草坪草作为重要的园林绿化材料,在北方冬季会受到冷害和冻害的威胁。植物生长调节剂常被用于提高植物的抗寒抗冻能力。为探讨植物生长调节剂对常见冷季型草坪草抗冻能力的作用及其生理机制,本研究在分析了低温胁迫对草坪草生理指标的影响的基础上,综合评价了多效唑、脱落酸、水杨酸、抗倒酯等植物生长调节剂对冷季型草坪草抗冻能力的影响,并指出植物生长调节剂对冷季型草坪草抗冻能力具有重要的调节作用,为植物生长调节剂在冷季型草坪草养护中的合理应用提供参考。 Lawn grass, as an important landscaping material, is stressed by cold and freezing in the northern winter. Plant growth regulators were often used to improve the cold resistance of plants. To discuss the effect of plant growth regulator on the freezing resistance of cold season turfgrass and its physiological mechanism, the influence of low temperature stress on physiological indexes of turfgrass was firstly analyzed in this study. And then the effects of paclobutrazol, abscisic acid, salicylic acid, trinexapac-ethyl and other kinds of plant growth regulator on cold season lawn grass were summarized. The important regulation effect of plant growth regulator on the frost resistance of cold season turfgrass was discussed at last. All above studies aimed at providing an important suggestion on the reasonable application of plant growth regulator in lawn grass maintenance.
关紫荆,邹莹,许赛男,那杰*
辽宁师范大学生命科学学院,辽宁 大连
收稿日期:2018年8月20日;录用日期:2018年9月6日;发布日期:2018年9月14日
草坪草作为重要的园林绿化材料,在北方冬季会受到冷害和冻害的威胁。植物生长调节剂常被用于提高植物的抗寒抗冻能力。为探讨植物生长调节剂对常见冷季型草坪草抗冻能力的作用及其生理机制,本研究在分析了低温胁迫对草坪草生理指标的影响的基础上,综合评价了多效唑、脱落酸、水杨酸、抗倒酯等植物生长调节剂对冷季型草坪草抗冻能力的影响,并指出植物生长调节剂对冷季型草坪草抗冻能力具有重要的调节作用,为植物生长调节剂在冷季型草坪草养护中的合理应用提供参考。
关键词 :植物生长调节剂,冷季型草坪草,抗冻
Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc.
This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
草坪草是园林绿化材料,不但可用于城市广场、街道、庭院、园林景点作为观赏草坪,还具有调节气候,吸收大气中的二氧化碳、二氧化硫、氟化氢、氨、氯等有毒有害气体,减轻噪声,吸附灰尘,防止风沙等绿化作用。草坪草也可用于足球、网球、高尔夫球等球类以及赛马场的运动竞技草坪,具有较高经济价值。如何提高草坪草的品质及抗逆能力一直是草坪草应用研究的热点。
园林绿化中常用冷季型草坪草草种,主要有冷地型草坪草,有多年生黑麦草、粗茎早熟禾、草地早熟禾、紫羊茅、小糠草、匍匐剪股颖等。其中早熟禾抗病力强,黑麦草抗病力弱。冬季的低温胁迫是制约冷季型草坪草生长的主要胁迫因子 [
低温胁迫下,草坪草的质膜相对透性增加导致细胞受损,且质膜相对透性的增加往往早于其他危害症状的出现。吕优伟 [
在低温胁迫下,超氧化物歧化酶(SOD)活性下降,自由基引发的脂膜过氧化作用加剧,膜脂过氧化产物——丙二醛含量明显增加,并与细胞内各种成分剧烈反应导致膜系统结构和生理完全性破坏。梁慧敏等 [
低温胁迫下,草坪草的光合作用受到阻碍。叶绿体是一种冷敏感性强的亚细胞器,低温条件会造成其叶绿素含量减少,光合作用降低。郑国华等 [
植物生长物质是一些调节植物生长发育的物质,可分为植物生长调节剂和植物激素两类。植物生长调节剂根据生理性质不同可分三类(表1)。草坪草养护中常使用不同的植物生长调节剂,研究发现植物生长调节剂对提高暖季型草坪草的抗寒性无明显作用,但有对冷季型草坪草抗冻能力方面具有重要的调节作用。
多效唑对草坪草抗冻性的影响主要体现在增加植物体内游离脯氨酸积累,提高保护酶系统活性及缓解光合速率等。脯氨酸作为一种渗透调节物质,在低温胁迫下含量增高,保持质膜的相对稳定。宋巍等 [
脱落酸(ABA)是植物体内存在的具有倍半萜结构的植物激素,能够控制植物的许多发育和生长特性,其对植物抗冻能力的提高主要是通过提高SOD酶活性,减少活性氧自由基的产生和积累,促进水分从根系向叶片的输送,调节气孔关闭,诱导渗透调节物质脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白等途径实现。刘立军等 [
水杨酸(邻羟基苯甲酸,SA)对植物的许多生理过程如开花、性别分化、乙烯合成、呼吸、蒸腾、种子发芽、气孔关闭、膜通透性及离子的吸收等起调控作用。池春玉 [
类型 | 常见种类 | 作用 |
---|---|---|
植物生长促进剂 | 吲哚丁酸、萘乙酸、赤霉素、6-苄基腺嘌呤、激动素、乙烯利 | 促进分生组织细胞分裂和伸长,促进植物营养器官生长和生殖器官发育 |
植物生长抑制剂 | 脱落酸、肉桂酸、香豆素、水杨酸、茉莉酸、三碘苯甲酸、马来酰肼 | 抑制顶端分生组织生长,使植物丧失顶端优势,侧枝增多,叶片面积减小 |
植物生长延缓剂 | 多效唑、缩节胺、优康唑、矮壮素、抗倒酯 | 抑制茎部近端分生组织细胞延长,使植物矮小,株型紧凑、节间缩短、叶片面积减小 |
表1. 常见植物生长调节剂及主要作用
出率,提高紫羊茅抗冷能力。目前,水杨酸已应用于提高草莓、紫叶李、小麦幼苗、茶树、玉米、辣椒等植物抗冻能力的研究,但水杨酸在提高冷季型草坪草抗冻能力上的应用仍较少,具有较大研究前景。
抗倒酯(TE)为赤霉素生物合成抑制剂,属环己烷羧酸类植物生长调节剂,可通过降低赤霉素的含量控制植物生长,是一类广谱性植物生长延缓剂。抗倒酯可以提高光合速率和过氧化物酶的活性,延缓植物生长,提高植株体内叶绿素、蛋白质、核酸的含量,增强作物的抗冻能力。有研究发现适当浓度的抗倒酯处理一年生早熟禾会生长健壮,提高越冬性 [
综上,冷季型草坪草在低温胁迫下各项生理指标如质膜透性、防御系统酶活性、光合作用等方面发生明显改变。植物生长调节剂调节冷季型草坪草抗冻能力的机制主要是通过提高植物防御系统酶活性、增加细胞内渗透调节物质如可溶性糖、脯氨酸和蛋白质含量等,最终适度抑制或延缓草坪草生长,提高草坪草抗冻能力。
多种植物生长调节剂对冷季型草坪草抗冻性具有调节作用,并且具有较高的生物活性,较低的浓度即可达到较好的调节效果,能有效解决草坪草绿期短、冬季枯黄、草种退化等问题。
提高抗冻能力是冷季型草坪草种植和养护需要攻克的难题。植物生长调节剂凭借其生物活性高、价格低廉、效应浓度小等优势已成为提高植物生产力和抗逆性的有效科技手段,在冷季型草坪草合理养护方面具有良好的应用前景。
感谢辽宁省教育厅大学生创新创业训练计划项目资助,感谢辽宁省植物生物工程重点实验室提供研究支持。
辽宁省大学生创新创业训练计划项目(项目编号:201710165000026)。
关紫荆,邹莹,许赛男,那杰. 植物生长调节剂对冷季型草坪草抗冻能力的调节作用 Regulation of Plant Growth Regulator on Frost Resistance of Cold Season Turfgrass[J]. 植物学研究, 2018, 07(05): 523-527. https://doi.org/10.12677/BR.2018.75063