外源物質處理對煙葉內源激素含量的影響

田效園， 韓錦峰， 劉華山*

(1.河南省煙草公司，河南鄭州 450018;2.河南農業大學，河南鄭州 450002)

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外源物質處理對煙葉內源激素含量的影響

田效園1，2， 韓錦峰2， 劉華山2*

(1.河南省煙草公司，河南鄭州 450018;2.河南農業大學，河南鄭州 450002)

摘要[目的]研究外源物質處理對煙葉內源激素含量的影響，為今后調控煙株內源激素含量和物質代謝情況奠定基礎。[方法]通過水培試驗研究外源物質對打頂后煙株葉片IAA、ZR、ABA和GA3含量的影響。[結果]打頂后使用Put和JA處理，增加了煙葉IAA和GA3含量的降低幅度，且Put的效果更明顯；打頂后，煙葉ABA含量增加，噴施Put和JA后煙葉ABA含量進一步增加，且噴施JA處理效果更明顯；打頂處理與其他處理相比，煙葉ZR含量增加，但增幅不大。[結論]外源物質可以調節打頂煙株內源激素的含量，且不同外源物質調節效果不同。

關鍵詞烤煙；外源物質；打頂；內源激素

打頂是煙葉生產的常規管理措施。打頂消除了煙株的頂端優勢，改變了煙株體內物質代謝及源庫關系，影響了物質運輸方向，對內源激素含量和各種生理代謝過程等均產生重要影響[1-2]。研究打頂傷害信號與煙草體內生理生化變化之間的關系，以便有針對性地調控煙株內源激素平衡，解決打頂后煙株體內物質運輸變化引發的煙葉內在品質變化的問題顯得相當重要。

多胺(polyamine,PA)是激素作用的一種媒介，能夠調節植物生長發育[3]，腐胺(putrescine,Put)是多胺生物合成途徑的中心產物[4]，Put的可獲量與煙堿的合成量有關。茉莉酸(jasmonic acid JA)是傷害作用的一個重要信號分子[5]，能夠誘導煙堿的合成。目前，煙草上通過外源噴施Put和JA，研究內源激素含量變化的報道較少。筆者通過打頂后噴施外源物質Put和JA，研究外源物質處理對上部葉內源激素含量的變化，探索二者在對內源物質調控上的作用，以期為今后調控煙株內源激素含量和物質代謝情況奠定基礎。

1材料與方法

1.1試驗材料供試煙草品種為K326。

1.2試驗設計采取水培試驗。漂浮育苗煙苗長至7葉1心時，選出整齊的煙苗洗去根部基質后，移入營養液中培養，5 d換一次營養液，煙株長至12葉時進行處理。試驗共設4個處理：不打頂(T0)、打頂(T1)、打頂+2 mmol/L Put(T2)、打頂+1 mmol/L JA(T3)。處理當天分別噴施各種物質，同時取未打頂煙株3株作為第一次取樣，以后第7、14、21天分別取樣一次，重復5次。取上部葉稱重后用液氮速凍，于-40 ℃冰箱中保存。

1.3內源激素含量測定激素的提取：樣品加提取液后，在冰浴下研磨，轉入試管中，在4 ℃下提取4 h, 4 000 r/min離心15 min，取上清液，提取2次合并上清液，過C18柱，在40～45 ℃水浴下冷凍干燥。用樣品稀釋液定容，渦旋器混勻后用于測定。激素的測定：采用間接酶聯免疫吸附分析法(ELISA)[6]。

2結果與分析

2.1不同處理對上部葉片IAA含量的影響由圖1可知，正常生長的煙株(不打頂)上部葉IAA含量表現穩定，處理后上部葉IAA含量均呈降低趨勢，打頂后21 d煙葉IAA含量降至最低，此時，不同處理的IAA含量由大到小依次為不打頂、打頂、打頂+JA、打頂+Put。由此可知，打頂后不同處理的煙株IAA變化趨勢一致，但仍存在差異。表明煙株打頂能夠引起IAA含量降低，打頂后通過噴施JA和Put，進一步降低了煙葉中IAA含量，其中噴施Put降低幅度較大。表明打頂后噴施Put和JA，能夠加劇煙株內IAA含量降低，對IAA含量降低具有疊加效應。

圖1　不同處理對上部葉片IAA含量的影響 Fig.1　Effect of different treatments on IAA content in upper leaves of flue-cured tobacco

2.2不同處理對上部葉片ZR含量的影響由圖2可知，不同處理煙葉內ZR含量變化趨勢一致，均表現為先增加后降低的趨勢，處理后7 d ZR含量增加至最高，而后均降低，直至處理21 d達到最低。說明打頂處理有增加煙葉ZR含量的作用。處理7 d時，不同處理煙葉內ZR含量由大到小依次為打頂、打頂+Put、打頂+JA、不打頂。說明噴施Put和JA對煙葉ZR含量影響不同，噴施Put煙葉ZR含量增加高于噴施JA。在處理14和21 d時，ZR含量由大到小依次為打頂+Put、打頂+JA、打頂、不打頂。盡管煙葉ZR含量降低，但不同處理之間有差異，由此可知，噴施Put和JA在增加煙葉ZR含量上作用不同，噴施Put的增加量明顯高于噴施JA。

圖2　不同處理對上部葉片ZR含量的影響Fig.2　Effect of different treatments on ZR content in upper leaves of flue-cured tobacco

2.3不同處理對上部葉片ABA含量的影響由圖3可知，煙葉ABA含量隨生育期的延長逐漸升高，正常生長煙株的煙葉內ABA含量升高幅度較小。打頂處理后，煙葉ABA含量增加明顯，且增幅較大。打頂21 d后，噴施JA處理的煙株煙葉ABA含量增幅最大，達186.7 ng/gFW，增加274%；其次是噴施Put處理，達165 ng/gFW，增加255%；打頂處理的ABA含量也達137.5 ng/gFW，增加219%。

圖3　不同處理對上部葉片ABA含量的影響Fig.3　Effect of different treatments on ABA content in upper leaves of flue-cured tobacco

2.4不同處理對上部葉片GA3含量的影響由圖4可知，打頂處理后，隨著煙株生育期的延長，煙葉內GA3含量不斷降低，前7 d降低較快，至14 d時有所減緩，14～21 d趨于平穩。總體來看，不打頂處理煙葉GA3含量降低幅度最小，其余處理均降低幅度較大。處理后7 d時，噴施JA和Put處理降低最快，分別降低43.1%和41.3%，但二者差異不顯著。處理7～14 d，JA處理降低變緩，Put處理仍保持快速下降趨勢，降低到17.3 ng/gFW，降幅達34%。直至處理后21 d時，不同處理GA3含量均保持穩定，由大到小依次為不打頂、打頂、打頂+JA、打頂+Put，各處理煙葉GA3含量分別降幅為26.0%、46.2%、54.9%和63.2%。說明噴施Put和JA 處理對煙葉GA3含量的降低具有疊加效應，其中Put的疊加效應更強。

圖4　不同處理對上部葉片GA3含量的影響Fig.4　Effect of different treatments on GA3 content in upper leaves of flue-cured tobacco

3結論與討論

該試驗結果表明，煙株內源激素GA3、ABA、IAA、ZR含量受打頂處理的影響，變化較為明顯，不同內源激素有升有降。打頂后，煙株IAA的主要合成部位被去掉，煙葉內源生長素濃度降低。植物通過ABA的信息傳遞可有效地調整代謝關系，能夠對環境脅迫作出積極、主動的適應性反應[7]。該研究中打頂后煙葉ABA含量增加幅度較大，至第14天增加至最大，這印證了韓錦峰等[8]和劉衛群等[9]的研究結果。打頂后，上部葉GA3含量大幅度降低，ZR含量先增加后降低。這表明打頂后煙株內源激素發生了變化，影響了內源激素之間的平衡。

植物生長發育受多種激素相互作用、相互控制，各種植物激素之間的代謝也相互影響。不同外源物質對內源激素的調控不同。該試驗中，打頂后使用Put和JA處理，導致煙葉內源IAA和GA3含量降低幅度增加，且噴施Put降低的效果更突出，表明噴施Put和JA可以進一步降低內源IAA和GA3含量，且相對于僅打頂處理，二者均具有疊加效應。這可能是外源Put和JA能夠提高IAA氧化酶的活性，也可能是抑制了生長素的生物合成；Put和JA處理后煙葉ABA含量增加，且JA處理增加量較大，這可能是由于機械損傷產生的JA與一定濃度的外源JA兩者在整體上表現為協同效應，從而誘導ABA生成增加[10]；不同處理煙株的煙葉ZR含量增加，其中Put處理增加較JA多。說明外源物質可以調節打頂煙株內源激素的含量，且不同物質調節效果不同。

參考文獻

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[3] MARTIN-TANGUY J. Metabolism and function of polyamines in plants: Recent development(new approaches) [J]. Plant growth regulation, 2001,34(1):135-148.

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[9] 劉衛群,丁永樂,張聯合,等.烤煙打頂前后根系激素水平與物質代謝的關系初探[J].植物生理學通訊,2002,38(4):330-332.

[10] 楊麗文,程新勝,薛澤春，等.機械損傷和茉莉酸甲酯對煙株蛋白酶抑制劑的誘導作用研究[J].中國煙草學報，2006,12(6)：33-34..

Effects of Exogenous Plant Growth Regulators on the Content of Endogenous Hormones in the Leaves of Flue-cured Tobacco

TIAN Xiao-yuan1,2, HAN Jin-feng2, LIU Hua-shan2*

(1. Henan Province Tobacco Company, Zhengzhou, Henan 450018; 2. Henan Agricultural University, Zhengzhou, Henan 450002)

Abstract[Objective] The aim was to study effects of exogenous plant growth regulators on the content of endogenous hormones in the leaves of flue-cured tobacco, and lay a foundation for regulating endogenous hormones content and material metabolism. [Method] A water-culture experiment was conducted to study the effects of exogenous plant growth regulators on the content of IAA, ZR, ABA and GA3 in the leaves of flue-cured tobacco. [Result] Experimental results showed that the contents of IAA and GA3 decreased by topping and the decline rate increased after spraying Put and JA, the better effect was Put; after spraying Put and JA, there had an improvement in ABA content, the better effect was spraying JA; the ZR content also increased in some way, but the increasing rate was little. [Conclusion] Exogenous substances can adjust endogenous hormones content in tobacco leaves after topping, different substances have various adjustment effects.

Key wordsFlue-cured tobacco; Exogenous substances; Topping; Endogenous hormones

作者簡介田效園(1982- )，男，河南濟源人，碩士，從事煙草栽培生理研究。*通訊作者，教授，博士生導師，從事煙草栽培生理生化研究。

收稿日期2016-03-02

中圖分類號S 572

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)08-026-02