氮對(duì)千日紅試管苗生長(zhǎng)和開(kāi)花誘導(dǎo)的影響

張宵娟，鄧光華，喻蘇琴，康文娟，顧紅梅，鄒 娜

（江西農(nóng)業(yè)大學(xué)園林與藝術(shù)學(xué)院，江西南昌330045）

氮對(duì)千日紅試管苗生長(zhǎng)和開(kāi)花誘導(dǎo)的影響

張宵娟，鄧光華，喻蘇琴，康文娟，顧紅梅，鄒 娜*

（江西農(nóng)業(yè)大學(xué)園林與藝術(shù)學(xué)院，江西南昌330045）

本文以千日紅組培苗為試驗(yàn)材料，研究培養(yǎng)基中氮形態(tài)及含量對(duì)千日紅試管苗生長(zhǎng)和開(kāi)花誘導(dǎo)的影響。結(jié)果表明，1）相對(duì)于銨態(tài)氮（NH4＋），硝態(tài)氮（NO3－）作為唯一氮源更有利于千日紅試管苗生長(zhǎng)和開(kāi)花誘導(dǎo)，但千日紅在NH4＋和NO3－同時(shí)存在的培養(yǎng)基中表現(xiàn)最佳。2）在20 mmol／L NH4＋（NO3－）和5 mg／L PP333存在的條件下，試管苗生長(zhǎng)基本隨著培養(yǎng)基中NO3－（NH4＋）含量的增加而增加，并在含40 mmol／L NO3－＋20 mmol／L NH4＋（即MS培養(yǎng)基中氮含量）的培養(yǎng)基中株高達(dá)到最大值5．91 cm；而葉片數(shù)和開(kāi)花率則隨著培養(yǎng)基中NH4＋和NO3－含量的增加呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢(shì)，并在20 mmol／L NO3－＋5 mmol／L NH4＋培養(yǎng)基中達(dá)到最大值，分別為10．7片／株和38．89%。3）氮含量及形態(tài)配比結(jié)果表明，千日紅試管苗開(kāi)花率在培養(yǎng)基中氮總量為5 mmol／L、NO3－／NH4＋為4／1時(shí)達(dá)到最大值39．95%，而株高和葉片數(shù)在氮總量為35 mmol／L，NO3－／NH4＋為4／1時(shí)達(dá)到最大值8．52 cm和13．38片／株。千日紅試管苗開(kāi)花率與培養(yǎng)基中NO3－／NH4＋顯著正相關(guān)，而與氮總量及株高之間顯著負(fù)相關(guān)。此外，培養(yǎng)基中氮含量及形態(tài)配比還顯著影響無(wú)菌苗根系生長(zhǎng)。

千日紅；試管苗；氮（N）；生長(zhǎng)；試管開(kāi)花

千日紅（Gomphrena globosa）又名火球花、千年紅等，是莧科千日紅屬一年生草本花卉，株高20～60 cm，全株密被細(xì)毛，葉對(duì)生?；ㄉ猩罴t、紫紅、粉紅或白色等，自然條件下3－4月播種，6－11月開(kāi)花。其花色艷麗具光澤，且花開(kāi)百日而不敗，象征著天長(zhǎng)地久、永恒的愛(ài)，因而深受人們喜愛(ài)。因植株低矮，花繁色濃，千日紅不僅是配置花壇、種植缽和花鏡的好材料；同時(shí)又因其花期長(zhǎng)，花色與花形經(jīng)久不變，所以又是作鮮切花的良好材料；而且，其花序及全草皆可入藥，具有清肝、散結(jié)、止咳和定喘之效［1-3］。近年來(lái)，從千日紅提取天然食用色素和花色苷受到人們普遍關(guān)注［4-7］。此外，千日紅還可作為花茶飲用。由此可見(jiàn)，千日紅是天生的干燥花，同時(shí)也是風(fēng)味絕佳的花草茶，具有較高的觀賞、藥用和食用價(jià)值。試管開(kāi)花是指通過(guò)組織培養(yǎng)的方法，使植物的開(kāi)花過(guò)程在培養(yǎng)容器中完成。由于試管開(kāi)花可以不受季節(jié)限制地周年誘導(dǎo)，不僅可以達(dá)到快繁的目的，還縮短了開(kāi)花時(shí)間，這對(duì)千日紅的生產(chǎn)和育種都具有重要意義［8］。此外，試管花具有一定的觀賞價(jià)值，也可作為旅游商品進(jìn)行開(kāi)發(fā)。近年來(lái)，關(guān)于組培苗試管開(kāi)花的報(bào)道比較常見(jiàn)，而有關(guān)千日紅試管開(kāi)花的報(bào)道則較少［9］。

氮素作為植物生長(zhǎng)所必須的大量營(yíng)養(yǎng)元素之一，是花和花序發(fā)育所必需的，并在一定范圍內(nèi)氮素能增加花量［10］。而就氮營(yíng)養(yǎng)對(duì)試管開(kāi)花誘導(dǎo)而言，有報(bào)道認(rèn)為減少M(fèi)S培養(yǎng)基中氮含量有利于促進(jìn)花芽形成，高水平的氮?jiǎng)t抑制開(kāi)花；在氮總量不變的情況下，試管苗成花率一般隨著NO3－／NH4＋的增大而升高［11-12］。作為一個(gè)整體，植株的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)對(duì)花芽分化和整個(gè)試管花的觀賞效果而言都具有重要作用，而前人在進(jìn)行氮誘導(dǎo)試管開(kāi)花過(guò)程中對(duì)無(wú)菌苗生長(zhǎng)的影響尚未關(guān)注。本實(shí)驗(yàn)室成員在千日紅組織培養(yǎng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)改變MS培養(yǎng)基中NH4＋／NO3－配比可誘導(dǎo)千日紅無(wú)菌苗在試管內(nèi)開(kāi)花，并且在不同氮形態(tài)的培養(yǎng)基中植株生長(zhǎng)存在明顯差異［13］。因此，本文在前期研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)MS培養(yǎng)基氮含量進(jìn)一步深入研究不同氮水平及形態(tài)配比對(duì)千日紅生長(zhǎng)和試管開(kāi)花誘導(dǎo)的影響，以期為千日紅生產(chǎn)中的花期調(diào)控，改善花卉品質(zhì)和試管花卉生產(chǎn)提供一定的參考，并為進(jìn)一步深入研究氮對(duì)千日紅試管開(kāi)花誘導(dǎo)的生理機(jī)制奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1．1 材料

千日紅無(wú)菌試管苗。

1．2 方法

當(dāng)組培苗在生根培養(yǎng)基1／2 MS＋0．5 mg／L IBA＋30 g／L蔗糖＋0．5 g／L活性炭中長(zhǎng)到2 cm以上時(shí)，取頂端2 cm（含4片葉）接種到各處理培養(yǎng)基（MS培養(yǎng)基大量元素中NH4NO3換為NH4Cl以提供單一的銨態(tài)氮，其他組成成分不變，但KNO3，NH4Cl需要單獨(dú)配置分別裝于不同的試劑瓶中）進(jìn)行如下試驗(yàn)：

1．2．1 不同NH4＋水平 不同濃度NH4＋（0，1，5，10，20和30 mmol／L）由NH4Cl提供，各處理培養(yǎng)基另含20 mmol／L KNO3以提供NO3－。各處理培養(yǎng)基均添加5 mg／L多效唑（PP333），以控制苗高生長(zhǎng)。

1．2．2 不同NO3－水平 不同濃度NO3－（0，5，10，20，40和60 mmol／L）由KNO3提供，各處理培養(yǎng)基另含20 mmol／L NH4Cl以提供NH4＋。各處理培養(yǎng)基均添加5 mg／L PP333，以控制苗高生長(zhǎng)。

1．2．3 不同氮含量 不同濃度氮（0，5，15，25，35和45 mmol／L）分別由KNO3和NH4Cl提供，使處理中各培養(yǎng)基NO3－／NH4＋為4／1。

1．2．4 不同硝銨配比 不同NO3－／NH4＋配比（0／5，1／4，2／3，3／2，4／1和5／0）分別由KNO3和NH4Cl提供，各培養(yǎng)基中總氮濃度均為25 mmol／L。

1．3 培養(yǎng)條件

培養(yǎng)室溫度（25±1）℃、光照時(shí)間12 h／d，光照強(qiáng)度為2000 lx。開(kāi)花處理每培養(yǎng)基中添加7 mg／L亞精胺。如無(wú)特殊說(shuō)明各培養(yǎng)基均添加瓊脂6．5 g／L，蔗糖40 g／L，p H 5．8，121℃高壓滅菌20 min。

1．4 數(shù)據(jù)分析

在接種之后的第60天進(jìn)行苗高和葉片數(shù)的測(cè)量并統(tǒng)計(jì)開(kāi)花率。苗高用直尺測(cè)量，葉片數(shù)為植株由底端至頂端的葉片總數(shù)，開(kāi)花率＝開(kāi)花無(wú)菌苗數(shù)／接種無(wú)菌苗總數(shù)×100%。試驗(yàn)于2013年9月至2014年5月之間進(jìn)行，每處理分別接種20～30個(gè)外植體，各試驗(yàn)至少設(shè)2次重復(fù)。應(yīng)用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 13．0，以P＜0．05為差異顯著；采用LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2．1 不同NH4＋水平對(duì)千日紅試管苗生長(zhǎng)及開(kāi)花誘導(dǎo)的影響

試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，在20 mmol／L KNO3存在條件下，隨著培養(yǎng)基中NH4＋濃度增加，千日紅試管苗葉色逐漸變深，葉片面積也在逐漸增大。各處理培養(yǎng)基中的試管苗都有生根，但根系數(shù)量及長(zhǎng)度隨著培養(yǎng)基中NH4＋濃度的增加呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)，在含5～10 mmol／L NH4＋的培養(yǎng)基中的試管苗根系質(zhì)量較為理想（圖1A）。

定量分析結(jié)果表明（表1），在有20 mmol／L KNO3和5 mg／L PP333存在的條件下，苗高隨著培養(yǎng)基中NH4＋濃度的增加呈緩慢增加的趨勢(shì)，并且在30 mmol／L NH4＋培養(yǎng)基中達(dá)到最大值4．33 cm，分別比0和1 mmol／L NH4＋中的無(wú)菌苗提高45．30%和52．46%；從葉片數(shù)來(lái)看，隨著NH4＋濃度的增加試管苗葉片數(shù)量呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢(shì)，在含5 mmol／L NH4＋的培養(yǎng)基中達(dá)到最大值10．70片／株，分別比0和30 mmol／L NH4＋培養(yǎng)基中的試管苗提高28．45%和34．09%。開(kāi)花率也是隨著NH4＋濃度的增加呈先增加后下降的趨勢(shì)，在含5 mmol／L NH4＋的培養(yǎng)基中達(dá)到最大值38．89%，分別比0和30 mmol／L NH4＋培養(yǎng)基中的試管苗提高52．15%和599．46%。

方差分析結(jié)果表明，含30 mmol／L NH4＋中的試管苗高與0，1，5和10 mmol／L之間的差異均達(dá)到顯著水平；當(dāng)NH4＋在0～30 mmol／L范圍內(nèi)變化時(shí)，試管苗平均葉片數(shù)在不同處理間的差異均未達(dá)到顯著水平。5 mmol／L NH4＋中的試管苗開(kāi)花率除了與30 mmol／L NH4＋之間的差異達(dá)到顯著水平外，其他各處理間開(kāi)花率差異均不顯著。

2．2 不同NO3－水平對(duì)千日紅試管苗生長(zhǎng)及開(kāi)花誘導(dǎo)的影響

由圖1B可以看出，在無(wú)NO3－或低NO3－各處理培養(yǎng)基中的千日紅試管苗黃褐色、葉片數(shù)量和面積較小，長(zhǎng)勢(shì)很差，但隨著培養(yǎng)基中NO3－濃度增加而逐漸加深，葉片數(shù)量和面積也在不斷增大，植株生長(zhǎng)健壯。除了無(wú)NO3－培養(yǎng)基上的試管苗基本沒(méi)有根系或部分植株有少量粗短無(wú)側(cè)根及根毛的黃褐色根系外，其他各培養(yǎng)基中的植株根系為白色、質(zhì)量較好且數(shù)量及長(zhǎng)度均隨著NO3－濃度的增加而逐漸增多。

定量分析結(jié)果表明（表2），在有20 mmol／L NH4Cl和5 mg／L PP333存在的條件下，株高基本隨著培養(yǎng)基中NO3－增加而逐漸增大，在40和60 mmol／L NO3－中分別達(dá)到5．91和5．73 cm，比無(wú)NO3－培養(yǎng)基中的試管苗提高95．05%和89．11%；植株葉片數(shù)也是隨著NO3－濃度的增加而逐漸增加，在60 mmol／L NO3－中達(dá)到最大值9．50片／株，分別比0和5 mmol／L NO3－中的試管苗增加83．75%和42．43%。在無(wú)NO3－培養(yǎng)基中，千日紅試管苗開(kāi)花率達(dá)到10．65%，但在其他各處理間，隨著NO3－的添加，開(kāi)花率呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢(shì)，并且在20 mmol／L NO3－中達(dá)最大值16．11%，60 mmol／L NO3－中的試管苗開(kāi)花率為0。

方差分析結(jié)果表明，40和60 mmol／L NO3－中的試管苗株高間差異不顯著，但分別與0和5 mmol／L NO3－中的試管苗株高間的差異達(dá)到顯著水平。當(dāng)培養(yǎng)基中NO3－在20～60 mmol／L范圍內(nèi)變化，試管苗平均葉片數(shù)在不同處理之間的差異未達(dá)到顯著水平，但與含0～10 mmol／L NO3－中的試管苗葉片數(shù)差異達(dá)到顯著水平。20 mmol／L NO3－中的試管苗開(kāi)花率與60 mmol／L NO3－之間的差異達(dá)到顯著水平，其他各處理間的差異均未達(dá)到顯著水平。

上述不同NH4＋和NO3－的試驗(yàn)結(jié)果表明，在20 mmol／L KNO3和5 mmol／L NH4Cl存在的條件下，千日紅試管苗開(kāi)花率達(dá)到最大值38．89%，那么到底是氮含量為25 mmol／L還是NO3－／NH4＋為4／1更有利于促進(jìn)千日紅試管苗開(kāi)花呢？為此，我們又進(jìn)一步設(shè)計(jì)了不同氮含量但NO3－／NH4＋為4／1的培養(yǎng)基（表3）以及25 mmol／L氮條件下不同NO3－／NH4＋的培養(yǎng)基（表4），以篩選千日紅試管苗最佳試管開(kāi)花培養(yǎng)基配方，以及探討不同氮總量及NO3－／NH4＋對(duì)千日紅試管苗生長(zhǎng)及開(kāi)花誘導(dǎo)的影響。

2．3 不同氮含量對(duì)千日紅試管苗生長(zhǎng)及開(kāi)花誘導(dǎo)的影響

表3結(jié)果表明，保持培養(yǎng)基中NO3－／NH4＋為4／1不變，試管苗開(kāi)花率隨著氮總量的增加呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢(shì)，在氮總量為5 mmol／L條件下開(kāi)花率最高，達(dá)39．95%，比無(wú)氮條件下千日紅試管苗開(kāi)花率提高99．75%；而在45 mmol／L氮條件下開(kāi)花率為0。苗高和葉片數(shù)也是隨著培養(yǎng)基中氮總量的增加而呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)，在35 mmol／L氮條件下達(dá)到最大值，分別為8．52 cm和13．38片／株，分別比無(wú)氮培養(yǎng)基中相應(yīng)指標(biāo)提高353．19%和259．30%。

方差分析結(jié)果表明，5 mmol／L氮中的試管苗開(kāi)花率與25，35及45 mmol／L氮之間的差異達(dá)到顯著水平，而其他各處理間千日紅試管苗開(kāi)花率的差異未達(dá)到顯著水平。35 mmol／L氮培養(yǎng)基中的試管苗株高及葉片數(shù)顯著大于0～15 mmol／L培養(yǎng)基中的試管苗，而與25和45 mmol／L氮培養(yǎng)基中的試管苗差異不顯著。

由圖1C可以看出，除了無(wú)氮培養(yǎng)基上的植株沒(méi)有根系形成外，其他各培養(yǎng)基中的植株根系數(shù)量及長(zhǎng)度均隨著氮濃度的增加而逐漸增多，并在35 mmol／L總氮培養(yǎng)基中達(dá)到最大值。

2．4 不同硝銨配比對(duì)千日紅試管苗生長(zhǎng)及開(kāi)花誘導(dǎo)的影響

表4結(jié)果表明，在保持培養(yǎng)基中氮總量為25 mmol／L不變條件下，隨著培養(yǎng)基中NO3－／NH4＋的增加開(kāi)花率呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢(shì)，在NO3－／NH4＋為0／5培養(yǎng)基中的試管苗開(kāi)花率為0，在比值為3／2中達(dá)到最大值22．22%，比比值為5／0的提高185．60%。千日紅試管苗株高和葉片數(shù)也是隨培養(yǎng)基中NO3－／NH4＋的增加呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)，在比值為4／1時(shí)達(dá)到最大值8．38 cm和11．92片／株，分別比比值為0／5和5／0培養(yǎng)基中的株高增加139．43%和21．44%，葉片數(shù)增多196．52%和31．86%。

方差分析結(jié)果表明，NO3－／NH4＋為3／2培養(yǎng)基中的試管苗開(kāi)花率與比值為0／5和4／1間的差異達(dá)到顯著水平，而其他各配方間的差異不顯著。NO3－／NH4＋為4／1的培養(yǎng)基中的試管苗株高和葉片數(shù)分別與比值為0／5，1／4和5／0間的差異達(dá)到顯著水平，而與2／3和3／2間的差異未達(dá)到顯著水平。

由圖1D可以看出，除了NO3－／NH4＋為0／5中的植株幾乎沒(méi)有根系形成及生長(zhǎng)外，在氮總量保持25 mmol／L不變的情況下，千日紅試管苗生長(zhǎng)量和根系數(shù)量及長(zhǎng)度基本隨著培養(yǎng)基中NO3－比例的增加呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢(shì)，并在培養(yǎng)基中NO3－／NH4＋為4／1時(shí)達(dá)到最大值。

2．5 千日紅試管苗生長(zhǎng)及開(kāi)花相關(guān)性分析

對(duì)千日紅試管苗開(kāi)花率、株高、葉片數(shù)、氮總量及NO3－／NH4＋之間的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行分析，結(jié)果表明，千日紅試管苗開(kāi)花率與培養(yǎng)基中氮總量極顯著負(fù)相關(guān)，其回歸方程為Y＝－0．367X＋25．054，R2＝0．282，P＜0．01；與株高之間顯著負(fù)相關(guān)，其回歸方程為Y＝－2．709X＋27．857，R2＝0．225，P＜0．05；與培養(yǎng)基中NO3－／NH4＋顯著正相關(guān)，其回歸方程為Y＝1．178X＋10．544，R2＝0．273，P＜0．05；千日紅試管苗株高與葉片數(shù)極顯著正相關(guān)，其回歸方程為Y＝0．614X－0．414，R2＝0．544，P＜0．01。此外，千日紅試管苗株高、葉片數(shù)與培養(yǎng)基N總量之間相關(guān)性不顯著，與硝銨比之間的相關(guān)關(guān)系也未達(dá)到顯著水平；千日紅試管苗開(kāi)花率與葉片數(shù)間相關(guān)關(guān)系不顯著。

3 討論

3．1 氮（N）對(duì)千日紅試管苗生長(zhǎng)的誘導(dǎo)

本文研究結(jié)果表明，在無(wú)氮培養(yǎng)基中，千日紅試管苗生長(zhǎng)受到嚴(yán)重影響，表現(xiàn)為：培養(yǎng)2個(gè)月，苗高生長(zhǎng)幾乎為0、下部葉片缺綠變黃，并逐步向上發(fā)展、葉面積較少且每植株平均新萌葉片數(shù)不超過(guò)2片。隨培養(yǎng)基中氮總量的增加，千日紅試管苗株高、葉片的大小和數(shù)量基本呈增加的趨勢(shì)，植株生長(zhǎng)旺盛且健壯，葉色也變得更加濃綠（表1～3；圖1A～C）。說(shuō)明氮素作為高等植物所必需的大量營(yíng)養(yǎng)元素之一，對(duì)植物生長(zhǎng)有重要影響［14］。

NO3－和NH4＋作為植物可吸收利用的主要無(wú)機(jī)氮形態(tài)，由于不同植物對(duì)氮吸收利用能力不同，植物在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成了對(duì)不同氮形態(tài)的偏向選擇性，即在NO3－（或NH4＋）占優(yōu)勢(shì)的氮營(yíng)養(yǎng)環(huán)境中，植物吸收氮的能力、生理反應(yīng)、生長(zhǎng)速度較好，表現(xiàn)出明顯的喜硝性（或喜銨性）［14-17］。本研究中在NO3－（20 mmol／L）作為唯一氮源時(shí)，無(wú)菌苗株高、葉片數(shù)和根系等可正常生長(zhǎng)（圖1A）；而在NH4＋（20 mmol／L）為唯一氮源的培養(yǎng)基中試管苗生長(zhǎng)受到嚴(yán)重影響，表現(xiàn)為根系粗短或沒(méi)有根系形成、葉面積變小、葉片數(shù)量少且黃化、甚至植株干枯死亡等（圖1B）。因此較不同氮形態(tài)而言，千日紅試管苗生長(zhǎng)偏好于硝態(tài)氮。

在20 mmol／L NO3－（NH4＋）存在條件下，隨著培養(yǎng)基中NH4＋（NO3－）量的增加，千日紅試管苗株高、葉片的面積和數(shù)量基本呈增加的趨勢(shì)，植株生長(zhǎng)旺盛且健壯，葉色也變得更加濃綠、葉片變得寬厚（表1～2；圖1A～B）。因此，說(shuō)明像大多數(shù)植物一樣，混合氮源比單獨(dú)的NO3－（NH4＋）更有利于千日紅試管苗生長(zhǎng)（圖1）。硝銨增效在多種作物上都有報(bào)道，可能由于不同氮形態(tài)具有不同的吸收基因，并且不同氮形態(tài)對(duì)氮素代謝酶活性、光合特性、其他礦質(zhì)元素吸收及植物呼吸作用的影響不同，從而使混合氮源具有更好的氮吸收和利用效率，積累更多的干物質(zhì)［16-19］。本文研究結(jié)果表明，試管苗高度和葉片數(shù)生長(zhǎng)的最適NO3－／NH4＋為4／1；氮總量為35 mmol／L（表3和4）。

根系是植物吸收氮的主要器官，根系的大小和構(gòu)型是確保植物獲取充足氮的重要因素，在一定程度上反映其吸收能力的強(qiáng)弱［20］。同時(shí)，植物根系的生長(zhǎng)、形態(tài)以及根系在介質(zhì)中的分布又受氮供應(yīng)的影響最為明顯［19，21］。千日紅試管苗在不同氮培養(yǎng)基中，根系生長(zhǎng)差異顯著：表現(xiàn)為在無(wú)氮或銨作為唯一氮源時(shí)，幾乎沒(méi)有根系形成或根系生長(zhǎng)量很小，但隨著氮總量的增加，并且在硝態(tài)氮／銨態(tài)氮達(dá)到一定的比例時(shí)達(dá)到最大值（圖1B～D）。因此，將來(lái)在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，特別是在生根培養(yǎng)階段，可通過(guò)改變培養(yǎng)基中氮含量或NO3－／NH4＋來(lái)代替植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)進(jìn)行生根誘導(dǎo)。目前組培生根誘導(dǎo)過(guò)程中，經(jīng)常使用大量元素減量的1／2 MS或1／4MS作為生根誘導(dǎo)基本培養(yǎng)基，也可能與減少培養(yǎng)基中氮含量特別是過(guò)高的NH4＋濃度有關(guān)。

3．2 氮（N）對(duì)千日紅試管苗開(kāi)花誘導(dǎo)的影響

相關(guān)性分析結(jié)果表明，試管苗開(kāi)花率與培養(yǎng)基中氮含量呈極顯著負(fù)相關(guān)（Y＝－0．367X＋25．054，R2＝0．282，P＜0．01）。推測(cè)一方面可能是由于過(guò)多的氮，造成植物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)于旺盛，株高和葉片數(shù)徒長(zhǎng)，影響了生殖生長(zhǎng)而影響開(kāi)花；試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，千日紅試管苗雖然在高氮培養(yǎng)基（40 mmol／L KNO3＋20 mmol／L NH4Cl）中也有少量開(kāi)花，但花朵較小，且色淡，觀賞效果不佳。另一方面，在培養(yǎng)基蔗糖含量不變的情況下，增加氮含量會(huì)降低培養(yǎng)基中的C／N。Klebs［22］通過(guò)大量的試驗(yàn)證明，植物體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)狀況（糖類和含氮化合物含量）可以影響植物的成花過(guò)程：當(dāng)C占優(yōu)勢(shì)時(shí)，C／N增高，促進(jìn)植株開(kāi)花結(jié)實(shí)；當(dāng)N占優(yōu)勢(shì)時(shí)，C／N降低，則促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，人為調(diào)節(jié)植物的C／N，可以控制植物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)［22-23］。第三，氮含量的增加還會(huì)改變培養(yǎng)基中氮∶磷∶鉀之間的比例，一般而言，氮的比例高有利于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)但對(duì)花芽誘導(dǎo)及分化不利。如Kostenyuk等［24］研究表明，減少M(fèi)S培養(yǎng)基中氮的含量（1／10 N），增加磷含量（5倍磷），可使蘭花（Cymbidium niveo-marginatum）在試管內(nèi)開(kāi)花。

在20和25 mmol／L NO3－為唯一氮源的培養(yǎng)基中，千日紅試管苗開(kāi)花率分別為25．56%和7．78%；而在20和25 mmol／L NH4＋為唯一氮源的培養(yǎng)基中，千日紅試管苗開(kāi)花率分別為10．65%和0%（表1，2和4），說(shuō)明就不同氮形態(tài)而言，NO3－較NH4＋更有利于試管苗開(kāi)花。相關(guān)性分析結(jié)果也表明，千日紅試管苗開(kāi)花率與培養(yǎng)基中NO3－／NH4＋顯著正相關(guān)。NO3－更有利于千日紅試管開(kāi)花，其原因之一可能是千日紅作為銨敏感植物，培養(yǎng)基中過(guò)高濃度的銨可能對(duì)植株造成毒害，長(zhǎng)勢(shì)差而影響正常生長(zhǎng)和開(kāi)花。另一個(gè)方面，推測(cè)N作為營(yíng)養(yǎng)信號(hào)可調(diào)控開(kāi)花相關(guān)基因的表達(dá)，而不同形態(tài)的N對(duì)開(kāi)花相關(guān)基因的誘導(dǎo)表達(dá)能力不同。如在擬南芥（Arabidopsis thaliana）上的研究結(jié)果表明，開(kāi)花相關(guān)基因CO和SOC1在NO3－處理?xiàng)l件下的表達(dá)量明顯高于NH4＋處理的［25］。此外，在墨蘭（Cymbidium sinense）上的研究結(jié)果也表明，生長(zhǎng)后期施1～10 mmol／L硝態(tài)氮，有利于花芽分化［26］。

千日紅試管開(kāi)花率隨著培養(yǎng)基中另外一種氮形態(tài)的添加或NO3－／NH4＋的提高而增加，并在NO3－／NH4＋為4／1（氮總量為5 mmol／L）時(shí)達(dá)到最大值39．95%。同科植物雞冠花（Celosia cristata）試管開(kāi)花對(duì)不同氮形態(tài)的響應(yīng)結(jié)果也表明，NO3－／NH4＋高時(shí)有利于雞冠花試管開(kāi)花，并在MS中NO3－／NH4＋為50∶10時(shí)，雞冠花試管開(kāi)花率最高［27］。說(shuō)明混合氮源比單一的NO3－或NH4＋更有利于千日紅等莧科植物試管苗開(kāi)花誘導(dǎo)。

試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，20 mmol／L KNO3和5 mmol／L NH4Cl在有PP333存在的條件下，開(kāi)花率最高可達(dá)38．89%（表1）；而在沒(méi)有PP333存在的條件下，相同的培養(yǎng)基（氮總量為25 mmol／L，20 mmol／L KNO3和5 mmol／L NH4Cl）和生長(zhǎng)環(huán)境，千日紅試管苗開(kāi)花率分別為5．55%和4．44%（表3和表4）。究其原因，除了可能的試驗(yàn)誤差，主要是在試驗(yàn)中沒(méi)有再添加PP333。PP333對(duì)千日紅試管苗開(kāi)花率的促進(jìn)作用，一方面可能是由于其抑制了植株的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，相關(guān)性分析結(jié)果也表明千日紅試管苗開(kāi)花率與植株生長(zhǎng)高度呈負(fù)相關(guān)（P＜0．05）。如在表1中千日紅無(wú)菌苗平均株高僅3．36 cm，而后者平均株高分別為7．20和8．38 cm，這個(gè)可以說(shuō)明千日紅試管苗必須進(jìn)行矮化處理。另一方面，可能是PP333作為植物生長(zhǎng)延緩劑，在植物體內(nèi)抑制內(nèi)源激素GA的生物合成，提高可溶性糖、淀粉、全氮含量，增加C／N，從而提高成花率［28］。

在培養(yǎng)基中不含氮時(shí)，千日紅試管苗生長(zhǎng)受到嚴(yán)重影響，但開(kāi)花率可達(dá)20%，說(shuō)明植物試管開(kāi)花也可能與生長(zhǎng)脅迫誘導(dǎo)有關(guān)［29］。有研究表明，光照會(huì)促進(jìn)千日紅葉片中乙烯的釋放［30］，而乙烯被證明是與生長(zhǎng)素誘導(dǎo)的菠蘿（Ananas comosus）外植體花芽形成有關(guān)［31］。因此，千日紅試管開(kāi)花是否與生長(zhǎng)過(guò)程中組培瓶?jī)?nèi)日益增加的乙烯有關(guān)，以及與內(nèi)外源激素的關(guān)系值得進(jìn)一步深入研究。

4 結(jié)論

相對(duì)于NH4＋，NO3－更有利于千日紅試管苗生長(zhǎng)、根系形成和試管開(kāi)花誘導(dǎo)，培養(yǎng)基中過(guò)高的NH4＋作為唯一氮源會(huì)導(dǎo)致千日紅NH4＋中毒；混合氮源對(duì)千日紅生長(zhǎng)最有利。在兩種氮源共同存在的條件下，隨著培養(yǎng)基中氮總量增加，千日紅試管苗株高和葉片數(shù)呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，并在NO3－／NH4＋為4／1、N總量為35 mmol／L時(shí)達(dá)最大值，分別為8．52 cm和13．38片／株。而試管開(kāi)花率基本隨著培養(yǎng)基中氮總量及試管苗高的增加而下降，在NO3－／NH4＋為4／1、N總量為5 mmol／L培養(yǎng)基中的試管開(kāi)花率最高。用PP333對(duì)千日紅試管苗進(jìn)行矮化處理可提高試管開(kāi)花率。試管苗根系也隨著培養(yǎng)基中氮總量及NO3－／NH4＋的變化而變化，并在氮含量較高且硝態(tài)氮／銨態(tài)氮較大的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)較好。

Reference：

［1］ Han X J．Gorgeous herbs Gomphrena globosa L．Journal for Beneficial Readines Drug Informations＆Medical，2006，（7）：39．

［2］ Wu W L，Hua Q Z，Pan S L，et al．Effect of different fertilization patterns on growth of blossom strains of Gomphrena globosa L．．Northern Horticulture，2012，（22）：164-167．

［3］ Hamiduzzaman M，Azam A T M Z．Antimicrobial，antioxidant and cytotoxic activities of Gomphrena globosa（L．）．Bangladesh Pharmaceutical Journal，2012，15（2）：183-185．

［4］ Heuer S，Wray V，Metzger J W，et al．Betacyanins from flowers of Gomphrena globosa．Phytochemistry，1992，31（5）：1801-1807．

［5］ Xu Z，Bo K．Study on the enzyme extraction and purification of Gomphrena globosa L．Food and Fermentation Industries，2006，32（8）：139-141．

［6］ Wang Z J，Lian Y J．Studies on the extractive technique of globeamaranth pigment．Food Research and Developent，2010，31（1）：47-49．

［7］ Ferreres F，Gil-Izquierdo A，Valentāo P，et al．Structural characterization of phenolics and betacyanins in Gomphrena globosa by high-performance liquid chromatography-diode array detection／electrospray ionization multi-stage mass spectrometry．Rapid Communications in Mass Spectrometry，2011，25（22）：3441-3446．

［8］ Liu Y C，Zhou J H，Bai Z C．Research on plant in vitro flowering．Southwest Horticulture，2006，34（5）：20-22．

［9］ Zou N，Lin Q L．In vitro flowering method of Gomphrena globosa［P］．China Patent：ZL 201210127686．1，2013-8-28．

［10］ Ma Y P，Dai S L．Flower bud differentiation mechanism of anthophyta．Molecular Plant Breeding，2003，1（4）：539-545．

［11］ Duan J X，Yazawa S．Floral induction and development in Phalaenopsis in vitro．Plant Cell，Tissue and Organ Culture，1995，43：71-74．

［12］ Kachonpadungkitti Y，Romchatngoen S，Hasegawa K，et al．Efficient flower induction from cultured buckwheat（Fagopyrumesculentum L．）node segments in vitro．Plant Growth Regulation，2001，35：37-45．

［13］ Zou N，Deng G H，Su Y，et al．Tissue culture and in vitro flowering of Gomphrena globosa．Journal of Northwest Normal University（Nature Science），2014，50（4）：71-78．

［14］ Chen Y X，Chen X H，Tang Y Q，et al．Effect of nitrogen fertilizer on dry matter accumulation and yield in wheat／maize／soybean intercropping systems．Acta Prataculturae Sinica，2014，23（1）：73-83．

［15］ Norisada M，Kojima K．Nitrogen form preference of six dipterocarp species．Forest Ecology and Management，2005，216（1）：175-186．

［16］ Yao B，Cao J，Zhao C，et al．Influence of ammonium and nitrate supply on growth，nitrate reductase activity and N-use efficiency in a natural hybrid pine and its parents．Journal of Plant Ecology，2011，4（4）：275-282．

［17］ Bybordi A，Tabatabaei S J，Ahmadov A．Influence of salinity and ammonium：nitrate ratio on growth，photosynthesis，fatty acid and the activity of antioxidative enzymes in canola．Journal of Plant Nutrition，2012，35（14）：2089-2106．

［18］ Piwpuan N，Zhai X，Brix H．Nitrogen nutrition of Cyperus laevigatus and Phormium tenax：Effects of ammonium versus nitrate on growth，nitrate reductase activity and N uptake kinetics．Aquatic Botany，2013，106：42-51．

［19］ Xu G W，Li S，Zhao Y F，et al．Effects of straw returning and nitrogen fertilizer application on root secretion and nitrogen utilization of rice．Acta Prataculturae Sinica，2014，23（2）：140-146．

［20］ López-Bucio J，Cruz-Ramírez A，Herrera-Estrella L．The role of nutrient availability in regulating root architecture．Current Opinion in Plant Biology，2003，6：280-287．

［21］ Marschner H，Kirkby E A，Cakmak I．Effect of the nutritional status on shoot-root partitioning of photoas similates and cycling of mineral nutrients．Journal of Experimental Botany，1996，47：1255-1263．

［22］ Klebs G．über das verh?itnis der aubenwelt zur entwicklung der pflanze．Sitz-Ber．Akad．Wiss．Heidelberg Ser．B，1913，5：3-47．

［23］ Corbesier L，Bernier G，Périlleux C．C∶N ratio increases in the phloem sap during floral transition of the long-day plants Sinapis alba and Arabidopsis thaliana．Plant and Cell Physiology，2002，43（6）：684-688．

［24］ Kostenyuk I，Oh B J，So I S．Induction of early flowering in Cymbidium niveo-marginatum Mak in vitro．Plant Cell Reports，1999，19：1-5．

［25］ Zhang Y R．The study of nitrogen nutrition regulation of flowering induction related gene expression in Arabidopsis thaliana［D］．Hangzhou：Zhejiang University，2011．

［26］ Pan R Z，Chen J X．Effects of nitrate-nitrogen and ammonium-nitrogen on growth and development in Cymbidium sinense．Acta Botanica Yunnanica，1994，16（3）：285-290．

［27］ He X J，He G C，Lai Z X．Effect of the ratio of ammonium to nitrete fertilization on cockscomb plantlet flowering．Journal of Anhui Agricultural Sciences，2011，39（18）：10761-10763．

［28］ Chen X，Tao Z L，Wu Z X，et al．Effect of PP333and ethrel treatment on endogenous hormones and carbon and nitrogen nutrients in Feizixiao Litchi．Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis，2012，34（1）：27-33．

［29］ Li H，Kang J，Zhao G M，et al．Effects of salinity on accumulation and distribution mode of dry matter and soluble sugar of Jerusalem artichoke（Helianthus tuberosus）．Acta Prataculturae Sinica，2014，23（2）：160-170．

［30］ Grodzinski B，Boesel I，Horton R F．Light stimulation of ethylene release from leaves of Gomphrena globosa L．Plant Physiology，1983，71（3）：588-593．

［31］ Burg S P，Burg E A．Auxin-induced ethylene formation：its relation to flowering in the pineapple．Science，1966，152（3726）：1269-1269．

［1］ 韓學(xué)儉．艷麗藥草千日紅．開(kāi)卷有益（求醫(yī)問(wèn)藥），2006，（7）：39．

［2］ 吳文林，化青珠，潘世龍，等．不同施肥模式對(duì)千日紅開(kāi)花株生長(zhǎng)的影響．北方園藝，2012，（22）：164-167．

［5］ 徐忠，薄凱．千日紅花色苷的酶法提取及純化研究．食品與發(fā)酵工業(yè)，2006，32（8）：139-141．

［6］ 王自軍，廉宜君．千日紅色素的提取工藝．食品研究與開(kāi)發(fā)，2010，31（1）：47-49．

［8］ 劉義存，周俊輝，白志川．試管開(kāi)花的研究評(píng)述．西南園藝，2006，34（5）：20-22．

［9］ 鄒娜，林慶良．千日紅試管花培養(yǎng)方法［P］．中國(guó)專利：ZL 201210127686．1，2013-8-28．

［10］ 馬月萍，戴思蘭．植物花芽分化機(jī)理研究進(jìn)展．分子植物育種，2003，1（4）：539-545．

［13］ 鄒娜，鄧光華，蘇燕，等．千日紅組織培養(yǎng)及試管開(kāi)花研究．西北師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，50（4）：71-78．

［14］ 陳遠(yuǎn)學(xué)，陳曉輝，唐義琴，等．不同氮用量下小麥／玉米／大豆周年體系的干物質(zhì)積累和產(chǎn)量變化．草業(yè)學(xué)報(bào)，2014，23（1）：73-83．

［19］ 徐國(guó)偉，李帥，趙永芳，等．秸稈還田與施氮對(duì)水稻根系分泌物及氮素利用的影響研究．草業(yè)學(xué)報(bào)，2014，23（2）：140-146．

［25］ 張友潤(rùn)．N素營(yíng)養(yǎng)調(diào)控?cái)M南芥開(kāi)花誘導(dǎo)相關(guān)基因表達(dá)的研究［D］．杭州：浙江大學(xué)，2011．

［26］ 潘瑞熾，陳俊賢．硝態(tài)N和銨態(tài)N對(duì)墨蘭生長(zhǎng)發(fā)育的影響．云南植物研究，1994，16（3）：285-290．

［27］ 何雪嬌，何國(guó)昌，賴鐘雄．銨態(tài)N／硝態(tài)N對(duì)雞冠花試管開(kāi)花的影響．安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（18）：10761-10763．

［28］ 陳炫，陶忠良，吳志祥，等．多效唑＋乙烯利對(duì)妃子笑荔枝內(nèi)源激素及碳氮營(yíng)養(yǎng)的影響．江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，34（1）：27-33．

［29］ 李輝，康健，趙耕毛，等．鹽脅迫對(duì)菊芋干物質(zhì)和糖分積累分配的影響．草業(yè)學(xué)報(bào)，2014，23（2）：160-170．

Effects of nitrogen on growth and flowering of test-tube plantlets of Gomphrena globosa

ZHANG Xiaojuan，DENG Guanghua，YU Suqin，KANG Wenjuan，GU Hongmei，ZOU Na*
College of Landscape and Art，Jiangxi Agricultural University，Nanchang 330045，China

The effects of nitrogen form and concentration on the growth and flowering induction of test-tube plantlets of Gomphrena globosa were investigated．The results showed：1）Compared with the ammonium nitrogen（NH4＋），nitrate nitrogen（NO3－）as the sole nitrogen source was more favorable for the promotion of growth and flowering induction，while the optimum effect was observed with the presence of both NH4＋and NO3－．2）In the presence of 20 mmol／L NH4＋（NO3－）and 5 mg／L PP333，the growth rate was gradually increased with the increase of NO3－（NH4＋）level，and the plantlet height reached the maximum of 5．91 cm with 40 mmol／L NO3－＋20 mmol／L NH4＋（nitrogen content of MS medium）in the medium；whereas the leaf number and flowering rate increased and then decreased as total nitrogen level was increased，and reached their maximum of 10．7 per seedling and 38．89%，respectively，with 20 mmol／L NO3－＋5 mmol／L NH4＋（nitrogen content of MS medium）in the medium．3）With respect to the effect of nitrogen on plant form，the maxi-mum flowering rate of 39．95%was induced with a total nitrogen concentration of 5 mmol／L in the medium and with the ratio of ammonium to nitrate 4∶1；in contrast，the maximum plantlet height of 8．52 cm and leaf number of 13．38 per seedling was achieved with a total nitrogen concentration of 35 mmol／L in the medium and a 4∶1 ratio of ammonium to nitrate．The flowering rate of test-tube plantlets was significantly positively correlated with the ratio of nitrate nitrogen to ammonium nitrogen，but negatively correlated with the total nitrogen content and plant height．In addition，the nitrogen content and the ratio of nitrate nitrogen to ammonium nitrogen in medium also significantly influenced the root growth of test-tube plantlets．

Gomphrena globosa；test-tube plantlets；nitrogen；growth；in vitro flowering

10．11686／cyxb20150108 http：／／cyxb．lzu．edu．cn

張宵娟，鄧光華，喻蘇琴，康文娟，顧紅梅，鄒娜．氮對(duì)千日紅試管苗生長(zhǎng)和開(kāi)花誘導(dǎo)的影響．草業(yè)學(xué)報(bào)，2015，24（1）：56-63．

Zhang X J，Deng G H，Yu S Q，Kang W J，Gu H M，Zou N．Effects of nitrogen on growth and flowering of test-tube plantlets of Gomphrena globosa．Acta Prataculturae Sinica，2015，24（1）：56-63．

2014-06-19；改回日期：2014-08-26

江西省教育廳青年基金項(xiàng)目（GJJ13253），國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31300521）和高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金（20133603120001）資助。

張宵娟（1990-），女，江西樟樹(shù)人，在讀碩士。E-mail：a9008z448481q＠126．com

*通訊作者Corresponding author．E-mail：nzouyy＠126．com