赤霉素與多效唑?qū)Ω收嵊鷤偕缟L的影響

班德宇，陳小英，黃誠梅

赤霉素與多效唑?qū)Ω收嵊鷤偕缟L的影響

班德宇1，2，陳小英3，黃誠梅2*

（1廣西作物遺傳改良生物技術(shù)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，南寧530007；2賀州學(xué)院，廣西賀州542899；3廣西金秀縣頭排鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，金秀545709）

以甘蔗品種耶新臺(tái)糖22號(hào)爺淵ROC22冤愈傷再生苗為材料袁在生長前期分別使用100mg/L赤霉素淵GA冤與100堯200mg/L多效唑淵PP333冤均勻噴施于植株葉片等生長部位袁分別調(diào)查植株株高堯葉片堯節(jié)間等農(nóng)藝性狀遙結(jié)果表明院GA單獨(dú)處理能明顯提高甘蔗愈傷再生苗株高袁莖徑堯葉面積堯葉片長度與寬度則相反；而PP333處理后抑制甘蔗愈傷再生苗株高和莖徑增粗袁后期均能有效提高其葉面積指數(shù)堯葉片長度與寬度等；GA與PP333配合處理袁其株高與莖徑則均明顯高于對(duì)照袁也提高了甘蔗葉面積堯葉片寬度袁但對(duì)葉片長度影響不大遙經(jīng)GA與PP333處理均未能提高甘蔗植株下部莖長如+1堯+2堯+3節(jié)間長度遙
333冤；農(nóng)藝性狀

S566.1

院A

1007-2624（2015）05-0024-04

甘蔗愈傷再生苗；赤霉素淵GA冤；多效唑淵PP

甘蔗（Saccharum officinarum L.）是最主要的糖料作物，蔗糖產(chǎn)量占世界食糖總產(chǎn)量的76%，占我國食糖總產(chǎn)量的90%以上。甘蔗是廣西重要的經(jīng)濟(jì)作物，2007/2008榨季，糖料蔗種植面積已達(dá)到98.87萬hm2，原料蔗產(chǎn)量7688萬t，產(chǎn)糖量941萬t，單產(chǎn)達(dá)到77.8 t/hm2。近10年來廣西蔗糖業(yè)生產(chǎn)迅速發(fā)展，成為廣西經(jīng)濟(jì)建設(shè)的支柱產(chǎn)業(yè)及縣域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要力量，對(duì)全國食糖供求平衡起著舉足輕重的作用。甘蔗優(yōu)良新品種選育及推廣、先進(jìn)適用的旱地甘蔗栽培技術(shù)如深耕深松、蔗葉還田、化學(xué)調(diào)控等取得了較大的進(jìn)展，為蔗糖產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有力的支撐[1]。

在高產(chǎn)、高糖品種基礎(chǔ)上進(jìn)行化學(xué)調(diào)控使甘蔗發(fā)揮更大效益也是一種科學(xué)有效的方法。植物激素作為植物體內(nèi)的痕量信號(hào)分子，對(duì)于調(diào)節(jié)植物的各種生長發(fā)育過程和環(huán)境的應(yīng)答具有十分重要意義。植物激素及一大批人工合成的生長調(diào)節(jié)物質(zhì)的應(yīng)用直接為作物和果蔬農(nóng)業(yè)化學(xué)控制做出了重要貢獻(xiàn)。內(nèi)源激素與節(jié)間伸長的關(guān)系在水稻、豌豆、擬南芥等植物上已有大量報(bào)道[2-6]。赤霉素作為一種重要的植物激素，參與控制多種多樣的植物發(fā)育和生理過程[7]。赤霉素及其合成抑制劑在農(nóng)作物和觀賞植物上有多種用途，已發(fā)揮重要的作用[8]。赤霉素在甘蔗上的應(yīng)用研究，從1950年澳大利亞的Coleman開始，已有50多年的歷史，研究結(jié)果均表明赤霉素引起甘蔗節(jié)間伸長，從而明顯提高產(chǎn)量[9-11]。吳建明等[12-14]研究了在甘蔗伸長初期200mg/L GA進(jìn)行葉面噴施處理，GA處理主要促進(jìn)甘蔗莖伸長，并通過增加莖長和單莖重提高了甘蔗產(chǎn)量，其可能主要是通過調(diào)節(jié)ABA和GA含量，其次是乙烯釋放量和生長素含量，最終達(dá)到調(diào)節(jié)節(jié)間伸長效果。無論是智能溫室桶栽還是田間栽培均明顯提高了植株高度，中部莖的長度分別提高了116.29%和28.43%，上、下部莖的長度差異不明顯[12]。而多效唑（PP333）在甘蔗上很少應(yīng)用，PP333單獨(dú)使用或GA與PP333配合使用在小麥[15-17]等作物上應(yīng)用，能縮短植株的下部長度和植株高度，增加植株抗倒伏能力。

通過愈傷組織再分化成苗是大部分轉(zhuǎn)基因植物采用的成苗方式之一，而且愈傷再生苗也可作為健康種苗應(yīng)用于生產(chǎn)上。目前，轉(zhuǎn)基因以提高甘蔗產(chǎn)量、蔗糖量、抗病、抗蟲性等成為近年來甘蔗分子育種的研究熱點(diǎn)之一。而甘蔗愈傷再生苗與健康組培苗等一樣，存在著幼苗比較弱小，根系吸收能力較差，抗逆性能不強(qiáng)，在大田生產(chǎn)上當(dāng)年產(chǎn)量與品質(zhì)不高，尤其是抗倒伏能力差等問題，成為了轉(zhuǎn)基因甘蔗分子育種研究發(fā)展的瓶頸，也嚴(yán)重影響著甘蔗愈傷再生苗作為健康種苗在大田上的推廣應(yīng)用。本研究以甘蔗品種‘新臺(tái)糖22號(hào)’（ROC22）愈傷再生苗為材料，在甘蔗生長前期分別使用赤霉素GA和多效唑（PP333）均勻噴施于植株葉片等生長部位，調(diào)查甘蔗植株生長情況。

1　材料與方法

1.1材料

試驗(yàn)材料為甘蔗品種‘新臺(tái)糖22號(hào)’（ROC22）愈傷再生苗，赤霉素（GA）為成都市科龍化工試劑廠的化學(xué)純，多效唑（PP333）為上海悅聯(lián)化工有限公司生產(chǎn)的15%多效唑可濕性粉劑。

1.2材料種植與處理

試驗(yàn)于2013年9月至2014年4月在廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地甘蔗大棚進(jìn)行。在大棚中選用黑質(zhì)中粒河沙與菜園土1∶1比例作為栽培基質(zhì)進(jìn)行桶栽種植，選取生長一致的甘蔗愈傷再生苗杯苗，每桶2株，定時(shí)定量淋水、澆灌肥料營養(yǎng)液，其他管理同一般的桶栽試驗(yàn)。

處理于甘蔗愈傷再生苗生長前期進(jìn)行，共設(shè)6個(gè)處理，包括噴施清水（CK）、100mg/L GA（A1）、100mg/L PP333（A2）、200mg/L PP333（A3）、100mg/L GA+100mg/L PP333（A4）、100mg/L GA+200mg/L PP333（A5），3次重復(fù)。將溶液均勻噴施于植株葉片等生長部位，每個(gè)處理噴施溶液1L。

1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1甘蔗生長情況調(diào)查主要調(diào)查6個(gè)處理在生長過程中甘蔗愈傷再生苗的葉片性狀、株高、節(jié)間性狀等農(nóng)藝性狀。葉片性狀包括葉面積、葉長、葉寬、長寬比，利用美國CID公司生產(chǎn)的手持式激光葉面積儀CI-203直接測(cè)量。株高是每個(gè)處理隨機(jī)選擇10株，定期測(cè)定甘蔗植株高度，后期隨機(jī)取10株甘蔗測(cè)定下部（1～3節(jié)）長度和干重。節(jié)間性狀用電子數(shù)顯卡尺與直尺測(cè)量。

1.3.2數(shù)據(jù)分析采用DPS14.10軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以Duncan多重比較檢驗(yàn)差異顯著性。

2　結(jié)果與分析

2.1GA與PP333處理對(duì)甘蔗愈傷再生苗植株株高的影響

從圖1可看出，GA處理均明顯提高甘蔗株高，這與前人研究結(jié)果一致[12]，GA與PP333配合使用也提高了植株株高。而經(jīng)PP333處理后的甘蔗株高明顯低于對(duì)照，尤其較高濃度200 mg/L PP333較明顯。

圖1　GA與PP333處理對(duì)甘蔗愈傷再生苗株高的影響

圖2　GA與PP333處理對(duì)甘蔗愈傷再生苗節(jié)間莖徑的影響

2.2GA與PP333處理對(duì)甘蔗愈傷再生苗節(jié)間性狀的影響

圖2可看出，經(jīng)GA處理后，甘蔗徑莖總體上低于對(duì)照。而PP333處理后第105d明顯高于對(duì)照，達(dá)到明顯增粗效果。GA與PP333配合使用后，其莖徑均也明顯高于對(duì)照，而兩個(gè)處理無明顯差異。

從表1結(jié)果可看出，經(jīng)GA與PP333處理后，除了高濃度200 mg/L PP333處理外，甘蔗愈傷再生苗植株+1、+2、+3節(jié)間長度差異不明顯。單獨(dú)PP333處理及其GA與PP333配合使用處理，甘蔗節(jié)間長度稍低于對(duì)照，但均未達(dá)到顯著水平。GA處理對(duì)甘蔗節(jié)間伸長效應(yīng)與前人[14]研究效果一致，均未能提高下部莖長。表1結(jié)果顯示，除了100 mg/L PP333處理，其它4個(gè)處理均能提高甘蔗愈傷再生苗植株+1、+2、+3節(jié)間干重。

2.3GA與PP333處理對(duì)甘蔗愈傷再生苗植株葉片性狀的影響

從表2結(jié)果可看出，GA單獨(dú)處理，其葉面積均低于對(duì)照；而不管是PP333單獨(dú)處理或是與GA配合使用，其后期均較對(duì)照能有效提高其葉面積指數(shù)。

對(duì)于葉片長度，單獨(dú)GA處理、GA與PP333配合使用等處理均對(duì)其影響不大。而PP333處理后，則是前期抑制葉片長度增長，后期其抑制效應(yīng)消除，稍高于對(duì)照。

表1　GA與PP333處理對(duì)甘蔗愈傷再生苗植株節(jié)間的影響

表2　GA與PP333處理對(duì)甘蔗愈傷再生苗植株葉片性狀的影響

對(duì)于葉片寬度，單獨(dú)GA處理對(duì)其影響不明顯。而PP333處理、GA與PP333配合使用4個(gè)處理在后期均較對(duì)照能使葉片寬度增加。

單獨(dú)GA處理，處理后除第45d外，均較對(duì)照提高其葉片長寬比值。而其它4個(gè)處理無明顯規(guī)律性。

3　討論

甘蔗作為C4作物，其群體內(nèi)的自我調(diào)節(jié)功能，如莖蘗消長，葉面積指數(shù)的變化以及株型結(jié)構(gòu)等，使其群體結(jié)構(gòu)得以改善[18-19]。本研究中，在甘蔗愈傷再生苗生長前期，GA單獨(dú)處理能明顯提高甘蔗株高，但未能明顯改善植株葉片葉面積、葉片長度與寬度；而PP333處理后抑制甘蔗株高，莖徑增粗，尤其較高濃度200 mg/L PP333，后期均能有效提高其葉面積指數(shù)、葉片長度與寬度等；GA與PP333配合處理，其株高與莖徑均明顯高于對(duì)照，也提高了甘蔗葉面積、葉片寬度，但對(duì)葉片長度影響不大。經(jīng)GA與PP333處理均未能提高甘蔗植株下部莖長如+1、+2、+3節(jié)間長度。吳建明等[12-14]研究結(jié)果均也表明GA處理明顯提高了植株高度與中部莖的長度，而上、下部莖的長度差異不明顯。

本研究中將GA與PP333配合，可增加植株下部莖節(jié)的莖粗而抑制其長度，可以提高甘蔗愈傷再生苗的抗倒伏能力，另一方面也消除單獨(dú)PP333處理對(duì)生長的部分消極作用。PP333在甜高粱苗期和抽穗期進(jìn)行噴施處理，結(jié)果表明其能有效降低甜高粱的株高和莖長，而對(duì)莖稈的增粗有促進(jìn)作用，從而提高了甜高粱的抗倒伏能力，最終使莖稈產(chǎn)量提高[20]。噴施PP333也明顯降低冬小麥植株株高和基部節(jié)間長度，顯著提高莖稈抗折力和抗倒伏指數(shù)，增強(qiáng)其抗倒伏能力，提高單位面積穗數(shù)和產(chǎn)量[17]。GA與PP333配合處理小麥比對(duì)照（噴清水）顯著增產(chǎn)（增20.23%），能縮短植株的下部節(jié)間長度，增強(qiáng)植株抗倒伏能力[15]。GA、PP333等植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)田間甘蔗再生苗生長如主要農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀、產(chǎn)量與品質(zhì)等影響，能否改善其群體結(jié)構(gòu)、提高抗倒伏能力等將有待于進(jìn)一步進(jìn)行研究。

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Effects of GA and PP333on the Growth of Callus Regenerated Seedlings of Sugarcane

BAN De-yu1,2,CHEN Xiao-ying3,HUANG Cheng-mei2*
(1.Guangxi Crop Genetic Improvement and Biotechnology Lab.,Nanning 530007;2.Hezhou University,Hezhou,Guangxi 542899; 3.Toupai Agricultural Technique Extension Station of Jinxiu Country of Guangxi,Jinxiu 545709)

Different concentrations of GA or PP333were sprayed onto the leaves of sugarcane(ROC22)callus regenerated seedlings at early stage.The agronomic characteristics vs.the plant height,leaves and internodes of sugarcane seedlings were studied.The results showed that:the plant height values were increased after the GA treatment,however the diameter of internodes,leaf area,leaf length and leaf width were on the contrary.The plant height and diameter of internodes decreased after PP333treatment,but the leaf area,leaf length and leaf width were increased in late stage.The plant height and diameter of internodes after GA and PP333combined application were higher than the control,whilst leaf area and leaf width were also increased,but leaf length on the contrary.For the length of internodes vs.+1,+2,+3,there were no effect after GA and PP333treatments.

sugarcane callus regenerated seedlings;GA;PP333;agronomic characteristics

10.13570/j.cnki.scc.2015.05.009

2015-04-27

廣西自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2011GXNSFA018111)；廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院基本科研業(yè)務(wù)專項(xiàng)(桂農(nóng)科2012YT04)；科技發(fā)展基金項(xiàng)目(2015JM24)。

班德宇，技術(shù)員，研究方向?yàn)樯锕こ獭?/p>

黃誠梅，女，副研究員，博士，研究方向?yàn)楦收嵩耘嗯c分子生物學(xué)。Email：huangchengmei@gxaas.net