陸川油茶現蕾期至謝花期主要器官中內源激素的變化規律

韋靖杰，潘曉芳，覃 鎮，楊秋容

（廣西大學 林學院，廣西 南寧 530004）

油茶是指山茶科Theaceae 山茶屬Camellia植物中種子油脂含量高且具有一定經濟價值的植物總稱[1]，包括普通油茶Camellia oleifera、攸縣油茶C.uosienensis、廣寧紅花油茶C.semiserrata、陸川油茶C.νietnamensis等樹種[2]。陸川油茶又叫越南油茶、高州油茶，主要分布于廣西和廣東南部，是廣西山茶科木本食用油料樹種中的主要栽培種之一[3]。

內源激素是植物體內重要的活性物質，對植物生長、開花結實和休眠等過程都有重要的調控作用[4-6]。有關植物激素的研究也是植物科學研究領域中的前沿和熱點之一[7]。有關研究者發現：‘岑軟3 號’油茶通過調節內源激素的動態平衡，在重度缺水的情況下仍能保持較緩慢的生長狀態[8]；脫落酸（ABA）含量的增加能提高‘長林4 號’油茶葉片的保水性，增強其對干旱的抵御能力[9]；‘長林4 號’油茶種子成熟和油脂積累過程中ABA 起了重要作用[10]；吲哚-3-乙酸（IAA）、赤霉素（GA）和細胞分裂素（CTK）分別是影響‘長林53 號’花提前開放和產量的關鍵因子[11]；果皮中赤霉素（GA3）含量的不同是引起‘閩43’和‘閩60’油茶果實縱徑差異較大的原因[12]。

目前，對陸川油茶的研究集中在光合蒸騰特性[13]及果實性狀的遺傳變異特征[14]等方面，而對其內源激素的研究還未見諸報道。為給陸川油茶的花期調控提供理論依據，對陸川油茶現蕾期至謝花期主要器官中內源激素的含量及比值的變化情況進行了測定和分析，現將研究結果分析報道如下。

1 材料與方法

1.1 試驗地與試驗林

試驗地位于廣西壯族自治區林業科學研究院油茶種質資源收集庫（108°21′E，22°56′N）。屬濕潤的亞熱帶季風氣候，年均降水量達1 304.2 mm，平均相對濕度為79%，年平均氣溫為20～21 ℃，1月平均氣溫在11.8 ℃以上，7月平均氣溫27.6 ℃。地貌為丘陵，海拔90～100 m。土壤種類為由砂巖發育而成的赤紅壤，土層厚度在100 cm以上[15]。

供試的陸川油茶樹于2012年1月采用實生苗造林。其株行距為1.0 m×3.0 m，平均樹高2.5～3.5 m，冠幅1.5 m×2.5 m。

1.2 采樣方法

選擇長勢一致、無病蟲害的7年生陸川油茶樹10 株，掛牌標記。2019年7月15日至2020年1月15日，每隔15 d 采樣1 次。從樹冠中上部和外圍分別采集1年生枝條（指去除花蕾、葉芽、頂芽、葉片后枝條的上部分）及枝條上部的功能葉，并采集花蕾與葉芽，其中枝條10 枝、功能葉20 片、花蕾20 個、葉芽30 個，按器官分別組成混合樣品，3 次重復。采樣后用衛生紙將樣品擦拭干凈，放入自封袋中并立即放入冰盒內帶回實驗室，置于-80 ℃的超低溫冰箱中速凍20 min，然后保存于-20 ℃的冰箱中以備用。

1.3 測定方法

采用酶聯免疫吸附法（Enzyme linked immunosorbent assay），委托北京北農天一生物技術有限公司測定各器官中吲哚-3-乙酸（IAA）、赤霉素（GA3）、玉米素核苷（ZR）、脫落酸（ABA）的含量。

2 結果與分析

2.1 不同時間測定的同一器官中各種內源激素的含量變化趨勢

據2019年對試驗林的觀察結果，陸川油茶開花物候期可分為現蕾期（7月中旬—10月下旬）、初花期（10月下旬—11月中旬）、盛花期（11月中旬—12月中旬）、謝花期（12月中旬—翌年1月中旬）。不同開花物候期測定的陸川油茶花蕾、葉芽、枝條、功能葉中不同種類內源激素的含量見表1。

表1 現蕾期至謝花期不同器官中各種內源激素含量的測定結果?Table 1 Determination of endogenous hormones in different organs from budding stage to flowering stage ng/g

續表1Continuation of table 1

2.1.1 花蕾中各種內源激素的含量變化趨勢

由表1可知，在整個開花物候期間，陸川油茶花蕾中IAA 的含量變化范圍為29.94～155.96 ng/g，其含量總體呈下降趨勢。現蕾期中期（8月15日），其含量達到最高值，為155.96 ng/g；謝花期后期（1月15日），其含量最低，為29.94 ng/g。8月30日前，其IAA 含量均顯著高于其他種類內源激素的含量。

花蕾中GA3的含量變化范圍為3.44～7.91 ng/g，其含量的總體變幅相對較小。現蕾期中期（8月30日），其含量最高，為7.91 ng/g；謝花期前期（12月15日），其含量最低，為3.44 ng/g。其GA3含量極顯著低于其IAA 與ABA 的含量。

花蕾中ZR 的含量變化范圍為2.84～7.24 ng/g，其含量的總體變幅與GA3的總體變幅相似。現蕾期前期（7月15日），其含量最低，為2.84 ng/g；7月15日—8月30日，其含量持續極顯著地上升，至現蕾期中期（8月30日），其含量達到最高值，為7.24 ng/g。

花蕾中ABA 的含量變化范圍為29.56～213.39 ng/g，其含量總體呈“上升—下降”的變化趨勢。現蕾期（7月15日—8月30日）其含量無顯著變化，8月30日—10月15日其含量極顯著上升，現蕾期后期（10月15日）達到最高值（213.39 ng/g）；謝花期前期（12月15日），其含量最低，為29.56 ng/g。9月15日后，其ABA含量均高于其他種類內源激素的含量。

2.1.2 葉芽中各種內源激素的含量變化趨勢

在整個開花物候期間，陸川油茶葉芽中IAA的含量變化范圍為14.95～72.07 ng/g，其含量總體呈“上升—下降”的變化趨勢。7月15日—9月15日其含量持續極顯著地上升，現蕾期中期（9月15日）其含量最高，為72.07 ng/g；謝花期后期（1月15日），其含量最低，為14.95 ng/g。

葉芽中GA3的含量變化范圍為2.76～4.31 ng/g，其含量的總體變幅相對較小。現蕾期后期（10月15日）其含量最高，為4.31 ng/g；10月15日—11月15日其含量持續極顯著地下降，初花期后期（11月15日）其含量最低，為2.76 ng/g。

葉芽中ZR 的含量變化范圍為2.96～6.46 ng/g，其含量總體呈“下降—上升”的變化趨勢。現蕾期前期（7月15日）其含量達到最高值，為6.46 ng/g；現蕾期中期（9月15日）其含量最低，為2.96 ng/g。

葉芽中ABA 的含量變化范圍為31.90～113.15 ng/g，其含量總體變化呈“下降—上升”的變化趨勢。7月15日—9月30日其含量持續極顯著地下降，現蕾期后期（9月30日）其含量最低，為31.90 ng/g；9月30日至翌年1月15日其含量持續極顯著地上升，謝花期后期（1月15日）其含量達到最高值，為113.15 ng/g。

2.1.3 枝條中各種內源激素的含量變化趨勢

陸川油茶枝條中IAA 的含量變化范圍為17.33～35.53 ng/g，在整個開花物候期間，其含量的總體變幅相對較小。謝花期前期（12月15日）其含量最高，為35.53 ng/g；12月15日至翌年1月15日其含量極顯著地下降，謝花期后期（1月15日）其含量最低，為17.33 ng/g。

枝條中GA3的含量變化范圍為2.53～5.03 ng/g，其含量的總體變幅相對較小。現蕾期前期（7月15日）其含量最低，為2.53 ng/g；現蕾期中期（8月30日）其含量達到最高值（5.03 ng/g）。

枝條中ZR 的含量變化范圍為6.77～9.57 ng/g，其含量的總體變幅相對較小。現蕾期前期（7月15日）其含量最低，為6.77 ng/g；盛花期中期（11月30日）其含量達到最高值（9.57 ng/g）。

枝條中ABA 的含量變化范圍為49.70～110.41 ng/g，其含量總體呈“上升—下降”的變化趨勢。現蕾期前期（7月30日）其含量最低，為49.70 ng/g；7月30日—10月15日其含量持續極顯著地上升，現蕾期后期（10月15日）達到最高值（110.41 ng/g）。

2.1.4 功能葉中各種內源激素的含量變化趨勢

陸川油茶功能葉中IAA 的含量變化范圍為17.65～32.58 ng/g，在整個開花物候期間，其含量總體呈“上升—下降”的變化趨勢。現蕾期前期（8月15日）其含量最低，為17.65 ng/g；8月15日—10月15日其含量平緩上升，10月15日—30日其含量極顯著地上升，初花期前期（10月30日）其含量達到最高值（32.58 ng/g）。

功能葉中GA3的含量變化范圍為2.98～4.26 ng/g，其含量的總體變幅相對較小。現蕾期中期（9月15日）其含量達到最高值（4.26 ng/g）；謝花期后期（1月15日）其含量最低，為2.98 ng/g。

功能葉中ZR 的含量變化范圍為4.62～12.22 ng/g，其含量的總體變幅相對較小。7月15日—10月15日其含量持續極顯著地上升，現蕾期后期（10月15日）其含量達到最高值（12.22 ng/g）；10月15日—11月15日其含量持續極顯著地下降，初花期后期（11月15日）其含量最低，為4.62 ng/g。

功能葉中ABA 的含量變化范圍為19.71～34.98 ng/g，其含量總體呈“升—降—升—降”的“雙峰”變化趨勢。現蕾期前期（7月15日）其含量最低，為19.71 ng/g；謝花期中期（12月30日）其含量達到最高值（34.98 ng/g）。

2.2 同一時間測定的不同器官中各種內源激素含量的比較分析

觀測中發現，相同日期測定的陸川油茶花蕾、葉芽、枝條、功能葉中IAA 和ABA 的含量均顯著高于其GA3和ZR 含量，且其含量變化均無明顯的規律性。

2.2.1 不同器官中IAA 含量的比較分析

7月15日測定的陸川油茶花蕾、葉芽、枝條、功能葉中的IAA 含量存在極顯著差異。現蕾期前期的7月15日至現蕾期中期的8月30日，花蕾中的IAA 含量始終維持在較高水平上，且極顯著高于葉芽、枝條、功能葉中的IAA 含量。8月30日—9月15日花蕾中的IAA 含量迅速下降，而葉芽中的IAA 含量則持續極顯著地上升，9月15日—9月30日葉芽中的IAA 含量略高于花蕾中的IAA 含量。初花期、盛花期、謝花期4 個器官中IAA 的含量變化均相對平緩。各器官中IAA 含量整體變幅的大小順序為：花蕾＞葉芽＞枝條＞功能葉。多數情況下，花蕾中的IAA 含量高于其他器官中的IAA 含量。

2.2.2 不同器官中GA3 含量的比較分析

現蕾期前期的7月15日，花蕾、葉芽、功能葉中的GA3含量均極顯著高于枝條中的GA3含量。初花期的10月30日—11月15日，花蕾、葉芽中的GA3含量均下降，而枝條、功能葉中的GA3含量均上升。各器官中GA3含量整體變幅的大小順序為：為花蕾＞枝條＞葉芽＞功能葉。多數情況下，花蕾中的GA3含量高于其他器官中的GA3含量。

2.2.3 不同器官中ZR 含量的比較分析

現蕾期前期的7月15日，葉芽、枝條、功能葉中的ZR 含量均極顯著高于花蕾中的ZR 含量。7月15日—8月30日，花蕾、枝條、功能葉中的ZR 含量有不同程度的上升，而葉芽中的ZR 含量則下降；初花期的10月30日—11月15日，功能葉中的ZR 含量迅速下降，而花蕾、葉芽、枝條中的ZR 含量均有不同程度的上升。各器官中ZR含量整體變幅的大小順序為：功能葉＞花蕾＞葉芽＞枝條。花蕾、葉芽中的ZR 含量均低于枝條、功能葉中的ZR 含量，總體而言，4 個器官中ZR含量的變化規律均不明顯。

2.2.4 不同器官中ABA 含量的比較分析

葉芽中的ABA 含量先下降后上升總體呈“U”字形的變化趨勢；花蕾中的ABA 含量先上升后下降；枝條中的ABA 含量先上升后下降，其變幅相對較小；功能葉中的ABA 含量低于其他3 個器官中的ABA 含量，但其變幅不大。現蕾期前期的7月15日，花蕾、葉芽、枝條中的ABA 含量均極顯著高于功能葉中的ABA 含量。現蕾期前期的7月15日至后期的9月30日，花蕾、枝條、功能葉中的ABA 含量均逐漸上升，而葉芽中的ABA含量卻逐漸下降。初花期前期的10月15日—10月30日，葉芽、枝條、功能葉中的ABA 含量均無明顯變化，而花蕾中的ABA 含量卻迅速下降。各器官中ABA 含量整體變幅的大小順序為：花蕾＞葉芽＞枝條＞功能葉。

2.3 不同器官不同種類內源激素含量比值的比較分析

現蕾期至謝花期陸川油茶不同器官中各種內源激素含量比值的測定結果見表2。由表2可知，花蕾、葉芽的GA3/ZR 值均極顯著高于枝條、功能葉的GA3/ZR 值，且其比值大致都呈現出“升—降—升—降”的“雙峰”變化趨勢。枝條、功能葉的GA3/ZR 值均無明顯變化規律，且其變幅均相對較小。各個器官的GA3/ZR 值整體變幅的大小順序為：花蕾＞葉芽＞功能葉＞枝條。

表2 現蕾期至謝花期不同器官中各種內源激素含量比值的測定結果?Table 2 Determination results of endogenous hormone content ratio in different organs from budding stage to flowering stage

續表2Continuation of table 2

除謝花期1月15日測定的含量比值外，枝條、功能葉的GA3/IAA 值均極顯著高于花蕾、葉芽的GA3/IAA 值，且其比值大致都呈現出“升—降—升”的變化趨勢。12月15日前，各器官的GA3/IAA值的變化規律均不明顯。謝花期，花蕾、葉芽、枝條的GA3/IAA 值均極顯著上升，而功能葉的GA3/IAA 值卻呈下降趨勢。各器官的GA3/IAA 值整體變幅的大小順序為：葉芽＞花蕾＞枝條＞功能葉。

功能葉的GA3/ABA 值顯著高于其他3 個器官的GA3/ABA 值。葉芽、枝條的GA3/ABA 值總體均呈“升—降”的變化趨勢，但枝條的GA3/ABA高峰值的出現時間比葉芽的GA3/ABA 高峰值的出現時間提前了45 d，葉芽GA3/ABA 值的高峰值出現在現蕾期后期。花蕾的GA3/ABA 值大體上呈“升—降—升”的變化趨勢。開花前的10月15日—10月30日，花蕾、枝條的GA3/ABA 值均上升，而葉芽、功能葉的GA3/ABA 值均下降。各器官的GA3/ABA 值整體變幅的大小順序為：花蕾＞功能葉＞葉芽＞枝條。

8月30日前，花蕾的IAA/ABA 值極顯著高于其他3 個器官的IAA/ABA 值，也極顯著高于其他時期測定的花蕾的IAA/ABA 值；8月30日后，花蕾的IAA/ABA 值急速下降。在整個開花物候期間，葉芽的IAA/ABA 值呈先上升后下降的變化趨勢。枝條的IAA/ABA 值低于其他3 個器官的IAA/ABA值，且其變幅相對較小。功能葉的IAA/ABA 值的變化不明顯。

功能葉的ZR/ABA 值，在整個開花物候期間，一直極顯著高于其他器官的ZR/ABA 值。現蕾期前期的7月15日至后期的9月30日，功能葉的ZR/ABA 值的變化平緩，9月30日后其比值呈現出“升—降—升—降—升”的“雙峰雙谷”的變化規律，10月15日其比值達到最高值。花蕾、葉芽、枝條的ZR/ABA 值的變化趨勢大體相似，而其變化規律均不明顯。各器官的ZR/ABA 值整體變幅的大小順序為：功能葉＞花蕾＞枝條＞葉芽。

功能葉、枝條的ZR/IAA 值均極顯著高于花蕾、葉芽的ZR/IAA 值；10月15日，功能葉的ZR/IAA值達到最高值；枝條的ZR/IAA 值的變化規律不明顯。葉芽的ZR/IAA 值先下降后上升，謝花期后期達到最高值。花蕾的ZR/IAA 值總體呈上升趨勢，在謝花期后期也達到最高值。

3 結論與討論

3.1 結 論

1）陸川油茶現蕾期至謝花期間，其花蕾、葉芽、枝條、功能葉中各種內源激素的含量不同，各器官中IAA 和ABA 的含量均極顯著高于GA3和ZR的含量。從內源激素的功能和作用來看，陸川油茶器官生長和構建不是受單種內源激素的影響，而是各種激素共同作用的結果，IAA 與ABA 的比值高能夠促進陸川油茶花蕾的形成和生長。

2）在花蕾生長定型前，同一時期花蕾中的IAA、GA3含量極顯著高于營養器官中的IAA、GA3含量；花蕾定型至謝花時，花蕾中的IAA、GA3含量也基本高于營養器官中的IAA、GA3含量。這一測定結果表明，IAA、GA3對陸川油茶花蕾的形成及開花都有明顯的促進作用。

3）現蕾期至謝花期，各器官中的IAA 和ABA 均存在拮抗作用，當IAA 含量升高時，ABA含量則下降。

3.2 討 論

喻雄等[16]研究發現，低水平的IAA 能夠促使普通油茶‘鐵城1 號’開花，而高水平的IAA、ABA 卻能促使其花凋落。東興金花茶CamelliatunghinensisChang 開花前，結果枝葉片和花蕾中IAA 含量的下降有助于其花芽的孕育[17]。觀測中發現，陸川油茶現蕾期前期花蕾中的IAA 含量達到最高值，此后持續下降，謝花期花蕾中的IAA含量降至最低值，說明高水平的IAA 有利于陸川油茶花蕾的形態構建，而低水平的IAA 則促使其花凋落。這一結果與喻雄等[16]的研究結果不一致，其原因可能是，他們測定的是花瓣中的IAA 含量，而本研究測定的是花蕾中的IAA 含量；上述測定結果與郭辰等[17]對東興金花茶的研究結果也存在差異，他們研究的樹種不同可能是結果存在差異的主要原因。陸川油茶開花前，其花蕾中的IAA含量較低，而其ABA 含量則維持在較高水平上。這一結果與曹尚銀等[18]對蘋果Malus pumilaMill.的研究結果相似。研究期內，陸川油茶正處于抽生夏梢之時，此期其葉芽未萌動抽出新梢，這可能與其葉芽、枝條、功能葉均含有較高的ABA有關。

研究的器官包括了營養器官和生殖器官，但各器官中GA3、ZR 的含量均較低，且其變化均相對平緩。據此可以認為，陸川油茶現蕾期至謝花期間，單因素的GA3、ZR 對其花蕾生長的作用均不明顯，也有可能因為其GA3、ZR 含量均較低，還不足以發揮其對各器官生長的促進作用，至于GA3和ZR 含量達到何等水平才能促進陸川油茶葉芽萌動及枝條生長，對此尚待進一步研究。

植物體內各種內源激素的相互促進與相互拮抗形成了一種動態平衡，這種平衡是促使植物順利開花的重要影響因素。本研究結果表明，陸川油茶各器官中ABA 和IAA 含量間大體上表現出相互消長的關系，尤其在現蕾期到花蕾定型時期，花蕾細胞數量增多、體積增大，IAA/ABA 值維持在較高水平上，在現蕾期后期葉芽的IAA/ABA 值也達到了最高值，說明高比值的IAA/ABA 能促進陸川油茶花蕾的形態構建，但IAA 與ABA 之間也存在著拮抗作用。曹尚銀等[18]研究發現，在蘋果花芽生理分化期，其花芽中的IAA 與GAs 含量均急劇下降，而其ABA 含量卻急劇上升，這一結果說明，在蘋果成花的過程中不同激素間也存在著相互制約的作用。

研究期內，陸川油茶各個器官中不同種類的內源激素其含量變化趨勢不同，但其變化規律均不明顯。內源激素的合成及利用方式復雜而多變，本研究只初步探索了現蕾期至謝花期陸川油茶4 個器官中4 種內源激素的含量及比值的變化規律，但并未研究4 種內源激素對陸川油茶花芽分化的影響情況，同時，外部環境條件、營養物質對陸川油茶的開花也都有重要的促進作用，下一步的研究可系統探討陸川油茶花期內源激素與環境條件及營養物質間的作用機制。