康定木蘭花芽分化機理研究

王曉英 彭克忠 余海清 蘭常軍 劉韓 吳富雨 夏苗 伍杰

摘要? ? 在成都地區引種栽培的康定木蘭，生長情況良好，但未發現開花，關于其花芽分化過程及相關機理研究尚不明確。本文以野生康定木蘭花芽、栽培康定木蘭花芽為材料通過石蠟切片觀察康定木蘭花芽分化過程。同時，研究噴施激素和修剪處理對栽培康定木蘭花芽分化的影響，探索康定木蘭花芽分化機理。結果表明，野生康定木蘭花芽分化從4月底開始到6月上旬結束，整個過程歷時39 d左右;康定木蘭的未分化期、花芽分化初期、花瓣原基分化期、雄蕊原基分化期、雌蕊原基分化期分別歷時35、6、10、11、12 d;同時期的栽培康定木蘭在經過各種處理后并未進行花芽分化。成都平原夏季自然高溫可能抑制康定木蘭花芽分化。

關鍵詞? ? 康定木蘭;激素;修剪;花芽分化;石蠟切片

中圖分類號? ? Q944.85? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）11-0143-02? ? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

Study? on? Flower? Bud? Differentiation? Mechanism? of? Magnolia? dawsoniana

WANG Xiao-ying? ? PENG Ke-zhong? ? YU Hai-qing? ? LAN Chang-jun? ? LIU Han? ? WU Fu-yu? ? XIA Miao? ? WU Jie *

（Sichuan Ganzi Tibetan Autonomous Prefecture Forestry Research Institute，Kangding Sichuan 626001）

Abstract? ? The growth of Magnolia dawsoniana introduced and cultivated in chengdu Area is good，but no flowers has been found，the study on the process of flower bud differentiation and its related mechanism are still unclear. In this paper，the bud differentiation of wild and cultivated M. dawsoniana was observed by paraffin section.At the same time，the effects of spraying hormone and pruning on flower bud differentiation of cultivated M. dawsoniana were studied to explore the mechanism of flower bud differentiation. The results showed that the flower bud differentiation of wild M. dawsoniana lasted about 39 days from the end of April to the end of early June;the undifferentiated stage，the initial stage of flower bud differentiation，the petal primordium differentiation stage，the stamen primordium differentiation stage and the pistil primordium differentiation stage of M. dawsoniana lasted 35，6，10，11 and 12 days，respectively;the buds of cultivated M. dawsoniana at the same time did not differentiatie after various treatments，the natural high temperature in Chengdu Plain might inhibit the flower bud differentiation of M. dawsoniana.

Key words? ? Magnolia dawsoniana;hormone;prune;flower bud differentiation;paraffin section

康定木蘭（Magnolia dawsoniana）是我國西南山區特有的一種原始古老孑遺植物，是木蘭屬中較原始的種類，屬國家保護珍稀樹種。因為花大芳香、色彩艷麗，集觀賞、食用、藥用等用途于一體，具有極高的開發利用價值[1]。目前，康定木蘭已在成都等地引種，生長狀況良好，但是均未發現開花;康定木蘭嫁接苗的苗齡最大已經達到4年，仍始終未見花芽分化。這可能與康定木蘭花芽分化期間的成都平原高溫天氣有關。目前，仍缺少足夠的生物學和生理學證據支持，需要進一步深入研究和分析。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 試驗材料

野生康定木蘭來源于四川省甘孜州瀘定縣燕子溝鎮的南門關溝和雅加埂海拔1 900～2 500 m的原始森林;栽培康定木蘭來源于四川省成都市四川農業大學崇州現代農業研發基地。

1.2? ? 試驗設計

1.2.1? ? 野生康定木蘭花芽分化的解剖學研究。觀察野生康定木蘭的花芽分化進程和形態特征，研究時間為2019年3月下旬至6月下旬，每7 d采集1次選定野生康定木蘭樹冠上部外圍不同方向的頂芽（為2018年開過花的芽）[2]。利用常規石蠟切片法，進行形態解剖學的觀察。

1.2.2? ? ?栽培康定木蘭花芽分化的解剖學研究。

（1）噴施激素對栽培康定木蘭花芽分化的影響。設10個處理，分別為噴施6-BA濃度為25、50、100 mg/L，噴施ABA的濃度為50、100、200 mg/L和噴施GA的濃度為50、100、200 mg/L，噴施等量清水作對照（CK1）。采用隨機區組設計，每個處理重復3次。每個處理選取長勢相似、大小相近的栽培康定木蘭10株。并于2019年4月葉片展開后進行噴施，每7 d噴施1次，連續噴施3次，每次噴施至滴水狀為止。于2019年4—6月每7 d采集處理后的栽培康定木蘭當年生枝條莖尖。采用常規石蠟切片法觀察經噴施激素處理后的栽培康定木蘭花芽分化過程。

（2）修剪對栽培康定木蘭花芽分化的影響。設3個處理，分別為短截處理、摘心處理、以不做任何處理作對照（CK2）。每個處理選取長勢相似、大小相近的栽培康定木蘭3株，重復3次。于2019年1月進行短截和摘心處理。于2019年4—6月每7 d采集不做處理及處理后的栽培康定木蘭當年生枝條莖尖。采用常規石蠟切片法，觀察經修剪處理后的栽培康定木蘭花芽分化過程。

1.3? ? 試驗方法

1.3.1? ? 材料固定與切片制作。在采集康定木蘭頂芽或莖尖之后，立即置于冰盒帶回實驗室。在體式解剖鏡下剝凈外鱗片及絨毛后，立即放入FAA固定液中保存[3]。采用常規石蠟切片法將固定下來的試驗材料制成永久切片，主要操作步驟如下。

（1）脫水。用濃度梯度為70%、80%、90%、95%、100%酒精從低濃度到高濃度逐級浸泡脫水，各濃度梯度浸泡脫水的時間均為30 min左右。

（2）透明。以TO透明劑作為透明劑，脫水后的材料分別經過2/3乙醇+1/3的TO透明劑、1/2乙醇+1/2的TO透明劑的混合液中浸漬30 min，再轉入TO透明劑中浸泡60 min至材料透明。

（3）浸蠟。將透明好的材料放入熔化的石蠟（熔點54～56 ℃）和TO透明劑的等量混合液中，蓋上木塞，再移入溫度 60～65 ℃的烘箱中用融化的石蠟液浸漬2 d。

（4）包埋。浸好蠟的材料與石蠟溶液一起迅速倒入預先折好的包埋盒中，用鑷子將材料扶正以便切片，待表面的蠟凝固后，立即放入裝有冷水的盆中，使材料迅速冷卻定型。

（5）切片。包埋好的蠟片用刀片修成規整的梯形，粘于小木塊上，置于切片機上切片，切片厚度8 μm。

（6）粘片與烤片。用粘附劑將展平的蠟片牢附于載玻片上，在載玻片上涂抹粘片劑，再滴蒸餾水，放上蠟片，置于展片臺上鋪展，吸除多余水分，將載玻片放入42 ℃溫箱干燥。

（7）脫蠟及復水。干燥后的切片放入TO透明劑中脫蠟30 min，依次放入2/3 TO透明劑+1/3酒精、1/2 TO透明劑+1/2酒精、1/3 TO透明劑+2/3酒精中浸泡2 min，再依次放入100%、90%、80%、70%、60%、50%酒精、蒸餾水中浸泡復水，時間均為5 min。

（8）染色及透明。1%番紅染色劑染色60 min，水洗去除多余染料后再依次放入35%、50%、70%、80%酒精中浸泡5 min，再放入0.5%固綠中浸泡20 s，隨后依次放入100%酒精、1/2酒精+1/2 TO透明劑溶液、TO透明劑溶液中浸泡，浸泡時間依次為3、5、5 min，使切片透明。

（9）封片。把載玻片從TO透明劑中拿出，用濾紙先將TO透明劑吸凈，再滴加2滴中性樹膠于載玻片上，蓋上蓋玻片，進行封片。制成永久封片。

1.3.2? ? 切片的觀察。將制作好的石蠟切片放置在顯微鏡下觀察，拍照并保存。根據照片進行分析與統計，找出每個時期最具代表性的圖片，并且記錄好采樣時間。

2? ? 結果與分析

2.1? ? 野生康定木蘭的花芽分化

2.1.1? ? 花芽分化進程。經過觀察發現，野生康定木蘭自花謝后開始萌芽長出新葉，經過近30 d的抽新枝，在新芽的頂端開始出現新芽。在花芽分化過程中，芽外部依次形成2～3層被白色毛的佛焰苞狀苞片。康定木蘭每年只進行1次花芽分化，從4月下旬開始頂芽逐步分化，6月上旬分化結束。以康定木蘭長出新葉時間為0 d（2019年3月28日）統計花芽分化各階段的天數，即從當前階段開始時間至下一階段開始時間。由表1可知，康定木蘭花芽分化初期歷時最短，為6 d;雌蕊原基分化期持續時間最長，為12 d;花瓣原基分化期持續時間、雄蕊原基分化期持續時間分別為 10、11 d;從花芽分化初期開始至雌蕊原基分化結束共歷時約39 d。

2.1.2? ? 花芽分化的形態特點。野生康定木蘭的花芽分化過程可分為以下5個時期。一是未分化期。花芽內部生長點體積小，分化原基分生細胞體積很小，并且排列十分緊密，如圖1（a）所示。二是花芽分化初期。花芽分化初期主要是葉原基的形成期，此時花芽內部逐步形成佛焰苞花序，花芽原基處開始出現空腔，分化原基開始突起、變寬、頂部光滑，細胞排列緊密，如圖1（b）所示。三是花瓣原基分化期。花芽內部花原基生長錐伸長變形，內側出現凹陷和突起，花瓣原基開始分化，如圖1（c）所示。四是雄蕊原基分化期。內部空間變大，花原基的生長錐伸長變粗，頂端光滑，外緣細胞小而緊密，內部細胞大而疏松，花瓣原基內側生長錐底部周邊開始出現幾輪突起的小點，即為雄蕊原基，如圖1（d）所示。五是雌蕊原基分化期。內部生長錐伸長，底部變粗，頂部光滑，近似圓錐形，生長錐上部出現多輪突起，開始進行雌蕊分化，直至分化完成，如圖 1（e）所示。

2.2? ? 栽培康定木蘭的花芽分化

引種栽培康定木蘭芽在經過不同濃度的外源激素處理和不同修剪處理后，從各時期采集的栽培康定木蘭腋芽切片情況來看，均未發現花芽分化現象。栽培康定木蘭芽內第2～3層芽鱗狀托葉外面密被白色柔毛，最內層1枚包被著雛枝、雛芽、雛葉與雛托葉，如圖1（f）所示。

3? ? 結論與討論

通過對野生康定木蘭花芽及栽培康定木蘭花芽的切片觀察發現，野生康定木蘭芽進行花芽分化，而同時期的栽培康定木蘭芽在經過不同濃度的外源激素處理和修剪處理后并未進行花芽分化。野生康定木蘭花芽分化從4月底開始，花瓣原基從5月上旬開始分化，雄蕊原基從5月中旬開始分化，雌蕊原基出現較雄蕊原基稍晚，從5月底開始分化。康定木蘭的未分化期、花芽分化初期、花瓣原基分化期、雄蕊原基分化期、雌蕊原基分化期，分別歷時35、6、10、11、12 d;野生康定木蘭花芽分化從4月底開始，6月上旬結束，整個花芽分化過程共歷時39 d左右，花芽分化時期接近白玉蘭。栽培康定木蘭芽未進行花芽分化，但是形態特征與玉蘭頂葉芽類似。

目前，康定木蘭成花的機制研究尚不明確。影響植物花芽分化原因有內因和外因，如環境因子中的溫度與光照。甘孜州屬亞溫帶高原濕潤氣候區，年平均氣溫7 ℃左右，極端最低溫度-14 ℃，極端最高溫度29 ℃，各地常年日照時數一般為1 900～2 600 h。成都市屬中亞熱帶濕潤季風氣候區，年平均氣溫在16 ℃左右，極端最低氣溫為-5.9 ℃，年平均日照時數為1 040～1 410 h。康定木蘭花芽分化時期為4—6月，成都氣溫始終高于甘孜，這可能是康定木蘭引種栽培到成都而不能進行花芽分化的原因之一。

木蘭花芽分化的過程是多數基因共同表達、相互作用的結果，而且基因主要是在花芽分化的前期發揮作用，完成成花轉變的過程[4-6]。對于引種栽培的康定木蘭來說，與成花途徑相關基因的調控也可能影響花芽分化的進程。

4? ? 參考文獻

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[2] 陳建業，魯國榮，寧玉霞，等.木蘭屬等3屬植物的芽種類、結構與成枝規律研究[J].中國農學通報，2012，28（34）：46-52.

[3] 范李節.玉蘭花芽分化形態觀察及轉錄組分析[D].福州：浙江農林大學，2018.

[4] 曲波，張微，陳旭輝，等.植物花芽分化研究進程[J].中國農學通報，2010，26（24）：109-114.

[5] 馬月萍，戴思蘭.植物花芽分化機理研究進展[J].分子植物育種，2003，1（4）：539-545.

[6] 郜愛玲，李建安，劉儒，等.高等植物花芽分化機理研究進展[J].經濟林研究，2010，28（2）：131-136.

作者簡介? ?王曉英（1973-），女，四川康定人，工程師，從事林木育種工作。

通信作者

收稿日期? ?2020-03-08