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贮藏温度对兰州百合生长及鳞茎碳水化合物代谢的影响



全 文 :贮藏温度对兰州百合生长及鳞茎碳水化合物代谢的影响
李云飞,孙红梅,李天来*
(沈阳农业大学 园艺学院,辽宁省设施园艺重点实验室,沈阳 110161)
摘要:以兰州百合为材料,研究了百合种球经不同贮藏温度处理后,植株生长及鳞茎碳水化合物代谢的变化。结果表明:随着贮藏
温度的降低,百合各个生育阶段均提前,总生育期缩短,同时百合株高和茎粗的生长加快,叶面积和鳞茎鲜重增加;母鳞茎和新鳞
茎淀粉、总可溶性糖含量增加。蔗糖是百合鳞茎内糖分积累和转运的主要形态,其含量变化与总糖变化趋势基本一致。淀粉酶活性
变化与淀粉含量变化趋势相反。结合鳞茎鲜重的变化可知,在本试验范围内,2℃贮藏百合种球101d有利于鳞茎发育。
关键词:百合;鳞茎;碳水化合物;可溶性糖;淀粉酶
中图分类号:S644.1;Q945.11 文献标识码:A 文章编号:100-1700(2006)03-0382-04
EfectsofDiferentStorageTemperaturesonGrowthandCarbohydrate
Metabolism ofBulbinLiliumdavidivar.unicolor
LIYun-fei,SUNHong-mei,LITian-lai*
(ColegeofHorticulture,ShenyangAgriculturalUniversity,KeyLaboratoryofProtectedHorticultureofLiaoningProvince,Shenyang110161,China)
Abstract:DiferentlowtemperaturetreatmentsonLilium davidivar.unicolorwereusedtostudythegrowthandchangesof
carbohydratemetabolisminbulbs.Theresultsindicatedthatthegrowthstagedecreasedandplantheight,stemdiameter,leaves
area,bulbweightincreaseswiththedecreaseofstoragetemperature.Amylaseactivitiesdecreasedandthecontentofstarch,total
solublesugar,sucroseincreasedunderthedevelopmentofmotheranddaughterbulbsasthestoragetemperaturedecreases.Su-
crosewasisthemainformoftotalsolublesugaraccumulationandtransformationinlilybulbs.Soitisfavourableforlilybulbs
todevelopwithstorageat2℃ for101dwithintherangegiveninthieexperiment.
Keywords:Lily(Liliumdavidivar.unicolor);bulb;carbohydrate;solublesuger;amylase
百合(Liliumdavidi)鳞茎具有自然休眠的特性,只有在打破休眠后才能发芽和生长发育。百合种球自然休
眠的解除通常需经低温处理。前人大多从如何提高花枝质量等方面进行了研究[1,2],对鳞茎发育过程中碳水化合
物代谢的研究尚少见报道。本试验以食用百合为材料,研究了百合种球经低温贮藏处理后,植株生长和鳞茎在
发育过程中碳水化合物代谢的变化,以期为解释鳞茎的发育规律提供依据。
1材料与方法
试验材料为兰州百合(Liliumdavidivar.unicolor)。待百合地上植株枯萎以后收获鳞茎,去除地上茎,选取
鳞片抱合紧密、无病虫伤害、鳞茎盘无损伤、重26g±1g的独头鳞茎,清洗干净,用50%多菌灵可湿性粉剂500倍
液浸泡30min后放入聚乙烯袋,按每10个鳞茎1.5L的比例装入事先消毒、含水量为70%的锯木屑保湿,分别
放于(2±0.5)℃,(6±0.5)℃,(10±0.5)℃的ZPQ-350型智能气候箱进行处理101d后再放入18℃培养箱中,待种球
发芽后,定植于日光温室,株行距15cm×20cm,覆土7~8cm,进行常规管理,花蕾透色后摘除花蕾。通过田间调
查,记载不同贮藏温度处理的百合生育期间特征性时期。
自百合展叶期开始,根据不同生长期生长快慢每隔2~5d分别测量植株高度、茎秆粗度;并于幼苗期、现蕾
期、花蕾透色期用叶面积仪测定叶面积;于定植期、出苗期、现蕾期和成熟期测定鳞茎的鲜重。
收稿日期:2006-03-20
资助项目:国家自然科学基金资助项目(30170640);辽宁省自然科学基金资助项目(20022080)
作者简介:李云飞(1978-),男,北京林业大学博士研究生,从事花卉栽培生理研究。*通讯作者Corespondingauthor:李天来(1955-),男,沈阳农
业大学教授,博士,从事设施园艺和蔬菜生理研究。
沈阳农业大学学报,2006-06,37(3):382-385
JournalofShenyangAgriculturalUniversity,2006-06,37(3):382-385
2.3 不同贮藏温度对百合鳞茎淀粉含量的影响
不同温度处理的母鳞茎淀粉含量变化趋势基本一致(图3),从定植至幼苗这一阶段,淀粉含量均呈下降趋
势;幼苗期后,淀粉含量开始上升;现蕾期后,淀粉含量显著上升。在整个生育期内,兰州百合在3种温度处理
下,母鳞茎淀粉含量以2℃处理最高,10℃处理最低。在成熟期,新鳞茎的淀粉含量以2℃处理最高,10℃处理最
低。结果表明,随着贮藏温度的降低,有利于鳞茎淀粉的形成与积累。
第3期 ·383·李云飞等:不同贮藏温度对兰州百合生长及鳞茎碳水化合物代谢的影响
在百合定植期、幼苗期、现蕾期和成熟期取样,测定母鳞茎碳水化合物含量,在成熟期同时测定新鳞茎相应
物质的含量。分别用蒽酮法[3]、碘比色法[4]、3,5二硝基水杨酸比色法[3,5]测定总可溶性糖含量、淀粉含量、淀粉酶活
性。蔗糖含量采用高效液相色谱法,即:Waters600E高效液相色谱仪(HPLC),碳水化合物柱,2410示差检测
器,流动相75%乙腈+25%超纯水,流速1.4mL·min-1,柱温35℃,WatersMilennium32软件控制及数据处理。
2 结果与分析
2.1 不同贮藏温度对百合生育期的影响
百合种球经过不同温度贮藏后,2℃处理的生育期较短,6℃和10℃处理差异不大。2℃处理与6℃处理相比
较,生育期缩短是由于定植至出苗的时间缩短;而2℃处理与10℃处理相比较,生育期缩短是由于定植至出苗、
展叶至现蕾的时间缩短(表1)。
2.2 不同贮藏温度对百合生长发育的影响
2.2.1对百合生长的影响 百合株高在生育前期增
加较快,2℃和6℃处理明显大于10℃处理;在生育
后期,株高增加的幅度变小,6℃和10℃的处理相差
不大。百合的茎粗随着植株的生长有所增加,但变
化不明显(图略)。在生育前期,2℃处理的茎粗依次
大于6℃和10℃的处理;在生育后期,6℃和10℃处
理差异不明显。
2.2.2对百合叶面积的影响 在幼苗期,2℃和6℃
处理的叶面积无明显差别,都显著大于10℃处理
(图1)。在现蕾期和花蕾透色期,叶面积以2℃处理依次大于6℃和10℃处理。由此可见,随着贮藏温度的降低,
叶面积增大。
2.2.3对百合鳞茎鲜重的影响 鳞茎的鲜重在定植期至幼苗期迅速下降,幼苗期后开始上升,现蕾期后急剧上
升(图2)。在生育期内,2℃和6℃处理差异不明显,10℃处理的鳞茎鲜重最低。
·384· 第37卷沈 阳 农 业 大 学 学 报
2.4 不同贮藏温度对百合鳞茎总可溶性糖含量的影响
在3种温度处理下,母鳞茎总可溶性糖含量在整个生育期间呈相似的“N”型变化(图3),2℃处理的变化幅
度不如6℃和10℃处理的明显。从定植至幼苗这一阶段,总可溶性糖含量均呈下降趋势,随后开始上升,现蕾以
后,随着鳞茎发育的成熟,总可溶性糖含量又呈下降趋势。在整个生育期内,母鳞茎总可溶性糖含量以2℃处理
最高,10℃处理最低。在成熟期,新鳞茎总可溶性糖含量也是以2℃处理最高,10℃处理最低。
2.5 不同贮藏温度对百合鳞茎蔗糖含量的影响
在3种温度处理下,母鳞茎蔗糖含量与总可溶性糖含量在整个生育期间的变化趋势基本一致(图5),2℃
处理变化不大。定植至幼苗期,蔗糖含量均呈下降趋势;幼苗至现蕾期,蔗糖含量开始积累;现蕾期后,蔗糖含量
又开始下降。在整个生育期内,母鳞茎的蔗糖含量以2℃处理最高,10℃处理最低。在成熟期,新鳞茎蔗糖含量以
10℃处理最低,2℃和6℃处理相差不明显。通常认为植物体内的总可溶性糖主要是由还原糖和蔗糖组成,由以
上分析可以看出,鳞茎内糖分积累和转运的主要形态是蔗糖。
第3期 ·385·
2.6不同贮藏温度对百合鳞茎淀粉酶活性的影响
从定植至幼苗期,3种温度处理淀粉酶活性迅速升高,现蕾期与幼苗期变化不大,现蕾后呈下降趋势。在整
个生育期内,淀粉酶活性以10℃处理最高,2℃处理最低(图5)。
3 讨 论
本试验结果表明,生育前期,母鳞茎淀粉含量急剧下降,可溶性总糖含量随之降低,在浙贝母生长初期也有
相同报道[9],这说明母鳞茎碳水化合物是百合生育前期生长的主要代谢源,淀粉降解成可以直接利用的糖类,
大部分用于萌芽和茎叶的生长,这与生育前期植株高度迅速增加而鳞茎鲜重迅速下降的结果相对应。生育后
期,随着百合植株叶面积的显著增加,地上部分开始制造大量的光合产物并将其运输到地下鳞茎,鳞茎淀粉含
量迅速升高,鲜重急剧增加。从鳞茎淀粉含量消长与鲜重变化来看,淀粉的形成与积累同鳞茎鲜重变化相平行。
幼苗期至现蕾期,鳞茎的淀粉和可溶性糖含量处于缓慢增加阶段,淀粉含量增加是由于鳞茎中糖分的转
化,这时鳞茎糖分含量应该减少,但与事实相反,这可能是因为地上部分不断制造的光合产物向地下部分运
输的结果。鳞茎淀粉和可溶性糖含量共同缓慢增加说明鳞茎此时逐渐成为全株的代谢库。 现蕾期后,植株
功能叶片完全展开达到成熟,适时摘除花蕾有利于鳞茎的发育、增大和增重[10,11,12]。现蕾期后,淀粉含量急剧上
升,而可溶性总糖含量在下降,糖与淀粉含量的这种变化趋势可能是新鳞茎开始膨大的标志。
蔗糖是百合鳞茎主要的可溶性糖,这与前人研究的结果一致[13]。在本试验中,幼苗期至现蕾期,2℃,6℃和
10℃处理的母鳞茎总可溶性糖及蔗糖含量增加,总可溶性糖及蔗糖的含量以2℃处理依次大于6℃和10℃处
理,这与2℃处理的鳞茎鲜重最高、10℃处理最低相对应。这说明,较高的蔗糖浓度促进了鳞茎的生长、淀粉积
累,最终形成较大的鳞茎,增加了产量[14,15]。在本试验条件下,结合植株生长的结果,2℃贮藏百合种球101d为
最佳处理。
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[责任编辑 于洪飞]
李云飞等:不同贮藏温度对兰州百合生长及鳞茎碳水化合物代谢的影响