貴州省串核桃雌花芽分化期生理特性變化

李小永　田小琴

摘要 本研究通過測定串核桃雌花芽分化過程中抗氧化酶、可溶性蛋白、糖和淀粉等營養物質，揭示其花芽分化過程中生理特性的變化規律，為串核桃花芽分化時期營養調控提供科學依據。結果表明，串核桃雌花芽分化進程中POD活性自4月中旬穗狀花序原基開始分化時逐漸增強，5月中旬花柄和雌花原基開始分化時，POD活性達到最大值，在7月中旬苞片和花被分化期有所下降，隨著氣溫下降，POD活性迅速降低，第2年氣溫回升時POD活性又有所上升。SOD活性在整個花芽分化時期處于一個較為穩定的狀態，對花芽分化的影響不明顯。可溶性淀粉含量在進入休眠時達積累最大值，隨著氣溫逐漸下降，早春淀粉又重新積累，在4月底至5月初出現一個積累小高峰之后，于7月份又不斷下降?？扇苄蕴呛吭?月中下旬逐漸降低，5月中下旬開始上升，此高含量的狀況一直持續到7月中下旬，在此階段中雌花芽進行了一系列的花芽分化。

關鍵詞 串核桃；雌花芽；生理特性

中圖分類號 S664.101? ?文獻標識號 A

文章編號 1007-7731（2023）08-0090-04

Changes of Physiological Characteristics during Female Flower Bud Differentiation of

Walnut in Guizhou Province

LI Xiaoyong1? ? TIAN Xiaoqin2*

（1Guizhou Forestry Survey and Planning Institute， Guiyang Guizhou 550005;

2Guizhou Walnut Research Institute， Guiyang Guizhou 550005）

Abstract In this study， the changes of antioxidant enzymes， soluble protein， sugar content， starch and other nutrients in the process of female flower bud differentiation of Chuanwalnut were measured to reveal the changes of physiological characteristics in the process of flower bud differentiation. It provides a research basis for exploring the regulation of flowering stage of Chuanwalnut in production. The results showed that the POD activity in the process of female flower bud differentiation of Walnut increased gradually since the spike primordium began to differentiate in the middle of April. When the flower stalk and female flower primordium began to differentiate in the middle of May， the POD activity reached the maximum value. In the middle of July， the bud and perianth differentiation period decreased. With the decrease of air temperature， the POD activity rapidly decreased， and the POD activity increased when the temperature rose in the next year. SOD activity was in a relatively stable state during the whole flower bud differentiation period， and had no obvious effect on flower bud differentiation. The content of soluble starch reached the maximum when it entered dormancy. With the temperature decreasing， it gradually decreased， and starch accumulated again in early spring. At the end of April and the beginning of May， there was a small accumulation peak， and then it continued to decline in July. The content of soluble sugar gradually decreased in the middle and late April， and began to increase in the middle and late May. This high content continued until the middle and late July. In this stage， the female flower buds underwent a series of flower bud differentiation.

Keywords walnut; female flower bud; physiological characteristics

花芽生理分化主要是積累組建花芽的營養物質以及激素調節物質、遺傳物質等共同協調作用的過程，是各種物質在生長點細胞群中，從量變到質變的過程，是為形態分化奠定的物質基礎[1]。超氧物歧化酶（SOD）和過氧化物酶（POD）廣泛存在于植物體中，是活性較高的一種酶，與植物的呼吸作用、光合作用及花芽分化都有關系，在植物生長的不同階段SOD、POD活性不斷發生變化[2]。李興軍等[3]對楊梅小年樹花芽孕育的研究中發現，POD到花芽分化盛期活性達到高峰。蔣欣梅等[4]在研究低溫處理青花菜萌動種子對花芽分化促進作用時發現，多次低溫處理綠體春化過程中，葉片中POD活性較低，當植株進入花芽分化臨界期時，活性開始明顯上升?？扇苄蕴鞘侵参镄玛惔x的基礎，是植物在生長發育過程中重要的能量來源，可為植物的生長發育提供能量，是植物生長發育和基因表達的重要調節因子[5]?？扇苄缘鞍鬃鳛橹匾臓I養物質和滲透調節物質，它們的增加和積累能提高細胞的保水能力，對細胞的生命物質及生物膜起到保護作用。研究發現，草莓在開花前可溶性糖和淀粉含量處于高水平，隨著頂芽轉入花芽分化狀態，被大量消耗，在第二花序分化前又升高，進入第二花序原始體大量分化時又再次降低[6]。樊衛國等[7]對刺梨進行花芽分化的研究發現，在花芽分化各個時期，花芽中的淀粉和可溶性糖的含量都明顯高于葉芽。吳月燕等[8]也指出可溶性糖和淀粉的含量與花芽分化有很大的相關性，葉片中淀粉積累有利于花芽分化。鄭煥娣等[9]指出花芽分化需要較高的可溶性糖，在花芽分化期可溶性糖呈連續上升趨勢，在分化末期達到一個高水平。李興軍等[3]研究發現，楊梅花芽分化前葉片內可溶性總糖等營養為花芽發端提供了物質基礎。鐘曉紅等[10]在奈李的花芽分化研究中發現，葉片中可溶性糖的含量在生理分化期出現高峰，一旦進入形態分化期則大量消耗。郭金麗等[11]研究發現，在蘋果梨花芽生理分化期，成花短枝中可溶性蛋白質大量上升，在形態分化期花芽各個花器官原基富含大量蛋白質，而成花短枝中蛋白質含量開始下降。

串核桃是貴州鄉土品種的一個優良類型，又名葡萄核桃，每雌花序著生5～30朵雌花，穗狀果序，最多可達30個以上[12]。目前，串核桃生產中存在嚴重的落花落果現象，其中一個重要的原因是在花芽分化過程中雌花芽數量沒有雄花芽數量多，雄花芽分化及發育過程中消耗了大量的樹體養分，從而進一步限制了雌花芽的生長發育，導致坐果率低。前人對串核桃的分布已進行了相關描述[13-22]，但對于串核桃雌花芽分化期生理特性尚未進行系統研究。為此，筆者前期開展了串核桃雌花芽分化不同時期外觀特性、雌花芽分化內部結構變化、雌花芽分化內源激素和多胺含量變化等相關研究[15-17]。本研究在前期研究的基礎上，對串核桃雌花芽不同分化時期可溶性蛋白和酶活性等生理指標進行了測定，旨在弄清串核桃抗氧化酶與營養物質等生理指標與雌花芽分化的關系，為串核桃花芽分化時期的營養調控提供科學指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

在貴州省串核桃代表地選擇生長正常、無病蟲害的串核桃植株。取樣時間為：①3月上旬至5月下旬，1次/10 d，6～10 粒/次；②6月上旬至9月上旬，1次/30 d，6～10 粒/次；③9月中旬至次年2月下旬采1次，1次/30 d，6～10 粒/次。采集的花芽用冰袋帶回實驗室。

1.2 試驗方法

1.2.1 串核桃雌花芽分化時期的確定。串核桃雌花芽分化時期的確定參照文獻[16]。

1.2.2 可溶性蛋白、糖和淀粉的測定。可溶性蛋白用考馬斯亮藍法進行測定，考馬斯亮藍G-250測定蛋白質含量屬于染料結合法的一種?？捡R斯亮藍G-250在游離態下呈紅色，當它與蛋白質的疏水區結合后變為青色，前者最大光吸收在465 nm，后者在595 nm。在一定蛋白質濃度范圍內，蛋白質—色素結合物在595 nm波長下的光吸收與蛋白質含量成正比?？扇苄蕴呛偷矸酆康臏y定采用蒽酮比色法，在強酸條件下，蒽酮與可溶性糖（包括還原性糖和非還原性糖）作用生成藍綠色糖醛衍生物，該藍綠色顏色深淺與含糖量成正比，可在625 nm下進行比色測定。

1.2.3 植物抗氧化酶指標的測定。超氧物歧化酶（SOD）抑制氮藍四唑（NBT）在光下的還原作用來確定酶活性大??；過氧化物酶（POD）能使愈創木酚氧化，生成茶褐色物質，該物質在470 nm處有最大吸收，可用分光光度計測量470 nm的吸光度變化，測定過氧化物酶活性。

1.2.4 數據處理。采用Excel 2007和SPSS軟件對數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 SOD總活性和POD活性變化

由圖1可以看出，串核桃雌花芽分化進程中POD活性自4月中旬穗狀花序原基開始分化時逐漸增強，5月中旬花柄和雌花原基開始分化時，POD活性達到最大值，表明POD活性增強有利于其雌花原基和花柄原基的分化；在7月中旬苞片和花被分化期有所下降，隨著氣溫下降，雌花花芽分化相繼進入休眠狀態，POD 活性迅速降低，第2年氣溫回升時，雌蕊分化開始直至雌花開放，POD活性有所上升。SOD活性在整個花芽分化時期相比POD處于一個較為穩定的狀態，穗狀花序原基開始分化至花柄和雌花原基開始分化時，SOD活性升高，到苞片和花被分化期時輕微下降，雌花開放時期迅速下降。

2.2 可溶性蛋白、糖和淀粉含量的變化

串核桃雌花芽穗狀花序原基開始分化時可溶性淀粉含量最低，花柄和雌花原基分化期有所升高，苞片和花被分化期又降低，樹體休眠期可溶性淀粉含量達到峰值。春季解除休眠萌芽后，雌蕊開始分化，雌花繼續膨大，雌花芽中可溶性淀粉含量開始下降，直至雌花分化完成可溶性淀粉含量才開始上升。高含量的可溶性糖是串核桃雌花花芽分化的重要能量基礎，高含量的可溶性糖保證了高質量成花。可溶性總糖含量從雌花芽穗狀花序原基開始分化時逐漸開始上升，至休眠期達峰值，雌蕊分化期至雌花開放期總糖含量逐漸下降（圖2）。

4月中下旬穗狀花序原基開始分化時，可溶性糖含量逐漸降低，可溶性蛋白質分解為可溶性糖提供花芽分化過程中所需的能量，在5月中下旬花柄和雌花原基開始分化時，為保證花芽分化時花器官各原基形態分化進程的順利進行蛋白質在花芽中開始大量積累。這種高含量的狀況一直持續到7月中下旬苞片和花被分化期，這時期雌花芽進行了一系列的花芽分化，說明高含量的可溶性蛋白質是串核桃雌花芽分化順利進行的物質基礎。此后隨著氣溫下降，雌花芽分化相繼進入休眠狀態，其含量下降，第2年雌花形成和開放時，可溶性蛋白含量持續下降直到5月中旬才開始大量積累。

3 結論與討論

串核桃雌花芽在休眠期時可溶性淀粉含量出現峰值，第2年春年氣溫開始回升后淀粉又重新開始積累。這是因為休眠時期串核桃花芽分化暫時停止，消耗能量減少，在4月底至5月初出現一個積累小高峰之后在7月份又不斷下降，猜測此時光合作用很弱，合成的可溶性糖少，需要可溶性淀粉轉化為可溶性糖來滿足花芽分化過程中需要的能量，從而導致淀粉含量持續下降。該期間串核桃雌花芽花萼原基陸續進入分化狀態，需要大量的可溶性糖提供能量，而此時串核桃葉片光合作用弱，不能及時合成花芽分化所需的大量可溶性糖，為保障串核桃雌花芽分化的正常進程，需要可溶性淀粉水解為糖以提供能量。蛋白質是植物花器官形態建成的重要物質基礎，4月中下旬，葉片光合作用弱，可溶性糖含量逐漸降低，可溶性蛋白質分解為可溶性糖提供花芽分化過程中所需的能量，5月中下旬，蛋白質在花芽中開始大量積累，保證花芽分化時花器官各原基形態分化進程的順利進行，此高含量的狀況一直持續到7月中下旬，此時期雌花芽進行了一系列的花芽分化。這說明高含量的可溶性蛋白質是花芽分化順利進行的物質基礎；隨著氣溫下降，雌花的花芽分化相繼進入休眠狀態，其含量下降，第2年雌花形成和開放時，可溶性蛋白含量持續下降直到5月中旬才開始大量積累。POD活性增強有利于其雌花原基和花柄原基的分化，SOD活性在整個花芽分化時期處于一個較為穩定的狀態，對花芽分化影響不明顯。

目前，對植物花芽分化過程中生理生化指標的含量變化規律的研究雖然很多，但是在花芽分化過程中，蛋白質、淀粉、可溶性糖、核酸等含量變化各有規律，不同植物差異也比較大，尚未形成一個具有普遍指導意義的理論，故此關于花芽生理分化機理的研究至今還不明晰[16]。

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基金項目 黔林科合〔2022〕12號，貴州省科技廳基金項目（黔科合基礎〔2018〕1092號）。

作者簡介 李小永（1987—），男，吉林長春人，高級工程師，從事林業調查規劃工作。

收稿日期 2022-11-23