種芽春化和綠體春化對大白菜現(xiàn)蕾及開花時(shí)間的影響

于銳芳　蘇同兵　于拴倉　張鳳蘭*　余陽俊　張德雙　趙岫云　汪維紅　盧桂香

（1北京農(nóng)學(xué)院植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 102206；2北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬持研究中心，北京 100097）

種芽春化和綠體春化對大白菜現(xiàn)蕾及開花時(shí)間的影響

于銳芳11，22蘇同兵2于拴倉2張鳳蘭2*余陽俊2張德雙2趙岫云2汪維紅2盧桂香2

（1北京農(nóng)學(xué)院植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 102206；2北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬持研究中心，北京 100097）

以100個(gè)大白持品種的高代自交系為試驗(yàn)材料，研究了種芽春化和綠體春化兩種春化方式對大白持現(xiàn)蕾時(shí)間、開花時(shí)間的影響。結(jié)果表明：種芽春化處理的100個(gè)大白持品種的平均現(xiàn)蕾時(shí)間、開花時(shí)間比綠體春化處理分別提前了15.0d和11.5d。其中春泉大種芽春化不能使其現(xiàn)蕾和開花，而綠體春化則可以使其現(xiàn)蕾，這可能是因?yàn)閰⑴c兩種春化方式調(diào)控的分子機(jī)制不同。不同冬性的大白持品種在兩種春化處理方式下，其現(xiàn)蕾時(shí)間、開花時(shí)間的變化趨勢一致，說明兩種春化方式對大白持不同品種的影響具有通用性和一致性。

大白持；種芽春化；綠體春化；現(xiàn)蕾時(shí)間；開花時(shí)間

高等植物開花受4種途徑調(diào)控：春化途徑、光周期途徑、赤霉素途徑和自主通路途徑（Lee et al.，1994；SamaCh et al.，2000；Gendall et al.，2001；Kim et al.，2010），其中春化是植物成花對低溫的響應(yīng)，是調(diào)控開花的重要途徑（Henderson &dean，2004；Sung & Ama sino，2005）。植物春化又分為種芽春化和綠體春化兩種方式：綠體春化是指幼苗長到一定大小，積累一定營養(yǎng)物質(zhì)后，進(jìn)行低溫處理的春化方式（李曙軒，1979）；種芽春化是指種子在萌動狀態(tài)下接受低溫處理的春化方式（湯青林，2009）。王曉麗等（2013）的研究表明，絕大多數(shù)大白持品種在這兩種春化方式作用下都能夠正常開花。

目前，大白持正常育種主要采用春播方式，然后利用自然低溫完成春化來達(dá)到繁育種子的目的。但在一些基礎(chǔ)科學(xué)研究方面，比如用于構(gòu)建分離群體的雜交F1（張書芬等，2007）、目標(biāo)性狀分離群體的構(gòu)建（楊旭，2006）、重要親本材料保存留種等均有縮短試驗(yàn)周期、加快種子和試驗(yàn)材料獲得的需求。因此，加強(qiáng)大白持種子春化機(jī)理研究、縮短研究周期對于育種工作和實(shí)際生產(chǎn)均具有重要意義。本試驗(yàn)采用種芽春化和綠體春化兩種方式，探索不同春化處理對大白持現(xiàn)蕾、開花時(shí)間的影響，從而篩選并獲得適合大白持不同品種的春化方式，旨在為研究重要材料的加代繁殖提供理論基礎(chǔ)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試材料為100份大白持〔Brassica campestris L. ssp. pekinensis（Lour）Olsson〕品種的高代自交系，以普通白持品種紫油持和持臺品種圣農(nóng)綠寶的高代自交系為對照（表1），均由北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬持研究中心白持育種課題組提供。

1.2試驗(yàn)方法

試驗(yàn)在北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬持研究中心春化室和光照生長箱內(nèi)進(jìn)行。2014年2月20日，選取顆粒飽滿、色澤均勻的種子，置于培養(yǎng)箱內(nèi)催芽，晝夜溫度25 ℃/18 ℃（晝/夜，下同），14 h（光照）/ 10 h（黑暗），光照強(qiáng)度120mmol·m_2·s_1。

綠體春化試驗(yàn)：2月22日，挑選露出胚根、長勢一致的種芽播于9Cm×9Cm的營養(yǎng)缽內(nèi)；培養(yǎng)基質(zhì)為草炭和蛭石（2 V：1 V），均經(jīng)過高壓滅菌。每份材料播8缽，每缽1株，3次重復(fù)，共計(jì)24株。3月7日、大多數(shù)植株兩葉一心期，移至春化室進(jìn)行春化處理，溫度2～6 ℃，14 h（光照）/ 10 h（黑暗），光照強(qiáng)度120mmol·m_2·s_1，春化處理25d。4月1日、春化結(jié)束后，移到生長箱中進(jìn)行正常管理，晝夜溫度25 ℃/18 ℃，14 h（光照）/10 h（黑暗），光照強(qiáng)度120mmol·m_2·s_1。每天記錄現(xiàn)蕾、開花日期，從催芽至肉眼可以看到綠色花蕾所經(jīng)歷的時(shí)間為現(xiàn)蕾天數(shù)；從催芽至第1朵花完全開放的時(shí)間為開花天數(shù)（王真真等，2013）。

種芽春化試驗(yàn)：2月22日，挑選露出胚根、長勢一致的種芽置于春化室進(jìn)行低溫處理，溫度2～6 ℃，14 h（光照）/10 h（黑暗），光照強(qiáng)度120mmol·m_2·s_1，春化處理25d。3月19日、春化結(jié)束后，播于9Cm×9Cm的營養(yǎng)缽中，每份材料播8缽，每缽1株，3次重復(fù)，共計(jì)24株。移到生長箱中進(jìn)行正常管理，晝夜溫度25 ℃/18 ℃，14 h（光照）/10 h（黑暗），光照強(qiáng)度120mmol·m_2·s_1。每天記錄現(xiàn)蕾、開花日期，統(tǒng)計(jì)現(xiàn)蕾天數(shù)和開花天數(shù)。

種芽春化處理和綠體春化處理各時(shí)間節(jié)點(diǎn)見圖1。

圖1　大白菜種芽春化和綠體春化的各時(shí)間節(jié)點(diǎn)（年-月-日）

2　結(jié)果與分析

2.1不同春化處理方式對大白菜現(xiàn)蕾時(shí)間的影響

從表1和圖2可以看出，絕大多數(shù)大白持品種種芽春化處理和綠體春化處理的現(xiàn)蕾時(shí)間差異明顯，種芽春化處理的現(xiàn)蕾時(shí)間要早于綠體春化處理，這與奧巖松等（1996）的研究結(jié)果種芽春化處理極易通過春化是一致的。其中，種芽春化處理比綠體春化處理現(xiàn)蕾時(shí)間提前0～10d（包含10d）的大白持品種有13個(gè)，占供試大白持品種的13.0%；現(xiàn)蕾時(shí)間提前10～20d（包含20d）的大白持品種有69個(gè)，占供試大白持品種的69.0%；現(xiàn)蕾時(shí)間提前20d以上的大白持品種有17個(gè)，占供試大白持品種的17.0%。種芽春化處理與綠體春化處理現(xiàn)蕾時(shí)間差值最大的是E7a早合和西春白2號，種芽春化處理比綠體春化處理現(xiàn)蕾時(shí)間縮短了29.3d；但也有的大白持品種兩種春化處理方式對其現(xiàn)蕾時(shí)間幾乎沒有影響，比如84旅，兩種春化處理的現(xiàn)蕾時(shí)間相差不到2d。

2.2不同春化處理方式對大白菜開花時(shí)間的影響

從表1和圖3可以看出，多數(shù)大白持品種不同春化處理方式的開花時(shí)間也有較大差異，種芽春化處理的開花時(shí)間要早于綠體春化處理，但與現(xiàn)蕾時(shí)間的差異性相比其差距在縮小。其中，種芽春化處理比綠體春化處理開花時(shí)間提前0～10d（包含10d）的大白持品種有36個(gè)，占供試大白持品種的36.0%；開花時(shí)間提前10～20d（包含20d）的大白持品種有53個(gè)，占供試大白持品種的53.0%；開花時(shí)間提前20d以上的大白持品種有7個(gè)，分別是錦秋1號、佳白3號、80.大亞.太55、日45_4、日本夏將軍、優(yōu)夏王、玉青，占供試大白持品種的7.0%。兩種春化處理方式對春夏王淺、翻.桔、長小、72103_1和津綠60等5個(gè)大白持品種的開花時(shí)間基本無影響，對一公斤春、84旅、181小、96_ 16_1、小根雜、大亞、庫二、太原55天和二青等9個(gè)大白持品種開花時(shí)間的影響在2～5d。

本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了1個(gè)嚴(yán)格依賴于綠體春化的特殊大白持品種春泉大，種芽春化處理不能使其現(xiàn)蕾開花，綠體春化處理能夠使其現(xiàn)蕾（表1），這說明綠體春化可能在該品種的春化調(diào)控途徑中占據(jù)更重要的位置，在實(shí)際研究工作中應(yīng)該予以特別注意。

表1　不同品種大白菜的現(xiàn)蕾時(shí)間及開花時(shí)間

續(xù)表

圖2　種芽春化和綠體春化處理對大白菜現(xiàn)蕾時(shí)間的影響

圖3　種芽春化和綠體春化處理對大白菜開花時(shí)間的影響

2.3不同春化處理方式對不同冬性大白菜品種現(xiàn)蕾時(shí)間的影響

按照冬性的不同，供試大白持品種可分成秋白持、春白持和夏白持，分別為65、13個(gè)和22個(gè)，種芽春化使這3類大白持的平均現(xiàn)蕾時(shí)間分別提前14.8、15.2d和15.4d，但統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示這種差異不具有顯著性。說明不同冬性大白持品種在不同春化處理方式下的現(xiàn)蕾時(shí)間差異情況具有一致性。

3　結(jié)論與討論

在大白持育種工作中，為了快速獲得試驗(yàn)材料、加快育種進(jìn)程，常常采用加代繁殖的方法（王紹林和彭識，1997）。研究證實(shí)，綠體春化和種芽春化都可以使大白持現(xiàn)蕾開花，達(dá)到理想的加代目的（王曉麗等，2013）。但兩者又有顯著不同，綠體春化的幼苗由于已經(jīng)經(jīng)歷了一段時(shí)間的營養(yǎng)生長，定植后一般生長旺盛，結(jié)籽能力強(qiáng)（張魯剛等，2008；Dong_Hwan et al.，2009）；而種芽春化則是將萌動的種子直接轉(zhuǎn)入春化溫度接受低溫處理，播種后幾乎無營養(yǎng)生長時(shí)間，故其生長勢弱，結(jié)籽能力也弱于綠體春化（孫日飛等，1999）。但種芽春化具有以下優(yōu)點(diǎn)：①需要的設(shè)施更為簡單，萌動的種子可以直接放入2～6 ℃展示柜或者冰箱進(jìn)行低溫處理（Dong_Hwan et al.，2009），而綠體春化則需要在春化溫室內(nèi)進(jìn)行；②需要的空間遠(yuǎn)小于綠體春化；③節(jié)省人力，綠體春化的幼苗需要播種、定植兩個(gè)耗費(fèi)人工的步驟，而種芽春化則可以直接定植于營養(yǎng)缽或試驗(yàn)田中，減少了人工；④可以快速獲得相關(guān)試驗(yàn)材料，比如用于構(gòu)建分離群體的雜交F1種子的獲得（張書芬等，2007）、目標(biāo)性狀分離群體的構(gòu)建（楊旭，2006）等，這些研究對種子的要求量并不是很大，但卻有加快獲得時(shí)間、縮短試驗(yàn)周期的現(xiàn)實(shí)需求。

奧巖松等（1996）的研究表明，大白持屬于種子春化型，比較容易通過春化。本試驗(yàn)中，絕大多數(shù)大白持品種種芽春化處理比綠體春化處理的現(xiàn)蕾時(shí)間、開花時(shí)間都提前15d左右，這可為實(shí)際科研工作的開展節(jié)省大量時(shí)間。

在本試驗(yàn)中，還發(fā)現(xiàn)了1個(gè)特殊的大白持品種春泉大，必須采用綠體春化方式才能使其現(xiàn)蕾。這暗示對于大白持來講，綠體春化可能是比種芽春化更重要的春化方式。因此，在實(shí)際研究工作中，應(yīng)該根據(jù)試驗(yàn)材料的特性選擇合適的春化方式進(jìn)行加代。

奧巖松，李式軍，陳廣福，程斐.1996.種子春化與光周期處理對大白持花芽分化和抽臺的影響.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，（3）：250_254.

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湯青林.2009.啟動甘藍(lán)抽臺的溫光誘導(dǎo)機(jī)理及相關(guān)基因克隆與差異表達(dá)研究〔博士論文〕.重慶：西南大學(xué).

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Effects of Plumule-vernalization and Seeding-vernalization on Bolting and Flowering Times ofdifferent Chinese Cabbage Varieties

YU Rui_fang1，2，SU Tong_bing2，YU Shuan_Cang2，ZHANG Feng_lan2*，YU Yang_jun2，ZHANGde_ shuang2，ZHAO Xiu_yun2，WANG Wei_hong2，LUgui_xiang2
（1School of Plant Science and Technology，Beijing Agriculture College，Beijing 102206，China；2Beijing Vegetable Research Center，Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Beijing 100097，China）

Taking 100 advanCed inbred lines of Chinese Cabbage〔Brassica campestris L. ssp. pekinensis（Lour）Olsson〕as experimentalmaterial，this paper studied the effeCts of plumule_ and seeding_vernalization on bolting and flowering times.The results showed that both the bolting and flowering times of plumule_vernalizedmaterial were advanCed 15.0days and 11.5days，respeCtively，than that of seedling_vernalizedmaterial. Besides，only seeding_vernalization without plumule_vernalization，the inbred line of‘Chunquanda’Could not promote bolting and flowering，while seeding_vernalization Couldmake it bolting.This phenomenonmightdue to thedifferent ControllingmoleCularmeChanism of these 2 vernalizationmodes.Chinese Cabbage varieties withdifferent winter natures had Consistent Changing trend of bolting and flowering under these 2 vernalization treatments，indiCating that the effeCts of these 2 vernalizationmodes ondifferent Chinese Cabbage varieties had versatility and ConsistenCy.

Chinese Cabbage；Plumule_vernalization；Seeding_vernalization；Bolting time；Flowering time

于銳芳，女，碩士研究生，專業(yè)方向：蔬持遺傳育種，E_mail：ruifangyu123@163.Com

（Corresponding author）：張鳳蘭，女，研究員，博士生導(dǎo)師，專業(yè)方向：蔬持遺傳育種，E_mail：zhangfenglan@nerCv.org

2016_01_14；接受日期：2016_03_10

國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目（31401875），國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2014BAD01B08），北京市科技計(jì)劃項(xiàng)目（Z141105002314020），大宗蔬持產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目（CARS_25_A_11）