三氯乙酸对棉铃对位叶光合产物输出的影响研究(2)
棉株作为一个统一的生物个体，其源器官（叶片）与库器官（棉铃）之间紧密联系，源库之间无时无刻不在进行着物质、能量和信号物质的运转和传递。因此在研究高温胁迫对棉花产量品质形成的影响时，很难将高温对源能力和库能力的影响分离开来，研究所得的结果也往往受到很大程度上的影响。尽管近年来的很多研究表明，在高温胁迫条件下，“源端限制” 是增温条件下棉花产量下降的重要原因，但仍然无法明确高温胁迫导致棉花产量下降的具体机制。设计研究一种成熟的使用化学试剂对叶柄部进行处理的实验技术，在不对源器官（叶片）和库器官（对位棉铃）产生破坏作用的条件下达到阻断叶片向其他器官的物质运输通道的目的，对于研究高温胁迫下棉花源库关系的变化具有极其重要的意义。
韧皮部运输是植物同化物长距离运输的主要方式，韧皮部中的筛管细胞是植物有机物运输的主要通道[1]。韧皮部阻断会使得源器官合成的光合产物向库器官的运输受阻。现阶段，对于韧皮部阻断的研究国内外更多的侧重于其在实际生产中的效应，且多为木本植物个体上的研究。目前使用较多的为物理方法——环剥。环割、环剥是果树生产上常用的调控措施，通常是用割刀机械破坏果树皮层和韧皮部切断，阻止光合产物向根部运输，进而达到使树体营养生长受到抑制，生殖生长得到加强的目的。环剥在生产中的应用十分广泛，如繁殖树木、清除迹地母树及促进结实增产等[2]。自1932年Kobel从碳氮比的角度研究环割促花的生理机制以来，许多学者对果树、烤烟等的环割作了深入的研究。周贤军等对盆栽两年生荔枝幼树进行环剥饲喂48-72小时后取样发现，环剥后的光合产物输出大大降低[3]。罗海波等对烤烟进行环割，结果表明：环割降低叶片的光合速率，一定程度增加叶片光合产物的积累[4]。严晓宇等在研究剥皮对黄柏不同部位叶片中同化物分配的影响中发现，环剥15天后，光合同化物原有的分配格局发生了改变[5]。前人的大量研究表明环割在不造成树势衰退死亡的情况下，会使得光合产物的运输与分配发生变化。除此以外，唐钢梁等人研究发现，环割能够诱导植物许多生理状况的变化，如环割会导致叶片气孔导度、光合色素含量下降，ABA含量上升，叶片水势下降等[6,7,8,9]。
韧皮部阻断最初被用来研究证明绿色植物的光合有机物的运输途径，后来多被用来测定叶片的光合速率（改良干重法），其原理是利用化学、物理等手段破坏叶柄处的韧皮部，阻止光合产物的输出，使光合作用所形成的物质在叶片中积累，以叶片干重的增加来反映光合作用的强弱快慢。韧皮部阻断本身对植物叶片光合作用的影响因植物不同而不同，研究表明，阻断处理后短时间内小麦等作物叶片的光合作用即受到显著抑制，而李德耀等研究发现棉花叶柄环剥或烫伤后的短时间内，光合作用未受多大影响[10]。
棉花属于直根系作物，与果树的生长具有一定的相似性。目前，亦有研究涉及到韧皮部阻断（环割）在棉花上的应用。杨铁钢等人在研究棉花营养生长与生殖生长关系时发现环割可调控棉花生长发育[11]。Dai等在棉花蕾期对主茎进行环割，发现环割在一定程度上制约了根系生长，增加了脱落酸含量，导致棉花植株早衰[12]。
棉花的棉铃-对位叶系统是棉花产量构成的基本源库单位，在研究中更多是以此为研究对象，因此阻断部位是棉铃对位叶的叶柄处。由于叶柄与主茎相比过于细小，环割不易实现，因此利用相关技术的研究较少[13]。黄劭理等人在研究韧皮部化学损伤对烤烟及烟碱、钾素积累的影响时提到，三氯乙酸（TCA）是一种蛋白沉淀剂，在酸性条件下其能使蛋白质构象发生改变，暴露出较多的疏水性基团，使之沉淀聚集。通过涂抹三氯乙酸于棉铃对位叶叶柄处的方法，可以进行韧皮部阻断，为相关研究提供技术手段[14]。