大花君子兰花芽分化及花期调控研究

发布时间：2020-07-22 19:12

【摘要】：大花君子兰(Clivia miniata)为石蒜科(Amaryllidaceae)君子兰属(Clivia Lindl.)的常绿宿根花卉植物,叶、花、果并美,可以四季观叶、三季看果、一季赏花。我国君子兰产业化发展迅速,东北地区的长春、鞍山等地是我国君子兰的主产地。但君子兰在辽宁温室栽培中自然花期往往在春节之后的3月份,对其商品价值影响很大。君子兰是重要的年宵花卉,在春节前开,其价格高。因此,有必要研究君子兰的花芽分化规律,从而有效调控花期,使花期提前至元旦、春节前,将大大提高君子兰的经济效益。本研究以四年生大花君子兰为试验材料,利用徒手解剖和石蜡切片方法观察其花芽分化的形态发育过程,利用温度和赤霉素处理对大花君子兰进行花期调控,利用代谢组学测定大花君子兰不同花芽分化各时期内源物质的变化规律,期望为君子兰人工控制花期提供理论依据和技术基础。主要结论如下:大花君子兰在沈阳地区温室中物候期观察结果表明,2月初花葶开始显露,至3月初花葶停止长高,花期始于3月中旬,结束于4月下旬,整个花期经历40 d左右,盛花期持续大约20~30 d,之后花开始凋落,4月底进入末花期。在5月上旬果实开始膨大,翌年1月上旬果实成熟。通过对大花君子兰一整年的花芽分化解剖观察结果表明,大花君子兰花芽分化类型为一年多次分化,较多数量的四年生大花君子兰同时存在2个花序,少部分植株同时存在3个花序,花芽分化与植株营养体的叶片数量之间存在直接的联系,每两个花序之间相隔4~5片叶。利用石蜡切片法,将大花君子兰花器官形成过程划分为7个时期:初始分化期、总苞原基分化期、花序原基分化期、小花原基分化期、花瓣分化期、雄蕊分化期、雌蕊分化期。夏季7月底对大花君子兰分别进行10℃的连续低温冷藏处理500 h和1000 h,试验结果表明,与对照组相比500 h处理和1000 h处理均未达到促进大花君子兰提前抽葶开花目的,500 h处理和1000 h处理的结果无显著差异,对照组、500 h处理和1000 h处理结果,其中第一株植株抽葶日期分别为:对照组为2月15日,500 h处理为2月10日,1000 h处理为2月13日。秋季对大花君子兰分别进行1周、2周、3周、4周、5周、6周、7周的连续10℃冷库低温处理,随着冷藏时间增加,君子兰抽葶率越高,可有效使花期提前。经过低温处理后,高温温室的植株开花率要好于低温温室的,且盆栽的要好于裸根的,低温处理第3周时,君子兰抽葶时间提前,各个处理的抽葶率分别为:高温温室盆栽植株为70%,低温温室盆栽植株为10%,高温温室盆栽植株为60%,低温温室裸根植株为10%。在9月初对大花君子兰分组进行0 mg·L-1、50 mg·L-1、100 mg·L-1、200 mg·L-1不同浓度的赤霉素处理,结果表明:经赤霉素处理可提前花期30~40 d,100 mg·L-1的赤霉素处理的植株开花时间较长,不同浓度赤霉素对大花君子兰花葶长度及花朵数量影响没有明显差异。其中200 mg·L-1赤霉素处理的大花君子兰抽葶的时间最早,11月7日开始抽葶,抽葶率为70%;100 mg·L-1赤霉素的大花君子兰抽葶率为90%;50 mg·L-1赤霉素处理的大花君子兰抽葶率最高100%,综合来看,50 mg·L-1和100 mg·L-1赤霉素处理的花期提前效果较好。以大花君子兰嫩叶为研究对象,对大花君子兰的四个不同花芽分化时期样品,进行代谢组学测序分析,试验表明,正离子下共检测出11,882个代谢物,在KEGG数据库中找到相对应途径的代谢物有4,942个;在负离子模式下共检测出9,057个代谢物,在KEGG数据库中找到相对应途径的物质有3,132,大花君子兰的花芽分化过程中检测出大量的代谢物,大花君子兰花芽分化内部过程十分复杂,需要多条代谢途径共同参与完成。通过对差异代谢物,进行趋势分析和KEGG富集分析,不同时期的差异代谢产物主要参与代谢途径、氨基酸合成途径、嘌呤代谢、淀粉和蔗糖代谢、精氨酸与脯氨酸代谢、脂肪酸生物合成、苯丙氨酸代谢、柠檬酸循环等。结果表明,在大花君子兰花芽分化及生长过程中,植株在进行着大量的代谢物质转换及营养物质积累。
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S682.13
【图文】：

试材,日期,物候期,花朵

图 1 本试验应用的大花君子兰试材Fig. 1 Clivia miniata used in this experiment方法花君子兰物候期观察沈阳地区温室内大花君子兰的物候期，从其抽葶开始。开花前每 3 d 观察天观察一次，以 25％的植株达到如下特征时为该物候期。主要包括：序期：花葶开始显露的日期蕾期：花葶上白色苞片掉落、显露花蕾的日期色期：花蕾开始由绿色变为浅红色的日期花期：花朵开始开放的日期花期：50％植株花朵开放的日期花期：75％植株花朵开始凋落的日期实膨大期：幼果开始膨大的日期实成熟期：果实由绿色变成红色，果实形态上成熟的日期

裸根,裸根苗,中低温,冷库

图 2 大花君子兰裸根苗和盆栽苗冷库中低温处理A、B：裸根处理；C、D：盆栽处理Fig. 2 The naked-root and potted plants treatment with low temperature in Clivia miniataA, B: Naked root plants; C, D: Potted plants2.2.5 大花君子兰激素处理调控花期试验用大花君子兰材料来自辽阳君子兰繁殖育种生产基地，栽培管理在沈阳农业大学 24 号实验基地，秋季温室内昼夜平均温度为 32 ~ 12 ℃，对大花君子兰进行常规管理。将试验用长势一致的大花君子兰分成 4 区组，每组处理植株数量相等，A 组喷施清水为对照组（CK），其余 3 组用不同浓度等体积赤霉素（GA3）溶液对大花君子兰假鳞茎进行喷施处理，GA3浓度分别为：0 mg·L-1（A 组）、50 mg·L-1（B 组）、100 mg·L-1（C组）、200 mg·L-1（D 组），9 月 10 日开始处理截止到 9 月 30 日，每隔 2 d 进行一次GA3喷施处理，10 月 4 日开始截止到 10 月 31 日，每隔 7 d 进行一次 GA3喷施处理，从11 月 1 日开始观察并记录大花君子兰的显序开花情况。2.2.6 大花君子兰不同花芽分化时期代谢组学分析2.2.6.1 样品采集

物候期,盛花期,膨大期,始花期

花苞片全部打开，第一朵花开放，随后进入初花期。花期始于 2017 年 3 月中旬，结束于 4 月下旬，整个花期经历约 40 d。盛花期持续大约 20 ~ 30 d 左右，之后花开始凋落，4 月底进入末花期。在 5 月上旬果实开始膨大。1 月上旬果皮从绿色变为红色，果实中的种子成熟（图 3）。表 3 大花君子兰物候期观察Table 3 Phenological observation of Clivia miniata大花君子兰的物候期（月/日）显序期Emergingscapestage现蕾期Emergingbud stage转色期Colorconversion stage初花期Firstfloweringstage盛花期Full bloomstage末花期End floweringstage膨大期Fruitexpandingstage成熟期Fruitmaturationstage2 月 7 日 2 月15日 3 月 1 日 3 月 12 日 3 月 28 日 4 月 23 日 5 月 8 日 1 月 10 日

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