趙 益， 范吳蔚， 潘志演， 劉國琴

(貴州大學(xué) 煙草學(xué)院/貴州省煙草品質(zhì)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 貴州 貴陽 550025)

植物腋芽生長發(fā)育形成側(cè)枝是地上部分重要的植物學(xué)性狀之一，如煙草[1]、番茄[2]和菊花[3]等的分枝是與其產(chǎn)質(zhì)量直接相關(guān)的重要農(nóng)藝性狀之一，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。

腋芽的生長發(fā)育受許多內(nèi)外源因素的調(diào)控，其中植物激素對植物腋芽生長的調(diào)控是非常重要的因素之一?，F(xiàn)有研究表明，生長素、細(xì)胞分裂素、脫落酸和獨(dú)腳金內(nèi)酯等激素參與擬南芥[4]、豌豆[5]、水稻[6]、矮牽牛[7]、白菜[8]、一串紅[9]、卷丹[10]、番茄[11]和菊花[12]等植物腋芽生長的調(diào)控。ABA是腋芽萌發(fā)的負(fù)調(diào)控因子，其參與擬南芥對紅光(R)與遠(yuǎn)紅光(FR)比值下的分枝調(diào)節(jié)，比值較低時(shí)，ABA延緩芽的生長，降低芽的伸長率[13-14]，并且外源ABA處理會(huì)部分抑制腋芽的伸長[14]。擬南芥腋芽中ABA的積累也會(huì)抑制腋芽的萌發(fā)[15]。

煙草作為一種廣泛種植且具有較高經(jīng)濟(jì)效益的經(jīng)濟(jì)作物，在煙草栽培過程中，打頂后控制腋芽生長是大幅度提高煙草產(chǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵。楊潔等[16]研究表明，打頂后煙株腋芽IAA、ABA和GA3含量顯著降低，說明植物激素與煙草腋芽的生長有關(guān)，但植物激素對煙草腋芽的生長有何調(diào)控作用及其調(diào)控機(jī)制仍不清楚。ABA與植物的碳氮代謝有著密切聯(lián)系，有研究表明，辣椒用一定濃度ABA處理后，葉片中可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白質(zhì)含量均有較大程度的增加，從而影響植物的碳氮代謝和氮素的吸收利用[17]。碳氮代謝影響煙葉的有機(jī)化合物含量，進(jìn)而影響煙葉品質(zhì)[18]。目前，關(guān)于ABA調(diào)節(jié)煙草腋芽生長及其對應(yīng)葉片碳氮代謝的研究報(bào)道甚少。因此，以K326為試材，探究植物脫落酸對煙草打頂后腋芽生長的調(diào)控作用及葉片中碳氮代謝的影響，以期為煙草腋芽發(fā)育研究提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1烤煙品種K326，貴州省煙草公司遵義市公司湄潭縣分公司提供。

1.1.2試劑脫落酸，購于阿拉丁生物科技有限公司；可溶性蛋白、α-淀粉酶(AMS)活力、氨基酸含量試劑盒，由南京建成生物工程研究所提供。

1.1.3其他塑料花盆，外口徑235 mm，高140 mm，市購。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1材料預(yù)處理試驗(yàn)于2018年3—10月在貴州大學(xué)進(jìn)行。當(dāng)煙草幼苗長至5葉一心時(shí)，選取健康無病害的煙苗移栽至塑料花盆中，進(jìn)行常規(guī)管理。移栽60 d后，選取長勢一致的煙株備用。

1.2.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)以ABA濃度為處理對象，設(shè)3個(gè)處理：T1，ABA濃度為228 μmol/L；T2，ABA濃度為90 μmol/L；以蒸餾水為對照(CK)。將備用煙株統(tǒng)一打頂后，在煙草從頂端向下第1節(jié)位至第3節(jié)位的葉腋處用毛筆涂抹配好的ABA溶液，以不滴落為標(biāo)準(zhǔn)。每隔2 d處理1次，共處理5次；3次重復(fù)，每次重復(fù)處理75株。停止處理后第4天、第8天和第12天取第1節(jié)位至第3節(jié)位的葉片作為試驗(yàn)材料備用。

1.2.3測定指標(biāo)

1) 腋芽生長。處理第4天、第7天和第10天和停止處理后第1天、第4天、第8天、第12天及第14天用游標(biāo)卡尺測量第1節(jié)位、第2節(jié)位和第3節(jié)位腋芽的長度。

2) 葉片生理指標(biāo)?？扇苄缘鞍住被岷亢挺?淀粉酶(AMS)活力用南京建成生物工程研究所提供總蛋白(TP)測定(考馬斯亮藍(lán)法)、總氨基酸(T-AA)測定和α-淀粉酶(AMS)測試試劑盒測定?？偺?、還原糖和淀粉含量用水楊酸比色法測定。

1.3數(shù)據(jù)處理方法

采用 Excel 2010和DPS 7.05進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同濃度脫落酸處理煙草腋芽的長度

由圖1可知，不同濃度的ABA對各節(jié)位煙草腋芽伸長的抑制效應(yīng)不同。第1節(jié)位，T1和T2的腋芽長度(除處理第4天外)均顯著低于CK；T1腋芽長度在處理第7天、第10天和停止處理后第1天時(shí)分別為0.47 cm、0.76 cm和1.36 cm，較同期CK和T2低，均與CK差異顯著；T2腋芽長度在停止處理后第12天和第14天時(shí)均最低，分別較同期CK低45.61%和41.30%，差異顯著，但與T1差異不顯著。第2節(jié)位，各處理腋芽長度的變化趨勢與第1節(jié)位相似，T1和T2的腋芽長度從處理第4天開始至停止處理第14天(除T1在處理第4天外)均顯著低于CK，T1和T2從處理第4天至停止處理后第8天的抑制效果基本在同一個(gè)水平，T2在停止處理后第12天和第14天時(shí)長度最低，分別較CK低49.37%和44.07%，較T1分別低29.34%和27.40%，T2與CK、T1差異顯著。第3節(jié)位，處理第4天時(shí)，各處理腋芽長度無顯著差異。T2腋芽長度在處理第7天后一直較同期其余處理低，與CK差異顯著，在停止處理后第12天和第14天時(shí)T2分別較CK低79.16%和77.62%，差異顯著，而此期間T1與CK無顯著差異，可能是T1對煙草腋芽的抑制作用不持續(xù)所致。

總體看，外源ABA對煙草腋芽的伸長具有抑制作用，第1節(jié)位的腋芽對228 μmol/L的ABA更敏感，第2節(jié)和第3節(jié)位的腋芽對90 μmol/L的ABA更敏感。

2.2不同濃度脫落酸處理煙草葉片的可溶性蛋白含量

由表1可知，各處理煙草葉片可溶性蛋白含量的變化存在差異。停止處理后第4天時(shí)，第1節(jié)位各處理葉片的可溶性蛋白含量為T1>T2>CK，各處理間差異不顯著；第2節(jié)位和第3節(jié)位各處理葉片的可溶性蛋白含量均為CK>T1>T2，T1、T2顯著低于CK，二者間差異不顯著。停止處理后第8天時(shí)，第1節(jié)位和第2節(jié)位葉片可溶性蛋白含量為CK>T2>T1，T1在第1節(jié)位和第2節(jié)位葉片可溶性蛋白含量較CK降低51.41%和56.42%，較T2降低35.23%和41.60%，T2在第1節(jié)位和第2節(jié)位葉片可溶性蛋白含量較CK降低24.99%和25.39%，各處理間均差異顯著；第3節(jié)位葉片可溶性蛋白含量為T2>T1>CK，T1、CK顯著低于T2，二者間差異不顯著。停止處理后第12天時(shí)，第1節(jié)位葉片可溶性蛋白含量為T2>CK>T1，各處理間差異不顯著；第2節(jié)位和第3節(jié)位葉片可溶性蛋白含量為CK>T2>T1，第2節(jié)位各處理間差異不顯著，第3節(jié)位CK與T1差異顯著，CK與T2、T2與T1差異不顯著。

總體看，ABA處理降低煙草葉片可溶性蛋白的含量。

表1 不同濃度脫落酸處理煙草葉片的可溶性蛋白含量

2.3不同濃度脫落酸處理煙草葉片的氨基酸含量

由表2可知，ABA處理后煙草葉片的氨基酸含量發(fā)生了不同程度的變化。停止處理后第4天時(shí)，T1能夠顯著提高煙草葉片的氨基酸含量，第1節(jié)位至第3節(jié)位葉片氨基酸含量較CK分別增加36.99%、37.73%和0.69%，第1節(jié)位各處理葉片的氨基酸含量為T1>T2>CK，T1與CK差異顯著，CK與T2、T2與T1差異不顯著；第2節(jié)位各處理葉片的氨基酸含量為T1>T2>CK，T1顯著高于T2和CK，CK與T2差異不顯著；第3節(jié)位各處理葉片的氨基酸含量為T1>CK>T2，T1顯著高于T2和CK，CK與T2差異不顯著。停止處理后第8天時(shí)，第1節(jié)位各處理葉片的氨基酸含量為T2>T1>CK，T2顯著高于T1和CK，T1與CK差異不顯著；第2節(jié)位各處理葉片的氨基酸含量為T1>T2>CK，T1顯著高于CK，T1與T2、CK與T2差異不顯著；第3節(jié)位各處理葉片的氨基酸含量為T1>T2>CK，T1顯著高于T2和CK，CK與T2差異不顯著。停止處理后第12天時(shí)，第1節(jié)位各處理葉片的氨基酸含量為T1>CK>T2，T1顯著高于T2，T1與CK、T2與CK差異不顯著；第2節(jié)位各處理葉片的氨基酸含量為CK>T1>T2，各處理間差異不顯著；第3節(jié)位各處理葉片的氨基酸含量為T1>T2>CK，T1顯著高于T2和CK，CK與T2差異不顯著。

表2 不同濃度脫落酸處理煙草葉片的氨基酸含量

總體看，外源ABA處理可提高煙草葉片的氨基酸含量，進(jìn)而增強(qiáng)葉片中氮代謝能力，且228 μmol/L的脫落酸效果更好。

2.4不同濃度脫落酸處理煙草葉片的淀粉含量和α-淀粉酶活力

由圖2可知，ABA處理后煙草葉片的淀粉含量和α-淀粉酶(AMS)活力均有不同程度的變化。

2.4.1淀粉含量停止處理后第4天時(shí)，第1節(jié)位、第2節(jié)位各處理葉片的淀粉含量為T2>T1>CK，第3節(jié)位則是T1>T2>CK，T2較CK和T1分別增加204.14%和17.6%、96.84%和72.09%及14.29%和-0.452 5%。停止處理后第8天時(shí)各處理葉片的淀粉含量為T2>CK>T1；停止處理后第12天時(shí)各處理葉片的淀粉含量為第1節(jié)位CK>T2>T1，第2和第3節(jié)位均為T2>CK>T1。說明，T2可提高煙草葉片的淀粉含量，T1可能對煙草葉片淀粉的合成產(chǎn)生了脅迫。隨著停止處理時(shí)間的延長，ABA處理后第1節(jié)位和第2節(jié)位葉片的淀粉含量呈逐漸上升趨勢，第3節(jié)位葉片的淀粉含量除T1外均呈上升趨勢。

2.4.2α-淀粉酶活力對于α-淀粉酶(AMS)活力而言，停止處理后第4天時(shí)，第1節(jié)位各處理煙草葉片的AMS活力為T2>CK>T1，第2節(jié)位和第3節(jié)位均為T2>T1>CK；停止處理后第8天時(shí)，第1節(jié)位和第2節(jié)位均為T1>T2>CK，第3節(jié)位為T1>CK>T2；停止處理后第12天時(shí)，第1節(jié)位至第3節(jié)位均為T1>CK>T2。整體看，外源ABA可提高煙草葉片AMS活力。AMS活力與淀粉含量的變化趨勢相反，T1呈先升后降趨勢，T2呈逐漸下降趨勢，可能在ABA的影響下，煙草葉片淀粉與α-淀粉酶產(chǎn)生了拮抗作用。

2.5不同濃度脫落酸處理煙草葉片的總糖和還原糖含量

由圖3可知，外源ABA處理后，煙草葉片的總糖和還原糖含量的表現(xiàn)不同。

2.5.1總糖含量停止處理后第4天至第12天，3個(gè)節(jié)位T1均呈持續(xù)下降趨勢，T2均呈先升后降趨勢，CK均呈持續(xù)上升趨勢。停止處理后第4天時(shí)第1節(jié)位各處理葉片的總糖含量為T1>T2>CK；第2節(jié)位和第3節(jié)位均為T1>CK>T2。停止處理后第8天時(shí)第1節(jié)位和第2節(jié)位均為T1>T2>CK；第3節(jié)位為T2>T1>CK。停止處理后第12天時(shí)第1節(jié)位和第2節(jié)位均為CK>T1>T2，第3節(jié)位為CK>T2>T1，T1與T2差異不大。

2.5.2還原糖含量停止處理后第4天時(shí)第1節(jié)位各處理葉片的還原糖含量為T2>T1>CK，第2節(jié)位和第3節(jié)位均為T1>CK>T2。停止處理后第8天時(shí)第1節(jié)位至第3節(jié)位均為T1>CK>T2。停止處理后第12天時(shí)第1節(jié)位為CK>T1>T2，第2節(jié)位和第3節(jié)位3個(gè)處理水平基本一致，差異不大。

總體看，脫落酸處理后葉片總糖含量開始維持在較高水平，之后呈下降趨勢，還原糖含量均在停止處理后第8天時(shí)達(dá)最高峰，之后呈下降趨勢。表明，在一定時(shí)間內(nèi)外源ABA可提高煙草葉片總糖和還原糖的含量，但可能隨著時(shí)間的推移，脫落酸的效果逐漸減弱。

3討論與結(jié)論

脫落酸作為一種重要的植物激素，具有調(diào)節(jié)種子和芽休眠、調(diào)控氣孔開關(guān)及控制基因表達(dá)，增強(qiáng)植物抗逆性等功能。研究表明，脫落酸可提高水稻苗期抗旱性[19]、緩解高溫對杜鵑幼苗的脅迫[20]、誘導(dǎo)金錢蘭逆境蛋白的生成[21]和調(diào)節(jié)煙草葉片衰老速度，提高其抗逆性和葉綠素含量[22-23]。在煙草栽培過程中，控制腋芽生長是其中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，目前，關(guān)于脫落酸調(diào)控植物腋芽已有不少研究，但在煙草上的研究甚少。研究結(jié)果表明，脫落酸能夠顯著抑制煙草腋芽伸長，與楊潔等[16，24]的研究結(jié)果一致，進(jìn)一步證實(shí)脫落酸對腋芽的負(fù)調(diào)控作用[14，25]。

碳、氮是煙草正常生長發(fā)育所必需的大量營養(yǎng)元素，其代謝過程也是煙草最基本的代謝過程，與煙草品質(zhì)密切相關(guān)。植物激素可通過調(diào)控?zé)熑~碳氮代謝達(dá)到改善煙葉品質(zhì)的目的。陳富彩[26]研究發(fā)現(xiàn)，施用外源GA3有利于煙草上部葉可溶性總糖和淀粉含量的增加以及轉(zhuǎn)化酶活性的提高，施用外源IAA可提高還原糖含量、全碳含量及淀粉酶活性。外源ABA可提高煙葉的類胡蘿卜素降解產(chǎn)物和香氣物質(zhì)，降低上部葉煙堿含量，有利于改善煙葉的內(nèi)在品質(zhì)[27-28]。研究結(jié)果表明，施用228 μmol/L的ABA提高了煙葉的氨基酸含量和第2節(jié)位、第3節(jié)位葉片的α-淀粉酶活性，但對于提高可溶性蛋白含量和淀粉含量沒有明顯效果。在停止處理后第4天至第8天時(shí)，施用90 μmol/L的ABA煙葉淀粉含量提高，說明植物激素可調(diào)控?zé)煵莸奶嫉x，與劉健康[29]的結(jié)果一致。

總糖和還原糖作為重要的碳水化合物，也是煙草品質(zhì)的重要指標(biāo)。打頂后涂抹NAA能夠增加總糖含量，提高烤煙的糖堿比[30]，噴施IAA能夠顯著提高可溶性總糖和還原糖含量[31]。研究結(jié)果表明，在停止處理后第4天至第8天時(shí)，228 μmol/L ABA處理煙葉的總糖和還原糖含量提高，與宋春艷等[32]的研究結(jié)果一致。

綜上所述，打頂后用ABA涂抹煙草腋芽在一定程度上抑制腋芽的生長，也在一定程度上影響對應(yīng)節(jié)位葉片的淀粉、總糖、還原糖、α-淀粉酶活力、可溶性蛋白和氨基酸等碳氮化合物，ABA濃度不同影響效應(yīng)也有差異。