植物生长调节物质对甜菜（Beta Vulgaris L.）抽苔调控及其机理的研究

【摘要】： 本研究通过田间试验和人工气候箱培养相结合的方法，在甜菜幼苗1～3对真叶时利用赤霉素(GA_3)、生长素(IAA)、奈乙酸(NAA)和激动素(KT)等生长调节物质处理茎生长点，筛选促进甜菜当年抽苔的植物生长物质及剂量；同时利用脱落酸(ABA)、马来酰肼(MH)、烯效唑(S-3307)和多效唑(PP333)等处理经温光诱导当年抽苔的甜菜幼苗，筛选对当年抽苔逆转有效的种类和剂量，并通过测定内源激素含量、相关酶活性、可溶性蛋白质含量和氨基酸组分及脂肪酸含量及其组分的变化，探讨甜菜当年抽苔和抽苔逆转的机理，得到如下结论： 1 促进甜菜幼苗当年抽苔最有效的植物生长调节物质为GA_3，处理最佳时期为1对真叶完全展开时，不同品种处理的最佳浓度有差异，甜研7号为40mg／L，甜研8号为45mg／L；GA_3+KT和GA_3+ABA促进抽苔与浓度总量无关，而与两种调节物质的浓度比有关。ABA和MH可以使经温光诱导能够抽苔的甜菜植株抽苔得到逆转，处理的最适浓度分别为20mg／L和350mg／L；烯效唑(S-3307)和多效唑(PP333)可以抑制甜菜抽苔，最佳浓度分别为500mg／L和140mg／L。 2 甜菜抽苔和抽苔逆转是受内源激素含量及其平衡所调控。GA_3诱导和温光诱导甜菜幼苗抽苔过程中，内源激素GA_3、ABA含量增加，且变化规律一致，说明在抽苔过程中GA_3和ABA始终保持着一种平衡关系，正是这种平衡关系对甜菜抽苔起着重要的调节作用；抽苔逆转中内源激素GA_3、ZRs含量降低、ABA含量升高，并首次提出抽苔逆转受ABA，GA_3和ZRs平衡的调控，进一步说明外源激素通过调节内源激素的变化对抽苔的性状起到控制作用。 3 GA_3促进甜菜抽苔过程中，POD活性在抽苔前迅速降低，抽苔后升高，同工酶谱带迁移位置也有差异；抽苔逆转过程中POD活性增强，POD同工酶谱带也发生相应的变化，因此，过氧化物酶的变化与抽苔关系密切。促进抽苔过程中CAT活性升高；气孔导度和光合速率迅速增加，蒸腾速率下降；抽苔逆转过程中CAT活性，光合速率、蒸腾速率和气孔导度都下降；抽苔逆转后这些指标逐渐接近正常不抽苔的水平。 4 甜菜抽苔和抽苔逆转过程中蛋白质及蛋白质氨基酸的含量发生了变化。促进甜菜当年抽苔过程中，蛋白质含量增加，蛋白质氨基酸中Lue, Thr, Ser, Gly, Met, Asp, Glu, Ala, Lys等组分呈规律性变化，说明抽苔与这些氨基酸的变化有关；抽苔逆转过程中蛋白质含量逐渐降低，逆转后接近正常不抽苔水平，蛋白质氨基酸中Met, Asp, Ser, Thr, Gly, Ala, Pro, Tyr, Lys, Phe, Arg, His含量发生变化，且与温光诱导抽苔处理的变化不同，抽苔 东北农业大学博士学位论文 一 逆转后与正常不抽苔处理含量接近，说明抽苔逆转与这几种氨基酸含量的变化有关。 5本研究首次探讨了酣菜抽苔与抽苔逆转过程中脂肪酸含量及其组分的变化，研究表 明在促进甜菜抽苔过程中，饱和脂肪酸（棕桐酸＋硬脂酸）含量迅速上升；不饱和脂肪 酸（油酸、亚油酸和亚麻酸）含量下降；不饱和脂肪酸／饱和脂肪酸的比例下降，说明 抽苔过程中膜的流动性减小，透性降低，防止养分外渗，提高养分的利用率；与当年抽 苔的脂肪酸含量的变化相反，抽苔逆转过程中饱和脂肪酸含量下降，不饱和脂肪酸含量 增加，饱和脂肪酸含量低于正常不抽苔，不饱和脂肪酸及不饱和脂肪酸／饱和脂肪酸的 比值高于正常不抽苔。饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的含量分别由棕搁酸和亚麻酸的含量 决定。 6调控甜菜抽苔过程中叶片细胞超微结构发生变化。GA3处理后抽苔过程中叶绿体形 状未发生变化，但类囊体增多，淀粉粒增多，这种变化与光合速率的变化吻合；线粒体 变化较大，处理后4天线粒体结构较模糊，峭不清晰，7天时外膜形成，内膜也逐渐恢 复，能见到峙，而对照线粒体内膜结构明显，峪清晰数量也多，说明GA3处理后，呼吸 作用降低，减少光和产物的消耗；细胞膜无破损，较光滑完整，说明对细胞膜没有伤 害。抽苔逆转过程中，ABA处理后4无，叶绿体中片层数目变少，线粒体完全；而对 照（温光诱导）层数较多，线粒体只有轮廓、较模糊，且细胞膜有破损，这可能与低温 处理有关系：＊＊A 处理7天后，类囊体膜增多且清晰，细胞膜光滑，说明 ＊＊A 处理 后，对细胞没有伤害，反而有利于恢复细胞在低温下产生的不利影响。 7本研究所利用的外源生长物质中，GA3促进甜菜抽苔，却导致块根产量和含糖率降 低。IAA，NAA虽然对促进抽苔没有作用，但在浓度 20mg／L时显著提高产糖量。用 ABA，MH和 S－3307进行抽苔逆转处理后，与温光诱导处理的比较，显著提高了块根产量 和含糖率，而且与正常不抽苔处理接近，说明达到了抽苔逆转和抑制抽苔且不降低产量 与影响品质的目的。