全 文 ：园 艺 学 报 2004，31(2)：149—154
Acta Horticuhurae f1ica
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内源ABA和 GA3对欧洲甜樱桃花芽自然休眠的调控
段成国 李宪利 高东升 刘焕芳 李 萌
(山东农业大学园艺学院，泰安 271018)
摘 要：以8年生欧洲甜樱桃为试材，采用液相色谱法分析了自然休眠期间花芽内源GA，和ABA含量
变化及相关环境因子的影响。结果表明，休眠期间，花芽ABA含量呈先升后降的趋势，11月上句达顶峰。
GA 含量变化与其相反，休眠初期急剧下降，11月下旬达最低谷，休眠解除期间含量不断上升。ABA／GA，
随休眠加深而升高，随休眠解除而不断降低。低温 (5℃)显著增加了GA，含量，降低了ABA含量，使
ABA降低和GA 升高的时间提前，较对照提早解除休眠。高温 (20℃)则具有相反的作用，变温 (5／
20~C)处理对休眠解除有一定作用，但由于高温 (20℃)对休眠解除的抵消作用，其破眠效果不如持续低
温 (5oc)处理明显。落叶前遮荫处理使GA 含量稍有降低，但对ABA影响不大。长光周期处理促进了
GA 的合成，抑制了ABA的生成，从而抑制了休眠，而短光周期处理显著提高了ABA的含量，降低了
GA 的含量。
关键词：樱桃；欧洲甜樱桃；花芽；休眠；ABA；GA ；HPLC
中图分类号：S 662．5 文献标识码：A 文章编号：0513—353X(2004)02-0149-06
Studies on Regulations of Endogenous ABA and GA3 in Sweet Cherry Flower
Buds on Dormancy
Duan Chengguo，Li Xianli ，Gao Dongsheng ， Liu Huanfang，and Li Meng
(Institute ofHorticulture，Shandong Agricultural University，Taian 271018，China)
Abstract：Changes of endogenous ABA，GA3 content，ABA／GA3 value in sweet cherry flower buds and
efects of correlative environmental factors were investigated during dormancy on 8-year—old ‘Jueze’
(]h4／IeMMa)and‘Zao Hongbaoshi’(Py6Hnoaaa)sweet chery trees with HPLC (High Performance Liq—
uid Chromatography)．It was found that ABA content rose steadily in primary stage and dropped in later stage
during dorm ancy，and its maximum appeared at the begin of November． Contrary to ABA，GA3 content
dropped sharply in primary stage of dorm ancy and rose steadily during release of dorm ancy，its minimum 印 一
peared at the end of November． Moreover，ABA／GA3 value rose with the deepening of dorm ancy and dropped
with the release of dorm ancy． Temperature affected ABA and GA3 content in dorm ant flower buds：low tem—
perature(5~C)raised(一、content and reduced ABA content obviously，moreover，the time when ABA be—
gan to fall and GA3 content began to rise advanced after low temperature treatment，which made flower buds
release dormancy earlier than contro1．The efect of high temperature(20~(2)was contrary to that of low tem—
perature(5~C)．Variable temperature(5／20~)affected dormancy release slightly，but its efect was less
remarkable than 5℃ treatment because of the counteract of 20℃ ．Overshadow treatment before defoliation
could reduce GA content slightly，but its effect on ABA content was little．The synthesis of GA was promo—
ted and synthesis of ABA was inhibited after long photoperiod treatment，contrary to that，short photoperiod
treatment raised ABA content and reduced GA3 content sharply．
Key words：Cherry；Flower buds；Dorm ancy；ABA；GA ；HPLC
近年来，随着果树设施栽培的兴起，早熟欧洲甜樱桃 (Prunus avium L．)的较高经济效益使人们
收稿日期：2003一o9—02；修回日期：2003—11—03
基金项目：国家863计划项目 (2001 AA247041)
}通讯作者 Author for correspondence E—mail：xli@sdau．edu．en
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园 艺 学 报 31卷
对提早成熟的期望越来越高。但自然休眠限制了欧洲甜樱桃促成栽培。对自然休眠进程进行有效的调
控是目前果树设施栽培中亟待解决的问题。内源激素在落叶果树的自然休眠中起重要的调控作用，涉
及芽休眠的有ABA、GA、IAA和CTK。对于植物激素与木本植物芽休眠的关系，前人曾经以白蜡树、
假挪威槭、桦木、美洲榆、糖槭、毛白杨、希蒙得木和榛等为材料进行过研究 ¨，但结果并不完全
一 致，内源激素在芽休眠中的作用尚未完全阐明-z0 J。本试验通过分析欧洲甜樱桃休眠期间花芽中内
源ABA和GA 含量及平衡变化，以及环境因子如温度、光照等对内源ABA和GA 的影响，探讨内
源激素调控花芽自然休眠的机理，为生产上人工打破自然休眠，实现超早促成栽培提供理论依据。
1 材料与方法
1．1 材料
试验于2002年9月至2003年4月在山东农业大学教学基地果树示范园进行。材料为山东农业大学
园艺学院1995年从乌克兰灌溉园艺所引进的欧洲甜樱桃品种 ‘抉择’(Jueze，)irtaeMMa)和 ‘早红宝
石’(Zao Hongbaoshi，Py6HHoB拥 )，以莱阳矮樱桃 (Ppseudocerasus L．)作砧木，8年生，常规管理。
1．2 ABA和 GA 变化动态测定
2002年9月21日至2003年4月7日，每隔一定时间从生长势较为一致的树体中部花束状果枝上
采集花芽，每次采集8O个，迅速用冰瓶带回，洗净擦干后放入液氮中冷冻20 min，然后置冰柜中
(≤一20oC)保存，用于测定 ABA和GA 。
1．3 温度处理
于11月9日采集 ‘抉择’树体中部长势均一的1年生带花芽短枝，每处理采8O个枝条，带回实
验室放人含清水的塑料小桶中，置于光照培养箱中培养，温度设置5~C、20~C和5／20~C变温3个处
理，变温处理以3 d为1个周期，以露地花芽为对照，培养条件为光 1O～12 h／暗12～14 h(根据自
然光照变化进行调整)，光照强度为1200 p,mol·m～·s～，每隔1 d换1次水。11月10日至 12月7
日每隔7 d采集1次花芽，共5次，每处理每次8O个花芽，采集的花芽经液氮冷冻后，放人冰柜中
保存，用于激素测定。剩余枝条用于萌芽率测定。
1．4 光照处理
光照处理分为光强和光周期两部分。光强处理采用遮荫法，于 ‘抉择’树体上方架设遮阳网，
设 1层遮阳网 (43．4％自然光照)、2层遮阳网 (21．3％自然光照)和对照 (100％自然光照)3个处
理，每个处理3棵树。从1O月7日开始，每隔7 d从树体中部花束状短枝上采集花芽，每次采8O个
花芽，共采5次，用冰瓶带回，经液氮冷冻后，放人低温冰箱保存待用。光周期处理在光照培养箱中
进行，于1O月6日采集 1年生带花芽短枝，每个处理采6O个枝条，带回后置于含清水的塑料小桶
中，放人光照培养箱光照培养 (不限温)，设长光周期 (光 15 h／9 h暗)和短光周期 (光 9 1／暗 15
h)两个处理，光强 1200 p,mol·m～·s～，以露地花芽为对照。从 1O月7日至 11月4日按上述方法
采集花芽，经液氮冷冻后放人冰柜中保存，用于激素测定。剩余枝条用作萌芽率测定。
1．5 自然休眠进程界定 (萌芽率)试验
从 1O月10日开始，每隔一定时间从 ‘抉择’和 ‘早红宝石’树体上采集生长势均一的带花芽
枝条，放人塑料小桶中进行清水培养，每次取30～40个枝条，每隔2 d换 1次水，将小桶置于水暖
玻璃温室中 (12～25％)催芽，定期观察萌芽状况，当萌芽率超过50％时，确定为已通过自然休眠。
于11月7日从 ‘抉择’树体上采集经温度和光照处理的枝条按上述方法进行温室培养，于2月10日
统计各处理最终萌芽率。每处理取芽量 1000～1500个。
1．6 激素提取及检测条件
测定激素时，每个样品3次重复，每个重复准确称取2．0 g(15～20个花芽)，用冷乙腈提取液
(含30 g‘mL 的抗氧化剂 一二乙基二硫代氨基甲酸钠)研磨至匀浆，初步浸提，置于4~C冰箱过
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2期 段成国等：内源ABA和GA，对欧洲甜樱桃花芽自然休眠的调控 151
夜。抽滤后，提取液在37～40~C下减压蒸干，用 pH 8．0的磷酸缓冲液和三氯甲烷洗涤溶解，经3次
分液除去色素，弃掉氯仿相，调pH 8，用聚乙烯聚吡咯烷酮 (PVPP)去除酚类物质。再调pH 2．5，
用三氯甲烷萃取3次。水相再用乙酸乙酯萃取，合并乙酸乙酯相与氯仿相，减压蒸干后用 pH 3的甲
酸水溶液溶解，经c 小柱去杂后，洗脱液在40～45~C下减压蒸干，最后用 1 mL流动相溶解，溶解
液经过直径4 m的滤膜后存于离心管中放人4~C冰箱保存待测。
对获得的待测液用高效液相色谱仪在紫外光252 nm和264 nm波长下进行测定。流动相是色谱甲
醇：重蒸水=45：55(水为含0．075％冰乙酸的酸水)，流速为8 mL·min～。激素含量采用外标峰面
积比较法计算。在用本方法测得已知含量的样品中，加入一定量的激素标样，按上述条件进行色谱分
析，进行回收率的测定。本试验测得的ABA和GA 的回收率分别为86．4％、83．7％。
所用高效液相色谱仪为美国产 Spectra．Physics型，带有四元高压混合泵、毛细管脱气机、Focus
型紫外检测器和E386型微处理器，ABA和GA 含量采用紫外检测器检测。色谱柱为220 mm×4．6
mm，5 RP-18SPHERI-5型c 。柱。cI8小柱为河北津杨滤材厂产品。减压蒸馏装置为日本产Yamato
型减压旋转蒸发器，振荡器为上海振华仪器厂生产的ZD8801型多功能振荡器。光照培养箱为上海跃
进医疗器械厂生产的SPX-250-G型光照培养箱，带有宁波机电工业研究设计院研制的JS．PC型智能时
间程控仪。ABA标样为SIGMA公司产品，GA 标样为上海伯奥生物技术公司产品。
2 结果与分析
2．1 不同处理对欧洲甜樱桃花芽休眠解除的影响
由图1可知，从 l0月份开始花芽就已经进入
休眠，11月下旬前，萌芽率不断下降，‘早红宝
石’和 ‘抉择’分别在 11月20日和30日降至
最低点，只有 7．75％和 6．40％，之后缓慢回升，
l2下旬开始急剧上升， ‘早红宝石’和 ‘抉择’
分别在l2月20和30日萌芽率超过50％，各为
65．85％和61．85％，说明此时花芽已通过自然休
眠。
温度、遮荫和日照长度对 ‘抉择’萌芽率的
影响见表 1：不同温度处理间萌芽率存在显著差
异，温度处理花芽萌芽率由高至低顺序为5~C>
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采样日期 Date(Month．Day)
图1 ‘抉择’和 ‘早红宝石’樱桃不同时期切枝花芽萌芽率
Fig．1 Rate of flower buds germination of‘Jueze’and ‘Zao
Hongbaoshi’sweet cherry during diferent stages of dormancy
对照 (露地)>5／20~C>20~C，5~C处理显著促进花芽萌发，20~C则抑制休眠的解除，5／20~C变温对
萌芽率影响不大。遮荫处理对萌芽率影响不大，各处理花芽萌芽率均未能达到50％。光周期处理中，
长光周期处理的萌芽率远高于自然光照和短光周期处理，高达85．56％，几乎全部开放，是对照的
4．87倍，而短光周期处理的花芽萌芽率只有对照 (17．58％)的49．15％。
表1 不同处理对 ‘抉择’甜樱桃休眠花芽萌芽率的影响
Table1 目如啦 0f dim m tream on gerrdmafion rate 0f‘J峨 ’sweet曲邺 flowerbuds山l 喀 d0m脚 (2003—02一lO)(％)
注：不同的英文字母表示处理间存在 PNote：The diferent smal letter indicates significance at P < 0
． 05 leve1．
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l52 园 艺 学 报
2．2 欧洲甜樱桃自然休眠前后内源 ABA和 GA，含量变化
头年秋天至第二年春天，‘早红宝石’和 ‘抉择’花芽中ABA含量变化规律相似，呈倒 “U”
字形变化 (图2)。进入秋季后，ABA开始大量在花芽中积累，花芽中的ABA含量，分别于10月28
Et和11月7 Et达顶峰，为1650 ng·g 和2400 ng·g～，之后缓慢下降，但仍维持较高水平，12月
中下旬大幅度降低，1月下旬降至最低水平。从2月至萌芽前 (4月)ABA含量有所波动，但整体处
于较低水平。不同品种之间，较早成熟的 ‘早红宝石’花芽ABA含量低于较晚成熟的 ‘抉择’。
辱号寻耳弓导耳本寻本本零 雩军珲军耳 耳写军耳弓军耳军军耳毒导 雩军珲军璺曼 鲁三三三三
=== ：：：：g g g g g g窖窖兽 g三三三三===：=：=：=g g g g鲁窖窖
采样日期Date(Month-Day) 采样日期Date(Month-Day)
图2 欧洲甜樱桃花芽休眠期间内源 ABA和 GA3含量变化动态
Fig．2 Changes of endogenous ABA and GA3 content of sweet cherry flower buds during dormancy
与ABA相反，花芽中的GA，含量呈不规则的 “V”字形变化 (图2)。从9月下旬～1 1月上旬，
GA，含量锐减，‘早红宝石’和 ‘抉择’分别于 11月7日和 14日降至低谷，只有28 ng·g 和14
ng·g～，之后缓慢上升，至12月中下旬开始急剧上升，3月下旬达上升以来的最高点，萌芽前GA，
含量又稍有下降。‘早红宝石’较 ‘抉择’GA，含量稍高，开始回升的时间也较早。
2．3 温度对欧洲甜樱桃休眠花芽内源 ABA和 00
GA 含量的影响 ”
对照花芽中ABA含量呈先升后降趋势 (图 莹200
3)，11月24日达顶峰。5℃处理表现出相似趋 善l50
势，但较对照明显降低，且到达高峰的时间较早 100
(1 1月 17日)，降幅较对照更大，至 12月7日， 605
ABA含量只有 720 ng·g 较对照花芽 (1400 5
．
O
ng·g )降低了48．57％。经 20~C处理的花芽 30
ABA含量略有上升。5／20~C处理 ABA变化与对
r ● 5。C 口 20。C
1 A 5／20。C ◆ 对照C0ntrol
}
珈枷姗姗珊瑚啪m鲫0
0 0 0 0 0 0 0 姗 瑚 瑚 啪 啪 鲫
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2期 段成国等：内源 ABA和 GA 对欧洲甜樱桃花芽自然休眠的调控
趋势，差异不大。与ABA相反，对照花芽GA 含量采样期间呈下降趋势，遮荫处理的花芽其 GA 含
量变化与对照相似，但降幅较大，GA 含量也较对照花芽有所降低，尤其是2层遮荫处理，11月7
日的花芽GA 含量只有 113 ng·g～，较对照 (154 ng·g )降低26．62％。
采样13期 Date(Month-Day)
图4 遮荫处理对 ‘抉择’甜樱桃花芽内源
ABA和GA3含量的影响
Fig．4 Efects of overshadow treatments on endogenous
ABA and GA3 contents of sweet cherry trees flower buds
器
5
盏
导
舌
采样日期 Date(Month—Day)
图5 不同光周期处理对 ‘抉择’甜樱桃花芽
内源 ABA和GA3含量的影响
Fig． 5 Efects of photoperiod treatments on endogenous ABA
an d GA3 contents of sweet cherry trees flower buds
2．4．2 光周期 不同光周期处理对 ABA和GA 的影响迥异 (图5)。长光周期处理的花芽 ABA含量
较对照显著下降，而短光周期处理则能明显促进ABA的增加，至11月7日，长光周期、短光周期和
对照3种处理花芽的ABA含量分别为82、660和498 ng·g～，短光周期处理是对照的1．33倍，而长
光周期处理则较对照降低83．53％。
与ABA的变化相反，长光周期明显促进了GA 含量的增加，短光周期处理的花芽GA 含量较对
照显著下降，至11月7日，长光周期处理的花芽GA 含量达720 ng·g～，较 1O月7日 (492 ng·
g )增加46．34％，是同期对照 (120 ng·g )的 6倍，而短光周期处理的花芽只有 88 ng·g～，
较1O月7日降低76．56％，较同期对照花芽降低46．90％。
3 讨论
3．1 休眠期间欧洲甜樱桃花芽内源 ABA和 GA 变化动态
试验表明，‘抉择’和 ‘早红宝石’甜樱桃在 11月中下旬达休眠最深层次，12月底完全解除休
眠。头年秋天至次年春，前期花芽中ABA含量急剧增加，说明花芽进入休眠有赖于ABA的积累。1 1
月中下旬达高峰后逐渐下降，12月底休眠完全解除时ABA急剧下降，说明花芽的休眠与ABA含量关
系明显，休眠的解除可能取决于入冬后花芽中ABA含量的降低。休眠完全解除后一直到萌芽前，
ABA一直维持很低水平。
早在1964年，Eagles和Wareing就在研究假挪威槭休眠的报告中指出，处于休眠状态的芽能够萌
发是因为GA等生长促进物质克服了生长抑制物质的抑制作用，从而导致了休眠的解除 ]。以后的很
多试验也证实了休眠解除与GA类物质的积累总是相伴发生的 ～ 。本试验发现，休眠前期花芽中
GA 含量锐减，休眠程度最深时，GA 几乎检测不到。休眠解除过程中GA 含量的增加极为明显，
休眠完全解除前急剧升高。此后缓慢增加，直到花芽快开放时又有所降低。
花芽休眠过程中 ABA／GA 比值也呈规律变化 (图6)，随休眠加深而不断升高，11月中下
旬到达顶峰，随休眠解除而不断下降，12月底 1月初达低谷，至萌芽前一直维持在很低水平。推测
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这中间可能存在一个阈值，升高到一定程度，便
诱发休眠，而降低到一定范围，则休眠解除。
3．2 温度与光照等环境因子对欧洲甜樱桃花芽
ABA和GA，及休眠的调控
休眠的解除需要低温的积累，5℃低温由于加
速了ABA的降低和 GA 的增加，较快地满足了
花芽对低温的需求，从而加速了休眠的解除。佐
夕木惠美在研究 ‘佐藤锦’樱桃休眠时发现，
40～45℃高温热激也具有破眠作用 ，本试验发
现，20c对休眠解除没有贡献，这说明不同的高
温范围对休眠解除的贡献是不同的。5／20℃处理
i § | |||
采样日期 Date(Month．Day)
图6 欧洲甜樱桃休眠期间花芽ABA／GA3变化
F ．6 Change of ABA／GA3 value in sweet
cherry flower buds during dormancy
中5℃对休眠解除的贡献可为20℃所抵消，因此对休眠解除作用不大。
试验还发现，光照强度对落叶前花芽中的ABA影响不大，遮荫能部分降低GA 含量，但经遮荫
处理的花芽萌芽率仍然很低，说明遮荫不能改变花芽的休眠进程。长光周期能明显促进GA 的合成，
抑制ABA的增加，经长光周期处理的花芽萌芽率超过了50％，说明休眠前的最初阶段在整个休眠进
程中是可以逆转的。短光周期处理则严重抑制了GA 的增加，促进了ABA的合成，这是由于ABA和
GA 都是由相同的前体物质一甲瓦龙酸合成的，这一过程受日照长度的调控，长日照诱导GA 合成，
短日照则诱导ABA合成，这也说明秋季日照时间的缩短是欧洲甜樱桃花芽休眠的诱发因素。
综上所述，温带落叶果树的休眠是为了度过冬季不适宜的环境条件而经历的一个发育过程，包含
了贮藏物质的动员、花器官的进一步分化等。休眠是一个受各种内外因素影响的过程，这些因素的相
互作用决定了休眠解除的时间 。短日照通过诱导 ABA的合成，抑制GA 的合成，从而诱发休眠，
而休眠的解除有赖于低温的积累，以完成其低温需求。休眠解除是一个渐进的过程，ABA的下降和
GA 的升高只有达到一定程度才能完全解除休眠，而不是发生在ABA开始下降和GA 开始升高的时
候，这可能与花芽需冷量的满足有关。Faust等人认为，有4种生理因素会对休眠的程度产生影响：
(1)芽或树体的激素平衡；(2)芽中的水分状态；(3)影响低温抗性及生长启动的膜的结构；(4)
芽的同化潜能 引。由此可见，内源激素只是其中比较重要的一个方面，如果不考虑上述因素的相互
作用，就很难理解休眠及其休眠解除机理方面的研究。因此，从更深的层次上综合考虑这些因素相互
作用的行为方式及其机理将是休眠理论研究的一个重要方向。
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