干旱脅迫咖啡嫁接苗內(nèi)源激素及生物量的變化

董云萍　林興軍　黃麗芳　譚軍　李金芹　趙青云　黎秀元　龍宇宙

摘? 要：為探明咖啡嫁接苗應對干旱脅迫其內(nèi)源激素變化對植株生長的影響，布置了盆栽試驗。接穗為中粒種咖啡‘大豐1號’，砧木分別為大粒種咖啡‘查理種16號’（種間嫁接）和中粒種咖啡‘熱研2號’（種內(nèi)嫁接），3種水分處理：（1）正常淋水土壤含水量（soil moisture content，SMC），18%≤SMC≤25%，（2）輕度脅迫15%≤SMC≤17%，（3）重度脅迫10%≤SMC≤12%。6個試驗處理分別為種間嫁接L、L、L，種內(nèi)嫁接C、C、C。結果表明：種內(nèi)嫁接苗根系IAA、ABA、TZR、IP含量在正常和輕度水分處理下均顯著高于種間嫁接苗;干旱處理下種間嫁接苗葉和根IAA、ABA、Zeatin、TZR，種內(nèi)嫁接苗葉IAA、ABA、Zeatin升高正響應干旱脅迫，但種內(nèi)嫁接苗根IAA、Zeatin、TZR為負干旱脅迫響應;2種嫁接苗根IBA含量對干旱脅迫響應不同，種間嫁接苗重度干旱顯著低于正常和輕度干旱，種內(nèi)嫁接苗干旱顯著高于正常水分;2種嫁接苗葉片、根ABA含量，干旱顯著高于正常水分，葉片ABA含量L、L比L高65.13%、218.52%，C、C比C高31.10%、89.15%。根ABA含量L、L是L的7.71倍、9.05倍，C、C是C的1.79倍、1.48倍;重度干旱種間和種內(nèi)嫁接苗葉面積損失率顯著增加，單株生物量分別比正常水分減少23.45%、20.14%;輕度水分脅迫種間嫁接苗根干重、比根長、比根表面積分別比正常水分高39.16%、33.81%、28.07%，根系變細，根冠比0.66顯著高于正常水分0.48;相關分析表明干旱脅迫下咖啡嫁接苗內(nèi)源激素變化與生物量間存在相關性，地上部生物量與葉片IAA、Zeatin、ABA和根ABA呈顯著、正負相關，根直徑與根IAA、TZR、IP、ABA呈顯著負相關，側根數(shù)與根IAA、Zeatin、TZR、IP、ABA呈顯著正相關。綜上，在正常和輕度干旱下種內(nèi)嫁接苗根系生長強于種間嫁接苗，IBA對調控種內(nèi)嫁接苗根系應對干旱有積極作用，ABA對2種咖啡嫁接苗耐受干旱起關鍵作用，輕度干旱明顯促進種間嫁接苗根系生長，而對種內(nèi)嫁接苗根形態(tài)的改變和根系的促進作用不明顯。這為下一步開展咖啡嫁接苗內(nèi)源激素的干旱調控機理作了有效的前期探索。

關鍵詞：咖啡;嫁接苗;干旱脅迫;內(nèi)源激素

中圖分類號：S571.2??????文獻標識碼：A

Effect of Drought Stress on Endogenous Hormone Content and Biomass of Coffee Grafted Seedlings

DONG Yunping LIN Xingjun HUANG Lifang TAN Jun LI Jinqin ZHAO Qingyun ?LI Xiuyuan ?LONG Yuzhou

1. Spice and Beverage Research Institute， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences / Key Laboratory of Genetic Resources Utilization of Spice and Beverage Crops， Ministry of Agriculture and Rural Affairs / Key Laboratory of Genetic Improvement and Quality Regulation for Tropical Spice and Beverage Crops of Hainan Provincial， Wanning， Hainan 571533， China; 2. School of Tropical Crops， Yunnan Agricultural University， Pu’er， Yunnan 665099， China

A pot experiment was conducted to study the response mechanism of endogenous hormones and plant growth of the grafted coffee seedlings under drought stress. var. Dafeng No.1 was used as the scion， var. Dewevrei No.16 and var. Reyan No.2 as the rootstocks. The treatment included well- watered， soil moisture content （SMC）， 18% ≤ SMC ≤ 25%， light water stress， 17% ≤ SMC ≤ 15%， severe water stress， 10% ≤ SMC ≤ 12%. There were three interspecific grafting， L， L， L and three intraspecific grafting， C， C， C. IAA， ABA， TZR， IP in the root for the intraspecific grafted seedlings showed higher than those for the interspecific grafted seedlings under well-watered and light water stress. IAA， ABA， Zeatin and TZR in the leaves and roots of the interspecific grafted seedlings and IAA， ABA and Zeatin in the leaves of the intraspecific grafted seedlings responded positively to drought stress， but IAA， Zeatin and TZR in the roots of the intraspecific grafted seedlings responded negatively to drought stress. The IBA content in the roots of two grafted seedlings had different responses to drought stress. The IBA content in the roots of the interspecific grafted seedlings under severe drought was significantly lower than that under well-watered and light drought， while the IBA content in the roots of the intraspecific grafted seedlings under drought treatment was significantly higher than that under well-watered. ABA in the leaves and roots in both grafted seedlings?increased significantly under drought stress. ABA in the leaves of L and L was 65.13%， 218.52% higher than that of L， ABA in the leaves of C and C was 31.10%， 89.15% higher than that of C. ABA in the roots L and L was 7.71， 9.05 times higher than that of L， ABA in the roots of C and C was 1.79， 1.48 times higher than that of C. Under severe water stress， the leaf area loss rate significantly increased， the biomass in treatment L and C decreased 23.45%， 20.14% compared with the well-watered. Under light water stress， the root diameter was thinner， the dry root weight， specific root length， specific root surface area for interspecific grafting was 39.16%， 33.81%， 28.07% higher than that under well-watered， root/ shoot ratio was 0.66， significantly higher than that under well-watered （0.48）. Correlation analysis showed that under drought stress， there was correlation between hormones changes and biomass . The overground biomass was negatively related to IAA， zeatin， ABA in leaves and ABA in roots. The root diameter was negatively correlated with the content of IAA， TZR， IP， ABA in roots. The number?of?lateral?roots was positively correlated to IAA， Zeatin， TZR， IP， ABA in roots. In summary， under well-watered and light water stress， the root growth vigor of the intraspecific grafted seedlings was stronger than that of the interspecific grafted seedlings. IBA played a positive role tolerate drought for the intraspecific grafted seedlings. The role of ABA was essential for the drought tolerance of coffee. The root growth system of the interspecific grafted seedlings was better that that of the intraspecific grafted seedling under light drought. The study would lay an effective preliminary exploration to reveal the drought regulation mechanism of endogenous hormones in different coffee varieties and grafted seedlings.

coffee; grafted seedlings; drought stress; endogenous hormone

10.3969/j.issn.1000-2561.2022.02.011

極端溫度、干旱或鹽等非生物脅迫是農(nóng)業(yè)可持續(xù)性的主要限制因素，造成作物平均產(chǎn)量減少50%以上，其中干旱是影響植物生長發(fā)育及分布的主要非生物脅迫因子之一。我國咖啡主產(chǎn)區(qū)如云南的普洱、臨滄、德宏、保山等地區(qū)旱期長，海南萬寧、白沙、瓊中和澄邁等地也時有干旱天氣影響植株生長。干熱區(qū)小粒咖啡因降雨不足、干燥度大，嚴重影響花器官發(fā)育和幼果的形成，常出現(xiàn)落花落果、枯枝及干果，致使產(chǎn)量下降，品質也受到影響。干旱脅迫可引起植物多種內(nèi)源激素含量發(fā)生變化，并協(xié)同完成對逆境下植物生長發(fā)育的調節(jié)。探索干旱脅迫下咖啡植株生長反應及內(nèi)源激素變化，明確咖啡植株抗旱的重要特性，對開展咖啡應對水分脅迫的響應機理研究，挖掘抗旱潛力品種具有重要意義。植物激素是植物通過自身代謝產(chǎn)生，在很低濃度下就能產(chǎn)生明顯生理效應的一些有機信號分子，在植物生長發(fā)育及環(huán)境響應過程中具有至關重要的作用。脫落酸（ABA）在植物應對干旱脅迫中發(fā)揮著關鍵作用已被許多研究證實。在干旱脅迫下，植株各部位ABA濃度均會增加，促進氣孔關閉以降低蒸騰失水，同時促進水通道蛋白（aquaporins，AQP）的表達和蛋白活性來提高根系水力導度，促進根系吸水，最終使植株的抗旱能力整體增強。干旱脅迫可引起多種植物內(nèi)源激素含量發(fā)生變化，盡管它們的作用機制各不相同，但各種植物激素的變化并不是孤立單一的，而是彼此相互作用、相互影響，協(xié)同完成對逆境下植物生長發(fā)育的調節(jié)。如滲透脅迫下ABA通過與乙烯、細胞分裂素和生長素協(xié)同作用，從激素的運輸、信號響應及合成調控等多方面來調控擬南芥根發(fā)育，ABA介導小麥根尖頂端分生組織的過早分化過程來應對水分脅迫，水分脅迫下甘薯各品種中IAA、GA3、iPA及ZR含量均有所下降，ABA含量卻顯著增加，它們的相對含量（占對照百分比） 與品種抗旱性均呈極顯著負相關。植物根系是首先感知干旱信號的器官，因此，利用抗旱砧木來提高嫁接植株的抗旱性是較為直接有效的途徑。張志煥等研究表明，通過嫁接增強根系的吸水能力，維持較高的水分利用效率可能是嫁接番茄抗旱性較強的生理機制之一。利用小粒種抗旱砧木Sln.11、Sln.9提高了嫁接苗的抗旱能力。SILVA等研究表明，中粒種咖啡抗旱無性系的冠和根系統(tǒng)均能提高嫁接植株葉片中ABA的濃度，并能延遲嫁接植株嚴重缺水的發(fā)生和降低氧化損傷。應用查理種（var. Dewevrei）為砧木，嫁接中粒種（ Pierre ex Froehner）優(yōu)良品種的種間嫁接，是目前海南咖啡生產(chǎn)上普遍采用的一種促進植株生長、保障產(chǎn)量和果實品質的主要措施。但對種間嫁接植株的抗旱性研究尚未見報道。本試驗開展干旱脅迫下咖啡嫁接苗生長及內(nèi)源激素變化的研究，以探明不同嫁接苗的抗旱特性，為深入開展嫁接抗旱機理研究打下基礎，同時為生產(chǎn)上更好推廣種間嫁接技術提供理論依據(jù)。

? 材料與方法

? 材料

供試材料‘大豐1號’（ Pierre ex Froehner cv. Dafeng No.1，接穗），‘查理種16號’（ Bull ex Hiern cv. No.16，砧木）、中粒種咖啡‘熱研2號’（ Pierre ex Froehner cv. Reyan No.2，砧木）均取自中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院香料飲料研究所（以下簡稱香飲所）咖啡種質圃。

? 方法

1.2.1? 試驗設計? 2018年2月，分別從中粒種咖啡‘熱研2號’和‘查理種16號’母樹采集鮮果制成種子，培育袋裝實生苗，2018年8月，莖粗達0.5?cm左右，移栽到直徑26?cm，高30?cm的育苗盆中繼續(xù)培育8個月，盆栽土體積配比為表土∶牛糞=85%∶15%，每盆裝風干土16.31?kg。2019年3月，從‘大豐1號’優(yōu)良品種母樹上采集接穗，采用單芽腹接法嫁接，以‘熱研2號’和‘查理種16號’為砧木，種內(nèi)嫁接苗（‘大豐1號’/‘熱研2號’，按砧木的種名，標記為C）和種間嫁接苗（‘大豐1號’/‘查理種16號’，按砧木的種名，標記為L）各嫁接50株，培育9個月后，選取長勢一致的嫁接苗，2019年12月至2020年3月在香飲所溫室大棚進行2×3試驗處理，2種嫁接苗，3個水分處理，共6個處理：種間嫁接正常淋水（L）、輕度水分脅迫（L）、重度水分脅迫（L）;種內(nèi)嫁接正常淋水（C）、輕度水分脅迫（C）、重度水分脅迫（C）。每個處理3株，3次重復，共54株。各處理采用稱重補水法進行水分管理，正常水分處理：18%≤土壤含水量≤25%;輕度水分脅迫：15%≤土壤含水量≤17%，葉片出現(xiàn)輕微萎蔫，采樣分析;重度水分脅迫：10%≤土壤含水量≤12%，葉片出現(xiàn)嚴重萎蔫，采樣分析。

1.2.2? 指標測定? （1）內(nèi)源激素含量測定。取每個處理3株植株主干或一級分枝頂芽往下數(shù)第3對葉片混合樣和側根混合樣，分別測定吲哚乙酸（IAA）、吲哚丁酸（IBA）、脫落酸（ABA）、玉米素（Zeatin）、反式玉米素（TZR）、異戊烯基腺嘌呤（IP）。葉樣和根樣均分成3份，每份樣品1?g，液氮速凍后，存放在–80℃超低溫冰箱，測定時取出于液氮中研磨至粉碎，準確稱量粉碎樣品質量，向粉末中加入10?mL異丙醇/鹽酸提取緩沖液，同時加入8?μL 1?μg/mL的內(nèi)標溶液，4℃震蕩30?min;加入20?mL 二氯甲烷，4℃震蕩30?min;4℃，13?000?r/min 離心5?min，取下層有機相;避光，以氮氣吹干有機相，以400?μL甲醇（含0.1%甲酸）溶解;過0.22?μm濾膜，進ESI-HPLC- MS/MS檢測。色譜柱：poroshell 120 SB-C18反相色譜柱（2.1?mm×150?mm，2.7?μm）;柱溫：30℃;流動相：A∶B=（甲醇含0.1%甲酸）∶（水含0.1%甲酸）;洗脫梯度：0～1?min，A=20%;1～9?min，A遞增至80%;9～10?min，A=80%;10～10.1 min，A遞減至20%;10.1～15?min，A=20%。進樣體積：2?μL。

（2）生物量測定。水分脅迫結束后，每個處理收獲3盆，去除根部泥土，用自來水洗凈根部，帶回實驗室再用純水沖洗根部，注意收集清洗過程中斷的根系，用吸水紙擦干根部水分。分成葉片、莖、根三部分，分別稱量各部分鮮重，然后置烘箱中105℃殺青30?min，75℃烘至恒重，稱量各部分干重。

（3）葉面積損失率測定。每個處理固定3株掛牌，用ScanMaker i800plus掃描儀獲取葉片圖像，萬深LA-S葉面積分析軟件分析葉面積，葉面積損失率為實驗處理期間植株掉落的葉片面積與該植株所有葉片面積之比。

（4）根系形態(tài)分析。水分脅迫結束后，每個處理從1.2.2–（2）生物量測定收獲的每一植株上分別取3條完整側根，純凈水清洗根系，吸水紙擦干根部水分稱重，將根系平展于有水的透明有機玻璃根盒內(nèi)，置于Epson根系掃描儀上用透視掃描法掃描，WINRhizo軟件分析根長、根表面積、根直徑，計算比根長和比根表面積。比根長為根長與根質量之比，比根表面積為根表面積與根質量之比。

? 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)均采用SPSS 19.0軟件進行ANOVA方差分析和多重比較（LSD，0.05）。Pearson法分析咖啡嫁接苗內(nèi)源激素含量、干物質累積量、根系形態(tài)各項指標間的相關性;Microsoft Excel 2010軟件制圖。

? 結果與分析

? 不同水分處理對咖啡嫁接苗內(nèi)源激素的影響

2.1.1? 內(nèi)源激素IAA含量變化分析? 圖1可見，種間嫁接苗葉片IAA含量L顯著高于L和L，種內(nèi)嫁接苗C、C顯著高于C，其中L分別比L和L高55.42%和77.06%，C、C分別比C高61.57%和30.72%;隨水分脅迫程度增加，根系IAA含量，種間嫁接苗逐漸升高，重度脅迫顯著高于正常水分和輕度水分處理，種內(nèi)嫁接苗表現(xiàn)為輕度脅迫顯著降低，重度脅迫恢復到正常水分水平?？梢?，2種嫁接苗在干旱脅迫下葉片IAA含量變化一致，總體表現(xiàn)為干旱處理高于正常水分處理，種內(nèi)嫁接苗的變化快于種間嫁接苗。但是根系IAA含量變化不一致，種間嫁接苗變化為正響應，種內(nèi)嫁接苗先出現(xiàn)負響應，而后恢復到正常水平，這與不同嫁接苗根系來自于不同的咖啡品種有關。同一水分處理下葉片和根系IAA含量種內(nèi)嫁接苗高于種間嫁接苗，說明種內(nèi)嫁接苗生長代謝活力可能強于種間嫁接苗。

2.1.2? 內(nèi)源激素IBA含量變化分析? 圖2可見，葉片IBA含量干旱脅迫與正常水分相比，種間嫁接苗各處理間差異不顯著，種內(nèi)嫁接苗正常水分處理顯著高于干旱處理，C分別是C、C的5.09倍和14.35倍;根系IBA含量，種間嫁接苗隨水分脅迫程度的增加而降低，重度脅迫達顯著，L3分別比L和L低51.36%和62.53%，種內(nèi)嫁接苗隨水分脅迫的增加顯著升高，C、C分別是C的8.82倍和2.53倍?？梢?，2種嫁接苗在干旱脅迫下IBA含量變化不同，種間嫁接苗根系IBA對

干旱脅迫為負響應，種內(nèi)嫁接苗葉片IBA含量減少減緩地上部的生長，根系IBA含量增加促進根系生長。

2.1.3? 內(nèi)源激素ABA含量變化分析? 圖3可見，種間和種內(nèi)嫁接葉片ABA含量隨水分脅迫程度增加均顯著增加，L、L分別比L高65.13%和218.52%，C、C分別比C高31.10%和89.15%;隨水分脅迫程度增加根ABA含量，種間嫁接苗顯著增加，L、L分別是L的7.71倍、9.05倍，種內(nèi)嫁接是先升后降，C、C分別是C的1.79倍、1.48倍，種間嫁接苗根ABA含量變化遠遠大于種內(nèi)嫁接苗，同一水分處理下，種內(nèi)嫁接苗根ABA含量高于種間嫁接。說明內(nèi)源激素ABA在2種嫁接苗應對干旱脅迫中起著關鍵作用。

2.1.4? 內(nèi)源激素Zeatin、TZR、IP含量變化分析? 隨水分脅迫程度增加葉片Zeatin含量，種間嫁接苗顯著增加，L、L分別比L高89.13%、389.13%。種內(nèi)嫁接苗先升后降，C比C高82.69%，但與

C差異不顯著（圖4A）;根Zeatin含量種間嫁接苗先升后降，L是L和L的2.89倍、2.32倍。種內(nèi)嫁接苗顯著降低，C、C分別比C低39.76%、66.27%（圖4A）。隨水分脅迫程度增加葉片TZR含量，種間嫁接苗重度水分脅迫高于其余2個處理，處理間差異不顯著。種內(nèi)嫁接苗逐漸降低，處理間差異不顯著（圖4B）。根TZR含量，種間嫁接苗干旱處理顯著高于正常水分，L、L分別是L的3.36和3.21倍，種內(nèi)嫁接苗隨水分脅迫增加而顯著降低，C、C分別比C低18.74%、66.02%。種內(nèi)嫁接苗根TZR含量在正常和輕度水分處理下均顯著高于種間嫁接苗（圖4B）。從上述分析可以看出，干旱脅迫種間和種內(nèi)嫁接苗葉片Zeatin含量變化一致，均表現(xiàn)為干旱高于正常水分，種間嫁接苗變化強度大于種內(nèi)嫁接苗。根系Zeatin和TZR含量變化二者不一致，種間嫁接苗表現(xiàn)出輕度水分脅迫下最高，種內(nèi)嫁接苗則是正常水分下最高，說明輕度水分脅迫促進了種間嫁接苗根尖細胞的生長，而正常水分下種內(nèi)嫁接苗根系生長強于種間嫁接苗。

異戊烯基腺嘌呤IP在葉片中未檢測出（圖4C），根系IP含量隨水分脅迫程度增加，種間嫁接苗處理間差異不顯著，種內(nèi)嫁接苗正常和輕度水分處理顯著高于重度水分處理，C、C分別是C的4.6倍、4.8倍，說明根系內(nèi)源激素IP在正常和輕度水分處理下對種內(nèi)嫁接苗的調控作用大于種間嫁接苗。

?不同水分處理對咖啡嫁接苗生物量、葉面積損失率、根冠比的影響

由表1可見，重度水分脅迫下，種間和種內(nèi)

嫁接苗單株生物量分別比正常水分減少23.45%、20.14%，葉、莖、根生物量顯著低于正常水分處理，其中種間嫁接苗葉鮮重低55.30%、葉干重低46.47%、莖鮮重低41.06%。種內(nèi)嫁接葉鮮重低42.43%、根鮮重低51.48%。隨水分脅迫程度增加，葉片脫落量增加，葉面積損失率重度脅迫最高，L比L高11.75個百分點，C比C高9.05個百分點，差異顯著;輕度水分脅迫下，促進了根系的生長，種間和種內(nèi)嫁接苗根干重比正常水分高39.16%、8.60%，差異不顯著，根冠比種間嫁接苗正常水分顯著低于輕度水分脅迫處理，種內(nèi)嫁

接苗各處理差異不顯著。可見，輕度水分脅迫促進根系的生長，對種間嫁接苗促進作用大于種內(nèi)嫁接苗。重度水分脅迫顯著減少種間和種內(nèi)嫁接苗地上部以及種內(nèi)嫁接苗根的生長。

? 不同水分處理對咖啡嫁接苗根系形態(tài)的影響

由表2可見，根直徑種間嫁接苗隨水分脅迫程度增加而減小，重度水分脅迫根直徑顯著小于正常水分處理，種內(nèi)嫁接苗各處理間差異不顯著。各水分處理的種內(nèi)嫁接苗根直徑均小于種間嫁接苗;輕度水分脅迫下，種間嫁接苗比根長、比根表面積分別比正常水分和重度水分處理高33.81%、7.70%，28.07%、23.82%，差異未達顯著。種內(nèi)嫁接苗比根長和比根表面積均以正常水分最高;正常水分下種內(nèi)嫁接苗比根長顯著大于種間嫁接苗?？梢娬Ｋ窒乱圆槔矸N為砧木的種間嫁接苗根系較以中粒種為砧木的種內(nèi)嫁接苗根系更粗，側根數(shù)少于種內(nèi)嫁接苗，但輕度干旱脅迫使查理種砧木根系變細，側根數(shù)增加，促進了根系的生長。而輕度干旱脅迫對種內(nèi)嫁接苗根

形態(tài)的改變和根系的促進作用不明顯。

? 不同水分處理咖啡嫁接苗內(nèi)源激素含量與干物質累積量、根系形態(tài)的相關性分析

由表3可見，葉片不同內(nèi)源激素間，Zeatin與TZR、ABA呈顯著或極顯著正相關;葉片與根內(nèi)源激素間，葉IAA與根IAA、葉IBA與根TZR 、葉IAA和IBA與根IP、葉IAA與根ABA、葉ABA與根ABA呈顯著或極顯著正相關;根內(nèi)源激素間TZR與IAA、IP與TZR、ABA與IAA、ABA與TZR呈顯著或極顯著正相關。說明咖啡嫁接苗在應對干旱脅迫存在根、冠內(nèi)激素間協(xié)同效應、根與冠間的運輸或協(xié)同，且均為正響應。

生物量與葉片內(nèi)源激素間，葉干重與Zeatin、ABA，根直徑與IAA，呈顯著或極顯著負相關。比根長與IBA、葉面積損失率與IAA、Zeatin、ABA呈顯著或極顯著正相關;生物量與根內(nèi)源激素間，莖干重與IAA，根直徑與IAA、TZR、IP、ABA呈顯著或極顯著負相關。根干重與Zeatin，單株總干重與Zeatin，比根長與IAA、TZR、IP、ABA，葉面積損失率與ABA，根冠比與TZR、IP、ABA呈顯著或極顯著正相關?？梢?，干旱脅迫地上部的變化主要是葉片脫落，導致葉干重減少，與地上部生物量變化關系密切的葉片內(nèi)源激素有IAA、Zeatin、ABA和根內(nèi)源激素ABA。地下部的變化主要是根直徑減小，側根數(shù)增加，與地下部生物量變化關系密切的葉片內(nèi)源激素只有IBA，促進了側根數(shù)的增加。根內(nèi)源激素IAA、TZR、IP、ABA與根系直徑減小有關，側根數(shù)增加與根內(nèi)源激素IAA、Zeatin、TZR、IP、ABA增加有關。

? 討論

生長素IAA分布在根尖、莖尖、嫩葉等植物

體內(nèi)分裂和生長代謝旺盛的組織和器官。干旱脅迫下IAA含量變化因植物種類不同而不同。CHEN等研究表明，在小麥和大豆中，NAC轉錄因子可通過調控與生長素響應相關基因的表達而影響干旱脅迫下根長及側根的發(fā)育。在茶樹、豌豆、大豆上的研究也表明水分脅迫下葉片或根系IAA含量的升高與作物的干旱耐受性有關。本研究咖啡嫁接苗干旱脅迫下葉片IAA含量的變化基本與上述結論一致，但種內(nèi)嫁接苗根系IAA在輕度水分脅迫下顯著降低，重度水分脅迫又恢復到正常水分水平，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因有待進一步分析。在甘薯、苦蕎等的研究結論是干旱脅迫下IAA含量減少，與本研究結果不同。

IBA是植物體內(nèi)的另一種生長素，有較好的促進根系生長的能力。種內(nèi)嫁接苗在干旱脅迫下根系IBA含量顯著增加。據(jù)研究報道，干旱脅迫下植物可以通過控制IBA的動態(tài)平衡保護自己不受干旱脅迫，且IBA干旱脅迫響應途徑不依賴ABA。推測IBA對調控咖啡種內(nèi)嫁接苗根系應對干旱有積極作用，但種間嫁接苗根系IBA變化表現(xiàn)為對干旱脅迫負響應，這可能與嫁接苗根系來源于不同品種類別，咖啡品種間存在激素的合成、調控差異有關。

在擬南芥、小麥、玉米、甘薯、茶樹等作物上的研究已證實了ABA是植物響應干旱的重要調控信號分子。在咖啡上，SILVA等研究表明，中粒種咖啡抗旱無性系的冠和根系統(tǒng)均能提高嫁接植株葉片ABA的濃度，延遲嫁接植株出現(xiàn)嚴重萎蔫的時間。本研究咖啡嫁接苗在干旱脅迫下葉片和根系ABA顯著增加，與其他作物結果相同，說明內(nèi)源ABA對咖啡嫁接苗在干旱耐受性上起著關鍵作用。

細胞分裂素Zeatin、TZR，調控莖尖分生組織建成及維持植物根的發(fā)育，干旱或滲透脅迫下細胞分裂素與ABA存在協(xié)同調控作用。IP又稱5406細胞分裂素， 對蛋白質合成、酶活性及細胞代謝平衡具有調節(jié)作用。LI等研究表明，細胞分裂素參與了植物對干旱脅迫的響應，KAMINEK等研究表明細胞分裂素能提高木薯抗旱性。王國娟研究表明，隨著干旱脅迫程度的增加，玉米TZ含量總體呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢。干旱脅迫種間和種內(nèi)嫁接苗葉片Zeatin均表現(xiàn)為干旱處理高于正常水分處理，研究結果與前人一致。種間嫁接苗根系Zeatin為輕度水分脅迫下最高，TZR為干旱處理高于正常水分處理，研究結果與王國娟一致。種內(nèi)嫁接苗根Zeatin含量在正常水分下和TZR、IP含量在正常和輕度水分處理下均高于種間嫁接苗，說明種內(nèi)嫁接苗根系生長在正常和輕度干旱下強于種間嫁接苗。

重度干旱使得嫁接苗葉片過早脫落，減少了地上部生物累積量，種內(nèi)嫁接苗根鮮重顯著減少。輕度干旱促進了嫁接苗根系的生長，根系更細，與陳凱等研究結果相同。

相關性分析表明，咖啡嫁接苗內(nèi)源激素應對干旱脅迫存在根、冠及根冠間不同激素的正協(xié)同作用。與地上部生物量變化關系密切的葉片內(nèi)源激素有IAA、Zeatin、ABA和根內(nèi)源激素ABA，調控減緩地上部的生長，葉片提前脫落，以減少失水，應對干旱環(huán)境。根系最早感知土壤水分缺乏，咖啡嫁接苗受到干旱脅迫時，根系內(nèi)源激素起著重要作用，根內(nèi)源激素IAA、Zeatin、TZR、IP、ABA調控側根生長加速，根系變細，增加根系與土壤的接觸面積，獲取更多的土壤水分應對干旱。

? 結論

種間嫁接苗葉和根IAA、ABA、Zeatin、TZR，種內(nèi)嫁接苗葉IAA、ABA、Zeatin升高正響應干旱脅迫，但干旱脅迫下根IAA、Zeatin、TZR種內(nèi)嫁接苗顯著降低，與種間嫁接苗變化相反。種內(nèi)嫁接苗根IBA對干旱正響應，而種間嫁接苗為負響應，IBA對調控咖啡種內(nèi)嫁接苗根系應對干旱有積極作用。ABA對2種咖啡嫁接苗耐受干旱起關鍵作用。在正常和輕度干旱下種內(nèi)嫁接苗根系生長強于種間嫁接苗。輕度干旱脅迫使查理種砧木根系變細，側根數(shù)增加，促進了根系的生長，而對種內(nèi)嫁接苗根形態(tài)的改變和根系的促進作用不明顯。這為研究不同咖啡品種及不同嫁接苗內(nèi)源激素的干旱調控機理作了有效的前期探索。

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11. 收稿日期 2021-07-21;修回日期 2021-08-16

    基金項目 云南省董云萍專家工作站（No. 202105AF150081）;國家自然科學基金項目（No. 31901469）;中國熱帶農(nóng)業(yè)

    科學院基本科研業(yè)務費（No. 1630142021013）。

    作者簡介 董云萍（1967—），女，學士，研究員，研究方向：咖啡栽培與育種。E-mail：dongyunping@qq.com。