外源激素对碗莲开花及酶活性的影响1)

孔德政 申雪莹 孟伟芳 张云峰 刘艺平

(河南农业大学，郑州，450002)

荷花(Nelumbo nucifera Gaertn．)作为中国十大传统名花之一，其花朵硕大，花色净洁，清香淡远，深受人们的喜爱。其小型品种碗莲因其体型较小，易栽培易管理更是进入了千家万户。在观赏应用中荷花的花期较短、着花数量少是限制其发展的重要因素，因此，荷花开花调控的研究具有重要的现实意义，目前，荷花花期调控的研究主要在光照和温度调节等方面［1-3］，但是利用外源内源激素调控荷花生长发育还鲜有报道。因此，本试验研究了外源生长素(IAA)、赤霉素(GA3)、细胞分裂素(6-BA)对碗莲品种‘红霞’生长发育及生长过程中酶活性的影响，为碗莲的栽培管理提供理论依据。

1 材料与方法

供试材料为碗莲品种‘红霞’(Nelumbo nucifera‘Hongxia’)，购于河南省郑州市田园情水生花卉基地。2013 年4 月5 日，选择生长健壮、无病虫害、顶芽完好无损、具有三节粗壮藕鞭的种藕，种植于2 m×1 m 的水池中，土壤为泥层深厚肥沃、富含有机质的黄泥土。

2013 年5 月23 日选择材料的第3 片立叶进行试验处理。在距叶心2 cm 处进行1 cm2大小的划伤处理，然后在创伤处涂抹外源激素，每片叶子处理2处。3 种外源激素的质量浓度处理分别为50、100、150 mg·L-1，每个处理10 株，对照只进行同样的划伤处理。酶活性测定从处理当天开始取样，选取生长良好的完整立叶，放入液氮带回实验室。以后每隔20 d，即6 月12 日、7 月2 日、7 月22 日、8 月11日、8 月31 日进行取样。

生长发育指标测定:记录各处理碗莲的立叶数量、叶面积(叶片纵径代表)、叶柄高度、开花总量、花期。计算各指标的绝对生长率，绝对生长率=［(处理100 d 时生长量-未处理时生长量)/未处理时生长量］×100%。

生理生化指标的测定:SOD 活性测定采用氮蓝四唑法［4］;POD 活性测定采用愈创木酚法［5］;PPO活性测定采用朱广廉等［6］和王鹏［7］的方法;CAT 活性测定采用李合生等［8］的方法。

数据处理:数据采用SPSS 19．0 和Excel 2007 进行统计分析。

2 结果与分析

2．1 外源激素对碗莲叶片生长与开花的影响

从表1 可以看出，经不同质量浓度IAA 处理后，立叶数、叶面积和叶高绝对生长率比对照均有了不同程度的降低，开花总数有了一定的增加。其中，经150 mg·L-1IAA 处理的立叶数目绝对生长率比对照降低了200%，达到极显著水平;经100、150 mg·L-1IAA 处理的叶面积绝对生长率分别比对照减小了79%和81%，差异显著;叶高在100 mg·L-1IAA处理下的绝对生长率比对照降低了205%，差异显著。开花总数在50、100 mg·L-1IAA 的处理下增加2朵，开花时间提前了3 d;经150 mg·L-1IAA 处理的增加7 朵，开花时间比对照提前了10 d。各处理的落花日期没有变化。

经不同质量浓度GA3处理后，立叶数、叶面积和叶高绝对生长率均有不同程度的降低，开花总数增加。经50、100、150 mg·L-1GA3处理的立叶数目绝对生长率分别比对照降低了261%、243%、114%，差异均达到极显著水平;经50、100 mg·L-1GA3处理的叶面积绝对生长率分别比对照减小了76%和83%，叶高绝对生长率分别比对照减小了199%和204%，差异均达到显著水平。经50 mg·L-1GA3处理的开花总数比对照增加了5 朵，开花时间提前了7 d;经100 mg·L-1GA3处理的比对照增加了2朵，开花时间提前了3 d;而经150 mg·L-1GA3处理的开花时间与对照相同，但落花时间延迟了7 d。

经不同质量浓度6-BA 处理后，仅经100 mg·L-16-BA 处理的立叶数、叶面积和叶高绝对生长率有所增加，比对照分别增加了45%、26%、158%，差异极显著;经50、150 mg·L-16-BA 处理的立叶数目绝对生长率分别比对照降低了218%和164%，差异达到极显著水平，而叶面积、叶高绝对生长率与对照无显著差异。经150 mg·L-16-BA 处理的开花总数比对照增加了4 朵，开花日期提前了7 d。

表1 不同激素处理对碗莲叶片生长与开花的影响

注:表中数据为平均值±标准差;CK 为对照;同列不同小写字母表示在0．05 水平上差异显著，不同大写字母表示在0．01 水平上差异显著。

2．2 外源激素对碗莲酶活性的影响

2．2．1 SOD 活性的变化规律

SOD 与细胞活性氧代谢密切相关，主要功能是清除超氧阴离子自由基，活性增加说明其清除自由基的能力增强，反之则弱。从表2 可以看出，试验过程中各处理与对照叶片的SOD 活性整体呈先上升后下降的趋势，对照的SOD 活性在处理60 d(7 月22 日)达到最高值221 U·g-1，显著高于其他时期。经50、100 mg·L-1IAA 和50 mg·L-1GA3处理的SOD 活性也在处理60 d 时达到最高值，而其他各处理SOD 活性均在处理40 d(7 月2 日)时达到最高值，各处理的SOD 活性最高值均大于对照，且与其他时期的SOD 活性值差异显著。说明外源IAA、GA3和6-BA 均在不同程度上提高碗莲叶片的SOD 活性，从而促进碗莲的生长发育。

2．2．2 POD 活性的变化规律

POD 可以促进植物体内的代谢、反映植物的生长发育特性，其活性的高低反映了植物代谢能力的大小。从表2 看出，对照的POD 活性在处理20 d(6月12 日)迅速达到最高值372 U·g-1·min-1，而后急剧下降，然后又略有上升。经150 mg·L-1IAA 处理的POD 活性于处理60 d(7 月22 日)达到最高值，比对照最高值高出37 U·g-1·min-1，其他处理的最高值均小于对照。经50 mg·L-1GA3、6-BA 处理的POD 活性分别在处理40 d(7 月2 日)和80 d(8 月11 日)达到最高值，其他处理的POD 活性和对照相同均在处理20 d 达到最高值。从POD 活性结果来看，150 mg·L-1IAA 能够明显刺激碗莲的新陈代谢活动，而对50 mg·L-1GA3、6-BA 处理不敏感。

2．2．3 PPO 活性的变化规律

PPO 是儿茶酚氧化酶和漆酶的统称，许多生物、非生物因素都可诱导PPO 活性增加。由表2 可以看出，对照的PPO 活性先是下降而后上升，在处理60 d 时(7 月22 日)急剧上升达到最高值，为170 U·g-1·min-1，而后迅速下降，后略有上升。经100 mg·L-1IAA、6-BA 处理的PPO 活性与对照同样于7 月22 日达到最高值，其他各处理的PPO 活性均早于对照达到最高值。各处理的PPO 活性最高值均低于对照最高值。

2．2．4 CAT 活性的变化规律

CAT 是生物防御系统的关键酶之一，能够有效清除植物细胞内过量的活性氧和自由基，酶活性越高，清除能力越强。从表2 可以看出，对照的CAT酶活性在处理20 d(6 月12 日)迅速达到最高值，为420 U·g-1·min-1，经IAA、GA3、6-BA 各处理的CAT 活性最高值均出现在花期，而后下降，初期的酶活性最低。除50 mg·L-1IAA 处理外，CAT 活性最高值均与其他时期差异显著。经100、150 mg·L-16-BA 处理的CAT 活性最高值大于对照，分别为423、450 U·g-1·min-1，其他处理的CAT 活性的最高值均低于对照。经100、150 mg·L-16-BA 处理的表现出较高的CAT 酶活性，有利于促进碗莲的开花生长。

3 结论与讨论

植物激素与植物成花间的关系一直是成花研究的中心内容，植物内源激素水平的平衡，被认为是比较重要的一个影响因素［9］。但内源激素系统调控植物体生长发育并不是一个简单的过程，而是多种激素在时空上联合后建立起来的某种平衡关系，而且这种关系随着时空的变化而改变［10-11］。这种平衡状态控制着SOD、POD、PPO、CAT 等酶活性，从而影响着植物生理功能和生长发育。赤霉素类、生长素类主要与营养积累和运输有关，对促进植物细胞的增长较显著，细胞分裂素类主要控制细胞分裂和器官发育［12］。

本试验中随着生长素质量浓度的增加，对碗莲开花数量和花期提前的促进作用也越来越明显。经150 mg·L-1IAA 处理能增加碗莲开花数量及促进提早开花，在该处理下SOD 和POD 的活性在花期显著提高，说明经150 mg·L-1IAA 处理可促进碗莲的花芽分化进程，这与靳丹丹［13］研究结果一致。外施赤霉素对碗莲的开花表现为双重作用，经50 mg·L-1GA3处理后碗莲的开花数量显著增加，开花日期明显提前，在仙客来［14］中也有同样的结果;而经150 mg·L-1GA3处理的则使落花期延缓，这一处理下SOD 和PPO 活性在开花前期均显著提高，并且之后仍保持在较高的水平，可能与落花期的延缓相关。章铁等［15］、胡惠蓉等［16］在研究梅花时，发现赤霉素可有效延缓花期和明显增加开花量。经100 mg·L-16-BA 处理能够显著促进叶片的伸长、叶面积和叶片数量的增加，该处理下CAT 活性在初花期保持在较高水平，而其他酶活性的变化与对照没有明显差异。经150 mg·L-16-BA 处理也能够提高碗莲的开花数量和提前花期，该处理下SOD 活性显著提高、PPO 活性最大值提前、CAT 活性提高，说明6-BA 主要是通过影响SOD、PPO、CAT 等活性来促进碗莲开花的。

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