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The Low Temperature, Light and Seedling Age Requirement for Seedling Vernalization in Chinese Cabbage

大白菜幼苗春化对低温、光照和苗龄的要求



全 文 :园  艺  学  报  2008, 35 (11) : 1676 - 1680
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2008 - 06 - 02; 修回日期 : 2008 - 09 - 08
基金项目 : 国家科技支撑计划项目 ( 2006BAD01A7 ) ; 农业部公益性行业科研专项 ( nyhyzx072007 ) ; 陕西省重大科技专项
(2007ZDKG205)3 E2mail: lugangzh@1631com, Tel: 029287082131
大白菜幼苗春化对低温、光照和苗龄的要求
张鲁刚 13 , 孔小平 1, 2 , 惠麦侠 1 , 张明科 1
(1 西北农林科技大学园艺学院 , 农业部西北园艺植物种质资源与遗传改良重点开放实验室 , 陕西杨凌 712100; 2 西宁
市蔬菜研究所 , 西宁 810016)
摘  要 : 以不同冬性的 6个大白菜品种为试材 , 研究了幼苗在 4~5 ℃低温下分别处理 0、8、15、22、
29、36、43 d后的现蕾开花情况。结果表明 : 不同品种幼苗春化对低温的需求不同 , 冬性弱的品种需要较
短的低温过程 , 冬性强的品种需要较长的低温过程 , 其范围从 8到 29 d以上 ; 随着春化时间的延长 , 不同
冬性品种都表现开始现蕾的时间提前 , 全部现蕾需要的持续时间缩短 , 即向现蕾早而集中发展。在黑暗条
件下连续低温处理 29 d的幼苗没有现蕾 , 说明光照对幼苗通过春化是必需的。不同冬性的大白菜不同幼苗
于 4~5 ℃下春化 25 d后观察 , 4~5叶期幼苗对低温最敏感 , 2~3叶期的次之 , 7~8叶期最不敏感 , 其中
冬性弱的品种开始现蕾的时间以 4~5叶期现蕾最早 , 2~3叶期的次之 , 7~8叶期最晚 ; 不同冬性品种完
全现蕾的持续时间以 4~5叶期持续时间为最少 , 2~3叶期的次之 , 7~8叶期持续时间最长。
关键词 : 大白菜 ; 幼苗 ; 春化 ; 温度 ; 光照 ; 现蕾
中图分类号 : S 63411  文献标识码 : A  文章编号 : 05132353X (2008) 1121676205
The L ow Tem pera ture , L ight and Seedling Age Requ irem en t for Seedling
Verna liza tion in Ch inese Cabbage
ZHANG Lu2gang13 , KONG Xiao2p ing1, 2 , HU IMai2xia1 , and ZHANG M ing2ke1
(1 College of Horticulture, N orthw est A & F U niversity, Key Laboratory of Horticu lture P lant Germ plasm and Genetic Im provem ent,
M in istry of A gricu lture, Yang ling, Shaanxi 712100, Ch ina; 2 X in ing V egetable Research Institu te, X in ing 810016, Ch ina)
Abstract: The seedlings of six varieties of Chinese cabbage with different coldness were treated at low
temperature for 0, 8, 15, 22, 29, 36, 43 d, respectively, the time of bud emerging were investigated and
compared, the results showed that the requirement of low temperature treatment days for vernalization is
dependented on the coldness of variety, the weaker of coldness, the shorter of low temperature treatment is
needed, the requirement range is from 8 days to more than 29 days respectively. A s the low temperature treat2
ment days is increased, the floral bud is emerging earlier, the duration for all p lant emerging bud is shorted.
It was found that the light during low temperature treatment is needed for vernalization, the p lant do not p ro2
duce floral buds even treated for 29 d under dark condition. W hen the different coldness varieties with differ2
ent seedling age were treated at 4 - 5 ℃ for 25 days, it was found that the sensitivity to low temperature for
vernalization is 4 - 5 leaves seedling > 2 - 3 leaves seedling > 7 - 8 leaves seedling, such as the time of bud
emerging is earliest in 4 - 5 leaves seedling, latest in 7 - 8 leaves seedling for weaker coldness varieties, and
the days for all p lant p roducing bud is shortest in 4 - 5 leaves seedling, and longest in 7 - 8 leaves seedling for
all various coldness varieties.
Key words: Chinese cabbage; seedling; vernalization; temperature; light; floral bud
 11期 张鲁刚等 : 大白菜幼苗春化对低温、光照和苗龄的要求  
大白菜的先期抽薹问题一直困扰着我国春大白菜生产和高纬度、高海拔地区夏春大白菜生产。大
白菜属于种子春化型作物 , 萌动种子就可以感受低温。国内外关于大白菜种子春化的温度及其时间等
方面的研究甚多 (李曙轩 , 1957; 奥岩松 等 , 1996) , 且已基本达到共识。相比较关于大白菜幼苗
春化的研究较少 , 且观点也不尽一致。
Elers和 W iebe (1984) 认为大白菜幼苗春化的适宜温度为 5~8 ℃, 在 2 ℃和 11 ℃下植株抽薹需
要一个更长的处理时间 , 指出随着春化效应增加 , 植株叶片数减少 , 发生未熟抽薹 , 在恒温春化条件
下 , 没有观察到光周期对春化的效应。有的研究者认为低温处理过程中给予光照对花芽分化有促进作
用 (杉山直仪 , 1980)。Guttorm sen和 Moe (1985) 报道低温处理时的苗龄从 1周增加到 3周 , 抽薹
时间延迟 , 而且耐热与热敏品种抽薹反应差异很大。
在春大白菜生产中 , 一般采用日光温室或大棚育苗 , 露地或塑料棚定植 , 定植苗或处于低温条件
下或面临倒春寒的低温威胁 , 因此幼苗春化特性决定着生产的成败 , 也成为衡量品种耐抽薹性的重要
标准之一。
研究大白菜幼苗春化特性对于其种质资源筛选和制定合理的栽培技术措施十分重要。作者在对春
化温度研究的基础上 (惠麦侠和张鲁刚 , 2004) , 以不同冬性的大白菜为试材 , 研究了低温时间和光
照对苗期春化的影响及苗龄大小对低温的敏感性 , 以期供抗抽薹育种和春白菜的生产参考。
1 材料与方法
111 材料
研究材料 6份 , ‘冬春王 ’ (抗抽薹 ) , ‘冠春’ (高耐抽薹 ) , ‘四季王 ’ (耐抽薹 ) , ‘秦白二号 ’
(中等耐抽薹 ) , ‘陕春白 1号 ’ (易抽薹 ) , ‘热抗王 ’ (极易抽薹 )。
‘冬春王 ’是贵阳庆丰农业种子公司生产的商品种子 , ‘冠春 ’、‘秦白二号 ’、‘陕春白 1号 ’由
西北农林科技大学园艺学院白菜组研发并提供 , ‘四季王 ’是韩国农友 B IO株式会社研发 , 北京世农
种苗有限公司生产的商品种子 , ‘热抗王 ’是济南市巨龙种苗有限公司生产的商品种子。
试验于 2006年 2—8月在西北农林科技大学进行。
112 苗期低温春化时间和遮光处理试验
在 23 ℃的培养箱中催芽后 , 于 11~26 ℃的温室中生长 , 2片真叶时移栽到营养钵中。
幼苗 4~5片真叶时 , 把 6个材料分别分为 8组 , 每组 30株 , 其中一组作为对照放置到温度为
25 ℃, 光照为 2 000 lx的培养室内生长 , 6组移放到温度为 4~5 ℃, 光照为 2 000 lx的低温培养室中
24 h长光照下进行春化 , 另外一组在同一低温培养室遮光春化 29 d。
每组幼苗春化一定时间 (0、8、15、22、29、36、43 d) 后 , 转移到与对照相同环境下生长 , 连
续观察统计现蕾情况。
113 不同苗龄春化的比较试验
将材料 ‘冬春王 ’、‘冠春 ’、‘秦白二号 ’和 ‘陕春白 1号 ’的种子分三期 , 每期间隔 20 d直播
到营养钵 , 在自然环境下生长 , 三期幼苗分别生长到 7~8片展叶、4~5片展叶、2~3片展叶时 , 统
一转放到温度为 4~5 ℃, 光照为 2 000 lx的低温培养室中 , 于 24 h长光照下低温处理 25 d后 , 再统
一转放到温度为 20~28 ℃的温室中生长 , 连续观察统计各材料的现蕾情况。
2 结果与分析
211 低温处理时间对大白菜苗期春化的影响
不同品种苗期春化需要的低温处理时间不同。从表 1可知 , 不同品种开始现蕾要求的最短苗期春
化时间不同 , 极易抽薹的 ‘热抗王 ’和易抽薹的 ‘陕春白 1号 ’苗期经过 8 d的低温处理就可以通
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过春化 , 分别在低温处理后 11 d和 19 d开始现蕾 , 而 ‘秦白二号 ’、‘四季王 ’、‘冠春 ’则分别最少
需要 15、22和 29 d的低温处理才能通过春化。
表 1 不同品种经 4~5 ℃春化处理后的现蕾天数
Table 1 Days requ irem en t for bud em erg ing after 4 - 5 ℃ trea tm en t / d
品种名称
Varieties name
对照
Control
黑暗 29 d
Dark 29 d
光照 L ight
8 d 15 d 22 d 29 d 36 d 43 d
冬春王 Dongchunwang - - - - - - - -
冠春 Guanchun - - - - - 14, / , / 7, 25, / 8, 24, /
四季王 Sijiwang - - - - 29, / , / 14, 30, / 7, 23, / 8, 16, /
秦白二号 Q inbai 2 - - - 28, / , / 13, 29, / 6, 14, 30 7, 9, 23 8, 10, 16
陕春白 1号 Shaanchunbai 1 - - 19, 27, / 8, 10, 44 5, 5, 21 6, 6, 14 7, 7, 15 8, 8, 8
热抗王 Rekangwang - - 11, 35, / 10, 11, 28 5, 5, 29 6, 8, 14 7, 7, 15 8, 8, 8
  注 : ‘ - ’表示未现蕾 ; 表中数字依次指春化处理后开始现蕾天数 , 50%植株现蕾天数 , 100%植株现蕾天数 , ‘ /’指未达到对
应的指标。
Note: ‘ - ’ shows no bud; The numbers in table mean the day of first p lant floral bud emerging, the day of 50% p lants floral bud emerging,
the day of all p lants floral bud emerging, respectively, ‘/’means not reaching the corresponding standard.
幼苗低温处理时间延长 , 大白菜现蕾需要的时间缩短。
极易抽薹品种 ‘热抗王’, 春化 8~15 d后 , 10~11 d开始现蕾 , 春化 22~43 d后 , 5~8 d开始
现蕾 , 后者较前者平均缩短 4 d; 春化 8 d后 , 35 d有 50%植株现蕾 , 较春化 15 d的长 24 d, 较春化
22~43 d的长 30~27 d; 春化 8 d的现蕾后 40 d也没有全部现蕾 , 春化 15 d的全部植株现蕾需要 19
d (从第 10天到第 28天 ) , 春化 22 d的全部现蕾需要 25 d, 春化 29~36 d的全部现蕾需要 9 d, 而春
化 43 d的全部现蕾。可以看出开始现蕾、50%植株现蕾和全部现蕾对春化时间的反应和需要是不一
致的 , 春化处理 8 d的没有完全春化 , 春化处理 15 d的完全通过春化 , 22 d为过春化。
易抽薹品种 ‘陕春白 1号 ’, 春化处理 8 d的 , 19 d开始现蕾 , 27 d达到 50%植株现蕾 , 41 d还
未全部现蕾。而春化 15、22、29、36、43 d的 , 8、5、6、7、8 d的分别开始现蕾 , 较春化 8 d的缩
短 11~14 d, 春化后 10、5、6、7、8 d时 50%植株现蕾 , 分别较春化 8 d的缩短 17~22 d, 100%植
株现蕾需要的时间分别为 37、17、9、9和 1 d。可以看出开始现蕾和 50%植株现蕾对春化时间反应
相似 , 处理 15 d以上的春化效果变化不大 , 而全部现蕾需要春化 29 d时效果才稳定。
中等耐抽薹品种 ‘秦白二号 ’, 春化处理 8 d的没有现蕾。春化 15 d的 , 28 d开始现蕾 , 在观察
的时间内 , 现蕾植株没有达到一半。春化 22、29、36、43 d的 , 分别在 13、6、7、8 d后开始现蕾 ,
在 29、14、9、10 d时有 50%植株现蕾 , 除春化 22 d的没有观察到全部现蕾外 , 春化 29、36和 43 d
的分别在 25、17和 9 d全部植株现蕾。可见该材料开始春化的最短时间大于 8 d, 完全春化的最短时
间为 22 d, 而且开始现蕾、50%植株现蕾和全部现蕾对春化时间的反应不一致。
耐抽薹品种 ‘四季王 ’, 春化处理 8~15 d的没有现蕾。春化 22 d的 , 29 d开始现蕾 , 在观察的
时间内 , 现蕾株数没有达到到一半。春化 29、36和 43 d的 , 14、7和 8 d分别开始现蕾 , 8 d后的现
蕾株率分别为 1313%、2010%、2313%和 5617% , 达到 50%植株现蕾的时间分别为春化后 30、23和
16 d, 在观察的时间内均没有全部植株现蕾。可见该材料开始春化的最短时间为 15 d, 完全春化的最
短时间为 43 d, 开始现蕾和 50%植株现蕾对春化时间的反应不一致。
高耐抽薹品种 ‘冠春 ’, 春化处理 8~22 d的没有现蕾。春化处理 29、36和 43 d的 , 分别在春
化后 14、7和 8 d开始现蕾 , 8 d后的现蕾株率分别为 1617%、1617%和 3313%。春化 36 d和 43 d的
达到 50%植株现蕾的时间分别为春化后 25 d和 24 d, 在观察的时间内各个时间处理均没有达到全部
植株现蕾。可见该材料开始春化的最短时间在 22 d以上 , 春化 29~43 d没有完全通过春化。春化 36
和 43 d两个处理开始现蕾时间相似 , 而 29、36 d处理现蕾 8 d后的现蕾株率相似 , 说明不同阶段的
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 11期 张鲁刚等 : 大白菜幼苗春化对低温、光照和苗龄的要求  
春化可能需要不同的处理时间。
抗抽薹品种 ‘冬春王 ’在设定的处理中均没有发生现蕾。
212 光照对大白菜苗期低温春化的影响
从表 1可知 , 在遮光黑暗条件下春化 29 d后 , 植株小 , 开展度大 , 叶长 /叶宽比值变小。所有试
材在处理后 30 d之内均未现蕾。而在长光照下春化 29 d后 , 易抽薹品种 ‘陕春白 1号 ’和 ‘热抗
王’在处理后 14 d全部现蕾 ; 在处理 30 d后 , 中耐抽薹品种 ‘秦白二号 ’有 100%的植株现蕾、耐
抽薹品种 ‘四季王 ’有 5010%的植株现蕾 , 高耐抽薹品种 ‘冠春 ’仅有 30%的植株现蕾 (表 1未显
示 ) , 由此可见 , 苗期春化阶段的光照对现蕾是必要的。
213 不同苗龄大白菜幼苗对低温的感应
易抽薹品种 ‘陕春白 1号 ’在 7~8叶期、4~5叶期和 2~3叶期低温处理 25 d后 , 开始现蕾的
时间分别为春化处理后的 6、6和 9 d, 50%植株现蕾的时间分别为春化处理后 16、8和 10 d, 达到全
部植株现蕾持续的时间分别为春化处理后 35、12和 15 d。不同现蕾阶段与苗龄的关系不一致。
中等耐抽薹品种 ‘秦白二号 ’在 7~8叶期、4~5叶期和 2~3叶期低温处理 25 d后 , 开始现蕾
的时间分别为春化后 9、6和 9 d, 50%植株现蕾的时间分别为春化后 17、15和 12 d, 完成全部植株
现蕾持续的时间分别为春化后 29、21和 29 d。
高耐抽薹品种 ‘冠春 ’在 7~8叶期、4~5叶期和 2~3叶期低温处理 25 d后 , 开始现蕾的时间
均为春化后 31 d, 到春化后 49 d时其现蕾株率分别为 10%、50%和 1814% , 春化后 55 d时现蕾株率
分别为 1313%、5617%和 2010%。
极耐抽薹品种 ‘冬春王’在 7~8叶期、4~5叶期和 2~3叶期低温处理 25 d后 , 在连续观察期
内均未现蕾。
由此可见 , 中耐抽薹品种 ‘秦白二号 ’开始现蕾的时间以 4~5片展叶最早 , 易抽薹品种 ‘陕春
白 1号 ’开始现蕾的时间以 4~5片展叶和 7~8片展叶最早 ; ‘陕春白 1号 ’、‘冠春 ’2个品种达到
50%植株现蕾的时间以 4~5片展叶最早 ; ‘陕春白 1号 ’、‘秦白二号 ’2个品种达到 100%植株现蕾
的时间也以 4~5片展叶最早 , 总体现蕾从早到晚的次序为 : 4~5叶期春化、2~3叶期春化、7~8
叶期春化 , 即 : 大白菜春化以 4~5叶期对低温最敏感 , 苗龄过大或过小敏感性都降低 , 其中 2~3叶
期的敏感性略高于 7~8叶期。
开花情况 (数据略 ) 与现蕾情况基本相一致 , 这与张鲁刚和孔小平 ( 2007) 的结论开花时间差
异主要是由现蕾时间差异决定的相一致。
3 讨论
试验发现 6个不同冬性的大白菜品种在完全黑暗条件下低温处理 29 d后均没有现蕾 , 说明幼苗
春化过程的光照对现蕾抽薹是必须的 , 这与前人 (杉山直仪 , 1980) 的研究结论相一致 , 但本研究
没有进行 8 h或 12 h的处理 , 因此关于不同光照长度的作用有待进一步研究。
本研究发现 , 不同材料开始现蕾、50%植株现蕾和全部现蕾对春化时间的需要和反应是不一致
的 , 这可能是由于试材个体间存在控制抽薹微效基因的差异 , 而且不同微效基因表达对春化时间有不
同的需求造成的。
春化苗龄对开始现蕾的时间因品种而异 , 对于易抽薹品种有明显影响 , 耐抽薹品种没有影响。春
化苗龄对不同品种完全现蕾持续的时间影响较大 , 这可能说明不同品种的耐抽薹微效基因表达与苗龄
有关。本研究以现蕾期为指标 , 表明 7~8叶期现蕾最不敏感 , 可能是因为较大的幼苗营养生长强 ,
植株生理状态从营养生长向生殖生长需要更长的低温诱导 , 该结果与 Guttorm sen和 Moe (1985) 的相
似。这一特性的进一步证实 , 可能提出春大白菜栽培的新技术 , 即在较高温度下育大苗 , 可以适当提
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前定植。
在试验设定的 8~43 d处理中 , ‘冬春王 ’都没有发生现蕾 , 这可能是由于幼苗对低温不敏感 ,
也可能是品种的冬性极强 , 在 4~5 ℃的低温下需要更长的春化时间等。关于 ‘冬春王 ’感受低温的
时期和冬性的强弱有待进一步研究。
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