龙眼反季节成花过程中内源生长物质动态研究

王伟　苏明华　吴少华　常强　李惠华

摘 要 以‘凤梨穗龙眼为试验材料，用不同浓度氯酸钾诱导其反季节成花，同时测定其成花过程中内源生长物质含量的变化。结果表明：诱导龙眼反季节成花的较适宜的氯酸钾浓度为5 g/m2，浓度过高反而影响成花效果。在施用氯酸钾后龙眼顶芽乙烯（ETH）和细胞分裂素（ZT）含量显著升高，赤霉素（GA3）和脱落酸（ABA）含量有所下降，而生长素（IAA）含量变化不明显；多胺（PAs）中的亚精胺（Spd）含量显著升高，精胺（Spm）含量下降，腐胺（Put）含量变化不明显；水杨酸（SA）含量则明显提高；表明龙眼成花需要高含量的ETH、ZT、Spd和SA，以及低水平的GA3、ABA和Spm。

关键词 内源生长物质；成花；氯酸钾；龙眼

中图分类号 S667.2 文献标识码 A

龙眼是重要的亚热带经济果树，但由于其存在典型的“大小年”结果现象，经济效益一直受限。台湾颜昌瑞等[1]报道寺庙龙眼树出现一年多次开花现象，经分析发现是氯酸钾导致的，目前用氯酸钾促进龙眼反季节成花的技术在泰国及周边国家应用广泛[2]。后续研究也发现，通过应用其它化学物质能诱导不少亚热带果树成花[3-4]。关于氯酸钾诱导龙眼反季节成花的机理问题，研究人员先后提出了“ETH诱导学说[5]”、“渗透压学说[6]”和“硝酸还原学说[2]”等假说，也有从碳氮营养、激素平衡、激素信号调节、基因表达等方面提出很多假说，目前尚无定论。在植物内源生长物质中，人们普遍认为5大内源激素在成花中起重要作用，针对龙眼反季节成花中的顶芽、叶片和根系中的5大激素也进行了很多研究，而PAs、SA等新型植物激素也被发现与植物成花密切相关，但在龙眼反季节成花方面未见报道。本研究以‘凤梨穗龙眼（Dimocarpus longana Lour.cv.fenglisui.）为试验材料，通过喷施不同剂量氯酸钾诱导其反季节成花，从植物内源激素、PAs和SA含量动态等方面研究氯酸钾对龙眼植株生理指标的影响，进一步探讨氯酸钾诱导龙眼反季节成花的机理。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料为盆栽3年生‘凤梨穗龙眼实生苗，选择20盆（每盆1株，盆容约为1 m3）株高约1.3 m、冠幅约1 m、地径约5 cm、长势基本一致的植株。试验于2009年9月在福建省亚热带植物研究所龙眼园进行。

1.2 方法

1.2.1 处理方法 以试验用氯酸钾（纯度≥99%）诱导龙眼反季节成花，设A、B、C（氯酸钾浓度分别设为5、15、25 g/盆）3个处理及对照（CK），采用随机区组处理设计，单株小区，重复5次，其中3株用来采样，另外2株用来观察树体生物学效应。将称好的氯酸钾溶于清水后施于植株根部，对照施等量清水。施药后统一覆草，此后每3 d浇水一次以保证水分充足和药品被吸收。

1.2.2 分析测试方法 （1）成花情况统计。于处理前统计每植株的成熟末次梢数。用氯酸钾处理后，每3 d观察记录其生物学效应，并统计各处理的植株成花率和枝梢成花率。按以下公式统计成花率。

植株成花率=（成花株数/处理株数）×100%

枝梢成花率=（成花枝梢数/枝梢总数）×100%

（2）采样方法。施药后每3 d取样一次，共6次。选择东、南、西、北4个方向的成熟度一致的末次梢顶芽，每次从各处理选定的3株取样树中共取顶芽12枚，将顶芽采下并经液氮速冻后放入-80 ℃冰箱保存。

（3）内源激素含量测定。ETH测定方法：采用密闭集气法收集芽释放的乙烯，以气相色谱测定乙烯释放量、外标法定量。ZT、GA、ABA及IAA测定方法：参照王若仲[7]的方法加以改进，即称取顶芽1.0 g于11 mL预冷的80%的甲醇溶液中，在弱光下将其冰浴研磨成匀浆，于4 ℃冷藏浸提（15 h，避光），以4 ℃、5 000 r/min离心10 min，重复2次，合并上清；经真空冷冻浓缩去除甲醇，加入8 mL醋酸铵（0.1 mol/L，pH9.0）复溶，离心（15 000 r/min，20 min）；将上清过聚乙烯聚吡咯烷酮（PVPP）柱和二乙基氨基乙基交联葡聚糖凝胶（DEAE Sephadex A-25）柱，以Sep-Paks C18小柱收集内源激素；用50%甲醇洗脱后进行高效液相色谱分析。

（4）PAs含量测定：参照韦军[8]的方法。

（5）SA含量测定：参照杨妩敏等[9]的方法。

1.3 数据处理

将所得数据采用Excel 2003和SPSS 13.0统计软件进行相关分析，采用Duncan 新复极差法进行差异显著性检验。试验数据均为3次重复测定的平均值。

2 结果与分析

2.1 龙眼反季节成花情况

经氯酸钾处理后树体有黄化现象出现，黄化程度与氯酸钾剂量成正比。在施药后第38天各处理植株都有成花出现（表1），但植株成花率和枝梢成花率各不相同，其中处理A成花情况最好，植株成花率和枝梢成花率均最高，处理B次之，处理C最低，对照未见成花。可见，氯酸钾诱导‘凤梨穗盆栽龙眼抽穗成花约需38 d。

2.2 龙眼反季节成花过程中内源激素动态

2.2.1 ETH含量动态 由图1可知，氯酸钾处理会导致龙眼顶芽ETH含量上升，且上升幅度随氯酸钾浓度的升高而增大。处理C在观测期内绝大部分时间都显著高于CK，处理A和B也一直高于CK，但上升幅度不如处理C显著；处理A在第3、18天时显著高于CK，处理B在第3、9、18天时显著高于CK。成花情况表明，高含量ETH为龙眼反季节成花创造了有利条件，但ETH过高则对成花起反作用。

2.2.2 ZT含量动态 图2可知，在整个观测期内，经氯酸钾处理的植株顶芽ZT含量大部分时间都高于对照，尤其是成花效果最好的处理A在第6、9、12、18天时都显著高于CK，最高时（处理后第9天）约为CK的3倍；处理B在第6、9、15天时显著高于CK。这说明氯酸钾处理能提高龙眼顶芽ZT水平，高含量的ZT促进龙眼反季节成花。

2.2.3 GA3含量动态 由图3可知，在观测期内大部分时间CK植株顶芽GA3含量都高于处理植株，且其含量较为稳定。其中处理A在第3、12天时显著低于CK；处理B在第3、9、12天时显著低于CK；处理C在第9、12、18天时显著低于CK。由此可知，氯酸钾处理能降低龙眼顶芽GA3含量，而龙眼反季节成花不需要太高的GA3水平。

2.2.4 ABA含量动态 由图4可知，氯酸钾处理会导致龙眼顶芽ABA含量下降，在第3、6、15天时CK都显著高于各处理，其他时间CK与各处理植株ABA含量整体差异不大，且各处理植株顶芽ABA含量一直处于较稳定的低水平，这说明龙眼反季节成花不需要高水平的ABA。

2.2.5 IAA含量动态 由图5可知，氯酸钾对龙眼顶芽IAA含量影响不明显，IAA含量在施药后初期有小幅上升，随即下降至与CK相当的水平，在观测期的绝大部分时间处理与CK植株IAA含量无显著差异。由此可知，氯酸钾处理对龙眼植株IAA含量影响不明显，在龙眼成花的过程中IAA含量并非主要影响因素。

2.3 龙眼反季节成花过程中PAs动态

2.3.1 Spd含量动态 由图6可知，施用氯酸钾后各处理植株Spd含量持续上升，尤其是处理B，其在第3、6、9、12、15天时都显著高于CK；处理C在第6、9、12、15天时显著高于CK，且在第9天达到峰值，此时Spd含量是对照的2倍多；处理A在大部分时间与CK无显著差异。各处理Spd水平基本与氯酸钾施用量成正比，但成花情况表明并非Spd越高越有利于成花。由此可知，氯酸钾处理导致龙眼顶芽Spd水平上升，且一定范围内高水平的Spd有利于龙眼花芽分化。

2.3.2 Spm含量动态 施药后各处理植株Spm含量相比CK有不同程度下降，成花率最高的处理A在第3、15、18天时显著低于CK；其他处理在大部分时间与CK差异不明显（图7）。由此可知，氯酸钾处理导致植株Spm含量下降，而低水平的Spm含量有利于龙眼成花诱导。

2.3.3 Put含量动态 由图8可知，施用氯酸钾后各处理植株Put含量有小幅度上升，但大部分时间与CK之间无显著差异。由此可知，氯酸钾处理能使得植株Put含量略有提高，但上升幅度有限，而Put含量不是龙眼反季节成花的主要影响因素。

2.4 龙眼反季节成花过程中SA动态

由图9可知，施用氯酸钾后各处理植株SA含量有不同程度上升，且不同处理植株SA含量增幅与氯酸钾施用量基本成反比，CK植株SA含量则一直处于较低水平。而成花情况较好的处理A的SA含量在第3、15天时显著高于CK；处理B在第3、6、15、18天时显著高于CK；处理C在大部分时间与CK无显著差异。这说明适宜浓度的氯酸钾处理能显著提高龙眼植株SA含量，而高水平SA能为龙眼反季节花芽分化创造有利条件。

3 讨论与结论

结果表明，在9月用氯酸钾诱导龙眼成花可行，且从施药到初见花芽仅需38 d。龚弘娟等[10]发现虹吸输液体氯酸钾40 d后龙眼树出现红点、花芽分化开始；而土施氯酸钾则需要45 d。成花所需天数的差异可能是当地气候、品种、施药量、施药方式以及栽种方式的不同造成的。

本研究处理A成花效果最好，氯酸钾浓度过高则降低成花率，这与Manochai等[11]的研究结果相符，其认为4 g/m2的施药量能获得最佳成花效果，且氯酸钾浓度最好不要超过6 g/m2。这可能是由于高浓度氯酸钾会伤害植株，导致落叶等，从而影响成花效果。

本研究施药后，龙眼顶芽ETH、ZT明显升高，GA3、ABA与对照相比有所降低，IAA变化不明显，这说明龙眼成花需要较高的ETH和ZT，较低的GA3和ABA，而IAA可能不是主要影响因素。

细胞分裂素能促进果树花芽分化[12-15]。陈清西等[16]发现用KClO3+CTK处理植株可促进龙眼成花，比单独使用KClO3效果更好。赖瑞云等[17]发现施用氯酸钾后龙眼根系CTK明显提高，可见氯酸钾可促进根部合成细胞分裂素，然后向上运输。本研究证明CTK类物质能促进龙眼花芽分化，且成花效果与CTK类物质含量成正比。

对果树开花而言，ETH起促进作用。Bangerth[18]认为ETH是除细胞分裂素外另一个对成花起促进作用的植物激素。陈香玲[19]认为适当高的ETH能促进龙眼的花芽分化，但ETH过高则起抑制作用。这与本研究结果相符，高水平的ETH促进成花，但ETH太高反而降低成花率。

人们普遍认为GA3和ABA对成花起抑制作用[20]。喷施400 mg/L 的GA3可抑制枣花芽分化[21]。冯枫[22]认为低水平GA3可能有利于菊花顶芽由营养状态向生殖状态转变，而在花芽分化起始期顶芽ABA含量急剧下降，说明从营养生长转入生殖生长不需要高浓度的ABA。也有人认为ABA有利于植株由营养生长向生殖生长转变，对杏[23]的研究表明，在花芽生理分化期ABA含量上升，而形态分化期却迅速下降。

关于IAA在成花中的作用说法不一，IAA可能在苹果[24]的花芽分化中起促进作用；也有人认为，较低的IAA有利于花启动和花分化发育[25]；Kinet[26]研究表明花孕育需要一定浓度的IAA，而高浓度外源IAA抑制成花。本研究中顶芽IAA含量变化不明显，可能IAA不是龙眼成花的主要影响因素。

本研究发现龙眼成花需要较高的Spd和较低的Spm，Put含量高低则不是龙眼反季节成花的主要影响因素。前人也认为PAs与花芽分化关系密切[27]。Costa等[28]发现外源PAs可促进鲁比矮生苹果花芽分化。Fiala等[29]认为Spd是茑尾植物花芽孕育的标志。杨洪强等[30]发现，在花芽生理分化期辽伏苹果叶内PAs中的Spd增长明显，而此时晚熟苹果品种青香蕉PAs变化不大，故认为PAs的增长可能是花芽分化开始的标志。

SA作为新的植物内源激素，也被视为开花诱导因子[31-32]，表现为低浓度SA促进黄瓜花芽分化，但过高浓度起抑制作用。本研究发现适宜浓度的氯酸钾能促进SA合成，而较高的SA能促进龙眼花芽分化，SA过低则影响成花效果。

龙眼成花是一个复杂的生理生化过程，目前人们针对氯酸钾诱导龙眼成花的研究多集中在碳氮营养、5大内源激素等方面，而PAs、SA等新型植物激素也与植物开花密切相关，却鲜有研究涉及。此外，成花过程与蛋白质和基因的表达直接相关，Matsumot[33]采用抑制差减杂交（SSH）方法证实经氯酸钾处理后的龙眼花芽和对照叶芽中存在65个差异表达的基因片段，这些基因大部分与植物开花密切相关。总之，要探索龙眼反季节成花的机理，今后可在其生长物质代谢途径、蛋白质功能、成花控制基因等方面进行更深入的研究。

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