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Comparative study of physiological indexes of Lilium formolongi under different photoperiod conditions

不同光周期条件下新铁炮百合生理指标的对比研究



全 文 :广 西 植 物 Guihaia 32(2):248-252                  2012年3月 
DOI:10.3969/j.issn.1000-3142.2012.02.020
不同光周期条件下新铁炮百合
生理指标的对比研究
刘 伟1,刘久东2,3,周厚高4*
(1.文山学院,云南 文山663000;2.云南大学,昆明650091;3.江苏省仪征市农业委员会,
江苏 仪征211400;4.仲恺农业工程学院,广州510225)
摘 要:在长、短两种光周期条件下对新铁炮百合的三种生理指标进行了测定。结果表明:新铁炮百合上、中
部叶片的生理活动与植株生长发育状态的关系较为紧密;顶芽形态分化初期,上、中部叶片可溶性糖和淀粉含
量降至较低的水平,而总氮含量则升至较高水平;此外,生殖生长状态下,3部分叶片各自C/N值均高于营养
生长状态下其各自C/N值。
关键词:新铁炮百合;生理指标;可溶性糖;淀粉;总氮;C/N
中图分类号:Q945  文献标识码:A  文章编号:1000-3142(2012)02-0248-05
①Comparative studyof physiological indexes of Lilium
formolongi under different photoperiod conditions
LIU Wei 1,LIU Jiu-Dong2,3,ZHOU Hou-Gao4*
(1.Wenshan University,Wenshan 663000,China;2.Yunnan University,Kunming 650091,China;3.Yizheng Agriculture
Commitee,Yizheng 211400,China;4.Zhongkai University of Agriculture and Engineering,Guangzhou 650223,China)
Abstract:Three physiological indexes of Lilium formolongi under long day and short day conditions were studied.
The results were as folows:physiological activities of the upper and middle part leaves had close relation with growth
and development state of plant.For the upper and middle part leaves,soluble sugar and starch indexes decreased to a
lower level,while total nitrogen index increased to a higher level at initial stage of bud morphological differentiation.
Moreover,each C/N index of three parts leaves in reproductive growth state was higher than each C/N index of three
parts leaves in vegetative growth state.
Key words:Lilium formolongi;physiological indexes;soluble sugar;starch;total nitrogen;C/N
  新铁炮百合为麝香百合(Lilium longiflorum)
和台湾百合(L.formosanum)的杂交种,隶属于百
合属(Lilium)麝香百合杂种系,是一新兴的外来百
合品种。新铁炮百合植株高大、茎干硬度高、叶形多
样,花蕾较大,花形花色较好,具有很高的观赏价值。
近些年来对于新铁炮百合的研究时有报道,主要集
中于形态学、育种繁殖和栽培等方面(俞红强等,
2005;王政辉,2009;张聪敏,2007;宁云芬等,2008),
尤其是王燕君等(2006)和 Hiroshi(2005)运用光周
期手段对新铁炮百合开花进行了研究,得出了一些
促进和调控开花的实验结果,但都并未进行深入研
究。新铁炮百合属于绝对长日照植物(周厚高等,
2004),作者运用两种光周期条件即8h日长+16h
夜长(短日照)、17h日长+7h夜长(长日照)分别
① 收稿日期:2011-10-03  修回日期:2011-12-20
基金项目:广东省科技计划项目(2008B020400008);广东省人大议案项目(粤财农[2006]459号)[Supported by the Fund of Science and
Technology Plan of Guangdong Province(2008B020400008);People’s Congress Bil Project of Guangdong Province([2006]459)]
作者简介:刘伟(1977-),男,湖南祁东人,硕士,讲师,主要研究方向为园艺栽培,(E-mail)liuwei00780@126.com。
*通讯作者:周厚高,博士,教授,主要研究方向为花卉遗传育种,(E-mail)zhouhougao@163.com。
研究了营养生长和生殖生长状态下新铁炮百合叶片
中可溶性糖、淀粉、总氮这3种生理指标,并进一步
讨论了其叶片C/N指标与生长发育状态的关系,以
期完善新铁炮百合生长发育相关数据,为新铁炮百
合的研究和栽培提供理论基础。
1 材料与方法
供实验的材料为新铁炮百合的‘雷山’品种(L.
formolongi‘Raizan’)。选用中等大小、鳞片抱合紧
密、无病虫害、鳞茎盘无损伤的独头鳞茎,周径为12
~14cm。实验于2006年10月7日在广州仲恺农
业工程学院农场温室进行,温度控制在15~30℃。
将120株材料,采用3株/盆的密度种于口径为20
cm的盆中,定植后浇足水分,日常管理按照切花百
合栽培的技术进行。
于2006年10月29日,待所有植株生长至完全
可以感受光周期的诱导时(即为花芽待分化时),将
120株材料分为两组,分别置于8h日长+16h夜
长(短日照)、17h日长+7h夜长(长日照)的光周
期处理下,其后每隔6d分别摘取不同光周期处理
下的新铁炮百合上、中、下部三个位置的叶片(上部
叶片取顶芽周围的叶片,中部叶片取茎杆中间位置
的叶片,老叶取茎杆基部的叶片),共取样5次,每次
取样同时摘取顶芽使用 OLYMPUS sz-ctv解剖镜
观察不同处理下顶芽的变化。可溶性糖和淀粉含量
用蒽酮比色法测定,参照李合生(2000)的方法并稍
加改进;总氮含量用凯氏定氮法测定;每个样重复3
次取平均值。并运用SPSS16.0进行各数据间多重
比较。
2 结果与分析
2.1新铁炮百合叶片可溶性糖的含量变化
从表1可以看出,短日照处理下,不同部位叶片
5次取样的可溶性糖含量波动和变化规律不同,多
重方差分析得出可溶性糖的含量变化差异显著。上
部叶片可溶性糖的含量于第6天测得为4.95mg/
g,第12天含量上升,第18天含量下降,第24天含
量又上升,到第30天含量又下降,表现为升—降—
升—降;中部叶片可溶性糖的含量于第6天测得为
10.45mg/g,第12天含量上升,第18天含量下降,
第24天含量又上升,第30天含量继续上升,表现为
升—降—升;下部叶片可溶性糖的含量于第6天测
得为9.95mg/g,第12天含量上升,第18天含量下
降,第24天含量又上升,第30天含量继续上升,表
现为升—降—升。
长日照处理下,不同部位叶片5次取样的可溶
 表1 短日照、长日照处理下每隔6d不同部位叶片的可溶性糖含量 (单位:mg/g)
Table 1 Table 1 Content of soluble sugar in 3types of leaves every other 6days
under short day condition and long day condition
取样时间(d)
Sampling time
短日照处理Short day condition 长日照处理 Long day condition
上部叶片 中部叶片 下部叶片 上部叶片 中部叶片 下部叶片
第6天6th day  4.95e 10.45e 9.95d 8.49c 14.52c 12.75c
第12天12th day  5.36c 11.69c 14.10a 8.03d 10.10d 20.66a
第18天18th day  5.06de  10.83d 11.27c 8.79b 15.72b 15.52b
第24天24th day  6.35a 13.56b 11.28c 7.98d 14.71c 15.55b
第30天30th day  6.11b 19.47a 13.10b 10.98a 23.28a 20.60a
 注:数据后不同的小写字母表示在0.05水平上显著差异。下同。
 Note:Lowercases show significant difference at P=0.05.The same below.
性糖含量也都呈现波动和变化规律不同,多重方差
分析得出可溶性糖的含量变化差异显著。上部叶片
可溶性糖含量于第6天测得为8.49mg/g,第12天
含量下降,而后第18天含量上升,第24天含量又下
降,第30天含量则又上升,表现为降—升—降—升;
中部叶片可溶性糖含量于第6天测得为14.52mg/
g,第12天含量下降,而后第18天含量上升,第24
天含量则下降,第30天含量则又上升,表现为降—
升—降—升;下部叶片可溶性糖含量在第6天测得
为12.75mg/g,第12天含量上升,第18天含量下
降,第24天含量又上升,第30天含量继续上升,表
现为升—降—升。
2.2新铁炮百合叶片淀粉的含量变化
从表2可以看出,短日照处理下,不同部位叶片
5次取样的淀粉含量波动和变化规律不同,多重方
差分析得出淀粉的含量变化总体差异显著。上部叶
9422期         刘伟等:不同光周期条件下新铁炮百合生理指标的对比研究
片淀粉的含量于第6天测得为1.12mg/g,第12天
含量下降,第18天含量继续降低,第24天含量则上
升,到第30天含量继续上升,表现为降—升;中部叶
片淀粉的含量于第6天测得为1.24mg/g,第12天
含量下降,第18天含量又下降,第24天含量则上
升,到第30天含量继续上升,表现为降—升;下部叶
片淀粉的含量于第6天测得为1.04mg/g,第12天
含量下降,第18天含量则上升,第24天含量又下
降,到第30天含量继续下降,表现为降—升—降。
长日照处理下,不同部位叶片5次取样的淀粉
含量也都呈现波动和变化规律不同,多重方差分析
得出淀粉的含量变化总体差异显著。上部叶片淀粉
含量于第6天测得为1.83mg/g,第12天含量下
降,而后第18天含量上升,第24天含量下降,第30
天含量则又上升,表现为降—升—降—升;中部叶片
淀粉含量于第6天测得为1.68mg/g,第12天含量
下降,而后第18天含量上升,第24天含量下降,第
30天含量则又上升,表现为降—升—降—升;下部
叶片淀粉含量在第6天测得为1.34mg/g,第12天
含量上升,第18天含量又下降,第24天含量上升,
表2 短日照、长日照处理下每隔6d不同部位叶片的淀粉含量 (mg/g)
Table 2 Contents of starch in 3types of leaves every 6days under short day condition and long day condition
取样时间(d)
Sampling time
短日照处理Short day condition 长日照处理 Long day condition
上部叶片 中部叶片 下部叶片 上部叶片 中部叶片 下部叶片
第6天6th day  1.12ab  1.24a 1.04ab  1.83a 1.68b 1.34d
第12天12th day  1.01b 1.10b 0.97b 1.56b 1.25c 1.72c
第18天18th day  0.89b 0.98c 1.14a 1.77a 1.63b 1.71c
第24天24th day  0.91b 1.03b 1.05ab  1.52b 1.61b 2.27a
第30天30th day  1.20a 1.28a 0.92b 1.59b 1.78a 2.03b
表3 短日照、长日照处理下每隔6d不同部位叶片的总氮含量 (mg/g)
Table 3 Contents of total nitrogen in 3types of leaves every
6days under short day condition and long day condition
取样时间(d)
Sampling time
短日照处理Short day condition 长日照处理 Long day condition
上部叶片 中部叶片 下部叶片 上部叶片 中部叶片 下部叶片
第6天6th day  131.70e 149.13d 116.00e 134.18e 146.98b 126.32e
第12天12th day  162.58b 168.34b 142.00b 171.52a 210.02a 131.84c
第18天18th day  221.59a 235.00a 238.16a 155.14c 141.82d 175.13a
第24天24th day  158.78c 157.98c 137.05c 149.28d 130.00e 129.90d
第30天30th day  155.10d 142.00e 119.05d 158.97b 144.87c 150.14b
第30天含量则下降,表现为升—降—升—降。
2.3新铁炮百合叶片总氮的含量变化
从表3可以看出,短日照处理下,不同部位叶片
5次取样的总氮含量波动和变化规律不同,多重方
差分析得出总氮的含量变化差异显著。上部叶片总
氮的含量于第6天测得为131.70mg/g,第12天含
量上升,第18天含量又上升,第24天含量下降,到
第30天含量继续下降,表现为升—降;中部叶片总
氮的含量于第6天测得为149.13mg/g,第12天含
量上升,第18天含量又上升,第24天含量则下降,
到第30天含量继续下降,表现为升—降;下部叶片
总氮的含量于第6天测得为116.00mg/g,第12天
含量上升,第18天含量继续上升,第24天含量下
降,到第30天含量继续下降,表现为升—降。
长日照处理下,不同部位叶片5次取样的总氮
含量也都呈现波动和变化规律不同,多重方差分析
得出总氮的含量变化差异显著。上部叶片总氮含量
于第6天测得为134.18mg/g,第12天含量上升,
而后第18天含量下降,第24天含量又下降,第30
天含量则上升,趋势为升—降—升;中部叶片总氮含
量于第6天测得为146.98mg/g,第12天含量上
升,而后第18天含量下降,第24天含量继续下降,
第30天含量则上升,趋势为升—降—升;下部叶片
总氮含量在第6天测得为126.32mg/g,第12天含
量上升,第18天含量继续上升,第24天含量下降,
第30天含量则上升,趋势为升—降—升。
2.4新铁炮百合叶片C/N指标的变化
植物全 C包括水溶性的碳水化合物(可溶性
糖)和不溶于水的碳水化合物(主要为淀粉),可以用
公式表示为全C含量=可溶性糖含量+淀粉含量;
052 广 西 植 物                  32卷
全N含量即为测得的总氮的含量(张建铭等,1999;
米海莉等,2004)。因而新铁炮百合叶片的C/N值
即为(叶片可溶性糖含量+叶片淀粉含量)/叶片总
氮的含量。
从表4可以看出,短日照处理下,不同部位叶片
5次取样的C/N值均呈现波动和变化规律不同,多
重方差分析得出C/N值变化差异显著。上部叶片
C/N值在第6天为0.046,第12天下降,第18天继
续下降,第24天则上升,到第30天继续上升,趋势为
降—升;中部叶片C/N值在第6天为0.078,第12天
下降,第18天继续下降,第24天则上升,到第30天
继续上升,趋势为降—升;下部叶片C/N值在第6天
为0.095,第12天上升,第18天则下降,第24天又上
升,到第30天继续上升,趋势为升—降—升。
长日照处理下,不同部位叶片5次取样的C/N
值也均呈现波动和变化规律不同,多重方差分析得
出C/N值变化差异显著。上部叶片C/N值在第6
天为0.077,第12天下降,第18天上升,第24天又
上升,到第30天继续上升,趋势为升高;中部叶片
C/N值在第6天为0.110,第12天下降,第18天上
升,第24天又上升,到第30天继续上升,趋势为
降—升;下部叶片C/N值在第6天为0.112,第12
天上升,第18天则下降,第24天上升,到第30天继
续上升,趋势为升—降—升。
表4 短日照、长日照处理下每隔6d不同部位叶片的C/N指标
Table 4 C/N of 3types of leaves every 6days under short day condition and long day condition
取样时间(d)
Sampling time
短日照处理Short day condition 长日照处理 Long day condition
上部叶片 中部叶片 下部叶片 上部叶片 中部叶片 下部叶片
第6天6th day  0.046b 0.078c 0.095c 0.077b 0.110d 0.112d
第12天12th day  0.039c 0.076d 0.106b 0.056e 0.084e 0.170a
第18天18th day  0.027d 0.050e 0.052e 0.067d 0.122c 0.098e
第24天24th day  0.045b 0.092b 0.090d 0.068c 0.126b 0.137c
第30天30th day  0.047a 0.146a 0.118a 0.079a 0.173a 0.151b
3 结论与讨论
新铁炮百合生长发育是一个复杂而缓慢的生理
和形态变化过程,不同生长发育状态、不同部位叶片
经过不同时间的长、短日照的处理后,叶片中的可溶
性糖、淀粉、总氮含量以及C/N值,提示各指标的变
化趋势与植株发育的关系。
3.1叶片生理活动与生长发育状态的关系
新铁炮百合属于绝对长日照植物,顶芽分化时
期的划分参照郭蕊等(2006)提出的划分标准。本文
对两种光周期处理的新铁炮百合顶芽进行解剖观
察,发现顶芽经长日照处理12d后进入花原基分化
期或花被分化期。可溶性糖和淀粉含量的波动,上、
中部叶片在花原基分化期前相似,在花原基分化后
则不同。长日照处理12d,顶芽从营养生长开始进
入生殖生长,此时上、中部叶片可溶性糖和淀粉的含
量降至较低的水平,此结果与钟晓红等(1999)对奈
李的研究结果相类似。可溶性糖和淀粉含量的下
降,可能是植物体从营养生长转入生殖生长需要消
耗大量的能量维持旺盛的代谢活动以完成物质转化
所致。对于总氮而言,生殖生长状态下的上、中部叶
片总氮曲线与营养生长状态下的相比,均表现为在第
12天呈上升、此后逐渐降低的趋势。上、中部叶片总
氮含量在顶芽形态分化初期上升至较高的水平,可能
与花芽形成过程相关酶和蛋白的合成有关。此结果
与张建铭等(1999)对大花栀子的研究结果类似。
本研究结果表明,上、中部叶片可溶性糖、淀粉、
总氮这3种生理指标在营养生长状态的波动趋势与
在生殖生长状态的波动趋势呈现出明显的不同,尤
其以中部叶片的区别较为明显;而下部叶片可溶性
糖、淀粉、总氮这3种指标在营养生长状态的生理波
动趋势与在生殖生长状态的生理波动趋势在很大程
度上一致或相似;说明了新铁炮百合上、中部叶片的
生理活动,尤其是中部叶片的生理活动与植株生长
发育状态的关系较为紧密。下部叶片中的生理活动
在营养生长状态和生殖生长状态变化不大,推测因
其紧靠地下鳞茎,和鳞茎的生长有一定关系。
3.2叶片C/N指标与生长发育状态的关系
20世纪初期,Klebs等发现植物经光周期诱导
后,明显提高了叶片和茎尖的糖类水平以后,茎尖端
随后才由营养生长转入生殖生长,由此提出控制植
物开花的碳氮比假说。植物体内同化糖类(含碳化
合物)与含氮化合物的比例,即C/N,对花芽分化起
1522期         刘伟等:不同光周期条件下新铁炮百合生理指标的对比研究
决定性作用,C/N较高时利于花芽分化;反之则花
芽分化少或不分化(李合生,2002)。本研究发现,
上、中、下部分叶片的C/N值均表现为生殖生长状
态高于营养生长状态,结合碳氮比假说,认为较高的
C/N是新铁炮百合由营养生长向生殖生长转变的
原因和生理基础。因此,在新铁炮百合研究和生产
中,可通过调节栽培管理手段,提高或降低植株体内
的C/N,从而达到调控植株开花的目的。
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31-35
撤稿郑重声明
  我刊于2008年第28卷第4期539-543页发表的英文题名Study of latex exploitation using
depolymerizing compounds of microfilaments in rubber trees(中文题名《使用微丝骨架解聚剂对橡胶
树进行刺激采胶的研究》)[作者:孟春晓(MENG Chun-Xiao),通讯作者:高政权(GAO Zheng-
Quan);作者单位:山东理工大学生命科学学院(School of Life Sciences,Shandong University of Tech-
nology)]一文,因作者的责任,经我刊查实并应作者要求现予以撤销,请勿再以任何方式引用此文。
作者向编者及广大读者致以深深的歉意!
特此声明
广西植物编辑部  
2012年2月28日  
252 广 西 植 物                  32卷