黃永敬，吳 文，陳杰忠，馬培恰，唐小浪

（1.廣東省農(nóng)科院果樹研究所/農(nóng)業(yè)部南亞熱帶果樹生物學(xué)與遺傳資源利用重點實驗室，廣東 廣州 510640；2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，廣東 廣州 510642）

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砂糖橘夏梢生長對幼果內(nèi)源激素動態(tài)的影響

黃永敬1，2，吳 文1，陳杰忠2，馬培恰1，唐小浪1

（1.廣東省農(nóng)科院果樹研究所/農(nóng)業(yè)部南亞熱帶果樹生物學(xué)與遺傳資源利用重點實驗室，廣東 廣州 510640；2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，廣東 廣州 510642）

摘 要：以8年生砂糖橘（Citrus reticulata Blanco）為試材，研究夏梢生長對幼果及離區(qū)中內(nèi)源激素含量的影響。結(jié)果表明，夏梢生長明顯促進了果實、離區(qū)中脫落酸（ABA）和乙烯含量的提高，相關(guān)性分析表明離區(qū)中ABA含量與累積落果率（AAR），以及果實中乙烯釋放量與相對落果率（RAR）、AAR均達極顯著正相關(guān)。果實、離區(qū)中的赤霉素（GAs）、玉米素核苷（ZR）不受夏梢生長所影響，其與落果率的相關(guān)性亦不顯著。總體上生長素（IAA）含量與落果率呈負相關(guān)，但在夏梢生長的9～15 d，果實及離區(qū)的IAA含量與落果率表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)，表明IAA與落果的關(guān)系較復(fù)雜。對激素平衡進行分析，發(fā)現(xiàn)夏梢生長6 d和15～18 d，果實及離區(qū)中的ABA/（IAA+GAs+ZR）比值有突然升高之勢。綜合認為夏梢生長過程中，果實或離區(qū)ABA、乙烯含量的升高，以及內(nèi)源激素的相對平衡被打破是導(dǎo)致幼果脫落的原因之一。

關(guān)鍵詞：砂糖橘；夏梢；內(nèi)源激素；脫落

果樹的新梢生長常導(dǎo)致幼果脫落，此現(xiàn)象在砂糖橘（Citrus reticulata Blanco）上尤為嚴重。砂糖橘的幼果期易抽生新梢（俗稱夏梢），這必然導(dǎo)致幼果大量脫落。因此，控制砂糖橘夏梢生長是抑制幼果脫落以獲得高產(chǎn)的一項關(guān)鍵栽培技術(shù)措施。

關(guān)于新梢生長誘導(dǎo)幼果脫落的機理研究，主要認為新梢是一個強大的代謝庫，其與幼果的碳素營養(yǎng)競爭中處于優(yōu)勢地位，幼果遭受碳素營養(yǎng)脅迫后導(dǎo)致大量脫落［1-2］。果實脫落是一個可協(xié)調(diào)的程序，激素調(diào)控果實脫落一直是備受人們關(guān)注的研究領(lǐng)域［3］。諸多研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，碳素營養(yǎng)脅迫導(dǎo)致的落果過程中，果實的內(nèi)源激素是調(diào)控脫落的重要因素，如柑橘結(jié)果枝去除功能葉［4-5］、蘋果樹冠遮陰以及噴施萘乙酸（NAA）或芐基氨基嘌呤（BA）［6-7］等對幼果產(chǎn)生碳素營養(yǎng)脅迫的措施，均發(fā)現(xiàn)內(nèi)源激素參與落果的調(diào)控過程。柑橘新梢生長對幼果產(chǎn)生碳素營養(yǎng)脅迫［1，8］，在此脅迫條件下，幼果中內(nèi)源激素與果實脫落的關(guān)系如何，相關(guān)的研究未見報道。為此，本試驗選擇砂糖橘為試材，研究其夏梢生長過程中，幼果中內(nèi)源激素與落果的關(guān)系，以其為闡明新梢生長誘導(dǎo)幼果脫落的生理機制提供幫助。

1　材料與方法

1.1 材料及處理

試驗于2009年4月至2010年12月在清遠市清城區(qū)飛來峽鎮(zhèn)高田橘園進行。試材為8年生的盛果期砂糖橘，紅橘砧。于5月中旬夏芽萌動時，選取60株生長一致的植株分別進行留梢和去梢處理，30株樹保留夏梢生長以誘導(dǎo)幼果脫落，30株樹人工抹去夏梢以抑制幼果脫落。每個處理3次重復(fù)，每個重復(fù)10株樹。先抹除零星萌發(fā)夏芽，待掛牌枝條的夏梢統(tǒng)一萌發(fā)時，開始進行留梢和去梢處理。詳細試驗方案參照文獻［8］。

2009年5月14日和2010年5月11日，掛牌枝條夏芽統(tǒng)一萌發(fā)，此時開始進行取樣，每3 d取樣1次，共取樣7次。每次取果實（連同果柄一起摘下）時，先隨機選取5～10個果實，立即放入玻璃瓶密封，用于乙烯釋放量的測定。其余樣品立即用刀片把離區(qū)從果實中切開，離區(qū)樣品包含約2.0 mm厚度的果實和2.0 mm長度的果柄，用液氮保存后帶回實驗室，用于生長素（IAA）、赤霉素（GAs）、玉米素核苷（ZR）和脫落酸（ABA）的測定。

1.2 內(nèi)源激素含量的測定

IAA、GAs、ZR和ABA的測定：稱取約1.0 g果實或離區(qū)樣品，研磨后用樣品提取液提取，經(jīng)C-18固相萃取柱過濾后真空濃縮，用酶聯(lián)免疫吸附法測定各激素含量，方法及試劑盒均由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)作物化控室提供。

乙烯釋放量的測定：將5～10個幼果置于已知體積的玻璃容器中，26℃條件下密封3 h，用GC-17A型氣相色譜儀測定乙烯的濃度［9］。色譜柱為活性氧化鋁填充柱（2.0 m×0.3 mm），柱溫80℃，載氣為氦氣（He），流速30 m L/min，火焰離子檢測器（FID），溫度140℃，進樣口溫度150℃。以每小時每千克樣品所產(chǎn)生的乙烯氣體為釋放速率，以μL/kg·h表示。

圖1　夏梢生長對幼果（A）、離區(qū)（B）中IAA含量的影響

2　結(jié)果與分析

2.1 夏梢生長對IAA含量的影響

如圖1所示，夏梢抽生后的前6 d，留梢、去梢果實中IAA含量均是呈先上升后迅速下降的變化趨勢。夏梢抽生后9～12 d，留梢果實的IAA含量快速上升且顯著高于去梢的，其中夏梢抽生后9 d 和12 d，其內(nèi)源IAA含量分別是去梢的1.43倍和2.02倍。夏梢抽生15 d后，處理間差異不明顯。夏梢抽生后0～9 d，留梢、去梢離區(qū)中的IAA含量均表現(xiàn)為先下降而在夏梢抽生后6 d又上升的變化趨勢，夏梢抽生后9～12 d，去梢的IAA含量快速下降，而留梢的則維持在較高水平。

2.2 夏梢生長對GAs含量的影響

由圖2可知，留梢、去梢果實中GAs含量變化均呈M型走勢，處理間的差異在于留梢的GAs含量出現(xiàn)峰值的時間比去梢的約提早3 d。離區(qū)中，除了夏梢抽長9 d時留梢的GAs含量短暫低于去梢之外，其余時期處理間差異不明顯，且趨勢基本相同。表明夏梢生長并沒有改變果實、離區(qū)中GAs含量的變化。

圖2　夏梢生長對幼果（A）、離區(qū)（B）GAs含量的影響

2.3 夏梢生長對ZR含量的影響

如圖3所示，留梢、去梢果實中ZR含量變化趨勢一致，均呈波浪式上升走勢，于夏梢抽長9 d時達到峰值，此后ZR含量逐漸下降并趨于平緩。留梢、去梢對離區(qū)ZR含量的影響亦較一致，均是先上升、后下降并趨于平穩(wěn)的變化趨勢，于夏梢抽長9 d時出現(xiàn)峰值，ZR含量分別為385.19、422.02 ng/g（ FW），說明夏梢生長不影響離區(qū)ZR含量變化趨勢。

圖3　夏梢生長對果實（A）、離區(qū)（B）ZR含量的影響

2.4 夏梢生長對ABA含量的影響

夏梢生長3 d后，果實中ABA含量一直高于去梢的ABA含量，夏梢生長9 d后，ABA含量迅速上升，12 d時出現(xiàn)累積高峰，此時的ABA含量為去梢的2.28倍，此后其含量一直維持在較高的水平；而去梢處理果實中ABA的含量在整個試驗期間變幅較?。▓D4A）。留梢、去梢離區(qū)中ABA含量變化趨勢一致，均呈緩慢上升之勢，但留梢的ABA含量明顯比去梢的高（圖4B）。

圖4　夏梢生長對果實（A）、離區(qū)（B）ABA含量的影響

2.5 夏梢生長對乙烯釋放量的影響

如圖5所示，夏梢生長3 d后，幼果中的乙烯釋放量開始增加，夏梢生長6 d后顯著高于去梢的乙烯釋放量，夏梢生長9 d后幼果中的乙烯釋放量達峰值，是同時期去梢處理的2.43倍；之后幼果中的乙烯釋放量一直維持在較高的水平。而去梢果實中的乙烯釋放量在整個試驗期間呈緩慢微升之趨勢。

圖5　夏梢生長對幼果乙烯釋放量的影響

圖6　夏梢生長對幼果（A）、離區(qū)（B）中ABA/ （IAA+GAs+ZR）比值的影響

2.6 夏梢生長對ABA/（IAA+GAs+ZR）的影響

ABA/（IAA+GAs+ZR）比值的變化可反映4種內(nèi)源激素的相對平衡狀態(tài)。由圖6可知，留梢處理果實的ABA/（IAA+GAs+ZR）比值表現(xiàn)為波浪式上升趨勢，于夏梢生長6 d、15～18 d時顯著高于去梢的，此時的比值分別為去梢的1.41倍、1.75倍和2.0倍。留梢、去梢離區(qū)的ABA/ （IAA+GAs+ZR）比值均呈緩慢上升趨勢，其中夏梢生長6 d、18 d時明顯高于去梢處理的，分別為去梢的1.82倍和1.38倍。

2.7 內(nèi)源激素含量與落果率的相關(guān)性分析

試驗期間分別對AAR和RAR進行調(diào)查，明確了夏梢誘導(dǎo)砂糖橘落果的規(guī)律，相關(guān)的落果率數(shù)據(jù)已發(fā)表［8］。相關(guān)性分析結(jié)果（表1）表明，除IAA含量與落果率的相關(guān)性為負相關(guān)外，其余的激素與落果率均呈正相關(guān)。其中果實的乙烯釋放量與RAR（r=0.757**）、AAR（r=0.883**），以及離區(qū)的ABA含量與AAR（r=0.873**）均達到極顯著正相關(guān)水平，表明ABA、ETH的升高是促進落果的原因之一。

表1　內(nèi)源激素含量與落果率的相關(guān)性分析

3　結(jié)論與討論

IAA可抑制［10］亦可促進［11］幼果脫落。本試驗結(jié)果表明，總體上果實、離區(qū)的IAA含量與落果率均呈負相關(guān)，其中果實的IAA與AAR達到顯著負相關(guān)水平，表明IAA是抑制砂糖橘幼果脫落的。但在夏梢生長12 d前后的落果高峰期，果實的IAA含量與RAR（r=0.711**）、AAR（r=0.859**），以及離區(qū)的IAA含量與RAR（r=0.94**）的相關(guān)性均達到極顯著正相關(guān)水平，表明此時的IAA反而是促進脫果的。有研究認為防止幼果脫落的前提條件是幼果必須持續(xù)不斷地通過果柄離層輸出IAA，當幼果正常的IAA極性輸出被抑制后，將導(dǎo)致幼果脫落［11］。新梢是IAA的主要合成部位，合成的IAA通過韌皮部以極性輸出方式控制其頂端優(yōu)勢，新梢中大量IAA的輸出必然抑制幼果中IAA的正常極性輸出，最終導(dǎo)致幼果脫落［12］。因此認為，新梢生長條件下，應(yīng)該從IAA總量及其極性運輸兩方面加以考慮IAA的調(diào)控落果機制。

GAs是啟動幼果細胞分裂及細胞膨大的催化劑，對促進柑橘子房向幼果的轉(zhuǎn)變尤其關(guān)鍵［13］。柑橘中，在第1次生理落果期間，外源噴施 GAs能顯著提高座果率，但到了6月落果期（第2次生理落果期），GAs對柑橘坐果的影響不大［4，14］。ZR被認為與植物的細胞分裂和伸長等生理有關(guān)。幼果中的ZR不僅能促進細胞分裂，還具有與GAs協(xié)同調(diào)運同化物進入果實的作用［15］。在蘋果中ZR起到促進落果的作用［6］，而柑橘中ZR主要是與促進果實細胞分裂及生長發(fā)育有關(guān)，對坐果影響不明顯［16］。本試驗中，夏梢誘導(dǎo)砂糖橘幼果脫落的時期屬6月落果期，同樣發(fā)現(xiàn)夏梢生長并沒有影響果實、離區(qū)GAs、ZR含量的變化趨勢，相關(guān)性分析表明GAs、ZR含量與落果的相關(guān)性并不顯著。因此認為，砂糖橘夏梢生長誘導(dǎo)幼果脫落時，內(nèi)源GAs、ZR與果實脫落的相關(guān)性較低。

ABA是調(diào)控果實脫落的關(guān)鍵激素之一。研究發(fā)現(xiàn)，在柑橘的子房、幼果脫落期，其內(nèi)源ABA峰值與脫落的高峰期往往高度一致［16］；環(huán)割可降低柑橘的落果率，原因之一是環(huán)割降低果實的ABA含量而抑制落果［17］；相反，摘除柑橘結(jié)果枝功能葉后，發(fā)現(xiàn)先是幼果ABA含量上升，然后幼果才大量脫落［4-5］。說明ABA在柑橘幼果坐果中的作用，但有關(guān)ABA對脫落的影響，有研究認為這是通過促進果實乙烯釋放量的提高間接影響落果的，而不是直接的調(diào)控作用［18］。本試驗中，夏梢生長3 d后，果實和離區(qū)中的ABA含量開始高于去梢的ABA含量，相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)離區(qū)ABA含量與AAR含量（r=0.873**）的相關(guān)性達到極顯著正相關(guān)，表明ABA含量的升高是促進落果的原因之一。

乙烯促進植物器官的脫落，相關(guān)的研究在柑橘［4］、蘋果［19］等果樹上已有報道。本試驗中，夏梢生長3 d后，果實的乙烯釋放量開始高于去梢的乙烯釋放量，夏梢生長6 d后達到差異顯著水平，而去梢后則明顯抑制果實的乙烯釋放量；與落果率的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，乙烯含量與RAR （r=0.757**）、AAR（r=0.883**）均達到極顯著正相關(guān)，說明果實中乙烯含量的升高不利于坐果。

IAA、GAs和ZR為促進植株生長類激素，ABA則是抑制生長類激素。在甜橙［20］、甜櫻桃［21］上均發(fā)現(xiàn)ABA/（IAA+GAs+ZR）比值高不利于坐果。本研究中，夏梢生長6 d（落果率迅速增大期）及15 d后（落果率高峰期），留梢處理果實、離區(qū)的該比值和落果率是一致的，暗示內(nèi)源激素的平衡亦是影響幼果脫落的一個因素。

參考文獻：

［1］ McFadyen L M，Robertson D，Sedgley M，et al.Postpruning shoot growth increases fruit abscission and reduces stem carbohydrates and yield in macadamia ［J］.Ann.Bot，2011，107：993-1 001.

［2］ Nicolás E，Lescourret F，Genard M，et al.Does dry matter partitioning to fruit in early- and late-ripening peach（Prunus persica） cultivars confirm the branch autonomy theory［J］.J.Hortic.Sci.Biotechnol，2006，81：444-448.

［3］ Vriezen W H，F(xiàn)eron R，Maretto F，et al.Changes in tomato ovary transcriptome demonstrate complex hormonal regulation of fruit set［J］.New Phytol，2008，177：60-76.

［4］ Iglesias D J，Tadeo F R，Primo-M illo E，et al.Carbohydrate and ethylene levels related to fruitlet drop through abscission zone A in citrus［J］.Trees，2006，20：348-355.

［5］ Gómez-Cadenas A，Mehouachi J，Tadeo F R，et al.Hormonal regulation of fruitlet abscission induced by carbohydrate shortage in citrus［J］.Planta，2000，210：636-643.

［6］ Botton A，Eccher G，F(xiàn)orcato C，et al.Signalling pathways mediating the induction of apple fruitlet abscission［J］.Plant Physiol，2011，155：185-208.

［7］ Zhu H，Dardick C D，Beers E P.Transcriptomics of shading-induced and NAA-induced abscission in apple（Malus domestica） reveals a shared pathway involving reduced photosynthesis，alterations in carbohydrate transport and signaling and hormone crosstalk［J］.BMC Plant Biol，2011，11：1-20.

［8］ 黃永敬，馬培恰，吳文，等.砂糖橘夏梢生長對果實糖代謝及脫落的影響［J］.園藝學(xué)報，2013，40 （10）：1869-1876.

［9］ 何全光，鄺健飛，陳建業(yè)，等.脂氧合酶在香蕉果實成熟過程中的作用［J］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，44 （1）：118-124.

［10］ Almeida I，Leite I M，Rodrigues J D，et al.Application of plant growth regulators at pre-harvest for fruitdevelopment of ‘Pera' oranges［J］.Braz.Arch.Bio.Technol，2004，47：658-662.

［11］ Else M A，Stankiewicz-Davies A P，Crisp C M，et al.The role of polar auxin transport through pedicels of Prunus avium L.in relation to fruit development and retention［J］.J.Exp.Bot，2004，55（405）：2099-2109.

［12］ Bangerth F.Abscission and thinning of young fruit and their regulation by plant hormones and bioregulators ［J］.Plant Growth Regul，2000，31：43-59.

［13］ Ben-Cheikh W，Perez-Botella J，Tadeo F R，et al.Pollination increases gibberellin levels in developing ovaries of seeded varieties of citrus［J］.Plant Physiol，1997，114：557-564.

［14］ Saleem B A，Malik A U，F(xiàn)arooq M.Effect of exogenous growth regulators application on June fruit drop and fruit quality in Citrus sinensis cv.Blood Red［J］.Paki.J.Agric.Sci，2007，44（2）：289-294.

［15］ Ulger S，Sonmez S，Karkacier M，et al.Determination of endogenous hormones sugar and mineral nutrition levels during the induction，initiation and differentiation stage and their effects on flower formation in olive［J］.Plant Growth Regul，2004，42（1）：89-95.

［16］ Iglesias D J，Cercós M，Colmenero-Flores J M， et al.Physiology of citrus fruiting［J］.Braz.J.Plant Physiol，2007，19：333-362.

［17］ Rivas F，Martínez-Fuentes A，Mesejo C，et al.Girdling effect on fruitlets hormonal and nutritional con ten t in d ifferen t citrus shoot types［J］.Agrociencia，2010，14（1）：8-14.

［18］ M ishra A，Khare S，Trivedi P K，et al.Ethylene induced cotton leaf abscission is associated with higher expression of cellulase（GhCell） and increased activities of ethylene biosynthesis enzymes in abscission zone［J］.Plant Physiol.Biochem，2008，46：54-63.

［19］ Dal Cin V，Danesin M，Botton A，et al.Ethylene and preharvest drop：the effect of AVG and NAA on fruit abscission in apple（Malus domestica L.Borkh）［J］.Plant Growth Regul，2008，56：317-325.

［20］ 王雄，陳金印，劉善軍.噴施 GA3和2，4-D對留樹保鮮臍橙落果和內(nèi)源激素含量的影響［J］.園藝學(xué)報，2012，39（3）：539-544.

［21］ 劉丙花，姜遠茂，彭福田，等.甜櫻桃果實發(fā)育過程中激素含量的變化［J］.園藝學(xué)報，2007，34（6）：1535-1538.

（責(zé)任編輯楊賢智）

Effects of summer shoots growth on endogenous hormones of fruitlet in ‘Shatangju' Mandarin

HUANG Yong-jing1，2，WU Wen1，CHEN Jie-zhong2，MA Pei-qia1，TANG Xiao-lang1

（1.Fruit Research Institute，Guangdong Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of South Subtropical Fruit Biology and Genetic Resource Utilization，Ministry of Agriculture，Guangzhou 510640，China；2.College of Hotirculture，South China Agricultural University，Guangzhou 510642，China）

Key words：Shatangju；summer shoots；endogenous hormones； abscission

Abstract：The objective of this work was to investigate the effects of shoot-growth on contents of endogenous hormones and abscission of fruitlets in Citrus.8-year old trees of ‘Shatangju' mandarin（Citrus reticulata Blanco） were used as materials.The results showed that the contents of abscisic acid（ABA） and ethylene significantly increased by the summer shoots.Correlation analysis indicated that there was significantly positive correlationship between ABA and the accumulative abscission rate（AAR） in abscission zone（AZ），as well ethylene with the relative abscission rate （RAR） and AAR.While the shoot-growth did not affect the contents of gibberellins（GAs） and zeatin riboside（ZR），and the content of GAs or ZR didn't show a significantly positive correlationship with fruitlet abscission rate.Indole acetic acid（IAA） had negative correlationship with fruitlet abscission rate，indicating that IAA would inhibit the fruitlet abscission.But at the 9-15th day after summer shoot growth，the IAA content in fruitlet and AZ suddenly increased，and had significantly positive correlationship with fruitlet abscission rate，indicating the complexity of IAA and abscission.The hormonal balance was analyzed，it was found that there was break of ABA/（IAA+GAs+ZR） at the 6th day or the 15-18th day of summer shoots growth，indicating that the increase of ABA and ethylene contents，as the break of hormonal balance were factors causing fruitlet abscission.

中圖分類號：S666.2

文獻標識碼：A

文章編號：1004-874X（2016）01-0040-06

收稿日期：2015-10-15

基金項目：廣東省自然科學(xué)基金（2015A030310432，2015A030313426）；廣東省科技計劃項目（2014A070 713015， 2014A020208058）

作者簡介：黃永敬（1974-），男，博士，副研究員，E-mail：yjhgzh@126.com

通訊作者：陳杰忠（1958-），男，碩士，教授，E-mail：cjzlxb@scau.edu.cn