不同濃度赤霉素處理對油桐花芽分化的影響

孫 穎，陳 顯，劉 儒，李建安

(1.中南林業科技大學，湖南 長沙 410004；2.隨州大洪山風景名勝區，湖北 隨州 441300；3.中國林業科學研究院亞熱帶林業實驗中心，江西 分宜 336600)

有關赤霉素對顯花植物花芽分化的影響的研究始于20世紀60年代。有關學者在對蓖麻、油茶、荔枝、龍眼、光皮樹成花的研究中均發現赤霉素對花芽分化具有顯著的促進作用[1-8]。油桐是大戟科油桐屬植物，是我國重要的木本油料植物。油桐花芽的分化時間存在地域差異，如湖南各地油桐花芽分化始于7月初至10月中結束，而重慶地區油桐花芽分化卻始于6月末。目前，國內外從生理水平上對油桐花芽分化問題的研究報道相對較少[9-13]。因此，為給以赤霉素調控油桐成花及油桐花果管理提供參考依據，在油桐花芽生理分化期，就噴施不同濃度梯度的赤霉素(GA3)對其成花率、花芽分化臨界期、可溶性總糖與可溶性淀粉含量、脫落酸等內源激素含量的影響情況進行了試驗、測定與分析，現將研究結果分析報道如下。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

6月末在湖南天際嶺林場選取生長健壯、無病蟲害的油桐植株，以不同濃度的赤霉素(GA3)對其葉面進行噴施處理。采用隨機區組法，每單株為一小區，重復3次。試驗共設4個處理，處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的噴施濃度分別設為50、100、200mg?L-1，以噴等量清水的處理Ⅳ作為對照(CK)。7月下旬，選取嫩葉作為樣品,每隔10d采樣1次，用鋁箔紙包好，以液氮速凍，帶回實驗室后，置于-80℃的低溫冰箱中保存，以用于后續的測定試驗。

1.2 試驗方法

采用觀察法調查油桐的成花率；采用常規石蠟切片法觀測其花芽的分化臨界期[9]；分別采用蒽酮比色法[9]和ELISA法[12]依次測定可溶性糖、可溶性淀粉與內源激素的含量。

采用Excel 2007和SPSS 17.0軟件進行數據與圖表的分析。

2 結果與分析

2.1 成花率

混合芽是指植物的芽萌發后既可以形成花或者花序又可以發育成枝或葉的芽，油桐的頂芽絕大部分是混合芽。成花率是指油桐發育成花的芽數占總芽數的百分率。不同濃度赤霉素處理對油桐花芽分化率的影響情況如圖1 所示。噴施了赤霉素的各處理對油桐花芽分化均有顯著的抑制作用，說明赤霉素的濃度與油桐花芽的分化密切相關。其中，處理Ⅱ的花芽分化率雖低于噴等量清水的處理Ⅳ(CK)，卻高于其余2個處理與比處理Ⅳ(CK)相比，處理Ⅲ的成花率下降了21.5％。

圖1 不同濃度的赤霉素處理對花芽分化率的影響Fig.1 Effect of different concentrations of GA3 on fl ower bud differentiation rate

2.2 花芽分化臨界期

顯花植物花芽分化過程由生理分化期和形態分化期構成，其各項生理因子含量達到一定程度后花芽便進入了形態分化期，而花芽形態分化起始的標志期是花芽分化臨界期。不同濃度的赤霉素處理對油桐花芽分化臨界期的影響情況如表1所示。由表1可知，外施3種不同濃度的赤霉素對油桐花芽的分化臨界期均有一定的推遲作用，隨著外源赤霉素濃度的升高，推遲的時間則越久，其中，處理Ⅲ的表現最為明顯，推遲了5d。

表1 不同濃度赤霉素處理對油桐花芽分化臨界期的影響Table 1 Effect of different concentrations of GA3 treatments on critical period of tung oil tree flower bud differentiation

2.3 有機營養物質含量

有機營養物質一般指的是植物體內通過光合作用積累的糖、淀粉等物質，是植物生長發育的重要物質基礎。葉片是形成有機營養物質的重要場所，有機營養物質的積累與利用不僅影響植物的生長發育，還影響其花芽的數量和質量。

2.3.1 可溶性總糖含量

可溶性總糖作為植物體內一種易于利用的能量形式，其含量的多少反映了生命體代謝活力的高低。糖類不僅是能量的供應者，而且直接參與花孕育的調節過程。不同濃度的赤霉素處理對油桐葉片中可溶性糖含量的影響情況如圖2所示。由圖2 可知，在花芽分化過程中，各赤霉素處理組油桐葉片中的可溶性糖含量總體上保持先上升后下降的變化趨勢；在花芽生理分化后期，其可溶性糖含量達到整個花芽分化期的最大值；之后，隨著花芽形態分化的開始，其總糖含量迅速下降，隨著時間的推移，始終保持緩慢的下降速度，并在雌雄蕊分化期降到低谷。

總之，在花芽生理分化過程中，赤霉素處理各組的油桐葉片中的可溶性糖含量均低于處理Ⅳ(CK)；其中，處理Ⅱ的含量高于其他兩組處理。在花序分化期，處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的可溶性總糖含量均迅速下降，且其含量均高于處理Ⅳ；但處理Ⅳ(CK)的可溶性總糖含量的下降速度低于其他3組處理。花芽形態分化結束時，處理Ⅳ(CK)葉片中的可溶性總糖含量卻又高于3組赤霉素處理。方差分析結果表明，不同處理間均存在極顯著差異。由此可見，在花芽生理分化期，各處理組油桐葉片中的總糖含量均有所上升且均低于處理Ⅳ(CK)，這表明，外源赤霉素處理削弱了其對總糖的調運和分配能力，對油桐成花具有抑制作用。

圖2 不同濃度的赤霉素處理對油桐葉片中可溶性糖含量的影響Fig.2 Effect of different concentrations of GA3 treatments on soluble sugar content in leaves of tung oil tree

2.3.2 可溶性淀粉含量

淀粉是一種由光合作用合成中的未消耗合成葡萄糖轉化而成的植物多糖，儲存在植物體內。當葡萄糖不足時，淀粉能水解成葡萄糖而為植物提供能量。如圖3所示，不同濃度的外源赤霉素處理對花芽分化期油桐葉片中的可溶性淀粉含量均有影響。4組處理的含量變化趨勢基本相同，即在花芽生理分化過程中，油桐葉片中的可溶性淀粉含量持續增加，且其含量在花萼原基形成期達到最高值，而后迅速下降。不同濃度外源赤霉素處理對油桐葉片中可溶性淀粉積累的抑制作用程度不同，處理Ⅲ的抑制作用最明顯。結合可溶性總糖含量的變化趨勢分析，在花芽分化過程中，赤霉素處理減緩了油桐植株對其體內碳水化合物的積累與利用的速度，使其成花時間推遲了。

圖3 不同濃度的赤霉素處理對油桐葉片中可溶性淀粉含量的影響Fig.3 Effect of different concentrations of GA3 treatments on soluble starch content in leaves of tung oil tree

總之，在油桐花芽生理分化期，其葉片中的淀粉含量一直增加，此時淀粉主要是作為貯藏性同化物進行積累的，植物體內可溶性糖等物質為植物的生長發育提供了能量，花萼原基形成后，其葉片中的淀粉含量開始有所下降，其原因是，淀粉是一種多糖物質，可通過淀粉酶等水解成葡萄糖，以補充植物生長發育所需的糖等能量的不足。

2.4 內源激素含量

有關研究結果表明，植物的開花結果是通過葉片接收內源激素產生的信號來調控體內生長發育代謝的。花芽分化進程也是通過這一機制調控營養生長和生殖生長的平衡而影響植物成花的。

2.4.1 內源脫落酸含量

很多的研究結果都表明，脫落酸因其能減緩枝條生長的速度和增加細胞分裂素在花芽中的積累量而對植物的花芽分化有利。不同濃度外源赤霉素處理對油桐葉片中的脫落酸含量具有抑制作用，如圖4所示，赤霉素處理各組與處理Ⅳ(CK)的內源脫落酸含量在生理分化初期均迅速上升，并在生理分化后期均達到含量最大值，而在之后的花序始分化期卻迅速下降到最低值。隨著外源赤霉素濃度的增加，其抑制作用越明顯。方差分析結果表明，赤霉素處理各組與處理Ⅳ(CK)的差異達到極顯著水平。由此證明，在油桐花芽分化過程中，相對較高的內源脫落酸含量有利于油桐由不定芽向花芽轉變及之后花芽的形態分化。

2.4.2 內源吲哚乙酸含量

相關研究結果表明，在花芽生理分化期，低含量的吲哚乙酸有利于油桐花芽的分化。不同濃度赤霉素處理對油桐葉片中的吲哚乙酸含量的影響情況如圖5所示。由圖5可知，在花芽生理分化期，外源赤霉素處理對其葉片中的吲哚乙酸含量具有促進作用，在生理分化中期其含量達到最大值，其中處理Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ比處理Ⅳ(CK)分別增加了53.5 ％、38.7 ％和24.2 ％；之后迅速下降，在花萼原基形成期降到最低值，然后又略有上升。

總體來說，各處理的吲哚乙酸含量在花芽形態分化期的波動較大，這表明在生理分化初期，油桐體內的吲哚乙酸含量低有利于其成花；在形態分化前期，其脫落酸與吲哚乙酸的協調平衡，有利于花芽的形態分化。

圖4 不同濃度的赤霉素處理對油桐葉片中脫落酸含量變化的影響Fig.4 Effect of different concentrations of GA3 treatments on ABA content in leaves of tung oil tree

圖5 不同濃度的赤霉素處理對油桐葉片中吲哚乙酸含量變化的影響Fig.5 Effect of different concentrations of GA3 treatments on IAA content in leaves of tung oil tree

3 結論與討論

試驗結果表明，不同濃度外源赤霉素的噴施處理均能抑制油桐的花芽分化，其中處理Ⅲ的抑制作用最為明顯，這一試驗結果與前人的研究結果相似，即有抑制成花的作用。生產中常把GA3用于對果樹大小年的調節中。處理各組油桐葉片中的可溶性總糖和可溶性淀粉含量的變化規律表明，外施赤霉素影響了油桐對其體內的葡萄糖等營養物質的積累與利用、分配與運輸，通過協調碳氮比例來影響其花芽分化的進程。

本試驗結果與陳志金有關卡特蘭脫落酸含量對花芽形成的影響的研究結論基本一致，即形態分化始期，內源脫落酸含量水平的提高，有利于抑制其營養生長與花芽分化和開花結果[14]。在花芽生理分化前期，赤霉素處理各組油桐葉片中的脫落酸含量迅速升高，并在整個生理分化期內均保持高含量，在形態分化期內其含量水平也高于處理Ⅳ(CK)。這似乎可以說明，在油桐花芽分化期需要相對高的脫落酸含量。有關研究結果表明，內源吲哚乙酸含量較低有利于木本果樹的花芽分化[15]。本試驗結果與這一研究結論基本一致，這表明在生理分化期低含量的吲哚乙酸有利于油桐的成花。

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