CCC和B9對杜鵑花芽誘導及其形態結構和生理生化的影響

羅培潤　樊玥　謝倩　王威　陳清西

摘要：以杜鵑為試材，采用析因試驗和單因素試驗將生長抑制劑矮壯素（CCC）、丁酰肼（B9）噴施于杜鵑葉片上，對杜鵑進行花芽誘導，研究生長抑制劑CCC、B9對杜鵑花芽外部形態、內部分化結構及生理生化指標（可溶性糖含量、淀粉含量、可溶性蛋白含量、葉綠素含量及內源激素含量）變化的影響，以期為進一步研究公園綠化用杜鵑花期調控技術提供參考依據。結果表明，與對照（清水）相比，噴施不同濃度CCC、B9均可不同程度地誘導花芽提早形成，花芽形成率提高了2.45～15.73百分點，花芽形成時間縮短了14.00～27.83 d，但花芽形成高峰期時間、花芽形成持續時間差異不顯著。其中，以2 000 mg/L CCC處理的效果最佳，花芽形成率較對照顯著提高了15.73百分點（P＜0.05），花芽形成時間較對照縮短了27.83 d，花芽形成高峰期時間、花芽形成持續時間與對照間的差異不顯著。CCC處理可顯著提高杜鵑葉片可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白和葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素及玉米素（ZT）含量，抑制杜鵑葉片赤霉素（GA3）、生長素（IAA）合成，使ZT/GA3、ZT/IAA、ABA/GA3和ABA/IAA值均顯著提高。在杜鵑花芽形成過程中，花芽外部形態與內部分化結構存在對應關系，CCC處理能夠促進杜鵑花芽分化，增加花原基數量。由研究結果看出，在謝花后30 d噴施2 000 mg/L CCC是誘導杜鵑花芽形成、調控花期的一項重要措施。

關鍵詞：杜鵑；生長抑制劑；花芽誘導；矮壯素；丁酰肼；形態結構；生理生化

中圖分類號：S685.210.1文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）09-0204-09

杜鵑（Rhododendron）屬杜鵑花科杜鵑花屬多年生木本植物，是我國南方園林綠地常用的木本花卉之一，主要應用于公園綠地，多以花壇中或以花叢的形式種植［1］。杜鵑花期集中于每年3—5月，錯過了國慶、元旦和春節等節日，難以滿足特定時間點人們對公園綠地的觀賞需求［2］。

花芽分化是植物開花的先決條件，誘導植物花芽分化有利于使花期提前、增加開花數量和提高開花品質［3］。植物生長抑制劑如矮壯素（CCC）、多效唑（PP333）、丁酰肼（B9）等可通過抑制植物營養生長而使葉色濃綠，從而促進開花、提高開花數量［4］。例如，用0.3% CCC澆灌盆栽山茶可以促進花芽形成［5］。在檸檬花芽分化前用300～400 mg/L PP333噴灑樹冠2次，可以促進花芽分化，從而提高開花質量［6］。在柑橘花芽分化期噴施2 000～3 000 mg/L B9，可以促進柑橘花芽分化、增加翌年開花數［7］。在杜鵑花芽分化前混合施用2 000 mg/L CCC和 120 mg/L PP333，可使花芽分形態分化時期提前 18 d［8］。由此可見，適當噴施植物生長抑制劑有利于誘導植物花芽分化。

目前，用植物生長調節劑誘導杜鵑花芽形成的過程中花芽內外部結構變化與相關生理相結合的研究較少。因此，本研究以杜鵑御代之榮為試驗材料，采用析因試驗與單因素試驗，篩選花芽誘導的最適種類和濃度，觀察花芽分化過程中的內外形態變化，以期建立花芽外部形態與內部分化結構的對應關系，為推測杜鵑花芽形成時期提供理論參考。同時，通過研究植物生長抑制劑對其內源激素、碳水化合物和葉綠素等生理生化的影響，探究植物生長抑制劑對杜鵑花芽形成的生理效應，以期在促進花芽提前形成后使其提前開花，為杜鵑花期調控實踐提供理論依據，對公園綠化杜鵑花期調控技術的實踐應用與推廣具有一定的意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況試驗在玻璃溫室內進行，具體場景見圖1。試驗期間進行環境溫濕度的記錄（圖2），1 h記錄1次，每個處理重復3次。溫度計懸掛于溫室東、南、西、北及中心5個方位，距植株頂端約30 cm。

1.2 試驗材料

杜鵑御代之榮（Rhododendron ‘Miyo-no-Sakae）購自浙江省金華市永根杜鵑花有限公司，為3年生扦插苗，于2021年6月種植于福建農林大學園藝學院文洛型玻璃溫室內，用方形塑料容器（上口徑為邊長20 cm的正方形，下口徑為邊長 18 cm 的正方形，高度是25 cm）栽培，統一管理，基質配方為泥炭土與蛭石體積比為3 ∶1。

主要試劑：矮壯素，購自安陽全豐生物科技有限公司；丁酰肼，購自河南康云化工有限公司。

1.3 試驗方法

如圖3所示，在2022年4月14日（記作謝花后1 d）摘除殘花及余花。于謝花后30 d（2022年5月14日，此時植株處于營養生長期，當年生春梢剛半木質化）進行試驗處理。用1 000、1 500、2 000 mg/L CCC（記作A）和B9（記作B）按照2因素3水平進行析因設計（表1），共9個處理。根據析因試驗主效應分析結果，進行A、B單因素試驗處理。

整株噴施至葉面滴水為限，每隔7 d噴施1次，連續噴施3次。以噴施清水作為對照（CK），每個處理10盆，重復3次。第1次處理后進行第1次采樣，此后每隔7 d采樣1次，共7次。每次各處理隨機采集30個頂芽用于形態結構觀測，采集頂芽下方第3～5張功能葉片，清洗后剪去主葉脈，液氮處理后存于-80 ℃冰箱中，用于生理指標測定。

1.4 項目測定

1.4.1 花芽形成情況統計 第1次處理后，每隔10 d統計1次花芽形成情況并掛牌標記。選擇以下指標對花芽情況進行分析：花芽形成所需時間（第1次處理后至第1個花芽形成所需時間）；花芽形成高峰期（第1個花芽形成后至日花芽數達到最大值時所需的時間，d）；花芽形成持續時間（第1個花芽形成至最后1個花芽形成所需的總時間，d）；花芽形成率=（花芽數/總芽數）×100%。

1.4.2 形態結構觀察 每隔10 d隨機摘取各處理枝條頂部10個芽體，至謝花后180 d觀察花芽外部形態。用數顯游標卡尺（精度為0.01 mm）測量花芽長度、寬度，重復3次。

花芽解剖結構的觀察。將測量完長、寬的芽體縱切后置于體視顯微鏡下，觀察并統計花芽內部生長點花原基形成情況，每個處理統計10個芽體，重復3次。將統計完花原基數量的芽體放入FAA固定液（5 mL福爾馬林+5 mL冰乙酸+90 mL 70％乙醇）中固定24 h，采用常規石蠟切片法進行番紅固綠染色后再進行制片觀察。

1.4.3 生理生化相關指標的測定 采用蒽酮比色法測定葉片中的可溶性糖、淀粉含量；采用考馬斯亮藍G-250法測定葉片的蛋白質含量；采用乙醇浸提法測定葉綠素含量；采用酶聯免疫法（ELSA）測定葉片內源激素GA3、IAA、ABA、ZT含量，每個樣品設3個生物學重復［9］。

1.5 數據分析

用Excel 2010進行數據統計，用SPSS 26.0軟件中的單因素方差分析（ANOVA）檢驗差異顯著性，用一般線性模型進行主效應分析，用Duncans多重比較法進行相關分析，用GraphPad Prism 8.0繪圖。

2 結果與分析

2.1 CCC+B9析因組合對杜鵑花芽形成的影響

由圖4可知，不同濃度CCC+B9析因組合處理均有利于誘導杜鵑花芽形成。A3B2處理花芽形成時間較對照提前24 d，在謝花后130 d，花芽形成率達80%以上，且花芽形成率高于其余處理，較對照提高14.59%；A1B2處理花芽形成時間最短，較對照縮短35.50 d；A2B3處理花芽形成高峰期最早，較對照顯著提前26.00 d；A3B3處理花芽形成持續時間最短，較對照縮短15.33 d。

對析因試驗9個處理進行花芽形成率、花芽形成所需時間、花芽形成高峰期和花芽形成持續時間4個維度的主效應分析，結果如表2所示。結果表明，不同濃度CCC處理對花芽形成率、花芽形成時間的影響主效應顯著（P＜0.05），即CCC濃度對花芽形成率的影響較大；不同濃度B9處理對花芽形成率影響的主效應不顯著，即B9濃度對花芽形成率的影響較?。?因素交互效應不顯著，即CCC+B9配合施用對杜鵑花芽形成率和花芽形成所需時間之間不存在互相影響。不同濃度CCC、B9對花芽形成高峰期和花芽形成持續時間的主效應均不顯著。

由此可以看出，CCC濃度對杜鵑花芽形成率、花芽形成時間的影響較大，且濃度愈高，影響愈大；對形成高峰期、持續時間的影響較小。B9濃度對杜鵑花芽形成率、花芽形成時間、花芽形成高峰期、花芽形成持續時間的影響較小。且二者的影響相互獨立。

2.2 CCC、B9處理對杜鵑花芽誘導的效應

為進一步探究CCC、B9濃度對杜鵑花芽誘導的影響，進行單因素試驗。由圖5可見，CCC、B9單因素處理均有利于誘導花芽形成。隨著CCC濃度、B9濃度升高，花芽形成率均先上升后下降。各處理的花芽形成率均在謝花后150 d達到最高點并保持相對穩定。在A3、B2處理下，花芽形成率到達80%的時間點分別較對照提前36、26 d。

由表3可知，A3處理花芽形成率為96.41%，較對照顯著提高了15.73百分點；花芽形成所需時間為18.67 d，較同期對照縮短了27.83 d，優于其余處理，且與對照差異顯著；B2處理花芽形成時間顯著短于對照，僅為15.67 d，較對照縮短了30.83 d。上述結果表明，謝花后30 d噴施2 000 mg/L CCC、1 500 mg/L B9對杜鵑花芽的誘導效果顯著，且噴施2 000 mg/L CCC能使花芽形成率提高至各處理的最高水平。

2.3 CCC處理對杜鵑花芽外部形態及解剖結構的影響

芽體由葉芽轉向花芽的過程通常難以觀察，故本研究采用外部形態和解剖結構相結合的方式進行觀測。通過單因素方差分析和主效應分析，以花芽形成率、花芽形成所需時間、花芽形成高峰期時間和花芽形成持續時間4個維度篩選出效果最優的A3處理，即將2 000 mg/L CCC處理與對照進行花芽外部形態和解剖結構變化的比較。

由圖6、圖7可知，在謝花后40～50 d，A3處理芽體均處于分化初期，此時頂端分生組織的生長點突起變寬，呈半球形，花原基形成，芽體長寬比由0.40增長至1.52，此時對照芽體仍處于未分化期；在謝花后60～70 d，A3處理芽體處于花萼花瓣形成期，花原基外側花萼原基增大、伸長，內側花瓣原基突起，芽體長寬比由[KG*4]1.52[KG*4]增長為[KG*4]1.79，對照仍處于未分化期；在謝花后80～90 d，A3處理芽體處于雌雄蕊形成期，較對照明顯提前，此時芽體花萼、花瓣原基已伸長并包裹住花原基，花瓣原基內側出現雄蕊原基突起，雄蕊原基內方中心出現突起，即為雌蕊原基，芽體長寬比由1.79增長至1.90，此時對照芽體長寬比由1.24增長至1.42，但生長點未出現變化，芽體仍處于未分化期；在謝花后100 d，A3處理芽體的雌雄蕊原基進一步發育，雄蕊原基進一步伸長，形成花藥和花絲，雌蕊原基進一步伸長，形成花柱，此時芽體長寬比由1.90增長至2.10，對照處于分化初期，長寬比顯著增加。上述結果說明，A3處理后芽體較對照提前開始形態分化，且芽體大小與花芽內部形態結構的發育變化過程存在對應關系，可根據花芽大小的顯著變化判斷杜鵑芽體是否進入花芽形態分化期。

由圖8可知，杜鵑芽體中花原基數有1～3個，花原基數量增加是開花數量增加的前提。在A3處理下，每個芽體中有3個花原基的數量略有提高，說明噴施2 000 mg/L CCC有利于提高芽體中花原基的數量。

2.4 CCC處理對杜鵑葉片生理指標的影響

綜合主效應分析和單因素方差分析，以花芽形成率、花芽形成所需時間、花芽形成高峰期時間和花芽形成持續時間4個維度篩選出效果最優的處理A3，結合對照比較杜鵑葉片生理指標的變化。

2.4.1 CCC處理對葉片光合色素的影響 由圖9可知，A3處理后，杜鵑葉片中的葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素含量在謝花后51 d均較同期對照顯著升高，說明A3處理能夠顯著提高謝花后51 d杜鵑葉片中各光合色素的含量。在謝花后51 d，對照葉綠素a/b的值顯著高于A3處理，說明A3處理增強了葉片對光能的捕捉能力。

2.4.2 CCC處理對葉片營養物質的影響 在謝花后30～44 d，A3處理與對照杜鵑葉片中的可溶性糖、淀粉含量均呈上升趨勢，對照的變化趨勢較為平穩；在花芽形成后期，杜鵑葉片中的可溶性糖、淀粉含量均顯著下降，且淀粉含量始終低于可溶性糖含量（圖10-A、圖10-B）。此外，由圖10-C可以看出，在花芽形成過程中，杜鵑葉片中的可溶性蛋白含量總體呈現波動升高的變化趨勢，在謝花后 51 d，A3處理的可溶性蛋白含量顯著高于同期對照。上述結果說明，花芽誘導需要積累大量的可溶性糖和淀粉，A3處理有利于杜鵑葉片中碳水化合物和蛋白質的積累。

2.4.3 CCC處理對葉片內源激素及比值的影響 由圖11可知，在A3處理下，杜鵑葉片中的GA3含量整體顯著低于同期對照；在謝花后30～44 d，杜鵑葉片內的GA3含量顯著降低，直至最低點；在謝花后 44～51 d內，杜鵑葉片內的GA3含量逐步回升，直至與同期對照差異不顯著；并在謝花后51～72 d波動下降，與同期對照相比差異顯著。在謝花后 30～72 d，A3處理的脫落酸（ABA）含量持續降低，并在謝花后65 d達到最低，與同期對照相比差異顯著。在A3處理下，杜鵑葉片中的生長素（IAA）含量較同期對照顯著降低，在謝花后58 d降低至最低點，在謝花后72 d回升。A3處理杜鵑葉片中ZT含量的整體變化趨勢與對照相似，在謝花后44、58～72 d均顯著高于同期對照。

由圖12可知，在A3處理下，杜鵑葉片中ZT/GA3的值始終高于對照，在謝花后44～72 d內較同期對照差異極顯著。A3處理ZT/IAA的值整體高于對照，在謝花后30～58 d時的變化趨勢與對照相似；謝花后58 d，A3處理ZT/IAA的值較對照顯著升高，除謝花后58 d外，均與同期對照間差異極顯著。A3處理ABA/GA3的值始終顯著高于同期對照，在謝花后44 d時達到最高峰后下降，整體變化趨勢與對照相反。A3處理ABA/IAA的值始終顯著高于同期對照，在謝花后37 d時達到最高峰后下降。

上述結果說明，在謝花后30 d，A3處理能夠顯著降低杜鵑葉片中的GA3、IAA含量，顯著提高葉片中的ZT含量。較低的GA3含量和較高的ZT含量有利于杜鵑花芽誘導。在謝花后30 d，A3處理對杜鵑葉片ZT/GA3值、ZT/IAA值、ABA/GA3值和ABA/IAA值的影響顯著，可見較高的ZT/GA3值、ZT/IAA值、ABA/GA3值和ABA/IAA值有利于花芽誘導。

3 討論與結論

花芽形成是杜鵑成花的先決條件，是植物生長調節劑調控公園綠化杜鵑花期措施中的首要環節。CCC和B9既是生長抑制劑也是赤霉素合成抑制劑，在果樹和花卉生產中主要用于控制新梢生長、促進花芽形成及提高開花數等［10］。有研究發現，2 000 mg/L CCC、B9能夠顯著縮短杜鵑春梢長度、增加花芽數量［11］。本研究發現，CCC、B9處理均可不同程度地促進杜鵑花芽提前形成，提高花芽形成率，增加花原基數量，其中以2 000 mg/L CCC處理最佳，花芽形成率顯著提高15.73百分點，花芽形成所需時間縮短27.83 d。

植物光合作用依賴葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素等光合色素捕捉光能，葉片中葉綠素含量升高有利于葉片捕捉更多的光子，以供光反應需要，從而提高植株光合作用強度［12］。研究發現，杜鵑在花芽形成前，葉綠素含量升高［12］。本研究發現，外施CCC能提高杜鵑葉綠素含量，增強葉片對光能地捕捉能力。內源激素參與調控植物營養生長和生殖生長的多個過程，其中GAS刺激植株頂端分生組織細胞延長，IAA參與調動植株營養物質的向上供應，GAS促進頂端分生組織中IAA含量增加，二者相互促進植株營養生長［7］。此外，植株花芽形成并不取決于單一的某個激素，而是與各激素平衡密切相關［13-14］。研究發現，噴施PP333、CCC和B9等生長抑制劑可抑制植株內源赤霉素（GAs）的生物合成，其中CCC主要是通過抑制GAs合成前體物質內根-古巴焦磷酸合成酶（CPS）和內根-貝殼杉烯合成酶（KS）的活性，進而抑制GAs的生物合成；B9不僅抑制GAs合成途徑中KS和GA20氧化酶（GA20ox）的活性，還抑制IAA合成前體物質色氨酸的代謝［15-16］。山茶花、夏黑葡萄、蘋果和杧果等木本植物噴施生長抑制劑后，內源激素GA3、IAA含量降低，ABA和ZT含量及ZT/GA3的值提高，且較高的ZT/GA3有利于花芽形成［17-20］。生長抑制劑PP333、CCC和B9處理是通過降低杜鵑頂芽GAs、IAA水平，進而誘導花芽形成［21］。本研究結果表明，與對照相比，噴施CCC后杜鵑葉片可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白及ZT含量顯著升高，GA3、IAA含量顯著降低，使得ZT/GA3、ZT/IAA、ABA/GA3和ABA/IAA均顯著提高。這與前人在對金花茶［22］、馬纓杜鵑［23］成花過程中葉片營養物質變化的研究結果類似。CCC處理增強了葉片對光能的捕捉能力，促進葉片可溶性糖、淀粉及蛋白的積累，誘導杜鵑花芽提早形成；較低的GA3、IAA含量及較高的ZT/GA3、ZT/IAA、ABA/GA3、ABA/IAA有利于誘導花芽形成。但本研究僅從杜鵑花芽內外部形態變化和生理水平進行考察，而CCC調控花芽形成的分子機制有待進一步探究。

噴施不同濃度植物生長抑制劑CCC和B9均可誘導杜鵑花芽提前形成。其中，在謝花后30 d，每隔7 d噴施2 000 mg/L CCC、噴施3次處理誘導杜鵑花芽形成和增加花芽數量的效果最佳。

參考文獻：

［1］ 徐 忠，張春英. 上海杜鵑花栽培及應用［M］. 北京：中國林業出版社，2014：192.

［2］潘遠智. 園林花卉學［M］. 重慶：重慶大學出版社，2021：428.

［3］韋三立. 觀賞植物花期控制［M］. 北京：中國農業出版社，1999：322.

［4］何生根. 植物生長調節劑在觀賞植物上的應用［M］. 3版. 北京：化學工業出版社，2019：23-44.

［5］Chandel A，Thakur M，Singh G，et al. Flower regulation in floriculture：an agronomic concept and commercial use［J］. J Plant Growth Regul，2023，42（4）：2136-2161.

［6］王三根. 植物生長調節劑在林果生產中的應用［M］. 北京：金盾出版社，2003：166.

［7］Tejeda-Sartorius O，Soto-Hernandes R M，San Miguel-Chávez R，et al. Endogenous hormone profile and sugars display differential distribution in leaves and pseudobulbs of Laelia anceps plants induced and non-induced to flowering by exogenous gibberellic acid［J］. Plants，2022，11（7）：845.

［8］Christiaens A，Pauwels E，Gobin B，et al. Flower differentiation of azalea depends on genotype and not on the use of plant growth regulators［J］. Plant Growth Regul，2015，75（1）：245-252.

［9］王學奎. 植物生理生化實驗原理與技術［M］. 3版. 北京：高等教育出版社，2015：171-187.

［10］ 毛景英，閆振領. 植物生長調節劑調控原理與實用技術［M］. 北京：中國農業出版社，2005：565.

［11］Marosz A，Amrosz I，MatysiakA B，et al. Influence of growth retardants on growth and flower bud formation in rhododendron and azalea［J］. Dendrobiology，2005，54（1）：35-40.

［12］黃元森，楊虛杰. 光合作用機理的尋覓者［M］. 濟南：山東科學技術出版社，2004：217.

［13］Chakraborty A，Chaudhury R，Dutta S，et al. Role of metabolites in flower development and discovery of compounds controlling flowering time［J］. Plant Physiol Bioch，2022，190（2）：109-118.

［14］Guo Y Y，An L Z，Yu H Y，et al. Endogenous hormones and biochemical changes during flower development and florescence in the buds and leaves of Lycium ruthenicum Murr［J］. Forests，2022，13（5）：763.

［15］Xia Y，Xue B G，Shi M，et al. Comparative transcriptome analysis of flower bud transition and functional characterization of EjAGL17 involved in regulating floral initiation in loquat［J］. PLoS One，2020，15（10）：239-382.

［16］Nishijima T. Use of plant growth regulators for floriculture in Japan［J］. Sci Hortic，2023，309（5）：111630.

［17］Wei X J，Wu S Y，Liang X J，et al. Paclobutrazol modulates endogenous level of phytohormones in inducing early flowering in Camellia tamdaoensis hakoda et ninh，a golden Camellia Species［J］. HortScience，2021，56（10）：1258-1262.

［18］韓佳宇，林 玲，曹雄軍，等. 摘心與矮壯素處理對“夏黑”葡萄枝條內源激素及生長的影響［J］. 中國南方果樹，2021，50（5）：116-118，123.

［19］梁 飛，許文天，武紅霞，等. 赤霉素生物合成抑制劑促進杧果成花的作用和對頂芽代謝譜的影響［J］. 果樹學報，2022，39（6）：957-969.

［20］Fan S，Zhang D，Gao C，et al. Mediation of flower induction by gibberellin and its inhibitor paclobutrazol：mRNA and miRNA integration comprises complex regulatory cross-talk in apple［J］. Plant Cell Physiol，2018，11（59）：2288-2307.

［21］Meijón M，Caal M J，Valledor L，et al. Epigenetic and physiological effects of gibberellin inhibitors and chemical pruners on the floral transition of azalea［J］. Physiol Plantarum，2011，141（3）：276-288.

［22］崔 佳. 四季金花茶和金花茶成花誘導差異的分子機制探究［D］. 南寧：廣西大學，2022.

［23］Zhang L，Song J，Peng L C，et al. Comprehensive biochemical，physiological，and transcriptomic analyses provide insights into floral bud dormancy in Rhododendron delavayi Franch［J］. Front Genet，2022，13（1）：856922.

收稿日期：2023-06-20

基金項目：福建農林大學橫向科技創新基金（編號：102-KHF200005）；福建農林大學科技創新專項基金（編號：CXZX2018087）；福建省花卉苗木品種引進與研發創新項目（編號：H2014015）。

作者簡介：羅培潤（1997—），女，福建三明人，碩士研究生，主要從事花卉生理生化研究。E-mail：675692537@qq.com。

通信作者：陳清西，博士，教授，主要從事園藝植物栽培生理研究。E-mail：cqx0246@163.com。