閆翠香，邵小明

（1.浙江農(nóng)林大學(xué) 暨陽學(xué)院，浙江 諸暨 311800；2.生物多樣性與有機(jī)農(nóng)業(yè)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100193）

掌葉復(fù)盆子Rubus chingii，隸屬于薔薇科Rosaceae 懸鉤子屬Rubus，落葉小灌木，因其葉多為五裂且似掌狀得名。其適應(yīng)性廣[1]，主產(chǎn)區(qū)為華東地區(qū)，尤其是以江西、安徽、浙江、福建等省最為豐富。掌葉復(fù)盆子為藥食兩用漿果類樹種[2]，是山區(qū)綠化及生態(tài)農(nóng)業(yè)園建設(shè)的理想灌木材料，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。目前，生產(chǎn)上使用的掌葉復(fù)盆子資源多來源于野生，關(guān)于掌葉復(fù)盆子生長缺少氣象因子方面的研究。為此，本實(shí)驗(yàn)以掌葉復(fù)盆子為試材，研究其花芽分化與年氣溫、日照時數(shù)、降水量和相對濕度變化之間的對應(yīng)關(guān)系，以期為人工栽培過程中適時調(diào)節(jié)掌葉復(fù)盆子花芽分化提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

2012-2015 年，在江西省德興市張村鄉(xiāng)張村（28°76′ N，117°56′ E）和饒二鎮(zhèn)吳家?guī)X（28°83′ N，117°70′ E），分別選擇生長健壯的不同掌葉復(fù)盆子15 株叢為定點(diǎn)觀察采樣對象，株叢的株齡為10 a 以上。

1.2 方法

花芽周期為夏季結(jié)果老枝死亡后至來年春季開花結(jié)果這段時間，取芽部位為結(jié)果母枝中、上部的健壯花芽20～ 35 枚，經(jīng)預(yù)實(shí)驗(yàn)確定取芽具體時間為：每年8 月1 日到翌年1 月15 日，此階段花芽外部形態(tài)變化整體緩慢，約15 d 取樣1 次；1 月15 到2 月5 日每10 d 取樣1 次；2 月5 日到坐果及果實(shí)成熟，每5 d 取樣1 次。調(diào)查發(fā)現(xiàn)12 月之前花芽分化階段已結(jié)束，故文中花芽分化圖片只展示到12 月之前?；ㄑ縿?nèi)[片，立即投入FAA固定液（70%乙醇：福爾馬林：冰醋酸=90：5：5）中，抽氣、保存。

石蠟切片樣品制備及顯微觀察：參照楊捷頻[3]和姜建福等[4]的制片方法，將FAA 固定液處理后的掌葉復(fù)盆子花芽進(jìn)行常規(guī)石蠟切片法制片，采用番紅-固綠雙重染色法進(jìn)行切片染色，用Olympus-BX51 顯微鏡鏡檢并拍照。各發(fā)育階段的初始時間以出現(xiàn)第一個該發(fā)育狀態(tài)的花芽發(fā)育時間為準(zhǔn)，結(jié)束時間即下一個發(fā)育狀態(tài)的開始時間；各氣象因子數(shù)據(jù)來自德興氣象站，圖表中氣溫為月平均，日照時長為當(dāng)月的平均日照時長，降水量為當(dāng)月降水量和，相對濕度為當(dāng)月平均相對濕度。

2 結(jié)果與分析

2.1 掌葉復(fù)盆子花芽形態(tài)分化

掌葉復(fù)盆子根部多年生，地上部枝干一二年生，二年生枝干春季開花結(jié)果后夏季枯死，冬春根蘗的萌芽春季快速生長并分生出二次分枝，新生枝干的營養(yǎng)生長和二年生枝干開花結(jié)果同時進(jìn)行。二年生枝開花結(jié)果后枯死，一年生枝繼續(xù)營養(yǎng)生長及生殖生長。根據(jù)掌葉復(fù)盆子花芽發(fā)育時頂端分生組織的形態(tài)變化（圖1），將花芽分化過程分5 個時期：形態(tài)分化前期、萼片原基分化期、花瓣原基分化期、雄蕊原基分化期、雌蕊原基分化期。

8-9 月為花芽形態(tài)分化前期。6 月掌葉復(fù)盆子結(jié)果母枝逐漸枯萎死亡，而一年生枝條繼續(xù)營養(yǎng)生長。8 月中旬至9 月，隨著一年生枝條上混合芽的萌發(fā)，一年生枝條上的二次分枝同時繼續(xù)伸長生長，混合芽頂部的分生組織細(xì)胞活動開始活躍起來，生長錐逐漸突起（圖1A）。

萼片原基分化期。10 月初，新梢停止生長，花芽內(nèi)部生長錐繼續(xù)發(fā)育，更加突出且明顯加寬，快速膨大，隨后繼續(xù)生長加寬（圖1B），生長錐的邊緣明顯發(fā)生分化，出現(xiàn)了萼片原基（圖1C）。10 月中旬萼片原基繼續(xù)生長發(fā)育，生長錐繼續(xù)向上生長并突起（圖1D），萼片原基逐漸進(jìn)行伸長生長，后期發(fā)育成為花萼。

花瓣原基分化期。10 月中旬，隨著萼片原基的伸長生長，在生長錐的周圍、萼片原基的內(nèi)側(cè)逐漸形成突起，為花瓣原基（圖1E，F(xiàn)），花瓣原基后期發(fā)育成5 枚單輪花瓣。在花器官持續(xù)分化發(fā)育的過程中，花托也繼續(xù)發(fā)育膨大（圖1G）。

雄蕊原基分化期。11 月初，隨著萼片原基和花瓣原基的發(fā)育，在花瓣原基的內(nèi)側(cè)逐漸產(chǎn)生突起，為雄蕊原基，雄蕊原基有多輪（圖1H），并繼續(xù)伸長生長（圖1I），分化發(fā)育出花藥和花絲（圖1J），后期多輪雄蕊原基發(fā)育成雄蕊群（圖1K）。

雌蕊原基分化期。11 月中旬，隨著雄蕊的發(fā)育，雄蕊內(nèi)側(cè)突起的花托的邊緣也逐漸發(fā)育出大量的突起，彼此分離，即是離生的雌蕊原基，并逐漸向花托頂部發(fā)展而布滿整個生長錐（圖1I-K），最終發(fā)育成為雌蕊群，花芽分化完畢。分化完全的花芽具有花萼5 枚、花瓣5 枚、雄蕊和雌蕊均多數(shù)（圖1L）。

2.2 花芽分化階段與部分氣象因子變化

通過連續(xù)的切片觀察和各時間段氣溫、日照時數(shù)、降水量和相對濕度變化分析得出對應(yīng)關(guān)系（圖2）。5-10 月月均氣溫較高，達(dá)20℃以上，7 月氣溫最高，達(dá)到28℃以上，8 月和9 月略有降低，從10 月上旬開始迅速降低，天氣逐漸涼爽，11 月15℃左右，到12 月則低于10℃，天氣逐漸寒冷；5-6 月日照時數(shù)受雨季的影響并不長，7-9 月顯著增加，10 月達(dá)到全年中的最長時間，受降水和太陽角度降低影響，11-12 月平均日照時數(shù)又有所降低；全年降水量2 090 mm，屬降水多的濕潤地區(qū)，降水主要集中在4-8 月，最多是6 月；秋冬季降水少，相對濕度與降水趨勢基本一致。

從掌葉復(fù)盆子芽體整個時期的形態(tài)特征變化看，8 月之前新生枝干主要進(jìn)行營養(yǎng)生長，隨著8 月和9 月高溫逐漸減弱、日照時數(shù)逐漸增加、降水量逐漸減少和濕度的逐漸降低，8 月葉腋處孕育出幼芽，9 月混合芽芽體迅速生長，10 月初隨著氣溫顯著降低，新梢停止生長，芽體的長寬比繼續(xù)增大，此時日照長度達(dá)到最長，內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)開始分化，隨后分化出萼片原基（圖1B-E），10 月中旬分化出花瓣原基（圖1E，F(xiàn)），花托繼續(xù)膨大；11 月初氣溫繼續(xù)降低，平均日照長度縮短，花芽繼續(xù)發(fā)育長大，但生長速度漸緩，內(nèi)部分化出雄蕊原基；11 月中旬，花芽發(fā)育生長更為緩慢，整個芽體此時縱向延長并不明顯，花托也發(fā)育變大，分化出雌蕊原基（圖2E）；12 月和翌年1 月由于天氣晴朗，日照長度有所延長，但是氣溫急劇降低，天氣寒冷，植株進(jìn)入冬眠，花芽在植株冬眠之前完成形態(tài)分化。翌年2 月底，氣溫回升，日照逐漸延長，混合花芽重新活躍，變得膨大松散，芽鱗打開，露出褶疊著的小葉，隨后露出花蕾，2～ 3 片葉展開，3 月上旬花蕾開放。

3 結(jié)論與討論

春季掌葉復(fù)盆子一年新生枝條進(jìn)行營養(yǎng)生長并持續(xù)到初夏，初夏新生枝條孕育花芽且花芽進(jìn)行營養(yǎng)生長，8月初至11 月中下旬為花芽形態(tài)分化期，花芽分化過程與年氣溫、日照時數(shù)、降水量和相對濕度之間存在對應(yīng)關(guān)系，相對低溫、長日照、少降水和低濕度是促進(jìn)掌葉復(fù)盆子花芽分化的重要?dú)庀笠蜃印?-9 月氣溫和濕度小幅度降低，為花芽形態(tài)分化前期；10 月初氣溫明顯降低、日照長度最長且光強(qiáng)處于中等的條件利于花芽分化的啟動，分化出萼片原基；10 月中旬分化出花瓣原基；11 月日照長度又逐漸縮短，11 初分化出雄蕊原基；11 月中旬分化出雌蕊原基，且芽體生長逐漸緩慢，進(jìn)入大約2 個月的休眠期；而且10-11 月相對低溫、少降水和低濕度的干旱條件有利于枝梢停止生長進(jìn)入接受花誘導(dǎo)狀態(tài)，利于掌葉復(fù)盆子花芽的形態(tài)分化。

一般情況下，植物生長到一定階段后其葉芽的生理及組織狀態(tài)會轉(zhuǎn)變?yōu)榛ㄑ康纳砑敖M織狀態(tài)[5]。但植物花芽分化同時受到內(nèi)部環(huán)境條件（即植物的遺傳性）和外界環(huán)境因子的共同作用，是一個非常復(fù)雜的過程。目前，在影響花芽分化的諸多外界因子中，研究較多的是氣溫、光照和降水等氣象因子[6-7]，另外還有營養(yǎng)物質(zhì)等。

植物花芽分化與氣溫有密切關(guān)系，而且不同植物花芽分化需要的溫度差別較大，如龍眼Dimocarpus longan，荔枝Litchi chinensis和蝴蝶蘭Phalaenopsis等熱帶亞熱帶植物需要8～ 14℃相對低溫，高溫和低溫均抑制花芽分化[6,8-10]。草莓Fragaria×ananassa花芽分化適宜溫度為10～ 20℃，高溫和低溫均對其花芽分化具有抑制作用[11]。土耳其安卡拉幾種山莓Rubus corchrifolius栽培品種中夏季結(jié)果型花芽的分化溫度為6～ 14℃，而秋季結(jié)果型花芽分化溫度為17～ 23℃[12]。美國阿肯色州、俄勒岡州和西弗吉尼亞州的黑莓Rubus glaucus栽培品種花芽分化的時間由于各地氣溫不同而稍有差異，但是溫度過低花芽均停止分化[13]。低溫誘導(dǎo)不僅促進(jìn)植物由營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)向生殖生長，還可以促進(jìn)其植物體內(nèi)一系列的生理生化變化及花芽分化過程中的生理生化變化，為花芽分化提供物質(zhì)和能量[14]，推動花芽分化。可見，10 月初的相對低溫是啟動掌葉復(fù)盆子花芽分化的一個信號。溫度對植物的光合、呼吸、激素形成等都會產(chǎn)生影響，是調(diào)節(jié)植物花芽分化的重要因子之一。

植物花芽分化不僅與日照長短有關(guān)[15-16]，而且與日照強(qiáng)度有關(guān)，適度強(qiáng)光，增強(qiáng)光合能力，合成較多有機(jī)物質(zhì)，且強(qiáng)光可以抑制新梢內(nèi)的生長，強(qiáng)紫外線可分解生長素，提高促花激素比例，促進(jìn)花芽形成[17]。試驗(yàn)地10 月初日照長度最長，而光強(qiáng)處于中等，11 月日照長度又逐漸縮短，可見掌葉復(fù)盆子花芽分化的啟動可能需要長的日照，10 月中等強(qiáng)度的光照也利于花芽的形成。

適度的干旱可以促進(jìn)花芽分化，而連續(xù)陰雨天氣、空氣濕度較大和光照不足等都會延遲開花[6,16-17]。在花芽分化臨界期，適度干旱，可抑制新梢生長，抑制GA 的生物合成，增加ABA 和CTK 含量，抑制營養(yǎng)生長，促進(jìn)花芽分化[18]，適度干旱還可抑制淀粉酶的產(chǎn)生，利于光合產(chǎn)物的積累，利于淀粉的積累，提高碳氮比及細(xì)胞液濃度，并增加樹體內(nèi)的氨基酸，尤其是精氨酸，進(jìn)而促進(jìn)花芽分化。但僅有干旱而沒有低溫的條件，植物并不能完成成花誘導(dǎo)[19-21]。秋冬季節(jié)德興地區(qū)降水少、濕度低，屬于最為干旱的時期，又伴隨著低溫，可見秋冬相對低溫、少降水和低濕度的條件有利于枝梢停止生長進(jìn)入接受花誘導(dǎo)狀態(tài)，利于掌葉復(fù)盆子花芽的分化。

因此，在德興地區(qū)，10-11 月期間采取相應(yīng)措施，如人為降低溫度、延長光照、適度干旱等技術(shù)措施可以調(diào)控掌葉復(fù)盆子花芽的分化，甚至根據(jù)需要調(diào)控其果實(shí)成熟時期，對提高產(chǎn)量和品質(zhì)具有積極作用；研究中發(fā)現(xiàn)早冬有花芽開放結(jié)果現(xiàn)象，但是隨著溫度降低果實(shí)和未開放的花逐漸枯萎，不過通過調(diào)節(jié)光溫水等環(huán)境條件有望促使掌葉復(fù)盆子冬季開花結(jié)果，甚至培育出一年兩熟品種。