李松剛，張 蕾，洪繼旺，何書強，楊子琴

（中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院熱帶作物品種資源研究所/國家熱帶果樹品種改良中心，海南 ?？?571101）

【研究意義】 龍眼（Dimocarpus longanLour.）是我國著名的熱帶亞熱帶特色果樹，正造龍眼坐果力極強，生產(chǎn)上往往需要疏果來保證果實品質(zhì)，耗費大量的人力和財力；而反季節(jié)龍眼在盛花后60 d 左右易出現(xiàn)大量落果，導致產(chǎn)量下降，嚴重制約了產(chǎn)業(yè)發(fā)展。因此，對龍眼產(chǎn)業(yè)來說，疏果和保果同樣重要，對龍眼果實負載調(diào)節(jié)研究顯得尤為重要。由于果實脫落在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益影響較大，因而在生產(chǎn)上常常采用各種措施來調(diào)控果實脫落，如噴施生長素類化合物可延緩果實脫落，采用乙烯合成抑制劑（如AVG，aminoethoxyvinylglycine）能有效防止果實脫落，采用乙烯作用抑制劑硫代硫酸銀也能抑制果實脫落［1-2］?！厩叭搜芯窟M展】在果實脫落前，果柄的離層部位會對脫落信號作出響應。果柄離層脫落調(diào)控受多種因素影響，乙烯-生長素平衡模式調(diào)控器官脫落已被人們普遍接受［3］。生長素從果實向果柄離層轉(zhuǎn)移的通量控制了乙烯的敏感性，碳水化合物脅迫會直接導致生長素的輸出受抑制，當生長素供應衰退時，離層對乙烯應答即啟動脫落信號［2］。乙烯可以誘導果實脫落，是主導植物器官脫落的關(guān)鍵激素。乙烯在油茶未成熟果實脫落中起重要作用，兩個CoACO基因是參與乙烯調(diào)控作用的關(guān)鍵基因［4］。150 mg/L 乙烯合成抑制劑AVG 處理后可增加大豆成花量（單株達192.43 朵）及產(chǎn)量（單株達39.12 g）；100 μmo/L乙烯促進劑ACC（1-aminocylopropane-1-carboxylic acid）處理的效果與150 mg/L AVG 處理相反，單株成花量僅為68.40 朵，單株產(chǎn)量僅為12.39 g［5］。乙烯促進棉花葉片的脫落，是通過促進纖維素酶（GhCel1）在離層的高表達和脫落區(qū)乙烯生物合成酶活性來實現(xiàn)［6］。內(nèi)源IAA 含量的增加有利于減少果實脫落，提高坐果，可能因為高濃度的IAA 影響了果實組織對乙烯的敏感性［7］。有研究認為蘋果小果脫落前乙烯爆發(fā)可能是導致種子中MDPIN1、MDARR5 和MDIAA3 轉(zhuǎn)錄水平降低的原因，通過抑制果實向離層的生長素極性運輸來調(diào)節(jié)小果狀態(tài)從而導致小果脫落［8］。Hagemann等［9］在芒果小果脫落的研究中發(fā)現(xiàn)，乙烯利誘導的脫落過程開始于果柄中生長素極性轉(zhuǎn)運能力的降低，隨后乙烯受體上調(diào)，最后果實中蔗糖濃度降低?！颈狙芯壳腥朦c】目前很少有對龍眼果實脫落調(diào)控藥劑綜合作用效果的研究。【擬解決的關(guān)鍵問題】本研究針對當前各潛在生長調(diào)節(jié)劑對龍眼果實發(fā)育調(diào)控效果展開研究，以期探索正造和反季節(jié)龍眼果實負載調(diào)節(jié)的配套試劑，為龍眼疏果及保果技術(shù)研發(fā)提供依據(jù)，輔助產(chǎn)業(yè)再升級。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗在中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院熱帶作物品種資源研究所國家熱帶果樹品種改良中心進行。試驗選擇發(fā)育良好、長勢和坐果相對一致的7 年生石硤龍眼樹20 株，正造龍眼樹3 月進入盛花期，盛花后50～60 d 對果穗進行藥劑處理；反季節(jié)龍眼樹5 月底催花，9 月初對果穗進行藥劑處理。

供試藥劑如下：百草枯（Sigma，856177）、乙烯利（上海華誼集團華原化工有限公司）、尿素（Biosharp，BS124）、2,4-D（阿拉丁，D104423）、活性氧清除劑DMTU（Zrbiorise，ZRXX13337）、IAA（索萊寶，I8020）。

1.2 試驗方法

1.2.1 正造龍眼疏果處理 2021 年5 月，在供試龍眼樹的不同方位各選擇生長勢基本一致的果穗，分別作如下處理：T1，環(huán)剝+去葉+清水浸泡果穗5 s（在距果穗基部約10 cm 處環(huán)剝韌皮部，寬度2 mm 深達木質(zhì)部，同時摘除環(huán)剝口以上葉片）；T2，20 mg/L 百草枯浸泡果穗5 s；T3，0.3 mL/L 40%乙烯利浸泡果穗5 s；T4，0.54 mL/L 40%乙烯利浸泡果穗5 s；T5，1 mL/L 40%乙烯利浸泡果穗5 s；T6，100 g/L 尿素浸泡果穗5 s；CK：以不作任何處理的果穗作為對照。每個處理3 次重復，每個重復10 個果穗。

1.2.2 反季節(jié)龍眼保果處理 2021 年9 月，在供試龍眼樹的不同方位各選擇生長勢基本一致的果穗，分別作如下處理：T1，環(huán)剝+1 mmol/L IAA浸泡果穗5 s；T2，環(huán)剝+去果（從果蒂處去除果實、保留完整果柄離層）+IAA（1 mmol/L 瓊脂糖凝膠）扣在原果實生長位置；T3，環(huán)剝+2 mg/L 2,4-D 浸泡果穗5 s；T4，環(huán)剝+4 mg/L NAA 浸泡果穗5 s；T5，環(huán)剝+1 g/L DMTU 浸泡果穗5 s；CK：以環(huán)剝+去葉+清水浸泡果穗5 s 作為對照（在距果穗基部約10 cm 處環(huán)剝韌皮部、寬度2 mm 深達木質(zhì)部，同時摘除環(huán)剝口以上葉片）。每個處理3 次重復，每個重復10 個果穗。

1.3 調(diào)查項目及方法

1.3.1 落果率調(diào)查 以處理當天為初始值（落果率0%）計算落果率動態(tài)，直至果穗果實全部落完。果實脫落的判定標準是用手指輕輕觸碰脫落即為落果。落果率（%）=累計落果數(shù)/初始果數(shù)×100。

1.3.2 果柄離層分離力調(diào)查 果柄離層分離力參照楊子琴等［10］方法采用拉力試驗機測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 環(huán)剝與藥劑處理對正造龍眼果穗疏果效果的影響

從圖1 可以看出，隨著時間的延長，各處理龍眼果穗的累積落果率逐漸升高，環(huán)剝處理可誘導100%龍眼果實在6 d 內(nèi)全部脫落；隨著乙烯利濃度的升高，乙烯利處理的龍眼果穗落果率逐漸升高，浸泡果穗10 d 后檢測到0.3 mL/L 40%乙烯利處理果穗的落果率為11.88%，0.54 mL/L 40%乙烯利處理果穗的落果率為36.47%，1 mL/L 40%乙烯利處理果穗的落果率為53.05%；百草枯處理后10 d 內(nèi)誘發(fā)29.23%的果實脫落，10 d 后落果趨緩；100 g/L 尿素處理可誘導龍眼果實10 d 內(nèi)出現(xiàn)35.43%的落果率，10 d 后落果量極少。跟蹤觀察處理1 個月后果實發(fā)育狀態(tài)發(fā)現(xiàn)，乙烯利處理的龍眼果穗果實脫落效果比百草枯和尿素更持久，且尿素處理對弱果的落果效果更顯著。

圖1 環(huán)剝與藥劑處理對正造龍眼疏果效果的影響Fig.1 Effects of girdling and chemical treatment on fruit thinning of on-season longan

2.2 環(huán)剝與藥劑處理對正造龍眼果穗果柄離層分離力的影響

正造龍眼坐果力極強，生產(chǎn)上往往需要通過疏果來達到樹體的合理負載平衡。研究表明，30%的果實疏除量在生產(chǎn)上最為合適［11］。由圖2 可知，正常坐果的龍眼果實果柄分離力在1 000 gf 以上，果實坐果牢固不易發(fā)生脫落，環(huán)剝?nèi)ト~處理可阻斷外源碳水化合物供應、迅速誘導全部果實脫落，果柄分離力在處理后第3 天下降到383.25 gf，達到不可逆脫落狀態(tài)。20 mg/L 百草枯處理可誘導一段時間內(nèi)龍眼果柄離層分離力出現(xiàn)下降狀態(tài)，處理后第1 天下降至880.80 gf，隨后持續(xù)下降，至處理后第5 天下降至谷底508.80 gf，隨后緩慢上升，至處理后10 d 上升至800 gf。隨著乙烯利處理濃度的升高，龍眼果柄分離力下降速度加快，當乙烯利處理濃度為0.3 mL/L時果柄離層分離力下降較慢，處理后10 d 內(nèi)未達到不可逆分離力臨界值；當乙烯利處理濃度達到0.54 mL/L 時，可誘導龍眼果實持續(xù)緩慢脫落；當乙烯利處理濃度達到1 mL/L 時，誘導果柄分離力更快速下降至脫落臨界值，且持續(xù)加速脫落。100 g/L 尿素處理可在10 d 內(nèi)達到果實疏果效果，且后期未脫落果實的果柄離層分離力逐漸上升。

圖2 環(huán)剝與藥劑處理對正造龍眼果柄離層分離力的影響Fig.2 Effects of girdling and chemical treatment on pedicel abscission layer separation force of on-season longan

2.3 環(huán)剝與藥劑處理對反季節(jié)龍眼果穗保果效果的影響

從圖3 可以看出，反季節(jié)龍眼果穗環(huán)剝處理可導致龍眼果實在6 d 內(nèi)全部脫落。當環(huán)剝?nèi)ト~處理的龍眼果穗果實完全脫落時，環(huán)剝+IAA 處理果穗落果率為78.72%，環(huán)剝+2,4-D 處理果穗的落果率為60.20%，環(huán)剝+NAA 處理果穗的落果率為69.43%，環(huán)剝+1DMTU 處理果穗的落果率為82.23%。IAA 和DMTU 浸泡果穗處理可抑制前期果柄離層對脫落信號的響應，并可延遲果實完全脫落2 d，但不能阻止果實脫落的進程；2,4-D 和NAA 浸泡果穗處理可抑制前期果柄離層對脫落信號的響應，并可延遲果實完全脫落3 d，但同樣不能阻止果實脫落的進程；而將果實沿果基部切除，采用含有IAA 的瓊脂糖扣在果柄上原來果實生長的位置，可以完全抑制果柄離層的分離。

圖3 環(huán)剝與藥劑處理對反季節(jié)龍眼碳水化合物脅迫下保果效果的影響Fig.3 Effects of girdling and chemical treatments on fruit preserving of off-season longan under carbohydrate stress

圖4 環(huán)剝與藥劑處理對反季節(jié)龍眼果柄離層分離力的影響Fig.4 Effects of girdling and chemical treatments on pedicel abscission layer separation force of off-season longan

2.4 環(huán)剝與藥劑處理對反季節(jié)龍眼果穗果柄離層分離力的影響

環(huán)剝+去葉處理可導致反季節(jié)龍眼果柄分離力迅速下降，在4 d 內(nèi)降至脫落不可逆狀態(tài)。環(huán)剝+IAA 和環(huán)剝+DMTU 浸泡果穗均可短暫延緩果柄分離力的下降趨勢，但在處理后6 d 果柄分離力也下降至500 gf。環(huán)剝+2,4-D、環(huán)剝+NAA 浸泡果穗處理較環(huán)剝+IAA、環(huán)剝+DMTU 處理在延緩離層分離力下降方面更有效，但不能阻止果柄離層分離力下降的趨勢，在處理后第7 天下降至300 gf。而環(huán)剝?nèi)ス?IAA 處理可完全抑制果柄離層分離力下降。

3 討論

很多研究表明乙烯與脫落相關(guān)的水解酶基因表達有密切關(guān)系［6,12-13］。葡萄幼果期乙烯敏感性調(diào)節(jié)了果實的脫落，連續(xù)的果柄極性生長素運輸導致乙烯感知降低，從而抑制脫落［14］，這與本研究結(jié)果相似，即增加乙烯效應的處理均對龍眼有疏果效果。脅迫條件可誘導植物組織產(chǎn)生大量H2O2，同時也會誘導器官脫落，因此H2O2被認為與器官脫落的誘導有關(guān)［15-17］，但是還沒有證據(jù)直接支持活性氧與乙烯產(chǎn)生有關(guān)，因此推測H2O2可能是通過影響IAA 的極性運輸來調(diào)控果實脫落。

反季節(jié)龍眼的坐果力相對于正造龍眼略弱，尤其在盛花后60 d左右容易出現(xiàn)短期的果實脫落。碳水化合物脅迫下其他各種保果措施只能延緩果實脫落，而不能抑制果實脫落。本研究發(fā)現(xiàn)，在環(huán)剝+藥劑處理后龍眼落果率不斷升高，采用含有IAA 的瓊脂糖取代果實扣在果柄傷口處可以完全抑制果柄離層的分離，直到處理后第9 天除環(huán)剝+去果+IAA 瓊脂糖處理果柄外果實均落完，表明去果后在切口覆蓋含有IAA 的瓊脂糖可以代替種子產(chǎn)生的IAA 而調(diào)節(jié)離層中IAA 及乙烯的平衡，延緩果實脫落，IAA 是果實輸出的脫落抑制信號，碳水化合物虧缺是導致果實IAA 合成和輸出障礙的原因。在不去果情況下，環(huán)剝+藥劑處理后第1～3 天落果幅度較小、均在11%以下，而第4 天落果率迅速上升，其中環(huán)剝+去葉+清水的對照落果率最高、達到31.62%，表明外源IAA、2,4-D、NAA 和DMTU 可一定程度降低碳水化合物脅迫誘導的前期落果。環(huán)剝+藥劑處理第7 天各處理落果率相近，且環(huán)剝+2,4-D 處理的落果率明顯低于其他藥劑處理，表明其在延緩碳水化合物脅迫誘發(fā)的果實脫落方面效果較好。

跨越脫落區(qū)的生長素極性轉(zhuǎn)運在脫落調(diào)節(jié)中比生長素的局部濃度更重要，IAA 在近軸端區(qū)域的積累加速了脫落酸和乙烯的生物合成，大量聚集的IAA 上調(diào)了離層活性氧的保護機制［7］。Jin 等［12］在楊樹葉片脫落研究中發(fā)現(xiàn)幾種生長素轉(zhuǎn)運蛋白在脫落過程中下調(diào)，抑制極性生長素轉(zhuǎn)運延遲了楊樹葉片脫落；乙烯信號不參與這些生長素轉(zhuǎn)運蛋白的調(diào)節(jié)和脫落區(qū)的形成，外源性生長素在沒有乙烯信號傳導的情況下延遲脫落，因此認為生長素可能獨立于乙烯信號傳導對細胞分離起作用。果實發(fā)育過程中會在種子中產(chǎn)生內(nèi)源IAA，而IAA 在果實脫落/坐果平衡中的作用眾所周知［3］。環(huán)剝+去葉處理可導致果實碳水化合物虧缺已經(jīng)被證實［18］，所產(chǎn)生的脫落信號進一步傳遞給果柄離層，誘發(fā)果實脫落，這說明碳水化合物虧缺減弱了IAA 在離層的影響，并將此信號傳導至果柄誘發(fā)龍眼果實脫落。

4 結(jié)論

果穗環(huán)剝+去葉所導致的碳水化合物脅迫可快速誘導龍眼果實脫落，而乙烯利、百草枯、尿素浸泡果穗也可以導致龍眼果實迅速脫落。IAA可代替果實的存在完全抑制龍眼果柄離層的分離，即IAA 從果實向果柄的極性運輸可抑制果柄離層對脫落信號的響應。疏果藥劑和保果藥劑的浸泡果穗處理結(jié)果表明乙烯、除草劑、尿素對正造龍眼有疏果效果，其中100 g/L 尿素效果最好；生長素類物質(zhì)可有效延緩反季節(jié)龍眼幼果期落果，但還不能抑制龍眼果實脫落進程。果實持續(xù)輸出的IAA 流可以完全抑制果柄分離，因此生產(chǎn)上建議從加強樹體碳水化合物積累著手保證果實IAA 持續(xù)合成及輸出。