全 文 ：收稿日期：2009-12-30
作者简介：陈 鸿（1984-），女，沈阳农业大学硕士研究生，从事园林植物生理生态与栽培研究。
沈阳农业大学学报，2010－06，41(3)：284-288
Journal of Shenyang Agricultural University，2010－06，41(3)：284-288
新铁炮百合花芽分化及发育过程中内源多胺及
激素含量变化的研究
陈 鸿 a，李智辉 a,b，李天来 b，周广柱 a
（沈阳农业大学 a.林学院，b.园艺学院，沈阳 110866）
摘要：新铁炮百合花芽分化及发育的机理对于生产栽培具有重要意义，为了探索其花芽分化及发育的机理，采用高效液相色谱法
对其花芽分化及发育过程中叶片和茎内的内源多胺（腐胺，精胺、亚精胺）和部分內源激素（赤霉素和脱落酸）的含量变化进行了
测定。 结果表明：花芽分化及发育过程中，腐胺（Put）、精胺（Spm）、亚精胺（Spd）含量均增加，以 Put 最为明显；叶片中 Put 含量在
花原基分化期下降，外花被和雌蕊原基形成期含量较高，茎内 Put 含量除外花被原基形成期外与叶片内 Put 含量变化趋势相同；
叶片和茎内 Spd 含量与 Spm 含量变化相似， 花芽发育后期 Spd 含量呈逐渐上升趋势 ， 但是雄蕊原基形成期 Spm 含量最高
（59.94nmol·g-1FW）；除雌蕊原基形成期，叶片和茎内变化赤霉素（GA3）与脱落酸（ABA）含量变化一致，雌蕊原基形成期 GA3 含量
较高，雄蕊原基形成期 ABA 含量较高。 可见，Put 和总多胺含量的下降、相对低浓度的 GA3和 ABA 有利于花原基分化，高水平的
Put、GA3和 ABA 促进花芽的发育；Put、Spd 和 GA3含量增加有利于雌蕊原基形成，而 Spm 和 ABA 则有利于雄蕊原基的形成。
关键词：新铁炮百合；花芽分化及发育；內源多胺；内源激素
中图分类号：Q949.71.8.23 文献标识码： A 文章编号： 1000-1700（2010）03-0284-05
Changes in the Contents of Endogenous Polyamines，Hormones during the
Initiation and Development of Flower Bud in Lilium formolongi
CHEN Honga, LI Zhi-huia,b, LI Tian-laib, ZHOU Guang-zhua
(a.College of Forestry, b.College of Horticulture, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China)
Abstract： Mechanism research of the initiation and development of flower bud in Lillium formolongi is of important significance
for cultivation. In order to explore the bud differentiation and developmental mechanism, the method of high performance liquid
chromatography was used to research the changes about the polyamines (Putrescine, Spermine, Spermidine) and some hormones
(Gibberellins and Abscisic Acid) in the leaves and stems during its initiation and development. The results showed that the
contains of Putrescine (Put), Spermine (Spm), Spermidine (Spd) increased, especially Put. The content of Put in leaves decreased
during floral primordial differentiation stage and increased in out -petal differentiation and pistil differentiation stage. In the
steams, the contents of Put variation trended as same as its in leaves except in out-petal differentiation stage. The contents of
Spd and Spm in leaves and steams had similar tend, Spds contents became increase in late of the development of flower bud,
but the highest contents of Spm appeared in stamen differentiation stage. Besides pistil differentiation stage, the contents of
Gibberellins (GA3) and Abscisic Acid (ABA) had the same changing tend. The higher contents of GA3 appeared in pistil
differentiation stage while the contents of ABA was higher in stamen differentiation stage. From the analysis above, the
conclusion could get that low content of Put and total polyamines, low concentration of GA3 and ABA could do favor to the
differentiation of the floral primordial differentiation while high level of Put, GA3 and ABA could promote the development of the
flower bud. Another result of the research demonstrated that the increase of the contains about Put, Spd and GA3 promoted the
development of stamen differentiation as well as the increase of Spm and ABA promoted the development of pistil differentiation.
Key words： Lilium formolongi; initiation and development of the flower bud; endogenous polyamines; endogenous hormones
新铁炮百合（Lilium formolongi）由铁炮百合和高砂百合杂交而成，是目前流行的切花百合中的重要品种。
新铁炮百合花期不一致，前后可相差 30d，且在我国北方地区冬季开花率很低，这给生产栽培带来了很大的不
便，因此研究其花芽分化及发育的机理对于生产栽培具有重要意义。 目前国内对新铁炮百合花芽分化的研究
较少，且主要集中在形态分化方面[1-2]。 多胺和激素在很多植物上已被证实在花芽分化的进程中起着至关重要
的作用[3-6]，但它们在新铁炮的花芽分化及发育进程中的含量及其与花发育历程的关系尚未见相关报道。 本试
验在以往花芽形态分化研究的基础上[2]，对新铁炮百合花芽分化及发育过程中不同时期茎、叶內源多胺和激素
第 3期
图 1 新铁炮百合花芽分化及发育过程中内源腐胺含量的变化
Ⅰ.未分化期;Ⅱ.花原基分化期;Ⅲ.外花被原基形成期;Ⅳ.内花被原基形成期;Ⅴ.
雄蕊原基形成期;Ⅵ.雌蕊原基形成期。 下同。
Figure 1 Changes of endogenous putrescine in Lilium
formolongi during initiation and development of the flower bud
Ⅰ.Vegetative stage;Ⅱ.Floral primordial differentiation stage;Ⅲ.Out-Petal
differentiation stage;Ⅳ.In-Petal differentiation stage;Ⅴ.Stamen differentiation
stage;Ⅵ.Pistil differentiation stage. The same below.
的含量进行了测定，旨在研究新铁炮花芽分化和发育过程中內源多胺和激素的变化规律，探索其花芽分化及
发育的生理机制。
1 材料与方法
1.1 材料
试验在沈阳农业大学园艺科研基地日光温室内进行，供试材料新铁炮百合品种为 Sayaka，购自日本福花
园株式会社。 供试腐胺（Put），精胺（Spm），亚精胺（Spd），GA3和 ABA标样购自美国 Sigma 公司。
1.2 方法
2007 年 12 月播种，2008 年 3 月定植，选择长势一致的幼苗，自幼苗刚拔节时开始，每隔 3~5d 取样 1 次，
每次取 30 株百合植株，将茎尖生长点采用 FAA 固定液固定。 每次取自生长点往下 2cm 的茎段以及从上往下
数第 3和第 4片完全展开的成熟叶片各约 0.5g，立即用液氮速冻，并储藏在-80℃冰箱内，用于内源多胺和激素
的测定。
1.2.1 新铁炮百合花芽分化时期的确定 采用石蜡切片法。新铁炮百合花芽分化时期分为花原基分化期、外花
被原基形成期、内花被原基形成期、雄蕊原基形成期、雌蕊原基形成期[2]。
1.2.2 内源多胺含量的测定 内源多胺提取参照 FLORES 和 GALSTON 的方法[3]。 称取叶片和茎 0.5g，用 3mL
预冷 5%高氯酸（HClO4）冰浴研磨成匀浆，冰浴放置 1h后，低温下（0℃）23000×g，离心 20min，收集上清液。 取上
清液 0.5mL，加入 1mL2mol·L-1NaOH，7μL 苯甲酰氯，漩涡震荡后于 37℃下保温 1h，然后加入 2mL 饱和 NaCl，
2mL乙醚，漩涡震荡后于 1500×g 离心 5min，收集 1mL醚相，超净工作台吹干，-20℃保存。
内源多胺的测定采用高效液相色谱法[4]：高效液相色谱仪 600E，紫外检测器，检测波长为 230nm，色谱柱为
反向 C18柱（4.6mm×250mm），柱温 35℃，流动相为甲醇∶水=55∶45，流速为 1.0mL·min-1。 待测样品用 200μL60%
甲醇（去离子水配制）溶解，0.45μm 微孔滤膜过滤后上机测定，进样量为 10μL。
1.2.3 内源激素含量的测定 参照陈昆松等[5]的方法并加以改进。 将取样后称重的样品放入预冷研钵，在 80%
乙醇溶液中提取赤霉素（GA3）和脱落酸（ABA），分 3 次加 80%的冰冻甲醇 5mL 研磨至匀浆，完全转入小烧杯，
黑暗条件下（0～4℃）冷藏 24h 以上浸提。 低温下（0～4℃）10000×g 离心 11min，上清液转入培养皿中，蒸发约
4mL，提取液中加入等量石油醚萃取脱色后再过 C18 小柱滤除色素，旋转蒸干，400μL 甲醇洗后，用 0.45μm 滤
膜过膜，-20℃冷冻待测。
內源激素的测定采用 Waters-HPLC 系统外标法测定， 紫外检测器检测，GA3和 ABA 的检测波长分别为
210nm 和 254nm，流动相为甲醇∶3%乙酸=45∶55，流速为 1mL·min-1，柱温 35℃，进样量 20μL。
內源多胺和激素均采用外标法定量计算，通
过标样计算样品中多胺和激素的浓度，计算单位
质量鲜样中的多胺和激素的含量， 单位分别为
nmol·g-1FW和 μg·g-1FW。 每个时期取 3 株植株，
每株每个部位取 3 个样品重复，最后结果取 3 次
测定的平均值，用 Excel进行数据统计分析。
2 结果与分析
2.1 新铁炮百合花芽分化及发育过程中内源多
胺含量的变化
2.1.1 新铁炮百合花芽分化及发育过程中内源
腐胺含量的变化 由图 1 可见，新铁炮百合花芽
分化前腐胺在叶片和茎中有一定的积累，叶片中
腐胺在花原基分化期的含量低于未分化期和外
花被原基形成期，最低值出现在内花被原基形成
期，而在雌蕊原基形成期叶片中的腐胺达到最大
陈 鸿等：新铁炮百合花芽分化及发育过程中内源多胺及激素含量变化的研究 285· ·
第 41卷沈 阳 农 业 大 学 学 报
图 3 新铁炮百合花芽分化及发育过程中内源精胺
含量的变化
Figure 3 Changes of endogenous spermine in
Lilium formolongi during initiation and
development of the flower bud
图 2 新铁炮百合花芽分化及发育过程中内源亚精胺含
量的变化
Figure 2 Changes of endogenous spermidine in
Lilium formolongi during initiation and development
of the flower bud
值，为 206.12nmol·g-1FW；在整个花芽分化和发育过程中，茎内腐胺含量始终低于叶片内腐胺的含量。茎内腐胺
含量在花原基形成期达到最大值， 为 61.57nmol·g-1FW， 随后缓慢下降， 在内花被原基形成期含量最低，为
36.35nmol·g-1FW，随后茎内的腐胺呈上升趋势。 以上结果表明，新铁炮百合花原基分化期可能需要低水平的腐
胺，而外花被原基的形成期可能需要高水平的腐胺，这与杨丽等[6]在菊花神马上的报道相似。
2.1.2 新铁炮百合花芽分化及发育过程中内源亚精胺含量的变化 由图 2可见，与腐胺不同的是，叶片中亚精
胺在花原基分化期含量增加， 随后叶片中的亚精胺含量呈下降趋势， 在内花被原基形成期达到最低值，为
17.25nmol·g-1FW，之后叶片中亚精胺的含量逐渐增加，在雌蕊原基形成期达到最大值，为 34.19nmol·g-1FW；花
芽分化前亚精胺在茎中的积累高于叶片， 茎中亚精胺在花原基分化期的含量略低于未分化期和外花被原基形
成期，同叶片一样，茎中亚精胺的极值也出现在内花被原基形成期和雌蕊原基形成期。 以上结果表明，花原基
分化期和雌蕊原基形成期可能需要高水平的亚精胺，这与张建农[7]在甜瓜上的报道相似。
2.1.3 新铁炮百合花芽分化及发育过程中内源精胺含量的变化 由图 3 可见， 精胺与亚精胺变化趋势类
似，叶片中精胺在花芽分化期的含量有两个峰值，一个是花原基分化期，为 31.29nmol·g-1FW，一个是雄蕊原
基形成期，为 59.94nmol·g-1FW；内花被原基形成期时含量最低，为 23.91nmol·g-1FW，茎中精胺的峰值则出现
在外花被原基形成期和雄蕊原基形成期。 以上结果表明，花原基分化期和雄蕊原基形成期可能需要较高水
平的精胺。
2.2 新铁炮百合花芽分化及发育过程中内源激素含量的变化
2.2.1 新铁炮百合花芽分化及发育过程中 GA3含量的变化 由图 4可见， 新铁炮百合花芽分化前GA3在叶片
和茎中都有一定的积累，叶片中 GA3含量在花芽分化开始时呈上升趋势，在外花被原基形成期时含量最多，为
1062.61μg·g-1FW，随后叶片中 GA3含量急剧下降，在雌蕊原基形成期时 GA3含量再次升高，达到 606.69μg·g-
1FW；茎中 GA3含量在花原基分化期降低，所后呈上升趋势，分别在外花被原基形成期和雄蕊原基形成期出现
一小一大两个峰值，为 65.48μg·g-1FW 和 397.86μg·g-1FW。 从测定结果看，花原基分化期和外花被原基形成期
GA3含量均高于未分化期，因此，GA3可能对新铁炮百合花芽的分化及发育有促进作用，这与任桂杰等[8]棉花花
芽分化的报道相似。
2.2.2 新铁炮百合花芽分化及发育过程中 ABA 含量的变化 与 GA3相比，ABA 在新铁炮百合整个花芽分化
期的含量极低（图 5）。 在新铁炮百合花芽分化开始前，叶片和茎中 ABA 都有一定的积累，叶片中 ABA 含量变
化趋势与 GA3相同，在外花被原基形成期和雄蕊原基形成期出现两个峰值，分别是 2.04μg·g-1FW 和 1.54μg·g-
1FW，茎中 ABA 含量在整个花芽分化期呈“下降-上升”交替变化，在内花被原基形成含量最低，为 1.14μg·g-
1FW，而最大值出现在外花被原基形成期，为 1.53μg·g-1FW。 本试验结果表明，花原基分化期和外花被原基形成
期 ABA含量较高，因此 ABA可能有利于新铁炮百合花芽分化及发育，这与苏华等[9]在大葱上的报道相似。
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第 3期
图 4 新铁炮百合花芽分化及发育过程中过程中 GA3含
量的变化
Figure 4 Changes of endogenous gibberellins in
Lilium formolongi during initiation and development
of the flower bud
图 5 新铁炮百合花芽分化及发育过程中 ABA含量
的变化
Figure 5 Changes of endogenous abscisic acid in
Lilium formolongi during initiation and
development of the flower bud
3 结论与讨论
在新铁炮百合花芽分化及发育过程中，Put、Spm和 Spd含量均增加， 以 Put 最为明显 （叶片内 Put 含量从
121.10nmol·g-1FW 上升到 206.12nmol·g-1FW，茎内 Put 含量从 46.12nmol·g-1FW 上升到 50.78nmol·g-1FW）；花原
基分化期 Put、GA3和 ABA 均保持在最低水平，花芽发育过程中则保持较高水平；雌、雄蕊原基形成期时 Put、
Spd、GA3和 Spm、ABA含量较高。 所以，Put和总多胺含量下降、相对低浓度的 GA3和 ABA有利于花原基分化，
高水平的 Put、GA3和 ABA 促进花芽的发育；Put、Spd 和 GA3含量增加有利于雌蕊原基形成，而 Spm 和 ABA 则
有利于雄蕊原基的形成。
前人的研究表明[10-17]，对植物花芽分化发挥重要功能的多胺、腐胺在植物花芽分化过程中的作用以及多胺
对雌雄蕊发育的调节作用可能因植物种类不同而存在差异。 本研究发现，随着新铁炮百合花芽分化的进行，无
论叶片还是茎，内源腐胺含量均高于亚精胺和精胺的含量，且腐胺含量变化和总胺变化趋势一致，这意味腐胺
对促进新铁炮百合花芽分化的的作用较其他多胺更直接。 与郑玉生等[18]、徐美容等[19]的报道相似。 从测定结果
看，花原基分化期腐胺含量下降，花芽发育初期腐胺含量上升，有此可推知，低水平的腐胺促进花原基分化，高
水平的腐胺则促进花芽发育。 这与在菊花[6]、短日矮牵牛[20]上的报道相似。 本研究还表明了新铁炮百合雌、雄蕊
原基形成期分别需要较高含量的腐胺、亚精胺和精胺。 另外有研究指出 [21]，多胺在植物体内是可以从合成部位
直接或间接传递至其他器官和组织的。 在本研究中，从未分化期至外花被原基分化期，叶片和茎内 3种多胺含
量呈交替变化，且在整个花芽分化过程中，茎中多胺含量低于叶片中多胺含量，但是新铁炮百合花芽分化及发
育过程中多胺的合成部位及其运输的方向有待于进一步研究。
本研究发现，从未分化期到外花被原基形成期，新铁炮百合叶片内 GA3和 ABA含量呈上升趋势，二者含量
在内花被原基形成期含量急剧下降，到雄蕊原基形成期开始回升，ABA 含量在此时达到最大值，到雌蕊原基形
成期 GA3含量再次迅速上升，由此判断，GA3和 ABA可能在新铁炮百合花芽发育的外花被原基形成期、雌蕊原
基形成期和雄蕊原基形成期起重要作用。另外，从外花被原基形成期开始，GA3和 ABA含量均呈“上升—下降”
交替变化，这可能是 GA3和 ABA 影响着各花器官分化起始 [22]的原因所致。 目前，GA3和 ABA 在花芽分化中作
用意见不一致[8，23-24]。本研究表明，GA3和 ABA与新铁炮百合花芽分化及发育有一定的内在联系，相对低浓度的
GA3和 ABA有利于花原基分化，相对高浓度有利于花芽的发育。 本试验还测定了新铁炮花芽分化及发育不同
时期 IAA 的含量， 但含量很低且无明显规律可循，IAA 是否参与了新铁炮百合的花芽分化和发育有待于进一
步研究。
植物激素之间达到的一种平衡状态有利于成花，促使作为第二信使的多胺大量合成，从而促使开花基因的
表达，并向成花的部位调配营养物质，导致特殊蛋白质的合成形成花原基[25]。本研究发现，从外花瓣原基形成期
到雌蕊原基形成期，GA3和 ABA 同 Put、Spd 的变化趋势相同， 表明了新铁炮百合花芽分化及发育过程中内源
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多胺和激素之间有一种平衡的关系对其分化和发育起到一定的促进作用，但是这种平衡关系如何、内源多胺
和激素促进了哪些基因的表达以及两者的关联效应[26]是如何促进基因表达的，有待于今后进一步探究。
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[责任编辑 马迎杰]
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