甜叶菊糖苷含量和积累量与钛吸收的相关性研究

摘要

作物根系养分离子的吸收动力学在矿质营养研究中意义重大，它能反映出不同植物对离子的吸收方式和对营养条件的适应水平，现已广泛应用于小麦、水稻、玉米等作物对营养物质的吸收，但是关于甜叶菊对钛吸收动力学研究的报道并不常见。甜叶菊糖苷具有高甜度（是蔗糖的200~300倍）、低热量（仅为蔗糖的1/300）、耐热性和安全性的特性，它是一类可代替蔗糖的新型糖源，不但对人体没有任何不良影响，而且还具有降血压、强壮身体、治疗糖尿病等药用价值。钛在地球表面分布较广泛，虽然目前还未确定钛是否为植物生长所必需的营养元素，但通过钛对多种作物的研究发现，施钛能够促进养分的吸收与转运；提高叶片中叶绿素的含量；促进酶的活性；改善产品品质等。通过前期研究发现，钛在甜叶菊中具有一定的富集作用，含量是其他中药材的几倍，甚至是几十倍，如此高的钛含量，甜叶菊是如何进行吸收的，是否对糖苷含量与积累量产生影响，是否会改变甜叶菊糖苷的质量（St与RA的比例）等问题引起人们的关注。为此本文采用水培方法，研究了不同品种甜叶菊对钛的吸收动力学特征，比较了呼吸抑制剂丙二酸对甜叶菊和水稻对钛吸收的影响；运用盆栽技术，通过土壤和叶面喷施两种施钛方式，探讨了钛肥对甜叶菊糖苷含量与积累量的效应，研究钛吸收与甜叶菊糖苷含量及积累量之间的相关性。主要结果如下：
　　1、吸收动力学表明，甜叶菊对钛的吸收量随着溶液中钛浓度的增加而增加，动力学曲线符合Michaelis-Menten方程，菊隆5号和惠昌4号的最大吸收速率（Vmax）分别为0.11mg/（株·h）和0.05mg/（株·h），米氏常数（Km）分别为3.46mg/L和2.74mg/L。呼吸抑制剂丙二酸不仅严重抑制了甜叶菊对钛的吸收，而且改变了动力学吸收曲线的形态，而水稻对钛的吸收动力学曲线则不受呼吸抑制剂的影响，证明了甜叶菊对钛的吸收是一个需要能量的主动吸收过程。
　　2、叶面和土壤施钛均能显著提高甜叶菊糖苷的含量与积累量，且都在T3处理时达到最大值，叶面喷钛使菊隆5号和惠昌4号糖苷总含量分别比对照增加了1.33倍和1.39倍，而土施为1.22倍、1.50倍；叶面喷施使菊隆5号和惠昌4号的糖苷总积累量与对照相比增幅最高达72.96％、78.70%，而土施仅为42.05%和50.84%，说明叶面施钛效果优于土施。
　　3、相关分析表明，叶面喷施浓度和土施量与糖苷总积累量之间符合二次多项式模型，且相关系数达到显著水平，回归方程分别为菊隆5号：y=-0.14234x2+6.9098x+158.31（ R2=0.81623*）、y=-0.0306x2+1.5481x+60.007（ R2=0.88738*）惠昌4号：y=-0.13396x2+6.5122x+148.19（ R2=0.80711*）、y=-0.03246x2+1.5987x+59.992（R2=0.78705*），计算可知，叶面喷施和土施的最佳浓度（或量）区间为20~25mg/L（或mg/kg）左右。
　　4、随着叶面喷施浓度或土施量的增加，甜叶菊品种叶片中钛含量与糖苷含量、钛的积累量与糖苷积累量之间均符合二次多项式模型，且相关系数均达到显著或极显著水平。

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1 文献综述

1.1 植物根系吸收动力学概述

1.2 甜叶菊糖苷的概述

1.3 甜叶菊糖苷的理化性质

1.4 甜叶菊糖苷的应用

1.5 钛在植物和土壤中的含量

1.6 钛对植物的生理效应

1.7 微量元素对中药材的生理效应研究

2 引言

2.1 研究目的和意义

2.2 研究特点与创新

3 试验材料与方法

3.1 试验材料

3.2 试验方法

3.3 测定方法

4 结果与分析

4.1 甜叶菊对钛的吸收动力学研究

4.2 土壤施钛对甜叶菊糖苷的影响

4.3 叶面喷钛对甜叶菊糖苷的影响

4.4 土壤施钛与叶面喷钛对甜叶菊糖苷影响的比较

5 讨论

5.1 甜叶菊吸收钛的动力学研究

5.2 施钛方式对甜叶菊糖苷的效应

6 结论

参考文献

致谢

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