不同磷水平外源獨腳金內(nèi)酯和獨腳金內(nèi)酯抑制劑對油菜根系形態(tài)和產(chǎn)量的影響

唐長生，王煜瀟，丁廣大，徐芳森，石 磊

（華中農(nóng)業(yè)大學作物遺傳改良國家重點實驗室，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部長江中下游耕地保育重點實驗室/微量元素研究中心，湖北 武漢 430070）

油菜是我國主要的油料作物，種植面積和總產(chǎn)量均約占世界三分之一。菜籽油是國產(chǎn)食用植物油的第一大來源，年均產(chǎn)量1 300 多萬t，在我國食用油市場中具有舉足輕重的地位［1］。推動油菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展是我國植物油供給安全的重要保障。

磷是植物生長發(fā)育所必需的第二大礦質(zhì)營養(yǎng)元素，它是核酸、磷脂、植素、ATP 等多種化合物的重要組成部分，積極參與植物體內(nèi)的生化合成、能量轉(zhuǎn)移、信號轉(zhuǎn)導等代謝過程，同時提高作物的抗逆性和適應能力，在產(chǎn)量和品質(zhì)形成過程中起著重要的作用［2］。油菜是早期磷營養(yǎng)類型作物，早期缺磷所受的損害，即使后期有充足的磷營養(yǎng)，也無法補救。適量施用磷肥能大幅度增加油菜分枝數(shù)、每株角果數(shù)和每角果籽粒數(shù)，并在一定程度上提高籽粒千粒重，為高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)打下基礎(chǔ)［3］。

獨腳金內(nèi)酯（Strigolactones）是近年來發(fā)現(xiàn)的一種植物激素或其前體，它是一類天然的獨腳金醇化合物和人工合成類似物的總稱，它存在于所有植物中，在根中合成，一部分向地上部運輸以調(diào)節(jié)植物的生長，另一部分直接釋放到土壤中以介導植物與土壤微生物及寄生植物間的信號交換［4-5］。獨腳金內(nèi)酯作為一類抑制植物分枝發(fā)育的植物激素，可與生長素和細胞分裂素協(xié)同調(diào)控植物的分枝生長［6-9］。

獨腳金內(nèi)酯的合成除了受遺傳調(diào)控外，還受環(huán)境條件比如土壤營養(yǎng)狀況的調(diào)控［4］。與正常磷處理相比，低磷處理的豆科植物紅苜蓿、非豆科植物西紅棉及水稻獨腳金內(nèi)酯的合成分泌顯著增加，當轉(zhuǎn)入正常磷的營養(yǎng)液后獨腳金內(nèi)酯的合成分泌迅速下降［10-14］。獨腳金內(nèi)酯缺乏能誘導擬南芥?zhèn)雀男纬桑?5］。擬南芥施用獨腳金內(nèi)酯后根毛伸長，花青素積累，酸性磷酸酶活性增強，干重降低，表現(xiàn)出典型的缺磷癥狀［16］。低磷和低氮脅迫條件水稻野生型和獨腳金內(nèi)酯合成缺陷突變體（D10、D27和D3）種子根長均增加，根系密度均減少，正常磷和正常氮處理外源施用GR24 抑制了野生型和獨腳金內(nèi)酯合成缺陷突變體根系密度，癥狀與低磷、低氮脅迫相似，說明獨腳金內(nèi)酯參與水稻根系調(diào)控［17-18］。此外，氮、磷缺乏和外源施用GR24 都減少了水稻生長素在野生型D10和D27突變體中的運輸［18］。

油菜缺磷苗期老葉出現(xiàn)紫紅色，根系生長受阻，成熟期分枝數(shù)顯著減少，可能與低磷時獨腳金內(nèi)酯合成增加和向地上部的分配增強有關(guān)。本課題擬通過營養(yǎng)液培養(yǎng)和全生育期根箱土培試驗，研究外源獨腳金內(nèi)酯及其抑制劑對不同磷條件下油菜根系形態(tài)和地上部生長的影響，研究結(jié)果可為磷肥減施增效條件下通過獨腳金內(nèi)酯及其抑制劑調(diào)控油菜根系形態(tài)、地上部分枝，提高作物產(chǎn)量提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試油菜品種為長江中下游主推品種“中雙11 號”，該品種由中國農(nóng)業(yè)科學院油料作物研究所選育，為半冬性常規(guī)甘藍型油菜品種。試劑為GR24（人工合成的獨腳金內(nèi)酯）和TIS108（人工合成的獨腳金內(nèi)酯抑制劑）。

1.2 試驗方法

1.2.1 營養(yǎng)液培養(yǎng)試驗

進行營養(yǎng)液培養(yǎng)的聚乙烯塑料盆規(guī)格為35 cm×22 cm×5 cm（長×寬×高），上方為打有12 孔的黑色KT 幼苗定植板，盆體外壁四周用黑油漆涂黑以避光。播種前，先用去離子水將種子浸泡過夜，然后將紗布覆在育苗盆上并用槍頭和細繩固定邊緣，裝滿去離子水后將種子均勻播在紗布上，待發(fā)芽后子葉完全展開、主根長度4 ～6 cm 時（約6 d），選取長勢較一致的幼苗用海綿輕輕裹住幼苗下胚軸（避免夾到根部）將其根部通過黑色KT 板上的圓孔放入盛裝3 L 營養(yǎng)液的塑料盆中。試驗采用霍格蘭大量營養(yǎng)元素營養(yǎng)液和阿農(nóng)微量元素營養(yǎng)液［19］，具體配方如下，大量元素（g/L）:KNO30.51，KH2PO40.14，MgSO4·7H2O 0.49，Ca（NO3）2·4H2O 1.18，K2SO40.09； 微 量 元 素（mg/L）: 鐵鹽（EDTA-Fe）32.5，H3BO32.84，CuSO4·5H2O 0.08；ZnSO4·7H2O 0.22，MnCl2·4H2O 1.81，Na2MoO4·2H2O 0.09。初始營養(yǎng)液的濃度為全營養(yǎng)液濃度的1/4，每5 d 更換一次，濃度依次為1/2 全營養(yǎng)液、全營養(yǎng)液。GR24 和TIS108 濃度梯度試驗均在正常磷條件下進行，試驗設(shè)置5 個濃度處理，分別為0、0.01、0.1、1 和5 μmol/L，每個處理3個重復，每個重復12 株，采取完全隨機設(shè)計。分別在培養(yǎng)8、15 和22 d 取樣，測定根系形態(tài)性狀。通過上述篩選試驗確定了適合本研究的GR24 和TIS108 的濃度分別為5 和0.1 μmol/L，再設(shè)置低磷（5 μmol/L）、低磷添加GR24、低磷添加TIS108、正常磷、正常磷（250 μmol/L）添加GR24、正常磷添加TIS108 共6 個處理，每個處理3 個重復，每個重復共12 株油菜，采取完全隨機設(shè)計。KH2PO4為試驗用磷的來源，低磷不同梯度處理添加一定量的K2SO4以保證各處理鉀肥量相同。每次更換營養(yǎng)液時均根據(jù)各處理要求添加GR24 或TIS108。

試驗在光照培養(yǎng)室中進行，光照培養(yǎng)室光照強度為300 ～320 μmol/（m2·s），空氣相對濕度為65%～80%，光照周期為16 h/8 h（光照/黑暗），溫度22℃。

1.2.2 根箱土培試驗

采用自制根箱進行全生育期土培。試驗用土壤為華中農(nóng)業(yè)大學校內(nèi)實驗實習基地的黃棕壤，其基本理化性狀如下:pH 值6.84（1∶5），有機質(zhì)為5.2 g/kg，全氮為0.25 g/kg，有效磷（Olsen-P）為2.2 mg/kg。根箱規(guī)格為67 cm×18 cm×98.5 cm（長×寬×高）［20］，根箱下層78.5 cm（從底部往上）填裝無施肥處理的土壤，根箱上部20 cm 填裝30 kg 與肥料混勻的土。根層土施肥量按每千克土施N 0.2 g、P2O50.15 g（正常磷）/0.005 g（低磷）、K2O 0.20 g，以（NH4）2SO4、KH2PO4和KCl 為 肥源。并按每千克土施1 mL Anon 微量元素營養(yǎng)液和EDTA-Fe 5 mL（濃度為0.05 mmol/L）（以上試劑均為化學純）。2014 年10 月24 日播種，播種后覆蓋薄膜2 d，種子萌發(fā)約1 ～2 cm 后揭開薄膜。兩周后間苗，每個根箱按相同株距留苗9 株，油菜生長期以去離子水澆灌，5 周后定苗3 株。試驗設(shè)低磷、低磷噴施GR24、低磷噴施TIS108 和正常磷4 個處理，每個處理3 個根箱，每個根箱3 株油菜。分別在五葉期（35 d）、抽薹期（140 d）和成熟期（210 d）取樣考察相應指標。GR24 濃度為5 μmol/L，TIS108 濃度為0.1 μmol/L，五葉期取樣后開始進行噴施處理，開第一朵花后停止噴施，期間每周噴施一次，以葉面布滿霧滴為度。

1.3 相關(guān)指標測定

1.3.1 根系形態(tài)

營養(yǎng)液培養(yǎng)油菜根系形態(tài):油菜從營養(yǎng)液中取出，用剪刀將根系和地上部剪斷分開，用蒸餾水將油菜根系洗干凈，用直尺直接測量主根長度，再將根系放入盛有蒸餾水的透明淺盤中，用鑷子小心把根系展開，將淺盤置于根系掃描儀上，掃描根系，圖像存入計算機，用根系圖像分析軟件（WinRhizo Pro，Régent Instruments，Canada）對根系形態(tài)進行分析。

根箱土培油菜根系形態(tài):五葉期將油菜根系從土壤中取出，用直尺直接測量主根長度，然后用根系掃描儀進行掃描。抽薹期和成熟期根系很大，取樣時盡可能保持根系完整，然后按一級側(cè)根分開分別用根系掃描儀進行掃描，盡量減少根系重疊，獲取圖片，用WinRhizo 軟件分析根系形態(tài)，最后得出主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積、根尖數(shù)等指標。

1.3.2 干重和磷含量

不同生育期地上部和根系樣品，105℃殺青30 min，80℃烘干至恒重，稱量地上部干重和根系干重，計算根冠比，之后用植物粉碎機磨碎測定植物全磷含量。把磨碎的樣品（約為0.1 g）轉(zhuǎn)入50 mL消化管，H2SO4?H2O2消煮后采用鉬銻抗比色法、流動注射分析儀（FIAstar5000 analyzar，F(xiàn)OSS，丹麥）測定磷濃度［21］。

1.3.3 根系和地上部生長素含量

營養(yǎng)液培養(yǎng)21 d 時進行油菜根系和地上部取樣。取0.5 g 以上樣品放入1.5 mL 離心管，液氮冷凍，-70℃超低溫冰箱保存至激素測定。激素測定時，樣品用液氮研磨、搖床脫色、加buffer 液處理，然后放置于質(zhì)譜專用上樣瓶內(nèi)，采用超快速液相色譜法進行測定［22］。

1.3.4 成熟期油菜分枝數(shù)、株高、產(chǎn)量

成熟期測定不同處理每株油菜株高和分枝數(shù)，油菜種子收獲后曬干（含水量不高于10%）稱取種子產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

采用Excel 2010 軟件計算平均數(shù)和標準誤；采用SPSS 18.0 進行單因素方差分析和差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 GR24 和TIS108 對油菜苗期根系形態(tài)和地上部生長的影響

2.1.1 正常磷不同濃度外源GR24 和TIS108 對油菜苗期根系形態(tài)的影響

正常磷（NP）以及NP 添加不同濃度GR24 處理油菜主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積和根尖數(shù)均表現(xiàn)為GR24 濃度越大，對根系的抑制效果越強，其中8 d 時NP 處理主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積和根尖數(shù)均顯著長（大）于NP+1 μmol/L GR24 和NP+5 μmol/L GR24處理；15 d 時NP 處理總根長、根系總表面積、根系總體積顯著高（大）于NP+0.1 μmol/L GR24，主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積和根尖數(shù)顯著高（大）于NP+1 μmol/L GR24 和NP+5 μmol/L GR24 處理；22 d 時，NP 處理主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積、根尖數(shù)顯著高（大）于NP+1 μmol/L GR24 和NP+5 μmol/L GR24處理（表1）。

NP 以及NP 添加不同濃度TIS108 處理油菜主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積和根尖數(shù)均表現(xiàn)為低濃度TIS108 促進根系生長，高濃度TIS108 抑制根系生長，其中8 和15 d 時 0.01 μmol/L TIS108 促進作用最強，22 d 時0.1 μmol/L TIS108對根系的促進作用大于0.01 μmol/L TIS108。8 d時NP+0.01 μmol/L TIS108 處理根系總表面積、根系總體積和根尖數(shù)顯著高于NP，而NP+5 μmol/L TIS108 處理主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積和根尖數(shù)均顯著低于NP 處理。15 d 時NP+0.1 和0.01 μmol/L TIS108 處理根尖數(shù)均顯著高于NP 處理，但主根長、根系總表面積、根系總體積無顯著差異；NP+ 1 和5 μmol/L TIS108 處理總根長、根系總表面積和根系總體積均顯著低于NP 處理。22 d時NP+0. 1 μmol/L TIS108 處理主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積和根尖數(shù)均顯著高于NP 處理，而NP+5 μmol/L TIS108 處理上述根系參數(shù)除根系總體積外均顯著低于NP 處理（表2）。

表1 不同濃度GR24 處理中雙11 號的主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積、根尖數(shù)

表2 不同濃度TIS108 處理中雙11 號的主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積、根尖數(shù)

根據(jù)苗期不同濃度GR24 和TIS108 處理油菜根系和地上部生長的差異，確定后續(xù)試驗中采用的GR24 濃度為5 μmol/L，TIS108 濃度為0.1 μmol/L。

2.1.2 不同磷水平外源GR24 和TIS108 對油菜根系形態(tài)的影響

7 d 時NP 處理油菜根系總體積和根尖數(shù)均顯著大（多）于LP 處理。兩個磷水平，TIS108 均表現(xiàn)為促進根系生長，GR24 均表現(xiàn)為抑制根系生長。其中，NP 處理施用TIS108 主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積和根尖數(shù)均顯著高于GR24；LP 處理施用TIS108 主根長、總根長、根系總表面積和根系總體積均顯著高于GR24（表3）。

14 d 時NP 處理油菜總根長、根系總表面積和根系總體積均顯著長（大）于LP 處理。兩個磷水平施用TIS108 均表現(xiàn)為促進根系生長，施用GR24 均表現(xiàn)為抑制根系生長。其中，NP 處理施用TIS108 總根長、根系總表面積、根系總體積、根尖數(shù)顯著長（大、多）于施用GR24；LP 處理施用TIS108 主根長、總根長和根系總體積顯著長（大、多）于施用GR24（表3）。

21 d 時NP 處理油菜總根長、根系總表面積、根系總體積和根尖數(shù)均顯著長（大）于LP 處理。不同磷水平施用TIS108 均顯著促進了上述根系指標，而施用GR24 均顯著抑制了上述根系指標（除根尖數(shù)）（表3）。NP 處理，施用TIS108 和GR24主根長均表現(xiàn)為抑制，但GR24 的抑制作用更強；而LP 處理，施用TIS108 促進了主根伸長，施用GR24 抑制了主根伸長（表3）。

表3 低磷和正常磷GR24 和TIS108 處理中雙11 號主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積、根尖數(shù)

2.1.2 不同磷水平外源GR24 和TIS108 處理油菜根系和地上部干重

7、14 和21 d，油菜NP+TIS108 和NP 處理地上部干重均顯著大于LP 和LP+GR24 處理，根冠比則相反（表4）。兩個磷水平，TIS108 均促進了油菜地上部和根的生長，而GR24 則表現(xiàn)相反。其中，7 d 時LP 3 個處理地上部干重:LP+TIS108 顯著大于LP，LP 顯著大于LP+GR24；NP 3 個處理中NP+TIS108顯著大于NP 和NP+GR24；兩個磷水平TIS108 處理根干重均顯著大于GR24 處理。14 和21 d 時，LP 3 個處理中LP+TIS108 地上部干重顯著大于LP和LP+GR24，NP+TIS108 和NP 處理地上部干重顯著大于LP（表4）；兩個磷水平TIS108 處理根干重均最高，GR24 處理根干重均最低（表4）。7、14和21 d，LP+GR24 處理根冠比均大于NP+GR24，LP 處理根冠比均大于NP；7 和14 d，LP+TIS108處理根冠比均大于NP+TIS108。但21 d 兩個處理根冠比無顯著差異（表4）。

表4 低磷、正常磷GR24 和TIS108 處理中雙11 號地上部和根系干重、根冠比

2.1.3 不同磷水平外源GR24 和TIS108 處理油菜根和地上部磷含量

兩個磷水平，油菜地上部和根系磷含量均表現(xiàn)為TIS108 處理最高，GR24 處理最低，施用GR24顯著降低了地上部和根系磷含量，而施用TIS108顯著提高了地上部和根系磷含量（圖1）。

圖1 低磷和正常磷GR24 和TIS108 處理中雙11 號根系和地上部磷含量（21 d）

2.1.4 不同磷水平外源GR24 和TIS108 處理油菜地上部和根系生長素含量

與NP 處理比較，LP 處理油菜根系生長素濃度顯著降低，但兩個磷處理地上部生長素濃度沒有顯著差異（圖2）。低磷時，TIS108 處理地上部生長素濃度顯著低于LP 和LP+GR24 處理；正常磷時，TIS108 處理和GR24 處理地上部生長素濃度均顯著降低，其中TIS108 處理降低幅度顯著大于GR24 處理（圖2 A）。低磷時，TIS108 處理根系生長素濃度顯著增加，GR24 處理根系生長素濃度顯著降低；正常磷時，GR24 處理根系生長素濃度顯著降低，但NP 和NP+TIS108 處理生長素濃度無顯著差異（圖2 B）。

2.2 低磷脅迫噴施GR24 和TIS108 對油菜全生育期根系和地上部生長的影響

2.2.1 低磷脅迫噴施GR24 和TIS108 油菜根系形態(tài)的差異

抽薹期和成熟期NP 處理油菜主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積和根尖數(shù)均顯著大（長、多）于LP+GR24、LP 和LP+TIS108 處理（表5）。其中，抽薹期LP+TIS108 處理總根長和根系總表面積顯著大于LP；LP+TIS108 處理主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積和根尖數(shù)均顯著大（長、多）于LP+GR24；LP 處理主根長、總根長和根尖數(shù)均顯著大（長、多）于LP+GR24（表5）。成熟期LP+TIS108 處理主根長、根系總表面積、根系總體積和根尖數(shù)均顯著大于LP+GR24 處理；LP處理主根長和根尖數(shù)均顯著大于LP+GR24 處理（表5）。

圖2 低磷和正常磷水平GR24 和TIS108 處理中雙11 號地上部和根系生長素含量（21 d）

表5 低磷脅迫噴施GR24 和TIS108 中雙11 號主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積、根尖數(shù)

2.2.2 低磷脅迫噴施GR24 和TIS108 油菜地上部和根干重以及磷含量

苗期NP 處理油菜地上部干重1.63 g/株，顯著高于LP 處理（0.98 g/株），但根干重NP 和LP 處理分別為0.10 和0.09 g/株，無顯著差異。抽薹期和成熟期油菜NP 處理地上部和根系干重均顯著大于LP+GR24、LP 和LP+TIS108 處理（圖3）；LP+TIS108 處理地上部干重大于LP 處理，LP 處理顯著大于LP+GR24處理（圖3 A）；LP+TIS108 處理根系干重顯著大于LP 處理，LP 處理大于LP+GR24 處理（圖3 B）。

圖3 低磷脅迫噴施GR24 和TIS108 中雙11 號地上部和根系干重

苗期NP 處理油菜地上部和根系磷含量均顯著大于LP 處理。抽薹期以及成熟期NP 處理油菜地上部和根系磷含量均顯著大于LP+TIS108、LP和LP+GR24LP 處理。抽薹期地上部磷含量LP+TIS108 處理顯著大于LP 和LP+GR24 處理，但LP和LP+GR24 處理磷含量無顯著差異（圖4 A）；抽薹期根系磷含量NP 和LP+TIS108 處理之間、LP+TIS108 和LP 處理之間均無顯著差異（圖4 B）。成熟期地上部磷含量LP+TIS108 和LP 處理之間無顯著差異，均顯著大于LP+GR24 處理（圖4 A）。成熟期根系磷含量LP+TIS108、LP 和LP+GR24 3 個處理之間沒有顯著差異（圖4 B）。

苗期至抽薹期NP、LP 處理油菜地上部磷含量均呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢，但抽薹期至成熟期不同處理地上部磷含量均表現(xiàn)為增加趨勢（圖4 A）。苗期至抽薹期，抽薹期至成熟期不同處理根系磷含量均呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢（圖4 B）。

圖4 低磷噴施GR24 和TIS108 中雙11 號地上部和根系磷含量

2.2.3 低磷脅迫噴施GR24 和TIS108 油菜株高、分枝數(shù)和產(chǎn)量

NP 處理油菜株高、分枝數(shù)和產(chǎn)量顯著高（多）于LP+GR24、LP 和LP+TIS108 處理（圖5）。LP+GR24處理株高顯著高于LP+TIS108 處理，但LP+GR24和LP 處理之間，LP 和LP+TIS108 處理之間株高均無顯著差異（圖5A）。LP+TIS108 和LP 處理分枝數(shù)無顯著差異，但均顯著大于LP+GR24 處理（圖5 B）。 LP+TIS108 處理油菜產(chǎn)量顯著大于LP+GR24，但LP+TIS108 和LP 處 理，LP 和LP+GR24 處 理 之間產(chǎn)量均沒有顯著差異（圖5 C）。

圖5 低磷脅迫噴施GR24 和TIS108 中雙11 號株高、有效分枝數(shù)和產(chǎn)量

3 討論

3.1 獨腳金內(nèi)酯對根系發(fā)生發(fā)育的影響

根系是植物吸收養(yǎng)分和水分的主要器官，從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的角度來看，一個優(yōu)良的作物品種應擁有合理的根系形態(tài)構(gòu)型，才能有效利用土壤中的養(yǎng)分和水分，從而實現(xiàn)地上部的優(yōu)良性狀（株型、葉型、光合效率、收獲指數(shù)等）［23］。獨腳金內(nèi)酯在植物根系的發(fā)生和發(fā)育中起著重要作用［15，24-26］。

本研究正常磷和低磷處理GR24 均抑制主根伸長和側(cè)根發(fā)育，根系磷含量減少，根系干重下降，而TIS108 處理促進了主根伸長和側(cè)根發(fā)育，進而增加了根系干重和根系磷含量（表3～5；圖1、3、4），該研究結(jié)果與擬南芥［15，24-26］和水稻［17-18］中的研究結(jié)果一致。正常磷和低磷處理分別添加GR24 和TIS108，均表現(xiàn)為GR24 處理根系生長素含量降低，TIS108 處理根系生長素含量增加；并且，低磷時GR24 處理地上部生長素含量增加，TIS108 處理地上部生長素含量降低（圖2），該研究結(jié)果與馮凡等水稻中的研究結(jié)果一致［14］，說明獨腳金內(nèi)酯可能通過調(diào)控生長素從地上部向根系的極性運輸進而調(diào)控植物根系生長發(fā)育。

此外，本研究營養(yǎng)液培養(yǎng)，在0 ～5 μmol/L范圍內(nèi)，隨著獨腳金內(nèi)酯（GR24）濃度的增加，油菜根系和地上部生長受到的抑制越來越嚴重（表1）。胡超等［27］研究表明1 μmol/L GR24 能夠有效緩解漬水影響，促進油菜根系和地上部干物質(zhì)積累。Ma 等［28］研究表明，1.8 μmol/L GR24 能促進鹽脅迫下油菜生長、光合效率，減輕氧化脅迫。本研究與該研究結(jié)果不完全一致，原因可能為兩者油菜培養(yǎng)方法、獨腳金內(nèi)酯類型及其施用方式不完全一致。此外，本研究結(jié)果表明0.1 μmol/L 獨腳金內(nèi)酯合成抑制劑（TIS108）能夠顯著促進油菜根系和地上部生長（表2）。

3.2 獨腳金內(nèi)酯對地上部分枝、株高和產(chǎn)量的影響

土壤磷缺乏時，根中獨腳金內(nèi)酯增加，主根生長受到抑制，側(cè)根和根毛密度和長度增加，增強根系對磷的吸收；同時，獨腳金內(nèi)酯也會運輸?shù)降厣喜浚种频厣喜糠种Γ诒仍龃螅?9］。此外，在植物響應缺磷脅迫的信號通路中，獨腳金內(nèi)酯是能夠從根向地上部運輸?shù)南到y(tǒng)信號［30］。中雙11 號成熟期NP 處理的株高、分枝數(shù)、單株產(chǎn)量均顯著大于LP 處理（圖5）。低磷脅迫噴施GR24 地上部干重和磷含量減小，噴施TIS108 地上部干重和磷含量增加（圖3 和5）。油菜株高LP+GR24 和LP+TIS108 處理分別顯著高于和低于LP 處理（圖5），表明磷脅迫條件下噴施GR24 對油菜株高有促進作用，噴施TIS108 對株高有抑制作用。油菜分枝數(shù)和產(chǎn)量LP+TIS108 和 LP+GR24 處理顯著多（高）于LP 處理（圖5），表明低磷脅迫噴施GR24油菜分枝減少，產(chǎn)量降低；噴施TIS108 油菜分枝數(shù)增加，產(chǎn)量增加。該結(jié)果與水稻中的研究結(jié)果一致［31-32］，說明獨腳金內(nèi)酯能夠通過抑制分枝作用降低產(chǎn)量。分枝是植物株型決定的重要因素，生理上主要由生長素、獨腳金內(nèi)酯和細胞分裂素3 類激素調(diào)節(jié)。獨腳金內(nèi)酯的分枝抑制作用主要通過兩種方式實現(xiàn):一種是在水稻、豌豆中通過 TCP 轉(zhuǎn)錄因子OsTB1/PsBRC1 在獨腳金內(nèi)酯下游作用抑制腋芽外生；另一種是在擬南芥中獨腳金內(nèi)酯觸發(fā)莖木質(zhì)部薄壁細胞質(zhì)膜上的生長素外運載體PIN1 快速移動來減少生長素極性運輸［9，33-35］。低磷脅迫、噴施獨腳金內(nèi)酯抑制劑TIS108 可以通過增加分枝數(shù)來減少低磷脅迫對油菜產(chǎn)量的影響。

4 結(jié)論

不同磷水平施用外源GR24（5 μmol/L）均抑制油菜根系生長，表現(xiàn)為主根長變短，總根長、根系總表面積、根系總體積、根尖數(shù)減小（少、短），根干重減小，根系磷濃度和生長素濃度降低，地上部生長素濃度增加，獨腳金內(nèi)酯可能通過抑制生長素從地上部向根系的極性運輸，進而抑制植物根系生長。不同磷水平外源施用TIS108（0.1 μmol/L）均能促進油菜根系生長，主要表現(xiàn)為主根長變長，總根長、根系總表面積、根系總體積、根尖數(shù)增大（加、長），根干重增加，根系磷濃度和生長素含量增加，地上部生長素濃度減小，獨腳金內(nèi)酯合成抑制劑可能通過促進生長素從地上部向根系的極性運輸，進而促進植物根系生長。低磷脅迫噴施GR24 株高增加，分枝數(shù)減少，產(chǎn)量降低；噴施TIS108 株高降低，分枝數(shù)增加，產(chǎn)量增加。分離克隆油菜中獨腳金內(nèi)酯合成相關(guān)基因及其調(diào)控因子，揭示不同時期這些基因的功能，將進一步明確減磷條件下油菜獨腳金內(nèi)酯的作用及其合成抑制劑的應用前景。