贮藏温度对水仙生长发育相关形态、生理与代谢的影响

贮藏温度对水仙生长发育相关形态、生理与代谢的影响
中国水仙(Narcissus tazetta var.chinensis)属石蒜科水仙属多年生球茎类草本花卉,有很高的观赏价值。

本研究以3年生中国水仙品种’金盏银台,为试验材料,将其鳞茎起球后分别贮藏于5℃、15℃、25℃、35℃和室温下直至种植,从形态学观察、生理生化指标测定及分子生物学研究三个角度不同程度研究贮藏期温度对中国水仙鳞茎生长发育状况的影响,为今后研究温度对中国水仙鳞茎生长发育机制研究提供了基础。

主要研究结果如下:1贮藏期不同温度下中国水仙鳞茎碳水化合物变化分析
测定不同温度贮藏时水仙鳞片和主芽的可溶性糖和淀粉含量的变化,发现不同温度贮藏下内外鳞片和主芽淀粉含量变化趋势基本一致,贮藏过程中水仙内鳞片和主芽的可溶性糖含量整体呈缓慢上升趋势,外鳞片的含糖量较内鳞片和主芽低,
这是因为随着贮藏时间的延长,水仙贮藏期鳞茎营养物质基本储存在内鳞片和主芽中,以便水仙花芽分化使用,为水仙后期生长发育提供养分和能量。

2贮藏期不同温度下对中国水仙鳞茎形态学变化分析水仙主芽形态学观察得知,15℃和25℃贮藏主芽生长速度较快;5℃、35℃和室温贮藏的生长速度缓慢。

5℃和35℃贮藏后20d,尖端染色程度较深,细胞密集,细胞活力明显;15℃和25℃贮藏后5d水仙主芽生长锥凸出染色程度深,细胞活力增强;室温贮藏花芽分化在贮藏后25 d开始启动,此时水仙生长锥的尖端染色深,随着贮藏时间的延长,水仙花芽分化的程度继续加深,但整体进度比25℃贮藏较慢。

25℃和室温贮藏呈现花芽状态,5℃、15℃和35℃贮藏期间始终保持叶芽状态。

观察中国水仙主芽和鳞片淀粉粒,结果显示,外鳞片的淀粉粒数量和大小高
于主芽,水仙主芽在形态建成时淀粉粒数量明显减少。

5℃贮藏主芽淀粉粒数量呈
现“下降-上升-下降”趋势;15℃贮藏水仙主芽形态发育速度较快故淀粉粒分布稀少,且多数集中在鳞茎盘;25℃和室温贮藏随着花芽分化的程度加深,淀粉粒数量明显减少;35℃贮藏后5-10 d淀粉粒数量基本一致,贮藏后15-25 d淀粉粒数量稀少。

3贮藏期不同温度下中国水仙主芽内源激素含量变化ABA的含量的高低与温度有关,ABA有利于促进水仙形态发育;水仙主芽IAA含量整体呈下降趋势,但整体维持在一定的浓度;5℃、15℃和25℃贮藏JA含量整体偏高,35℃和室温贮藏JA含量略低,这可能是因为在贮藏期间高温环境防御所影响;不同温度贮藏SA含量呈现“下降-上升”趋势,可能与贮藏时间和形态发育有关;ZR含量5℃偏高可能外界低温环境影响,15℃和25℃贮藏水仙主芽含量略高,而室温含量偏低,贮藏的温度越靠近水仙适宜生长的温度,ZR的含量就越高,其主芽的生长速度也越快。

4不同温度对贮藏期中国水仙芽休眠和芽分化相关基因表达的影响对中国水仙芽休眠和芽分化相关基因表达分析,NtFTs基因、ABA和GA合成和降解相关基因,花发育相关基因在不同温度的调控下基因的表达量没有一致性。

NtFT3和NtFT4基因在不同温度调控下影响明显,NtFT基因只在5℃贮藏下表达量处于低水平,其它温度贮藏表达量偏高。

ABA合成途径中的相关基因表达量变化趋势并没有呈现一致性,不同温度贮藏NtAAO3和NtNCED基因表达量影响较为显著,NtZEP和NtABA2基因表达量影响不明显;GA合成相关基因NtGA3Ox基因表达量在不同温度贮藏基本呈下降趋势,GA降解相关基因NtGA2Ox基因在不同温度贮藏表达量处于低水平,这可能会促使GA的合成受到阻碍。

ABA和GA合成降解相关基因参与水仙主芽形态的发育。

不同温度贮藏NtAP1基因对水仙花芽形成影响较明显,对叶芽的发育影响不显著;NtAP3基因在5℃贮
藏不同时期表达量变化波动性大,15℃和25℃贮藏该基因表达量呈现上升趋势;NtP1基因在5℃和15℃贮藏基因表达量呈现上升-下降趋势,25℃贮藏该基因表达量整体偏高且呈上升趋势,表明该温度贮藏期间NtP1基因对花芽分化影响较为显著;不同温度贮藏NtLEAFY基因表达量有差异,25℃贮藏该基因表达量呈上升趋势,可能会提前花期;NtSVP基因在5℃贮藏表达量处于低水平其它温度表达量偏高,25℃贮藏表达量高于室温贮藏,可能是因为NtSVP基因对花芽形成调控明显。