赤霉素和亚精胺对杜鹃开花及多胺合成的影响

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杜鹃是世界著名的观赏植物,在园林绿化中广泛应用。作为全球杜鹃花资源的分布中心,过去10年里我国的杜鹃盆花和园林绿化用苗一直以稳定的速度增长。目前对杜鹃花期的调控主要采取栽培措施,而栽培措施投资大且品质不能保证,严重影响花卉品质,造成巨大的经济损失。已有研究阐明,赤霉素和多胺参与调控植物开花过程,且开花期多胺代谢发生变化,但两者在调控杜鹃开花过程中多胺合成代谢特点尚不明确。本研究以杜鹃品种‘紫宸殿’为试材,通过不同浓度外源GA3(800 mg/L、1 600 mg/L、2 400 mg/L)和Spd(0.01mmol/L、0.1mmol/L、1mmol/L)处理,观察其对杜鹃开花花期、开花期光合特性、抗氧化系统、内源营养物质和多胺合成的变化。结果表明:(1)单独喷施GA3/Spd能调节杜鹃始花期、提高成花率、延长开花持续天数并增大花径,在一定浓度范围内,随着GA3/Spd浓度增大,效果越显著。GA3单独处理时,以1 600 mg/L浓度下效果最好,始花期比对照提前6d且开花持续时间较对照延长7d,花径和成花率分别较对照增加了9.82%和11.80%;Spd单独处理时,以0.1mmol/L浓度下效果最好,始花期比对照推迟8d且开花持续时间较对照延长11d,花径和成花率分别较对照增加了16.38%和8.13%。(2)GA3与Spd共同处理时,不同浓度组合对杜鹃成花差异显著,在一定浓度范围内两者搭配使用促进杜鹃成花并延长花期。高浓度GA3(≥1 600 mg/L)与低浓度Spd(0.01mmol/L)或低浓度GA3(800 mg/L)与高浓度Spd(≥0.1mmol/L)共同处理对促进杜鹃成花有显著的增效作用。2 400 mg/L GA3+0.01mmol/L Spd处理始花期较对照提前11d,开花持续时间较对照延长6d,较单施2 400 mg/L GA3延长2d;800 mg/L GA3+1mmol/L Spd处理始花期较对照推迟2d,开花持续时间17d较对照延长9d,较单施1mmol/L Spd延长2d。总体而言,2 400 mg/L GA3+0.01mmol/L Spd提前开花效果最好,0.1mmol/L Spd单独喷施开花持续时间最长。(3)外源GA3和Spd处理提高了杜鹃开花过程中花瓣的花色素苷含量、叶片光合色素含量和净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci);GA3处理提高了叶片的蒸腾速率(Tr),而Spd使叶片的Tr下降,两者均有效缓解了末花期叶绿素和花色素苷含量的下降。单独喷施0.1mmol/L Spd较混合处理好。(4)GA3和Spd处理显著降低了杜鹃开花过程中花瓣MDA含量,提高了抗氧化酶SOD、POD和CAT活性,并减缓了末花期SOD的下降,有效延缓了衰老进程,延长花期。中、高浓度Spd(0.1mmol/L和1mmol/L)单独处理较单浓度GA3处理效果好,混合处理以800 mg/L GA3+1mmol/L Spd处理效果较好,末花期SOD、POD和CAT活性分别比对照高147.47%、56.92%和87.74%。(5)外源GA3和Spd处理提高了杜鹃衰老过程中可溶性糖和可溶性蛋白的含量。可溶性糖以单独喷施1mmol/L Spd处理效果较好,显著提高了杜鹃衰老过程中可溶性糖的含量;可溶性蛋白在露色期各处理无显著差异、初花期和盛花期以单浓度0.1 mmol/L Spd处理效果较好,末花期以800 mg/L GA3+1mmol/L Spd处理效果较好。(6)外源GA3和Spd能明显促进植株内源PAs的积累,且随外源GA3和Spd浓度的增大而增幅增大,但外源GA3和Spd对内源PAs积累的促进作用存在一个限值,并不随外源GA3和Spd浓度的增大而无限增大;当2 400 mg/L GA3与1mmol/L Spd一起处理时,PAs的合成受到抑制,高浓度GA3(2 400 mg/L)与中浓度Spd(0.1mmol/L)一起处理对植株内源PAs含量的升高具有增效作用。(7)PAs合成关键酶的变化趋势与内源PAs的变化趋势相一致,均随着花的衰老逐渐下降,GA3和Spd处理增加了植株衰老过程中的PAs含量和PAs合成酶活性,且SAMDC活性增加幅度最大,推测SAMDC是生物体内调节PAs稳态的重要酶。
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