赤霉素与多效唑对甘蔗愈伤再生苗生长的影响

班德宇，陈小英，黄诚梅

赤霉素与多效唑对甘蔗愈伤再生苗生长的影响

班德宇1，2，陈小英3，黄诚梅2*

（1广西作物遗传改良生物技术重点开放实验室，南宁530007；2贺州学院，广西贺州542899；3广西金秀县头排镇农业技术推广站，金秀545709）

以甘蔗品种耶新台糖22号爷渊ROC22冤愈伤再生苗为材料袁在生长前期分别使用100mg/L赤霉素渊GA冤与100尧200mg/L多效唑渊PP333冤均匀喷施于植株叶片等生长部位袁分别调查植株株高尧叶片尧节间等农艺性状遥结果表明院GA单独处理能明显提高甘蔗愈伤再生苗株高袁茎径尧叶面积尧叶片长度与宽度则相反；而PP333处理后抑制甘蔗愈伤再生苗株高和茎径增粗袁后期均能有效提高其叶面积指数尧叶片长度与宽度等；GA与PP333配合处理袁其株高与茎径则均明显高于对照袁也提高了甘蔗叶面积尧叶片宽度袁但对叶片长度影响不大遥经GA与PP333处理均未能提高甘蔗植株下部茎长如+1尧+2尧+3节间长度遥
333冤；农艺性状

S566.1

院A

1007-2624（2015）05-0024-04

甘蔗愈伤再生苗；赤霉素渊GA冤；多效唑渊PP

甘蔗（Saccharum officinarum L.）是最主要的糖料作物，蔗糖产量占世界食糖总产量的76%，占我国食糖总产量的90%以上。甘蔗是广西重要的经济作物，2007/2008榨季，糖料蔗种植面积已达到98.87万hm2，原料蔗产量7688万t，产糖量941万t，单产达到77.8 t/hm2。近10年来广西蔗糖业生产迅速发展，成为广西经济建设的支柱产业及县域经济发展的重要力量，对全国食糖供求平衡起着举足轻重的作用。甘蔗优良新品种选育及推广、先进适用的旱地甘蔗栽培技术如深耕深松、蔗叶还田、化学调控等取得了较大的进展，为蔗糖产业发展提供有力的支撑[1]。

在高产、高糖品种基础上进行化学调控使甘蔗发挥更大效益也是一种科学有效的方法。植物激素作为植物体内的痕量信号分子，对于调节植物的各种生长发育过程和环境的应答具有十分重要意义。植物激素及一大批人工合成的生长调节物质的应用直接为作物和果蔬农业化学控制做出了重要贡献。内源激素与节间伸长的关系在水稻、豌豆、拟南芥等植物上已有大量报道[2-6]。赤霉素作为一种重要的植物激素，参与控制多种多样的植物发育和生理过程[7]。赤霉素及其合成抑制剂在农作物和观赏植物上有多种用途，已发挥重要的作用[8]。赤霉素在甘蔗上的应用研究，从1950年澳大利亚的Coleman开始，已有50多年的历史，研究结果均表明赤霉素引起甘蔗节间伸长，从而明显提高产量[9-11]。吴建明等[12-14]研究了在甘蔗伸长初期200mg/L GA进行叶面喷施处理，GA处理主要促进甘蔗茎伸长，并通过增加茎长和单茎重提高了甘蔗产量，其可能主要是通过调节ABA和GA含量，其次是乙烯释放量和生长素含量，最终达到调节节间伸长效果。无论是智能温室桶栽还是田间栽培均明显提高了植株高度，中部茎的长度分别提高了116.29%和28.43%，上、下部茎的长度差异不明显[12]。而多效唑（PP333）在甘蔗上很少应用，PP333单独使用或GA与PP333配合使用在小麦[15-17]等作物上应用，能缩短植株的下部长度和植株高度，增加植株抗倒伏能力。

通过愈伤组织再分化成苗是大部分转基因植物采用的成苗方式之一，而且愈伤再生苗也可作为健康种苗应用于生产上。目前，转基因以提高甘蔗产量、蔗糖量、抗病、抗虫性等成为近年来甘蔗分子育种的研究热点之一。而甘蔗愈伤再生苗与健康组培苗等一样，存在着幼苗比较弱小，根系吸收能力较差，抗逆性能不强，在大田生产上当年产量与品质不高，尤其是抗倒伏能力差等问题，成为了转基因甘蔗分子育种研究发展的瓶颈，也严重影响着甘蔗愈伤再生苗作为健康种苗在大田上的推广应用。本研究以甘蔗品种‘新台糖22号’（ROC22）愈伤再生苗为材料，在甘蔗生长前期分别使用赤霉素GA和多效唑（PP333）均匀喷施于植株叶片等生长部位，调查甘蔗植株生长情况。

1　材料与方法

1.1材料

试验材料为甘蔗品种‘新台糖22号’（ROC22）愈伤再生苗，赤霉素（GA）为成都市科龙化工试剂厂的化学纯，多效唑（PP333）为上海悦联化工有限公司生产的15%多效唑可湿性粉剂。

1.2材料种植与处理

试验于2013年9月至2014年4月在广西农业科学院试验基地甘蔗大棚进行。在大棚中选用黑质中粒河沙与菜园土1∶1比例作为栽培基质进行桶栽种植，选取生长一致的甘蔗愈伤再生苗杯苗，每桶2株，定时定量淋水、浇灌肥料营养液，其他管理同一般的桶栽试验。

处理于甘蔗愈伤再生苗生长前期进行，共设6个处理，包括喷施清水（CK）、100mg/L GA（A1）、100mg/L PP333（A2）、200mg/L PP333（A3）、100mg/L GA+100mg/L PP333（A4）、100mg/L GA+200mg/L PP333（A5），3次重复。将溶液均匀喷施于植株叶片等生长部位，每个处理喷施溶液1L。

1.3测定项目与方法

1.3.1甘蔗生长情况调查主要调查6个处理在生长过程中甘蔗愈伤再生苗的叶片性状、株高、节间性状等农艺性状。叶片性状包括叶面积、叶长、叶宽、长宽比，利用美国CID公司生产的手持式激光叶面积仪CI-203直接测量。株高是每个处理随机选择10株，定期测定甘蔗植株高度，后期随机取10株甘蔗测定下部（1～3节）长度和干重。节间性状用电子数显卡尺与直尺测量。

1.3.2数据分析采用DPS14.10软件进行统计分析，以Duncan多重比较检验差异显著性。

2　结果与分析

2.1GA与PP333处理对甘蔗愈伤再生苗植株株高的影响

从图1可看出，GA处理均明显提高甘蔗株高，这与前人研究结果一致[12]，GA与PP333配合使用也提高了植株株高。而经PP333处理后的甘蔗株高明显低于对照，尤其较高浓度200 mg/L PP333较明显。

图1　GA与PP333处理对甘蔗愈伤再生苗株高的影响

图2　GA与PP333处理对甘蔗愈伤再生苗节间茎径的影响

2.2GA与PP333处理对甘蔗愈伤再生苗节间性状的影响

图2可看出，经GA处理后，甘蔗径茎总体上低于对照。而PP333处理后第105d明显高于对照，达到明显增粗效果。GA与PP333配合使用后，其茎径均也明显高于对照，而两个处理无明显差异。

从表1结果可看出，经GA与PP333处理后，除了高浓度200 mg/L PP333处理外，甘蔗愈伤再生苗植株+1、+2、+3节间长度差异不明显。单独PP333处理及其GA与PP333配合使用处理，甘蔗节间长度稍低于对照，但均未达到显著水平。GA处理对甘蔗节间伸长效应与前人[14]研究效果一致，均未能提高下部茎长。表1结果显示，除了100 mg/L PP333处理，其它4个处理均能提高甘蔗愈伤再生苗植株+1、+2、+3节间干重。

2.3GA与PP333处理对甘蔗愈伤再生苗植株叶片性状的影响

从表2结果可看出，GA单独处理，其叶面积均低于对照；而不管是PP333单独处理或是与GA配合使用，其后期均较对照能有效提高其叶面积指数。

对于叶片长度，单独GA处理、GA与PP333配合使用等处理均对其影响不大。而PP333处理后，则是前期抑制叶片长度增长，后期其抑制效应消除，稍高于对照。

表1　GA与PP333处理对甘蔗愈伤再生苗植株节间的影响

表2　GA与PP333处理对甘蔗愈伤再生苗植株叶片性状的影响

对于叶片宽度，单独GA处理对其影响不明显。而PP333处理、GA与PP333配合使用4个处理在后期均较对照能使叶片宽度增加。

单独GA处理，处理后除第45d外，均较对照提高其叶片长宽比值。而其它4个处理无明显规律性。

3　讨论

甘蔗作为C4作物，其群体内的自我调节功能，如茎蘖消长，叶面积指数的变化以及株型结构等，使其群体结构得以改善[18-19]。本研究中，在甘蔗愈伤再生苗生长前期，GA单独处理能明显提高甘蔗株高，但未能明显改善植株叶片叶面积、叶片长度与宽度；而PP333处理后抑制甘蔗株高，茎径增粗，尤其较高浓度200 mg/L PP333，后期均能有效提高其叶面积指数、叶片长度与宽度等；GA与PP333配合处理，其株高与茎径均明显高于对照，也提高了甘蔗叶面积、叶片宽度，但对叶片长度影响不大。经GA与PP333处理均未能提高甘蔗植株下部茎长如+1、+2、+3节间长度。吴建明等[12-14]研究结果均也表明GA处理明显提高了植株高度与中部茎的长度，而上、下部茎的长度差异不明显。

本研究中将GA与PP333配合，可增加植株下部茎节的茎粗而抑制其长度，可以提高甘蔗愈伤再生苗的抗倒伏能力，另一方面也消除单独PP333处理对生长的部分消极作用。PP333在甜高粱苗期和抽穗期进行喷施处理，结果表明其能有效降低甜高粱的株高和茎长，而对茎秆的增粗有促进作用，从而提高了甜高粱的抗倒伏能力，最终使茎秆产量提高[20]。喷施PP333也明显降低冬小麦植株株高和基部节间长度，显著提高茎秆抗折力和抗倒伏指数，增强其抗倒伏能力，提高单位面积穗数和产量[17]。GA与PP333配合处理小麦比对照（喷清水）显著增产（增20.23%），能缩短植株的下部节间长度，增强植株抗倒伏能力[15]。GA、PP333等植物生长调节剂对田间甘蔗再生苗生长如主要农艺性状、经济性状、产量与品质等影响，能否改善其群体结构、提高抗倒伏能力等将有待于进一步进行研究。

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Effects of GA and PP333on the Growth of Callus Regenerated Seedlings of Sugarcane

BAN De-yu1,2,CHEN Xiao-ying3,HUANG Cheng-mei2*
(1.Guangxi Crop Genetic Improvement and Biotechnology Lab.,Nanning 530007;2.Hezhou University,Hezhou,Guangxi 542899; 3.Toupai Agricultural Technique Extension Station of Jinxiu Country of Guangxi,Jinxiu 545709)

Different concentrations of GA or PP333were sprayed onto the leaves of sugarcane(ROC22)callus regenerated seedlings at early stage.The agronomic characteristics vs.the plant height,leaves and internodes of sugarcane seedlings were studied.The results showed that:the plant height values were increased after the GA treatment,however the diameter of internodes,leaf area,leaf length and leaf width were on the contrary.The plant height and diameter of internodes decreased after PP333treatment,but the leaf area,leaf length and leaf width were increased in late stage.The plant height and diameter of internodes after GA and PP333combined application were higher than the control,whilst leaf area and leaf width were also increased,but leaf length on the contrary.For the length of internodes vs.+1,+2,+3,there were no effect after GA and PP333treatments.

sugarcane callus regenerated seedlings;GA;PP333;agronomic characteristics

10.13570/j.cnki.scc.2015.05.009

2015-04-27

广西自然科学基金项目(2011GXNSFA018111)；广西农业科学院基本科研业务专项(桂农科2012YT04)；科技发展基金项目(2015JM24)。

班德宇，技术员，研究方向为生物工程。

黄诚梅，女，副研究员，博士，研究方向为甘蔗栽培与分子生物学。Email：huangchengmei@gxaas.net