葉如夢，姚婷婷，魏弋莘，潘東明

(福建農(nóng)林大學(xué)園藝產(chǎn)品貯運(yùn)保鮮研究所，福建福州 350002)

中國水仙(NarcissustazettaL.var.chinensisRoem.)為多花水仙(Narcissustazetta)的一個(gè)變種，花香怡人、花色秀雅，為我國“十大名花”之一，具有極高的觀賞價(jià)值、藥用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1-3]。屬典型的球根類花卉，具冬春開花、夏季休眠特性，休眠期從春末一直延續(xù)到當(dāng)年的8月初[4]。球根類花卉的休眠屬植物休眠的一大類，指植物生長極為緩慢或分生組織活動(dòng)停止的一種現(xiàn)象，是其為了適應(yīng)外界不良環(huán)境條件，長期演化出的具有自身保護(hù)性的生物學(xué)特性，由環(huán)境條件和內(nèi)源各種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)共同調(diào)節(jié)[5-8]。根據(jù)休眠的深度和原因，分為強(qiáng)迫休眠/生態(tài)休眠和生理休眠，生態(tài)休眠是環(huán)境條件不適宜引起的，即植物具有生長發(fā)育的特性而缺乏生長所需的水分、土壤等環(huán)境條件，生理休眠是由于植物自身的原因，不會因環(huán)境改變而改變[9-10]。中國水仙在自然環(huán)境下，每年5—9月完成生理休眠及花芽分化過程[11]。因其最適宜生長的溫度為10～18 ℃，所以生產(chǎn)上常在10月下旬進(jìn)行栽種，觀賞期集中于次年的1—2月[12-13]。為錯(cuò)開其觀賞期，使花卉周年供應(yīng)，前人做了許多相關(guān)研究，其中最重要的措施是通過對中國水仙的花期調(diào)控。即通過人為的改變環(huán)境條件或利用適當(dāng)?shù)脑耘啻胧┐偈够ɑ芴崆伴_花的促成栽培和使其花期延后的抑制栽培的一項(xiàng)技術(shù)[14]。

如對多花水仙提早起球并經(jīng)一定高溫和煙熏處理或乙烯氣浴將花期提前至9—10月，通過先低溫貯藏種球后高溫貯藏的方法使其在8—10月開花[15-17]；適當(dāng)?shù)窨趟煞N球，或利用適宜濃度赤霉素處理使花期提前[18-19]。然而，前人的研究仍存在一定不足，即都只側(cè)重于中國水仙的促成栽培，對中國水仙抑制栽培的研究相對較少，僅有的報(bào)道是通過調(diào)控開花期間環(huán)境的溫度和追肥使花期延長10 d左右[18]，這遠(yuǎn)不能解決中國水仙觀賞期過于集中這個(gè)問題。

因此，探究一種延長中國水仙花期的技術(shù)尤為重要。研究發(fā)現(xiàn)，溫度作為一種重要的環(huán)境因子，無論在中國水仙生長期還是休眠期都占主導(dǎo)作用[6，11]。一定程度的高溫能抑制其生理代謝，促使其休眠，當(dāng)月均溫高于25 ℃時(shí)，中國水仙不能正常生長，處于休眠狀態(tài)[12，20]；休眠期適當(dāng)?shù)母邷兀瑫龠M(jìn)水仙花芽分化的啟動(dòng)，而當(dāng)其解除休眠后，高溫會抑制花芽的分化[15]；30 ℃高溫處理貯藏前期的水仙種球使中國水仙的休眠程度加深，并且定植后的發(fā)芽時(shí)間也會隨之延后，而在一定的低溫(15 ℃)貯藏下，種球休眠時(shí)間會延緩或者休眠程度會下降[6]；在種球休眠解除后，用一定的低溫(18 ℃)處理的種球較高溫(29 ℃)處理的種球先開花[15]。綜上所述，高溫對中國水仙的生長有延緩作用，并對休眠有促進(jìn)作用。能否通過一定高溫貯藏的方法來延緩水仙的生長和代謝消耗、延遲花期的相關(guān)研究還未見報(bào)道。

根據(jù)高溫延緩中國水仙生長這一現(xiàn)象，筆者將正處于生態(tài)休眠期的三年生中國水仙種球置于30 ℃高溫貯藏，并以其為試驗(yàn)組，室溫貯藏為對照組，探究高溫貯藏能否抑制中國水仙種球的代謝消耗，并推遲中國水仙的花期，以填補(bǔ)中國水仙抑制栽培的試驗(yàn)空白，為后人探究中國水仙的抑制栽培提供借鑒。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)材料供試材料為三年生中國水仙種球，品種為“金盞銀臺”，于2015年11月購于福建漳州龍海市九湖鎮(zhèn)田中央村。此時(shí)的水仙種球已完成了花芽分化并且處于生態(tài)休眠期。

1.2材料處理選取大小相近、無病蟲害、無殘缺的種球于2015年12月1日進(jìn)行處理，除去種球上一年生和二年生的側(cè)鱗莖；將種球隨機(jī)分成2組，即試驗(yàn)組和對照組，對其進(jìn)行隨機(jī)編號排序，稱量記錄每個(gè)種球的初始重量。將對照組中國水仙種球置于室溫條件貯藏，試驗(yàn)組置于人工氣候箱(MGC-350HPY、光照12 h、30 ℃、相對濕度40%)內(nèi)貯藏。

2016年3月15日，即處理105 d后從2組處理各取15個(gè)種球依次種植于相同自然環(huán)境下，定期澆水，保證2組除種植種球處理不同外，其他條件相同。待到2組處理在自然環(huán)境條件下都不能進(jìn)行生長時(shí)，即5月中旬時(shí)將2組各取種球15個(gè)定植于人工氣候箱(MGC-350HPY、光照12 h、25 ℃、相對濕度50%)中觀察。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1不同貯藏條件鱗莖重量變化對比。從2015年12月1日開始，記為第0次取樣，以后每隔15 d進(jìn)行1次取樣，依序稱量15個(gè)種球重量并記錄。對2組處理前后每個(gè)種球重量的變化進(jìn)行對比并作圖。將2組處理種球每次取樣重量的平均值減去初始重量的平均值再除以后者，得到的結(jié)果以百分?jǐn)?shù)的形式顯示，即得出2組處理種球失重速率的差異。

1.3.2不同貯藏條件種球形態(tài)對比。通過處理后期隨機(jī)取樣拍照進(jìn)行對比。

1.3.3定植后生長狀態(tài)對比。待種球定植后全部花苞都顯現(xiàn)時(shí)，用刻度為0.1 cm的直尺測量每棵水仙植株主芽及帶花側(cè)芽的葉長(鱗莖頂端苞片邊緣至葉尖的長度)、葉寬(葉片最寬處寬度)、花莖長(鱗莖頂端苞片邊緣至子房節(jié)點(diǎn)處的長度)、花葶長(子房節(jié)點(diǎn)處到花莖與花莖節(jié)點(diǎn)處長度)。并記錄每個(gè)種球側(cè)鱗莖數(shù)目、總?cè)~片數(shù)、花朵數(shù)及定植日期到開花日期所需時(shí)間。

1.4數(shù)據(jù)分析采用Excel 2007和SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入和作圖分析。

2 結(jié)果與分析

2.1高溫貯藏對中國水仙種球重量的影響由圖1可知，2組處理種球重量變化曲線波動(dòng)都較大，且均為下降趨勢，高溫處理種球重量下降幅度比室溫大。進(jìn)一步比較種球失重速率得到圖2，結(jié)果顯示2組處理種球失重速率變化幅度區(qū)別顯著，試驗(yàn)組的失重速率大于對照組，且都呈現(xiàn)上升趨勢。在處理160 d時(shí)，2組處理水仙種球失重速度相等。

圖1 2組處理水仙種球重量變化趨勢Fig.1 Change trend of N.tazetta bulb weight in two treatments

圖2 2組處理水仙種球失重率變化趨勢Fig.2 Change trend of weight-loss ratio of N.tazetta bulb in two treatments

2.2高溫貯藏對中國水仙種球表觀形態(tài)的影響處理135 d后，2組處理中國水仙種球的形態(tài)進(jìn)行了對比(圖3)。室溫貯藏的水仙種球在貯藏期間仍有葉片生長的跡象，而高溫貯藏的種球基本保持了貯藏前的形態(tài)，葉芽在貯藏過程中未生長。因此，高溫在一定程度上抑制了中國水仙種球的生態(tài)休眠進(jìn)程。

注：A、B、C為對照組；D、E、F為試驗(yàn)組Note：A，B and C were control groups；D，E and F were test groups圖3 貯藏后期水仙種球的形態(tài)差異Fig.3 Morphological difference of N.tazetta bulbs at late storage period

2.3高溫貯藏對中國水仙種球定植后相關(guān)生理指標(biāo)的影響

2.3.1高溫貯藏對開花時(shí)間及數(shù)量、花苞形態(tài)和葉片數(shù)的影響。由表1可知，對照組從定植到初花所需時(shí)間較短，即高溫貯藏延長了中國水仙定植到初花的時(shí)間。2組處理樣品定植后初花到盛花的時(shí)間不變。隨著處理時(shí)間的延長，對照組種球長出的花朵數(shù)明顯減少，處理135 d后對照組定植的水仙植株能正常營養(yǎng)生長，但花朵不能正常開放，花苞枯萎或者腐爛(圖4)，而試驗(yàn)組仍能正常生長并開花。4月29日定植的水仙種球，對照組失去生長能力，試驗(yàn)組仍能正常生長并開花，但花朵數(shù)減少。5月14日定植的2組處理種球在自然環(huán)境條件下葉片與花均失去生長能力。此時(shí)定植外界的環(huán)境較高，對試驗(yàn)結(jié)果有一定影響。因此，取2組處理各15個(gè)種球定植于25 ℃培養(yǎng)箱中，結(jié)果顯示對照組仍不生長，試驗(yàn)組營養(yǎng)生長正常，但抽出的花梗不能正常開花。圖5對比試驗(yàn)組種球定植初期和后期花苞形態(tài)，得出試驗(yàn)組在定植前期花器官發(fā)育正常，定植后期花器官才逐漸壞死。

表1 2組處理種球定植后相關(guān)指標(biāo)比較

注：括號內(nèi)數(shù)據(jù)表示測量記錄日期，時(shí)間間隔為初花到盛花期時(shí)間間隔，花朵數(shù)為樣品總花朵數(shù)

Note:Data in the bracket were date of measurement；interval was the interval from initial flowering to full blooming；flower number was the total flowers of sample

注：A、B為室溫貯藏組；C、D為高溫貯藏組Note：A and B were room-temperature storage group；C and D were high-temperature storage group圖4 2組處理種球定植后期花苞形態(tài)比較Fig.4 Morphological comparison of buds of two treatments in late planting stage

圖5 定植培養(yǎng)箱后試驗(yàn)組初期(E)和后期(F)花苞形態(tài)比較Fig.5 Morphological comparison of buds in test group at early stage(E)and late stage(F)after planted in incubator

注：葉片總數(shù)為2組樣品總的葉片數(shù)Note：Total leaf number was the total leaves of two groups 圖6 2組種球定植后葉片總數(shù)比較Fig.6 Comparison of the total leaf number of two bulb groups after planting

由圖6可知，高溫和室溫種球定植后葉片數(shù)存在顯著差異，高溫貯藏有利于增加定植后植株的葉片數(shù)。

2.3.2高溫與室溫貯藏對中國水仙種球定植后形態(tài)學(xué)相關(guān)指標(biāo)的差異分析。表2對2組處理種球定植后相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行差異分析，結(jié)果顯示2組處理貯藏方式對定植后水仙植株?duì)I養(yǎng)生長相關(guān)指標(biāo)的影響差異不顯著，而生殖生長在花葶長度、花莖長度上存在顯著性差異。因此，高溫貯藏種球?qū)χ袊啥ㄖ埠蟮纳成L的影響較大。

3 結(jié)論與討論

(1)高溫貯藏可延長中國水仙的生態(tài)休眠進(jìn)程。從2組處理種球貯藏后期表觀形態(tài)差異可得，高溫貯藏可延長中國水仙的生態(tài)休眠進(jìn)程。但種球的重量不斷下降顯示，外界的高溫不能使生態(tài)休眠期的中國水仙種球被迫休眠，水仙種球內(nèi)部水分等物質(zhì)一直在喪失。該時(shí)期水仙具體生理生化變化仍需進(jìn)一步深入研究。林小蘋等[15]研究了高溫貯藏處于生理休眠期的中國水仙，并認(rèn)為由于高溫處理的種球成花率高，花枝數(shù)較多，鱗莖中養(yǎng)分與水分的消耗也就較大，所以失重較快。但該試驗(yàn)處理理論上已經(jīng)完成花芽分化過程，說明溫度導(dǎo)致失重的具體原因尚不明確。種球重量變化曲線的起伏情況顯示，可能由于種球的水分損失到了一定程度，種球內(nèi)產(chǎn)生抵抗失水的機(jī)制，阻礙水分進(jìn)一步喪失，使重量下降變緩慢；重量之后又上升的原因可能是抵抗失水的應(yīng)激機(jī)制有限。植物在高溫的脅迫下會產(chǎn)生一系列的生理生化反應(yīng)稱為熱脅迫響應(yīng)。如改變體內(nèi)氧化系統(tǒng)重建細(xì)胞內(nèi)平衡、調(diào)節(jié)滲透來保持細(xì)胞膨脹、上調(diào)植物組織內(nèi)的ABA含量等生理反應(yīng)，或是促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)一些抗性基因的表達(dá)，熱激蛋白的上調(diào)等分子反應(yīng)，更有可能通過DNA的甲基化、組蛋白修飾、染色質(zhì)重塑和小分子RNAs等表觀遺傳修飾的變化來適應(yīng)外界的高溫[21-23]。

表2 中國水仙種球不同溫度處理相關(guān)生理指標(biāo)獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)結(jié)果

注：獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)的置信區(qū)間為95%，*表示差異顯著

Note:The confidence interval ofttest of independent sample was 95%，and * indicated significant difference

溫度是影響水仙休眠的一種因素，但該試驗(yàn)證明30 ℃高溫處理生態(tài)休眠期的水仙不能使中國水仙種球內(nèi)部生理運(yùn)動(dòng)停止，不能迫使水仙休眠，原因也許是水仙種球在生態(tài)休眠期間，內(nèi)部誘導(dǎo)休眠的基因無法重新轉(zhuǎn)錄表達(dá)，或是由于生態(tài)休眠期的種球已解除了休眠，處于生理旺盛期，無法重新休眠。

(2)高溫貯藏可推遲中國水仙的花期、延長種球生長的功能。前人主要通過物理、化學(xué)調(diào)控及栽培手段調(diào)控等措施促進(jìn)或抑制花芽分化，達(dá)到花期提前或延后的目的[24-25]。對球根類花卉而言，溫度是控制花期的主要因素，常表現(xiàn)為低溫誘導(dǎo)成花、適溫促進(jìn)花的發(fā)育、超溫抑制開花[26]。如武文琪等[27]通過對荷蘭水仙進(jìn)行5～7 ℃的低溫處理，促進(jìn)了定植后植株的提前開花；趙海軍等[28]和孫延智等[29]利用一定時(shí)間的低溫處理，解除牡丹、唐菖蒲的休眠；2 ℃的低溫則可打破或者延長百合種球的休眠[30]。每種花卉都有其最適宜的萌發(fā)和開花溫度，如果將溫度控制在最適溫度的范圍則可加速植株的萌發(fā)與開花。而超溫對植株是一種脅迫，會抑制或延緩植物正常的生長發(fā)育。

從定植后開花情況可知，試驗(yàn)組在4月末定植仍能正常開花，這極大延長了中國水仙的花期。結(jié)果顯示，在6月初試驗(yàn)組進(jìn)入盛花期，與對照組相比將中國水仙的開花期延長了近2個(gè)月。這對中國水仙花卉產(chǎn)業(yè)實(shí)際生產(chǎn)上關(guān)于延遲花期抑制栽培發(fā)展具有重大的借鑒意義。

定植后開花時(shí)間對比結(jié)果顯示，高溫貯藏不能延長花朵的開放時(shí)間，從初花到花萎蔫的整個(gè)開放過程時(shí)間保持不變；試驗(yàn)組是通過延長植株定植到初花的時(shí)間來推遲花期，可見高溫對花器官的發(fā)育有一定的抑制作用。相關(guān)研究表明，高溫會迫使花卉花粉中糖類、柱頭組織中ATP含量和花粉管的延伸速度降低，更會使促進(jìn)花粉發(fā)育的相關(guān)基因不表達(dá)[23]。

試驗(yàn)組延長了種球正常生長的時(shí)間。后期定植的對照組不再進(jìn)行生長時(shí)，高溫處理的樣品仍舊繼續(xù)生長。當(dāng)對照組和試驗(yàn)組在自然環(huán)境下均不生長時(shí)，都分別定植于適宜溫度培養(yǎng)箱中，結(jié)果顯示對照組依舊不生長，說明室溫貯藏的種球內(nèi)部正常的功能結(jié)構(gòu)已經(jīng)遭到破壞，而高溫貯藏組的種球依舊正常生長，因此試驗(yàn)組與對照組相比延長了種球的生長功能。

(3)高溫貯藏對定植后水仙的生殖生長的影響較大。2組處理種球定植后營養(yǎng)生長的差異主要表現(xiàn)在葉片數(shù)不同，高溫處理增加了種球定植后的葉片數(shù)。2組處理的分蘗數(shù)差異不顯著，即高溫通過促使每個(gè)分蘗數(shù)中葉片數(shù)增多而增大整個(gè)植株的葉片數(shù)，而理論上中國水仙葉芽和花芽的分化在9月前已經(jīng)完成[31]，試驗(yàn)得到的葉片數(shù)差異可能是由于高溫處理使得葉片定植后生長速度增加。2組處理的葉長和葉寬差異不顯著，這與張雪平等[11]利用溫度貯藏休眠期水仙鱗莖所得出的貯藏溫度越高，定植后葉片長度越長，植株生長速率越快這一結(jié)論相駁，可能是由于處理樣本休眠時(shí)期不同所致。

高溫和室溫貯藏的種球在定植后花莖、花葶長度的顯著差異顯示，貯藏期的溫度對水仙定植后生殖生長的影響要大于營養(yǎng)生長。研究表明，在植物生長發(fā)育的整個(gè)周期中，基因的表達(dá)基本分為2個(gè)部分，一部分是營養(yǎng)生長階段，即根、莖、葉生長階段；另一部分是包含胚胎發(fā)育的生殖生長階段，其中花色素和花色素苷合成所需的9種特殊的酶需要不同階段的光照和低溫才能誘導(dǎo)[32]。即高溫可通過影響生殖生長過程中相關(guān)酶的活性從而影響中國水仙的生殖生長。2組處理種球后期定植長出的植株花朵數(shù)都減少，花苞腐爛、干癟出現(xiàn)啞花現(xiàn)象，其原因尚不明確。這可能是繁殖器官對失水較敏感，種球隨著貯藏時(shí)間的延長，內(nèi)部失水程度逐漸加重；也有可能是貯藏過程破壞了定植后花苞養(yǎng)分、水分輸送的通路，造成啞花現(xiàn)象，這與雕刻水仙鱗莖過程中，破壞花梗，造成啞花現(xiàn)象類似[12]，而且實(shí)踐證明在水培過程中如果水溫過高也會造成啞花現(xiàn)象[18]。這些都說明溫度與水仙的開花直接相關(guān)，與該試驗(yàn)中高溫貯藏水仙種球?qū)ζ渖成L的影響較顯著一致。

該試驗(yàn)雖延長了中國水仙的花期，達(dá)到抑制栽培的目的，但研究仍然存在許多可改進(jìn)的地方。例如今后可對2組種球進(jìn)行進(jìn)一步的分子層面對比分析，以更好地闡述高溫貯藏對種球的影響；通過石蠟切片從細(xì)胞水平觀察探究花苞為何出現(xiàn)啞花現(xiàn)象；通過可溶性糖、淀粉等相關(guān)生理數(shù)據(jù)的對比，探究高溫如何抑制水仙生態(tài)休眠的進(jìn)程；試驗(yàn)組失重情況和對照組都十分嚴(yán)重，應(yīng)設(shè)定一定梯度的溫濕度進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)，探究出一個(gè)失重速率較小的溫濕度條件，更大程度地延長水仙的花期。對植物休眠機(jī)理的研究已經(jīng)逐漸成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)，溫度是與大多數(shù)球根類花卉休眠關(guān)系最密切的環(huán)境因素之一，因此獲得特定植株響應(yīng)高溫或低溫的關(guān)鍵基因?qū)ρ芯吭撝参锏男菝邫C(jī)理具有極大的促進(jìn)作用。

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科技論文寫作規(guī)范——縮略語

采用國際上慣用的縮略語。如名詞術(shù)語DNA(脫氧核糖核酸)、RNA(核糖核酸)、ATP(三磷酸腺苷)、ABA(脫落酸)、ADP(二磷酸腺苷)、CK(對照)、CV(變異系數(shù))、CMS(細(xì)胞質(zhì)雄性不育性)、IAA(吲哚乙酸)、LD(致死劑量)、NAR(凈同化率)、PMC(花粉母細(xì)胞)、LAI(葉面積指數(shù))、LSD(最小顯著差)、RGR(相對生長率)，單位名縮略語IRRI(國際水稻研究所)、FAO(聯(lián)合國糧農(nóng)組織)等。對于文中有些需要臨時(shí)寫成縮寫的詞(如表及圖中由于篇幅關(guān)系以及文中經(jīng)常出現(xiàn)的詞而寫起來又很長時(shí))，則可取各主要詞首字母寫成縮寫，但需在第一次出現(xiàn)處寫出全稱，表及圖中則用注解形式在下方注明，以便讀者理解。