板栗八月紅花芽分化期相關營養物質含量的變化

摘要：試驗以羅田主栽板栗（Castanea mollissima）品種八月紅為研究對象，分析板栗花芽分化過程中碳水化合物和蛋白質含量的變化規律。結果表明，板栗葉片中高水平的可溶性糖能明顯促進板栗的花芽分化；板栗花芽分化需要消耗大量的淀粉，高含量的淀粉有利于板栗的花芽分化；形態分化前期，大量還原性糖的積累有利于花芽形態分化的進行；在板栗花芽分化過程中蔗糖含量呈波動性變化，但總體上呈上升趨勢，使芽體始終保持充足的物質基礎；果糖是花芽形態發育時期首先被消耗的糖類，其較高含量水平有利于板栗的花芽分化；大量的蛋白質積累有利于花芽分化的進行。

關鍵詞：板栗（Castanea mollissima）；花芽分化；營養物質；含量變化

中圖分類號：S664.2；Q945.6+4 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）22-5502-04

板栗（Castanea mollissima）屬殼斗科（Fagaceae）栗屬（Castanea）植物，是我國傳統的特產干果之一，分布于北半球的亞洲、歐洲、非洲和美洲大陸[1，2]。中國板栗營養價值豐富，口感良好，囊皮易脫落，在國際市場上具有較強的競爭力。湖北省羅田縣是我國南方重要的板栗主產區，板栗在當地經濟發展中起著不可替代的作用[3]。

碳水化合物是啟動果樹分生組織成花的重要因素之一[4]，碳水化合物和含氮化合物既是果樹的結構物質又是能量的提供者，它的積累量與果樹花芽分化密切相關[5，6]。盡管我國板栗栽培歷史悠久，但關于板栗花芽分化的研究尚不夠深入系統，與花芽分化相關的各種生理指標的研究還有許多空白，在人工栽培種植方面缺乏理論指導，栽培技術措施的運用具有較大的盲目性。因此，對板栗八月紅花芽分化期相關營養物質含量的變化進行了分析，以期為板栗花芽分化調控理論的深入研究及調控技術的開發提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

選取湖北省羅田縣白廟河板栗園樹齡基本一致且處于盛果期健壯的八月紅板栗樹，取材從2012年4月上旬開始，取樣時板栗花芽處于形態分化期，每隔7 d采集八月紅板栗植株（各方位隨機采取）外圍健壯的結果枝上鄰近花芽的幼嫩葉片，立即置于冰盒帶回實驗室于-20 ℃保存備用。

1.2 方法

可溶性蛋白質含量采用考馬斯亮藍G-250比色法測定，還原糖含量采用3，5-二硝基水楊酸法測定，可溶性糖及淀粉含量采用蒽酮比色法測定，果糖及蔗糖含量采用間苯二酚比色法測定[7]。試驗中各指標含量均以干重計。

2 結果與分析

2.1 板栗八月紅花芽分化期蛋白質含量的變化

板栗八月紅花芽分化期樣品蛋白質含量變化如圖1。從圖1可以看出，蛋白質含量在板栗花芽分化初期呈明顯的上升趨勢，在5月23日盛花期達到高峰，而后迅速下降至最低水平，6月初開始恢復性上升，整體呈波動性變化。研究發現，在板栗花芽生理分化期葉片內蛋白質含量顯著上升，在花芽形態分化期間（5月23～30日）顯著下降。花序分化期蛋白質主要積累于生長點，為花器官的形成創造有利條件，這是葉片中蛋白質含量下降的一個重要原因[8]。當然不能僅僅用蛋白質的動態變化來解釋，還需要與其他物質或因子的影響因素聯合起來共同考慮。可溶性蛋白質含量在花芽分化期的變化正是參與了花芽分化的結果，說明蛋白質作為一種重要的能量物質直接或間接參與了花芽分化。

2.2 板栗八月紅花芽分化期淀粉含量的變化

由圖2可以看出，花芽萌芽期（4月18日）板栗葉片中的淀粉含量已達較高水平，在花芽展葉期（5月2日）淀粉累積到最高值，在花芽形態分化期（5月9日至6月13日）板栗葉片中的淀粉含量呈持續下降的趨勢，與花芽孕育期相比，花序分化期淀粉含量下降明顯。花器各部分原基分化期（5月9日至5月30日）板栗葉片中淀粉的含量變化相對比較平緩，雖然呈下降趨勢，但變化幅度較小。隨著花芽分化的進行淀粉含量逐漸降低，這種變化一方面是源庫間的物質轉移，另一方面可能與淀粉酶不斷分解淀粉有關。

2.3 板栗八月紅花芽分化期可溶性糖含量的變化

圖3結果顯示，從花芽展葉期到柱頭出現、雄花初開（4月18日至5月16日）葉片中的可溶性糖含量迅速增加，5月16日達到峰值，此期間可溶性糖含量的上升為花芽從生長階段向生殖階段轉化提供了充足的養分。到雄花盛開期（5月16日至5月23日）可溶性糖含量出現了明顯的下降，葉片制造的糖類物質被芽的形態轉化所吸收，也可能是葉片中的可溶性糖不斷向頂芽輸入的結果。在板栗花芽分化的進程中，可溶性糖含量一直處于較高水平。在果樹花芽分化前，碳素代謝處于主導地位，碳水化合物大量合成累積并運往生殖器官，當體內的碳水化合物含量有較多積余時，就會轉向合成大量蛋白質，以便為花芽形成打下良好基礎。

2.4 板栗八月紅花芽分化期蔗糖含量的變化

圖4結果顯示，在板栗花芽分化過程中，葉片中蔗糖含量總體上處于波動上升趨勢，在雄花初開期（5月16日）達到最大值。可見葉片通過光合作用合成的營養物質源源不斷地向生殖生長中心轉移，使芽體始終保持著充足的物質基礎，確保花芽分化順利進行。

2.5 板栗八月紅花芽分化期還原糖含量的變化

圖5結果顯示，花芽生理分化期（5月9日前）還原糖含量快速上升，于花芽分化的中期（5月9日）達到最高點，之后逐漸降低。說明營養物質在庫源器官間相互轉移，確保碳水化合物及時向生殖器官芽體轉運，促進花芽分化順利完成。

2.6 板栗八月紅花芽分化期果糖含量的變化

由圖6可以看出，在板栗整個花芽分化進程中果糖含量變化呈現“V”字形分布。在生理分化初始階段其含量較高，隨著花芽分化的進行其含量逐漸降至最低，后又呈現明顯的積累過程，在整個過程中果糖含量一直處于較高水平，在花芽生理分化初始階段積累量大，雄花初開期到末期（5月2日至5月16日）被大量消耗，說明果糖是花芽形態發育時期首先被消耗的碳水化合物，其較高含量水平有利于板栗的花芽分化。

3 小結與討論

3.1 糖類變化與板栗花芽分化的關系

作為能量物質和結構物質基礎的蛋白質、淀粉和碳水化合物在花芽分化中起著重要的作用[9]。試驗表明，碳水化合物對紅富士蘋果花芽孕育的啟動影響較小，但是它對花芽形成的質量起到關鍵作用[10]。吳月燕等[11]研究了葡萄葉中碳水化合物的變化對花芽分化的影響，結果表明，花芽分化進度與可溶性糖、蔗糖含量呈極顯著正相關，與果糖含量呈顯著正相關，葉片中淀粉的積累有利于花芽分化，葉片的淀粉含量與花芽分化呈顯著正相關。此試驗中，由于芽的生長和葉片的生長同步，因此重點分析了芽所在葉片碳水化合物含量的變化。結果表明，板栗在花芽分化前期可溶性糖含量由緩慢上升轉為迅速上升，在花芽分化期間保持較高水平，花芽分化后再次提升。在整個花芽分化過程中植株葉片可溶性糖含量都處于一個比較高的水平，可以推測出板栗葉片中的高糖水平可以起到加速花芽分化及成花過程的作用。

Eimert等[12]研究表明淀粉的積累調控過程與花芽分化共用一條調控途徑。吳月燕等[11]的研究證明葡萄葉片內的淀粉積累有利于花芽分化，葉片的淀粉含量與花芽分化呈顯著正相關。同時也有研究表明，在成花誘導時，淀粉可以水解為還原糖和可溶性糖供花芽分化時利用[13]。本試驗結果顯示，在板栗花芽分化過程中，葉片內淀粉含量的變化隨著花芽分化呈先升后降的趨勢。隨著花芽分化進程的加快，淀粉含量逐漸呈下降趨勢，在分化結束時下降趨勢更加明顯。說明板栗花芽分化需要消耗大量的淀粉，葉片中高含量的淀粉有利于板栗花芽分化。

蔗糖作為植物中最常見的碳水化合物，它在成花過程中可能不僅是作為一種能量物質，還可能是作為一種信號物質發揮作用。碳水化合物代謝流的方向和供應源的變換過程可能比碳源的實際水平對成花更為重要。當生長點經過花誘導開始進入花芽分化時，其蔗糖含量也隨即增高[14]。板栗花芽分化中蔗糖含量呈波動變化，但總體呈上升趨勢。推測是葉片作為能源合成的場所，在花芽分化過程中合成碳水化合物的水平增加，隨著花芽分化的不斷推進，生長點所需糖分也在增加，所以葉片中的糖分輸出也逐漸增加。說明蔗糖不僅作為一種重要的同化物參與了花芽分化的生理代謝，也可能作為一種重要的生物調控物質與其他一些物質如激素等共同參與了花芽分化的生理代謝，其作用機制還有待進一步研究。

3.2 蛋白質含量變化與板栗花芽分化的關系

植物成花與遺傳信息的表達、特異RNA及蛋白質的合成有關。在植物的成花轉變過程中，蛋白質是成花轉化的結構物質也是不可缺少的重要營養物質。周厚高等[13]的研究發現，花芽生理分化期莖葉和成花短枝中蛋白質大量累積，而形態分化期莖葉和成花短枝中蛋白質含量持續下降，可能是向花芽運輸做為物質基礎用于花器官的建成。此試驗中，板栗進行花芽的生理分化之前蛋白質大量積累，為進行花芽分化做物質儲備，說明大量的蛋白質積累有利于花芽形態分化的順利進行。蛋白質含量在花芽分化過程中含量減少，且趨勢明顯，說明在板栗花芽分化中葉片提供了花器官形態建成所需的蛋白質，高水平的可溶性蛋白質有利于板栗的花芽分化。

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（責任編輯 王曉芳）