不同溫度和光強對高山杜鵑催花期內源激素的影響

陳 睿，鮮小林

(四川省農業科學院園藝研究所，農業部西南地區園藝作物生物學與種質創制重點實驗室，四川 成都 610066)

不同溫度和光強對高山杜鵑催花期內源激素的影響

陳 睿，鮮小林

(四川省農業科學院園藝研究所，農業部西南地區園藝作物生物學與種質創制重點實驗室，四川 成都 610066)

以高山杜鵑(Rhododendronhybrides‘Germania’)為試材，用不同晝夜溫度和光照強度對植株進行催花處理，觀察其始花期，測定花芽內赤霉素(GA3)、吲哚乙酸(IAA)和玉米素(ZT)的含量。結果表明：隨著溫度和光強的增加，高山杜鵑花芽內的3種內源激素總體上升。隨著催花時間的延長，30 ℃/24 ℃、10 000 lx/8000 lx和30 ℃/24 ℃、7500 lx/5500 lx處理組先上升后下降，其他各組呈上升趨勢。溫度和光強對高山杜鵑始花期有明顯的提前作用，且溫度和光強越高，提前的時間越早，30 ℃/24 ℃、10 000 lx/8000 lx處理組最早進入始花期，比目標日期(春節)提前18 d開花。可見，適當高溫和高光強(22 ℃/16 ℃～30 ℃/24 ℃，7500 lx/5500 lx～10 000 lx/8000 lx)處理能顯著提高高山杜鵑花芽內赤霉素(GA3)、吲哚乙酸(IAA)和玉米素(ZT)的含量，促進其花芽分化，有效縮短了催花時間，使植株提前進入始花期，從而達到提前上市的目的。

溫度；光強；高山杜鵑；內源激素；催花

杜鵑花是世界著名花卉，杜鵑花屬(Rhododendron)是杜鵑花科(Ericaceae)的一個大屬，全世界約有 960 種，主要分布于中國(約 560 種，占世紀種類的 59 %)，而尤以中國西南部的四川、云南、西藏3省區的橫斷山脈一帶為多，是世界杜鵑花的發祥地和現代分布中心。高山杜鵑是豐富的杜鵑資源中的一大類，一般是指無鱗杜鵑花亞屬、有鱗杜鵑花亞屬、馬銀花亞屬中的常綠杜鵑和由上述三大亞屬的杜鵑經過100年以上的雜交培養的栽培品種[1]。近年來，高山杜鵑園藝品種逐漸受到人們的追捧，成為熱門的年宵花卉。高山杜鵑的自然花期是在3-5月，因此成都地區必須采取催花措施方能在春節前開放。常用的方法有加溫和補光等。溫光處理對觀賞植物生長發育和花期調控的研究較多[2-3]，但針對內源激素方面的報道較少。本文通過探討不同溫度和光照強度下，高山杜鵑花芽內內源GA3、IAA、ZT含量的變化，以期揭示溫度和光照強度與高山杜鵑內源激素的關系，掌握溫度和光強對高山杜鵑始花期的影響，為高山杜鵑冬季催花提供理論依據，并使催花工作能夠根據不同花期要求提高催花效率，使高山杜鵑提前進入年宵花市場。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗材料來源于四川省農業科學院園藝研究所新都試驗基地，品種系德國引進，經過兩年培育。選用冠幅50～60 cm、長勢一致且無病蟲害的高山杜鵑品種(Rhododendronhybrides‘Germania’)盆栽苗為試驗材料。生長期間進行正常肥水管理。

1.2 試驗設計

供試植株花芽形成且膨大后于2013年1月5日移入溫室大棚進行催花處理。為使試驗與實際生產環境更加接近，采用人工加溫(鍋爐加溫)的方式設置6/0 ℃(白天溫度/晚上溫度，下同)(CK)、22/16 ℃、30/24 ℃等低、中、高3個溫度梯度，同時通過調節熒光燈的數量，設置2000 lx/10 lx(白天光強/夜晚光強，下同)(CK)、7500 lx/5500 lx和10 000 lx/8000 lx 等低、中、高3個光照強度梯度，共組成9(3×3)種溫度和光照強度處理組合。每個處理2盆，重復3次，不同處理之間用不透明的黑色幕布隔斷，避免干擾。

1.3 測定指標及方法

從試驗開始前1 d(2013年1月4日)計算，每7 d采樣1次，共5次。每個處理隨機選取植株冠幅頂端發育正常的花蕾5個，重復3次，放入封口袋中，迅速用冰壺帶回試驗室，用液氮冷凍后放入-70 ℃冰箱低溫保存，用于營養物質含量測定。因考慮市場需求和實際催花成本(加溫)，當第1株高山杜鵑進入盛花期時停止催花(2月1日)。以第1朵花開放起，統計到2月1日為止各處理植株的始花期時間。

內源激素的提取方法如下：將高山杜鵑樣品進行稱重，液氮下研磨搗碎，加入100 mL 預冷80 % 甲醇水溶液，超聲處理(200 W，40 kHz)10 min，4 ℃浸提過夜。抽濾，濾渣再浸提2次(每次80 mL提取劑)，合并提取液，40 ℃減壓蒸發至不含甲醇。加入石油醚(沸點30～60 ℃)萃取脫色3次，每次50 mL，棄去醚相。水相用NaOH 溶液調節pH至8.0，加0.5 g PVP(聚乙烯基吡咯烷酮)，震蕩30 min，過濾。濾液用冰乙酸調節pH至2.9，再加乙酸乙酯萃取3次，每次80 mL，合并酯相，40 ℃減壓蒸干。用流動相溶劑甲醇溶解殘渣，定容至10 mL，編號，4 ℃貯存備用。高效液相色譜儀的色譜柱為Spherisorb C18色譜柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)；流動相為甲醇-1 %乙酸水溶液；流速為1.0 mL/min；檢查波長為254 nm；柱溫為35 ℃；檢測時間30 min；進樣器為10 μl微量進樣器；進樣量為10 μl。標樣GA3濃度為0.0625、0.125、0.25、0.5、1和2 mg/mL，IAA濃度0.15625、0.3125、0.625、1.25、2.5和5 mg/mL，ZT為濃度為0.1042、0.125、0.15625、0.2083和0.3125 mg/mL；以標樣出峰時間和峰高疊加定性，外標法峰面積定量。

采用 EXCEL和DPS軟件進行數據處理。

2 結果與分析

2.1 不同溫度光強對高山杜鵑始花期的影響

高山杜鵑進入始花期標志著其商品性狀逐漸成熟，可上市銷售。經過不同溫度和光強對其處理后，截至2013年2月1日，9個處理組中有5個相繼進入始花期。各處理組始花期如表1所示：高溫/高光強處理組率先于2013年1月23日開花，相對于2013年春節提早開花半個多月；其次是高溫/中光照，1月25日進入始花期，提前開花16 d；接著中溫/高光照和高溫/低光強先后進入始花期，分別提前開花13和12 d；中溫/中光強處理組在2月1日也進入始花期，提前9 d開花。由此可初步將9個高山杜鵑催花處理分為3級：Ⅰ級為催花效果非常顯著的處理，高溫/高光強和高溫/中光強；Ⅱ級為催花效果較顯著的處理，高溫/低光強、中溫/高光強和中溫/中光強；其余沒有在預期日期前開花的處理歸為Ⅲ級，催花效果較差。

2.2 不同溫度光強對高山杜鵑催花期間GA3含量的影響

由表2可知，高山杜鵑花芽中內源激素GA3的含量總的來說隨著溫度和光強的增加而增加；在同一處理水平條件下，隨著催花時間的延長，除高溫/高光強處理組在后期出現了下降趨勢外，其他各處理組的GA3含量都呈總體上升趨勢。其中，除低溫/低光強和低溫/中光強處理組外，其他各組的GA3含量在1月11日就與處理前(1月4日)相比均差異顯著(P<0.05)；到1月25日，高溫/高光強處理組的GA3含量達到峰值560.902 μg·g-1FW，比同期低溫/低光強組(CK)顯著高出194.87 %，隨后下降。其他各組在2月1日達到采集數據期間的最大值。在同一時期(除2月1日)，高山杜鵑花芽中的GA3含量在同一溫度條件下，隨光照強度的增加呈現總體上升，在同一光強條件下與溫度也呈正相關關系，但在相同光強下GA3含量的變化受溫度影響更為明顯。說明溫度和光強的增加有利于高山杜鵑花芽內GA3含量的增加和積累，從而促進高山杜鵑花芽分化和提前開花。到2月1日，高溫/高光照組的GA3含量開始下降，高溫/中光照組GA3含量雖然沒有下降但變化不明顯，也許與這2組高山杜鵑此時已達盛花期有關，而其他處理組花期滯后或未開花，故GA3含量保持增長態勢。

表1 不同溫度和光強處理下高山杜鵑始花期的變化

注：TL、TM、TH分別表示低溫(6 ℃/0 ℃，白天溫度/晚上溫度，CK)、中溫(22 ℃/16 ℃)和高溫(30 ℃/24 ℃)；LL、LM、LH分別表示低光強(2000/10 lx，白天光強/夜晚光強，CK)、中光強(7500/5000 lx)和高光強(10 000/8000 lx)；下同；以2013年春節即2013年2月10日為基準計算提前天數。

Note:TL,TMand THmean the low temperature (6 ℃/0 ℃,day-temperature/night-temperature,CK),the medium temperature (22 ℃/16 ℃) and the high temperature (30 ℃/24 ℃),respectively; LL,LMand LHmean the low light intensity (2000 lx/10 lx, day-light intensity / night-light intensity,CK), the medium light intensity (7500 lx/5000 lx)and the high light intensity (10 000 lx/8000 lx), respectively;the same as below;The Spring Festival of 2013 (February 10,2013) was as the standard to count the number of days in advance.

2.3 不同溫度光強對高山杜鵑催花期間ZT含量的影響

ZT含量的變化如表3所示：高溫/中光強和高溫/高光強2個處理組的ZT含量隨溫度和光強的增加先升高后下降，其他各處理組則總體呈升高趨勢。同一處理條件下，各組的ZT含量均在1月11日就與處理前(1月4日)達到差異顯著水平(P<0.05)。高溫/中光強和高溫/高光強2個處理組的ZT含量隨溫度光強增加而升高的速度明顯高于其他各組，均在1月25日達到峰值，其ZT含量分別為97.589和96.063 μg · g-1FW，比同期低溫/低光強組(CK)顯著高出54.45 %和52.04 %，隨后下降。其他各組在2月1日達到最大。在同一時期，高山杜鵑花芽中的IAA含量在同一溫度條件下，基本上與光照強度呈正相關關系，在同一光強條件下與溫度的關系亦然，且受溫度的影響更強。總的看來，催花期間高山杜鵑花芽內的IAA含量變化情況與GA3類似。IAA的變化規律里還有一個現象值得注意，大部分情況下IAA含量在各時期存在低溫/高光強>中溫/低光強、中溫/高光強>高溫/低光強的現象。說明一定的溫度和光強對于高山杜鵑花芽IAA含量增加和積累存在疊加效應。

表2 不同溫度和光強處理下高山杜鵑GA3含量的變化

注：表中值為平均值±標準差。同行的*表示處理后與處理前(1月4日)相比存在0.05水平顯著性差異，同列不同小寫字母表示處理間存在0.05水平顯著性差異。下同。

Note:Values in the table mean average±standard.Lower case letters in the same line stand for significant difference at 0.05 level between treatment and no treatment(Jan.4),while in the same column stand for significant difference at 0.05 level among different treatments.The same as below.

表3 不同溫度和光強處理下高山杜鵑ZT含量的變化

2.4 不同溫度光強對高山杜鵑催花期間IAA含量的影響

表4反映了高山杜鵑催花期間花芽內IAA含量隨溫度光強變化的情況，大致與ZT的變化一致。同樣是高溫/中光強和高溫/高光強2個處理組的IAA含量隨溫度光強的增加先上升后下降，其余各組均上升。同一處理條件下，各組的IAA含量均在1月11日就與處理前(1月4日)達到差異顯著水平(P<0.05)。高溫/中光強和高溫/高光強兩個處理組的IAA含量在1月25日達到峰值，且高溫/高光強最大，分別為40.053和41.207 μg · g-1FW，比同期低溫/低光強(CK)組顯著高出65.17 %和69.93 %，之后IAA含量開始下降。在同一時期，高山杜鵑花芽中的IAA含量與溫度或光強的單一關系也與ZT十分相似，說明隨著催花時間的延長和溫度、光強的增加，IAA含量增加也越明顯，且在溫度條件下變化更為敏感，而溫度和光照強度對于IAA含量的影響也具有一定的互補作用。

3 結論與討論

本試驗旨在探討溫度與光照強度這兩個環境因子在高山杜鵑催花期間對花芽內源激素的影響，厘清內源激素與成花的關系，揭示溫度光強對高山杜鵑催花的作用。前人的研究結果表明，溫度和光照確實能通過影響植物內源激素的變化從而影響其生長發育：房慧勇[4]等指出，移栽煉苗期白及內源 IAA 含量明顯下降，以中光照強度(6000 lx)處理下降最多；肖關麗[5]研究了馬鈴薯溫光反應及其與內源激素的關系，發現GA3在無塊莖形成的溫光條件下含量較高而在塊莖形成溫光條件下含量顯著降低。鄭寶強[6]等通過研究不同溫度處理對卡特蘭花芽分化的影響得出，25 ℃/20 ℃處理能顯著促進花芽分化，新生葉片中GA3含量增加，IAA含量減少。本試驗結果表明，溫度和光強對高山杜鵑提前開花具有一定效果，特別是溫度對其影響尤為顯著。總體來看，GA3、ZT和IAA 3種內源激素的含量均隨著溫度和光強的增加而升高，高溫/中光強和高溫/高光強兩個處理組則由于試驗后期進入盛花期，花芽內激素含量開始下降。另外，在ZT和IAA含量的變化情況中，存在低溫/高光強>中溫/低光強，中溫/高光強>高溫/低光強的情況，可以推測光強對溫度具有一定的補充效應，從而使高山杜杜鵑在較低溫度和較高光照強度共同處理下的內源激素含量更高，這與溫度光強對高山杜鵑營養物質的影響是一致的[7]。

表4 不同溫度和光強處理下高山杜鵑IAA含量的變化

植物內源激素的變化影響著花芽分化和成花。目前已知的5 大類激素對植物開花都有一定的作用，但最有影響的是赤霉素、細胞分裂素、生長素等。目前普遍認為GAs對果樹及木本植物花的發生起抑制作用[8-9]。但這種抑制作用主要發生在分化初期，后期花器官發育，GAs是有促進作用的，正如其他幼嫩器官發育都含豐富的GAs類物質一樣[10]。馮楓[11]的研究也表明菊花在花芽分化后期，頂芽中的GA3含量上升，其積累關系到花冠形成。生長素IAA對成花的作用是最早被認識到的，目前普遍認為，低濃度生長素是花發生所必需，但是在高濃度時則抑制開花[12]。而ZT含量的顯著增加，則能夠促進花原基的形成和發育[13]。本試驗中，由于所選材料在開始催花初期即已處于花芽分化中后期，內源GA3、IAA和ZT含量均呈上升趨勢，在催花后期，已經盛開的處理組高溫/高光強、高溫/中光強其內源激素含量開始下降。表明高山杜鵑提前開花伴有花芽內源GA3、IAA、ZT含量的顯著升高，后期隨著盛花期的到來植株開始衰老，內源激素下降。這與吳月燕[14]的研究結果部分相似。

綜上所述，高山杜鵑花芽膨大后，在高溫/高光強(30 ℃/24 ℃、10 000 lx/8000 lx)的催花條件下處理19 d即可開花，催花效果最為明顯高溫/中光強( 30 ℃/24 ℃、7500 lx/5500 lx)、中溫/高光強(22 ℃/16 ℃、10 000 lx/8000 lx)和高溫低光強(30 ℃/24 ℃、2000 lx/10 lx)對高山杜鵑催花也有較好效果。對高山杜鵑花期加溫和增加光照強度，導致花芽內源激素含量發生了變化，從而顯著影響了花芽分化與花期，溫度的作用較光強更為明顯，且同一溫度條件下光強對溫度具有一定的補充效應。

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[14]吳月燕，李 波，朱 平，等.植物生長調節劑對西洋杜鵑花期及內源激素的影響[J]. 園藝學報，2011，38(8)：1565-1571.

(責任編輯 李 潔)

Effects of Different Temperatures and Light Intensities on Endogenous Hormone inRhododendronhybridsForcing

CHEN Rui,XIAN Xiao-lin

(Horticulture Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops in Southwest Region of Ministry of Agriculture, Sichuan Chengdu 610066, China)

TakingRhododendronhybridsas materials, different light temperatures and light intensities were treated, the content of GA3,IAA and ZT in flower bud were investigated, and the begging of flowering were observed.The results showed that three endogenous hormones content increased following rising temperatures and light intensities.With the increase of forcing time,30/24 ℃,10 000/8000 lx,30/24 ℃ and 7500/5500 lx were increased,and then decreased, the other groups showed a rising trend.The temperature and light intensity had a significant effect on the initial flowering stage ofRhododendronhybrids,and the higher the temperature and the intensity, the earlier the earlier time, the initial time of flowering of the treatment(30 ℃/24 ℃，10 000/8000 lx) was the earliest,18 days earlier than target date(Spring Festival).All the those explained appropriate higher temperatures and light intensities(22 ℃/16 ℃-30 ℃/24 ℃，7500 lx/5500 lx-10 000 lx/8000 lx) significantly enhanced the content of GA3,IAA and ZT inRhododendronhybridsflower bud,promoted buds development and blossom,made the plant advance into the beginning period, in order to bring produce to market in advance.

Temperature; Light intensity;Rhododendronhybrids; Endogenous hormones; Flower forcing

1001-4829(2016)10-2341-05

10.16213/j.cnki.scjas.2016.10.016

2015-10-12

四川省財政創新能力提升工程項目(青年基金)；四川省科技廳科技支撐計劃“‘十二五’省農作物及畜禽育種攻關”；四川省科技廳科技支撐計劃(苗子工程，2015RZ0005)；四川省農科院中試熟化工程項目(2015ZSXM)

陳 睿(1985-)，女，四川遂寧人，碩士，主要研究方向為花卉育種栽培，E-mail:49436476@qq.com，Tel：028-84590789。

S685.21

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