DTA-6和S3307對大豆存留莢和脫落莢生理調(diào)控的效應(yīng)

崔洪秋，馮乃杰，孫福東，劉春娟，何天明，趙晶晶，劉 洋，龔 屾，師 臣，鄭殿峰

（1黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，黑龍江大慶 163319；2黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院大慶分院，黑龍江大慶 163316）

DTA-6和S3307對大豆存留莢和脫落莢生理調(diào)控的效應(yīng)

崔洪秋1，2，馮乃杰1，孫福東1，劉春娟1，何天明1，趙晶晶1，劉 洋1，龔 屾1，師 臣2，鄭殿峰1

（1黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，黑龍江大慶 163319；2黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院大慶分院，黑龍江大慶 163316）

【目的】在半干旱地區(qū)，研究植物生長促進型和延緩型調(diào)節(jié)劑作用下，大豆花莢發(fā)育過程中存留和脫落莢生理效應(yīng)差別，探討調(diào)節(jié)劑減少大豆脫落作用的生理效應(yīng)，為提高大豆產(chǎn)量尋找途徑?！痉椒ā吭囼炗?012—2013年在黑龍江省大慶市林甸縣，始花期（R1）對3個大豆品種綏農(nóng)28（SN28）、墾豐16（KF16）、合豐50（HF50）分別葉面噴施調(diào)節(jié)劑2-N、N-二乙氨基乙基己酸酯（diethyl aminoethyl hexanoate，DTA-6）和烯效唑（uniconazole，S3307），噴施清水作為對照（CK）。從噴藥后第35天（R5）開始第1次取樣，每隔7 d取樣1次。采集存留和脫落的花莢，并將莢皮與籽粒分開，液氮速凍30 min，取出置于低溫冰柜中（-40℃），待全部樣品收集完畢，統(tǒng)一測定。比較研究各處理中存留和脫落莢中氧自由基代謝、相關(guān)脫落酶、可溶性物質(zhì)等生理指標(biāo)的調(diào)控效應(yīng)。【結(jié)果】（1）隨著莢發(fā)育進程，脫落莢中丙二醛（methane dicarboxylic aldehyde，MDA）含量、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性、過氧化物酶（peroxidase，POD）活性、可溶性糖含量、可溶性蛋白質(zhì)含量顯著高于存留莢，脫落纖維素酶（abscission cellulose，AC）、多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase，PG）活性顯著低于存留莢。（2）DTA-6和S3307都能夠調(diào)控大豆存留莢和脫落莢生理，二者過程不同，結(jié)果相似。二者調(diào)控效應(yīng)表現(xiàn)為：總體上降低了存留莢 MDA含量，提高了 SOD、POD活性，效果S3307優(yōu)于DTA-6，在綏農(nóng)28和墾豐16鼓粒中早期，合豐50鼓粒后期階段性的降低了存留莢AC活性、PG活性。存留莢和脫落莢生理差別隨著莢的生育進程，隨之變化，不同莢生育時期，差異幅度不同。存留莢和脫落莢生理指標(biāo)的差異也受品種內(nèi)在遺傳因素影響?！窘Y(jié)論】脫落后的莢生理指標(biāo)狀態(tài)與存留莢相比表現(xiàn)為質(zhì)膜過氧化作用增強，保護酶系統(tǒng)的平衡被破壞，可溶性物質(zhì)增加，脫落酶活性降低可能受脫落過程環(huán)境影響較大。脫落莢和存留莢生理相關(guān)指標(biāo)存在差異，并受莢發(fā)育時期和品種影響。DTA-6和S3307調(diào)控后存留莢具有較強的生理調(diào)控和自我修復(fù)能力，其膜損傷、滲透調(diào)節(jié)、保護酶系統(tǒng)、脫落酶活性降低等均對降低脫落有積極的響應(yīng)。

大豆（Glycine max L.）；花莢脫落；調(diào)節(jié)劑；生理；DTA-6；S3307

0 引言

【研究意義】大豆花莢脫落是一種生物學(xué)現(xiàn)象，是其自我調(diào)節(jié)的手段，對外界環(huán)境的一種適應(yīng)性表現(xiàn)。大豆產(chǎn)量形成過程中花莢脫落率占總花數(shù)的40% —70%［1-2］，其中約一半以莢的形式脫落，在生產(chǎn)上發(fā)現(xiàn)大豆往往由于結(jié)莢過多導(dǎo)致脫落增加，落莢不具有原發(fā)優(yōu)勢，研究存留和脫落莢之間的生理差異，明確大豆落莢的生理學(xué)機制。調(diào)節(jié)劑可以影響植物在生活史中各個階段的生長發(fā)育，提高某種物質(zhì)的含量，增加關(guān)鍵酶的活性，提高對環(huán)境的適應(yīng)性［3］。生產(chǎn)中使用較多的調(diào)節(jié)劑有促進型2-N、N-二乙氨基乙基己酸酯（diethyl aminoethyl hexanoate，DTA-6）和延緩型烯效唑（uniconazole，S3307），有研究報道DTA-6 和S3307能增加抗逆性［4-6］，研究DTA-6和S3307對揭示調(diào)節(jié)劑的作用機理，提高大豆產(chǎn)量具有重要的現(xiàn)實意義?！厩叭搜芯窟M展】有關(guān)植物生長調(diào)節(jié)劑對花莢脫落調(diào)控的研究較多［7-11］。大豆花莢的形成或敗育主要與2個內(nèi)部生理因素有關(guān)即光合同化物供應(yīng)的有效性［12-14］和植物內(nèi)源激素的有效性［13-17］。DTA-6和S3307等調(diào)節(jié)劑可以誘導(dǎo)一些重要水解酶的出現(xiàn)［18-20］，影響組織結(jié)構(gòu)［21］，或直接影響酶［22-24］，調(diào)控光合產(chǎn)物［25］等?？傊蠖够ㄇv脫落機理和光合產(chǎn)物分配與DTA-6 和S3307調(diào)控有著重要的聯(lián)系?！颈狙芯壳腥朦c】同類研究多集中在調(diào)節(jié)劑對逆境的植株葉片抗性指標(biāo)的研究，對脫落器官莢的研究較少，關(guān)于存留莢和脫落莢對比研究更少，施用DTA-6和S3307可能是通過內(nèi)源激素信號傳導(dǎo)調(diào)控了復(fù)雜的生理過程，改善大豆花莢脫落，實現(xiàn)增加大豆產(chǎn)量?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究在田間環(huán)境下，對大豆存留莢和脫落花莢生理指標(biāo)的差異進行對比研究，探討減少大豆花莢脫落的DTA-6、S3307處理和花莢脫落多的對照相關(guān)生理差異。研究調(diào)節(jié)劑改善花莢脫落機理，以期實現(xiàn)提高大豆單產(chǎn)的目的。

1 材料與方法

1.1試驗材料

試驗于2012年和2013年在黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)林甸縣大豆試驗基地（大慶市林甸縣N47°，E125°）進行，氣候特點為半干旱地區(qū)，土壤類型為草甸黑鈣土（N 178.5 mg·kg-1、P2O525.4 mg·kg-1、K2O 257.4 mg·kg-1、有機質(zhì)3.08%、鹽總量0.1%，pH7.88），土壤肥力中等，前茬為玉米。

以東北地區(qū)主栽不同基因型亞有限大豆品種綏農(nóng)28（母本綏農(nóng)14，父本綏農(nóng)10，生育期120 d，株高110 cm，紫花、長葉、灰毛）、墾豐16（母本黑農(nóng)34，父本墾農(nóng)5號，生育期120 d，株高65 cm左右，白花、披針形葉、灰毛）、合豐50號（母本合豐35號，父本合95-1101，生育期120 d，株高90.3 cm，紫花、長葉）為研究材料。

植物生長調(diào)節(jié)劑 2-N、N-二乙氨基乙基己酸酯（diethyl aminoethyl hexanoate，DTA-6）為促進型調(diào)節(jié)劑，烯效唑（uniconazole，S3307）為延緩型。

1.2試驗設(shè)計

2013年，選用2種調(diào)節(jié)劑的適宜濃度（在2012年調(diào)節(jié)劑噴施濃度和噴施時期篩選試驗的基礎(chǔ)上）60 mg·L-1DTA-6和 50 mg·L-1S3307，試驗小區(qū)共6行，行長5 m，壟寬0.65 m，面積為19.50 m2，初花期（R1），采用葉面噴施法，噴施清水作為對照（CK），4次重復(fù)，單因素隨機區(qū)組設(shè)計。機器播種，出苗后人工間苗，密度30萬株·hm-2，人工除草，田間管理同常規(guī)。

從R1期（7月8日）噴施調(diào)節(jié)劑后第35天（R5）開始第1次取樣，以后每隔7 d取樣1次。采集存留和脫落的花莢，將莢皮與籽粒分開，液氮速凍30 min，取出置于-40℃保存?zhèn)溆?。脫落莢中各時期以癟莢居多，同一處理中籽粒和莢皮的同一指標(biāo)值差異較大，因此，統(tǒng)一測定存留莢和脫落莢莢皮的各個指標(biāo)。

1.3MDA、SOD、POD、可溶性蛋白質(zhì)和可溶性糖的測定

取1 g莢皮，加入2 mL pH7.8磷酸緩沖液研磨，4℃，5 000 r/min離心20 min，上清液為粗酶液。采用硫代巴比妥酸顯色法［26］測定MDA含量（mmol·g-1FW）?？扇苄蕴牵?6］計算公式為可溶性糖（mmol·L-1）=11.71 D450。采用愈創(chuàng)木酚法［26］測定POD活性（U·g-1FW），以1 min內(nèi)A470值增加0.01所需的酶量為1個酶活單位（U）。采用氮藍四唑（NBT）光化學(xué)還原法［26］測定 SOD活性（U·g-1FW），以抑制NBT光氧化還原50%時的酶量為1個酶活力單位（U）?？捡R斯亮藍法測定可溶性蛋白質(zhì)含量。

1.4AC測定

采用羧甲基纖維素鈉鹽（CMC-Na）法［27］測定AC含量。取莢0.5 g，加入2 mL pH7.2的磷酸緩沖液，0 —4℃冰浴中研磨提取，提取液倒入離心管中，4℃，12 000 r/min離心20 min，取上清液4℃保存，作為纖維素酶粗提液。取2支試管，分別加入1 mL酶液，然后在一支試管中加入 1 mL羧甲基纖維素鈉（CMC-Na），在另一支試管中加入1 mL蒸餾水作為對照。將兩支試管搖勻后，置電熱恒溫培養(yǎng)箱中40℃保溫24 h，采用3，5-二硝基水楊酸比色法測定反應(yīng)體系中還原糖的含量。以每小時生成l mg還原糖作為1個酶活單位。

1.5PG測定。

采用DNS顯色反應(yīng)法［28］測定PG含量，取花莢和脫落花莢0.5 g，加入2 mL pH5.0的磷酸-檸檬酸緩沖液，研磨提取，4℃，5 000 r/min離心，取上清液4℃保存，作為粗提液。于甲、乙兩支25 mL比色管中加入5 mL 0.5%濃度果膠底物和4 mL磷酸-檸檬酸緩沖液，然后向甲比色管中加入1 mL稀釋粗酶液，50℃水浴30 min。向乙管中加1 mL稀釋粗酶液，立即放入沸水浴中煮沸5 min，終止反應(yīng)，冷卻；DNS法顯色，以標(biāo)準(zhǔn)空白為基準(zhǔn)調(diào)零，在540 nm處測吸光度值（吸光度要在0. 025—0.843）。

1.6數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003進行數(shù)據(jù)處理和作圖，用Spss19.0進行方差分析。

2 結(jié)果

2.1DTA-6和S3307調(diào)控下大豆存留和脫落莢MDA的差別

3個品種CK脫落莢MDA含量顯著高于CK存留莢（圖1）。3個品種CK存留莢MDA含量相對穩(wěn)定，脫落莢MDA含量在噴藥后35—56 d，呈先增高再降低的趨勢，說明大豆脫落莢質(zhì)膜過氧化作用顯著高于存留莢。DTA-6存留莢MDA含量除了在噴藥后35 d，綏農(nóng)28、墾豐16存留莢MDA含量均顯著高于脫落莢，其他處理存留莢 MDA含量低于脫落莢。S3307存留莢MDA含量則是除了在噴藥后35 d，綏農(nóng)28和合豐50存留莢MDA含量顯著高于脫落莢，其他S3307存留莢MDA含量均顯著低于脫落莢。在噴藥后35、42和49 d多個時間點上DTA-6或S3307存留莢MDA含量低于CK存留莢，推測DTA-6和S3307存在降低存留莢MDA含量的作用。

2.2DTA-6和S3307調(diào)控下大豆存留和脫落莢SOD的差別

CK存留莢SOD活性在噴藥后35—42 d顯著低于脫落莢，在噴藥后56 d顯著高于脫落莢，在噴藥后49 d 3個品種表現(xiàn)各不相同（圖2），還發(fā)現(xiàn)在3個品種中存留莢SOD活性表現(xiàn)為先降低再升高又降低的波動變化，CK脫落莢SOD活性呈不斷降低的變化趨勢。DTA-6 和S3307存留莢SOD活性在噴藥后42—49 d顯著低于脫落莢，在噴藥后56 d整體上表現(xiàn)為存留莢SOD活性顯著高于脫落莢，其他時間不同品種存在差異。DTA-6 和S3307存留莢SOD活性呈“拋物線狀”變化，脫落莢SOD活性呈不斷下降的變化趨勢?？梢姶媪羟vSOD活性總體上顯著低于脫落莢，二者的趨勢曲線也存在差異。在噴藥后42 d，DTA-6和S3307存留莢SOD活性顯著高于CK存留莢，其他時間DTA-6或S3307存留莢SOD活性顯著高于CK存留莢，說明DTA-6和S3307在多個時間點提高了存留莢的SOD活性。

圖1　調(diào)節(jié)劑調(diào)控存留和脫落莢MDA差別Fig. 1 Regulating differences between normal and abscission pods of MDA in soybean by PGRs

2.3DTA-6和S3307調(diào)控下大豆存留和脫落莢POD的差別

CK處理存留莢的POD活性在3個品種表現(xiàn)為先降低再升高又降低（圖3），CK處理脫落莢POD活性變化趨勢在3個品種上不完全一致，脫落莢的POD活性都顯著高于存留莢。DTA-6和S3307存留莢POD活性整體上顯著低于脫落莢；存留莢POD活性整體上在 3個品種上呈先增加再降低的變化趨勢；脫落莢POD活性在品種綏農(nóng)28和墾豐16呈“拋物線狀”，合豐50 POD活性變化呈不斷遞增的趨勢。部分品種DTA-6和S3307存留莢POD活性在噴藥后42—49 d顯著提高，在這一時間DTA-6和S3307有效提高存留莢POD活性效果較好。

2.4DTA-6和S3307調(diào)控下大豆存留和脫落莢PG的差別

圖2　調(diào)節(jié)劑調(diào)控存留和脫落莢SOD差別Fig. 2 Regulating differences between normal and abscission pods of SOD in soybean by PGRs

圖3　調(diào)節(jié)劑調(diào)控存留和脫落莢POD差別Fig. 3 Regulating differences between normal and abscission pods of POD in soybean by PGRs

CK存留莢PG活性在噴藥后35 d，僅在綏農(nóng)28和墾豐16表現(xiàn)為顯著高于CK脫落莢，在噴藥后42 d后，3個品種存留莢PG活性顯著高于CK脫落莢（圖4）。DTA-6存留莢PG活性在噴藥后42 d和56 d酶活性較高；脫落莢PG活性大致呈先增加再降低的變化趨勢，最大值出現(xiàn)在噴藥后42 d。S3307存留莢僅在噴藥后42 d顯著低于脫落莢，之后顯著高于脫落莢。S3307存留莢PG活性和脫落莢也在噴藥后42和56 d有最大值。結(jié)合田間大豆花莢脫落調(diào)查，發(fā)現(xiàn)噴藥后42 d此期間是花莢集中脫落的高峰階段，PG活性的升高證實了這一大豆脫落增加的生理狀態(tài)；噴藥后56 d PG活性比42 d高，此時田間并沒有出現(xiàn)大量的花莢脫落現(xiàn)象，可能與大豆莢趨于成熟和植株自然衰老有關(guān)。在噴藥后42和56 d，存留莢PG活性整體上CK＞S3307 ＞DTA-6，證明DTA-6和S3307能夠通過抑制PG活性來減少大豆花莢的脫落。

圖4　調(diào)節(jié)劑調(diào)控存留和脫落莢多聚半乳糖醛酸酶差別Fig. 4 Regulating differences between normal and abscission pods of PG in soybean by PGRs

2.5DTA-6和S3307調(diào)控下大豆存留和脫落莢AC的差別

由圖5可知，CK存留莢AC活性在噴藥后35 d顯著高于脫落莢，以后在3個品種上高低表現(xiàn)不盡相同，仍可以看出存留和脫落莢AC酶活性存在顯著性差異。DTA-6存留莢PG活性除了在綏農(nóng)28噴藥后49 d，合豐50噴藥后56 d顯著低于脫落莢，其他都表現(xiàn)為顯著高于脫落莢。DTA-6促進了在噴藥后35—42 d 莢AC酶活性增加，控制了在噴藥后49—56 d莢酶活性增加。S3307存留莢AC酶活性相對穩(wěn)定，僅在噴藥后 42 d表現(xiàn)為顯著降低；整體顯著高于脫落莢。S3307脫落莢AC酶活性在3個品種上表現(xiàn)不同，受田間環(huán)境影響較大。S3307控制了噴藥后35—42 d的莢AC酶活性快速增加，在噴藥后49—56 d S3307作用降低，莢AC酶活性接近CK。DTA-6和S3307存留和脫花莢AC活性與CK對比可知，S3307對莢AC活性的調(diào)控與DTA-6有所不同，2種調(diào)節(jié)劑的類型不同，調(diào)控過程不同；DTA-6和S3307不僅能夠改善存留莢的AC活性，也改變了脫落莢的AC活性。

2.6DTA-6和S3307調(diào)控下大豆存留和脫落莢可溶性糖的差別

圖5　調(diào)節(jié)劑調(diào)控存留和脫落莢脫落纖維素酶差別Fig. 5 Regulating differences between normal and abscission pods of AC in soybean by PGRs

圖6　調(diào)節(jié)劑調(diào)控存留和脫落莢可溶性糖差別Fig. 6 Regulating differences between normal and abscission pods of soluble sugar in soybean by PGRs

CK存留莢可溶性糖含量呈先降低再升高的變化趨勢，在噴藥后42 d有最低點（圖6）；CK脫落莢可溶性糖含量呈先升高再降低的變化趨勢，最高點在42—49 d；CK存留莢可溶性糖含量顯著低于脫落莢。DTA-6和S3307存留莢可溶性糖含量整體上顯著低于脫落莢，僅在噴藥后35 d有部分品種存留莢可溶性糖顯著高于脫落莢高。3個品種DTA-6和S3307存留莢可溶性糖含量變化曲線不同，綏農(nóng)28和墾豐16表現(xiàn)為先增加再降低，合豐50則呈不斷增高，最大值在噴藥后56 d。DTA-6和S3307改變了存留和脫落莢變化趨勢。

2.7DTA-6和S3307調(diào)控下大豆存留和脫落莢可溶性蛋白質(zhì)的差別

CK存留莢可溶性蛋白質(zhì)含量顯著低于脫落莢，二者變化趨勢曲線不同，存留莢呈先降低再升高的變化趨勢，脫落莢大體呈先升高再降低的變化趨勢（圖7）。DTA-6和S3307脫落莢可溶性蛋白質(zhì)含量除了在噴藥后35 d，整體顯著高于存留莢。DTA-6 和S3307存留莢可溶性蛋白質(zhì)含量變化幅度較小，脫落莢變化較大。DTA-6脫落莢可溶性蛋白質(zhì)含量綏農(nóng)28和墾豐16表現(xiàn)一致，與合豐50不同；S3307則大體呈不斷增加的變化趨勢。DTA-6和S3307調(diào)控了存留和脫落莢可溶性蛋白質(zhì)的變化趨勢，噴藥后35 d，存留莢可溶性蛋白質(zhì)含量高于脫落莢，可能與此時期處于籽粒發(fā)育早期莢營養(yǎng)供應(yīng)相對充足有關(guān)。

圖7　調(diào)節(jié)劑調(diào)控存留和脫落莢可溶性的蛋白質(zhì)差別Fig. 7 Regulating differences between normal and abscission pods of soluble protein in soybean by PGRs

3 討論

黑龍江溫帶大陸性氣候雨熱同期，大豆開花結(jié)莢期正值炎熱的夏季，通常受到高溫與干旱階段性脅迫，近年來受厄爾尼諾影響，洪澇頻繁發(fā)生，都能夠引起花莢的過量脫落，導(dǎo)致嚴(yán)重減產(chǎn)。施用DTA-6和S3307通過內(nèi)源激素信號傳導(dǎo)調(diào)控復(fù)雜的生理過程，改善大豆花莢脫落，實現(xiàn)增加大豆產(chǎn)量。促進型DTA-6和延緩型S3307處理大豆脫落莢和存留莢，其生理指標(biāo)可能存在差別，然而本研究的脫落相關(guān)生理指標(biāo)中哪些會有變化，這些變化和存留莢相比是增加還是降低，是值得關(guān)注和重點探討的問題。

3.1DTA-6和S3307對大豆存留和脫落莢氧自由基代謝的影響

研究表明，隨著莢發(fā)育進程，各個處理脫落莢中MDA含量、SOD、POD活性與存留莢存在顯著差異，且脫落莢中MDA含量、SOD、POD活性顯著高于存留莢。

衰老與脫落有一定的區(qū)別，但都有相似的結(jié)果。MCCORD等［29］提出生物自由基傷害學(xué)說，以活性氧、自由基的累積對器官衰老影響的研究取得了很大的進展。作物衰老過程中產(chǎn)生自由基，保護酶系的活性降低不能將其清除，細胞內(nèi)自由基代謝平衡被破壞［19-20］，引發(fā)衰老和器官脫落。本研究各處理脫落莢MDA含量顯著高于存留莢，和前人的研究結(jié)果基本一致，分析認為脫落莢保護酶系統(tǒng)嚴(yán)重失衡，脫落莢質(zhì)膜過氧化產(chǎn)物MDA含量的增加印證了這一點。脫落莢保護酶SOD和POD活性比存留莢增強，與前人衰老或脫落過程保護酶活性降低的結(jié)果不一致，很多研究認為某些激素或激素類物質(zhì)如6-BA、GA3、多胺等也可清除活性氧，有研究認為一定條件下SOD活性弱，能夠加速器官衰老脫落［30］，鄭殿峰等［22］研究表明，葉面噴施 DTA-6可調(diào)節(jié)葉片內(nèi)源激素水平和保護酶的生理功能，有效控制葉片的衰老進程，認為出現(xiàn)這一現(xiàn)象在脫落過程中，除了S3307和DTA-6增加了莢SOD、POD活性，還有其他途徑增加了保護酶活性，如應(yīng)激反應(yīng)等，但仍不能滿足莢脫落過程中質(zhì)膜修復(fù)的需要。

3.2DTA-6和S3307對大豆存留和脫落莢主要脫落酶影響

隨著莢發(fā)育進程，各個處理脫落莢中AC、PG活性與存留莢存在顯著差異，脫落莢中AC、PG活性顯著低于存留莢。

宋莉萍等［19］研究認為葉面噴施植物生長調(diào)節(jié)劑能夠降低大豆莢脫落率及多聚半乳糖醛酸酶活性，對大豆莢的脫落有一定的調(diào)控作用。本研究也有類似的結(jié)果，DTA-6和S3307處理莢的PG和AC酶活性有被降低的表現(xiàn)。隨著大豆生育期的推進，脫落莢的脫落酶活性和存留莢變化趨勢曲線近似，脫落莢酶活數(shù)值上大多數(shù)時間高于存留莢，與CK比，葉噴DTA-6 和S3307縮小了存留莢和脫落莢酶活的差距。國內(nèi)研究者在水漲龍眼中發(fā)現(xiàn)，脫落幼果纖維素酶活性高出正常幼果37%［31］。存留脫落纖維素酶活性隨著莢成熟衰老，脫落酶活性增加，與前人研究一致；脫落莢脫落纖維素酶活性顯著低于存留莢與前人研究脫落后期脫落酶活性增加結(jié)果不一致。分析可能是莢內(nèi)多種酶活性在脫落的過程和脫落后受當(dāng)時田間環(huán)境影響較大。

3.3DTA-6和S3307對大豆存留和脫落莢可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)影響

各個處理脫落莢中可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)含量與存留莢存在顯著差異，且脫落莢中可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)含量顯著高于存留莢。

植物器官葉、花和果實等的脫落除了受環(huán)境因素影響外，還受植物體內(nèi)在因素如相關(guān)基因表達、內(nèi)源激素代謝和養(yǎng)分、能量供應(yīng)等綜合影響。國外學(xué)者［32］用C14標(biāo)記氨基酸的示蹤試驗結(jié)果表明，脫落發(fā)生時，離層細胞氨基酸和蛋白質(zhì)的含量增加，與此同時，細胞內(nèi)mRNA和rRNA的含量也增加，而在ABA誘導(dǎo)的脫落中，RNA和蛋白質(zhì)能在幾小時內(nèi)迅速增加［33］。現(xiàn)有資料表明，這些蛋白質(zhì)大部分是與脫落有關(guān)的酶［34］。說明相關(guān)酶基因表達量與酶活性和蛋白質(zhì)含量有著重要的對應(yīng)關(guān)系。在調(diào)控該基因表達的多種因素中，外源激素效果顯著。施用人工植物生長調(diào)節(jié)劑DTA-6和S3307效果表現(xiàn)為通過內(nèi)源激素調(diào)控了脫落相關(guān)的基因表達，降低了存留莢脫落相關(guān)酶和蛋白質(zhì)的增加，這一結(jié)果在崔洪秋等［23］研究結(jié)果部分一致，還發(fā)現(xiàn)外施用DTA-6減少了AC酶對應(yīng)的GmAC相對表達量，其他酶的基因表達量是否減少還有待進一步研究。可溶性糖是植物光合作用的直接產(chǎn)物，并可轉(zhuǎn)化為其他化合物，是大豆產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)［35］。園藝學(xué)家通過長時間的觀察發(fā)現(xiàn)，凡是糖類含量高的葉片和果實，不容易脫落；而糖類含量低的，則容易脫落?？扇苄缘鞍踪|(zhì)是植物所有蛋白質(zhì)組分中最活躍的一部分，包括各種酶源、酶分子和代謝調(diào)節(jié)物。有研究發(fā)現(xiàn)衰老過程中萌發(fā)綠豆子葉，小麥旗葉可溶性蛋白質(zhì)含量也逐漸下降。各個處理大豆脫落莢可溶性物質(zhì)比存留莢顯著增加，與前人研究認為衰老降低的結(jié)果不一致。推測原因：器官不同，功能有所不同，作為“源”的葉片在衰老的過程中組織分解，成分降解為可在利用的養(yǎng)分運輸?shù)狡渌M織中，表現(xiàn)為可溶性糖和可溶性蛋白降低的結(jié)果，莢作為“庫”是養(yǎng)分消耗和貯存器官，即使發(fā)生了分解和降解運出的也較少，多數(shù)都留在了器官中，出現(xiàn)可溶性糖和蛋白質(zhì)顯著增加的結(jié)果。

4 結(jié)論

4.1脫落后的莢生理指標(biāo)狀態(tài)與存留莢相比表現(xiàn)為質(zhì)膜過氧化作用增強，保護酶系統(tǒng)的平衡被破壞，可溶性物質(zhì)增加，脫落酶活性降低可能受脫落過程環(huán)境影響較大。脫落莢和存留莢生理相關(guān)指標(biāo)存在差異，并受莢發(fā)育時期和品種影響。

4.2DTA-6和 S3307調(diào)控的存留莢具有較強的生理調(diào)控和自我修復(fù)能力，其膜損傷、滲透調(diào)節(jié)、保護酶系統(tǒng)、脫落酶活性降低等均對降低脫落有積極的響應(yīng)。

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（責(zé)任編輯 李莉）

Effects of DTA-6 and S3307 on Physiological Regulation in Normal and Abscission Pods of Soybean

CUI Hong-qiu1，2， FENG Nai-jie1， SUN Fu-dong1， LIU Chun-juan1， HE Tian-ming1， ZHAO Jing-jing1，LIU Yang1， GONG Shen1， SHI Chen2， ZHENG Dian-feng1
（1Agronomy College of Heilongjiang Bayi Agricultural University， Daqing 163319， Heilongjiang；2Heilongjiang Academy of Agricultural Science Daqing Branch， Daqing 163316， Heilongjiang）

【Objective】The objective of this experiment is to study the effects of plant growth promoter and plant growth retardator on the difference of physiology in normal and abscission pods of soybean during the pods development in the semi-arid area， to dicuss the physiological effects of plant growth regulator on reduction of the abscission of flowers and pods in soybean， andtry to find the ways to increase soybean output. 【Method】 Diethyl aminoethyl hexanoate（DTA-6）， Uniconazole（S3307）and water were foliage sprayed at initial flowering （R1） stage of 3 varieties including Suinong 28 （SN28）， Kenfeng 16 （KF16）， and Hefeng 50 （HF50） in the Lindian county， Daqing city of Heilongjiang province in 2012 and 2013. The first time to take samples was 35 d （R5）after spraying， since then， the normal and abscission pods treated with CK and treatments were collected every seven days. The pod coats and seeds were separated， quick frozen for 30 min in the liquid nitrogen， and then stored in low temperature refrigerator（-40℃）. Determination was carried out when all the samples were collected. The regulating differences of DTA-6 and S3307 between normal and abscission pods in oxygen free radical metabolism， related abscisic enzymes and soluble matter in soybean were determined and compared. 【Result】 The results demonstrated that during the pod development process， the malonaldehyde （MDA） content，superoxide dismutase （SOD） activity， peroxidase （POD） activity， soluble sugar and soluble protein of abscission pods were significantly higher than normal pods， the abscission cellulose （AC） activity， polygalacturonase （PG） activity in abscission pods were significantly lower than normal pods. DTA-6 and S3307 could regulate the physiology of normal and abscission pods in soybean. Although DTA-6 and S3307 showed different process in regulating effect， but both in the process had many similar results. The regulating effects of DTA-6 and S3307 showed as follows： DTA-6 and S3307 treatments decreased MDA content， improved SOD，POD activities in normal pods， and decreased AC and PG activities at pod-filling early stage in SN28 and KF16， but decreased at pod-filling late stage in HF50. The physiological difference of normal and abscission pods could change with the pods developmental process in soybean. The extents of increase and decrease were different during pods development process. The physiological difference was influenced by genetically controlled factors.【Conclusion】Compared with normal pods， the physiological indexes of abscission pods were improved， plasma membrane peroxidation was enhanced， balance of protective enzyme system was broken，soluble material were increased， related abscission enzymes activities reduced， and these were affected by environmental factors. The nomal pods regulated by DTA-6 and S3307 showed a positive response to biological membrane damage， osmotic adjustment，protective enzyme system， related abscission enzymes activity reduced， especially in improving the physiological regulation and self-repairing ability.

soybean； pods abscission； plant growth regulator； physiology； DTA-6； S3307

2016-03-07；接受日期：2016-04-25

國家自然科學(xué)基金（31171503）、國家“十二五”科技支撐計劃（2012BAD20B04）、黑龍江省研究生創(chuàng)新科研項目（YJSCX2012-253HLJ）

聯(lián)系方式：崔洪秋，E-mail：cuihongqiu@126.com。馮乃杰，E-mail：dqfnj@126.com。崔洪秋和馮乃杰為同等貢獻作者。通信作者鄭殿峰，E-mail：zdffnj@263.net