王順才，李 超，師守國，馬鋒旺

(1.天水師范學院 生物工程與技術學院，甘肅 天水 741000；2.西北農(nóng)林科技大學園藝學院，陜西 楊凌 712100)

脫落酸(abscisic acid，ABA)是植物體內(nèi)合成的一類植物激素，在種子萌發(fā)、幼苗生長、植物發(fā)育調(diào)控、氣孔行為、葉片衰老、非生物脅迫及病蟲害響應中起著重要的作用[1-3]。研究表明，植物在應答非生物脅迫時能夠快速合成脅迫激素ABA，激發(fā)ABA誘導基因的表達，并導致氣孔關閉，減少蒸騰失水，最終抑制細胞生長[4]。與其他環(huán)境脅迫因子一樣，外施ABA也能誘導脅迫相關基因的表達，通過積累保護性物質(zhì)和促使相關的代謝途徑發(fā)生改變來提高植物的抗逆性[5-6]。在生產(chǎn)中，外施ABA可以提高果樹的抗逆能力，在生理水平上減少膜的損傷，減少自由基對膜的破壞以及改變植物體內(nèi)生理代謝[7]。據(jù)報道，葉面噴施ABA可通過調(diào)節(jié)活性氧(ROS)水平來提高菊花的抗蚜性[8]。近年來，轉錄組研究結果證實，在ABA處理下，被子植物有數(shù)千個相似基因發(fā)生上調(diào)和下調(diào)表達，其中許多ABA相關基因在植物水分平衡和水分利用效率(WUE)方面的功能比較保守，涉及到滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的累積、光合蛋白的降解以及氣孔密度與大小、葉面積及根系的變化等生理生化機制[9]。

蘋果(MalusdomesticaBorkh.)是世界寒冷和溫帶地區(qū)栽培面積最廣的果樹之一[10]。在我國蘋果生產(chǎn)中，楸子、平邑甜茶和新疆野蘋果是常見的砧木材料[11]。楸子(M.prunifolia(Willd.) Borkh.)和新疆野蘋果(M.sieversiiLedeb.)具有較強的抗旱及耐鹽性，而平邑甜茶(M.hupehensisRehd.)表現(xiàn)出較高的抗病、耐澇及耐低氧脅迫能力[12-14]。在國內(nèi)學者以往的研究中，外源ABA處理對蘋果砧木影響的研究多集中在生長發(fā)育及生理生化方面[15-16]，而對不同蘋果砧木葉片解剖結構、角質(zhì)層厚度、氣孔特征、葉綠體超微結構及內(nèi)源激素含量變化的研究依然缺乏。因此，進行此方面的相關研究，對深入了解蘋果砧木的抗性調(diào)控機理及其應用具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及處理

試驗在西北農(nóng)林科技大學園藝場日光溫室內(nèi)進行。楸子(陜西富平，34°75′N，109°15′E)、平邑甜茶(山東平邑，35°07′N，117°25′E)和新疆野蘋果(新疆鞏留，43°15′N，82°51′E)種子均從原產(chǎn)地采調(diào)，經(jīng)4℃層積處理后播種在營養(yǎng)缽中育苗發(fā)芽，幼苗長至10 cm時，選生長整齊一致的幼苗進行盆栽，移栽于塑料盆(30 cm×26.5 cm×22 cm)中，每盆1株，培養(yǎng)基質(zhì)由田園土、細砂和腐熟羊糞按5∶1∶1(體積比)配制，常規(guī)管理1年。

第二年7月下旬，每個樹種選取長勢一致、株高約1 m的盆栽苗20株，設置2組處理：一組噴施去離子水(對照)，另一組噴施ABA，每個處理各10株。根據(jù)預試驗的結果，葉面噴施ABA濃度為100 μmol·L-1[17]。早上9∶00進行葉面噴施處理，以葉片正反面全部濕潤為準，24 h后采樣。每組隨機選取3株，分別取其新梢頂端完全展開的第4～5片幼葉，在葉片主葉脈兩側用刀片切取大小為2 mm × 2 mm的組織塊，快速投入用0.1 mol·L-1磷酸緩沖液(PBS，pH6.8)配制的1%戊二醛中，抽氣使組織塊下沉后，帶回實驗室進行掃描電鏡和透射電鏡樣品的制備。同時，隨機選取長勢一致的對照組和ABA處理組植株各3～4株，每組選取新梢頂端完全展開的第4～6片幼葉，重復3次，用鋁箔紙封包后迅速投入液氮，采樣帶回實驗室后置于-70℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 測試指標

1.2.1 掃描電鏡和透射電鏡樣品的制備與觀察 掃描電鏡和透射電鏡樣品的制備參照前期研究中干旱處理樣品的制備方法[18]。掃描電鏡樣品表面噴金后用JSM-6360LV型掃描電鏡(JEOL Ltd.，Tokyo，Japan)進行觀測照相，每個處理觀察20個視野，用ImageJ軟件(http://rsbweb.nih.gov/ij/)對氣孔密度、氣孔大小(長度×寬度)及其開張度(用氣孔開口橫徑表示)進行測量和計算。

透射電鏡樣品包埋塊用LeicaultracutUCT超薄切片機(Leica Microsystems GmbH，Wetzlar，Germany)切出約70 nm厚的超薄切片，經(jīng)醋酸雙氧鈾和檸檬酸鉛雙重染色后，用JEM-1230型透射電鏡(JEOL Ltd.，Tokyo，Japan)觀測葉片上下角質(zhì)層及葉綠體超微結構。超薄切片每個處理觀察20個視野并照相，并用ImageJ軟件對角質(zhì)層厚度進行測量。

1.2.2 光鏡樣品的制備與觀察 制備光鏡樣品時，選透射電鏡樣品組織塊，切出厚度約為1 100 nm的半薄橫切片，用1%甲苯胺藍染色20 s，蒸餾水沖洗后置于60℃烘干。半薄切片每處理選擇3個典型葉片在光學顯微鏡CX31-12C02(Olympus Co.，Ltd.)下觀察葉片厚度、柵欄組織厚度、海綿組織厚度及其上下表皮細胞厚度并拍照，用ImageJ軟件進行測量，并按下式計算：葉片組織結構緊密度CTR(%)=柵欄組織厚度/葉片總厚度×100%；葉片組織結構疏松度SR(%)=海綿組織厚度/葉片總厚度×100%。

1.2.3 內(nèi)源激素含量的測定 利用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)測定葉片內(nèi)源激素脫落酸(ABA)、吲哚乙酸(IAA)、玉米素核苷(ZR)和赤霉素(GA)的含量[19]。試劑盒由中國農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學與生物技術學院提供，激素測定在中國農(nóng)業(yè)大學完成，激素單位均為ng·g-1。

1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用IBM SPSS 23.0軟件進行成對樣品T-檢測(Paired Test)，圖形繪制用Sigma Plot 10.0 軟件進行。

2 結果與分析

2.1 ABA處理對蘋果砧木葉片解剖結構及葉綠體超微結構的影響

由圖1可見，光鏡觀察發(fā)現(xiàn)，3種蘋果砧木的葉片均為異面葉，表皮由單層細胞構成，上下表皮厚度不等，柵欄組織都有2層柱狀細胞，與上表皮細胞呈垂直排列分布，外層柱狀細胞長度比較一致且排列整齊，而內(nèi)層柱狀細胞長短不一且排列較疏松。其中，楸子和平邑甜茶的內(nèi)外層柵欄細胞長度相差較小，而新疆野蘋果外層柵欄細胞長度明顯大于內(nèi)層柵欄細胞(圖1(A)～圖1(C))。在ABA處理下，3種蘋果砧木葉片組織發(fā)生明顯的失綠變化，葉肉細胞內(nèi)液泡收縮，柵欄組織外層細胞中葉綠體數(shù)量明顯減小，而海綿組織細胞內(nèi)葉綠體數(shù)目的減少不十分明顯(圖1(D)～圖1(F))。

由表1可知，ABA處理下，楸子、平邑甜茶和新疆野蘋果的葉厚較對照(CK)分別減少了7.93%、0.25%和0.81%，柵欄組織厚度分別減少了31.43%、8.53%和4.99%(P<0.05)，海綿組織厚度分別增加了10.34%、6.14%和5.63%(P<0.05)。與對照相比，外施ABA使楸子葉片上下表皮細胞厚度均增加，而下表皮細胞增厚達到顯著水平(P<0.05)；平邑甜茶的上表皮細胞厚度增加，下表皮厚度減小，但變化都不顯著；新疆野蘋果的上表皮細胞厚度顯著減小而下表皮厚度顯著增加(P<0.05)。此外，ABA處理使3種蘋果砧木的柵欄組織/海綿組織(P/S)比值、CTR值都下降，使其SR值均增加。

由圖2可見，正常條件下，3種蘋果砧木葉肉細胞內(nèi)每個葉綠體有1～2個淀粉粒(圖2(A)～圖2(C))。在ABA處理下，3種砧木葉肉細胞內(nèi)葉綠體的體積趨于變小，類囊體垛疊凝聚，出現(xiàn)松散現(xiàn)象，葉綠體上淀粉顆粒大小趨于減少。其中，楸子葉綠體上的淀粉粒變化較明顯(圖2(D))，而平邑甜茶和新疆野蘋果的變化較小(圖2(E)、2(F))。

注：(A)～(C)分別為楸子、平邑甜茶與新疆野蘋果的對照，(D)～(F)分別為上述3種材料的ABA處理。UE-上表皮細胞；LE-下表皮細胞；PC-柵欄組織細胞；SC-海綿組織細胞；ST-氣孔。標尺：50.0 μm。Note: (A)～(C) represent the leaf cross sections of M. prunifolia, M. hupenensis and M. sieversii under control condition, and (D)～(F) represent those of three apple rootstocks under ABA treatment, respectively. UE, upper epidermis; LE, lower epidermis; PC, palisade tissue cells; SC, spongy tissue cells; ST, stomata. Bar, 50.0 μm.圖1 ABA處理對3種蘋果砧木幼苗葉片解剖結構的影響Fig.1 Effect of ABA treatment on leaf anatomical structure of three apple rootstock seedlings

表1 ABA處理下3種蘋果砧木幼苗葉片組織解剖結構的變化

注：表中數(shù)據(jù)為平均數(shù)±標準差，*表示P<0.05顯著水平。下同。

Note: Data represents the means ± SD. * mean significantly different atP<0.05. The same below.

2.2 ABA處理對蘋果砧木葉片角質(zhì)層厚度的影響

透射電鏡觀察結果表明，在正常條件下，3種蘋果砧木葉片的上表皮角質(zhì)層較厚，而它們的下表皮角質(zhì)層較薄(圖3、圖4)。其中，上表皮角質(zhì)層厚度大小依次為平邑甜茶>新疆野蘋果>楸子，而下表皮角質(zhì)層厚度大小為楸子>新疆野蘋果>平邑甜茶。

與對照相比，在ABA誘導下，楸子葉片的上下表皮角質(zhì)層厚度無顯著變化，而平邑甜茶和新疆野蘋果的上下表皮角質(zhì)層厚度顯著增加(P<0.05)，其上表皮角質(zhì)層較對照分別增加了40.26%和23.09%(圖4(A))，其下表皮角質(zhì)層厚度分別增加了16.56%和5.24%(圖4(B))。

2.3 ABA處理對蘋果砧木葉片氣孔特征的影響

掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，正常條件下，3種蘋果砧木的葉片僅下表皮有氣孔分布，兩個腎形的保衛(wèi)細胞構成的氣孔器大小不一，且明顯凸出表皮，處于最大開放狀態(tài)(圖5(A)～圖5(C))。在ABA處理下，楸子和平邑甜茶葉片的部分氣孔幾乎完全關閉(圖5(D)、5(E))，而新疆野蘋果的大部分氣孔仍處于半閉合狀態(tài)(圖5(F))。

注：(A)～(C)分別為楸子、平邑甜茶與新疆野蘋果的對照；(D)～(F)分別為上述3種材料的ABA處理。CP-葉綠體，SG-淀粉粒，CW-細胞壁。標尺(A)～(D)、(F)：1μm，(E)：2μm。Note: (A)～(C) represent the chloroplast ultrastructure of M. prunifolia, M. hupenensis and M. sieversii under control condition, and (D)～(F) represent those of three apple rootstocks under ABA treatment, respectively. CP, chloroplasts; SG, starch grain; CW, cell wall. Bar of (A)～(D) and (F), 1 μm; Bar of (E), 2 μm.圖2 ABA處理對3種蘋果砧木幼苗葉綠體超微結構的影響Fig.2 Effect of ABA treatment on chloroplast ultrastructure of three apple rootstock seedlings

注：(A)～(C)分別為楸子、平邑甜茶與新疆野蘋果對照葉片上表皮角質(zhì)層；(D)～(F)分別為上述3種材料ABA處理的上表皮角質(zhì)層。Ct-角質(zhì)層，CW-細胞壁，PM-質(zhì)膜。標尺(A)～(E)：2 μm;(F)：5 μm。Note: (A)～(C) represent the upper cuticle in leaves of M. prunifolia, M. hupenensis and M. sieversii under control condition, and D～F represent those of three apple rootstocks under ABA treatment, respectively. Ct, cuticle; CW, cell wall; PM, plasma membrane. Bar of (A)～(E), 2 μm; Bar of (F), 5 μm.圖3 ABA處理對3種蘋果砧木幼苗葉片角質(zhì)層厚度的影響Fig.3 Effect of ABA treatment on leaf cuticle thickness of three apple rootstock seedlings

注：圖中*表示差異顯著(P<0.05),下同。Note: * means significantly different at P<0.05, the same below.圖4 ABA處理下3種蘋果砧木幼苗葉片上下表皮角質(zhì)層厚度的變化Fig.4 Changes of the upper and lower cuticle thickness in leaves of three apple rootstockseedlings under ABA treatment

在ABA處理下，楸子、平邑甜茶和新疆野蘋果的氣孔密度較對照分別下降了3.62%、3.50%和8.54%(圖6(A))；楸子的氣孔大小(長度×寬度)較對照下降了7.12%×19.59%(P<0.05)，平邑甜茶的氣孔大小下降了4.99%×20.65%，而新疆野蘋果的氣孔大小變化相對較小，其降幅為0.92%×12.06%(圖6(B)、6(C))。

與對照相比，ABA處理使楸子、平邑甜茶和新疆野蘋果的氣孔開張度分別下降了67.60%、32.42%和20.37%(P<0.05，圖7(A))，其開張比分別下降了86.66%、58.24%和16.35%(P<0.05，圖7(B))。

2.4 ABA處理對蘋果砧木葉片內(nèi)源激素含量的影響

從表2可見，與對照相比，在ABA誘導下，3種蘋果砧木葉片內(nèi)源ABA和玉米素核苷(ZR)含量極顯著地增加(P<0.01)，其中楸子的ABA和ZR含量分別增加了30.83%和13.31%，平邑甜茶的分別增加了62.40%和45.28%，而新疆野蘋果的增加了37.07%和17.06%。平邑甜茶葉片內(nèi)源吲哚乙酸(IAA)和赤霉素(GA)含量極顯著增加(P<0.01)，比其對照分別增加62.62%和20.62%；而楸子和新疆野蘋果葉片IAA和GA含量無顯著變化。3種蘋果砧木的IAA/ABA、ZR/ABA和(IAA+GA+ZR)/ABA比值都顯著下降(P<0.05)；而它們的ZR/GA、ZR/IAA和ABA/GA比值均升高，其中平邑甜茶和新疆野蘋果的變化較明顯，兩者的ZR/GA值比其對照分別上升41.56%、18.92%(P<0.05)，ZR/IAA值分別上升24.00%、19.23%(P<0.05)，ABA/GA值分別上升59.92%、38.48%(P<0.01)。

圖6 ABA處理下3種蘋果砧木幼苗葉片氣孔密度和氣孔大小的變化Fig.6 Changes of stomatal density and stomatal size in leaves of three apple rootstock seedlings under ABA treatment

圖7 ABA處理下3種蘋果砧木幼苗氣孔開張度及開張比的變化Fig.7 Changes of the opening degree and rate of stomata in leaves of three apple rootstock seedlings under ABA treatment

表2 ABA處理下蘋果砧木幼苗葉片內(nèi)源激素含量的變化

注：*、**和***分別表示P<0.05、P<0.01和P<0.001顯著水平。

Note: *, **and***meansignificantlydifferentatP<0.05, P<0.01andP<0.001,respectively.

3 討論

3.1 外源ABA對3種蘋果砧木葉片解剖結構的影響

前人研究表明，蘋果砧木葉片的解剖結構特征與其生長勢密切相關，矮化砧木葉片的柵欄組織較發(fā)達，而喬化砧木葉片的海綿組織較發(fā)達，葉片柵欄組織/海綿組織(P/S)比值>1是評價砧木矮化性的有效指標之一[20]。本試驗發(fā)現(xiàn)，正常條件下新疆野蘋果和楸子的P/S比值均為0.97，而平邑甜茶的P/S比值僅為0.72(表1)。3種蘋果砧木也符合喬化砧木葉片P/S比值<1這一觀點[20]。研究表明，較大的葉片表皮細胞具有貯水作用，有利于增強植物水分的調(diào)節(jié)能力，這是植物對旱生環(huán)境的一種適應[21]。在ABA處理下，楸子葉片上下表皮細胞厚度和新疆野蘋果葉片下表皮細胞厚度明顯增加，而平邑甜茶僅上表皮細胞略有增厚。這表明，ABA誘導下楸子葉片表現(xiàn)出較強的適應旱生環(huán)境的能力。

在ABA處理下，3種蘋果砧木的葉厚、柵欄組織厚度均不同程度地減小，而海綿組織厚度均不同程度地增加，表現(xiàn)為P/S比值、CTR值下降，SR值增加，呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。這與我們前期干旱試驗的研究結果相一致[18]。這表明外源ABA處理使蘋果砧木葉片形成了更具抗旱性的解剖結構特征，增強了其適應環(huán)境的能力。與對照相比，在ABA處理下抗旱砧木楸子柵欄組織柱狀細胞明顯地變短變粗，細胞間隙減小，排列程度更加緊密，柱狀細胞層數(shù)增加至2～3層(圖1(D))，而非抗旱砧木平邑甜茶和抗旱砧木新疆野蘋果的柵欄組織細胞形態(tài)及其排列方式的變化不是十分明顯(圖1(E)、圖1(F))。與平邑甜茶和新疆野蘋果相比，楸子葉片解剖結構對ABA處理的反應較敏感。由此說明，不同蘋果砧木響應ABA的抗性機制因基因型不同而存在差異，而與砧木的抗旱能力沒有明顯的一致性。

3.2 外源ABA對3種蘋果砧木葉片葉綠體超微結構的影響

本試驗發(fā)現(xiàn)，3種蘋果砧木對照植株葉片細胞中葉綠體緊貼著細胞內(nèi)壁分布，這種排列方式有利于擴大細胞內(nèi)光合反應面積，CO2易于從大氣向葉綠體中擴散并被利用，也利于植株發(fā)揮最大光合效率。在ABA處理下，3種砧木葉片細胞內(nèi)中央液泡明顯縮小，細胞質(zhì)凝縮，葉綠體與細胞內(nèi)壁發(fā)生分離，類囊體垛疊結構排列松散，葉片細胞中的淀粉粒有變小減少的趨勢(圖2)。這表明，在ABA處理下，不同蘋果砧木葉片的光合結構受到一定程度的影響，光合同化產(chǎn)物淀粉的積累量下降，其中以楸子細胞中淀粉粒的變化最為明顯。最新研究發(fā)現(xiàn)，外施ABA能誘導擬南芥葉片中編碼淀粉酶基因的表達，導致淀粉酶活性升高，降解葉片中的淀粉，進而提高植物的滲透調(diào)節(jié)能力。植物葉肉細胞中ABA調(diào)節(jié)淀粉降解積累的糖可作為滲透物質(zhì)影響保衛(wèi)細胞的水勢進而調(diào)節(jié)氣孔的張開[22]。但董明輝等[23]研究表明，在水稻灌漿期噴施低濃度ABA，提高了籽粒中ABA含量或ABA/GA比值，可促進蔗糖轉化為淀粉的生化效率，有利于同化物向穗部運輸和籽粒充實。我們認為，外源ABA處理下，3種蘋果砧木葉片細胞中淀粉的降解或轉化可能與細胞小分子物質(zhì)的滲透調(diào)節(jié)作用有關，其中楸子具有較強的滲透調(diào)節(jié)能力。

3.3 外源ABA對3種蘋果砧木葉片角質(zhì)層厚度的影響

植物葉片表皮角質(zhì)層由角質(zhì)和蠟質(zhì)組成，對其適應外界環(huán)境起到了非常重要的作用。角質(zhì)層具有阻止植物組織內(nèi)部非氣孔性失水和氣體交換，提高抗旱性，防止機械損傷及紫外線傷害，抵御病蟲害侵襲等功能[24]。最新研究發(fā)現(xiàn)，在番茄葉片發(fā)育過程中，ABA調(diào)控作用是角質(zhì)層形成所必需的，外施ABA導致番茄角質(zhì)合成單體2-羥基棕櫚酸和香豆酸發(fā)生輕微而持續(xù)的增加[25]。本試驗發(fā)現(xiàn)，在ABA誘導下，抗旱砧木楸子上下表皮角質(zhì)厚度變化不顯著，而抗旱砧木新疆野蘋果和非抗旱砧木平邑甜茶上下表皮角質(zhì)層厚度較對照顯著增加(P<0.05)，且兩者上表皮角質(zhì)層的增厚程度高于下角質(zhì)層的增厚程度(圖3和圖4)。這表明，外源ABA誘導蘋果砧木角質(zhì)層厚度的增加量與砧木的抗旱性無關，可能與外施ABA的濃度與作用時間有關。

3.4 外源ABA對3種蘋果砧木氣孔特征的影響

大量研究表明，ABA為生長抑制型激素，能誘導氣孔關閉[4, 26]。植物體內(nèi)ABA水平的增加可誘導氣孔關閉以減少水分損失，通過增加質(zhì)膜的穩(wěn)定性，進而增強植物對不良環(huán)境的抵抗力[27-28]。氣孔對空氣濕度的快速反應首先依賴于保衛(wèi)細胞自主合成的ABA，當植物長期處于水分虧缺時，在維管組織中的ABA可能起著重要的作用[2]。本試驗發(fā)現(xiàn)，在ABA處理下，3種砧木的氣孔密度都有不同程度的降低，氣孔開口快速縮小以降低葉片水分蒸騰。這可能是氣孔響應ABA的適應性反應。張永福等[29]對荔枝葉解剖結構的研究表明，葉片的氣孔密度與生長勢呈顯著正相關，而氣孔開度與生長勢的關系不大[29]。本試驗結果顯示，楸子和平邑甜茶葉片的氣孔較小，對ABA處理的反應十分敏感，表現(xiàn)為兩者的氣孔開張數(shù)量及開張比都大幅度降低；而新疆野蘋果的氣孔較大，在ABA誘導下氣孔反應不如楸子和平邑甜茶的明顯。有研究報道，葉片表面的氣孔越小，氣孔反應的速度越快[30]。本試驗結果也證實了這一點。

近年來研究表明，氣孔反應與ABA誘導表達的基因有關，也與ABA受體密切相關；前者通常在幾分鐘到幾小時內(nèi)會引起氣孔反應，而后者調(diào)節(jié)氣孔反應的速度更快，僅需幾秒鐘到幾分鐘[31]。這些過程都需要很多復雜的內(nèi)外因子參與，目前有關ABA信號分子參與調(diào)控植物氣孔發(fā)生和氣孔運動的分子機理并不完全清楚[32]。

3.5 外源ABA對3種蘋果砧木葉片內(nèi)源激素含量的影響

激素作為植物體內(nèi)痕量信號分子，在植物的生長發(fā)育、新陳代謝和逆境應答中起著重要的調(diào)節(jié)作用[26,33]。本試驗發(fā)現(xiàn)，外施ABA使3種蘋果砧木葉片內(nèi)源ABA和ZR的含量極顯著增加(P<0.01)，葉片ABA與ZR含量之間的變化呈正響應。研究證實，植物體內(nèi)合成的ABA來自于玉米素(zeatin，ZT)[34]，而ZT與玉米素核苷(zeatinriboside，ZR)的合成存在著關聯(lián)。研究表明，不同植物器官和組織中ABA的分布是不均勻的，ABA水平是由ABA的合成、分解及其轉運三者間相互協(xié)調(diào)控制的[2]。高水平的ABA是誘發(fā)植物體內(nèi)ABA信號轉導途徑的關鍵[35]。不同器官ABA水平的提高導致植物特定器官或細胞的應答[27]。李源等[21]研究發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫下3種膠質(zhì)苜蓿的ZR/ABA比值均下降，ZR與ABA的拮抗作用是向著氣孔關閉的方向進行。本試驗結果顯示，外源ABA處理下3種蘋果砧木葉片ZR/ABA比值及其氣孔變化與干旱脅迫下3種膠質(zhì)苜蓿的變化相一致。

植物激素之間相互作用控制著植物的生長發(fā)育[36]。IAA和GA具有促進生長的作用，GA的生理功能以IAA為前提，而與ABA相拮抗[37]。植物在抵御逆境的過程中，IAA和GA對植物的抗旱和水分利用效率的提高有重要作用[38]。本試驗發(fā)現(xiàn)，外施ABA使平邑甜茶內(nèi)源IAA和GA含量極顯著上升(P<0.01)，而楸子和新疆野蘋果的IAA和GA含量變化不顯著。這可能是因為與平邑甜茶對照植株相比，楸子和新疆野蘋果對照植株體內(nèi)較高水平的ABA，對IAA和GA的合成可能有較強的拮抗作用(表2)。

曹敏格等[20]對蘋果砧木的研究表明，葉片IAA/ABA和(IAA+GA+ZR)/ABA比值與樹體生長勢存在正相關性，兩者的比值越小，對樹體的矮化程度越大。張晨光等[39]對不同砧木類型‘富士’蘋果幼樹的研究表明，幼樹生長勢越強，葉片IAA/ABA和(IAA+GA+ZR)/ABA比值越大。本試驗發(fā)現(xiàn)，在正常條件下，3種蘋果砧木葉片IAA/ABA和(IAA+GA+ZR)/ABA比值均為平邑甜茶>新疆野蘋果>楸子；在ABA處理下，它們的葉片IAA/ABA和(IAA+GA+ZR)/ABA比值都降低，比值大小為楸子>平邑甜茶>新疆野蘋果。我們認為，外源ABA可通過改變蘋果砧木內(nèi)源激素含量以及激素之間的相互作用來抑制植株的生長，但不同砧木的矮化程度不同。這些內(nèi)源激素的變化可能與ABA誘導的信號轉導途徑有關[3]。

4 結 論

在外施ABA條件下，3種蘋果砧木葉片的組織解剖結構都不同程度地發(fā)生了旱生性變化，葉肉細胞中葉綠體內(nèi)的淀粉粒趨于變小，氣孔數(shù)量、大小及其開口度和開張比均發(fā)生不同程度的降低以減少葉片水分的散失，進而增強植株適應環(huán)境的能力。在ABA誘導下，不同蘋果砧木葉片角質(zhì)層厚度的變化具有種間差異性，其中，新疆野蘋果和平邑甜茶葉片上下表皮角質(zhì)層的增厚程度比楸子的明顯。與對照相比，在ABA處理下3種蘋果砧木葉片內(nèi)源激素ABA和ZR含量極顯著增加，平邑甜茶IAA和GA含量極顯著增加，而新疆野蘋果和楸子IAA和GA含量變化不顯著；3種蘋果砧木的ZR/GA、ZR/IAA和ABA/GA比值均增加，而ZR/ABA、IAA/ABA和(IAA+GA+ZR)/ABA的比值均下降，這些內(nèi)源激素含量及其相互比值的變化具有調(diào)節(jié)氣孔反應、抑制植株生長的生理效應。以上變化與ABA的抗性調(diào)控機制有著密切的關系，而它們之間相互作用的內(nèi)在機制仍需進一步研究。