不同浓度赤霉素处理对油桐花芽分化的影响

孙 颖，陈 显，刘 儒，李建安

(1.中南林业科技大学，湖南 长沙 410004；2.随州大洪山风景名胜区，湖北 随州 441300；3.中国林业科学研究院亚热带林业实验中心，江西 分宜 336600)

有关赤霉素对显花植物花芽分化的影响的研究始于20世纪60年代。有关学者在对蓖麻、油茶、荔枝、龙眼、光皮树成花的研究中均发现赤霉素对花芽分化具有显著的促进作用[1-8]。油桐是大戟科油桐属植物，是我国重要的木本油料植物。油桐花芽的分化时间存在地域差异，如湖南各地油桐花芽分化始于7月初至10月中结束，而重庆地区油桐花芽分化却始于6月末。目前，国内外从生理水平上对油桐花芽分化问题的研究报道相对较少[9-13]。因此，为给以赤霉素调控油桐成花及油桐花果管理提供参考依据，在油桐花芽生理分化期，就喷施不同浓度梯度的赤霉素(GA3)对其成花率、花芽分化临界期、可溶性总糖与可溶性淀粉含量、脱落酸等内源激素含量的影响情况进行了试验、测定与分析，现将研究结果分析报道如下。

1 材料与方法

1.1 试验材料

6月末在湖南天际岭林场选取生长健壮、无病虫害的油桐植株，以不同浓度的赤霉素(GA3)对其叶面进行喷施处理。采用随机区组法，每单株为一小区，重复3次。试验共设4个处理，处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的喷施浓度分别设为50、100、200mg•L-1，以喷等量清水的处理Ⅳ作为对照(CK)。7月下旬，选取嫩叶作为样品,每隔10d采样1次，用铝箔纸包好，以液氮速冻，带回实验室后，置于-80℃的低温冰箱中保存，以用于后续的测定试验。

1.2 试验方法

采用观察法调查油桐的成花率；采用常规石蜡切片法观测其花芽的分化临界期[9]；分别采用蒽酮比色法[9]和ELISA法[12]依次测定可溶性糖、可溶性淀粉与内源激素的含量。

采用Excel 2007和SPSS 17.0软件进行数据与图表的分析。

2 结果与分析

2.1 成花率

混合芽是指植物的芽萌发后既可以形成花或者花序又可以发育成枝或叶的芽，油桐的顶芽绝大部分是混合芽。成花率是指油桐发育成花的芽数占总芽数的百分率。不同浓度赤霉素处理对油桐花芽分化率的影响情况如图1 所示。喷施了赤霉素的各处理对油桐花芽分化均有显著的抑制作用，说明赤霉素的浓度与油桐花芽的分化密切相关。其中，处理Ⅱ的花芽分化率虽低于喷等量清水的处理Ⅳ(CK)，却高于其余2个处理与比处理Ⅳ(CK)相比，处理Ⅲ的成花率下降了21.5％。

图1 不同浓度的赤霉素处理对花芽分化率的影响Fig.1 Effect of different concentrations of GA3 on fl ower bud differentiation rate

2.2 花芽分化临界期

显花植物花芽分化过程由生理分化期和形态分化期构成，其各项生理因子含量达到一定程度后花芽便进入了形态分化期，而花芽形态分化起始的标志期是花芽分化临界期。不同浓度的赤霉素处理对油桐花芽分化临界期的影响情况如表1所示。由表1可知，外施3种不同浓度的赤霉素对油桐花芽的分化临界期均有一定的推迟作用，随着外源赤霉素浓度的升高，推迟的时间则越久，其中，处理Ⅲ的表现最为明显，推迟了5d。

表1 不同浓度赤霉素处理对油桐花芽分化临界期的影响Table 1 Effect of different concentrations of GA3 treatments on critical period of tung oil tree flower bud differentiation

2.3 有机营养物质含量

有机营养物质一般指的是植物体内通过光合作用积累的糖、淀粉等物质，是植物生长发育的重要物质基础。叶片是形成有机营养物质的重要场所，有机营养物质的积累与利用不仅影响植物的生长发育，还影响其花芽的数量和质量。

2.3.1 可溶性总糖含量

可溶性总糖作为植物体内一种易于利用的能量形式，其含量的多少反映了生命体代谢活力的高低。糖类不仅是能量的供应者，而且直接参与花孕育的调节过程。不同浓度的赤霉素处理对油桐叶片中可溶性糖含量的影响情况如图2所示。由图2 可知，在花芽分化过程中，各赤霉素处理组油桐叶片中的可溶性糖含量总体上保持先上升后下降的变化趋势；在花芽生理分化后期，其可溶性糖含量达到整个花芽分化期的最大值；之后，随着花芽形态分化的开始，其总糖含量迅速下降，随着时间的推移，始终保持缓慢的下降速度，并在雌雄蕊分化期降到低谷。

总之，在花芽生理分化过程中，赤霉素处理各组的油桐叶片中的可溶性糖含量均低于处理Ⅳ(CK)；其中，处理Ⅱ的含量高于其他两组处理。在花序分化期，处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的可溶性总糖含量均迅速下降，且其含量均高于处理Ⅳ；但处理Ⅳ(CK)的可溶性总糖含量的下降速度低于其他3组处理。花芽形态分化结束时，处理Ⅳ(CK)叶片中的可溶性总糖含量却又高于3组赤霉素处理。方差分析结果表明，不同处理间均存在极显著差异。由此可见，在花芽生理分化期，各处理组油桐叶片中的总糖含量均有所上升且均低于处理Ⅳ(CK)，这表明，外源赤霉素处理削弱了其对总糖的调运和分配能力，对油桐成花具有抑制作用。

图2 不同浓度的赤霉素处理对油桐叶片中可溶性糖含量的影响Fig.2 Effect of different concentrations of GA3 treatments on soluble sugar content in leaves of tung oil tree

2.3.2 可溶性淀粉含量

淀粉是一种由光合作用合成中的未消耗合成葡萄糖转化而成的植物多糖，储存在植物体内。当葡萄糖不足时，淀粉能水解成葡萄糖而为植物提供能量。如图3所示，不同浓度的外源赤霉素处理对花芽分化期油桐叶片中的可溶性淀粉含量均有影响。4组处理的含量变化趋势基本相同，即在花芽生理分化过程中，油桐叶片中的可溶性淀粉含量持续增加，且其含量在花萼原基形成期达到最高值，而后迅速下降。不同浓度外源赤霉素处理对油桐叶片中可溶性淀粉积累的抑制作用程度不同，处理Ⅲ的抑制作用最明显。结合可溶性总糖含量的变化趋势分析，在花芽分化过程中，赤霉素处理减缓了油桐植株对其体内碳水化合物的积累与利用的速度，使其成花时间推迟了。

图3 不同浓度的赤霉素处理对油桐叶片中可溶性淀粉含量的影响Fig.3 Effect of different concentrations of GA3 treatments on soluble starch content in leaves of tung oil tree

总之，在油桐花芽生理分化期，其叶片中的淀粉含量一直增加，此时淀粉主要是作为贮藏性同化物进行积累的，植物体内可溶性糖等物质为植物的生长发育提供了能量，花萼原基形成后，其叶片中的淀粉含量开始有所下降，其原因是，淀粉是一种多糖物质，可通过淀粉酶等水解成葡萄糖，以补充植物生长发育所需的糖等能量的不足。

2.4 内源激素含量

有关研究结果表明，植物的开花结果是通过叶片接收内源激素产生的信号来调控体内生长发育代谢的。花芽分化进程也是通过这一机制调控营养生长和生殖生长的平衡而影响植物成花的。

2.4.1 内源脱落酸含量

很多的研究结果都表明，脱落酸因其能减缓枝条生长的速度和增加细胞分裂素在花芽中的积累量而对植物的花芽分化有利。不同浓度外源赤霉素处理对油桐叶片中的脱落酸含量具有抑制作用，如图4所示，赤霉素处理各组与处理Ⅳ(CK)的内源脱落酸含量在生理分化初期均迅速上升，并在生理分化后期均达到含量最大值，而在之后的花序始分化期却迅速下降到最低值。随着外源赤霉素浓度的增加，其抑制作用越明显。方差分析结果表明，赤霉素处理各组与处理Ⅳ(CK)的差异达到极显著水平。由此证明，在油桐花芽分化过程中，相对较高的内源脱落酸含量有利于油桐由不定芽向花芽转变及之后花芽的形态分化。

2.4.2 内源吲哚乙酸含量

相关研究结果表明，在花芽生理分化期，低含量的吲哚乙酸有利于油桐花芽的分化。不同浓度赤霉素处理对油桐叶片中的吲哚乙酸含量的影响情况如图5所示。由图5可知，在花芽生理分化期，外源赤霉素处理对其叶片中的吲哚乙酸含量具有促进作用，在生理分化中期其含量达到最大值，其中处理Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ比处理Ⅳ(CK)分别增加了53.5 ％、38.7 ％和24.2 ％；之后迅速下降，在花萼原基形成期降到最低值，然后又略有上升。

总体来说，各处理的吲哚乙酸含量在花芽形态分化期的波动较大，这表明在生理分化初期，油桐体内的吲哚乙酸含量低有利于其成花；在形态分化前期，其脱落酸与吲哚乙酸的协调平衡，有利于花芽的形态分化。

图4 不同浓度的赤霉素处理对油桐叶片中脱落酸含量变化的影响Fig.4 Effect of different concentrations of GA3 treatments on ABA content in leaves of tung oil tree

图5 不同浓度的赤霉素处理对油桐叶片中吲哚乙酸含量变化的影响Fig.5 Effect of different concentrations of GA3 treatments on IAA content in leaves of tung oil tree

3 结论与讨论

试验结果表明，不同浓度外源赤霉素的喷施处理均能抑制油桐的花芽分化，其中处理Ⅲ的抑制作用最为明显，这一试验结果与前人的研究结果相似，即有抑制成花的作用。生产中常把GA3用于对果树大小年的调节中。处理各组油桐叶片中的可溶性总糖和可溶性淀粉含量的变化规律表明，外施赤霉素影响了油桐对其体内的葡萄糖等营养物质的积累与利用、分配与运输，通过协调碳氮比例来影响其花芽分化的进程。

本试验结果与陈志金有关卡特兰脱落酸含量对花芽形成的影响的研究结论基本一致，即形态分化始期，内源脱落酸含量水平的提高，有利于抑制其营养生长与花芽分化和开花结果[14]。在花芽生理分化前期，赤霉素处理各组油桐叶片中的脱落酸含量迅速升高，并在整个生理分化期内均保持高含量，在形态分化期内其含量水平也高于处理Ⅳ(CK)。这似乎可以说明，在油桐花芽分化期需要相对高的脱落酸含量。有关研究结果表明，内源吲哚乙酸含量较低有利于木本果树的花芽分化[15]。本试验结果与这一研究结论基本一致，这表明在生理分化期低含量的吲哚乙酸有利于油桐的成花。

[1] 余叔文,汤章成.植物生理与分子生物学[M].北京:科学出版社,2001:556.

[2] 陈 梅,李培旺,蒋丽娟.外源激素对蓖麻营养生长及花芽分化的影响[J].中南林业科技大学学报,2011,31(7):86-91.

[3] 袁德义,邹 锋,谭晓风,等.油茶花芽分化及雌雄配子体发育的研究[J].中南林业科技大学学报,2011,31(3):65-69.

[4] 唐志鹏,蒋 晔,甘 霖,等.乙烯利和多效唑对鸡嘴荔内源激素和花芽分化的影响[J].湖南农业大学学报,2006,32(2):135-140.

[5] 何 见,陈卫军,蒋丽娟,等.光皮树花中内源激素和碳水化合物含量的变化[J].中南林业科技大学学报,2009,29(1):15-20.

[6] 陈清西,李松刚.氯酸钾诱导龙眼成花与叶片蛋白质及核酸含量变化的关系[J].果树学报,2004,21(3):278-280.

[7] 彭映辉,曾冬琴,陈飞飞,等.赤霉素及多效唑对3种草本花卉花期与株高的影响[J].中南林业科技大学学报,2007,27(4):100-103.

[8] 王湘南,蒋丽娟,陈永忠,等.油茶花芽分化的形态解剖学特征观测[J].中南林业科技大学学报,2011,31(8):22-27.

[9] 孙 颖.油桐Tunglfy同源基因克隆与生理基础研究[D].长沙:中南林业科技大学,2008.

[10] 刘 儒,李建安,郜爱玲,等.外源激素对油桐光合作用日变化的影响[J].经济林研究,2010,28 (2):7-13.

[11] 刘 儒.油桐花芽分化期外源激素对Tunglfy表达特性及光合作用的影响[D].长沙:中南林业科技大学,2010.

[12] 郭文丹,李建安,刘丽娜,等.油桐花芽分化期内源激素含量的变化[J].经济林研究,2009,27(2):31-34.

[13] 李建安,孙 颖,郜爱玲,等.油桐花芽分化期营养与激素生理变化研究[J].中南林业科技大学学报,2011,31(3):34-39.

[14] 陈志金.卡特兰成花机理及GAS对其调控的研究[D].广州:华南热带农业大学,2003:30-33.

[15] 黄业球,何文登,黄国卿.龙眼花期调控新技术研究初报[J].中国南方果树,2002,31(1):26-29.