7.Marker;8、9.熱

15、激處理；10、11對(duì)照?qǐng)D1棉苗葉片可溶性蛋白質(zhì)凝膠電泳97400D66200D43000D31000D20100D14400D 1234567891011陳于隴等：棉花熱激處理和施用脫落酸的效應(yīng) 2829湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)2011年4種蛋白質(zhì)的合成；熱激處理合成了 7種蛋白質(zhì)，其中4種HSP,關(guān)閉了 3種蛋白 質(zhì)的合成；ABA葉面噴施處理檢測(cè)出5種蛋白質(zhì)，其中2種HSP，同時(shí)關(guān)閉了 3種蛋 白質(zhì)的合成。對(duì)照中87kD在所有處理中都沒有得到表達(dá)，說明其與棉苗正常生長(zhǎng)發(fā) 育關(guān)系不大；而30kD在所有處理中得到了表達(dá)，說明其是組成型表達(dá)的，與棉苗正常 生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)。ABA根部灌施處理保留了 6種蛋白質(zhì)的合

16、成，浸種處理保留了 2種， 葉面噴施處理和熱激處理都保留了 3種蛋白質(zhì)。表明不同預(yù)處理后，棉苗對(duì)次生逆 境的反應(yīng)機(jī)制存在一定差異。ABA根部灌施處理和浸種處理不但表達(dá)了熱激處理 中所表達(dá)的熱激蛋白，并且還表達(dá)了熱激處理中所沒有的大分子量蛋白質(zhì) （100kD 和中等分子量蛋白質(zhì)（40100kD。從各處理蛋白質(zhì)的合成量來說，所有對(duì)照中合成的蛋白質(zhì)的合成都受到了不同 程度的抑制（除熱激處理的15kD之外,其中對(duì)17kD的抑制最強(qiáng)。HSP合成量超過 1卩g/g勺有5種，其中含量最高的是ABA浸種處理的HSP14kD,其含量達(dá)到4.24卩g/g, 其次是ABA葉面噴施處理的HSP21kD,達(dá)到2.31卩

17、g/熱激處理的HSP14kD,含量為 1.46 卩 g/g2.2不同預(yù)處理抗氧化酶活性和MDA含量生物體內(nèi)抗氧化酶活性可以反映其抵御逆境的能力 ，而MDA含量可以間接反 映生物體遭受逆境破壞的程度。經(jīng)受不同形式的逆境預(yù)處理之后，棉花幼苗在次生 逆境條件下，其體內(nèi)SOD活性，熱激處理極顯著高于對(duì)照，其他處理顯著高于對(duì)照； CAT活性,ABA葉面噴施處理極顯著高于對(duì)照，熱激處理顯著高于對(duì)照，其他處理與 對(duì)照相當(dāng);POD活性,除ABA葉面噴施處理與對(duì)照相當(dāng)外，其余處理均顯著高于對(duì)照;MDA含量,ABA葉面噴施處理和浸種處理顯著低于對(duì)照，其余處理與對(duì)照相當(dāng)（表 2。說明亞致死逆境預(yù)處理能提高棉苗抗次生

18、逆境的能力。3小結(jié)與討論ABA根部灌施處理、浸種處理和熱激處理的棉苗在高溫干旱條件下，能夠表達(dá) 比對(duì)照更多種類的HSP。由此可見逆境預(yù)處理能夠誘導(dǎo)棉苗HSP基因的表達(dá)。分析測(cè)定棉苗在高溫干旱條件下葉片內(nèi)的抗氧化酶活性和MDA含量表明，這些被誘導(dǎo)的HS P基因的表達(dá)與棉苗在高溫干旱條件下的抗性有關(guān)。不同處理，棉苗合成的HSP種類和數(shù)量不同，其中ABA浸種處理表達(dá)了 9種HSP特別是小分子量的HSP, 而且其HSP的量最大。熱激處理顯著或極顯著提高了3種抗氧化酶活性,ABA處理（浸種、根部灌施和葉面噴施都顯著提高了至少2種抗氧化酶活性。因此，各處理MDA含量顯著低于對(duì)照或與對(duì)照相當(dāng)。說明逆境鍛煉有

19、助于棉苗獲得一定的抗逆 能力，其機(jī)制是通過啟動(dòng)HSP基因的表達(dá),提高抗氧化酶活性，保護(hù)細(xì)胞免受傷害。參考文獻(xiàn)：1WANG X Q,UMAH H,JONES A M,et al.G protein regulati on of ion cha nn els and abscisic acid sig nali ng in Arabidop-sis guard cellsJ.Scie nce,2001,292:2070-2072.表1不同預(yù)處理棉苗葉片熱激蛋白及其含量蛋白質(zhì)分子量kD12061765444383630171514蛋白質(zhì)含量卩g/g0.200.180.551.020.310.480.

20、160.723.511.081.17蛋白質(zhì)分子量kD1501201007567614037302214蛋白質(zhì)含量卩g/g0.280.1512.284.70.350.340.200.392.410.574.24蛋白質(zhì)分子量kD110743630171514蛋白質(zhì)含量卩g/g0.290.140.380.591.217.991.46蛋白質(zhì)分子量kD5630211715蛋白質(zhì)含量卩g/g0.881.472.314.91.90ABA根部灌施ABA浸種熱激ABA葉面噴施對(duì)照蛋白質(zhì)分子量kD876154301715蛋白質(zhì)含量卩g/g1.490.722.092.436.332.69表2不同預(yù)處理棉苗抗氧化酶活

21、性和 MDA含量指標(biāo)SOD CAT POD MDA ABA 葉面噴施160*5.2*1.50.28*ABA根部灌施184*2.62.5*0.41ABA浸種201*2.62.4*0.32*熱激444*3.9*2.110.40對(duì)照1072.31.90.40注：“表示與對(duì)照相比差異顯著，“ *表示與對(duì)照相比差異極顯著;酶活性的單位為U,MDA含量的單位為 卩mol/g2830第14期收稿日期：2010-07-15基金項(xiàng)目：國(guó)家測(cè)土配方施肥補(bǔ)貼資金項(xiàng)目（財(cái)政部財(cái)農(nóng)200821號(hào)作者簡(jiǎn)介:祁大成（1974-,男，湖北紅安人，農(nóng)藝師，主要從事土壤肥料技術(shù)推廣工作,（電話 135*（ 電子信箱 haskz

22、;通訊作者,馮旭東,（電話0713-*（電子信箱30106580。紅安是全國(guó)花生重點(diǎn)產(chǎn)區(qū)之一，是全國(guó)花生集中程度最高的縣市，素以花生之 鄉(xiāng)”而享譽(yù)全國(guó)，也是湖北省花生產(chǎn)業(yè)大縣。紅安全縣常用耕地面積3.8萬hm 2,常年花生播種面積2.0萬hm 2左右,占全縣 常用耕地面積的50%以上，近年來花生播種面積逐年增加。依據(jù)國(guó)家花生“3414”料效應(yīng)試驗(yàn)及推薦施肥分析祁大成1,馮旭東2,董紅梅2,王洪波2,劉萍2,吳學(xué)文2(1.湖北省紅安縣土壤肥料工作站，湖北紅安438400;2湖北省紅安縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心站，湖北紅安438400摘要:通過開展花生“3414”料效應(yīng)試驗(yàn)，建立花生肥料施用量與產(chǎn)量的回歸

23、方 程，以求出最佳施用量；結(jié)果表明，少施或缺施肥料對(duì)花生的長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量有不同程度的 影響;合理的氮、磷、鉀配比可明顯促進(jìn)花生生長(zhǎng)。在中等肥力情況下，最佳施用量為 N 108.8kg /hm 2、P 2O 5116.4kg /hm 2 K 2O 131.3kg /hm 2。分析結(jié)果能為花生 栽培提供合理的施肥方案和花生田土壤的培肥與利用提供科學(xué)依據(jù)。關(guān)鍵詞 ：花生； 肥料效應(yīng)；推薦施肥中圖分類號(hào)：S565.2.062文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):0439-8114(201114-2831-03“ 3414” Fertilizer Trial of Pea nut and An alysis on the

24、 Optimal Fertilizati on AmountsQI D a -che ng 1,FENG X u -do ng 2,DONG H ong -mei 2,WANG H ong -bo 2,LIUPi ng 2,WU X ue -we n 2(1.Soil and Fertilizer Station of Hongan County in Hubei Province ,Hongan 438400,Hubei ,China ;2.Agri-tech ni cal Exte nsion Cen tral Stati on of Hongan County in HubeiProvi

25、 nee ,Hongan 438400,Hubei ,Ch inaAbstract :The optimal fertilizatio n amounts of pea nut in Hongan county was studied through“ 3414” fertilizer trial ,and establishme nt of regressi on equati on of fertilizatio n amounts and yieldn sufficie nt and in complete fertilizatio n would in flue nee the gro

26、wth and yield of pea nut at differe nt degree.The applicati on of n itroge n phosphorus and potassium fertilizer with ratio-nal proporti on could obviously promote the growth of pea nu t. In medium fertility situation ,the optimal amou nt of N ,P 20 5a nd K 20 for pea nut was 108.8kg /hm 2,116.4kg /

27、hm 2and 131.3kg /hm 2respectively.The analysis result would provide rational fer -tilizati on scheme for pea nut cultivati on and would provide scie ntific basis for fertilizati on and utilizati on of the soil of pea nut field.Key words :pea nut ;fertilizer effect ;fertiliz ati on recomme ndat ed2 JIA W S ,ZHANG J H 丄IANG J S.Initiation and regulationof water deficit -in duced abscisic acid accumulati on in maize leaves and roots :cellular volume and water relatio n J .J Exp Bot ,2001,52(355:295-300.3 XIONG L M 丄 EE