摘要：【目的】研究激素和蔗糖對番茄子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)和生長的影響，為培育番茄接穗雙頭苗提供理論依據(jù)。【方法】以子葉節(jié)位易萌發(fā)側(cè)芽番茄TZ1502和不易萌發(fā)側(cè)芽番茄TR1525為材料，通過比較打頂后內(nèi)源激素含量、相關(guān)基因表達量變化，以及外源激素和蔗糖噴施對子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)生長的影響，從激素水平和基因表達的角度探討番茄子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)的調(diào)控機理。【結(jié)果】打頂后2種番茄的IAA含量和生長素轉(zhuǎn)運基因PINI的相對表達量均先降低后增加，PIN7的相對表達量在TZ1502中高于TR1525;細胞分裂素合成基因IPT2的相對表達量在TZ1502打頂?shù)? d增加到最大值，而在TR1525中的相對表達量無顯著變化（Pgt;0.05）;芽內(nèi)負(fù)調(diào)控因子BRCI在TR1525中的相對表達量增加，且高于在TZ1502中的相對表達量。TZ1502側(cè)芽萌發(fā)能力強于TR1525，表明打頂后側(cè)芽萌發(fā)與IAA和CKs含量及其相關(guān)基因的表達有關(guān)，同時也與BRCI基因的表達有關(guān)。GR24和NAA通過下調(diào)LA?3和PINI基因的表達降低IAA含量，下調(diào)IPT2和IPT3基因的表達降低CKs含量，以及上調(diào)BRCI基因表達；TIBA通過抑制PIN1基因的表達、上調(diào)BRCI 基因表達，進而抑制側(cè)芽萌發(fā)和生長。相反，蔗糖通過上調(diào)PIN1、IAA3、IPT2和IPT3基因的表達增加IAA和CKs的含量，抑制BRCl基因的表達，進而促進子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)和生長?！窘Y(jié)論】打頂后番茄TZ1502的子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)能力比TR1525強。番茄子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)與其基因型和激素相關(guān)，即AA3和PIN?基因表達上調(diào)且IAA和CKs含量增加、BRCI基因表達下調(diào)促進側(cè)芽萌發(fā)。培育番茄接穗雙頭苗，蔗糖外源處理促進子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)和生長，調(diào)控作用與CKs的積累效應(yīng)有關(guān)。

關(guān)鍵詞：番茄；子葉節(jié)位；側(cè)芽；植物激素；蔗糖

中圖分類號：S641.201文獻標(biāo)志碼：A文章編號：2095-1191（2024）02-0509-11

Effects of hormones and sucrose on the germination and growth of lateral buds of tomato cotyledon nodes

WU Yuan-cai，WANG Dong-deng，ZHENG Xu-yang，LI Yong-qiang，WANG Peng，ZHONG Chuan，YU Wen-jin*

（College of Agriculture，Guangxi University，Nanning，Guangxi 530004，China）

Abstract：[Objective]The purpose of the study was to study the effects of hormones and sucrose on the germination and growth of lateral buds at the node of tomato cotyledons，and to provide theoretical basis for cultivating tomato scion double headed seedlings.【Method】Using tomato TZ1502 which was easy to germinate lateral buds at cotyledon nodes and tomato TR1525 which was not easy to germinate lateral buds as materials，the changes in endogenous hormone con-tent and related gene expression after topping，as well as the effectsof exogenous hormones and sucrose spraying on the germination and growth ofcotyledon node lateral buds were compared.The regulatory mechanism of tomato cotyledon node lateral bud germination was explored from the perspectives of hormone level and gene expression.【Result】After top-ping，the IAA content and the relative expression of the auxin transport gene PINI in the two tomato varieties first de-creased and then increased，with PINI relativeexpression higher in TZ1502 than in TR1525.The relative expression of the cytokinin synthesis gene IPT2 increased to its maximum on the 34d of TZ1502 topping，while there was no signify cant change in the relative expression of TR1525（Pgt;0.05）.The relative expression of the negative regulatory factor BRC1 in the bud increased in TR1525 and was higher than that in TZ1502.TZ1502 had stronger lateral bud germination ability than TR1525，indicating that lateral bud germination after topping was related to the relative expression of IAA and CKs contents and related genes，as well as the expression of BRCl.GR24 and NAA reduced IAA content by down-regulating the expression of IAA3 and PINI gene，reduced CKs content by down-regulating the expression of IPT2 and IPT3 gene，and up-regulated BRCI gene expression.TIBA inhibited lateral bud germination and growth by inhibiting PINl expression and up-regulating BRCI gene expression.On the contrary，sucrose increased the contents ofIAA and CKs by up-regulating the expression of PINI，IAA3，IPT2，and IPT3 gene，inhibited the expression of BRCI gene，and promoted the germination and growth of cotyledon node lateral buds.【Conclusion】After topping，the lateral bud germination ability of tomato TZ1502 at cotyledon nodes is stronger than that of TR1525.The lateral bud germination of tomato cotyledon nodes is related to their genotypes and hormones，namely，theup-regulation of LAA3 and PINI gene expression and the in-crease of IAA and CKs contents，and the down-regulation of BRCI gene expression to promote lateral bud germination.To cultivate tomato scion double headed seedlings，exogenous treatment can be used to promote the germination and growth oflateral buds at cotyledon nodes，the regulation effect was related to the accumulation effect of CKs

Keywords：tomatoes;cotyledon nodes;lateral buds;plant hormones;sucrose

Foundation items：National Natural Science Foundation ofChina（31660568）;Guangxi Science and Technology Major Special Project（GuikeAA17204039-2，GuikeAA17204026-1）

0引言

【研究意義】番茄是世界重要的蔬菜作物，生產(chǎn)上為了有效防控青枯病等土傳病害，提高果實產(chǎn)量和品質(zhì)，普遍采用嫁接的栽培方式。番茄嫁接育苗生產(chǎn)上，為節(jié)約接穗種子及育苗成本，頂芽采穗后促進子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)，培育長勢一致的雙頭苗作為接穗再次利用的育苗方式越來越得以應(yīng)用（高麗紅等，2020）。有關(guān)調(diào)控番茄子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)的機理鮮有報道。因此，研究番茄子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)的機理，有助于培育優(yōu)質(zhì)番茄接穗雙頭苗及株型，對推動苗雙頭番茄接穗的發(fā)展具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】控制植物側(cè)芽形成和發(fā)育的因素很多，包括遺傳因素、內(nèi)源激素及環(huán)境因素等（Rameau et al.，2015）。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，側(cè)芽分生組織和芽的形成受相關(guān)基因的調(diào)控，如番茄LATERAL SUPPRESSOR（LS）基因，擬南芥LAS基因和水稻MONOCULMI（MOC1）基因，BLIND和MYB轉(zhuǎn)錄因子等（Ge et al.，2022;Zhang et al.，2022）。Hubbard等（2002）的研究表明TBI高表達抑制玉米分枝。TB1同源基因在水稻中被稱為OsTB1或FINECULMI，在番茄、擬南芥和豌豆中被稱為BRANCHED1（BRC1），其編碼TCP轉(zhuǎn)錄因子，并在腋芽中特異性表達來抑制分枝（Seale et al.，2017;van Es et al.，2020）。Seale等（2017）研究發(fā)現(xiàn)隨著芽的激活，BRC1基因的表達降低；BRCI基因抑制豌豆枝條分枝（Kerr et al.，2020）。Shen等（2019）發(fā)現(xiàn)CsBRCI通過直接抑制生長素外排蛋白CsPIN3抑制黃瓜腋芽生長。BRCI基因通過直接抑制細胞分裂素合成基因LOG4的轉(zhuǎn)錄以抑制細胞分裂素（Cytokinins，CKs）和赤霉素（Gibberellin，GA）的積累，提高CKs和GA負(fù)調(diào)控基因（CKSX7、GA2ox4和GA2ox5）的轉(zhuǎn)錄水平，從而抑制芽的生長（Dong et al.，2023）。由此，認(rèn)為TBI/BRCI是抑制芽生長和分枝的關(guān)鍵基因。調(diào)節(jié)側(cè)芽產(chǎn)生的另一個重要因素是頂芽對側(cè)芽的抑制，即頂端優(yōu)勢。植株打頂后，頂端合成生長素（Auxin，IAA）受到抑制，導(dǎo)致植株不同部位IAA濃度分布的改變，從而促進腋芽生長（Kebrom，2017）。生長素在芽尖處的嫩葉中合成，并通過極性運輸沿著植物莖部主動運輸，轉(zhuǎn)運的基本方向取決于生長素外排載體PIN在莖維管薄壁細胞中的基礎(chǔ)定位（De Smet and Jürgens，2007）。因此，園藝栽培中通過打頂促進側(cè)芽萌發(fā)。內(nèi)源激素調(diào)控側(cè)芽分枝和生長，主要有IAA、CKs、獨角金內(nèi)酯（Strigolactones，SLs）（Ferguson and Beveridge，2009）和油菜素內(nèi)酯（Brassinolide，BR）（Song et al.，2022）等。CKs可直接促進芽的活化，但CKs合成受到莖中IAA的抑制（Tanaka et al.，2006）。SLs抑制植物側(cè)芽的生長發(fā)育（Barbier et al.，2023），與IAA的極性轉(zhuǎn)運無關(guān)（Brewer etal.，2015）。Aguilar-Martinez等（2007）發(fā)現(xiàn)，SLs通過上調(diào)TCP家族BRC1基因的表達抑制植物側(cè)芽生長發(fā)育；Shinohara等（2013）認(rèn)為SLs降低IAA的極性運輸能力，進而抑制植物側(cè)芽的生長發(fā)育。此外，蔗糖為側(cè)芽生長發(fā)育提供能量來源和結(jié)構(gòu)物質(zhì)，還作為信號分子參與調(diào)控側(cè)枝萌發(fā)（Barbier et al.，2019）。腋芽是強大的糖庫器官，在各種糖類化合物中，蔗糖促進芽生長的作用最大（Mason et al.，2014）。液泡轉(zhuǎn)化酶（VInv）是一種能將蔗糖水解成果糖和葡萄糖的酶，沉默馬鈴薯中VInv編碼的基因能保持高的蔗糖利用率，并使塊莖分枝增加（Salam et al.，2017）?！颈狙芯壳腥朦c】大量研究表明，遺傳因素、內(nèi)源激素及蔗糖等調(diào)控側(cè)芽的形成和生長，但關(guān)于番茄子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)的調(diào)控研究不多，調(diào)控機理仍未明確?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以子葉節(jié)位側(cè)芽易萌發(fā)和不易萌發(fā)的番茄種質(zhì)為研究對象，分析打頂后植物內(nèi)源激素含量和相關(guān)基因表達量的差異，研究外源激素和蔗糖對子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)及相關(guān)基因表達的影響，探討調(diào)控番茄子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)及生長的機制，為番茄嫁接育苗生產(chǎn)上培育番茄接穗雙頭苗提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

試材為廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院蔬菜實驗室保存的2個番茄種質(zhì)TR1525和TZ1502，其中，TR1525不易萌發(fā)側(cè)芽，TZ1502易萌發(fā)側(cè)芽。

1.2試驗設(shè)計

1.2.1幼苗培養(yǎng)和打頂處理2023年1月，番茄種子播種于含草炭、蛭石、珍珠巖混合基質(zhì)（3：1：1，v/v）的72孔育苗穴盤，置于廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院蔬菜教學(xué)科研基地（22°51'00\"N，108°17'25\"E）的玻璃溫室中育苗。待長至3葉1心期，挑選生長健壯、整齊一致的幼苗，用刀片在子葉與第1片真葉的節(jié)間進行平切打頂，同時以不進行打頂?shù)姆延酌缱鳛閷φ?，即CK（TR1525）和CK（TZ1502）。將幼苗置于人工氣候箱中培養(yǎng)，培養(yǎng)條件：晝夜溫度28℃/20℃，光周期

14 h/10 h，光照強度7000μmol/（m2·s），空氣相對濕度85%～90%。每處理3次重復(fù)，每次重復(fù)20株。激素和相關(guān)基因表達量采樣部位為子葉節(jié)位的莖部。

1.2.2外源激素處理2023年3月，番茄幼苗打頂后當(dāng)天，分別用濃度為1μmol/L獨角金內(nèi)酯類似物（GR24）、3μmol/L萘乙酸（NAA）、200μmol/L生長素極性運輸抑制劑（TIBA）的溶液噴施，以蒸餾水為對照（CK）。每個處理60株，3次重復(fù)，每次重復(fù)均勻噴施溶液100 mL，每隔2d處理一次，共處理3次，打頂后第7 d，觀測子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)率和側(cè)芽長度，采樣測定IAA含量和相關(guān)基因表達量。

1.2.3外源蔗糖處理2023年3月，番茄幼苗打頂后當(dāng)天，分別用濃度為100 mmol/L的蔗糖溶液噴施，以蒸餾水為對照（CK）。每個處理60株，3次重復(fù)，每個重復(fù)均勻噴施溶液100mL。處理后第7d，觀測2個番茄種質(zhì)幼苗的子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)率和側(cè)芽長度，采樣測定BRCI基因表達量。處理后第3 d，觀測TZ1502種質(zhì)的子葉節(jié)位芽長度，采樣測定IAA和CKs含量及相關(guān)基因表達量。

1.3項目測定及方法

1.3.1幼苗子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)率及側(cè)芽長度的測定觀測不打頂，即CK（TZ1502）和CK（TR1525）及打頂后番茄幼苗子葉節(jié)位的側(cè)芽萌發(fā)數(shù)，計算側(cè)芽萌發(fā)率。側(cè)芽萌發(fā)率（%）=側(cè)芽萌發(fā)苗數(shù)/供試苗數(shù)×100。側(cè)芽長度的測量參照孫倩（2020）的方法，用游標(biāo)卡尺測量側(cè)芽與莖部交接處到側(cè)芽頂部的長度。

1.3.2生長素和細胞分裂素含量的測定準(zhǔn)確稱取番茄樣品1.0g，用冷凍研磨機研磨，加入1 mL1%甲酸乙腈，渦旋混勻，避光超聲10 min，取上清液過0.22μm濾膜，將濾液裝入色譜瓶中待測。上機，用液質(zhì)聯(lián)用的方法測定IAA和CKs的含量，所用儀器為三重四級桿的液質(zhì)聯(lián)用儀（譜育科技EXPEC 5210），色譜柱為Waters ACQUITY UPLC BEH C18（（2.1mm×100mm，1.7μm），柱流量0.3 mL/min，柱溫40℃，進樣量5μL。流動相A：0.1%甲酸水；流相機B：甲醇。生長素和細胞分裂素的計算公式：w=C×V×m，其中，w表示樣品中各組分的含量（μg/kg），V表示定容體積（mL），m表示試樣的稱樣質(zhì)量（g），C表示樣品上機濃度（ng/mL）。

1.4相關(guān)基因表達分析

參照Eastep? Super Total RNA試劑盒提取番茄子葉節(jié)位莖部的總RNA。cDNA的合成參照反轉(zhuǎn)錄試劑PrimeScript^RT reagent Kit with gDNA Eraser進行，實時熒光定量試劑TB Green Premix Ex TaqⅡKit購自Takara公司，參照試劑盒的標(biāo)準(zhǔn)步驟進行。對生長素信號基因IAA3、生長素外運基因PINI，細胞分裂素合成基因IPT2和IPT3，芽內(nèi)負(fù)調(diào)控因子BRCI，以及蔗糖轉(zhuǎn)化合成酶VIN2進行實時熒光定量測定，重復(fù)3次。用2^-??Ct法分析基因相對表達量。

1.5統(tǒng)計分析

采用Excel 2019和SPSS 26.0進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和差異顯著性分析，利用GraphPad Prism 9.0制圖。

2結(jié)果與分析

2.1打頂對番茄子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)的影響

觀察試驗結(jié)果，番茄種質(zhì)TR1525和TZ1502不進行打頂?shù)淖尤~節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)率均為0。打頂后3d，TZ1502的側(cè)芽萌發(fā)率達100.00%，而TR1525的側(cè)芽萌發(fā)率僅7.78%;打頂后4d，TR1525的側(cè)芽萌發(fā)率增至15.53%，此后側(cè)芽萌發(fā)率不再增加；打頂自第3d起，TZ1502的側(cè)芽萌發(fā)能力顯著強于TR1525（Plt;0.05，下同）（圖1和圖2）。

2.2打頂對番茄莖內(nèi)IAA含量及相關(guān)基因表達的影響

番茄TR1525和TZ1502幼苗打頂后0～3 d，莖內(nèi)IAA含量持續(xù)降低；隨后恢復(fù)至打頂前水平（圖3-A）。實時熒光定量分析結(jié)果（圖3-B～圖3-G）顯示，打頂后第1 d，IAA3基因相對表達量在TR1525和TZ1502中均降至最低值，隨后又逐漸增加；PINI基因在2個種質(zhì)中相對表達量均先降低后增加再降低，在TZ1502中PINI基因的相對表達量極顯著高于TR1525（Plt;0.01，下同），表明打頂影響生長素信號IAA3和生長素外運基因PINI的表達，進而降低番茄莖內(nèi)IAA含量。番茄幼苗打頂后，IPT2基因的相對表達量在TR1525中無明顯變化，在TZ1502中先快速增加后又快速降低，第3d相對表達量最高；且打頂后1～3 d，IPT2基因的相對表達量在TZ1502中極顯著高于TR1525;IPT3基因的相對表達量在2種番茄幼苗打頂后均降低。2種番茄莖中的蔗糖轉(zhuǎn)化酶合成基因VIN2的相對表達量均先降低，VIN2基因打頂后第1d在TZ1502中相對表達量顯著低于TR1525，第7d時在TZ1502中相對表達量極顯著低于TR1525;打頂后第3和7d，BRC1基因在TR1525中相對表達量增加，且極顯著高于TZ1502，BRCI基因的相對表達量在TZ1502中變化小，在TR1525中相對表達量均高于TZ1502。綜上，IAA、生長素相關(guān)基因、細胞分裂素合成基因、蔗糖和芽內(nèi)負(fù)調(diào)控因子BRCI影響番茄子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)。

2.3外源GR24對番茄子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)、相關(guān)基因表達量及IAA含量的影響

TR1525打頂后用GR24噴施，其側(cè)芽萌發(fā)率為0，而CK的側(cè)芽萌發(fā)率為15.57%;GR24噴施打頂?shù)腡Z1502后，側(cè)芽萌發(fā)率由CK的100.00%降為26.39%;側(cè)芽長度由10.18 mm顯著降低為4.94 mm，低51.47%（圖4-A和圖4-B），表明GR24抑制打頂后番茄子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)與生長。實時熒光定量分析結(jié)果（圖4-C～圖4-F）表明，GR24噴施打頂番茄幼苗后，莖中的AA3、PINI和IPT3基因的相對表達量均顯著低于CK;BRCI基因在TZ1502中相對表達量比CK增加2.2倍，而在TR1525中相對表達量與CK相比無顯著變化（Pgt;0.05，下同）。莖中IAA含量均顯著降低，TZ1502比CK低50.45%，TR1525比CK低56.04%（圖4-G）。綜上，GR24通過下調(diào)生長素合成基因IAA3的表達、降低莖中IAA含量、抑制細胞分裂素合成基因IPT3的表達、上調(diào)芽內(nèi)負(fù)調(diào)控因子BRCI的表達，進而抑制打頂后番茄子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)與生長。

2.4外源NAA對番茄子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)、相關(guān)基因表達量及IAA含量的影響

TR1525打頂后用NAA噴施，其側(cè)芽萌發(fā)率為0，而CK的側(cè)芽萌發(fā)率為15.00%;TZ1502打頂后用NAA噴施，其側(cè)芽萌發(fā)率比CK降低88.90%，側(cè)芽長度比CK降低79.28%（圖5-A和圖5-B）。表明NAA抑制打頂后番茄子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)與生長。實時熒光定量分析表明（圖5-C～圖5-F），NAA噴施番茄打頂幼苗后，PINI基因在TZ1502中相對表達量比CK降低46.90%，TR1525比CK降低79.01%，而IAA3基因相對表達量無顯著變化；IPT2基因在TZ1502中相對表達量比CK降低75.51%，在TR1525中比CK降低68.96%;BRC1基因在TR1525中相對表達量顯著增加，在TZ1502中無顯著變化。莖中IAA含量均顯著降低，TZ1502比CK降低60.66%，TR1525比CK降低59.60%（圖5-G）。綜上，NAA通過下調(diào)細胞分裂素合成基因IPT2表達、上調(diào)BRC1基因表達、下調(diào)PINI基因表達及降低IAA含量，抑制打頂后番茄子葉節(jié)位側(cè)芽的萌發(fā)與生長。

2.5外源TIBA對番茄子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)及相關(guān)基因表達量的影響

由圖6-A和圖6-B可知，TR1525打頂后噴施 TIBA，側(cè)芽萌發(fā)率和側(cè)芽長度比CK分別降低

73.02%和78.62%;TZ1502打頂后噴施TIBA，側(cè)芽萌 發(fā)率和側(cè)芽長度比CK分別降低44.59%和57.28%， 表明TIBA抑制打頂后番茄子葉節(jié)位側(cè)芽的萌發(fā)和 生長。實時熒光定量分析結(jié)果（圖6-C～圖6-G）表 明，TIBA噴施打頂番茄幼苗后，LAA3在TZ1502中相 對表達量比CK增加4.2倍，在TR1525中則無顯著 變化；PINI基因在TZ1502和TR1525中相對表達量比CK降低66.44%和77.80%;IPT2基因在TZ1502 中相對表達量比CK增加1.55倍，在TR1525無顯著 變化；IPT3基因在TR1525中相對表達量比CK增加2.01倍，在TZ1502中無顯著變化；BRCI基因在 TZ1502和TR1525中比CK分別增加4.13和0.78倍。 綜上，TIBA促進莖中細胞分裂素合成基因IPT2和IPT3的表達，但由于IAA的外運受抑制，芽內(nèi)負(fù)調(diào)控因子BRCI的表達上調(diào)，仍抑制側(cè)芽萌發(fā)。由此得出，TIBA通過抑制生長素外運基因PIN1的表達、上調(diào)芽內(nèi)負(fù)調(diào)控因子BRC1的表達，進而抑制子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)與生長。

2.6外源蔗糖對番茄子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)的影響

2.6.1對2個番茄種質(zhì)子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)及BRCI基因表達的影響由圖7-A和圖7-B可知，100 mmol/L蔗糖噴施TR1525后第7 d，側(cè)芽萌發(fā)率比CK提高75.20%，而TZ1502的側(cè)芽萌發(fā)率維持在100.00%，2種番茄的側(cè)芽長度均增加，表明蔗糖促進打頂后番茄子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)和生長。實時熒光定量分析結(jié)果（圖7-C）表明，蔗糖噴施打頂番茄幼苗后第7d，BRC1基因在TR1525中相對表達量比CK降低49.46%，在TZ1502中降低15.00%;表明蔗糖促進子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)與芽內(nèi)負(fù)調(diào)控因子BRCI的表達相關(guān)。

2.6.2對番茄種質(zhì)TZ1502的影響噴施蔗糖溶液

促進TZ1502側(cè)芽生長（圖8）。100 mmol/L蔗糖噴施后第3 d，側(cè)芽長度比CK增加55.36%，此時IAA3和PINI表達量比CK分別增加9.80和2.24倍。莖中IAA含量比CK增加0.51倍。IPT2和IPT3基因的相對表達量比CK分別增加2.25和1.49倍；反式玉米素核苷（Tzr）、異戊烯基腺嘌呤核苷（iPR）、反式玉米素（Tz）和異戊烯基腺嘌呤素（iP）4種CKs含量均增加。綜上，蔗糖通過上調(diào)生長素相關(guān)基因PIN1和IAA3及細胞分裂素合成基因IPT2和IPT3表達、增加莖中IAA和CKs含量、抑制芽內(nèi)負(fù)調(diào)控因子BRCI的表達，進而促進子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)和生長。

3討論

3.1 IAA和CKs及相關(guān)基因?qū)?cè)芽萌發(fā)的影響

本研究表明，GR24通過下調(diào)生長素信號基因IAA3、生長素外運基因PINI和細胞分裂素合成基因IPT3的表達，降低IAA含量，上調(diào)芽內(nèi)負(fù)調(diào)控因子BRCI的表達，從而抑制打頂番茄子葉節(jié)位側(cè)芽的萌上調(diào)BRCI基因表達，抑制側(cè)芽萌發(fā)與生長。IAA通發(fā)和生長。NAA通過抑制IPT2基因表達、上調(diào)過抑制異戊烯基轉(zhuǎn)移酶（Isopentenyl transferase，BRC1基因的表達，降低IAA含量，抑制子葉節(jié)位側(cè)IPTs）（細胞分裂素合成酶的關(guān)鍵基因）的表達來控芽的萌發(fā)和生長。TIBA通過抑制PINI基因表達、制CKs的合成，從而抑制側(cè)芽萌發(fā)（Tanaka et al.，2006）。本研究中，番茄幼苗打頂后，TR 1525和TZ1502番茄植株體內(nèi)IAA含量降低，同時IAA相關(guān)基因IAA3和PINI相對表達量在TZ1502中高于TR1525;IPT2基因的相對表達量在TR1525中無顯著變化，在TZ1502中先增加后降低，其影響TZ1502的側(cè)芽萌發(fā)能力強于TR1525。另外激素GR24和NAA通過降低打頂后番茄莖內(nèi)IAA含量，下調(diào)IPT3和IPT2基因的表達以抑制子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)。pTRV-MAX2番茄外源噴施NAA后，IPT2基因的表達水平明顯下調(diào)，CKs含量明顯降低，而BRC1基因表達顯著上調(diào)，導(dǎo)致幾乎不發(fā)生側(cè)枝（劉叢叢，2017）;本研究結(jié)果顯示NAA噴施打頂?shù)姆?，能抑制IPT2的表達，增強BRC1基因的表達，抑制打頂后番茄子葉節(jié)位側(cè)芽的萌發(fā)與生長。另外，用生長素極性運輸（PAT）抑制劑TIBA處理卷丹莖段，發(fā)現(xiàn)TIBA顯著抑制芽的萌發(fā)（唐玉超，2019），本研究結(jié)果也表明TIBA能抑制番茄子葉節(jié)位側(cè)芽的萌發(fā)。不同的是，2 mg/L IAA促進杜鵑側(cè)芽生成，而打頂及生長素運輸抑制劑NPA和TIBA處理杜鵑蘭假鱗莖6d后，側(cè)芽內(nèi)IAA含量顯著降低，IPT基因的表達和CKs含量提高，表明IAA通過調(diào)控IPT基因的表達，以此調(diào)控CKs水平，從而間接控制杜鵑蘭側(cè)芽的生長（呂享等，2018）。因此，濃度、物種及品種等因素的差異均會影響結(jié)論。

在擬南芥中IAA對SLs生物合成基因的調(diào)控是保守的，在低含量SLs的條件下，IAA含量增加可促進SLs生物合成，IAA與SLs的關(guān)系是一種負(fù)反饋調(diào)節(jié)（Hayward et al.，2009）。研究表明SLs抑制植物分枝，CKs促進植物分枝（Dun et al.，2012）。另外SLs通過抑制IAA的極性運輸來調(diào)控番茄側(cè)枝的生長發(fā)育（劉叢叢，2017）。GR24并不能完全抑制去頂導(dǎo)致的側(cè)芽增長，推測SLs可能部分參與了頂端優(yōu)勢的形成（孫倩，2020）。本研究也證明GR24抑制番茄子葉節(jié)位側(cè)芽生長，因此認(rèn)為SLs和IAA的關(guān)系是一種負(fù)反饋調(diào)節(jié)，即IAA通過上調(diào)SLs含量以抑制側(cè)芽萌發(fā)，而SLs對側(cè)芽的抑制作用可能通過抑制CKs的合成實現(xiàn)。本研究結(jié)果還表明GR24處理后細胞分裂素合成基因IPT3的表達量降低，從而抑制側(cè)芽萌發(fā)。

3.2糖對側(cè)芽萌發(fā)的影響

糖可促進處于發(fā)育中的各種器官產(chǎn)生IAA，如擬南芥的幼苗（Sairanen et al.，2012）、根（Zhang et al.，2021）和下胚軸（Zhao et al.，2023）。載體蛋白介導(dǎo)的PAT決定植物體內(nèi)IAA的不平衡分布，是一種IAA的特有運輸方式。研究表明，20 mmol/L的蔗糖處理菊花后頂部側(cè)芽生長，促進生長素運輸?shù)鞍證mPIN1和CmAUX 1相對表達量的增加；4C-sucrose放射性檢測進一步表明蔗糖被運輸?shù)巾敳總?cè)芽進而促使芽的生長，同時蔗糖促進側(cè)芽中的IAA向外運輸（劉偉鑫，2022）。本研究結(jié)果表明，番茄幼苗打頂后，VIN2基因相對表達量變化與側(cè)芽萌發(fā)有關(guān)；100 mmol/L蔗糖噴施打頂番茄幼苗后，IPT2、IPT3和IAA3基因的相對表達量增加，莖中IAA含量提高。因此推測蔗糖強化了植物莖中的PAT，可能導(dǎo)致子葉節(jié)位側(cè)芽中IAA的濃度相對增加。蔗糖促進側(cè)芽的萌發(fā)與CKs含量的增加有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)蔗糖促進CKs的合成，CKs可能通過介導(dǎo)蔗糖誘導(dǎo)芽的發(fā)生（Barbier et al.，2015）。蔗糖誘導(dǎo)CKs的合成并積累在莖節(jié)中，并通過CKs促進分枝（Salam et al.，2021），同樣，蔗糖誘導(dǎo)芽生長可能由CKs介導(dǎo)（Barbier et al.，2015;Kiba et al.，2019）。因此，蔗糖調(diào)控側(cè)枝萌發(fā)與CKs的累積效應(yīng)有關(guān)。在本研究中，蔗糖通過影響IAA 和CKs含量調(diào)控番茄子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)和生長，但蔗糖對IAA和CKs的合成機制還有待深入研究。

4結(jié)論

打頂后番茄TZ1502的子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)能力比TR1525強。番茄子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)與其基因型和激素相關(guān)，即IAA3和PINI基因表達上調(diào)且IAA和CKs含量增加、BRCI基因表達下調(diào)促進側(cè)芽萌發(fā)。培育番茄接穗雙頭苗，可采用100 mmol/L蔗糖外源處理促進子葉節(jié)位側(cè)芽萌發(fā)和生長。

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（責(zé)任編輯 鄧慧靈）