外源生长素和赤霉素对叶用莴苣生长的影响

陈 晨，李秉妍，范双喜，郝敬虹

(北京农学院 植物科学技术学院/农业应用新技术北京市重点试验室，北京 102206)

植物生长受各种内外因素的调节和控制[1]，植物激素的作用在其中是必不可少的[2-3]。植物激素在生产中广泛应用于调节植物生长，如多效唑、矮壮素等植物生长调节剂有抑制作物细胞伸长，使植株变矮的作用[4]，同时，植物也受多种内源激素的调控，如生长素(IAA)、赤霉素(GA3)等都有促进植株生长的作用[5]。植物激素调节植物的生长从来都不是单一的，还会通过激素间的互相作用调节和控制植物的生长发育[6]。然而，对于混合喷施外源激素对植物生长的影响鲜见报道。因此，开展本研究，分析单独喷施外源生长素、赤霉素以及生长素和赤霉素混合喷施对叶用莴苣(Lactucasativa.L)[7-8]生长及其内源激素含量的影响。喷施外源植物生长调节剂调控植物生长发育，可以加快生长进程，为育种工作的开展提供更好的技术手段，为进一步探明外源激素协同调控叶用莴苣生长发育的内在机制奠定基础。

1 材料与方法

1.1 供试材料及处理

试验于2018年3～6月在北京农学院东大地连栋温室进行，选用叶用莴苣品种GB-31(实验室保存编号)为试材，于6叶1心时，选择长势一致、生长健康的叶用莴苣进行处理。叶用莴苣外源激素喷施试验共设4个处理：40 mg/kg生长素喷施；25 mg/kg赤霉素喷施；40 mg/kg生长素+25 mg/kg赤霉素混合喷施，以喷清水作对照(CK)。单独喷施生长素的处理于喷施后0、2、4、6、8、12、18 d观察植株生长状况，喷施赤霉素和生长素、赤霉素混合喷施的处理于喷施后0、2、4、6、8、12 d观察植株生长状况，每时期每个处理随机选取10株植株进行观察并拍照。并在同一时期取植株中部功能叶片，液氮速冻后-80 ℃保存备用，用于测定内源激素的含量，单株取样为1次重复，共3次重复。

1.2 内源激素含量的测量

采用酶联免疫分析法测定内源激素含量，ELISA试剂盒由中国农业大学提供，所测激素为赤霉素(GA)、生长素(IAA)、脱落酸(ABA)、油菜素内酯(BR)。样品处理：称取0.5 g植物样品，加2 mL品样品提取液，在冰浴下研磨成匀浆，转入5 mL离心管，再用2 mL，提取液分次冲洗研钵并转入离心管中。在4 ℃下提取8 h，3 000～4 000 r/min离离心15～20 min，取上清液，记录体积，残渣弃去。上清液通过Sep-PackC18固相萃取柱，将过柱后的样品转入离心管中，用氮气吹干提取液中的甲醇，用样品稀释液定容至2 mL。在BIO-RAD Mode 550 酶联免疫仪上读数，波长为490 nm。

采用Excel 2016进行数据处理，试验数据采用均数±标准差表示。使用SPPS 20.0软件进行差异显着性分析，采用OriginPro9.0软件作图。

2 结果与分析

2.1 喷施外源生长素和赤霉素对叶用莴苣生长的影响

不管是单独喷施外源激素还是混合喷施，短时间处理都能不同程度地促进叶用莴苣生长，但长时间处理导致茎迅速伸长。如图1，对照植株茎长变化不明显，叶片宽大，叶柄短，花茎强壮，植株生长健康，生长势良好；单独喷施生长素 9 d内能够促进植株生长，之后茎明显伸长，较为健壮，叶片宽大，植株生长健康，生长势良好；单独喷施赤霉素以及赤霉素、生长素混合喷施3 d后植株生长迅速，之后茎的伸长变化非常明显，其中单独喷施赤霉素后，茎伸长速度快，但是茎较为细弱，植株生长势弱；赤霉素、生长素混合喷施的处理中，茎伸长速度较快，且茎较为粗壮，植株生长势良好。

图1 不同外源激素处理后叶用莴苣生长变化Fig.1 The growth change of lettuce after different exogenous hormones treatments

2.2 单独和混合喷施外源生长素和赤霉素后叶用莴苣内源激素含量的变化

2.3.1 赤霉素 如图2所示，外源激素处理后，3个处理叶用莴苣叶片赤霉素含量变化趋势相似，都呈先下降后上升再下降的趋势，且皆在第4天达到峰值，其中，单独喷施赤霉素的处理植株叶中赤霉素浓度最高，生长素、赤霉素混合喷施次之，生长素单独喷施的处理中赤霉素浓度最低，第4天仅达到18.68 ng/g，但均高于对照叶中赤霉素含量。清水喷施后，对照植株叶片中赤霉素浓度不断降低，第4天起趋于稳定，保持在4.5 ng/g左右。

2.3.2 生长素 随着处理时间的延长，喷清水后，对照叶片中生长素浓度缓慢下降，第4天降为最低值12.41 ng/g，然后缓慢上升，在第12天趋于平缓。不同激素处理后，叶片中生长素含量变化不同，喷施生长素后，叶片中生长素含量缓慢上升，第6天达到最高值42.27 ng/g，第8天起迅速下降为19.77 ng/g，接下来生长素浓度缓慢上升，第18天上升为25.87 ng/g。喷施赤霉素后，叶片中的生长素含量先下降，后上升，在第6天达到峰值30.76 ng/g，然后下降，第12 天又迅速上升。生长素、赤霉素混合喷施后，植株叶片中的生长素浓度先下降后上升，第4～8天维持在较高浓度，第12天则降为19.78 ng/g。

2.3.3 脱落酸 由图2可知，外源生长素、赤霉素处理后，3个处理叶用莴苣叶片中ABA含量变化趋势相似，均在喷施激素的处理在第4 天浓度达到最高值，然后迅速下降，保持在较低水平，而喷施清水处理的对照中ABA含量一直上升，自第12天起保持在较高水平。

2.3.4 油菜素内酯 由图2可以看出，不同处理中BR含量变化没有明显趋势，外源喷施生长素和生长素、赤霉素混合喷施叶片中BR含量都会上升，生长素、赤霉素混合喷施处理中叶片BR浓度在达到最高值后逐渐下降，单独喷施生长素的处理中BR含量在第4天达到峰值后有所下降但在第8天后上升且一直保持在较高水平，单独喷施赤霉素后，茎中BR含量在第6天前一直维持在较低水平，第6天迅速上升，而对照中，叶中BR含量除了在第4～8天出现短暂上升外一直维持在较低水平。

图2 不同外源激素处理后叶用莴苣生长过程中内源激素含量的变化Fig.2 The endogenous hormones contents in lettuce after different exogenous hormones treatments

3 讨 论

植物的生长发育是一个很复杂的过程，受到环境、激素等多方面的因素影响，植物激素对植物的生长发育的调节并不是单一的，而是受多种激素共同调节的结果，而且受激素间的相互作用控制和调节植物的生长。

外源喷施赤霉素能显著促进叶用莴苣植株生长。清水喷施植株后，植株在处理第30天才出现了茎开始抽长的迹象；赤霉素单独喷施、赤霉素和生长素混合喷施后，植株第3天就出现茎抽长迹象，植株生长迅速，随着时间的增加，茎长显著增长；单独喷施生长素也能促进茎的抽长，在处理9天内能促进植株生长，之后茎开始明显抽长，且在处理第24天茎长出现显著增长。此外，单独喷施生长素、赤霉素以及赤霉素和生长素混合喷施植株处理均可以促进植株叶中内源赤霉素含量的增加，其中喷施赤霉素效果最明显；单独喷施生长素、赤霉素、赤霉素和生长素混合喷施植株后，在植株发育生长前期，处理叶片中的生长素含量均高于对照，其中单独喷施生长素处理效果最为明显，在植株茎出现抽长变化后，处理叶片中生长素含量迅速下降，在植株生长进入营养生长后期与生殖生长前期临界点又迅速上升，推测植株内生长素含量的降低有利于花芽分化，这与覃喜军[9]的研究结果相似。

相比较对照，处理中叶片ABA含量在处理前期出现峰值，后迅速下降，在后期，处理叶片ABA含量均低于对照。关于ABA与植株生长的关系，目前认识不一，Hoad等分析了苹果、梨等果实扩散的ABA，认为ABA与植株生殖生长没有关联性[10]，苏净则认为ABA促进花芽分化，外源喷施ABA使成花抑制基因TFL1下调表达[11]，在本研究中，前期处理叶片中ABA含量出现峰值，高于对照，到处理后期，叶片中ABA含量迅速下降，推测ABA在植株生长前期的积累有利于促进植株的生长进程，促进植株由营养生长进入生殖生长的进程。关于BR对植株生长的影响还未见报道，本实验得出，不同激素喷施植株，在植株茎出现明显抽长变化后，叶中BR浓度都有所下降，因此推测低浓度的BR会促进叶用莴苣茎的抽长，这与刘慧[12]等的研究结果相似。

未进行外源激素喷施处理的叶用莴苣植株，在开始处理后第30天茎才开始出现抽长的现象。低浓度外源赤霉素可以有效促进植物的生长，喷施赤霉素后，叶用莴苣茎长增长速度明显加快，但是植株茎比较细弱，生长势较弱。喷施外源生长素亦可促进植株生长，促进作用没有喷施赤霉素明显，第9天植株生长明显且茎长表现出增长的现象，茎比较粗壮，叶片宽厚，植株生长势强。外源赤霉素、生长素混合喷施后，能够在短时间内显著促进植株生长，且茎较单独喷施赤霉素更为健壮，因此在田间栽培时，短时间生长素和赤霉素混合喷施有利于叶用莴苣的生长，但是长时间喷施导致其茎迅速伸长，不利于商品品质的形成。