复硝酚钠对油茶花芽内源激素和花芽分化率的影响

邹玉玲，钟秋平，葛晓宁，曹林青，罗 帅，郭红艳，周幼成，刘微芬

（中国林业科学研究院 亚热带林业实验中心，江西 分宜 336600）

油茶Camellia oleifera为山茶科Theaceae 山茶属Camellia灌木或小乔木，是我国特有的木本食用油料树种，与油棕Elaeis guineensis、油橄榄Olea europaea和椰子Cocos nucifera并称为世界四大木本食用油树种[1-3]。茶油是优质的食用植物油，不饱和脂肪酸（油酸、亚油酸、亚麻酸等）含量高达90%以上，有“东方橄榄油”之称[4-5]。油茶经济价值高、适应性强、用途广，具有较高的综合利用价值[6]。我国油茶林栽培面积逐年增加，但是存在大小年、油茶产量偏低等问题，制约着油茶产业的发展，而花芽分化率与油茶产量密切相关[7]。

花芽分化是植物由营养生长向生殖生长转变的关键阶段，是一个复杂的形态建成过程[8]。植物花芽分化不仅受环境因子的影响，还受多种内部因子（糖类、内源激素等）的共同作用与调控，其中，内源激素与植物花芽分化有密切的关系[9-10]。 植物花芽分化分为生理分化期和形态分化期，生理分化是形态分化的基础，而生理分化期内源激素的含量水平影响花芽的形态分化，形态分化期内源激素含量水平影响花芽的形态建成[11-13]。为促进花芽分化，在花期通过喷施植物生长调节剂来影响植物内源激素水平的方法已在油橄榄、油桐Vernicia fordii、苹果Malus pumila等植物上应用，并取得显著效果[14-16]。复硝酚钠（compound sodium nitrophenolate，CSN）是5-硝基愈创木酚钠、邻硝基苯酚钠和对硝基苯酚钠等3 种硝基苯酚类化合物的混合制剂，为单硝化愈创木酚钠盐，是一种强力细胞赋活剂，与植物接触后能迅速渗透到植物体内，促进细胞的原生质流动，提高细胞活力，促进花芽分化[17]。复硝酚钠作为一种优良的生长调节剂，已被广泛应用于农作物、花卉和果树，如番茄Lycopersicon esculentum、菊花Dendranthema morifolium和库尔勒香梨Pyrus brestschneideri等，能显著促进保花保果，提高产量和品质[18-20]，而关于喷施复硝酚钠对油茶花芽分化影响的研究鲜有报道。文中以9年生‘长林4号’油茶为试验对象，探究不同浓度的复硝酚钠对油茶花芽内源激素及花芽分化率的影响，分析油茶花芽内源激素与花芽分化率之间的相关性，以期提高油茶的花芽分化率，为提高油茶产量提供参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验地位于江西省分宜县中国林业科学研究院亚热带林业实验中心油茶繁育基地（114°29′E，27°33′N），为低山丘陵地形，海拔100 m，属亚热带季风性湿润气候，年平均气温17.2 ℃，年平均降水量1 600 mm，降水主要集中在春夏季（3—6月），全年无霜期270 d。试验地面积1.33 hm2， 土壤为红壤土。

1.2 试验材料

试验材料为9年生优良无性系‘长林4 号’油茶，选择生长良好、长势一致的植株，树高1.8 ～2.5 m，地径6.5 ～9.0 cm，冠幅1.8 ～2.5 m。 在试验前期，将试验树编号并挂牌标记，根据生长势、枝位以及枝直径等指标选出标准枝，并分别标记。

1.3 试验设计

2017年4月开始实施试验。采用单因素试验设计，共设5 个处理和1 个空白对照组。5 个处理分别为1.8%复硝酚钠水剂稀释4 000 倍（A1）、2 000 倍（A2）、1 000 倍（A3）、500 倍（A4）、250 倍（A5），以纯水为对照（CK）。每个处理设3 个重复，每个重复6 株，处理之间留1 株作为保护株，行间留1 行作为保护行。2017年4月7 日（春梢仍在进行营养生长）进行第1 次叶面喷施，其后每隔2 周进行叶面喷施，对照组喷施清水，喷施至滴水状为止，2017年8月2 日（花芽形态分化已完成）结束喷施。

1.4 采样与测定方法

参照课题组前期对试验地油茶优良无性系‘长林4 号’花芽分化时期的观察结果[21]，分别于2017年4月20 日（花芽未分化期）、5月20 日（生理分化期）、6月3 日（萼片形成期）、6月17 日（花瓣形成期）、7月3 日（雌雄蕊形成期）、8月5 日（子房和花药形成期）和8月25 日（雌雄蕊成熟期）采集当年生新梢的花芽，共采样7 次，每个处理收集花芽1.5 g，各3 次重复，分别放置在锡箔纸内，迅速置于液氮中速冻，超低温冰箱保存备用，用于花芽内源激素、可溶性糖和可溶性蛋白含量的测定。

花芽内源激素IAA、GA3、ZR 与ABA 的含量采用酶联免疫法（ELISA）测定，试剂盒来源为中国农业大学农学与生物技术学院。叶片可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定，叶片可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G-250 染色法测定。

2017年8月28 日统计花芽和叶芽的数量，计算花芽分化率。花芽分化率为花芽数占总芽（花芽+叶芽）数的百分比。

1.5 统计分析

试验数据采用Excel 2016 和SPSS Statistics 17.0 软件进行Duncan 多重比较、Kendall 显著差异性分析和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 复硝酚钠浓度对油茶花芽内源激素含量的影响

2.1.1 复硝酚钠浓度对油茶花芽ABA 含量的影响

复硝酚钠浓度对油茶花芽ABA 含量的影响如图1 所示。由图1 可见，随着花芽分化的进行，油茶花芽ABA 含量大体表现为“下降—上升—下降”的动态变化。花芽未分化期—萼片形成期，各处理组花芽的ABA 含量迅速下降，A2 处理花芽的ABA 含量在生理分化期下降至谷值，A1、A4 和A5 处理均在萼片形成期降至最低值。随后，各处理组花芽ABA 含量小幅上升，A2 处理花芽的ABA含量在萼片形成期升至峰值（127.65 ng/g）， A1、A4 和A5 处理在花瓣形成期升至最高值。然后，花芽的ABA 含量呈平行下降趋势。在花芽未分化时期，所有处理花芽的ABA 含量均高于对照，说明喷施复硝酚钠有助于提高花芽未分化时期ABA 含量水平。在花瓣形成期，A1、A4 和A5处理花芽的ABA 含量达到峰值，其中A1 处理花芽的ABA 含量高于对照，说明喷施复硝酚钠有助于花芽形态分化前期脱落酸含量的积累；在花芽形态分化后期，复硝酚钠使花芽ABA 含量下降且低于对照。

图1 复硝酚钠浓度对油茶花芽ABA 含量的影响Fig.1 Effects of CSN concentrations on ABA content in C.oleifera flower bud

2.1.2 复硝酚钠浓度对油茶花芽ZR 含量的影响

复硝酚钠浓度对油茶花芽ZR 含量的影响如图2 所示。由图2 可见，花芽分化过程中，油茶花芽内源ZR 含量大体表现出“上升—下降—上升—下降—上升”的变化趋势。花芽未分化期—生理分化期，各处理组花芽的ZR 含量迅速上升。生理分化期—萼片形成期下降，A1、A2、A4 和A5 处理花芽的ZR 含量在萼片形成期均降至最低值。随后，各处理组花芽ZR 含量大幅上升，A1 处理花芽的ZR 含量在花瓣形成期升至最高值（20.70 ng/g）， A2、A4 和A5 处理均在雌雄蕊形成期升至最高值（19.13、20.53 和20.49 ng/g）。然后花芽的ZR 含量呈下降趋势。花芽未分化期—萼片形成期，对照组花芽的ZR 含量缓慢上升，而后平缓下降，直至花瓣形成期，随后迅速上升，在子房和花药形成期达到最高值，之后逐渐降低。在花瓣形成期，各处理花芽的ZR 含量升高，且A1 处理的花芽ZR 含量达到峰值，说明复硝酚钠可以使花芽ZR 含量的升高提前。在试验水平范围内，各复硝酚钠处理均可使花芽形态分化期ZR 含量的升高提前。

图2 复硝酚钠浓度对油茶花芽ZR 含量的影响Fig.2 Effects of CSN concentrations on ZR content in C.oleifera flower bud

2.1.3 复硝酚钠浓度对油茶花芽GA3含量的影响

复硝酚钠浓度对油茶花芽GA3含量的影响如图3 所示。由图3 可见，随着花芽分化的进行，5组处理的油茶花芽GA3含量表现出“上升—下降”的动态变化。处理组花芽的GA3含量，花芽未分化期—萼片形成期缓慢上升，萼片形成期—雌雄蕊形成期急剧上升，A1 处理花芽的GA3含量在花瓣形成期升至最高值（17.12 ng/g），A2、A4 和A5 处理均在雌雄蕊形成期升至最高水平（20.40、18.12、18.01 ng/g），然后大幅下降。对照组花芽的GA3含量，在花芽未分化期—花瓣形成期缓慢上升，在花瓣形成期—雌雄蕊形成期急剧上升，然后迅速降低。萼片形成期之前，GA3含量一直处于较低水平的波动中，复硝酚钠处理的花芽IAA 含量与对照组无明显差别。对照组花芽IAA含量在花瓣形成期达到最大值，而复硝酚钠处理的花芽IAA 含量在花瓣形成期和雌雄蕊形成期达到峰值。因此，在花芽形态分化期，复硝酚钠处理使花芽GA3含量于花瓣形成期提前增加。

图3 复硝酚钠浓度对油茶花芽GA3 含量的影响Fig.3 Effects of CSN concentrations on GA3 content in C.oleifera flower bud

2.1.4 复硝酚钠浓度对油茶花芽IAA 含量的影响

复硝酚钠浓度对油茶花芽IAA 含量的影响如图4 所示。由图4 可见，随着花芽分化的进行，油茶花芽IAA 的含量总体呈现“上升—下降”的变化趋势，与GA3的变化规律相似。在花芽未分化期—萼片形成期，各处理组花芽的IAA 含量缓慢升高，之后迅速升高，A1、A2 和A4 处理花芽的IAA 含量在花瓣形成期达到峰值（153.63、162.01 和168.84 ng/g）；A3 和A5处理花芽的IAA 含量在子房和花药形成期达到最大值（134.06 和150.32 ng/g），然后呈平行下降趋势。对照组花芽的IAA 含量在子房和花药形成期上升至最大值（147.87 ng/g），随后缓慢下降。对照组花芽IAA 含量在子房和花药形成期达到最大值，而复硝酚钠处理的花芽IAA 含量在花瓣形成期和雌雄蕊形成期达到峰值，复硝酚钠处理提前了花芽IAA 含量升高的时间。综上所述，复硝酚钠处理提高了花瓣形成期花芽IAA 的含量，并提前使花芽IAA 含量达到最大值。

图4 复硝酚钠浓度对油茶花芽IAA 含量的影响Fig.4 Effects of CSN concentrations on IAA content in C.oleifera flower bud

2.2 复硝酚钠浓度对油茶叶片营养物质含量的影响

2.2.1 复硝酚钠浓度对油茶叶片可溶性糖含量的影响

复硝酚钠浓度对油茶花芽分化时期叶片中可溶性糖含量的影响如图5 所示。由图5 可见，随着花芽分化的进行，油茶叶片可溶性糖的含量总体呈“升高—降低—升高”的变化趋势。在花芽未分化期—雌雄蕊形成期，油茶叶片的可溶性糖含量急剧上升，A1 处理可溶性糖的含量在花瓣形成期达到最大值，A2、A4 和A5 处理在雌雄蕊成熟期达到峰值。随后可溶性糖的含量迅速下降，均在子房和花药形成期降至谷值，然后平行上升。在花芽生理分化期，喷施复硝酚钠对油茶花芽可溶性糖含量无显著影响；在花芽形态分化期，喷施复硝酚钠使叶片可溶性糖含量降低，低于对照组。其中，在花芽形态分化前期，A1 处理使叶片可溶性糖含量升高，A2、A3、A4 处理使叶片可溶性糖含量呈现一定的消长变化，且低于CK 组中叶片可溶性糖的含量。在花芽分化后期，叶片可溶性糖含量呈上升的趋势。综上所述，复硝酚钠处理使叶片可溶性糖含量总体呈上升的变化趋势，与对照相比，复硝酚钠处理降低花芽形态分化时期叶片可溶性糖的含量。

2.2.2 复硝酚钠浓度对油茶叶片可溶性蛋白含量的影响

复硝酚钠浓度对油茶花芽分化时期叶片可溶性蛋白含量的影响如图6 所示。由图6 可见，随着花芽分化的进行，油茶叶片可溶性蛋白的含量呈“降低—升高”的变化趋势。在生理分化期，叶片可溶性蛋白的含量达到最大值，进入花芽形态分化时期叶片可溶性蛋白含量降低，至花芽分化后期呈上升的变化趋势。其中，在花芽生理分化时期，A1、A3、A4、A5 处理使油茶可溶性蛋白含量高于对照组，A2 处理的油茶叶片可溶性蛋白含量低于对照组。在花芽形态分化时期，喷施不同浓度的复硝酚钠使油茶叶片可溶性蛋白含量呈一定的消长变化趋势，其中A1、A2、A4 处理的油茶叶片可溶性蛋白含量低于对照组。在花芽形态分化后期，A2、A3、A4、A5 处理使叶片可溶性蛋白含量高于对照，总体呈上升趋势。综上所述，与对照相比，复硝酚钠处理使花芽形态分化后期的叶片可溶性蛋白含量升高。

图5 复硝酚钠浓度对油茶花芽分化时期叶片可溶性糖含量的影响Fig.5 Effects of CSN concentrations on soluble sugar content in leaf during C.oleifera flower bud differentiation

图6 复硝酚钠浓度对油茶花芽分化时期叶片可溶性蛋白含量的影响Fig.6 Effects of CSN concentrations on soluble protein content in leaf during C.oleifera flower bud differentiation

2.3 复硝酚钠浓度对油茶花芽分化率的影响

复硝酚钠浓度对油茶花芽分化率的影响如图7 所示。由图7 可见，喷施复硝酚钠可以提高油茶花芽分化率，A1、A2 处理可显著提高油茶花芽分化率。在试验水平范围内，使用2 000 倍的复硝酚钠水剂稀释液进行喷施，花芽分化率最高。与CK相比，A1 处理的油茶花芽分化率显著提高，提高幅度为38.64%，A2 处理次之，其花芽分化率提高了24.22%，而A3 和A4 处理对油茶花芽分化率的影响不显著，A5 处理的花芽分化显著低于对照。说明在试验水平范围内，喷施低浓度的复硝酚钠可以有效提高油茶花芽分化率，当稀释程度为 2 000 倍时，油茶花芽分化率最高。

图7 复硝酚钠浓度对油茶花芽分化率的影响Fig.7 Effects of CSN concentrations on flower bud differentiation rate in C.oleifera

2.4 复硝酚钠浓度及油茶花芽和叶片各指标间的相关性

2.4.1 复硝酚钠浓度、油茶花芽内源激素含量及花芽分化率间的相关性

复硝酚钠浓度与油茶花芽内源激素含量的相关系数见表1。由表1 可知，复硝酚钠浓度与油茶花芽未分化期和花瓣形成期花芽ABA 含量呈极显著负相关（P＜0.01）；复硝酚钠浓度与油茶子房和花药形成期、雌雄蕊形成期花芽GA3含量均呈极显著正相关（P＜0.01）；复硝酚钠浓度与油茶生理分化期花芽IAA 含量呈极显著负相关（P＜ 0.01），复硝酚钠浓度与油茶萼片形成期、子房和花药形成期及雌雄蕊形成期花芽IAA 含量均呈显著正相关（P＜0.05）。

花芽分化率与油茶花芽内源激素含量的相关系数见表1。由表1 可知，花瓣形成期花芽ABA含量与花芽分化率呈显著正相关（P＜0.05）；花瓣形成期花芽ZR 含量与花芽分化率呈显著正相关（P＜0.05），子房和花药形成期花芽ZR 含量与花芽分化率呈极显著负相关（P＜0.01）；花瓣形成期花芽GA3含量与花芽分化率呈显著正相关 （P＜0.05），子房和花药形成期花芽GA3含量与花芽分化率呈极显著负相关（P＜0.01）；生理分化期、花瓣形成期和雌雄蕊形成期花芽IAA 含量与花芽分化率呈显著正相关（P＜0.05），萼片形成期、子房和花药形成期花芽IAA 含量与花芽分化率呈极显著负相关（P＜0.01）。

表1 复硝酚钠浓度与油茶花芽内源激素含量的相关系数†Table 1 Correlation coefficients between CSN concentration and endogenous hormones contents in C.oleifera flower bud

复硝酚钠浓度与油茶花芽分化率的相关系数为-0.737，呈极显著负相关（P＜0.01）。

因此，在试验水平范围内，喷施较低浓度复硝酚钠可能通过调控不同时期的油茶花芽内源ABA、ZR、GA3、IAA 的含量来影响油茶花芽内源激素之间的平衡，从而提高花瓣形成期油茶花芽的内源激素含量，进而提高油茶花芽分化率。

2.4.2 复硝酚钠处理下油茶花芽内源激素含量间的相关性

复硝酚钠处理下油茶花芽形态分化时期内源激素含量间的相关系数见表2。由表2 可知，在萼片形成期，花芽ABA 含量与ZR 含量呈极显著正相关（P＜0.01），花芽ABA 含量与GA3含量呈极显著正相关（P＜0.01），花芽ZR 含量与GA3含量呈极显著正相关（P＜0.01），花芽ZR 含量与IAA 含量呈极显著正相关（P＜0.01），花芽IAA 含量与GA3含量呈显著正相关（P＜0.05）。在花瓣形成期，花芽ABA 含量与ZR 含量呈显著正相关（P＜0.05），花芽ZR 含量与GA3含量呈极显著正相关（P＜0.01），花芽ZR 含量与IAA含量呈极显著正相关（P＜0.01），花芽IAA 含量与GA3含量呈极显著正相关（P＜0.01）。在雌雄蕊形成期，花芽ZR 含量与GA3含量呈极显著正相关（P＜0.01），花芽ZR 含量与IAA 含量呈极显著正相关（P＜0.01），花芽IAA 含量与GA3含量呈极显著正相关（P＜0.01）。在子房和花药形成期，花芽ABA 含量与IAA 含量呈显著正相关（P＜0.05），花芽ZR 含量与GA3含量呈极显著正相关（P＜0.01），花芽ZR 含量与IAA含量呈极显著正相关（P＜0.01），花芽IAA 含量与GA3含量呈极显著正相关（P＜0.01）。在雌雄蕊成熟期，花芽ABA 含量与IAA 含量呈极显著负相关（P＜0.01），花芽ZR 含量与IAA 含量呈显著负相关（P＜0.05），花芽IAA 含量与GA3含量呈显著正相关（P＜0.05）。

表2 复硝酚钠处理下油茶花芽形态分化时期内源激素含量间的相关系数Table 2 Correlation coefficients between endogenous hormones contents under CSN treatments during flower bud morphological differentiation in C.oleifera

2.4.3 复硝酚钠处理下油茶叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量与花芽分化率的相关性

复硝酚钠处理下油茶叶片可溶性糖、可溶性蛋白含量与花芽分化率的相关系数见表3。由表3可知，在生理分化期，叶片可溶性糖含量与花芽分化率呈显著负相关（P＜0.05）；在生理分化期、花瓣形成期、雌雄蕊形成期、子房和花药形成期，叶片可溶性蛋白含量与花芽分化率呈极显著负相关（P＜0.01）。

表3 复硝酚钠处理下油茶叶片可溶性糖含量、可溶性蛋白含量与花芽分化率的相关系数Table 3 Correlation coefficients of folwer bud differentiation rate with soluble sugar content and soluble protein content in C.oleifera leaf under CSN treatments

3 结论与讨论

本研究结果表明：在试验水平范围内，喷施低浓度复硝酚钠有利于提高油茶花芽分化率，提高油茶花芽分化率的最佳复硝酚钠稀释程度为 2 000 倍。喷施低浓度的复硝酚钠使油茶花芽ABA含量先升高、后降低，GA3含量先升高、后降低，ZR 含量升高，IAA 含量先升高、后降低；喷施低浓度的复硝酚钠使油茶叶片可溶性糖含量降低，可溶性蛋白含量先降低、后升高。由相关性分析结果可知，在试验水平范围内，喷施低浓度复硝酚钠可能通过提高花瓣形成期油茶花芽的ZR、IAA、GA3含量，降低油茶叶片的可溶性糖和可溶性蛋白含量，进而提高油茶花芽分化率。

复硝酚钠是一种高效的新型植物生长调节剂，既能促进生长发育，又能促进花芽分化，保花保果，改善品质，有效协调植物营养生长与生殖生长的分配关系[22]。已有研究结果证实，喷施低浓度的复硝酚钠能促进植株生长，增加花蕾数，提高坐果率，且能促进叶片中可溶性糖和可溶性蛋白的有效外运[23]。本研究结果表明：在试验水平范围内，喷施复硝酚钠有利于提高油茶花芽分化率，提高油茶花芽分化率的复硝酚钠最佳稀释程度为 2 000 倍。这与薛珠政等[24]的研究结果相似。

植物生长调节剂通过改变植物内源激素的含量来调节植物体的代谢水平，从而影响植物的开花和坐果[25]。脱落酸能促进淀粉、糖和细胞分裂素类物质的积累，有利于植物的生殖生长。脱落酸也能诱导植物休眠，使生长点处细胞停止生长，以致不能成花[26]。赤霉素途径是植物成花4 种途径之一，适宜浓度的赤霉素处理能促使植株提前开花[27]。生长素对花芽分化的作用存在争议，有研究结果表明在生理分化期低浓度的生长素有利于花芽分化，但也有研究中发现生长素是花芽形成的抑制因子[28]。可溶性蛋白既是成花转化的结构物质，又是不可缺少的重要营养物质，植物成花过程中其在植物不同器官中的含量均会发生明显变化[29]。糖类是能量的供应者，直接参与花孕育的调节过程。可溶性总糖是植物体内一种易于利用的能量形式，其含量的多少反映了生命体代谢活力的高低。刘海英等[19]研究了复硝酚钠对菊花花芽生理特性的影响，结果表明喷施复硝酚钠使可溶性糖和可溶性蛋白含量降低；薛珠政等[24]经研究发现，在番茄花蕾期和坐果期喷施复硝酚钠可增加番茄花蕾数，提高坐果率。本研究结果表明：油茶花期喷施2 000 倍的复硝酚钠稀释液使ABA、GA3和IAA 含量先升高、后降低，ZR 含量升高。由此可知，喷施低浓度的复硝酚钠可能通过调节油茶花芽的内源激素含量，来影响油茶花芽分化率；喷施低浓度的复硝酚钠使油茶叶片可溶性糖含量降低，可溶性蛋白含量先降低、后升高，这与刘海英等[19]的研究结果相似，可能与复硝酚钠能够促进油茶叶片中可溶性糖和可溶性蛋白的有效外运有关，为其较强的促进花芽形成效应提供了重要的生理学基础。本研究中通过对各测定指标进行相关性分析得出，花瓣形成期油茶花芽ABA、ZR、GA3和IAA 含量与花芽分化率均呈显著正相关（P＜0.05）；在花芽分化过程中，ZR、GA3和IAA 含量三者间呈极显著正相关（P＜0.01），说明低浓度的复硝酚钠可能通过调控油茶雌蕊内源激素之间的平衡来降低花芽形态分化后期的ABA 含量，提高花瓣形成期油茶花芽的ZR、IAA、GA3含量，进而提高油茶花芽分化率。此外，花瓣形成期油茶花芽各内源激素含量与花芽分化率显著相关，其机理有待进一步研究探讨。本研究中就复硝酚钠对油茶开花过程中花芽内源激素含量、叶片可溶性糖含量、叶片可溶性蛋白含量与花芽分化率的影响进行了初步研究，而复硝酚钠对油茶花芽其他内含物质是否存在影响有待进一步研究。