KCl對烤煙光合作用、碳氮代謝主要酶活性的影響
發(fā)布時間:2019-08-22 來源: 美文摘抄 點擊:
摘 要 采用單因素隨機區(qū)組試驗,研究不同氯化鉀濃度對烤煙光合作用、碳氮代謝主要酶活性的影響。結(jié)果表明:2~4 mmol/L氯化鉀處理促進煙葉的光合作用,其蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)、蔗糖轉(zhuǎn)化酶(INV)、α-淀粉酶、β-淀粉酶的活性利于煙葉的碳代謝;而2 mmol/L氯化鉀處理濃度可有效提高煙葉的硝酸還原酶(NR)和中性蛋白酶活力,有利于煙葉氮代謝的進行。
關(guān)鍵詞 烤煙;氯化鉀;光合作用;氮代謝;碳代謝
中圖分類號 S572 文獻標(biāo)識碼 A
氯是葉綠體的組成成分,同時還是光合反應(yīng)的輔酶成分,在光合作用中,氯參與水的光解反應(yīng)。氯離子是生物化學(xué)穩(wěn)定性最強的陰離子,進入植物體內(nèi),可維持細(xì)胞的膨脹壓,提高細(xì)胞內(nèi)的滲透勢和水勢,從而延長或加強光合作用[1-4],進而促進碳水化合物的合成[5-8]。植物體內(nèi)的某些酶類必需有Cl-的存在和參與才可能具有酶活性[9-12]。氯在氮素代謝過程中有重要作用,氯化物能促進天冬酰胺和谷氨酸的合成。在缺氯條件下,植物細(xì)胞的增殖速度降低,葉面積減少,生長量明顯下降(約60%)。以往人們了解較多的是原生質(zhì)體上的H+-ATP酶,H+-ATP酶受K+的激活。而在液泡膜上也存在有H+-ATP酶,與原生質(zhì)體上的H+-ATP酶不同,這種酶不受一價陽離子的影響,而?柯然锛せ睢_m量的氯可改善煙草的整體生理機能,有利于碳水化合物和含氮物質(zhì)的合成和積累,提高煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)[13-14]。
鉀是植物生長的必需營養(yǎng)元素, 也是所有有機體必需的唯一的一價陽離子,它的某些生理功能是其它一價陽離子無法替代的[15]。另一方面鉀可促進煙草的光合、同化產(chǎn)物的合成與運輸,特別是對于糖的運輸和碳水化合物的合成與分解有促進作用[16]。對酶的活化作用是鉀最重要的生理功能, 有許多酶的功能或者完全依賴于K+,或者受K+激活[17-20]。煙草是喜鉀作物,在一定范圍內(nèi),隨鉀含量的增加煙葉的品質(zhì)持續(xù)增加,在煙草生產(chǎn)中鉀肥具有重要作用[21-23]。
前人的研究多集中于增施鉀肥對煙葉品質(zhì)的影響和氯元素對植物生長的影響方面,而煙草對鉀元素和氯元素的吸收是必不可少的,所以研究氯化鉀對煙草生長發(fā)育的共同作用及使用氯化鉀的合理范圍是必要的。
鑒于此,本研究主要探討不同氯化鉀濃度對烤煙光合作用、碳氮代謝主要酶活性的影響,了解氯化鉀調(diào)控烤煙生長發(fā)育的生理機制,為合理施用氯化鉀肥料、改善煙株營養(yǎng)狀況、提高煙葉的品質(zhì)提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 材料
供試烤煙品種為K326。試驗于2010年3~7月在南平煙科分所試驗基地育苗棚內(nèi)進行,采用水培漂浮育苗方法,待煙苗長到7葉1心時,選取生長一致的幼苗移栽至10 L塑料桶內(nèi),內(nèi)置定植網(wǎng),煙苗植于網(wǎng)上。所用營養(yǎng)液配方為Hoagland營養(yǎng)液,每隔7 d更換1次營養(yǎng)液。設(shè)0、0.5、2、4、8、32 mmol/L共6個氯化鉀濃度處理,每個處理煙苗30株。等煙苗長至團棵期時,取樣用于測定各生理生化指標(biāo)。
1.2 方法
采用CI-301型便攜式CO2氣體分析儀測定煙葉胞間CO2濃度、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、凈光合速率等光合參數(shù);采用飽和脈沖調(diào)制式葉綠素?zé)晒夥治鰞x測定F0、Fm、Fv、Fv/F0、Fv/Fm等葉綠素?zé)晒鈪?shù);參照劉倫沛[19]的方法測定ATP酶活性;采用鄧云龍等[20]的方法測定SPS活性;參照張智猛等[24]的方法測定SS活性; INV活性參照劉國順等[25]的方法測定;α-淀粉酶、β-淀粉酶活性參照何俊瑜等[26]的方法測定;參照鄒琦[28]的方法測定NR活性;采用屠波等[30]的方法測定中性蛋白酶的活性。
1.3 數(shù)據(jù)處理
采用EXCEL 2003和DPS 7.05對試驗數(shù)據(jù)進行LSD差異顯著性檢驗。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同氯化鉀濃度對烤煙光合作用的影響
2.1.1 不同氯化鉀濃度對烤煙光合參數(shù)的影響 由表1可知,隨著氯化鉀濃度的提高,煙葉的胞間CO2濃度和煙葉的氣孔導(dǎo)度呈現(xiàn)先升高,在4 mmol/L濃度處理下達(dá)最高值,然后下降的總體趨勢。經(jīng)方差分析,結(jié)果顯示4 mmol/L與2 mmol/L濃度處理無顯著差異,與其余濃度處理的差異達(dá)極顯著水平;各氯化鉀濃度處理胞間CO2濃度均極顯著高于0 mmol/L濃度處理。
煙葉的蒸騰速率呈現(xiàn)先升高,在2 mmol/L濃度處理下達(dá)最高值,然后下降的總體趨勢;2 mmol/L與0.5 mmol/L濃度處理無顯著差異,與其余濃度處理的差異達(dá)極顯著水平。煙葉的凈光合速率呈現(xiàn)先升高,在2 mmol/L濃度處理下達(dá)最高值,然后下降的總體趨勢;2 mmol/L與其余濃度處理的差異達(dá)極顯著水平。
2.1.2 不同氯化鉀濃度對烤煙葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響 F0:初始熒光,也稱基礎(chǔ)熒光,是光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)反應(yīng)中心處于完全開放時的熒光產(chǎn)量。由表2可知,隨著氯化鉀濃度的提高,煙葉的F0呈現(xiàn)先升高,在2 mmol/L濃度處理下達(dá)最高值,然后下降的總體趨勢。經(jīng)方差分析,結(jié)果顯示2 mmol/L與0.5 mmol/L濃度處理無顯著差異,與其余濃度處理的差異達(dá)顯著水平。
Fm:最大熒光產(chǎn)量是PSⅡ反應(yīng)中心處于完全關(guān)閉時的熒光產(chǎn)量?煞从惩ㄟ^PSⅡ的電子傳遞情況。隨著氯化鉀濃度的提高,煙葉的Fm呈現(xiàn)先升高,在0.5 mmol/L濃度處理下達(dá)最高值,然后下降的總體趨勢。經(jīng)方差分析,結(jié)果顯示0.5 mmol/L與2、8 mmol/L濃度處理無顯著差異,與其余濃度處理的差異達(dá)極顯著水平。
Fv=Fm-F0:為可變熒光,反映了QA的還原情況。隨著氯化鉀濃度的提高,煙葉的Fv呈現(xiàn)先升高,在0.5 mmol/L濃度處理下達(dá)最高值,然后下降的總體趨勢。經(jīng)方差分析,結(jié)果顯示0.5 mmol/L與2、8 mmol/L濃度處理無顯著差異,與其余濃度處理的差異達(dá)極顯著水平。
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