高濃度CO2對切花瓶插壽命影響及荷花雜交生殖障礙研究.pdf

1、在世界花卉生產中，切花占有非常重要的地位。由于切花是鮮活的園藝產品，采后仍進行生命活動，儲存和觀賞壽命有限，因而切花的采后生理生化及保鮮研究就成為園藝學科中較為活躍的領域。大氣CO2濃度在過去200年內已增加了100μmol·mol-1左右，CO2作為光合作用重要原料之一，其濃度升高將直接對切花光合作用產生影響，進而可能間接地影響切花細胞生理與生化及保鮮效果。此外，由于高濃度CO2還能降低植物呼吸作用，進而也有可能通過抑制呼吸作用來延長

2、其瓶插壽命。目前，高濃度CO2對植物生長發(fā)育具有正面影響，然而高濃度CO2是否對切花采后保鮮也具有正面影響是本研究有待解決的一個問題。此外，如高濃度CO2對切花采后保鮮具有正面影響，那么研究和探討其影響機理是本研究擬解決的另一個問題。
　　 本文運用生理生化和細胞生物學等手段，研究了高濃度CO2對切花菊和切花月季觀賞品質、生理生化及結構特征的影響，旨在為高濃度CO2在切花菊、切花月季乃至其他種類切花保鮮上的應用提供理論依據。荷花

3、(Nelumbo nucifera)是我國的十大傳統名花之一，為多年生水生花卉，原產中國。荷花雜交育種中，不同雜交組合結實率差異非常大，但具體因素不清楚。雜交結實率與植物生殖生物學特性密切相關，目前關于荷花生殖生物學方面的研究很少，而有關荷花雜交生殖障礙機理的研究更未曾見報導。為此，我們以‘瑰麗’(Nelumbonucifera‘Guili’)、‘艾江南’(N.nucifera‘Aijiangnan’)、‘秣陵秋色’(N.nucifer

4、a‘Molingqiuse’)、‘秦淮胭脂’(N.nucifera‘Qinhuaiyanzhi’)、‘金色年華’(N.nucifera‘Jinsenianhua’)和‘秦淮花燈’(N.nucifera‘Qinhuaihuadeng’)六個荷花品種為實驗材料，設計了6個雜交組合，即‘瑰麗’(N.nucifera‘Guili’)ב艾江南’(N.nucifera‘Aijiangnan’)、‘艾江南’(N.nucifer‘Aijiangnan

5、’)ב瑰麗’(N.nucifera‘Guili’)、‘秣陵秋色’(N.nucifera‘Molingqiuse’)ב秦淮胭脂’(N.nucifera‘Qinhuaiyanzhi’)、‘秦淮胭脂’(N.nucifera‘Qinhuaiyanzhi’)ב秣陵秋色’(N.nucifera‘Molingqiuse’)，‘金色年華’(N.nucifera‘Jinsenianhua’)ב秦淮花燈’(N.nucifera‘Qinhuaihua

6、deng’)和‘秦淮花燈’(N.nucifera‘Qinhuaihuadeng’)ב金色年華’(N.nucifera‘Jinsenianhua’)六個雜交組合。
　　 本文在人工雜交后不同時期運用細胞與生殖生物學等手段研究了影響雜交效果的生殖障礙類型及發(fā)生階段，旨在揭示荷花雜交生殖障礙機理，為采取有效手段提高荷花雜交效果提供理論指導。主要結果包括：⑴高濃度CO2增加了花枝鮮重，增大了花朵開放直徑，延緩了切花菊的衰老進程，延長了

7、瓶插壽命。此外，高濃度CO2提高了切花菊的光合速率、葉綠素和可溶性糖的含量及超氧物歧化酶(SOD)和過氧化物酶(POD)的活性，降低了丙二醛(MDA)的含量。最后，高濃度CO2減緩了葉片和花瓣細胞的降解。我們得出的結論是：高濃度CO2可能直接通過提高光合速率及碳水化合物含量來間接提高SOD和POD活性而延緩細胞降解，最終延長了切花瓶插壽命。⑵高濃度CO2下增加了切花月季花枝鮮重，增大了花朵開放直徑，延緩了切花月季的衰老進程，延長了瓶插壽

8、命。高濃度CO2提高了切花月季的光合速率、SOD和POD的活性，降低了MDA的含量。說明：高濃度CO2處理可以延長切花月季的瓶插壽命，提高切花月季的瓶插品質，從而使它的觀賞性提高。⑶為了研究影響荷花雜交結實率的因素，我們選擇了六個荷花品種進行雜交，測定了花粉生活力、觀察了花粉在柱頭的萌發(fā)行為及授粉后胚胎發(fā)育情況。研究結果顯示，荷花在早上5:00-6:00時間段花粉活力最高。在這個時間段測定的‘艾江南’、‘瑰麗’、‘秦淮胭脂’、‘秣陵秋色

9、’、‘金色年華’和‘秦淮花燈’花粉活力分別為20.2±1.1％、16.2±1.2％、15.5±1.6％、11.9±2.1％、20.6±1.3％和15.7±2.0％。人工授粉后4h，六個荷花雜交組合的花粉萌發(fā)數都達到最大值，在‘瑰麗’ב艾江南’、‘艾江南’ב瑰麗’、‘秦淮胭脂’ב秣陵秋色’、‘秣陵秋色’ב秦淮胭脂’、‘秦淮花燈’ב金色年華’和‘金色年華‘ב秦淮花燈’中花粉萌發(fā)數分別為60.6粒、25.8粒、4.8粒、10.0粒

10、、17.2粒和63.0粒。其中‘秦淮胭脂’ב秣陵秋色和‘秣陵秋色’ב秦淮胭脂，中，授粉后在柱頭上發(fā)現僅有少數的花粉粒萌發(fā)，并且基本上所有萌發(fā)的花粉粒在后期花粉管出現萌發(fā)異常，停留在柱頭表面很難進入子房。人工授粉后第1天，六個雜交組合正常胚胎的比例分別為58.8％、26.8％、7.6％、9.6％、21.9％和55.0％。在授粉后第11天，六個雜交組合正常胚胎的比例分別為25.0％、11.3％、O％、1.5％、11.2％和20.8％。在

11、授粉11天后，荷花正常胚胎的比例基本就沒有什么變化了。六個雜交組合最后的結實率分別為23.33％、9.24％、0.23％、3.11％、8.02％和17.90％，而六個組合母本在自然開放情況下的結實率分別為26.5％、34.9％、8.39％、11.5％、29.4％和41.6％。結果表明，在六個雜交組合中，花粉活力的大小對雜交結實率的影響并不大；花粉粒的萌發(fā)和花粉管的發(fā)育情況是影響最后雜交結實率的一個重要因素；胚胎敗育也是導致雜交結實率低的