葡萄花芽分化過程中遮陰對新梢內(nèi)源激素的影響

李勃+招雪晴+李秀杰+韓真+李晨+姜建剛+張安寧

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2017.13.029

摘要：以3年生夏黑葡萄為試材，用遮陽網(wǎng)營造弱光環(huán)境，研究全光照、單層遮陽網(wǎng)、雙層遮陽網(wǎng)3種光照強度對葡萄新梢內(nèi)源激素的影響，結(jié)果表明，果實膨大期前，新梢激素含量對葡萄成花有重要的調(diào)控作用；始原始體分化盛期，遮陰夏黑葡萄的赤霉素（GA）含量高于全光照處理（CK），脫落酸（ABA）含量低于全光照處理；與對照相比，遮陰時葡萄新梢的細胞分裂素（CTK）含量有明顯下降；果實膨大期前，遮陰會改變新梢吲哚乙酸（IAA）含量平穩(wěn)上升的變化趨勢，IAA含量出現(xiàn)下降；遮陰對ABA/GA、ABA/IAA比值的影響不大，而CTK/GA比值出現(xiàn)較大波動，對CTK/IAA比值的影響主要在果實膨大期前。

關(guān)鍵詞：葡萄；遮陰；花芽分化；夏黑；赤霉素；脫落酸；細胞分裂素

中圖分類號： S663.104文獻標志碼： A[HK]

文章編號：1002-1302（2017）13-0104-03[HS）][HT9.SS]

收稿日期：2016-12-30

基金項目：山東省農(nóng)業(yè)科學院青年基金（編號：2014QNM12）。

作者簡介：李勃（1977—），男，山東泰安人，博士，副研究員，主要從事葡萄種質(zhì)資源與育種研究。Tel：（0538）8237362；E-mail：sdtalibo@163.com。

[ZK）]

弱光是制約設(shè)施葡萄生產(chǎn)的重要環(huán)境因子之一。夏黑葡萄（Vitis vinifera × V. labrusca Summer Black）具有早熟、豐產(chǎn)及耐貯運等優(yōu)點，成為設(shè)施促早栽培中重要的葡萄品種之一。前人研究發(fā)現(xiàn)，夏黑葡萄是非耐弱光品種，對設(shè)施促早栽培環(huán)境的適應(yīng)性差，存在嚴重的隔年結(jié)果現(xiàn)象[1-2]。與露地栽培相比，設(shè)施栽培環(huán)境下的夏黑葡萄冬芽始原始體更傾向于形成卷須，導(dǎo)致花芽分化率下降，須采取必要的農(nóng)藝措施以實現(xiàn)其連年豐產(chǎn)[3]。在葡萄花芽分化過程中，葉原基最終分化成花序、卷須還是葉芽取決于環(huán)境和激素條件[4]。趙君全等認為，溫度不是限制夏黑設(shè)施葡萄成花的真正環(huán)境因子，光照條件才是決定夏黑冬芽分化成花芽的根本原因[2]，而設(shè)施栽培環(huán)境下的弱光很可能導(dǎo)致內(nèi)源激素的變化，從而影響葡萄的花芽分化。本試驗通過測定不同光照條件下夏黑葡萄新梢內(nèi)源激素的含量，以探討不同光照度對其內(nèi)源激素的影響，為夏黑葡萄設(shè)施栽培下的花芽調(diào)控提供技術(shù)參考，為實現(xiàn)夏黑葡萄設(shè)施栽培的豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2015年在山東省果樹研究所金牛山試驗基地進行，該基地屬溫帶大陸性半濕潤季風氣候，雨熱同季；年平均氣溫13 ℃，年降水量688.3 mm，年日照時數(shù)2 536.2 h，無霜期195 d；土壤為壤土，排灌條件良好。

1.2試驗處理

以南北行向栽植的3年生夏黑葡萄為試材，株行距 2 m×5 m，雙株定植，“T” 字整形，其他管理均采用常規(guī)方法。試驗進行遮光率為52%～71%的單層黑色遮陽網(wǎng)（T1處理）、遮光率為74%～85%的雙層黑色遮陽網(wǎng)（T2處理）2種遮光處理，于萌芽后30 d開始覆遮陽網(wǎng)，直至果實成熟；以露地栽培自然光照為對照（CK）。3個處理的光照度與透光率日變化見表1。

1.3調(diào)查內(nèi)容及方法

[JP2]5月18日，分別取新梢基部2～3節(jié)枝段進行混合，隨機分為3份，液氮速凍，保存待測，后每隔10 d采樣1次，直至7月31日，共采集8次，取樣日期與對應(yīng)的物候期、花芽分化期見表2，花芽分化期的劃分參照王海波等的方法[5]。每處理取 1 g 莖段，加入pH值為7.4的磷酸鹽緩沖液（PBS）9 mL，勻漿[JP3]器充分勻漿，2 000～3 000 r/min離心20 min，收集上清液，[JP2]采用酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）測定吲哚乙酸（IAA）、赤霉素（GA）、脫落酸（ABA）、細胞分裂素（CTK）共4種內(nèi)源激素含量。[JP]

2結(jié)果與分析

2.1遮陰對葡萄新梢內(nèi)源激素含量的影響

由圖1可見，整個取樣期內(nèi)，3個處理的葡萄GA含量整體呈下降趨勢，不同時期不同處理的GA含量有一定波動，6月9日果實膨大期前，CK中的GA含量低于T1、T2處理，此時葡萄花芽處于始原始體分化盛期，新梢較低的GA含量可能有利于夏黑葡萄的花芽分化；3個處理的新梢內(nèi)源ABA含量[CM（25]呈類似的波動變化趨勢，從盛花期開始不斷升高，7月1日迅速下降，后又迅速升高，到成熟期時又有所下降；6月9日始原始體分化盛期到6月19日花序主軸及各小穗原基形成初期，全光照（CK）處理的新梢內(nèi)源ABA含量明顯高于T1、T2處理，表明這一時期新梢較高的ABA含量水平可能有利于夏黑葡萄形成良好的花芽；整個花芽分化過程中，CK的新梢內(nèi)源CTK含量明顯高于遮陰處理，表明新梢內(nèi)源的CTK含量可能對夏黑葡萄成花影響較大，高含量CTK有利于葡萄花芽分化的順利進行；6月9日開始，全光照、遮陰處理的IAA含量變化趨勢類似，幾乎沒有明顯差別，而6月9日前，CK處理的新梢IAA含量有小幅升高，而T1、T2處理的新梢IAA含量則呈下降趨勢，這表明果實膨大期（6月9日）前新梢內(nèi)源IAA含量變化可能與葡萄的成花密切相關(guān)，新梢較高的IAA含量可能有利于葡萄花芽分化。

2.2遮陰對葡萄新梢內(nèi)源激素比值的影響

由圖2可見，3個處理新梢ABA/GA、ABA/IAA的變化趨勢基本類似，除后期稍有下降外，整體呈不斷增加趨勢，表明新梢中較高的ABA/GA、ABA/IAA有利于葡萄成花，T1、T2這2個不同遮陰強度對新梢ABA/GA、ABA/IAA影響不大；6月19日果實膨大期前，CK處理的CTK/GA緩慢增加，而T1、T2處理的CTK/GA呈波動性變化，說明新梢中緩慢升高的CTK/GA可能有利于葡萄始原始體的分化，[JP2]對葡萄成花有利；6月19日果實膨大期7月31日到成熟期，T1處理的CTK/GA呈先升后降變化趨勢，T2處理的CTK/GA呈“降—升—降—升”波動，而CK處理的CTK/GA呈先降后升變化趨勢，新梢中CTK/GA的先降后升可能有利于花序主軸和各小穗原基的分化；6月19日后，3個處理的CTK/IAA幾乎呈重合的變化曲線，遮陰對新梢CTK/IAA的影響主要在6月19日即果實膨大期前，T1、T2處理的CTK/IAA呈先升后降變化趨勢，而CK的CTK/IAA呈先降后升變化趨勢，較低的CTK/IAA可能有利于始原始體的分化，從而有利于葡萄花芽的分化。[JP]endprint

3結(jié)論與討論

花芽分化是果樹豐產(chǎn)的前提，內(nèi)源激素含量及其平衡是決定花芽分化的重要因素，而不同光照條件對樹體內(nèi)源激素的影響程度會有不同，從而對花芽分化產(chǎn)生不同程度的影響。夏黑葡萄屬不耐弱光品種[1，6]，設(shè)施栽培條件下的弱光環(huán)境可明顯影響夏黑葡萄的成花。本試驗發(fā)現(xiàn)，遮陰并未改變GA含量下降的趨勢，但6月9日果實膨大期前遮陰可使GA含量高于全光照處理（對照）。有研究表明，GA有利于葡萄原基或卷須的形成，不利于形成花序原基[7]，對成花有一定的抑制作用[4]。林玲等對巨峰、維多利亞、赤霞珠等3個葡萄品種的研究發(fā)現(xiàn)，GA含量在花芽分化期間逐漸減少[8]；黃璐也認為，較低水平的GA有利于巨峰葡萄花芽分化[9]。因此，果實膨大期前GA含量升高將對夏黑葡萄的成花不利。

CTK是影響葡萄花芽形成的主要激素之一[4]。當CTK含量較多時，會促進花序原基的形成，當CTK含量較少時，會促使卷須的形成。試驗結(jié)果表明，全光照條件下，夏黑葡萄花芽分化過程中的CTK含量始終明顯高于遮陰處理，較高水平的CTK有利于夏黑葡萄的花芽分化，這驗證了王海波等的研究結(jié)論[5]。黃璐在巨峰葡萄上的研究發(fā)現(xiàn)，芽內(nèi)較高水平的CTK會促進葡萄花芽分化[9]，而遮陰使新梢內(nèi)源CTK含量明顯下降，從而導(dǎo)致夏黑葡萄花芽分化困難。

關(guān)于ABA與成花的關(guān)系，不同學者有不同的觀點。Rakngna等認為，ABA含量高對成花有促進作用，高濃度的ABA含量有利于花芽孕育[10]；高水平的ABA與枇杷成花有關(guān)[11]；王海波等認為，較高水平的ABA含量有利于葡萄成花[5，9]；而黃羌維研究龍眼花芽分化時發(fā)現(xiàn)，ABA含量處在較高水平時對花芽分化有不利影響[12]；Hoad分析蘋果、梨、李果實中擴散出來的ABA，發(fā)現(xiàn)ABA未見對成花有什么影響[13]。試驗結(jié)果表明，遮陰與全光照處理的新梢ABA含量變化趨勢基本類似，變化幅度略有不同；6月9日始原始體分化盛期到6月19日花序主軸及各小穗原基形成初期，對照處理的新梢ABA含量快速增加，明顯大于2個遮陰處理，快速增加的ABA含量對始原始體向花序發(fā)育的形態(tài)分化可能有促進作用。

[JP2]目前，對IAA在果樹成花中的作用一直存有爭議。對葡萄來說，李佳等認為，新梢中的高IAA含量不利于葡萄幼樹的豐產(chǎn)[14]；黃璐認為，較低水平的IAA含量有利于巨峰葡萄的成花[9]；而王海波等研究發(fā)現(xiàn)，較高的新梢內(nèi)源IAA含量有利于葡萄的成花[5]。本研究發(fā)現(xiàn)，遮陰對IAA含量的影響主要在果實膨大期前（6月9日），全光照下新梢IAA的含量會緩慢上升，而遮陰處理下IAA含量下降，表明果實膨大期前新梢內(nèi)源IAA含量的緩慢上升可能有助于夏黑葡萄的花芽分化。[JP]

葡萄花芽分化不僅是單獨1種激素發(fā)揮作用，更是激素間平衡作用的結(jié)果。遮陰不僅會對內(nèi)源激素的含量產(chǎn)生影響，而且會改變激素間的平衡狀態(tài)。王海波等研究發(fā)現(xiàn)，ABA/GA的升高有助于葡萄花芽的形態(tài)分化[5]，而ABA/IAA與成花的關(guān)系有較大爭議，羅羽洧等認為，較高的ABA/IAA有利于無花果的花芽分化[15]，而王海波等認為，果實膨大期后較低且穩(wěn)定的ABA/IAA有利于設(shè)施葡萄花芽分化的順利進行[5]。本研究發(fā)現(xiàn)，遮陰對ABA/GA、ABA/IAA的影響不大，遮陰與全光照處理的ABA/GA、ABA/IAA變化趨勢基本類似，且整體呈增加趨勢。Srinivasan等指出，GA與CTK是葡萄花芽分化的重要決定因素，任何改變CTK/GA平衡關(guān)系的因素都會影響葡萄成花[4]。試驗結(jié)果表明，遮陰對 CTK/GA 的影響較大，3個處理CTK/GA呈不同的變化規(guī)律，遮陰使CTK/GA出現(xiàn)較大的波動，這說明新梢CTK/GA對遮陰較為敏感，CTK/GA在葡萄成花發(fā)育中擔當著重要的調(diào)節(jié)作用。研究證實，CTK/IAA之間的平衡控制著包括成花在內(nèi)的多個生理過程，設(shè)施栽培夏黑新梢較高的CTK/IAA促進了卷須原始體的形成[5]。試驗表明，遮陰對CTK/IAA的影響主要在始原始體分化盛期和花序主軸及小穗原基形成時期，遮陰使CTK/IAA前期升高，這不利于始原始體的分化，對葡萄成花產(chǎn)生不利影響。

總之，GA、ABA、CTK、IAA等激素不僅會在特定時期調(diào)控葡萄成花，而且在成花過程中綜合發(fā)揮作用。遮陰不僅對夏黑內(nèi)源激素的含量產(chǎn)生影響，而且會使激素間的平衡發(fā)生變化，尤其是CTK/GA、CTK/IAA，遮陰環(huán)境下新梢內(nèi)源激素的變化會對夏黑葡萄的成花產(chǎn)生一定的不利影響。果實膨大期前，新梢激素含量對葡萄成花有重要調(diào)控作用。遮陰不會改變GA、ABA含量的變化趨勢，但遮陰使始原始體分化盛期的葡萄GA含量升高、ABA含量下降，使整個生長期的新梢CTK含量大幅下降，這可能是影響夏黑成花的重要原因之一；遮陰會改變果實膨大期前新梢IAA含量的平穩(wěn)上升態(tài)勢，不斷下降的IAA含量也可能影響葡萄的順利成花。遮陰對ABA/GA、ABA/IAA的影響不大，但CTK/GA會出現(xiàn)較大的波動，這也可能與夏黑葡萄的成花有密切關(guān)系。

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