油橄欖花芽分化期內(nèi)源激素及碳水化合物含量的變化研究*

杜晉城，李丕軍，辜云杰，王澤亮，邢文曦，鄭崇文

(四川省林業(yè)科學(xué)院，四川 成都 610081)

花芽分化是指植物的芽軸生長點(diǎn)經(jīng)過生理和形態(tài)的變化，最終構(gòu)成各種花器官原基的過程[1]，植物內(nèi)源激素水平和養(yǎng)分狀況對花芽分化有著重要的影響。因此，在植物花芽分化過程中，內(nèi)源激素調(diào)節(jié)是花芽分化的關(guān)鍵，養(yǎng)分是花芽分化的基礎(chǔ)，基因表達(dá)是花芽分化的途徑[2]。

油橄欖(OleaeuropaeaL.)是木犀科(Oleaceae)木犀欖屬油料樹種，原產(chǎn)于地中海沿岸地區(qū)，有4 000多年的栽培歷史,是天然優(yōu)質(zhì)的食用植物油，被譽(yù)為“植物油皇后”、“液體黃金”[3]。我國自20世紀(jì)引種栽培以來，生產(chǎn)中普遍存在著不完全花比例大，座果率低的問題，國內(nèi)也未對油橄欖花芽分化期的生理機(jī)制進(jìn)行過相關(guān)研究，因此，本文以生產(chǎn)中完全花比例大、座果率高的‘阿貝基娜’(O.europaea‘Arbequina’)，完全花比例小、座果率低的‘卡琳’(Oleaeuropaea‘Kalinjoti’)2個(gè)品種為材料，在對花芽分化過程形態(tài)變化進(jìn)行觀察的基礎(chǔ)上，分析花芽分化期的內(nèi)源激素、碳水化合物、總氮含量變化，以期為解決油橄欖不完全花比例大、座果率低的問題提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況及試驗(yàn)材料

試驗(yàn)地位于四川省金堂縣淮口鎮(zhèn)西中油橄欖示范園，地處104°20′E，30°29′N，年均溫17.3℃，≥10℃有效積溫5 450℃，年日照時(shí)數(shù)1 268h,平均降雨量920mm，無霜期285d，海拔525m，該區(qū)內(nèi)春季氣溫回升快但不穩(wěn)定，間有低溫和干旱，屬亞熱帶濕潤季風(fēng)區(qū)，土壤類型為鈣質(zhì)紫色土。

試驗(yàn)以成都市金堂縣西中油橄欖公司5年生座果率高的‘阿貝基娜’與座果率低的‘卡琳’為材料，2個(gè)品種采用相同的水肥管理方式，苗木定植株行距均為3m×4m。

1.2 方法

于2015年2月19日到2015年4月23日，每隔7d收集2個(gè)品種的花芽樣品?；ㄑ恐饕杉仓陽|南西北4個(gè)不同方位的結(jié)果母枝中部的腋芽，對收集的樣品分兩部分進(jìn)行處理分別保存，一部分用FAA固定液(70%酒精90mL+冰醋酸5mL+37%-40%甲醛5mL)保存，然后進(jìn)行石蠟切片，在顯微鏡下觀察其內(nèi)部形態(tài)變化特征，明確‘阿貝基娜’與‘卡琳’2個(gè)品種在金堂縣進(jìn)行未分化期、分化初期、花萼形成期、花冠形成期、雄蕊形成期、雌蕊形成期形成的時(shí)期，花芽形態(tài)分化過程的判斷標(biāo)準(zhǔn)以徐緯英[4]報(bào)道的油橄欖花芽分化不同期的形態(tài)為基礎(chǔ)；另一部分稱取花芽5g左右，用液氮處理后放于-70℃冰箱，用于測定花芽內(nèi)源激素與碳水化合物含量。

1.3 測定項(xiàng)目

采用常規(guī)石蠟制片法[5]進(jìn)行花芽形態(tài)特征觀察。GA3、IAA、ABA均采用高效液相色譜儀測定[6]?？侼采用凱氏法測定[7]。碳水化合物包括可溶性總糖及淀粉，采用蒽酮比色法測定[8]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)運(yùn)用Excel 2003進(jìn)行整理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 油橄欖花芽分化期IAA變化

IAA(吲哚乙酸)為植物生長內(nèi)源激素的一種，既具有促進(jìn)植物生長的作用，也具有抑制植物生長、促進(jìn)器官建成、形成花芽的作用[9-10]。由圖1、圖2可以看出，‘阿貝基娜’的IAA含量變化趨勢在2月27日出現(xiàn)大高峰，含量為2.76mg/g，‘卡琳’在3月11日出現(xiàn)大高峰，含量為2.55mg/g，其高峰時(shí)間比‘阿貝基娜’晚13d，IAA含量比‘阿貝基娜’低0.21mg/g，在出現(xiàn)高峰后2個(gè)油橄欖品種的IAA含量均呈快速下降趨勢，而在開花前又快速上升。

圖1 不同時(shí)期‘阿貝基娜’IAA含量變化圖

圖2 不同時(shí)期‘卡琳’IAA含量變化圖

2.2 油橄欖花芽分化期GA3變化

GA3(赤霉素)也是植物內(nèi)源激素的一種，主要作用是促進(jìn)植物伸長生長、解除休眠、促進(jìn)開花，也可誘導(dǎo)開花結(jié)實(shí)[9-10]。由圖3、圖4可知，‘阿貝基娜’GA3含量在花芽分化期出現(xiàn)2個(gè)高峰，其中在2月27日-3月11日出現(xiàn)大高峰，GA3含量達(dá)85.54-100.45mg/g，此時(shí)正處于花芽分化初期。在4月1-8日出現(xiàn)小高峰，此時(shí)為花芽各花器官形成期。而‘卡琳’GA3含量在花芽分化期間(2月27日-3月11日)只出現(xiàn)了1個(gè)高峰，GA3含量為80.08-84.84mg/g,此時(shí)正處于花芽分化初期，低于‘阿貝基娜’此時(shí)期GA3含量5.46-15.61mg/g。而4月1-8日之間GA3含量變化不大，此時(shí)為花芽各花器官形成期。

圖3 不同時(shí)期‘阿貝基娜’GA3含量變化圖

圖4 不同時(shí)期‘卡琳’GA3含量變化圖

2.3 油橄欖花芽分化期ABA變化

ABA(脫落酸)主要作用是引起枝條停止生長，有利于糖分及淀粉的積累[9-10]。由圖5、圖6可知，‘阿貝基娜’、‘卡琳’2個(gè)品種在花芽分化過程中ABA含量均沒有檢測出，說明在油橄欖花芽分化過程中沒有ABA參與分化。

圖5 不同時(shí)期‘阿貝基娜’ABA含量變化圖

圖6 不同時(shí)期‘卡琳’ABA含量變化圖

2.4 油橄欖花芽分化期C/N含量變化

C/N比關(guān)系學(xué)說由Kraus首先提出 ，他認(rèn)為果樹體內(nèi)氮和碳水化合物的比例適當(dāng)，花芽分化旺盛，開花結(jié)果也多；但因碳水化合物少引起的C/N比值低，則難成花；因N高引起的C/N比值低，也難成花，枝條容易徒長；因N少引起的C/N比值高，能成花，但座果不良[1]。由表1及圖7可知，隨著花芽的進(jìn)一步分化，芽內(nèi)碳水化合物的含量越來越低，總氮含量越來越高，C/N比值也越來越低。從總體來看，‘卡琳’的C/N比值略低于‘阿貝基娜’，且在花芽過程中C/N比值呈不穩(wěn)定趨勢，分別在3月11日、4月1日左右出現(xiàn)2個(gè)拐點(diǎn)，比值為25.42、20.31，分別比‘阿貝基娜’同期C/N比值提高10.14%、11.35%。

表1 不同分化期芽內(nèi)C、N含量變化表

圖7 不同分化期C/N比值變化圖

3 討論與結(jié)論

植物生長到一定階段，在適宜的外部環(huán)境條件下，通過復(fù)雜的生理與形態(tài)結(jié)構(gòu)變化，會逐漸轉(zhuǎn)入生殖生長形成花芽[11]，在轉(zhuǎn)變過程中，植物激素對花芽分化起重要的調(diào)控作用,且這種調(diào)控作用是由多種激素綜合調(diào)節(jié)的[12]。根據(jù)前人的研究，IAA與GA3對植物成花的作用機(jī)理不一致，黃衛(wèi)東等、吳邦良等、王玉華等[13-15]認(rèn)為IAA與GA3是花芽形成的抑制因子之一，而史繼孔等、黃羌維[16-17]在銀杏(GinkgobilobaL.)與龍眼(DimocarpuslonganLour.)中研究認(rèn)為IAA與GA3對花芽分化起促進(jìn)作用。究其原因在于IAA與GA3在高濃度時(shí)主要作用是促進(jìn)細(xì)胞生長，而在低濃度下促進(jìn)成花[18]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，油橄欖在花芽分化前期IAA含量相對較高，之后逐漸降低，而在開花前開始上升，可能是由于油橄欖在開花前需要高濃度的IAA以促進(jìn)細(xì)胞生長完成開花。

油橄欖在整個(gè)花芽分化過程中都未檢測出ABA含量，與油橄欖成花無直接關(guān)系。這與Hoad[19]在蘋果(Maluspumila)、梨(Pyrusspp.)上的研究結(jié)論一致。

碳水化合物與氮含量同樣在花芽分化過程中起著重要作用，是花芽分化的基礎(chǔ)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在油橄欖花芽生理分化的前期，碳水化合物含量較高，而氮含量相對較低，而碳水化合物能提高細(xì)胞液濃度，為花芽的生理分化提供重要的營養(yǎng)物質(zhì)，有利于促進(jìn)花芽分化[20]，但隨著花芽分化的不斷進(jìn)行，碳水化合物含量越來越低，氮含量越來越高，油橄欖進(jìn)入形態(tài)分化階段，營養(yǎng)生長受到促進(jìn)。這與鐘曉紅等[21]的研究結(jié)論一致，也符合陳厚彬等的“庫一源”理論[22]。根據(jù)植物花芽分化C/N比關(guān)系學(xué)說可知，因?yàn)镹含量少而引起的C/N比值高則能成花但座果不良，這可能也是在生產(chǎn)中存在‘阿貝基娜’花量大結(jié)果量大，而‘卡琳’花量大結(jié)果量小的原因之一，因此‘卡琳’在花芽分化過程中需N量高于其它品種，生產(chǎn)過程中特別是花芽分化初期要補(bǔ)充N肥的施用量。

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