柑橘花芽分化研究進(jìn)展

于越，安萬祥，董德祥，朱海山，彭磊*

（1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)園林園藝學(xué)院，云南昆明 650201；2.華寧縣柑橘產(chǎn)業(yè)發(fā)展辦公室，云南昆明 650201）

柑橘（Citrus reticulata Blanco）屬蕓香科下屬植物，喜溫暖濕潤的氣候，耐寒性較柚、酸橙、甜橙更強(qiáng)，是熱帶、亞熱帶常見的常綠果樹。柑橘通常用作經(jīng)濟(jì)栽培的有3個(gè)屬為枳屬、柑橘屬和金柑屬，中國和世界其他國家栽培的柑橘主要是柑橘屬，中國是世界上柑橘的生產(chǎn)和消費(fèi)大國。近年來柑橘產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，在滿足國內(nèi)消費(fèi)者的需求、增加果農(nóng)收入以及扭轉(zhuǎn)貿(mào)易逆差等方面都做出了重大貢獻(xiàn)[1]。柑橘花芽分化后形成葉芽和花芽?jī)煞N，葉芽逐漸抽成枝條，花芽孕育花進(jìn)而發(fā)育成果實(shí)，研究花芽分化對(duì)柑橘的生產(chǎn)十分重要。

1 柑橘花芽分化的概念

柑橘花芽分化的整個(gè)過程包括成花誘導(dǎo)、花芽發(fā)端、花芽形態(tài)建成（或稱為花芽發(fā)育）三個(gè)階段。柑橘的雛梢生長點(diǎn)由營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)向形成花芽的生殖生長過程，主要以成花基因的啟動(dòng)為因素，這個(gè)過程稱為成花誘導(dǎo)。果樹的成花誘導(dǎo)是一個(gè)成花因素不斷積累的過程，孕育期的長短是在生物進(jìn)化過程中不斷形成的，具有相對(duì)穩(wěn)定性。而柑橘花芽開始孕育與新梢停止生長有密切關(guān)系，在亞熱帶地區(qū)，柑橘作為常綠果樹其花芽孕育期在冬季，形態(tài)分化前的3～4 個(gè)周[5]。

2 柑橘花芽分化的分子研究

溫州柑橘誘導(dǎo)芽和非誘導(dǎo)芽提取物中蛋白質(zhì)的數(shù)量和質(zhì)量存在差異?；ㄑ吭黾恿搜恐泻怂岬暮铣伞Ｈ欢?，妊娠期間蛋白質(zhì)差異的重要性尚不清楚，因?yàn)闆]有分離出特異性mRNA[2]。何紹蘭等[3]以金柑、宮川溫州蜜柑為試材，采用SDS-PAGE 和IEF-PAGE 電泳技術(shù)，發(fā)現(xiàn)在花芽孕育期間，經(jīng)抑花處理的芽組織中出現(xiàn)新合成的小分子酸性特異蛋白質(zhì)。Bouranis 等[4]指出，花芽孕育過程發(fā)育著的花序原基是水溶性蛋白質(zhì)的強(qiáng)庫。蛋白質(zhì)與細(xì)胞的生理功能直接相關(guān)，蛋白質(zhì)組學(xué)研究更具特色。隨著蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)的發(fā)展和成熟，可以充分解釋柑橘和其他果樹花芽分化分子機(jī)制的本質(zhì)。

3 探究柑橘花芽分化影響因素的意義

按照現(xiàn)有柑橘成熟時(shí)間劃分，每年11 月前成熟的為早熟品種，11～12 月成熟的為中熟品種，到翌年1～4 月成熟的為晚熟品種。云南省玉溪市華寧縣是全國最早熟柑橘的產(chǎn)地，而四川、重慶等地因冬季基本無凍害，成為晚熟柑橘的主要理想產(chǎn)地。因此，每年5～7 月是市場(chǎng)上缺少柑橘鮮果的時(shí)期。研究掌握柑橘花芽分化機(jī)理，利用人工手段調(diào)節(jié)柑橘花芽分化，使早熟品種提早開花，避開集中上市的時(shí)期，以增加經(jīng)濟(jì)收入?？梢蕴钛a(bǔ)5～7 月市場(chǎng)上無柑橘鮮果供應(yīng)的空白，使柑橘的周年上市在市場(chǎng)上形成閉環(huán)，同時(shí)提早開花早熟品種的生長期在冬季和早春期間，控制柑橘生長期在病害較少的季節(jié)，可以減少農(nóng)藥的施用，能夠培育出綠色健康的果實(shí)。

4 柑橘花芽分化的影響因子

4.1 植物激素

4.1.1 內(nèi)源赤霉素（GAs）

GAs 是一種大多數(shù)果樹主要的抑制成花的激素。近年來，在對(duì)柑橘等的研究中發(fā)現(xiàn)，GAs 作為一種抑花激素也存在于柑橘中[6-7]。因?yàn)閮?nèi)源赤霉素有促進(jìn)枝葉生長的作用，而枝葉的生長屬于營養(yǎng)生長，與花芽形成的生殖生長產(chǎn)生沖突，因而抑制花的形成。

4.1.2 脫落酸（ABA）

ABA 是一種抑制植物生長的激素，不同學(xué)者對(duì)ABA在果樹花芽分化中作用的說法不一致。阮勇凌等[8]發(fā)現(xiàn)，ABA 在花芽誘導(dǎo)期間處于較低水平，在花原基形成時(shí)上升到較高水平，花芽分化的不同階段有不同的作用：在花芽誘導(dǎo)期可促進(jìn)花芽分化，在形態(tài)分化期有利于花芽的形態(tài)建成，說明同一激素在果樹生長發(fā)育的不同時(shí)期起到了不同的作用。

4.1.3 細(xì)胞分裂素（CTK）

很多學(xué)者認(rèn)為CTK 對(duì)花芽孕育有促進(jìn)作用[9]。在對(duì)柑橘等果樹的研究中發(fā)現(xiàn)，花芽分化時(shí)，CTK 含量增高。故而有些學(xué)者將CTK 作為反映根部生長狀態(tài)的信號(hào)因子，和果樹的負(fù)載量聯(lián)系在一起[10]。但也有人認(rèn)為CTK激活芽?jī)?nèi)細(xì)胞使其開始分裂[11-12]。從各個(gè)角度來說CTK都可以促使植物發(fā)芽，無論是葉芽還是花芽。

4.1.4 乙烯（Eth）

Eth 原本是一種氣體激素，有研究認(rèn)為，曲枝、拉枝、環(huán)剝、夏剪等果樹栽培措施能夠促進(jìn)果樹花芽孕育，可能是與芽?jī)?nèi)Eth 的含量高有關(guān)。而Sanlyal P 等[13]用Eth 的生物合成物AVG（氨基乙氧基乙烯基甘氨酸）處理曲枝，發(fā)現(xiàn)促進(jìn)了梢尖IAA（生長素）和CTK 的輸出，影響了花芽孕育。但也有報(bào)道稱Eth 具有抑制開花的作用，對(duì)菊花有促進(jìn)腳芽發(fā)生、抑制花芽分化的作用[14]。因此，如何將Eth 應(yīng)用于柑橘花芽分化，以及其具體施用濃度有待于進(jìn)一步探究。

4.2 人工混合激素

植物生長調(diào)節(jié)劑是人們?cè)诹私饬颂烊恢参锛に氐慕Y(jié)構(gòu)及其作用機(jī)制之后，通過人工合成與植物激素相似的生理作用和生物學(xué)效應(yīng)的物質(zhì)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上使用，能夠有效調(diào)節(jié)作物的發(fā)育過程。

愛多收液劑又名豐產(chǎn)素，是一種具有促進(jìn)植物生長的調(diào)節(jié)劑，通用名為復(fù)硝酚鈉，它的主要成分是單硝化愈創(chuàng)木酚鈉。豐產(chǎn)素能促進(jìn)植物打破休眠、提早開花、生長發(fā)育、促進(jìn)發(fā)芽、防止落花落果和改良產(chǎn)品品質(zhì)。王洪祥等[15]以溫州蜜柑為試驗(yàn)材料，探究了愛多收液劑對(duì)柑橘的生長和結(jié)果的影響，研究發(fā)現(xiàn)，愛多收液劑對(duì)溫州蜜柑具有明顯的促進(jìn)萌芽、提早開花、促進(jìn)幼果膨大的作用。因此推測(cè)愛多收液劑是通過促進(jìn)花芽萌芽從而使植株提早開花。

2，4-二氯苯氧乙酸（2，4-D）被大規(guī)模地用作除草劑和防止果實(shí)早期脫落劑，在較適宜的生長濃度范圍內(nèi)表現(xiàn)出較強(qiáng)的促進(jìn)作用，比如促進(jìn)小麥種子的萌發(fā)和細(xì)胞的分裂，但超出一定濃度范圍就會(huì)表現(xiàn)為抑制作用[16]。一些研究人員利用這種特性，將其運(yùn)用到種質(zhì)資源保存中，也有研究人員將其應(yīng)用于促進(jìn)農(nóng)作物提早開花結(jié)實(shí)。從理論上來說，利用2，4-D 低濃度促進(jìn)細(xì)胞分裂、高濃度抑制植物生長的特點(diǎn)，可以調(diào)節(jié)柑橘從營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)向生殖生長，促進(jìn)花芽分化，調(diào)節(jié)花期。

4.3 外界環(huán)境因子

4.3.1 光周期

植物分為短日照和長日照植物，根據(jù)光照時(shí)間的長短進(jìn)行營養(yǎng)生長和生殖生長。許多生物體的生長發(fā)育都受到日照長短季節(jié)性變化的影響，光的強(qiáng)度和光照時(shí)間都影響植物開花，而植物的CONSTANS（CO）基因主要從以感知光照以及控制有關(guān)基因表達(dá)來影響花芽分化[17]。

4.3.2 溫度

付崇毅等[18]采用低溫誘導(dǎo)柑橘，在其完成花芽分化后扣膜升溫來促使柑橘提早開花，從而使果實(shí)成熟期提前，其關(guān)鍵是確定柑橘完成花芽分化所需的低溫累計(jì)小時(shí)的總數(shù)。由此看來溫度也是在基因控制性狀之余也可以影響柑橘開花的因素。

4.4 栽培技術(shù)

環(huán)剝會(huì)提高葉片中的碳水化合物含量，降低葉片中氮的含量，從而提高了葉片C/N（碳氮比），而成花量與C/N 密切相關(guān)[19]，有些學(xué)者認(rèn)為C/N 越大越容易開花，但Goldschmidt EE 等[20]用赤霉素（GA）處理被環(huán)割的柑橘樹，增加了葉片碳水化合物的含量，但花芽形成數(shù)量卻明顯降低。由此可見，碳水化合物的積累雖為花芽分化所需，但高含量的碳水化合物并不一定促使柑橘成花。

控水、培養(yǎng)秋梢均能夠促使柑橘提早開花。柑橘結(jié)果樹的產(chǎn)量與結(jié)果母枝的數(shù)量成正相關(guān)，若多數(shù)結(jié)果母枝是秋梢，如重慶、湖南地區(qū)柑橘，培養(yǎng)足夠數(shù)量的健壯秋梢，就能使柑橘提早進(jìn)入開花結(jié)果期[21]；若多數(shù)結(jié)果母枝是春梢，如華寧的溫州蜜柑，培養(yǎng)足夠數(shù)量的健壯春梢，就能使柑橘提早進(jìn)入開花結(jié)果。

5 小結(jié)

綜上所述，通過人工噴施植物激素類似物，如乙烯利、豐產(chǎn)素等可以控制柑橘營養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)化，促進(jìn)開花；同時(shí)增加植物光照可以延長其光合作用，有利于植物產(chǎn)生并儲(chǔ)藏營養(yǎng)，從而利于柑橘花芽分化；此外，對(duì)柑橘進(jìn)行環(huán)割也能減少水分和營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，其原理與控水一致，均可以有效促進(jìn)柑橘提早開花。

研究認(rèn)為花芽分化是一種高度復(fù)雜的生理、生化和形態(tài)發(fā)生過程。在某些條件下，植物接收環(huán)境信號(hào)并產(chǎn)生信號(hào)物質(zhì)，轉(zhuǎn)運(yùn)至莖端分生組織，啟動(dòng)花控基因，并與許多基因相互作用。在許多代謝途徑的約束下，莖端分生組織最終形成花，這是一個(gè)從量變到質(zhì)變的多層次、多樣化的反應(yīng)過程。開花過程是受多種因素影響的復(fù)雜過程，如碳水化合物、內(nèi)源激素水平及其動(dòng)態(tài)平衡、園藝控制措施和生態(tài)環(huán)境因素。由于各種交叉因子或不同生理途徑的相互作用，缺乏任何因子都會(huì)阻礙開花途徑的順利發(fā)育，阻礙花芽分化和抑制開花。如何通過人為補(bǔ)充某些營養(yǎng)和能量物質(zhì)，改變柑橘內(nèi)源激素平衡狀態(tài)從而誘發(fā)一系列的生理變化使其提早開花，有待于深入研究。