唐長生，王煜瀟，丁廣大，徐芳森，石 磊

（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳改良國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部長江中下游耕地保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/微量元素研究中心，湖北 武漢 430070）

油菜是我國主要的油料作物，種植面積和總產(chǎn)量均約占世界三分之一。菜籽油是國產(chǎn)食用植物油的第一大來源，年均產(chǎn)量1 300 多萬t，在我國食用油市場中具有舉足輕重的地位［1］。推動(dòng)油菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展是我國植物油供給安全的重要保障。

磷是植物生長發(fā)育所必需的第二大礦質(zhì)營養(yǎng)元素，它是核酸、磷脂、植素、ATP 等多種化合物的重要組成部分，積極參與植物體內(nèi)的生化合成、能量轉(zhuǎn)移、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等代謝過程，同時(shí)提高作物的抗逆性和適應(yīng)能力，在產(chǎn)量和品質(zhì)形成過程中起著重要的作用［2］。油菜是早期磷營養(yǎng)類型作物，早期缺磷所受的損害，即使后期有充足的磷營養(yǎng)，也無法補(bǔ)救。適量施用磷肥能大幅度增加油菜分枝數(shù)、每株角果數(shù)和每角果籽粒數(shù)，并在一定程度上提高籽粒千粒重，為高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)打下基礎(chǔ)［3］。

獨(dú)腳金內(nèi)酯（Strigolactones）是近年來發(fā)現(xiàn)的一種植物激素或其前體，它是一類天然的獨(dú)腳金醇化合物和人工合成類似物的總稱，它存在于所有植物中，在根中合成，一部分向地上部運(yùn)輸以調(diào)節(jié)植物的生長，另一部分直接釋放到土壤中以介導(dǎo)植物與土壤微生物及寄生植物間的信號(hào)交換［4-5］。獨(dú)腳金內(nèi)酯作為一類抑制植物分枝發(fā)育的植物激素，可與生長素和細(xì)胞分裂素協(xié)同調(diào)控植物的分枝生長［6-9］。

獨(dú)腳金內(nèi)酯的合成除了受遺傳調(diào)控外，還受環(huán)境條件比如土壤營養(yǎng)狀況的調(diào)控［4］。與正常磷處理相比，低磷處理的豆科植物紅苜蓿、非豆科植物西紅棉及水稻獨(dú)腳金內(nèi)酯的合成分泌顯著增加，當(dāng)轉(zhuǎn)入正常磷的營養(yǎng)液后獨(dú)腳金內(nèi)酯的合成分泌迅速下降［10-14］。獨(dú)腳金內(nèi)酯缺乏能誘導(dǎo)擬南芥?zhèn)雀男纬桑?5］。擬南芥施用獨(dú)腳金內(nèi)酯后根毛伸長，花青素積累，酸性磷酸酶活性增強(qiáng)，干重降低，表現(xiàn)出典型的缺磷癥狀［16］。低磷和低氮脅迫條件水稻野生型和獨(dú)腳金內(nèi)酯合成缺陷突變體（D10、D27和D3）種子根長均增加，根系密度均減少，正常磷和正常氮處理外源施用GR24 抑制了野生型和獨(dú)腳金內(nèi)酯合成缺陷突變體根系密度，癥狀與低磷、低氮脅迫相似，說明獨(dú)腳金內(nèi)酯參與水稻根系調(diào)控［17-18］。此外，氮、磷缺乏和外源施用GR24 都減少了水稻生長素在野生型D10和D27突變體中的運(yùn)輸［18］。

油菜缺磷苗期老葉出現(xiàn)紫紅色，根系生長受阻，成熟期分枝數(shù)顯著減少，可能與低磷時(shí)獨(dú)腳金內(nèi)酯合成增加和向地上部的分配增強(qiáng)有關(guān)。本課題擬通過營養(yǎng)液培養(yǎng)和全生育期根箱土培試驗(yàn)，研究外源獨(dú)腳金內(nèi)酯及其抑制劑對(duì)不同磷條件下油菜根系形態(tài)和地上部生長的影響，研究結(jié)果可為磷肥減施增效條件下通過獨(dú)腳金內(nèi)酯及其抑制劑調(diào)控油菜根系形態(tài)、地上部分枝，提高作物產(chǎn)量提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試油菜品種為長江中下游主推品種“中雙11 號(hào)”，該品種由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所選育，為半冬性常規(guī)甘藍(lán)型油菜品種。試劑為GR24（人工合成的獨(dú)腳金內(nèi)酯）和TIS108（人工合成的獨(dú)腳金內(nèi)酯抑制劑）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 營養(yǎng)液培養(yǎng)試驗(yàn)

進(jìn)行營養(yǎng)液培養(yǎng)的聚乙烯塑料盆規(guī)格為35 cm×22 cm×5 cm（長×寬×高），上方為打有12 孔的黑色KT 幼苗定植板，盆體外壁四周用黑油漆涂黑以避光。播種前，先用去離子水將種子浸泡過夜，然后將紗布覆在育苗盆上并用槍頭和細(xì)繩固定邊緣，裝滿去離子水后將種子均勻播在紗布上，待發(fā)芽后子葉完全展開、主根長度4 ～6 cm 時(shí)（約6 d），選取長勢(shì)較一致的幼苗用海綿輕輕裹住幼苗下胚軸（避免夾到根部）將其根部通過黑色KT 板上的圓孔放入盛裝3 L 營養(yǎng)液的塑料盆中。試驗(yàn)采用霍格蘭大量營養(yǎng)元素營養(yǎng)液和阿農(nóng)微量元素營養(yǎng)液［19］，具體配方如下，大量元素（g/L）:KNO30.51，KH2PO40.14，MgSO4·7H2O 0.49，Ca（NO3）2·4H2O 1.18，K2SO40.09； 微 量 元 素（mg/L）: 鐵鹽（EDTA-Fe）32.5，H3BO32.84，CuSO4·5H2O 0.08；ZnSO4·7H2O 0.22，MnCl2·4H2O 1.81，Na2MoO4·2H2O 0.09。初始營養(yǎng)液的濃度為全營養(yǎng)液濃度的1/4，每5 d 更換一次，濃度依次為1/2 全營養(yǎng)液、全營養(yǎng)液。GR24 和TIS108 濃度梯度試驗(yàn)均在正常磷條件下進(jìn)行，試驗(yàn)設(shè)置5 個(gè)濃度處理，分別為0、0.01、0.1、1 和5 μmol/L，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)12 株，采取完全隨機(jī)設(shè)計(jì)。分別在培養(yǎng)8、15 和22 d 取樣，測定根系形態(tài)性狀。通過上述篩選試驗(yàn)確定了適合本研究的GR24 和TIS108 的濃度分別為5 和0.1 μmol/L，再設(shè)置低磷（5 μmol/L）、低磷添加GR24、低磷添加TIS108、正常磷、正常磷（250 μmol/L）添加GR24、正常磷添加TIS108 共6 個(gè)處理，每個(gè)處理3 個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)共12 株油菜，采取完全隨機(jī)設(shè)計(jì)。KH2PO4為試驗(yàn)用磷的來源，低磷不同梯度處理添加一定量的K2SO4以保證各處理鉀肥量相同。每次更換營養(yǎng)液時(shí)均根據(jù)各處理要求添加GR24 或TIS108。

試驗(yàn)在光照培養(yǎng)室中進(jìn)行，光照培養(yǎng)室光照強(qiáng)度為300 ～320 μmol/（m2·s），空氣相對(duì)濕度為65%～80%，光照周期為16 h/8 h（光照/黑暗），溫度22℃。

1.2.2 根箱土培試驗(yàn)

采用自制根箱進(jìn)行全生育期土培。試驗(yàn)用土壤為華中農(nóng)業(yè)大學(xué)校內(nèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)基地的黃棕壤，其基本理化性狀如下:pH 值6.84（1∶5），有機(jī)質(zhì)為5.2 g/kg，全氮為0.25 g/kg，有效磷（Olsen-P）為2.2 mg/kg。根箱規(guī)格為67 cm×18 cm×98.5 cm（長×寬×高）［20］，根箱下層78.5 cm（從底部往上）填裝無施肥處理的土壤，根箱上部20 cm 填裝30 kg 與肥料混勻的土。根層土施肥量按每千克土施N 0.2 g、P2O50.15 g（正常磷）/0.005 g（低磷）、K2O 0.20 g，以（NH4）2SO4、KH2PO4和KCl 為 肥源。并按每千克土施1 mL Anon 微量元素營養(yǎng)液和EDTA-Fe 5 mL（濃度為0.05 mmol/L）（以上試劑均為化學(xué)純）。2014 年10 月24 日播種，播種后覆蓋薄膜2 d，種子萌發(fā)約1 ～2 cm 后揭開薄膜。兩周后間苗，每個(gè)根箱按相同株距留苗9 株，油菜生長期以去離子水澆灌，5 周后定苗3 株。試驗(yàn)設(shè)低磷、低磷噴施GR24、低磷噴施TIS108 和正常磷4 個(gè)處理，每個(gè)處理3 個(gè)根箱，每個(gè)根箱3 株油菜。分別在五葉期（35 d）、抽薹期（140 d）和成熟期（210 d）取樣考察相應(yīng)指標(biāo)。GR24 濃度為5 μmol/L，TIS108 濃度為0.1 μmol/L，五葉期取樣后開始進(jìn)行噴施處理，開第一朵花后停止噴施，期間每周噴施一次，以葉面布滿霧滴為度。

1.3 相關(guān)指標(biāo)測定

1.3.1 根系形態(tài)

營養(yǎng)液培養(yǎng)油菜根系形態(tài):油菜從營養(yǎng)液中取出，用剪刀將根系和地上部剪斷分開，用蒸餾水將油菜根系洗干凈，用直尺直接測量主根長度，再將根系放入盛有蒸餾水的透明淺盤中，用鑷子小心把根系展開，將淺盤置于根系掃描儀上，掃描根系，圖像存入計(jì)算機(jī)，用根系圖像分析軟件（WinRhizo Pro，Régent Instruments，Canada）對(duì)根系形態(tài)進(jìn)行分析。

根箱土培油菜根系形態(tài):五葉期將油菜根系從土壤中取出，用直尺直接測量主根長度，然后用根系掃描儀進(jìn)行掃描。抽薹期和成熟期根系很大，取樣時(shí)盡可能保持根系完整，然后按一級(jí)側(cè)根分開分別用根系掃描儀進(jìn)行掃描，盡量減少根系重疊，獲取圖片，用WinRhizo 軟件分析根系形態(tài)，最后得出主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積、根尖數(shù)等指標(biāo)。

1.3.2 干重和磷含量

不同生育期地上部和根系樣品，105℃殺青30 min，80℃烘干至恒重，稱量地上部干重和根系干重，計(jì)算根冠比，之后用植物粉碎機(jī)磨碎測定植物全磷含量。把磨碎的樣品（約為0.1 g）轉(zhuǎn)入50 mL消化管，H2SO4?H2O2消煮后采用鉬銻抗比色法、流動(dòng)注射分析儀（FIAstar5000 analyzar，F(xiàn)OSS，丹麥）測定磷濃度［21］。

1.3.3 根系和地上部生長素含量

營養(yǎng)液培養(yǎng)21 d 時(shí)進(jìn)行油菜根系和地上部取樣。取0.5 g 以上樣品放入1.5 mL 離心管，液氮冷凍，-70℃超低溫冰箱保存至激素測定。激素測定時(shí)，樣品用液氮研磨、搖床脫色、加buffer 液處理，然后放置于質(zhì)譜專用上樣瓶內(nèi)，采用超快速液相色譜法進(jìn)行測定［22］。

1.3.4 成熟期油菜分枝數(shù)、株高、產(chǎn)量

成熟期測定不同處理每株油菜株高和分枝數(shù)，油菜種子收獲后曬干（含水量不高于10%）稱取種子產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用Excel 2010 軟件計(jì)算平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)誤；采用SPSS 18.0 進(jìn)行單因素方差分析和差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 GR24 和TIS108 對(duì)油菜苗期根系形態(tài)和地上部生長的影響

2.1.1 正常磷不同濃度外源GR24 和TIS108 對(duì)油菜苗期根系形態(tài)的影響

正常磷（NP）以及NP 添加不同濃度GR24 處理油菜主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積和根尖數(shù)均表現(xiàn)為GR24 濃度越大，對(duì)根系的抑制效果越強(qiáng)，其中8 d 時(shí)NP 處理主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積和根尖數(shù)均顯著長（大）于NP+1 μmol/L GR24 和NP+5 μmol/L GR24處理；15 d 時(shí)NP 處理總根長、根系總表面積、根系總體積顯著高（大）于NP+0.1 μmol/L GR24，主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積和根尖數(shù)顯著高（大）于NP+1 μmol/L GR24 和NP+5 μmol/L GR24 處理；22 d 時(shí)，NP 處理主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積、根尖數(shù)顯著高（大）于NP+1 μmol/L GR24 和NP+5 μmol/L GR24處理（表1）。

NP 以及NP 添加不同濃度TIS108 處理油菜主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積和根尖數(shù)均表現(xiàn)為低濃度TIS108 促進(jìn)根系生長，高濃度TIS108 抑制根系生長，其中8 和15 d 時(shí) 0.01 μmol/L TIS108 促進(jìn)作用最強(qiáng)，22 d 時(shí)0.1 μmol/L TIS108對(duì)根系的促進(jìn)作用大于0.01 μmol/L TIS108。8 d時(shí)NP+0.01 μmol/L TIS108 處理根系總表面積、根系總體積和根尖數(shù)顯著高于NP，而NP+5 μmol/L TIS108 處理主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積和根尖數(shù)均顯著低于NP 處理。15 d 時(shí)NP+0.1 和0.01 μmol/L TIS108 處理根尖數(shù)均顯著高于NP 處理，但主根長、根系總表面積、根系總體積無顯著差異；NP+ 1 和5 μmol/L TIS108 處理總根長、根系總表面積和根系總體積均顯著低于NP 處理。22 d時(shí)NP+0. 1 μmol/L TIS108 處理主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積和根尖數(shù)均顯著高于NP 處理，而NP+5 μmol/L TIS108 處理上述根系參數(shù)除根系總體積外均顯著低于NP 處理（表2）。

表1 不同濃度GR24 處理中雙11 號(hào)的主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積、根尖數(shù)

表2 不同濃度TIS108 處理中雙11 號(hào)的主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積、根尖數(shù)

根據(jù)苗期不同濃度GR24 和TIS108 處理油菜根系和地上部生長的差異，確定后續(xù)試驗(yàn)中采用的GR24 濃度為5 μmol/L，TIS108 濃度為0.1 μmol/L。

2.1.2 不同磷水平外源GR24 和TIS108 對(duì)油菜根系形態(tài)的影響

7 d 時(shí)NP 處理油菜根系總體積和根尖數(shù)均顯著大（多）于LP 處理。兩個(gè)磷水平，TIS108 均表現(xiàn)為促進(jìn)根系生長，GR24 均表現(xiàn)為抑制根系生長。其中，NP 處理施用TIS108 主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積和根尖數(shù)均顯著高于GR24；LP 處理施用TIS108 主根長、總根長、根系總表面積和根系總體積均顯著高于GR24（表3）。

14 d 時(shí)NP 處理油菜總根長、根系總表面積和根系總體積均顯著長（大）于LP 處理。兩個(gè)磷水平施用TIS108 均表現(xiàn)為促進(jìn)根系生長，施用GR24 均表現(xiàn)為抑制根系生長。其中，NP 處理施用TIS108 總根長、根系總表面積、根系總體積、根尖數(shù)顯著長（大、多）于施用GR24；LP 處理施用TIS108 主根長、總根長和根系總體積顯著長（大、多）于施用GR24（表3）。

21 d 時(shí)NP 處理油菜總根長、根系總表面積、根系總體積和根尖數(shù)均顯著長（大）于LP 處理。不同磷水平施用TIS108 均顯著促進(jìn)了上述根系指標(biāo)，而施用GR24 均顯著抑制了上述根系指標(biāo)（除根尖數(shù)）（表3）。NP 處理，施用TIS108 和GR24主根長均表現(xiàn)為抑制，但GR24 的抑制作用更強(qiáng)；而LP 處理，施用TIS108 促進(jìn)了主根伸長，施用GR24 抑制了主根伸長（表3）。

表3 低磷和正常磷GR24 和TIS108 處理中雙11 號(hào)主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積、根尖數(shù)

2.1.2 不同磷水平外源GR24 和TIS108 處理油菜根系和地上部干重

7、14 和21 d，油菜NP+TIS108 和NP 處理地上部干重均顯著大于LP 和LP+GR24 處理，根冠比則相反（表4）。兩個(gè)磷水平，TIS108 均促進(jìn)了油菜地上部和根的生長，而GR24 則表現(xiàn)相反。其中，7 d 時(shí)LP 3 個(gè)處理地上部干重:LP+TIS108 顯著大于LP，LP 顯著大于LP+GR24；NP 3 個(gè)處理中NP+TIS108顯著大于NP 和NP+GR24；兩個(gè)磷水平TIS108 處理根干重均顯著大于GR24 處理。14 和21 d 時(shí)，LP 3 個(gè)處理中LP+TIS108 地上部干重顯著大于LP和LP+GR24，NP+TIS108 和NP 處理地上部干重顯著大于LP（表4）；兩個(gè)磷水平TIS108 處理根干重均最高，GR24 處理根干重均最低（表4）。7、14和21 d，LP+GR24 處理根冠比均大于NP+GR24，LP 處理根冠比均大于NP；7 和14 d，LP+TIS108處理根冠比均大于NP+TIS108。但21 d 兩個(gè)處理根冠比無顯著差異（表4）。

表4 低磷、正常磷GR24 和TIS108 處理中雙11 號(hào)地上部和根系干重、根冠比

2.1.3 不同磷水平外源GR24 和TIS108 處理油菜根和地上部磷含量

兩個(gè)磷水平，油菜地上部和根系磷含量均表現(xiàn)為TIS108 處理最高，GR24 處理最低，施用GR24顯著降低了地上部和根系磷含量，而施用TIS108顯著提高了地上部和根系磷含量（圖1）。

圖1 低磷和正常磷GR24 和TIS108 處理中雙11 號(hào)根系和地上部磷含量（21 d）

2.1.4 不同磷水平外源GR24 和TIS108 處理油菜地上部和根系生長素含量

與NP 處理比較，LP 處理油菜根系生長素濃度顯著降低，但兩個(gè)磷處理地上部生長素濃度沒有顯著差異（圖2）。低磷時(shí)，TIS108 處理地上部生長素濃度顯著低于LP 和LP+GR24 處理；正常磷時(shí)，TIS108 處理和GR24 處理地上部生長素濃度均顯著降低，其中TIS108 處理降低幅度顯著大于GR24 處理（圖2 A）。低磷時(shí)，TIS108 處理根系生長素濃度顯著增加，GR24 處理根系生長素濃度顯著降低；正常磷時(shí)，GR24 處理根系生長素濃度顯著降低，但NP 和NP+TIS108 處理生長素濃度無顯著差異（圖2 B）。

2.2 低磷脅迫噴施GR24 和TIS108 對(duì)油菜全生育期根系和地上部生長的影響

2.2.1 低磷脅迫噴施GR24 和TIS108 油菜根系形態(tài)的差異

抽薹期和成熟期NP 處理油菜主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積和根尖數(shù)均顯著大（長、多）于LP+GR24、LP 和LP+TIS108 處理（表5）。其中，抽薹期LP+TIS108 處理總根長和根系總表面積顯著大于LP；LP+TIS108 處理主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積和根尖數(shù)均顯著大（長、多）于LP+GR24；LP 處理主根長、總根長和根尖數(shù)均顯著大（長、多）于LP+GR24（表5）。成熟期LP+TIS108 處理主根長、根系總表面積、根系總體積和根尖數(shù)均顯著大于LP+GR24 處理；LP處理主根長和根尖數(shù)均顯著大于LP+GR24 處理（表5）。

圖2 低磷和正常磷水平GR24 和TIS108 處理中雙11 號(hào)地上部和根系生長素含量（21 d）

表5 低磷脅迫噴施GR24 和TIS108 中雙11 號(hào)主根長、總根長、根系總表面積、根系總體積、根尖數(shù)

2.2.2 低磷脅迫噴施GR24 和TIS108 油菜地上部和根干重以及磷含量

苗期NP 處理油菜地上部干重1.63 g/株，顯著高于LP 處理（0.98 g/株），但根干重NP 和LP 處理分別為0.10 和0.09 g/株，無顯著差異。抽薹期和成熟期油菜NP 處理地上部和根系干重均顯著大于LP+GR24、LP 和LP+TIS108 處理（圖3）；LP+TIS108 處理地上部干重大于LP 處理，LP 處理顯著大于LP+GR24處理（圖3 A）；LP+TIS108 處理根系干重顯著大于LP 處理，LP 處理大于LP+GR24 處理（圖3 B）。

圖3 低磷脅迫噴施GR24 和TIS108 中雙11 號(hào)地上部和根系干重

苗期NP 處理油菜地上部和根系磷含量均顯著大于LP 處理。抽薹期以及成熟期NP 處理油菜地上部和根系磷含量均顯著大于LP+TIS108、LP和LP+GR24LP 處理。抽薹期地上部磷含量LP+TIS108 處理顯著大于LP 和LP+GR24 處理，但LP和LP+GR24 處理磷含量無顯著差異（圖4 A）；抽薹期根系磷含量NP 和LP+TIS108 處理之間、LP+TIS108 和LP 處理之間均無顯著差異（圖4 B）。成熟期地上部磷含量LP+TIS108 和LP 處理之間無顯著差異，均顯著大于LP+GR24 處理（圖4 A）。成熟期根系磷含量LP+TIS108、LP 和LP+GR24 3 個(gè)處理之間沒有顯著差異（圖4 B）。

苗期至抽薹期NP、LP 處理油菜地上部磷含量均呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，但抽薹期至成熟期不同處理地上部磷含量均表現(xiàn)為增加趨勢(shì)（圖4 A）。苗期至抽薹期，抽薹期至成熟期不同處理根系磷含量均呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)（圖4 B）。

圖4 低磷噴施GR24 和TIS108 中雙11 號(hào)地上部和根系磷含量

2.2.3 低磷脅迫噴施GR24 和TIS108 油菜株高、分枝數(shù)和產(chǎn)量

NP 處理油菜株高、分枝數(shù)和產(chǎn)量顯著高（多）于LP+GR24、LP 和LP+TIS108 處理（圖5）。LP+GR24處理株高顯著高于LP+TIS108 處理，但LP+GR24和LP 處理之間，LP 和LP+TIS108 處理之間株高均無顯著差異（圖5A）。LP+TIS108 和LP 處理分枝數(shù)無顯著差異，但均顯著大于LP+GR24 處理（圖5 B）。 LP+TIS108 處理油菜產(chǎn)量顯著大于LP+GR24，但LP+TIS108 和LP 處 理，LP 和LP+GR24 處 理 之間產(chǎn)量均沒有顯著差異（圖5 C）。

圖5 低磷脅迫噴施GR24 和TIS108 中雙11 號(hào)株高、有效分枝數(shù)和產(chǎn)量

3 討論

3.1 獨(dú)腳金內(nèi)酯對(duì)根系發(fā)生發(fā)育的影響

根系是植物吸收養(yǎng)分和水分的主要器官，從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的角度來看，一個(gè)優(yōu)良的作物品種應(yīng)擁有合理的根系形態(tài)構(gòu)型，才能有效利用土壤中的養(yǎng)分和水分，從而實(shí)現(xiàn)地上部的優(yōu)良性狀（株型、葉型、光合效率、收獲指數(shù)等）［23］。獨(dú)腳金內(nèi)酯在植物根系的發(fā)生和發(fā)育中起著重要作用［15，24-26］。

本研究正常磷和低磷處理GR24 均抑制主根伸長和側(cè)根發(fā)育，根系磷含量減少，根系干重下降，而TIS108 處理促進(jìn)了主根伸長和側(cè)根發(fā)育，進(jìn)而增加了根系干重和根系磷含量（表3～5；圖1、3、4），該研究結(jié)果與擬南芥［15，24-26］和水稻［17-18］中的研究結(jié)果一致。正常磷和低磷處理分別添加GR24 和TIS108，均表現(xiàn)為GR24 處理根系生長素含量降低，TIS108 處理根系生長素含量增加；并且，低磷時(shí)GR24 處理地上部生長素含量增加，TIS108 處理地上部生長素含量降低（圖2），該研究結(jié)果與馮凡等水稻中的研究結(jié)果一致［14］，說明獨(dú)腳金內(nèi)酯可能通過調(diào)控生長素從地上部向根系的極性運(yùn)輸進(jìn)而調(diào)控植物根系生長發(fā)育。

此外，本研究營養(yǎng)液培養(yǎng)，在0 ～5 μmol/L范圍內(nèi)，隨著獨(dú)腳金內(nèi)酯（GR24）濃度的增加，油菜根系和地上部生長受到的抑制越來越嚴(yán)重（表1）。胡超等［27］研究表明1 μmol/L GR24 能夠有效緩解漬水影響，促進(jìn)油菜根系和地上部干物質(zhì)積累。Ma 等［28］研究表明，1.8 μmol/L GR24 能促進(jìn)鹽脅迫下油菜生長、光合效率，減輕氧化脅迫。本研究與該研究結(jié)果不完全一致，原因可能為兩者油菜培養(yǎng)方法、獨(dú)腳金內(nèi)酯類型及其施用方式不完全一致。此外，本研究結(jié)果表明0.1 μmol/L 獨(dú)腳金內(nèi)酯合成抑制劑（TIS108）能夠顯著促進(jìn)油菜根系和地上部生長（表2）。

3.2 獨(dú)腳金內(nèi)酯對(duì)地上部分枝、株高和產(chǎn)量的影響

土壤磷缺乏時(shí)，根中獨(dú)腳金內(nèi)酯增加，主根生長受到抑制，側(cè)根和根毛密度和長度增加，增強(qiáng)根系對(duì)磷的吸收；同時(shí)，獨(dú)腳金內(nèi)酯也會(huì)運(yùn)輸?shù)降厣喜浚种频厣喜糠种?，根冠比增大?9］。此外，在植物響應(yīng)缺磷脅迫的信號(hào)通路中，獨(dú)腳金內(nèi)酯是能夠從根向地上部運(yùn)輸?shù)南到y(tǒng)信號(hào)［30］。中雙11 號(hào)成熟期NP 處理的株高、分枝數(shù)、單株產(chǎn)量均顯著大于LP 處理（圖5）。低磷脅迫噴施GR24 地上部干重和磷含量減小，噴施TIS108 地上部干重和磷含量增加（圖3 和5）。油菜株高LP+GR24 和LP+TIS108 處理分別顯著高于和低于LP 處理（圖5），表明磷脅迫條件下噴施GR24 對(duì)油菜株高有促進(jìn)作用，噴施TIS108 對(duì)株高有抑制作用。油菜分枝數(shù)和產(chǎn)量LP+TIS108 和 LP+GR24 處理顯著多（高）于LP 處理（圖5），表明低磷脅迫噴施GR24油菜分枝減少，產(chǎn)量降低；噴施TIS108 油菜分枝數(shù)增加，產(chǎn)量增加。該結(jié)果與水稻中的研究結(jié)果一致［31-32］，說明獨(dú)腳金內(nèi)酯能夠通過抑制分枝作用降低產(chǎn)量。分枝是植物株型決定的重要因素，生理上主要由生長素、獨(dú)腳金內(nèi)酯和細(xì)胞分裂素3 類激素調(diào)節(jié)。獨(dú)腳金內(nèi)酯的分枝抑制作用主要通過兩種方式實(shí)現(xiàn):一種是在水稻、豌豆中通過 TCP 轉(zhuǎn)錄因子OsTB1/PsBRC1 在獨(dú)腳金內(nèi)酯下游作用抑制腋芽外生；另一種是在擬南芥中獨(dú)腳金內(nèi)酯觸發(fā)莖木質(zhì)部薄壁細(xì)胞質(zhì)膜上的生長素外運(yùn)載體PIN1 快速移動(dòng)來減少生長素極性運(yùn)輸［9，33-35］。低磷脅迫、噴施獨(dú)腳金內(nèi)酯抑制劑TIS108 可以通過增加分枝數(shù)來減少低磷脅迫對(duì)油菜產(chǎn)量的影響。

4 結(jié)論

不同磷水平施用外源GR24（5 μmol/L）均抑制油菜根系生長，表現(xiàn)為主根長變短，總根長、根系總表面積、根系總體積、根尖數(shù)減?。ㄉ?、短），根干重減小，根系磷濃度和生長素濃度降低，地上部生長素濃度增加，獨(dú)腳金內(nèi)酯可能通過抑制生長素從地上部向根系的極性運(yùn)輸，進(jìn)而抑制植物根系生長。不同磷水平外源施用TIS108（0.1 μmol/L）均能促進(jìn)油菜根系生長，主要表現(xiàn)為主根長變長，總根長、根系總表面積、根系總體積、根尖數(shù)增大（加、長），根干重增加，根系磷濃度和生長素含量增加，地上部生長素濃度減小，獨(dú)腳金內(nèi)酯合成抑制劑可能通過促進(jìn)生長素從地上部向根系的極性運(yùn)輸，進(jìn)而促進(jìn)植物根系生長。低磷脅迫噴施GR24 株高增加，分枝數(shù)減少，產(chǎn)量降低；噴施TIS108 株高降低，分枝數(shù)增加，產(chǎn)量增加。分離克隆油菜中獨(dú)腳金內(nèi)酯合成相關(guān)基因及其調(diào)控因子，揭示不同時(shí)期這些基因的功能，將進(jìn)一步明確減磷條件下油菜獨(dú)腳金內(nèi)酯的作用及其合成抑制劑的應(yīng)用前景。