不同處理打破油桃自然休眠的效果及對(duì)芽呼吸的影響

譚鉞　王茂生　呂勐　崔海金

摘要：研究了50℃高溫、單氰胺和苯基噻二唑基脲（TDZ）打破‘曙光油桃深休眠的效果和對(duì)休眠芽呼吸作用的影響。結(jié)果表明，在深休眠時(shí)期，50℃高溫和單氰胺均具有顯著的破眠作用，并抑制芽呼吸；而TDZ破眠效果較差，對(duì)休眠芽的呼吸速率也無(wú)顯著影響。

關(guān)鍵詞：油桃；破眠處理；高溫 ；單氰胺；TDZ；芽呼吸

中圖分類號(hào)：S662.139文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2014）05-0049-04

落葉果樹芽的自然休眠是植物體為抵御冬季低溫而自然形成的一種生物適應(yīng)性。自然條件下，一定時(shí)間的低溫積累是自然休眠解除的必要條件，沒(méi)有足夠的低溫積累，植物不能正常萌芽生長(zhǎng)，樹體生長(zhǎng)發(fā)育也會(huì)發(fā)生異常，從而使正常的果樹生產(chǎn)受到影響[1～3]。自然休眠的這種特點(diǎn)嚴(yán)重限制了設(shè)施果樹生產(chǎn)的發(fā)展和溫暖地區(qū)的落葉果樹的栽培。許多研究表明，休眠進(jìn)程的發(fā)展和休眠調(diào)控與呼吸代謝密切相關(guān)，多種人工破眠過(guò)程都表現(xiàn)出與呼吸代謝變化的密切關(guān)系[4～8]。為繼續(xù)揭示呼吸代謝與休眠解除的內(nèi)在關(guān)系，本試驗(yàn)選擇3種不同類型的破眠處理，50℃高溫（物理類）、單氰胺（化學(xué)類）和苯基噻二唑基脲（TDZ，生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑類），研究了其打破‘曙光油桃芽自然休眠的作用和對(duì)休眠芽呼吸作用的影響。

1材料與方法

1.1供試材料

以3年生‘曙光油桃（Prunus persica var. nectariana cv. Shuguang）為試材，在自然休眠的深休眠階段，從樹體中部隨機(jī)采集一年生枝條進(jìn)行試驗(yàn)（根據(jù)歷年試驗(yàn)資料，自然條件下‘曙光油桃在11月下旬處于深休眠時(shí)期）。試驗(yàn)用樹生長(zhǎng)勢(shì)一致，正常管理。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理，分別為高溫處理（使用生物培養(yǎng)箱對(duì)枝條進(jìn)行50℃處理1 h）、單氰胺處理（噴施濃度為0.5%）和TDZ處理（噴施濃度為50 mg/L），以不進(jìn)行破眠處理的枝條為對(duì)照。各處理完畢后剪去枝條基部剪口處干枯部分并分別插入清水中，轉(zhuǎn)移至光照培養(yǎng)箱。培養(yǎng)條件為：溫度25℃，光照強(qiáng)度300 μmol/（m2·s），光照12 h。培養(yǎng)時(shí)，每3天將剪口處剪去3～5 mm 并換水。50℃高溫處理時(shí)間和單氰胺、TDZ的施用濃度均通過(guò)預(yù)備試驗(yàn)篩選得出。

1.3測(cè)定方法

1.3.1芽狀態(tài)檢測(cè)采用測(cè)定萌芽率的方法檢測(cè)花芽的自然休眠狀態(tài)。自轉(zhuǎn)移至光照培養(yǎng)箱后觀察芽萌發(fā)情況并統(tǒng)計(jì)萌芽率，萌芽以鱗片開裂并露出花器官或葉片為標(biāo)準(zhǔn)。以處理后萌芽率的高低判定破眠效果。

1.3.2呼吸速率測(cè)定測(cè)定破眠處理對(duì)呼吸速率的直接影響，并分別測(cè)定處理后0.5、1、2、4 d芽呼吸速率的變化。

參照李瑾等[4]、于芹等[5]的方法，使用氧電極系統(tǒng)進(jìn)行呼吸速率測(cè)定，以氧氣消耗速率表示呼吸速率。測(cè)定溫度為20℃，測(cè)定時(shí)，稱取已剝除鱗片的花芽0.1 g，充分抽氣后將芽體置于反應(yīng)杯中，加入2.0 mL介質(zhì)溶液（蒸餾水或破眠劑溶液）進(jìn)行測(cè)定，重復(fù)3次。測(cè)定破眠處理對(duì)呼吸作用的直接影響時(shí)，將休眠芽直接置于破眠劑溶液中進(jìn)行呼吸速率測(cè)定，單氰胺濃度梯度為0、0.25%、0.5%，TDZ濃度梯度為0、25、50 mg/L。受儀器使用條件限制，50℃高溫環(huán)境中無(wú)法測(cè)定呼吸速率。

2結(jié)果與分析

2.1高溫、單氰胺和TDZ對(duì)芽萌發(fā)的影響

在本試驗(yàn)中，未經(jīng)破眠處理的枝條，在30天內(nèi)沒(méi)有出現(xiàn)芽萌發(fā)跡象（圖1中未顯示），說(shuō)明采集樣品時(shí)‘曙光油桃處于深休眠狀態(tài)。經(jīng)50℃高溫、單氰胺和TDZ處理后，休眠芽均呈現(xiàn)萌發(fā)。3種處理相比，50℃高溫和單氰胺打破自然休眠的效果較好，而TDZ的效果較差，遠(yuǎn)不如50℃高溫和單氰胺?；ㄑ颗c葉芽受破眠處理的影響不同，進(jìn)行處理后，葉芽萌發(fā)較早，而花芽萌發(fā)較晚，萌芽率也較低（見(jiàn)圖1）。

2.2不同處理對(duì)休眠芽總呼吸的影響

單氰胺與休眠芽直接接觸時(shí)，表現(xiàn)出對(duì)呼吸作用強(qiáng)烈的抑制作用，抑制程度與濃度呈正相關(guān)。在破眠濃度（0.5%）下，單氰胺對(duì)休眠花芽和葉芽呼吸速率的抑制程度分別達(dá)到22.6%和37.1%。TDZ對(duì)休眠芽的呼吸速率無(wú)明顯影響（見(jiàn)圖2）。

圖2單氰胺和TDZ對(duì)休眠芽呼吸速率的直接影響

經(jīng)不同方式處理后，芽呼吸速率的變化動(dòng)態(tài)不同。50℃高溫對(duì)休眠芽的呼吸代謝具有抑制作用，且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，處理后數(shù)小時(shí)內(nèi)花芽、葉芽呼吸速率仍維持在較低水平。雖然單氰胺表現(xiàn)出對(duì)休眠芽呼吸強(qiáng)烈的即時(shí)抑制作用，但在處理后12 h，其作用逐漸轉(zhuǎn)向促進(jìn)，至處理后24 h，花芽與葉芽的呼吸速率分別比對(duì)照高出47.72%和50.24%。因此，可以判斷單氰胺對(duì)休眠芽呼吸代謝的影響趨勢(shì)為先抑制后促進(jìn)，TDZ對(duì)休眠芽呼吸速率的影響未表現(xiàn)出明顯規(guī)律，僅花芽在處理后24 h略高于對(duì)照（見(jiàn)圖3）。

圖3不同處理后休眠芽的呼吸速率變化

3結(jié)論與討論

多年的研究表明，許多處理都具有打破自然休眠的作用。根據(jù)作用方式的不同，可以分為三類，分別為物理類、化學(xué)類和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑類。本試驗(yàn)中，物理類的50℃高溫和化學(xué)類的單氰胺在深休眠期均表現(xiàn)出顯著的破眠作用，而生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑類的TDZ效果不佳。

自然休眠的調(diào)控與呼吸代謝密切相關(guān)，不同的休眠階段對(duì)應(yīng)著不同的呼吸代謝模式[4～6]，而休眠解除過(guò)程也表現(xiàn)出與呼吸抑制相關(guān)聯(lián)。呼吸抑制劑NaN3在葡萄上具有顯著的破眠作用，而高溫打破葡萄休眠的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)芽?jī)?nèi)無(wú)氧呼吸關(guān)鍵酶基因表達(dá)的上調(diào)[7]，說(shuō)明正常的呼吸代謝受到了干擾。Ophir等[8]也認(rèn)為線粒體活性干擾和低氧環(huán)境可能在單氰胺和熱激破眠中有重要作用。本試驗(yàn)顯示，具有顯著破眠作用的50℃高溫和單氰胺都能直接抑制休眠芽的呼吸作用，而且這種抑制在處理進(jìn)行時(shí)就發(fā)生，是休眠芽響應(yīng)破眠處理的早期反應(yīng)，因此，對(duì)后期的休眠解除系列反應(yīng)很可能起到啟動(dòng)作用。破眠效果較差的TDZ并未表現(xiàn)出對(duì)芽呼吸作用的抑制。TDZ是一種高效細(xì)胞分裂素，能夠影響植物組織細(xì)胞的呼吸代謝，但影響方式取決于使用濃度和組織類型[10]。本試驗(yàn)中，TDZ破眠作用的濃度遠(yuǎn)高于正常組織培養(yǎng)中TDZ的使用濃度，但仍未表現(xiàn)出對(duì)芽呼吸作用的抑制，這可能與休眠芽分生組織細(xì)胞特殊的生理狀態(tài)有關(guān)。本研究的內(nèi)容尚不能充分說(shuō)明TDZ破眠過(guò)程中呼吸代謝與休眠解除的關(guān)系，需在今后研究中進(jìn)一步探討。endprint

參考文獻(xiàn)：

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