‘滿天星’西番蓮成花坐果期主要生理指標變化

黃誠梅，羅海斌，魏源文，葉麗萍，吳興劍，曹輝慶，蔣勝理，吳玲玲

（廣西作物遺傳改良生物技術重點開放實驗室，廣西南寧 530007）

西番蓮（Passiflora edulis），又名百香果、雞蛋果，屬于西番蓮科（Passifloraceae）西番蓮屬（Passiflora L.），主要包括紫果西番蓮（Passiflora edulis）和黃果西番蓮（Passiflora edulis var. flavicarpa），以及2 個品種之間相互雜交得到的系列品種。我國主要種植區域分布在臺灣、廣西、廣東、海南、福建、云南、浙江、四川和貴州等省區[1-3]。西番蓮果實具有極高的營養價值與經濟價值，富含人體所需多種氨基酸、維生素和類胡蘿卜素、礦物質元素等，有鮮食、藥用、油用和綠色觀賞等多種用途[4-5]。目前，種植品種以紫色西番蓮（臺農1 號、紫香）、黃金果（芭樂味、蜂蜜味、荔枝味等）、滿天星等為主，也引進試種‘小果黃金果’‘大果黃金果’等新品種[3，6]。

果樹的花芽分化與坐果是一個非常復雜的過程。西番蓮花芽形成和莖葉生長同步進行，花芽形成和枝條生長同時進行，花芽形成具有其自身的生物學特性和規律[7]。該研究以當前種植品種‘滿天星’西番蓮為材料，分析坐果盛期西番蓮枝蔓不同節位葉片中各項生理指標變化，及其在成花與坐果期間植株葉片內源激素的變化，可為成花坐果期的植株栽培管理技術提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗地選擇。試驗于2020 年3 月30 日在廣西農業科學院里科學研究基地進行。

1.1.2 供試材料。供試品種為‘滿天星’西番蓮，果皮呈紫

黃色，外表皮帶白色的小斑點。

1.2 方法

1.2.1 材料種植與樣品采集。試驗采用隨機區組設計，種植‘滿天星’西番蓮苗為嫁接苗（嫁接砧木為黃果實生苗），苗高25～40 cm，于2020 年3 月30 日移栽大田，采用高壟覆膜與籬架種植模式，行株距為2 m×1.5 m，種植密度為2 400 株/hm2。移栽基肥、苗期施肥與開花結果期施肥管理，田間病蟲害管理等，均參照常規田間管理方法，并統一進行枝蔓修剪和管護工作。

于西番蓮植株成花與坐果期間連續3 d 及以上晴朗無雨的天氣開始進行樣品采集，分別于2020 年7 月17日、7 月30 日、8 月19 日、8 月25 日、9 月11 日、11 月4日，編號：A1、A2、A3、A4、A5、A6，進行樣本采集。選取植株生長發育狀態比較一致的3 條二級枝蔓，每個處理隨機選取生長比較一致的植株3 株，采集倒數展開完整葉1～3葉（即對應第2～4 節位），重復3 次，剪碎混勻液氮速凍后，用液氮研磨成細粉狀，準確稱取0.5g 作為測定樣品，用于內源激素生長素（IAA）、赤霉素（GA）、脫落酸（ABA）和玉米素核苷（ZR）含量測定。另于11 月4 日西番蓮植株坐果盛期，選取植株生長發育狀態比較一致的3 條二級枝蔓，每個處理隨機選取生長比較一致的植株3 株，采集倒數展開完整葉第1 至6 葉（即對應第2～7 節位），編號：M1、M2、M3、M4、M5、M6，重復3 次，剪碎混勻液氮速凍后，用液氮研磨成細粉狀，準確稱取0.5 g 作為測定樣品，用于各項生理生化指標測定。

1.2.2 測定項目與方法。

（1）代謝物質測定：蔗糖含量采用Ros 比色法測定[8]；可溶性蛋白質含量測定采用考馬斯亮藍G-250 染色法[9]；可溶性淀粉含量用碘顯色法[10]；丙二醛（MDA）含量測定采用硫代巴比妥酸顯色法[11]。

（2）酶活性測定：過氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、α-淀粉酶、蔗糖磷酸合成酶（SPS）、蔗糖合成酶（SS 合成方向）、硝酸還原酶（NR）等酶活性，均采用蘇州格銳思生物有限公司的微板法測試盒測定。每個樣品測定重復3 次，取平均值。

（3）內源激素測定：采用ELISA 法[12]測定西番蓮葉片樣品中內源激素IAA、GA、ABA 和ZR，測定試劑盒來自江蘇菲亞生物科技有限公司。樣品中內源激素用0.1 mol/L的磷酸緩沖液（pH 7.4）提取，每個樣品重復3 次，取平均值。

1.3 數據統計分析

數據統計與處理采用DPS v14.10 軟件進行統計分析，以Duncan 新復極差法進行多重比較檢驗差異顯著性；采用Microsoft Excel 2007 進行圖表繪制。

2 結果與分析

2.1 西番蓮植株枝蔓上不同節位成花坐果情況

‘滿天星’西番蓮7 月份二、三級蔓基本已經長成并全部上架，8 月底開始出現花芽分化，9 月份開始進入坐果期，在10—11 月達到盛花坐果期。田間調查結果顯示，各級枝蔓間以二級枝蔓的花芽分化率與坐果數較多，其中第3～7 節位花芽分化數較多，坐果率較高，且穩定，這與前人在臺農1 號西番蓮上研究結果一致[7]。

圖1 西番蓮枝蔓上不同節位成花與坐果

2.2 坐果盛期西番蓮枝蔓不同葉位生理指標變化

2.2.1 MDA 和可溶性淀粉含量。從圖2 可以看出，西番蓮坐果盛期植株中MDA 與淀粉含量均以倒數第1 葉最高，其次是倒數第6 葉。而倒數第2 葉與第3 葉、第4 葉與第5 葉的MDA 含量差異不顯著。倒數第3 葉與第5 葉的可溶性淀粉含量差異也不顯著。

圖2 西番蓮枝蔓不同葉位MDA 和可溶性淀粉含量

2.2.2 可溶性蛋白質和蔗糖含量。從圖3 可以看出，可溶性蛋白質含量因不同葉位而異，差異均達到極顯著，其中以倒數第1 葉最高，其次是倒數第6 葉，最低是倒數第2葉。蔗糖含量則以倒數第4、5、6 高葉位最高，其次是倒數第1、3 葉，最低是倒數第2 葉。

圖3 西番蓮枝蔓不同葉位可溶性蛋白質與蔗糖含量

2.2.3 SPS 與SS（合成方向）活性。從圖4 可以看出，SPS活性均隨著葉位提升而提高，以倒數第6 葉最高，除了倒數第2 葉與第3 葉外，均達到差異極顯著水平。SS（合成方向）活性以倒數第4、5、6 高位葉較高，倒數第1、2、3 低位葉均較低。這可能與各個葉位的光合能力強弱有較大關系。

圖4 西番蓮枝蔓不同葉位SPS 和SS（合成方向）活性

2.2.4 POD 與SOD 活性測定。從圖5 可以看出，POD 活性在倒數第1 葉與第4、5、6 高葉位中均有較高水平，而SOD活性則呈無規律變化。

圖5 西番蓮枝蔓不同葉位POD 和SOD 活性

2.2.5 α-淀粉酶與硝酸還原酶活性。從圖6 可以看出，α-淀粉酶活性以倒數第1 葉最高，與其他葉酶活性均達到差異極顯著水平，這與淀粉含量表現一致。硝酸還原酶活性，除了倒數第2 葉和第6 葉外，其他葉位均有較高活性。

圖6 西番蓮枝蔓不同葉位α-淀粉酶和硝酸還原酶活性

2.3 成花與坐果期西番蓮枝蔓葉片內源激素含量變化

2.3.1 GA 與IAA 含量。從圖7 可以看出，在成花與坐果期植株葉片內源激素變化方面，GA 含量7 月份的植株枝蔓分化生長期有一個小高峰，之后在8—9 月份的花芽分化與坐果初期有所降低，到11 月份的花芽分化與坐果盛期才達到高水平。而IAA 則相反，先是7 月份低水平，然后在8 月份形成小高峰，最后在9 月、10 月有所回落。

圖7 西番蓮枝蔓葉片GA 和IAA 含量

2.3.2 ABA 與ZR 含量。從圖8 可以看出，ABA 含量7 月底達到一個高水平，8 月稍有回落，而后提高，直至11 月的花芽分化坐果盛期達到最高值，各時期ABA 含量均達到差異顯著水平。而ZR 含量，在7—8 月份的差異不大，在9 月份開始下降，11 月份降至最低水平。

圖8 西番蓮枝蔓葉片ABA 和ZR 含量

3 結論與討論

一些落葉果樹如蘋果、梨等，植株中營養物質的積累是花芽分化與坐果的物質基礎，營養物質是否充足，決定了花芽分化和坐果數量與質量的優劣[13]。然而西番蓮的花芽形成和枝條生長同時進行，花芽形成和莖葉生長同步進行，必然存在養分的競爭，其花芽形成有自身的生物學特性和規律，但也受器官間營養分配和外界環境的影響[7]，因此，西番蓮各級枝蔓與各節位的花芽分化與坐果存在較大差異。該研究中‘滿天星’西番蓮以二級枝蔓的花芽分化率與坐果數較多，其中第3～7 節位花芽分化數較多，坐果率較高，且穩定，這與前人[7]在臺農1 號西番蓮上研究結果一致。而且西番蓮植株在各節位對應葉片中的生理代謝也各異。該研究中西番蓮坐果盛期植株中可溶性蛋白質含量因不同葉位而異，以倒數第1 葉最高。淀粉含量與a-淀粉酶活性也均以倒數第1 葉最高，這為植株枝蔓上高葉位的花芽分化與坐果進程提供由源至庫的營養物質運輸提供保障。

蔗糖是光合作用的主要產物，蔗糖代謝主要由磷酸蔗糖合成酶（SPS）和蔗糖合成酶（SS）催化，SS 催化的反應是可逆的[14-15]。西番蓮植株蔗糖代謝能力強弱均與不同葉位呈正相關性。其中蔗糖含量以倒數第4、5、6 高葉位最高，SPS 活性也均隨著葉位提升而提高，SS（合成方向）活性也以倒數第4、5、6 高位葉較高。對于作為植物利用硝酸鹽的關鍵酶——硝酸還原酶活性，除了倒數第2 和第6葉外，其他葉位均有較高活性，這可能與植株各葉位氮利用效率差異有一定關系。

自由基的產生是植物衰老的主要原因[16]。MDA 含量是體現植物活性氧自由基引起細胞膜過氧化程度的重要指標[17-19]。POD、SOD 是清除自由基、防止膜脂過氧化的重要酶類，可以保持自由基產生和消除之間的平衡[20-21]。西番蓮植株不同葉位的過氧化反應與抗氧化系統變化規律不明顯。其中MDA 含量以倒數第1 葉最高，高葉位反而含量低。POD 活性在倒數第1 葉與第4、5、6 高葉位中均有較高水平，而SOD 活性則呈無規律變化。植物生長發育從營養生長轉向生殖生長，其內源激素水平起著重要的調控作用，也因不同種類而各不相同[22]。而且植物激素之間的平衡關系對植物花芽分化的調節作用是十分復雜的過程，各種激素對于花芽分化發育的貢獻各不相同[23]。在蘋果等果樹花芽分化研究中，認為內源GA 含量高對其花芽分化具有抑制作用[23-25]，而內源GA 含量合理升高則有利于棉花、茉莉花芽的分化[22，26]。該研究中，西番蓮成花與坐果期植株葉片GA 含量在枝蔓分化生長期有一個小高峰，有利于枝蔓分化與生長發育；而后在花芽分化與坐果初期有所降低，到盛期才達到高水平，有利于花芽分化與坐果。而IAA 則相反，在以枝蔓分化生長為主時期呈低水平，而后花芽分化與坐果初期小高峰，最后在盛期有所回落。ABA 含量在花芽分化坐果盛期達到最高值。而ZR 含量，則是在花芽分化坐果盛期降至最低水平。這表明了西番蓮植株在成花坐果期的內源激素之間調控與平衡關系十分復雜，這與其花芽形成和枝條生長同時進行、花芽形成和莖葉生長同步進行等特性有關。這也是可能與該研究中‘滿天星’西番蓮在8—9 月份期間遭受高溫等天氣影響其生長，延遲花芽分化與坐果等有關。