春化有效积温对结球甘蓝春化相关物质的影响

栗延茹， 于锡宏， 蒋欣梅， 马启友， 连子豪

(1.东北农业大学农业部东北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室，黑龙江哈尔滨 150030；2.黑龙江省宝清县农业技术推广中心，黑龙江宝清 155600)

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2014—2015年在东北农业大学设施中心和农业部东北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室进行，为2年重复试验。试验材料为早熟结球甘蓝品种8398和中熟结球甘蓝品种京丰一号，均由中国农业科学院蔬菜花卉研究所提供。

1.2 方法

1.2.1 播种育苗与春化处理 将试验材料播种于育苗盘中，待1～2张真叶时进行分苗，在整个育苗期间对幼苗所处状态进行调节，保持结球甘蓝生长的环境温度白天不低于(25±1) ℃，夜间不低于(17±1) ℃，苗期正常管理，当长至7张真叶时，取大小一致的幼苗进行春化处理，处理温度分别为平均7 ℃[昼/夜(9±1) ℃/(5±1) ℃]、11 ℃[昼/夜为(13±1) ℃/(9±1) ℃]、15 ℃[昼/夜为(17±1) ℃/(13±1) ℃]，光照时长12 h，光照度4 000 lx，为保证光照一致，定时调换摆放位置，植株完成春化，即观察到花芽分化临界期[8]时停止处理，以上各处理代码分别为T7、T11、T15。本试验对照温度(CK)设为19 ℃[昼/夜为(21±1) ℃/(17±1) ℃]。

1.2.2 春化结束期的确定 利用OLYMPUS SZH-IL-LD BO71型实物解剖显微镜(60倍)来观察确定各处理植株通过春化的具体时间[9]。处理时间为植株完成春化为止，即观察到花芽分化临界期(花芽分化临界期表现为生长锥逐渐突起变平加宽，其体积和表面积都增大，叶原基几乎包裹不住，在叶原基内侧出现突起痕迹)。

1.2.3 春化有效积温基数与有效积温的计算 笔者所在实验室前期研究确定出甘蓝春化有效积温的基数为24 ℃(即所谓的春化相对零度)，各个春化温度与24 ℃之间的差值为春化有效温度，当春化有效温度达到一定量时则完成春化，这就是春化有效积温。因此，绿体的植株每天春化有效温度分别为17、13、9、5 ℃，春化有效积温(℃)=每天春化有效温度×完成春化天数。

1.2.4 相关指标测定 不同处理的结球甘蓝植株放入光照培养箱的当天开始第1次取样，春化过程中取样5次，最后在完成春化当天再取1次样，共取样7次，取样间隔时间根据绿体春化完成的时间来确定。根据预备试验得出如下取样方案：结球甘蓝8398于7张真叶期在7、11、15 ℃春化温度处理时完成春化的时间分别为27.0、37.0、53.3 d，为此，处理T7、T11、T15间隔取样的时间分别为5、7、10 d；结球甘蓝京丰一号于7张真叶期在7、11、15 ℃春化温度处理时完成春化的时间分别为39.0、50.3、72.0 d，为此，处理T7、T11、T15间隔取样的时间分别为7、10、14 d，取样时每次取靠近植株茎尖的 1～4 张真叶，切碎混合后随机取样进行各种生理生化指标的测定，试验进行3次重复。其中可溶性糖含量测定采用改进的蒽酮法[10]，可溶性蛋白质含量测定采用改进的考马斯亮蓝G-250法[11]，硝酸还原酶(NR)活性测定采用离体法[10]，酯酶活性(EST)测定参照文献[11]的方法。方差分析采用新复极差(SSR)法。

2 结果与分析

2.1 结球甘蓝不同春化处理下的春化有效积温

同一品种在不同春化温度时，春化有效积温差异不显著；不同品种在同一春化温度时，春化有效积温表现为8398低于京丰一号，8398品种在T7处理下春化有效积温为(459.0±9.8) ℃，而京丰一号T7处理下春化有效积温为(663.0±17.0) ℃，说明8398要求的春化有效积温明显低于京丰一号，由此推测中熟品种要求的春化有效积温较高(表1)。

表1 结球甘蓝不同春化处理下的春化有效积温

注：同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

2.2 春化有效积温对结球甘蓝春化过程中可溶性糖和可溶性蛋白质含量的影响

由图1至图4可知，不同春化温度处理时，随着春化有效积温的不断增加，3个处理可溶性糖含量和可溶性蛋白含量均明显上升，T7上升幅度最大，T11次之，T15幅度最小，并且达到最大值时也同样是T7最大，T11次之，T15幅度最小。

随着春化有效积温的不断增加，处理植株幼苗体内可溶性糖含量和可溶性蛋白含量明显升高，在植株春化作用结束时达到最大值，而CK植株幼苗体内可溶性糖含量呈逐渐下降的趋势，可溶性蛋白含量则呈缓慢的上升趋势，并且含量都明显低于处理植株(图1至图4)；由此推测，结球甘蓝体内可溶性糖和可溶性蛋白的大量积累有利于其通过春化。

2.3 春化有效积温对结球甘蓝春化过程中NR和EST活性的影响

由图5至图8可知，不同春化温度处理时，随着春化有效积温的不断增加， 3个处理硝酸还原酶活性和酯酶活性均明显上升，T7上升幅度最大，T11次之，T15幅度最小，并且达到最大值时也同样是T7最大，T11次之，T15幅度最小。

春化初期，硝酸还原酶活性和酯酶活性无明显变化，随着春化有效积温的不断增加，达到一定量(8398春化有效积温达到300 ℃左右，而京丰一号达到400 ℃左右)时，幼苗体内硝酸还原酶活性和酯酶活性才开始大幅度提高，并在春化完成时达到最大值，而CK植株则呈缓慢的上升趋势，并且活性明显低于处理植株(图5至图8)。

3 结论与讨论

成花过程是植物个体发育的重要环节，而植物成花诱导过程则是植物个体发育的核心问题之一[4]。根据对春化作用的研究，目前对于春化作用的完成主要以植物主茎生长点的形态变化的早晚——花芽分化为基本标记[12]。笔者认为植株春化有效积温增加的过程与其体内生理代谢相关，所以对可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量、相关酶活性3个植物生命活动中比较重要的方面与结球甘蓝春化有效积温的关系作以探讨， 以明确结球甘蓝春化有效积温与春化作用或春化启动的关系。

本研究发现，同一品种结球甘蓝在春化有效积温增加过程中，其植株幼苗体内可溶性糖和可溶性蛋白含量变化一致，先持续上升，分别于春化有效积温增加结束时达到最大值；NR活性和EST活性变化一致，在春化初期不明显，当春化有效积温达到一定阈值时，酶活性才开始急剧升高，在春化有效积温增加结束时达到最大值，并于春化有效积温增加结束时完成春化。中熟品种在春化有效积温较高时，各项指标才达到最大值并通过春化。本试验春化完成时各指标的变化与前人研究[13-16]相符合。根据研究结果推测，同一品种具有相同的春化有效积温，不同品种间相比，熟性越晚要求春化有效积温越高。因此，不难看出春化有效积温确定的正确性及重要性，以往研究春化对生理指标造成的影响都是以天数为计算单位，过于笼统和模糊，而本研究中春化有效积温涉及到具体温度，这为以后研究春化作用提供了更好的基础。

本研究表明，早熟品种8398和中熟品种京丰一号在7张真叶期时，不同春化温度处理下春化有效积温量差异不显著，中熟品种比早熟品种要求春化有效积温量高，可溶性糖含量和可溶性蛋白含量在春化处理过程中表现为逐渐增加，并在春化结束时达到最大值；NR和EST活性表现为春化初期无明显变化，但随着春化有效积温的增加，其活性开始急剧增加，并于春化结束时达到峰值。

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