外源激素对西瓜幼苗侧枝发育、膜脂过氧化反应及光合特性的影响

摘    要：为探究植物激素对西瓜幼苗侧枝发育、膜脂过氧化反应和光合特性的影响，以黄小玉西瓜为试材，选择外源生长素[吲哚乙酸（IAA）]、细胞分裂素[6-苄氨基嘌呤（6-BA）]和脱落酸（ABA）3种激素，设置不同激素不同浓度喷施处理，定期测量西瓜幼苗株高、茎粗、侧枝长度、丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度。结果表明，外源植物激素处理对西瓜侧枝发育、膜脂过氧化反应及光合特性的影响存在较大差异，低浓度的IAA处理能够抑制西瓜侧枝发育，并且可以促进植株生长，提高SOD和POD活性，降低MDA含量，提高净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率；低浓度的6-BA能够促进西瓜幼苗侧枝发育，促进植株生长，提高SOD和POD活性，降低MDA含量，提高净光合速率和气孔导度；ABA能够抑制西瓜幼苗侧枝发育，抑制植株生长，超过一定浓度可降低SOD活性，增加MDA含量，降低胞间CO2浓度。

关键词：外源激素；西瓜；侧枝；膜脂过氧化；光合特性

中图分类号：S651 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2024）03-054-09

Effects of exogenous hormones on lateral branch development， membrane lipid peroxidation and photosynthetic characteristics of watermelon seedlings

CHEN Haojie， JIANG Hong， DAI Yujuan， YANG Xin， SUN Xiaowu， DAI Sihui

（Engineering Research Center for Horticultural Crop Germplasm Creation and New Variety Breeding， Ministry of Education/ College of Horticulture， Hunan Agricultural University， Changsha 410128， Hunan， China）

Abstract： In order to investigate the effects of plant hormones on lateral branch development， membrane lipid peroxidation reaction and photosynthetic characteristics of watermelon seedlings， three hormones， exogenous growth hormone [indole acetic acid （IAA）]， cytokinin [6-benzylaminopurine （6-BA）] and abscisic acid （ABA） were selected for the experiment， Huangxiaoyu watermelon as the test material， and spraying treatments were designed with different concentrations of different hormones， and watermelon seedling height， stem thickness were measured regularly， lateral branch length， MDA content， SOD activity， POD activity， net photosynthetic rate， transpiration rate， stomatal conductance and intercellular CO2 concentration were measured regularly. The results showed that the effects of exogenous phytohormone treatments on lateral branch development， membrane lipid peroxidation and photosynthetic characteristics of watermelon varied greatly， and low concentrations of IAA inhibited the development of watermelon lateral branches， promoted plant growth， increased SOD and POD activity， reduced MDA content， increased net photosynthetic rate， stomatal conductance， inter-cellular CO2 concentration， and enhanced the rate of transpiration; and low concentrations of 6-BA promoted the development of watermelon lateral branch length. promote plant growth， increase SOD and POD activity， reduce MDA content， enhance net photosynthetic rate， and increase stomatal conductance; ABA could inhibit the development of lateral branches of watermelon seedlings， inhibit plant growth， reduce SOD activity， increase MDA content， and reduce the intercellular CO2 concentration of watermelon seedlings.

Key words： Exogenous phytohormones; Watermelon; Lateral branches; Membrane lipid peroxidation; Photosynthetic characteristics

西瓜（Citrullus lanatus）属于葫芦科西瓜属一年生蔓性草本植物。西瓜含丰富的矿物盐和维生素，瓜瓤脆甜多汁，具有夏季水果之王的美誉。绝大多数西瓜品种在第4～5片真叶之前，主枝的节间短缩，同时第2片叶及以上的每个叶腋处均分生出侧枝，侧枝在伸长生长的同时又不断分生次级侧枝。枝条分枝是一个重要的农艺性状，直接决定植物的构型，植物的生长主要通过植物的节间伸长和分枝来实现，以促进最佳数量的花产生，影响作物的生产力[1-2]，因此，侧枝的管理往往成为植物栽培管理的重点与难点。西瓜在栽培生产过程中，经常会受到逆境因素的影响，积累活性氧并发生一些过氧化反应，对植物产生危害[3]，如何消除逆境胁迫带来的危害对西瓜生产非常重要。光合作用为植物的生长发育提供物质和能量[4]，对西瓜生产的重要性更是不言而喻。

许多研究表明，植物侧枝发育需激素参与，植物激素可以调节膜脂过氧化反应以及植物的光合特性[5-8]。目前针对激素对侧枝发育、膜脂过氧化反应以及光合特性的调控机制已有研究，孙麟钧等[6]研究了外源激素对杉树侧枝发育的影响；朱琨等[8]研究了外源激素对草地早熟禾光合特性的影响；何萍[9]对春玉米的研究，得出外源激素对膜脂过氧化反应有一定影响。但有关激素对西瓜幼苗侧枝发育、膜脂过氧化反应合光和特性的综合作用还需进一步探索。鉴于此，笔者以黄小玉西瓜幼苗为研究对象，通过喷施3种外源植物激素，探究其对西瓜侧枝发育、膜脂过氧化以及光合特性的影响，以期为西瓜高质量、高效率生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

供试西瓜品种黄小玉由湖南雪峰种业有限责任公司提供，吲哚乙酸（IAA）、6-苄氨基嘌呤（6-BA）和脱落酸（ABA）由上海源叶生物科技有限公司提供。

1.2 方法

试验于2023年3—7月在湖南农业大学园艺学院金山基地进行，采用50孔穴盘进行基质育苗，待幼苗生长至2叶期，选取生长状况良好，长势一致的幼苗进行试验。随机区组排列，设置4组共13个处理：（1）对照（CK），清水处理；（2）IAA处理组，浓度（ρ，后同）设置为10、50、100和200 mg·L-1；（3）6-BA处理组，质量浓度设置为10、20、50和100 mg·L-1；（4）ABA处理组，浓度设置为5、10、20和50 mg·L-1。每个处理20株，3次重复。所有处理均采用叶面喷施，每次喷施均在19：00进行，4 d 1次，共处理4次，为避免不同试验处理激素之间的相互影响，在不同试验处理幼苗之间用聚氯乙烯板进行物理隔离。

1.3 指标测定

每次处理后第2 天的17：00记录数据。用直尺测量西瓜幼苗地上部株高，用游标卡尺测量第一节茎粗，由于侧枝刚开始发育很难直接观测，所以采用石蜡切片的方式进行观察和测量，待到可以直接观测时，用游标卡尺测量。膜脂过氧化反应和光合特性的相关指标均在最后一次处理之后进行检测，采用氮蓝四唑法测定超氧化物歧化酶（SOD）活性[10]，采用愈创木酚法测定过氧化物酶（POD）活性[10]，采用硫代巴比妥酸法测定丙二醛（MDA）含量[10]。采用LI-6400XT便携式光合作用分析仪测定植株光合参数。

1.4 数据处理

采用SPSS26.0和Microsoft Excel 2013软件对试验数据进行统计和差异显著性分析，采用GraphPad Prism 9软件绘制图表，采用CaseViewer对组织切片进行观察和分析。

2 结果与分析

2.1 不同外源激素对西瓜幼苗生长和侧枝发育的影响

2.1.1 外源激素处理对西瓜株高的影响 由图1-a可以看出，10和50 mg·L-1 IAA处理在播种后13～25 d时株高均显著高于CK，25 d时分别较CK提高18.44%和28.57%；100 mg·L-1 IAA处理在播种后17～25 d时株高显著高于CK；200 mg·L-1 IAA处理株高在播种后21～25 d时显著低于CK；在13和17 d时株高均低于CK，但差异不显著。由此可知，喷施低浓度的IAA对西瓜幼苗株高有促进作用，而浓度过高则会产生抑制作用。

由图1-b可以看出，20 mg·L-16-BA处理在播种后13～25 d时的株高均显著高于CK，播种后25 d的株高为27.31 cm，显著高于CK 21.92%。10和50 mg·L-1 6-BA处理在播种后17～25 d时株高均显著高于CK，在25 d时分别较CK提高13.84%和12.75%；100 mg·L-1处理在播种后21～25 d时株高显著低于CK。由此可知，喷施低浓度的6-BA对西瓜幼苗株高有促进作用，但升高到一定浓度后，会表现出抑制作用。

由图1-c可以看出，4种不同浓度的ABA处理在播种后13～25 d时的株高相较于CK均显著降低，在25 d时，5、10、20和50 mg·L-1ABA处理分别较CK降低5.92%、7.81%、8.51%和8.81%。由此可知，ABA处理对西瓜幼苗的株高有抑制作用，且随浓度升高抑制效果增强。

2.1.2 不同外源激素对西瓜幼苗茎粗的影响 由图2-a可以看出，100 mg·L-1IAA处理在播种后13～25 d时茎粗相较于CK均有显著差异，表现为促进作用，25 d时的茎粗为3.71 cm，比CK增加6.00%，10 mg·L-1IAA处理在播种后17 d时茎粗显著高于CK；50 mg·L-1 IAA处理在播种后17～21 d时茎粗显著高于CK；200 mg·L-1 IAA处理与CK的茎粗在播种后21～25 d时呈显著差异，表现出显著的抑制作用。由此可知，喷施低浓度的IAA对西瓜幼苗茎粗有促进作用，而浓度过高则会产生抑制作用。