拉枝處理對(duì)‘翠冠’梨成花的影響及其調(diào)控機(jī)制

李曉龍,王　超,李甲明,劉　倫,吳　俊

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院,南京 210095)

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拉枝處理對(duì)‘翠冠’梨成花的影響及其調(diào)控機(jī)制

李曉龍,王超,李甲明,劉倫,吳俊*

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院,南京 210095)

摘要:以‘翠冠’梨為研究材料,對(duì)枝條進(jìn)行90°拉枝處理,探明拉枝對(duì)梨成花及其相關(guān)基因(LFY、TFL1和FT)的表達(dá)以及內(nèi)源激素和營養(yǎng)物質(zhì)含量的影響。結(jié)果表明:(1)90°拉枝處理能夠大幅度提高‘翠冠’梨的成花率。(2)與不拉枝處理相比,90°拉枝處理的花芽分化促進(jìn)類激素——玉米素(ZT)和脫落酸(ABA)的含量上升,花芽分化抑制類激素——赤霉素(GA3)和生長素(IAA)的含量下降,可溶性糖含量和淀粉含量在花芽分化期間大量積累,全氮含量(N)下降,C/N比顯著提高,且成花促進(jìn)基因(LFY和FT)的表達(dá)量上升,成花抑制基因(TFL1)的表達(dá)量下降。(3)相關(guān)分析顯示,LFY、FT基因表達(dá)量與ZT、ABA含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系,與GA3、IAA含量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,與可溶性糖含量、淀粉含量和C/N比呈顯著正相關(guān)關(guān)系,與全氮含量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,而TFL1基因表達(dá)量與LFY、FT基因表達(dá)量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。研究認(rèn)為,拉枝處理通過提高成花過程中花芽分化促進(jìn)類內(nèi)源激素含量和營養(yǎng)物質(zhì)含量,上調(diào)成花促進(jìn)基因表達(dá)水平,以及這些指標(biāo)間相互影響共同調(diào)控提高‘翠冠’梨成花率。

關(guān)鍵詞:梨;拉枝;基因表達(dá);內(nèi)源激素;營養(yǎng)物質(zhì)

梨樹的頂端優(yōu)勢十分明顯,萌芽率高,成枝力弱,因此枝條較為稀少,樹冠形成比較慢;而開張角度可以解除頂端優(yōu)勢,促進(jìn)梨樹的發(fā)枝,增加中短枝的組成,進(jìn)而促進(jìn)梨樹成花。目前關(guān)于木本科果樹開張角度方面的研究多集中在以下3個(gè)方面。一是拉枝調(diào)節(jié)幼樹生長。多點(diǎn)多品種調(diào)查蘋果密植園幼樹拉枝與普通修剪結(jié)果表明,采用拉枝的果樹較普通修剪樹冠大、枝量多、短枝率高、成花早、成形快[1];此外,梨幼樹拉枝能加大枝條角度,削弱頂端優(yōu)勢,緩和生長勢,增加中短枝葉量,改善光合條件,有利于花芽形成,提早結(jié)果[2]。二是拉枝改變枝類組成。適度的拉枝能促進(jìn)枇杷優(yōu)良結(jié)果母枝的形成并使其花期集中[3]。三是拉枝影響果實(shí)品質(zhì)。拉枝對(duì)蘋果果實(shí)品質(zhì)影響的研究表明,除果實(shí)總酸含量外,果實(shí)單果重、花色素含量、硬度、總糖含量、維生素C(VC)含量以及蛋白質(zhì)含量等多個(gè)指標(biāo)均隨拉枝角度的增大而升高,并在拉枝110°時(shí)以上各組份含量達(dá)到最高,隨后下降[4-6]。綜合以上報(bào)道來看,這些研究重在解析拉枝生理效果,并未對(duì)拉枝促進(jìn)成花的分子及調(diào)控機(jī)理進(jìn)行深入探討。此外,有研究表明赤霉素家族中 GA3類在桃成花過程中起抑制作用,并且具有一定時(shí)期性;GA3處理抑制了成花關(guān)鍵基因PpLEAFY及MADS6正常表達(dá)[7]。在刺梨花芽分化的各個(gè)時(shí)期,花芽中的淀粉和水溶性總糖含量都明顯高于葉芽,而總氮含量卻是 葉芽高于花芽,其碳/氮比值顯著高于葉芽[8]。因此,本研究擬以砂梨主栽品種‘翠冠’為試材,考察拉枝處理對(duì)梨成花數(shù)量、成花相關(guān)基因表達(dá)、內(nèi)源激素以及營養(yǎng)物質(zhì)水平的影響,以期為解析拉枝促進(jìn)梨樹成花的分子和調(diào)控機(jī)制以及生產(chǎn)實(shí)踐應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1材料和方法

1.1材料與處理

本試驗(yàn)在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)江浦農(nóng)場梨園進(jìn)行,試驗(yàn)材料以長勢良好、無病蟲害的5年生‘翠冠’梨樹為研究對(duì)象。試驗(yàn)于2012年4月下旬進(jìn)行,選取生長狀態(tài)、負(fù)載量大致相同的‘翠冠’梨樹10株,選粗細(xì)相同(直徑大約為2 cm)、長度相同的無分枝側(cè)枝進(jìn)行拉枝處理,拉枝角度為90°,不拉枝的為對(duì)照。每個(gè)處理5株‘翠冠’梨樹,每株梨樹選取5個(gè)枝條進(jìn)行拉枝。拉枝部位遵循方位一致和高度一致原則。分別于2012年5月20日(生理分化期)、6月20日(花芽開始分化期)、7月20日(花芽大量分化期)和8月20日(花器官原基分化期)取拉枝處理和對(duì)照組的飽滿頂芽,經(jīng)液氮速凍后-80 ℃保存。并于2013年3月統(tǒng)計(jì)拉枝(處理組)和不拉枝(對(duì)照組)梨樹的成花率(花芽個(gè)數(shù)/總芽數(shù))。

1.2花芽內(nèi)源激素和營養(yǎng)物質(zhì)含量的測定

花芽內(nèi)源激素的提取參考曹尚銀等[9]的方法。實(shí)驗(yàn)所用液相色譜儀型號(hào)為Waters 1525,用C18柱(4.6 mm×250 mm,5 μm);流動(dòng)相A泵用含0.6%冰乙酸的超純水色譜甲醇,B泵使用色譜甲醇,上機(jī)之前一定要排除氣泡,水相要進(jìn)行抽濾排除雜質(zhì);進(jìn)樣流速為1 mL/min,柱溫箱內(nèi)的溫度保持在35 ℃,用Waters 2487紫外檢測器在540 nm波長處檢測;每次進(jìn)樣量保持恒定的5 μL,最后用標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算其含量。標(biāo)樣IAA、GA3、ABA和ZT均購自Sigma公司,色譜甲醇來源于Fisher Chemical公司。用蒽酮比色法[10]測定花芽內(nèi)可溶性糖含量和淀粉含量,用凱式定氮法[11]測定總氮含量。

1.3花芽總RNA的提取和cDNA第一鏈的合成

采用改良的CTAB法[12]提取梨花芽的總RNA,用1%瓊脂糖膠檢測RNA質(zhì)量,并利用核酸分析儀NanoDrop(Thermo)檢測其濃度,于-20 ℃保存?zhèn)溆?。? μL總RNA為模板,利用接頭引物M13-20和dT(16)反轉(zhuǎn)錄合成cDNA第一鏈。10 μL合成體系為:2 μL 5×AMV緩沖液,4 μL dNTP(2.5 mmol/L),0.25 μL RNase inhabitor,0.5 μL Adaptor-dT(16),1 μL AMV和1 μg RNA;加RNase Free ddH2O至10 μL。放入PCR儀中,設(shè)定程序?yàn)?30 ℃ 10 min,42 ℃ 60 min,99 ℃ 5 min,4 ℃ 5 min。將其瞬時(shí)離心后,于-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.4實(shí)時(shí)熒光定量PCR反應(yīng)

按照Real Master Mix(SYBR Green)PCR試劑盒(購自寶生物工程有限公司)操作指導(dǎo),采用iCycler iQ real-time PCR(Bio-Rad,美國)儀器進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光定量PCR(real-time quantitative PCR,RT-qPCR)檢測成花相關(guān)基因LEAFY(LFY)、TERMINALFLOWER1(TFL1)和FLOWERINGLOCUST(FT)的時(shí)空表達(dá)特性。

20 μL RT-qPCR反應(yīng)體系為:10 μL SYBR GreenReal-time Master Mix(TaKaRa,大連),1.5 μL的cDNA 模板,0.2 μmol/L的待測基因和內(nèi)參基因的特異引物。擴(kuò)增目標(biāo)基因引物見表1,選擇EF1α(Accession No.AY338250)和TUB-b2(Accession No.AB239681)為內(nèi)參基因。反應(yīng)程序?yàn)?95 ℃預(yù)變性2 min,94 ℃變性15 s,60 ℃退火15 s和72 ℃延伸20 s,45個(gè)循環(huán)。每次反應(yīng)均用ddH2O和未經(jīng)反轉(zhuǎn)錄RNA樣品為模板,以相同的引物序列進(jìn)行擴(kuò)增,以檢測試劑和樣品中是否存在DNA污染。每個(gè)樣品分別進(jìn)行3次生物學(xué)重復(fù)和3次技術(shù)重復(fù)。利用Bio-Rad IQ-5 Optical system Software軟件測定所得的數(shù)據(jù),基因相對(duì)表達(dá)量分析采用2-ΔΔCt方法計(jì)算。

表1　熒光定量所用引物

1.5數(shù)據(jù)分析

用SPSS軟件進(jìn)行方差分析和相關(guān)性分析。

2結(jié)果與分析

2.1拉枝對(duì)梨樹成花率的影響

拉枝處理組和對(duì)照組梨樹的成花率(花芽個(gè)數(shù)/總芽數(shù))統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,處理組枝條的成花率為84%,而對(duì)照組的成花率只有17%?？梢?梨樹拉枝處理可以顯著提高‘翠冠’梨樹的成花率。

2.2拉枝對(duì)梨花芽內(nèi)源激素含量及其比值的影響

從圖1中可以看出,拉枝處理組和對(duì)照組花芽中的內(nèi)源激素ZT和ABA的含量變化趨勢相同,而GA3和IAA的含量變化趨勢相同。其中,在梨樹生理分化期(5月20日),花芽和葉芽并未表現(xiàn)出不同,所以處理和對(duì)照內(nèi)源激素含量均差異不顯著;但是在花芽分化過程中,處理和對(duì)照花芽內(nèi)源激素含量出現(xiàn)差異,表現(xiàn)為ZT和ABA含量高于對(duì)照,而GA3和IAA含量低于對(duì)照,尤其是在花芽開始分化時(shí)(6月20日),處理和對(duì)照的差異最為明顯。

圖2顯示,花芽分化促進(jìn)類激素ZT、ABA與抑制類激素GA3、IAA的比值,在花芽分化期拉枝處理組的比值始終大于對(duì)照組,且ZT/GA3、ZT/IAA、ABA/GA3和ABA/IAA變化趨勢一致。其中,處理組花芽各激素比值在花芽分化期顯著高于生理分化期,并在成花啟動(dòng)后顯著下降。對(duì)照組的ZT/GA3和ABA/GA3在花芽大量分化之前(Ⅲ)比值都與生理分化期(Ⅰ)差異都不顯著,但在花器官原基形成的時(shí)期(Ⅵ)比值明顯下降;ZT/IAA和ABA/IAA在花芽開始分化(Ⅱ)和大量分化(Ⅲ)時(shí)含量顯著高于生理分化期,但是在花器官原基分化時(shí)期比值下降。這說明梨樹花芽分化需要較高的ZT/GA3、ZT/IAA、ABA/GA3和ABA/IAA,拉枝處理能明顯增加這些比值,從而促進(jìn)花芽分化。

圖1　拉枝對(duì)梨花芽分化期各階段內(nèi)源激素的影響

2.3拉枝對(duì)梨樹花芽內(nèi)主要營養(yǎng)物質(zhì)含量的影響

梨枝條處理組與對(duì)照組的花芽組織中可溶性糖含量在生理分化期沒有差異,之后在形態(tài)分化期二者產(chǎn)生差異,且處理組均大于對(duì)照(圖3,A)。其中,在花芽從生理分化期至形態(tài)分化期的過渡中,處理組和對(duì)照組的可溶性糖含量均急劇上升,但是處理組比對(duì)照組上升的速度更快;之后,處理組與對(duì)照組的可溶性糖含量均保持在花芽開始分化時(shí)期的水平。同時(shí),梨枝條處理組與對(duì)照組中的淀粉含量在生理分化期沒有差異,之后的形態(tài)分化期二者產(chǎn)生差異,且處理組均高于對(duì)照組(圖3,B)。處理組和對(duì)照組花芽淀粉含量均隨發(fā)育時(shí)期呈逐漸上升趨勢,但成花轉(zhuǎn)變期間拉枝處理淀粉含量急劇上升,而對(duì)照組略有上升;它們在花芽大量分化期基本保持不變,但到花器官原基合成期間又略有緩慢上升。以上結(jié)果說明拉枝處理可以促進(jìn)梨樹花芽可溶性糖和淀粉積累,尤其是在成花轉(zhuǎn)變時(shí)期效果更明顯。

2.4拉枝處理對(duì)梨樹花芽全氮含量的影響

如圖4,A所示,‘翠冠’梨拉枝處理組和對(duì)照組花芽中的全氮含量在生理分化期無顯著差異。對(duì)照組花芽的全氮含量在整個(gè)花芽發(fā)育期始終變化不顯著,而處理組在花芽分化期全氮含量先持續(xù)大幅下降,之后略有上升?；ㄆ鞴僭只诨ㄑ康可仙赡芘c此時(shí)新梢二次生長有關(guān)。這說明梨樹花芽分化需要低水平的總氮含量。

圖2　拉枝對(duì)花芽分化期各階段內(nèi)源激素比值的影響

圖3　‘翠冠’梨花芽可溶性糖含量(A)和淀粉含量(B)的變化

圖4　‘翠冠’梨花芽全氮含量(A)和碳氮比(B)的變化

圖4,B表明,‘翠冠’梨處理組和對(duì)照組花芽的C/N在生理分化期也無顯著差異;在生理分化期至形態(tài)分化期的過渡過程中,處理組花芽的C/N急劇上升,直至花芽大量分化期達(dá)到峰值,之后略下降,而對(duì)照組花芽C/N在花芽開始分化時(shí)略有上升,并在之后的形態(tài)分化期沒有明顯變化。這說明梨樹花芽形態(tài)分化期需要高的C/N。

2.5拉枝對(duì)梨樹成花相關(guān)基因LFY、TFL1和FT表達(dá)的影響

拉枝處理和對(duì)照組LFY基因的表達(dá)量在梨樹花芽生理分化期差異不顯著,但在整個(gè)花芽分化期拉枝處理顯著遠(yuǎn)高于對(duì)照(圖5,A)。其中,在花芽開始分化期,拉枝處理的LFY基因表達(dá)量驟升,但與花芽大量分化期LFY基因的表達(dá)量差異不顯著,而這兩個(gè)時(shí)期均明顯高于花器官原基分化期。同時(shí),在花芽開始分化期至花器官原基分化期,對(duì)照組LFY表達(dá)量的變化趨勢與拉枝處理相同,但是LFY基因的表達(dá)量一直都很低。這說明梨花芽分化和花器官原基分化都需要高水平的LFY基因表達(dá)。

同期拉枝處理和對(duì)照梨樹TFL1基因表達(dá)的變化趨勢是一致的,即生理分化期TFL1基因的表達(dá)量最高,在花芽開始分化期驟然減少,之后一直維持下降趨勢,并在器官原基分化期表達(dá)量最低。拉枝處理和對(duì)照雖然在生理分化期TFL1的表達(dá)量相同,但是在花芽分化期拉枝處理的TFL1基因表達(dá)量明顯低于對(duì)照(圖5,B)。

另外,梨樹花芽生理分化期拉枝處理和對(duì)照FT基因的表達(dá)量差異也不顯著,但是在整個(gè)花芽分化期拉枝處理的FT基因表達(dá)量要明顯高于對(duì)照(圖5,C)。拉枝處理梨樹枝條FT基因的表達(dá)量在花芽開始分化期驟升,之后表達(dá)量下降,但是仍然始終維持高水平表達(dá)。而對(duì)照FT基因在花芽開始分化和大量分化時(shí)表達(dá)量較生理分化期驟降,且表達(dá)量極低,雖然到花器官原基分化期略有升高,但是其表達(dá)量依然明顯低于同期拉枝處理。

圖5　拉枝處理對(duì)LFY、TFL1和FT基因表達(dá)的影響

以上結(jié)果說明,拉枝處理使成花促進(jìn)基因LFY和FT的表達(dá)量上升,成花抑制基因TFL1的表達(dá)量下降,從而從分子水平解釋了拉枝促進(jìn)梨樹成花的內(nèi)在機(jī)理。

2.6拉枝梨樹花芽成花各因素間的相關(guān)分析

影響梨樹成花的因素間的相關(guān)性分析結(jié)果如表2所示。首先,在拉枝梨樹花芽分化過程中,基因LFY表達(dá)量與FT表達(dá)量呈正相關(guān),FT和LFY表達(dá)量與TFL1表達(dá)量呈負(fù)相關(guān),說明FT和LFY基因共同作用促進(jìn)梨樹成花,而TFL1則抑制成花。

其次,花芽內(nèi)源激素ZT含量與GA3含量呈顯著負(fù)相關(guān),與IAA含量呈極顯著負(fù)相關(guān),而與ABA含量呈不顯著正相關(guān);GA3含量與IAA含量呈極顯著正相關(guān),與ABA含量呈不顯著負(fù)相關(guān);IAA含量與ABA含量呈不顯著負(fù)相關(guān)?？梢?ZT和ABA是花芽分化促進(jìn)類激素,GA3和IAA是花芽分化抑制類激素,并且GA3和IAA在花芽分化后期含量上升,促進(jìn)枝條生長;花芽分化過程中內(nèi)源激素之間有相互促進(jìn)和相互制約的關(guān)系,即花芽分化促進(jìn)類激素ZT和ABA、花芽分化抑制類激素GA3和IAA,同類激素之間有相互促進(jìn)的作用,異類激素有相互抑制的作用。

再次,梨花芽分化過程中的花芽可溶性糖含量與淀粉含量呈顯著正相關(guān),而與氮含量呈顯著負(fù)相關(guān),淀粉含量和氮含量呈顯著負(fù)相關(guān)。這說明花芽分化需要營養(yǎng)物質(zhì)的配合,可溶性糖和淀粉作為花芽分化的營養(yǎng)物質(zhì),而高含量的氮有促進(jìn)生長的作用,所以只有這種生長作用的減緩或停止,才有利于花芽分化。

另外,內(nèi)源激素ZT含量和LFY基因表達(dá)量與營養(yǎng)物質(zhì)可溶性糖含量和淀粉含量呈顯著正相關(guān);GA3和IAA含量與TFL1基因表達(dá)量呈顯著負(fù)相關(guān),與營養(yǎng)物質(zhì)可溶性糖含量呈極顯著負(fù)相關(guān),而與淀粉呈顯著負(fù)相關(guān);TFL1基因表達(dá)與可溶性糖含量呈顯著負(fù)相關(guān),與淀粉含量呈極顯著負(fù)相關(guān),而與氮含量呈顯著正相關(guān)。因此,成花相關(guān)基因、內(nèi)源激素和營養(yǎng)物質(zhì)對(duì)花芽分化的影響并不是孤立存在的,它們內(nèi)部之間互相影響,各個(gè)因素之間也互相影響,促進(jìn)類因子共同促進(jìn),抑制類因子共同抑制,通過此消彼長的調(diào)節(jié)來達(dá)到調(diào)控成花的目的。

3討論

‘翠冠’梨是南方地區(qū)梨的主栽品種。從經(jīng)濟(jì)角度考慮,近年來水果生產(chǎn)成本和市場價(jià)格的比率開始增長,減少生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)出對(duì)于果園管理十分重要,因此控制果樹營養(yǎng)分配顯得越來越重要。在傳統(tǒng)的果園管理和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中,拉枝處理已經(jīng)被證明是控制生長,促進(jìn)生殖生長和結(jié)果的最有效方法。拉枝處理在果園的生產(chǎn)實(shí)踐中得到廣泛應(yīng)用,已被整合到Solaxe培訓(xùn)系統(tǒng)中[13]。以往研究表明拉枝使‘翠冠’形成了良好的冠形[14]。此外,在相同拉枝時(shí)間內(nèi)水平拉枝和下垂拉枝抽生的中短枝比例最高,在相同拉枝角度下拉枝時(shí)間越晚抽生的中短枝比例越低[15]。富士蘋果拉枝角度為110°時(shí),樹體成花率最高,果實(shí)品質(zhì)方面的相關(guān)指標(biāo)也最優(yōu)[4]。結(jié)合梨樹萌芽率和成枝力低的特點(diǎn),110°拉枝處理容易造成樹體早衰,因此本研究中對(duì)‘翠冠’梨的拉枝處理角度選擇90°,拉枝時(shí)間選在4月份。

研究表明,隨著拉枝角度的增大,‘嘎啦’蘋果頂芽的可溶性糖含量和淀粉含量增加,氮含量減少,C/N增大[16],本實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果與之一致,說明拉枝處理通過改變花芽中營養(yǎng)成分的含量來達(dá)到控制成花的目的。此外,‘富士’蘋果頂芽的N含量在生理分化期明顯高于形態(tài)分化期,可溶性糖含量和淀粉含量在花芽分化期含量最高[17],本實(shí)驗(yàn)結(jié)果與其結(jié)論一致,這說明花芽分化需要大量的營養(yǎng)物質(zhì)。

拉枝促進(jìn)花芽分化是通過改變花芽內(nèi)激素的平衡來達(dá)到目的。在花芽從生理分化向形態(tài)分化期過渡期間對(duì)暗柳橙去葉摘花,結(jié)果表明去葉明顯減少了ZR的上升,減少了花芽的形成[18]。此外,拉枝能夠打破頂端優(yōu)勢,影響激素的分布變化規(guī)律,生長促進(jìn)類激素GA和IAA含量降低,生長抑制類激素ABA和ZT含量升高,從而促進(jìn)花芽分化,平衡營養(yǎng)生長和生殖生長[19-20]。本研究表明拉枝對(duì)‘翠冠’梨花芽內(nèi)源激素的影響規(guī)律與以往報(bào)道相一致。

Luckwill等認(rèn)為激素的平衡變化可以導(dǎo)致成花相關(guān)基因解除阻遏[21]。Corbesier等[22]認(rèn)為果樹不能開花是由于成花相關(guān)基因處于封閉狀態(tài)或基因處于開啟狀態(tài),但卻無法完成轉(zhuǎn)錄或在轉(zhuǎn)錄后的翻譯過程中受阻。

開花歸根結(jié)底是要啟動(dòng)成花相關(guān)基因,激素和營養(yǎng)物質(zhì)對(duì)基因的開啟有何作用是關(guān)鍵。生長素的基因表達(dá)學(xué)說認(rèn)為:生長素可以使細(xì)胞伸長所需的一些基因脫阻遏,從而使其得到表達(dá)。有研究表明,生長素誘導(dǎo)的原初基因在10min之內(nèi)就可以檢測到mRNA濃度的增加。在無外源生長素的情況下,原初基因在根、子房和發(fā)育的種子中有一定的表達(dá),而在其它器官不表達(dá)。當(dāng)在外界其他條件不變的情況下對(duì)植物施用外源生長素后,幾乎所有器官中原初基因都有很高的表達(dá),這說明基因表達(dá)的限制因子是生長素濃度不夠高[23]。GA對(duì)α-淀粉酶合成的作用位置是在盾片和糊粉層,外施GA于大麥種子后一段時(shí)間就能檢測出α-淀粉酶,而去除GA后α-淀粉酶合成的速率就下降,若再加入GA則合成速率又立即增快。進(jìn)一步研究表明,α-淀粉酶基因在GA的調(diào)控下進(jìn)行轉(zhuǎn)錄生成mRNA前體,經(jīng)過加工修飾成為活化的mRNA,mRNA翻譯成前體酶再加工成為活化的酶[24]。另外,組蛋白可以對(duì)基因的表達(dá)起到限制的作用,從而影響到基因的轉(zhuǎn)錄。以上證據(jù)都表明,植物激素可以通過調(diào)控轉(zhuǎn)錄和翻譯過程從而調(diào)控蛋白質(zhì)合成和酶活性,最終達(dá)到調(diào)控果樹花芽分化的目的?；ㄑ糠只诵枰騿?dòng)和激素調(diào)控外,外部條件也應(yīng)具備。成花相關(guān)基因啟動(dòng)后,外界需要提供充足的營養(yǎng)物質(zhì),否則成花也會(huì)失敗。這也是花芽分化需要營養(yǎng)生長和生殖生長的平衡、合適的C/N、高含量的淀粉儲(chǔ)備的原因。

綜上所述,本研究對(duì)‘翠冠’梨樹進(jìn)行拉枝處理后,花芽分化促進(jìn)類激素ZT和ABA的含量上升,花芽分化抑制類激素GA3和IAA含量下降;可溶性糖含量和淀粉含量在花芽分化期上升;成花促進(jìn)基因LFY和FT的表達(dá)量上升,成花抑制基因TFL1的表達(dá)量下降。同時(shí),對(duì)內(nèi)源激素、營養(yǎng)物質(zhì)和成花相關(guān)基因表達(dá)三者進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果也表明三者之間有顯著相關(guān)性,在調(diào)控花芽分化的過程中相互影響。從而解釋清楚了拉枝處理提高‘翠冠’梨成花率的內(nèi)在調(diào)控機(jī)理,為拉枝提高梨的成花率提供了科學(xué)依據(jù)。

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(編輯:裴阿衛(wèi))

Effect and Regulation Mechanism of Branch-drooping

on Flower Bud Formation of Cuiguan Pear

LI Xiaolong,WANG Chao,LI Jiaming,LIU Lun,WU Jun*

(College of Horticulture,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China)

Abstract:The cultivar of ‘Cuiguan’ was selected as material to study the effects of branch-drooping on the flower bud formation,the expression of blossoming related genesLFT,TFL1 andFT,and the content of endogenous hormones and nutrients.Results showed that:(1)90° branch-drooping treatment significantly increased the flower bud formation rate of ‘Cuiguan’ pear by a large margin.(2)After the treatment of branch-dropping,the expression of flowering promoting genesLFTandFTincreased,while the expression of flowering suppressor geneTFL1 decreased.The contents of flower bud differentiation promoting hormones ZT and ABA increased,while the contents of inhibiting hormones GA3and IAA decreased.The ratio of C/N improved observably,while the content of nitrogen(N) descended.At the same time,the contents of soluble sugar and starch showed a large accumulation during flower bud differentiation.(3)Correlation analysis showed thatLFYandFTgene expression had a positive correlation with the contents of ZT and ABA,soluble sugar,starch,and the ratio of C/N.And it had a negative correlation with the contents of GA3,IAA,N,andTFL1 gene expression.This study suggested that branch-drooping treatment increased flowering promoting gene expression level by increasing flower bud differentiation promoting class endogenous hormone contents and nutrient contents during the process of flower bud formation,as well as interactions between these indicators together to improve ‘Cuiguan’ pear flower rate.

Key words:pear;branch-drooping;gene expression;endogenous hormones;nutrition

中圖分類號(hào):Q945.6;Q789

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

作者簡介:李曉龍(1989-),男,在讀碩士研究生,主要從事果樹學(xué)研究。E-mail:2013104021@njau.edu.cn*通信作者:吳俊,教授,博士生導(dǎo)師,主要從事果樹分子育種研究。E-mail:wujun@njau.edu.cn

基金項(xiàng)目:江蘇省科技支撐項(xiàng)目(BE2011320);教育部新世紀(jì)人才項(xiàng)目(NCET-13-0864);國家梨產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-29)

收稿日期:2014-09-16;修改稿收到日期:2014-12-15

文章編號(hào):1000-4025(2015)01-0089-09

doi:10.7606/j.issn.1000-4025.2015.01.0089