“綠心”切花小菊管狀花綠色形成機理研究.pdf

1、菊花（Chrysanthemum morifolium）是一種重要的觀賞植物。切花菊、尤其是切花小菊因為其花色花型豐富、著花繁密、開花整齊及花期長等特點在世界切花生產(chǎn)中占有重要地位。傳統(tǒng)切花小菊中間兩性管狀花是黃色，而“綠心”切花小菊中間兩性管狀花則為綠色，后者比前后觀賞價值高，更能贏得消費者的青睞，尤其外邊舌狀花為白色相襯時，其觀賞價值更高。目前，“綠心”切花小菊品種遠遠少于“黃心”切花小菊，且品質(zhì)很好的“綠心”切花小菊種數(shù)也不是很多

2、。因此，研究管狀花綠色形成機理具有重要的實際應用價值，預期研究結(jié)果為今后定向培育“綠心”切花小菊提供重要理論指導。本研究選取了“綠心”切花小菊‘Q11-34-1’和“黃心”切花小菊‘QX-081’，利用體視鏡和透射電鏡等細胞生物學技術(shù)比較研究了它們在開花過程中管狀花形態(tài)結(jié)構(gòu)上的差異。同時，也測定了一些常見色素和內(nèi)源激素含量變化等來比較研究它們開花過程中管狀花生理方面的差異。主要研究結(jié)果及結(jié)論如下:
　　(1)將切花小菊開花時期分為

3、6個階段，分別為階段1:露心期;階段2:初開期;階段3:盛花期;階段4:外層管狀花逐漸變黃期;階段5:散粉初期;階段6:散粉末期。‘Q11-34-1’和‘QX-081’花期分別為24天和17天，前者是后者花期長度的1.4倍。‘Q11-34-1’和‘QX-081’每花序管狀花總數(shù)分別為155.6和132.0個，并用體式顯微鏡對階段3、4、5時期‘Q11-34-1’和‘QX-081’的管狀花進行了觀察比較。結(jié)果表明，“綠心”切花小菊的花期明

4、顯長于“黃心”切花小菊，且花心花色由管狀花頂端花冠的顏色決定的。
　　(2)階段1至階段4，‘Q11-34-1’管狀花花冠單細胞內(nèi)葉綠體數(shù)分別為12.5、12.3、13.5、12.0個，而‘QX-081’管狀花花冠單細胞內(nèi)葉綠體數(shù)分別為13.0、12.5、13.5、11.0個。‘Q11-34-1’的葉綠體長度分別為3.2、3.7、3.4、3.7μm，寬度分別為1.4、1.5、1.5、1.6μm;而‘QX-081’四個階段的葉綠體長

5、度分別為2.6、2.4、2.9、3.2μm，寬度分別為1.5、1.7、1.8、1.7μm?！甉11-34-1’管狀花花冠單細胞內(nèi)基粒類囊體膜層數(shù)分別為5.3、5.8、5.3、4.8層，而‘QX-081’管狀花花冠單細胞內(nèi)基粒類囊體膜層數(shù)分別為5.0、5.5、5.3、5.0層;‘Q11-34-1’單個葉綠體中淀粉粒數(shù)分別為2.8、4.3、5.0、5.5個，而‘QX-081’單個葉綠體中淀粉粒數(shù)分別為3.0、4.0、4.8、5.0個。研究發(fā)

6、現(xiàn)，從階段1至階段4，‘Q11-34-1’和‘QX-081’的葉綠體數(shù)、長度、寬度、基粒類囊體膜層數(shù)變化都不明顯，而淀粉粒數(shù)則都逐漸增加。其中，‘Q11-34-1’的葉綠體多為紡錘形，而‘QX-081’的葉綠體多為近圓形，前者的葉綠體明顯大于后者。此外，‘Q11-34-1’葉綠體類體膜結(jié)構(gòu)比‘QX-081’葉綠體類囊體膜結(jié)構(gòu)更為清晰。結(jié)果表明，管狀花花冠顏色主要與花冠葉綠體大小和基粒類囊體膜結(jié)構(gòu)清晰度有關(guān)。
　　(3)‘Q11-3

7、4-1’和‘QX-081’管狀花中，葉綠素、類胡蘿卜素和花青素含量都很低，而黃酮類化合物相對含量較高。階段1至階段5，‘Q11-34-1’葉綠素含量分別為0.128、0.132、0.122、0.11、0.086 mg/g，而‘QX-081’葉綠素含量分別為0.088、0.088、0.077、0.072、0.067 mg/g;‘Q11-34-1’類胡蘿卜素含量分別為0.019、0.026、0.059、0.065、0.073 mg/g，而‘

8、QX-081’管狀花中類胡蘿卜素含量分別為0.083、0.094、0.103、0.11、0.123 mg/g;‘Q11-34-1’葉綠素/類胡蘿卜素比值分別為6.72、5.06、2.07、1.68、1.18，而‘QX-081’葉綠素/類胡蘿卜素比值分別為1.01、0.94、0.75、0.65、0.54;‘Q11-34-1’花青素含量分別為0.076、0.070、0.068、0.065、0.061 A，而‘QX-081’花青素含量分別為0

9、.070、0.067、0.063、0.061、0.057 A;‘Q11-34-1’黃酮類化合物含量分別為13.81、17.95、15.01、13.45、9.80 mg/g，‘QX-081’黃酮類化合物含量分別為14.30、16.53、15.64、13.14、11.45 mg/g。研究發(fā)現(xiàn)，階段1至階段5，‘Q11-34-1’和‘QX-081’葉綠素和黃酮類化合物含量都是先上升再下降，類胡蘿卜素含量都持續(xù)上升，花青素含量都持續(xù)下降。葉綠素

10、/類胡蘿卜素比值持續(xù)下降，‘Q11-34-1’的比值都大于1，而‘QX-081’中只有階段1時比值大于1;比值大于1時，花序中顯綠管狀花所占比例大于顯黃管狀花，當比值小于1時，花序中顯綠管狀花所占比例小于顯黃管狀花。當葉綠體中葉綠素含量遠大于類胡蘿卜素含量時，管狀花就呈現(xiàn)綠色。結(jié)果表明，管狀花顏色主要由葉綠素和類胡蘿卜素的比值決定.
　　(4)階段1至階段4，‘Q11-34-1’的管狀花中IAA含量分別為1892.7、1073.7

11、、413.7、232.7 ng·g-1 FW，‘QX-081’的IAA含量分別為3421.0、693.3、356.7、253.7ng·g-1 FW;‘Q11-34-1’的ABA含量分別為1004.0、193.0、68.3、188.7 ng·g-1 FW，‘QX-081’的ABA含量分別為1761.0、167.0、45.7、116.0 ng·g-1 FW。結(jié)果表明，‘Q11-34-1’和‘QX-081’中IAA含量隨著花序開放都持續(xù)下降，

12、而ABA含量則先下降后上升。結(jié)果表明，切花小菊開花過程中，IAA和ABA可能通過調(diào)控花序發(fā)育而間接影響管狀花的花色和花心的顏色.
　　(5)階段3時期，利用IAA、6-BA和SA處理‘Q11-34-1’和‘QX-081’的管狀花。發(fā)現(xiàn)0.1 mg/L的6-BA處理下，‘Q11-34-1’和‘QX-081’花期分別延長了2.2天和0.7天;0.1 mg/L的IAA處理下，‘Q11-34-1’和‘QX-081’花期分別延長了1.0天和