赤霉素对不同甜叶菊品系主要农艺性状、糖苷含量及产量的影响

唐国雄，杨文婷，侯婷婷，罗 霞，吴 卫

（四川农业大学，成都 611130）

甜叶菊（Stevia rebaudiana Bertoni）作为一种兼具糖用和药用价值的植物，极具开发利用潜力。近年来，伴随着四川省内甜叶菊种植面积的不断扩大，选育高RA苷、高RA/ST比值的RA型良种以及改良栽培措施以提高甜叶菊的产量和质量已成为甜叶菊生产中亟待解决的问题。

赤霉素（gibberellin，GA）是植物正常生长的生理激素，主要存在于植物的幼嫩组织中，通过促进α-淀粉酶和总淀粉酶活性，提高植物对储存形式糖的利用率，从而实现促进植物顶端生长，节间伸长的作用，被广泛用来调节作物的产量和质量[1-4]。甜叶菊中的主要有效成分甜菊糖苷类物质与其在内贝壳杉烯形成之前，共享相同的合成途径[5-8]，外源喷施赤霉素可能对甜叶菊糖苷代谢有一定影响。本试验拟采用不同浓度的赤霉素（GA）外源喷施4个新筛选出的不同类型的甜叶菊品系，旨在研究GA对这些不同类型甜叶菊主要农艺性状、糖苷含量及产量等的影响，以期探讨外源喷施GA的措施是否有助于甜叶菊的高产优质栽培。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2008年从46个单株中选育出4种具有一定代表性的甜叶菊类型，将其进一步选育扩繁成4个甜叶菊新品系，即SR1，SR2，SR3，SR5。SR1为高ST型品系，SR2为高RA型品系，SR3为高RA高RC型品系，SR5为高ST低RA型品系。4个品系的RA苷含量从高到低依次为SR2>SR3>SR1>SR5，RA苷含量最高的品系是SR2，其次为SR3；4个品系的ST苷含量从高到低依次为SR5>SR1>SR2>SR3。4个品系于2010年6月扦插生根后移栽于四川农业大学教学科研农场，株行距20cm×40cm，加强田间管理，7月15日起喷施外源激素处理。 SR1，SR3，SR5 品系设 4 个处理，即赤霉素组（GA）A1、A2、A3，浓度分别为 100、300、500 mg/L；对照组CK，喷施清水；SR2品系由于原种苗数量不足，繁殖数量有限，不能达到设4个处理所需种苗数，故只设置了2个处理，即A2和CK。每处理连续喷药两次，中间间隔2d，以喷湿叶面为度。每个处理种植3个小区，每个小区种植30株，重复3次。

1.2 试验方法

1.2.1 主要农艺性状考察 于2010年8月中旬甜叶菊开花前期，每份材料分别按小区取样，每小区随机取样5株长势中等、具有代表性的植株，考察株高、中部茎节长度、一级分枝数、叶长、叶宽、叶干重、茎干重等主要农艺性状。

1.2.2 糖苷含量检测 甜叶菊糖苷种类和含量的检测采用高效液相色谱（HPLC）法。甜叶菊RA和ST糖苷的含量通过HPLC外标定量法计算，RA和ST糖苷的量分别以RA和ST糖苷占干叶重的百分数表示。

标准溶液的配制：称取RA苷标准品和ST苷标准品，用V乙腈﹕V水=75﹕25定容至刻度，再超声5min，得RA 苷和 ST 苷标准溶液。 色谱条件，色谱柱：Phenomenex Luna NH2柱，4.6mm×250mm；流动相：V乙腈﹕V水=75﹕25；流速：1.2mL/min；柱温：30℃；检测波长：205nm；进样量：10μL。

1.2.3 单株糖苷产量 甜叶菊糖苷产量=各处理的糖苷含量×各处理的单株干叶产量

由色谱工作站计算样品中RA和ST糖苷含量。采用Excel和DPS v7.05软件进行数据分析。

表1 不同浓度GA对不同甜叶菊品系农艺性状的影晌

2 结果与分析

2.1 主要农艺性状

不同浓度的GA喷施不同类型甜叶菊品系主要农艺性状列于表1。对SR1品系而言，赤霉素处理间，株高、叶宽、单株叶干重等农艺性状间差异不显著；同对照相比，赤霉素处理后株高和节长显著增长，叶片变短变窄，叶长宽比显著增大，各处理的单株干叶产量均显著低于对照，茎干重有所增加，且中高浓度处理（A2、A3）比低浓度处理效果更好。

对SR3品系而言，赤霉素处理后，除茎干重外，其余指标均同对照存在显著差异，株高和节长显著增长，叶片变短变窄，叶长宽比显著增大，单株干叶产量显著下降；赤霉素处理组间株高、叶长存在显著差异，赤霉素处理浓度越大，植株长得越高，叶片平均长度越短；A2同A3处理间节长、叶宽无显著差异，但节长显著长于A1处理，叶宽显著窄于A1；赤霉素3种浓度处理间，单株干叶产量无显著差异，A1同A2、A3单株茎干重无显著差异，A2与A3间差异显著。

就SR5品系而言，赤霉素处理后，株高、节长、叶宽、长宽比、单株干叶产量等与对照相比均存在显著差异，株高和节长显著增长，叶片宽度显著变窄，叶长宽比显著变大，单株干叶产量显著下降；随着赤霉素处理浓度的增加，植株长得越高，A1同A2、A3处理间，植株株高存在显著差异，但A2和A3处理间，株高差异不显著；赤霉素不同浓度处理间干叶产量无显著差异；赤霉素不同浓度处理间及各浓度处理同对照间，单株茎干重无显著差异。中等浓度的GA处理后（A2），SR2品系株高、节长显著增长，叶片变短变窄，但叶长宽比、单株干叶产量和干茎产量与对照相比无显著差异。

总体上，赤霉素处理组同对照组相比，株高、节长显著增长，叶长变短、叶宽变窄，叶长宽比值增大，单株干叶产量下降；赤霉素处理间，随着赤霉素处理浓度增大，表现出一定的株高增加，叶长、叶宽减小的趋势。GA处理后，除SR2品系无显著差异外，其余品系的单株干叶产量均较对照显著下降。

2.2 甜叶菊糖苷含量

由表2可知，SR1型甜叶菊的RA糖苷含量GA 3个浓度（A1、A2、A3）处理间有显著差异，其中A1较对照提高了10.3%，A2、A3处理分别较对照降低20.9%和10.0%；GA 3个浓度处理间ST苷含量有显著差异，3个浓度的GA处理与CK相比，ST糖苷含量均显著下降。对于SR1型甜叶菊，ST苷含量在总苷（RA+ST）中占很大比例，总苷（RA+ST）含量的变化趋势与ST苷有大致相同的趋势，GA处理使总苷含量与CK相比显著下降。100 mg/L的GA处理（A1）有利于提高SR1型甜叶菊的RA苷的含量和RA/ST比例。

表2 不同浓度GA对不同甜叶菊糖苷含量和产量的影响

喷施外源激素后SR3型甜叶菊的RA糖苷含量均较对照有极显著下降；与对照ST苷含量相比，喷施高浓度的GA造成ST苷含量的下降，而中低浓度的GA处理则有利于ST苷的积累。就RA+ST总苷含量而言，喷施500 mg/L的GA处理使RA+ST总苷含量较CK极显著下降，其余处理较对照无显著差别。

对于SR5品系而言，GA处理不利于其RA苷的积累，3种浓度的GA处理后其RA苷含量均显著低于对照；GA处理后ST糖苷含量较对照均有所降低，但高浓度GA（A3）处理后ST苷含量与对照差异不显著，中低浓度下 （A1、A2）则显著低于对照；GA处理使RA+ST总苷含量显著低于对照，A1与A3处理间差异不显著，A2同二者间差异显著。

A2处理后SR2品系ST苷含量有所提高，对RA苷和RA+ST总苷含量无显著影响，使RA/ST比值由1.2705下降至1.0555。

2.3 甜叶菊糖苷产量

糖苷产量由植株糖苷含量和干叶产量两方面决定，虽然100 mg/L的GA处理（A1）提高了SR1型甜叶菊的RA苷的含量、100 mg/L和300 mg/L GA提高了SR3品系ST苷含量、300 mg/L GA提高了SR2品系ST苷含量，但各处理下其干叶产量均显著下降，最终导致除300mg/L的GA处理显著提高了SR2的ST苷产量外，其余GA处理均不利于提高甜叶菊的糖苷产量（表2）。

3 小结与讨论

赤霉素有促进植物顶端生长，节间伸长的作用。本试验中赤霉素处理后对植物生长的影响与前人研究结果[9]基本一致。赤霉素处理组同对照组相比，处理后株高、节长大多显著增长，且节间伸长效果主要集中在茎秆中部，叶长显著变短、叶宽显著变窄，叶长宽比值增大，单株干叶产量下降；赤霉素处理组间，表现出一定的浓度效应，即随着赤霉素处理浓度增大，表现出一定的株高增加，叶长、叶宽减小的趋势。

SR1品系本身ST苷和RA苷含量均较高，但其ST苷含量高于RA苷，不符合甜叶菊良种选育中高RA低ST值的标准，本试验中100 mg/L的GA处理（A1）提高了其RA苷含量，降低了ST苷含量，提高了RA/ST比值，但喷施赤霉素处理不利于甜叶菊的生长，赤霉素处理后单株干叶产量均较清水对照组有所下降，最终导致RA糖苷产量的下降。对于高RA型的糖用型甜叶菊品系SR2和SR3，不同浓度的GA均不能进一步地提高其RA苷含量和RA/ST比值，虽然300 mg/L的GA处理显著提高了SR2的ST苷含量，但ST苷含量提高不利于其糖用型品质的提高。而对于高ST低RA型的SR5品系，农业生产上更希望其ST苷含量进一步提高，RA苷含量进一步降低，以更有利于提取纯化，但GA处理对提高其ST苷含量或产量均无帮助。

[1]蔡葛平，郭燕红，姚辉，等.矮壮素和赤霉素对黄芩生物量及根中黄酮类成分产量的影响[J].中国农学通报，2008，24（7）：213-217.

[2]I.Ilias，G.Ouzounidou，A.Glannakoula et al.Effects of gibberellic acid and prohexadione-calcium on growth，chlorophyl fluorescence and quality of okra plant[J].Biologia Plantarum，2007，51（3）：575-578.

[3]Yoon Ha Kim，Muhammad Hamayun，Abdul Latif Khan，et al.Exogenous application of plant growth regulators increased the total flavonoid content in Taraxacum officinale Wigg.[J].African Journal of Biotechnology，2009，8 （21）：5727-5732.

[4]李志华，杨志民，王春明，等.赤霉素及矮壮素对高羊茅生长特性及品质的影响[J].草业科学，1999，16（5）：21-26.

[5]倪万潮，郭书巧.甜菊醇糖苷生物合成及关键酶研究进展[J].生物技术通报，2008（2）：48-53.

[6]Humphrey T.V.，Richman A.S.，Menassa R.，et al.Spatial organisation of four enzymes from Stevia rebaudiana that are involved in steviol glycoside synthesis[J].Plant Molecular Biology，2006，61（1-2）：47-62.

[7]J.E.Brandle，P.G.Telmer.Steviol glycoside biosynthesis[J].Phytochemistry，2007，68 （14）：1855-1863.

[8]Richman，A.，Swanson，A.，Humphrey，T.，et al.Functional genomics uncovers three glucosyltransferases involved in the synthesis of the major sweet glycosides of Stevia rebaudiana[J].The Plant Journal，2005，41（1）：56-67.

[9]吴建明，李杨瑞，杨柳，等.赤霉素诱导甘蔗节间伸长与内源激素变化的关系[J].热带作物学报，2009，30（10）：1452-1457.