旱澇交替脅迫下杜鵑花葉片內(nèi)源激素含量的變化

李暢　蘇家樂　肖政

摘要：以鹿角杜鵑（敏感）和馬銀花（忍耐）2種對水分脅迫敏感性差異較大的杜鵑花三年生實生苗為試驗材料，設(shè)置旱澇交替脅迫（重度干旱脅迫20 d后進行淹水脅迫），通過酶聯(lián)吸附免疫法測定了旱澇交替脅迫前后杜鵑花葉片ABA、IAA、GA、CTK 4種內(nèi)源激素含量的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，旱澇交替脅迫下2種杜鵑花葉片IAA、GA、CTK含量均有不同程度的下降，ABA含量則顯著增加。旱澇交替脅迫下杜鵑花4種激素協(xié)調(diào)的總趨勢是向氣孔關(guān)閉、減緩生長的方向進行?？剐暂^強的馬銀花在處理前4種激素的含量均高于鹿角杜鵑；旱澇交替脅迫下其IAA和GA含量、IAA/ABA和GA/ABA下降幅度大于抗性較弱的鹿角杜鵑，CTK含量下降幅度、ABA含量的增加幅度小于抗性較弱的鹿角杜鵑。

關(guān)鍵詞：杜鵑花；鹿角杜鵑；馬銀花；旱澇交替脅迫；內(nèi)源激素

中圖分類號： S685.210.1 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2016）07-0233-03

杜鵑花是杜鵑花科（Ericaceae）杜鵑花屬（Rhododendron）植物的泛稱，在我國栽培歷史悠久，是深受國人喜愛的十大傳統(tǒng)名花之一。隨著城市的發(fā)展，杜鵑花在園林綠化中應(yīng)用面積逐年增加[1]。但杜鵑花對水分反應(yīng)十分敏感[2]，而水分脅迫是植物生長發(fā)育中最常遇到的逆境脅迫之一，且近年來長江中下游夏季“旱澇并存、旱澇急轉(zhuǎn)”現(xiàn)象發(fā)生頻次呈上升趨勢[3-4]，因此有必要了解杜鵑花對旱澇交替脅迫下的響應(yīng)機制。植物的抗逆性與植物內(nèi)源激素有著密切聯(lián)系，逆境脅迫下植物體各種內(nèi)源激素產(chǎn)生和分配的平衡發(fā)生改變，在一定環(huán)境脅迫限度內(nèi)植物體可通過激素水平的變化來調(diào)節(jié)其生理機能和生長節(jié)律以適應(yīng)逆境[5]。植物激素在植物抗水分脅迫中的作用早已引起人們普遍關(guān)注[6-8]，但未見有關(guān)杜鵑花水分脅迫下內(nèi)源激素方面的報道。故本試驗以2種對水分脅迫敏感性差異較大的杜鵑花為材料，采用酶聯(lián)免疫法（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA），對旱澇交替脅迫下2種杜鵑花葉片中脫落酸（ABA）、吲哚丁酸（IAA）、赤霉素（GA）、細胞分裂素（CTK）等4種內(nèi)源激素含量進行了測定，以期了解旱澇交替脅迫下杜鵑花葉片主要內(nèi)源激素的變化規(guī)律，從內(nèi)源激素方面為杜鵑花對旱澇交替脅迫下生理響應(yīng)機制的研究提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為在前期試驗基礎(chǔ)上篩選出的2種對水分脅迫響應(yīng)差異較大的杜鵑花：鹿角杜鵑（R. latoucheae）和馬銀花（R. ovatum），其中鹿角杜鵑為旱澇水分脅迫敏感型，馬銀花為忍耐型。選用生長勢一致、健壯的三年生實生苗為試驗材料，盆直徑18 cm，高16 cm。盆土由泥炭和珍珠巖（3 ∶ 1）混合配成，最大持水量55.07%。每盆1株，每個試驗材料30盆。1.2 試驗方法

試驗在智能玻璃溫室中進行，于2014年7月進行旱澇交替脅迫試驗。先進行重度干旱脅迫處理，即土壤水分含量為最大田間持水量的（30±5）%，處理時先澆透水后使土壤水分自然消耗，待達到重度干旱脅迫標準后采用稱質(zhì)量補水法控制土壤水分含量在設(shè)定范圍內(nèi)；重度干旱脅迫時長為20 d。20 d后進行旱后的淹水脅迫處理，采用盆栽淹水法，即將花盆置入大的塑料周轉(zhuǎn)箱中，淹水過土面2～3 cm，定時補水以保證水位，持續(xù)20 d。試驗10盆為1個處理，重復(fù)3次，隨機排列。

1.3 內(nèi)源激素的測定

分別采集脅迫處理前（CK，0 d）、干旱脅迫20 d、旱后淹水脅迫3 d和旱后淹水脅迫20 d處理的試驗材料頂端第2張成熟葉，采用ELISA方法測定葉片中BA、IAA、GA、CTK含量。所有激素試劑盒由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)作物化學(xué)控制研究中心提供。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

所有測定結(jié)果取平均值±標準差，SPSS 18.0軟件進行單因素方差分析，使用最小顯著差數(shù)法（LSD）比較差異顯著性，用Excel 2003繪制圖表。

2 結(jié)果

2.1 旱澇交替脅迫下杜鵑花葉片ABA含量的變化

旱澇交替脅迫下，鹿角杜鵑和馬銀花葉片ABA含量均顯著增加（圖1）。其中，鹿角杜鵑在重度干旱脅迫下，ABA含量比處理前增加了41.88%；旱后淹水脅迫3 d 后ABA含量較干旱脅迫20 d降低，但差異不顯著；旱后淹水脅迫20 d后ABA含量比處理前增加了77.72%，達到最大值，顯著高于其他處理。馬銀花在正常水分條件下ABA含量較鹿角杜鵑高；在旱澇交替脅迫下的變化趨勢與鹿角杜鵑一致，但增加幅度小于鹿角杜鵑，重度干旱20 d、旱后淹水脅迫3 d后ABA含量分別比處理前增加了37.38%、25.64%；旱后淹水脅迫 20 d 后比處理前增加了55.37%，顯著高于其他處理。

2.2 旱澇交替脅迫下杜鵑花葉片IAA含量的變化

旱澇交替脅迫下鹿角杜鵑和馬銀花葉片IAA含量均比處理前下降（圖2）。鹿角杜鵑變幅較小，重度干旱20 d、旱后淹水脅迫3 d、旱后淹水脅迫20 d后IAA含量分別比處理前降低了21.03%、9.11%、28.61%，與處理前差異顯著。馬銀花在正常水分條件下IAA含量較鹿角杜鵑高；旱澇交替脅迫下變動幅度較大，重度干旱脅迫下比處理前降低了27.17%；旱后淹水脅迫3 d后IAA含量較干旱脅迫下顯著升高，與處理前差異不顯著；旱后淹水脅迫20 d后IAA含量則比處理前顯著降低了52.30%。

2.3 旱澇交替脅迫下杜鵑花葉片GA含量的變化

旱澇交替脅迫下鹿角杜鵑和馬銀花葉片GA含量均比處理前顯著降低，且處理間差異顯著（圖3）。重度干旱20 d、旱后淹水脅迫3 d、旱后淹水脅迫20 d后鹿角杜鵑GA含量分別比處理前降低了21.53%、13.92%、31.54%。馬銀花在正常水分條件下GA含量高于鹿角杜鵑；旱澇交替脅迫下變動幅度較大，重度干旱20 d、旱后淹水脅迫3 d和旱后淹水脅迫 20 d 后GA含量分別比處理前降低了33.88%、15.34%、4393%，降低幅度明顯高于鹿角杜鵑。

2.4 旱澇交替脅迫下杜鵑花葉片CTK含量的變化

旱澇交替脅迫下鹿角杜鵑和馬銀花葉片CTK含量均比處理前下降（圖4）。鹿角杜鵑重度干旱20 d、旱后淹水脅迫3 d、旱后淹水脅迫20 d后CTK含量分別比處理前降低了2153%、13.92%、31.54%，與處理前差異顯著。馬銀花在正常水分條件下CTK含量高于鹿角杜鵑；重度干旱脅迫下比處

理前顯著降低了11.21%；旱后淹水脅迫3 d后CTK含量較干旱脅迫下升高，CTK含量雖仍低于處理前，但與處理前不存在顯著差異；旱后淹水脅迫20 d后CTK含量則比處理前顯著降低了19.26%；CTK含量降低幅度低于鹿角杜鵑。

2.5 旱澇交替脅迫下杜鵑花葉片內(nèi)源激素的比例變化

旱澇交替脅迫下鹿角杜鵑和馬銀花葉片IAA/ABA、GA/ABA、CTK/ABA均比處理前顯著下降（表1）。隨著脅迫的持續(xù)，2種杜鵑花IAA/ABA、GA/ABA、CTK/ABA均呈現(xiàn)先下降后小幅度上升再繼續(xù)下降的趨勢，IAA/ABA和CTK/ABA各處理間差異達到顯著水平。旱澇交替脅迫下馬銀花 IAA/ABA 和GA/ABA降幅大于鹿角杜鵑，重度干旱20 d、 旱后淹水脅迫3 d和旱后淹水脅迫20 d后IAA/ABA和GA/ABA分別比處理前降低了46.91%和51.93%、28.28%和32.71%、6942%和64.06%。

3 討論

由于植物內(nèi)源激素的變化對環(huán)境條件改變響應(yīng)的靈敏性及在植物生命活動中起著重要的調(diào)節(jié)功能，研究者們認為內(nèi)源激素最有可能充當逆境信號物質(zhì)[9]。研究表明，植物對水分脅迫的適應(yīng)能力與內(nèi)源激素變化關(guān)系密切[6-10]。ABA常被稱為脅迫激素，在水分脅迫條件下植物體內(nèi)ABA含量增加已被眾多試驗所證實[6-11]。本試驗中，旱澇交替脅迫下，2種杜鵑花ABA含量顯著增加，但增加的幅度存在差異。對水分脅迫較為敏感的鹿角杜鵑ABA含量增加幅度大于較耐旱、耐澇的馬銀花，這與潘向艷等對雜交鵝掌楸[6]、王明生等對甘薯[9]的研究結(jié)果一致。水分脅迫對植物葉片IAA含量的變化影響較為復(fù)雜，多數(shù)研究表明水分脅迫下IAA含量下降[6-7，9]，但也有研究表明水分脅迫下植物體內(nèi)IAA含量增加[10-11]。本試驗結(jié)果表明，杜鵑花與多數(shù)研究一樣，在旱澇交替脅迫下其葉片IAA含量下降，且對水分脅迫抗性強的馬銀花IAA含量下降尤為明顯。旱澇交替脅迫處理前抗性強的馬銀花可能因其適應(yīng)性強，維持了較高的GA含量，旱澇交替脅迫下，2種杜鵑花GA含量均顯著下降，且抗性強的馬銀花下降幅度較大，說明抗性強的馬銀花通過減緩生長來適應(yīng)水分脅迫的能力更強。CTK對防止葉綠體解體、保持細胞膜結(jié)構(gòu)的完整性、延緩衰老及清除自由基等都具有一定的作用[5]。本試驗中，抗性強的馬銀花在脅迫處理前也維持了較高的CTK含量，且在旱澇交替脅迫下其CTK含量下降的幅度小于對水分脅迫敏感的鹿角杜鵑，說明旱澇交替脅迫下抗性強的馬銀花不會因CTK降低而使其膜脂過氧化加劇和過快衰老，也體現(xiàn)出了其對旱澇交替脅迫較好的適應(yīng)能力。

植物內(nèi)內(nèi)源激素間的生理效應(yīng)既相互促進又相互拮抗[12-13]，故激素間的平衡對植物生長發(fā)育有重要的調(diào)節(jié)作用。IAA、GA、CTK能促進植物生長、延緩衰老，而ABA則促進植物衰老，其比值的變化對植物生長、發(fā)育、分化和衰老過程均起著重要的調(diào)節(jié)作用[5，11]。本試驗表明，旱澇交替脅迫下，杜鵑花植株體內(nèi)IAA、GA、CTK等促進植物生長的激素含量降低，而ABA等抑制生長的激素增加，IAA/ABA、GA/ABA、CTK/ABA比值均比處理前顯著下降，說明4種激素之間協(xié)調(diào)總體趨勢是向著關(guān)閉氣孔、減緩植株正常生長有關(guān)代謝活動的方向進行，而馬銀花在旱澇交替水分脅迫下這種內(nèi)源激素協(xié)調(diào)能力更強，這可能是在旱澇交替水分脅迫下其適應(yīng)性方面更有優(yōu)勢的原因之一。試驗中還發(fā)現(xiàn)旱后淹水脅迫3 d對杜鵑花葉片內(nèi)源激素含量可產(chǎn)生部分補償效應(yīng)，且補償量馬銀花大于鹿角杜鵑，具有原因有待進一步深入研究。

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