外源生長素和赤霉素對葉用萵苣生長的影響

陳 晨，李秉妍，范雙喜，郝敬虹

(北京農(nóng)學院 植物科學技術(shù)學院/農(nóng)業(yè)應用新技術(shù)北京市重點試驗室，北京 102206)

植物生長受各種內(nèi)外因素的調(diào)節(jié)和控制[1]，植物激素的作用在其中是必不可少的[2-3]。植物激素在生產(chǎn)中廣泛應用于調(diào)節(jié)植物生長，如多效唑、矮壯素等植物生長調(diào)節(jié)劑有抑制作物細胞伸長，使植株變矮的作用[4]，同時，植物也受多種內(nèi)源激素的調(diào)控，如生長素(IAA)、赤霉素(GA3)等都有促進植株生長的作用[5]。植物激素調(diào)節(jié)植物的生長從來都不是單一的，還會通過激素間的互相作用調(diào)節(jié)和控制植物的生長發(fā)育[6]。然而，對于混合噴施外源激素對植物生長的影響鮮見報道。因此，開展本研究，分析單獨噴施外源生長素、赤霉素以及生長素和赤霉素混合噴施對葉用萵苣(Lactucasativa.L)[7-8]生長及其內(nèi)源激素含量的影響。噴施外源植物生長調(diào)節(jié)劑調(diào)控植物生長發(fā)育，可以加快生長進程，為育種工作的開展提供更好的技術(shù)手段，為進一步探明外源激素協(xié)同調(diào)控葉用萵苣生長發(fā)育的內(nèi)在機制奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試材料及處理

試驗于2018年3～6月在北京農(nóng)學院東大地連棟溫室進行，選用葉用萵苣品種GB-31(實驗室保存編號)為試材，于6葉1心時，選擇長勢一致、生長健康的葉用萵苣進行處理。葉用萵苣外源激素噴施試驗共設4個處理：40 mg/kg生長素噴施；25 mg/kg赤霉素噴施；40 mg/kg生長素+25 mg/kg赤霉素混合噴施，以噴清水作對照(CK)。單獨噴施生長素的處理于噴施后0、2、4、6、8、12、18 d觀察植株生長狀況，噴施赤霉素和生長素、赤霉素混合噴施的處理于噴施后0、2、4、6、8、12 d觀察植株生長狀況，每時期每個處理隨機選取10株植株進行觀察并拍照。并在同一時期取植株中部功能葉片，液氮速凍后-80 ℃保存?zhèn)溆茫糜跍y定內(nèi)源激素的含量，單株取樣為1次重復，共3次重復。

1.2 內(nèi)源激素含量的測量

采用酶聯(lián)免疫分析法測定內(nèi)源激素含量，ELISA試劑盒由中國農(nóng)業(yè)大學提供，所測激素為赤霉素(GA)、生長素(IAA)、脫落酸(ABA)、油菜素內(nèi)酯(BR)。樣品處理：稱取0.5 g植物樣品，加2 mL品樣品提取液，在冰浴下研磨成勻漿，轉(zhuǎn)入5 mL離心管，再用2 mL，提取液分次沖洗研缽并轉(zhuǎn)入離心管中。在4 ℃下提取8 h，3 000～4 000 r/min離離心15～20 min，取上清液，記錄體積，殘渣棄去。上清液通過Sep-PackC18固相萃取柱，將過柱后的樣品轉(zhuǎn)入離心管中，用氮氣吹干提取液中的甲醇，用樣品稀釋液定容至2 mL。在BIO-RAD Mode 550 酶聯(lián)免疫儀上讀數(shù)，波長為490 nm。

采用Excel 2016進行數(shù)據(jù)處理，試驗數(shù)據(jù)采用均數(shù)±標準差表示。使用SPPS 20.0軟件進行差異顯著性分析，采用OriginPro9.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 噴施外源生長素和赤霉素對葉用萵苣生長的影響

不管是單獨噴施外源激素還是混合噴施，短時間處理都能不同程度地促進葉用萵苣生長，但長時間處理導致莖迅速伸長。如圖1，對照植株莖長變化不明顯，葉片寬大，葉柄短，花莖強壯，植株生長健康，生長勢良好；單獨噴施生長素 9 d內(nèi)能夠促進植株生長，之后莖明顯伸長，較為健壯，葉片寬大，植株生長健康，生長勢良好；單獨噴施赤霉素以及赤霉素、生長素混合噴施3 d后植株生長迅速，之后莖的伸長變化非常明顯，其中單獨噴施赤霉素后，莖伸長速度快，但是莖較為細弱，植株生長勢弱；赤霉素、生長素混合噴施的處理中，莖伸長速度較快，且莖較為粗壯，植株生長勢良好。

圖1 不同外源激素處理后葉用萵苣生長變化Fig.1 The growth change of lettuce after different exogenous hormones treatments

2.2 單獨和混合噴施外源生長素和赤霉素后葉用萵苣內(nèi)源激素含量的變化

2.3.1 赤霉素 如圖2所示，外源激素處理后，3個處理葉用萵苣葉片赤霉素含量變化趨勢相似，都呈先下降后上升再下降的趨勢，且皆在第4天達到峰值，其中，單獨噴施赤霉素的處理植株葉中赤霉素濃度最高，生長素、赤霉素混合噴施次之，生長素單獨噴施的處理中赤霉素濃度最低，第4天僅達到18.68 ng/g，但均高于對照葉中赤霉素含量。清水噴施后，對照植株葉片中赤霉素濃度不斷降低，第4天起趨于穩(wěn)定，保持在4.5 ng/g左右。

2.3.2 生長素 隨著處理時間的延長，噴清水后，對照葉片中生長素濃度緩慢下降，第4天降為最低值12.41 ng/g，然后緩慢上升，在第12天趨于平緩。不同激素處理后，葉片中生長素含量變化不同，噴施生長素后，葉片中生長素含量緩慢上升，第6天達到最高值42.27 ng/g，第8天起迅速下降為19.77 ng/g，接下來生長素濃度緩慢上升，第18天上升為25.87 ng/g。噴施赤霉素后，葉片中的生長素含量先下降，后上升，在第6天達到峰值30.76 ng/g，然后下降，第12 天又迅速上升。生長素、赤霉素混合噴施后，植株葉片中的生長素濃度先下降后上升，第4～8天維持在較高濃度，第12天則降為19.78 ng/g。

2.3.3 脫落酸 由圖2可知，外源生長素、赤霉素處理后，3個處理葉用萵苣葉片中ABA含量變化趨勢相似，均在噴施激素的處理在第4 天濃度達到最高值，然后迅速下降，保持在較低水平，而噴施清水處理的對照中ABA含量一直上升，自第12天起保持在較高水平。

2.3.4 油菜素內(nèi)酯 由圖2可以看出，不同處理中BR含量變化沒有明顯趨勢，外源噴施生長素和生長素、赤霉素混合噴施葉片中BR含量都會上升，生長素、赤霉素混合噴施處理中葉片BR濃度在達到最高值后逐漸下降，單獨噴施生長素的處理中BR含量在第4天達到峰值后有所下降但在第8天后上升且一直保持在較高水平，單獨噴施赤霉素后，莖中BR含量在第6天前一直維持在較低水平，第6天迅速上升，而對照中，葉中BR含量除了在第4～8天出現(xiàn)短暫上升外一直維持在較低水平。

圖2 不同外源激素處理后葉用萵苣生長過程中內(nèi)源激素含量的變化Fig.2 The endogenous hormones contents in lettuce after different exogenous hormones treatments

3 討 論

植物的生長發(fā)育是一個很復雜的過程，受到環(huán)境、激素等多方面的因素影響，植物激素對植物的生長發(fā)育的調(diào)節(jié)并不是單一的，而是受多種激素共同調(diào)節(jié)的結(jié)果，而且受激素間的相互作用控制和調(diào)節(jié)植物的生長。

外源噴施赤霉素能顯著促進葉用萵苣植株生長。清水噴施植株后，植株在處理第30天才出現(xiàn)了莖開始抽長的跡象；赤霉素單獨噴施、赤霉素和生長素混合噴施后，植株第3天就出現(xiàn)莖抽長跡象，植株生長迅速，隨著時間的增加，莖長顯著增長；單獨噴施生長素也能促進莖的抽長，在處理9天內(nèi)能促進植株生長，之后莖開始明顯抽長，且在處理第24天莖長出現(xiàn)顯著增長。此外，單獨噴施生長素、赤霉素以及赤霉素和生長素混合噴施植株處理均可以促進植株葉中內(nèi)源赤霉素含量的增加，其中噴施赤霉素效果最明顯；單獨噴施生長素、赤霉素、赤霉素和生長素混合噴施植株后，在植株發(fā)育生長前期，處理葉片中的生長素含量均高于對照，其中單獨噴施生長素處理效果最為明顯，在植株莖出現(xiàn)抽長變化后，處理葉片中生長素含量迅速下降，在植株生長進入營養(yǎng)生長后期與生殖生長前期臨界點又迅速上升，推測植株內(nèi)生長素含量的降低有利于花芽分化，這與覃喜軍[9]的研究結(jié)果相似。

相比較對照，處理中葉片ABA含量在處理前期出現(xiàn)峰值，后迅速下降，在后期，處理葉片ABA含量均低于對照。關(guān)于ABA與植株生長的關(guān)系，目前認識不一，Hoad等分析了蘋果、梨等果實擴散的ABA，認為ABA與植株生殖生長沒有關(guān)聯(lián)性[10]，蘇凈則認為ABA促進花芽分化，外源噴施ABA使成花抑制基因TFL1下調(diào)表達[11]，在本研究中，前期處理葉片中ABA含量出現(xiàn)峰值，高于對照，到處理后期，葉片中ABA含量迅速下降，推測ABA在植株生長前期的積累有利于促進植株的生長進程，促進植株由營養(yǎng)生長進入生殖生長的進程。關(guān)于BR對植株生長的影響還未見報道，本實驗得出，不同激素噴施植株，在植株莖出現(xiàn)明顯抽長變化后，葉中BR濃度都有所下降，因此推測低濃度的BR會促進葉用萵苣莖的抽長，這與劉慧[12]等的研究結(jié)果相似。

未進行外源激素噴施處理的葉用萵苣植株，在開始處理后第30天莖才開始出現(xiàn)抽長的現(xiàn)象。低濃度外源赤霉素可以有效促進植物的生長，噴施赤霉素后，葉用萵苣莖長增長速度明顯加快，但是植株莖比較細弱，生長勢較弱。噴施外源生長素亦可促進植株生長，促進作用沒有噴施赤霉素明顯，第9天植株生長明顯且莖長表現(xiàn)出增長的現(xiàn)象，莖比較粗壯，葉片寬厚，植株生長勢強。外源赤霉素、生長素混合噴施后，能夠在短時間內(nèi)顯著促進植株生長，且莖較單獨噴施赤霉素更為健壯，因此在田間栽培時，短時間生長素和赤霉素混合噴施有利于葉用萵苣的生長，但是長時間噴施導致其莖迅速伸長，不利于商品品質(zhì)的形成。