烤煙生長發(fā)育過程中葉片內(nèi)源激素的動態(tài)變化

袁衛(wèi)瑜??+李軍營??+蔡慶生??+錢猛??+周宏??焦旭勇

摘要：為了從激素水平上探討烤煙葉片成熟機制，采用酶聯(lián)免疫法測定烤煙生長發(fā)育過程中葉片內(nèi)源激素的含量。結(jié)果表明：在烤煙生長發(fā)育過程中，葉片細(xì)胞分裂素（CTK）含量整體上呈下降趨勢，中部葉和上部葉CTK含量均在移栽后100 d達(dá)到峰值，此后，CTK含量呈下降趨勢；生長素（IAA）含量總體上表現(xiàn)為上升—下降的趨勢，后期IAA含量有所上升；赤霉素（GA）含量表現(xiàn)為下降—上升—下降的趨勢，整體上呈略微下降趨勢；脫落酸（ABA）含量總體上呈上升趨勢，中部葉移栽后93 d至正常采收、上部葉移栽后86 d至正常采收葉片ABA含量迅速增加。移栽100 d煙葉進入成熟期后，葉片中CTK與ABA的比值呈明顯下降趨勢；葉片IAA與ABA的比值總體表現(xiàn)為上升—下降—上升的趨勢。綜合來看，中部葉比較適合正常采收或延遲7 d采收，上部葉比較適合延遲7 d或延遲14 d采收。

關(guān)鍵詞：烤煙；生長發(fā)育；葉片；內(nèi)源激素；動態(tài)變化；煙葉成熟機制；適時采收

中圖分類號： S572.01文獻標(biāo)志碼：

文章編號：1002-1302（2016）08-0145-03

生產(chǎn)上煙葉成熟度不夠往往會導(dǎo)致煙葉內(nèi)的大分子物質(zhì)降解不充分，化學(xué)成分不協(xié)調(diào)，香氣量和香氣質(zhì)低，刺激性大[1-6]。煙葉的成熟實質(zhì)上是組成葉片的每個細(xì)胞生理功能逐漸衰退的過程，而葉片細(xì)胞的衰老與激素水平密切相關(guān)，有研究證明細(xì)胞分裂素（CTK）、生長素（IAA）、赤霉素（GA）能夠延緩葉片衰老，而脫落酸（ABA）能加速葉片衰老[7-9]。前人的研究主要集中在烤煙根系中的內(nèi)源激素含量變化上[10-11]，而對烤煙葉片內(nèi)源激素含量變化的研究卻很少[12-13]?？緹熓且环N以葉片為收獲對象的經(jīng)濟作物，因此本試驗主要研究烤煙中部葉和上部葉在生長發(fā)育過程中內(nèi)源激素含量的動態(tài)變化，以期掌握其變化的特點和規(guī)律，探討烤煙葉片成熟機制，為煙葉適時采收提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗設(shè)計

田間試驗于2012年在云南省峨山縣小街鎮(zhèn)進行。供試烤煙品種為云87，由云南省玉溪市中煙種子有限責(zé)任公司提供。田間試驗土壤pH值為6.87，有機質(zhì)含量為43.30 g/kg，堿解氮含量160.13 mg/kg，速效磷含量24.87 mg/kg，速效鉀含量 83.55 mg/kg。

2012年2月15日播種，4月24日移栽，6月30日統(tǒng)一打頂，種植密度為16 500株/hm2，施純氮90 kg/hm2，5月1日施提苗肥（N ∶[KG-*3]P2O5 ∶[KG-*3]K2O=28 ∶[KG-*3]0 ∶[KG-*3]5），5月10日、16日施追肥（N ∶[KG-*3]P2O5 ∶[KG-*3]K2O =12 ∶[KG-*3]6 ∶[KG-*3]24）。其他田間管理措施按優(yōu)質(zhì)煙栽培要求進行。

1.2樣品采集及分析方法

選取田間長勢均勻的煙株，定點選取中部葉（自下至上第11張）和上部葉（自下至上第18張）掛牌標(biāo)記，從移栽后65 d開始，每7 d取樣1次直至移栽后100 d；然后分別于中部葉和上部葉正常采收時、延遲7 d采收時和延遲14 d采收時各取樣1次。取樣時，先將葉片表面的雜物用紗布小心擦拭干凈，然后去掉葉尖與葉基部，剔除中脈，用液氮固定。用液氮固定的鮮樣保存在-80 ℃冰箱中，取樣完畢后統(tǒng)一測定煙葉中的內(nèi)源激素含量。

內(nèi)源激素含量的測定：取鮮樣0.2 g，加1.8 mL PBS緩沖液（pH值為7.4）研磨成勻漿，于4 000 r/min、4 ℃條件下離心15 min，吸取上清液。用酶聯(lián)免疫法（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）測定CTK、IAA、GA、ABA的含量。試劑盒購于南京森貝伽生物公司。使用美國BIO-RAD680自動酶聯(lián)測讀儀進行D值測定，用標(biāo)準(zhǔn)物的濃度與D值計算出標(biāo)準(zhǔn)曲線的直線回歸方程式，將樣品的D值代入方程式，計算出樣品濃度。

2結(jié)果與分析

2.1烤煙生長發(fā)育過程中葉片主要內(nèi)源激素含量的變化

2.1.1烤煙生長發(fā)育過程中CTK含量動態(tài)變化如圖1所示，CTK含量呈“雙峰”變化，葉片內(nèi)CTK含量整體上呈下降趨勢，分別于移栽后79、100 d出現(xiàn)“一小一大”2個峰值。CTK主要在根系中合成，打頂促進根系的二次發(fā)育，因此移栽后72、79 d，烤煙葉片內(nèi)的CTK含量直線增加。移栽后 86～100 d，烤煙葉片內(nèi)的CTK含量快速增長；移栽后100 d，葉片內(nèi)CTK含量達(dá)到1.8 μg/L以上。中部葉在移栽后 100 d-正常采收葉片CTK含量略有下降，此后，CTK含量下降幅度明顯增大，上部葉CTK含量在移栽100 d以后呈直線下降趨勢。CTK能通過調(diào)節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)運輸、干擾脂質(zhì)過氧化反應(yīng)以及干擾其他激素的反應(yīng)等延緩葉片衰老[14]，因此移栽 100 d 以后烤煙葉片進入成熟衰老階段，且下降幅度越大，進入衰老的速度越快。

2.1.2烤煙生長發(fā)育過程中IAA含量動態(tài)變化如圖2所示，IAA含量總體上表現(xiàn)為上升—下降—上升的趨勢，中部葉IAA含量的變化相對來說不規(guī)律，上部葉變化幅度較大。移栽后72 d，中部葉和上部葉中IAA含量都有較大幅度的增加，這可能是由于打頂去除了煙株的頂端優(yōu)勢，刺激根系合成的IAA增多，通過液流運輸?shù)降厣系腎AA也相應(yīng)增加。中部葉和上部葉IAA含量的峰值均出現(xiàn)在移栽后93 d，較CTK含量的峰值早出現(xiàn)7 d，這可能是由于兩者促進植物生長的時間有所不同，可見植物內(nèi)源激素是以系統(tǒng)的方式起作用的。移栽93 d以后，中部葉和上部葉IAA含量均急劇下降，說明烤煙葉片逐漸成熟。中部葉IAA含量在移栽后100 d至延遲 7 d 采收變化平穩(wěn)。中部葉延遲14 d采收時，上部葉延遲7 d和延遲 14 d 采收的IAA含量有所上升，這可能是由于IAA的作用具有雙重效應(yīng)，生長發(fā)育前期可直接調(diào)節(jié)組織對乙烯的響應(yīng)，與乙烯起相反的作用；生長發(fā)育后期又誘導(dǎo)了乙烯，促進成熟，加速葉片衰老[15]。

2.1.3烤煙生長發(fā)育過程中GA含量的動態(tài)變化烤煙生長發(fā)育過程中GA含量的變化如圖3所示。GA含量總體表現(xiàn)為下降—上升—下降的趨勢。在整個過程中中部葉和上部葉變化趨勢相同。烤煙GA含量在打頂后5 d（移栽后72 d）和打頂后12 d（移栽后79 d）急速下降，而劉艷芳的研究表明，打頂前葉片GA含量呈下降趨勢，打頂后2 d GA含量增加，打頂后4 d GA含量又大幅度降低，可能是由于測定時期不一樣（本研究中移栽后72 d取樣時已是打頂后5 d）[16]，導(dǎo)致與本研究結(jié)果不同。移栽100 d以后，中部葉和上部葉GA含量均呈下降趨勢，但中部葉GA含量下降幅度明顯大于上部葉，說明中部葉的衰老速度快于上部葉。由于GA的主要作用是加速細(xì)胞的伸長生長，延緩植物葉片的衰老、黃化[17]，因此葉片內(nèi)GA含量在煙株生長的中后期，整體上都呈略微下降趨勢，這與劉國順等研究的煙草生長過程中根系內(nèi)源赤霉素含量的變化規(guī)律[10]是一致的，表明隨著煙株生長進程的由盛轉(zhuǎn)衰，煙株體內(nèi)的內(nèi)源赤霉素逐漸減少。

2.1.4烤煙生長發(fā)育過程中ABA含量的動態(tài)變化烤煙生長發(fā)育過程中ABA含量的變化如圖4所示?？緹熤胁咳~和上部葉ABA含量呈“雙峰”變化，分別于移栽后72 d和正常采收時出現(xiàn)“一小一大”2個峰值?？緹熤胁咳~和上部葉ABA含量總體上呈上升趨勢。中部葉移栽后93 d至正常采收、上部葉移栽后86 d至正常采收烤煙葉片內(nèi)的ABA含量迅速增加，ABA含量的迅速增加啟動了烤煙葉片的衰老[18-19]。

[FL（2K2]2.2烤煙生長發(fā)育過程中內(nèi)源激素之間的平衡關(guān)系

煙葉衰老不僅與內(nèi)源激素含量的變化有關(guān)，而且激素之間的平衡也很重要。

2.2.1烤煙生長發(fā)育過程中葉片內(nèi)CTK與ABA含量比值的動態(tài)變化CTK與ABA含量的比值可以在一定程度上反映植株內(nèi)源激素之間的平衡關(guān)系[20]。從表1可以看出，移栽后100 d，煙葉進入成熟期，葉片內(nèi)CTK與ABA含量的比值呈明顯下降趨勢，表明此時衰老的促進因子ABA居于主導(dǎo)地位，CTK與ABA含量的比值降低是啟動植物葉片衰老的主要因素[21]。最后一次測定激素含量時，烤煙中部葉和上部葉的CTK與ABA含量的比值已經(jīng)降至一個較低水平，分別為 0.014 和0.018，這與趙平等的研究結(jié)果[12]相似。

3結(jié)論與討論

葉片衰老是一個主動過程，與營養(yǎng)物質(zhì)從植株老葉向其他部分的轉(zhuǎn)移再利用有關(guān)，內(nèi)源激素作為信號物質(zhì)可以調(diào)控植物葉片衰老。本研究結(jié)果表明，烤煙生長發(fā)育過程中，CTK含量呈“雙峰”變化，移栽后100 d中部葉和上部葉中CTK含量均達(dá)到最大值，葉片內(nèi)CTK含量整體上呈下降趨勢；IAA含量總體上表現(xiàn)為上升—下降—上升的趨勢，移栽93 d達(dá)到峰值以后，中部葉和上部葉IAA含量均急劇下降；葉片內(nèi)GA含量整體上都呈略微下降趨勢，移栽100 d以后，中部葉GA含量下降幅度明顯大于上部葉；烤煙中部葉和上部葉ABA含量均呈“雙峰”變化，總體上呈上升趨勢，中部葉和上部葉均是正常采收時ABA含量達(dá)到峰值；中部葉和上部葉CTK與ABA含量的比值在移栽100 d達(dá)到峰值以后呈明顯下降趨勢；中部葉和上部葉IAA與ABA含量的比值總體表現(xiàn)為上升—下降—上升的趨勢，移栽后93 d達(dá)到峰值，延遲14 d采收時又大幅上升，此時IAA起到加速衰老的作用。

朱中華等研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)源激素是以系統(tǒng)的方式調(diào)控小麥葉片衰老的，每種激素都有不同程度的效應(yīng)，但也有主次之分[18]，把握這一點對生產(chǎn)上控制葉片衰老有重要意義。因此，應(yīng)該根據(jù)不同內(nèi)源激素的變化來綜合判斷煙葉適宜采收的時間。移栽后100 d，烤煙中部葉的CTK和GA含量最高，對ABA起拮抗作用，延緩衰老，此時不適宜采收；中部葉延遲14 d采收時，雖然CTK和GA含量已經(jīng)降到一個較低的水平，但此時ABA加速衰老的時間過長，加上后期IAA的促衰老作用，可能會導(dǎo)致煙葉過熟，品質(zhì)降低。因此，烤煙中部葉比較適合正常采收或延遲7 d采收，此時CTK與ABA含量的比值以及IAA與ABA含量的比值也較適中，適合采收。上部葉激素含量變化趨勢與中部葉類似，但延遲14 d采收的上部葉GA含量有所增加，此時上部葉ABA含量仍維持在一個較高的水平，因此上部葉可以延遲7 d或延遲14 d采收。

此外，通過研究烤煙生長發(fā)育過程中內(nèi)源激素含量的變化發(fā)現(xiàn)，打頂可以通過促進根系發(fā)育使CTK、IAA、ABA含量增加，因而在生產(chǎn)上可以通過適當(dāng)?shù)姆仕芾淼却胧┐龠M煙株根系發(fā)育，協(xié)調(diào)根冠比，調(diào)節(jié)內(nèi)源激素含量，促進生長。當(dāng)煙株生長環(huán)境不適宜時，也可在生長后期用CTK、GA及其類似物處理，防止葉片早衰，使內(nèi)含物質(zhì)充分轉(zhuǎn)化，提高煙葉品質(zhì)。

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