全 文 ：第 32卷　第 4期
2008年 7月
　南京林业大学学报 (自然科学版)
　JournalofNanjingForestryUniversity(NaturalSciencesEdition)
Vol.32, No.4
Jul., 2008
石蒜花芽分化期内源激素和核酸含量的变化
王　磊1, 2 ,汤庚国 2＊ ,刘　彤 3
(1.江苏农林职业技术学院园林系 ,江苏　句容　 212400;2.南京林业大学森林资源与环境学院 ,江苏　南京　 210037;
3.石河子大学生命科学学院 ,新疆　石河子　 832003)
摘要:通过对石蒜(Lycorisradiata)鳞茎芽的解剖观察 ,研究了石蒜在花芽分化过程中内源激素含量的动态变化 ,
分析了内源激素与核酸变化的相关性 。结果表明:花芽形态建成期中 , IAA、ABA在孕育期 , GA在雄蕊形成期 ,
ZR在雌蕊形成期依次出现峰值从而引起核酸峰值的出现 ,表明 4种内源激素调控了核酸的代谢 ,且 IAA, ABA
在花芽分化进程中起主要作用。 研究发现高水平的 ABA/GA有利于花芽孕育和花芽形态的分化;高水平的
IAA/ZR及 ABA/ZR有利于花芽形态分化 ,但不利于雌雄蕊的形成。由此说明在花芽分化过程中 4种内源激素
的含量此起彼伏发生着激烈的变化 , 最终达到平衡状态 , 花芽分化完成。
关键词:石蒜;花芽分化;内源激素;核酸
中图分类号:Q945;Q946　　　　文献标识码:A　　　　文章编号:1000-2006(2008)04-0067-04
Variationofendogenoushormoneandnucleicacidcontentduringflower
buddiferentiationinLycorisradiata
WANGLei1, 2 , TANGGeng-guo2＊ , LIUTong3
(1.JiangsuPolytechnicColegeofAgricultureandForestry, Jurong212400, China;2.ColegeofForestResources
andEnvironmentNanjingForestryUniversity, Nanjing210037, China;3.ColegeofLifeScience
ShiheziUniversity, Shihezi832003, China)
Abstract:ThedynamicchangesofendogenoushormonecontentduringflowerbuddiferentiationwerestudiedinLycoris
radiatawhilethebulbwasanatomized.Therelationshipbetweentheendogenoushormonesandnucleicacid scontent
wasanalysed.TheresultsshowedthatthepeakofendogenoushormonescontentwasIAA、ABAinformerdiferentiation
stage, GAinformingforstamenandZRinformingforpistilinflowerbudmorphogensis.Thenucleicacidcontentpeak
followed.Itpresentedendogenoushormonesregulatednucleicacidmetabolismprogress.IAAandABAwerethemost
importantfactsinflowerbuddiferentiationprogress.ThehighratioofABAtoGAacceleratedbothformingdiferentiation
anddevelopmentofflowerbudformation.HighratioofIAAtoZRandABAtoZRacceleratedflowerbudformation, but
itwentagainststamenandpistilformation.Altheseshowedthatthecontentofthefourendogenoushormonesvaried
remarkablyandachievedabalanceattheend.Theflowerbuddiferentiationwasfinishedattheend.
Keywords:Lycorisradiata;Flowerbuddifferentiation;Endogenoushormone;Nucleicacid
　　收稿日期:2007-07-16　　　　修回日期:2008-01-10
　　基金项目:国家林业局 “ 948”引进项目(98-4-07)
　　作者简介:王　磊(1963—),女 ,副教授 ,博士。 ＊通讯作者:汤庚国 ,男 ,教授 ,主要研究方向为树木学 , ggtang1950@njfu.edu.cn。
　　引文格式:王　磊 ,汤庚国 ,刘　彤.石蒜花芽分化期内源激素和核酸含量的变化 [ J].南京林业大学学报:自然科学版 , 2008, 32(4):
67-70.
　　花芽分化是植物从营养生长转向生殖生长的重要标志 ,是个体发育的一个巨大转变 。这一转变包含
着形态学和生理学的许多复杂变化 ,又受到多种因素的影响 ,成为植物生理学和植物发育生物学的研究热
点 ,同时对花芽分化的研究又是花期调控研究的基础 。目前对于石蒜属植物花芽分化的研究主要通过形
态解剖学进行[ 1-2] ,但对于石蒜花芽分化期形态学和生理学结合起来的研究目前尚未见报道 。笔者通过对
石蒜鳞茎芽的解剖观察 ,研究石蒜在花芽分化过程中内源激素和核酸的动态变化 ,旨在探讨石蒜花芽分化
与核酸及内源激素水平的关系 ,为利用生长调节物质调控花期提供理论参考 。
1　材料与方法
1.1　供试石蒜及石蜡切片制作
　　试材取自南京林业大学南大山实验基地 ,试验自 2003年 1月 8日至 6月 30日进行。 1月至 3月每 10天
取样 1次 , 3月至 4月每 5天取样 1次 , 5月至 6月每 3天取样 1次 。每次取直径约 3cm球根 5个 ,剥去鳞片 ,
立即置于福尔马林 -冰醋酸 -50%酒精(FAA)固定液固定保存其鳞茎芽 ,用于石蜡切片 ,以确定其花芽分化
的时期。同时在 3月 26日 、4月 14日 、5月 9日 、6月 5日 、6月 30日取样 ,每次取直径约 3cm的球根 6个 ,剥
去鳞片 ,称取鳞茎芽约 0.5g,立即置于 -30℃的冰箱中固定保存 ,用于核酸和内源激素的测定。
经 FAA固定的材料进行逐级酒精脱水 ,石蜡包埋 ,采用常规石蜡切片 ,切片厚度 10μm,番红固绿染色
法染色 ,用加拿大胶封片 , 4℃烘箱烤片干燥。 OlympusVANOX4B-LB-2万能显微镜观察和全色胶卷拍
摄 。
1.2　核酸 、内源激素的测定
(1)核酸测定:从冰箱中取出已称取的 0.5g鳞茎芽 , 加 80%的 8mL乙醇研磨(分 3次)后 ,按程序分
离提取 , 取 1mL上清液 +3mL高氯酸 ,混合均匀后以蒸馏水作对照 ,用紫外可见分光光度计测定 OD260和
OD280 ,重复 3次 ,取平均值。参照文献 [ 3]方法并改进 。按计算公式计算:(0.629OD260 -0.036OD280)×稀
释倍数 ,计算出浓度。
(2)内源激素测定:按李宗霆方法测定 [ 4] ,从冰箱中取出已称取的约 0.5g鳞茎芽 ,分 3次加入 80%的
甲醇共 3mL,研磨成匀浆 , 4℃, 10 000r/min条件下离心 10min,倒出上清液以测定鳞茎芽中内源赤霉素
(GA)、玉米素核苷(ZR)、吲哚 -3-乙酸(IAA)和脱落酸(ABA)含量 ,重复 3次 ,取平均值。
图 1　石蒜各花芽分化期
Fig.1　TheflowerbuddifferentiationstageofL.radiata
　　　A.3月 25日未分化期, 5×40;B.4月 12日分生组织膨大期 , 5×40;C.4月 30日小花原基形成期 , 5×40;D.5月
　　　11日花被原基形成期 , 5×40;E.6月 8日雄蕊形成期 , 5×20;F.6月 27日雌蕊形成期, 5×10
2　结果与分析
2.1　石蒜花芽分化期确定
　　经解剖观察花芽形成与分化过程的形态变化 ,可分为 6个时期:(1)未分化期 , 3月底仍处于营养生长
状态 ,此时茎顶呈宽而扁的半圆状 ,叶原体依序互生交替形成(图 1A);(2)分生组织膨大期 ,茎顶分生组
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织的外皮及内皮细胞核大分裂旺盛 ,此处染色较深(图 1B),使端顶开始变成广平且渐膨大 ,叶原体发生终
止 ,于 4月初时发生;(3)小花形成期 ,顶生分生组织进行局部细胞分裂 ,且向外突出形成多个小花原始体
(图 1C),于 4月底时发生 ,此时叶已枯萎;(4)内外花被形成期 ,每 1小花分化出内外花被原体 ,外轮及内
轮花被形成非常快速并伸长 ,于 5月初时发生(图 1D);(5)雄蕊形成期 ,雄蕊已经形成 ,小花各器官原体已
形成 ,约于 6月初时发生(图 1E);(6)雌蕊形成期 ,雌蕊形成 ,小花各器官原体分化已完成 。约于 6月底时
发生(图 1F)。
2.2　石蒜鳞茎尖内核酸含量的变化
核酸在植物的生长发育中处于决定性的地位。
因此 ,核酸含量的变化一直是研究花芽分化机理中
非常重要的方面 。结合石蜡切片观察 ,从图 2中可
以看出 ,分生组织膨大时核酸含量稍降低 ,内外花被
形成期又稍升高 ,在雄蕊形成时突然降到最低 ,而在
花芽分化完成时突然升到很高。说明雄蕊形成时消
耗了大量的核酸 ,使核酸含量急剧下降 ,花各器官形
成时又有大量的核酸合成 。此现象和紫苏花芽分化
时核酸变化不同 [ 5] ,而与菊花花芽分化时核酸变化
相近[ 6] 。
2.3　石蒜鳞茎尖内 4种内源激素含量的变化
从图 3及石蜡切片(图 1)的形态观察中可以看
出 ,在花芽形态分化期 , 4种激素峰值出现的时间顺
序为 IAA、ABA在孕育期 , GA在雄蕊形成期 , ZR在
雌蕊形成期 。 4种激素峰值在时间按顺序出现可能
是激素调控成花机理中非常重要的方面。
(1)IAA与 ABA变化。 IAA与花芽分化的关系
历来争议比较激烈 。从图 3可以看出 , IAA含量在
花芽分化过程中呈现明显的变化 。石蜡切片观察的
结果表明 ,在生长点较小的时候 IAA含量低 ,在花芽
孕育期 IAA含量突然上升 ,并达到最高 ,且高水平状
态一直保持到花被原基的形成期 。随后突然下降 ,
并在花芽分化完成后保持低水平状态 , ABA变化趋
势和 IAA的变化趋势相近 , 暗示高水平的 IAA和
ABA有利于花芽的形态分化 ,低水平的 IAA和 ABA
有利于生理分化 。这与罗羽洧 、马凯的研究结果不
同 [ 7] ,可能不同植物内源激素变化不同 。
(2)GA和 ZR变化 。石蜡切片表明 ,从花芽孕育到内外花被形成期 , GA含量逐渐下降 ,雄蕊形成期达
到高峰 ,随后在雌蕊形成期又稍有降低;从花芽孕育到雄蕊形成 , ZR一直处于较低的水平 ,雌蕊形成期突
然升高(图 3)。但同时也看出花芽分化的前期 GA和 ZR处于较低水平 ,后期即雌蕊形成期 GA和 ZR均达
较高水平 ,只是 ZR出现高峰的时期比 GA推后。表明 GA和 ZR对石蒜花芽分化的影响比较小 ,变化也不
太明显 ,但当雌蕊原基出现时 ,二者含量均高于其他时期 ,可能这个时期细胞分裂迅速 。
(3)石蒜花芽分化过程中内源激素比例的变化。结合石蜡切片(图 1),对上述结果数据进行 IAA/
GA、ABA/GA、IAA/ZR、ABA/ZR处理(图 4), IAA/GA在分生组织膨大期突然降低 ,而在花被原基形成期
又突然升高 ,并保持较高水平直到雄蕊形成期 ,在雌蕊形成期又突然下降。说明高的 IAA/GA有利于花芽
形态的分化 ,而较低的 IAA/GA有利于花芽孕育;ABA/GA与 IAA/GA变化趋势相近 ,只是峰值提前。
IAA/ZR及 ABA/ZR均在花芽孕育期处于较低水平 ,形态分化期突然升高 ,内外花被形成时达到最高水
平 ,随后在雌雄蕊形成期逐渐下降 ,同样说明高水平的 IAA/ZR及 ABA/ZR有利于花芽形态分化。根据切
69　第 4期　　　　　　　　　　　　王　磊 ,等:石蒜花芽分化期内源激素和核酸含量的变化
图 4　石蒜花芽分化中内源激素的比值变化
　Fig.4　Changesoftheratioofendogenoushormonein
flowerbuddifferentiationofL.radiata
片观察四大内源激素在花被原基形成期均处于较高
水平 , IAA/GA及 ABA/GA保持高水平的时间较长 ,
近 1个月 ,而 IAA/ZR及 ABA/ZR则达到高水平后
迅速下降 ,表明花芽分化过程中 IAA/GA及 ABA/
GA起主要作用。
3　讨　论
花芽形态建成期中 IAA、ABA在孕育期 , GA在
雄蕊形成期 , ZR在雌蕊形成期峰值的依次出现引
起核酸峰值的出现 ,表明内源激素控制了核酸的代
谢 ,这一时期细胞代谢活动旺盛 ,与细胞的加快增加
和分化密切相关 [ 8] 。
由于植物的花芽分化是一个非常复杂的过程 ,
内源激素对花芽分化的作用 ,不仅仅取决于单一的
激素 ,还依赖于内源激素的动态平衡或顺序性的变
化 。正是这种平衡状态控制着核酸 、蛋白质及可溶
性糖等物质的代谢 ,从而对植物的花芽分化进行调
控 。在该试验中 ,激素对花芽生理分化的控制体现在两个方面:(1)时间上的控制 , 4种内源激素峰值依次
出现 , IAA、ABA含量与 GA、ZR含量呈拮抗性的平衡状态。 (2)空间上的控制 ,通过激素间比例或平衡的
变化导致与成花有关的基因解除阻遏完成花芽的诱导;促进核酸的合成 ,调运营养物质向生殖器官转移进
而完成花器官的建造 。结合解剖观察 ,随着石蒜生殖生长的进行 ,内源 ABA、GA、ZR和 IAA均出现显著的
峰值或低谷 ,并与花芽分化的时间吻合。笔者认为高水平的 IAA、ABA有利于石蒜的花芽分化。大葱的花
芽分化试验也表明内源 ABA含量的增加有利于花芽分化[ 9] 。
不同种类植物激素的生理效应有着相互促进和相互拮抗的效果 ,因此植物激素间的平衡关系对植物
生长发育更为重要。该试验结果表明 ,在石蒜花芽分化的不同阶段 ,不仅各种内源激素水平发生显著变
化 ,其内源激素比例也显著改变。高的 IAA/GA有利于花芽形态的分化 ,不利于花芽孕育。高水平的
ABA/GA既有利于花芽孕育又有利于花芽形态的分化。由此认为:石蒜鳞茎尖内源激素对成花的控制可
能从时间和空间上通过调节激素之间的比例或是平衡来影响花芽的诱导和孕育 ,同时 ,植物的成花过程不
是由单一激素所控制 ,而是受到几种激素以一定的比例在空间上(激素作用的部位)和时间上(花器官诱
导与发育时期)的多元调控 ,说明内源激素间的平衡关系及其变化动态 ,在石蒜花芽分化过程中起着重要
的调控作用 。
[ 参 考 文 献 ]
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(责任编辑　王国栋)
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