6-BA、IAA、GA3與ABA對木棗果實成熟衰老的調(diào)控作用

楊衛(wèi)民 杜京旗 趙君

（呂梁學院植物化學研究所，呂梁 033001）

6-BA、IAA、GA3與ABA對木棗果實成熟衰老的調(diào)控作用

楊衛(wèi)民 杜京旗 趙君

（呂梁學院植物化學研究所，呂梁 033001）

在木棗白熟期，用不同的植物激素處理果實，通過檢測其生理生化變化，研究6-BA、IAA、GA3與ABA對棗果實成熟衰老的調(diào)控作用。結(jié)果顯示，6-BA、IAA、GA3和ABA處理后棗果中DNA含量差異較為明顯，其中，ABA和6-BA處理效果顯著；GA3和IAA處理后棗組織中的丙二醛（MDA）含量明顯低于對照組，6-BA和ABA處理則相反；除ABA處理外，棗組織中脯氨酸（Pro）含量明顯低于對照組，維生素C（Vc）含量變化則相反；過氧化氫酶（CAT）活性表現(xiàn)差異很大，ABA和6-BA處理CAT活性顯著高于對照組，IAA和GA3處理則相反。6-BA、IAA、GA3與ABA的生理作用在多方面表現(xiàn)為相互促進與互為拮抗的關(guān)系，有調(diào)控木棗果實成熟衰老的作用。

木棗；植物激素；生理生化；成熟衰老；調(diào)控作用

植物胚胎發(fā)生、種子萌發(fā)、營養(yǎng)生長、果實成熟和葉片衰老等生長發(fā)育的各個階段都受到多種激素信號的控制［1］。隨著人們對植物激素信號轉(zhuǎn)導途徑研究的深入，目前已發(fā)現(xiàn)各個激素間具有明顯的相互促進與互為拮抗的關(guān)系，而這一關(guān)系與外界環(huán)境信號及自身發(fā)育程序?qū)に刈饔玫恼{(diào)控一起組成了一個非常精細和復雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)［2，3］。植物生長調(diào)節(jié)劑對植物生長發(fā)育的調(diào)控一般是通過調(diào)控細胞分裂、細胞分化、細胞伸長和細胞死亡等方式進行的［1，2］。在棗（Ziziphus jujuba L.）冷藏方面，李紅衛(wèi)等［4，5］發(fā)現(xiàn)，ABA處理促進了冬棗果肉MDA和過氧化氫的積累，提高了CAT 活性，促進了棗果實的成熟衰老，而 GA3具有延緩作用。進一步研究發(fā)現(xiàn)，外源ABA處理抑制了內(nèi)源GA3和IAA含量的增加，促進了冬棗儲藏期的成熟衰老。楊衛(wèi)民等［6］認為，自然條件下GA3、CTK、IAA 與 ABA 協(xié)調(diào)著棗果實的生長和發(fā)育過程，在生理活動中表現(xiàn)出相互制約和拮抗的關(guān)系。薛夢林等［7］認為 GA3處理保持了果實較好的硬度等指標，有延緩棗成熟衰老的功效。甘霖等［8］發(fā)現(xiàn)棗果中CAT活性與Vc總量的增加呈極顯著負相關(guān)。魏天軍等［9］也發(fā)現(xiàn)棗果實發(fā)育后期Vc含量與果實發(fā)育成熟度呈極顯著的負相關(guān)關(guān)系。王如福［10］發(fā)現(xiàn)GA3與ABA在許多方面表現(xiàn)出相拮抗的生理作用，如采前GA3處理可以明顯延緩采后梨棗成熟衰老的進程，從而抑制了棗果肉組織的膜透性增高和Vc的損失。張有林等［11，12］認為ABA處理加快了棗果的衰老，促進了Vc等的下降，顯著降低了鮮果率，說明 ABA 是導致棗果變軟衰老的主要因素之一。到目前為止，前人的研究僅限于對棗成熟某個生理指標的討論，對激素的調(diào)控也僅僅表現(xiàn)在GA3與ABA之間。本研究以山西柳林縣小垣則村黃河灘棗（木棗）為應(yīng)試材料，在木棗白熟期，分別用不同濃度的6-BA、IAA、GA3和ABA進行處理，通過綜合檢測組織中DNA、MDA、Vc、Pro含量和CAT活性等生理生化指標，研究木棗果實成熟生理及植物生長調(diào)節(jié)劑的調(diào)控作用，為調(diào)控棗果實成熟衰老機制的建立奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗材料 木棗為呂梁當?shù)仄贩N，采集于柳林縣孟門鎮(zhèn)小垣則村黃河邊。

1.1.2 主要試劑與儀器 三氯乙酸、硫代巴比妥酸、過氧化氫、磷酸、鹽酸、氫氧化鈉、冰醋酸、茚三酮、乙醇、Pro、IAA、GA3、ABA和6-BA腺嘌呤。

1.1.3 儀器主要儀器 TU-1901紫外可見分光光度計（北京普析）、KH-1000高速離心機（山東科華）、ALB-224電子天平（賽多利斯）、恒溫水浴鍋（金壇市杰瑞爾）、SHB-ⅢA循環(huán)水式多用真空泵（鄭州長城科工貿(mào)）。

1.2 方法

1.2.1 實驗材料的選取及分組 2014年在山西柳林孟門鎮(zhèn)小垣則村黃河灘地，選擇樹齡均一，大小適度的木棗28株，分成4組，每組7株。

1.2.2 實驗材料的處理 在木棗白熟期（2014年8月20日左右），分別以25、50、75、100和125mg/L的ABA與GA3、IAA和6-BA噴灑木棗果實，各處理均以噴清水為對照，單枝小區(qū)，每個處理噴50個左右棗果，重復2次。于成熟期（2014年9月25日）采摘。冰凍保存。

1.2.3 DNA提取和含量測定 采用改良CTAB法，參照陳碧華和李登科等［13，14］的提取方法進行。

1.2.4 MDA含量測定 采用硫代巴比妥酸法（TBA），參照文獻［15］中的方法進行。

1.2.5 Pro含量測定 采用茚三酮法，參照文獻［16］進行。

1.2.6 維生素C含量測定 采用2，6-二氯酚靛酚法，參照文獻［17］進行。

1.2.7 CAT活性測定 采用紫外吸收法，參照文獻［18］進行。

我們要了解學生的心理特性怎樣，思維能力達到了何種程度，他們以前是怎么學習的，高中的學習與以前的學習又有哪些不同，他們又需要哪樣的老師。只有知已知彼，才能事半功倍。高一教學應(yīng)以初中知識為教學的“生長點”逐步擴展和加深；教材的呈現(xiàn)要難易適當，要根據(jù)學生知識的逐漸積累和能力的不斷提高，讓內(nèi)容在不同階段重復出現(xiàn)，逐漸擴大范圍加深深度。

2 結(jié)果

2.1 木棗果實組織中DNA含量變化

圖1顯示，生長調(diào)節(jié)劑處理棗組織中DNA含量大小的變化為ABA＞6-BA＞IAA＞GA3，其中，ABA和6-BA處理DNA含量最高。結(jié)果表明，6-BA、IAA、GA3和ABA是兩類生理作用不同的植物激素，在誘導激素響應(yīng)的表達方式也不同。

2.2 木棗果實組織中MDA含量變化

圖2顯示，GA3和IAA處理棗組織中MDA含量明顯低于對照組，而6-BA和ABA處理效果則相反。其中IAA處理棗組織中MDA含量最低，ABA處理則最高。結(jié)果表明，IAA、GA3與6-BA、ABA在誘導棗組織內(nèi)MDA產(chǎn)生方面存在著相反的生理效應(yīng)，6-BA處理所表現(xiàn)出的“意外”效果，值得進一步研究，這可能與棗果實成熟衰老的過程有別于其它核果成熟衰老的原因。

圖1 不同激素處理對木棗組織中DNA含量的影響

圖2 不同激素處理對木棗組織中MDA含量的影響

2.3 木棗果實組織中Pro含量變化

圖3顯示，6-BA、IAA和GA3處理棗組織中Pro含量均明顯低于對照組，ABA處理效果則相反，且效果顯著。結(jié)果表明，6-BA、IAA、GA3與ABA在誘導棗組織內(nèi)Pro產(chǎn)生方面存在著完全不同的生理效應(yīng)。尤其是在誘導棗組織成熟衰老的過程中表現(xiàn)為相互拮抗的生理效應(yīng)，這可能與它們調(diào)控棗果實成熟衰老有關(guān)。

圖3 不同激素處理對木棗組織中Pro含量的影響

2.4 木棗果實組織中Vc含量變化

圖4顯示，除ABA處理外，處理棗組織中，其它處理Vc含量均高于對照組。結(jié)果表明，6-BA、IAA和GA3促進了Vc積累，有利于增強組織抗氧化能力；ABA抑制了Vc積累，降低了組織抗氧化能力。6-BA、IAA、GA3與ABA在誘導棗組織內(nèi)Vc產(chǎn)生方面也表現(xiàn)為相互拮抗的生理效應(yīng)，這可能與它們調(diào)控棗果實成熟衰老有關(guān)。

圖4 不同激素處理對木棗組織中Vc含量的影響

2.5 木棗果實組織中CAT活性的變化

圖5顯示，處理組棗組織中CAT活性表現(xiàn)差異很大，ABA和6-BA處理CAT活性顯著高于對照組，IAA和GA3處理效果則相反。

圖5 不同激素處理對木棗組織中CAT活性的影響

3 討論

在棗果發(fā)育階段，不同的植物激素可誘導并激活它們各自的信號轉(zhuǎn)導通路，最終通過信息的傳遞誘導激素響應(yīng)基因的表達和表現(xiàn)出不同的生理現(xiàn)象，棗組織中DNA含量變化是激素誘導響應(yīng)基因表達的結(jié)果。6-BA、IAA和GA3處理增加了DNA含量，保證了細胞分裂的正常進行；而ABA處理后棗組織中DNA含量的變化與誘導成熟衰老有關(guān)。

在植物衰老生理研究中MDA和Pro是一個常用生理指標，MDA和Pro含量變化可間接確定膜系統(tǒng)受損程度和體內(nèi)代謝水平和發(fā)育狀態(tài)。ABA處理促進了棗組織中MDA和Pro含量明顯升高，可造成膜脂質(zhì)過氧化和加快棗組織成熟衰老的過程。6-BA、IAA和GA3處理棗組織中MDA和Pro含量低，說明了棗組織膜脂質(zhì)過氧化程度低，植物生長情況良好，有延緩棗組織成熟衰老的作用。而6-BA處理后棗組織中Pro含量表現(xiàn)出的 “意外效果”，需進一步研究。

Vc和CAT是植物體內(nèi)對自由基傷害產(chǎn)生的相應(yīng)保護系統(tǒng)成員，其含量和活性的變化，可作為抗氧化、抗衰老的重要生理指標。在棗果實成熟衰老期，ABA處理抑制了棗組織中Vc積累和提高了CAT活性，可降低棗組織抗氧化能力和加快成熟衰老的過程。6-BA、IAA和GA3處理促進了Vc積累和降低了CAT活性，有利于增強組織抗氧化能力；而有關(guān)6-BA處理誘導棗組織中CAT活性增加的原因目前還不清楚。

總之，棗果實的成熟衰老是一個復雜的生理生化過程，與植物激素的調(diào)節(jié)控制密切相關(guān)。植物激素誘導并激活了它們各自的信號轉(zhuǎn)導通路，最終通過信息的傳遞誘導響應(yīng)基因的表達和表現(xiàn)出不同的生理現(xiàn)象。

4 結(jié)論

ABA處理木棗果實增加了組織中DNA、MDA和Pro含量，抑制了Vc的積累和提高了CAT活性。6-BA、IAA和GA3處理促進了棗組織中Vc積累和降低了CAT活性，減少了MDA和Pro含量。

6-BA、IAA、GA3與ABA的生理作用在多方面表現(xiàn)為相互促進與互為拮抗的關(guān)系，有調(diào)控木棗果實成熟衰老的作用。

［1］ Wolters H， Jurgens G. Survival of the flexible：Hormonal growth control and adaptation in plant development［J］. Nat Rev Genet， 2009， 10：305-317.

［2］ 熊國勝， 李家洋， 王永紅. 植物激素調(diào)控研究進展［J］. 科學通報， 2009， 54（18）： 2716-2733.

［3］ Santner A， Calderon-Villalobos LIA， Estelle M. Plant hormones are versatile chemical regulators of plant growth［J］. Nat Chem Biol，2009， 5：301-307.

［4］ 李紅衛(wèi)， 韓濤， 李麗萍. ABA、GA3處理對冬棗采后果肉活性氧代謝的影響［J］. 園藝學報， 2005， 32（5）：793-797.

［5］ 李紅衛(wèi)， 馮雙慶. 脫落酸和乙烯對冬棗果實成熟衰老的調(diào)控［J］.食品科學， 2003， 24（2）：147-150.

［6］ 楊衛(wèi)民， 杜京旗， 趙君. ABA與NO， GA3在棗果實發(fā)育期的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系與拮抗效應(yīng)探討［J］. 山西農(nóng)業(yè)科學， 2014， 42（2）：195-198， 202.

［7］ 薛夢林， 張平， 張繼澍， 王莉. 脆棗采后赤霉素處理對其生理生化的影響［J］. 園藝學報， 2003， 30（2）：147-151.

［8］ 甘霖， 謝永紅， 吳正琴， 嘉平. 大棗果實發(fā)育過程中維生素C的變化及其相關(guān)性研究［J］. 果樹學報， 2002， 19（4）：240 -242.

［9］ 魏天軍， 竇云萍. 靈武長棗果實發(fā)育成熟期生理生化變化［J］.中國農(nóng)學通報， 2008， 24（4）：235-239.

［10］ 王如福. 鮮棗耐貯性的影響因素及調(diào)控機理研究［D］. 北京：中國農(nóng)業(yè)大學， 2002：1-79.

［11］ 張有林， 陳錦屏. 葡萄、鮮棗采后貯期脫落酸變化與呼吸非躍變性研究［J］. 西北植物學報， 2002， 22（5）：1197-1202.

［12］ 張有林， 陳錦屏. 鮮棗貯期脫落酸與品質(zhì)變化關(guān)系的研究［J］.農(nóng)業(yè)工程學報， 2000， 16（5）：106-109.

［13］李登科， 黃叢林， 田建保， 等. 高質(zhì)量棗樹基因組DNA提取方法的研究［J］. 分子植物育種， 2005， 3（4）：579-583.

［14］ 陳碧華. 一種改良的CTAB法提取馬尾松基因組DNA［J］.廣東林業(yè)科技， 2009， 25（2）：26-29.

［15］ 魏天軍， 竇云萍. 靈武長棗果實發(fā)育成熟期生理生化變化［J］.中國農(nóng)學通報， 2008， 24（4）：235-239.

［16］ 張殿忠， 王沛洪， 趙會賢. 測定小麥葉片游離Pro含量的方法［J］. 植物生理學通訊， 1990（4）：62-65.

［17］ 魯周民， 張麗， 尹蓉， 張忠良. 酶解條件對紅棗汁主要成分的影響［J］. 農(nóng)業(yè)工程學報， 2009， 25（1）：300-302.

［18］ 劉世鵬， 曹娟云， 陳宗禮. 鮮棗中過氧化氫酶活性的測定［J］.北方園藝， 2011， 17：22-24.

（責任編輯馬鑫）

The Regulation of 6-BA，IAA，GA3and ABA on the Ripening and Senescence of Mu Jujube’s Fruits（Ziziphus jujuba L.）

YANG Wei-min DU Jing-qi ZHAO Jun
（Institute of Plant Chemistry，Lüliang University，Lüliang 033001）

In white mature period of Mu jujube， treating the fruits with different plant hormones 6-BA， IAA， GA3and ABA， the regulatory effect of them on the ripening and senescence of fruits were studied through the detection of physiological and biochemical changes. Results showed that： the contents of DNA in jujube fruit after 6-BA， IAA， GA3and ABA treatment varied significantly， and the effects with ABA and 6-BA treatment were the most；the contents of MDA in jujube tissue after GA3and IAA treatment were significantly lower than those in the control group， and the results after 6-BA and ABA treatment were contrary；the contents of proline in jujube tissue were significantly lower than those in the control group except ABA treatment， and the contents of Vc were in the opposite； the CAT activity differed greatly， the CAT activities with ABA and 6-BA treatment were significantly higher than those in the control group， and those with IAA and GA3were contrary. In conclusion， the physiological role of 6-BA， IAA， GA3and ABA presented as the mutual promotion and antagonists in many ways， and showed their regulations on ripening and senescence in Mu jujube fruit.

Mu jujube；plant hormone； physiological and biochemical；senescence； regulation

10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2016.01.014

2015-03-09

山西省自然科學基金項目（2013011029-1），呂梁學院自然科學校內(nèi)基金項目（ZRXN201203）

楊衛(wèi)民，男，教授，研究方向：棗裂果發(fā)生的生理基礎(chǔ)及調(diào)控機制；E-mail：yangweimin0318@sina.com