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北京地區(qū)銀杏雌株花芽分化期間內(nèi)源激素變化及其花芽分化發(fā)端時(shí)間的確定

2020-07-14 19:20:55王建紅車少臣任桂芳任斌斌仇蘭芬仲麗
安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020年13期

王建紅 李 廣 車少臣 任桂芳 任斌斌 仇蘭芬 仲麗

摘要 銀杏是城市綠化的主要樹(shù)種,也是重要的經(jīng)濟(jì)植物。銀杏雌株大量結(jié)實(shí)造成的樹(shù)勢(shì)衰弱問(wèn)題已嚴(yán)重制約了其在城市中的應(yīng)用,銀杏結(jié)實(shí)的大小年問(wèn)題也嚴(yán)重影響到銀杏果的產(chǎn)量和質(zhì)量,調(diào)控銀杏雌株的開(kāi)花結(jié)實(shí)是解決上述問(wèn)題的有效途徑。應(yīng)用ELISA法和HPLC法測(cè)定了銀杏花芽期間內(nèi)源激素變化規(guī)律,葉部噴施GA3法確定了花芽分化發(fā)端時(shí)間。研究結(jié)果表明:在銀杏雌株花芽分化期間,全芽中6-BA、IBA、GA3、GA4、GA7、KT和ZT這7種內(nèi)源激素的含量為4~75 ng/g,且均在6月2日出現(xiàn)最高或次高峰;在心芽中除IAA外,ZA、KT、6-BA、ABA、GA3、GA7和ZR這7種內(nèi)源激素含量多在500 ng/g以上,GA3含量于6月4日最高達(dá)4 130 ng/g,ZA、ZR和ABA的含量在5月29日—6月4日呈現(xiàn)低谷;果枝心芽中6-BA、GA3和GA7的含量在5月29日—6月4日呈現(xiàn)高峰。內(nèi)源激素在銀杏雌株芽中的分布呈現(xiàn)從外圍向中心濃度急劇增高的趨勢(shì)。葉片噴施GA3試驗(yàn)確定北京地區(qū)6月2—10日為銀杏雌株的花芽分化發(fā)端時(shí)間。研究結(jié)果為調(diào)控銀杏雌株的花芽分化提供了調(diào)控截止時(shí)間和調(diào)控藥劑參考。

關(guān)鍵詞 ELISA;HPLC;外源赤霉素;花芽分化調(diào)控;激素分布

中圖分類號(hào) S792.95文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 0517-6611(2020)13-0118-06

Abstract Ginkgo biloba L. is the main tree for city green and the economically important plant. And the mastfruiting regularly weaken its tree vigor which has seriously restricted its application in cities. The phenomenon of biennial bearing also seriously affects the yield and quality of ginkgo fruits, so it needs the regulation technology for ginkgo floral bud differentiation. The endogenous hormones contents during times of floral bud differentiation of ginkgo were measured with ELISA and HPLC. And the initiation times of floral bud differentiation of ginkgo were determined by spraying GA3 on foliar. Results showed that the contents of endogenous hormones 6BA, IBA, GA3, GA4, GA7, KT and ZT were 4-75 ng/g in the whole bud (WB), and contents of all endogenous hormones appeared the peak or subpeak on 2 June. The contents of endogenous hormones ZA, KT, 6-BA, ABA, GA3, GA7 and ZR, were generally above 500 ng/g in the heart bud (HB), except IAA, and the maximum value was 4 130 ng/g at GA3 on 4 June. Contents of endogenous hormones ZA, ZR and ABA appeared the valleys from 29 May to 4 June in HB of fruitbearing and leaf branch. Contents of endogenous hormones 6-BA, GA3 and GA7 appeared the peak from 29 May to June 4 in HB of fruitbearing branch, but only GA7 appeared the peak in HB of leaf branch. So the distribution of endogenous hormones contents showed a sharply increased trend from periphery to center in ginkgo female bud. The initiation differentiation times of floral bud of female ginkgo were from 2 June to 10 June determined by spraying GA3 on foliar in Beijing District. The results provided reference for the deadline and agents of regulating the floral bud differentiation of female ginkgo.

Key words ELISA;HPLC;Exogenous gibberellin;Regulating the floral bud differentiation;Distribution of hormones

銀杏(Ginkgo biloba L.)是現(xiàn)存種子植物中最古老的孑遺植物,是公認(rèn)的“活化石”[1]。其高大挺拔和具長(zhǎng)短枝的樹(shù)形,獨(dú)特叉形脈序和扇形葉,以及金黃的秋葉使銀杏成為非常重要的觀賞樹(shù)種之一[2],在園林綠化中被廣泛應(yīng)用;其果實(shí)富含蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪、糖、維生素和核黃素等營(yíng)養(yǎng)成分[3],果實(shí)和葉片中含有防止衰老、抗癌、保護(hù)心血管系統(tǒng)和預(yù)防心血管疾病的類黃酮、內(nèi)酯等功能成分[4]?!侗静菥V目》中記載,銀杏“熟食溫肺益氣,定喘嗽,縮小便,止白濁;生食降痰消毒、殺蟲”,因而作為經(jīng)濟(jì)樹(shù)種被大量種植,僅山東郯城銀杏果年產(chǎn)量達(dá)4 000 t,干葉產(chǎn)量達(dá)21 000 t,產(chǎn)值近23億元[5],銀杏作為經(jīng)濟(jì)林種植面積十分巨大。

銀杏喜濕潤(rùn)且排水良好的深厚土壤,不耐積水和土壤板結(jié)。但城市行道樹(shù)土壤多透風(fēng)透氣性較差,導(dǎo)致作為行道樹(shù)的銀杏普遍出現(xiàn)夏季焦邊、焦葉現(xiàn)象[6],且雌株夏季焦葉、焦邊率(94.2%)遠(yuǎn)高于雄株(37.4%)[7],這與果實(shí)大量消耗樹(shù)體中的水分和營(yíng)養(yǎng)相關(guān)[8],已嚴(yán)重影響了銀杏的景觀效果,成為制約銀杏在城市中應(yīng)用的最大障礙。而果用銀杏林又需預(yù)防大小年的產(chǎn)生,提高其果實(shí)產(chǎn)量。為此,定向調(diào)控銀杏雌株的結(jié)實(shí)量十分重要。

有報(bào)道表明,噴施植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑(PGRs)可調(diào)控植物的花芽分化[9],筆者研究了銀杏花芽分化期前后內(nèi)源激素的動(dòng)態(tài)變化,以精確銀杏的花芽分化發(fā)端時(shí)間,以及不同內(nèi)源激素對(duì)銀杏花芽分化的作用。

沙波[10]測(cè)定了11月24日至翌年4月8日銀杏雌株大年樹(shù)和小年樹(shù)芽?jī)?nèi)的內(nèi)源激素含量,并分析了各內(nèi)源激素對(duì)銀杏花芽分化的影響。但銀杏花芽分化發(fā)端時(shí)間為5月初—6月初[11],結(jié)論存疑。史繼孔等[12]研究了5月初—10月中旬銀杏芽?jī)?nèi)源激素的變化,但其取樣周期為1月1次,花芽分化期間的取樣點(diǎn)不足。為此,筆者通過(guò)銀杏花芽分化前后1周取樣1次的方法研究了其內(nèi)源激素變化規(guī)律。

1 材料與方法

1.1 材料

銀杏雌株位于北京市園林科學(xué)院院內(nèi)(116°28′21″E,39°58′52″N),胸徑20~25 cm、高8~12 m,處于結(jié)果盛期,且大小年嚴(yán)重。選取當(dāng)年結(jié)果量極大的3株雌株,采集其結(jié)果枝條上的芽,稱為“果枝芽”;選取當(dāng)年結(jié)果量極少的3株雌株,采集其枝條上的芽,稱為“葉枝芽”。

1.2 儀器與試劑

酶聯(lián)免疫儀:InfiniteF50酶標(biāo)儀(瑞士帝肯貿(mào)易股份公司生產(chǎn))。

高壓液相色譜儀:Agilent 1100高效液相色譜儀(美國(guó)安捷倫科技有限公司生產(chǎn))。

標(biāo)準(zhǔn)品:ZA、ZR、KT、6-BA、IAA、ABA、GA3和GA7標(biāo)準(zhǔn)品為Sigma 公司提供的 HPLC試劑。

其他試劑:甲醇為高效液相色譜純;其他試劑丙酮、石油醚、乙酸乙酯、乙酸、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉、氯化鉀、氯化鈉和明膠均為分析純;2,6-二叔丁基對(duì)甲酚(2,6-Di-tert-butyl-p-cresol,BHT)為化學(xué)純;試驗(yàn)用水為超純水。

試劑1:在80 mL甲醇中加入20 mL超純水,搖勻后加入1 g 2,6-二叔丁基對(duì)甲酚,現(xiàn)配現(xiàn)用,置于棕色瓶中,在4 ℃冰箱中預(yù)冷30 min。

試劑2:PBS緩沖液加入1%明膠,調(diào)pH至7.5。

1.3 試驗(yàn)材料獲取及內(nèi)源激素的提取與測(cè)定

5月中旬至6月下旬,約每周1次從果枝組和葉枝組銀杏中上部枝條的東南西北4個(gè)方向上各選取1根3~5年生短枝[13],共8根枝條??焖偌羧【?片葉以上短枝飽滿頂芽置于液氮中速凍,然后置于-60 ℃的超低溫冰箱中保存。

1.3.1 ELISA法內(nèi)源激素的提取。

將2017年樣品芽剝?nèi)ネ鈧?cè)褐色鱗片,剩余材料為直徑3.5~5.0 mm的芽組織,稱為“全芽”。

參照龔曉崇等[14]的方法提取銀杏雌株果枝和葉枝芽的內(nèi)源激素:準(zhǔn)確稱取0.500 0 g全芽樣本,弱光下在研缽中加液氮磨碎,加入1 mL預(yù)冷的試劑1,4 ℃浸提過(guò)夜,4 ℃、6 500 r/min冷凍離心15 min,取上清液;殘?jiān)?.5 mL試劑1浸提2 h,4 ℃、6 500 r/min冷凍離心15 min后取上清,合并上清,40 ℃氮吹至約0.2 mL,加入0.5 mL石油醚60~90 ℃ 萃取脫色3次,棄上層醚相,加入試劑1調(diào)節(jié)pH至6.0,乙酸乙酯萃取3次,收集上層乙酸乙酯相并氮吹至干,加入0.5 mL試劑2渦旋振蕩溶解,經(jīng)0.22 μm濾膜(上海密粒膜分離技術(shù)有限公司生產(chǎn))過(guò)濾后待測(cè)。

2017年委托北京綠博源生物科技有限公司按照常規(guī)ELISA法,測(cè)定樣品內(nèi)6-BA、KT、ZT、GA3、GA4、GA7和IBA這7種內(nèi)源激素的含量。

1.3.2 高效液相色譜法內(nèi)源激素的提取。

將2018年樣品芽剝?nèi)ネ鈧?cè)褐色鱗片,繼續(xù)剝?nèi)ネ鈬G色組織,直至剩余直徑1.0~1.5 mm的內(nèi)部組織,稱為“心芽”。

內(nèi)源激素的提取除稱取心芽樣本重量為0.150 0 g及冷凍離心條件為7 500 r/min和10 min外,同ELISA法。

2018年委托北京綠博源生物科技有限公司按照高效液相色譜法,測(cè)定樣品內(nèi)ZA、ZR、KT、6-BA、IAA、ABA、GA3和 GA7這8種內(nèi)源激素的含量。

1.4 ELISA檢測(cè)方法

采用雙抗體一步夾心法酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)法,即向預(yù)先包被各種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑抗體的包被微孔中,依次加入標(biāo)本、標(biāo)準(zhǔn)品、HRP標(biāo)記的檢測(cè)抗體,經(jīng)溫育并徹底洗滌。用底物TMB顯色,TMB在過(guò)氧化物酶的催化下轉(zhuǎn)化成藍(lán)色,并在酸的作用下轉(zhuǎn)化成最終黃色。顏色的深淺和樣品中的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑含量呈正相關(guān)。用酶標(biāo)儀在450 nm 波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度(OD),計(jì)算樣品濃度。

1.5 色譜條件

色譜柱為AkzoNobel N.V.公司生產(chǎn)Kromasil C18反相色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm),流動(dòng)相為01%乙酸水∶甲醇=6∶4溶液(使用前用0.45 μm 濾膜抽濾),其他色譜條件為進(jìn)樣量10 μL,流速0.8 mL/min,柱溫30 ℃,走樣時(shí)間40 min,紫外檢測(cè)波長(zhǎng)254 nm。

1.6 花芽生理分化發(fā)端時(shí)間的確定

于2018年5月25—6月10日,每2 d 1次對(duì)20年生且結(jié)果量為大小年的銀杏雌株的約10 cm中上部的小年大枝噴施0.1 g/L的GA3,每處理3根枝條。翌年4月中旬待對(duì)照銀杏出現(xiàn)胚珠時(shí),每處理隨機(jī)剪取3根長(zhǎng)有短枝的20 cm長(zhǎng)的枝條,統(tǒng)計(jì)各處理時(shí)間銀杏大枝的胚珠數(shù)量,分析銀杏雌株的花芽生理分化發(fā)端時(shí)間。

2 結(jié)果與分析

2.1 2017年銀杏雌株內(nèi)源激素含量

由圖1可知,2017年5月中旬—7月上旬,全芽中7種內(nèi)源激素的含量為4~75 ng/g。其中果枝全芽中6-BA的含量極顯著高于GA3和KT,二者又極顯著高于IBA,GA7、GA4和ZT的含量之間無(wú)顯著差異,且極顯著低于其他4種內(nèi)源激素;葉枝全芽中KT、6-BA和GA3的含量顯著高于IBA、GA4、GA7和ZT。

果枝全芽中6-BA、IBA、GA3、GA4和GA7含量均在6月2日出現(xiàn)最高峰,KT和ZT含量出現(xiàn)次高峰;葉枝全芽中6-BA、GA3和GA4含量也均在6月2日出現(xiàn)最高峰,KT、ZT、IBA和GA7含量也均出現(xiàn)次高峰。因而,6月2日前后可能為北京地區(qū)銀杏花芽分化的一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),即花芽生理分化發(fā)端時(shí)間。

葉枝全芽中KT、ZT、IBA和GA7均在6月21日出現(xiàn)最高峰,而果枝全芽中除GA7在6月21日出現(xiàn)一個(gè)平緩的次高峰外,其他6種內(nèi)源激素均未出現(xiàn)最高峰或次高峰。6月21日前后可能為花芽形態(tài)分化初期。

果枝芽中6-BA、ZT、GA3和GA7這4種內(nèi)源激素的含量均顯著高于葉枝芽,但葉枝芽中KT的含量在6月29日前顯著高于果枝芽。因此,在銀杏花芽生理分化期至形態(tài)分化期之間,全芽中低含量的6-BA、ZT、GA3和GA7,高含量的KT有利于花芽分化。

2.2 2018年銀杏雌株內(nèi)源激素含量

由圖2可知,2018年5月下旬—6月下旬,心芽中ZA、KT、6-BA和ABA這4種內(nèi)源激素的含量均在500 ng/g以上,GA3和GA7含量在15~4 050 ng/g,IAA含量在100~600 ng/g,ZR含量在檢測(cè)限以下(0.1 ng/g)至1 370 ng/g。

心芽中ZA、ZR和ABA的含量在5月29日—6月4日呈現(xiàn)低谷;果枝芽中6-BA、GA3、GA7的含量在5月29日—6月4日呈現(xiàn)高峰。因而,5月29日—6月4日可能為北京地區(qū)銀杏花芽生理分化發(fā)端時(shí)間。

5月29日—6月4日,ZA、IAA和ABA的含量在果枝心芽和葉枝心芽之間無(wú)顯著差異;但果枝心芽中ZR、KT、GA3、GA7和6-BA的含量極顯著高于葉枝心芽。因而,心芽中低含量的ZR、KT、GA3、GA7和6-BA有利于銀杏花芽的分化。

2.3 全芽與心芽?jī)?nèi)源激素含量比較

對(duì)比圖1和圖2中KT、6-BA、GA3和GA7的含量可知,心芽中KT和6-BA含量是全芽中的17.6倍~50.9倍;6月4日時(shí),果枝心芽中GA3和GA7含量是2017年6月2日全芽的78.8倍和136.1倍,葉枝心芽是全芽的8.5倍和99.1倍。且全芽中其他內(nèi)源激素的含量最高為75 ng/g以下,心芽中除IAA外其他內(nèi)源激素的平均含量在500 ng/g以上。因而,內(nèi)源激素在銀杏芽組織中呈不均勻分布,且呈現(xiàn)出越靠近花原基內(nèi)源激素含量越高的趨勢(shì)。

2.4 銀杏雌株的花芽生理分化發(fā)端時(shí)間 由圖3可知,銀杏雌株小年枝條在2018年6月2日前噴施高濃度GA3后,翌年其短枝上出現(xiàn)的胚珠數(shù)量極少,極顯著低于對(duì)照(P<0001);6月2—10日,同樣噴施高濃度GA3,但隨時(shí)間延后,其短枝上出現(xiàn)的胚珠數(shù)量急劇增多,且6月2、4、6日短枝上的胚珠數(shù)量均極顯著低于對(duì)照(P<0001),6月8日短枝上的胚珠數(shù)量顯著低于對(duì)照(P=0001),6月10日短枝上的胚珠數(shù)量與對(duì)照無(wú)顯著差異(P=0451)。故可精確確定銀杏雌株的花芽生理分化發(fā)端時(shí)間為6月2日前后。

3 討論

3.1 植物花芽發(fā)端時(shí)間

植物成花過(guò)程分為3個(gè)階段:誘導(dǎo)、喚起和發(fā)端[15-16]?;ㄑ糠只T導(dǎo)是指植物通過(guò)翻譯表達(dá)花芽分化相關(guān)基因引發(fā)成花過(guò)程的活動(dòng)?;ㄑ糠只谟置ㄑ可矸只?,是一個(gè)成花因素積累過(guò)程,包含激素、載體、受體、細(xì)胞膜系統(tǒng)、促進(jìn)或抑制因子、環(huán)境條件等因子的相互作用[16]。其長(zhǎng)短已在生物進(jìn)化過(guò)程中形成,是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的過(guò)程。若得不到充分時(shí)間進(jìn)行生理轉(zhuǎn)化,花芽就不能形成,一旦形成葉芽就不再轉(zhuǎn)變?yōu)榛ㄑ浚ㄑ恳坏┬纬?,就不逆轉(zhuǎn)為葉芽[17]?;ㄑ堪l(fā)端是指被誘導(dǎo)的芽發(fā)育成為可識(shí)別的花芽而進(jìn)入生殖發(fā)育,特征是生長(zhǎng)點(diǎn)變平、變寬、變圓[16]。

目前對(duì)花芽分化發(fā)端時(shí)間的研究多通過(guò)切片法進(jìn)行。如連翹(Forsythia suspensa)[18]、美洲黑楊(Populus deltoides)[19]、毛白楊(P.tomentosa)[20]和銀杏雌株[11]等。切片法觀察花芽分化時(shí)間常通過(guò)芽的形態(tài)來(lái)判斷,未分化期芽的生長(zhǎng)錐長(zhǎng)、小而尖,分化初期芽的生長(zhǎng)點(diǎn)逐漸變寬而后增大。但在形態(tài)分化初期的花芽頂端生長(zhǎng)錐體積膨大較小,用徒手切片法難以觀察到,因此切片法難以精確確定植物的花芽分化時(shí)間。如王冬梅[20]根據(jù)毛白楊花芽形態(tài)發(fā)生過(guò)程,推斷北京毛白楊花芽發(fā)端時(shí)間大致在6月,8月出現(xiàn)花原基;陳旭輝等[18]推斷天津連翹花芽分化期為5月中下旬至7月中旬;史繼孔等[11]推斷貴陽(yáng)銀杏花芽分化始于6月上旬,7月底為分化盛期。

由于在植物花芽分化發(fā)端前施用PGRs可干擾植物的花芽分化而分化為葉芽,在植物花芽分化發(fā)端后施用PGRs,植物的花芽分化不受干擾而正常發(fā)育為花芽[16,21-22]。本文通過(guò)研究銀杏花芽分化過(guò)程中內(nèi)源激素的變化規(guī)律,推斷得到影響銀杏花芽分化的主要內(nèi)源激素和北京地區(qū)銀杏花芽分化時(shí)間,翌年在此時(shí)間段前后每2 d施用1次影響銀杏花芽分化的外源植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑(PGRs),干擾銀杏的花芽分化。研究結(jié)果表明,6月2日前施用GA3,幾乎所有銀杏雌株芽分化為葉芽,6月4—10日施用GA3,銀杏雌株芽分化為花芽的數(shù)量從0.11個(gè)/cm枝條急劇增加到與對(duì)照1489個(gè)/cm枝條相似的1.484個(gè)/cm枝條。由此精確確定北京地區(qū)銀杏雌株的花芽發(fā)端時(shí)間為6月2—10日。

3.2 GA對(duì)植物花芽分化的影響

植物的成花轉(zhuǎn)變由多種信號(hào)途徑控制,這些途徑均又或多或少與內(nèi)源激素和環(huán)境因子信號(hào)相關(guān),而這些信號(hào)通常又被不同內(nèi)源激素傳遞和/或調(diào)節(jié)。在不同內(nèi)源激素途徑中,赤霉素途徑(GA pathway)起著主導(dǎo)作用,它通過(guò)GA調(diào)節(jié)的DELLA蛋白與其他開(kāi)花途徑聯(lián)結(jié),使DELLA蛋白成為不同信號(hào)蛋白的“通用交換模塊”[23]。

GA可促進(jìn)處于不適合開(kāi)花條件下長(zhǎng)日照和二年生植物的花芽分化[24],外施GAs可促使處于短日照條件下長(zhǎng)日照野生型擬南芥(Arabidopsis)成花[25],促使苗期毒麥(Lolium temulentum)[26]和二年生植物甜菜(Beta vulgaris)[27]成花。但GA不能促進(jìn)短日照植物成花[24],外施GA3反而抑制草莓(Fragaria × ananassa)成花[28-29]。隨后研究表明,GA在一年生和二年生植物的成花過(guò)程中起雙重作用。即在成花誘導(dǎo)階段起促進(jìn)作用,而在花芽形態(tài)分化期起抑制作用[30]。然而GA在多年生被子植物蘋果(Malus domestica)、柑橘(Citrus sinensis)、芒果(Mangifera indica)和麻瘋樹(shù)(Jatropha curcas)等植物的成花過(guò)程中[31-34]主要起顯著抑制作用。如葉面噴施GA3可完全抑制溫州蜜柑(Miyagawa waseunshu)[35-36]和龍眼(Dimocarpus longana)[37]的成花。GA在松科、柏科和杉科等裸子植物過(guò)程中又起顯著促進(jìn)作用,外施GA4/7可顯著促進(jìn)加勒比松(Pinus caribaea)[38]、紅松(P.koraiensis)[39]和白云杉(Picea glauca)[40]雌球花,馬尾松(Pinus massoniana)[41]雄球花、油松(P.tabulaeformis)[42-43]和花旗松(Pseudotsuga menziesii)[44]雌雄球花的成花。外施GA3可促進(jìn)馬尾松(P.massoniana)[41]雄球花、顯著促進(jìn)紅松(Pinus koraiensis)[39]雄球花和北美喬柏(Thuja plicata)[45]雌雄球花的成花。但GA對(duì)銀杏成花作用的影響尚未見(jiàn)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道,該研究結(jié)果顯示GA3可顯著抑制銀杏胚珠的形成,不同于其他裸子植物。

3.3 銀杏花芽生理分化期間芽中內(nèi)源激素的分布

對(duì)植物花芽分化期間芽中內(nèi)源激素PGRs變化規(guī)律的研究報(bào)道眾多[46-50],但尚未見(jiàn)內(nèi)源激素在植物芽?jī)?nèi)分布的研究報(bào)道。

該研究通過(guò)ELISA法分別測(cè)定了結(jié)實(shí)量非常多枝條(果枝)和結(jié)實(shí)量極少枝條(葉枝)上的去除外圍灰色鱗片后芽(全芽)的內(nèi)源激素含量變化情況,以及通過(guò)高效液相色譜法測(cè)定了果枝和葉枝上的去除外圍灰色鱗片和外圍組織,僅留直徑1.0~1.5 mm內(nèi)部組織芽(心芽)的內(nèi)源激素含量變化情況(內(nèi)源激素含量超過(guò)ELISA法檢測(cè)最高限)。研究結(jié)果顯示,不論果枝還是葉枝,心芽中內(nèi)源激素的含量多在500 ng/g以上,GA3最高可達(dá)4 050 ng/g以上。而果枝和葉枝全芽中內(nèi)源激素含量為4~75 ng/g。因此,內(nèi)源激素在銀杏芽?jī)?nèi)的分布并不均勻,其濃度分布可能呈從外圍向中心急劇升高的趨勢(shì)。

3.4 內(nèi)源激素含量與銀杏花芽分化間的關(guān)系

激素平衡控制花芽發(fā)端假說(shuō)提出較高的CTK/GA比值有利于植物花芽的分化[51],在此基礎(chǔ)上發(fā)展的Bangerth激素信號(hào)調(diào)節(jié)假說(shuō)提出,植物從營(yíng)養(yǎng)芽轉(zhuǎn)向花芽發(fā)育為一個(gè)不可逆過(guò)程,需要通過(guò)植物激素瞬時(shí)變化進(jìn)行調(diào)控[52]。抑制花芽發(fā)端的植物激素產(chǎn)生于正在發(fā)育果實(shí)的種子或旺盛營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的梢尖,花芽發(fā)端位點(diǎn)是營(yíng)養(yǎng)芽,信號(hào)必須從正在發(fā)育果實(shí)的種子或旺盛營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的梢尖運(yùn)輸?shù)綘I(yíng)養(yǎng)芽,在營(yíng)養(yǎng)芽中被轉(zhuǎn)導(dǎo)為抑制花芽發(fā)端的效果。其中IAA、GA、CTK等植物激素是這一過(guò)程中的重要調(diào)控因子。運(yùn)輸?shù)窖恐械腉A和IAA水平較高時(shí),抑制芽分化為花芽[53-54]。

在銀杏花芽發(fā)端(6月4日)期間,果枝和葉枝心芽中內(nèi)源激素含量存在較大差異。果枝心芽中GA3和GA7含量極顯著高于葉枝心芽,不利于銀杏營(yíng)養(yǎng)芽分化為花芽,同激素平衡控制花芽發(fā)端假說(shuō)及Bangerth激素信號(hào)調(diào)節(jié)假說(shuō)。但果枝心芽中IAA、KT和ZR的含量顯著低于葉枝心芽,果枝中6-BA和ZA含量與葉枝差異不顯著,果枝心芽中的CTK含量低于葉枝心芽,不同于激素平衡控制花芽發(fā)端假說(shuō)及Bangerth激素信號(hào)調(diào)節(jié)假說(shuō)中,低含量IAA和高含量CTK促進(jìn)植物花芽發(fā)端的結(jié)論。由于果枝心芽中IAA含量在5月25日顯著低于葉枝心芽,5月29日與葉枝心芽無(wú)顯著差異,隨后顯著高于葉枝心芽,可能為銀杏雌株花芽分化誘導(dǎo)期間需較低濃度的IAA,但花芽發(fā)端期間需較高濃度的IAA。果枝心芽中的CTK含量較低也可能是該研究檢測(cè)的CTK種類較少,未檢測(cè)可能為高含量的CTK種類。

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