外源物质处理对烟叶内源激素含量的影响

田效园， 韩锦峰， 刘华山*

(1.河南省烟草公司，河南郑州 450018;2.河南农业大学，河南郑州 450002)



外源物质处理对烟叶内源激素含量的影响

田效园1，2， 韩锦峰2， 刘华山2*

(1.河南省烟草公司，河南郑州 450018;2.河南农业大学，河南郑州 450002)

摘要[目的]研究外源物质处理对烟叶内源激素含量的影响，为今后调控烟株内源激素含量和物质代谢情况奠定基础。[方法]通过水培试验研究外源物质对打顶后烟株叶片IAA、ZR、ABA和GA3含量的影响。[结果]打顶后使用Put和JA处理，增加了烟叶IAA和GA3含量的降低幅度，且Put的效果更明显；打顶后，烟叶ABA含量增加，喷施Put和JA后烟叶ABA含量进一步增加，且喷施JA处理效果更明显；打顶处理与其他处理相比，烟叶ZR含量增加，但增幅不大。[结论]外源物质可以调节打顶烟株内源激素的含量，且不同外源物质调节效果不同。

关键词烤烟；外源物质；打顶；内源激素

打顶是烟叶生产的常规管理措施。打顶消除了烟株的顶端优势，改变了烟株体内物质代谢及源库关系，影响了物质运输方向，对内源激素含量和各种生理代谢过程等均产生重要影响[1-2]。研究打顶伤害信号与烟草体内生理生化变化之间的关系，以便有针对性地调控烟株内源激素平衡，解决打顶后烟株体内物质运输变化引发的烟叶内在品质变化的问题显得相当重要。

多胺(polyamine,PA)是激素作用的一种媒介，能够调节植物生长发育[3]，腐胺(putrescine,Put)是多胺生物合成途径的中心产物[4]，Put的可获量与烟碱的合成量有关。茉莉酸(jasmonic acid JA)是伤害作用的一个重要信号分子[5]，能够诱导烟碱的合成。目前，烟草上通过外源喷施Put和JA，研究内源激素含量变化的报道较少。笔者通过打顶后喷施外源物质Put和JA，研究外源物质处理对上部叶内源激素含量的变化，探索二者在对内源物质调控上的作用，以期为今后调控烟株内源激素含量和物质代谢情况奠定基础。

1材料与方法

1.1试验材料供试烟草品种为K326。

1.2试验设计采取水培试验。漂浮育苗烟苗长至7叶1心时，选出整齐的烟苗洗去根部基质后，移入营养液中培养，5 d换一次营养液，烟株长至12叶时进行处理。试验共设4个处理：不打顶(T0)、打顶(T1)、打顶+2 mmol/L Put(T2)、打顶+1 mmol/L JA(T3)。处理当天分别喷施各种物质，同时取未打顶烟株3株作为第一次取样，以后第7、14、21天分别取样一次，重复5次。取上部叶称重后用液氮速冻，于-40 ℃冰箱中保存。

1.3内源激素含量测定激素的提取：样品加提取液后，在冰浴下研磨，转入试管中，在4 ℃下提取4 h, 4 000 r/min离心15 min，取上清液，提取2次合并上清液，过C18柱，在40～45 ℃水浴下冷冻干燥。用样品稀释液定容，涡旋器混匀后用于测定。激素的测定：采用间接酶联免疫吸附分析法(ELISA)[6]。

2结果与分析

2.1不同处理对上部叶片IAA含量的影响由图1可知，正常生长的烟株(不打顶)上部叶IAA含量表现稳定，处理后上部叶IAA含量均呈降低趋势，打顶后21 d烟叶IAA含量降至最低，此时，不同处理的IAA含量由大到小依次为不打顶、打顶、打顶+JA、打顶+Put。由此可知，打顶后不同处理的烟株IAA变化趋势一致，但仍存在差异。表明烟株打顶能够引起IAA含量降低，打顶后通过喷施JA和Put，进一步降低了烟叶中IAA含量，其中喷施Put降低幅度较大。表明打顶后喷施Put和JA，能够加剧烟株内IAA含量降低，对IAA含量降低具有叠加效应。

图1　不同处理对上部叶片IAA含量的影响 Fig.1　Effect of different treatments on IAA content in upper leaves of flue-cured tobacco

2.2不同处理对上部叶片ZR含量的影响由图2可知，不同处理烟叶内ZR含量变化趋势一致，均表现为先增加后降低的趋势，处理后7 d ZR含量增加至最高，而后均降低，直至处理21 d达到最低。说明打顶处理有增加烟叶ZR含量的作用。处理7 d时，不同处理烟叶内ZR含量由大到小依次为打顶、打顶+Put、打顶+JA、不打顶。说明喷施Put和JA对烟叶ZR含量影响不同，喷施Put烟叶ZR含量增加高于喷施JA。在处理14和21 d时，ZR含量由大到小依次为打顶+Put、打顶+JA、打顶、不打顶。尽管烟叶ZR含量降低，但不同处理之间有差异，由此可知，喷施Put和JA在增加烟叶ZR含量上作用不同，喷施Put的增加量明显高于喷施JA。

图2　不同处理对上部叶片ZR含量的影响Fig.2　Effect of different treatments on ZR content in upper leaves of flue-cured tobacco

2.3不同处理对上部叶片ABA含量的影响由图3可知，烟叶ABA含量随生育期的延长逐渐升高，正常生长烟株的烟叶内ABA含量升高幅度较小。打顶处理后，烟叶ABA含量增加明显，且增幅较大。打顶21 d后，喷施JA处理的烟株烟叶ABA含量增幅最大，达186.7 ng/gFW，增加274%；其次是喷施Put处理，达165 ng/gFW，增加255%；打顶处理的ABA含量也达137.5 ng/gFW，增加219%。

图3　不同处理对上部叶片ABA含量的影响Fig.3　Effect of different treatments on ABA content in upper leaves of flue-cured tobacco

2.4不同处理对上部叶片GA3含量的影响由图4可知，打顶处理后，随着烟株生育期的延长，烟叶内GA3含量不断降低，前7 d降低较快，至14 d时有所减缓，14～21 d趋于平稳。总体来看，不打顶处理烟叶GA3含量降低幅度最小，其余处理均降低幅度较大。处理后7 d时，喷施JA和Put处理降低最快，分别降低43.1%和41.3%，但二者差异不显著。处理7～14 d，JA处理降低变缓，Put处理仍保持快速下降趋势，降低到17.3 ng/gFW，降幅达34%。直至处理后21 d时，不同处理GA3含量均保持稳定，由大到小依次为不打顶、打顶、打顶+JA、打顶+Put，各处理烟叶GA3含量分别降幅为26.0%、46.2%、54.9%和63.2%。说明喷施Put和JA 处理对烟叶GA3含量的降低具有叠加效应，其中Put的叠加效应更强。

图4　不同处理对上部叶片GA3含量的影响Fig.4　Effect of different treatments on GA3 content in upper leaves of flue-cured tobacco

3结论与讨论

该试验结果表明，烟株内源激素GA3、ABA、IAA、ZR含量受打顶处理的影响，变化较为明显，不同内源激素有升有降。打顶后，烟株IAA的主要合成部位被去掉，烟叶内源生长素浓度降低。植物通过ABA的信息传递可有效地调整代谢关系，能够对环境胁迫作出积极、主动的适应性反应[7]。该研究中打顶后烟叶ABA含量增加幅度较大，至第14天增加至最大，这印证了韩锦峰等[8]和刘卫群等[9]的研究结果。打顶后，上部叶GA3含量大幅度降低，ZR含量先增加后降低。这表明打顶后烟株内源激素发生了变化，影响了内源激素之间的平衡。

植物生长发育受多种激素相互作用、相互控制，各种植物激素之间的代谢也相互影响。不同外源物质对内源激素的调控不同。该试验中，打顶后使用Put和JA处理，导致烟叶内源IAA和GA3含量降低幅度增加，且喷施Put降低的效果更突出，表明喷施Put和JA可以进一步降低内源IAA和GA3含量，且相对于仅打顶处理，二者均具有叠加效应。这可能是外源Put和JA能够提高IAA氧化酶的活性，也可能是抑制了生长素的生物合成；Put和JA处理后烟叶ABA含量增加，且JA处理增加量较大，这可能是由于机械损伤产生的JA与一定浓度的外源JA两者在整体上表现为协同效应，从而诱导ABA生成增加[10]；不同处理烟株的烟叶ZR含量增加，其中Put处理增加较JA多。说明外源物质可以调节打顶烟株内源激素的含量，且不同物质调节效果不同。

参考文献

[1] 刘卫群,丁永乐,张联合,等.烤烟打顶前后根系激素水平与物质代谢的关系初探[J].植物生理学通讯,2002,38(4):330-332.

[2] BALDWIN I T, ZHANG Z P, DIAB N, et al. Quantification, correlations and manipulations of wound-induced changes in jasmonic acid and nicotine inNicotianasylvestris[J]. Planta,1997,201:397-404.

[3] MARTIN-TANGUY J. Metabolism and function of polyamines in plants: Recent development(new approaches) [J]. Plant growth regulation, 2001,34(1):135-148.

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[5] CHEONG J J,CHOI Y D.Methyl jasmonate as vital substance in plants[J].Trends in genetics,2003,19(7):409-413.

[6] 何钟佩.作物化学控制试验指导[M].北京：北京农业大学出版社，2001：23-26,32-35.

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[8] 韩锦峰,赫冬梅，刘华山，等.不同植物激素处理方法对烤烟内烟碱含量的影响[J].中国烟草学报，2001，7(2)：22-25.

[9] 刘卫群,丁永乐,张联合,等.烤烟打顶前后根系激素水平与物质代谢的关系初探[J].植物生理学通讯,2002,38(4):330-332.

[10] 杨丽文,程新胜,薛泽春，等.机械损伤和茉莉酸甲酯对烟株蛋白酶抑制剂的诱导作用研究[J].中国烟草学报，2006,12(6)：33-34..

Effects of Exogenous Plant Growth Regulators on the Content of Endogenous Hormones in the Leaves of Flue-cured Tobacco

TIAN Xiao-yuan1,2, HAN Jin-feng2, LIU Hua-shan2*

(1. Henan Province Tobacco Company, Zhengzhou, Henan 450018; 2. Henan Agricultural University, Zhengzhou, Henan 450002)

Abstract[Objective] The aim was to study effects of exogenous plant growth regulators on the content of endogenous hormones in the leaves of flue-cured tobacco, and lay a foundation for regulating endogenous hormones content and material metabolism. [Method] A water-culture experiment was conducted to study the effects of exogenous plant growth regulators on the content of IAA, ZR, ABA and GA3 in the leaves of flue-cured tobacco. [Result] Experimental results showed that the contents of IAA and GA3 decreased by topping and the decline rate increased after spraying Put and JA, the better effect was Put; after spraying Put and JA, there had an improvement in ABA content, the better effect was spraying JA; the ZR content also increased in some way, but the increasing rate was little. [Conclusion] Exogenous substances can adjust endogenous hormones content in tobacco leaves after topping, different substances have various adjustment effects.

Key wordsFlue-cured tobacco; Exogenous substances; Topping; Endogenous hormones

作者简介田效园(1982- )，男，河南济源人，硕士，从事烟草栽培生理研究。*通讯作者，教授，博士生导师，从事烟草栽培生理生化研究。

收稿日期2016-03-02

中图分类号S 572

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)08-026-02