植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)大白杜鵑幼苗內(nèi)源激素的影響

田紅紅，李朝嬋，伍 慶，趙云龍，黃承玲

(1.貴州師范大學(xué)，貴州 貴陽(yáng) 550001； 2.貴州大學(xué)林學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025； 3.貴州民族大學(xué)，貴州 貴陽(yáng) 550025)

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)大白杜鵑幼苗內(nèi)源激素的影響

田紅紅1，李朝嬋1，伍 慶1，趙云龍2，黃承玲3

(1.貴州師范大學(xué)，貴州 貴陽(yáng) 550001； 2.貴州大學(xué)林學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025； 3.貴州民族大學(xué)，貴州 貴陽(yáng) 550025)

以3年生大白杜鵑實(shí)生苗為試材，探討不同濃度的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑PP333(多效唑)、CCC(矮壯素)對(duì)大白杜鵑幼苗內(nèi)源激素的影響。結(jié)果表明：PP333、CCC處理下大白杜鵑莖段內(nèi)IAA、GA3和ZR含量均低于對(duì)照，ABA含量均高于對(duì)照；2種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度與GA3、ZR含量呈負(fù)相關(guān)性，與ABA含量呈正相關(guān)性。

大白杜鵑；多效唑；矮壯素；內(nèi)源激素

杜鵑屬植物是我國(guó)十大名花之一，具有極高的科研、觀賞和藥用價(jià)值。大白杜鵑(RhodoendrondecorumFranch.)是百里杜鵑國(guó)家級(jí)森林公園內(nèi)野生杜鵑種之一。由于野生及人工栽培的大白杜鵑樹(shù)形高大、莖葉細(xì)等特征限制了其市場(chǎng)觀賞性，矮化技術(shù)為大白杜鵑進(jìn)入園林綠化市場(chǎng)、提高觀賞度及商品價(jià)值提供了途徑。植物的內(nèi)源激素對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育具有重要的調(diào)控作用，是植物生理學(xué)研究的主要內(nèi)容[1]。目前，在高山杜鵑應(yīng)用植物生長(zhǎng)延緩劑的研究報(bào)道較少，王芳等[2]以高山杜鵑為試驗(yàn)材料對(duì)不同濃度PP333(多效唑)處理開(kāi)花過(guò)程中葉片和花瓣生理特性進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，趙云龍等[3-4]采用60Co-γ對(duì)大白杜鵑進(jìn)行輻射取得很好的效果。本研究探索適宜大白杜鵑矮化的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑最適濃度和施用方法，及其對(duì)大白杜鵑生長(zhǎng)發(fā)育激素變化的影響，以期為今后進(jìn)一步完善高山杜鵑矮化技術(shù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料取自貴州百里杜鵑國(guó)家級(jí)森林公園內(nèi)生長(zhǎng)健壯、無(wú)病蟲害的3年生大白杜鵑實(shí)生苗，試驗(yàn)設(shè)在貴州師范大學(xué)校園苗圃，通過(guò)盆栽移植60 d，待幼苗完全存活后，于2012年5月19日分別采用PP333(多效唑)500、1000、2000 mg·L-1，CCC(矮壯素) 1000、2000、4000 mg·L-1和清水(對(duì)照)進(jìn)行全株噴施處理，噴施程度待葉片所噴溶液快要滴下為宜，每隔7 d處理1次。共處理10次，每個(gè)處理60株苗。

1.2 測(cè)定方法

從試驗(yàn)開(kāi)始當(dāng)天，每隔20 d左右，從不同處理的植株中剪取具有代表性的葉片(從下往上數(shù)第3、4片葉)，放入裝有冰袋的泡沫盒中，封口帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定4種內(nèi)源激素的含量，3次重復(fù)，取平均值。共取樣5次。運(yùn)用酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法(ELISA)[5]，測(cè)定生長(zhǎng)素(IAA)、赤霉素(GA3)、脫落酸(ABA)和玉米素(ZR)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 PP333處理對(duì)大白杜鵑內(nèi)源激素的影響

2.1.1 IAA含量的變化 對(duì)照組大白杜鵑IAA含量在生長(zhǎng)過(guò)程中變化較大，呈“升高—降低—升高”變化趨勢(shì)；PP333處理的幼苗IAA含量變化在生長(zhǎng)過(guò)程中均呈下降趨勢(shì)，其中PP3332000 mg·L-1處理IAA含量下降最多，與處理前相比，下降了19.75 %。PP333處理的幼苗IAA含量在矮化過(guò)程中均明顯低于對(duì)照(圖1-A)，可見(jiàn)PP333處理有效抑制了內(nèi)源IAA合成。

2.1.2 ABA含量的變化 ABA的生理作用與IAA相反，能抑制植物生長(zhǎng)。大白杜鵑受到PP333矮化脅迫后，ABA含量增加。隨著PP333處理濃度的增加，幼苗葉片ABA含量升高，且高于對(duì)照。其中2000 mg·L-1處理的幼苗ABA含量增加最多，從5月19日—8月9日增加了36.82 ng·g-1，而對(duì)照僅增加13.44 ng·g-1；ABA的抑制作用導(dǎo)致其處理的苗高最低(圖1-B)。

2.1.3 GA3含量的變化 由圖1-C可知，對(duì)照組大白杜鵑GA3含量在生長(zhǎng)過(guò)程中變化較大，呈“升高—降低—升高”變化趨勢(shì)；與對(duì)照相比，不同濃度PP333處理后GA3含量呈降低趨勢(shì)，其中以PP3332000 mg·L-1處理GA3含量8月9日達(dá)到最低，為3.57 ng·g-1。GA3含量降低使大白杜鵑生長(zhǎng)受到抑制，可見(jiàn)GA3含量與PP333濃度呈負(fù)相關(guān)性，PP333濃度越高，GA3含量越低。植物生長(zhǎng)延緩劑通過(guò)抑制GA3的合成實(shí)現(xiàn)矮化效果，PP333起作用的靶酶是貝殼杉烯氧化酶，作用于靶酶后專一地抑制貝殼杉烯向貝殼杉烯醇的氧化，阻礙GA3的合成[5-6]，從而抑制細(xì)胞的縱向生長(zhǎng)，使得莖節(jié)縮短，株高降低，從而控制著植物的生長(zhǎng)和發(fā)育[7-8]，F(xiàn)aust等[9]把GA3作為控制樹(shù)體大小的最重要植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。

2.1.4 ZR含量的變化 ZR在植物生長(zhǎng)和發(fā)育過(guò)程中起重要的作用，參與許多生理過(guò)程，如促進(jìn)側(cè)芽萌發(fā)，削弱頂端優(yōu)勢(shì)，有利于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)化[12]。由圖1-D可知，對(duì)照組大白杜鵑ZR含量在生長(zhǎng)過(guò)程中變化較大，呈先升高再降低的“單峰”趨勢(shì)，其中在6月29日達(dá)到最大，為17.22 ng·g-1；與對(duì)照相比，PP333處理顯著降低了幼苗的ZR含量，ZR含量呈先上升再降低趨勢(shì)，其中在6月9日達(dá)到最大。其中以PP3332000 mg·L-1處理的ZR含量最低，在8月9日為3.79 ng·g-1，比對(duì)照低了8.52 ng·g-1?？梢?jiàn)PP333矮化處理抑制了ZR的合成，ZR含量與PP333濃度呈負(fù)相關(guān)性，PP333濃度越高，ZR含量越低。

2.2 CCC處理對(duì)大白杜鵑內(nèi)源激素的影響

CCC作為一種人工合成的植物生長(zhǎng)阻礙劑，廣泛用于觀賞植物上，以控制營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，它主要通過(guò)抑制GA3生物合成而控制植株高度，把GA3作為控制樹(shù)體大小的最重要植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑[10-11]。

圖1 PP333處理對(duì)大白杜鵑IAA、ABA、GA3、ZR含量的影響

2.2.1 IAA含量的變化 對(duì)照組幼苗IAA含量在生長(zhǎng)過(guò)程中變化較大，呈“升高—降低—升高”變化趨勢(shì)；不同濃度CCC處理幼苗，IAA含量在矮化過(guò)程中均低于對(duì)照(圖2-A)，CCC 1000、4000 mg·L-1處理IAA含量下降最多，CCC 2000 mg·L-1處理IAA含量在后期略有增加。說(shuō)明CCC處理有效抑制了內(nèi)源IAA合成，以4000 mg·L-1的CCC對(duì)IAA含量抑制效果最好。

2.2.2 ABA含量的變化 由圖2-B可知，對(duì)照組ABA含量先緩慢降低再迅速升高的變化趨勢(shì)；受到CCC處理脅迫后，內(nèi)源ABA含量增加，呈升高趨勢(shì)，其中CCC 1000、4000 mg·L-1處理上升較快，CCC 2000 mg·L-1處理呈緩慢上升的趨勢(shì)。CCC處理ABA含量均高于對(duì)照，與處理前相比，對(duì)照組幼苗ABA含量增加13.58 ng·g-1；4000 mg·L-1處理的幼苗ABA含量增加36.42 ng·g-1，1000 mg·L-1處理的幼苗ABA含量增加21.4 ng·g-1，1000 mg·L-1處理的幼苗ABA含量增加35.82 ng·g-1。

2.2.3 GA3含量的變化 由圖2-C可知，對(duì)照組大白杜鵑GA3含量在生長(zhǎng)過(guò)程中變化較大，呈“升高—降低—升高”變化趨勢(shì)；CCC處理幼苗的GA3含量均低于對(duì)照組，且呈緩慢降低趨勢(shì)，其中8月9日GA3含量以CCC 4000 mg·L-1處理最低，為3.49 ng·g-1；CCC 1000 mg·L-1處理次之，為3.74 ng·g-1；CCC 2000 mg·L-1處理最高，為4.87 ng·g-1。

2.2.4 ZR含量的變化 由圖2-D可知，對(duì)照組大白杜鵑ZR含量在生長(zhǎng)過(guò)程中變化較大，呈先升高再降低的“單峰”趨勢(shì)，其中在6月29日達(dá)到最大，為17.23 ng·g-1；與對(duì)照相比，CCC處理顯著降低了幼苗的ZR含量，ZR含量變化也為“單峰”曲線，CCC 1000、4000 mg·L-1處理在6月9日達(dá)到最大，CCC 2000 mg·L-1處理在6月29日達(dá)到最大。其中以CCC 2000 mg·L-1處理ZR含量最低，在8月9日為4.27 ng·g-1，CCC抑制了ZR的合成。

3 結(jié)論與討論

3.1 2種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理下大白杜鵑IAA含量變化

矮化處理的大白杜鵑幼苗IAA含量變化在生長(zhǎng)過(guò)程中均呈下降趨勢(shì)，其中，PP3332000 mg·L-1處理IAA含量比對(duì)照低31.42 ng·g-1；CCC 4000 mg·L-1處理對(duì)IAA抑制效果最好，比對(duì)照低32.19 ng·g-1，PP333、CCC矮化處理有效抑制了內(nèi)源IAA合成。IAA在調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育的各種生理活動(dòng)中起關(guān)鍵作用，研究表明IAA幾乎參與了植物生長(zhǎng)發(fā)育的所有方面[13-14]。內(nèi)源激素IAA的含量與大白杜鵑的生長(zhǎng)密切相關(guān)，低濃度的IAA含量抑制植株生長(zhǎng)。2種矮化處理IAA含量呈現(xiàn)出隨著藥劑濃度增加而下降趨勢(shì)，這與姜英等[15]的研究一致，這可能是大白杜鵑生長(zhǎng)受到抑制的主要原因之一。

圖2 CCC處理對(duì)大白杜鵑IAA、ABA、GA3、ZR含量的影響

3.2 2種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理下大白杜鵑ABA含量變化

矮化處理后大白杜鵑幼苗ABA含量均高于對(duì)照。與處理前相比，PP3332000 mg·L-1處理的幼苗ABA含量增加最多，為36.82 ng·g-1；CCC 4000 mg·L-1處理的幼苗ABA含量增加36.42 ng·g-1。ABA是一種調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育的激素，它參與植物生長(zhǎng)過(guò)程中的諸多生理活動(dòng)，在植物對(duì)逆境脅迫如干旱、鹽堿和低溫的響應(yīng)中起作用[16]。逆境脅迫時(shí)植物內(nèi)源ABA會(huì)急劇上升以提高其抗性，也有研究認(rèn)為隨著IAA的增加會(huì)誘導(dǎo)乙烯合成，乙烯的合成反過(guò)來(lái)加速ABA合成[17]。大白杜鵑幼苗內(nèi)源ABA含量與苗高生長(zhǎng)關(guān)系密切，內(nèi)源激素ABA含量的升高是矮化處理導(dǎo)致其矮化的內(nèi)部原因之一。

3.3 2種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理下大白杜鵑GA3、ZR含量變化

矮化處理后大白杜鵑幼苗GA3、ZR含量降低，在處理后期，PP3332000 mg·L-1處理GA3含量為3.57 ng·g-1；CCC 4000 mg·L-1處理GA3含量最低，為3.49 ng·g-1。在木本花卉高生長(zhǎng)的因素中GA3含量影響植物的高生長(zhǎng)。GA3合成受阻是導(dǎo)致植物矮化的主要原因和機(jī)理[18-19]，GA3合成途徑關(guān)鍵酶的表達(dá)變化對(duì)植物的矮化起到關(guān)鍵作用[20]，在使用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理幼苗生長(zhǎng)緩慢的原因主要是抑制了GA3的生物合成。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑通過(guò)抑制GA3的合成，從而抑制細(xì)胞的縱向生長(zhǎng)，使得莖節(jié)縮短，株高降低。大白杜鵑在PP333、CCC處理的GA3含量比對(duì)照低，這說(shuō)明植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理導(dǎo)致GA3含量降低對(duì)其生長(zhǎng)緩慢起著重要作用。本研究中ZR和GA3含量較為接近，均維持較低水平，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理的植株ZR含量下降，從而影響植株生長(zhǎng)。

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Effects of Plant Growth Regulators on Endogenous Hormones Content ofRhodoendrondecorum

TIAN Hong-hong1，LI Chao-chan1，WU Qing1，ZHAO Yun-long2，HUANG Cheng-ling3

(1.GuizhouNormalUniversity，Guiyang550001，Guizhou,China； 2.CollegeofForestry，GuizhouUniversity，Guiyang550025Guizhou，China； 3.GuizhouMinzuUniversity，Guiyang550025，Guizhou，China)

Using different concentrations of two plant growth regulators paclobutrazol (PP333) and chlormequat (CCC) handlingRhodoendrondecorum3-year-old seedlings，it based on enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) analyzing endogenous hormones in the leaves.The results showed that PP333and CCC treatment with different concentrations，reducing the IAA，GA3，and ZR content in the leaves，compared with the control；ABA content was higher than the control.GA3and ZR content was negatively correlated with the concentration of two plant growth regulators，and ABA content was positively correlated with the concentration of two plant growth regulators.

RhodoendrondecorumFranch；paclobutrazol; chlormequat；endogenous hormones

2014-12-23；

2015-02-05

貴州師范大學(xué)研究生創(chuàng)新基金項(xiàng)目(研創(chuàng)2014[14])；國(guó)家自然科學(xué)基金(31460233)；貴州省科學(xué)技術(shù)基金(黔科合J字[2013]2230號(hào))；貴州林業(yè)科技技術(shù)研究項(xiàng)目(黔科合外J字[7035]號(hào))；貴州師范大學(xué)博士科研基金項(xiàng)目(百里杜鵑林區(qū)杜鵑新種及稀有種繁育研究)

田紅紅(1989—)，女，貴州遵義人，貴州師范大學(xué)在讀碩士研究生，從事生物化學(xué)與分子生物學(xué)研究。E-mail：983743062@qq.com。

黃承玲(1977—)，女，貴州大方人，貴州民族大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院副研究員，博士，從事木本花卉引種栽培研究。E-mail：chenglinghuang@163.com。

10.13428/j.cnki.fjlk.2015.02.020

S685.21；S482.8

A

1002-7351(2015)02-0090-04