全 文 ：植物生理学通讯 第 45 卷 第 7 期，2009 年 7 月 673
收稿 2009-04-13 修定 　2009-05-21
资助 东北农业大学创新团队课题(CXT 002 -2 -2 )。
* 通讯作者(E-mai l : yxh1 00 @sohu .com; T el : 0 4 5 1 -
5 5 1 9 0 3 0 0 )。
高温春化逆转对甘蓝体内核酸类物质含量的影响
蒋欣梅, 赵荣秋, 于锡宏 *
东北农业大学园艺学院, 哈尔滨 150030
提要: 甘蓝早熟品种 ‘8398’长至6片真叶和中熟品种 ‘京丰 ’长至7片真叶时进行绿体春化处理, 前者处理18 d和后者处理
23 d时用 37 ℃高温进行春化逆转后检测植株体内核酸的结果表明, 核酸、DNA和 RNA含量以及 RNA/DNA比值显著下
降, 而正常春化的植株则均呈缓慢上升趋势。
关键词: 甘蓝; 春化逆转; 核酸代谢
Effect of Devernalization on Nucleic Acid Content of Cabbage
JIANG Xin-Mei, ZHAO Rong-Qiu, YU Xi-Hong*
College of Horticulture, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China
Abstract: After vernalization ‘8398’ cabbage plants with 6 true leaves and ‘jingfeng’ cabbage plants with 7 true
leaves for 18 d and 23 d, respectively, devernalization were treated at high temperature of 37 ℃ in order to
explore the effects on nucleic acid content in cabbage. The results suggested that cabbage plants had the nucleic
acid concentration, RNA content, DNA content and RNA/DNA ratio decreased dramatically in response to high
temperature while the control had a modest increase under vernalization period.
Key words: cabbage; devernalization; metabolism of nucleic acid
结球甘蓝属于绿体春化型植物, 幼苗需长到一
定大小方能感受春化低温。低温诱导促进植物成
花的效应称春化作用(vernalization), 春化过程的完
成需要在低温条件下形成的特殊营养物质和有生理
活性的物质的参与(王定藩 1966)。在春化作用结
束之前, 30~45℃的高温可消除低温对成花诱导的
效应, 这种现象叫做春化逆转作用。高温对春化的
解除是由于春化特异代谢途径中的某一环节中断导
致最后不能生成春化活性物质并使之积累到一定的
有效浓度水平所致(王定藩 1966)。高温解除春化
后, 在低温下还可重新春化, 这种现象称为再春化
作用。有些研究(李秀珍 1987a, b; 逮斌和谭克辉
1992; 种康和谭克辉1993)认为, 低温诱导冬性植物
开花是由于体内核酸含量发生变化所致, 春化过程
后期是与春化过程有关的核酸合成的关键时期, 有
新 mRNA的合成。如杏在花芽分化后期其体内核
酸、RNA和 DNA 含量均出现高峰(杨晖 2000); 高
水平的核酸有利于无花果的成花(罗羽洧2007); 我
们(李宁2007)前期的研究也表明, 在青花菜春化过
程中核酸含量也有增加的趋势。所有这类工作都
是针对春化过程中核酸含量变化研究的, 而春化逆
转过程中核酸类物质含量变化研究尚未见报道。
为此, 本文以甘蓝早熟品种 ‘8398’ 和中熟品种 ‘ 京
丰一号 ’ 为试材, 研究高温导致的春化逆转对甘蓝
植株体内核酸类物质含量的影响。
材料与方法
试验于 2007~2008 年在于本校设施中心和黑
龙江省教育厅寒地蔬菜生物学重点实验室进行。
试材为甘蓝(Brassica oleracea var. captata L.)早熟
品种‘8398’和中熟品种‘京丰’ (由中国农业科学院
蔬菜花卉研究所提供)。
于4月16日温室播种育苗, 幼苗长至1~2片真
叶时分苗于 8 cm×8 cm 营养钵中, 苗期按常规管
理。根据我们前期进行的甘蓝不同苗龄对低温感
应试验的结果, 选取 ‘8398’ 长至 6 片真叶, 茎粗大
于 4.93 mm, ‘ 京丰 ’ 长至 7 片真叶, 茎粗大于 6.00
mm的大小均匀一致的幼苗放入光照培养箱中进行
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处理。当 ‘8398’ 分别低温春化[昼 / 夜温度 =(8±1)
℃/(4±1) ℃], 光照时间 12 h·d-1, 光照培养箱中叶面
上接受的光照强度为 72 μmol·m-2·s-1)至 18、19、
21 和 23 d, ‘ 京丰 ’ 分别低温春化(温度和光照条件
同上)至 23、25、27 和 29 d 时, 采用 37 ℃高温
处理12 h进行春化逆转, 高温处理后将幼苗放置在
如前所述的春化条件下进行再春化处理(‘8398’ 处
理分别以 T1-18、T1-19、T1-21、T1-23 表示;
‘ 京丰 ’ 处理分别以T2-23、T2-25、T2-27、T2-29
表示) , 再春化处理的时间至植株完成春化为止。
通过再春化的天数确定 ‘8398’和 ‘京丰 ’春化过程
中完全逆转春化的时间。以同期未进行春化处理
[昼 /夜温度=(20±1) ℃/(16±1) ℃], 光照时间 12 h·d-1,
光照培养箱中叶面上接受的光照强度为 72 μmol·
m-2·s-1的幼苗放置在同样的春化条件下进行春化处
理作为各自的对照(‘8398’ 对照分别以 CK1-18、
CK1-19、CK1-21、CK1-23; ‘ 京丰 ’ 对照分别以
CK2-23、CK2-25、CK2-27、CK2-29 表示)。由
于 ‘8398’在春化处理 18 d后和 ‘京丰 ’在春化处理
23 d 后均不能完全逆转春化, 所以选择 ‘8398’ 在春
化处理 18 d和 ‘京丰 ’ 在春化处理 23 d时进行高温
春化逆转, 检测高温春化逆转过程中甘蓝植株体内
核酸类物质含量变化, 以低温春化处理但不进行春
化逆转的幼苗为对照(CK1-1 和 CK2-1)。
从进行高温春化逆转开始到结束的12 h内, 每
隔 3 h 随机取样, 共取样 5 次, 测定核酸含量。总
核酸含量测定采用紫外吸光法(朱广廉等 1990);
DNA含量测定采用二苯胺法(朱广廉等1990); RNA
含量=总核酸含量-DNA (朱广廉等1990), 实验重
复3 次。
结果与讨论
1 高温对甘蓝春化逆转的影响
如表1所示, 在高温春化逆转前随着低温春化
处理时间的延长, 经高温春化逆转后需要再春化的
天数不断减少, ‘8398’春化处理18 d时进行高温春
化逆转后需要 20 d 才能完成再春化(T1-18), 同期
不作春化处理的幼苗需要 20 d完成春化(CK1-18),
‘ 京丰 ’ 春化处理 23 d时进行春化逆转后需要 24 d
才能完成再春化(T2-23), 同期不作春化处理的幼苗
需要 25 d 完成春化(CK2-23)。再春化完成天数与
同期不作春化处理的幼苗完成春化的天数接近或相
同, 说明 ‘8398’ 春化处理 18 d、‘ 京丰 ’ 春化处理
23 d 时可以完全逆转春化, 此时春化程度较浅, 高
温可以消除春化效应, 逆转回到正常的营养生长状
态。表 1还表明, 同一品种低温春化处理时的叶龄
越大, 植株越容易感应低温, CK1-23比CK1-1完成
春化的时间约提前 6 d, CK2-29比CK2-1完成春化
的时间约提前 8 d。说明叶龄越大的对低温越敏
感, 对低温持续时间的要求越短, 这与我们研究不
同叶龄青花菜对低温感应的影响结果( J ia ng 等
2005)一致。
表 1 高温对 ‘8398’ 和 ‘ 京丰 ’ 甘蓝春化逆转的影响
Table 1 Effects of high temperature on ‘8398’ and ‘jingfeng’ cabbage devernalization
‘8398’
完成春化 再春化完 可否春化逆转 ‘ 京丰 ’ 完成春化 再春化完 可否春总天数 /d 成天数 /d 总天数 /d 成天数 /d 化逆转
CK1-18 2 0 CK2-23 2 5
CK1-19 2 0 CK2-25 2 4
CK1-21 1 9 CK2-27 2 2
CK1-23 1 8 CK2-29 2 2
CK1-1 2 4 CK2-1 3 0
T1-18 3 8 2 0 + T2-23 4 7 2 4 +
T1-19 3 3 1 4 - T2-25 4 2 1 7 -
T1-21 2 8 7 - T2-27 3 6 9 -
T1-23 2 4 1 - T2-29 3 0 1 -
　　再春化完成天数 = 春化完成总天数 - 春化逆转前低温春化天数。
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2 高温春化逆转对甘蓝体内总核酸含量的影响
茎端由营养生长锥向生殖生长锥的转变过程
中核酸代谢起关键作用(曹宗巽和吴相钰 1980)。
低温诱导春化过程只是一种生理状态的改变, 或是
以生化变化为主的分步骤性的复合过程。包括核
酸的合成和运输, 信息的传递等生理活动, 都可为
细胞的分裂、生长和分化提供信息、能量和物质
基础; 当物质和信息积聚到一定程度时, 生殖生长
过程便骤然启动(肖华山 2006)。本文中高温下
‘8398’和‘京丰’甘蓝体内总核酸含量明显下降, 其
中 ‘ 京丰 ’ 比 ‘8398’ 下降幅度更大一些(图 1)。说
明低温春化有利于总核酸的积累, 而高温春化逆转
对前期的低温春化有抵消作用, 因为低温诱导下积
累的大量核酸在高温下分解, 不能达到一定的有效
浓度而影响植株正常完成春化。
3 高温春化逆转对甘蓝体内DNA和RNA含量的
影响
如图 2、3所示, 甘蓝春化逆转过程中DNA和
RNA含量持续下降, 并在春化逆转完成后降至最低
值, 其中 ‘京丰 ’比 ‘8398’下降幅度更大一些, 而对
照植株体内的 DNA 和 RNA 含量则呈缓慢上升趋
势。这说明高含量的 DNA 和 RNA 有利于甘蓝完
成春化过程。
4 高温春化逆转对甘蓝体内RNA/DNA的影响
如图 4 所示, 经高温处理的 ‘8398’ 和 ‘ 京丰 ’
甘蓝体内RNA/DNA均明显下降, 而对照植株体内
RNA/DNA无明显变化。说明RNA/DNA的降低不
利于春化的顺利完成。
图 1 ‘8398’ 和 ‘京丰 ’ 春化逆转过程中的核酸含量变化
Fig.1 Change of nucleic acid content during devernalization
in ‘8398’ and ‘jingfeng’ cabbage
图 4 ‘8398’ 和 ‘ 京丰 ’ 春化逆转过程中的 RNA/DNA变化
Fig.4 Change of RNA/DNA during devernalization
in ‘8398’ and ‘jingfeng’ cabbage
图 2 ‘8398’ 和 ‘ 京丰 ’ 春化逆转过程中的 DNA含量变化
Fig.2 Change of DNA content during devernalization
in ‘8398’ and ‘jingfeng’ cabbage
图 3 ‘8398’ 和 ‘京丰 ’ 春化逆转过程中 RNA含量变化
Fig.3 Change of RNA content during devernalization
in ‘8398’ and ‘jingfeng’ cabbage
参考文献
曹宗巽, 吴相钰(1980). 植物生理学(下册). 北京: 人民教育出版
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植物生理学通讯 第 45 卷 第 7 期，2009 年 7 月676
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