嘧菌酯对人参生理生化指标及品质的影响

发布时间：2017-12-16 17:34

  本文关键词：嘧菌酯对人参生理生化指标及品质的影响

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【摘要】：人参(Panax ginseng C.A.Meyer)是最古老的名贵中药之一,其药用史已达数千年,被誉为百草之王,享誉世界。我国是人参生产大国,产量约占世界人参总产量的70%。人参的生长期较长,从播种期至收获期需要经历4-6年的时间,并且对土壤环境和气侯环境要求均比较苛刻,极易受病害的侵染并影响最终产量。甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂嘧菌酯作为一种高效、低毒、低残留及环境友好的广谱性新型杀菌剂,作用机理独特,内吸性强,与其他杀菌剂均无交互抗药性。在有效防治人参黑斑病、炭疽病和灰霉病等多种病害的同时对靶标生物安全。目前在嘧菌酯对人参生长发育的影响尚未见报道。嘧菌酯已经在我国人参上进行了登记,其最高推荐使用剂量为225 a.i.g/hm2。本研究采用田间试验法,于2013-2014年以吉林省白山市和辽宁省桓仁满族自治县的五年生人参(品种为“二马牙”)为试验材料,以25%嘧菌酯SC 150 g.a.i./hm2和225 g.a.i./hm2两个施用剂量,对人参植株进行茎叶喷雾处理,选取正常生长的人参植株为清水对照组,在人参长生期为[PGS]800/909(Phonological Growth Stages):物候生长阶段进行第1次施药,每个剂量施药3次,施药间隔期为7 d。按人参不同生长阶段采集样品,探讨其对人参形态学指标、生理学指标以及品质的影响,并对其分子调控机理进行了初步探讨,旨在为嘧菌酯在人参上的正确使用提供科学依据。研究主要结果如下:1.本研究建立了优化的QuEChERS分析方法测定人参中42种农药的残留量,该方法简便可靠,能满足对于吉林省白山市和辽宁省桓仁满族自治县两个田间试验基地已用农药残留量的筛查要求,结果表明:42种农药均无高浓度残留,排除了对后续试验造成影响的可能性,可以保证本研究试验均为嘧菌酯单一农药作用的结果。2.研究了嘧菌酯对人参形态学指标的影响。试验结果表明:嘧菌酯可以优化人参的叶片、茎部、根部及人参果的表观性状,改善了人参叶片的颜色、亮度及人参果色泽,显著提高了茎粗、叶宽、比根重及果形指数,降低了株高,且高剂量嘧菌酯处理组促进或抑制作用更明显。嘧菌酯处理组人参植株可比清水对照组延缓衰老14d以上。具体形态学指标变化为与对照相比,在嘧菌酯高、低剂量处理下,人参株高分别降低了2.96%和1.44%;茎粗增加了55.21%和26.04%;叶宽增加了18.53%和9.18%;比根重增加了65.35%和37.28%;果形指数增加了6.25%和2.08%(试验结果取两年两地的平均值)。3.研究了嘧菌酯对人参生理学指标的影响。试验表明:嘧菌酯的施用可以显著提高人参植株叶绿素的含量、提高植株及根部的可溶性蛋白含量,增强抗逆性;嘧菌酯还有效抑制了植株中活性氧和MDA的过快增长,显著增强了植株及根部的抗氧化酶系SOD、CAT、POD及APX的活性。具体生理学指标变化为在人参处于生长阶段[PGS]809/909(红果期)时,与清水对照组比,叶片中叶绿素含量高、低两种剂量处理下,分别增加了56.20%和29.97%。茎部叶绿素含量分别增加了18.21%和7.61%;叶片、茎部及根部可溶性蛋白含量分别增加了41.55%和22.40%、80.77%和43.27%以及31.15%和21.53%;叶片、茎部及根部SOD含量分别增加了128.36%和89.28%、116.50%和88.45%以及55.27%和33.59%;叶片、茎部及根部CAT含量分别增加了74.51%和57.34%、135.53%和112.33%以及38.96%和15.63%;叶片、茎部及根部POD含量分别增加了57.42%和24.22%、19.43%和3.53%以及99.50%和74.17%;叶片、茎部及根部APX含量分别增加了77.97%和67.28%、131.33%和110.87%以及33.51%和16.16%等(试验结果取两年两地的平均值)。4.研究了嘧菌酯对人参品质的影响。试验表明:嘧菌酯的施用可以提升人参品质。对于人参叶片、茎部、根部及果中的皂苷含量都有明显的促进作用;对于人参茎中的从未见报道的亚油酸乙酯和亚麻酸甲酯两种油脂的生成起到了一定的刺激作用;同时还显著提高了人参根中的维生素E及生育酚的含量;大大提高了人参果中可溶性固形物的含量。具体品质指标变化为在人参处于生长阶段[PGS]809/909(红果期)时,与清水对照组比,嘧菌酯高、低剂量处理组中人参叶片、茎、根及果中的人参皂苷含量分别提高了82.03%和62.21%、34.29%和27.38%、37.43%和21.81%以及3.98%和1.59%;人参茎中亚油酸乙酯和亚麻酸甲酯的含量分别为4.67mg/g和3.56mg/g以及4.22mg/g和3.41mg/g;人参根部维生素E和生育酚分别增加了16.67%和5.01%以及32.65%和16.33%;人参果中可溶性固形物的含量提高了9.12%和7.63%(试验结果取两年两地的平均值)。5.研究了嘧菌酯对于人参皂苷合成途径中几种关键酶及基因表达作用的分子机理。试验表明:嘧菌酯的施用使人参皂苷合成途径中的FPS、SQS、SQE及P450均有所提高,其中以P450最为显著。两个浓度处理组均显著提高几种基因的表达量,且高剂量处理组效果更佳。具体基因表达量的变化为在人参处在生长阶段[PGS]809/909(红果期)时,与清水对照组比,嘧菌酯高、低剂量处理组中人参根中的FPS、SQS、SQE及P450基因表达量分别提高了133%和129%、125%和119%、137%和125%以及272%和162%(试验结果取两年两地的平均值)。与研究得到的嘧菌酯可以促进人参根部皂苷的提高结果相一致。本研究证实了嘧菌酯在有效控制人参病害的同时,能优化人参的形态学指标,生理学指标,延缓人参衰老,增加人参皂苷含量以及提高人参品质。还初步探究了嘧菌酯提高人参皂苷含量的分子机理。对于合理指导嘧菌酯的使用具有重要的理论价值和实践意义,同时也为人参皂苷合成途径与调控分子机理的研究提供依托,为人参皂苷的产业化提供技术支撑。
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S435.675

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