高濃度CO2對(duì)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(chǎn)中，切花占有非常重要的地位。由于切花是鮮活的園藝產(chǎn)品，采后仍進(jìn)行生命活動(dòng)，儲(chǔ)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(xué)科中較為活躍的領(lǐng)域。大氣CO2濃度在過(guò)去200年內(nèi)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(duì)切花光合作用產(chǎn)生影響，進(jìn)而可能間接地影響切花細(xì)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(jìn)而也有可能通過(guò)抑制呼吸作用來(lái)延長(zhǎng)

2、其瓶插壽命。目前，高濃度CO2對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育具有正面影響，然而高濃度CO2是否對(duì)切花采后保鮮也具有正面影響是本研究有待解決的一個(gè)問(wèn)題。此外，如高濃度CO2對(duì)切花采后保鮮具有正面影響，那么研究和探討其影響機(jī)理是本研究擬解決的另一個(gè)問(wèn)題。
　　 本文運(yùn)用生理生化和細(xì)胞生物學(xué)等手段，研究了高濃度CO2對(duì)切花菊和切花月季觀賞品質(zhì)、生理生化及結(jié)構(gòu)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(lèi)切花保鮮上的應(yīng)用提供理論依據(jù)。荷花

3、(Nelumbo nucifera)是我國(guó)的十大傳統(tǒng)名花之一，為多年生水生花卉，原產(chǎn)中國(guó)。荷花雜交育種中，不同雜交組合結(jié)實(shí)率差異非常大，但具體因素不清楚。雜交結(jié)實(shí)率與植物生殖生物學(xué)特性密切相關(guān)，目前關(guān)于荷花生殖生物學(xué)方面的研究很少，而有關(guān)荷花雜交生殖障礙機(jī)理的研究更未曾見(jiàn)報(bào)導(dǎo)。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(gè)荷花品種為實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)了6個(gè)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(gè)雜交組合。
　　 本文在人工雜交后不同時(shí)期運(yùn)用細(xì)胞與生殖生物學(xué)等手段研究了影響雜交效果的生殖障礙類(lèi)型及發(fā)生階段，旨在揭示荷花雜交生殖障礙機(jī)理，為采取有效手段提高荷花雜交效果提供理論指導(dǎo)。主要結(jié)果包括：⑴高濃度CO2增加了花枝鮮重，增大了花朵開(kāi)放直徑，延緩了切花菊的衰老進(jìn)程，延長(zhǎng)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(guò)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(xì)胞的降解。我們得出的結(jié)論是：高濃度CO2可能直接通過(guò)提高光合速率及碳水化合物含量來(lái)間接提高SOD和POD活性而延緩細(xì)胞降解，最終延長(zhǎng)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(kāi)放直徑，延緩了切花月季的衰老進(jìn)程，延長(zhǎng)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(shuō)明：高濃度CO2處理可以延長(zhǎng)切花月季的瓶插壽命，提高切花月季的瓶插品質(zhì)，從而使它的觀賞性提高。⑶為了研究影響荷花雜交結(jié)實(shí)率的因素，我們選擇了六個(gè)荷花品種進(jìn)行雜交，測(cè)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(jié)果顯示，荷花在早上5:00-6:00時(shí)間段花粉活力最高。在這個(gè)時(shí)間段測(cè)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(gè)荷花雜交組合的花粉萌發(fā)數(shù)都達(dá)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(shù)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(xiàn)僅有少數(shù)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(xiàn)萌發(fā)異常，停留在柱頭表面很難進(jìn)入子房。人工授粉后第1天，六個(gè)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(gè)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(méi)有什么變化了。六個(gè)雜交組合最后的結(jié)實(shí)率分別為23.33％、9.24％、0.23％、3.11％、8.02％和17.90％，而六個(gè)組合母本在自然開(kāi)放情況下的結(jié)實(shí)率分別為26.5％、34.9％、8.39％、11.5％、29.4％和41.6％。結(jié)果表明，在六個(gè)雜交組合中，花粉活力的大小對(duì)雜交結(jié)實(shí)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(jié)實(shí)率的一個(gè)重要因素；胚胎敗育也是導(dǎo)致雜交結(jié)實(shí)率低的