赤霉素處理對紅地球葡萄商品性狀構(gòu)成因素及內(nèi)源激素的影響

何 娟,鄭強卿,宋曉艷,張校立,馬 超,郁松林

(石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院,石河子832003)

赤霉素處理對紅地球葡萄商品性狀構(gòu)成因素及內(nèi)源激素的影響

何 娟,鄭強卿,宋曉艷,張校立,馬 超,郁松林

(石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院,石河子832003)

以6年生紅地球葡萄為試材,研究赤霉素(GA3)處理對果實商品性狀及內(nèi)源激素的影響。研究結(jié)果表明:外源 GA3處理增加了葡萄果實內(nèi)源激素含量。經(jīng)測定,在果實發(fā)育前期和中期,果實內(nèi) IAA、ZR含量均高于CK,果實成熟時,以上2種激素含量均與CK趨于一致,表明 GA3處理對果實早期膨大有重要作用。結(jié)果還表明,從盛花后23d到果實成熟階段,果實中ABA和 GA3含量變化趨勢相似。外源 GA3處理后,處理果和對照果ABA含量在盛花后23d達(dá)到1個峰值,但50mg/kg GA3處理的果實在盛花后30d達(dá)到最高峰,隨后快速下降,果實發(fā)育后期,各處理ABA含量又有所上升。果實中總 GA3含量在整個生長過程中出現(xiàn)2次明顯峰值,均高于對照組。外源GA3處理可促進(jìn)果實生長發(fā)育,增大果粒,增加果實的含糖量,其中50mg/kg GA3處理效果較顯著,平均單粒重達(dá)到11.53g,較對照組提高18.1%,可溶性固形物含量達(dá)到18.99%,較對照組提高7.5%。

赤霉素;紅地球葡萄;商品性狀;構(gòu)成因素;內(nèi)源激素

全球紅葡萄屬歐亞種,原產(chǎn)于美國。由于該品種具有粒大、肉質(zhì)硬脆、色澤鮮艷、品質(zhì)優(yōu)良、耐貯運等優(yōu)點,因而其栽培面積迅速擴(kuò)大。其已成為我國鮮食葡萄第二大主栽品種。目前,新疆北部全球紅葡萄栽培總面積約為1.33萬hm2,約占全國的1/3[1]。

赤霉素(GA3)作為一種外源生長調(diào)節(jié)劑,在葡萄上的應(yīng)用較廣泛,張虎平等[2]用赤霉素與鏈霉素混合處理里扎馬特,結(jié)果表明無核率高達(dá)75%以上;廖康等[3]證實濃度在100～3000mg/L時對葡萄果實的無核化及果實膨大有較好的效果。赤霉素還表現(xiàn)在提高果實含糖量、防止落花落果、疏花疏果和果實催熟等方面,生產(chǎn)上主要用于促進(jìn)果實膨大和誘導(dǎo)葡萄無核化[4]。赤霉素在無核品種上的應(yīng)用研究較多,多數(shù)研究結(jié)果[5,6]表明,GA3可有效促進(jìn)無核果粒的膨大。在有核品種上的研究相對較少。但也有實驗表明對有核果無增大效果[7]。本實驗就GA3對紅地球葡萄果穗商品性狀構(gòu)成因素及內(nèi)源激素的影響作了研究,以期為赤霉素類物質(zhì)在紅地球葡萄生產(chǎn)上的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

本實驗在新疆兵團(tuán)農(nóng)五師83團(tuán)萬畝紅提葡萄生產(chǎn)基地進(jìn)行,選取葡萄園內(nèi)生長一致、樹勢健壯、無病蟲害、樹形規(guī)范的6年生全球紅葡萄(V.vinifera L.cv.Red Globe)作為試材。

1.2 方法

1.2.1 試驗處理

實驗于2007年5月～10月進(jìn)行,實驗設(shè)4個處理,1個對照。每個小區(qū)選取樹齡、樹勢一致4株,3個重復(fù),共計12株。

花前5d(5月22日),對果穗進(jìn)行微噴處理,噴布濃度分別為:20mg/kg GA3(A)、30mg/kg GA3(B) 、40mg/kg GA3(C)、50mg/kg GA3(D),盛花后3d(6月2日)用相同濃度對果穗進(jìn)行2次微噴處理,整個實驗過程均以清水處理為對照(CK)。

6月19日開始,每隔7d取樣1次,取樣均在早上7:00～9:00,取樣采用隨機抽取,選取處理后果穗上中下部位上的果粒共20粒,所采樣品立即液氮速凍,然后置于-80℃冰箱中保存待用。單穗重、單粒重、最大粒重和可溶性固形物于采收時統(tǒng)一測定。

果實成熟采收時(8月28日),每個處理隨機選取10個果穗,測定平均穗重。隨機取18粒,測定平均單粒重、最大粒重和可溶性固形物。同時測出各處理果實平均縱橫徑。

1.2.2 IAA、ZR、ABA和 GA3含量的測定

果實內(nèi)生長素(IAA)、細(xì)胞分裂素(ZR)、脫落酸(ABA)和GA3含量的測定參照酶聯(lián)免疫吸附測定法(ELISA)[8]。

2 結(jié)果與分析

2.1 GA3對紅地球果粒大小及品質(zhì)的影響

結(jié)果見表1。由表1可見,赤霉素處理后A、B、C、D4種處理分別使果實單粒重平均提高了3.6%、0.3%、1.1%和18.1%,最大粒重分別提高2.9%、0.6%、15.4%和6.3%。平均單穗重增加12.1%、4.4%、1.2%和22%。

方差分析結(jié)果(表1)顯示,僅D處理的單穗重和單粒重顯著高于對照。說明50mg/kg GA3處理可有效地促進(jìn)果實的生長發(fā)育,提高產(chǎn)量。赤霉素處理后果形發(fā)生了變化,對照果果形呈近圓形,而處理果果形呈橢圓形,且縱徑大于橫徑。GA3處理對葡萄果實可溶性固形物含量有明顯影響,不同濃度GA3處理后紅地球果實可溶性固形物含量的增加有所不同。B、C和D處理果的可溶性固形物含量在1%水平上表現(xiàn)極顯著差異,A、B和D在5%水平上表現(xiàn)極顯著差異。

表1 不同濃度GA3處理對紅地球葡萄果粒大小及產(chǎn)量的影響Tab.1 Effect of different concentrations of GA3 on size and output of Red Globe berry

2.2 GA3對紅地球果實內(nèi)源激素的影響

由圖1a可知,在果實發(fā)育早期,果實中 IAA含量較高?；ê?0d時D處理果實IAA含量達(dá)到整個生長過程中的最大值,其含量為2153.66ng/g FW。之后與A、B、C和CK走勢基本一致,呈下降趨勢,花后72d后 IAA含量基本穩(wěn)定,保持在一定范圍趨于平緩。而A、B和C處理果在花后23d達(dá)到觀測時期的最大值。經(jīng) GA3處理的果實,在整個生長過程中,果實內(nèi)的IAA含量均高于對照果。

GA3處理后,在果實發(fā)育早期(花后23d),處理果ZR含量明顯高于CK,其含量為1962.872ng/g FW、2094.918ng/g FW、2282.712ng/g FW 和3093.09 ng/g FW,分別是對照的1.53倍、1.63倍、1.78倍和2.41倍。且D處理果ZR含量明顯高于其它處理,花后37d,處理果及對照果實中的ZR含量接近一致,之后緩慢下降,花后73d處理果與對照果果實中ZR未被檢測發(fā)現(xiàn)(圖1b)。

圖1 GA3處理后果實中內(nèi)源激素含量的變化Fig.1 Different Endogenesis Hormone concentrations after GA3 treatment in the fruit

A、B、C、D和CK果實中ABA含量在盛花后至果實成熟階段有相似的變化趨勢,均有3個小峰,但D處理的第1次峰值較其它處理和對照晚1周,且ABA含量在此時期是CK的2.61倍。之后隨著果實的發(fā)育,呈現(xiàn)下降趨勢。第2次峰值出現(xiàn)花后52d左右,此時,A處理果的ABA含量高于其它處理和對照。第3次峰值出現(xiàn)在果實成熟時,峰值低于前2次(圖1c)。

在果實發(fā)育過程中,經(jīng)外源 GA3處理后,果實內(nèi) GA3含量變化表現(xiàn)出2次含量高峰,分別出現(xiàn)在7月9日(花后44d)和8月1日～8月8日(花后65～72d)這2個時期,D處理果的 GA3含量在第1次峰值時明顯高于其他處理和對照,含量為2296.95ng/g FW,分別是 A、B、C和 CK的3.58倍、1.59倍、2.22倍和7.58倍。但A、B、C象3個處理的第2次峰值出現(xiàn)時間較D處理晚1周,且3個處理果內(nèi)GA3含量也顯著高于D處理果,CK在此時期沒有出現(xiàn)明顯的峰值,之后處理果 GA3含量急劇下降,果實成熟時趨于平穩(wěn)(圖1d)。

3 討論

本研究結(jié)果表明,50mg/kg GA3處理對增大果實單粒重、增加產(chǎn)量和提高果實品質(zhì)的效果較顯著。這與楊江山等[9]和王世平等[10]認(rèn)為50mg/L的赤霉素處理改善品質(zhì)最佳的研究結(jié)果一致。這可能與GA3處理促進(jìn)細(xì)胞伸長,促進(jìn)果實膨大有關(guān)[11,12]。GA3處理果與CK相比,果形指數(shù)發(fā)生了變化,均表現(xiàn)出縱徑大于橫經(jīng),這與萬惠民[13]和王靜芝[1]的研究結(jié)果一致,這可能是外源 GA3處理后,對促進(jìn)細(xì)胞的縱向伸長作用顯著高于橫向伸長。

本研究結(jié)果還表明,外源 GA3處理能增加葡萄果實內(nèi)源激素含量。外源 GA3處理果中 IAA、ZR含量高于CK,且果實中 IAA、ZR含量與外源 GA3處理濃度有密切關(guān)系。膨大期高水平的 IAA、ZR有利于促進(jìn)果肉細(xì)胞體積膨大和調(diào)運同化產(chǎn)物到果實。各濃度赤霉素處理果實中 IAA和ZR含量總體呈下降趨勢,這與吳俊等[14]和戴正[15]報道從盛花期到果實生理成熟,葡萄果實內(nèi)源激素水平下降的結(jié)果一致。前人的研究結(jié)果[16,17]證實 GA對 IAA的合成有促進(jìn)作用,本研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)外源 GA3處理的果實中 IAA含量高于對照,這與前人研究結(jié)果[14]一致,并發(fā)現(xiàn)經(jīng)赤霉素處理后,在葡萄果實發(fā)育早期,IAA含量隨 GA3濃度的增加有增加趨勢,外源 GA3處理后增大了果實單粒重(表1),因而推測IAA可能對果實早期膨大起到了重要的作用。

在果實發(fā)育的整個過程中,外源 GA3處理后果實內(nèi)的 GA3含量高于對照,這可能與外源 GA3提高了果實內(nèi)總 GA3含量有關(guān)[14]。盛花期后ABA的高水平,可能是因為此時期為幼果生長作準(zhǔn)備,需要調(diào)用大量營養(yǎng),從而有利于促進(jìn)代謝庫細(xì)胞對同化物的吸收和儲藏物的積累。果實中ABA、GA3含量在整個生長過程中變化趨勢相似。第1個峰值均為D處理果高于其它處理果,第2峰值A(chǔ)、B和 C處理果含量高于D處理果。這可能是高水平的ABA有抑制生長的作用,而赤霉素又有促進(jìn) IAA合成的作用,所以D處理果前期高水平的ABA含量抑制了促進(jìn)生長素合成 GA3,從而致使D處理的二種激素含量在第2次峰值時低于A、B和C處理果。這與赤霉素與脫落酸之間存在拮抗作用相符合[18]。果實發(fā)育早期高水平的 IAA含量,可能是由于赤霉素抑制了吲哚乙酸氧化酶的產(chǎn)生,防止了IAA的分解,30d后IAA含量下降并保持在一定水平,這與ABA含量的大量增加抑制了IAA的向外輸出有關(guān)[19]。

4 結(jié)論

紅地球葡萄果實的生長發(fā)育是各種內(nèi)源激素相互協(xié)調(diào)共同作用的結(jié)果,GA3、IAA、ABA和 ZR在促進(jìn)果實發(fā)育過程中扮演著重要角色,在誘導(dǎo)細(xì)胞分裂、促進(jìn)細(xì)胞伸長及營養(yǎng)物質(zhì)向果實轉(zhuǎn)移等方面都具有重要的生理作用,其中以50mg/kg在提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)方面效果顯著。

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Effects of GA3on Component Factors in Commodity Character and Endogenous Hor mone Content of Red Globe Grapes

HEJuan,ZHENG Qiangqing,SONG Xiaoyan,ZHANG Xiaoli,MA Chao,YU Songlin
(College of Agriculture,Shihezi University,Shihezi 832003,China)

The effects of GA3on commodity characters and endogenous hormone content in the fruits of 6a Globe grapes were studied.The results showed that the contents of endogenous hormone of four treatments increased under GA3treatment.IAA and ZR contents in grape fruits were higher than CK in the early and middle stages of f ruit development.These results indicated that GA3was very important in the early period of f ruit development.The same changes of endogenous hormone in ABA and GA3content also were observed from 23d after full bloom to fruit ripening stage.After the treatment with GA3,ABA content reached a peak after 23d of full bloom in fruits,but the treatment with 50mg/kg GA3reached a peak after 30d of full bloom,following it was rapid decline.Then at the late stage of fruit development,ABA content increased.GA3contents during the whole fruit development process had two obvious peaks and were higher than CK.These results showed that the different concentrations of Gibberellic acid(GA3)had significant effects on promoting growth of fruits,enlarging fruits and enhancing sugar content in the fruits of‘Red Globe’grapes during fruit development,especially the treatment with 50mg/kg GA3.Average weight of fruits was 11.53g and increased 18.1%more than CK.Soluble solids content reached 18.99%and increased 7.5%more than CK.

book=50,ebook=173

GA3;Red Globe;commodity characters;component factors;endogeneous hormone

S663.1

A

1007-7383(2009)06-0033-04

2009-02-26

國家自然科學(xué)基金項目(30760144)

何 娟(1981-),女,碩士生,專業(yè)方向為果樹生理;e-mail:hjmc111@126.com。

郁松林(1961-),男,教授,博士生導(dǎo)師,從事果樹生理生態(tài)研究;e-mail:songliny@263.net。