GA3和IAA对慈竹木质素积累的效应
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摘 要 以慈竹为材料，研究不同浓度和配比的GA3和IAA对慈竹木质素含量的积累效应。结果表明，在处理前期GA3 50 mg/L+IAA200 mg/L能促进木质素含量积累，而GA3 200 mg/L+IAA50 mg/L抑制了木质素含量积累，但最终两者都表现出抑制作用。不同浓度和配比的GA3和IAA对木质素积累的作用不同，其中GA3 200 mg/L+IAA50 mg/L对慈竹木质素含量积累的抑制作用更明显。
关键词 慈竹；木质素；GA3；IAA；积累效应
中图分类号：S795 文献标志码：A 文章编号：1673-890X（2015）30--03
我国竹材资源丰富，且竹子生长快，产量高，所以成为了造纸的中高档原料。以竹代木，竹浆纸一体化，是缓解我国木材供需矛盾的有效途径之一。目前，我国用于制浆造纸的竹种约有30种，其中80%以上的原料为钓鱼慈竹、料慈竹和硬头黄竹等3个品种[1]。
但竹子在制浆造纸过程中，去木质素的化学处理会对环境造成污染。因此，如何选择具有低木质素含量，木质素易于提取和去除的优质竹材，对造纸工业发展及国民经济的增长具有重要的意义。
植物生长调节剂对植物生长发育具有显著作用，它们是植物发育和形态形成的重要调节因子。IAA和GA3对木质部纤维的初始发育和伸长都有促进作用[2-4]。本文以通过研究不同浓度和配比的GA3和IAA对慈竹木质素含量的作用效应。旨在为提高慈竹造纸品质，丰富竹的生理理论研究提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料
选取16丛生长健壮且无病虫害的慈竹于第1年3月进行移栽，行长和行距分别为1.5 m，移栽时留下约1.5 m高的竹桩。第2年5月待发新枝后，保留2 a母株上的新枝，剔除其他枝条。待新枝生长茂盛后，竹枝长约40 cm，用不同配比和浓度的GA3和IAA，即50 mg/L GA3和200 mg/L IAA组合处理（以下以GA350IAA200表示）和200 mg/L GA3和50 mg/L IAA组合处理（以下以GA3200IAA50表示），分别对竹丛冠层叶面进行喷施处理，以喷施清水作为对照，以200 mL/m2计算。
1.2 方法
1.2.1 样品的采集及制备
每隔10 d分6次对样品采集。采集处理方法如下：每一丛上剪取生长粗壮，长短相似的枝条。每个样品的枝条于105 ℃杀青。
1.2.2 木质素组分测定
（1）样品制备。将杀青干燥过的样品放入植物粉碎机中粉碎，过60目筛。竹粉经苯-乙醇提取后，用球磨机在温和条件下研磨成200目以下的粉末。
（2）磨木木质素（MWL）的提取参照Bj?kman的方法[5]。称取100 g研磨后的竹粉，在常温下用二氧六环∶水（8∶2）的混合溶剂在不断的搅拌条件下分3次反复提取，将竹粉中的可溶性物质和MWL全部提出。提取液用旋转蒸发器在真空条件下于40 ℃将溶剂蒸干，即可得到粗制磨木木质素。
（3）粗木质素的纯化按Lundquist的方法进行[6]。将粗木质素溶于140 mL吡啶-醋酸-水（9∶1∶4）溶液中，后用160 mL三氯甲烷和20 mL单蒸水抽提，静置分层，下层为含有木质素的有机层。连续抽提3次，最后一次的有机层经浓缩后在乙醚中沉淀出木质素，再经真空干燥，得到灰白色的磨木木质素。
（4）红外光谱分析。取样品10 mg（过200目粉），加入KBr300 mg，在玛瑙研钵中研磨（约120次）后，将其置于真空干燥箱中，在真空度约0.1 mPa、70 ℃下烘干8 h以上。经烘干的试样在压片模中在15 t压力下压制成透明薄片。用傅里叶转换红外光谱仪（FTIR）得到相应光谱。
2 结果与分析
2.1 GA3和IAA对慈竹木质素含量动态积累的调控作用
空白对照和GA350IAA200处理的木质素含量积累变化趋势基本一致，都呈先上升后下降的趋势，均在30天时达到最大值。在最高峰时GA350IAA200处理木质素含量要高于空白对照，GA3200IAA50处理慈竹木质素含量在本试验范围内呈缓慢上升趋势，但上升幅度要明显小于空白对照和GA350IAA200处理（除处理后50 d左右，木质素素含量较高外）。（见图1）。图1表明，GA3和IAA对慈竹木质素的积累起到一定的调控作用，GA3200IAA50处理改变了慈竹木质素含量的积累趋势。
2.2 GA3和IAA对慈竹木质素含量的作用
2.2.1 同一时期不同处理慈竹木质素含量的差异
在处理后第10天时，虽然GA350IAA200和GA3200IAA50这两个处理的木质素含量低于空白处理（见图2），但是从表1的方差分析中看出，两者与空白对照的差异均达到极显著水平。20 d时，结果与10 d时相似。30 d时GA350IAA200和GA3200IAA50处理的木质素含量均达到最大值，GA3200IAA50处理和空白对照与GA350IAA200处理间的差异达极显著水平。40 d时，GA350IAA200和GA3200IAA50这两个处理的木质素含量开始下降，GA3200IAA50与空白对照之间差异不显著，与GA350IAA200处理差异显著。50 d时，所有处理的木质素含量都继续下降，GA3200IAA50处理和空白对照与GA350IAA200处理间差异达到极显著水平。结果说明，GA3和IAA处理慈竹10 d后，就对慈竹木质素的积累起到一定的调控作用，但这种调控作用与GA3和IAA的比例有关。
2.2.2 同一处理不同时期慈竹木质素的含量的差异
在GA30IAA0处理中，随着时间的延长，木质素含量先下降后又上升，最后持续下降，但总体来说均低于10 d时的含量。GA350IAA200和GA3200IAA50处理中，木质素含量变化趋势与空白处理相似，同样于30天时达到最大值（见图3）。 10～20 d，GA30IAA0处理中，木质素含量平均每天减少0.093%，GA350IAA200处理中，木质素含量平均每天减少0.17%，GA350IAA200处理中，木质素含量平均每天减少0.12%；20～30 d，GA30IAA0处理中，木质素含量平均每天增加0.58%，GA350IAA200处理中，木质素含量平均每天增加0.49%，GA350IAA200处理中，木质素含量平均每天增加0.24%；30～40 d，GA30IAA0处理中，木质素含量平均每天减少0.163%，GA350IAA200处理中，木质素含量平均每天减少0.23%，GA350IAA200处理中，木质素含量平均每天减少0.205%；40～50天，GA30IAA0处理中，木质素含量平均每天减少0.004%，GA350IAA200处理中，木质素含量平均每天减少0.24%，GA350IAA200处理中，木质素含量平均每天增加0.21%。
空白处理10、30 d时相对于40、50 d时达到极其显著水平，处理10、20、30 d时相对于40、50 d时达到显著水平；GA350IAA200处理处理10天时相对于20、30、40 d时达到极其显著水平，处理10 d时相对于20、30、40 d时达到显著水平；GA3200IAA50处理10 d时相对于20、30、50 d时达到极其显著水平，相对于20、30、40、50 d时达到显著水平；处理20 d时，相对于10、30、50 d时达到极其显著水平，相对于10、30、40、50 d时达到显著水平（见表2）。
3 结论与讨论
结果表明，在处理前期GA350IAA2000能促进木质素含量积累，而GA3200IAA50抑制了木质素含量积累，但最终两者都表现出抑制作用。不同浓度和配比的GA3和IAA对木质素动态积累的作用会因作用时间的不同而不同，其中GA3200IAA50对慈竹木质素含量积累的抑制作用更明显。研究认为，不同浓度和配比的GA3和IAA处理后的慈竹木质素含量动态积累不同。对慈竹木质素最终含量的调控作用也因GA3和IAA的浓度不同而异。
参考文献
[1]崔敏，殷亚方，姜笑梅，等.竹材制浆造纸技术研究与应用现状[J].竹子研究汇刊，2010，29（1）：7-11.
[2]Tarakhovskaya E R， Maslov I， Shishova M F. Phytohormones in algae[J].Russian Jorunal of Plant Physiology，2007，54（2）：163-170.
[3]孙宽莹，陈彦.植物激素的发现及生理效应的研究[J].聊城大学学报，2011，24（2）：57-60.
[4]Thomas Gaspar， Claire Kevers.Plant hormones and plant growth regulators in plant tissue culture[J].Plant，1996，（32）：272-289.
[5]林曙明，李志清，陈中豪.不同年生竹材木素的光谱特性[J].西北轻工业学院学报，1995，13（2）：102-106.
[6]Bj?kman A. Svensk Papperstidn[J].Functional Plant Biology，1956，（59）：77.
（责任编辑：赵中正）
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