不同需冷量棗品種枝條休眠期間內(nèi)源激素含量變化

張川疆 ，楊植，林敏娟*，王振磊，馮一峰

（1塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300）

（2南疆特色果樹(shù)高效優(yōu)質(zhì)栽培與深加工技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，新疆 阿拉爾 843300）

棗（Ziziphus jujubaMill.）屬鼠李科（Rhamnaceae）棗屬（ZiziphusMill.），是我國(guó)最古老的果樹(shù)之一。其種質(zhì)資源豐富，栽培歷史悠久，是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)林樹(shù)種和特色果樹(shù)[1]。新疆

從2000年開(kāi)始發(fā)展棗產(chǎn)業(yè)，由于新疆獨(dú)特的光熱資源造就了棗產(chǎn)品卓越的品質(zhì)，種植面積與產(chǎn)量躍居全國(guó)首位[2]。

植物休眠和解除是復(fù)雜的生物過(guò)程，受植株本身內(nèi)在細(xì)胞變化與外界環(huán)境共同調(diào)節(jié)[3]。通常認(rèn)為：休眠受激素控制，休眠的起始，終止和調(diào)控以及休眠階段的改變受激素調(diào)節(jié)[4]。目前，在甜櫻桃[5]、桃[6]等落葉木本植物休眠期間芽體激素含量變化上研究較多，但結(jié)果并不完全一致，而在棗樹(shù)上的研究較少，難以為設(shè)施棗栽培提供理論依據(jù)。溫帶地區(qū)冬季來(lái)臨之前日照變短，會(huì)產(chǎn)生脫落酸，促使植物芽體進(jìn)入休眠[7]；ZHEN C等[8]通過(guò)外施脫落酸的方式，延遲了葡萄冬芽的萌發(fā)。但脫落酸并非引起休眠的唯一因子，脫落酸與赤霉素、細(xì)胞分裂素間有拮抗作用，休眠現(xiàn)象或休眠解除與激素平衡有關(guān)。一般認(rèn)為赤霉素是促進(jìn)休眠解除的物質(zhì)，低溫促進(jìn)赤霉素合成或去掉了阻止赤霉素合成的抑制物質(zhì)，但一般認(rèn)為赤霉素不是解除休眠的必需因素，而是芽生長(zhǎng)的必需因素[9]。張文娟等[10]、呂長(zhǎng)平等[11]在芍藥自然休眠后期噴施赤霉素能有效打破休眠，促進(jìn)萌發(fā)。細(xì)胞分裂素能克服存在于芽?jī)?nèi)阻止萌芽的抑制因子，外源噴施細(xì)胞分裂素可使芽?jī)?nèi)水由束縛態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂蓱B(tài)，通過(guò)和脫落酸之間的相互作用促進(jìn)萌芽[12]，于敏等[13]在種子休眠與萌發(fā)試驗(yàn)中也證實(shí)了這一觀點(diǎn)。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)不同需冷量棗品種休眠期間內(nèi)源激素含量變化進(jìn)行了研究，旨在為人工調(diào)控休眠提供理論依據(jù)，對(duì)于棗促設(shè)施栽培具有重要的理論意義與實(shí)踐價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以塔里木大學(xué)園藝實(shí)驗(yàn)站棗種質(zhì)資源圃的京棗39、伏脆蜜、胎里紅為試驗(yàn)材料，其中京棗39需冷量為265 h，伏脆蜜需冷量為489 h，胎里紅需冷量為620 h[14]。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)處理

自然越冬條件下：2020年10月15日到2021年1月14日自然越冬條件下每7 d采樣1次，每次取棗頭中部10～15 cm的枝條10根。用自來(lái)水清洗3次，去離子水清洗2次，充分去除棗樹(shù)枝條表面的蠟質(zhì)層，吸去枝條表面水分，用修枝剪剪成1～2 mm圓片，在液氮處理下在低溫高速粉碎機(jī)上打成粉末，用于內(nèi)源激素含量的測(cè)定。

人工低溫處理?xiàng)l件下：2020年10月15日每品種采150根枝條，清洗枝條后用蠟將剪口封住。10根1組裝入紙袋，放入4℃冰箱中，以自然休眠需冷量為中心前后共設(shè)置15個(gè)低溫處理時(shí)數(shù)，京棗39在低溫處理時(shí)數(shù)達(dá)92 h時(shí)，伏脆蜜在低溫處理時(shí)數(shù)達(dá)240 h，胎里紅在低溫處理時(shí)數(shù)達(dá)528 h時(shí)，每隔24 h取出1袋，打成粉末，用于內(nèi)源激素含量的測(cè)定。

1.2.2 內(nèi)源激素含量的測(cè)定

稱取樣品1.0 g放入50 mL離心管，加入10 mL pH 2.2的鹽酸-異丙醇提取液，冰浴振蕩30 min，加入20 mL二氯甲烷，冰浴振蕩30 min后，4℃4500 r/min離心35 min，取下層清液25 mL轉(zhuǎn)入50 mL離心管中，通入氮?dú)庠诘蜏乇〉祪x下將清液吹干至沉淀，沉淀用2 mL 0.2%甲醇-甲酸溶液溶解后過(guò)膜轉(zhuǎn)入色譜進(jìn)樣瓶中，用于高效液相色譜儀測(cè)定激素含量。

激素含量計(jì)算公式為：

式中A樣：樣本峰面積；A標(biāo)：標(biāo)準(zhǔn)品峰面積；V：提取液體積；FW：樣本鮮重；C標(biāo)：激素標(biāo)準(zhǔn)品濃度；N：稀釋倍數(shù)；V總：沉淀溶解液體積。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用IBM SPSS Statistics 25、DPS 7.05軟件進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同需冷量棗品種枝條休眠期間赤霉素含量變化

2.1.1 自然越冬條件下不同需冷量棗品種枝條赤霉素含量變化

從圖1中可以看出，自然越冬條件下3個(gè)棗品種休眠期間赤霉素含量在休眠誘導(dǎo)期變化幅度較大，且均在10月29日含量急劇下降，進(jìn)入休眠后赤霉素含量變化不大，休眠解除后赤霉素含量變化幅度增大。

圖1 自然越冬條件下不同需冷量棗品種枝條赤霉素含量變化

2.1.2 人工低溫處理?xiàng)l件下不同需冷量棗品種枝條赤霉素含量變化

從圖2、圖3、圖4中可以得知，人工處理?xiàng)l件下3個(gè)棗品種休眠期間赤霉素含量變化也各不相同。其中京棗39在休眠初期赤霉素含量逐漸上升，進(jìn)入深度休眠后含量迅速下降，解除休眠前赤霉素含量迅速上升之后隨著休眠的解除，赤霉素含量也隨之降低；胎里紅在休眠初期赤霉素含量變化不大，進(jìn)入深度休眠后含量迅速上升，解除休眠后含量迅速下降；伏脆蜜在休眠初期赤霉素含量逐漸下降，進(jìn)入深度休眠后含量呈梯度增加，當(dāng)?shù)蜏靥幚頃r(shí)數(shù)達(dá)408 h時(shí)，赤霉素含量迅速下降，隨著休眠的解除，赤霉素含量也隨之呈線性增加。

圖2 人工低溫處理?xiàng)l件下京棗39枝條赤霉素含量變化

2.2 不同需冷量棗品種枝條休眠期間生長(zhǎng)素含量變化

2.2.1 自然越冬條件下不同需冷量棗品種枝條生長(zhǎng)素含量變化

從圖5中可以看出，自然越冬條件下胎里紅和伏脆蜜2個(gè)棗品種休眠期間生長(zhǎng)素含量變化差異性不大，總體呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，變化幅度不大；但京棗39在休眠誘導(dǎo)期生長(zhǎng)素含量呈下降趨勢(shì)，進(jìn)入休眠后生長(zhǎng)素含量迅速上升，在解除休眠時(shí)達(dá)到峰值，解除休眠后含量迅速下降后開(kāi)始回升。

圖5 自然越冬條件下不同需冷量棗品種枝條生長(zhǎng)素含量變化

2.2.2 人工低溫處理?xiàng)l件下不同需冷量棗品種枝條生長(zhǎng)素含量變化

從圖6、圖7、圖8可知，人工處理?xiàng)l件下，3個(gè)棗品種休眠期間生長(zhǎng)素含量變化均不相同。其中京棗39在整個(gè)休眠過(guò)程中生長(zhǎng)素含量變化幅度較大；胎里紅在整個(gè)休眠進(jìn)程中生長(zhǎng)素含量變化不明顯，解除休眠時(shí)生長(zhǎng)素含量出現(xiàn)了驟升驟降現(xiàn)象；伏脆蜜在整個(gè)休眠進(jìn)程中生長(zhǎng)素含量總體呈上升趨勢(shì)。

圖6 人工低溫處理?xiàng)l件下京棗39枝條生長(zhǎng)素含量變化

圖7 人工低溫處理?xiàng)l件下胎里紅枝條生長(zhǎng)素含量變化

圖8 人工低溫處理?xiàng)l件下伏脆蜜枝條生長(zhǎng)素含量變化

2.3 不同需冷量棗品種枝條休眠期間脫落酸含量變化

2.3.1 自然越冬條件下不同需冷量棗品種枝條脫落酸含量變化

從圖9中可以看出，休眠期間3個(gè)棗品種脫落酸含量呈現(xiàn)上升-下降-上升的趨勢(shì)，且與自然休眠進(jìn)程密切相關(guān)，在未進(jìn)入休眠時(shí)脫落酸含量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，隨著休眠進(jìn)程的持續(xù)進(jìn)行，脫落酸含量開(kāi)始逐步下降，當(dāng)休眠解除后，脫落酸含量開(kāi)始上升，在整個(gè)休眠過(guò)程中京棗39脫落酸含量顯著高于其它2個(gè)棗品種，且峰值和谷值正對(duì)應(yīng)著該品種進(jìn)入和解除休眠的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)位置。其中京棗39脫落酸含量在11月19日達(dá)到峰值40.81 ng/g，較未進(jìn)入休眠誘導(dǎo)期含量累計(jì)升高約8.48倍，在12月24日下降至谷值4.67 ng/g，較休眠初期含量累計(jì)下降了88.56%；胎里紅脫落酸在11月19日達(dá)到峰值29.67 ng/g，較未進(jìn)入休眠誘導(dǎo)期含量累計(jì)升高約7.05倍，在1月7日下降至谷值3.96 ng/g，較休眠初期含量累計(jì)下降了86.66%；伏脆蜜脫落酸含量在11月19日達(dá)到峰值28.93 ng/g，較未進(jìn)入休眠誘導(dǎo)期含量累計(jì)升高約5.22倍，在12月31日下降至谷值5.91 ng/g，較休眠初期含量累計(jì)下降了79.57%，但總體脫落酸含量變化幅度不大。

圖9 自然越冬條件下不同需冷量棗品種枝條脫落酸含量變化

2.3.2 人工低溫處理?xiàng)l件下不同需冷量棗品種枝條脫落酸含量變化

由圖10、圖11、圖12可知，人工處理?xiàng)l件下不同需冷量棗品種脫落酸含量變化呈上升-下降-上升的趨勢(shì)，與自然休眠進(jìn)程脫落酸含量變化趨勢(shì)相同，但幅度和達(dá)到峰值、谷值的時(shí)間不同。其中京棗39低溫處理時(shí)數(shù)達(dá)192 h時(shí)達(dá)到峰值24.99 ng/g，隨著休眠的持續(xù)進(jìn)行脫落酸含量持續(xù)下降，在低溫處理時(shí)數(shù)達(dá)384 h下降至谷值4.66 ng/g，與該品種自然休眠需冷量一致；胎里紅低溫處理時(shí)數(shù)達(dá)624 h時(shí)達(dá)峰值21.89 ng/g，隨后進(jìn)入深度休眠，脫落酸含量開(kāi)始下降，直至低溫處理時(shí)數(shù)達(dá)816 h時(shí)下降至谷值15.61 ng/g，隨著休眠的解除，脫落酸含量也隨著開(kāi)始上升；伏脆蜜低溫處理時(shí)數(shù)達(dá)360 h時(shí)達(dá)到峰值43.13 ng/g，隨后開(kāi)始進(jìn)入深度休眠，脫落酸含量也開(kāi)始下降，直至低溫處理時(shí)數(shù)達(dá)528 h時(shí)下降至谷值13.12 ng/g，之后脫落酸含量也開(kāi)始上升。

圖10 低溫處理?xiàng)l件下京棗39枝條脫落酸含量變化

圖11 低溫處理?xiàng)l件下胎里紅枝條脫落酸含量變化

圖12 低溫處理?xiàng)l件下伏脆蜜枝條脫落酸含量變化

3 討論

通常認(rèn)為果樹(shù)休眠時(shí)由內(nèi)源激素控制，休眠的起始、終止和調(diào)控以及休眠階段的改變均受激素調(diào)節(jié)[15-16]，不同需冷量棗品種休眠期間內(nèi)源激素含量的變化較大。赤霉素與落葉果樹(shù)芽休眠和萌發(fā)有著十分密切的關(guān)系。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)棗樹(shù)休眠誘導(dǎo)期植株體內(nèi)有大量赤霉素合成，進(jìn)入休眠后赤霉素含量迅速下降，深度休眠期赤霉素含量維持相對(duì)較低的水平，與趙曉菊等[17]在長(zhǎng)春花、馬海燕等[18]在葡萄上的研究結(jié)果一致，與葛會(huì)波等[19]、申小麗等[20]在草莓上的研究結(jié)果相反。

整個(gè)休眠期生長(zhǎng)素含量的變化不大，休眠解除后其含量有迅速上升，生長(zhǎng)素含量的變化與棗樹(shù)休眠進(jìn)程聯(lián)系不緊密，與朱永亮等[21]在楊樹(shù)上的研究結(jié)果一致。

脫落酸含量的變化與棗休眠進(jìn)程關(guān)系密切。脫落酸是促進(jìn)休眠和抑制植株花芽分化的重要物質(zhì)[22]。潘根生等[23]在茶樹(shù)、SUBBAIAH T K等[22]在蘋(píng)果上的研究發(fā)現(xiàn)，植物進(jìn)入休眠后脫落酸含量持續(xù)下降，解除休眠時(shí)脫落酸含量并未下降，相反，在春季開(kāi)始生長(zhǎng)時(shí)，脫落酸含量緩步上升。本研究也得到了一致的結(jié)論，脫落酸含量在休眠誘導(dǎo)期隨著休眠進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn)而上升，進(jìn)入休眠后脫落酸含量持續(xù)下降，解除休眠后脫落酸含量開(kāi)始緩慢升高。

4 結(jié)論

脫落酸含量的變化與棗品種休眠進(jìn)程有著密切的關(guān)系。其含量在休眠誘導(dǎo)期隨著休眠進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn)而上升，進(jìn)入深度休眠后脫落酸含量也相應(yīng)減低，解除休眠后脫落酸含量開(kāi)始緩慢升高。人工處理?xiàng)l件下，各品種脫落酸含量變化與自然休眠過(guò)程中產(chǎn)生的結(jié)論一致。因此可以把脫落酸含量變化看作棗樹(shù)休眠進(jìn)程中的一個(gè)關(guān)鍵性指標(biāo)。