全 文 ：园 艺 学 报 , 一
纽 了五〕
甜瓜不 同性别花蕾发育中激素和多胺的变化
张建农 ” , 李计红 ,
甘肃农业大学农学院 , 兰州 兰州大学生命科学院
,
兰州
摘 要 以甜瓜雌雄异花同株和雄全同株近等基因系为材料 , 采用高效液相色谱 技术 , 分
析雌花
、
雄花和两性花 种内源激素和 种多胺含量的动态变化 。 结果显示 , 雌花和两性花发育初期和后
期 含量高于雄花 多数时期雄花 和 含量高于雌花和两性花 雄花发育中
、 后期 含量较大
幅度上升 , 且明显高于雌花 , 两性花 含量变化趋势与雌花相近 , 但整体明显高于雌花 比值
雄花高于雌花和两性花 。 由此表明 , 较高的 含量 , 较低的 和 含量有利于雌蕊的发育 , 较高的
含量有利于雄蕊中
、
后期的发育 花蕾发育初期 , 尸胺 含量从高到低依次为雌花
、
两性花和
雄花 , 随着发育的进行 , 雄花和两性花中 含量呈现较大幅度上升 , 而雌花始终保持在相对较低的水平 。
因此 , 相对较高的 含量可能有利于 早期雌蕊的发育 , 较低的 含量有利于雄蕊的发育 , 而后期则相
反 , 高含量的 有利于雄蕊的成熟 高含量的 可能有利于早期雌蕊的发育 。
关键词 甜瓜 花蕾 内源激素 内源多胺 高效液相色谱
中图分类号 文献标识码 文章编号 一 一 一
加
一 ‘ ’ 一 ,
巴 , 命。。 渝
, 加诚
, 似 ’ 、 , 沁 妙
,
加心丙 以刃 ,
,
一
即
,
, ,
,
,
罗 叮 ,
收稿 日期 一 一 修回 日期 一 一
基金项目 甘肃省农牧厅农业生物技术专项 一 一
一 自
园 艺 学 报 卷
研究资料表明 , 植物激素与性别分化关系密切 , 不同植物雌
、
雄株 花 内源激素含量有很大
差异 寿森炎和汪俏梅 , 。 高等植物花芽分化与多胺关系密切 , 尤其是精胺
、 亚精胺
、 腐胺 与尸胺 , 参与植物开花坐果中的多种生理过程 ,
, 。
有关植物性别分化和内源激素
、
多胺关系的研究 , 大多采用典型的雌雄异株植物材料 , 或直接采
用雄花或雌 花 。 作者 以甜瓜雌雄异花 同株和雄全 同株近 等基 因系为材料 , 采用高效液相色谱
技术 , 分析雌 、 雄和两性花在几个发育时期 种内源激素和 种多胺含量及其比值的动态变
化 , 用以研究内源激素和多胺对甜瓜性别分化和发育中的调控机制 。
材料与方法
材料
取甜瓜 ‘ 黄河蜜 ’ 近缘系 雌雄异花同株和雄全同株近等基因系盛花期不 同直径 的雌花
、
雄
花 、 两性花的花蕾 , 以及雌雄异花同株和雄全同株的幼叶作为试验材料 。 雌花 、 雄花和两性花分别按
照花蕾直径 大小取材 , 分为 蕊 单核花粉期 花粉发育期 , 胚珠原基形成
期 开花前 一 个等级 李计红 , 。
标样的配制
、 、 、 、 、 、 、 标准样品为 产品 , 其余试剂
、 激素用 甲醇溶
解 , 岁 , 各配 备用 。
多胺标样配成 岁 贮液 , 各取 林 进行苯甲酞化后备用 。
植物激素的色谱条件及样品提取方法
高效液相色谱仪条件 色谱柱 , 柱温 ℃ , 流动相乙睛 甲醇
乙酸 二 巧 , 流速 , 检测波长 , 一 紫外分光光度检测器 , 进样
量 林 。 外标法定量 。
提取方法 李金超 等 , 谢君 , 取 冻样剪碎 , 用 预冷甲醇浸提 ,
收集上清液后再重复浸提 次 , 残渣研磨后用 甲醇过滤到三角瓶 , 收集全部上清液及过滤液 。
抽滤后用旋转蒸发仪 ℃条件浓缩至 , 用等量的石油醚萃取 次 , 每次收集下层碱水相 。 然后
加人 , 振荡 。 用 林 的微膜过滤 , 然后用 的柠檬酸调节 值到
, 再用等体积乙酸乙醋萃取 次 , 收集上层的酷相用旋转蒸发仪 ℃条件浓缩蒸干 , 流动相溶出
后定容至 。 用 林 的微膜过滤后上机 。
多胺的色谱条件及样品提取方法
色谱条件 色谱柱 , 柱温为 ℃ , 洗脱液为甲醇 水 二 , 流速 ,
紫外检测器 , 检测波长 , 进样量 林 , 外标法定量 。
提取方法 , 称取植物材料 , 加人 预冷的 研磨 , 研
磨混合液在冰浴中放置 后离心 一 ℃ , , 。 取上清液 , 加人 的
和苯甲酞氯 林 , 涡漩 后 ℃下保温 加人饱和 和乙醚 混
合萃取苯甲酸多胺 , 振荡后 离心 。 收集 醚相 , 热气流 ℃ 蒸干 , 一 ℃保
存 。 高效液相 色谱测定前用 协 甲醇溶解样品 , 取 林 进样 。
期 张建农等 甜瓜不同性别花蕾发育中激素和多胺的变化
结果与分析
甜瓜近等基因系不同时期花蕾及幼叶的内源激素含量
图 测定结果显示 , 在雌花和雄花发育过程中 含量先增加后降低 , 发育初期雌花的 含
量稍高 , 后期差异幅度变大 两性花初期 含量较高 , 之后一直下降 , 但多数时间是高于雄花
和雌花的 幼叶的 含量与 种花发育过程中的平均值相近 。
的变化趋势表明 , 在雌 、 雄花发育过程中都呈现先升后降的趋势 , 两性花的则逐渐降低 ,
变化幅度较小 , 总体含量在多数时期中雄花高于雌花和两性花 而在甜瓜幼叶中的含量远远高于
花蕾 图 。
玉米素 含量的变化趋势与 相近 图 。
。卜 雌花
」卜一 雄花
两性花 俪 。
一 」吟一 雌雄异花同株叶
岌 雄全同株叶 。 ︵日气︶︼﹃、,︵芝肠助锄二︶
八
︵妻助而蕊才。
气︸曰口内、
︵芝肠如而二︶袱岁﹃︵芝沃助而二︶渊户、工
花蕾 直径
图 甜瓜不同花曹和幼叶 、 、 和 含量
, 人 ,
的测试结果表明 , 雌花和雄花发育初期
雌花 含量逐渐降低 , 而雄花一直呈上升的趋
势 , 到后期较大幅度高于雌花 , 两性花 含量
总体虽呈缓慢下降的趋势 , 但始终比雌花高出许
多 。 种花蕾中除发育后期的雌花外 含量均
高于幼叶 图 。
比较以上几种内源激素的比值发现 , 在花蕾
发育过程中 , 随发育的进行 比值总体呈下
降的趋势 , 其中雌花与两性花的比值相近 , 雄花
的比值较高 表 。
毛 含量相近 , 随发育过程的进行 ,
表 甜瓜不同性型花曹 比值
免
花蕾直径 雌花 雄花 两性花 以 』
,
园 艺 学 报 卷
甜瓜近等基因系不同时期花蕾及幼叶的内源多胺含量
如图 所示 在花蕾 簇 时 , 含量从高到低依次为雌花 、 两性花和雄花 。 随着发育过
程的进行 , 雌花中 含量逐渐降低 , 两性花的稍降后大幅度增加 , 雄花的先急剧上升后一直保持在
较高水平 , 幼叶的相对处于中等水平 。
发育初期 毛 的含量雄花中较高 , 雌花次之 , 两性花的最低 , 之后雌花的在后期
有一定的升高 , 两性花的呈降低趋势 , 雄花中几乎检测不到 。 幼叶中的含量均明显高于各种花器官
含量在雄花和两性花中先上升后下降 , 到成熟时已基本检测不到 , 而在雌花初期含量较高 ,
以后呈持续下降的趋势 , 在两种性型的幼叶中含量相近 , 总量偏低 。
当 毛 时 , 雄花的 含量与幼叶的相近 , 而雌花和两性花的大幅度高于雄花 , 之后
含量在雌花和两性花中逐渐下降 , 在雄花中则先升后降 , 至成熟时在雄花和两性花 中已检测不到
。
图 甜瓜不同花曹和幼叶 、 、 和 含里
, , 饭
讨论
内源激素含量与甜瓜不 同性型花蕾发育的关系
性别分化的分子生物学研究表明 , 性基因和性分化间的联系是通过诱导信号 植物激素 触发完
成的 。 本试验测定结果表明 , 相对较高的 含量有利于雌蕊的形成 。 值在含有雌蕊的花蕾
中相对较低的结果也证明了这一点 , 这与汪俏梅和曾广文 对苦瓜和陈学好等 对黄
瓜的研究结果相一致 。
较低的 和 含量有助于雌蕊的发育 , 再者 , 与幼叶相 比相对较低的 和 含量可能有
助于花蕾的发育 。 比较 种性别花蕾的 含量发现 , 在雄蕊的发育过程中 , 中期
、
特别是后期需
期 张建农等 甜瓜不同性别花蕾发育中激素和多胺的变化
要较高的 , 而在雌蕊的发育过程中 含量较低 , 由于两性花中的雌蕊是在相对较高的 含
量下发育成熟的 , 所以低含量的 不是雌蕊发育的必需条件 。
从不同性别花蕾发育特点来看 , 雌花发育成熟后一旦受精还有一个长远的生长发育过程 , 即发育
成熟时的子房部分是一个相对幼嫩的组织 。
雄花则不同 , 当它发育成熟后将迅速衰老 , 即发育成熟时的雄花或雄蕊是一个相对衰老的组织 ,
因此 , 雄花发育后期 含量高可能与组织衰老程度有关 , 本试验中幼叶的 含量较低也证明了
这一点 。
至于 到底对花器官 , 特别是雄花的发育有什么作用有待于今后进一步的研究证实 。
内源多胺含量与甜瓜不 同性别花蕾发育的关系
多胺作为第二信使 , 在植物激素平衡 , 遗传物质表达和营养物质分配等方面均有重要作用 。
关于内源多胺与性别分化和发育的关系 , 汪俏梅和曾广文 认为内源 含量变化与苦
瓜的性别分化关系较大 , 内源 含量变化与雌花的发生和发育相关 , 内源 含量的上升与雄花的
分化有关 。 陈学好和曾广文 发现高 含量是雄花发育的特征 , 高 含量可能有利于雌花
的发育 。 在植物界 , 被认为是形成花的主要多胺 , 外源施用 能诱导开花 。 等
通过对拟南芥的研究 , 认为 是拟南芥中主要的多胺 , 且在花中特别丰富 。
本试验研究结果显示 , 和 含量在不同性别花蕾的发育过程中有一定的起伏 , 可能在甜瓜
花器官发育过程的某一阶段起到特定的作用 , 但未发现规律的东西 。 含量的变化结果显示 , 相对
较高的 含量可能有利于早期雌蕊的发育 , 同样相对较低的 含量可能有利于该时期雄蕊的发
育 , 这与陈学好和曾广文 的研究结果相近 。 但中
、 后期花蕾发育中 含量却相反 , 当花
蕾直径 时 , 较低的 含量可能有利于该时期雌蕊的发育 。 当 二 时 , 较高的 含
量有利于该时期雄蕊的发育 , 由于两性花是在发育后期 含量呈现较大幅度的增加 , 因此 , 高含量
的 可能是雄蕊成熟的必要条件 。 亚精胺 的测定结果表明 , 花蕾发育的早期 , 高含量的
可能有利于雌蕊的发育 。
汪俏梅和曾广文 认为苦瓜中多胺很可能以其含量变化调节性别分化诱导信号 —植物激素 , 从而参加与调控苦瓜性别分化程序的表达 徐继忠等 的研究表明 , 喷施外源多胺能
明显提高核桃叶片 和 含量 , 降低 和 含量 。 但关于多胺究竟如何影响内源激素 , 继而
影响性别分化和发育却鲜见报道 。
比较本研究结果发现 , 不 同性别花蕾 和 含量的变化趋势相近 , 即雄蕊在后期发育中
和 含量均较高 , 而在雌蕊的发育过程中二者大多呈下降的趋势 , 但 和 究竟存在什
么联系 , 有待于今后进一步的探讨 。
一 , 一 鱿 站 。。
盯 爵 , 一
陈学好 , 曾广文 黄瓜花性别分化与内源多胺的关系 , 植物生理与分子生物学学报
, 一
一 , 一 , 一
自 , 。。 盯 , 一
陈学好 , 曾广文
, 曹磅生 黄瓜花性别分化和内源激素的关系 植物生理学通讯 , 一 住
, 司 ” 即 城 伴拓 , 坦 坦 。『 〕场 卿
, 田 一 为
’ 叮 , 一
一 鸣
· · ·
肠
五
园 艺 学 报 卷
李计红
一 ,
甜瓜性别分化的生理生化特性研究 〔硕士论文 兰州 甘肃农业大学
, 一 ·
, 记 一 口
叮 , 一
李金褪 , 石 晶 , 赵晓亮 高效液相色谱法分离和测定 种植物内源激素 分析化学 , 一
一 , 一 , 一
寿森炎 , 汪俏梅 高等植物性别分化研究进展 植物学通报 , 一
, , , , 罗 皿 〕 甲
盯 可 , 一
一 , 一 讯
, 一
汪俏梅 , 曾广文 激素和多胺对苦瓜性别分化的影响 园艺学报 一
宜 脚 叨 “
,
一
谢 君 高效液相色谱法测定多种植物内源激素方法研究 四川农业大学学报 , 巧 一
一 , 一 , 一 , 一 , 一
, 一 科
徐继忠
,
陈海江 , 李晓东
,
张志华 , 王艳辉 以 外源多胺对核桃雌雄花芽分化及叶片内源多胺含量的影响 园艺学报 ,
一
一罗 , 一 , 一 , 一 , 一
, 一
赵德刚
,
韩玉珍 , 傅永福 国凤利 , 孟繁静 玉米雌
、
雄穗与叶片内几种激素含量的比较 植物生理学报 ,
一
, 氏 , 邓 孩三 浏 之 肥 仁 之
, 一
才了一令
州 冷
哈弋护 , 护
、
挤
欢迎订阅 《西北园艺
·
蔬菜专刊 》
《西北园艺
·
蔬菜专刊 》立足西北独特的生态和区位条件 , 扎根反季节菜 、 设施菜和外销菜基地 , 深人追踪菜业
品种更新 、 技术创新
、
产业发展和市场动向 , 突出先进生产技术和实用经营方略 , 专心服务专业菜农和菜业一线人
士 。 开 页 , 逢单月出版 。 定价 元 , 全年 期 元 。 邮发代号 一 。 特向 年度订户赠送本刊精
编 《 年农友历书 》 寄邮局订单复印件即赠 。 索要样刊信附 元邮资即寄 。
地址 西安市习武园 号 邮编 电话 一 二
, 。 。
欢迎订阅 《西北 园艺
·
果树专刊 》
《西北园艺
·
果树专刊 》扎根苹果 、 梨
、
葡萄
、
称猴桃 、 樱桃等水果最佳优生区和果树设施栽培基地 , 深人追踪
果业品种更新
、
技术创新
、
产业发展和营销动向 , 突出先进生产技术和实用经营方略 , 专心服务专业果农和果业一线
人士 。
精编
开 页 , 逢双月出版 。 定价 元 , 全年 期 元 。 邮发代号 一 。 特向 年度订户赠送本刊
《 年果农历书 》 寄邮局订单复印件即赠 。 索要样刊信附 元邮资即寄 。
地址 西安市习武园 号 邮编 电话 一 。