樹莓葉片生長過程中內源激素含量變化初步研究

高慶玉　閆超　張丙秀　王振武　王雪嬌　張宇

摘要：以樹莓（Rubus idaeus L.）品種費爾杜德（R. idaeus L.cv. Fertod Zamatos）和哈瑞太茲（R. idaeus L.cv. Herytage）為試驗材料，測定其葉片在生長過程中植物生長素（IAA）、赤霉素（GA3）和脫落酸（ABA）3種內源激素含量的變化趨勢，并在2個品種間做出比較，分析3種內源激素比值及相關性。結果表明，樹莓葉片從展葉到脫落過程中，內源激素含量變化趨勢基本一致， GA3含量變化呈現“上升-下降-上升-下降”的變化趨勢，IAA含量變化呈“先上升后下降” 的變化趨勢，ABA含量變化不大，整體上為“下降-上升-下降-上升” 的變化趨勢。GA3/ABA和IAA/ABA比值變化呈“先上升后下降”的變化趨勢，其中哈瑞太慈葉片中GA3/ABA和IAA/ABA比值在果實采收期出現回升，后期下降，且GA3、IAA與ABA含量的相關性呈負相關。GA3/IAA比值前期無變化，進入衰老期有增長，GA3和IAA含量呈正相關。GA3和IAA含量在葉面積迅速增長時期達到最大值，而ABA在葉片進入衰老期則含量較高。

關鍵詞：樹莓（Rubus idaeus L.）；葉片；內源激素；含量；變化

中圖分類號：S663.2 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）24-6280-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.24.047

Abstract：With Rubus idaeus L.cv. Fertod Zamatos and R. idaeus L.cv. Heritage as the experimental materials， the changing tendency of endogenous hormone content of raspberry leaves including GA3， ABA and IAA was determined to make a comparison between the two species， analysis of the ratio and correlation of the three endogenous hormones. The results showed that the changing tendency of the endogenous hormone content in raspberry basal leaves from unfolding to shedding was consistent. The change of GA3 content presented an ‘up-down-up-down trend； the change of IAA content was ‘first increased and then decreased trend， the content of ABA showed a ‘down-up-down-up trend. GA3/ABA and IAA/ABA ratio increased firstly and then decreased， GA3/ABA and IAA/ABA ratio of R. idaeus L.cv. Heritage leaves increased in fruit harvest period and then decreased in later stage. GA3 and IAA content was negatively correlated which ABA. GA3 /IAA ratio did not change in earlier stage， while increased in the aging period. GA3 and IAA content was positively correlated. In rapid growth period of leaf area， GA3 and IAA content reached to the maximum； while ABA content was higher in the senescence stage.

Key words：raspberry（Rubus idaeus L.）；leave；endogenous hormone；content；changes

樹莓（Rubus idaeus L.）又稱覆盆子、刺莓、馬林等，屬薔薇科（Rosaceae）懸鉤子屬（Rubus spp.）多年生落葉灌木，果實既可鮮食，也可用于加工，是一種具有較高開發價值的漿果類果樹[1]。樹莓果實含有人體必需的營養物質，被譽為第三代水果[2，3]。在樹莓生長發育過程中，激素是一種不可缺少的調控物質，就目前而言，包括油菜素甾醇（BR）在內的六大類[4-7]植物內源激素已經被發現和確定。它們支配植物的生理過程，調控整個植株的生長路徑，平衡各個器官的生長速率。所以研究樹莓生長發育與激素的關系也就成為了果樹學研究中的重點之一。試驗測定了樹莓品種菲爾杜德（R. idaeus cv. Fertod Zamatos）與哈瑞太慈（R. idaeus cv. Herytage）在生長過程里葉片中的植物生長素（IAA）、赤霉素（GA3）和脫落酸（ABA）3種內源激素含量的變化趨勢，探索內源激素與葉片生長、衰老之間的關系，以期為樹莓生產上應用生長調節劑改善果實品質和提高產量提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2013年10月至2014年10月在東北農業大學園藝學院進行。試驗材料選于黑龍江園藝分院樹莓試驗基地。樹莓品種為哈瑞太茲和費爾杜德，材料為2個品種的葉片。IAA、GA3、ABA 3種內源激素為園藝學院實驗室自備。

1.2 方法

從樹莓展葉開始，每隔15 d采一次樣，直至葉片脫落前。樣品采集部位為一年生枝條的基部底端第一片葉。在田間采集的樣品立即放入冰盒中，迅速帶回實驗室后投入液氮中保存。每個時期測定3次重復。樣品采集時間統一為上午9：00～11：00。

樹莓葉片內源激素的提取主要采用文獻[8]、文獻[9]的方法，并在該基礎上參考文獻[10]的方法加以改進。內源激素HPLC測定的條件參考了文獻[10]的相應測定條件。

標準溶液的配制濃度分別為GA3 20.0 mg/mL、IAA 1.0 mg/mL、ABA 0.1 mg/mL；以標準溶液為母液，以流動相為溶劑于10 mL棕色容量瓶中，將各種內源激素在確定的色譜條件下進樣，記錄保留時間，以此定性；將混合標準品進樣，通過標準曲線法定量。

1.3 數據分析

試驗所得數據采用Microsoft Office Excel 2003軟件作圖，再用SPSS 11.0統計軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 葉片中內源激素含量變化

樹莓是落葉性植物，一般從4月開始展葉，落葉通常不集中，可以從10月下旬至第二年1～2月結束，若是冬季溫暖也可能落葉不完全。試驗測定的樹莓品種菲爾杜德葉片內源激素含量的動態變化情況見圖1，哈瑞太慈葉片內源激素含量的動態變化情況見圖2。從圖1可見，隨著葉片面積的不斷增大，菲爾杜德的GA3和IAA含量迅速增高，至5月下旬，GA3和IAA的含量達到最大值（GA3含量438.499 ng/g，IAA含量233.913 ng/g）。在此之后，IAA含量逐漸下降。GA3含量在7月左右降到最低之后開始回升（在6月下旬出現最低值138.784 ng/g），而后GA3含量在8月上旬出現一個次高峰（329.046 ng/g），但很快又下降。菲爾杜德的ABA含量在葉片面積增大過程中不斷降低，在5月下旬達到最小值（13.034 ng/g）；不過在GA3和IAA含量下降的過程中，ABA含量在6月上旬出現一個小高峰（24.74 ng/g），以后又下降，，在7月上旬降至較低值（16.534 ng/g），但在葉片生長后期ABA含量又逐漸上升。

從圖2可見，哈瑞太慈的葉片在展葉后GA3和IAA含量都在上升，GA3含量在6月下旬達到最大值（540.504 ng/g），IAA含量高值則出現在6月上旬（260.86 ng/g）；之后GA3和IAA含量迅速下降，GA3含量在7月下旬出現最低值（200.555 ng/g），8月上旬出現次高峰（339.136 ng/g），而后繼續下降，但下降的趨勢緩慢。ABA從展葉后于6月上旬出現最小值（16.348 ng/g），隨后在6月下旬出現峰值（33.445 ng/g），8月上旬降至較低值（18.666 ng/g），之后又上升。

總體來看，在樹莓葉片開始展葉直到葉片停止生長期間，3種內源激素的含量變化大致上表現一致（哈瑞太慈展葉時間比菲爾杜德略晚7～14 d），其中GA3含量呈現“上升-下降-上升-下降”的變化趨勢，IAA含量呈“先上升后下降”的變化趨勢，ABA含量在葉片生長過程中變化不大，整體上為“下降-上升-下降-上升”的變化趨勢。

2.2 品種之間內源激素含量的差異比較

試驗測定的樹莓品種菲爾杜德、哈瑞太慈葉片內源激素在不同取樣時間的含量情況見表1。從表1可見，由于菲爾杜德葉片展葉比哈瑞太慈早7～14 d左右，所以其GA3含量峰值出現在5月下旬，谷值出現在6月下旬；哈瑞太慈GA3含量峰值出現在6月上旬，谷值出現在7月上旬，皆比菲爾杜德晚半個月左右。IAA和ABA含量的變化在時間上菲爾杜德比哈瑞太慈早10 d左右。總體來看，菲爾杜德與哈瑞太慈之間在同一時期的葉片內源激素含量大部分都達到了極顯著差異水平（P<0.01）。

2.3 樹莓葉片中內源激素之間的比值及相關性分析

將樹莓品種菲爾杜德葉片內3種內源激素相互之間進行比較，得到GA3/ABA、IAA/ABA、GA3/ IAA 3組隨時間變化的比值數據動態走勢，具體見圖3；同理得到哈瑞太慈的3組隨時間變化的比值數據動態走勢，具體見圖4。從圖3和圖4可見，2個品種葉片中的GA3/IAA比值與GA3/ABA和IAA/ABA比值相比，其走勢整體上基本無變化，在葉片完全展葉后略有下降，之后達葉片成熟時GA3/IAA比值略有回升。GA3/ABA和IAA/ABA比值在展葉期最高（菲爾杜德的GA3/ABA值為33.643、 IAA/ABA值為17.946；哈瑞太慈的GA3/ABA值為30.551、IAA/ABA比值為15.956），隨著葉片完全展葉，這2個比值迅速降低；但在葉片成熟后期，GA3/ABA比值有升高的波動（菲爾杜德的GA3/ABA值為9.519，哈瑞太慈的GA3/ABA值為18.168），不過都隨著葉片的衰老，比值逐漸下降。

相關分析結果顯示，樹莓品種菲爾杜德葉片在不同時期的GA3含量與ABA含量呈負相關關系，相關系數為0.114，相關性不顯著；IAA含量與ABA 含量呈負相關關系，相關系數為0.781，相關性極顯著；GA3含量與IAA含量呈正相關關系，相關系數為0.366，相關性顯著。樹莓品種哈瑞太慈葉片在不同時期的GA3含量與ABA含量呈負相關關系，相關系數為0.155，相關性不顯著；IAA含量與ABA 含量呈負相關關系，相關系數為0.542，相關性極顯著；GA3含量與IAA含量呈正相關關系，相關系數為0.383，相關性顯著。

3 小結與討論

植物的葉片從葉原基出現之后開始發育，萌芽后葉片展開，葉面積增長迅速，葉片內部也開始出現組織分化與結構發育。不同位置的葉片生長過程需要的時間不同，通常越靠近枝條下部的葉片發育時間越長，且不同品種間差異很大。一般來說，果樹單葉生長呈現春季增大、生長季節達到最高峰、入秋后逐漸下降這一規律。眾多研究表明，果樹單葉葉面積增長呈現出“慢-快-慢”的生長節奏。