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刺梨花芽分化期芽中内源激素和碳、氮营养的含量动态



全 文 :刺梨花芽分化期芽中内源激素
和碳、氮营养的含量动态
樊卫国 刘国琴 安华明 何嵩涛 罗 充 刘进平
(贵州大学农学院,贵州贵阳 !!#!)
摘 要 在对贵农 ! 号刺梨花芽分化进行观察的基础上,对花芽分化期刺梨花芽和叶芽中内源激素的赤霉素
($%&’()、玉米素核苷()*+)、生长素(,%%)、脱落酸(%-%)和淀粉、可溶性总糖、总氮含量变化进行了研究。结果表明,
刺梨的花芽分化期需要有高水平的 )*+、碳水化合物及低水平的 $%&’(、,%%、%-% 和较低水平的氮素营养。在整个花
芽分化期,花芽的 )*+ . $%&’(、)*+ . ,%%、%-% . ,%%、%-% . $%&’(及碳 .氮比值比叶芽的高;在花芽生理分化期,花
芽的 )*+ . %-% 比值高于叶芽,而形态分化期花芽的 )*+ . %-% 比值低于叶芽。在刺梨花芽分化的不同时期,花芽
和叶芽中的 $%&’(、)*+、,%%、%-%、淀粉、可溶性总糖、总氮含量变化不一。
关键词 刺梨;花芽分化;内源激素;碳水化合物;氮素营养
中图分类号:/01!2& 文献标识码:% 文章编号:&3433145#(64&4747
!#$% &’ () *(+’,)- &. /’$&,)’&#- 0&12&’)-3 *+14&(%$1+) +’$ 567
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花芽分化是果树开花结果和产量形成的基础,
植物内源激素水平及其比例和养分状况对花芽分
化有着重要的生理影响。在果树花芽分化过程中,
内源激素调节是花芽分化的关键,养分是花芽分化
的基础,基因表达是花芽分化的途径。
刺梨(:,4* $,;<’$#0%% PK9EE)为蔷薇科蔷薇属植
物,是我国特有的新兴果树。迄今,有关刺梨花芽分
化的研究报道很少,前人仅对刺梨的花芽形态分化
进行了观察 W&X,而对刺梨花芽分化的生理机制研究
没有任何报道。作者在对贵农 !号刺梨花芽形态分
化进行观察的基础上,分析测定了刺梨花芽分化期
花芽和叶芽中内源激素、碳水化合物、总氮含量的变
化,以期为刺梨花芽分化的化学调控提供理论依据。
& 材料和方法
试验于 &333Y# 年在贵州大学农学院进行。
供试材料为 Z年生结果的贵农 !号刺梨。
从 & 月初Y7 月初,每隔 & H 于上午 & [,分
别取树冠中上部外围的结果母枝上的花芽和营养枝
上的叶芽,将一部分立即用 8%% 固定液固定,徒手
收稿日期\ ##404( 接受日期\ ##414(
基金项目:贵州省自然科学基金项目(项目编号 314(1()。
樊卫国,男,教授。
果 树 学 报 #(,#(&)\7Y7(
I@?K:9M @O 8K?=E /N=<:N<
DOI:10.13925/j.cnki.gsxb.2003.01.010
切片后在显微镜下观察花芽形态分化的时期,以掌
握刺梨花芽形态分化的进程;另一部分样品取样后
立即置于冰壶中带回实验室,将两种芽分别用液氮
速冻,置于!#$以下低温冰箱中保存用于测定内源
激素含量。
参照南京农业大学植物激素实验室的方法,采
用酶联免疫法 %& 测定赤霉素(’()*+)、玉米素核苷
(,-.)、生长素(/(()、脱落酸((0()含量,重复 +
次。试剂盒由南京农业大学植物激素研究室提供。
样品中内源激素用 1#2的冷甲醇提取,343和 567!
789 :)1胶柱(;8<6=公司产品)纯化。
分别将每次取回的部分花芽和叶芽置于 ))#$
烘箱中杀酶 )# >?@,然后在 A#$下烘干、粉碎后备
用。样品中可溶性总糖和淀粉含量测定用蒽酮法,
总 B含量测定用凯氏法。
本文图、表中所列的为 ###年数据。
结果与分析
!# 花芽分化期芽中内源激素含量的变化
### 年对贵农 C 号刺梨的观察结果表明,刺梨
的花芽分化属于当年分化型。在贵阳花溪地区,当
年 月上旬刺梨进入花芽的形态分化期, 月下旬
进入形态分化的高峰期,+ 月下旬花芽形态分化基
本结束。其中, 月中旬进入苞片分化期, 月下旬
进入萼片分化期,+ 月上旬进入花瓣分化期,+ 月中
旬进入雄蕊和雌蕊分化期。测定结果表明,在花芽生
理分化期( 月上旬以前)和形态分化期,花芽中的
’()*+含量明显低于叶芽中的含量水平。在生理分化
期,花芽中 ’()*+含量水平处于 D)CED1F @>GH I J
K;,同期叶芽中 ’()*+ 含量水平处于 D)#EL1DL1
@>GH I J K;,说明低浓度的 ’( 下有利于刺梨花芽
的生理分化。在形态分化期,花芽中 ’()*+含量水平
处于 )LD1#ED+# @>GH I J K; 之间,同期叶芽中
’()*+含量为 )FD#CE+LD# @>GH I J K;。在花芽生理分
化期花芽中的 ’()*+含量有所增加,由图 ) 可见,在
形态分化期前( 月 日)出现第一个高峰,含量达
到了 D1F @>GH I J K;; 在苞片分化期和萼片分化
期 ’()*+的含量略有下降,在花瓣、雄蕊和雌蕊分化
期又略有增加。叶芽中 ’()*+含量的变化趋势基本
与花芽相似,但是 ’()*+的含量比花芽提前 )# M()
月 + 日)出现第一个高峰,含量为 L1DL1 @>GH I J
K;,其含量水平是花芽同期的 L倍以上。
在花芽分化期,花芽和叶芽中 ,-. 的含量水平
都很高,说明刺梨的花芽分化和叶芽发育都需要较
高水平的 ,-.。在生理分化期,花芽中 ,-.含量高达
CAD1FEFFD) @>GH I J K;,进入形态分化期 ,-.含量
逐渐下降。整个花芽分化期间,叶芽中的 ,-. 含量
变化趋势与花芽是基本一致的,有所不同的是 ,-.
的含量水平比花芽的低。
本试验的结果表明,在花芽和叶芽中的 (0( 含
图 # 刺梨花芽分化期花芽和叶芽中内源激素含量的变化
$%&# ’()*&+, -. +*/-&+*-0, (-12-*+, 3-*4+*4 /01%*& .5-6+1 70/ /%..+1+*4%)4%-*
%* 4(+ .5-6+1 70/ )*/ 5+). 70/ -. ! #$%&’#()**
时期(月 I日)N8<6 OP I NQ
樊卫国等:刺梨花芽分化期芽中内源激素和碳、氮营养的含量动态) 期 L)
果 树 学 报 ! 卷
取样日期
#月 $日%
&’()*+,- .’/0
#1 $ 2%
345 $ 6789: 345 $ 7;7 345 $ <77 7;7 $ <77 7;7 $ 6789:
花芽
=*>?0@ AB.
叶芽
C0’D AB.
花芽
=*>?0@ AB.
叶芽
C0’D AB.
花芽
=*>?0@ AB.
叶芽
C0’D AB.
花芽
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叶芽
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花芽
=*>?0@ AB.
叶芽
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GE
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表 ! 花芽分化期花芽和叶芽中内源激素的比值变化
#$%& ! ’(#)*&+ ,- .(& /#.0, ,- &)1,*&),2+ (,/3,)&+ 0) .(& -%,4&/ $21
#)1 %&#- $21 ,- ! #$%&’#()** 12/0)* -%,4&/ $21 10--&/&).0#.0,)
量是所有内源激素中最低的。在花芽生理分化期,
花芽中的 7;7 含量明显低于叶芽(图 8),从花芽生
理分化期到花瓣形成期,花芽中的 7;7 含量在不断
的增加,其含量从 KG: ,(>* $ - =L 增加到 !EG:I
,(>* $ - =L ;形态分化结束后,7;7 含量迅速下降,
到 :月中旬达到最低,为 8GHK ,(>* $ - =L。在花芽的
生理分化期,叶芽中 7;7 的含量从 IG8: ,(>* $ - =L
增加到 !!GF8 ,(>* $ - =L,以后迅速下降,到 : 月中
旬达到最低,仅为 8G!K ,(>* $ - =L。花芽在分化的过
程中,7;7 含量出现累积增加的情况,且含量水平
高于叶芽,这种情况在梨上也有类似的报道 MEN,这可
能有利于花芽由营养状况向生殖状况转变。
在花芽生理分化期和形态分化期,花芽中其
<77 的含量水平在 !G!HO8!GE ,(>* $ - =L 之间,变
化呈缓慢增加的趋势,在生理分化期 <77 的含量变
化幅度很小,而同期叶芽中 <77 含量水平为 EGHKO
E!G ,(>* $ - =L,高出花芽的 !O: 倍,变化趋势为 !
月中旬前增加缓慢,以后 <77 含量迅速提高。低浓
度的 <77含量可能对刺梨的花芽分化有利。
565 花芽分化期花芽和叶芽中 78+与 9:!;<、:=:、
>::含量的比值变化
细胞分裂素对果树花芽分化的促进作用早已得
到肯定,它与其它内源激素的协同作用对花芽分化
产生重要的影响。从表 8可以看出,在整个花芽分化
期,花芽中 345 $ 6789:的比值都明显高于叶芽,这与
前人在柑橘、梨、梅、苹果等树种上的研究报道结果
相一致 M:OKN,说明 345 $ 6789: 比值高有利于刺梨营养
生长向生殖生长转化,对刺梨花芽分化具有促进作
用。
从表 8 看出,在花芽生理分化期 (! 月上旬以
前),花芽的 345 $ 7;7 比值高于同期叶芽的比值,
在花芽形态分化期,花芽的 345 $ 7;7 比值低于同
期叶芽的比值。而进入花芽生理分化期和形态分化
期后,花芽的 345 $ <77、7;7 $ <77 和 7;7 $ 6789:比
值都显著高于叶芽。这种情况在其它树种上已有报
道MF,KN。
56< 花芽分化期刺梨花芽和叶芽中主要营养物质
含量及碳 ?氮比值变化
实验结果表明,在花芽分化过程中,花芽和叶
芽中主要碳水化合物和总氮含量有较大差异。表 !
显示,在花芽分化的各个时期,花芽中的淀粉和水
溶性总糖含量都明显高于叶芽,而总氮含量却是叶
芽高于花芽,其碳 $氮比值显著高于叶芽。在花芽生
理分化期,花芽中的淀粉含量从 HGIFP降低到
EG8FP,而水溶性总糖含量从 :G8P增加到 EGFIP,
这是淀粉水解的结果。水溶性总糖含量的增加能够
提高细胞液浓度,有利于促进花芽分化;同期叶芽中
的淀粉和水溶性总糖含量变化与花芽有相同的趋
势,但其含量值要比花芽的低许多。无论是花芽或叶
芽,经过休眠期以后其中的淀粉都要发生水解,其结
果是淀粉减少、水溶性总糖增加。而在花芽生理分化
期,虽然花芽和叶芽都有这样相同的变化趋势,但是
花芽中淀粉、水溶性总糖的高含量和总氮的低水平,
却是花芽生理分化的重要营养基础,碳 $氮比值高对
刺梨花芽生理分化有重要的促进作用。在整个花芽
分化过程中,花芽和叶芽中总氮含量都在增加,而
碳 $氮比值表现出大幅度降低的趋势。总氮的不断增
加可能与萌动后的花芽和叶芽的氮素养分“库”增强
E!
! 期
注:淀粉、水溶性总糖、总氮均为干重百分比。
#$%:&’% (%)*%+$,-% #. /)0 1%2-’$ 23 3’#1%/ 40 $’% *#+$%+$3 #. 3$,)*’,$#$,5 1,$%) 3#5645% 36-,) ,+/ $#$,5 +2$)#-%+7
取样日期
8月 9日:
;,<(52+- /,$%
8= 9 >:
淀粉
;$,)*’ 8?:
水溶性总糖
&#$,5 1,$%) 3#5645% 36-,) 8?:
总氮
&#$,5 +2$)#-%+ 8?:
碳 9氮比值
@,)4#’0/),$% 9 +2$)#-%+ ),$2#
花芽
A5#1%) 46/
叶芽
B%,. 46/
花芽
A5#1%) 46/
叶芽
B%,. 46/
花芽
A5#1%) 46/
叶芽
B%,. 46/
花芽
A5#1%) 46/
叶芽
B%,. 46/
! 9 C
! 9 !C
! 9 DC
D 9 D
D 9 !D
D 9 DD
C 9 E
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C 9 DE
F7GH
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E7!E
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C7FJ
C7DC
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D7H!
C7!D
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C7CC
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I7CD
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I7EI
I7EC
I7EC
I7EG
I7FC
I7FE
I7EC
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I7EI
I7EH
I7EF
I7FE
I7F!
I7FH
I7FJ
DJ7JD
DH7HG
DF7II
DD7!I
!H7HC
!E7KG
!I7!I
G7II
G7IK
!H7!D
!H7HH
!J7EF
!F7!J
!C7KG
G7EE
E7!G
D7FK
D7CD
表 ! 花芽分化期刺梨花芽和叶芽中部分营养物质含量的变化
#$%& ! ’(#)*&+ ,- .(& /,).&).+ ,- 0#1. )2.13.3,) 4#..&1 3) .(& -%,5&1 $26 #)6 %&#- $26
,- ! #$%&’#()** 6213)* -%,5&1 $26 63--&1&).3#.3,)
有关,而在 D 月初以前较低的氮素营养水平对花芽
生理分化可能是极其重要的条件。
C 讨 论
过去的研究结果已经证实内源激素对花芽分
化的作用,不仅仅取决于单一的激素,而是依赖于
内源激素的动态平衡或顺序性变化LGM,高浓度的 NO3
分别与低浓度的 PQQ、RQ3 协同作用能够促进花芽
分化LDM,本研究结果再次支持了这些正确结论。曹尚
银等 LJM的研究指出:提高 NO 9 RQ3、NO 9 PQQ、QSQ 9
PQQ 和 QSQ 9 RQ3 比值,有利于促进苹果的花芽分
化。刺梨在花芽分化期花芽的 NO 9 RQ3、NO 9 PQQ、
QSQ 9 PQQ 和 QSQ 9 RQ3 比值高于叶芽,说明刺梨花
芽分化也需要这样的内源激素比例条件,内源激素
的平衡对刺梨的花芽分化具有重要影响。
在刺梨花芽生理分化期虽然叶芽中的 NO3 含
量变化趋势与花芽的基本一致,但花芽中 NO3 含量
水平高于叶芽,这仅仅是诱导刺梨花芽生理分化的
一个因素,然而在花芽生理分化期,花芽中 RQ!TC含
量水平远远低于叶芽,其 NO3 9 RQ!TC比值显著增大,
这对刺梨花芽生理分化的促进具有更为重要的协
同作用。因此,对刺梨花芽的孕育起决定作用的还
不是细胞分裂素和赤霉素的绝对含量,而是 NO3 9
RQ!TC的比值,改变 NO3 9 RQ!TC比值有可能改变芽的
分化方向。这对于刺梨花芽分化的化学调控无疑具
有十分重要的指导意义。
刺梨花芽在当年早春分化,在集中分化期后,
仍有部分芽在以后进行花芽分化,因此,这部分延
后分化的花芽开花很迟,导致刺梨的花期和果实成
熟期都不一致,给栽培管理、果实采收与利用都带
来一系列不利的影响。可以通过在刺梨花芽集中分
化期后外施 RQ!TC,改变 NO3 9 RQ!TC 比值,以便控制
刺梨晚花的发生。作者对此进行了试验探索,对于
减少刺梨晚花的发生有很好的效果 (结果另文报
道),也再次验证了低水平的 RQ!TC和高 NO3 9 RQ!TC
比值能够促进刺梨花芽生理分化的正确结论。
植物的花芽分化过程受到成花基因控制已在
很多研究中证实 LKM,但果树成花基因的启动或表达
与植物内源激素、树体营养状况、环境因素等的关
系仍然需要进一步的深入研究,本研究为进一步探
索刺梨的成花机理提供了一定的生理学依据。
参 考 文 献
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LDM 李宗霆,周燮7 植物激素及其免疫检测技术L=M7南京:江苏科学
技术出版社,!KKH7GIUDKG7
LCM 黄辉白,程洪,黄迪辉,等7柑橘促进和抑制成花情况下的激素与
核酸代谢LVM7园艺学报,!KK!,!G8C::!KGUDIE7
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含量的变化LVM7园艺学报,!KKK,DH8C::!GGU!KI7
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裂素的变化LVM7园艺学报,!KGG,!F(D):JCUJH7
LHM R)#*’#13W, =V,X,),3Y%1%3W, Q,V,+WW#13W, S,%$ ,57>#)<,+$ (6)+Z
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LVM7 V Q<%) ;#* ^#)$ ;*2,!KGE,!IK_C!DUC!J7
LJM 曹尚银,汤一卒,张俊昌7 RQC和 ‘‘CCC对苹果花芽形态建成及其
内源激素比例变化的影响LVM7果树学报,DII!,!G(H):C!CUC!H7
LGM 曾骧7 果树生理学L=M7 北京:北京农业大学出版社,!KKD7 !CEU
!JJ7
LKM 刘春玲,林伯年7 成花基因研究进展LVM7 果树学报,DII!,!G(H):
CFDUCFJ7
樊卫国等:刺梨花芽分化期芽中内源激素和碳、氮营养的含量动态 EC