牛角蕉和桂蕉6号内源激素及主要酶系调控花柱脱落的作用机理

摘要

【目的】揭示香蕉(桂蕉6号)花柱脱落机制,为采用诱导因子调控香蕉花柱脱落酶系统活性及基因表达提供理论依据。【方法】以大蕉品种牛角蕉和香蕉品种桂蕉6号为研究对象,根据果指上花柱的枯萎程度分5个阶段(Stage1~Stage5)进行取样,探讨分析蕉类花柱近端、离区及远端的内源激素[生长素(IAA)、脱落酸(ABA)、萘乙酸(NAA)和细胞分裂素(KT)]及脱落相关酶(果胶酶、纤维素酶、半乳糖醛酸酶)的变化趋势。【结果】在花柱脱落的过程中,牛角蕉花柱不同部位的IAA和NAA含量变化明显,花柱近端IAA含量随花柱脱落整体上呈逐渐增加趋势,至花柱完全脱落时(Stage5)其含量达24.69μg/gFW;离区IAA含量在脱落过程中呈先增后降的变化趋势,至Stage5其含量最低(4.73μg/gFW)。桂蕉6号花柱离区IAA含量整体上随花柱的枯萎不断升高;NAA和ABA的含量变化趋势则呈M形,在Stage2和Stage4均有一个增长高峰;KT在不同部位的变化幅度相对较小。从近端IAA/远端IAA的比值分析来看,牛角蕉近端IAA/远端IAA比值均大于1.00,当花柱枯萎进入Stage3后,其比值急剧上升,在Stage4即70%花瓣脱落时达2.84,至Stage5达6.34;而在桂蕉6号花柱枯萎脱落过程中,近端IAA/远端IAA的比值均小于0.70。此外,在花柱脱落过程中,牛角蕉花柱离区的平均总蛋白含量(66.08mg/gFW)明显高于桂蕉6号(40.95mg/gFW);相关性分析结果表明,牛角蕉和桂蕉6号的花柱脱落与总蛋白含量、果胶酶活性、半乳糖醛酸酶活性、纤维素酶活性均呈正相关。【结论】蕉类花柱离区IAA含量对花柱脱落具有重要影响,离区IAA含量降低,可加速花柱脱落,反之则抑制其脱落;蕉类离区近端IAA/离区远端IAA比值变化符合植物器官脱落的生长素梯度理论。此外,花柱总蛋白含量、果胶酶活性、半乳糖醛酸酶活性、纤维素酶活性蕉类对花柱脱落可能呈正向调节作用。