烤煙生長發育過程中葉片內源激素的動態變化

袁衛瑜??+李軍營??+蔡慶生??+錢猛??+周宏??焦旭勇

摘要：為了從激素水平上探討烤煙葉片成熟機制，采用酶聯免疫法測定烤煙生長發育過程中葉片內源激素的含量。結果表明：在烤煙生長發育過程中，葉片細胞分裂素（CTK）含量整體上呈下降趨勢，中部葉和上部葉CTK含量均在移栽后100 d達到峰值，此后，CTK含量呈下降趨勢；生長素（IAA）含量總體上表現為上升—下降的趨勢，后期IAA含量有所上升；赤霉素（GA）含量表現為下降—上升—下降的趨勢，整體上呈略微下降趨勢；脫落酸（ABA）含量總體上呈上升趨勢，中部葉移栽后93 d至正常采收、上部葉移栽后86 d至正常采收葉片ABA含量迅速增加。移栽100 d煙葉進入成熟期后，葉片中CTK與ABA的比值呈明顯下降趨勢；葉片IAA與ABA的比值總體表現為上升—下降—上升的趨勢。綜合來看，中部葉比較適合正常采收或延遲7 d采收，上部葉比較適合延遲7 d或延遲14 d采收。

關鍵詞：烤煙；生長發育；葉片；內源激素；動態變化；煙葉成熟機制；適時采收

中圖分類號： S572.01文獻標志碼：

文章編號：1002-1302（2016）08-0145-03

生產上煙葉成熟度不夠往往會導致煙葉內的大分子物質降解不充分，化學成分不協調，香氣量和香氣質低，刺激性大[1-6]。煙葉的成熟實質上是組成葉片的每個細胞生理功能逐漸衰退的過程，而葉片細胞的衰老與激素水平密切相關，有研究證明細胞分裂素（CTK）、生長素（IAA）、赤霉素（GA）能夠延緩葉片衰老，而脫落酸（ABA）能加速葉片衰老[7-9]。前人的研究主要集中在烤煙根系中的內源激素含量變化上[10-11]，而對烤煙葉片內源激素含量變化的研究卻很少[12-13]?？緹熓且环N以葉片為收獲對象的經濟作物，因此本試驗主要研究烤煙中部葉和上部葉在生長發育過程中內源激素含量的動態變化，以期掌握其變化的特點和規律，探討烤煙葉片成熟機制，為煙葉適時采收提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗設計

田間試驗于2012年在云南省峨山縣小街鎮進行。供試烤煙品種為云87，由云南省玉溪市中煙種子有限責任公司提供。田間試驗土壤pH值為6.87，有機質含量為43.30 g/kg，堿解氮含量160.13 mg/kg，速效磷含量24.87 mg/kg，速效鉀含量 83.55 mg/kg。

2012年2月15日播種，4月24日移栽，6月30日統一打頂，種植密度為16 500株/hm2，施純氮90 kg/hm2，5月1日施提苗肥（N ∶[KG-*3]P2O5 ∶[KG-*3]K2O=28 ∶[KG-*3]0 ∶[KG-*3]5），5月10日、16日施追肥（N ∶[KG-*3]P2O5 ∶[KG-*3]K2O =12 ∶[KG-*3]6 ∶[KG-*3]24）。其他田間管理措施按優質煙栽培要求進行。

1.2樣品采集及分析方法

選取田間長勢均勻的煙株，定點選取中部葉（自下至上第11張）和上部葉（自下至上第18張）掛牌標記，從移栽后65 d開始，每7 d取樣1次直至移栽后100 d；然后分別于中部葉和上部葉正常采收時、延遲7 d采收時和延遲14 d采收時各取樣1次。取樣時，先將葉片表面的雜物用紗布小心擦拭干凈，然后去掉葉尖與葉基部，剔除中脈，用液氮固定。用液氮固定的鮮樣保存在-80 ℃冰箱中，取樣完畢后統一測定煙葉中的內源激素含量。

內源激素含量的測定：取鮮樣0.2 g，加1.8 mL PBS緩沖液（pH值為7.4）研磨成勻漿，于4 000 r/min、4 ℃條件下離心15 min，吸取上清液。用酶聯免疫法（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）測定CTK、IAA、GA、ABA的含量。試劑盒購于南京森貝伽生物公司。使用美國BIO-RAD680自動酶聯測讀儀進行D值測定，用標準物的濃度與D值計算出標準曲線的直線回歸方程式，將樣品的D值代入方程式，計算出樣品濃度。

2結果與分析

2.1烤煙生長發育過程中葉片主要內源激素含量的變化

2.1.1烤煙生長發育過程中CTK含量動態變化如圖1所示，CTK含量呈“雙峰”變化，葉片內CTK含量整體上呈下降趨勢，分別于移栽后79、100 d出現“一小一大”2個峰值。CTK主要在根系中合成，打頂促進根系的二次發育，因此移栽后72、79 d，烤煙葉片內的CTK含量直線增加。移栽后 86～100 d，烤煙葉片內的CTK含量快速增長；移栽后100 d，葉片內CTK含量達到1.8 μg/L以上。中部葉在移栽后 100 d-正常采收葉片CTK含量略有下降，此后，CTK含量下降幅度明顯增大，上部葉CTK含量在移栽100 d以后呈直線下降趨勢。CTK能通過調節營養物質運輸、干擾脂質過氧化反應以及干擾其他激素的反應等延緩葉片衰老[14]，因此移栽 100 d 以后烤煙葉片進入成熟衰老階段，且下降幅度越大，進入衰老的速度越快。

2.1.2烤煙生長發育過程中IAA含量動態變化如圖2所示，IAA含量總體上表現為上升—下降—上升的趨勢，中部葉IAA含量的變化相對來說不規律，上部葉變化幅度較大。移栽后72 d，中部葉和上部葉中IAA含量都有較大幅度的增加，這可能是由于打頂去除了煙株的頂端優勢，刺激根系合成的IAA增多，通過液流運輸到地上的IAA也相應增加。中部葉和上部葉IAA含量的峰值均出現在移栽后93 d，較CTK含量的峰值早出現7 d，這可能是由于兩者促進植物生長的時間有所不同，可見植物內源激素是以系統的方式起作用的。移栽93 d以后，中部葉和上部葉IAA含量均急劇下降，說明烤煙葉片逐漸成熟。中部葉IAA含量在移栽后100 d至延遲 7 d 采收變化平穩。中部葉延遲14 d采收時，上部葉延遲7 d和延遲 14 d 采收的IAA含量有所上升，這可能是由于IAA的作用具有雙重效應，生長發育前期可直接調節組織對乙烯的響應，與乙烯起相反的作用；生長發育后期又誘導了乙烯，促進成熟，加速葉片衰老[15]。

2.1.3烤煙生長發育過程中GA含量的動態變化烤煙生長發育過程中GA含量的變化如圖3所示。GA含量總體表現為下降—上升—下降的趨勢。在整個過程中中部葉和上部葉變化趨勢相同?？緹烥A含量在打頂后5 d（移栽后72 d）和打頂后12 d（移栽后79 d）急速下降，而劉艷芳的研究表明，打頂前葉片GA含量呈下降趨勢，打頂后2 d GA含量增加，打頂后4 d GA含量又大幅度降低，可能是由于測定時期不一樣（本研究中移栽后72 d取樣時已是打頂后5 d）[16]，導致與本研究結果不同。移栽100 d以后，中部葉和上部葉GA含量均呈下降趨勢，但中部葉GA含量下降幅度明顯大于上部葉，說明中部葉的衰老速度快于上部葉。由于GA的主要作用是加速細胞的伸長生長，延緩植物葉片的衰老、黃化[17]，因此葉片內GA含量在煙株生長的中后期，整體上都呈略微下降趨勢，這與劉國順等研究的煙草生長過程中根系內源赤霉素含量的變化規律[10]是一致的，表明隨著煙株生長進程的由盛轉衰，煙株體內的內源赤霉素逐漸減少。

2.1.4烤煙生長發育過程中ABA含量的動態變化烤煙生長發育過程中ABA含量的變化如圖4所示?？緹熤胁咳~和上部葉ABA含量呈“雙峰”變化，分別于移栽后72 d和正常采收時出現“一小一大”2個峰值?？緹熤胁咳~和上部葉ABA含量總體上呈上升趨勢。中部葉移栽后93 d至正常采收、上部葉移栽后86 d至正常采收烤煙葉片內的ABA含量迅速增加，ABA含量的迅速增加啟動了烤煙葉片的衰老[18-19]。

[FL（2K2]2.2烤煙生長發育過程中內源激素之間的平衡關系

煙葉衰老不僅與內源激素含量的變化有關，而且激素之間的平衡也很重要。

2.2.1烤煙生長發育過程中葉片內CTK與ABA含量比值的動態變化CTK與ABA含量的比值可以在一定程度上反映植株內源激素之間的平衡關系[20]。從表1可以看出，移栽后100 d，煙葉進入成熟期，葉片內CTK與ABA含量的比值呈明顯下降趨勢，表明此時衰老的促進因子ABA居于主導地位，CTK與ABA含量的比值降低是啟動植物葉片衰老的主要因素[21]。最后一次測定激素含量時，烤煙中部葉和上部葉的CTK與ABA含量的比值已經降至一個較低水平，分別為 0.014 和0.018，這與趙平等的研究結果[12]相似。

3結論與討論

葉片衰老是一個主動過程，與營養物質從植株老葉向其他部分的轉移再利用有關，內源激素作為信號物質可以調控植物葉片衰老。本研究結果表明，烤煙生長發育過程中，CTK含量呈“雙峰”變化，移栽后100 d中部葉和上部葉中CTK含量均達到最大值，葉片內CTK含量整體上呈下降趨勢；IAA含量總體上表現為上升—下降—上升的趨勢，移栽93 d達到峰值以后，中部葉和上部葉IAA含量均急劇下降；葉片內GA含量整體上都呈略微下降趨勢，移栽100 d以后，中部葉GA含量下降幅度明顯大于上部葉；烤煙中部葉和上部葉ABA含量均呈“雙峰”變化，總體上呈上升趨勢，中部葉和上部葉均是正常采收時ABA含量達到峰值；中部葉和上部葉CTK與ABA含量的比值在移栽100 d達到峰值以后呈明顯下降趨勢；中部葉和上部葉IAA與ABA含量的比值總體表現為上升—下降—上升的趨勢，移栽后93 d達到峰值，延遲14 d采收時又大幅上升，此時IAA起到加速衰老的作用。

朱中華等研究發現，內源激素是以系統的方式調控小麥葉片衰老的，每種激素都有不同程度的效應，但也有主次之分[18]，把握這一點對生產上控制葉片衰老有重要意義。因此，應該根據不同內源激素的變化來綜合判斷煙葉適宜采收的時間。移栽后100 d，烤煙中部葉的CTK和GA含量最高，對ABA起拮抗作用，延緩衰老，此時不適宜采收；中部葉延遲14 d采收時，雖然CTK和GA含量已經降到一個較低的水平，但此時ABA加速衰老的時間過長，加上后期IAA的促衰老作用，可能會導致煙葉過熟，品質降低。因此，烤煙中部葉比較適合正常采收或延遲7 d采收，此時CTK與ABA含量的比值以及IAA與ABA含量的比值也較適中，適合采收。上部葉激素含量變化趨勢與中部葉類似，但延遲14 d采收的上部葉GA含量有所增加，此時上部葉ABA含量仍維持在一個較高的水平，因此上部葉可以延遲7 d或延遲14 d采收。

此外，通過研究烤煙生長發育過程中內源激素含量的變化發現，打頂可以通過促進根系發育使CTK、IAA、ABA含量增加，因而在生產上可以通過適當的肥水管理等措施促進煙株根系發育，協調根冠比，調節內源激素含量，促進生長。當煙株生長環境不適宜時，也可在生長后期用CTK、GA及其類似物處理，防止葉片早衰，使內含物質充分轉化，提高煙葉品質。

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