不同時期噴施6-BA對越橘葉片生理特性及內源激素質量分數的影響1)

魏曉瓊 賈文飛 李林宇 裴彤 王穎 李金英 吳林

(吉林農業(yè)大學，長春，130118)

Taking blueberry ‘Northland’ as the experimental material, the effects of spraying N-(Phenylmethyl)-9H-purin-6-amine(6-BA) at different stages on the senescence physiological indexes and endogenous hormone content of blueberry leaves were studied. The results showed that: (1)spraying 50 and 100 mg·L-1 6-BA at the initial flowering stage and 100 mg·L-1 6-BA at the full flowering stage respectively both could significantly increase contents of Chla+b, TSS and SP, SOD and activities of CAT and reduce contents of MDA in blueberry leaves. (2)Spraying 50, 100 and 150 mg·L-1 6-BA at different stages can significantly increase the contents of IAA, ZT and GA3, while at the concentration of 100 mg·L-1 of 6-AB, the contents of ABA significantly decreased. (3)Through correlation analysis, after spraying 6-BA with different concentrations in different periods, the contents of endogenous hormones IAA, ZT and GA3 were positively correlated with contents of Chla+b, TSS and SP in leaves and activities of SOD and CAT. ABA content is negatively correlated with antioxidant enzyme activity and positively correlated with MDA content. Therefore, spraying 6-BA at the initial flowering stage and the full flowering stage can affect the senescence of blueberry plants, and it has obvious concentration effect, with the best effect at 100 mg·L-1.

越橘(Vacciniumvitis-idaeaLinn.)是杜鵑花科(Ericaceae)越橘屬(Vaccinium)植物，對土壤的pH較為敏感，在pH為4.0～5.5，有機質質量分數較高且疏松不易積水的土壤條件下才能正常生長[1]。越橘還屬于淺根系果樹，充足的水分和適宜的溫度才能有效避免干旱脅迫和凍害的發(fā)生，保證越橘植株正常進行開花結果[2]?？梢姡煌脑耘喹h(huán)境與條件均會影響越橘植株的生長發(fā)育。

越橘栽培起源于北美，至今栽培歷史不足百年，但呈現快速發(fā)展趨勢。從20世紀20年代開始，世界各國就根據其自身的條件相繼開展了越橘科學研究和栽培工作，其中中國是亞太地區(qū)的主要貢獻地[3]。吉林農業(yè)大學率先開展了我國越橘栽培引種的工作[4]，直至2000年，越橘才開始了產業(yè)化種植，山東、黑龍江、四川等地也相繼開始引種培育越橘，到2020年，全國越橘種植面積已經達到了6.64萬hm2，超越了部分國家越橘產業(yè)的發(fā)展速度[5]。隨著越橘栽培面積的增加，栽培中也相繼出現了一些問題，如供果期集中、果品參差不齊、采收期短等。目前已有很多研究表明，于花期(初花或盛花期)外施赤霉素(GA3)、氯吡苯脲(CPPU)、吲哚乙酸(IAA)和6-芐氨基腺嘌呤(6-BA)等不僅可以有效提高植株的花朵質量，促進果實成熟一致，提高果實品質，還能通過調節(jié)植株葉片的衰老進程，促進或延緩開花，從而提前或推遲果實采收期等[6-8]。

6-芐氨基腺嘌呤是一種細胞分裂素類物質，具有調節(jié)植株生長，改善果實品質，延緩葉片衰老等功能。左冰云[9]研究表明外施6-BA可以在玉米吐絲和灌漿的關鍵生長期維持較高的超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)以及過氧化氫酶(CAT)活性，降低丙二醛(MDA)質量摩爾濃度等。李金航等[10]也發(fā)現6-BA可以顯著提高‘洛陽紅’和‘胡紅’牡丹葉片中可溶性糖和可溶性蛋白質量分數，抑制葉片中MDA的積累，有效緩解兩種植株葉片衰老。而金曉蕾等[11]研究表明不同時期噴施6-BA均能顯著提高甜蕎中細胞分類素質量分數，降低脫落酸(ABA)質量分數，從而影響植株開花結籽。張國斌等[12]用外源6-BA處理辣椒幼苗，也發(fā)現6-BA可以有效降低幼苗葉片中的脫落酸質量分數，影響幼苗生長。此外，還有研究表明，在植物生育期內噴施6-BA于植株葉片，能有效促進葉片中抗氧化酶的活性，提高葉片清除過多自由基的能力，緩解葉片衰老[13-14]。故本研究以7年生的越橘‘北陸’為研究對象，探究于花期噴施不同質量濃度的6-BA后，越橘植株葉片衰老生理指標和內源激素質量分數的變化，為越橘的高質量栽培提供參考依據。

1 材料與方法

試驗材料與設計：以7年生的越橘(株高131～137 cm，冠幅121～144 cm)‘北陸’為試驗材料，在吉林省長春市普藍高科技有限公司靖宇基地進行試驗。選取株行距為1 m×2 m、生長狀況一致、無任何機械損傷和病蟲害的植株，分別在初花期(2021年5月23—30日)和盛花期(2021年6月5—12日)噴施6-芐氨基腺嘌呤(6-BA)，每個時期噴2次，時間間隔7 d。設置噴施質量濃度為0(對照)、50、100、150、200 mg/L，噴至整個植株葉片完全濕潤且往下滴水時停止。噴施10 d后進行取樣，并測定相關指標。每個處理5株越橘，重復3次。6-BA購買于上海瑞永生物科技有限公司。

測定指標及方法：噴施10 d后，每個處理均采取越橘植株結果枝頂端第4～6節(jié)位上的功能葉片，去掉葉脈測定相關生理指標。葉綠素測定方法：結合張治安等[15]和高曉宇等[16]的方法，加以改良。將葉片去除葉柄和葉脈剪碎，稱取0.2 g置于試管中，加入V(無水乙醇)∶V(丙酮)=1∶1的混合液10 mL，進行黑暗處理。浸提至葉片變白，即可通過比色得出結果，丙二醛(MDA)質量摩爾濃度測定采用硫代巴比妥酸法[17]，可溶性糖(TSS)質量分數測定采用蒽酮比色法[15]，可溶性蛋白質(SP)質量分數測定采用考馬斯亮藍G-250染色法[15]，超氧化物歧化酶(SOD)活性的測定采用氮藍四唑(NBT)光氧化還原法[15]，過氧化氫酶(CAT)活性的測定采用紫外吸收法[15]。植物激素吲哚乙酸(IAA)、玉米素(ZT)、赤霉素(GA3)和脫落酸(ABA)質量分數的測定采用酶聯免疫吸附測定法(ELISA)[15]。

數據處理：運用Microsoft Excel 2016對試驗數據進行整理，采用SPSS 21.0對試驗數據進行方差分析和相關性分析，并檢驗差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 6-BA處理對越橘‘北陸’葉片葉綠素質量分數的影響

由表1可知，初花期噴施不同質量濃度6-BA均能影響越橘葉片中葉綠素a(Chl a)、葉綠素b(Chl b)和總葉綠素(Chl(a+b))的質量分數，葉片中Chl a和Chl(a+b)質量分數均隨6-BA質量濃度的增加呈先升高后降低的趨勢，且均在6-BA質量濃度為50和100 mg/L時顯著升高(P<0.05)，分別比對照高出7.84%、5.23%、7.50%和5.33%，其余處理均與對照無顯著差異；葉片中Chl b質量分數也在6-BA噴施質量濃度為50和100 mg/L時顯著高于對照(P<0.05)，分別高出6.06%和5.72%。

表1 不同時期噴施6-BA越橘葉片葉綠素質量分數

由表1可見，盛花期用質量濃度為50和100 mg/L的6-BA處理越橘植株時，葉片中Chl a、Chl b和Chl(a+b)質量分數均顯著升高(P<0.05)，而其他處理均與對照無顯著差異?？梢姵趸ㄆ诤褪⒒ㄆ趪娛?-BA均能影響越橘葉片的葉綠素質量分數，且均在質量濃度為50和100 mg/L時效果顯著。

2.2 6-BA處理對越橘‘北陸’葉片抗氧化生理指標的影響

由表2可知，初花期噴施不同質量濃度6-BA，越橘葉片中可溶性糖(TSS)質量分數均與對照存在顯著差異(P<0.05)，且當噴施質量濃度為50、100和150 mg/L時，葉片中的TSS質量分數顯著增加，分別比對照增高8.95%、4.34%和4.68%；葉片中可溶性蛋白(SP)質量分數在6-BA質量濃度為50和100 mg/L時顯著提高(P<0.05)，高于對照5.74%和3.48%；而葉片中MDA質量摩爾濃度在噴施不同質量濃度的6-BA后均顯著降低(P<0.05)，分別低于對照12.42%、17.74%、5.54%和10.86%；葉片中SOD活性均升高，與對照相比達到顯著差異水平(P<0.05)；葉片中CAT活性在6-BA質量濃度為50、100和150 mg/L時升高，分別比對照高出23.12%、30.49%和11.35%。

由表2可見，盛花期噴施6-BA時，越橘葉片中TSS和SP質量分數均呈現先升后降的趨勢，且當6-BA質量濃度為50、100和150 mg/L時，葉片中TSS質量分數與對照存在顯著差異(P<0.05)，分別提高16.69%、28.60%和5.65%；葉片中SP質量分數在6-BA質量濃度為100和150 mg/L時顯著提高(P<0.05)，與對照相比，分別提高10.95%和2.97%；葉片中MDA質量摩爾濃度在噴施6-BA后均顯著低于對照(P<0.05)；葉片中SOD和CAT活性在6-BA處理后均顯著升高(P<0.05)，且隨噴施質量濃度的升高，SOD的活性分別高于對照27.06%、26.88%、46.29%和33.48%，CAT活性分別高于對照24.67%、34.82%、35.12%和2.62%。說明不同時期噴施不同質量濃度的6-BA均能提高越橘葉片抗氧化系統(tǒng)的功能，質量濃度為100 mg/L時明顯促進。

表2 不同時期噴施6-BA越橘葉片抗氧化生理指標

2.3 6-BA處理對越橘‘北陸’葉片內源激素質量分數的影響

由表3可知，初花期噴施6-BA后，越橘葉片中IAA質量分數均顯著高于對照(P<0.05)；葉片中ZT質量分數在6-BA的質量濃度為50、100和150 mg/L時顯著提高(P<0.05)，較對照高出12.50%、10.35%和12.50%；葉片中GA3質量分數隨著6-BA噴施質量濃度的升高呈先升后降的趨勢，均與對照存在顯著差異(P<0.05)；葉片中ABA質量分數在6-BA噴施質量濃度為100 mg/L時顯著下降(P<0.05)，低于對照14.18%，而其他處理均與對照無顯著差異。

表3 不同時期噴施6-BA越橘葉片中內源激素質量分數

由表3可見，盛花期施用不同質量濃度的6-BA后，越橘葉片中IAA質量分數隨噴施質量濃度的增加呈先上升后下降的趨勢，且當質量濃度為50、100和150 mg/L時顯著高于對照(P<0.05)，分別高出15.93%、12.39%和10.87%；葉片中ZT質量分數均升高，與對照相比存在顯著差異(P<0.05)；葉片中GA3質量分數也均較對照顯著提高(P<0.05)，分別高出6.84%、6.25%、9.57%和5.86%；而葉片中ABA質量分數在6-BA質量濃度為50和100 mg/L時顯著低于對照，分別降低11.44%和9.32%。綜上，不同時期噴施不同質量濃度的6-BA均能明顯影響越橘葉片的內源激素質量分數，且盛花期噴施效果更為顯著。

2.4 6-BA處理越橘‘北陸’后葉片內源激素質量分數與葉綠素及抗氧化生理指標的相關性

由表4可知，初花期用不同質量濃度的6-BA處理越橘植株后，越橘葉片內源激素質量分數與總葉綠素質量分數及抗氧化生理指標均存在一定的相關性。葉片中IAA質量分數，與Chl(a+b)、TSS質量分數及SOD和CAT活性呈極顯著正相關(P<0.01)，與SP質量分數呈顯著正相關(P<0.05)，而與MDA質量摩爾濃度呈極顯著負相關(P<0.01)；葉片中ZT質量分數，與Chl(a+b)質量分數呈顯著正相關(P<0.05)，與TSS、SP質量分數及SOD和CAT活性呈極顯著正相關(P<0.01)，與MDA質量摩爾濃度呈負相關；葉片中GA3質量分數，與Chl(a+b)質量分數及SOD和CAT活性呈極顯著正相關(P<0.01)，與TSS質量分數呈顯著正相關(P<0.05)，與MDA質量摩爾濃度呈極顯著負相關(P<0.01)；葉片中ABA質量分數，與Chl(a+b)、TSS和SP質量分數均呈負相關，與MDA質量摩爾濃度呈顯著正相關(P<0.05)，與SOD和CAT活性均呈顯著負相關(P<0.05)。綜上所述，初花期噴施6-BA后，越橘葉片中內源激素IAA、ZT和GA3質量分數均與Chl(a+b)、TSS、SP質量分數和MDA質量摩爾濃度及抗氧化酶SOD和CAT活性有相關性，而葉片中ABA質量分數僅與MDA質量摩爾濃度及SOD和CAT活性有顯著相關性。

由表4可見，盛花期噴施不同質量濃度的6-BA后，越橘葉片中IAA質量分數，與Chl(a+b)、TSS和SP質量分數及SOD和CAT活性呈極顯著正相關(P<0.01)，與MDA質量摩爾濃度呈負相關；葉片中ZT質量分數，與TSS質量分數及CAT活性呈顯著正相關(P<0.05)，與MDA質量摩爾濃度呈顯著負相關(P<0.05)，與SOD活性呈極顯著正相關(P<0.01)；葉片中GA3質量分數，與SOD活性呈顯著正相關(P<0.05)，與MDA質量摩爾濃度呈負相關；葉片中ABA質量分數，與Chl(a+b)、TSS質量分數及SOD和CAT活性呈極顯著負相關(P<0.01)，與SP質量分數呈顯著負相關(P<0.05)，與MDA質量摩爾濃度呈顯著正相關(P<0.05)。綜上所述，盛花期噴施6-BA后，越橘葉片中內源激素質量分數均與Chl(a+b)質量分數及抗氧化生理指標存在相關性，內源激素IAA和ABA質量分數均與Chl(a+b)、TSS和SP質量分數及抗氧化酶SOD和CAT活性存在顯著相關性，ZT質量分數與TSS質量分數、MDA質量摩爾濃度及抗氧化酶SOD和CAT活性有相關性，而GA3質量分數僅與SOD活性顯著相關。說明外源6-BA提高越橘葉片的的抗氧化能力與內源激素的調節(jié)有關。

表4 6-BA處理后越橘葉片內源激素質量分數與葉綠素及抗氧化生理指標的相關系數

3 結論與討論

葉綠素是植物進行光合作用的關鍵色素，其在光能吸收和轉化過程中有重要作用，其質量分數的高低與光合效率直接相關，在一定程度上代表植株葉片的衰老情況。而6-BA可以有效提高葉綠素的質量分數，緩解植株衰老，這在很多研究中得到了證實。衣琨等[18]研究表明，外源6-BA可以顯著提高高加索三葉草葉片的Chl a、Chl b和Chl(a+b)質量分數，從而促進其根蘗芽的生長。朱立保[19]研究也發(fā)現，于厚皮甜瓜上噴施適量質量濃度的6-BA可以顯著提高其坐果節(jié)位葉片中葉綠素質量分數，延緩葉片衰老。本研究結果表明，不同時期噴施50、100 mg/L的6-BA，均可顯著提高越橘葉片中Chl a、Chl b和Chl(a+b)質量分數，而且盛花期噴施效果更為顯著。

葉片中可溶性糖和可溶性蛋白均在植株的新陳代謝過程中起重要作用，可溶性糖為植株的生長發(fā)育提供碳素營養(yǎng)，可溶性蛋白多數是具有催化作用的酶，主要影響植株葉片的光合作用[20]。所以葉片中可溶性糖和可溶性蛋白的質量分數變化均可用來檢測葉片衰老程度。已有研究表明，外施6-BA可以提高葉片中TSS和SP的質量分數，延緩糖和蛋白質的降解，促進植株的新陳代謝，從而達到延緩衰老的目的[10，21]。本研究分別于初花期和盛花期噴施不同質量濃度的6-BA，發(fā)現噴施50、100、150 mg/L的6-BA時，均能不同程度的提高越橘葉片中TSS和SP質量分數，說明適量質量濃度的6-BA能有效延緩越橘植株衰老。

植物衰老時，膜脂過氧化加劇，MDA大量積累，抗氧化酶SOD、CAT等活性降低，活性氧清除能力下降，從而導致植株代謝能力下降[22]。已有研究表明，外源6-BA能夠有效降低MDA的積累，提高SOD和CAT活性，減緩膜脂過氧化作用，延緩植株衰老[23-24]。本研究也發(fā)現，初花期和盛花期噴施不同質量濃度的6-BA，均能提高抗氧化酶SOD和CAT活性，降低MDA質量摩爾濃度，且盛花期噴施效果更為顯著。王帥等[25]在‘意大利’和‘無核白雞心’兩種葡萄上的研究結果也表明，適量噴施6-BA可以有效提高葡萄葉片中抗氧化酶的活性，加速活性氧的清除，從而降低膜脂過氧化作用，減少MDA的產生，提高葡萄葉片的抗衰老功能，延緩衰老。

植物激素是植物生長發(fā)育過程中重要影響因素之一。目前有許多研究表明，噴施6-BA可以影響植株內源激素的質量分數，從而調節(jié)植株的衰老進程。王海波等[26]研究發(fā)現，用不同質量濃度的6-BA處理葡萄植株，可以提高葡萄葉片中IAA、玉米素核苷(ZR)和GA3的質量分數，降低ABA的質量分數，從而調節(jié)葡萄葉片的生長發(fā)育，延緩葉片衰老。楊東清等[27]在不同持綠型小麥旗葉的研究也得到了類似的結果。本研究表明，不同時期用不同質量濃度的6-BA處理越橘植株后，能夠提高葉片中IAA、ZT和GA3質量分數，降低ABA質量分數。已有研究表明，6-BA可以促進腋芽中GA3生物合成基因JcGA20oxs和JcGA3ox1的表達，并下調GA3降解基因JcGA2oxs的表達，這也是6-BA促進越橘葉片中GA3質量分數提高的原因之一[28]。

植物激素對調控植物衰老有重要作用，大多研究表明，IAA、ZT和GA3能夠抑制衰老，而ABA能顯著促進衰老[29-31]。外施生長調節(jié)劑能調控植株內源激素質量分數變化，從而調節(jié)植株的代謝活動。已有研究表明，6-BA處理紫花苜宿后，發(fā)現葉片中IAA、細胞分裂素(CTK)和GA3質量分數變化與抗氧化酶SOD、CAT等活性呈正相關，而ABA質量分數變化分別與抗氧化酶SOD、CAT活性呈正負相關[32]。本研究也發(fā)現，不同時期用不同質量濃度6-BA噴施越橘植株后，葉片中IAA和ZT質量分數，與Chl(a+b)、TSS和SP質量分數及抗氧化酶SOD和CAT活性呈正相關，與MDA質量摩爾濃度呈負相關，ABA質量分數與Chl(a+b)、TSS和SP質量分數及SOD和CAT活性呈負相關，與MDA質量摩爾濃度呈正相關。

綜上所述，不同時期噴施6-BA均能顯著影響越橘植株的衰老指標和內源激素質量。初花期噴施6-BA的質量濃度為50和100 mg/L時，葉片Chl(a+b)、TSS和SP質量分數顯著提高，SOD和CAT活性顯著提高，MDA質量摩爾濃度降低。盛花期噴施6-BA質量濃度為100 mg/L時，葉片中Chl(a+b)、TSS和SP質量分數顯著升高；6-BA質量濃度為100和150 mg/L時，葉片中SOD和CAT活性升高，MDA質量摩爾濃度降低。不同時期噴施不同質量濃度6-BA，內源激素IAA、ZT和GA3質量分數均顯著提高，ABA在6-BA質量濃度為100 mg/L時顯著降低，說明無論是初花期還是盛花期，100 mg/L的6-BA均能有效延緩越橘葉片的衰老。且通過相關性分析發(fā)現，內源激素IAA、ZT和GA3質量分數，均與MDA質量摩爾濃度存在負相關關系，與抗氧化酶活性存在正相關關系，說明外源植物生長調節(jié)劑通過調節(jié)內源激素的質量分數調節(jié)植株的生長發(fā)育進程。