不同溫度處理對石斛蘭花芽分化和發(fā)育的影響

鄭寶強，鄧茜玫，李 奎，繆 崑，王 雁*

(1.國家林業(yè)局林木培育重點實驗室，中國林業(yè)科學研究院林業(yè)研究所，北京 100091; 2.中國花卉協(xié)會，北京 100714)

不同溫度處理對石斛蘭花芽分化和發(fā)育的影響

鄭寶強1，鄧茜玫2，李 奎1，繆 崑1，王 雁1*

(1.國家林業(yè)局林木培育重點實驗室，中國林業(yè)科學研究院林業(yè)研究所，北京 100091; 2.中國花卉協(xié)會，北京 100714)

[目的]準確了解石斛蘭花芽分化規(guī)律，研究不同的溫度處理對春石斛蘭花芽分化和發(fā)育的影響，為石斛蘭的花期調控提供技術支持。[方法]采用石蠟切片法觀察了石斛蘭(DendrobiumSpring Snow)花芽的形態(tài)發(fā)生和結構發(fā)育過程，研究了26/21℃、22/17℃、18/13℃處理條件下花芽分化和發(fā)育的差異性。[結果]研究表明：石斛蘭花芽分化過程可分為7個時期：休眠期、萌動期、花序原基分化期、花蕾原基分化期、萼片原基分化期、花瓣原基分化期、合蕊柱分化期。在高溫26/21℃處理條件下，石斛蘭不能進行花芽分化，22/17℃處理條件下，需要56 d才能完成花芽分化，在18/13℃條件下，35 d能夠完成花芽分化。[結論]持續(xù)足夠時間的低溫是花芽分化的關鍵，萌動期是一個對溫度高度敏感的時期，此時至少經歷2周的低溫，能夠形成花芽，經歷高溫，則形成高芽?；ㄑ啃纬珊鬁囟雀哂欣诨ㄑ康陌l(fā)育。

石斛蘭；溫度；花芽；形態(tài)分化

石斛蘭(Dendrobium)為蘭科附生蘭類[1]，與卡特蘭(Cattleya)、蝴蝶蘭(phalaenopsis)、文心蘭(Oncidium)并列為觀賞價值最高的“四大觀賞洋蘭”[2]。按照開花時間和形態(tài)特征不同，石斛蘭可以分為春石斛蘭和秋石斛蘭[3]。我國20世紀90年代引進春石斛蘭，栽培規(guī)模一直呈上升趨勢，春石斛蘭盆花與切花生產具有廣闊的前景。目前對于春石斛蘭的花期調控研究比較多，但不同研究者得出的結論不同，有的研究認為春石斛蘭花芽分化需要低溫刺激[4]，但也有研究認為在高溫下春石斛花芽才能分化[5]。準確地了解春石斛蘭花芽分化的規(guī)律和影響因素，可以為制定合理的栽培和管理措施提供一定的理論依據(jù)，同時研究不同的溫度處理對春石斛蘭花芽分化和發(fā)育的影響，探討不同溫度與石斛蘭花芽分化和發(fā)育的關系，為石斛蘭的生產栽培提供技術支持。

1 材料與方法

試驗于2012—2015年進行，供試品種為Den. Spring Snow，采用從高芽繁殖的2年生健壯植株，栽培管理于中國林業(yè)科學研究院科研溫室內。

處理A，2012年10月15日搬入人工氣候箱開始進行處理；儀器為RXM(浙江寧波產)智能氣候箱，分別進行26/21℃(晝/夜溫度，下同)、22/17℃、18/13℃的處理，光周期設定為光照12 h，黑暗12 h，光強320 μmol·m-2·s-1，空氣濕度70%～80%；每個處理24盆，12月10日停止處理。從第5節(jié)葉腋處開始取芽，每7 d取樣一次，每次取芽20個，取下芽體后迅速置于FAA固定液中，按常規(guī)石蠟制片，切片厚度8～10 μm，番紅—固綠對染，加拿大樹膠封片，Olympus BH-2型顯微鏡觀察、拍照。

處理B，進行高溫—低溫—高溫處理，2013年10月12日搬入人工氣候箱開始進行處理，先高溫26/21℃處理14 d，再轉移到18/13℃，經過7、14、21、28、35 d處理，然后再轉到26/21℃處理35、28、21、14、7 d，每個處理24盆。12月5日停止處理。除了試驗因素外，其他管理措施相同。

處理C，進行低溫—高溫處理，2014年10月12日先低溫18/13℃處理過7、14、21d處理，再轉到26/21℃處理35、28、21 d，共處理42 d，11月23日停止處理。每個處理24盆，除了試驗因素外，其他管理措施相同。

2 結果與分析

2.1 石斛蘭花芽分化時期及主要特征

石斛蘭葉腋處的休眠芽，從開始萌動到轉向生殖生長，到整個花序形成，大致可劃分為以下 7個時期。

2.1.1 休眠期(Dormant phase, DP)此時芽體小，呈高圓丘狀，細胞形狀相似，個體較小，排列緊密，整個芽體染色均勻(圖版，1)。

2.1.2 萌動期(Germination phase, GP)芽體還是呈高圓丘狀，但生長錐頂端分生組織細胞排列緊密，細胞核大，染色較深，而下部的芽基組織細胞較大，核較小，排列疏松，不規(guī)則(圖版，2)。

2.1.3 花序原基分化期(Inflorescence Primordium Differentiation Phase,IPDP)生長點先變得圓滑肥大，向上隆起，呈半球形，生長點下面的細胞大而圓，排列疏松(圖版，3)。

2.1.4 花蕾原基分化期(Flower Differentiation Phase,SFDP)在不斷膨大的生長錐下部周圍隆起并逐漸分化產生 1 ～ 3個橢圓形突起，即為花蕾原基。隨后，中央頂端突起逐漸由圓扁變扁平，形成總狀花序的頂花原基，其下部的突起形成花序中其它的側花原基，呈橢圓形。此時，石斛蘭的總狀花序已現(xiàn)雛形(圖版，4～5)。

2.1.5 萼片原基分化期(Sepal Differentiation Phase,SDP)花蕾原基進一步增大變寬，繼而在周圍產生突起(切片上為兩邊突起)，此突起即為萼片原基。側蕾萼片原基生長很快，隨后頂花原基也膨大變粗，頂部凹陷，其分化速度稍落后于側蕾原基(圖版，6～7)。

2.1.6 花瓣原基分化期(Petal Differentiation Phase,PDP)隨著萼片原基的不斷分化生長，在伸長的萼片原基內側產生新的凸起，即為花瓣原基(圖版，7～9)?；ò暝只c萼片原基分化重合，分化時間快。

2.1.7 合蕊柱分化期(Column Differentiation Phase,CDP)在花瓣原基繼續(xù)生長發(fā)育的過程中，不斷生長伸長的花瓣原基內側又分化出新的凸起(圖版，10)，分化出合蕊柱原基。此時萼片己基本形成，抱合緊密，唇瓣開始逐漸覆蓋于合蕊柱之上(圖版，11～12)。至此，整個花芽形態(tài)分化過程結束。

圖版說明：1.休眠期;2.萌動期;3.花序原基分化期;45.花蕾原基分化期;6.萼片原基分化期;79.花瓣原基分化期;1012.合蕊柱分化期;13～14.營養(yǎng)芽 IN:花序原基; FL:花蕾原基; SE:花萼原基;PE:花瓣原基;CO:合蕊柱原基;L:唇瓣Explanation of plates 1.Dormant phase; 2.Germination phase; 3.Inflorescence primordium differentiation phase; 45.Flower differentiation phase;6.Sepal differentiation phase; 7～9.Petal differentiation phase;1012.Column differentiation phase; 1314. Vegetative bud;IN: Inflorescence primordium; FL:Flower primordia; SE:Sepal primordia; PE:Petal primordia; CO: Column primordium; L:Lip.

2.2 不同溫度處理對花芽分化的影響

2.2.1 不同溫度處理對花芽分化的影響 由表1和圖1可以看出，在高溫26/21℃處理條件下，從處理開始一直到處理結束，石斛蘭芽體一直處于休眠芽狀態(tài)，不能完成花芽分化；在22/17℃處理條件下，14 d后石斛蘭芽體開始萌動，第21 d時大多數(shù)還是處于萌動期，但已經有芽體開始進入花序原基分化期，此后萼片分化期和花瓣分化期較快，基本14 d就能完成，合蕊柱分化期歷時比較長，要經歷14 d左右，在處理的第56 d，花芽分化完成。在18/13℃條件下，7 d后就進入萌動期，14 d后花序原基形成，此后花芽分化較快，35 d就能完成花芽分化。

表1 石斛蘭不同溫度處理對花芽分化的影響

注：DP、GP、IPDP、FDP、SDP、PDP、CDP分別代表休眠期、萌動期、花序原基分化期、花蕾原基分化期、萼片原基分化期、花瓣原基分化期、合蕊柱分化期。

Note: DP、GP、IPDP、FDP、SDP、PDP、CDP means Dormant phase, Germination phase, Inflorescence Primordium Differentiation Phase, Flower Differentiation Phase, Sepal Differentiation Phase, Petal Differentiation Phase, Column Differentiation Phase.

圖1 不同溫度處理對石斛蘭花芽分化和發(fā)育的影響Fig.1 Effects of different temperature treatments on Den. Spring Snow flower bud differentiation and development

2.2.2 高溫—低溫—高溫對石斛蘭花芽分化和發(fā)育的影響 在高溫26/21℃處理2周條件下，石斛蘭花芽不能分化。從高溫轉到低溫，接受低溫18/13℃ 處理7 d，再接受高溫處理，花芽不能完成分化，芽體分化為營養(yǎng)芽(圖版，13～14)，最終形成高芽；經過14 d低溫處理后再接受高溫處理，能夠完成花芽分化，而且在高溫條件下花芽分化生長迅速，在第42 d時，已經可以顯現(xiàn)完整花蕾狀態(tài)；在經過低溫18/13℃處理21 d、28 d、35 d后，再接受高溫處理，都能夠完成花芽分化，但隨著低溫處理的時間越長，花芽生長發(fā)育速度變緩, 在高溫處理下，花芽分化和生長速度會加快(圖2)。

圖2 不同溫度處理對石斛蘭花芽分化和發(fā)育的影響Fig.2 Effects of different temperature treatments on Den. Spring Snow flower bud differentiation and development

2.2.3 低溫—高溫處理對石斛蘭花芽分化和發(fā)育的影響 經過低溫18/13℃ 處理7 d，再經過高溫26/21℃處理，春石斛蘭不能完成花芽分化，最終形成高芽；經過低溫14 d、21 d處理，再經過高溫26/21℃處理，春石斛蘭能夠順利完成花芽分化，最終形成花蕾。同樣發(fā)現(xiàn)，低溫處理時間越長，花芽生長發(fā)育速度變緩, 在高溫處理下，花芽分化和生長速度會加快(圖3)。

圖3 不同溫度處理對石斛蘭花芽分化和發(fā)育的影響Fig.3 Effects of different temperature treatments on Den. Spring Snow flower bud differentiation and development

3 討論

石斛蘭的花芽分化過程與蝴蝶蘭[6]、卡特蘭[7]基本相似，都是逐步分化出花序原基、花蕾原基、萼片原基、花瓣原基，隨后又因蘭花其特殊的生理構造，開始其特有的繁殖器官發(fā)育過程—合蕊柱的發(fā)育，但是石斛蘭與蝴蝶蘭和卡特蘭有一個明顯的不同點，那就是存在萌動期階段，當經歷7 d的18/13℃低溫處理后，芽體就處于萌動期狀態(tài)，這是一個對溫度高度敏感的時期，此后的溫度高低決定芽體分化的走向。如果此段時間石斛蘭經歷18/13℃的低溫誘導，能夠促進花芽分化；如果此段時間石斛蘭遭遇高溫，則形成高芽。

有研究表明，熱帶蘭由營養(yǎng)生長轉向生殖生長的重要環(huán)境信號是溫度[8]，溫度過低或過高都會抑制花芽的分化和發(fā)育。蝴蝶蘭(Phal.hybrida)[9-10]、卡特蘭(C.hybrida)[11-12]、大花蕙蘭(Cymbidiumhybridum)[13]等熱帶蘭需要在一定的時期內接受某種程度的低溫誘導才能成花，若低溫處理不足，會導致開花整齊度差，甚至不能完成花芽分化，而且花芽分化有一定的溫度上限，如蝴蝶蘭所在環(huán)境日溫大于28℃，花芽幾乎不會發(fā)生[9]，大花蕙蘭在35/25℃的溫度條件下，花芽的形成受抑制[13]，卡特蘭在35/30℃的高溫處理下能夠延遲或抑制開花[11-12]。本研究也表明，在高溫26/21℃處理條件下，石斛蘭不能完成花芽分化，22/17℃處理條件下，需要56 d才能完成花芽分化，在18/13℃條件下，35 d能夠完成花芽分化，可見，石斛蘭花芽分化過程持續(xù)時間和溫度有關，溫度低，花芽分化速度越快。

持續(xù)足夠時間的低溫是花芽分化的關鍵，石斛蘭在18/13℃低溫處理14 d就可以完成花芽分化的啟動，花芽分化開始后，不管是經歷高溫還是低溫，花芽分化都能夠繼續(xù)進行，在較高溫度條件下下，花芽分化和生長速度會加快。在生產中可以利用這一特點對春石斛的花期進行調控，首先至少經歷14 d的持續(xù)低溫處理，再根據(jù)目標花期時間對春石斛進行高溫或低溫處理。

4 結論

持續(xù)足夠時間的低溫是花芽分化的關鍵，萌動期是一個對溫度高度敏感的時期，此時至少經歷2周的低溫，能夠形成花芽，經歷高溫，則形成高芽。花芽形成后溫度高有利于花芽的發(fā)育。

[1]王 雁,李振堅,彭紅明.石斛蘭—資源·生產·應用[M].北京:中國林業(yè)出版社,2007:152-154

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(責任編輯：張 研)

Effects of Temperature Treatment on Flower Bud Differentiation and Development ofDendrobium

ZHENG Bao-qiang1, DENG Xi-mei2, LI Kui1, MIAO Kun1, WANG Yan1

(1. Key Laboratory of Tree Breeding and Cultivation, State Forestry Administration, Research Institute of Forestry, Chinese Academy of Forestry, Beijing, 100091, China; 2. China Flower Association, Beijing, 100091, China)

[Objective]To understand the rule ofDendrobiumflower bud differentiation and study the effects of temperature treatment on flower bud differentiation and development, so as to provide technical support for the regulation ofDendrobiumflowering. [Method] The process of flower bud differentiation and development was observed by the method of paraffin cut and the difference was studied under the conditions of 26/21℃, 22/17℃ and 18/13℃. [Result] The results showed that the flower bud differentiation process could be divided into 7 phases: dormant phase, germination phase, inflorescence primordium differentiation phase, flower differentiation phase, sepal differentiation phase, petal differentiation phase, and column differentiation phase. Flower bud differentiation ofDendrobiumcould not happen under the high temperature of 26/21℃, it could complete the flower bud differentiation under 22/17℃ in 56 days, and under 18/13℃ in 35 days. [Conclusion] The key to the flower bud differentiation is the the duration of low temperature. The germination phase is highly sensitive to temperature, which will form flower bud after experiencing at least 2 weeks’ low temperature, otherwise forming high bud. After flower bud differentiation, higher temperature is advantageous to the development of flower bud.

Dendrobium; temperature; flower bud; morphological differentiation

10.13275/j.cnki.lykxyj.2017.03.014

2016-06-12

石斛蘭新品種選育和種苗快繁研究(CAFYBB2017MB004)；石斛蘭等蘭花新優(yōu)品種選育技術研究(YLHH201100113)

鄭寶強，博士。主要研究方向：園林植物與觀賞園藝。電話：010-62889684.E-mail:zhengbaoqiang@aliyun.com.

*責任作者： 王雁，博士，研究員。主要研究方向：園林植物與觀賞園藝。電話：010-62888963Email:wangyan@caf.ac.cn.

S685.99

A

1001-1498(2017)03-0460-05