獨(dú)腳金內(nèi)酯與脫落酸對(duì)煙草腋芽生長(zhǎng)及煙葉主要化學(xué)成分的影響

范吳蔚，肖志文，潘志演，劉國(guó)琴*

(1.貴州大學(xué) 煙草學(xué)院/貴州省煙草品質(zhì)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽(yáng) 550025；2.云南省玉溪市煙草公司 易門縣分公司，云南 易門 651100)

在煙草(L.)生產(chǎn)過(guò)程中，打頂后腋芽的萌發(fā)和生長(zhǎng)影響了煙草的產(chǎn)、質(zhì)量，因此抑制腋芽的生長(zhǎng)在煙葉生產(chǎn)上具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。在腋芽休眠與生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，植物激素作為信號(hào)物質(zhì)調(diào)節(jié)其生理活動(dòng)，起著重要的調(diào)控作用。獨(dú)腳金內(nèi)酯是一種可以抑制植物分枝和腋芽生長(zhǎng)的植物激素，在調(diào)控水稻、白菜、矮牽牛和番茄等植物的分枝分蘗上發(fā)揮著重要的作用，在煙草上也發(fā)現(xiàn)外源獨(dú)腳金內(nèi)酯可顯著降低腋芽的長(zhǎng)度和鮮重。脫落酸能通過(guò)信號(hào)傳導(dǎo)使芽進(jìn)入休眠，在腋芽萌發(fā)中起負(fù)調(diào)控作用，且外源脫落酸能抑制腋芽的生長(zhǎng)。目前關(guān)于獨(dú)腳金內(nèi)酯和脫落酸兩者共同調(diào)節(jié)腋芽的相關(guān)研究尚未發(fā)現(xiàn)，因此研究?jī)烧邔?duì)煙草腋芽生長(zhǎng)的影響有重要的意義。

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在煙草生產(chǎn)中已有廣泛應(yīng)用，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑能夠通過(guò)影響煙草內(nèi)源激素平衡進(jìn)而調(diào)節(jié)煙草的生長(zhǎng)發(fā)育，有利于提高煙草外觀質(zhì)量及改進(jìn)烤后煙葉品質(zhì)。雖然已有大量關(guān)于植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)煙葉品質(zhì)影響的研究，但這些研究主要集中在單一某種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)煙葉某一指標(biāo)的影響上，使用多種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)煙草腋芽生長(zhǎng)及煙葉質(zhì)量的影響進(jìn)行綜合全面的研究鮮有報(bào)道。鑒于此，本研究以‘云煙87’為材料，探究脫落酸與獨(dú)腳金內(nèi)酯對(duì)煙草腋芽生長(zhǎng)的調(diào)控作用及對(duì)葉片質(zhì)量的影響，以期為優(yōu)質(zhì)煙生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為烤煙品種‘云煙87’。GR24是一種獨(dú)腳金內(nèi)酯人工合成類似物，購(gòu)于上海翊圣生物技術(shù)公司。ABA標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)于索萊寶生物科技有限公司，純度≥98%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2020年6～9月在貴州大學(xué)煙草品質(zhì)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。播種后進(jìn)行托盤育苗，育苗盤置于人工氣候箱，晝夜溫度26 ℃/16 ℃，濕度70%，當(dāng)煙草幼苗長(zhǎng)至5葉1心時(shí)，選取健康無(wú)病害的煙苗移栽至塑料花盆中(外口徑235 mm，高140 mm)，進(jìn)行常規(guī)管理。移栽75 d后，選取長(zhǎng)勢(shì)一致的煙株統(tǒng)一打頂后按表1進(jìn)行處理，每處理設(shè)置3次重復(fù)，每次重復(fù)10株。打頂當(dāng)天，用移液槍從頂端向下第1～6節(jié)位的腋芽加100 μL配好的試劑，連續(xù)處理7 d。停止處理3 d后，記錄各節(jié)位腋芽長(zhǎng)度，同時(shí)取第1～6節(jié)位葉片混勻，105 ℃殺青，75 ℃烘干后用于煙葉化學(xué)成分測(cè)定。

表1 各處理濃度表Tab.1 Concentration table of each treatment

1.3 測(cè)定內(nèi)容及方法

..腋芽生長(zhǎng)

用直尺自上而下測(cè)量第1～6節(jié)位腋芽的長(zhǎng)度。

..煙葉化學(xué)成分的測(cè)定

取第1～6節(jié)位的葉片，采用王學(xué)奎的方法測(cè)定總酚、總氮、總糖、還原糖、淀粉和煙堿。總氮采用凱氏定氮法測(cè)定，總酚采用福林試劑法，總糖、還原糖和淀粉采用3,5-二硝基水楊酸法比色法測(cè)定，煙堿采用紫外分光光度法測(cè)定。

..數(shù)據(jù)處理方法

采用 Microsoft Excel 2016 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與圖表制作，處理后的數(shù)據(jù)采用DPS7.05軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 獨(dú)腳金內(nèi)酯與脫落酸對(duì)煙草腋芽伸長(zhǎng)的影響

由圖1可知，打頂后煙草腋芽的長(zhǎng)度隨著節(jié)位的下移逐漸降低，施用獨(dú)腳金內(nèi)酯和脫落酸后腋芽長(zhǎng)度均不同程度的低于CK。第1節(jié)位各處理表現(xiàn)為CK>T2>T3>T1，各處理均與CK達(dá)到顯著差異，并在T1處理下達(dá)到最低；第2節(jié)位各處理腋芽長(zhǎng)度仍低于CK，腋芽長(zhǎng)度較為接近；第3節(jié)位和第1節(jié)位表現(xiàn)規(guī)律相似，腋芽長(zhǎng)度在T1處理下最低，較CK降低了40.43%；第4節(jié)位除T2處理外，其他處理較CK無(wú)顯著性差異；第5節(jié)位各處理間無(wú)顯著性差異；第6節(jié)位與第4節(jié)位規(guī)律一致?？梢姡謩e施用獨(dú)腳金內(nèi)酯、脫落酸及兩者混合施用均能抑制煙草第1～3節(jié)位腋芽的伸長(zhǎng)，但單獨(dú)施用脫落酸及兩者混合施用對(duì)第4～6節(jié)位作用不大。

圖1 獨(dú)腳金內(nèi)酯與脫落酸對(duì)煙草腋芽長(zhǎng)度的影響Fig.1 Effects of strigolactone and abscisic acid on the length of tobacco axillary buds

2.2 獨(dú)腳金內(nèi)酯與脫落酸對(duì)煙葉總酚含量的影響

煙草腋芽施用獨(dú)腳金內(nèi)酯和脫落酸后對(duì)葉片測(cè)定總酚含量可知(圖2)，獨(dú)腳金內(nèi)酯和脫落酸處理顯著提高了煙葉的總酚含量，各處理表現(xiàn)為T3>T2>T1>CK，T3處理與各處理均達(dá)到顯著性差異，分別較CK、T1和T2處理提高了57.05%、40.14%和44.56%?？梢?，獨(dú)腳金內(nèi)酯和脫落酸對(duì)提高煙葉總酚含量有一定的作用，兩種植物激素互作的增幅最強(qiáng)。

圖2 獨(dú)腳金內(nèi)酯與脫落酸對(duì)煙草葉片總酚含量的影響Fig.2 Effects of strigolactone and abscisic acid on the total phenol content of tobacco leaves

2.3 獨(dú)腳金內(nèi)酯與脫落酸對(duì)煙葉總氮含量的影響

獨(dú)腳金內(nèi)酯和脫落酸分別對(duì)煙草葉片的總氮含量影響不同(圖3)，T2處理下煙草葉片的總氮含量最高，但未與對(duì)照達(dá)到顯著性差異。T1和T3處理顯著低于對(duì)照，較對(duì)照分別降低了15.04%和10.14%?？梢姫?dú)腳金內(nèi)酯對(duì)煙葉的總氮含量作用不大，含有脫落酸的處理降低了煙葉總氮含量。

圖3 獨(dú)腳金內(nèi)酯與脫落酸對(duì)煙草葉片總氮含量的影響Fig.3 Effects of strigolactone and abscisic acid on total nitrogen content of tobacco leaves

2.4 獨(dú)腳金內(nèi)酯與脫落酸對(duì)煙葉總糖含量的影響

由圖4可知，煙葉的總糖含量在4.47%～6.19%之間，不同處理后其含量不同程度地高于對(duì)照，T1、T2和T3處理相比對(duì)照分別提高了5.82%、16.78%和38.48%，其中T2和T3處理與對(duì)照均達(dá)到顯著性差異。說(shuō)明分別施用獨(dú)腳金內(nèi)酯和脫落酸和兩者混合施用能提高煙葉總糖量，兩者混合施用的更明顯。

圖4 獨(dú)腳金內(nèi)酯與脫落酸對(duì)煙草葉片總糖含量的影響Fig.4 Effects of strigolactone and abscisic acid on total sugar content of tobacco leaves

2.5 獨(dú)腳金內(nèi)酯與脫落酸對(duì)煙葉還原糖含量的影響

煙草腋芽施用獨(dú)腳金內(nèi)酯和脫落酸后對(duì)葉片測(cè)定還原糖含量可知(圖5)，煙草葉片還原糖含量的變化規(guī)律與總糖含量一致，各處理表現(xiàn)為CK>T1>T2 >T3，以T3處理最高，為5.30%，顯著高于對(duì)照和其他處理。說(shuō)明分別施用獨(dú)腳金內(nèi)酯和脫落酸和兩者混合施用能提高煙葉還原糖量含量，兩者混合施用的更明顯。

圖5 獨(dú)腳金內(nèi)酯與脫落酸對(duì)煙草葉片還原糖含量的影響Fig.5 Effects of strigolactone and abscisic acid on reducing sugar content of tobacco leaves

2.6 獨(dú)腳金內(nèi)酯與脫落酸對(duì)煙葉淀粉含量的影響

獨(dú)腳金內(nèi)酯和脫落酸分別對(duì)煙草葉片的淀粉含量影響不同(圖6)，T1處理下煙草葉片的淀粉含量最高，但未與對(duì)照達(dá)到顯著差異。T2、T3處理分別低于對(duì)照7.23%和5.95%，也未達(dá)到顯著性差異，說(shuō)明獨(dú)腳金內(nèi)酯和脫落酸對(duì)煙草葉片淀粉含量的影響不大。

圖6 獨(dú)腳金內(nèi)酯與脫落酸對(duì)煙草葉片淀粉含量的影響Fig.6 Effects of strigolactone and abscisic acid on starch content of tobacco leaves

2.7 獨(dú)腳金內(nèi)酯與脫落酸對(duì)煙葉煙堿含量的影響

由圖7可知，煙葉煙堿含量整體偏低，在1.29%～1.90%之間。T1處理后煙葉煙堿含量略低于對(duì)照，T2處理反之，但均無(wú)顯著性差異。T3處理顯著提高了煙葉煙堿含量，相比對(duì)照增加了35.71%?？梢姫?dú)腳金內(nèi)酯和脫落酸單獨(dú)施用對(duì)煙葉煙堿含量無(wú)明顯作用，兩者混合處理有提高作用。

圖7 獨(dú)腳金內(nèi)酯與脫落酸對(duì)煙草葉片煙堿含量的影響Fig.7 Effects of strigolactone and abscisic acid on nicotine content of tobacco leaves

3 結(jié)論與討論

煙草是一種科研模式植物和廣泛栽培的經(jīng)濟(jì)作物，其腋芽的休眠、萌發(fā)及側(cè)枝的生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)煙草的產(chǎn)質(zhì)量將會(huì)產(chǎn)生非常重要的影響。獨(dú)腳金內(nèi)酯作為一種新型植物激素調(diào)控植物分枝已是不爭(zhēng)的事實(shí)，脫落酸也在調(diào)控植物腋芽生長(zhǎng)中有著舉足輕重的作用，目前在煙草上已分別發(fā)現(xiàn)兩者均能夠抑制腋芽的生長(zhǎng)，但關(guān)于兩者共同調(diào)節(jié)煙草腋芽的相關(guān)研究尚未發(fā)現(xiàn)。本研究表明分別施用獨(dú)腳金內(nèi)酯和脫落酸能夠顯著抑制煙草第1～3節(jié)位腋芽的生長(zhǎng)，與前期研究結(jié)果一致，兩者混合施用處理腋芽發(fā)現(xiàn)仍能顯著抑制第1～3節(jié)位腋芽的生長(zhǎng)，但對(duì)第4～6節(jié)位沒有顯著作用，與單獨(dú)施加脫落酸的規(guī)律相似，可能是隨著芽休眠的打破，芽體內(nèi)的脫落酸含量逐漸降低，也可能是脫落酸調(diào)控?zé)煵菀秆烤哂械奈恢眯?yīng)所致。

煙葉主要化學(xué)成分的含量在很大程度上決定了煙葉及其制品的煙氣特性，因而直接影響著煙葉品質(zhì)的優(yōu)劣。使用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑能協(xié)調(diào)煙葉化學(xué)成分，提高煙葉質(zhì)量，比如灌施植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑2，4-D提高上部葉糖堿比值及鉀含量有一定的作用，從而提高了上部葉可用性。噴施GA能提高煙葉總糖含量，GA和NAA互作能有效提高煙葉鉀含量、鉀氯比，進(jìn)而提高煙株碳代謝的強(qiáng)度。本研究表明，用獨(dú)腳金內(nèi)酯和脫落酸處理腋芽對(duì)總酚、總糖和還原糖含量有提高作用，并在兩者混合處理下達(dá)到最高，說(shuō)明獨(dú)腳金內(nèi)酯和脫落酸可能有利于促進(jìn)煙葉糖含量的積累，進(jìn)而促進(jìn)碳代謝。兩者混合處理顯著提高煙堿含量，但降低了總氮含量。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是獨(dú)腳金內(nèi)酯和脫落酸處理腋芽后促進(jìn)葉片煙堿合成，改變了煙株體內(nèi)氮素的合成與分配規(guī)律,具體原因需要進(jìn)一步研究探討。

綜上，分別施用獨(dú)腳金內(nèi)酯和脫落酸及兩者混合處理均能顯著抑制煙草第1～3節(jié)位腋芽的伸長(zhǎng)，獨(dú)腳金內(nèi)酯和脫落酸兩者互作有利于煙葉總酚、總糖、還原糖和煙堿含量的提高。