郝鵬博,李 敏,譚 彬,鄭先波,葉 霞,李繼東,馮建燦

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué),河南 鄭州 450002)

31個桃品種(系)幼樹對外源GA3和PBZ的敏感性分析

郝鵬博,李 敏,譚 彬,鄭先波,葉 霞,李繼東,馮建燦*

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué),河南 鄭州 450002)

對31個桃品種(系)幼樹新梢的葉面噴施外源PBZ和GA3，然后進(jìn)行3個生長指標(biāo)(枝條初期生長量、枝條總生長量、節(jié)間長度)的調(diào)查,對不同桃品種(系)對外源GA3和PBZ的敏感性進(jìn)行了聚類分析。結(jié)果表明：與噴施清水對照相比,外源GA3處理后3個生長指標(biāo)均值均增大,PBZ處理后3個生長指標(biāo)均值均減小；特早紅、中桃5號、北京9號對外源GA3敏感性較高,春美、大久保等20個品種(系)對外源GA3敏感性較低;永蓮水蜜、中農(nóng)金輝等15個品種(系)對PBZ表現(xiàn)出較高的敏感性,紅花山桃、春美等6個品種(系)對PBZ表現(xiàn)出較低的敏感性。

桃;GA3;PBZ;敏感性

桃原產(chǎn)于我國,人工栽培歷史悠久。隨著我國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,桃樹栽培面積迅速擴(kuò)大,近幾年中國桃栽培面積和產(chǎn)量均居世界第1位[1-2]。然而我國桃樹栽培品種營養(yǎng)生長旺盛,在幼樹初果期新梢長度上表現(xiàn)最為明顯,對桃樹實(shí)現(xiàn)早結(jié)果和優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)造成影響[3];新梢太長還會增加修剪及生長調(diào)節(jié)劑施用等果園勞動量的投入,從而會降低果園的生產(chǎn)效率及果園經(jīng)濟(jì)效益[4]。就目前我國桃樹主要栽培方式為矮化密植栽培而言,合理地對桃樹生長量進(jìn)行調(diào)控對提高果園生產(chǎn)效率顯得尤為重要。

在桃樹果園管理中可使用植物生長調(diào)節(jié)劑來調(diào)控樹體大小。多效唑(Paclobutrazol, PBZ)作為生長抑制劑,通過抑制植物體內(nèi)源赤霉素的合成來減緩枝條伸長,縮短新梢節(jié)間長度[5]。張翠婷[6]對桃品種“大久?！边M(jìn)行PBZ處理,結(jié)果表明土施與葉面噴施PBZ均有效降低了大久保嫩梢生長及節(jié)間長度,處理后基本上不用夏剪。赤霉素(Gibberellin A3,GA3)是一種重要的植物激素,可顯著促進(jìn)植物營養(yǎng)生長。Hollender等[7]發(fā)現(xiàn)赤霉素受體基因PpeGID1c的1個無義突變導(dǎo)致桃樹樹體矮化,通過噴施外源GA3可以使正常桃品種枝條和節(jié)間顯著伸長,但對矮化突變桃樹并未產(chǎn)生顯著影響。GA2氧化酶(GA2ox)是赤霉素代謝過程中重要的降解酶,可有效地降低植物體內(nèi)活性赤霉素。El-Sharkawy等[8]在李中發(fā)現(xiàn)1株因GA2氧化酶基因PslGA2ox過量表達(dá)導(dǎo)致李樹體矮化、節(jié)間變短等表型特征。本課題組前期對PBZ和GA3調(diào)控桃樹體營養(yǎng)生長量進(jìn)行研究時發(fā)現(xiàn)不同桃樹品種對這兩種生長調(diào)節(jié)劑表現(xiàn)出不同的敏感性?；诖?我們以普通桃、油桃、蟠桃及觀賞桃共計31個品種(系)為研究對象,通過對其秋梢處理后生長指標(biāo)的分析,初步確定了不同品種對PBZ和GA3的敏感性,可以為PBZ和GA3調(diào)控桃樹體大小的機(jī)理研究提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2015年8～12月在河南省鄢陵縣張橋鄉(xiāng)苗圃基地進(jìn)行。選取桃品種(系)共31個,包含普通桃品種(系)17個(編號1～17)、油桃品種4個(編號18～21)、蟠桃品種2個(編號22～23)和觀賞桃品種8個(編號24～31),各品種的編號和名稱見表1。

表1 供試的31個桃品種(系)

1.2 處理方法

2015年8月10日,選取不同品種(系)長勢一致的一年生幼樹,保留主干上兩個長勢較旺的側(cè)枝,去除頂部枝條及其余部位側(cè)枝。實(shí)驗(yàn)以噴施清水為對照,分別進(jìn)行葉面噴施GA3(100 mg/L)和PBZ(2000 mg/L)處理,葉面噴施直至葉片藥液分布均勻、滴水為止；處理后24 h內(nèi)無降水。每個品種隨機(jī)選取3棵為1個小區(qū),每小區(qū)6個枝條,重復(fù)3次。

1.3 生長指標(biāo)的測量

分別于處理開始當(dāng)天(8月10日)、處理后2周(8月28日,枝條長度增加量在處理后14～21 d與對照差異較為明顯[9-10])、生長完全停止后(12月12日)對處理枝條長度進(jìn)行測量;前2周枝條長度增加量稱為初期生長量,到生長完全停止時的枝條長度增加量為總生長量。生長完全停止后(12月12日)對枝條節(jié)間長度進(jìn)行測量。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

敏感指數(shù)(IGS)[11]的計算公式如下:

數(shù)據(jù)處理在Excel軟件上進(jìn)行；t檢驗(yàn)與聚類分析在SPSS19.0軟件上進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 31個桃品種(系)對外源GA3和PBZ的反應(yīng)

對31個桃品種(系)分別進(jìn)行GA3與PBZ處理,并對初期生長量、總生長量、節(jié)間長度這3個生長指標(biāo)進(jìn)行測量，分別求出GA3和PBZ處理與對照間的差值，并通過t檢驗(yàn)判斷處理與對照間差異的顯著性。結(jié)果(表2)表明：經(jīng)外源GA3處理后,黃水蜜、中桃5號等8個品種(系)的枝條初期生長量與對照的差異達(dá)到顯著水平(P<0.05);黃水蜜、中農(nóng)金輝等6個品種(系)的枝條總生長量與對照的差異達(dá)到顯著水平;黃水蜜、早露蟠等4個品種(系)的節(jié)間長度與對照的差異達(dá)到顯著水平。經(jīng)PBZ處理后,大久保、黃水蜜等25個品種(系)的枝條初期生長量與對照的差異達(dá)到顯著水平;大久保、中農(nóng)金輝等22個品種(系)的總生長量與對照的差異達(dá)到顯著水平;松森、大久保等10個品種(系)的節(jié)間長度與對照的差異達(dá)到顯著水平。其中矮化品種紅壽星、粉壽星在外源GA3處理后生長指標(biāo)雖有所增加,但并未表現(xiàn)出顯著差異。生長量較大的品種如春美、紅花山桃在外源GA3與PBZ處理后生長指標(biāo)均沒有表現(xiàn)出顯著變化。

2.2 不同桃品種(系)對外源GA3的敏感性分析

對外源GA3處理與對照的生長指標(biāo)差值進(jìn)行統(tǒng)計分析,結(jié)果(表3)表明：經(jīng)GA3處理后，31個桃品種(系)的初期生長量平均增加8.80 cm,枝條總生長量平均增加12.43 cm,節(jié)間長度平均增加0.19 cm。表明經(jīng)外源GA3處理后3個生長指標(biāo)均有不同程度的增加。通過枝條初期生長量差值與總生長量差值的均值及變異系數(shù)對比可以發(fā)現(xiàn),外源GA3處理對后期枝條生長具有持續(xù)增長的效果,并且不同品種(系)表現(xiàn)出增長效果的差異不斷變大。

表2 經(jīng)外源GA3或PBZ處理后31個桃品種(系)生長指標(biāo)與對照的差值 cm

注:“/”表示沒有處理;“*”表示在0.05水平上差異顯著(P<0.05)。

表3 經(jīng)GA3處理后31個桃品種(系)生長指標(biāo)與對照間差值的統(tǒng)計分析結(jié)果

以枝條初期生長量、總生長量和節(jié)間長度對外源GA3的敏感系數(shù)為變量,對31個桃品種(系)進(jìn)行聚類分析,結(jié)果在平方Euclidean距離5處將其分為3類(圖1)。從圖1和表4可以看出：對外源GA3敏感性高的品種(系)為特早紅(編號6)、北京9號(14)和中桃5號(15)；敏感性中等的品種(系)有8個；敏感性低的品種(系)有20個，占供試總品種(系)數(shù)的65%；矮化品種紅壽星(30)與粉壽星(31)對外源GA3均表現(xiàn)出較低的敏感性。

表4 31個桃品種(系)對外源GA3敏感性的聚類結(jié)果

對PBZ處理與對照生長指標(biāo)均值的差值進(jìn)行統(tǒng)計分析，結(jié)果(表5)顯示,枝條初期生長量平均減小2.35 cm,枝條總生長量平均減小3.85 cm,節(jié)間長度平均減小0.08 cm。表明不同桃樹品種(系)經(jīng)PBZ處理后3個生長指標(biāo)均有所減小。

表5 31個桃品種(系)PBZ處理與對照生長指標(biāo)差值的統(tǒng)計分析結(jié)果

通過枝條初期生長量與總生長量差值的均值對比可以發(fā)現(xiàn),PBZ處理對后期枝條生長量仍有持續(xù)減小的效果。初期生長量均值差的變異系數(shù)較總生長量均值差有所減小,表明不同品種(系)桃樹后期枝條生長過程中PBZ作用不斷變小。通過3個生長指標(biāo)均值差的較高變異系數(shù)可以看出,PBZ處理對31個桃樹品種(系)生長整體影響較大。

以枝條初期生長量、總生長量和節(jié)間長度對PBZ的敏感系數(shù)為變量,對31個桃品種(系)進(jìn)行聚類分析。聚類分析結(jié)果(表6)表明：永蓮水蜜(1)、中農(nóng)金輝(18)等15個品種(系)對PBZ表現(xiàn)出較高的敏感性；秋甜(2)、中油14(19)等9個品種(系)對PBZ的敏感性適中；玉美人(3)、松森(4)、春美(9)、春蜜(11)、中油16(20)、紅花山桃(24)六個品種對PBZ的敏感性較低。

表6 不同桃品種(系)對PBZ的敏感性分類

圖1 31個桃品種(系)對GA3敏感系數(shù)的聚類分析結(jié)果

3 小結(jié)與討論

桃在我國人工栽培歷史悠久,果實(shí)多汁美味,深受人們喜愛。然而我國主要桃栽培品種年生長量大,樹冠易郁閉,對桃樹實(shí)現(xiàn)早結(jié)果和優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)造成影響。目前我國桃樹主要栽培方式為矮化密植型,較大的樹體生長量會增加果園管理量,降低果品質(zhì)量,同時也會引起結(jié)果部位外移、結(jié)果年限短等問題[12]。因此，合理地對桃樹生長量進(jìn)行調(diào)控對優(yōu)化果園生產(chǎn)效率尤為重要。

在生產(chǎn)中主要使用植物生長調(diào)節(jié)劑GA3和PBZ對樹體生長量進(jìn)行調(diào)節(jié)。GA3是重要的植物激素,主要作用為促進(jìn)植物營養(yǎng)生長,有效地使枝條長度和節(jié)間伸長。楊立峰等[13]對大小年現(xiàn)象嚴(yán)重的蘋果樹噴施GA3后,可在結(jié)果小年中使枝條有效變長,增加了果園產(chǎn)量,減小了結(jié)果大小年的現(xiàn)象。劉芳等[9]對9年生櫻桃進(jìn)行葉面噴施GA3,結(jié)果表明：外源GA3處理后14～21 d時新梢生長量比對照增加較為明顯,28 d后為對照的兩倍。PBZ是內(nèi)源GA3的合成生長抑制劑,可有效地縮短植物新梢節(jié)間長度,促進(jìn)短枝發(fā)育,增加葉片厚度,減弱樹體營養(yǎng)生長[14]。齊穎慧等[10]對曙光油桃進(jìn)行葉面噴布PBZ后,發(fā)現(xiàn)可顯著降低枝條和節(jié)間的長度,并增加葉片葉綠素含量,明顯提高了光合速率。本試驗(yàn)結(jié)果與前人的研究結(jié)果相似:外源GA3處理后31個桃品種(系)的枝條長度、節(jié)間長度均有不同程度的增加,而PBZ處理后則表現(xiàn)出枝條生長緩慢,節(jié)間變短,葉片畸變?yōu)榫砬鸂睢?/p>

胡文德等[11]對100份水稻種質(zhì)資源進(jìn)行了外源GA3敏感性比較研究,結(jié)果表明GA3處理后水稻6個相關(guān)性狀均值均增加,并且敏感性高的品種遠(yuǎn)低于敏感性低的品種。在本試驗(yàn)中，對31個桃品種(系)資源進(jìn)行外源GA3處理,對處理后的生長指標(biāo)進(jìn)行聚類分析,其中GA3的歸類結(jié)果與前人的研究相似,僅有3個品種被聚為敏感性高的一類,而有20個品種(系)被聚到敏感性低的一類。然而目前有關(guān)植物對PBZ敏感性的研究鮮有報道。

本試驗(yàn)結(jié)果表明：外源GA3能促進(jìn)桃新梢生長且使節(jié)間變長,而PBZ的作用則相反；在31個桃品種(系)資源中，特早紅、中桃5號、北京9號三個品種(系)對外源GA3的敏感性較高,春美、大久保等20個品種(系)對外源GA3的敏感性較低;永蓮水蜜、中農(nóng)金輝等14個品種(系)對PBZ的敏感性較高,紅花山桃、春美等6個品種(系)對PBZ的敏感性較低。

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(責(zé)任編輯:黃榮華)

Sensitivity Analysis of 31 Peach Variety (Line) Saplings to Exogenous GA3and Paclobutrazol

HAO Peng-bo, LI Min, TAN Bin, ZHENG Xian-bo, YE Xia, LI Ji-dong, FENG Jian-can*

(Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)

The leaves of new shoots of 31 peach variety (line) saplings were sprayed by exogenous GA3and paclobutrazol (PBZ), the three growth indexes (initial shoot growth, total shoot growth, and internode length) of these saplings in different treatments were investigated, and the sensitivity of various peach varieties (lines) to exogenous GA3and PBZ were studied by clustering analysis. The results showed that: in comparison with the control (spraying with pure water), the foliar application of exogenous GA3increased the average values of three growth indexes, while spraying with PBZ decreased the average values of three growth indexes. The results of clustering analysis indicated that: Tezaohong, Zhongtao 5 and Beijing 9 were highly sensitive to exogenous GA3; twenty varieties (lines) including Chunmei and Dajiubao were lowly sensitive to exogenous GA3; fifteen varieties (lines) such as Yonglianshuimi and Zhongnongjinhui had a higher sensitivity to PBZ; six varieties (lines) containing Honghuashantao and Chunmei had a lower sensitivity to PBZ.

Peach; Exogenous GA3; Paclobutrazol; Sensitivity

2016-07-19 基金項(xiàng)目：河南省高校科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)支持計劃(14IRTSTHN011);河南省重大科技專項(xiàng)(151100110900);河南省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體 系建設(shè)專項(xiàng)(S2014-11-G02)。

郝鵬博(1990─),男,河南許昌人,碩士研究生,主要從事經(jīng)濟(jì)林栽培與生理研究。*通訊作者:馮建燦。

S662.1

A

1001-8581(2017)01-0011-05