不同濃度赤霉素處理對(duì)油桐花芽分化的影響

孫 穎，陳 顯，劉 儒，李建安

(1.中南林業(yè)科技大學(xué)，湖南 長(zhǎng)沙 410004；2.隨州大洪山風(fēng)景名勝區(qū)，湖北 隨州 441300；3.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心，江西 分宜 336600)

有關(guān)赤霉素對(duì)顯花植物花芽分化的影響的研究始于20世紀(jì)60年代。有關(guān)學(xué)者在對(duì)蓖麻、油茶、荔枝、龍眼、光皮樹成花的研究中均發(fā)現(xiàn)赤霉素對(duì)花芽分化具有顯著的促進(jìn)作用[1-8]。油桐是大戟科油桐屬植物，是我國(guó)重要的木本油料植物。油桐花芽的分化時(shí)間存在地域差異，如湖南各地油桐花芽分化始于7月初至10月中結(jié)束，而重慶地區(qū)油桐花芽分化卻始于6月末。目前，國(guó)內(nèi)外從生理水平上對(duì)油桐花芽分化問(wèn)題的研究報(bào)道相對(duì)較少[9-13]。因此，為給以赤霉素調(diào)控油桐成花及油桐花果管理提供參考依據(jù)，在油桐花芽生理分化期，就噴施不同濃度梯度的赤霉素(GA3)對(duì)其成花率、花芽分化臨界期、可溶性總糖與可溶性淀粉含量、脫落酸等內(nèi)源激素含量的影響情況進(jìn)行了試驗(yàn)、測(cè)定與分析，現(xiàn)將研究結(jié)果分析報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

6月末在湖南天際嶺林場(chǎng)選取生長(zhǎng)健壯、無(wú)病蟲害的油桐植株，以不同濃度的赤霉素(GA3)對(duì)其葉面進(jìn)行噴施處理。采用隨機(jī)區(qū)組法，每單株為一小區(qū)，重復(fù)3次。試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的噴施濃度分別設(shè)為50、100、200mg?L-1，以噴等量清水的處理Ⅳ作為對(duì)照(CK)。7月下旬，選取嫩葉作為樣品,每隔10d采樣1次，用鋁箔紙包好，以液氮速凍，帶回實(shí)驗(yàn)室后，置于-80℃的低溫冰箱中保存，以用于后續(xù)的測(cè)定試驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)方法

采用觀察法調(diào)查油桐的成花率；采用常規(guī)石蠟切片法觀測(cè)其花芽的分化臨界期[9]；分別采用蒽酮比色法[9]和ELISA法[12]依次測(cè)定可溶性糖、可溶性淀粉與內(nèi)源激素的含量。

采用Excel 2007和SPSS 17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)與圖表的分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 成花率

混合芽是指植物的芽萌發(fā)后既可以形成花或者花序又可以發(fā)育成枝或葉的芽，油桐的頂芽絕大部分是混合芽。成花率是指油桐發(fā)育成花的芽數(shù)占總芽數(shù)的百分率。不同濃度赤霉素處理對(duì)油桐花芽分化率的影響情況如圖1 所示。噴施了赤霉素的各處理對(duì)油桐花芽分化均有顯著的抑制作用，說(shuō)明赤霉素的濃度與油桐花芽的分化密切相關(guān)。其中，處理Ⅱ的花芽分化率雖低于噴等量清水的處理Ⅳ(CK)，卻高于其余2個(gè)處理與比處理Ⅳ(CK)相比，處理Ⅲ的成花率下降了21.5％。

圖1 不同濃度的赤霉素處理對(duì)花芽分化率的影響Fig.1 Effect of different concentrations of GA3 on fl ower bud differentiation rate

2.2 花芽分化臨界期

顯花植物花芽分化過(guò)程由生理分化期和形態(tài)分化期構(gòu)成，其各項(xiàng)生理因子含量達(dá)到一定程度后花芽便進(jìn)入了形態(tài)分化期，而花芽形態(tài)分化起始的標(biāo)志期是花芽分化臨界期。不同濃度的赤霉素處理對(duì)油桐花芽分化臨界期的影響情況如表1所示。由表1可知，外施3種不同濃度的赤霉素對(duì)油桐花芽的分化臨界期均有一定的推遲作用，隨著外源赤霉素濃度的升高，推遲的時(shí)間則越久，其中，處理Ⅲ的表現(xiàn)最為明顯，推遲了5d。

表1 不同濃度赤霉素處理對(duì)油桐花芽分化臨界期的影響Table 1 Effect of different concentrations of GA3 treatments on critical period of tung oil tree flower bud differentiation

2.3 有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量

有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)一般指的是植物體內(nèi)通過(guò)光合作用積累的糖、淀粉等物質(zhì)，是植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。葉片是形成有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的重要場(chǎng)所，有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累與利用不僅影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育，還影響其花芽的數(shù)量和質(zhì)量。

2.3.1 可溶性總糖含量

可溶性總糖作為植物體內(nèi)一種易于利用的能量形式，其含量的多少反映了生命體代謝活力的高低。糖類不僅是能量的供應(yīng)者，而且直接參與花孕育的調(diào)節(jié)過(guò)程。不同濃度的赤霉素處理對(duì)油桐葉片中可溶性糖含量的影響情況如圖2所示。由圖2 可知，在花芽分化過(guò)程中，各赤霉素處理組油桐葉片中的可溶性糖含量總體上保持先上升后下降的變化趨勢(shì)；在花芽生理分化后期，其可溶性糖含量達(dá)到整個(gè)花芽分化期的最大值；之后，隨著花芽形態(tài)分化的開始，其總糖含量迅速下降，隨著時(shí)間的推移，始終保持緩慢的下降速度，并在雌雄蕊分化期降到低谷。

總之，在花芽生理分化過(guò)程中，赤霉素處理各組的油桐葉片中的可溶性糖含量均低于處理Ⅳ(CK)；其中，處理Ⅱ的含量高于其他兩組處理。在花序分化期，處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的可溶性總糖含量均迅速下降，且其含量均高于處理Ⅳ；但處理Ⅳ(CK)的可溶性總糖含量的下降速度低于其他3組處理。花芽形態(tài)分化結(jié)束時(shí)，處理Ⅳ(CK)葉片中的可溶性總糖含量卻又高于3組赤霉素處理。方差分析結(jié)果表明，不同處理間均存在極顯著差異。由此可見(jiàn)，在花芽生理分化期，各處理組油桐葉片中的總糖含量均有所上升且均低于處理Ⅳ(CK)，這表明，外源赤霉素處理削弱了其對(duì)總糖的調(diào)運(yùn)和分配能力，對(duì)油桐成花具有抑制作用。

圖2 不同濃度的赤霉素處理對(duì)油桐葉片中可溶性糖含量的影響Fig.2 Effect of different concentrations of GA3 treatments on soluble sugar content in leaves of tung oil tree

2.3.2 可溶性淀粉含量

淀粉是一種由光合作用合成中的未消耗合成葡萄糖轉(zhuǎn)化而成的植物多糖，儲(chǔ)存在植物體內(nèi)。當(dāng)葡萄糖不足時(shí)，淀粉能水解成葡萄糖而為植物提供能量。如圖3所示，不同濃度的外源赤霉素處理對(duì)花芽分化期油桐葉片中的可溶性淀粉含量均有影響。4組處理的含量變化趨勢(shì)基本相同，即在花芽生理分化過(guò)程中，油桐葉片中的可溶性淀粉含量持續(xù)增加，且其含量在花萼原基形成期達(dá)到最高值，而后迅速下降。不同濃度外源赤霉素處理對(duì)油桐葉片中可溶性淀粉積累的抑制作用程度不同，處理Ⅲ的抑制作用最明顯。結(jié)合可溶性總糖含量的變化趨勢(shì)分析，在花芽分化過(guò)程中，赤霉素處理減緩了油桐植株對(duì)其體內(nèi)碳水化合物的積累與利用的速度，使其成花時(shí)間推遲了。

圖3 不同濃度的赤霉素處理對(duì)油桐葉片中可溶性淀粉含量的影響Fig.3 Effect of different concentrations of GA3 treatments on soluble starch content in leaves of tung oil tree

總之，在油桐花芽生理分化期，其葉片中的淀粉含量一直增加，此時(shí)淀粉主要是作為貯藏性同化物進(jìn)行積累的，植物體內(nèi)可溶性糖等物質(zhì)為植物的生長(zhǎng)發(fā)育提供了能量，花萼原基形成后，其葉片中的淀粉含量開始有所下降，其原因是，淀粉是一種多糖物質(zhì)，可通過(guò)淀粉酶等水解成葡萄糖，以補(bǔ)充植物生長(zhǎng)發(fā)育所需的糖等能量的不足。

2.4 內(nèi)源激素含量

有關(guān)研究結(jié)果表明，植物的開花結(jié)果是通過(guò)葉片接收內(nèi)源激素產(chǎn)生的信號(hào)來(lái)調(diào)控體內(nèi)生長(zhǎng)發(fā)育代謝的?；ㄑ糠只M(jìn)程也是通過(guò)這一機(jī)制調(diào)控營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)的平衡而影響植物成花的。

2.4.1 內(nèi)源脫落酸含量

很多的研究結(jié)果都表明，脫落酸因其能減緩枝條生長(zhǎng)的速度和增加細(xì)胞分裂素在花芽中的積累量而對(duì)植物的花芽分化有利。不同濃度外源赤霉素處理對(duì)油桐葉片中的脫落酸含量具有抑制作用，如圖4所示，赤霉素處理各組與處理Ⅳ(CK)的內(nèi)源脫落酸含量在生理分化初期均迅速上升，并在生理分化后期均達(dá)到含量最大值，而在之后的花序始分化期卻迅速下降到最低值。隨著外源赤霉素濃度的增加，其抑制作用越明顯。方差分析結(jié)果表明，赤霉素處理各組與處理Ⅳ(CK)的差異達(dá)到極顯著水平。由此證明，在油桐花芽分化過(guò)程中，相對(duì)較高的內(nèi)源脫落酸含量有利于油桐由不定芽向花芽轉(zhuǎn)變及之后花芽的形態(tài)分化。

2.4.2 內(nèi)源吲哚乙酸含量

相關(guān)研究結(jié)果表明，在花芽生理分化期，低含量的吲哚乙酸有利于油桐花芽的分化。不同濃度赤霉素處理對(duì)油桐葉片中的吲哚乙酸含量的影響情況如圖5所示。由圖5可知，在花芽生理分化期，外源赤霉素處理對(duì)其葉片中的吲哚乙酸含量具有促進(jìn)作用，在生理分化中期其含量達(dá)到最大值，其中處理Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ比處理Ⅳ(CK)分別增加了53.5 ％、38.7 ％和24.2 ％；之后迅速下降，在花萼原基形成期降到最低值，然后又略有上升。

總體來(lái)說(shuō)，各處理的吲哚乙酸含量在花芽形態(tài)分化期的波動(dòng)較大，這表明在生理分化初期，油桐體內(nèi)的吲哚乙酸含量低有利于其成花；在形態(tài)分化前期，其脫落酸與吲哚乙酸的協(xié)調(diào)平衡，有利于花芽的形態(tài)分化。

圖4 不同濃度的赤霉素處理對(duì)油桐葉片中脫落酸含量變化的影響Fig.4 Effect of different concentrations of GA3 treatments on ABA content in leaves of tung oil tree

圖5 不同濃度的赤霉素處理對(duì)油桐葉片中吲哚乙酸含量變化的影響Fig.5 Effect of different concentrations of GA3 treatments on IAA content in leaves of tung oil tree

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，不同濃度外源赤霉素的噴施處理均能抑制油桐的花芽分化，其中處理Ⅲ的抑制作用最為明顯，這一試驗(yàn)結(jié)果與前人的研究結(jié)果相似，即有抑制成花的作用。生產(chǎn)中常把GA3用于對(duì)果樹大小年的調(diào)節(jié)中。處理各組油桐葉片中的可溶性總糖和可溶性淀粉含量的變化規(guī)律表明，外施赤霉素影響了油桐對(duì)其體內(nèi)的葡萄糖等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累與利用、分配與運(yùn)輸，通過(guò)協(xié)調(diào)碳氮比例來(lái)影響其花芽分化的進(jìn)程。

本試驗(yàn)結(jié)果與陳志金有關(guān)卡特蘭脫落酸含量對(duì)花芽形成的影響的研究結(jié)論基本一致，即形態(tài)分化始期，內(nèi)源脫落酸含量水平的提高，有利于抑制其營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與花芽分化和開花結(jié)果[14]。在花芽生理分化前期，赤霉素處理各組油桐葉片中的脫落酸含量迅速升高，并在整個(gè)生理分化期內(nèi)均保持高含量，在形態(tài)分化期內(nèi)其含量水平也高于處理Ⅳ(CK)。這似乎可以說(shuō)明，在油桐花芽分化期需要相對(duì)高的脫落酸含量。有關(guān)研究結(jié)果表明，內(nèi)源吲哚乙酸含量較低有利于木本果樹的花芽分化[15]。本試驗(yàn)結(jié)果與這一研究結(jié)論基本一致，這表明在生理分化期低含量的吲哚乙酸有利于油桐的成花。

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