全 文 ：林 业科 学研 究 2010, 23( 2) : 241～ 245
Forest Research
᭛ゴ㓪ো : 1001-1498( 2010) 02-0241-05
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غ ࿧1, 2 ,Ռુڛ2 ,჆ᄝ܁1 ,჆ࢎଆ2,ଂ Պ2*
( 1. 沈阳农业大学 , 辽宁 沈阳 110866; 2.中国林业科学研究院林业研究所 , 国家林业局林木培育重点实验室 , 北京 100091)
ᨬ㽕: 以雄先型早实核桃辽宁 1号为试材,通过观察照相和制作石蜡切片对雌花芽分化过程的外部形态及内部结构
进行了研究。结果表明: 雌花芽外部形态变化主要表现在大小、形状和鳞片的质地、颜色等方面, 雌花芽内部结构主
要分为 5 个时期, 雌花芽外部形态和内部结构存在密切的关系 ;在成花诱导期 ,雌花芽较小 ,呈扁三角形 ,外被 3～ 5
层鳞片 , 质软、鲜绿色;在花柄分化期 ,雌花芽逐渐增大 , 为阔三角形或扁圆形 ,鳞片 5～ 7 层, 变硬,幼叶形成; 在苞
片分化期 ,雌花芽大小和形状没有明显变化 , 鳞片层数增加 , 逐渐木质化, 颜色变成黄绿色直至褐色 ;在花被分化期,
雌花芽由褐色变成灰绿色 ,鳞片逐渐张开 ;在雌蕊分化期 ,雌花芽再次增大 , 鳞片逐渐脱落 , 幼叶展开。雌花芽外部
形态指标可以直观地反映出内部结构的变化。这一指标可以作为判断花芽分化时期的方便、快捷、直观手段。
݇䬂䆡 : 核桃 ;花芽分化;外部形态;解剖结构
Ё೒ߚ㉏ো : S792.13 ᭛⤂ᷛ䆚ⷕ : A
收稿日期 : 2009-01-19
基金项目 : 国家自然基金资助项目 (项目批准号 30671436 ) , 林业公益性行业专项 (任务书编号 : 200704046)
作者简介 : 高英 ( 1982— ) ,女 , 河北唐山人 , 硕士 .
* 通讯作者 :裴东 ( 1964— ) , 女 ,研究员 , 博导 , 主要从事经济林生物技术方面的研究 . E - mail: peigu@ caf. ac. cn
Relationship between External Morphology and Anatomical Structure of
Precocious Walnut during Pistillate Flower-bud Differentiation
GAO Ying1, 2, DONGNing-guang2 , ZHANGZhi-hong1 , ZHANGJun-pei2 , PEI Dong2 *
( 1. Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, Liaoning, China; 2. Research Institute of Forestry, Chinese Academy of Forestry;
Key Laboratory of Tree Breeding and Cultivation, State Forestry Administration, Beijing 100091, China)
Abstract: External morphology and internal anatomical structure of pistillate flower-bud of protandrous precocious
walnut cultivar of ‘Liaoning 1’( Juglans regia L. ) were observed during bud differentiation. External morphology
presented various in size, shape and squama texture and color and so on. Internal anatomical structure could be
marked into five periods. A close relationship between external morphology and anatomical structure of pistillate
flower-bud was found. The pistillate flower-bud were small, flat triangle, with 3-5 soft, bright green squama in flower-
bud induction period ; in the pedicel differentiation stage, the pistillate flower-bud was gradually increased to broad
triangle or oblate shape, the squamas added to 5-7 layers and became hard and the young leaves formed; in the period
of bract differentiation, the size and shape of pistillate flower did not change obviously, its squamas had more layers
and became lignifications gradually and its color varied from yellow-green to brown; in the period of perianth
differentiation, the color of pistillate flower-bud changed from brown to ash-green and its squamas spread gradually; in
the period of pistil differentiation, the pistillate flower bud size increased again, its squamas spread further and young
leaves extended. The external morphology of pistillate flower-bud could indirectly reflect the changes of internal
structure and could serve as a convenient, fast and intuitionistic indicator for flower-bud differentiation.
Key words: walnut; flower-bud differentiation; morphology; anatomical structure
林 业 科 学 研 究 第 23卷
核桃( Juglans regia L. ) 在世界分布广泛, 因其
核仁营养丰富,风味独特和用途多样而被誉为世界
四大干果 [ 1] 。核桃是我国的主要经济树种,种植范
围广泛,在辽宁、北京、河北、山东等 21 个省 ( 自治
区、直辖市) 均有分布,年产量约 30 万 t。另外,由于
核桃经济价值高而成为农民脱贫致富的主要树种。
花芽分化的早晚、数量、质量直接影响果树的早实
性、丰产性、稳产性及果实的品质和商品价值。果树的
花芽分化又是一个复杂的过程,与多种因素相关。前
人主要从生理生化、分子,特别是激素调控果树花芽分
化方面开展了大量研究 [ 2 - 15]。夏雪清 [ 16] ,赵勇刚 [ 17]分
别对核桃雌花芽的解剖结构进行了研究,并在核桃雌
花芽分化时期的划分上基本相同,只是后者较前者观
察仔细,划分详细,多了雌花序分化期、花柄分化期和雌
花原基分化期;另外,在雌花芽分化的起始时间上二者
的结果也不尽相同,这可能与气候变化、品种和栽培地
点不同有关。核桃雌花芽的分化是一个内部形态结构
变化的过程,前人通过间隔采样,制作石蜡切片,基本确
定了雌花芽分化的时期,但由于气候变化及栽培地点
的不同使花芽分化进程受到影响,因此,仅凭借前人的
研究经验不能够准确的判断雌花芽的分化时期,否则,
会影响试验研究的取样及核桃的栽培管理。雌花芽的
外部形态与解剖结构之间存在一定的相关性,黄有军
等[ 18]对山核桃( Carya cathayensis Sarg. ) 的雌花发育过
程进行了研究探讨,描述了其雌花发育进程的外部形
态特征与解剖结构之间的关系,为山核桃的深入研究
及栽培管理奠定了基础。核桃在内外结构相关性的研
究上还未见报道。
本文以雄先型早实核桃为试材,探讨了雌花芽
分化过程中外部形态与解剖结构的相关性,以期建
立一种能够反映内部结构的外部形态指标,作为生
产上直观、方便、快捷判断花芽分化时期的有效手
段,为确定促花栽培措施的最佳时期提供科学指导,
同时也为核桃进一步的研究提供理论依据。
1 ϫॸူֺ֥
1. 1 ᴤ᭭
选用河北易县雄先型早实核桃辽宁 1 号为试
材,树龄 9 a左右,树势中庸。2008—2009 年对花芽
分化的整个过程进行观察、取样,从 3 月 15 日至 8
月 1 日每隔 3 ～ 5 d取 1 次, 9 月到 12 月间每月取 1
次,共取样 28 次。顶花芽取自树冠外围中部, 每次
剥离 3 ～ 5 个鳞片后投入 FAA固定液( 70%乙醇 90
mL +冰醋酸 5 mL +福尔马林 ( 37% ～ 40% 甲醛) 5
mL) 中进行固定,一般固定 24 h。
1.2 ᮍ⊩
1. 2. 1 ෳϦ໹ൟڔГ 剪取带有顶花芽的短枝带
回实验室,用游标卡尺测量花芽长度和宽度,解剖针
剥离鳞片,并计数,拍照。
1. 2. 2 ઝϦࠒٲڔГ 参照李正理 [ 19 ] 的方法,制
作石蜡切片,材料经系列梯度乙醇脱水( 50%、70%、
85%、95%乙醇均处理 1 ～ 2 h) , 100% 乙醇处理少
于 2 h;材料透明: 先用 1 /2 二甲苯 + 1 /2 无水乙醇
处理 2 h,再转入二甲苯中透明 2 h;浸蜡:先在 1 /2
二甲苯 + 1 /2 石蜡中 38 ℃过夜,第 2 天 60 ℃每隔 4
h换 1 次纯蜡,换 3 次;然后包埋、修块,转动切片机
做正中纵切片, 切片厚度 8 μm;再进行翻红固绿染
色,常规脱蜡,梯度酒精复水,翻红中染色 8 ～ 10 h,
固绿染色 35 ～ 40 s; 最后用加拿大树胶封片,
OLYMPUS光学显微镜下观察、照相。
2 ࠒڴူד๥
2.1 Ḍḗ䲠㢅㢑ߚ࣪ⱘᔶᗕᄺ㾖ᆳ
对正常分化发育的雌花芽外部形态观察表明:
雌花芽形成开始于 4 月中旬,完成于第 2 年的 3 月
末,需要大概 1 年时间。雌花芽分化和发育表现出
较明显的外部形态特征变化: 4 月 20 日左右当雌花
即将开放时在其花柄附近已形成幼嫩的顶花芽,鳞
片绿色, 3 ～ 5 层,闭合紧密,质软,顶花芽外部形态
与叶芽无大区别 ( 图 1A1) ;到 5 月 10 日时,顶花芽
开始膨大,鳞片层数增多至 5 ～ 7 层,幼叶形成,并
且在幼叶与外部鳞片之间有 2 层茸毛状的鳞片生成
( 图 1A3) ; 5 月 30 日—6 月 20 日,顶花芽继续增大,
呈阔三角形, 明显区别于叶芽,鳞片层数为 9 片左
右,外部鳞片张开, 增厚, 质地变的坚硬 ( 图 1B1、
B3) ; 6 月 25 日顶花芽大小已没有明显的变化,鳞片
层数略有增加,达到 11 片左右,颜色由绿色转为黄
绿色,并且半木质化 ( 图 1C1) ;随着季节的变换, 11
月落叶时整个顶花芽变成褐色,鳞片由外到内闭合
越来越紧密,外部鳞片木质化,为保护花芽过冬做好
准备,并且分化进程处于停滞状态( 图 1C3) ;第 2 年
3月初随着温度的回升,树体开始萌动,顶花芽鳞片
由褐色变成灰绿色,内部开始形成新的嫩叶,为顶花
芽的进一步发育提供充足的营养物质 ( 图 1D1、
D3) ; 3 月末顶花芽较月初已有明显的增大,颜色为
黄绿色,顶端开绽露出幼叶 ( 图 1E1) ; 4 月上旬温度
242
第 2 期 高 英等:早实核桃雌花芽分化外部形态与内部结构关系的研究
达到 24 ℃左右时,外部鳞片开始脱落,嫩绿色的新
叶即将展开( 图 1E3) ,待温度进一步升高进行展叶
开花,继续下一年的分化发育。
2. 2 Ḍḗ䲠㢅㢑ঞ৊㢑ߚ࣪䖛⿟ⱘݙ䚼㒧ᵘব࣪
通过对解剖结构的观察表明:核桃雌花芽的分化
过程可分为 5 个时期,即成花诱导期、花柄分化期、苞
片分化期、花被分化期和雌蕊分化期,同时随着雌花
芽的分化,叶芽内部结构也在发生变化。这些时期相
应的内部结构特点为:成花诱导期顶端分生组织逐渐
变平,细胞排列紧密,幼叶原基出现( 图 1A2、A4) ,而
叶芽顶端较花芽略尖,细胞小且密集,外被多层鳞片
( 图 2F1) ;花柄分化期顶端分生组织伸长,呈长方形
突起,顶端细胞排列整齐,幼叶原基增加,维管组织分
化(图 1B2, B4) ,此时,叶芽顶部变平,表皮细胞下有
一团致密的细胞,幼叶原基形成,维管组织进一步分
化(图 2F2) ;苞片分化期在扁平的顶端两侧各形成一
个小的突起,为苞片原基,随着雌花芽的分化发育,突
起逐渐增大,呈弯月形(图 1C2、C4) ,叶芽内部结构发
A1、A3、B1、B3、C1、C3、D1、D3、E1、E3 分别为核桃雌花芽分化各时期的外部形态图 , A2、A4、B2、B4、C2、C4、D2、D4、E2、E4 为解剖结构
图。A 1、A2 成花诱导前期 ( 4 月 20 日 ) ; A3、A4 成花诱导后期 ( 5 月 10 日 ) ; B1、B2 花柄分化前期 ( 5 月 30 日 ) ; B3、B4 花柄分化后期 ( 6 月 5
日 ) ; C1、C2 苞片分化前期 ( 6 月 25 日 ) ; C3、C4 苞片分化后期 ( 11 月 10 日 ) ; D1、D2 花被分化前期 ( 3 月 15 日 ) ; D3、D4 花被分化后期( 3 月
25 日 ) ; E1、E2 雌蕊分化前期 ( 3 月 30 日 ) ; E3、E4 雌花形成 ( 4 月 5 日 ) 。B( 苞片 ) ; le( 幼叶 ) ; lp( 叶原基 ) ; ov( 子房 ) ; pd( 花柄 ) ; pr( 花被 ) ;
ps( 雌蕊原基 ) ; SAM( 茎尖分生组织 ) ; sq( 鳞片 ) ; st( 柱头 ) ; VB( 维管束 ) 。
图 1 核桃雌花芽分化的形态结构与解剖结构
342
林 业 科 学 研 究 第 23卷
生了较大的变化, 维管组织分化发育成熟, 幼叶形
成,待条件适宜进行生长发育( 图 2F3) ;花被分化期
在苞片原基内侧各形成一个新突起k 花被原基,子
房逐渐分化 ( 图 1D2、D4) ; 雌蕊分化期在顶端的中
心位置先形成一个较大的突起,之后分裂成 2 个,逐
渐分化成羽状柱头,下部分化成子房,胚珠原基和隔
膜原基形成(图 1E1、E4) 。
2. 3 Ḍḗ䲠㢅㢑ߚ࣪䖛⿟໪䚼ᔶᗕঞݙ䚼㒧ᵘⱘ
݇㋏
通过对核桃雌花芽各个分化时期外部形态及解
剖结构的观察发现,二者存在较为密切的关联。成
花诱导前期,生长点刚刚变平,顶花芽呈扁三角形,
长 0. 30 cm,宽 0. 20 cm,外被 3 ～ 5 层鲜绿色柔软的
鳞片,闭合紧密,持续 2 周左右;成花诱导后期,生长
点下面细胞分裂旺盛,排列不规则,幼叶原基形成,
顶花芽增大,长 0. 50 cm,宽 0. 30 cm,鳞片增至 5 ～
7 层,闭合程度下降,可以看出分层,幼叶 4 层,该阶
段大约持续 3 周;花柄分化期,花芽顶端分生组织突
起并伸长呈长方形,细胞排列整齐,外部形态变化明
显,长度增加,约为 1. 00 cm,宽度大概增加 1 倍,鳞
片 9 层,质地变硬,半木质化,外层鳞片张开,颜色逐
渐变淡呈浅绿色,幼叶增加到 6 层,此时期持续分化
约为 2 周;在苞片分化期,花柄原基顶端两侧各形成
1个突起,随着花芽的分化逐渐增大呈月牙形,外部
形态变化主要分为 2 个阶段,刚进入苞片分化期时,
顶花芽大小与上一时期没有大的变化,鳞片层数增
加至 11 层,颜色呈黄绿色,幼叶数不在增多,一直持
续到落叶前,苞片分化后期顶花芽外部形态变化主
要表现在鳞片的颜色上,其大小、鳞片及幼叶层数都
不再变化,只是鳞片颜色由黄绿色逐渐变成了褐色,
并且外层干枯,木质化,该时期一直持续到翌年树体
萌动;在花被分化期,在苞片原基内侧又出现 2 个突
起为花被原基, 随着分化发育的进行, 子房逐渐形
成,顶花芽由褐色变成灰绿色, 大小基本没有变化,
持续 2 周;在雌蕊分化期,苞片和花被分化完成,柱
头分化,子房形成,由于春天温度快速升高, 顶花芽
迅速伸长至 2. 00 cm, 宽 1. 00 cm, 顶部从开绽到露
出幼嫩的新叶,鳞片颜色呈黄绿色,并逐渐脱落,持
续约 1 周。整个分化过程基本完成, 经过进一步的
分化发育继而开花,开始新一年的花芽分化。
F1 ( 4 月下旬 ) , F2( 5 月末 ) , F3 ( 7 月中旬 ) ; le( 幼叶 ) ; SAM( 茎尖分生组织 ) ; sq( 鳞片 ) ; VB(维管束 )。
图 2 核桃叶芽分化的解剖结构
3 ඉৢ
目前,人们主要从形态、生理和分子等不同角度
探索和深化对花芽形成及发育的认识。通过光学显
微镜、扫描电镜等观察花芽分化的进程,划分分化阶
段 [ 20 - 2 1] ,而对不同分化时期的外部形态没有详细的
描述。本研究自核桃开花当年至翌年开花前每隔 3
～ 5 d 进行采样, 制作石蜡切片利用光学显微镜观
察了其花芽分化进程,整个过程分为成花诱导期、花
柄分化期、苞片分化期、花被分化期和雌蕊分化期。
该结果与夏雪清等 [ 16 ]、赵勇刚 [ 17 ] 的研究在分化阶
段的划分及各阶段持续时间上基本一致,但在花芽
分化的起始时间上有一定的差异,这可能与品种及
栽培地点的气候等有关。通常以季节或时期来判断
花芽分化存在局限性不够科学,因为核桃花芽分化
的起始及各时期持续时间不相同,这与多种因素有
关,其中温度、营养物质及遗传因子起主要作用。核
桃雌花芽外部形态与解剖结构之间的关系主要表现
在其形状、大小以及鳞片的质地、颜色和层数上。随
着雌花芽进入分化时期,外部形态也不断发生变化。
成花诱导期时间较长,自雌花开放开始持续约 1 个
月,此时期雌花芽顶端分生组织由半圆形变平,并且
内部形成幼叶,外部变化也较明显,外形由扁三角形
变成阔三角形或卵圆形,体积增加近 1 倍,而叶芽顶
端却是尖尖的,外部形态与成花诱导前期没有大的
差别,呈扁三角形。成花诱导期外形变化较大,这可
能是此时内外条件适宜,树体正处于旺盛生长阶段,
并为形态分化的开始积累激素和营养类物质,因此,
花芽明显增大, 鳞片层数也有所增加。进入花柄分
化期,花柄原基的突起及进一步的生长发育使得雌
442
第 2 期 高 英等:早实核桃雌花芽分化外部形态与内部结构关系的研究
花芽继续增大,叶芽顶端扁平,幼叶原基形成, 外形
呈三角形较雌花芽小。如果此时营养供应不足将会
影响花芽的分化发育,因此通过观察外部形态变化
判断花芽的分化时期,对进行人工调控具有重要的
意义。6 月末进入苞片分化期,苞片原基形成,雌花
芽的大小和形状基本没有变化,外层鳞片的颜色和
质地随着季节的更替逐渐由绿色变成褐色,并且木
质化,为雌花芽的越冬起到保护作用。此时叶芽顶
端形成幼叶原基,维管组织发育成熟。雌花芽当年
完成苞片原基分化后不在进一步分化, 而是到第 2
年春天再接着分化, 这可能主要是受遗传因子的
影响。
由于核桃雌雄异熟,在各个时期的分化上,雌先
型品种始终领先于雄先型品种 [ 22 ]。第 2 年春天随
着气温的回升,树体营养迅速回流,为植株的生长提
供丰富的营养物质, 雌花芽膨大, 幼叶发育,内部结
构分化也加速,形成花被原基、雌蕊原基,进而胚囊
发育,完成花芽分化。通过对雌花芽分化过程内外
结构的观察测定,作者认为建立外部形态与内部结
构的联系,用外部形态来判断雌花芽分化的进程具
有科学性。掌握核桃雌花芽分化的外部形态与解剖
结构之间的关系对控制花量,提高花质,调节花芽分
化与坐果的营养竞争,确保果实的产量和质量,避免
果树的大小年结果具有重要的意义。
核桃分化时期外部形态的变化与解剖结构存在
一定的相关性,黄有军等 [ 18 ] 对山核桃雌花发育过程
的外部形态及内部结构进行了类似的研究,表明二
者的关系是稳定的,可以作为判断标准。本试验取
顶花芽为材料对其外部形态和内部结构观察、探讨,
因此,该判别标准只适应于顶花芽,其他节位花芽内
外结构的对应关系还有待于进一步研究。
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