不同激素处理对马尾松花芽分化过程中营养物质含量的影响
2014-07-07邵苗苗朱亚艳
邵苗苗,朱亚艳,秦 雪,赵 杨
(贵州大学林学院,贵州 贵阳 550225)
马尾松在我国分布极广,北自河南及山东南部,南至两广、台湾(台湾五叶松),东自沿海,西至四川中部、贵州及云南,遍布于华中华南各地。以速生、丰产、适生能力强、分布广、全树综合利用程度高、用途广泛等优良特性,而成为我国南方最主要优质针叶用材树种之一。
花芽分化是一个高度复杂的生理生化和形态发生过程,在一定条件下,接受环境信号产生信号物质,运输到茎端分生组织,启动成花控制基因,并在许多基因的相互作用和许多代谢途径的制约下使茎端分生组织成花。成花过程是一个从量变到质变的过程,也是一个复杂的多层次、多元化反应过程[1]。除外界因素以外,影响花芽分化的内因也极其复杂,其中内源激素是花芽分化的关键,养分是花芽分化的基础,基因表达是花芽分化的途径[2]。激素在果树花芽分化中研究的较多,在针叶类植物中研究较少。为此,我们进行了不同激素及其不同浓度处理对马尾松营养物质的变化影响研究,旨在探讨花芽分化与内源激素水平的关系,为进一步探讨马尾松成花调控机理、促进开花结实提供参考。
1.材料与方法
1.1 试验地概况
试验在马寨马尾松种子园进行,位于贵州省都匀市奉合乡,北纬26°16'、东经107°31',属中亚热带湿润区,年平均气温15.8°,最低气温-6.9℃,≥10℃积温4979℃,年均降水量1 423 mm。试验林区海拔960~1 040 m,坡向西北,成土母岩为泥质灰岩,土壤为山地黄壤原积型,坡度10~25°,土层厚40~60 cm,土壤p H值5.0~5.2,有机质含量0.3%,肥力中下。
1.2 试验设计
试验设计为4因素、3水平,即4种激素,每种激素3个浓度,共12个处理,对照为清水(表1)。
表1 试验设计
1.3 试验材料处理和采集
在马尾松种子园选择生长势相同、生长良好、无病虫害的马尾松12棵,每个处理及其对照分别选1棵树,每棵树上选择200个枝条,其中树下部和中上部各100个,挂标牌。从9月15号开始处理,到11月10日最后一次处理,其间每隔15d天左右处理一次。采用环剥后涂抹及喷洒的方式处理。除最后一次处理后采样间隔时间不固定外,其他各次处理后一周采样,分别采取树体中上部和下部花芽旁的枝条,放入-80°C冰箱中保存;为保证针叶中养分含量稳定,采样时间为上午9:30~10:30。
1.4 营养物质测定
可溶性蛋白含量考马斯亮蓝G-250染色法、可溶性糖含量采用蒽酮法测定。
1.5 计算与分析
数据采用算术平均数,采用SPSS17.0分析软件对数据进行整理和分析。
2 结果分析
2.1 不同激素不同浓度处理对水溶性蛋白质的影响
从表2可以看出,马尾松中上部树体针叶水溶性蛋白质含量不同激素及其不同浓度处理,一般都是2012年11月10日最高;马尾松中上部树体针叶蛋白质含量,在激素BAP浓度为250 mg·L-1、500 mg·L-1时,除2012年11月10日,处理显著高于对照外(p<0.05),其他各个采样时间点处理一般高于对照,但差异都不显著(p>0.05)。对马尾松中上部树体针叶蛋白质含量,表明在树的中上部浓度为250 mg/L、500 mg/L的BAP处理后,处理组蛋白质含量高于对照组。而浓度为1 000 mg/L的BAP处理后,处理组和对照组含量基本持平。说明高浓度的BAP处理后对枝条内蛋白质的含量不一定有影响,但都在11月10号时达到最大值。而其他不同激素不同浓度处理后,处理组与对照组蛋白质的含量基本相同,都是先增加后减少的趋势,在11月10号时达到最大值值.由此说明该时期对马尾松进行AA、IBA、GA3处理对马尾松针叶内蛋白质含量变化没有显著影响。
蛋白质是细胞分裂,分化和增殖的主要物质基础,其含量变化与花芽分化也有密切关系,从上图得知,蛋白质含量逐渐增加到11月10号时达到最高峰,随后逐步递减。
2.2 不同激素不同浓度处理对水溶性糖的影响
表3、表4表明经不同激素及不同浓度的处理,处理组与对照组水溶性糖的含量基本相同。都是先增加后减少的趋势,在10月26号时达到最大值。
2 分析与讨论
蛋白质是重要的结构物质,有人认为叶片旺盛的蛋白质代谢不利于花芽分化,但当花芽分化时蛋白质的大量积累是成花重要物质基础[3]。蛋白质是生物生理功能的执行者和生命现象的直接体现者。在花芽分化过程中常伴随着蛋白质合成过程增强[4,5]。上述结果表明在11月中旬马尾松花芽分化生长达到旺盛时期。
糖类物质作为植物中主要的同化物质,在植物生长发育、生理代谢中起着非常重要的作用。在花芽分化阶段,生长点作为“库”,它的建成更是与糖类等同化物质的代谢密切相关。糖类物质在生长点花芽分化过程中的变化将直接反应出生长点花芽分化的进程[6]。糖是植物生长发育与基因表达的重要的调节因子,它不仅是能量来源和结构物质,而且在信号转到中具有类似激素的初级信使作用。可溶性糖参与渗透调节,并可能在维持植物蛋白稳定方面起到重要作用。
表2 不同处理马尾松中上部树体针叶蛋白质含量
表3 不同处理马尾松下部树体针叶蛋白质含量
表4 不同处理马尾松中上部树体针叶水溶性糖含量
表5 不同处理马尾松下部树体针叶蛋白质含量
可溶性蛋白质和可溶性糖在植物代谢过程中共同作用,保证植物的正常代谢,为植物的花芽分化提供能量及稳定的内环境。
在此试验中经过不同激素及浓度的激素处理后,蛋白质和可溶性糖的含量与对照组没什么变化,可能是处理方法和处理时期不恰当,由于马尾松枝条中含有大量的松脂,在环剥过程中迅速堵塞伤口,阻碍枝条对激素的吸收,此外,9月中旬,马尾松生长进入停止阶段,对激素的吸收能力大大减弱,因此,选择正确的试验方法和处理时期,是本实验成败的关键,处理过程中出现的问题,在以后的试验中有待改进。
[1] 谢利娟,麦瑞娟,孙敏.影响植物花芽分化的内部因素研究进展 [J].安 徽 农 业 科 学,2009,37(30):14585-14588,14631.
[2] 马焕普.果树花芽分化与激素的关系 [J].植物生理学通讯,1987(1):1-6.
[3] 郭金丽,张玉兰.苹果梨花芽分化期蛋白质、淀粉代谢的研究[J].内蒙古农牧学院学报,1999,20(2):80-82.
[4] 李天红,黄卫东,孟昭清.苹果花芽孕育机理的探讨 [J].植物生理学报,1996,22(3):251-257.
[5] 马青枝,李秉真.苹果梨花芽分化期叶片中氨基酸含量的变化 [J].内蒙古农业大 学学报(自然科学版),2000,21(3):26-29.
[6] 彭芳,田敏.文心兰花芽分化过程中糖类和蛋白质的组织化学定位[J].亚热带植物科学2011,40(4):8-11.