外源ABA對輪臺白杏枝條內源激素含量及抗寒性的影響

楊文莉，周偉權，趙世榮，曼蘇爾·那斯爾，楊勝男，董勝利，廖 康

（1.新疆農業大學 特色果樹研究中心，新疆 烏魯木齊 830052；2.輪臺國家果樹資源圃，新疆 輪臺 841600）

輪臺白杏是新疆優異的地方杏品種，主要分布于新疆輪臺縣，可鮮食和制干，以果肉多汁甘甜、品質好而聞名。新疆輪臺等地屬暖溫帶大陸性干旱氣候，低溫凍害是杏等果樹常見的自然災害，冬季低溫凍害常使果樹花芽、枝干受損，造成大幅減產，提高果樹的越冬抗寒性是果樹生產上的重要措施。

有研究表明植物激素可以調控植物的抗寒能力[1-3]，已證實許多植物低溫處理后內源ABA含量明顯增加[4]，抗寒性強的品種其ABA含量高于抗寒性弱的[5]。有試驗報道外施ABA可以代替低溫鍛煉，有助于植物提高抵抗低溫的能力[6]。研究人員還通過一種體內缺失ABA變異的品種來研究ABA在植物抗寒性上的重要作用，發現這種體內缺失ABA的品種不能在低溫條件下完成防御代謝，而外施ABA后又恢復了防御代謝[7]。近年來很多研究已證明外施ABA能提高植物的抗寒性[8-9]，在茶樹[10]、小麥[11]、庫爾勒香梨[12]上已有報道。陳美諭等[13]研究發現，通過室內控制模擬降溫的方法，可以較好地模擬植物遭受低溫的響應狀態。

本試驗在輪臺白杏新梢速長期噴施不同濃度的ABA，比較分析不同濃度ABA處理下內源激素的變化規律，測定低溫處理后休眠枝條的抗寒性，分析外源ABA對枝條內源激素的調控作用及對抗寒性的影響，為輪臺白杏抗寒管理栽培提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與處理

試驗材料取自新疆輪臺縣哈爾巴克鄉白杏生產園，園區面積1.2 hm2，株行距為4 m×6 m，輪臺白杏樹齡為13 a，東西行向，開心形樹型，采用常規肥水管理。選取長勢相近的樣樹，于2016年4月30日（新梢速長期）噴施不同濃度的外源ABA（分析純），噴施濃度分別設置為30、60、90 mg/L，以噴清水作為對照（CK），每個處理重復3次。在晴朗無風的傍晚噴施，以滴水為宜。

1.2 方 法

1.2.1 內源激素的測定

從7月28日開始每月取樣1次，共取6次，選取粗細均勻的新梢，剪取每個枝條基部以上第4、5節位莖段，剪碎后迅速用錫箔紙包好并標記，存于液氮中，用于內源激素的測定。內源激素的提取與測定參照何鐘佩[14-15]的激素測定方法，赤霉素（GA）、吲哚乙酸（IAA）、玉米素核苷（ZR）和脫落酸（ABA）的含量均采用酶聯免疫方法（ELISA）進行測定。所用試劑盒均購自于上海BG生物公司，用酶標儀（WD-9417B型）在450 nm處測定吸光度值。

1.2.2 抗寒性測定

于2017年1月2日取樣，選取生長一致的休眠枝條，剪口處涂抹凡士林，帶回實驗室對枝條分別進行梯度降溫處理，分別設置-15、-18、-21、-24、-27、-30、-33 ℃溫度處理，以 -12 ℃作為對照（取樣時的氣溫），將枝條放于變溫冰箱中以3 ℃/h的速率降溫。

1.2.2.1 相對電導率測定

測定相對電導率采用相對電導法[16]。采用電導法配合Logistic方程Y=K/(1+ae-bx)求出不同濃度處理下休眠枝條的半致死溫度及相關系數（r）[17-19]。

1.2.2.2 恢復生長試驗

將低溫處理后的枝條剪成10段枝條，扦插在營養缽中，以蛭石為基質，放于室溫下培養。1個月后統計花芽與葉芽的萌發率。

1.3 數據分析

采用Excel 2013及SPSS19.0軟件進行圖表繪制和統計分析。

2 結果分析

2.1 外源ABA處理對輪臺白杏內源激素的影響

2.1.1 外源ABA對枝條內源ABA、GA、IAA及ZR的影響

在整個生長過程中，經ABA處理的枝條內源ABA含量均高于CK，見圖1。由圖1可知，輪臺白杏枝條內ABA含量的變化趨勢與CK相似，均為波動上升趨勢。7—8月期間各處理枝條的ABA含量有小幅下降，其中以30 mg/L處理下降幅度最大，下降了13.67 ng·g-1，而60 mg/L和90 mg/L處理下降速度較平緩，僅下降了8 ng·g-1和2.33 ng·g-1。在8—9月期間，ABA含量平緩上升，變化幅度很小。9月之后，ABA含量上升速度明顯增大，12月升至最高值，其中60 mg/L與90 mg/L處理的枝條ABA含量顯著高于CK，分別比CK高了31.11%和25.77%。

不同ABA處理對枝條內GA含量動態變化的影響與CK的變化趨勢相同，即整體呈下降趨勢。在整個生長過程中，GA含量始終低于CK。7—8月期間枝條內GA含量變化不大，8月之后快速下降，以60 mg/L處理下降幅度最大，下降了42.81%。12月GA含量降至最低值，經ABA處理的枝條GA含量均低于CK，其中60 mg/L和90 mg/L處理與CK差異顯著。

枝條內IAA含量及變化趨勢與CK相同，均出現2個峰值，且在0.65～1.25 ng·g-1上下波動。10月之后逐漸下降，在12月降至最低值，經ABA處理的枝條中IAA含量均顯著低于CK。

圖1 外源ABA對輪臺白杏枝條內源ABA、GA、IAA及ZR的影響Fig.1 Effects of exogenous ABA on contents of endogenous ABA, GA, IAA and ZR in shoots of A. vulgaris ‘Luntaibaixing’

在輪臺白杏生長的過程中，ZR含量的整體變化趨勢為先升高后降低，9月份升至峰值，之后逐漸降低，下降至11月時下降速度減緩，幾乎不再變化。由圖1可知，ABA處理后，不同程度地增加了枝條內ZR含量。

2.1.2 外源ABA對枝條內內源激素平衡的影響

從表1可以看出，ABA處理后，枝條中ABA/GA上升趨勢與CK一致，即均呈上升趨勢，在上升過程中CK枝條內ABA/GA值始終保持較低水平，而60 mg/L處理始終高于其它各處理。ABA/GA值在12月上升至最高值，60 mg/L和90 mg/L處理顯著高于CK，分別比CK提高了79.6%和59.93%。

ABA/IAA的變化呈波動上升趨勢，各處理與CK的變化趨勢一致。ABA處理后，枝條內ABA/IAA比值有所提高，在輪臺白杏整個生長過程中均高于CK。在12月ABA/IAA上升至最高值，30、60、90 mg/L處理均顯著高于CK，分別比CK提高了25.64%、70.07%和50.22%。

表1 不同濃度ABA對輪臺白杏枝條ABA/GA、ABA/IAA、ABA/ZR的影響?Table1 Effects of different concentrations of ABA on ABA/GA, ABA/IAA and ABA/ZR in shoots of A. vulgaris ‘Luntaibaixing’

外施ABA后，枝條內ZR含量呈不規律波動，而ABA/ZR比值與ABA含量變化趨勢相似，ABA處理不同程度地提高了ABA/ZR比值，30、60、90 mg/L ABA處理ABA/ZR值分別比CK提高了3.70%，3.05%和24.30%。

2.2 外源ABA處理對休眠枝條抗寒性的影響

2.2.1 不同低溫處理枝條的電導率變化及半致死溫度比較

杏休眠枝條的相對電導率隨著溫度的降低而升高，經ABA處理的枝條與CK變化趨勢一致，整體均呈“S”型曲線變化，見圖2。由圖2可以看出，在-12～-18℃溫度范圍內相對電導率變化不大，均在27.33%～32.06%之間波動，其中以90 mg/L處理上升幅度最小，相對電導率只增加了0.95%。在-18～-27 ℃之間上升幅度開始增大，以CK和90 mg/L處理上升較多，分別上升了13.47%和14.02%，而60 mg/L上升幅度最小，只增加了10.90%。當溫度在-27～-30 ℃范圍內時相對電導率急劇增加，CK的相對電導率達到58.19%，而60 mg/L處理的相對電導率最低，為55.06%，且二者之間存在顯著差異。當溫度降至-33 ℃時，電導率上升趨于平緩，此時CK的相對電導率最高，分別比30、60、90 mg/L處理高出3.13%、3.27%、4.55%，但各處理之間差異不顯著。

圖2 外源ABA對輪臺白杏休眠枝條相對電導率的影響Fig.2 Effects of exogenous ABA on relative electric conductivity in dormancy shoots of A. vulgaris‘Luntaibaixing’

根據Logistic方程對各處理的相對電導率進行回歸分析，并求出半致死溫度。結果見表2。供試材料的相對電導率與溫度能較好地擬合，相關系數均在0.906～0.953之間。從表2可以看出，各處理枝條的半致死溫度均低于CK，其中60 mg/L與90 mg/L ABA處理的枝條半致死溫度較低，分別比CK低1.35 ℃和1.23 ℃。而30 mg/L處理的半致死溫度與CK相近。

表2 外源ABA對輪臺白杏休眠枝條相對電導率Logistic方程和半致死溫度(LT50)的影響Table2 Effects of exogenous ABA on Logistic equation and LT50 of dormancy shoots of A. vulgaris‘Luntaibaixing’

2.2.2 外源ABA對休眠枝條低溫處理后恢復生長的影響

在溫度降低過程中，杏枝條的萌芽率逐漸降低，葉芽的萌發率整體高于花芽的萌發率，具體見表3。由表3可知，在-12～-21 ℃范圍，葉芽與花芽的萌發情況較好，且變化幅度不大，萌發率均達到50%以上。除30 mg/L處理與CK相差不大外，60 mg/L與90 mg/L處理的萌發率都高于CK。在-12 ℃時60 mg/L處理葉芽的萌發率為74.01%，花芽的萌發率也達到了63.28%，明顯高于CK。當低于-21 ℃時，萌芽率迅速下降，在-30 ℃時，CK的花芽與葉芽全部凍死，而經ABA處理的，除30 mg/L處理花芽全部凍死外，其它處理均有萌發。當溫度降至-33 ℃時，只有60 mg/L與90 mg/L處理的葉芽有較少萌發外，其它處理均全部凍死。由此可見，葉芽的耐低溫能力強于花芽。

表3 外源ABA處理對輪臺白杏休眠枝條萌芽率的影響Table3 Effects of exogenous ABA treatments on germination rate of dormancy shoots of A. vulgaris ‘Luntaibaixing’

3 結論與討論

低溫脅迫下植物體內會發生一系列的適應性變化，包括組織結構變化及生理生化變化，其中滲透調節物質及內源激素含量變化是重要的兩個方面[5]。植物細胞膜受低溫傷害后，細胞膜透性發生改變。有研究認為抗寒性強的品種細胞膜受害程度輕、電解質滲出率少，易恢復，而抗寒性差的品種細胞膜受害程度大，電解質滲出率高，且不易恢復[20]。本研究結果表明，在人工降溫條件下，60 mg/L與90 mg/L ABA處理顯著降低了枝條的相對電導率，提高了花芽與葉芽的萌發率，增強了其抗寒性。這與方仁在外源ABA對低溫脅迫后香蕉幼苗恢復生長的研究結果一致，其試驗結果為：外源ABA處理后相對電導率降低，幼苗的恢復率提高，抗寒性有所增加[21]。

外源ABA能夠被植物直接吸收作為合成內源ABA的替代物，從而影響植物內源ABA水平[22-24]。黃杏等[24]在研究外源ABA對提高甘蔗幼苗抗寒性的影響中發現：外施ABA后，甘蔗幼苗葉片內ABA含量升高，GA含量降低，ABA/GA、ABA/IAA、ABA/ZR比值增大。這與本研究結果一致，在本試驗中，噴施ABA后，提高了輪臺白杏枝條內ABA含量及ABA/GA、ABA/IAA的比值，降低了GA含量，其中60 mg/L處理對內源激素含量的影響較大，而30 mg/L處理影響則不明顯。王成章[25]在研究外源ABA對不同休眠型苜蓿內源激素含量的影響中發現，對照組ABA/GA、ABA/IAA、ABA/ZR值顯著低于處理組，并與ABA濃度水平成正比，這與本研究結果一致。有研究表明，ABA/GA是引起抗寒性不同的重要生理基礎[26]。王興等[26]在利用外源激素調控冬小麥抗寒性的研究中發現：10-5、10-6、10-7M ABA增加了東農冬麥1號ABA含量及ABA/GA值，降低了GA含量，而對濟麥22卻無顯著影響，說明不同品種對外源激素的反應不同。

鄭元[27]與楊章旗[28]分別在研究仁用杏開花坐果期內源激素變化與抗寒性關系和內源激素動態變化與馬尾松抗寒性關系時發現，抗寒性強的品種GA含量低于抗寒性弱的，但ZR的作用機理尚不明確，需進一步研究。嚴寒靜[29]研究指出：ABA與GA的貢獻率在不同植物中有所差異，而ABA/GA更能體現與抗寒性的關系。還有研究發現，低溫脅迫下ABA/GA比值的高低決定了抗寒性的強弱[30]。由此可見，ABA/GA的比值可以作為評價植物抗寒強弱的一個數量指標。本研究結果顯示：ABA處理后，ABA/GA的比值明顯增加，并通過電導率計算出半致死溫度，結果證明ABA處理能提高輪臺白杏的抗寒性。

本研究結果表明，外施ABA能夠影響輪臺白杏枝條內源激素含量的變化，提高抗寒性。以60 mg/L ABA處理影響最顯著，其半致死溫度降低了1.35 ℃。其次是90 mg/L ABA處理，半致死溫度降低了1.23 ℃，而30 mg/L ABA處理影響則不明顯。但本研究只在新梢速長期噴施了不同濃度ABA，至于對提高輪臺白杏抗寒能力最好的外源激素及最佳噴施時間和噴施濃度仍需進一步研究。

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