授粉处理对‘度尾文旦’柚果皮内源激素的影响

福建省自然科学基金项目 ( 项目编号 : X0650017 )陈清西 男 , 教授 , 博士。研究方向 : 果树生理 , E- mail : cqx0246163.com收稿日期 : 2007- 05- 25 修回日期 : 2007- 09- 12热 带 作 物 学 报CHINESE JOURNAL OF TROPICAL CROPSVol.29 No.2Apr.2008第 29 卷 第 2 期2008 年 4 月授粉处理对 “ 度尾文旦 ” 柚果皮内源激素的影 响陈清西1李小初1彭建平2郑玉亮2陈文山21 福建农林大学园艺学院 福建 福州 3500022 福 建 省 莆 田 市 农 科 所 福建 莆田 351100摘 要 研究授粉处理对“度尾文旦” Citrus grandis(L.)Osbeck.cv. Duweiwendan 柚果实发育期间内源赤霉素( GA3) 、脱落酸 ( ABA ) 、生长素 ( IAA ) 和玉米素核苷 ( ZR ) 的影响。结果表明 :“度柚 6 号”和“琯溪蜜柚”授粉对“度尾文旦”柚果皮内源激素含量的影响大致类似 ; 授粉处理增加了授粉后 3060 d 及授粉后 90120 d 的ABA 含量 ; 授粉处理增加了“度尾文旦”柚果实细胞分裂初期和授粉后 60130 d 的 GA3含量 ; 授粉处理降低了授粉后 4090 d 的 ZR 含量 , 增加了授粉后 90140 d 的 ZR 含量 ; 授粉处理降低了“度尾文旦”柚整个果实发育过程中果皮的 IAA 含量 ; 授粉处理增加了“度 尾 文 旦 ”柚 果 实 发 育 期 间 尤 其 是 授 粉 后 90140 d 的 ABA/( ZR+IAA+GA3) 的比值。关键词 “度尾文旦”柚 授粉 裂果 内源激素 “度柚 6 号”中图分类号 S667.101“度尾文旦” Citrus grandis(L.)Osbeck.cv. Duweiwendan 柚裂果现象非常严重 , 严重影响了度尾文旦柚经济效益的提高。“度尾文旦”柚属于遗传上的自交不孕类型 , 花粉在柱头上能萌发 , 但果实表现为无籽或瘪籽1。有些研究者认为 , 裂果的发生可能与自花不孕即在同一品种种植时不能结籽有关2。异花授粉可以有效克服柚裂果但种子数显著增多 , 影响了果实品质3 , 4。前期多年的实践研究发现 ,“度柚 6 号”授粉处理不仅会显著降低“度尾文旦”柚的裂果率 , 而且不会使种子数明显增多5。内源激素与果实发育及裂果关系密切6 , 7。笔者以“度尾文旦”柚为试材 , 研究了“度柚 6 号”和“琯溪蜜柚”授粉处理对“度尾文旦”柚果皮内源激素的影响 , 为更好地寻求有效克服柚裂果的措施并研究裂果发生的机理提供理论依据。1 材料与方法1.1 材 料取福建省仙游县度尾镇蒋隔农场内树龄 78 a 、生长健壮、树势一致的“度尾文旦”柚树 , 每处理 12株树 , 3 次重复 , 共计 36 株 , 该果园土壤为低丘陵的沙壤土 , 有机质丰富 , 排水性能好 , 管理按照往年正常管理措施进行。试验于 2005 年 410 月进行。1.2 方 法1.2.1 田间处理 设 3 个处理 , 花前在树冠外围选择发育正常 , 大小一致的花器。大蕾期去雄套袋 , 盛花期分别用“琯溪蜜柚”和“度柚 6 号”进行授粉处理。每株约授 200 朵花 , 不授粉的度尾文旦柚作对照 ,挂牌标记。1.2.2 采样方法 从授粉当天 ( 2005- 04- 23 ) 至采收 ( 2005- 10- 21 ) , 每隔 10 d 采 1 次样 , 每次取样各处理各随机取 3 个果 ( 幼果时适量多取 ) 。采后立即放入冰壶或保温箱中 , 迅速带回实验室 , 切取果顶部的外果皮并充分混合 , 液氮处理后置于 - 20 低温冰箱内保存。裂果率及种子数于果实采收当天统计。1.2.3 植物内源激素检测方法 采用酶联免疫吸附法 (ELISA)8, 测定 GA3, ABA , ZR 和 IAA 的含量。ELISA 试剂盒由中国农业大学提供 , 在中国农业大农学与生物技术学院进行。2 期 陈清西等 : 授粉处理对“度尾文旦”柚果皮内源激素的影响2 结果与分析2.1 授粉处理对“度尾文旦”柚裂果率、中心柱有无及果实品质的影响用“琯溪蜜柚”和“度柚 6 号”授粉 , 均可显著地降低“度尾文旦”柚裂果的发生。“琯溪蜜柚”授粉的果实始终未发现裂果 , “度柚 6 号”授粉的果实授粉后 180 d 的裂果率仅为 2.98 % , 而对照裂果率达到33.82 % 。“琯溪蜜柚”和“度柚 6 号”授粉 , 果实中心柱为实心 , 对照为空心 ( 见图 1 ) 。“琯溪蜜柚”授粉的“度尾文旦”柚果实品质偏差。“度柚 6 号”授粉处理对度尾文旦柚果实品质影响不明显。授粉使度尾文旦柚果实的种子数明显增多 , 但授粉品种不同 , 种子数相差很大。“琯溪蜜柚”授粉的“度尾文旦”柚果实种子数极显著增多 , “度柚 6 号”授粉的度尾文旦柚果实种子数也显著增多 , 但远没有“琯溪蜜柚”授粉的“度尾文旦”柚果实种子数多 ; 对照平均每个果种子数为 2.2 粒 , 接近无籽 ( 见表 1 ) 。2.1 授粉处理对“度尾文旦”柚果皮 ABA 含量的影响3 个处理在果实发育过程中 ABA 变化趋势基本一致 , 分别在授粉后 20 , 50 , 110 d 及授粉后 180 d( 成熟时 ) 达到相对高峰 , 但峰值差异较大 , 2 个授粉处理 ABA 含量大致相同 , 且一直保持着相对高于对照的水平 ( 见图 2 ) 。2.2 授粉处理对“度尾文旦”柚果皮 ZR 含量的影响3 个处理在“度尾文旦”柚整个果实发育期间ZR 变化趋势基本一致 , 授粉后前 40 d , ZR 含量波动幅度大 , 从授粉后 50 d 开始 , 整体上呈现逐渐下降的趋势 , 授粉后 4085 d 两个授粉处理保持着相对高于对照的水平 , 而授粉后 95180 d 两个授粉处理一直保持相对低于对照的水平 ( 见图 3 ) 。2.3 授粉处理对“度尾文旦”柚果皮 IAA 含量的影响3 个处理在“度尾文旦”柚整个果实发育期间 IAA 变化趋势基本一致 , 除了在授粉后 30 , 90d 分别出现2 次相对高峰 外 , 总体上呈现逐渐下降的趋势 。 在整个果实发育过程 中 , 2 个授粉处理一直保持着相对低 于A 对照 B “琯溪蜜柚”授粉处理 C “度柚 6 号”授粉处理图 1 果实纵切面“度柚 6 号” 2.98B 13.4B 740B 45.95A 实心 甜酸适口、汁胞较柔嫩、汁多、化渣“琯溪蜜柚” 0A 132.5A 1 150A 46.96A 实心 味偏淡、汁胞偏粗糙、汁多、化渣处 理 裂果率 /% 种子数 / 粒 果-1单果重 /g 果-1可食率 /% 中心柱 果实风味表 1 “度尾文旦”柚不同授粉处理果实裂果率、种子数及中心柱的比较对 照 33.82C 2.2C 720B 47.22A 空心 甜酸适口、汁胞柔嫩、汁多、化渣说明 : 表中数据后面字母不同表示差异达到 1% 显著水平 (q 测验 ) 。151对照的水平(见图4)。热 带 作 物 学 报 29 卷2.4 授粉处理对“度尾文旦”柚果皮 GA3含量的影响3 个处理在“度尾文旦”柚整个果实发育期间 GA3变化趋势基本一致 , 整体上都呈现果实发育前期( 授粉当天 授粉后 80 d ) 波动副幅度较大 , 果实发育中期 ( 授粉后 80140 d ) 波动幅度较小 , 果实发育后期 ( 授粉后 140180 d ) GA3含量都相当低。在整个果实发育的大多数时间内 , 2 个授粉处理的果皮的GA3含量都保持着相对高于对照的水平 ( 见图 5 ) 。2.5 授粉处理对“度尾文旦”柚果皮内源激素平衡的影响3 个处理果顶果皮的 ABA/ ( ZR+IAA+GA3) 的比值变化规律大致类似 , 但比值各个不同的发育时期差异较大。 3 个处理的比值在果实发育前期 ( 授粉当天 授粉后 90 d ) 均相对较低 , 此后迅速上升 , 在授粉后 110 d 达到一个相对高峰后开始下降 , 授粉后 130 d 左右降至相对波谷 , 其后逐渐上升。在整个果实发育的大部分时间内 , 授粉处理都保持着相对高于对照的水平 , 尤其是授粉后 90130 d 最为明显 ( 见图 6 ) 。3 讨 论“度柚 6 号”和“琯溪蜜柚”授粉处理都可以显著降低“度尾文旦”柚的裂果率 , 但“琯溪蜜柚”授粉处理使种子数急剧增多 , 果实品质也受到一定的破坏。“度柚 6 号”授粉处理保持了“度尾文旦”柚原有的果实品质特别是无籽的特性3。据观察 , “度尾文旦”柚中心柱多为空心 , 而 2 个授粉处理的中心柱都为实心。中心柱的良好发育 , 可能促使树体通过中心柱维管束给果顶以足够的养分供应 , 从而减少裂果发生。“度柚 6 号”和“琯溪蜜柚”处理对果皮内源激素含量的影响基本一致。 2 个处理都增加了“度尾文旦”柚果顶果皮的 ABA , GA3含量 , 降低了 IAA 含量 , 增加了授粉后 4085 d 的 ZR 含量而降低了授粉后95180 d 的 ZR 含量。 ABA 可以强化库活力 , 对物质运转和促进光合产物在库中积累起着重要作用9,GA3含量的多少与果皮的发育有密切的关系 , 由此认为 , 相对高含量的 ABA 和 GA3含量可能与果实内物质转运 、 果皮发育有关 。 I A A 具有促进果实的单性结实的作 用 1 0 , “ 度尾文旦 ” 柚由于具有很强单性 结01002003004005006007000 20 40 60 80 100 120 140 160 180G1G2G3G4G5G6G7G2G8G90.00.20.40.60.81.01.21.41.60 20 40 60 80 100 120 140 160 180G1G2G3G4G5G6G7G2G8G9授粉后天数 /d图 5 “度尾文旦”柚不同授粉处理果皮 GA3含量的变化GA3含量/ng.g-1,FW授粉后天数 /d图 6 不同授粉处理“度尾文旦”柚果皮ABA/ ( ZR+IAA+GA3) 比值变化ABA/(ZR+IAA+GA3)0204060801001200 20 40 60 80 100 120 140 160 180G1G2G3G4G5G6G7G2G8G9授粉后天数 /d图 3 “度尾文旦”柚不同授粉处理果皮 ZR 含量的变化ZR含量/ng.g-1,FW02004006008001000120014000 20 40 60 80 100 120 140 160 180G1G2G3G4G5G6G7G2G8G9授粉后天数 /d图 4 “度尾文旦”柚不同授粉处理果皮 IAA 含量的变化IAA含量/ng.g-1,FW152实能力1,对照处理相对高的IAA含量可能与“度尾文旦”柚的单性结实有关。授粉处理抑制IAA的合2 期 陈清西 等 : 授粉处理 对 “度尾文旦 ” 柚果皮内源激素的影 响成 , 可能有利于维持果皮与果肉生长的平衡。授粉后 4085 d 相对高的 ZR 含量促进了“度尾文旦”柚果皮的加厚 , 授粉后 95180 d 相对低水平的 ZR 含量 , 可能和果皮与果肉的平衡生长有关。激素之间的平衡关系调控着果实发育的全过程11 , 12。在“度尾文旦”柚整个果实发育过程中 , “度柚6 号”和“琯溪蜜柚”授粉处理 ABA/ ( ZR+IAA+GA3) 的比值都保持着相对高于对照的水平 , 尤其以授粉后 90140 d ( 果实迅速膨大期 ) 最为明显。由此认为 , 授粉处理增加了“度尾文旦”柚果实发育期间尤其是果实迅速膨大期 ( 授粉后 90140 d ) ABA/ ( ZR+IAA+GA3) 的比值 , 这可能是授粉处理能够克服裂果的重要原因。一般认为 , 果实中种子的发育与某些激素的合成密切相关 , 无籽导致果实中内源激素不平衡 , 可能是发生裂果的重要原因。异花授粉处理由于产生了种子 , 使果实中的内源激素含量发生变化 , 从而克服了裂果的发生13 , 14。而本研究认为 , “度柚 6 号”授粉处理虽仅产生极少量的种子 , 但其对果皮内源激素含量及平衡的影响与“琯溪蜜柚”授粉处理基本一致。究竟是“度柚 6 号”授粉处理所产生的少量种子起到了与“琯溪蜜柚”授粉处理所产生的大量种子相同的作用 , 从而维持了柚果果皮与果肉的平衡生长 ;还是授粉处理激发了 “度尾文旦”柚内部某些生理机制的启动从而引起果实内源激素含量与平衡的变化还有待进一步的试验研究。致 谢 福建农林大学园艺 2003 级李绍荣、刘建英、杨秀玲同学参加部分研究工作 , 特此致谢。参 考 文 献1 王 平 , 吕柳新 , 薛勇彪 , 等 . 琯溪蜜柚和度尾蜜柚自交和互交亲和性观察 J. 福建农林大学学报 , 2002 , 31 ( 3 ) : 3393422 吴智仁 , 陈文山 . 度尾蜜柚裂果原因及克服措施 J. 中国柑橘 , 1987 ( 2 ) : 333 陈玳清 , 章春泉 , 周今华 . 玉环柚的裂果机制与防治 J. 果树科学 , 1995 , 12 ( 2 ) : 1391404 陈青英 , 卢方良 , 柳兴岳 , 等 . 授粉对玉环柚果实品质和裂果的影响 J. 中国果树 , 2006 ( 1 ) : 26275 彭建平 , 李小初 , 郑玉亮 , 等 . 授粉对度尾文旦柚裂果及果实品质的影响 J. 中国果树 , 2007 ( 3 ) : 27286 阮 晓 , 王 强 , 周疆明 , 等 . 香梨的国表突起和落果裂果与果实中内源激素之间的关系 ( 简报 ) J. 植物生理学通讯 , 2001 , 37 ( 3 ) : 2202217 李三玉 , 陈苑虹 , 吕均良 , 等 . 玉环柚果实内源激素含量与裂果关系的研究 J. 科技通报 , 1999 , 15 ( 2 ) : 1661698 吴颂如 , 陈婉芬 , 周 燮 . 酶联免疫测定植物激素 J. 植物生理学通讯 , 1988 , ( 5 ) : 53579 周 睿 , 杨洪强 , 束怀瑞 . 脱落酸对植物库强度的调节作用 J. 植物生理学通讯 , 1996 , 32 , (3) : 223 22810 苑博华 , 廖祥儒 , 郑晓洁 , 等 . 吲哚乙酸在植物细胞中的代谢及其作用 J. 生物学通报 , 2005 , 40 ( 4 ) : 212311 Lorenzi R , Ceccarell N.Research on plant growth regulators relationship between hormones identification quantition and mode of actionJ.Agticultural Mediteranea , 1987 , 117 : 717412 陈清西 , 李松刚 . 氯酸钾诱导龙眼成花与内源激素的变化 J. 园艺学报 , 2004 , 31 ( 4 ) : 45145513 吴智仁 , 陈文山 . 度尾蜜柚裂果问题讨论 J. 福建果树 , 1990 ( 3 ) : 272914 张上隆 , 陈昆松 , 叶庆富 , 等 . 柑橘授粉处理和单性结实子房 ( 幼果 ) 内源 IAA , ABA 和 ZT 含量的变化 J. 园艺学报 , 1994 , 21 ( 2 ) : 117123Effect of Pollination on Endogenous Hormones inthe Pericarp of Duweiwendan PomeloChen Qingxi1Li Xiaochu1Peng Jianping2Zheng Yuliang2Chen Wenshan21 Horticultural Department, Fujian Agriculture and Forestry University Fuzhou 350002 China2 Putian Institute of Agricultural Sciences, Putian Fujian 351110 ChinaA b s t r a c t T h e e ff ec t o f p o lli n a ti o n o n t h e c o n t e n t s o f e nd og e n o u s h o r m o n e s i n t h e P e r i ca r p o f D u w e i w e nd a n P o m e l o(Citrus grandis L.) was studied. The results showed that the pericarp of Guanxi- pollinated and Duyou VI- pollinatedfruits had a higher ABA content during 3060 days after anthesis (DAA) and a higher GA3content during 60130 DAAas compared with the non- pollinated control. The ZR content in both treatments was reduced during 4090 DAA but in-creased to a higher level as compared to the control during 90140 DAA. Pollination decreased IAA content throughoutf r u i t d e v e l o p m e n t bu t i n c r ea s e d t h e ( I A A + Z R + G A3)/ABAratioduring90140 DAA.15 3Key words   Duweiwendan pomelo  polination   fruit cracking   endogenous hormones    Duyou VI