關(guān)鍵詞：甘蔗；多效唑；分蘗；內(nèi)源激素

中圖分類號：S566.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2016）02-0022-04

甘蔗（Saccharum officenarum L.）是中國乃至世界第一大糖料作物，近10 a來，甘蔗的種植面積和產(chǎn)糖量分別占我國糖料作物總面積和食糖總量的90%以上，蔗糖的穩(wěn)定供給對維持我國食糖市場的穩(wěn)定具有舉足輕重的作用。甘蔗產(chǎn)量高低與單位面積有效莖數(shù)量的多少成正相關(guān)，如何提高分蘗率，增加單位面積有效莖是獲得高產(chǎn)的重要條件之一。多效唑是一種三唑類高效植物生長延緩物質(zhì)，能抑制貝殼杉烯氧化成貝殼杉酸，是赤霉素生物合成的抑制劑[1-2]；具有良好的矮化，促進分枝、分蘗和生根，增強作物抗逆性等生理效應(yīng)；并表現(xiàn)出顯著的增產(chǎn)效果[3-5]。報道稱：影響甘蔗分蘗的主要因素有環(huán)境因子（光照、溫度、水分等）、施肥、各種激素的單獨作用及相互作用等。因此，研究甘蔗分蘗過程中的內(nèi)源激素含量變化對掌握甘蔗高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)條件具有重要意義。

有關(guān)多效唑在植物中生理效應(yīng)的報道較多[11-15]，而利用多效唑調(diào)控甘蔗生長發(fā)育的研究則多集中在對植株形態(tài)指標和生理指標的影響上[16-20]，對內(nèi)源激素含量變化的研究較少。因此，筆者以甘蔗新臺糖22為試材，通過不同濃度多效唑浸種處理，研究其對甘蔗分蘗發(fā)生時間以及內(nèi)源激素含量變化的影響，以期探討多效唑?qū)Ω收嵘淼恼{(diào)節(jié)機理，為多效唑在甘蔗上的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2013～2014年在廣西農(nóng)科院甘蔗研究所進行。盆栽容器為直徑30 cm 的塑料桶。土壤選用苗圃土并摻入適量河沙和有機肥，質(zhì)地良好，肥力充足。供試甘蔗品種為新臺糖22號，選擇中上部種莖，從最上部第一個成熟芽開始標記，記為1號芽，往下依次標記為2號芽、3號芽、……、11號芽、12號芽，砍成單芽段備用。供試多效唑（Paclobutrazol， PP333）由上海浦東化工廠生產(chǎn)。

1.2 試驗設(shè)計

甘蔗砍成單芽段后先在清水中浸泡12 h，然后分別在不同濃度的多效唑中浸泡24 h。試驗設(shè)7個濃度處理：CK，清水對照；A1，30 mg/L的多效唑溶液；A2，50 mg/L的多效唑溶液；A3，70 mg/L的多效唑溶液；A4，90 mg/L的多效唑溶液；A5，110 mg/L的多效唑溶液；A6，130 mg/L的多效唑溶液。甘蔗種莖經(jīng)多效唑處理后直接種植在塑料桶中，每桶種植4個單芽段，每個處理種植40桶，重復3次。按常規(guī)栽培方法管理，觀察記錄各級分蘗發(fā)生時間、數(shù)量以及甘蔗生長情況。

1.3 測定項目及方法

分別在甘蔗長出2、4、6片真葉時取樣。具體方法：在每個處理的取樣區(qū)內(nèi)隨機取樣，每個點選取生長正常、長勢一致的5株，取得的材料先稱重，然后進行下列操作：（1）新鮮植物組織在液氮中充分研磨；（2）加入樣品體積3倍的提取液（10% TCA），置于-20℃過夜；（3）取出4℃，8 000 r/min，離心1 h，棄上清，收集沉淀；（4）加入等體積的冰浴丙酮，混勻后于4℃離心（8 000 r/min，15 min），棄上清，真空干燥，保存?zhèn)溆?；?）上樣前加入裂解液（2.7 g尿素，0.2 g CHAPS，溶于去離子水中至終體積5 mL），混勻后室溫放置30 min，然后4℃離心（8 000 r/min，15 min），取上清并暫時保存于4℃待用。

上清液用酶聯(lián)免疫吸附分析法（enzyme-linked immunosorbent assays，ELISA）測定IAA、ABA及GA3含量，每次測定重復3次。

采用雙抗體夾心法測定細胞分裂素（CTK）水平。（1）加樣：分別設(shè)空白孔（空白孔不加樣品及酶標試劑，其余各步操作相同）、標準孔、待測樣品孔；在酶標包被板上準確加標準品50 μL，待測樣品孔中先加樣品稀釋液40 μL，然后再加待測樣品10 μL（樣品最終稀釋度為5倍）；加樣時將樣品加于酶標板孔底部，盡量不觸及孔壁，輕輕晃動混勻。（2）溫育：用封板膜封板后置于37℃溫育30 min。（3）配液：將30倍濃縮洗滌液用蒸餾水30倍稀釋后備用。（4）洗滌：小心揭掉封板膜，棄去液體，甩干，每孔加滿洗滌液，靜置30 s后棄去，如此重復5次，拍干。（5）加酶：每孔加入酶標試劑50 μL，空白孔除外。（6）溫育：操作同步驟（3）。（7）洗滌：操作同步驟（5）。（8）顯色：每孔先加入顯色劑A 50 μL，再加入顯色劑B 50 μL，輕輕震蕩混勻，37℃避光顯色15 min。（9）終止：每孔加終止液50 μL，終止反應(yīng)（此時藍色立轉(zhuǎn)黃色）。（10）測定：以空白處理調(diào)零，于450 nm波長依序測量各孔的吸光度（OD值）。測定應(yīng)在加終止液后15 min以內(nèi)進行。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2003對數(shù)據(jù)進行處理，利用DPS7.05數(shù)據(jù)統(tǒng)計軟件進行方差分析和多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 多效唑浸種處理對甘蔗分蘗發(fā)生及植株生長的影響

2.1.1 分蘗發(fā)生 從表1中可以看出，不同濃度的多效唑浸種處理對甘蔗的分蘗及生長有較大影響。多效唑浸種處理的甘蔗植株分蘗數(shù)極顯著高于對照，說明多效唑浸種可在一定程度上提高甘蔗的分蘗能力；A4～A6處理的植株在6葉期分蘗數(shù)顯著高于A1～A3處理，但A4、A5、A6之間的差異不顯著，則表明當多效唑濃度在0～90 mg/L時，濃度越高，則促進甘蔗分蘗的能力越強，但超過90 mg/L時，雖然其分蘗數(shù)仍呈上升趨勢，但處理間差異不顯著。

2.1.2 植株生長 研究表明，多效唑浸種處理能有效延緩甘蔗幼苗伸長生長，促進分蘗提早發(fā)生、多發(fā)生。從表1中還可以看出，多效唑處理降低了甘蔗幼苗的高度，同時增減了甘蔗莖圍；但當多效唑濃度超過70 mg/L時，甘蔗主莖不能正常生長，分蘗受限制，葉片嚴重卷曲，節(jié)間明顯縮短。因此，綜合考慮，以50 mg/L的多效唑浸種處理（A2）對甘蔗的分蘗發(fā)生及植株生長效果較好。

2.2 多效唑浸種處理對甘蔗幼苗葉片內(nèi)源激素含量的影響

2.2.1 生長素 生長素普遍存在于植物體中。甘蔗幼苗葉片內(nèi)源IAA含量與不同濃度多效唑處理關(guān)系密切。由圖1可知，多效唑浸種處理，能明顯降低甘蔗幼苗各時期葉片中的IAA含量，且隨著多效唑濃度的增加呈現(xiàn)降低幅度越大的趨勢；各個時期多效唑處理與對照之間植株幼苗葉片中的IAA含量差異均達顯著水平；在2葉期、4葉期和6葉期多效唑處理的甘蔗幼苗葉片內(nèi)的IAA含量分別比對照降低了11.4%～44.9%，17.5%～49.2%和8.4%～50.8%。這說明多效唑處理對甘蔗幼苗葉片內(nèi)IAA合成有一定的抑制作用。3個時期比較來看，隨著生長時期的推進，甘蔗植株內(nèi)源IAA含量表現(xiàn)出下降的趨勢，這可能是因為2葉期時甘蔗處于生長代謝旺盛期，IAA合成旺盛所致。這也與生長素集中分布在生長代謝旺盛的組織的結(jié)論相吻合。

2.2.2 脫落酸 ABA是抑制植物生長、促進植株衰老的主要激素，同時該激素在植物逆境響應(yīng)過程中也發(fā)揮著重要作用，有利于增強植株的抗逆性[21]。由圖2可知，多效唑浸種對甘蔗幼苗葉片內(nèi)源ABA含量的影響較大，多效唑浸種處理能明顯提高甘蔗幼苗葉片中的ABA含量，且隨著多效唑濃度的增大，ABA含量隨之提高。除2葉期的A1、A2、A3、A4處理外，其他時期的各個多效唑處理與對照的ABA含量均達到顯著水平。2、4、6葉期多效唑浸種處理后的甘蔗幼苗葉片ABA含量比對照分別提高了4.1%～14.4%、22.8%～38.8%和53.3%～80.8%。

2.2.3 細胞分裂素 CTK的主要生理作用是促進細胞分裂、延緩植物衰老和誘導芽的分化[21]。由圖3可知，多效唑浸種對甘蔗幼苗葉片CTK含量的影響較大，多效唑浸種處理能明顯提高甘蔗幼苗葉片中的CTK含量，且CTK含量隨著多效唑濃度的增大呈現(xiàn)下降的趨勢。方差分析結(jié)果表明，3個時期的多效唑處理均與對照存在顯著差異，在2、4葉期，除A3和A4處理外，其他各個處理的CTK含量均達顯著水平。經(jīng)多效唑浸種處理的甘蔗幼苗葉片CTK含量在3個取樣時期分別比對照提高12.3%～52.3%、8.6%～57.2%、15%～75.9%。

2.2.4 赤霉素 GA3的主要生理作用是促進莖伸長，使植株增高[22]。由圖4可知，對照組甘蔗幼苗葉片的GA3含量隨這植株的生長發(fā)育而增加；經(jīng)多效唑處理的甘蔗幼苗，葉片GA3含量顯著低于對照，且隨著多效唑濃度的增加而明顯降低，這說明多效唑浸種處理能降低甘蔗幼苗葉片的GA3含量。方差分析結(jié)果表明，3個取樣時期的多效唑處理均與對照存在顯著差異。經(jīng)多效唑浸種處理的甘蔗幼苗葉片GA3含量在3個取樣時期分別比對照降低11.4%～44.9%、17.5%～49.2%、8.5%～57.8%。

3 結(jié)論與討論

多效唑是英國ICI公司于1976年研制成功的一種高活性植物生長延緩劑，具有延緩植物生長[23]、抑制莖稈伸長[24-25]、縮短節(jié)間[26]等生理效應(yīng)，目前在果樹[27]、小麥[28]等多種作物上被廣泛應(yīng)用。該試驗中，多效唑浸種后，甘蔗有節(jié)間縮短、莖稈變粗的情況，且隨著處理濃度的增加作用效果增強。在正常條件下，甘蔗第一個分蘗苗出土發(fā)生在甘蔗6片真葉以后，此時主莖苗已有發(fā)達的根系，生長加快，相對于分蘗苗，主莖苗植株較高大，會抑制分蘗苗的發(fā)生與生長，分蘗苗與主莖苗之間反抑制和抑制作用矛盾激烈。因此，分蘗初期發(fā)生的低節(jié)位或第一次分蘗容易成為有效分蘗，較遲發(fā)生的第一次分蘗不易成為有效分蘗，第二次及以后各次分蘗成為有效分蘗的可能性更小。所以，甘蔗分蘗的提早發(fā)生對提高產(chǎn)量極為重要。該研究結(jié)果顯示，50 mg/L多效唑浸種處理對甘蔗分蘗的提早發(fā)生效果較好。

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（責任編輯：成 平）