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文檔簡介
1、百合(Liliumspp.)是世界著名的園藝植物,具有很高的經(jīng)濟價值,但其商品化栽培歷史不長,栽培技術(shù)仍不完善,尤其是對百合鱗莖解除休眠過程中生理生化變化及其休眠機制的研究尚少,對于花芽分化的起始時間及花芽分化過程缺乏系統(tǒng)的研究。本研究以國產(chǎn)百合鱗莖為試材,品種為‘雷山’[英文名Ranzan,屬于麝香百合雜種系(Longiflorumhybrids)中的新鐵炮百合(Liliumformolongi)的栽培品種]和‘新中心’[英文名Nov
2、eCento,屬于亞洲百合雜種系(Asiatichybrids)的栽培品種],對低溫解除百合鱗莖休眠的生物學(xué)效應(yīng)和鱗莖解除休眠過程中的物質(zhì)代謝、內(nèi)源激素等變化進行系統(tǒng)研究,并從顯微結(jié)構(gòu)觀察鱗莖從休眠解除到花芽分化的動態(tài)變化過程,旨在從生理生化方面探明百合鱗莖解除休眠的機理,從微觀結(jié)構(gòu)方面探明百合花芽分化的進程,為實現(xiàn)百合鮮切花生產(chǎn)中的花期調(diào)控、周年生產(chǎn)以及種球國產(chǎn)化和種球采后處理技術(shù)體系構(gòu)建提供理論依據(jù)。研究取得的主要結(jié)果如下:
3、 1.研究了不同低溫(4℃、8℃和12℃)和不同時間處理(0、2、3、4、5、6、8周)對解除百合鱗莖休眠的生物學(xué)效應(yīng)。
研究結(jié)果表明,低溫冷藏期間,處理溫度越高,頂芽在鱗莖內(nèi)萌動越早,頂芽和新根的生長速度越快。4℃處理的鱗莖在冷藏期間頂芽伸長較小,新根萌動較慢且生根數(shù)量較少。冷藏期間新鐵炮百合品種‘Ranzan’頂芽的伸長速度比亞洲百合品種‘NoveCento’快;經(jīng)過4℃~12℃的低溫處理后栽植,鱗莖發(fā)芽所需時間
4、和植株的生育期長短分別與低溫處理時間呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,隨著處理溫度的升高和處理時間的延長,鱗莖發(fā)芽快且整齊,株高、莖粗、花期的一致性好。低溫處理時間不足,會導(dǎo)致百合鱗莖發(fā)芽和植株生長不整齊,甚至栽植當(dāng)年不能出苗,從而延長生育周期。由于生育期延長,植株生長發(fā)育充實,其植株較高、莖較粗、葉片數(shù)和花蕾數(shù)較多。
綜合鱗莖萌芽及其植株生長發(fā)育的結(jié)果,在4℃~12℃條件下,解除‘Ranzan’和‘NoveCento’鱗莖休眠的合適低溫
5、處理時間分別是5周和6周。
2.研究了低溫解除新鐵炮百合品種‘Ranzan’休眠過程中鱗莖各部位的物質(zhì)代謝。探明了在4℃、8℃和12℃條件下處理6周,不同的處理溫度、處理時間以及鱗莖不同部位的碳水化合物、酶、蛋白質(zhì)、氨基酸以及內(nèi)源激素的變化均有較大差異。
(1)鱗片不同部位的干物質(zhì)含量在低溫冷藏的前4周下降幅度較為平緩,冷藏第5周后下降趨勢明顯;淀粉含量隨著冷藏時間的延長總體呈下降趨勢,特別是冷藏的前2周下降
6、幅度較大,冷藏后期淀粉含量存在略有上升的趨勢;可溶性糖和還原糖含量都呈先上升后下降的趨勢,在冷藏的第5周二者含量均達(dá)到峰值。頂芽在鱗莖內(nèi)迅速伸長的時間也是在冷藏的第5周,證明二者的含量變化與形態(tài)指標(biāo)相吻合,可作為鱗莖解除休眠的生理指標(biāo)。
(2)項芽和鱗莖盤的POD活性呈先上升后下降的趨勢,各部位鱗片的POD活性總體呈先下降后上升再下降的變化趨勢,其中冷藏第4~5周的POD活性上升;除頂芽外,鱗莖其它部位的可溶性蛋白質(zhì)含量都
7、呈先下降后上升再下降的變化趨勢,其中鱗片在冷藏第4~5周時存在上升的趨勢;而頂芽蛋白質(zhì)含量一直呈下降趨勢,說明頂芽的萌發(fā)需要消耗大量的蛋白質(zhì)。
(3)鱗莖內(nèi)游離氨基酸含量總體呈下降趨勢,但中間存在明顯升高現(xiàn)象。游離氨基酸主要集中在頂芽和內(nèi)部鱗片等幼嫩組織中,其中精氨酸的含量最高、變化最大,其次是谷氨酸、蘇氨酸等,說明精氨酸、谷氨酸等谷氨酸族在百合鱗莖休眠解除過程中起重要作用。本試驗鱗莖各部位均檢測不出脯氨酸的含量,具體原因
8、有待進一步研究。
(4)鱗莖低溫處理過程中,ABA、IAA、GA3、ZR等四種內(nèi)源激素都發(fā)生了明顯變化。鱗莖各部位的ABA、IAA含量總體都呈先下降后上升的趨勢,二者分別在冷藏第5周和冷藏第4周后其含量迅速上升;而GA3、ZR的含量總體都呈先上升后下降再上升的變化。鱗莖不同部位、不同溫度下四種內(nèi)源激素出現(xiàn)峰值的時間各不相同,說明不同內(nèi)源激素在解除休眠過程中所起的作用不同。
(5)探明了低溫解除鱗莖休眠過程中,
9、各種激素之間的比值在不同溫度和不同處理時間均表現(xiàn)出較大差異。GA3/ABA除鱗莖盤外,ZR/ABA除12℃外部鱗片外,鱗莖其它部位的GA3/ABA、IAA/ABA、ZR/ABA.比值均在冷藏第5周時達(dá)到最大值,且表現(xiàn)出12℃>8℃>4℃的差異。GA3/IAA、GA3/ZR以及ZR/IAA總體都呈先上升后下降的變化趨勢,但出現(xiàn)峰值的時間存在差異。綜合看來,低溫處理第5周,內(nèi)源激素含量及其各激素的比值之間都發(fā)生了明顯變化,這與頂芽在此期迅速
10、伸長以及其它物質(zhì)代謝也較為劇烈的結(jié)果相一致。
(6)通過對低溫解除休眠過程中百合鱗莖物質(zhì)代謝的相關(guān)性研究,進一步明確了內(nèi)源ABA是抑制項芽不能萌發(fā)的主要因子,ABA和IAA共同調(diào)節(jié)了新鐵炮百合鱗莖的休眠。三種促進生長的內(nèi)源激素GA3、IAA、ZR在低溫處理過程中都有升高趨勢,但ZR對解除百合鱗莖休眠的貢獻率較小。
3.采用石蠟切片和掃描電子顯微技術(shù),從顯微結(jié)構(gòu)觀察了鱗莖從休眠解除到花芽分化完成的整個動態(tài)過程。
11、
(1)在12℃低溫冷藏條件下,亞洲百合品種‘NoveCento’的花芽分化開始時間比新鐵炮百合品種‘Ranzan’快。前者在冷藏第5周,鱗莖剛解除休眠時,即開始進行花芽分化;而‘Ranzan’冷藏至第6周鱗莖已完全解除休眠,卻在栽植后約1個月,即植株抽莖拔節(jié),株高約10~15cm時,花芽分化才開始。
(2)百合花芽分化的過程可分為花芽未分化期、花芽分化初期、花序原基和小花原基分化期、花器官分化期、整個花序形
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