吳春太，黎瑜，聶智毅，康桂娟，代龍軍，曾日中*

(1.中國熱帶農業(yè)科學院橡膠研究所，海南 儋州 571737；2.農業(yè)部橡膠樹生物學與遺傳資源利用重點實驗室，海南 儋州 571737；3.海南省熱帶作物栽培生理學重點實驗室，海南 儋州 571737)

巴西橡膠樹(Hevea brasiliensis)的次生代謝是 在長期演化過程中形成的，其與樹體的生長發(fā)育及對環(huán)境的適應密切相關。膠乳為橡膠樹次生代謝產物中數量最多的一種多聚萜類化合物[1]。膠乳除抵御生物或非生物脅迫，保護橡膠樹外[2]，還具有重要的工業(yè)使用價值[3–4]。由于許多逆境因子都會誘導巴西橡膠產生抗逆反應，反應的主要表現是傷口處流膠[5]。流出的天然膠乳是橡膠樹為了保護其自身而產生的重要防御物質，主體為聚順式1,4–異戊二烯，因此，抗逆反應發(fā)生后樹體可能會啟動次生代謝而合成大量膠乳。據報道，切割樹皮和施用乙烯是天然橡膠生產的兩種主要刺激因子，其中乙烯對產量的影響主要通過促進排膠來實現[6–7]。為對橡膠樹目的次生代謝產物的生物合成途徑進行調控，橡膠生產中通常采用單方、復方乙烯利作為誘導子，而且同一品種在不同割齡段施用不同濃度的乙烯利，同一割齡段的不同類型品種所適應的濃度也存有差異。現今施用乙烯利作為橡膠增產的重要手段已普遍應用于橡膠樹主要栽培品種，并取得了良好的生產效果。黃瑾等[8]研究表明，不同排膠特性的高割齡橡膠樹在受乙烯利刺激后膠乳產量均高于刺激前的產量，而其增產幅度存在著品系差異，表現為PR107、GT1、RRIM600的產量依次遞減。吳明等[9]對低割齡(2～3年)熱研7–33–97早期應用刺激劑的產量效應進行了研究，結果表明，采用乙烯利刺激割膠的熱研7–33–97成齡幼樹試驗第1年表現出高產效應，但第2年卻表現出低產效應。羅世巧等[10]以2～4年割齡熱研7–33–97為試材，研究了開割幼樹對乙烯利刺激低頻割制的適應性，試驗發(fā)現該品種的成齡幼樹對乙烯利刺激低頻割膠表現出膠乳再生能力強、排膠速度快、生長受抑制的程度輕等生理特性。2007年，Jetro和Simon發(fā)現乙烯刺激對膠乳產量和膠乳生理的影響作用隨季節(jié)而變化[11]。2011年，Njukeng等[12]提出刺激的頻率和濃度應作為品種、樹齡和割制的一個方面被采用。綜上可見，乙烯利是影響橡膠產量的重要因素。同時，施用乙烯利也被認為是提高天然橡膠生產效率和緩解膠工缺乏的最有效途徑[13]。此外，割膠時單株膠乳體積的多少一直是衡量單位面積橡膠產量重要的標志之一[14]。

近年來的研究發(fā)現，植物體內的茉莉酸及其衍生物不僅是植物受外界刺激后反應最快的信號分子，且還是植物次生代謝物積累的前提，如能誘導或抑制植物次生代謝產物積累等[15–17]，因其重要的基礎研究價值，茉莉酸類物質也越來越受到橡膠學家們的高度關注[18]，而茉莉酸類物質對巴西橡膠樹膠乳積累的影響和機理方面的研究尚少見報道。盡管乙烯利對刺激后的橡膠樹的產量形成有較大影響，基于植物次生代謝產物合成的代謝途徑多樣性，人們想嘗試通過不同的誘導子刺激代謝途徑來增加橡膠樹目標次生產物的合成量，但目前還很少有關于橡膠生產上應用茉莉酸的報道。以往的研究側重乙烯利對產量的影響，而不同激素和刀次對產量及其構成因素的影響則研究較少，而且在近幾年膠價持續(xù)低迷的國內各植膠區(qū)，由于膠工缺乏和產量與效益矛盾突出等原因，膠樹閑置的現象十分普遍，高產、高效和安全采膠已成為現代橡膠產業(yè)的當務之急。為探明不同激素對橡膠生產的影響效果，結合中國橡膠生產特點，本試驗中以熱研7–33–97為對象，對不同激素刺激下橡膠樹單株不同刀次產量及其構成性狀的表現進行了研究，試圖得到適宜于低割齡橡膠樹高產所需的激素，旨在為大面積高產、高效生產應用提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 供試材料的概況

試驗材料為2005年種植的高產、抗風橡膠品種熱研7–33–97成齡幼樹。種植規(guī)格7 m×3 m，田間管理同常規(guī)膠園。2012年開割，試驗當年割齡為3年。

1.2 試驗設計

試驗于2014年在中國熱帶農業(yè)科學院(儋州)試驗場十二隊的橡膠林段進行。激素涂施前、后采膠試驗全部采用半樹圍，3 d一刀(S/2 、d/3)割膠制度。激素施用后，試驗分別采用3種割制對樣樹進行割膠：1) 采用單陽線非激素刺激的割制割膠；2) 采用單陽線單方乙烯利(0.5%ET) 刺激的割制，涂藥時間選擇在割膠前24 h，統(tǒng)一使用液劑，在割線下方涂施，每株來回刷2次；3) 采用單陽線復方茉莉酸(0.3% JA＋羊毛脂) 刺激的割制，羊毛脂實為茉莉酸的載體，統(tǒng)一使用糊劑，涂施前刮去橡膠樹割線下方的外周木栓層，每株涂2g，割膠前24 h完成涂藥。各個處理的割膠株數均為6株。每種處理設置3次重復。

1.3 調查內容與方法

于2014年9月4日、9月7日和9月11日按單株測產的方式對樣樹進行3個割次的試前產量鑒定；分別于10月10日、10月13日、10月16日、10月19日和10月22日對樣株進行試后第1、2、3、4、5次采膠測產。所有測次膠乳產量采用量筒測定。干膠含量測定采用標準烘箱干燥法。

1.4 數據處理

以不使用激素的空白為對照，計算出激素刺激割膠所得產量及其構成因子數據的凈增產(長)量和凈增產(長)率[13,19]。凈增產(長)量=試后處理組產(含)量–試前處理組產(含)量×(試后對照組產(含)量/試前對照組產(含)量)；凈增產(長)率=(試后處理組產(含)量×試前對照組產(含)量/(試后對照組產(含)量×試前處理組產(含)量))×1–1。所獲數據經Excel 2003整理后，采用SAS8.0對數據進行方差分析，并采用新復極差法(Duncan’s)進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 常規(guī)割制下橡膠樹單株產量及其構成性狀的表現

在施用激素前，對不同組熱研7–33–97開割幼樹進行了3個割次的膠乳測產與數據分析(表1)。結果表明，同一組樣樹試前測產期每割次株產膠乳量存在一定變化，其中，變化最大的是ETH試驗區(qū)，其每割次膠乳最高產量為其最低值(148.00mL)的1.34倍，變化最小的是JA試驗區(qū)，其每割次膠乳最高與最低產量相差34.32mL，兩者差異顯著(P＜0.05)；不同組之間第2、3割次的產量差異明顯，同一割次株產膠乳產量均以ETH試驗區(qū)最高，其次為JA試驗區(qū)，而且ETH試驗區(qū)的3個割次平均株產膠乳量高于對照試驗區(qū)和JA試驗區(qū)，ETH試驗區(qū)的值分別為JA試驗區(qū)的1.07倍、CK試驗區(qū)的1.41倍，其中僅與CK試驗區(qū)的差異達顯著水平。

從表1 還可以看出，同一組樣樹不同割次干膠含量變化較小，其中，變化較大的是ETH 試驗區(qū)，其每割次干膠含量最高水平為其最低值(30.07%)的1.08 倍，變化最小的是CK，其每割次干膠含量最高與最低水平僅相差2.13%；不同組之間同一割次干膠含量和3個割次平均干膠含量差異均不顯著。

同一組樣樹不同割次株產干膠量存在一定變化，其中，變化最大的是CK 試驗區(qū)，其每割次株產干膠最高產量為其最低值(34.16g)的1.37 倍，變化最小的是JA 試驗區(qū)，其每割次株產干膠最高與最低產量相差11.14g，兩者差異顯著(P＜0.05)；不同組之間同一割次株產干膠量和3個割次平均株產干膠量差異均不顯著。

表1 激素處理前橡膠樹的產量及產量性狀 Table 1 Yield performance and yield component traits of Hevea brasiliensis before treatment with hormone

2.2 不同外源激素刺激下橡膠樹單株產量及其構成因素的分析

對施用不同激素的熱研7–33–97 開割幼樹5個割次的膠乳產量觀測數據(表2)進行分析，結果表明，同一處理單個周期每割次株產膠乳量存在一定變化，其中，變化最大的是ETH，其每割次膠乳最高產量為其最低值(147.05mL)的1.83 倍，兩者差異顯著(P＜0.05)，變化最小的是CK，其每割次膠乳最高與最低產量相差 65.89mL，兩者差異顯著(P＜0.05)；不同處理間第2、3、5 割次的產量差異明顯，同一割次株產膠乳產量均以ETH 最高，其次為CK，而且，ETH 的5個割次平均株產膠乳量高于對照和JA，與JA、CK 的差異分別達極顯著和顯著水平， ETH 的膠乳產量分別為JA 的1.61 倍、CK 的1.33 倍。

從表2 可以看出，同一處理不同割次干膠含量變化較小，其中，變化最大的是ETH，其每割次干膠含量最高值為其最低值(29.52%)的1.18 倍，變化最小的是JA，其每割次干膠含量最高與最低水平僅相差1.51%；不同處理間第4、5 割次的干膠含量差異明顯，其中，第4、5 割次平均干膠含量分別以CK、JA 最高，而且，對照、JA 的5個割次平均干膠含量高于ETH，與ETH 的差異分別達極顯著和顯著水平，其中，CK、JA 的干膠含量分別為ETH的1.11 倍、1.09 倍。

同一處理不同割次株產干膠量存在一定變化，其中，變化最大的是JA，其每割次株產干膠最高產量為其最低值(33.07g)的1.83 倍，兩者差異極顯著(P＜0.01)，變化最小的是CK，其每割次株產干膠最高與最低產量相差21.70g，兩者差異顯著(P＜0.05)；不同處理間第1、2、3 割次的產量差異明顯，同一割次株產干膠量均以ETH 最高，其次為CK，而且，ETH 的5個不同割次平均株產干膠量均高于對照和JA，ETH 的值分別為JA 的1.48 倍，CK 的1.21 倍，其中，僅與JA 的差異達極顯著水平。

表2 不同激素處理后的干膠產量及產量性狀 Table 2 Change of dry rubber yield and yield component traits in CATAS 7–33–97 after treatment with different hormones

2.3 不同割制下的橡膠樹單株產量及其構成因素的比較

3種處理的低割齡熱研7–33–97試驗前后產量與產量構成因子的差異顯著性分析結果表明，同一處理組不同割制的單株膠乳、干膠產量和干膠含量存在一定變化。橡膠樹采用乙烯利刺激后，除第1刀次外，第2～5刀次的每割次株產膠乳量均高于其試前采用常規(guī)割制的量；其試后5個割次的平均干膠含量高于試前3個割次的均值，但差異不顯著(P＞0.05)；除第1刀次外，第2～5刀次的每割次株產干膠量均高于試前采用常規(guī)割制的量。采用JA刺激后的橡膠樹，該測產周期5個割次的平均株產膠乳量低于試前3個割次的均值，但差異不顯著(P＞0.05)；其試后5個割次的平均干膠含量高于試前3個割次的平均值，差異達極顯著水平(P＜0.01)；其5個割次的平均株產干膠量低于試前3個割次的均值，但差異不顯著(P＞0.05)。繼續(xù)采用常規(guī)割制采膠的橡膠樹，除第1～2刀次外，第3～5刀次的每割次株產膠乳量均高于其試前的量；其試后5個割次的干膠含量均高于試前3個割次的量，差異達顯著水平(P＜0.05)；除第2刀次外，第1、3、4、5刀次的每割次株產干膠量均高于試前采用常規(guī)割制的量。

比較表1、表2中的變異系數可以看出，試前、試后3個處理的性狀變異系數大小排序發(fā)生了變化：試前3個割次的膠乳量變異系數由大到小的處理分別為CK、ETH、JA，干膠產量變異系數由大到小的處理分別為CK、ETH、JA，干膠含量變異系數由大到小的處理分別為JA、ETH、CK；試后5個割次的膠乳量變異系數由大到小的處理分別為JA、ETH、CK，干膠產量變異系數由大到小的處理分別為JA、CK、ETH，干膠含量變異系數由大到小的處理分別為ETH、CK、JA。

2.4 不同割制干膠產量及其構成因素的凈增長量與凈增長率比較

由表3、表4 可知，ETH 處理不同割次凈干膠含量增長量和增長率存在一定變化。第2 割次凈干膠含量增長量依次比第1、3、4、5 割次超出1.61、1.45、3.67、3.84mg/mL，且與第4、5 割次的差異達顯著水平；第2 割次凈干膠含量增長率分別比第1、3、4、5 割次超出4.65%、4.45%、11.04%、11.93%，且與第4、5 割次的差異均達顯著水平；其他割次間的凈干膠含量增長量和增長率差異均無統(tǒng)計學意義。

不同激素刺激割制干膠產量及其構成因素的凈增長量與凈增長率存在一定變化。ETH 的凈膠乳量、干膠增產量和凈膠乳、干膠增產率分別比JA的超出69.41mL、21.67 kg、33.31%、28.43%，差異達極顯著水平；ETH 的5個割次平均凈干膠含量增長量、增長率與JA 的差異均無統(tǒng)計學意義。

表3 不同割制干膠含量與橡膠產量的凈增長量 Table 3 Comparison of the net increased dry rubber content and rubber yield from different tapping systems

表4 不同割制干膠含量與橡膠產量的凈增長率 Table 4 Comparison on the net inerease rate of dry rubber content and rubber yield from different tapping systems

3 小結與討論

本研究結果表明，應用于熱研7–33–97 開割幼樹的外源激素增產效果不一，0.5%乙烯利對未使用乙烯利刺激割膠的3 割齡膠樹產量有顯著影響，而0.3%茉莉酸的影響效果則不明顯。這說明乙烯利誘導產量的效應明顯強于茉莉酸，其原因可能是所用茉莉酸濃度過高，高濃度的茉莉酸類物質對植物次生代謝產物合成沒能起到促進作用，反而起著抑制作用[20]。本試驗中，以10月13日割膠、ETH 處理時產量最高，達72.59g/株。ETH 處理的平均實收產量分別比對照和JA 處理增產21.53%、51.94%。其第2 刀次(10月13日)的平均實收產量比第1、3、4、5 刀次分別增產37.22%、26.56%、39.63%和30.21%，說明熱研7–33–97 涂施乙烯利的最適增產期為第2 刀次左右。

本試驗發(fā)現熱研7–33–97 成齡幼樹產量構成因素對乙烯利和茉莉酸的響應也有差異。乙烯利對膠乳產量影響較大，以第2 刀次凈膠乳增產率最高，達17.88%，其他刀次的凈膠乳增產率均呈負增長，但不同刀次間凈膠乳增產率差異不明顯。乙烯利對干膠含量影響也較大，不同刀次間凈干膠含量增長率呈顯著差異。以第2 刀次凈干膠含量增長率最高，達3.28%。隨其后刀次增加，凈干膠含量增長率下降。通過比較第2 刀次的凈膠乳增產率與凈干膠含量增長率大小，可以推測乙烯利實現增產效應的主要方式可能是促進膠乳排膠, 而非促使膠乳再生。茉莉酸對干膠含量影響較大，隨著割次增多(第1割次除外)，茉莉酸處理的干膠含量有增加的趨勢。這可能是由于橡膠樹本身的調節(jié)功能引起，當每割次株產膠乳量減少時，植株分配到橡膠烴上的營養(yǎng)成份增加，干膠含量相應增加。但由于每割次株產膠乳量下降，干膠產量也隨之下降，因此，采用上述2 種割制采膠時，膠乳產量是影響低割齡熱研7–33–97 干膠產量的主要因素，干膠含量對干膠產量影響相對較小。

熱研7–33–97 開割幼樹應用不同濃度乙烯利采膠增產效果不一。早在1998年吳明等[9]采用半樹圍，4 d 一刀割制，并以0.5%、1.0% ET 2 種濃度對2年割齡熱研7–33–97 進行刺激割膠試驗，其全年的干膠產量分別比對照增產41.1%、53.8%，但干膠含量依次比對照下降3.9%、4.8%。羅世巧等[10]根據2～4年割齡熱研7–33–97 對乙烯利刺激低頻割制的適應性試驗結果表明，低割齡熱研7–33–97 采膠不宜使用高濃度乙烯利刺激，因為在相同割制下， 施用1.0%乙烯利的干膠產量比施用0.5%乙烯利的減產6.7%，其干膠含量相應下降。即使采用雙短線低強度(S/4＋S/4↑ d/6＋1.5%～2.0% ET)割制割膠，其割膠強度約比(S/4＋S/4↑ d/4＋0.5%～1.0% ET)下降17%，但高濃度乙烯利刺激并沒有比低濃度處理獲得更高的產量，因此，本研究選用的乙烯利濃度(0.5%)是科學的，并取得了良好的效果。第2 刀次時，乙烯利刺激采割的干膠產量大幅度增加，同一刀次的干膠含量也上升，說明該品種的乳管系統(tǒng)具有較大的膠乳再生潛力。但其他刀次的膠乳量、干膠產量和干膠含量均呈負增長，且整個藥效周期內所有刀次的平均膠乳量、干膠產量和干膠含量均下降，說明熱研7–33–97 在初產期對乙烯利刺激響應速度慢，高產期短，且產量不穩(wěn)定，這與羅世巧等[10]于1999年采用多種割制對3年割齡熱研7–33–97 進行乙烯利刺激割膠均難以獲得良好的產量效應吻合，其原因可能與品種的特性和過早使用刺激劑有關。

茉莉酸刺激條件下，第2～5刀次膠乳的干膠含量均上升，但試后所有刀次的膠乳量、干膠產量和第1刀次的干膠含量均下降，這表明外施茉莉酸可以提高膠乳的干膠含量，與前人的外施茉莉酸甲酯可以提高膠乳的干膠含量結果相似[21–22]。然而，茉莉酸帶來的干膠含量提高是以產量降低為代價，這與前人的茉莉酸類物質能夠促進現有乳管內橡膠的生物合成結論不一致，因此，干膠含量升高是否是因茉莉酸類物質促進有效乳管中的天然橡膠生物合成，或該類物質抑制了有效乳管的排膠有待進一步研究。

本試驗僅僅就不同種類激素對熱研7–33–97 成齡幼樹不同刀次的產量及其構成因素的影響作了初步研究，而對產量的形成規(guī)律未作探索。對激素濃度和最適割齡期的選擇，以及乙烯利和茉莉酸生產上的適應性還需進行多年、多點試驗。

[1] Duan C，Argout X，Gébelin V，et al. Identification of the Hevea brasiliensis AP2/ERF superfamily by RNA sequencing[J]．BMC Genomics，2013，14：30．

[2] Konno K．Plant latex and other exudates as plant defense systems：Roles of various defense chemicals and proteins contained therein[J]．Phytochemistry，2011，72：1510–1530．

[3] Ko J H，Chow K S，Han K H．Transcriptome analysis reveals novel features of the molecular events occurring in the laticifers of Hevea brasiliensis (para rubber tree)[J]．Plant Molecular Biology，2003，53：479–492．

[4] Chow K S，Mat-Isa M N，Bahari A，et al．Metabolic routes affecting rubber biosynthesis in Hevea brasiliensis latex[J]．Journal of Experimental Botany，2012，63(5)：1863–1871．

[5] 吳春太，黎瑜，代龍軍，等．橡膠樹甾醇14α–去甲基化酶基因(HbCYP51)的克隆及機械損傷和外源激素對其表達的影響[J]．農業(yè)生物技術學報，2014，22(12)：1525–1535．

[6] Tungngoen K，Kongsawadworakul P，Viboonjun U，et al. Involvement of HbPIP2，1 and HbTIP1，1 aquaporins in ethylene stimulation of latex yield through regulation of water exchanges between inner liber and latex cells in Hevea brasiliensis[J]．Plant Physiol，2009，151(2)：843–856．

[7] Zhu J，Zhang Z．Ethylene stimulation of latex production in Hevea brasiliensis[J]．Plant Signaling & Behavior，2009，4(11)：1072–1074．

[8] 黃瑾，校現周．乙烯利和乙烯刺激對橡膠樹膠乳中幾丁質酶活性和膠乳產量的影響[J]．熱帶作物學報，2003，24(4)：1–5．

[9] 吳明，羅世巧，?，F周．橡膠樹新品種熱研7– 33– 97早刺激產量和生理效應研究初報[J]．云南熱作科技，2000，23(3)：1–4．

[10] 羅世巧，?，F周，魏小弟，等．熱研7–33–97幼齡開割樹對低頻刺激割制的適應性研究初報[J]．熱帶作物學報，2005，26(4)：28–33．

[11] Jetro N N，Simon G M．Effects of 2–chloroethyl- phosphonic acid formulations as yield stimulants on Hevea brasiliensis[J]．African Journal of Biotechnology，2007，6：523–528．

[12] Njukeng J N，Muenyi P M ，Ngane B K，et al．Ethephon stimulation and yield response of some Hevea clones in the humid forests of south west Cameroon[J]. [EB/OL]. http://www.hindawi.com/journals/ija/2011/257340/refl.pd f.DOI：10.115512011/257340．

[13] 周敏，黃強，劉學敏，等．橡膠樹樹干注射乙烯利增產效應研究[J]．熱帶農業(yè)科學，2012，32(10)：1–5．

[14] 吳春太，馬征宇，劉漢文，等．橡膠RRIM600的產量與產量構成因素的通徑分析[J]．湖南農業(yè)大學學報：自然科學版，2014，40(5)：476–480．

[15] 朱家紅，彭世清．茉莉酸及其信號傳導研究進展[J]．西北植物學報，2006，26(10)：2166–2172．

[16] Devoto A，Ellis C，Magusin A，et al．Expression profiling reveals COI1 to be a key regulator ofgenes involved in wound- and methyl jasmonate-induced secondary metabolism，defence，and hormone interactions[J]．Plant Mol Biol，2005，58：497–513．

[17] Browse J．Jasmonate passes muster：A receptor and targets for the defense hormone[J]．Annu Rev Plant Biol，2009，60：183–205．

[18] Pirrello J，Leclercq J，Dessailly F，et al. Transcriptional and post-transcriptional regulation of the jasmonate signalling pathway in response to abiotic and harvesting stress in Hevea brasiliensis[J]．BMC Plant Biology，2014，14：341．

[19] 楊文鳳，牛靜明，羅世巧，等．橡膠樹氣刺割膠中不同割線長度生理效應研究[J]．熱帶作物學報，2012，33(11)：1971–1975．

[20] 施江，馬成英，呂海鵬，等．外源茉莉酸甲酯改善農產品品質及其機理研究進展[J]．食品工業(yè)科技，2013 (13)：364–368．

[21] 鄒智，楊禮富，王真輝，等．橡膠樹中橡膠的生物合成與調控[J]．植物生理學通訊，2009，45(12)：1231–1238．

[22] 于俊紅，黃綿佳，田維敏．巴西橡膠樹橡膠生物合成調控的研究進展[J]．2007，13(12)：38–40．