6-BA、IAA、GA3與ABA對木棗果實成熟衰老的調控作用

楊衛民 杜京旗 趙君

（呂梁學院植物化學研究所，呂梁 033001）

6-BA、IAA、GA3與ABA對木棗果實成熟衰老的調控作用

楊衛民 杜京旗 趙君

（呂梁學院植物化學研究所，呂梁 033001）

在木棗白熟期，用不同的植物激素處理果實，通過檢測其生理生化變化，研究6-BA、IAA、GA3與ABA對棗果實成熟衰老的調控作用。結果顯示，6-BA、IAA、GA3和ABA處理后棗果中DNA含量差異較為明顯，其中，ABA和6-BA處理效果顯著；GA3和IAA處理后棗組織中的丙二醛（MDA）含量明顯低于對照組，6-BA和ABA處理則相反；除ABA處理外，棗組織中脯氨酸（Pro）含量明顯低于對照組，維生素C（Vc）含量變化則相反；過氧化氫酶（CAT）活性表現差異很大，ABA和6-BA處理CAT活性顯著高于對照組，IAA和GA3處理則相反。6-BA、IAA、GA3與ABA的生理作用在多方面表現為相互促進與互為拮抗的關系，有調控木棗果實成熟衰老的作用。

木棗；植物激素；生理生化；成熟衰老；調控作用

植物胚胎發生、種子萌發、營養生長、果實成熟和葉片衰老等生長發育的各個階段都受到多種激素信號的控制［1］。隨著人們對植物激素信號轉導途徑研究的深入，目前已發現各個激素間具有明顯的相互促進與互為拮抗的關系，而這一關系與外界環境信號及自身發育程序對激素作用的調控一起組成了一個非常精細和復雜的調控網絡［2，3］。植物生長調節劑對植物生長發育的調控一般是通過調控細胞分裂、細胞分化、細胞伸長和細胞死亡等方式進行的［1，2］。在棗（Ziziphus jujuba L.）冷藏方面，李紅衛等［4，5］發現，ABA處理促進了冬棗果肉MDA和過氧化氫的積累，提高了CAT 活性，促進了棗果實的成熟衰老，而 GA3具有延緩作用。進一步研究發現，外源ABA處理抑制了內源GA3和IAA含量的增加，促進了冬棗儲藏期的成熟衰老。楊衛民等［6］認為，自然條件下GA3、CTK、IAA 與 ABA 協調著棗果實的生長和發育過程，在生理活動中表現出相互制約和拮抗的關系。薛夢林等［7］認為 GA3處理保持了果實較好的硬度等指標，有延緩棗成熟衰老的功效。甘霖等［8］發現棗果中CAT活性與Vc總量的增加呈極顯著負相關。魏天軍等［9］也發現棗果實發育后期Vc含量與果實發育成熟度呈極顯著的負相關關系。王如福［10］發現GA3與ABA在許多方面表現出相拮抗的生理作用，如采前GA3處理可以明顯延緩采后梨棗成熟衰老的進程，從而抑制了棗果肉組織的膜透性增高和Vc的損失。張有林等［11，12］認為ABA處理加快了棗果的衰老，促進了Vc等的下降，顯著降低了鮮果率，說明 ABA 是導致棗果變軟衰老的主要因素之一。到目前為止，前人的研究僅限于對棗成熟某個生理指標的討論，對激素的調控也僅僅表現在GA3與ABA之間。本研究以山西柳林縣小垣則村黃河灘棗（木棗）為應試材料，在木棗白熟期，分別用不同濃度的6-BA、IAA、GA3和ABA進行處理，通過綜合檢測組織中DNA、MDA、Vc、Pro含量和CAT活性等生理生化指標，研究木棗果實成熟生理及植物生長調節劑的調控作用，為調控棗果實成熟衰老機制的建立奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗材料 木棗為呂梁當地品種，采集于柳林縣孟門鎮小垣則村黃河邊。

1.1.2 主要試劑與儀器 三氯乙酸、硫代巴比妥酸、過氧化氫、磷酸、鹽酸、氫氧化鈉、冰醋酸、茚三酮、乙醇、Pro、IAA、GA3、ABA和6-BA腺嘌呤。

1.1.3 儀器主要儀器 TU-1901紫外可見分光光度計（北京普析）、KH-1000高速離心機（山東科華）、ALB-224電子天平（賽多利斯）、恒溫水浴鍋（金壇市杰瑞爾）、SHB-ⅢA循環水式多用真空泵（鄭州長城科工貿）。

1.2 方法

1.2.1 實驗材料的選取及分組 2014年在山西柳林孟門鎮小垣則村黃河灘地，選擇樹齡均一，大小適度的木棗28株，分成4組，每組7株。

1.2.2 實驗材料的處理 在木棗白熟期（2014年8月20日左右），分別以25、50、75、100和125mg/L的ABA與GA3、IAA和6-BA噴灑木棗果實，各處理均以噴清水為對照，單枝小區，每個處理噴50個左右棗果，重復2次。于成熟期（2014年9月25日）采摘。冰凍保存。

1.2.3 DNA提取和含量測定 采用改良CTAB法，參照陳碧華和李登科等［13，14］的提取方法進行。

1.2.4 MDA含量測定 采用硫代巴比妥酸法（TBA），參照文獻［15］中的方法進行。

1.2.5 Pro含量測定 采用茚三酮法，參照文獻［16］進行。

1.2.6 維生素C含量測定 采用2，6-二氯酚靛酚法，參照文獻［17］進行。

1.2.7 CAT活性測定 采用紫外吸收法，參照文獻［18］進行。

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2 結果

2.1 木棗果實組織中DNA含量變化

圖1顯示，生長調節劑處理棗組織中DNA含量大小的變化為ABA＞6-BA＞IAA＞GA3，其中，ABA和6-BA處理DNA含量最高。結果表明，6-BA、IAA、GA3和ABA是兩類生理作用不同的植物激素，在誘導激素響應的表達方式也不同。

2.2 木棗果實組織中MDA含量變化

圖2顯示，GA3和IAA處理棗組織中MDA含量明顯低于對照組，而6-BA和ABA處理效果則相反。其中IAA處理棗組織中MDA含量最低，ABA處理則最高。結果表明，IAA、GA3與6-BA、ABA在誘導棗組織內MDA產生方面存在著相反的生理效應，6-BA處理所表現出的“意外”效果，值得進一步研究，這可能與棗果實成熟衰老的過程有別于其它核果成熟衰老的原因。

圖1 不同激素處理對木棗組織中DNA含量的影響

圖2 不同激素處理對木棗組織中MDA含量的影響

2.3 木棗果實組織中Pro含量變化

圖3顯示，6-BA、IAA和GA3處理棗組織中Pro含量均明顯低于對照組，ABA處理效果則相反，且效果顯著。結果表明，6-BA、IAA、GA3與ABA在誘導棗組織內Pro產生方面存在著完全不同的生理效應。尤其是在誘導棗組織成熟衰老的過程中表現為相互拮抗的生理效應，這可能與它們調控棗果實成熟衰老有關。

圖3 不同激素處理對木棗組織中Pro含量的影響

2.4 木棗果實組織中Vc含量變化

圖4顯示，除ABA處理外，處理棗組織中，其它處理Vc含量均高于對照組。結果表明，6-BA、IAA和GA3促進了Vc積累，有利于增強組織抗氧化能力；ABA抑制了Vc積累，降低了組織抗氧化能力。6-BA、IAA、GA3與ABA在誘導棗組織內Vc產生方面也表現為相互拮抗的生理效應，這可能與它們調控棗果實成熟衰老有關。

圖4 不同激素處理對木棗組織中Vc含量的影響

2.5 木棗果實組織中CAT活性的變化

圖5顯示，處理組棗組織中CAT活性表現差異很大，ABA和6-BA處理CAT活性顯著高于對照組，IAA和GA3處理效果則相反。

圖5 不同激素處理對木棗組織中CAT活性的影響

3 討論

在棗果發育階段，不同的植物激素可誘導并激活它們各自的信號轉導通路，最終通過信息的傳遞誘導激素響應基因的表達和表現出不同的生理現象，棗組織中DNA含量變化是激素誘導響應基因表達的結果。6-BA、IAA和GA3處理增加了DNA含量，保證了細胞分裂的正常進行；而ABA處理后棗組織中DNA含量的變化與誘導成熟衰老有關。

在植物衰老生理研究中MDA和Pro是一個常用生理指標，MDA和Pro含量變化可間接確定膜系統受損程度和體內代謝水平和發育狀態。ABA處理促進了棗組織中MDA和Pro含量明顯升高，可造成膜脂質過氧化和加快棗組織成熟衰老的過程。6-BA、IAA和GA3處理棗組織中MDA和Pro含量低，說明了棗組織膜脂質過氧化程度低，植物生長情況良好，有延緩棗組織成熟衰老的作用。而6-BA處理后棗組織中Pro含量表現出的 “意外效果”，需進一步研究。

Vc和CAT是植物體內對自由基傷害產生的相應保護系統成員，其含量和活性的變化，可作為抗氧化、抗衰老的重要生理指標。在棗果實成熟衰老期，ABA處理抑制了棗組織中Vc積累和提高了CAT活性，可降低棗組織抗氧化能力和加快成熟衰老的過程。6-BA、IAA和GA3處理促進了Vc積累和降低了CAT活性，有利于增強組織抗氧化能力；而有關6-BA處理誘導棗組織中CAT活性增加的原因目前還不清楚。

總之，棗果實的成熟衰老是一個復雜的生理生化過程，與植物激素的調節控制密切相關。植物激素誘導并激活了它們各自的信號轉導通路，最終通過信息的傳遞誘導響應基因的表達和表現出不同的生理現象。

4 結論

ABA處理木棗果實增加了組織中DNA、MDA和Pro含量，抑制了Vc的積累和提高了CAT活性。6-BA、IAA和GA3處理促進了棗組織中Vc積累和降低了CAT活性，減少了MDA和Pro含量。

6-BA、IAA、GA3與ABA的生理作用在多方面表現為相互促進與互為拮抗的關系，有調控木棗果實成熟衰老的作用。

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（責任編輯馬鑫）

The Regulation of 6-BA，IAA，GA3and ABA on the Ripening and Senescence of Mu Jujube’s Fruits（Ziziphus jujuba L.）

YANG Wei-min DU Jing-qi ZHAO Jun
（Institute of Plant Chemistry，Lüliang University，Lüliang 033001）

In white mature period of Mu jujube， treating the fruits with different plant hormones 6-BA， IAA， GA3and ABA， the regulatory effect of them on the ripening and senescence of fruits were studied through the detection of physiological and biochemical changes. Results showed that： the contents of DNA in jujube fruit after 6-BA， IAA， GA3and ABA treatment varied significantly， and the effects with ABA and 6-BA treatment were the most；the contents of MDA in jujube tissue after GA3and IAA treatment were significantly lower than those in the control group， and the results after 6-BA and ABA treatment were contrary；the contents of proline in jujube tissue were significantly lower than those in the control group except ABA treatment， and the contents of Vc were in the opposite； the CAT activity differed greatly， the CAT activities with ABA and 6-BA treatment were significantly higher than those in the control group， and those with IAA and GA3were contrary. In conclusion， the physiological role of 6-BA， IAA， GA3and ABA presented as the mutual promotion and antagonists in many ways， and showed their regulations on ripening and senescence in Mu jujube fruit.

Mu jujube；plant hormone； physiological and biochemical；senescence； regulation

10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2016.01.014

2015-03-09

山西省自然科學基金項目（2013011029-1），呂梁學院自然科學校內基金項目（ZRXN201203）

楊衛民，男，教授，研究方向：棗裂果發生的生理基礎及調控機制；E-mail：yangweimin0318@sina.com