葡萄花芽分化过程中遮阴对新梢内源激素的影响

李勃+招雪晴+李秀杰+韩真+李晨+姜建刚+张安宁

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2017.13.029

摘要：以3年生夏黑葡萄为试材，用遮阳网营造弱光环境，研究全光照、单层遮阳网、双层遮阳网3种光照强度对葡萄新梢内源激素的影响，结果表明，果实膨大期前，新梢激素含量对葡萄成花有重要的调控作用；始原始体分化盛期，遮阴夏黑葡萄的赤霉素（GA）含量高于全光照处理（CK），脱落酸（ABA）含量低于全光照处理；与对照相比，遮阴时葡萄新梢的细胞分裂素（CTK）含量有明显下降；果实膨大期前，遮阴会改变新梢吲哚乙酸（IAA）含量平稳上升的变化趋势，IAA含量出现下降；遮阴对ABA/GA、ABA/IAA比值的影响不大，而CTK/GA比值出现较大波动，对CTK/IAA比值的影响主要在果实膨大期前。

关键词：葡萄；遮阴；花芽分化；夏黑；赤霉素；脱落酸；细胞分裂素

中图分类号： S663.104文献标志码： A[HK]

文章编号：1002-1302（2017）13-0104-03[HS）][HT9.SS]

收稿日期：2016-12-30

基金项目：山东省农业科学院青年基金（编号：2014QNM12）。

作者简介：李勃（1977—），男，山东泰安人，博士，副研究员，主要从事葡萄种质资源与育种研究。Tel：（0538）8237362；E-mail：sdtalibo@163.com。

[ZK）]

弱光是制约设施葡萄生产的重要环境因子之一。夏黑葡萄（Vitis vinifera × V. labrusca Summer Black）具有早熟、丰产及耐贮运等优点，成为设施促早栽培中重要的葡萄品种之一。前人研究发现，夏黑葡萄是非耐弱光品种，对设施促早栽培环境的适应性差，存在严重的隔年结果现象[1-2]。与露地栽培相比，设施栽培环境下的夏黑葡萄冬芽始原始体更倾向于形成卷须，导致花芽分化率下降，须采取必要的农艺措施以實现其连年丰产[3]。在葡萄花芽分化过程中，叶原基最终分化成花序、卷须还是叶芽取决于环境和激素条件[4]。赵君全等认为，温度不是限制夏黑设施葡萄成花的真正环境因子，光照条件才是决定夏黑冬芽分化成花芽的根本原因[2]，而设施栽培环境下的弱光很可能导致内源激素的变化，从而影响葡萄的花芽分化。本试验通过测定不同光照条件下夏黑葡萄新梢内源激素的含量，以探讨不同光照度对其内源激素的影响，为夏黑葡萄设施栽培下的花芽调控提供技术参考，为实现夏黑葡萄设施栽培的丰产、稳产奠定基础。

1材料与方法

1.1试验地概况

试验于2015年在山东省果树研究所金牛山试验基地进行，该基地属温带大陆性半湿润季风气候，雨热同季；年平均气温13 ℃，年降水量688.3 mm，年日照时数2 536.2 h，无霜期195 d；土壤为壤土，排灌条件良好。

1.2试验处理

以南北行向栽植的3年生夏黑葡萄为试材，株行距 2 m×5 m，双株定植，“T” 字整形，其他管理均采用常规方法。试验进行遮光率为52%～71%的单层黑色遮阳网（T1处理）、遮光率为74%～85%的双层黑色遮阳网（T2处理）2种遮光处理，于萌芽后30 d开始覆遮阳网，直至果实成熟；以露地栽培自然光照为对照（CK）。3个处理的光照度与透光率日变化见表1。

1.3调查内容及方法

[JP2]5月18日，分别取新梢基部2～3节枝段进行混合，随机分为3份，液氮速冻，保存待测，后每隔10 d采样1次，直至7月31日，共采集8次，取样日期与对应的物候期、花芽分化期见表2，花芽分化期的划分参照王海波等的方法[5]。每处理取 1 g 茎段，加入pH值为7.4的磷酸盐缓冲液（PBS）9 mL，匀浆[JP3]器充分匀浆，2 000～3 000 r/min离心20 min，收集上清液，[JP2]采用酶联免疫吸附法（ELISA）测定吲哚乙酸（IAA）、赤霉素（GA）、脱落酸（ABA）、细胞分裂素（CTK）共4种内源激素含量。[JP]

2结果与分析

2.1遮阴对葡萄新梢内源激素含量的影响

由图1可见，整个取样期内，3个处理的葡萄GA含量整体呈下降趋势，不同时期不同处理的GA含量有一定波动，6月9日果实膨大期前，CK中的GA含量低于T1、T2处理，此时葡萄花芽处于始原始体分化盛期，新梢较低的GA含量可能有利于夏黑葡萄的花芽分化；3个处理的新梢内源ABA含量[CM（25]呈类似的波动变化趋势，从盛花期开始不断升高，7月1日迅速下降，后又迅速升高，到成熟期时又有所下降；6月9日始原始体分化盛期到6月19日花序主轴及各小穗原基形成初期，全光照（CK）处理的新梢内源ABA含量明显高于T1、T2处理，表明这一时期新梢较高的ABA含量水平可能有利于夏黑葡萄形成良好的花芽；整个花芽分化过程中，CK的新梢内源CTK含量明显高于遮阴处理，表明新梢内源的CTK含量可能对夏黑葡萄成花影响较大，高含量CTK有利于葡萄花芽分化的顺利进行；6月9日开始，全光照、遮阴处理的IAA含量变化趋势类似，几乎没有明显差别，而6月9日前，CK处理的新梢IAA含量有小幅升高，而T1、T2处理的新梢IAA含量则呈下降趋势，这表明果实膨大期（6月9日）前新梢内源IAA含量变化可能与葡萄的成花密切相关，新梢较高的IAA含量可能有利于葡萄花芽分化。

2.2遮阴对葡萄新梢内源激素比值的影响

由图2可见，3个处理新梢ABA/GA、ABA/IAA的变化趋势基本类似，除后期稍有下降外，整体呈不断增加趋势，表明新梢中较高的ABA/GA、ABA/IAA有利于葡萄成花，T1、T2这2个不同遮阴强度对新梢ABA/GA、ABA/IAA影响不大；6月19日果实膨大期前，CK处理的CTK/GA缓慢增加，而T1、T2处理的CTK/GA呈波动性变化，说明新梢中缓慢升高的CTK/GA可能有利于葡萄始原始体的分化，[JP2]对葡萄成花有利；6月19日果实膨大期7月31日到成熟期，T1处理的CTK/GA呈先升后降变化趋势，T2处理的CTK/GA呈“降—升—降—升”波动，而CK处理的CTK/GA呈先降后升变化趋势，新梢中CTK/GA的先降后升可能有利于花序主轴和各小穗原基的分化；6月19日后，3个处理的CTK/IAA几乎呈重合的变化曲线，遮阴对新梢CTK/IAA的影响主要在6月19日即果实膨大期前，T1、T2处理的CTK/IAA呈先升后降变化趋势，而CK的CTK/IAA呈先降后升变化趋势，较低的CTK/IAA可能有利于始原始体的分化，从而有利于葡萄花芽的分化。[JP]endprint

3结论与讨论

花芽分化是果树丰产的前提，内源激素含量及其平衡是决定花芽分化的重要因素，而不同光照条件对树体内源激素的影响程度会有不同，从而对花芽分化产生不同程度的影响。夏黑葡萄属不耐弱光品种[1，6]，设施栽培条件下的弱光环境可明显影响夏黑葡萄的成花。本试验发现，遮阴并未改变GA含量下降的趋势，但6月9日果实膨大期前遮阴可使GA含量高于全光照处理（对照）。有研究表明，GA有利于葡萄原基或卷须的形成，不利于形成花序原基[7]，对成花有一定的抑制作用[4]。林玲等对巨峰、维多利亚、赤霞珠等3个葡萄品种的研究发现，GA含量在花芽分化期间逐渐减少[8]；黄璐也认为，较低水平的GA有利于巨峰葡萄花芽分化[9]。因此，果实膨大期前GA含量升高将对夏黑葡萄的成花不利。

CTK是影响葡萄花芽形成的主要激素之一[4]。当CTK含量较多时，会促进花序原基的形成，当CTK含量较少时，会促使卷须的形成。试验结果表明，全光照条件下，夏黑葡萄花芽分化过程中的CTK含量始终明显高于遮阴处理，较高水平的CTK有利于夏黑葡萄的花芽分化，这验证了王海波等的研究结论[5]。黄璐在巨峰葡萄上的研究发现，芽内较高水平的CTK会促进葡萄花芽分化[9]，而遮阴使新梢内源CTK含量明显下降，从而导致夏黑葡萄花芽分化困难。

关于ABA与成花的关系，不同学者有不同的观点。Rakngna等认为，ABA含量高对成花有促进作用，高浓度的ABA含量有利于花芽孕育[10]；高水平的ABA与枇杷成花有关[11]；王海波等认为，较高水平的ABA含量有利于葡萄成花[5，9]；而黄羌维研究龙眼花芽分化时发现，ABA含量处在较高水平时对花芽分化有不利影响[12]；Hoad分析苹果、梨、李果实中扩散出来的ABA，发现ABA未见对成花有什么影响[13]。试验结果表明，遮阴与全光照處理的新梢ABA含量变化趋势基本类似，变化幅度略有不同；6月9日始原始体分化盛期到6月19日花序主轴及各小穗原基形成初期，对照处理的新梢ABA含量快速增加，明显大于2个遮阴处理，快速增加的ABA含量对始原始体向花序发育的形态分化可能有促进作用。

[JP2]目前，对IAA在果树成花中的作用一直存有争议。对葡萄来说，李佳等认为，新梢中的高IAA含量不利于葡萄幼树的丰产[14]；黄璐认为，较低水平的IAA含量有利于巨峰葡萄的成花[9]；而王海波等研究发现，较高的新梢内源IAA含量有利于葡萄的成花[5]。本研究发现，遮阴对IAA含量的影响主要在果实膨大期前（6月9日），全光照下新梢IAA的含量会缓慢上升，而遮阴处理下IAA含量下降，表明果实膨大期前新梢内源IAA含量的缓慢上升可能有助于夏黑葡萄的花芽分化。[JP]

葡萄花芽分化不仅是单独1种激素发挥作用，更是激素间平衡作用的结果。遮阴不仅会对内源激素的含量产生影响，而且会改变激素间的平衡状态。王海波等研究发现，ABA/GA的升高有助于葡萄花芽的形态分化[5]，而ABA/IAA与成花的关系有较大争议，罗羽洧等认为，较高的ABA/IAA有利于无花果的花芽分化[15]，而王海波等认为，果实膨大期后较低且稳定的ABA/IAA有利于设施葡萄花芽分化的顺利进行[5]。本研究发现，遮阴对ABA/GA、ABA/IAA的影响不大，遮阴与全光照处理的ABA/GA、ABA/IAA变化趋势基本类似，且整体呈增加趋势。Srinivasan等指出，GA与CTK是葡萄花芽分化的重要决定因素，任何改变CTK/GA平衡关系的因素都会影响葡萄成花[4]。试验结果表明，遮阴对 CTK/GA 的影响较大，3个处理CTK/GA呈不同的变化规律，遮阴使CTK/GA出现较大的波动，这说明新梢CTK/GA对遮阴较为敏感，CTK/GA在葡萄成花发育中担当着重要的调节作用。研究证实，CTK/IAA之间的平衡控制着包括成花在内的多个生理过程，设施栽培夏黑新梢较高的CTK/IAA促进了卷须原始体的形成[5]。试验表明，遮阴对CTK/IAA的影响主要在始原始体分化盛期和花序主轴及小穗原基形成时期，遮阴使CTK/IAA前期升高，这不利于始原始体的分化，对葡萄成花产生不利影响。

总之，GA、ABA、CTK、IAA等激素不仅会在特定时期调控葡萄成花，而且在成花过程中综合发挥作用。遮阴不仅对夏黑内源激素的含量产生影响，而且会使激素间的平衡发生变化，尤其是CTK/GA、CTK/IAA，遮阴环境下新梢内源激素的变化会对夏黑葡萄的成花产生一定的不利影响。果实膨大期前，新梢激素含量对葡萄成花有重要调控作用。遮阴不会改变GA、ABA含量的变化趋势，但遮阴使始原始体分化盛期的葡萄GA含量升高、ABA含量下降，使整个生长期的新梢CTK含量大幅下降，这可能是影响夏黑成花的重要原因之一；遮阴会改变果实膨大期前新梢IAA含量的平稳上升态势，不断下降的IAA含量也可能影响葡萄的顺利成花。遮阴对ABA/GA、ABA/IAA的影响不大，但CTK/GA会出现较大的波动，这也可能与夏黑葡萄的成花有密切关系。

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