不同分子量壳寡糖对黄瓜穴盘苗生长的影响

狄文伟

摘要：研究不同分子量壳寡糖对黄瓜穴盘苗生长的影响，以黄瓜品种津旺707为试验材料，分别用分子量小于2 000、 3 000、5 000的壳寡糖配成1、10、50、100、200 mg/L溶液，分4次喷施黄瓜穴盘。对幼苗的形态指标、根系活力、叶绿素含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量等指标进行测定。结果表明，大分子量的壳寡糖对穴盘苗生长有利；在同一种分子量范围内，浓度较高时对穴盘苗生长有利；但大分子量过高浓度的壳寡糖（T15处理，平均分子量<5 000，浓度为200 mg/L）会降低黄瓜穴盘苗的干鲜质量、根长、G值和叶绿素、可溶性蛋白、可溶性糖含量。综合分析可知，分子量小于5 000的壳寡糖、浓度为100 mg/L时对黄瓜穴盘苗生长促进效果最好。

关键词：壳寡糖；黄瓜穴盘苗；植物生长调节剂

中图分类号： S642.201

文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2016）04-0196-03

甲壳素又称甲壳质、几丁质等，广泛存在于低等动物，特别是节肢动物，如昆虫、虾、蟹等的外壳及低等植物、菌、藻类的细胞壁中，是一种天然的生物高分子物质，属线性多糖类。甲壳素是一种可再生能源及工业原材料，它在自然界的产量仅次于纤维素，其脱N-乙酰基后即生成壳聚糖[1-3]。甲壳素和壳聚糖均不溶于水，且不易被动植物吸收。壳寡糖（又称寡聚氨基葡糖、甲壳低聚糖、β-1，4-寡聚葡萄糖胺），是通过甲壳素或壳聚糖降解得到，由3～10个单糖分子通过糖苷键连接而成。与甲壳素或壳聚糖比，壳寡糖水溶性好、功能作用强、生物活性高[4]。壳寡糖应用于农业上，有调控植物生长发育、激活植物防御反应、杀菌防病等功能，可以提高作物产量和品质，并增强作物抗病性[1，5-8]。

近年来，科研人员对壳寡糖对燕麦[4]、油菜[3]、小麦[9]、烟草[10]、水稻[11]、茄子[12]等作物幼苗的影响进行了研究。结果表明，壳寡糖能提高多种作物的抗病性，并有助于提高抗寒能力、叶绿率含量、光合速率等，还具有促进生长、控制徒长等作用。有关不同分子量壳寡糖对黄瓜幼苗生长影响的研究报道较少，相关综合性研究未见报道。本试验研究了不同分子量壳寡糖对黄瓜穴盘苗生长发育的影响，研究结果有助于为尽快将壳寡糖应用于黄瓜幼苗生产提供相关理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 材料 黄瓜品种为津旺707，为天津朝研种苗科技有限公司产商品种子，种子包装日期为2014年9月。壳寡糖，济南海得贝海洋生物工程有限公司提供，平均分子量（MW）分别小于2 000、3 000、5 000。

1.1.2 试剂 丙酮、95%乙醇、考马斯亮蓝G-250、磷酸、结晶牛血清蛋白、乙酸乙酯、二水磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、浓硫酸、2，3，5-三苯基氯化四氮唑（TTC）、蔗糖、蒽酮，均为国药集团化学试剂有限公司生产。

1.1.3 仪器 尤尼卡7200分光光度计、TDL-40B型离心机、ALC-110.4型、1/10 000电子天平、DNP-9082型电热恒温培养箱、游标卡尺。

1.2 方法

2015年4月8日播种，50孔穴盘，穴盘尺寸为长54 cm、宽27 cm；基质为德国Frota草炭与大粒珍珠岩按体积比4 ∶1混配。4月13日出芽，18日子叶展平、真叶吐心时进行第1次处理，全株喷施。4月24日1张真叶时进行第2次处理。4月28日2叶1心时进行第3次处理。5月3日，2叶1心时进行第4次处理。5月5日取样，播种至取样历时27 d。

不同分子量的3种壳寡糖分别用蒸溜水配成浓度为1、10、50、100、200 mg/L溶液，用其喷施黄瓜穴盘苗，每个处理2盘（共100株），设T1（MW<2 000、1 mg/L）、T2（MW<2 000、10 mg/L）、T3（MW<2 000、50 mg/L）、T4（MW<2 000、100 mg/L）、T5（MW<2 000、200 mg/L）；T6（MW<3 000、1 mg/L）、T7（MW<3 000、10 mg/L）、T8（MW<3 000、50 mg/L）、T9（MW<3 000、100 mg/L）、T10（MW<3 000、200 mg/L）；T11（MW<5 000、1 mg/L）、T12（MW<5 000、10 mg/L）、T13（MW<5 000、50 mg/L）、T14（MW<5 000、100 mg/L）、T15（MW<5 000、200 mg/L）共15个处理，另用清水作对照（CK）。每次喷施以叶片滴液为标准。真叶展平时开始喷施，每5～7 d喷施1次（具体视天气情况而定）。当幼苗2叶1心时取样进行相关指标测定。

1.3 测定项目与方法

形态指标：株高、茎粗、地上部鲜质量、地下部鲜质量、地上部干质量、地下部干质量、根长、叶绿素含量。叶绿素含量测定用乙醇-丙酮法；根系活力测定用TTC法；叶片蛋白质含量测定用考马斯亮蓝G-250法；叶片可溶性糖含量测定用蒽酮法[13-14]。

根冠比=根干质量/地上部干质量；

壮苗指数=（茎粗/株高）×全株干质量[15]；

G值=全株干质量/播种时间。

1.4 数据分析

试验数据采用新复极差法进行分析，取5%差异水平。

2 结果与分析

2.1 不同分子量壳寡糖对黄瓜穴盘苗形态指标的影响

从表1可以看出，株高T5、T10、T15处理与CK间差异显著，表明200 mg/L的高浓度壳寡糖有明显抑制黄瓜穴盘苗株高生长的作用，T13、T14处理与CK间差异达显著水平，表明大分子量且较高浓度（大于50 mg/L）壳寡糖对株高同样有明显抑制作用。在地上部、地下部鲜质量、干质量、根长指标上，T5、T8、T9、T10、T13、T14、T15处理综合表现较好；表明高浓度与较大分子量的壳寡糖有增加地上部、地下部干质量、鲜质量与根长的趋势。

2.2 不同分子量壳寡糖对黄瓜穴盘苗壮苗指标的影响

从表2可以看出，在全株干质量指标上，T5、T8、T9、T10、T11、T14处理表现较好，且与CK之间差异显著；在G值指标上，T5、T8、T9、T10、T11、T14处理较高，且与CK间存在显著差异，表明较大分子量的壳寡糖有利于提高G值；在壮苗指数上，T5、T9、T10、T11、T13、T14、T15处理表现较好，且与CK之间存在显著差异，表明高浓度或较大分子量适宜浓度壳寡糖可提高黄瓜穴盘苗壮苗指数。

2.3 不同分子量壳寡糖对黄瓜穴盘苗叶绿素含量的影响

从表3可以看出，T12、T14、T15处理叶绿素a含量较高，且与CK间存在显著差异；叶绿素b含量在T3至T15处理与CK间也存在显著差异；总叶绿素含量以T14处理表现最好，且与其他处理之间存在显著差异；T5、T12、T15处理叶绿素含量较高，且与CK之间存在显著差异。结果表明，高浓度小分子量（WM<2 000）及大分子量（WM<3 000、WM<5 000）的壳寡糖能明显提高黄瓜穴盘苗叶片的叶绿素含量。

2.4 不同分子量壳寡糖对黄瓜穴盘苗生理指标的影响

从表4可以看出，在根系活力指标上，T11、T12、T13、T14、T15处理值较大，与CK间存在显著差异，表明大分子量的壳寡糖有明显提高黄瓜穴盘苗根系活力的作用。T6、T7、T8、T9、T10与T11、T12、T13、T14处理TTC还原强度基本呈逐渐增高的趋势，表明黄瓜穴盘苗根系活力会随壳寡糖浓度的增高而增强。

在叶片蛋白质含量指标上，壳寡糖处理过的幼苗均高于CK，且差异显著。T12、T13、T14处理叶片蛋白质含量较高，且与CK、T1、T2、T3、T6、T7处理之间存在显著差异，表明大分子量适宜浓度的壳寡糖有明显提高黄瓜穴盘苗叶片蛋白质含量的作用。

在叶片可溶性糖含量指标上，T11、T12、T13、T14、T15处理含量均较高，且与CK间存在显著差异，表明大分子量的壳寡糖（WM<5 000）可提高黄瓜穴盘苗叶片可溶性糖含量。T8、T9、T10处理幼苗叶片可溶性糖含量也较高，且与CK间存在显著差异，表明较大分子量壳寡糖（WM<3 000）、较大浓度（大于50 mg/L）处理可提高黄瓜穴盘苗叶片可溶性糖含量。

3 结论与讨论

试验结果表明，高浓度壳寡糖T5、T10、T15处理有矮化黄瓜穴盘苗的作用，大分子量较高浓度的壳寡糖T13、T14处理也有矮化黄瓜穴盘苗的作用；高浓度T5、T10、T15处理与较大分子量适宜浓度T8、T9、T13、T14处理的壳寡糖有增加地上部、地下部干质量、鲜质量与根长的趋势。在壮苗指数上，大分子量的壳寡糖（WM<5 000）处理表现较好；较小分子量、较高浓度的壳寡糖T5、T9、T10处理也能提高壮苗指数。在总叶绿素指标上，大分子量较高浓度（WM<5 000，浓度大于10 mg/L）的壳寡糖喷施可明显提高黄瓜穴盘苗叶绿素含量；小分子量较高浓度的壳寡糖（WM<2 000，浓度为200 mg/L）也能明显提高黄瓜穴盘苗叶片的叶绿素含量。大分子量的壳寡糖（WM<5 000）有明显提高黄瓜穴盘苗根系活力的作用，且在试验浓度范围内，在本试验方法下壳寡糖浓度越高对根系活力提高越明显。

本试验结果表明，大分子量的壳寡糖对穴盘苗生长更有利；在同一种分子量范围内，浓度较高时对穴盘苗生长更有利。但大分子量过高浓度的壳寡糖T15处理，WM<5 000、浓度为200 mg/L会降低黄瓜穴盘苗的干鲜质量、根长、G值、叶绿素含量、蛋白含量、可溶性糖含量。综合分析可知，分子量小于5 000的壳寡糖、浓度为100 mg/L时表现最好。

郭卫华等研究表明，浓度为0.1 mg/L的壳寡糖能促进黄瓜种子发芽，并对黄瓜苗生长有利，当壳寡糖浓度较大时（达到100 mg/L）会抑制黄瓜苗的生长，与本试验结果明显不同[5]；本试验结果发现，只有当壳寡糖浓度达到200 mg/L时才有明显抑制黄瓜穴盘苗生长的作用。扈学文等利用分子量分别为3 000、5 000、10 000的0.3%（质量浓度）的壳寡糖处理黑麦幼苗，发现分子量为10 000对黑麦幼苗的生长更为有利[4]。结果表明，分子量大的壳寡糖更有利于黑麦幼苗的生长，与本试验结果相似。

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