蜂糖李果實內源激素含量與其生理落果的關系

尚 磊，高 倩，李 悅，陳 紅*

（1貴州大學/貴州省果樹工程技術研究中心，貴州貴陽 550025；2貴州大學科技學院，貴州貴陽 550025）

0 引言

【研究意義】蜂糖李是具有貴州地域特色的優良李品種（張毅等，2018a），果實含糖量高，風味口感佳，富含多種營養成分（董曉慶等，2020），經濟效益極佳。在不斷推廣下，蜂糖李在貴州的栽培面積已達1.32萬ha，已成為當地支柱產業，發展前景可觀，近年來由于周圍省份不斷引種栽培，發展勢頭愈發強勁。但隨著種植面積的擴大，生產上的難題也愈發顯現出來，其中坐果率低的問題最嚴重。蜂糖李成花量巨大且成花相對簡單，但由于落果現象嚴重，經濟效益大打折扣，這個問題成為了蜂糖李產業健康發展的絆腳石。生產上果農主要從土肥水管理、修剪整枝等措施來減少落果的發生，但效果甚微，未能有效解決問題，還催生出由于不當使用各種肥料和保果試劑引起的樹體老化等問題。因此，明確生理落果特性及規律，對蜂糖李產業的健康發展具有重要意義。【前人研究進展】影響生理落果的因素很多，如遺傳特性（Mitra et al.，2005）、田間管理水平（陳波浪等，2011）、生態環境（姚珍珍，2012）、樹體養分（Eccher et al.，2013）及激素水平（Glazinska et al.，2017）等，其中內源激素與植物器官的脫落密切相關，多種內源激素協同調控其脫落過程（孟玉平等，2005；牛建新和何子順，2009）。這些植物體本身產生的激素不僅對其生長發育過程影響顯著，在植物器官生長發育和成熟脫離階段也一樣重要（黃衛東等，1996）。目前常見的與落果相關的植物激素主要有脫落酸（ABA）、赤霉素（GA3）、生長素（IAA）、細胞分裂素（CTK）和乙烯（ETH）等（Glazinska et al.，2017），其中GA3、IAA和CTK為促進生長型激素（Taylor and Whitelaw，2001），而ABA和ETH為抑制生長型激素（Hedden and Kamiya，1997）。作為一種促進生長型激素，GA3參與植物體內許多生物學過程，如使植物體內的IAA含量增加。抑制生長型激素ABA的作用與GA3和IAA的作用相反，其在調控植物生長進程及對環境的適應性方面效果顯著，具有促進植物衰老與休眠、調節種子發育等效果。前人研究表明，隨著促進型生長素的含量在植物體內增加，幼果脫落比率顯著降低。畢平等（1996）發現棗樹生長發育過程中生理落果和最終坐果率與棗花的內源激素含量有很大關聯，通過在花期科學施用植物生長調節劑能顯著提高其坐果率，而GA3的田間施用效果最好且最穩定。胡芳名等（1999）使用高效液相色譜法測定了從盛花期到果實成熟期正常果和脫落果及葉片中的內源激素含量，發現在生理落果期，一些植物器官（葉片和果實）中GA3和IAA含量極低，而在果實成熟前期，果實的生長發育顯著受到GA3和IAA的調控作用。在蘋果、梨和荔枝等果樹的生長發育過程中，有關內源激素變化的報道已有不少（王進等，2010；李偉才等，2011）。在有關李樹內源激素研究方面，趙金鳳等（2011）發現GA3能有效改善長白山歐李在生理落果期落果率高的問題，50 mg/kg的GA3對于抑制長白山歐李生理落果有顯著作用，其果實品質（單果重、可溶性固形物等）均顯著增加。外源噴施GA3可延緩果實的脫落（王雄等，2012）。相關研究表明，明確幼果發育過程中內源激素的含量變化規律，可初步揭示落果與內源激素含量變化的關系。張淑文等（2019）研究發現，落果較輕的品種果實和果柄中GA3和IAA含量顯著高于易落果品種，ABA的表現則相反。韓先焱等（2020）研究發現，正常發育的果實中生長促進型物質GA3、IAA和ZR含量整體上高于脫落幼果，生長抑制型物質ABA含量則低于脫落幼果，認為低濃度IAA和高濃度ABA很可能促進離層出現是導致落果發生的重要原因。李慧等（2020）在研究棗樹激素含量、環割與坐果間的關系時發現，合理施用GA3對果樹的?；ū９哂酗@著作用。趙通等（2020）研究得出，科學施用GA3可有效提高李廣杏正?；ū壤?，進而降低落果率，提高產量。【本研究切入點】目前有關蜂糖李的研究仍處于初步階段，僅果實品質（王小紅等，2018）和栽培管理（張毅等，2018b）方面有少量研究，針對生理落果方面的研究鮮見報道，蜂糖李幼果的脫落規律、生理落果期果實中內源激素的含量變化和積累規律均尚未明晰?！緮M解決的關鍵問題】基于對蜂糖李幼果脫落規律、新梢和幼果的生長動態，以及落果期正常發育果和脫落幼果中內源激素的含量變化的分析，明確蜂糖李幼果的脫落規律及影響因素，為提高蜂糖李的坐果率及蜂糖李花期的管理和保花保果措施提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試材取自貴州省黔南州惠水縣斷杉鎮大坡村蜂糖李栽培果園，海拔1080 m，沙性土壤（pH 5.5～6.5），株行距3 m×4 m。2021年3月，選擇6年生、長勢和花量基本一致，田間管理和立地條件相同的40株蜂糖李掛牌標記，10株用于統計落果率，測定新梢長度、果實的單果重和直徑，30株用于測定果實中內源激素含量。

1.2 試驗方法

1.2.1 落果統計、新梢生長量測定 盛花后14～70 d統計落果率，參照Wang等（2005）的方法統計：累計落果率（%）=（初始坐果數-當日調查坐果數）/初始坐果數×100，相對落果率（%）=相鄰兩時期落果數/（初始坐果數×間隔天數）×100。測量東、西、南、北4個方位的結果枝上新梢長度，每株測量6個新梢，共計60個新梢。測量樹冠外圍和中部的落果（輕觸碰即脫落的幼果）和正常果的單果重和直徑，每株各測3個，重復3次，分別共計90個。

1.2.2 內源激素含量測定 盛花后21 d開始第1次取樣，此后每隔7 d取1次，直至坐果率基本穩定，樹體無明顯脫落現象為止。采用混合取樣，收集每株當天的脫落果和20個正常果，正常果的取樣量隨果實生長有所調整，混勻后的樣品用四分法取回，用液氮處理后分裝放入超低溫冰箱保存備用。采用酶聯免疫法（ELISA）測定果實中IAA、GA3、ZT和ABA等內源激素含量，試劑盒購自深圳子科生物科技有限公司。

1.3 統計分析

采用Excel 2007統計數據，使用SPSS 23.0分析數據，以及Origin 2016制圖。

2 結果與分析

2.1 蜂糖李落果和新梢生長的動態分析

如圖1所示，蜂糖李整個生理落果期為盛花后14～70 d，即整個生理落果過程持續56 d，期間出現一個落果高峰即花后28 d，此后進入緩慢落果期。蜂糖李花后14 d開始落花落果，至花后28 d累計落果率高達82.73%，此時相對落果率（9.87%）最高，為蜂糖李的落果高峰?；ê?4～28 d為快速落果期，歷時14 d，期間相對落果率和累計落果率均處于較高水平。花后28～70 d落果速度緩慢，相對落果率保持在0.11%～0.38%，處于較低水平，整體呈下降趨勢。花后70 d累計落果率達91.59%，比花后28 d提高10.55%，期間累計落果率以每周2.11%的平均速率增加，上升幅度小，因此，花后28～70 d為蜂糖李的緩慢落果期，歷時42 d。

蜂糖李花后7 d開始抽生出新梢，花后14 d新梢長8.11 cm，花后28 d長至20.59 cm，為新梢快速生長期；而花后14～28 d落果率在整個生理落果過程中增長最快，新梢生長與累計落果率趨勢一致?；ê?8～56 d為新梢緩慢生長期，花后56 d新梢長35.43 cm，是花后28 d的1.72倍，期間新梢以每周的1.15倍平均速率增長?；ê?6～70 d是新梢的第2個快速生長期，花后70 d新梢長是花后56 d的1.62倍。新梢生長整體呈快—慢—快的趨勢。

此外，由圖1也可看出，蜂糖李的幼果脫落與新稍生長時期基本吻合，大致可分為Ⅰ和Ⅱ階段。其中，從盛花后14～28 d為Ⅰ階段，歷經14 d，既是蜂糖李幼果的快速落果期，又是蜂糖李新稍生長的快速生長期；自盛花后28～56 d為Ⅱ階段，共28 d，既是蜂糖李幼果的緩慢脫落期，又是蜂糖李新梢生長的緩慢生長期。

圖1 蜂糖李落果規律和新梢生長動態Fig.1 Fruit abscission pattern and shoot growth dynamics of Fengtang plum

2.2 蜂糖李果實生長動態分析

蜂糖李生理落果期為59 d，期間的果實生長動態變化如圖2所示，盛花后各時期正常果的單果重和果實直徑均顯著高于落果（P＜0.05，下同），正常果生長快速，落果生長緩慢。單果重和果實直徑增長規律基本一致，花后21～42 d增長緩慢、無明顯變化，單果重基本不變，花后42 d開始迅速增長，果實從此時進入快速生長期，此時果實發育也開始進入硬核期。落果單果重積累速度慢，且由于初始值較小，花后21 d僅0.024 g，至花后70 d單果重為1.150 g，此時正常果為8.150 g，是落果的7.09倍；正常果直徑的增長速度比落果快，花后70 d，正常果直徑是花后21 d的7.74倍，落果為5.26倍?？梢姡麑嵉陌l育動態與落果規律不完全一致，快速落果期時果實發育緩慢，緩慢落果期時果實發育先慢后快。

圖2 蜂糖李果實生長發育動態變化Fig.2 Dynamic changes of Fengtang plum fruit growth

2.3 蜂糖李新梢、果實生長動態與落果率的相關分析

從表1可知，花后21～42 d，單果重與落果率呈負相關，花后49～70 d，單果重與落果率呈正相關，均未達顯著水平（P＞0.05）；花后28和63 d果實直徑與落果率呈負相關，且28 d的相關系數較低，其余時間與落果率呈正相關。說明在快速落果期，蜂糖李幼果的生長對落果率影響較小，主要在緩慢落果期影響落果?；ê?1 d，新梢長度與落果率呈極顯著相關（P＜0.01）；新梢長度只在花后21～28 d與落果率呈正相關，其余時間均呈負相關?；ê?3 d新梢長度與落果率呈顯著負相關，說明新梢的快速生長在快速落果期會影響幼果的脫落，而在緩慢落果期對蜂糖李果實脫落影響較小。

表1 蜂糖李新梢、幼果生長動態與落果率的相關分析Table 1 Correlation analysis of growth dynamics of Fengtang plum shoot and young fruit growth and fruit dropping rate

2.4 蜂糖李生理落果期果實中IAA和GA3含量變化

蜂糖李生理落果期正常果與落果中IAA含量變化如圖3-A所示，蜂糖李生理落果期間，正常果和落果中IAA濃度呈升—降的波動變化趨勢，正常果中IAA平均含量（0.0738 μg/g）高于落果（0.0533 μg/g），且各時期正常發育的果實中IAA含量均分別明顯高于同期落果。說明正常發育的果實中IAA含量較高，有利于坐果。花后21～28 d，正常果中IAA含量升高，花后28 d達峰值（0.0831 μg/g），而此時落果中IAA含量降低。隨后正常果中IAA含量下降，降至花后42 d最低（0.0593 μg/g）；落果也是花后42 d IAA含量最低（0.0392 μg/g）。花后42 d起正常果和落果中IAA濃度上升，至56 d后下降。

如圖3-B所示，從快速落果期（盛花期21 d）開始，蜂糖李果實中GA3含量迅速升高，落果的增長速度遠小于正常果。整個落果期間GA3平均含量整體表現為正常果＞落果，正常果和落果中GA3含量均隨著落果率的增加而升高，而正常果中GA3含量則明顯高于脫落幼果，但在花后63和70 d正常果中GA3含量低于落果，說明在落果后期，正常果實中GA3的積累開始減少，正常果中GA3平均含量為0.411 μg/g，是落果的1.12倍，說明蜂糖李正常發育的幼果中GA3含量較高。正常果中GA3含量在硬核期前變化大，活動劇烈，硬核期后的變化幅度則較小，整個落果期變化幅度小。正常果和落果中GA3含量變化趨勢相似，花后21～28 d，均上升，峰值出現在盛花后28 d（此時處于新梢生長期Ⅰ階段）；28 d后GA3含量降低，降至42 d開始回升，49 d后均呈V形變化。

圖3 蜂糖李落果期果實中IAA和GA3含量變化Fig.3 Changes of IAA and GA3 content in Fengtang plum fruit during fruit dropping perid

2.5 蜂糖李生理落果期果實中ZT和ABA含量變化

如圖4-A所示，蜂糖李幼果脫落過程中，正常果中ZT含量為0.233～0.441 μg/g，落果為0.162～0.282 μg/g，平均含量分別為0.335和0.224 μg/g?？芍９鸝T含量較高且波動幅度大，活動劇烈；落果中ZT波動幅度小，總體保持平穩狀態，且一直處于較低的水平狀態，說明果實中高水平的ZT有利于蜂糖李的坐果。正常果與落果的ZT含量變化趨勢相似，總體上含量均呈M形變化?；ê?1～35 d，正常果和落果中ZT含量上升，隨后均呈下降趨勢，盛花后56 d，二者ZT含量均達最小值，之后均略有回升，至63 d后含量又開始下降。由此看出，蜂糖李快速落果期的落果高峰與其果實中ZT含量變化密切相關。

如圖4-B所示，正常果和脫落果中ABA平均含量分別為0.708和0.845 μg/g?？芍涔腁BA含量高于正常果，說明果實中較低水平的ABA利于蜂糖李的坐果。蜂糖李正常果在整個生理落果期間，ABA含量始終處于較低水平?？焖俾涔谡９腁BA含量與落果率的變化呈正相關。花后21～28 d，落果中ABA含量上升，而正常果的ABA含量則降低。落果的含量在28 d開始下降，正常果的含量在花后28 d則上升，在35 d正常果和落果含量均開始下降，在42 d均降至最低，分別為0471和0.519 μg/g；之后隨著果實的生長，正常果與落果含量均上升，至56 d二者ABA含量均開始下降，趨于平穩。

圖4 蜂糖李落果期果實中ZT和ABA含量變化Fig.4 Dynamic changes of ZT and ABA contents in fruit of Fengtang plum during fruit dropping period

2.6 蜂糖李生理落果期果實中激素比值變化

由表2可知，正常果與脫落果中促進生長型激素（IAA/ABA、GA3/ABA、ZT/ABA）與抑制生長型激素［（IAA+GA3+ZT）/ABA］的濃度比率變化規律基本保持一致，除花后42 d正常果ZT/ABA微小于落果外，其余時期正常發育的果實中促進生長型與抑制生長型激素的比值均大于落果，說明果實中較高的促進生長型激素與抑制生長型激素濃度比值利于坐果。

表2 生理落果期間蜂糖李各組織中促進與抑制生長型激素比值Table 2 Ratio of growth-promoting and growth-inhibiting hormones in tissues of Fengtang plum during physiological fruit dropping period

3 討論

3.1 蜂糖李落果動態與新梢和果實生長的關系

本研究中，蜂糖李生理落果期可分為快速落果和緩慢落果2個階段。其中快速落果期大約82.58%幼果會脫落，為主要的落果發生時期，期間有一個落果高峰，即花后28 d，該結果與劉寧等（2010）提出的落果高峰發生在花后24 d存在差異，可能與品種特性、地區和調查的間隔時間等有關?？焖俾涔诜涮抢畹男律疑L非常快速，生長趨勢與累計落果率一致，說明新梢伸長在果實脫落中有重要影響。可能新梢的營養競爭能力強，新梢庫大于果實庫，促進幼果的大量脫落。在桃（Nicolás et al.，2006）和蘋果樹上（Dal Cin et al.，2007）認為碳水化合物可在新梢和果實間轉運，存在碳素營養競爭?？焖俾涔诠麑嵣L緩慢，可能幼果的生長對果實脫落影響較小。且蜂糖李先開花后長葉，花量大，花期營養消耗大；而此時重要營養器官葉還未長成，會大量消耗原有樹體儲備的營養，造成快速落果期的大量落果。緩慢落果期，新梢和果實生長呈先慢后快趨勢，與落果規律不完全一致，且從落果率的相關分析可知，果實生長主要在緩慢落果期影響落果率；此期新梢對落果的影響較小，而果實的生長會影響落果。

3.2 蜂糖李落果與內源激素的關系

內源激素影響果實的脫落，當前其調控的生理機制接受度較高的為內源激素平衡學說（Borwn，1997），即內源激素間的平衡調控離區細胞的分離，導致了果實的脫落。在扁桃（楊波等，2015）和駿棗（于婷等，2016）等果樹上研究發現，促進生長型激素含量的降低和抑制生長型激素的升高與落果高峰有關，本研究結果也得出類似結論。與落果相比，蜂糖李正常發育果實的IAA、ZT、GA3及IAA/ABA、GA3/ABA、ZT/ABA、（IAA+GA3+ZR）/ABA均較高，ABA含量則較低，有利于果實的生長發育和坐果，且促進生長型與抑制生長型激素間的平衡關系也會影響坐果。

本研究中，花后21～28 d，脫落果中IAA含量下降，IAA/ABA、GA3/ABA和（IAA+GA3+ZR）/ABA比值下降，而ABA含量上升，此時蜂糖李幼果大量且快速的脫落，說明該時期促進生長型激素濃度低，抑制生長型激素濃度高，導致幼果脫落，造成蜂糖李的落果高峰；該結果與關于甜櫻桃的研究結果（劉丙花等，2007）一致，即ABA升高及（IAA+GA3+ZR）/ABA下降與落花落果時期重合，高含量ABA可促進落花落果?？焖俾涔诘拇罅柯涔饕墒诜凼芫涣家?，可能因蜂糖李花期較早，容易遭受早春低溫影響，授粉受精不良，常導致子房不能合成足夠的激素。幼果中促進生長型激素含量低，難以調運充足養分供其正常生長，導致果實生長緩慢，營養嚴重缺乏造成了幼果的脫落。緩慢落果期，脫落果中GA3和ZT含量較正常發育果實的變化幅度小，IAA和ABA變化則較為活躍。脫落果中IAA、GA3和ZT的含量，及促進生長型和抑制生長型激素比值變化，并非隨著累計落果率的放緩而緩慢變化，與落果規律不完全一致該結果與楊波等（2015）在扁桃上的研究結論存在差異?？赡芊涮抢罹徛涔诩に氐淖兓瘜麑嵜撀洚a生的影響較小，或是材料造成的差異，如幼果個體差異大；且果實不同部位的激素水平也存在差異（董倩倩等，2018），或同批單株連續性的取材，可能影響了樹體的激素水平或源庫關系。

本研究發現蜂糖李幼果中ABA含量較高，均分別高于GA3、IAA和ZT的含量，也遠高于其他李品種，安哥諾李（崔艷濤等，2006）、奈李（郭時印，2006）及華秀李（翁文昕等，2018）的果實ABA含量最高分別為0.258 μg/g、0.186 μg/g和93.21 ng/g，研究發現ABA在坐果期間會參與脫落過程的調控（Pozo，2001），推測這可能是一直以來造成蜂糖李坐果率低的重要原因。植物生長調節劑的使用可有效提高坐果率（王棟梁等，2017），但植物生長調節劑在田間的使用仍存在許多問題，如調節劑單一或復合使用的區別，以及濃度配比、噴施次數、間隔時間等；在樹體上的具體表現存在很大的不確定性。需要進一步在田間做長時間且大量的花期和幼果期?；ū９{控工作，使調控體系達到穩定，才能作為指導田間生產的依據。

4 結論

蜂糖李幼果中ABA含量高而GA3與IAA含量低可能是出現幼果大量脫落的根本原因，此外，新稍伸長也是致使果實脫落的重要因素。