全 文 ：第 v{卷 第 v期
u s s u年 x 月
林 业 科 学
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板栗子房内源激素与主要营养物质含量变化
及其关系研究 3
周志翔 王鹏程 徐永荣 杨晓萍
k华中农业大学林学系 武汉 wvsszsl
章文才
k华中农业大学园艺系 武汉 wvsszsl
关键词 } 板栗 o子房 o内源激素 o营养物质 o空苞栗
收稿日期 }t|||2tt2sw ∀
基金项目 }≤„ƒ2Œ⁄• ≤2≤Œƒ’• 合作项目/退化林地改造及其社会经济手段研究0子课题的一部分 ∀
3 本文得到了竺肇华研究员的资助和湖北省京山县虎爪山林场的大力支持 o京山县林业局汪长江以及涂炳坤 !舒常庆 !覃裕 !胡海
辉 !杨涛 !李先兵 !韦代杰等的协助 o谨致谢意 ∀
ΧΗΑΝΓΕΣ ΟΦ ΕΝ∆ΟΓΕΝΟΥΣ ΗΟΡ ΜΟΝΕΣ ΑΝ∆ ΝΥΤΡΙΕΝΤΣ ΟΦ
ΧΗΕΣΤΝΥΤ Ος ΑΡΨ ΑΝ∆ ΤΗΕΙΡ ΡΕΛΑΤΙΟΝΣΗΙΠΣ
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Αβστραχτ} ׫¨ ¦²±·¨±·¶²© ±¨§²ª¨±²∏¶«²µ°²±¨ ¶¤±§±∏·µ¬¨±·¶ º¨ µ¨ §¨·¨µ°¬±¨ §©²µ·«¨ ²√¤µ¼ ²© ±²µ°¤¯ ¦«¨¶·±∏·¤±§
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Κεψ ωορδσ} Χαστανεα µολλισσιµα …¯ qo’√¤µ¼o∞±§²ª¨ ±²∏¶«²µ°²±¨ o‘∏·µ¬·¬¨±·o∞°³·¼2¶«¨¯¯ ¦«¨¶·±∏·
板栗k Χαστανεα µολλισσιµα …¯ ql空苞现象是制约我国板栗单产提高的主要因素之一 ∀对板栗的显微
观察发现空苞主要发生在幼胚发育期 o合子k受精卵l发育所需的有机营养物质未能从胚乳细胞中得到 o
阻碍了合子发育k杜国华等 ot||xl ∀袁艺等kt||zl的营养物质含量分析进一步证实了合子形成后的营
养供应不足是造成空苞栗子房发育停滞的原因 ∀实际上 o果树座果受子房内源激素含量及平衡的调控
k•¤° ot|{v ~≠∏¤± ετ αλqot|{{l o研究者也推测板栗子房中低含量的生长促进物质和高含量的抑制物质可
能造成了合子分裂停滞k杜国华等 ot||w ~t||xl ∀本研究拟通过空苞栗胚胎发育期子房内源激素和主要
营养物质含量分析 o探讨板栗子房内源激素含量与营养物质积累的关系 o为板栗空苞的控制提供理论依
据 ∀
1 材料与方法
t1t 试验地点与材料 试验在湖北省京山县虎爪山林场进行 ∀试验点位于京山县虎爪山南坡中下部 o
坡度 tsβ o土壤是以灰色薄层泥质灰岩 !燧石结核灰岩 !硅质岩 !石英岩状砂岩为主发育的黄棕壤 ∀在多
年无人管理的板栗杂木林内选 x株 tx ¤生的青毛早栗空苞树k空苞率 y{ h以上l o并以附近板栗生产园
正常结果k空苞率 ty1z h以下l的 x株 tu¤生青毛早为对照 ∀t||y ∗ t||z年对空苞树和正常结果树于
荑花序基部雌花簇刚出现时对各雌花簇挂牌标记 o以雌花柱头出现且反卷前为花后第 s天 o记为 s⁄„…
k§¤¼¶¤©·¨µ¥¯²²°¬±ªl o并根据本地区正常结实板栗的胚胎发育过程k姚家琳等 ot|{|l o于花后第 x §至 tsx
§kx ⁄„…至 tsx ⁄„…l每 ts §t次 o分别对雌花簇或总苞采样 vs枚以上 ∀由于 ux ⁄„…时起 o空苞栗坚果
明显比正常栗小 o因而从 ux ⁄„…起 o空苞栗样品中剔除坚果生长正常的少数样品 o正常栗样品则剔除坚
果明显较小的少数样品 ∀各取子房k后期含胚lxs ª ƒ • 以上 o所有样品置冰瓶中迅速带回 o其中约 x ª
ƒ • 子房液 ‘固定 o迅速称取 s1v ∗ s1xªƒ • 样品 |份 o编号登记后 o置 p ws ε 下保存待测内源激素含量 ∀
其余子房k含胚l以自来水及蒸馏水冲洗后 o去离子水冲洗 !凉干 o置 tsx ε 下杀青 tx °¬±ozs ε 下烘至恒
重k除蛋白质 !氨基酸样品外l o不锈钢磨粉碎过 ys目筛干燥保存 o待测营养物质含量 ∀
t1u 样品分析 内源激素含量分析 样品分别置于预冷的 v °{s h甲醇的小瓶中 o加入 t ±°²¯#pt
…‹×k丁基化羟基甲苯l和 t ±°²¯#pt°∂°k聚乙烯吡咯烷酮l op ws ε 下浸提 ys§以上k周志翔 ot|||l ∀各
取 vss ˏ浸提液采用 ∞Œ≥„法k吴颂如等 ot|{{l定量测定所有样品中的 Š„tn v !¬°„≥ 和 „…„含量 ∀其中
激素酶联免疫检测试剂盒及酶标板由南京农业大学提供 o检测读数使用 ⁄Švsuu„ 型酶联免疫检测仪
k南京华东电子管厂制造l o检测波长 w|s ±°∀
营养物质含量分析k南京农业大学 ot|{{l }还原糖kv ox p二硝基水杨酸比色法l o可溶性淀粉k简称
淀粉 o蒽酮比色法l o可溶性蛋白质k简称蛋白质 o考马斯亮兰 Š p uxs法l !游离氨基酸总量k简称氨基酸 o
茚三酮比色法l !‘k碱解 ‘o凯氏定氮法l !°k‹u≥’w p ‹u ’u 消煮 o钒钼黄比色法l oŽk‹u≥’w p ‹u ’u 消煮 o
火焰光度计法l o…k姜黄素比色法l ∀
2 结果与分析
u1t 板栗胚胎发育期子房内源激素含量的变化 正常栗和空苞栗子房内源 Š„tn v !¬°„≥ !„…„含量及
其比值在胚胎发育的不同时期≈花后第 x §kx ⁄„…l ∗ 花后第 tsx §ktsx ⁄„…l 均有较大的差异k表 tl ∀
板栗授粉早期kx ⁄„…l正常栗与空苞栗的内源激素含量及其平衡没有差异 ∀伴随着授精过程和合子原
胚的发育k姚家琳等 ot|{|l o正常栗子房内源 Š„tn v !¬°„≥ 含量和kŠ„tn v n¬°„≥lΠ„…„值分别在花后 ux §
ky月中旬l和花后 zx §k{月上旬l出现 u次峰值 o授精期kx月下旬l !花后 wx §kz月上旬l和果实成熟期
k|月上旬l为低谷 ~而子房内源 „…„含量变化趋势与前者相反 o且幅度较小 ∀空苞栗子房相应的内源激
素含量及其比值在授粉后即开始表现出与正常栗的差异 o在整个胚胎发育期未出现明显的峰值 o且子房
内源 Š„tn v !¬°„≥ 含量和kŠ„tn v n¬°„≥lΠ„…„值呈下降趋势 o„…„含量呈上升趋势 ∀
u1u 板栗子房营养物质含量的变化 板栗胚胎发育期kx ⁄„… ∗ tsx ⁄„…l子房营养物质含量测定发现
k表 ul o空苞栗子房的还原糖 !淀粉含量在花后 wx §合子原胚形成之前与正常栗间无明显差异 o且蛋白
质和氨基酸含量以空苞栗子房较高 o这可能与空苞栗坚果生长及胚珠胚囊发育缓慢消耗减少有关 ∀而
合子原胚形成后kwx ⁄„…后l空苞栗子房有机营养的持续降低 o可能与胚的发育停滞相关 ∀正常栗子房
还原糖含量在幼胚形成期kwx ⁄„… ∗ zx ⁄„…l的高水平 o以及淀粉 !蛋白质 !氨基酸含量在幼胚形成期的
迅速增加 o有利于胚的发育及果实生长 o可能在此期间子房内源 Š„tn v !¬°„≥ 含量及kŠ„tn v n¬°„¶lΠ„…„
值的水平有关k表 tl ~而空苞栗子房在幼胚形成期的有机营养物质含量均比正常栗低 o虽然空苞栗子房
的还原糖含量在 wx ⁄„…前开始增加 o淀粉含量也在胚形成后开始有所积累 o但终因胚的发育停滞或营
养供应受阻而逐步下降 ∀因此 o空苞栗子房还原糖 !淀粉 !蛋白质和氨基酸等有机营养在幼胚形成期kwx
{yt 林 业 科 学 v{卷
⁄„… ∗ zx ⁄„…l均未出现象正常栗一样明显的急剧上升 o反映了此时期空苞栗子房有机营养物质供应或
调入的严重不足 ∀
表 1 板栗胚胎发育期子房内源激素含量 ≠
Ταβ .1 Χοντεντσ οφ ενδογενουσ ηορµονεσιν οϖαρψ δυρινγ εµβρψονιχ περιοδ
花后天数 Š„t n vk³°²¯#ªptƒ • l ¬°„≥k³°²¯#ªptƒ • l „…„k³°²¯#ªptƒ • l kŠ„t n v n¬°„¶lΠ„…„
⁄„…k§l ‘≤’ ∞≤’ ‘≤’ ∞≤’ ‘≤’ ∞≤’ ‘≤’ ∞≤’
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≠ ‘≤’ p正常栗子房 ’√¤µ¼ ²©±²µ°¤¯ ¦«¨¶·±∏·~∞≤’ p空苞栗子房 ’√¤µ¼ ²© °¨³·¼2¶«¨¯¯ ¦«¨¶·±∏·o下同 ׫¨ ¶¤°¨¬± ¥¨ ²¯º q
从所测主要无机元素的含量及变化差异看 o正常栗的 w种主要无机元素含量在授粉后均出现 t次
下降过程k表 ul o且 ‘!°含量在受精期仍持续下降 o可能与此期的果实迅速生长有关 o而在胚胎发育后
期k合子形成之后lw种无机元素含量基本稳定在较高水平 ∀空苞栗子房的 w种无机元素含量在整个胚
胎发育期基本都处于持续下降状态 o且 ° !…元素含量在授粉早期kx ⁄„…l即明显比正常栗低 oŽ!°在 wx
⁄„… ∗ yx ⁄„…期间k幼胚形成期l也未出现象正常栗一样的上升过程 o与正常栗子房中 Ž!°含量差异较
大 o可能影响着幼胚的正常发育 ∀
表 2 板栗胚胎发育期子房主要营养物质的含量
Ταβ .2 Χοντεντσ οφ µαιν νυτριεντσιν οϖαρψ δυρινγ εµβρψο δεϖελοπµεντ περιοδ
花后天数
⁄„…k§l
还原糖
• §¨∏¦¬±ª¶∏ª¤µ
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淀粉
≥·¤µ¦«
k h l
蛋白质
°µ²·¨¬±
k h l
氨基酸
„°¬±²¤¦¬§¶
k h l
氮
‘¬·µ²ª¨±
k h l
磷
°«²¶³«²µ∏¶
k h l
钾
°²·¤¶¶¬∏°
k h l
硼
…²µ²±
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|yt 第 v期 周志翔等 }板栗子房内源激素与主要营养物质含量变化及其关系研究
3 讨论
空苞栗显微观察已表明 o板栗幼胚发育期kz月上 !中旬l的营养缺乏会导致幼胚发育停滞k杜国华
等 ot||w ~t||xl o而空苞栗幼胚发育期子房中还原糖 !淀粉 !蛋白质 !氨基酸 !°和 Ž含量及变化趋势与正
常栗间的差异最为明显k表 ul ∀因此认为 o板栗子房发育停滞形成空苞主要是由于子房中还原糖 !淀
粉 !蛋白质 !氨基酸 !°和 Ž等营养物质的严重缺乏 ∀正常栗子房还原糖 !淀粉 !蛋白质 !氨基酸 !°和 Ž
等营养物质在幼胚发育期的高水平或上升趋势与其子房中内源 Š„tn v !¬°„≥ 含量和kŠ„tn v n¬°„≥lΠ„…„
值的上升趋势一致 o也与 „…„含量的下降趋势一致k表 t o表 ul ∀可见 o导致子房还原糖 !淀粉 !蛋白质 !
°和 Ž等营养物质在幼胚发育期严重缺乏的原因在于子房 Š„tn v !¬°„≥ 含量及kŠ„tn v n¬°„≥lΠ„…„值的
低水平和 „…„含量的高水平 ∀
因此 o板栗幼胚发育期生长类激素kŠ„tn v !¬°„≥l含量降低而 „…„含量升高 o致使子房中还原糖 !淀
粉 !蛋白质的积累下降 o° !Ž素吸收减少 o导致营养严重缺乏 o幼胚发育受阻 o使部分子房发育出现停滞
现象 o形成空苞 ∀当然 o此时生长类激素含量降低和 „…„升高的原因尚不明确 ∀既然合子已形成 o可以
肯定与受精作用无关 o可能在生长类激素降至低谷后存在某种启动因子 o使正常栗生长类激素再次上
升 o且树体营养也充足 o幼胚正常发育 ~而未启动时 Š„tn v !¬°„≥ 仍处于低水平 o树体营养亏缺 o造成子房
营养缺乏和发育停滞 o产生空苞 ∀
参 考 文 献
杜国华 o周良骝 o谢中稳等 q板栗空篷机理及增产技术研究 q安徽农业科学 ot||w ouukul }t{w ∗ t{y
杜国华 o周良骝 o谢中稳等 q板栗空苞机理的研究 q果树科学 ot||x otuktl }x ∗ |
南京农业大学主编 q土壤农化分析k第二版l q北京 }农业出版社 ot|{{ }t| ∗ u{ ouss ∗ uyz
吴颂如 o陈婉芬 o周 燮 q酶联免疫法k∞Œ≥„l测定内源植物激素 q植物生理学通讯 ot|{{ okxl }xx ∗ xz
姚家林 o夏仁学 o马梦亭等 q板栗空苞形成因子的研究 µ q板栗空苞的胚胎学 q华中农业大学学报 ot|{| o{kvl }uw{ ∗ uxv
袁 艺 o杜国华 o谢中稳等 q板栗空篷发生的主要营养物质的变化 q武汉植物学研究 ot||z otxkvl }uwv ∗ uw|
周志翔 q低温浸提法提取板栗器官中的内源激素 q植物生理学通讯 ot||| okxl }wx ∗ wz
•¤° ≥ q‹²µ°²±¤¯ ¦²±·µ²¯ ²©©µ∏¬·ªµ²º·«¤±§©µ∏¬·§µ²³¬± ¤±ª²¦√ ⁄¤¶«¨ «¤µ·q„¦·¤ ‹²µ·ot|{v otvw }ty| ∗ tz{
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szt 林 业 科 学 v{卷