鲜食葡萄栽培岗位

Muhammad Khalil-Ur-Rehman 陶建敏

　　1　目的与意义

　　植物休眠是植物在面对不良自然环境的条件下所选择的一种保护性生存策略，会导致植物在一定时间内对促进生长的信号感应不敏感和内分生组织活动的停止，直到适宜的生长环境时，植物方能解除休眠恢复生长(Rohde and Bhalerao,2007)。芽休眠是植物休眠中典型的类型之一，一般分为内休眠（又称自然休眠、生理休眠）、生态休眠，类休眠三种。（Lang、1987）类休眠是指由植物外部结构所控制的休眠，为生长限制因子，如顶端优势、光周期反应、激素等，即使在有利的生长条件下亦保持休眠，但若除去相邻器官（叶或芽）的限制源，则休眠结构会迅

速恢复生长。南方地区现已实现大规模葡萄的设施栽培，避雨的同时也为葡萄的生长创造了非常有利的生长条件，尤其是夏黑、阳光玫瑰等生长势旺的鲜食品种，多余的养分多被副梢生长所消耗，不利于果实营养物质的积累和生长发育。所以，研究类休眠的调控因素以及如何解除、其与夏芽一直保持生长的差异，对葡萄的生产非常有意义，能够很大程度上促进葡萄的丰产。本研究用不同激素来处理葡萄，以了解葡萄芽休眠及其解除的分子机理，从分子机制层面上研究在葡萄果实生长发育过程中，夏芽和冬芽类休眠的差异以及诱导因素，以期能够为生产实践提供一定理论基础。

　　2　材料与方法

　　供试品种为树龄6年的阳光玫瑰，树形为H型整形，短梢修剪，常规管理。实验在南京农业大学园艺学院侯家塘葡萄基地进行，葡萄园采用滴水灌溉，地膜覆盖保护。2016年1月18日采集含3-12个芽的葡萄长枝条，带回实验室进行处理，每个茎段被切成单节插条，然后随机混合后分成每组10个插条，三个重复，每个重复30个插条。将插穗芽分别用5%HC、100 μMABA、5%HC+100 μM ABA毛笔点芽，使芽湿润，并以清水处理做对照，然后插入盛水的三角瓶中，保湿，置于温度25℃的培育箱中培养。分别在处理后10, 14, 18、22,26、30天监测萌芽情况，并分别于12, 24, 48、96 h和7d、14d取样后，置于液氮中冷冻，然后放在–80℃冰箱，以备进行内源激素、碳水化合物、H2O2含量测定，酶活性分析及RT-qPCR验证。

　　3　结果

　　3.1　HC、ABA和ABA-HC对解除‘阳光玫瑰’单节插条芽休眠的影响

　　从图1可以看出HC、ABA、ABA-HC和清水对葡萄芽休眠处理的响应进行比较。HC处理对葡萄芽解除休眠影响最显著，而ABA对解除芽休眠有较大的抑制作用。使用100μM ABA培养单节插条48小时后与对照相比，萌芽率在10, 14,18和22天分别减少16%, 18%, 24%和15%。

　　3.2　HC、ABA和ABA-HC对葡萄芽内源激素含量的影响

　　从图2可以看出内源GA、ABA和IAA的含量进行测定，HC处理组与对照组相比，葡萄芽中ABA含量最开始下降，然后略有增加。ABA处理组在整个过程中均提高了内源ABA含量，而HC和ABAHC处理组与对照相比ABA含量降低，HC组的GA和IAA含量均高于对照。

　　3.3　HC、ABA和ABA-HC对葡萄芽酶活性变化的影响

　　图3 可以看出ABA-HC和HC组中CAT 活性受到抑制，在HC处理前CAT活性高，但HC处理后应用活性迅速下降（12h-14d）。ABA处理组的CAT活性呈现先上升后下降的趋势。在对照组，CAT活性在最初略微增加后保持稳定。APX活性在处理组中均出现上升，相反在对照组中持续下降，到第七天到达最低值，然后保持平稳。在ABA和ABA-HC处理组的POD活性在所有的时间点均呈增加趋势，而在对照组中，POD活性最初降低，在试验期间其余时间保持稳定。SOD活性含量在三个处理组中，大体呈现上升趋势，HC处理组的SOD活性先升高到第七天后开始降低。

　　3.4　HC、ABA和ABA-HC对葡萄芽碳水化合物含量变化的影响

　　图4可以看出HC处理组蔗糖含量与对照相比增加，且在96 h达到42.66mg-1g DW；96 h后ABA-HC处理组也达到其蔗糖含量最高值为36.40 mg-1g DW；96h处理后对照组蔗糖含量增加。ABA处理与其它处理相比提高了果糖含量，到第七天果糖含量（33.50 mg-1g DW）达到最高点。HC处理增加了可溶性总糖含量，但HC和ABA处理组之间没有显著变化，在HC处理组96小时可溶性糖含量达到最高值（42.66 mg-1g DW）。

　　3.5　HC、ABA和ABA-HC对葡萄芽中H2O2含量变化的影响

　　图5 中可以看出HC处理组的H2O2含量与对照相比有增加趋势且含量在96 h达到最高值（60.06nmol/gFW），其次是ABA处理组（47.33 nmol/gFW）。7天后对照组H2O2含量增加。

　　3.6　HC、ABA和ABA-HC对芽中与激素代谢相关基因相对表达水平变化影响

　　从图6中可以看出为了解HC、ABA、及ABA和HC解除芽休眠的分子机制，我们运用qRT-PCR技术去研究激素、抗氧化物、碳水化合物相关基因表达水平。我们的研究结果表明，与对照相比，所有处理均导致与ABA相关的基因下调表达。

　　另外， 我们也研究了两个与GA相关基因的表达水平，carboxylesterase 8基因在所有处理后12h和24h均下调表达，在HC，ABA，ABA和HC处理中carboxylesterase 8分别于48小时，96小时，7天表达量最低。与对照相比，HC及HC-ABA处理均导致生长素家族基因在48小时上调表达。外源ABA处理导致3个与抗氧化酶相关基因上调表达（peroxidase 46、2-Cys peroxiredoxin、L-ascorbateperoxidase 2），与此同时，我们也研究了葡萄芽休眠过程中与糖代谢相关基因表达水平，与对照相比，ABA处理导致糖代谢基因上调表达（probable fructose-bisphosphatealdolase 1）

　　4　结论

　　使用HC是一种有效的解除芽休眠的好方法。在研究了HC，ABA和ABA-HC在调控葡萄芽休眠期间的生理、生化和分子中的作用机制同时，发现使用外源激素HC，ABA，和ABA-HC能使APX、POD、SOD酶活性、可溶性糖含量及相关基因的表达均显著增加，表明HC，ABA和ABA-HC在葡萄芽休眠中的调控机制将有利于葡萄生产，有助于进一步深入发掘HC和ABA在葡萄芽休眠过程中的内在机制作用。