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黄花美冠兰花芽分化过程中假鳞茎内源激素含量变化的研究



全 文 :北方园艺2012(23):75~78 植物·园林花卉·
第一作者简介:杨光穗(1972-),女,贵州凯里人,硕士,副研究员,
研究方向为热带观赏植物栽培与生理。E-mail:suiguangyang@
yahoo.com.cn.
基金项目:国家公益性农业行业科技资助项目(201203071);农业
生物资源保护与利用资助项目(2130135)。
收稿日期:2012-07-23
黄花美冠兰花芽分化过程中假鳞茎
内源激素含量变化的研究
杨 光 穗1,黄 素 荣1,王   存1,黄 少 华1,张   欢2,张 志 群1
(1.中国热带农业科学院 热带作物品种资源研究所,农业部华南作物基因资源与种质创制重点开放实验室,
海南 儋州571737;2.海南大学 园艺园林学院,海南 海口570228)
  摘 要:采用酶联免疫吸附测定法(ELISA)测定了花芽分化过程中黄花美冠兰假鳞茎内源激
素吲哚乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)、赤霉素(GA)和玉米素核苷(ZRs)含量的动态变化。结果表明:
假鳞茎内IAA和ABA的含量明显高于GA和ZRs的含量,花芽分化过程中,假鳞茎内IAA和
GA的含量下降,ABA和ZRs的含量上升,ZRs/IAA、ZRs/GA、ABA/IAA、ABA/GA的比值均呈
上升趋势,ABA/IAA、ABA/GA的比值升幅高于ZRs/IAA、ZRs/GA的比值。
关键词:黄花美冠兰;花芽分化;内源激素
中图分类号:S 682.31 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2012)23-0075-04
  黄花美冠兰(Eulophia flava(Lindley)Hooker f.)
属兰科美冠兰属,是一种观赏价值很高的兰科野生花
卉,花葶自当年生假鳞茎顶端侧边抽出,较为粗壮,高度
可达约1m左右,平均高度在60cm左右;花葶顶部着生
直立总状花序,长28~32cm,疏生10余朵小花;每节3
朵小花轮生,节间距1.5cm左右;花大,柠檬黄色,略微
香气或无,直径可达4cm以上;自然花期5~6月,人工
栽培条件下花期稍有提前,可从4月下旬延续至6月。
   
国内主要分布于广东和广西西南部以及海南和香港等
地区;国外分布于尼泊尔、印度、缅甸、越南、泰国等
地区[1-2]。
黄花美冠兰花大、色艳,花型优美,开放热烈,极具
开发潜力,但其花期恰逢春夏之交的销售淡季,对其切
花的价格有较大的影响,若能将其花期调控至元旦、春
节等花卉消费旺季,必定能大大提高其切花的商品价
值。植物成花与内源激素关系密切,1974年,Luck-wil
提出激素的平衡变化可导致与成花有关的基因解除阻
遏,从而影响花芽分化进程。之后的许多研究结果也都
支持这一观点,据此,课题组以黄花美冠兰假鳞茎为研
究材料,分析了黄花美冠兰花芽分化过程中内源激素含
量及比例的变化,以期为黄花美冠兰花期的调控提供
参考
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Research on Ornamental Acacia floribunda Photoautotrophic Rooting Culture
CHEN Ben-xue1,LIN Si-zu2,CAO Guang-qiu2
(1.Wenchang Ofice of Zhoukou City,Zhoukou,Henan 466001;2.Colege of Forestry,Fujian Agricultural and Forestry University,Fuzhou,
Fujian 350002)
Abstract:Taking tissue culture seedlings of A.floribundaas material,the efect of diferent radication culture medium,
diferent photoautotrophic micropropagation culture condition and cultivate liquid on rooting of A.floribunda were
studied,on the basis of that,photoautotrophic micropropagation was compared with traditional tissue culture to study the
efect on the tissue culture seedlings.The results showed that photoautotrophic micropropagation technology was suitable
for A.floribunda,and the rooting rate reached 92.10%,with root seedlings transplanting survival was compared 87.35%.
Key words:Acacia floribunda;traditional tissue culture;photoautotrophic micropropagation system
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·园林花卉·植物 北方园艺2012(23):75~78
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验材料为横径大于4.5cm,大小一致、无损伤、无
病虫害的黄花美冠兰当年生假鳞茎,采自中国热带农业
科学院热带作物品种资源研究所花卉试验基地。
1.2 试验方法
试验自2009年9月17日开始至2010年3月28日
完成。在2009年9月17日、11月3日、12月29日和
2010年2月10日、3月28日分别取样,每次取当年生假
鳞茎3个,剥去叶(鞘)片,称取鳞茎约5g,液氮速冻后立
即置于-80℃的冰箱中固定保存,用于内源激素含量的
测定。
1.3 项目测定
称取1.0g速冻后的植物材料,加2mL样品提取
液,在冰浴下研磨成匀浆,转入10mL试管,再用2mL
提取液分次将研钵冲洗干净,一并转入试管中,摇匀后
放置在4℃冰箱中提取4h,3 500r/min离心8min,取
上清液。沉淀中加1mL提取液,搅匀,置4℃下再提
取1h,离心,合并上清液并记录体积,残渣弃去。上清
液过C-18固相萃取柱,将过柱后的样品转入5mL塑料
离心管中,真空浓缩干燥或用氮气吹干,除去提取液中
的甲醇,用样品稀释液定容。采用酶联免疫吸附测定法
(ELISA)测定生长素(IAA)、脱落酸(ABA)、玉米素核苷
(ZRs)和赤霉素(GA)的含量。所有内源激素的含量均
在鲜重(FW)条件下测定。
1.4 数据分析
数据采用Microsoft Excel 2007软件进行分析处理。
2 结果与分析
黄花美冠兰假鳞茎内IAA和ABA的含量明显高
于GA和ZRs的含量,且在花芽分化期前IAA、ABA、
GA、ZRs的含量变化明显(图1~4)。
2.1 假鳞茎中IAA含量的变化
在9月17日至12月29日,假鳞茎内IAA的含量
明显下降,下降约60%,仅41.78ng/g FW。12月29日
至2月10日,IAA的含量大幅上升,2月10日假鳞茎内
IAA的含量为12月29日的2倍多,达93.09ng/gFW。
2月10日至3月28日IAA的含量基本保持不变,但仍
维持在较高水平,3月28日假鳞茎内IAA的含量为
95.19ng/gFW。
2.2 假鳞茎中ABA含量的变化
假鳞茎内ABA的含量在9月17日至翌年3月28
日呈上升趋势,但明显分为2个阶段,在9月17日至12
月29日ABA的含量上升幅度相对较小,12月29日
ABA的含量为53.66ng/gFW,比9月17日增加了约2
倍,而在12月29日至翌年3月28日期间,ABA的含量
图1 黄花美冠兰花芽分化过程中假鳞茎内IAA含量的变化
Fig.1 IAA contents in pseudobulbs during the floral bud
diferentiation of E.flava
骤增,至3月28日,ABA的含量已达12月29日含量的3
倍多、达到9月17日含量的7倍多,为167.23ng/gFW。
图2 黄花美冠兰花芽分化过程中假鳞茎内ABA含量的变化
Fig.2 ABA contents in pseudobulbs during the floral bud
diferentiation of E.flava
2.3 假鳞茎中GA含量的变化
GA的含量在9月17日至12月29日下降明显,9
月17日GA的含量为9.85ng/g FW,在12月29日为
5.85ng/gFW,下降了约41%。GA的含量在12月29
日以后开始明显上升,至3月28日GA的含量与9月17
日基本持平,为9.77ng/g FW。
图3 黄花美冠兰花芽分化过程中假鳞茎内GA含量的变化
Fig.3 GA contents in pseudobulbs during the floral bud
diferentiation of E.flava
2.4 假鳞茎中ZRs含量的变化
ZRs的含量在整个试验期内均呈上升趋势,其中9
月17日至12月29日ZRs的含量由8.19ng/gFW增加
到10.34ng/gFW,上升缓慢。12月29日至翌年3月28
日,ZRs的含量上升明显,从10.34ng/g FW 增加到
19.05ng/gFW,增加了约84%。
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北方园艺2012(23):75~78 植物·园林花卉·
图4 黄花美冠兰花芽分化过程中假鳞茎内ZRs含量的变化
Fig.4 ZRs contents in pseudobulbs during the floral bud
diferentiation of E.flava
2.5 假鳞茎内源激素比例变化
黄花美冠兰发芽分化过程中,假鳞茎内ZRs/IAA、
ZRs/GA、ABA/IAA、ABA/GA的比值均呈上升趋势,其
中ABA/IAA的比值升幅最大,花芽分化后期较前期
ABA/IAA的比值增加了近5倍,ABA/GA的比值升幅
次之,花芽分化后期ABA/GA的比值是分化前期的
近4倍,再次为ZRs/IAA的比值,花芽分化后期是分
化前期的3倍左右,升幅最小的是ZRs/GA的比值,
花芽分化后期仅为分化前期的2倍多。花芽分化结
束后,ZRs/GA、ABA/IAA、ABA/GA的比值继续升
高,ZRs/IAA的比值缓慢下降(图5~8)。
图5 黄花美冠兰花芽分化过程中假鳞茎内
ABA/IAA比值的变化
Fig.5 Ratio of ABA to IAA in pseudobulbs during
the floral bud diferentiation of E.flava
图6 黄花美冠兰花芽分化过程中假鳞茎内
ABA/GA比值的变化
Fig.6 Ratio of ABA to GA in pseudobulbs during
the floral bud diferentiation of E.flava
图7 黄花美冠兰花芽分化过程中假鳞茎内
ZRs/IAA比值的变化
Fig.7 Ratio of ZRs to IAA in pseudobulbs during
the floral bud diferentiation of E.flava
图8 花芽分化过程中假鳞茎内ZRs/GA比值的变化
Fig.8 Ratio of ZRs to GA in pseudobulbs during
the floral bud diferentiation of E.flava
3 讨论与结论
植物内源激素对植物花芽分化的影响极为复杂,该
试验结果表明,假鳞茎内IAA、ABA、GA、ZRs 4种内源
激素的含量及ZRs/IAA、ZRs/GA、ABA/IAA、ABA/GA
的比例在黄花美冠兰花芽分化过程中呈现一定的规律
性变化。在分化初始期,IAA的含量较高,随着花芽分
化的开始,含量逐渐下降至最低,而后保持上升的趋势。
曹尚银等[3]研究苹果花芽孕育过程中内源激素的变化
规律时发现,花芽孕育临界时期内,随时间推移,IAA含
量下降。该试验结果与之相似,说明低浓度的IAA有助
于花芽分化的启动,相对较高浓度的IAA含量则有助于
后期花器官的分化。
在花芽分化前期,黄花美冠兰假鳞茎内ABA的含
量较低,但在花芽分化中后期,ABA含量开始急剧上升,
达到前期含量的2倍以上。曾骧[4]认为ABA能引起枝
条生长停止,促进CTK类物质、淀粉和糖的积累,有利
于生殖生长。Rakngan等[5]也认为ABA可能间接地影
响花芽孕育。该试验的结果也表明ABA含量的增加有
利于黄花美冠兰花芽分化的完成。
许伟东[6]认为杨梅生理分化开始时,可能由于是叶
片中的GA3转移到发花芽中,导致叶片中GA3的含量有
所降低,GA3含量的变化,可能促进一系列相关生理生化
反应来对营养生长和生殖生长进行调节。黄花美冠兰
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·园林花卉·植物 北方园艺2012(23):75~78
花芽生理分化期假鳞茎GA含量呈先降后升的趋势,这
与廖明安[7]提到的GA3分阶段影响花芽分化的观点相
似,即低含量的GA3的可以诱导生长点进入生理分化阶
段,而在花芽分化后期花器官发育时,高含量的GA3有
助于花芽分化的完成。
ZR可维持mRNA和蛋白质的合成,调节蛋白质和
可溶性氮化物之间的平衡从而促进开花;罗羽洧等[8]认
为,ZRs含量的上升是与形态变化相一致,一般认为细
胞体积的增大和数量的增加是依靠ZRs含量增加的。
黄花美冠兰在花芽分化期间,ZR含量一直呈上升趋势,
分化后期达到初期含量的2倍以上,表明较高的ZR水
平有利于黄花美冠兰花芽分化进程的完成。
激素平衡假说认为植物开花取决于促进开花和抑
制开花的2类激素的平衡。这种不同激素含量、比例之
间的平衡对成花有巨大的作用,比单一某种激素的作用
更为重要。该研究结果显示,各种内源激素并不是孤立
地对成花过程发生作用,激素间的比例存在规律性变
化,ZRs/GA、ABA/IAA、ABA/GA在黄花美冠兰花芽分
化的过程中呈上升趋势,而ZRs/IAA的比例则先升后
降。已有研究表明,GA是一种抑花激素[9-10],GA含量
的增加会抑制花芽的分化;而ZRs和ABA则有利于花
芽分化的发生和完成;有人认为低浓度IAA有利于花芽
孕育而高浓度的IAA抑制花芽孕育[11],紫苏花在花芽
诱导期需相对较低的IAA含量,相对高的IAA含量则
有利于其花芽的分化[12]。由于IAA、ABA、GA、ZRs 4种
激素对花芽分化的作用特点不一,从而引起ZRs/IAA、
ZRs/GA、ABA/IAA、ABA/GA的比例的规律性变化,这
种变化在黄花美冠兰花芽分化过程中起着重要的作用。
不同的内源激素共存于同一植物体内,它们出现的
时间和含量的差异除了受遗传因子调控外,还受到外界
环境因子的影响,各种激素相互促进或者抑制产生一种
动态的平衡,这种内源激素的动态平衡是黄花美冠兰花
芽分化的一个重要物质基础。但是如何通过调节外部
环境使黄花美冠兰内源激素达到花芽分化、发育所需的
动态平衡水平,还有待于以后进一步的研究探讨。
参考文献
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Study on Changes of Endogenous Hormone Contents in
Pseudobulbs During the Floral Bud Differentiation of Eulophia flava
YANG Guang-sui 1,HUANG Su-rong1,WANG Cun1,HUANG Shao-hua1,ZHANG Huan2,ZHANG Zhi-qun1
(1.Tropical Crops Genetic Resources Institute,Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences,Key Laboratory of Crop Gene Resources
and Germplasm Enhancement in Southern China,Danzhou,Hainan 571737;2.Colege of Horticulture and Gardening,Hainan University,
Haikou,Hainan 570228)
Abstract:During the floral bud diferentiation of Eulophia flava,four kinds of endogenous hormones IAA,ABA,GA,ZRs
contents in pseudobulb were measured with the enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA).The results showed that
in the process of the floral bud diferentiation,ABA content and ZRs content in the pseudobulb increased,while IAA
content and GA content decreased.The ratio of ZRs to IAA,ZRs to GA,ABA to IAA,ABA to GA presented uptrend,
besides,ABA to IAA and ABA to GA leaded a higher ratio than ZRs to IAA and ZRs to GA.
Key words:Eulophia flava;floral bud diferentiation;endogenous hormones
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