免费文献传递   相关文献

什锦丁香花芽分化过程中植物内源激素的变化



全 文 :第 33 卷 第 5 - 6 期
2012 年 11 月
内 蒙 古 农 业 大 学 学 报
Journal of Inner Mongolia Agricultural University
Vol. 33 No. 5 - 6
Nov. 2012
什锦丁香花芽分化过程中植物内源激素的变化
*
那光宇, 张姝媛2, 郭 娜1, 郭金丽1*
(1. 内蒙古农业大学,呼和浩特 010019;2. 包头市职业技术学院,包头 014030)
摘要: 以什锦丁香叶片为材料,研究其在花芽分化过程中植物内源激素含量的变化。结果表明:在什锦丁香花芽
分化过程中,成花枝条叶片中 ABA、ZRS含量均有积累且含量明显高于未成花枝条叶片,说明以上物质的高水平均
有利于什锦丁香花芽的形成。成花枝条叶片中 ZRS /IAA比值也明显高于未成花枝条叶片,说明什锦丁香花芽的形
成不仅和单个激素的状态有关,还和激素平衡有关。
关键词: 什锦丁香;花芽分化;植物内源激素
中图分类号: S685. 26 文献标识码: A 文章编号:1009 - 3575(2012)05,06 - 0058 - 04
A STUDY ON THE CHANGES OF PLANT
HORMONES DURING FLOWER
BUD DIFFERENTIATION STAGE IN Syringa chinensis
NA Guang - yu1, ZHANG Shu - yuan2, GUO Na1, GUO Jin - li1*
(1. Inner Mongolia Agricultural University,Huhhot 010019,China;
2. Bao tou Vocational & Technical College,Bao tou 014030,China)
Abstract: Dynamic Changes of plant hormomes contents in different leaves of Syringa chinensis during its floral bud differentiation
were studied. The results were as follows:during differentiation stage,the contents of ABA and ZRS accumulated in leaves of flowering
branches and their contents were more than that in leaves of unable flowering branches. It showed their accumulations were beneficial to
the formation of floral buds. Furthermore,the ratio of ZRS /IAA in leavies of flowering branches was much more than that in leavies of
unable flowering branches ,it also indicated the formation of flower bud was related with not only single plant hormone but also the bal-
ance of plant hormones .
Key words: Syringa chinensis;floral bud differentiation;plant Hormones
花芽的分化和形成是植物个体发育的重大转
折,是植物从营养生长进入生殖生长的关键时期,这
一时期包含着形态学和生理学的许多复杂变化,影
响花芽分化的内因也是极其复杂的,其中植物内源
激素是花芽分化的关键,对植物花芽分化的启动起
着调控作用[1]。许多研究证明,GA主要表现为抑制
植物的花芽分化,但并不完全如此;ABA、CTK 促进
花芽分化;IAA 对成花的作用看法尚不一致[2]。进
一步有研究认为,调控植物花芽分化的并不只是单
个激素的作用,激素之间出现某种平衡状态更为重
要[3]。
什锦丁香(Syringa Chinensis Will)为丁香属中的
二次开花植物,在呼市表现为每年 2 次开花,春花由
4 月下旬至 5 月下旬,二次花于 7 月中下旬至 9 月下
旬。国内外对丁香植物的系统分类、形态学、组织培
养、开花生物学及开花生理[4 - 8]等方面进行了一些
研究,但有关什锦丁香花芽分化生理基础的研究未
见报道。试验在了解什锦丁香花芽分化过程的基础
上,对其花芽分化各个时期叶片内源激素的变化规
律进行了研究,以期了解什锦丁香花芽分化的生理
* 收稿日期: 2012 - 03 - 12
基金项目: 内蒙自然科学基金(20080404MS0302) ;内蒙古农业大学博士基金(BJ07 - 8)
作者简介: 那光宇(1983 -) ,男(满族) ,主要从事观赏植物生理研究.
* 通讯作者: E - mail:guojinli1111@ 163. com
基础,为什锦丁香花期调控、栽培和育种工作提供理
论依据。
1 材料和方法
1. 1 试验材料
试验材料为内蒙古呼和浩特市植物园内 6a - 8a
生什锦丁香(Syringa Chinensis Will) ,栽培管理水平
一般,选择在充足光照条件下生长正常、整齐一致的
树为试材。试验于 2009 年进行。
1. 2 方法
取什锦丁香成花枝条的叶片(长度为 20cm ~
30cm枝条的叶片)及不成花枝条的叶片(长度为 <
10cm枝条的叶片) (以下简称花叶、叶叶)。从 5 月
27 日至 10 月 9 日每隔 7d ~ 15d取 1 次样,共 13 期,
每次取 10 片 ~ 20 片饱满无病害叶片。取样后放在
自封塑封袋内,置于冰筒中带回实验室,用干净纱布
擦净,贮藏在 - 40℃的冰冻箱中,用于测定内源激
素。内源激素的提取、分离和纯化在中国农业大学
生物技术实验室进行,采用植物激素的酶联免疫吸
附测定法(ELISA)测定[9]。称取植物样品 O. 5g,分
3 次加入预冷 80%甲醇 4m1 冰浴研磨,于 4℃下离
心 10min,取 300ul 的上清液,用 N2 吹干去除甲醇,
用 Na2HP04(pH9. 2)200u1 溶解,然后用等体积的乙
酸乙酯萃取 3 次,弃去乙酸乙酯相,水相用 1NHCL
将 pH调节至 2. 5,分别用 200u1 乙酸乙酯提取 3 次,
合并乙酸乙酯(弃水相) ,N2 吹干乙酸乙酯,ZRs 和
GA 用 300u1DBI 溶解即可用 ELISA 法进行测定,
IAA和 ABA 在 N2 吹干后用 200u1 甲醇溶解,经过
甲酯化后采用 ELISA法测定。根据课题组同时进行
的对什锦丁香花芽分化的观察结果,6 月上旬之前为
生理分化阶段,6 月上旬至 7 月上中旬为花序集中分
化阶段,7 月上中旬至 9 月初为花萼、花瓣集中分化
阶段,9 月初至 10 月中下旬为雄蕊和雌蕊集中分化
阶段。
2 结果与分析
2. 1 什锦丁香花芽分化期叶片激素含量的变化
图 1 什锦丁香花芽分化期 ZRs、ABA、GA、IAA、JAs含量的变化
Fig. 1 The variation of ZRs、ABA、GA、IAA、JAs contents during flower bud differentiation stage in Syringa Chinensis Will
在整个花芽分化期,什锦丁香花叶的 ZRs 含量均明
显高于叶叶,说明什锦丁香的花芽分化需要较高水
平的 ZRs。ZRs含量在花芽分化期出现两个峰值,第
1 个峰值在 7 月 11 日,此时正处于花序集中分化期;
第 2 个峰值较小,出现在雄蕊开始分化期。在整个
花芽分化期,什锦丁香花叶的 ABA 含量均高于叶
95第 5 - 6 期 那光宇等: 什锦丁香花芽分化过程中植物内源激素的变化
叶,说明什锦丁香的花芽分化需要较高水平的 ABA。
ABA含量在花芽分化开始后出现累积,于花序集中
分化阶段达到高峰,之后基本呈下降趋势。什锦丁
香花叶中 GA 含量在整个花芽分化期均高于叶叶。
在花芽开始分化至花序分化结束,花叶中 GA 含量
一直维持在 1 个较高的水平,之后含量逐渐下降,保
持较低的水平,一直到花芽分化的完成。在整个花
芽分化期,什锦丁香花叶的 IAA 含量与叶叶中 IAA
含量没有明显的区别,且含量增长变化幅度较小,基
本维持在 1 个平稳的水平。花叶中的 JAs 含量在花
芽分化开始后开始积累,并于花序分化阶段出现了
峰值,此后含量逐渐下降。且在整个花芽分化期,花
叶中 JAs含量高于叶叶(图 1)。
2. 2 什锦丁香花芽分化过程中的激素平衡
什锦丁香叶片中 ABA /IAA、ABA /GA、ZRs /GA、
ZRs /IAA比值变化趋势见图 2。在花芽分化过程中,
什锦丁香花叶中的 ABA /IAA 比值与叶叶相比没有
明显区别,两者的 ABA /IAA比值在花芽形态分化末
期均升高,应该是生长后期叶片中 IAA 含量大幅下
降而导致。花叶中 ABA /GA比值在花芽分化过程中
稍低于叶叶,两者没有明显的区别。ZRs /GA比值在
花芽分化期有不同的表现,前期叶叶的 ZRs /GA 比
值高而后期花叶中的 ZRs /GA 比值高。ZRs / IAA 比
值在整个分化期均表现为花叶高于叶叶,且花叶中
的 ZRs / IAA比值出现了两个峰值,分别于花序分化
集中期和雄蕊分化期。
图 2 什锦丁香花芽分化期 ABA/IAA、ABA/GA、ZRs /IAA、ZRs /GA的变化
Fig. 2 The changes of ABA /IAA、ABA/GA、ZRs /IAA、ZRs /GA during flower bud differentiation in Syringa Chinensis Will
3 讨论
在研究植物激素与植物的花芽分化关系方面,
最普遍的观点认为 ZRS 和 ABA 高水平有利于花芽
的形成,属促花激素,而 GA 和 IAA 含量下降或保持
低水平有利于花芽的形成,属抑花激素[10 ~ 12]。但也
并不完全如此,也有研究报道保持一定或较高水平
的 IAA和 GA会促进花芽形成[13]。ZRs是细胞分裂
素的一种形式,具有促进核酸和蛋白质在体内积累
的作用;ABA与 GA拮抗引起枝条停长,使细胞分裂
素、淀粉和糖积累,从而有利于成花;在果树花芽分
化中,最普遍的观点均认为花芽分化的先决条件是
GA含量的下降,GA 低含量有利于花芽的分化。本
试验中,除花叶中 IAA 含量稍高于叶叶外,花叶中
ZRS、ABA 的含量均明显高于叶叶,说明 ZRS、ABA
的积累有利于花芽分化。同时,花叶中 GA 的含量
也明显高于叶叶,GA积累是什锦丁香花芽形成的有
利条件还是因为取样的叶叶生长势过弱而导致花叶
中的 GA 含量高于叶叶,有待于进一步研究证实。
JAs作为一类新型植物激素已被国际学术界广为接
受[14],其与植物开花生理研究极少,有研究表明 JAs
参与诱导水稻颖花开放[15]。实验中什锦丁香花叶
中的 JAs含量在形态分化初期出现了高峰,说明 JAs
积累有助于花芽形成。但对其与花芽分化的研究极
少,作用有待于更多的实验证实。
植物花芽分化是 1 个复杂的生理过程,各类植
物激素都会在花芽分化的过程中出现,并且呈现出
一定的变化规律。各类植物激素并不是孤立地对成
花过程发生作用,它们相互制约又相互促进,各种激
素相互作用的结果,就会产生某种平衡状态,激素间
的这种平衡比单一的一种激素更为重要,正是这种
06 内 蒙 古 农 业 大 学 学 报 2012 年
平衡状态,控制着各种营养物质的代谢而影响植物
的花芽分化。彭桂群对平阴玫瑰花芽分化的研究发
现,高比率的 ABA /GA3、ABA /IAA、ZR /GA3、ZR /
IAA均有利于成花,提高 ABA、ZR 的含量或者降低
IAA、GA3 含量,都可使 ABA /GA3、ABA /IAA、ZR /
GA3、ZR /IAA 的比值升高,从而促进平阴玫瑰成
花[16]。本试验中,与叶叶相比,花叶中 ABA /GA、
ABA /IAA的比值并不高或两者高低错落,只有 ZRS /
IAA比值在整个花芽分化期均高于叶叶,且具有 2
个峰值,表明 ZRS /IAA高比值对什锦丁香花芽分化
的形成具有重要作用。调节花芽分化并不是单一或
某几种激素在起作用,而是各种激素共同作用的结
果,而且由于植物激素之间存在着相互促进、相互诱
导、相互拮抗等种种作用,使得植物激素调节花芽分
化的行为更加复杂。
参 考 文 献:
[1] 马月萍,戴思兰.植物花芽分化机理研究进展[J].分子
植物育种,2003,1(4):539 - 545.
[2] 林晓东.激素调节花芽分化的研究进展[J].果树科学,
1997,14(4):269 - 274.
[3] 曹尚银,张俊昌,魏立华. 苹果花芽孕育中内源激素的
变化[J].果树科学,2000,17 (4):244 - 248.
[4] 李吉宁等.三种丁香叶片的比较解剖学观察[J].宁夏
农林科技增刊,2000,4(25):36 - 38.
[5] 吴国良,杨志红,刘群龙. 丁香开花授粉生物学特性研
究[J].北京林业大学学报,1998,20(2):118 - 120.
[6] 崔洪霞,蒋高明,藏淑英. 丁香属植物的地理分布及其
起源演化[J].植物研究,2004,24(2):141 - 146.
[7] 高润清,刘建斌,陈新露,等.丁香的无性繁殖技术[J].
北京农学院学报,2001,16(2):31 - 36.
[8] 李月华,刘建斌,高润清,等.华北紫丁香花芽生长过程
中蛋白质和核酸含量变化研究[J]. 北京农学院学报,
2000,15(2):24 - 27.
[9] 何钟佩.农作物化学控制试验指导[M]. 北京:中国农
业大学出版社,1989,180 - 183.
[10] 陈新露,韩劲,王莲英,等. 牡丹冬季室内催花过程中
内源激素含量的变化[J]. 植物资源与环境学报,
1999,8(4):42 - 46.
[11] 李秉真,孙庆林,张建华,等. 苹果梨花芽分化期内源
激素含量的变化[J].植物生理学通讯,2000,36(1):
27 - 29.
[12] 王玉华,范崇辉,沈向,等. 大樱桃花芽分化期内源激
素含量的变化[J]. 西北农业学报,2002,11(1):64 -
67.
[13] 李天红,黄卫东,孟昭清. 苹果花芽孕育机理的探讨
[J].植物生理学报,1996,23(3):251 - 257.
[14] 李劲,萧浪涛,蔺万煌.植物内源茉莉酸类生长物质研
究进展[J].湖南农业大学学报(自然科学版)2002,
28(1):78 - 84.
[15] 曾晓春,蒋海燕. 茉莉酸类植物激素对水稻花粉萌发
的影响[J].江西农业大学学报(自然科学版),2003,
25(1):17 - 19.
[16] 彭桂群,王力华. 平阴玫瑰花芽分化期叶片内源激素
的变化[J].植物研究,2006,26(2):206 - 210.
16第 5 - 6 期 那光宇等: 什锦丁香花芽分化过程中植物内源激素的变化