多效唑对植物生理生态的影响及其在荒漠化领域的应用展望
张 帅1 ,原伟杰1* ,宋晓敏2 ,虞 毅3 ,李 芸4 ,官昊慧1
1. 中国林业科学研究院华北林业实验中心 北京九龙山暖温带国家森林长期科研基地,北京 102300;2. 北京圣海林生态环境科技股份有限公司,北京 100083;3. 国际竹藤中心,北京 100102;4. 奇安信科技集团股份有限公司,北京 100035
Effects of Paclobutrazol on Plant Physiology and Ecology and Its Application Prospect in the Field of Desertification
ZHANG Shuai1 , YUAN Wei-jie1* , SONG Xiao-min2 , YU Yi3 , LI Yun4 , GUAN Hao-hui1
1.Experimental Centre of Forestry in North China,Chinese Academy of Forestry. National Permanent Scientific Research Base for Warm Temperate Zone Forestry of Jiulong Mountain in Beijing,Beijing 102300;2. Beijing Sainteco Technology Co.,LTD,Beijing 100083;3. International centre for bamboo and rattan,Beijing 100102;4. QI-ANXIN Technology Group Inc,Beijing 100035
摘要 多效唑自 20 世纪 80 年代推出以来,备受广大研究学者的关注,多效唑的应用不仅对植株根、茎、叶等外部形态有影响,还有效地提高了植株的抗寒、抗旱等生理特性,其应用领域也不断扩展,从农业、果树逐渐发展到林业、蔬菜、园艺等各个方面,近年来更是取得了显著的研究成果。本文基于多效唑的作用机理,评述了多效唑对植株不同部位的作用效果及其应用领域的研究概况,结合当今日益严重的荒漠化问题,分析展望多效唑在沙地植物上应用的可能性和开发潜力,以期为提高沙地植物的生理生长特性、改进荒漠化治理模式提供科学依据。
关键词 :
多效唑 ,
作用效果 ,
应用领域 ,
沙生植物
收稿日期: 2021-12-28
基金资助: 国家林业和草原局科技创新青年拔尖人才项目(2019132604)。
作者简介 : 张 帅(1991—),男,博士,助理研究员,主要研究方向:荒漠化防治、困难立地生态修复。
[1] 张亦弛,郭素娟. 植物生长延缓剂对板栗苗枝条生长及叶片非结构性碳水化合物的影响 [J]. 南京林业大学学报:自然科学版, 2020, 44(6):85-93.
[2] 张天俊,张永亮,李 威,等 . 植物生长延缓剂对羊草非结构性碳水化合物含量及产量的影响 [J]. 草地学报,2021,29(2):407-411.
[3] 吴海洋,姜钦龙,李 云,等 . 多效唑对万象优华占茎秆及产量性状的影响 [J]. 杂交水稻, 2020, 35(6):57-59.
[4] 李 茹,王玉英,赵丽莹,等 . 多效唑(PP333)对铁皮石斛瓶内开花的促进作用 [J]. 分子植物育种, 2020, 18(23):7905-7913.
[5] 成 臣,曾勇军,雷 凯,等 . 苗期不同浓度多效唑对南方晚粳稻秧苗素质、茎蘖动态及产量的影响 [J]. 中国水稻科学, 2020, 34(2):150-158.
[6] 李 芸,虞 毅,汤 锋,等 . 多效唑对 2 年生沙地柏生长和生理特征的影响研究 [J]. 干旱区资源与环境, 2015,29(6):110-116.
[7] 宋晓敏 . 多效唑对柠条植株构型及生理特征的影响 [D].北京:中国林业科学研究院, 2017.
[8] 李 芸 . 多效唑对杨柴和沙地柏生理生态的影响研究 [D].北京:中国林业科学研究院, 2014.
[9] 张 帅,丁国栋,高广磊,等 . 不同年限的草方格沙障对生态恢复的影响 [J]. 中国水土保持科学, 2018, 16(5):10-15.
[10] 王新华,林延慧,王效宁,等 . 不同施肥水平下多效唑对山栏稻重要农艺性状的影响 [J]. 分子植物育种,2021, 19(15):5092-5097.
[11] 周建霞,丰兆平,陈晓阳,等 . 分蘖期施用多效唑对杂交水稻 C 两优 817 产量及主要性状的影响 [J]. 杂交水稻,2021, 36(2):72-74.
[12] 许念芳,岳林旭,姚甜甜,等 . 不同质量浓度多效唑对山药的生长,产量和经济效益的影响 [J]. 中国瓜菜,2020, 33(9):63-65.
[13] 张艺帆,姚飞飞,黄延璐,等 . 多效唑对两个菊花品种生长和发育的影响 [J]. 北方园艺, 2021(19):84-91.
[14] Kamran M, Wennan S, Ahmad I, et al. Application ofpaclobutrazol affect maize grain yield by regulating rootmorphological and physiological characteristics under asemi-arid region[J]. Scientific Reports, 2018, 8(1):4818-4832.
[15] Bueno P, Tofanelli M, Vendrame W A, et al.Paclobutrazol as an alternative to improve propagation ofRubus brasiliensis Mart[J]. Scientia Horticulturae, 2021,287(2):110215-110221.
[16] 宋晓敏,原伟杰,虞 毅,等 . 多效唑对柠条幼苗构型特征的影响 [J]. 干旱区资源与环境, 2017, 31(12):184-188.
[17] Kreuser W C, Obear G R, Michael D J, et al.Growing degree ‐ day models predict the performance ofpaclobutrazol on bentgrass golf putting greens[J]. CropScience, 2018, 58(3):1402-1408.
[18] 张永平 . 多效唑浸种对渗透胁迫下玉米根边缘细胞发生的影响 [J]. 西北植物学报, 2011, 31(12):2503-2508.
[19] 林 多,赵 康,陈 宁,等 . 植物生长延缓剂对夏季番茄穴盘苗生长及根系形态的影响 [J]. 西北农业学报,2013, 22(10):140-145.
[20] 何克勤,李刘东,吕 磊,等 . 甜叶菊离体保存技术研究 [J]. 分子植物育种, 2018, 16(6):1929-1935.
[21] 金建涛,赖钟雄,刘生财,等 . 尤溪金柑离体再生体系优化及试管苗保存 [J]. 福建农林大学学报:自然科学版,2014, 43(3):256-262.
[22] Wang Y, Yao R. Increased endogenous gibberellin levelinhibits root growth of Pinus massoniana Lamb. plantletsduring long-term subculture[J]. In Vitro Cellular &Developmental Biology-Plant, 2020(4):1-10.
[23] 邓冬梅,李绍才,孙海龙 . 多效唑对不同立地条件下黄荆生长及生理特征的影响 [J]. 西北植物学报, 2017, 37(5):933-942.
[24] 赵密珍,庞夫花,王庆莲,等 . 生长抑制剂对‘宁玉’草莓苗及其定植后生长的影响 [J]. 中国果树, 2021(2):60-62.
[25] 龚明霞,罗海玲,袁红娟,等 . 外源赤霉素和多效唑对山药块茎膨大和零余子形成的影响 [J]. 园艺学报,2015, 42(6):1175-1184.
[26] 陈晓光,王振林,彭佃亮,等 . 种植密度与喷施多效唑对冬小麦抗倒伏能力和产量的影响 [J]. 应用生态学报,2011, 22(6):1465-1470.
[27] 陈晓光,石玉华,王成雨,等 . 氮肥和多效唑对小麦茎秆木质素合成的影响及其与抗倒伏性的关系 [J]. 中国农业科学, 2011, 44(17):3529-3536.
[28] Peng D, Chen X, Yin Y, et al. Lodging resistance ofwinter wheat(Triticum aestivum L.):Lignin accumulationand its related enzymes activities due to the application ofpaclobutrazol or gibberellin acid[J]. Field Crops Research,2014, 157 :1-7.
[29] Katiane, Max J, Cleiton G. Use of paclobutrazol in theproduction of tomato seedlings[J]. Comunicata Scientiae,2014, 5(2):164-169.
[30] 武荣花,李 勇,王 升,等 . 植物生长延缓剂对盆栽月季生长发育的影响 [J]. 西北植物学报, 2012, 32(4):767-733.
[31] Iftikhar A, Brian E, Whipker, et al. Paclobutrazol orancymidol effects on postharvest performance of pottedornamental plants and plugs[J]. Hortscience, 2015, 50(9):1370-1374.
[32] Karimi M, Ahmadi A, Hashemi J, et al. Effect of twoplant growth retardants on steviol glycosides content andantioxidant capacity in Stevia(Stevia rebaudiana Bertoni)[J]. Acta Physiologiae Plantarum, 2014, 36(5):1211-1219.
[33] 宋海凤,李绍才,孙海龙,等 . 根施不同浓度多效唑对 紫穗槐生长特性和相关生理指标的影响 [J]. 植物生理学 报, 2015, 51(9):1495-1501.
[34] 许丽娟,吴 鞠,刘海轩,等 . 生长抑制剂对大叶黄杨 形态观赏性的影响 [J]. 东北林业大学学报, 2018, 46 (11):16-21.
[35] 郑 婧,佘维维,白宇轩,等 . 氮素和水分添加对毛乌 素沙地油蒿群落优势植物叶片性状的影响 [J]. 林业科 学, 2018, 54(10):164-171.
[36] Panyam N S, Lakshmi V T R, Krishnan R K, et al. Modeling of palm leaf character recognition system using transform based techniques[J]. Pattern Recognition Letters, 2016 , 84(1):29-34.
[37] 曹德美,张亚红,成星奇,等 . 青杨不同种群叶片表型 性状的遗传变异 [J]. 林业科学, 2021, 57(8):56-67.
[38] 高冠龙,冯 起,张小由,等 . 植物叶片光合作用的气 孔与非气孔限制研究综述 [J]. 干旱区研究, 2018, 35(4):929-937.
[39] Elanchezhian R, Haris A A, Kumar S. Positive impact of paclobutrazol on gas exchange, chlorophyll fluorescence and yield parameters under submergence stress in rice[J]. Indian Journal of Plant Physiology, 2015, 20(2):111- 115.
[40] 许丽娟,吴 鞠,刘海轩,等 . 生长抑制剂对大叶黄杨 形态观赏性的影响 [J]. 东北林业大学学报, 2018, 46 (11):16-21.
[41] 韩丛蔚,徐程扬 . 多效唑和三碘苯甲酸对大叶黄杨根系 和叶片氮积累的影响 [J]. 植物营养与肥料学报, 2019, 25(2):328-336.
[42] 张鸽香,侯飞飞 . 叶面喷施多效唑对盆栽风信子生长与 开花的影响 [J]. 林业工程学报, 2012, 26(2):32-35.
[43] 冯立娟,苑兆和,尹燕雷,等 . 多效唑对大丽花叶片光 合特性和超微结构的影响 [J]. 草业学报, 2014, 23(4):114-121.
[44] 曾 旭,张怀琼,罗培高,等 . 多效唑对小麦叶片衰老 及产量的影响 [J]. 华北农学报, 2007, 22(2):136- 140.
[45] 王晓云,马池珠,李向东 . 多效唑对花生叶片多胺含量 及衰老的调节作用 [J]. 西北植物学报, 2001, 21(2):323-328.
[46] Saxena P, Singh V K, Pathak N. Antioxidative enzymes and biochemical changes in paclobutrazol induced flowering in mango(M. indica) cultivars [J]. Journal of Environmental Biology, 2014, 35(6):1061-1067.
[47] 黄诚梅,江 文,吴建明,等 . 萘乙酸与多效唑对茉 莉成花及新梢内源激素含量的影响 [J]. 西北植物学报, 2009 , 29(4):741-748.
[48] Upreti K K, Reddy Y, Prasad S, et al. Hormonal changes in response to paclobutrazol induced early flowering in mango cv. Totapuri[J]. Scientia Horticulturae, 2013, 150 (4):414-418.
[49] 赵 明,何海旺,武 鹏,等 . 外源多效唑(PP_(333)) 调 控 成 花 生 理 促 进 粉 蕉 早 抽 蕾 [J]. 分 子 植 物 育 种, 2021 , 19(15):5113-5119.
[50] 李 欢,李建兵,黄家权 . 外源多效唑对红肉蜜柚成花 的影响 [J]. 分子植物育种, 2019(9):3046-3052.
[51] 李冬波,朱建华,彭宏祥,等 . 花穗修剪与多效唑处 理对妃子笑荔枝产量与效益的影响 [J]. 南方农业学报, 2011 , 42(2):182-184.
[52] Richardson P J, Quinlan J D. Uptake and translocation of paclobutrazol by shoots of M.26 apple rootstock[J]. Plant Growth Regulation, 1986, 4(4):347-356.
[53] 许维纯,高梅秀 . 多效唑(PP333)对桃树生长发育的作 用 [J]. 植物生理学通讯, 1987(3):24-28.
[54] 彭竹君,田 航,王 忆,等 . 不同时期叶面喷施多效 唑对桃成花及 FT 基因表达的影响 [J]. 中国农业大学学 报, 2014, 19(3):88-94.
[55] 张威远,陈锦永,方金豹,等 . 多效唑在桃果实中残留 量评估 [J]. 园艺学报, 2013, 40(7):1369-1374.
[56] Zhao H, Cao H H, Pan M Z, et al. The role of plant growth regulators in a plant– aphid– parasitoid tritrophic system [J]. Journal of Plant Growth Regulation, 2017, 36 (4):868-876.
[57] Baninasab B. Amelioration of chilling stress by paclobutrazol in watermelon seedlings[J]. Scientia Horticulturae, 2009, 121(2):144-148.
[58] 张 智,张耀文,任军荣,等 . 多效唑处理后油菜苗 在低温胁迫下的光合及生理特性 [J]. 西北农业学报, 2013 , 22(10):103-107.
[59] 李方安,蒲 晶,倪 苏,等 . 高温长日照下多效唑对 马铃薯试管苗衰老及试管薯形成的影响 [J]. 江苏农业科 学, 2013, 41(3):72-74.
[60] 魏世林,杨溥原,梁红凯,等 . 多效唑对高粱生长发育 及生理的影响 [J]. 热带亚热带植物学报, 2021, 29(2):201-208.
[61] 苑学亮,杨春蕾,周建斌 . 水分胁迫下不同化学物质浸 种对小麦发芽及幼苗生长的影响 [J]. 干旱区农业研究, 2009 , 27(3):184-187.
[62] Yooyongwech S, Samphumphuang T, Tisarum R, et al. Water-deficit tolerance in sweet potato(Ipomoea batatas (L.) Lam.) by foliar application of paclobutrazol: role of soluble sugar and free proline [J]. Frontiers in Plant Science , 2017, 8 :1400-1412.
[63] 陈晓光,王振林,彭佃亮,等 . 种植密度与喷施多效唑 对冬小麦抗倒伏能力和产量的影响 [J]. 应用生态学报, 2011 , 22(6):1465-1470.
[64] Kuai J, Yang Y, Sun Y, et al. Paclobutrazol increases canola seed yield by enhancing lodging and pod shatter resistance in Brassica napus L.[J]. Field Crops Research, 2015 , 180(15):10-20.
[65] 彭智平,黄继川,于俊红,等 . 多效唑和营养元素配 施对水稻根系生长和产量的影响 [J]. 中国农学通报, 2011 , 27(5):234-237.
[66] 赵 峰 . 园林绿化管理在生态城市建设中的作用 [J]. 环 境工程, 2021, 39(7):265.
[67] Ba?ón S, González A, Cano E A, et al. Growth, development and colour response of potted Dianthus caryophyllus cv. Mondriaan to paclobutrazol treatment[J]. Scientia Horticulturae , 2002, 94(3):371-377.
[68] Wen X P, Deng X X. Micropropagation of chestnut rose (Rosa roxburghii Tratt) and assessment of genetic stability inin vitroplants using RAPD and AFLP markers[J]. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 2015, 80 :54-60.
[69] 贾 茵,张启翔,潘会堂,等 . PP333、 CCC、 B9 对盆 栽小报春矮化效应研究 [J]. 北京林业大学学报, 2010, 4(4):218-222.
[70] 崔志伟,王康才,郑 晖 . 多效唑和缩节胺对现蕾前忍 冬枝叶生长及花蕾性状和有效成分含量的影响 [J]. 植物 资源与环境学报, 2014, 23(1):99-103.
[71] 解玮佳,唐毓玮,李世峰,等 . 矮壮素和多效唑对盆栽 高山杜鹃‘红粉佳人’的矮化效应 [J]. 山东农业科学, 2021 , 53(3):45-49.
[72] 王竞红,多 多 . 多效唑对 6 种草坪草苗期抗旱性影响 的研究 [J]. 草业学报, 2014, 23(6):253-258.
[73] 熊作明,陆海英,王丽楠 . 多效唑对 2 种草坪草解剖结 构的影响 [J]. 扬州大学学报:农业与生命科学版, 2016, 37(4):109-112.
[74] 蔡新赟,邵秋雨,张新新,等 . 生长调节剂对坪用多年 生黑麦草生长特性的影响 [J]. 草业科学, 2013, 30(7):1014-1018.