龍眼反季節成花過程中內源生長物質動態研究

王偉　蘇明華　吳少華　常強　李惠華

摘 要 以‘鳳梨穗龍眼為試驗材料，用不同濃度氯酸鉀誘導其反季節成花，同時測定其成花過程中內源生長物質含量的變化。結果表明：誘導龍眼反季節成花的較適宜的氯酸鉀濃度為5 g/m2，濃度過高反而影響成花效果。在施用氯酸鉀后龍眼頂芽乙烯（ETH）和細胞分裂素（ZT）含量顯著升高，赤霉素（GA3）和脫落酸（ABA）含量有所下降，而生長素（IAA）含量變化不明顯；多胺（PAs）中的亞精胺（Spd）含量顯著升高，精胺（Spm）含量下降，腐胺（Put）含量變化不明顯；水楊酸（SA）含量則明顯提高；表明龍眼成花需要高含量的ETH、ZT、Spd和SA，以及低水平的GA3、ABA和Spm。

關鍵詞 內源生長物質；成花；氯酸鉀；龍眼

中圖分類號 S667.2 文獻標識碼 A

龍眼是重要的亞熱帶經濟果樹，但由于其存在典型的“大小年”結果現象，經濟效益一直受限。臺灣顏昌瑞等[1]報道寺廟龍眼樹出現一年多次開花現象，經分析發現是氯酸鉀導致的，目前用氯酸鉀促進龍眼反季節成花的技術在泰國及周邊國家應用廣泛[2]。后續研究也發現，通過應用其它化學物質能誘導不少亞熱帶果樹成花[3-4]。關于氯酸鉀誘導龍眼反季節成花的機理問題，研究人員先后提出了“ETH誘導學說[5]”、“滲透壓學說[6]”和“硝酸還原學說[2]”等假說，也有從碳氮營養、激素平衡、激素信號調節、基因表達等方面提出很多假說，目前尚無定論。在植物內源生長物質中，人們普遍認為5大內源激素在成花中起重要作用，針對龍眼反季節成花中的頂芽、葉片和根系中的5大激素也進行了很多研究，而PAs、SA等新型植物激素也被發現與植物成花密切相關，但在龍眼反季節成花方面未見報道。本研究以‘鳳梨穗龍眼（Dimocarpus longana Lour.cv.fenglisui.）為試驗材料，通過噴施不同劑量氯酸鉀誘導其反季節成花，從植物內源激素、PAs和SA含量動態等方面研究氯酸鉀對龍眼植株生理指標的影響，進一步探討氯酸鉀誘導龍眼反季節成花的機理。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為盆栽3年生‘鳳梨穗龍眼實生苗，選擇20盆（每盆1株，盆容約為1 m3）株高約1.3 m、冠幅約1 m、地徑約5 cm、長勢基本一致的植株。試驗于2009年9月在福建省亞熱帶植物研究所龍眼園進行。

1.2 方法

1.2.1 處理方法 以試驗用氯酸鉀（純度≥99%）誘導龍眼反季節成花，設A、B、C（氯酸鉀濃度分別設為5、15、25 g/盆）3個處理及對照（CK），采用隨機區組處理設計，單株小區，重復5次，其中3株用來采樣，另外2株用來觀察樹體生物學效應。將稱好的氯酸鉀溶于清水后施于植株根部，對照施等量清水。施藥后統一覆草，此后每3 d澆水一次以保證水分充足和藥品被吸收。

1.2.2 分析測試方法 （1）成花情況統計。于處理前統計每植株的成熟末次梢數。用氯酸鉀處理后，每3 d觀察記錄其生物學效應，并統計各處理的植株成花率和枝梢成花率。按以下公式統計成花率。

植株成花率=（成花株數/處理株數）×100%

枝梢成花率=（成花枝梢數/枝梢總數）×100%

（2）采樣方法。施藥后每3 d取樣一次，共6次。選擇東、南、西、北4個方向的成熟度一致的末次梢頂芽，每次從各處理選定的3株取樣樹中共取頂芽12枚，將頂芽采下并經液氮速凍后放入-80 ℃冰箱保存。

（3）內源激素含量測定。ETH測定方法：采用密閉集氣法收集芽釋放的乙烯，以氣相色譜測定乙烯釋放量、外標法定量。ZT、GA、ABA及IAA測定方法：參照王若仲[7]的方法加以改進，即稱取頂芽1.0 g于11 mL預冷的80%的甲醇溶液中，在弱光下將其冰浴研磨成勻漿，于4 ℃冷藏浸提（15 h，避光），以4 ℃、5 000 r/min離心10 min，重復2次，合并上清；經真空冷凍濃縮去除甲醇，加入8 mL醋酸銨（0.1 mol/L，pH9.0）復溶，離心（15 000 r/min，20 min）；將上清過聚乙烯聚吡咯烷酮（PVPP）柱和二乙基氨基乙基交聯葡聚糖凝膠（DEAE Sephadex A-25）柱，以Sep-Paks C18小柱收集內源激素；用50%甲醇洗脫后進行高效液相色譜分析。

（4）PAs含量測定：參照韋軍[8]的方法。

（5）SA含量測定：參照楊嫵敏等[9]的方法。

1.3 數據處理

將所得數據采用Excel 2003和SPSS 13.0統計軟件進行相關分析，采用Duncan 新復極差法進行差異顯著性檢驗。試驗數據均為3次重復測定的平均值。

2 結果與分析

2.1 龍眼反季節成花情況

經氯酸鉀處理后樹體有黃化現象出現，黃化程度與氯酸鉀劑量成正比。在施藥后第38天各處理植株都有成花出現（表1），但植株成花率和枝梢成花率各不相同，其中處理A成花情況最好，植株成花率和枝梢成花率均最高，處理B次之，處理C最低，對照未見成花。可見，氯酸鉀誘導‘鳳梨穗盆栽龍眼抽穗成花約需38 d。

2.2 龍眼反季節成花過程中內源激素動態

2.2.1 ETH含量動態 由圖1可知，氯酸鉀處理會導致龍眼頂芽ETH含量上升，且上升幅度隨氯酸鉀濃度的升高而增大。處理C在觀測期內絕大部分時間都顯著高于CK，處理A和B也一直高于CK，但上升幅度不如處理C顯著；處理A在第3、18天時顯著高于CK，處理B在第3、9、18天時顯著高于CK。成花情況表明，高含量ETH為龍眼反季節成花創造了有利條件，但ETH過高則對成花起反作用。

2.2.2 ZT含量動態 圖2可知，在整個觀測期內，經氯酸鉀處理的植株頂芽ZT含量大部分時間都高于對照，尤其是成花效果最好的處理A在第6、9、12、18天時都顯著高于CK，最高時（處理后第9天）約為CK的3倍；處理B在第6、9、15天時顯著高于CK。這說明氯酸鉀處理能提高龍眼頂芽ZT水平，高含量的ZT促進龍眼反季節成花。

2.2.3 GA3含量動態 由圖3可知，在觀測期內大部分時間CK植株頂芽GA3含量都高于處理植株，且其含量較為穩定。其中處理A在第3、12天時顯著低于CK；處理B在第3、9、12天時顯著低于CK；處理C在第9、12、18天時顯著低于CK。由此可知，氯酸鉀處理能降低龍眼頂芽GA3含量，而龍眼反季節成花不需要太高的GA3水平。

2.2.4 ABA含量動態 由圖4可知，氯酸鉀處理會導致龍眼頂芽ABA含量下降，在第3、6、15天時CK都顯著高于各處理，其他時間CK與各處理植株ABA含量整體差異不大，且各處理植株頂芽ABA含量一直處于較穩定的低水平，這說明龍眼反季節成花不需要高水平的ABA。

2.2.5 IAA含量動態 由圖5可知，氯酸鉀對龍眼頂芽IAA含量影響不明顯，IAA含量在施藥后初期有小幅上升，隨即下降至與CK相當的水平，在觀測期的絕大部分時間處理與CK植株IAA含量無顯著差異。由此可知，氯酸鉀處理對龍眼植株IAA含量影響不明顯，在龍眼成花的過程中IAA含量并非主要影響因素。

2.3 龍眼反季節成花過程中PAs動態

2.3.1 Spd含量動態 由圖6可知，施用氯酸鉀后各處理植株Spd含量持續上升，尤其是處理B，其在第3、6、9、12、15天時都顯著高于CK；處理C在第6、9、12、15天時顯著高于CK，且在第9天達到峰值，此時Spd含量是對照的2倍多；處理A在大部分時間與CK無顯著差異。各處理Spd水平基本與氯酸鉀施用量成正比，但成花情況表明并非Spd越高越有利于成花。由此可知，氯酸鉀處理導致龍眼頂芽Spd水平上升，且一定范圍內高水平的Spd有利于龍眼花芽分化。

2.3.2 Spm含量動態 施藥后各處理植株Spm含量相比CK有不同程度下降，成花率最高的處理A在第3、15、18天時顯著低于CK；其他處理在大部分時間與CK差異不明顯（圖7）。由此可知，氯酸鉀處理導致植株Spm含量下降，而低水平的Spm含量有利于龍眼成花誘導。

2.3.3 Put含量動態 由圖8可知，施用氯酸鉀后各處理植株Put含量有小幅度上升，但大部分時間與CK之間無顯著差異。由此可知，氯酸鉀處理能使得植株Put含量略有提高，但上升幅度有限，而Put含量不是龍眼反季節成花的主要影響因素。

2.4 龍眼反季節成花過程中SA動態

由圖9可知，施用氯酸鉀后各處理植株SA含量有不同程度上升，且不同處理植株SA含量增幅與氯酸鉀施用量基本成反比，CK植株SA含量則一直處于較低水平。而成花情況較好的處理A的SA含量在第3、15天時顯著高于CK；處理B在第3、6、15、18天時顯著高于CK；處理C在大部分時間與CK無顯著差異。這說明適宜濃度的氯酸鉀處理能顯著提高龍眼植株SA含量，而高水平SA能為龍眼反季節花芽分化創造有利條件。

3 討論與結論

結果表明，在9月用氯酸鉀誘導龍眼成花可行，且從施藥到初見花芽僅需38 d。龔弘娟等[10]發現虹吸輸液體氯酸鉀40 d后龍眼樹出現紅點、花芽分化開始；而土施氯酸鉀則需要45 d。成花所需天數的差異可能是當地氣候、品種、施藥量、施藥方式以及栽種方式的不同造成的。

本研究處理A成花效果最好，氯酸鉀濃度過高則降低成花率，這與Manochai等[11]的研究結果相符，其認為4 g/m2的施藥量能獲得最佳成花效果，且氯酸鉀濃度最好不要超過6 g/m2。這可能是由于高濃度氯酸鉀會傷害植株，導致落葉等，從而影響成花效果。

本研究施藥后，龍眼頂芽ETH、ZT明顯升高，GA3、ABA與對照相比有所降低，IAA變化不明顯，這說明龍眼成花需要較高的ETH和ZT，較低的GA3和ABA，而IAA可能不是主要影響因素。

細胞分裂素能促進果樹花芽分化[12-15]。陳清西等[16]發現用KClO3+CTK處理植株可促進龍眼成花，比單獨使用KClO3效果更好。賴瑞云等[17]發現施用氯酸鉀后龍眼根系CTK明顯提高，可見氯酸鉀可促進根部合成細胞分裂素，然后向上運輸。本研究證明CTK類物質能促進龍眼花芽分化，且成花效果與CTK類物質含量成正比。

對果樹開花而言，ETH起促進作用。Bangerth[18]認為ETH是除細胞分裂素外另一個對成花起促進作用的植物激素。陳香玲[19]認為適當高的ETH能促進龍眼的花芽分化，但ETH過高則起抑制作用。這與本研究結果相符，高水平的ETH促進成花，但ETH太高反而降低成花率。

人們普遍認為GA3和ABA對成花起抑制作用[20]。噴施400 mg/L 的GA3可抑制棗花芽分化[21]。馮楓[22]認為低水平GA3可能有利于菊花頂芽由營養狀態向生殖狀態轉變，而在花芽分化起始期頂芽ABA含量急劇下降，說明從營養生長轉入生殖生長不需要高濃度的ABA。也有人認為ABA有利于植株由營養生長向生殖生長轉變，對杏[23]的研究表明，在花芽生理分化期ABA含量上升，而形態分化期卻迅速下降。

關于IAA在成花中的作用說法不一，IAA可能在蘋果[24]的花芽分化中起促進作用；也有人認為，較低的IAA有利于花啟動和花分化發育[25]；Kinet[26]研究表明花孕育需要一定濃度的IAA，而高濃度外源IAA抑制成花。本研究中頂芽IAA含量變化不明顯，可能IAA不是龍眼成花的主要影響因素。

本研究發現龍眼成花需要較高的Spd和較低的Spm，Put含量高低則不是龍眼反季節成花的主要影響因素。前人也認為PAs與花芽分化關系密切[27]。Costa等[28]發現外源PAs可促進魯比矮生蘋果花芽分化。Fiala等[29]認為Spd是蔦尾植物花芽孕育的標志。楊洪強等[30]發現，在花芽生理分化期遼伏蘋果葉內PAs中的Spd增長明顯，而此時晚熟蘋果品種青香蕉PAs變化不大，故認為PAs的增長可能是花芽分化開始的標志。

SA作為新的植物內源激素，也被視為開花誘導因子[31-32]，表現為低濃度SA促進黃瓜花芽分化，但過高濃度起抑制作用。本研究發現適宜濃度的氯酸鉀能促進SA合成，而較高的SA能促進龍眼花芽分化，SA過低則影響成花效果。

龍眼成花是一個復雜的生理生化過程，目前人們針對氯酸鉀誘導龍眼成花的研究多集中在碳氮營養、5大內源激素等方面，而PAs、SA等新型植物激素也與植物開花密切相關，卻鮮有研究涉及。此外，成花過程與蛋白質和基因的表達直接相關，Matsumot[33]采用抑制差減雜交（SSH）方法證實經氯酸鉀處理后的龍眼花芽和對照葉芽中存在65個差異表達的基因片段，這些基因大部分與植物開花密切相關。總之，要探索龍眼反季節成花的機理，今后可在其生長物質代謝途徑、蛋白質功能、成花控制基因等方面進行更深入的研究。

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