通版阅读请点击:
展开通版
收缩通版
当前版:04版
发布日期:2026年04月01日 上一版  下一版
植物生长调节剂: 果树的“植物激素”如何应对逆境胁迫
□广西扶绥坚果科技小院 张丽冬 广西大学农学院 薛进军
文章字数:3054
  面对干旱、盐碱、极端温度等环境压力,植物生长调节剂正成为保障果树产量与品质的重要技术手段。本文梳理了脱落酸、赤霉素、乙烯等多种调节剂的作用机制与应用效果,为果树种植者提供科学参考。
  在自然界中,植物无法移动,必须依靠自身生理机制应对复杂多变的环境条件。干旱、土壤盐碱化、极端高温或低温等非生物胁迫,成为制约果树生长发育、影响果实产量与品质的主要因素。全球气候变化加剧了这些胁迫的频发程度与影响范围,对水果产业构成严峻挑战。
  植物生长调节剂(PGR)的出现,为这一问题提供了有效的技术解决方案。PGR在极低浓度下即可显著调控植物的生理过程,目前已广泛应用于果树栽培的各个环节,成为现代果园管理中不可或缺的技术手段。
  一、什么是植物生长调节剂
  植物生长调节剂包括两大类:一类是植物体内天然存在的植物激素,如生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯等;另一类是人工合成的具有类似生理活性的化合物。
  这些物质参与调控植物从种子萌发、生根发芽、开花结果到果实成熟、衰老脱落的整个生命周期。在果树生产中,合理应用植物生长调节剂,可以提高坐果率、促进果实膨大、调控成熟期、改善果实品质、延长贮藏期,同时增强果树对逆境胁迫的适应能力。
  二、脱落酸:抗逆响应的“指挥官”
  脱落酸(ABA)是植物应对逆境胁迫的核心激素。当果树遭遇干旱、盐碱或低温时,体内脱落酸含量迅速升高,启动一系列防御反应。
  脱落酸最显著的作用是调控气孔关闭。在水分胁迫条件下,脱落酸引导保卫细胞变化,减少水分散失,帮助果树度过干旱期。同时,脱落酸还能诱导抗氧化酶系统的活性,减轻逆境产生的氧化损伤。
  在果实发育方面,脱落酸参与调控草莓、葡萄等非跃变型果实的成熟过程,促进花青素积累和果实着色。研究表明,外源喷施脱落酸可提高草莓果实花青素含量,上调花青素合成相关基因的表达水平。
  对于遭遇干旱胁迫的果园,适时补充脱落酸制剂,能有效缓解水分不足对果树生长和果实发育的不利影响。
  三、赤霉素:促进生长与果实发育
  赤霉素(GA)以促进细胞伸长和分裂著称,在果树生产中应用广泛。其主要功能包括:打破种子休眠、促进枝条伸长、诱导开花、提高坐果率、促进果实膨大。
  在葡萄栽培中,花期前后喷施赤霉素是常规技术措施,可实现无核化处理,并显著增加果粒大小。对于柑橘、苹果、梨等果树,赤霉素处理可减少生理落果,提高商品果率。
  值得注意的是,赤霉素的生物合成与信号传导受环境条件影响。当果树遭遇干旱、盐碱等胁迫时,体内赤霉素水平下降,导致生长受限。研究发现,这一过程与 DELLA蛋白的积累有关——DELLA蛋白是赤霉素信号通路中的抑制因子,其积累会限制细胞伸长和分裂。因此,在逆境条件下适当补充赤霉素,有助于维持果树的正常生长发育。
  四、乙烯:成熟衰老的“调控者”
  乙烯是结构最简单的植物激素,却承担着复杂而重要的生理功能。在跃变型果实(如苹果、香蕉、番茄、猕猴桃)的成熟过程中,乙烯起着决定性作用。
  乙烯调控果实成熟的机制涉及多个方面:促进叶绿素降解和类胡萝卜素合成,引起果皮颜色变化;激活细胞壁降解酶类,导致果实软化;促进淀粉转化为糖类,改善口感;诱导挥发性物质合成,形成特征香气。
  在采后处理中,乙烯被用于人工催熟,而乙烯作用抑制剂1甲基环丙烯(1MCP)则用于延缓成熟、延长贮藏期。此外,乙烯还参与果树对逆境胁迫的响应。研究表明,乙烯信号通路在盐胁迫适应中发挥作用,适当调控乙烯水平有助于提高果树的耐盐性。
  五、生长素与细胞分裂素:协同调控生长发育
  生长素和细胞分裂素(CK)在果树生长发育中密切配合。生长素主要促进细胞伸长和根系发育,调控果实起始发育和大小;细胞分裂素则促进细胞分裂,参与花芽分化和幼果膨大。
  在应对逆境胁迫方面,生长素通过调控根系构型增强抗旱性。研究发现,生长素响应基因DRO1 (DEEPER ROOTING1)可促进根系向深层土壤生长,提高水分吸收能力。细胞分裂素则通过调节抗氧化系统活性和维持水分平衡,增强果树对干旱和盐胁迫的耐受性。
  六、茉莉酸:防御反应的“激活者”
  茉莉酸(JA)及其衍生物是植物应对机械损伤、虫害和病原菌侵染的关键激素,同时也在非生物胁迫响应中发挥重要作用。研究表明,外源茉莉酸处理可减轻低温对桃果实的冷害损伤,其机制与促进糖和乙烯代谢有关。在番茄上,茉莉酸处理可缓解铅胁迫的危害,通过促进抗氧化系统活性、增加渗透调节物质含量来实现。茉莉酸还参与调控葡萄、苹果、梨等果实的成熟过程,影响着色、软化和香气形成。
  茉莉酸的信号传导涉及复杂的基因调控网络,其中MYC2转录因子是核心调控元件,JAZ蛋白则是关键抑制因子。逆境条件下,茉莉酸与脱落酸、乙烯、水杨酸等其他激素信号相互交织,共同构建植物的抗逆调控网络。
  七、其他重要调节物质
  油菜素内酯(BR)是一类促进细胞分裂和伸长的激素,在缓解干旱、盐碱、极端温度等胁迫方面效果显著。其作用机制涉及激活热激蛋白基因表达、增强光合效率、调控抗氧化系统等。
  水杨酸(SA)以参与植物免疫反应著称,同时也在干旱、低温、重金属等胁迫响应中发挥作用。外源水杨酸处理可减轻盐分对植株的毒害,通过限制钠离子和氯离子积累、维持氧化还原平衡来实现。
  独脚金内酯(SLs)是近年来发现的新型植物激素,参与抑制分枝、调控根系构型、促进菌根共生等过程。研究表明,独脚金内酯可提高果树对干旱和盐胁迫的耐受性,其合成类似物GR24在葡萄上应用,可调节气孔开闭、保护光合系统。
  一氧化氮(NO)作为信号分子,参与种子萌发、根系发育、衰老调控等过程,同时在果实采后保鲜中具有应用价值。一氧化氮处理可抑制乙烯合成、延缓成熟衰老、减轻冷害损伤、防止果肉褐变。
  多胺(Polyamines,PAs)虽未被正式归为植物激素,但因其在生长发育和逆境响应中的重要功能,常被纳入广义的植物生长调节剂范畴。外源多胺处理可增强瓜类作物的耐热性,减轻高温对果实品质的影响。
  八、应用要点与注意事项
  植物生长调节剂的应用效果受多种因素影响,实践中需注意以下几点:
  施用浓度至关重要。植物生长调节剂具有“低浓度促进、高浓度抑制”的特点,必须严格按照推荐浓度使用,避免盲目增加用量。
  施用时期需精准把握。不同生育阶段对调节剂的敏感性不同,错过关键时期往往效果不佳。例如,赤霉素促进葡萄无核化需在花前处理,促进坐果则宜在花期或幼果期进行。
  环境条件影响效果。高温、强光、降雨等天气因素可能影响调节剂的吸收与活性,施用时需考虑天气状况,必要时添加助剂提高附着与吸收。
  多种调节剂可协同使用。不同调节剂之间存在复杂的相互作用,科学搭配可实现协同增效。例如,生长素与细胞分裂素配合可更好地调控果实发育,脱落酸与乙烯配合可协同促进果实成熟。
  九、展望:精准调控与绿色发展
  随着分子生物学和基因编辑技术的发展,人们对植物生长调节剂作用机制的认识不断深入。未来,基于特定品种、特定逆境、特定发育阶段的精准调控方案将成为可能。同时,开发环境友好、残留风险低的新型调节剂,探索与有益微生物、有机栽培等绿色生产模式的结合,也是重要发展方向。
  植物生长调节剂并非“灵丹妙药”,而是现代果树栽培技术体系中的重要组成部分。只有科学认知其作用机制,准确把握应用技术要点,与优良品种、合理水肥、病虫害综合防治等措施协同配合,才能充分发挥其应有的价值,为果树产业的优质高效发展提供有力支撑。
  对于广大果树种植者而言,了解植物生长调节剂的基本知识,掌握其在不同果树、不同生育阶段、不同逆境条件下的应用技术,将有助于提高果园管理水平,增强应对气候变化的能力,实现稳产增收的目标。在实际应用中,建议结合本地气候条件、果园具体情况,参考专业技术指导,科学选用适宜的调节剂种类与施用方案。