【摘 要】
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豌豆(Pisam sativam L.)是我国重要的食用豆类作物之一,是集粮食生产,鲜食蔬菜、食品加工等多用途于一体的作物,营养价值和经济价值较高,生产上常利用去顶或者控制侧枝生长来调控豌豆的株型,从而提高产量。硼(Boron,B)作为植物必须的微量元素之一,对植物生长发育具有重要作用,缺硼时植物生长受到限制导致减产,严重时甚至使其颗粒无收。研究表明硼对植物顶端优势具有重要调控作用;而独脚金内酯(
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豌豆(Pisam sativam L.)是我国重要的食用豆类作物之一,是集粮食生产,鲜食蔬菜、食品加工等多用途于一体的作物,营养价值和经济价值较高,生产上常利用去顶或者控制侧枝生长来调控豌豆的株型,从而提高产量。硼(Boron,B)作为植物必须的微量元素之一,对植物生长发育具有重要作用,缺硼时植物生长受到限制导致减产,严重时甚至使其颗粒无收。研究表明硼对植物顶端优势具有重要调控作用;而独脚金内酯(Strigolactone,SL)作为一种新型植物激素,可以抑制植物分枝,通过人工施用SL类似物抑制植物分枝,可以促进水稻、大豆、豌豆等增高作物产量。推测硼和SL可能相互作用,共同调控植物分枝和产量。选择豌豆的两个品种‘PS-37’、‘PS-99’,采用不同浓度的硼处理、外源SL、独脚金内酯抑制剂(Tis-108)处理、去顶处理、及外源SL及其抑制剂共同处理,通过观察豌豆植株地上部形态、腋芽及根系生长,研究硼和独脚金内酯相互作用对豌豆生长发育的影响,从而为农业高效用肥及激素的有效应用提供理论依据,有利于促进农艺增收、发展精准农业。主要实验结果如下:(1)正常供硼(B25)时两个豌豆品种‘PS-37’和‘PS-99’植株生长情况良好,腋芽较小或几乎不生长。缺硼(B0)时,两个豌豆品种‘PS-37’和‘PS-99’植株株高、节间距较短;叶腋萌发较多腋芽,根系短粗、颜色较深;且植株上部叶片逐渐发黄,顶芽随培养时间的增加会逐渐出现萎蔫等缺硼现象。B0植株根系总长度显著变短、根系总表面积和总体积均显著降低,根系平均直径则显著上升。不同品种或者不同植物之间对硼的敏感性存在差异,其中‘PS-99’表现对硼的敏感性更强。表明硼对豌豆的生长发育具有重要作用,且参与了植物顶端优势调控。(2)B0条件下,外源SL处理后,明显抑制了豌豆腋芽的发育,表现在腋芽数量及长度均显著减少。随着SL浓度的升高,腋芽的抑制作用增强:0.5 mg/L浓度的SL部分抑制B0条件下侧芽的发育,而1.5 mg/L浓度时则完全抑制。此外,不同浓度SL处理均对豌豆植株的第二节位腋芽的抑制作用最显著。B25条件下,不同浓度SL处理对腋芽发育没有明显影响,各节腋芽没有显著差异,均表现出较小、未发育的状态。这一结果说明缺硼时SL能抑制豌豆的腋芽生长。施用SL合成抑制剂(Tis-108)处理后,B0植株第0、1、2节位的腋芽明显伸长,0.01 mg/L和0.05 mg/L Tis-108均显著促进B0中已发育腋芽的伸长。而0.01 mg/L和0.05 mg/L Tis-108对B25植株腋芽的发育均无明显影响,植株长势良好,顶端优势明显。表明,在缺硼条件下,如果抑制SL的合成,则可以促进已发育腋芽的伸长;而在加硼条件下,抑制SL合成,却不能诱导未发育腋芽的发育。(3)B0条件下,单独施加外源SL时明显抑制腋芽的生长,同时施加SL+Tis-108后,0-3节位的腋芽发育得到一定程度的恢复,表现为对腋芽的抑制程度不如单独施加SL处理;B25条件下则无明显差异。去顶(QD)后,顶端优势解除,B25条件下的豌豆腋芽均表现出显著发育,B0腋芽发育和不去顶无明显差别,进一步说明硼对顶端优势的控制作用。在去顶基础上同时施加SL和Tis-108(SL+Tis+QD),观察外源SL对腋芽生长的影响。在B25条件下,去顶后外源SL处理显著抑制腋芽发育,但表型未完全恢复到不去顶处理。而在B0条件下,外源SL对腋芽发育无明显差异。这说明去除顶芽打破顶端优势的作用后,加硼条件下,SL才能抑制腋芽伸长,而缺硼条件下SL不能发挥抑制侧芽伸长的作用,其机理有待进一步研究。(4)正常供硼(B25)植株根系则长且细,白色,质地柔软,二级侧根较少。缺硼(B0)植株整个根系短且粗,色泽偏黄,质地较硬,豌豆植株主根和侧根的伸长受到明显的抑制作用。B0条件下,外源Tis-108对豌豆植株根系的伸长起抑制作用,且根系没有明显的增粗现象,而B25植株该表型的差异不显著。同一硼浓度条件时,去顶(QD)处理同时施加外源SL+Tis处理的根系生长均与对照无显著差异,但不同硼浓度间表现差异显著,均表现为B25条件下根系生长较好。这说明硼和独脚金内酯之间共同参与了根系生长的调节,对根系共同产生影响。综上所述,缺硼抑制豌豆的生长,促进了腋芽发育,解除了顶端优势。SL抑制豌豆腋芽的生长发育,且与硼对顶端优势的调控作用有关。
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