張海旺,張文臣,劉麗娜,王洪江,陳海江
(1 遼寧省旱地農(nóng)林研究所,朝陽(yáng) 122000)(2 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院)
桃[Prunus persica(L.)Batsch]為速生、早果的樹種,但其有效的經(jīng)濟(jì)栽培年限短,因此如何提高桃樹單位面積產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益至關(guān)重要[1]。
極性是植物的共性,主要指生物軸兩端的差異性與相關(guān)關(guān)系,極性的成因主要是由生長(zhǎng)激素的不均衡分布所帶來的營(yíng)養(yǎng)及細(xì)胞差異所致[2]。植物激素是在植物體內(nèi)合成并運(yùn)送到別處起作用,對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育起著重要的調(diào)控作用的物質(zhì)[3]。果樹上已知的主要激素種類有生長(zhǎng)素、赤霉素、細(xì)胞分裂素、脫落酸和乙烯等[4]。Bangerth[5]在激素信號(hào)調(diào)節(jié)假說中提出IAA、GA、CTK、ABA 等植物激素是果樹營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)之間轉(zhuǎn)化過程中的重要調(diào)控因子。植物內(nèi)源激素對(duì)生理現(xiàn)象的影響,不僅表現(xiàn)在其絕對(duì)含量的高低,而且與各種激素間的相對(duì)比值密切相關(guān),各激素間相克相成,相互制約而又相互促進(jìn),其結(jié)果就產(chǎn)生一種平衡狀態(tài),這種平衡比單純一種激素的作用更為重要[6]。研究證實(shí),桃樹的生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)弱,并不是單一激素起作用,而是多種激素共同作用的結(jié)果,特別是促進(jìn)與抑制生長(zhǎng)激素的平衡對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生重要作用[7]。
目前針對(duì)蘋果[8]、梨[9]、核桃[10]等果樹器官和組織中內(nèi)源激素分布研究較多,對(duì)內(nèi)源激素在果樹上的研究主要集中在內(nèi)源激素對(duì)花芽休眠時(shí)期的調(diào)控,花芽分化不同時(shí)期內(nèi)源激素的變化規(guī)律及控制因子[11-14],還有果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育過程中內(nèi)源激素的變化以及不同開張角度、不同修剪方式對(duì)果樹內(nèi)源激素的影響[3,8,15]。但對(duì)桃樹不同部位以及方位內(nèi)源激素分布的研究尚未見報(bào)道。因此,本試驗(yàn)以6 年生單主干形燕紅和沙紅桃樹為試材,研究不同部位和方位成熟果實(shí)、樹皮、枝皮以及枝條中內(nèi)源激素含量,旨在更好地了解成熟果實(shí)、樹皮、枝皮以及枝條中激素分布狀態(tài),以期為更深層次研究?jī)?nèi)源激素與桃樹整形修剪提供理論依據(jù)。
選取生長(zhǎng)勢(shì)一致的6 年生單主干形燕紅和沙紅2 個(gè)桃品種,試驗(yàn)采用單株小區(qū),重復(fù)3 次。將選定試驗(yàn)樹標(biāo)定為基部、中部、上部3 個(gè)部分,每部分按著生位置再分為背上、水平和背下3 個(gè)方位。
于5 月新梢旺長(zhǎng)期,采集1 年生枝條、1 年生枝皮、多年生樹皮,果實(shí)成熟期采集果實(shí),用冰壺帶回,液氮速凍,低溫保存?zhèn)溆?。采用Elx 800 酶標(biāo)儀的酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法[16]測(cè)定赤霉素(GA)、生長(zhǎng)素(IAA)、玉米素核苷(ZR)、脫落酸(ABA)4 種內(nèi)源激素的含量(由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)提供試劑盒)。
對(duì)單主干形燕紅和沙紅不同部位內(nèi)源激素研究發(fā)現(xiàn),2 個(gè)桃品種果實(shí)、樹皮、枝皮以及枝條中GA 含量均是上部>中部>基部。其中果實(shí)中GA含量最低,樹皮、枝皮和枝條中GA 含量差異不大;沙紅果實(shí)、樹皮、枝條中GA 含量均高于燕紅,燕紅枝皮中GA 含量較高;同一品種GA 含量比較發(fā)現(xiàn),燕紅枝皮中GA 含量較果實(shí)、樹皮和枝條高,而沙紅枝條中GA 含量較果實(shí)、樹皮和枝皮高(圖1-A)。
圖1 2 個(gè)桃品種不同部位內(nèi)源激素含量
2 個(gè)桃品種果實(shí)、樹皮、枝皮和枝條中IAA 含量與GA 含量一致,均是上部>中部>基部。果實(shí)中IAA 含量最低,其他3 個(gè)部位IAA 含量差異不大;燕紅除果實(shí)中IAA 含量低于沙紅,樹皮、枝皮和枝條內(nèi)IAA 含量均高于沙紅;同一品種IAA 含量比較發(fā)現(xiàn),燕紅樹皮和枝皮中IAA 含量相對(duì)較高,而沙紅枝條中IAA 含量最高(圖1-B)。
2 個(gè)桃品種樹皮、枝皮和枝條中ZR 含量與GA含量一致,均是上部>中部>基部。果實(shí)中ZR 含量差異不大,且ZR 含量最低,樹皮、枝皮和枝條中ZR 含量差異不大;燕紅果實(shí)和枝條中ZR 含量均高于沙紅,而2 個(gè)桃品種樹皮和枝皮中ZR 含量均差異不大(圖1-C)。
2 個(gè)桃品種樹皮、枝皮和枝條中ABA 含量與GA 含量相反,均為基部>中部>上部,而果實(shí)中為上部>基部>中部。2 個(gè)桃品種果實(shí)中ABA 含量最低;燕紅果實(shí)、樹皮中ABA 含量高于沙紅,而沙紅枝皮和枝條中ABA 含量均高于燕紅;同一品種ABA 含量比較發(fā)現(xiàn),燕紅樹皮和枝皮中ABA 含量相對(duì)較高,而沙紅枝皮中ABA 含量最高(圖1-D)。
對(duì)(GA+I(xiàn)AA+ZR)/ABA 分析可知,燕紅和沙紅2 個(gè)桃品種的樹皮、枝皮和枝條均是上部>中部>基部,而燕紅和沙紅果實(shí)則是中部>上部>基部;沙紅果實(shí)(GA+I(xiàn)AA+ZR)/ABA 值明顯高于燕紅,燕紅枝皮和枝條(GA+I(xiàn)AA+ZR)/ABA 值均明顯高于沙紅,2 個(gè)桃品種樹皮(GA+I(xiàn)AA+ZR)/ABA 值無明顯差異(圖2-A)。
對(duì)GA/ABA 分析得知,2 個(gè)桃品種樹皮、枝皮和枝條均是上部>中部>基部,燕紅和沙紅果實(shí)則是中部最高,上部次之,基部最低;沙紅果實(shí)和樹皮GA/ABA 值均明顯高于燕紅,燕紅枝皮GA/ABA值高于沙紅,2 個(gè)桃品種枝條GA/ABA 值無明顯差異(圖2-B)。
IAA/ABA 值與GA/ABA 結(jié)果一致,樹皮、枝皮和枝條均是上部>中部>基部,燕紅和沙紅果實(shí)則是中部最高,上部次之,基部最低;沙紅果實(shí)中IAA/ABA 值明顯高于燕紅,而燕紅樹皮、枝皮和枝條中IAA/ABA 值均高于沙紅(圖2-C)。
圖2 2 個(gè)桃品種不同部位內(nèi)源激素比值
對(duì)ZR/ABA 分析得知,燕紅和沙紅2 個(gè)桃品種的樹皮、枝皮和枝條均是上部>中部>基部,而燕紅和沙紅果實(shí)則是中部最高,基部次之,上部最低;燕紅枝條ZR/ABA 值高于沙紅,而沙紅樹皮ZR/ABA值高于燕紅,2 個(gè)桃品種果實(shí)ZR/ABA 值無明顯差異(圖2-D)。
對(duì)單主干形燕紅和沙紅不同方位內(nèi)源激素研究發(fā)現(xiàn),果實(shí)、樹皮、枝皮和枝條不同方位上內(nèi)源激素分布差異不大,GA 含量均是背上>水平>背下,果實(shí)中GA 含量明顯低于樹皮、枝皮和枝條。燕紅枝皮中GA 含量較果實(shí)、樹皮和枝條高,而沙紅枝條中GA 含量最高;2 個(gè)桃品種比較發(fā)現(xiàn),沙紅果實(shí)、樹皮和枝條中GA 含量均明顯高于燕紅,而燕紅枝皮中GA 含量高于沙紅(圖3-A)。
圖3 2 個(gè)桃品種不同方位內(nèi)源激素含量
2 個(gè)桃品種樹皮、枝皮和枝條中IAA 含量均是背上>水平>背下,而果實(shí)中IAA含量無明顯差異。燕紅枝皮IAA 含量最高,沙紅枝條中IAA 含量最高;2 個(gè)桃品種比較發(fā)現(xiàn),燕紅樹皮、枝皮和枝條中IAA含量均高于沙紅,而沙紅果實(shí)中IAA 含量高于燕紅(圖3-B)。
對(duì)2 個(gè)桃品種果實(shí)、樹皮、枝皮和枝條內(nèi)ZR含量研究發(fā)現(xiàn),2 個(gè)桃品種樹皮、枝皮和枝條中ZR含量均是背上>水平>背下,果實(shí)中ZR 含量無明顯差異,果實(shí)中ZR 含量明顯低于樹皮、枝皮和枝條。燕紅枝條中ZR 含量最高,沙紅樹皮中ZR 含量最高;對(duì)2 個(gè)桃品種比較得知,燕紅果實(shí)、枝皮和枝條ZR 含量均高于沙紅,而樹皮中ZR 含量低于沙紅(圖3-C)。
對(duì)2 個(gè)桃品種果實(shí)、樹皮、枝皮和枝條中ABA含量分析得知,不同方位上內(nèi)源激素分布差異不大,ABA 含量均是背下>水平>背上,果實(shí)中ABA含量明顯低于樹皮、枝皮和枝條。燕紅樹皮中ABA含量較果實(shí)、枝皮和枝條高,沙紅枝皮中ABA 含量明顯高于果實(shí)、樹皮和枝條;對(duì)2 個(gè)桃品種比較得知,燕紅果實(shí)和樹皮中ABA 含量均明顯高于沙紅,枝皮和枝條中ABA 含量均明顯低于沙紅(圖3-D)。
對(duì)(GA+I(xiàn)AA+ZR)/ABA 分析得知,燕紅和沙紅2 個(gè)桃品種的果實(shí)、樹皮、枝皮和枝條均是背上>水平>背下,沙紅果實(shí)(GA+I(xiàn)AA+ZR)/ABA值明顯高于燕紅,而樹皮、枝皮和枝條的值則低于燕紅,尤其是枝皮和枝條明顯低于燕紅(圖4-A)。
圖4 2 個(gè)桃品種不同方位內(nèi)源激素比值
對(duì)GA/ABA 分析得知,2 個(gè)桃品種果實(shí)、樹皮、枝皮和枝條均是背上>水平>背下。沙紅果實(shí)、樹皮和枝條中GA/ABA 值均高于燕紅,尤其是果實(shí)和樹皮明顯高于燕紅,而枝皮中GA/ABA 值則明顯低于燕紅(圖4-B)。
IAA/ABA 值與GA/ABA 結(jié)果一致,果實(shí)、樹皮、枝皮和枝條均是背上>水平>背下。沙紅果實(shí)中IAA/ABA 值明顯高于燕紅,而樹皮、枝皮和枝條中IAA/ABA 值均低于燕紅(圖4-C)。
對(duì)ZR/ABA 分析得知,2 個(gè)桃品種的樹皮、枝皮和枝條均是背上>水平>背下,而燕紅和沙紅果實(shí)則是背下最高,背上和水平無差異。燕紅果實(shí)、枝皮和枝條中ZR/ABA 值均高于沙紅,而樹皮中ZR/ABA 值明顯低于沙紅(圖4-D)。
內(nèi)源激素對(duì)果樹的花芽分化及萌發(fā)和果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育都起到了很好的調(diào)控作用[13-15,17]。本試驗(yàn)通過對(duì)單主干形燕紅和沙紅不同部位內(nèi)源激素研究發(fā)現(xiàn),2 個(gè)桃品種樹皮、枝皮以及枝條中GA、IAA、ZR 含量均是上部>中部>基部,而2 個(gè)桃品種樹皮、枝皮和枝條中ABA 含量為基部>中部>上部,果實(shí)中為上部最高;成熟果實(shí)中4 種激素含量均明顯低于樹皮、枝皮和枝條。通過對(duì)2 個(gè)桃品種不同部位(GA+I(xiàn)AA+ZR)/ABA、GA/ABA、IAA/ABA、ZR/ABA 分析得知,燕紅和沙紅2 個(gè)桃品種的樹皮、枝皮和枝條均是上部>中部>基部,成熟果實(shí)中則是中部最高,上部和基部較低。
Davenport 等[18]研究表明,芽的萌發(fā)是在根系合成的細(xì)胞分裂素的作用下發(fā)生的,芽的萌發(fā)刺激形成或激活生長(zhǎng)素,使莖尖幼葉成為IAA的合成中心,莖尖IAA 含量高,可增加CTK 和IAA 的積累,促進(jìn)細(xì)胞分裂和幼葉生長(zhǎng),IAA 和GAs 促進(jìn)枝條的加長(zhǎng)和加粗生長(zhǎng),有利于結(jié)果枝形成。張志華等[19]在核桃實(shí)生苗上的試驗(yàn)證實(shí)內(nèi)源激素含量與生長(zhǎng)勢(shì)有顯著的相關(guān)性,GA 含量對(duì)實(shí)生苗生長(zhǎng)勢(shì)有顯著促進(jìn)作用,而ABA 含量與生長(zhǎng)勢(shì)顯著負(fù)相關(guān)。ZR是細(xì)胞分裂素的一種,其主要的生理作用是促進(jìn)細(xì)胞的分裂與分化,羅羽洧等[20]認(rèn)為,高水平的ZRs是一種促花因素,對(duì)無花果進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn),ZRs在無花果花托和小花形成階段含量都很高。邱學(xué)思等[21]在對(duì)杏樹進(jìn)行研究時(shí)認(rèn)為,高水平ABA 有利于由營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)化,ABA 可通過抑制營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng),促使花、葉、果實(shí)脫落,影響氣孔關(guān)閉,間接地對(duì)花芽孕育產(chǎn)生影響。這些研究與本試驗(yàn)結(jié)果一致。
對(duì)單主干形燕紅和沙紅不同方位內(nèi)源激素研究發(fā)現(xiàn),樹皮、枝皮和枝條不同方位上內(nèi)源激素分布差異不大,GA、IAA、ZR 含量均是背上>水平>背下,而ABA 含量為背下>水平>背上。對(duì)不同方位樹皮、枝皮和枝條中(GA+I(xiàn)AA+ZR)/ABA、GA/ABA、IAA/ABA、ZR/ABA 分析得知,背上最高,其次是水平,背下最低。
綜上所述,從不同部位來看,燕紅和沙紅2 個(gè)桃品種上部生長(zhǎng)勢(shì)最強(qiáng),其次為中部和基部;從不同方位來看,燕紅和沙紅2 個(gè)桃品種背上生長(zhǎng)勢(shì)較強(qiáng),其次是水平,背下生長(zhǎng)勢(shì)最弱。因此,在整形修剪過程中可依據(jù)不同部位和不同方位的生長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行合理修剪。