仲丁靈對(duì)西瓜腋芽?jī)?nèi)源激素的影響

馬紹鋆 田紅梅 王明霞

（安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，安徽合肥230031）

西 瓜〔Citrullus lanatus（Thunb.）Matsum. et Nakai〕屬于葫蘆科西瓜屬經(jīng)濟(jì)作物，在世界園藝產(chǎn)業(yè)中占有重要地位。在西瓜生產(chǎn)過程中，需人工抹除腋芽，費(fèi)時(shí)費(fèi)工。仲丁靈屬于二硝基苯胺類化合物，為高效低毒煙草抑芽劑之一，兼具觸殺與內(nèi)吸兩種作用，對(duì)抑制腋芽的生長(zhǎng)效力高，藥效快，在作物中殘留量較低，對(duì)作物安全，在實(shí)際生產(chǎn)中具有重要意義。美國(guó)北卡羅來納州立大學(xué)于20世紀(jì)40年代末期首先使用煙草化學(xué)抑芽劑，發(fā)現(xiàn)醋酸吲哚對(duì)煙草腋芽抑制有一定效果（馬麗先，1983）。馬紹鋆等（2017a，2017b）研究了仲丁靈對(duì)西瓜腋芽抑制效果以及對(duì)西瓜腋芽細(xì)胞膜透性和防御酶活性的影響，結(jié)果表明，稀釋70倍的仲丁靈對(duì)西瓜腋芽的抑制效果最佳，達(dá)到75.6%，同時(shí)細(xì)胞膜透性發(fā)生變化，4種防御酶（POD、SOD、PPO、PAL）活性也呈現(xiàn)不同變化，為揭示仲丁靈抑制西瓜腋芽生長(zhǎng)的機(jī)理奠定了基礎(chǔ)。為進(jìn)一步探討其抑制機(jī)理，本試驗(yàn)采用化學(xué)抑制劑仲丁靈乳油對(duì)西瓜腋芽進(jìn)行處理，對(duì)不同處理時(shí)間后西瓜腋芽?jī)?nèi)源激素含量進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，以期為仲丁靈乳油抑芽機(jī)理提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試西瓜品種選用安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所自主選育的優(yōu)質(zhì)西瓜品種秀麗，供試試劑為37.3%仲丁靈乳油，試驗(yàn)于2017年4～5月在本所蔬菜育種試驗(yàn)地進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

秀麗西瓜浸種和催芽后，選用50孔穴盤基質(zhì)育苗，三葉一心時(shí)定植，小區(qū)面積15 m2，每小區(qū)定植30株，隨機(jī)區(qū)組排列。待主蔓開始出現(xiàn)腋芽時(shí)，于晴天16：00以后采用筆涂法對(duì)西瓜腋芽涂抹37.3%仲丁靈乳油70倍液，每株用藥液量10～15 mL，以涂抹無菌水為對(duì)照，每個(gè)處理4次重復(fù)。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目

將仲丁靈一次性涂抹4個(gè)小區(qū)的西瓜腋芽后，分別采集涂抹后1、7、14 d和21 d的第4節(jié)位西瓜腋芽，每小區(qū)采集10株，3次重復(fù)。將西瓜腋芽置于自封袋內(nèi)并放入冰盒，經(jīng)液氮處理后置于-80℃超低溫冰箱內(nèi)保存，用于游離態(tài)內(nèi)源激素玉米素核苷（ZR）、吲哚-3-乙酸（IAA）、脫落酸（ABA）、赤霉素（GA3）含量的測(cè)定。

1.4 內(nèi)源激素的提取與測(cè)定

準(zhǔn)確稱取0.5 g冷凍樣品，加入4 mL樣品提取液（預(yù)冷體積比為80%的甲醇水溶液，內(nèi)含1 mmol·L-1二叔丁基對(duì)甲苯酚），冰浴研磨成勻漿并轉(zhuǎn)入試管中，搖勻后置于4 ℃冰箱中提取12 h后，10 000 r·min-1離心15 min，取上清液過C-18固相萃取柱純化。將過柱后的樣品轉(zhuǎn)入離心管中，用N2吹干，去除提取液中的甲醇，用去離子水定容。應(yīng)用酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法（ELISA）進(jìn)行測(cè)定，所用試劑盒由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)作物化學(xué)控制研究中心提供，使用Thermo Multlskan FC型酶標(biāo)儀測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用DPS軟件進(jìn)行方差分析，采用Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 仲丁靈對(duì)西瓜腋芽ZR含量動(dòng)態(tài)變化的影響

如圖1所示，仲丁靈乳油70倍液處理后，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，西瓜腋芽的ZR含量呈現(xiàn)逐漸增加的變化趨勢(shì)，在涂抹后21 d達(dá)到最大值，為10.12 ng·g-1（FW），與對(duì)照在21 d時(shí)的ZR含量相比存在顯著差異。對(duì)照在涂抹后1～14 d，西瓜腋芽的ZR含量變化相對(duì)平穩(wěn)，涂抹后14～21 d ZR含量表現(xiàn)為逐漸下降的趨勢(shì)。

圖1 仲丁靈對(duì)西瓜腋芽ZR含量動(dòng)態(tài)變化的影響

圖中不同小寫字母表示與對(duì)照差異顯著（P＜0.05），不同大寫字母表示與對(duì)照差異極顯著（P＜0.01），下圖同。

2.2 仲丁靈對(duì)西瓜腋芽IAA含量動(dòng)態(tài)變化的影響

如圖2所示，仲丁靈乳油70倍液處理后，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，西瓜腋芽的IAA含量呈現(xiàn)先增加后逐漸趨于平穩(wěn)趨勢(shì)，在涂抹后7 d達(dá)到最大值，為63.94 ng·g-1（FW）。而對(duì)照西瓜腋芽的IAA含量則表現(xiàn)為先下降后逐漸趨于平穩(wěn)趨勢(shì)，在涂抹后21 d極顯著低于仲丁靈處理的IAA含量。

圖2 仲丁靈對(duì)西瓜腋芽IAA含量動(dòng)態(tài)變化的影響

2.3 仲丁靈對(duì)西瓜腋芽ABA含量動(dòng)態(tài)變化的影響

如圖3所示，仲丁靈乳油70倍液處理后，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，西瓜腋芽的ABA含量呈現(xiàn)逐漸上升的變化趨勢(shì)，而對(duì)照西瓜腋芽的ABA含量則呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。其中，仲丁靈乳油70倍液處理后，西瓜腋芽的ABA含量在涂抹后21 d達(dá)到最大值，為77.80 ng·g-1（FW），與對(duì)照存在極顯著差異。

圖3 仲丁靈對(duì)西瓜腋芽ABA含量動(dòng)態(tài)變化的影響

2.4 仲丁靈對(duì)西瓜腋芽GA3含量動(dòng)態(tài)變化的影響

如圖4所示，仲丁靈乳油70倍液處理后，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，西瓜腋芽的GA3含量呈現(xiàn)先下降后上升的變化趨勢(shì)，而對(duì)照西瓜腋芽的GA3含量則表現(xiàn)為逐漸上升的趨勢(shì)，在涂抹后21 d達(dá)到最大值，為7.82 ng·g-1（FW）。涂抹后7～21 d，仲丁靈乳油70倍液處理均極顯著低于對(duì)照。

圖4 仲丁靈對(duì)西瓜腋芽GA3含量動(dòng)態(tài)變化的影響

2.5 仲丁靈對(duì)西瓜腋芽IAA/ZR動(dòng)態(tài)變化的影響

如圖5所示，仲丁靈乳油70倍液處理后，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，西瓜腋芽的IAA/ZR呈現(xiàn)先上升后平穩(wěn)的變化趨勢(shì)，在涂抹后7 d IAA/ZR達(dá)到最大值，為7.24。對(duì)照西瓜腋芽的IAA/ZR則呈現(xiàn)逐漸下降的變化趨勢(shì)。仲丁靈處理的IAA/ZR在涂抹后21 d極顯著高于對(duì)照。物分枝發(fā)育和腋芽形成過程中起關(guān)鍵作用（Mcsteen et al.，2009；Assuero & Tognetti，2010；Liu et al.，2011）。研究表明，細(xì)胞分裂素水平的高低可以決定腋芽是否產(chǎn)生，對(duì)腋芽的形成有直接的影響（Hempel & Feldman，1994；Frank et al.，2000）。Li和Bangerth（1992）研究發(fā)現(xiàn)，用細(xì)胞分裂素處理豌豆植株腋芽，處理部位的內(nèi)源生長(zhǎng)素含量有所增加，促進(jìn)了生長(zhǎng)素從腋芽向外運(yùn)輸，并進(jìn)一步促進(jìn)了腋芽的生長(zhǎng)。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)仲丁靈乳油70倍液處理的西瓜腋芽ZR含量在涂抹后21 d顯著高于對(duì)照，且腋芽的生長(zhǎng)受到一定的抑制，可能是由于西瓜植株頂端的生長(zhǎng)素通過抑制體內(nèi)細(xì)胞分裂素的合成或玉米素前體向玉米素的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而控制植株體內(nèi)活性細(xì)胞分裂素含量，并抑制腋芽中生長(zhǎng)素的合成和向外運(yùn)輸（李春儉，1997）。

IAA對(duì)于植物分蘗的影響主要表現(xiàn)為IAA可促使植物頂端優(yōu)勢(shì)的形成。IAA在高濃度條件下能抑制腋芽的萌發(fā)，本試驗(yàn)中，IAA的含量在仲丁靈涂抹后21 d極顯著高于對(duì)照，對(duì)西瓜腋芽的生長(zhǎng)有抑制作用。而其他研究表明，IAA和細(xì)胞分裂素的比值與腋芽的生長(zhǎng)發(fā)育密切相關(guān)，比值高時(shí)腋芽生長(zhǎng)受到抑制，反之腋芽生長(zhǎng)較快。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)仲丁靈處理的西瓜腋芽的IAA/ZR在涂抹后21 d極顯著高于對(duì)照，腋芽生長(zhǎng)緩慢或生長(zhǎng)受到抑制，這與Tamas等（1998）發(fā)現(xiàn)多種植物激素之間的相互作用能夠直接調(diào)控植株腋芽的生長(zhǎng)發(fā)育的結(jié)果是一致的。

影響腋芽萌發(fā)的關(guān)鍵因素除了IAA和細(xì)胞分裂素的比值之外，脫落酸也會(huì)使腋芽的萌發(fā)受到抑制。ABA為誘導(dǎo)腋芽休眠的正調(diào)控因子（方志榮等，2007），可促進(jìn)腋芽休眠的誘導(dǎo)與維持（楊榮超 等，2012）。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在仲丁靈涂抹后21 d，西瓜腋芽的ABA含量達(dá)到峰值，此時(shí)西瓜腋芽由黃色逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楹稚罱K表現(xiàn)為腋芽的生長(zhǎng)受到抑制。

GA3可以促進(jìn)高等植物細(xì)胞和莖的伸長(zhǎng)、葉片增大、打破休眠和促進(jìn)發(fā)芽（李保珠 等，2011），腋芽的生長(zhǎng)發(fā)育與植株特定部位GA3含量的增加密切相關(guān)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)仲丁靈處理后的西瓜腋芽GA3含量從涂抹后7～21 d始終極顯著低于對(duì)照，表現(xiàn)為腋芽的生長(zhǎng)受到抑制。

圖5 仲丁靈對(duì)西瓜腋芽IAA/ZR動(dòng)態(tài)變化的影響

3 結(jié)論與討論

仲丁靈屬于低毒農(nóng)藥，廣泛應(yīng)用于抑制煙草腋芽和芽前土壤除草，同時(shí)具有植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑屬性。腋芽的形成和發(fā)育受到植物激素、環(huán)境以及遺傳因子的調(diào)控，其中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素在調(diào)控植

通過使用37.3%仲丁靈乳油抑芽劑，明顯抑制了西瓜腋芽的生長(zhǎng)。經(jīng)測(cè)定，西瓜腋芽4種游離態(tài)內(nèi)源激素（ZR、IAA、ABA、GA3）含量均呈現(xiàn)不同變化，說明西瓜腋芽生長(zhǎng)與內(nèi)源激素密切相關(guān)。其中仲丁靈處理前期ZR含量低于對(duì)照，且變化趨勢(shì)平穩(wěn)，處理14 d后ZR含量逐漸增加，而對(duì)照ZR含量逐漸下降；仲丁靈處理的IAA含量呈現(xiàn)先增加后趨于平穩(wěn)趨勢(shì)，而對(duì)照呈現(xiàn)先下降后逐漸趨于平穩(wěn)趨勢(shì)；仲丁靈處理的ABA含量呈現(xiàn)逐漸上升的變化趨勢(shì)，而對(duì)照呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)；仲丁靈處理的GA3含量呈現(xiàn)先下降后上升的變化趨勢(shì)，而對(duì)照呈現(xiàn)逐漸上升趨勢(shì)；仲丁靈處理的IAA/ZR則呈現(xiàn)先上升后平穩(wěn)的變化趨勢(shì)，對(duì)照呈現(xiàn)逐漸下降趨勢(shì)。且在處理后21 d時(shí)，仲丁靈處理的ZR、IAA、ABA、GA3含量及IAA/ZR與對(duì)照的差異均達(dá)到顯著或極顯著水平。不同激素之間存在復(fù)雜的拮抗與促進(jìn)作用，同時(shí)受外界條件的影響，4種激素間的動(dòng)態(tài)平衡對(duì)西瓜植株整體的生長(zhǎng)發(fā)育十分重要（王忠，2000）。以上研究結(jié)果為揭示仲丁靈抑制西瓜腋芽生長(zhǎng)機(jī)理奠定了基礎(chǔ)。

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