蜂糖李果实内源激素含量与其生理落果的关系_尚磊.pdf
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1、53卷南 方 农 业 学 报 3184收稿日期:2022-05-13基金项目:贵州科技计划项目(黔科合支撑 2022 重点018)通讯作者:陈红(1975-),https:/orcid.org/0000-0001-5719-0560,博士,副教授,主要从事生物技术与园艺植物遗传育种研究工作,E-mail:第一作者:尚磊(1995-),https:/orcid.org/0000-0002-4125-5566,研究方向为果树种质资源研究与利用,E-mail:蜂糖李果实内源激素含量与其生理落果的关系尚磊1,高倩1,李悦2,陈红1*(1贵州大学/贵州省果树工程技术研究中心,贵州贵阳550025;2贵州
2、大学科技学院,贵州贵阳550025)摘要:【目的】明确蜂糖李幼果脱落规律及落果生理特性,为生产上保果调控提供依据。【方法】采用酶联免疫法对蜂糖李生理落果期间正常果和脱落果中的生长素(IAA)、赤霉素(GA3)、玉米素(ZT)和脱落酸(ABA)的含量进行测定,同时记录幼果脱落动态以及幼果和新梢的生长量。【结果】蜂糖李盛花后各时期正常果的单果重和果实直径均显著高于脱落果(P0.05),正常果生长快速,脱落果生长缓慢;脱落果单果重积累速度慢,正常果直径的增长速度比落果快。蜂糖李整个落果期持续时间为花后1470 d,分为快速落果期(花后1428 d)和缓慢落果期(花后2870 d),其中快速落果期为主
3、要的落果发生时期,花后28 d为落果高峰,约82.73%幼果脱落。幼果在前期生长缓慢,花后42 d开始进入快速生长期;新梢生长呈快慢快的趋势,新梢生长在花后2128 d与落果率呈正相关。整个生理落果期,正常发育的幼果中积累的GA3、IAA和ZT含量整体高于脱落果,ABA含量低于脱落果。正常发育果实中促进生长型与抑制生长型激素的比值 IAA/ABA、GA3/ABA、ZT/ABA和(IAA+GA3+ZT)/ABA 大于脱落果,说明果实中高水平促进生长型激素和低浓度抑制生长型激素有利于坐果。【结论】蜂糖李幼果中ABA含量高而GA3与IAA含量低可能是出现幼果大量脱落的根本原因,此外,新稍伸长也是致使
4、果实脱落的重要因素。关键词:蜂糖李;生理落果;新梢;果实;内源激素中图分类号:S662.3文献标志码:A文章编号:2095-1191(2022)11-3184-08Relationship between endogenous hormone content andphysiological fruit drop of Fengtang plumSHANG Lei1,GAO Qian1,LI Yue2,CHEN Hong1*(1Guizhou University/Guizhou Engineering Research Center for Fruit Crops,Guiyang,Guizh
5、ou 550025,China;2College of Science and Technology,Guizhou University,Guiyang,Guizhou 550025,China)Abstract:【Objective】To clarify the pattern of young fruit drop and physiological characteristics of fruit drop of Feng-tang plum,and to provide a basis for fruit preservation and control in production.
6、【Method】The contents of growth hor-mone(IAA),gibberellin(GA3),zeatin(ZT)and abscisic acid(ABA)in normal and abscised fruits during physiologi-cal fruit drop were measured by enzyme-linked immunoassay,and the dynamics of young fruit drop and the growth ofyoung fruits and shoots were also recorded.【Re
7、sult】The fruit weight and fruit diameter of normal fruit were significantlyhigher than those of dropped fruit in all periods after flowering(P0.05),and the growth of normal fruit was fast whilethat of dropped fruit was slow;the accumulation of fruit weight of dropped fruit was slow,and the growth of
8、 fruit diame-ter of normal fruit was faster than that of dropped fruit.The whole fruit drop period of Fengtang plum lasted from 14 to 70 dafter flowering and was divided into rapid fruit drop period(14-28 d after flowering)and slow fruit drop period(28-70 dafter flowering),with rapid fruit drop peri
9、od being the main fruit drop period and the peak of fruit drop at 28 d after flowe-ring,when about 82.73%of young fruits fell off.Young fruits grew slowly in the early stage and started to enter the rapidgrowth period at 42 d after flowering;new tip growth showed a fast-slow-fast trend,and new tip g
10、rowth was positivelycorrelated with fruit dropping rate from 21 to 28 d after flowering.Throughout the physiological fruit drop period,the con-tents of GA3,IAA and ZT accumulated in the normally developing young fruits were higher than those in the droppedfruits,and ABA content lower than that in th
11、e dropped fruits.The ratios of growth-promoting and growth-inhibiting hor-mones IAA/ABA,GA3/ABA,ZT/ABA and(IAA+GA3+ZT)/ABAin normally developing fruits were greater than南方农业学报Journal of Southern Agriculture2022,53(11):3184-3191ISSN 2095-1191;CODEN NNXAABhttp:/DOI:10.3969/j.issn.2095-1191.2022.11.019
12、11期31850引言【研究意义】蜂糖李是具有贵州地域特色的优良李品种(张毅等,2018a),果实含糖量高,风味口感佳,富含多种营养成分(董晓庆等,2020),经济效益极佳。在不断推广下,蜂糖李在贵州的栽培面积已达1.32万ha,已成为当地支柱产业,发展前景可观,近年来由于周围省份不断引种栽培,发展势头愈发强劲。但随着种植面积的扩大,生产上的难题也愈发显现出来,其中坐果率低的问题最严重。蜂糖李成花量巨大且成花相对简单,但由于落果现象严重,经济效益大打折扣,这个问题成为了蜂糖李产业健康发展的绊脚石。生产上果农主要从土肥水管理、修剪整枝等措施来减少落果的发生,但效果甚微,未能有效解决问题,还催生出由
13、于不当使用各种肥料和保果试剂引起的树体老化等问题。因此,明确生理落果特性及规律,对蜂糖李产业的健康发展具有重要意义。【前人研究进展】影响生理落果的因素很多,如遗传特性(Mitra et al.,2005)、田间管理水平(陈波浪等,2011)、生态环境(姚珍珍,2012)、树体养分(Eccher et al.,2013)及激素水平(Glazinska et al.,2017)等,其中内源激素与植物器官的脱落密切相关,多种内源激素协同调控其脱落过程(孟玉平等,2005;牛建新和何子顺,2009)。这些植物体本身产生的激素不仅对其生长发育过程影响显著,在植物器官生长发育和成熟脱离阶段也一样重要(黄卫
14、东等,1996)。目前常见的与落果相关的植物激素主要有脱落酸(ABA)、赤霉素(GA3)、生长素(IAA)、细胞分裂素(CTK)和乙烯(ETH)等(Glazinska et al.,2017),其中GA3、IAA和CTK为促进生长型激素(Taylor and Whitelaw,2001),而ABA和ETH为抑制生长型激素(Hedden and Kamiya,1997)。作为一种促进生长型激素,GA3参与植物体内许多生物学过程,如使植物体内的IAA含量增加。抑制生长型激素ABA的作用与GA3和IAA的作用相反,其在调控植物生长进程及对环境的适应性方面效果显著,具有促进植物衰老与休眠、调节种子发育
15、等效果。前人研究表明,随着促进型生长素的含量在植物体内增加,幼果脱落比率显著降低。毕平等(1996)发现枣树生长发育过程中生理落果和最终坐果率与枣花的内源激素含量有很大关联,通过在花期科学施用植物生长调节剂能显著提高其坐果率,而GA3的田间施用效果最好且最稳定。胡芳名等(1999)使用高效液相色谱法测定了从盛花期到果实成熟期正常果和脱落果及叶片中的内源激素含量,发现在生理落果期,一些植物器官(叶片和果实)中GA3和IAA含量极低,而在果实成熟前期,果实的生长发育显著受到GA3和IAA的调控作用。在苹果、梨和荔枝等果树的生长发育过程中,有关内源激素变化的报道已有不少(王进等,2010;李伟才等,
16、2011)。在有关李树内源激素研究方面,赵金凤等(2011)发现GA3能有效改善长白山欧李在生理落果期落果率高的问题,50mg/kg的GA3对于抑制长白山欧李生理落果有显著作用,其果实品质(单果重、可溶性固形物等)均显著增加。外源喷施GA3可延缓果实的脱落(王雄等,2012)。相关研究表明,明确幼果发育过程中内源激素的含量变化规律,可初步揭示落果与内源激素含量变化的关系。张淑文等(2019)研究发现,落果较轻的品种果实和果柄中GA3和IAA含量显著高于易落果品种,ABA的表现则相反。韩先焱等(2020)研究发现,正常发育的果实中生长促进型物质GA3、IAA和ZR含量整体上高于脱落幼果,生长抑制
17、型物质ABA含量则低于脱落幼果,认为低浓度IAA和高浓度ABA很可能促进离层出现是导致落果发生的重要原因。李慧等(2020)在研究枣树激素含量、环割与坐果间的关系时发现,合理施用GA3对果树的保花保果具有显著作用。赵通等(2020)研究得出,科学施用GA3可有效提高李广杏正常花比例,进而降低落果率,提高产量。【本研究切入点】目前有关蜂糖李的研究仍处于初步阶段,仅果实品质(王小红等,2018)和栽培管理(张毅等,2018b)方面有少量研究,针对生理落果方面的研究鲜见报道,蜂糖李幼果的脱落规律、生理落果期果实中内源激素的含量变化和积累规律均尚未明晰。【拟解决的关键问题】基于对蜂糖李幼果脱落规律、新
18、梢和幼果的生长动态,以及落果期正常发育果和脱落幼果中内源激素的含量变化的分析,明确蜂糖李幼果的脱落规律及影响因素,为提高蜂糖李的坐果率及蜂糖李花期的管理和保花保果措施提供参考依据。those in dropped fruits,indicating that medium and high levels of growth-promoting hormones and low concentrations ofgrowth-inhibiting hormones in fruits were beneficial to fruit setting.【Conclusion】The high co
19、ntent of ABA and low con-tent of GA3and IAA in young Fengtang plum fruits may be the root cause of large number of young fruit drop,in addi-tion,shoot elongation is also an important factor causing fruit abscission.Key words:Fengtang plum;physiological fruit drop;shoot;fruit;endogenous hormoneFounda
20、tion items:Guizhou Science and Technology Plan Project(QKHZC 2022Zhongdian 018)尚磊等:蜂糖李果实内源激素含量与其生理落果的关系53卷南 方 农 业 学 报 31861材料与方法1.1试验材料试材取自贵州省黔南州惠水县断杉镇大坡村蜂糖李栽培果园,海拔1080 m,沙性土壤(pH 5.56.5),株行距3 m4 m。2021年3月,选择6年生、长势和花量基本一致,田间管理和立地条件相同的40株蜂糖李挂牌标记,10株用于统计落果率,测定新梢长度、果实的单果重和直径,30株用于测定果实中内源激素含量。1.2试验方法1.2.
21、1落果统计、新梢生长量测定盛花后1470 d统计落果率,参照Wang等(2005)的方法统计:累计落果率(%)=(初始坐果数-当日调查坐果数)/初始坐果数100,相对落果率(%)=相邻两时期落果数/(初始坐果数间隔天数)100。测量东、西、南、北4个方位的结果枝上新梢长度,每株测量6个新梢,共计60个新梢。测量树冠外围和中部的落果(轻触碰即脱落的幼果)和正常果的单果重和直径,每株各测3个,重复3次,分别共计90个。1.2.2内源激素含量测定盛花后21 d开始第1次取样,此后每隔7 d取1次,直至坐果率基本稳定,树体无明显脱落现象为止。采用混合取样,收集每株当天的脱落果和20个正常果,正常果的取
22、样量随果实生长有所调整,混匀后的样品用四分法取回,用液氮处理后分装放入超低温冰箱保存备用。采用酶联免疫法(ELISA)测定果实中IAA、GA3、ZT和ABA等内源激素含量,试剂盒购自深圳子科生物科技有限公司。1.3统计分析采用Excel 2007统计数据,使用SPSS 23.0分析数据,以及Origin 2016制图。2结果与分析2.1蜂糖李落果和新梢生长的动态分析如图1所示,蜂糖李整个生理落果期为盛花后1470 d,即整个生理落果过程持续56 d,期间出现一个落果高峰即花后28 d,此后进入缓慢落果期。蜂糖李花后14 d开始落花落果,至花后28 d累计落果率高达82.73%,此时相对落果率(
23、9.87%)最高,为蜂糖李的落果高峰。花后1428 d为快速落果期,历时14 d,期间相对落果率和累计落果率均处于较高水平。花后2870 d落果速度缓慢,相对落果率保持在0.11%0.38%,处于较低水平,整体呈下降趋势。花后70 d累计落果率达91.59%,比花后28 d提高10.55%,期间累计落果率以每周2.11%的平均速率增加,上升幅度小,因此,花后2870 d为蜂糖李的缓慢落果期,历时42 d。蜂糖李花后7 d开始抽生出新梢,花后14 d新梢长8.11 cm,花后28 d长至20.59 cm,为新梢快速生长期;而花后1428 d落果率在整个生理落果过程中增长最快,新梢生长与累计落果率
24、趋势一致。花后2856 d为新梢缓慢生长期,花后56 d新梢长35.43 cm,是花后28 d的1.72倍,期间新梢以每周的1.15倍平均速率增长。花后5670 d是新梢的第2个快速生长期,花后70 d新梢长是花后56 d的1.62倍。新梢生长整体呈快慢快的趋势。此外,由图1也可看出,蜂糖李的幼果脱落与新稍生长时期基本吻合,大致可分为和阶段。其中,从盛花后1428 d为阶段,历经14 d,既是蜂糖李幼果的快速落果期,又是蜂糖李新稍生长的快速生长期;自盛花后2856 d为阶段,共28 d,既是蜂糖李幼果的缓慢脱落期,又是蜂糖李新梢生长的缓慢生长期。2.2蜂糖李果实生长动态分析蜂糖李生理落果期为5
25、9 d,期间的果实生长动态变化如图2所示,盛花后各时期正常果的单果重和果实直径均显著高于落果(P0.05);花后28和63 d果实直径与落果率呈负相关,且28 d的相关系数较低,其余时间与落果率呈正相关。说明在快速落果期,蜂糖李幼果的生长对落果率影响较小,主要在缓慢落果期影响落果。花后21 d,新梢长度与落果率呈极显著相关(P落果,正常果和落果中GA3含量均随着落果率的增加而升高,而正常果中GA3含量则明显高于脱落幼果,但在花后63和70 d正常果中GA3含量低于落果,说明在落果后期,正常果实中GA3的积累开始减少,正常果中GA3平均含量为0.411 g/g,是落果的1.12倍,说明蜂糖李正常
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