不同處理打破油桃自然休眠的效果及對芽呼吸的影響

譚鉞　王茂生　呂勐　崔海金

摘要：研究了50℃高溫、單氰胺和苯基噻二唑基脲（TDZ）打破‘曙光油桃深休眠的效果和對休眠芽呼吸作用的影響。結果表明，在深休眠時期，50℃高溫和單氰胺均具有顯著的破眠作用，并抑制芽呼吸；而TDZ破眠效果較差，對休眠芽的呼吸速率也無顯著影響。

關鍵詞：油桃；破眠處理；高溫 ；單氰胺；TDZ；芽呼吸

中圖分類號：S662.139文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2014）05-0049-04

落葉果樹芽的自然休眠是植物體為抵御冬季低溫而自然形成的一種生物適應性。自然條件下，一定時間的低溫積累是自然休眠解除的必要條件，沒有足夠的低溫積累，植物不能正常萌芽生長，樹體生長發育也會發生異常，從而使正常的果樹生產受到影響[1～3]。自然休眠的這種特點嚴重限制了設施果樹生產的發展和溫暖地區的落葉果樹的栽培。許多研究表明，休眠進程的發展和休眠調控與呼吸代謝密切相關，多種人工破眠過程都表現出與呼吸代謝變化的密切關系[4～8]。為繼續揭示呼吸代謝與休眠解除的內在關系，本試驗選擇3種不同類型的破眠處理，50℃高溫（物理類）、單氰胺（化學類）和苯基噻二唑基脲（TDZ，生長調節劑類），研究了其打破‘曙光油桃芽自然休眠的作用和對休眠芽呼吸作用的影響。

1材料與方法

1.1供試材料

以3年生‘曙光油桃（Prunus persica var. nectariana cv. Shuguang）為試材，在自然休眠的深休眠階段，從樹體中部隨機采集一年生枝條進行試驗（根據歷年試驗資料，自然條件下‘曙光油桃在11月下旬處于深休眠時期）。試驗用樹生長勢一致，正常管理。

1.2試驗設計

試驗設3個處理，分別為高溫處理（使用生物培養箱對枝條進行50℃處理1 h）、單氰胺處理（噴施濃度為0.5%）和TDZ處理（噴施濃度為50 mg/L），以不進行破眠處理的枝條為對照。各處理完畢后剪去枝條基部剪口處干枯部分并分別插入清水中，轉移至光照培養箱。培養條件為：溫度25℃，光照強度300 μmol/（m2·s），光照12 h。培養時，每3天將剪口處剪去3～5 mm 并換水。50℃高溫處理時間和單氰胺、TDZ的施用濃度均通過預備試驗篩選得出。

1.3測定方法

1.3.1芽狀態檢測采用測定萌芽率的方法檢測花芽的自然休眠狀態。自轉移至光照培養箱后觀察芽萌發情況并統計萌芽率，萌芽以鱗片開裂并露出花器官或葉片為標準。以處理后萌芽率的高低判定破眠效果。

1.3.2呼吸速率測定測定破眠處理對呼吸速率的直接影響，并分別測定處理后0.5、1、2、4 d芽呼吸速率的變化。

參照李瑾等[4]、于芹等[5]的方法，使用氧電極系統進行呼吸速率測定，以氧氣消耗速率表示呼吸速率。測定溫度為20℃，測定時，稱取已剝除鱗片的花芽0.1 g，充分抽氣后將芽體置于反應杯中，加入2.0 mL介質溶液（蒸餾水或破眠劑溶液）進行測定，重復3次。測定破眠處理對呼吸作用的直接影響時，將休眠芽直接置于破眠劑溶液中進行呼吸速率測定，單氰胺濃度梯度為0、0.25%、0.5%，TDZ濃度梯度為0、25、50 mg/L。受儀器使用條件限制，50℃高溫環境中無法測定呼吸速率。

2結果與分析

2.1高溫、單氰胺和TDZ對芽萌發的影響

在本試驗中，未經破眠處理的枝條，在30天內沒有出現芽萌發跡象（圖1中未顯示），說明采集樣品時‘曙光油桃處于深休眠狀態。經50℃高溫、單氰胺和TDZ處理后，休眠芽均呈現萌發。3種處理相比，50℃高溫和單氰胺打破自然休眠的效果較好，而TDZ的效果較差，遠不如50℃高溫和單氰胺。花芽與葉芽受破眠處理的影響不同，進行處理后，葉芽萌發較早，而花芽萌發較晚，萌芽率也較低（見圖1）。

2.2不同處理對休眠芽總呼吸的影響

單氰胺與休眠芽直接接觸時，表現出對呼吸作用強烈的抑制作用，抑制程度與濃度呈正相關。在破眠濃度（0.5%）下，單氰胺對休眠花芽和葉芽呼吸速率的抑制程度分別達到22.6%和37.1%。TDZ對休眠芽的呼吸速率無明顯影響（見圖2）。

圖2單氰胺和TDZ對休眠芽呼吸速率的直接影響

經不同方式處理后，芽呼吸速率的變化動態不同。50℃高溫對休眠芽的呼吸代謝具有抑制作用，且持續時間較長，處理后數小時內花芽、葉芽呼吸速率仍維持在較低水平。雖然單氰胺表現出對休眠芽呼吸強烈的即時抑制作用，但在處理后12 h，其作用逐漸轉向促進，至處理后24 h，花芽與葉芽的呼吸速率分別比對照高出47.72%和50.24%。因此，可以判斷單氰胺對休眠芽呼吸代謝的影響趨勢為先抑制后促進，TDZ對休眠芽呼吸速率的影響未表現出明顯規律，僅花芽在處理后24 h略高于對照（見圖3）。

圖3不同處理后休眠芽的呼吸速率變化

3結論與討論

多年的研究表明，許多處理都具有打破自然休眠的作用。根據作用方式的不同，可以分為三類，分別為物理類、化學類和生長調節劑類。本試驗中，物理類的50℃高溫和化學類的單氰胺在深休眠期均表現出顯著的破眠作用，而生長調節劑類的TDZ效果不佳。

自然休眠的調控與呼吸代謝密切相關，不同的休眠階段對應著不同的呼吸代謝模式[4～6]，而休眠解除過程也表現出與呼吸抑制相關聯。呼吸抑制劑NaN3在葡萄上具有顯著的破眠作用，而高溫打破葡萄休眠的過程中發現芽內無氧呼吸關鍵酶基因表達的上調[7]，說明正常的呼吸代謝受到了干擾。Ophir等[8]也認為線粒體活性干擾和低氧環境可能在單氰胺和熱激破眠中有重要作用。本試驗顯示，具有顯著破眠作用的50℃高溫和單氰胺都能直接抑制休眠芽的呼吸作用，而且這種抑制在處理進行時就發生，是休眠芽響應破眠處理的早期反應，因此，對后期的休眠解除系列反應很可能起到啟動作用。破眠效果較差的TDZ并未表現出對芽呼吸作用的抑制。TDZ是一種高效細胞分裂素，能夠影響植物組織細胞的呼吸代謝，但影響方式取決于使用濃度和組織類型[10]。本試驗中，TDZ破眠作用的濃度遠高于正常組織培養中TDZ的使用濃度，但仍未表現出對芽呼吸作用的抑制，這可能與休眠芽分生組織細胞特殊的生理狀態有關。本研究的內容尚不能充分說明TDZ破眠過程中呼吸代謝與休眠解除的關系，需在今后研究中進一步探討。endprint

參考文獻：

[1]Arora R，Rowland L J，Tanino K. Induction and release of bud dormancy in woody perennials： a science comes of age [J]. Hort. Science，2003，38（5）：911-921.

[2]Erez A. Temperate fruit crops in warm climates [M]. The Netherlands： Kluwer Academic Publishers，2000：17-48.

[3]Legave J M，Garcia M，Marco F. Some descriptive aspects of drops process of flower buds or young flowers on apricot in south of France [J]. Acta Horticulturae，1982，121： 75-83.

[4]李瑾，高東升，于芹，等. 光周期處理對油桃芽休眠誘導效應及呼吸速率的影響[J]. 中國農業科學，2009，42（1），210-215.

[5]于芹，高東升，徐小明，等. 油桃芽體自然休眠誘導與兩條主要電子傳遞途徑的關系[J]. 中國農業科學，2008，41（12）：4149-4154.

[6]McPherson H G，Snelgar W P，Manson P G，et al. Bud respiration and dormancy of Kiwifruit （Actinidia deliciosa） [J]. Annals of Botany，1997，80（4）：411-418.

[7]Pérez F J，Vergara R，Or E. On the mechanism of dormancy release in grapevine buds：a comparative study between hydrogen cyanamide and sodium azide [J]. Plant Growth Regulation，2009，59（2）：145-152.山 東 農 業 科 學2014，46（5）：52～54Shandong Agricultural Sciences山 東 農 業 科 學第46卷第5期譚效磊，等：endprint

參考文獻：

[1]Arora R，Rowland L J，Tanino K. Induction and release of bud dormancy in woody perennials： a science comes of age [J]. Hort. Science，2003，38（5）：911-921.

[2]Erez A. Temperate fruit crops in warm climates [M]. The Netherlands： Kluwer Academic Publishers，2000：17-48.

[3]Legave J M，Garcia M，Marco F. Some descriptive aspects of drops process of flower buds or young flowers on apricot in south of France [J]. Acta Horticulturae，1982，121： 75-83.

[4]李瑾，高東升，于芹，等. 光周期處理對油桃芽休眠誘導效應及呼吸速率的影響[J]. 中國農業科學，2009，42（1），210-215.

[5]于芹，高東升，徐小明，等. 油桃芽體自然休眠誘導與兩條主要電子傳遞途徑的關系[J]. 中國農業科學，2008，41（12）：4149-4154.

[6]McPherson H G，Snelgar W P，Manson P G，et al. Bud respiration and dormancy of Kiwifruit （Actinidia deliciosa） [J]. Annals of Botany，1997，80（4）：411-418.

[7]Pérez F J，Vergara R，Or E. On the mechanism of dormancy release in grapevine buds：a comparative study between hydrogen cyanamide and sodium azide [J]. Plant Growth Regulation，2009，59（2）：145-152.山 東 農 業 科 學2014，46（5）：52～54Shandong Agricultural Sciences山 東 農 業 科 學第46卷第5期譚效磊，等：endprint

參考文獻：

[1]Arora R，Rowland L J，Tanino K. Induction and release of bud dormancy in woody perennials： a science comes of age [J]. Hort. Science，2003，38（5）：911-921.

[2]Erez A. Temperate fruit crops in warm climates [M]. The Netherlands： Kluwer Academic Publishers，2000：17-48.

[3]Legave J M，Garcia M，Marco F. Some descriptive aspects of drops process of flower buds or young flowers on apricot in south of France [J]. Acta Horticulturae，1982，121： 75-83.

[4]李瑾，高東升，于芹，等. 光周期處理對油桃芽休眠誘導效應及呼吸速率的影響[J]. 中國農業科學，2009，42（1），210-215.

[5]于芹，高東升，徐小明，等. 油桃芽體自然休眠誘導與兩條主要電子傳遞途徑的關系[J]. 中國農業科學，2008，41（12）：4149-4154.

[6]McPherson H G，Snelgar W P，Manson P G，et al. Bud respiration and dormancy of Kiwifruit （Actinidia deliciosa） [J]. Annals of Botany，1997，80（4）：411-418.

[7]Pérez F J，Vergara R，Or E. On the mechanism of dormancy release in grapevine buds：a comparative study between hydrogen cyanamide and sodium azide [J]. Plant Growth Regulation，2009，59（2）：145-152.山 東 農 業 科 學2014，46（5）：52～54Shandong Agricultural Sciences山 東 農 業 科 學第46卷第5期譚效磊，等：endprint