‘豐水’梨二次開花過程中枝芽多胺含量的變化

張全軍，鐘必鳳，李文貴，鄧家林，張紹鈴,唐秋萍

(1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所/農(nóng)業(yè)部西南地區(qū)園藝作物生物學(xué)及種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610066；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)梨工程技術(shù)研究中心,江蘇 南京 210095；3金川縣農(nóng)業(yè)畜牧水務(wù)局，四川 金川 624100)

‘豐水’梨二次開花過程中枝芽多胺含量的變化

張全軍1，鐘必鳳1，李文貴1，鄧家林1，張紹鈴2,唐秋萍3

(1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所/農(nóng)業(yè)部西南地區(qū)園藝作物生物學(xué)及種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610066；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)梨工程技術(shù)研究中心,江蘇 南京 210095；3金川縣農(nóng)業(yè)畜牧水務(wù)局，四川 金川 624100)

分析了‘豐水’梨去葉后二次開花過程中3種內(nèi)源多胺的動(dòng)態(tài)變化，結(jié)果表明，無論是在枝皮還是花芽，3種內(nèi)源多胺在去葉后第6天迅猛上升，而后呈下降趨勢(shì)；但枝皮中內(nèi)源多胺直線下降，而花芽中內(nèi)源多胺含量平緩降低，說明去葉對(duì)枝皮內(nèi)源多胺的含量影響較大。‘豐水’梨花芽萌芽率與亞精胺含量呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系，與腐胺和精胺含量呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。

二次開花；多胺；枝皮；花芽

影響南方砂梨秋季開花的因素很多[1-3]，如秋季高溫、早期落葉、干旱脅迫等。鐘必鳳等分析了秋季二次開花與內(nèi)源激素的關(guān)系[4]；研究表明，多胺與與RNA、DNA、蛋白質(zhì)合成關(guān)系密切[5]，多胺的濃度及其生物合成速度的升高一般總是先于或與DNA、蛋白質(zhì)的增同時(shí)發(fā)生，多胺被認(rèn)為是類似于“cAMP”那樣的第二信使，調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育[6]。 周敏敏[7]對(duì)梨樹葉芽和花芽的內(nèi)源多胺進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示：梨樹的葉芽在生長(zhǎng)期，多胺的含量較高，進(jìn)入休眠期后，多胺含量急劇下降，處于旺盛分化期的幼胚，其內(nèi)源多胺含量較高；當(dāng)幼胚分化基本完成時(shí)，多胺含量迅速下降，說明內(nèi)源多胺對(duì)梨葉芽的發(fā)育起著重要調(diào)節(jié)作用。 S.Y.Wang等[8]研究早花櫻桃與晚花櫻桃休眠及萌發(fā)過程中代謝產(chǎn)物變化規(guī)律時(shí)發(fā)現(xiàn)，早花櫻桃游離態(tài)內(nèi)源多胺腐胺、亞精胺、精胺從較低水平開始緩慢升高，晚花櫻桃游離態(tài)內(nèi)源多胺腐胺、亞精胺、精胺則一直保持在較高水平變化不大，臨近萌芽?jī)煞N材料游離態(tài)內(nèi)源多胺均快速升高。本試驗(yàn)以二次花發(fā)生嚴(yán)重的代表品種‘豐水’梨為試驗(yàn)材料，擬揭示二次開花過程中內(nèi)源多胺變化與花芽萌芽率之間的關(guān)系。

1 材料與方法

1.1 材料和試驗(yàn)地

本試驗(yàn)于2012年在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)江浦農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行，試驗(yàn)品種為8年生‘豐水’梨，試驗(yàn)樹生長(zhǎng)結(jié)果正常，長(zhǎng)勢(shì)和立地條件基本一致。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)處理 在‘豐水’梨花芽分化完成后，即‘豐水’梨采果后8月20日，以全樹人工脫葉100 %為處理，不脫葉為對(duì)照，5株小區(qū)，4次重復(fù)。每6 d取1次發(fā)育飽滿的花芽，去除鱗片測(cè)試分析，各項(xiàng)指標(biāo)重復(fù)4次。

1.2.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法 枝條萌芽率，從開始處理后的42 d內(nèi)每隔6 d統(tǒng)計(jì)萌芽率。

多胺的提取和測(cè)定方法 參照施木田[9]的方法。冷凍植物材料0.6 g，加入2 mL預(yù)冷的5 %的高氯酸(V/V)冰浴研磨，冰浴浸提1.5 h候離心。離心條件為：12 000 r/min，30 min，4 ℃。取500 μl上清液加入到10 mL帶蓋離心管中，加入7 μl苯甲酰氯，再加入1 mL 2 mol/L NaOH，渦旋20 s后在37 ℃水浴反應(yīng)20 min。加入2 mL飽和NaCl溶液，混勻后加入2 mL乙醚萃取，1500 r/min離心5 min后，取1 mL醚相熱風(fēng)吹干，用500 μl甲醇渦旋溶解，過0.22 μm有機(jī)濾膜后，取10 μl進(jìn)樣。

Waters 600 controller，2487雙波長(zhǎng)紫外/可見光檢測(cè)器，Empower software3.2色譜工作軟件。腐胺、亞精胺、精胺標(biāo)樣均為Sigma公司產(chǎn)品，分析純。甲醇為色譜純，水為超純水。色譜條件：色譜柱為Novapak C18柱(3.9*300 mm，4 μm)；流動(dòng)相為甲醇∶水=60∶40(V/V)，檢測(cè)波長(zhǎng)為230 nm，流速為0.7 mL/min，柱溫30 ℃。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)方差分析、相關(guān)性分析、顯著性檢驗(yàn)采用Excel 2003和SPSS16.0統(tǒng)計(jì)軟件完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 去葉后‘豐水’梨枝條萌芽率的變化

如圖1所示，在試驗(yàn)點(diǎn)南京‘豐水’梨從去葉后第6天開始出現(xiàn)萌芽現(xiàn)象，并在隨后2周內(nèi)萌芽率迅猛增長(zhǎng)，出現(xiàn)二次開花現(xiàn)象；從第24天起萌芽率增速減緩，到第42天萌芽率增至91 %，滿樹呈春天開花現(xiàn)象。相對(duì)來講，未脫葉處理的‘豐水’梨在第12天出現(xiàn)零星萌芽，隨著秋季氣溫的延續(xù)，到第42天萌芽率僅12.3 %，雖然其萌芽率動(dòng)態(tài)變化與脫葉處理‘豐水’梨保持相似的趨勢(shì)，但萌芽率一直保持在相對(duì)較低的水平。這可能與未脫葉‘豐水’梨保持正常的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)狀態(tài)，抑制了生殖生長(zhǎng)有關(guān)。

圖1 去葉后‘豐水’梨萌芽率動(dòng)態(tài)變化Fig.1 Effect of leaf defoliation treatment on budding rate of ‘Hosui’ compared to controls

2.2 去葉后‘豐水’梨二次開花過程中枝芽腐胺含量變化

由圖2A可以看出，‘豐水’梨花芽腐胺含量由去葉處理當(dāng)天的112 nmol/g·FW猛增至第6天的440 nmol/g·FW，在第12天降至370 nmol/g·FW，隨后緩慢遞減，但在去葉后的整個(gè)萌芽二次開花過程中(0～24 d)，一直高于對(duì)照；而未處理花芽腐胺含量在第0～18天變化不明顯，隨著氣溫的降低，在第18～24天后緩慢遞減，最后腐胺含量穩(wěn)定在70 nmol/g·FW。與在花芽中一樣，去葉處理的枝皮腐胺含量高于同期的對(duì)照處理；并且在處理枝皮中腐胺含量在第0～6天呈快速遞增趨勢(shì)(圖2B)，由60 nmol/g·FW增至320 nmol/g·FW；在對(duì)照的枝皮中，腐胺含量在0～6 d維持在70 nmol/g·FW，隨著9月下旬氣溫的降低，枝皮腐胺在第12～42天呈遞減狀態(tài)，最后降至45 nmol/g·FW。

圖2 去葉后‘豐水’梨枝芽?jī)?nèi)腐胺含量變化(A花芽，B枝皮)Fig.2 Changes of Put content in flower buds and shoots of ‘Hosui’ treated by defoliation(A flower bud，B shoot)

圖3 去葉后‘豐水’梨枝芽?jī)?nèi)亞精胺含量變化(A花芽，B枝皮)Fig.3 Changes of Spd content in flower buds and shoots of ‘Hosui’ treated by defoliation(A flower bud，B shoot)

2.3 去葉后‘豐水’梨二次開花過程中枝芽亞精胺含量變化

由圖3可見，‘豐水’梨去葉后花芽和枝皮中亞精胺發(fā)生了顯著變化。圖3A所示，‘豐水’梨花芽亞精胺含量由去葉處理當(dāng)天的510 nmol/g·FW增至第6天的1420 nmol/g·FW，在第12天降至1280 nmol/g·FW，隨后呈遞減趨勢(shì)，但在去葉后的整個(gè)萌芽二次開花過程中(0～24 d)，花芽亞精胺含量一直高于對(duì)照；而未處理花芽亞精胺含量在第0～18 天變化不明顯，隨著氣溫的降低，亞精胺含量在第24天降至最低320 nmol/g·FW。就整體來講，枝皮亞精胺含量低于花芽。去葉處理的枝皮亞精胺含量高于同期的對(duì)照(圖3B)；并且在處理亞精胺含量在第0～6天呈快速遞增趨勢(shì)，由420 nmol/g·FW增至1180 nmol/g·FW；在對(duì)照的枝皮中，亞精胺含量在0～18 d維持在410～430 nmol/g·FW，隨著9月下旬氣溫的降低，枝皮亞精胺在第18～42天呈遞減狀態(tài)，最后減至310 nmol/g·FW。

2.4 去葉后‘豐水’梨二次開花過程中枝芽精胺含量變化

在去葉后整個(gè)二次開花過程中，‘豐水’梨花芽和枝皮中精胺含量發(fā)生了顯著變化(圖4)。圖4A所示，‘豐水’梨花芽精胺含量由去葉處理當(dāng)天的240 nmol/g·FW增至第6天的690 nmol/g·FW，在第18天降至480 nmol/g·FW，隨后快速遞減至24 d的210 nmol/g·FW；在去葉后的整個(gè)萌芽二次開花過程中(0～24 d)，花芽中精胺含量一直高于對(duì)照；在整個(gè)花芽萌動(dòng)二次開花過程中，未處理花芽精胺呈緩慢降低趨勢(shì)，在第24天降至最低140 nmol/g·FW。總的來說，枝皮精胺含量低于花芽。去葉處理的枝皮精胺含量高于同期的對(duì)照(圖4B)；并且去葉處理枝皮精胺含量在第0～6天迅猛遞增，由80 nmol/g·FW增至420 nmol/g·FW，隨后隨著萌芽率提高而逐漸降低，但精胺含量始終高于同期的對(duì)照；對(duì)照枝皮精胺含量在整個(gè)過程呈遞減狀態(tài)，由處理當(dāng)天的85 nmol/g·FW降至第42天的45 nmol/g·FW。

2.5 二次開花過程中混合芽萌芽率和多胺含量的關(guān)系

對(duì)‘豐水’梨花芽萌芽率與花芽多胺含量進(jìn)行相關(guān)性分析結(jié)果(表1)表明，‘豐水’梨花芽萌芽率與亞精胺含量呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系(r為0.902**)，同時(shí)萌芽率與腐胺和精胺含量呈顯著的正相關(guān)關(guān)系(r分別為0.834和0.874**)；說明梨花芽中多胺代謝狀況是影響砂梨花芽萌動(dòng)的重要原因。

圖4 去葉后‘豐水’梨枝芽?jī)?nèi)精胺含量變化(A花芽，B枝皮)Fig.4 Changes of Spm content in flower buds and shoots of ‘Hosui’ treated by defoliation(A flower bud，B shoot)

萌芽率Buddingrate腐胺含量Putcontent亞精胺Spdcontent精胺Spmcontent萌芽率Buddingrate1腐胺含量Putcontent0．834?1亞精胺Spdcontent0．902??0．885?1精胺Spmcontent0．874?-0．821?-0．716?1

注：*和**分別表示相關(guān)性在0.05和0.01水平達(dá)到顯著水平。

Note: *and ** indicate that the correlation is significant at 0.05 and 0.01 level,respectively.

3 討 論

對(duì)多胺與砂梨花芽萌發(fā)的關(guān)系，前人研究的較少，本試驗(yàn)測(cè)定了去葉后‘豐水’梨二次開花過程中花芽和枝皮梨多胺含量變化，顯示3種內(nèi)源多胺在去葉后第6天迅猛成倍增長(zhǎng)。周敏敏[7]認(rèn)為梨花芽休眠期多胺含量較低，生長(zhǎng)旺季含量較高，根系中束縛態(tài)和游離態(tài)多胺含量均顯著低于芽中的束縛態(tài)和游離態(tài)多胺含量，而且根系中3種內(nèi)源多胺含量的相對(duì)比值與芽中內(nèi)源多胺含量的相對(duì)比值有較大差異，導(dǎo)致根系上述內(nèi)源多胺含量變化的原因可能是根系一般僅有被迫休眠，而無自然休眠特性，這也進(jìn)一步說明植物內(nèi)源多胺變化與生長(zhǎng)狀態(tài)有密切關(guān)系。在‘豐水’梨去葉后萌芽二次開花過程中，枝皮和花芽?jī)?nèi)源多胺均呈現(xiàn)出了顯著的變化；還發(fā)現(xiàn)，在去葉后‘豐水’梨二次開花過程中，枝皮中內(nèi)源多胺在去葉第6天后直線下降，而花芽中內(nèi)源多胺含量平緩降低，說明去葉對(duì)枝皮內(nèi)源多胺的影響較大；雖然還沒有確切實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明內(nèi)源多胺變化是導(dǎo)致植物芽萌動(dòng)萌發(fā)的直接誘因，但本試驗(yàn)反映出在梨萌芽、二次開花過程中內(nèi)源多胺變化與花芽萌芽率之間存在著密切關(guān)系。

[1]付傳明，黃寧珍，趙志國，等.南方早熟梨二次開花的成因及防治研究進(jìn)展[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，42(4)：422-425.

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(責(zé)任編輯 陳 虹)

Variation of Polyamines on Shoot and Flower Bud of ‘Hosui’Pear(PyruspyrifoliaNakai) during Reflorescence Period

ZHANG Quan-jun1，ZHONG Bi-feng1，LI Wen-gui1，DENG Jia-lin1，ZHANG Shao-ling2，TANG Qiu-ping3

(1.Horticultural Research Institute of Sichuan Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Horticultural Crops, Biology and Germplasm Enhancement in Southwest Regions, Ministry of Agriculture, Sichuan Chengdu 610066, China; 2.Center of Engineering and Technology Research, Nanjing Agricultural University, Jiangsu Nanjing 210095, China；3. Jinchuan Agricultural and Animal Husbandry Bureau，Sichuan Jinchuan 624100，China )

The Put, Spd and Spm contents in branches and buds of ‘Hosui’ were identified by HPLC analysis during reflorescence. The Put, Spd and Spm contents rose sharply and the content of Spm was the highest at 6 d and then decreased constantly. Three hormones were greatly infected by the defoliation in branches and floral bud. The result of correlation analysis was as follows: the reflorescence and polyamines appeared almost at the same time. The analysis of coefficients showed that the related coefficients for budding rate and three polyamines were 0.834-0.902, reached at the 1 % significant level, and polyamines play a central role in dormancy controlling.

Reflorescence；Polyamines; Shoot; Flower bud

1001-4829(2016)09-2221-04

10.16213/j.cnki.scjas.2016.09.036

2015-10-12

國家梨產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)項(xiàng)目(NYCYTX29-37)；四川省應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(15JC0096)

張全軍(1975-)，男，博士，副研究員，山東單縣人,從事果樹栽培生理與育種工作，E-mail:124317090@qq.com。

S661.2

A