Effects of Exogenous Triacontanol on the Growth and Physiological Characteristics of Sainfoin Under Drought Stress
GUO Jia-yu, NAN Li-li, WANG Li-qun, HE Rong, REN Meng-yu, MA Xiang-xiang, TIAN Ge
Affiliations
1 College of Pratacultural Science, Gansu Agricultural University/Key Laboratory of Grassland Ecosystem, Ministry of Education/Key Laboratory of Forage Gerplasm Innovation and New Variety Breeding of Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Lanzhou, Gansu Province 730070, China
To investigate the effects of exogenous triacontanol （TA） on the growth and physiological characteristics of sainfoin （Onobrychis viciifolia） seedlings under drought stress， three materials （‘Gansu’ sainfoin， new line P1， and 2049） were subjected to -1.0 MPa polyethylene glycol 6000 （T1） simulated drought stress using a nutrient solution sand culture method. Foliar sprays of TA at 0（CK）， 2.5（T2）， 5.0（T3）， 7.5（T4）， 10.0（T5）， and 12.5（T6） μmol·L-1 were applied， and 21 morphological and physiological indicators were measured to identify the optimal TA concentration. Results demonstrated that all TA concentrations alleviated drought stress， with 10.0 μmol·L-1 TA （T5） exhibiting the greatest efficacy. Under T5 treatment， shoot height， biomass， and photosynthetic parameters increased by 19%-454% compared to T1， while root-shoot ratio， osmoregulatory substances， and antioxidant enzyme activities decreased by 15%-89%. Principal component analysis identified stomatal conductance， chlorophyll a， and carotenoids as key regulatory indicators. Comprehensive drought resistance evaluation ranked treatments as T5 > T6 > T4 > T3 > T2 > T1， with varietal responsiveness ordered as GS > P1 > 2049. These findings indicated that TA enhanced sainfoin drought resistance by modulating physio-biochemical traits， with 10.0 μmol·L-1 （T5） being the optimal treatment， providing a theoretical basis for TA application in drought management during sainfoin cultivation.
GUO Jia-yu, NAN Li-li, WANG Li-qun, HE Rong, REN Meng-yu, MA Xiang-xiang, TIAN Ge.
Effects of Exogenous Triacontanol on the Growth and Physiological Characteristics of Sainfoin Under Drought Stress[J].
Acta Agrestia Sinica,
2026
, 34
(1)
: 142
-153
.
DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2026.01.014
WANG J S，YAO Y B，YUAN S J，et al. Research progress and prospects of wheat drought monitoring technology[J]. Agricultural Research in the Arid Areas，2024，42（4）：273-285 王劲松，姚玉璧，袁淑杰，等. 小麦干旱监测技术研究进展与展望[J]. 干旱地区农业研究，2024，42（4）：273-285 ZHANG W L，SHI H，CAI S，et al. Research progress on spatio-temporal evolution of rice drought and its compensation effect[J]. Jiangsu Agricultural Sciences，2024，52（12）：8-17 张文龙，时红，才硕，等. 水稻干旱时空演变规律及其补偿效应研究进展[J]. 江苏农业科学，2024，52（12）：8-17 YUE K，WEI X H，LIU W Y，et al. Evaluation of drought tolerance of various quinoa species under PEG stress[J]. Agricultural Research in the Arid Areas，2019，37（3）：52-59 岳凯，魏小红，刘文瑜，等. PEG胁迫下不同品系藜麦抗旱性评价[J]. 干旱地区农业研究，2019，37（3）：52-59 CHEN Y M，SHAN L S，MA J，et al. Carbon，nitrogen and phosphorus stoichiometry in leaves and fine roots of desert plants in arid region of Northwest China[J]. Acta Ecologica Sinica，2024，44（9）：3648-3659 陈壹铭，单立山，马静，等. 西北干旱区荒漠植物叶片和细根碳、氮、磷化学计量特征[J]. 生态学报，2024，44（9）：3648-3659 FU P，ZHANG R，GENG X L，et al. Evaluation of production performance and nutritional quality of sainfoin in Eryin area of Gansu Province[J]. China Herbivore Science，2020，40（2）：78-80 付萍，张榕，耿小丽，等. 甘肃省二阴地区红豆草生产性能和营养品质评价[J]. 中国草食动物科学，2020，40（2）：78-80 NAN L L，WEN S J，WEI F，et al. Studies on the forage yield and nutritional value of new sainfoin lines[J]. Acta Agrestia Sinica，2020，28（2）：383-388 南丽丽，温素军，魏凡，等. 红豆草新品系的草产量及营养价值研究[J]. 草地学报，2020，28（2）：383-388 MA X L，ZHOU H K，ZHANG Z F，et al. The effects of exogenous IAA on seed germination and seedling growth of Onobrychis viciifolia scop. under the drought stress[J]. Acta Agrestia Sinica，2023，31（3）：796-803 马小兰，周华坤，张正芳，等. 外源IAA对干旱胁迫下红豆草种子萌发及幼苗生长的影响[J]. 草地学报，2023，31（3）：796-803 LI C J，SUN Y L，WANG Y X，et al. Development of distinctness，uniformity，and stability test guidelines for sainfoin[J]. Pratacultural Science，2024，41（4）：957-966 李陈建，孙玉兰，王玉祥，等. 红豆草品种特异性、一致性和稳定性测试指南的研制[J]. 草业科学，2024，41（4）：957-966 YAO Y H，NAN L L，CHEN J，et al. Effects of drought stress on the leaf photosynthetic characteristics and chlorophyll fluorescence of sainfoin seedlings[J]. Pratacultural Science，2024，41（5）：1161-1174 姚宇恒，南丽丽，陈洁，等. 红豆草幼苗叶片光合和叶绿素荧光对干旱胁迫的响应[J]. 草业科学，2024，41（5）：1161-1174 ISLAM S，MOHAMMAD F. Triacontanol as a dynamic growth regulator for plants under diverse environmental conditions[J]. Physiology and Molecular Biology of Plants，2020，26（5）：871-883 PERVEEN S，SHAHBAZ M，ASHRAF M Y. Regulation in gas exchange and quantum yield of photosystem Ⅱ （PSⅡ） in salt-stressed and non-stressed wheat plants raised from seed treated with triacontanol[J]. Pakistan Journal of Botany，2010，42：3073-3081 CUI R，LIU Z，KAN K，et al. Research development of triacontanol physiological effects[J]. Heilongjiang Science，2011，2（6）：33-36 崔睿，刘喆，阚侃，等. 三十烷醇的生理作用及研究进展[J]. 黑龙江科学，2011，2（6）：33-36 LIU D S，ZHANG Q，LU D H. Progress in the study of triacontanol（TA） and the prospect of its application in agriculture[J]. Engineering Science，2001，3（2）：91-94 刘德盛，张群，陆东和. 我国三十烷醇研究进展及其在农业上的应用前景[J]. 中国工程科学，2001，3（2）：91-94 ZHANG X，WANG C，LI L，et al. Effects of TRIA-LDH on physiological characteristics of drought resistance in winter wheat[J]. Agricultural Research in the Arid Areas，2024，42（1）：142-151 张鑫，王崇，李丽，等. 三十烷醇纳米制剂对冬小麦抗旱生理特性的影响[J]. 干旱地区农业研究，2024，42（1）：142-151 LIU X，WANG K，LIANG P F，et al. Screening and comprehensive evaluation of salt tolerant germplasm of sainfoin at seedling stage[J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences，2022，35（9）：2171-2179 刘鑫，汪堃，梁鹏飞，等. 红豆草苗期耐盐种质筛选及综合评价[J]. 西南农业学报，2022，35（9）：2171-2179 CHEN J，NAN L L，WANG K，et al. Effects of low phosphorus stress on root architecture of sainfoin[J]. Agricultural Research in the Arid Areas，2023，41（2）：61-69 陈洁，南丽丽，汪堃，等. 低磷胁迫对红豆草根系构型的影响[J]. 干旱地区农业研究，2023，41（2）：61-69 HE H P，NAN L L，MA B，et al. Screening and evaluation of seedling stage cold tolerance in different sainfoin varieties[J]. Chinese Journal of Grassland，2023，45（5）：41-49 何海鹏，南丽丽，马彪，等. 红豆草种质苗期耐寒性筛选及评价[J]. 中国草地学报，2023，45（5）：41-49 YAO Y H，WANG K，NAN L L. Differences of morphological and physiological responses of sainfoin varieties/lines under simulated drought stresses[J]. Grassland Science，2024，70（4）：133-150 YAO Y H，NAN L L，WANG K，et al. Integrative leaf anatomy structure，physiology，and metabolome analyses revealed the response to drought stress in sainfoin at the seedling stage[J]. Phytochemical Analysis，2024，35（5）：1174-1185 ZOU Q. Plant physiology experiment guide[M]. Beijng：China Agriculture Press，2000：18-20 邹琦. 植物生理学实验指导[M]. 北京：中国农业出版社，2000：18-20 ZHAO C F，WANG C G，LI H J，et al. Effects of exogenous melatonin on photosynthesis of maize leaves under drought stress and rewatering[J]. Acta Ecologica Sinica，2021，41（4）：1431-1439 赵成凤，王晨光，李红杰，等. 干旱及复水条件下外源褪黑素对玉米叶片光合作用的影响[J]. 生态学报，2021，41（4）：1431-1439 JIA S J，LI H W，JIANG Y P，et al. Effects of drought on photosynthesis and ear development characteristics of maize[J]. Acta Ecologica Sinica，2020，40（3）：854-863 贾双杰，李红伟，江艳平，等. 干旱胁迫对玉米叶片光合特性和穗发育特征的影响[J]. 生态学报，2020，40（3）：854-863 LI F，ZHANG J F，ZHONG H Y，et al. Effects of different triacontanol applying methods on stem swelling stage，yield and nutritional quality of Zizania latifolia[J]. China Vegetables，2022（12）：74-79 李芳，张珏锋，钟海英，等. 三十烷醇不同施用方式对茭白孕茭期、产量和品质的影响[J]. 中国蔬菜，2022（12）：74-79 YAO Y H. Drought resistance evaluation and metabonomics study of sainfoin germplasm at seedling stage[D]. Lanzhou：Gansu Agricultural University，2024：10-16 姚宇恒. 红豆草种质苗期抗旱性评价及代谢组学研究[D]. 兰州：甘肃农业大学，2024：10-16 WANG Y X，SUN G R，WANG J B，et al. Relationships among MDA content，plasma membrane permeability and the chlorophyll fluorescence parameters of Puccinellia tenuiflora seedlings under NaCl stress[J]. Acta Ecologica Sinica，2006，26（1）：122-129 汪月霞，孙国荣，王建波，等. NaCl胁迫下星星草幼苗MDA含量与膜透性及叶绿素荧光参数之间的关系[J]. 生态学报，2006，26（1）：122-129 SUN W X，SHAO C Y，CHEN Y Y，et al. Effects of two endophytic fungi on physiological and biochemical indexes and NAC gene expression in tobacco under drought stress[J]. Acta Agriculturae Boreali-Sinica，2024，39（1）：113-119 孙文秀，邵晨阳，陈妍妍，等. 干旱胁迫下2种内生真菌对烟草生理生化指标及NAC基因表达的影响[J]. 华北农学报，2024，39（1）：113-119 XIONG H L，TIAN X X，MAO P C，et al. Effects of melatonin soaking on seed germination and seedling growth of Trifolium repens under drought stress[J]. Chinese Journal of Grassland，2024，46（5）：23-32 熊海琳，田小霞，毛培春，等. 褪黑素浸种对干旱胁迫下白三叶种子萌发和幼苗生长的影响[J]. 中国草地学报，2024，46（5）：23-32 ZHOU Y J，CHEN P，ZHOU X H，et al. Response of seed germination and seedling development of different wheat varieties to the treatment of exogenous H2O2[J]. Hubei Agricultural Sciences，2022，61（16）：5-11，17 周亚洁，陈朋，周鑫惠，等. 不同品种小麦种子萌发及幼苗发育对外源过氧化氢处理的响应[J]. 湖北农业科学，2022，61（16）：5-11，17 XIONG L L，YAN S，LI P，et al. Role of glucose-6-phosphate dehydrogenase in the drought tolerance of alfalfa[J]. Acta Prataculturae Sinica，2018，27（2）：48-56 熊丽丽，闫霜，李萍，等. 葡萄糖-6-磷酸脱氢酶在紫花苜蓿干旱耐受性中的响应[J]. 草业学报，2018，27（2）：48-56 WANG B，SONG S J，LI D X，et al. The mechanism of melatonin regulating Na+/K+ balance by mediating H2O2 in adzuki bean under salt stress[J]. Acta Agriculturae Boreali-Sinica，2023，38（6）：62-71 王彪，宋世佳，李东晓，等. 褪黑素通过H2O2调控盐胁迫下小豆Na+/K+平衡机制[J]. 华北农学报，2023，38（6）：62-71 SHI Z，SHI S Q，YAO H J，et al. Production of ROS and its antioxidant system in plant mitochondria[J]. Journal of Beijing Forestry University，2009，31（1）：150-154 施征，史胜青，姚洪军，等. 植物线粒体中活性氧的产生及其抗氧化系统[J]. 北京林业大学学报，2009，31（1）：150-154 HAN B，LI C，PANG Y Y，et al. Amplification of glutathione reductase gene and its response to continuous cropping stress in soybean[J]. Agricultural Research in the Arid Areas，2024，42（3）：60-67，97 韩蓓，李晨，庞园园，等. 大豆谷胱甘肽还原酶基因的扩增及连作胁迫应答[J]. 干旱地区农业研究，2024，42（3）：60-67，97 HU M F，LONG F，CHEN S，et al. Effects of endophytic fungi on antioxidant enzyme activity and ASA-GSH circulation of Hordeum bogdanii under alkali stress[J]. Shandong Agricultural Sciences，2024，56（5）：80-86 户萌菲，龙凤，陈胜，等. 碱胁迫下内生真菌共生对布顿大麦抗氧化酶和ASA-GSH循环的影响[J]. 山东农业科学，2024，56（5）：80-86 GUO J N，ZHAO Y P，YANG Y Z，et al. Roles of superoxide dismutase in plant response to drought，salinity and cold stress[J]. Bulletin of Botanical Research，2024，44（4）：481-490 郭迦南，赵倚澎，杨元植，等. 超氧化物歧化酶在植物响应干旱、盐碱和冷害中的作用[J]. 植物研究，2024，44（4）：481-490 LU K S，YAN L，HOU J Y，et al. Effects of exogenous proline on Na+/K+ balance，growth and antioxidant system of rapeseed under salt stress[J]. Journal of Huazhong Agricultural University，2023，42（5）：141-148 鲁克嵩，闫磊，侯佳玉，等. 盐胁迫下外源脯氨酸对油菜Na+/K+平衡、生长及抗氧化系统的影响[J]. 华中农业大学学报，2023，42（5）：141-148 MENG Y C，LI W，SUN Y，et al. Effects of exogenous 6-BA on photosynthesis，antioxidant system characteristics，and yield-related traits in foxtail millet at grain filling stage[J]. Journal of Nuclear Agricultural Sciences，2024，38（8）：1605-1615 孟颖超，李伟，孙瑶，等. 外源6-BA对灌浆期谷子光合特性、抗氧化系统及产量的影响[J]. 核农学报，2024，38（8）：1605-1615 LI X F，SHAO J Y，YU W Z，et al. Combined effects of high temperature and drought on yield and photosynthetic characteristics of summer maize[J]. Scientia Agricultura Sinica，2022，55（18）：3516-3529 李小凡，邵靖宜，于维祯，等. 高温干旱复合胁迫对夏玉米产量及光合特性的影响[J]. 中国农业科学，2022，55（18）：3516-3529 PEI Z C，ZHOU J H，XU X D，et al. Effects of drought treatment on photosynthesis rate，antioxidant properties of leaves and yield of different maize varieties[J]. Crops，2021（5）：95-100 裴志超，周继华，徐向东，等. 干旱处理对不同玉米品种叶片光合速率和抗氧化特性及产量的影响[J]. 作物杂志，2021（5）：95-100 LIU X C，WANG S F，SHOU S T，et al. Effects of compound anti-salt agent on seed germinationand growth of wheat under NaCl stress[J]. Agricultural Research in the Arid Areas，2024，42（2）：199-209 刘晓晨，王树凤，寿松涛，等. 复合型抗盐剂对NaCl胁迫下小麦种子萌发和生长的影响[J]. 干旱地区农业研究，2024，42（2）：199-209 CHEN P Z，WU W H，TIAN H，et al. Dissipation mechanisms of the overmuch energy and their physiological significances of photosynthesis in Citrus reticulata blanco[J]. Journal of Yunnan Agricultural University，2007，22（5）：681-687 陈屏昭，武卫华，田虹，等. 柑橘光合作用的过剩能量耗散机制及其生理意义[J]. 云南农业大学学报，2007，22（5）：681-687 GRIGOROVA B，VASEVA I，DEMIREVSKA K，et al. Combined drought and heat stress in wheat： changes in some heat shock proteins[J]. Biologia Plantarum，2011，55（1）：105-111
PDF下载
全屏
124
18
关闭全屏
北京市海淀区学院南路86号
010-62662699（运营及技术支持）
qkjq@cast.org.cn
