植物生長調(diào)節(jié)劑對建蘭開花的調(diào)控作用研究

周 榮，賀琪馨，陸楚橋

（1.佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院，廣東 佛山 528000；2.佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 佛山 528000；3.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境園藝研究所/廣東省園林花卉種質(zhì)創(chuàng)新綜合利用重點實驗室，廣東 廣州 510640）

【研究意義】建蘭（Cymbidiumensifolium）又名四季蘭，是我國傳統(tǒng)國蘭之一，每年6—12月可實現(xiàn)多次開花，擁有豐富的葉藝與瓣型品種，花色素雅，花香清新，深受大眾喜愛［1］。受外界環(huán)境條件與植株生長狀態(tài)等因素影響，建蘭在生產(chǎn)上存在花期不統(tǒng)一、開花品質(zhì)參差不齊等問題。栽培管理措施和植物生長調(diào)節(jié)劑處理可有效調(diào)控蘭花花期和開花品質(zhì)，以滿足日益增長的市場需求［2-4］。本研究在建蘭不同生長發(fā)育時期施用植物生長調(diào)節(jié)劑，研究其對建蘭開花的影響，為精準調(diào)控建蘭花期提供理論依據(jù)?！厩叭搜芯窟M展】在長期的進化進程中，蘭花經(jīng)歷了兩次全基因組復(fù)制事件，導(dǎo)致花發(fā)育相關(guān)基因表達模式變化以及亞功能分化，使蘭花進化出更適應(yīng)環(huán)境變化的開花模式和生長策略［5-7］。越來越多的研究從分子水平解析蘭花的花器官發(fā)育分子機制，先后提出了 “蘭花密碼”、“蘭花花被片同源異型化”（Homeotic orchid tepal，HOT）以及P-code/L-code 等蘭科植物特有的花發(fā)育模式［7-9］。同時，通過分析外界環(huán)境對蘭花開花調(diào)控的影響，發(fā)現(xiàn)激素信號在蘭花花發(fā)育過程中起著重要作用。如Yin 等［10］在兜蘭中研究發(fā)現(xiàn)，GA、IAA 和CTKS3 種激素信號互相調(diào)控開花；楊鳳璽等［11］研究發(fā)現(xiàn)，6-BA 促進花芽分化，GA3提前建蘭花期，但高濃度GA3抑制建蘭開花；而復(fù)合植物生長調(diào)節(jié)劑調(diào)控效果優(yōu)于單一植物生長調(diào)節(jié)劑，其中50 mg/L GA3+100 mg/L 6-BA 催花效果最佳，可提前花期9 d。魏韓英等［12］研究表明，GA3+6-BA 可顯著提高建蘭‘鐵骨素心’的成花率，且GA3和6-BA 濃度以200 mg/L 為宜，但隨著6-BA 濃度的增加，其畸形率也隨之升高。何碧珠等［13］研究表明，50 mg/L GA3噴灑處理使墨蘭花期提前，而NAA 處理使墨蘭敗育。黃雪梅［14］指出，100 mg/L GA3+25 mg/L SA 有利于春蘭生殖生長，促進其花芽分化與提前開花。以上研究均表明植物生長調(diào)節(jié)劑促進蘭花開花，不同蘭花品種有其適用的植物生長調(diào)節(jié)劑濃度?！颈狙芯壳腥朦c】不同蘭科植物的開花特性和對外界環(huán)境的響應(yīng)差異顯著，目前關(guān)于建蘭花期調(diào)控的研究多集中在溫度、光照和植物生長調(diào)節(jié)劑對其開花的影響，但建蘭階段性開花需求和相應(yīng)的調(diào)控措施尚未見報道。【擬解決的關(guān)鍵問題】本研究以建蘭品種‘小桃紅’為試驗對象，探究建蘭成花的規(guī)律，研究植物生長調(diào)節(jié)劑對建蘭開花的影響，以為精準調(diào)控建蘭花期、實現(xiàn)開花提前或花期延長提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試驗的材料為建蘭品種‘小桃紅’（Cymbidiumensifolium‘Xiao Tao Hong’），選取植株健壯、長勢一致、無病蟲害的二年生苗，2022 年5 月起栽培于廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境園藝研究所國蘭種質(zhì)資源溫室大棚，期間溫度控制在20～30 ℃，夜間溫度不低于10 ℃，光照強度為18 000～20 000 lx，相對濕度為70%～80%。栽培基質(zhì)為樹皮、沙石和碎磚塊混合物，使用直徑15 cm的塑料盆（底部及盆側(cè)具小孔，以保證透氣性），置于60 cm 高的鐵絲網(wǎng)床上常規(guī)管理。

1.2 試驗設(shè)計

1.2.1 建蘭花芽分化發(fā)育形態(tài)觀察 2022 年6 月起，每隔3 d 選取二年生植株飽滿假鱗莖下生長良好的側(cè)芽3～5 個，剝掉3～5 層外苞片后，置于體視顯微鏡下進一步解剖觀察建蘭花芽分化發(fā)育特點，3 次重復(fù)。

1.2.2 植物生長調(diào)節(jié)劑處理 根據(jù)建蘭花芽分化發(fā)育特點分別于建蘭分化前期（2022 年4 月5 日）、花芽快速發(fā)育期（2022 年7 月24 日）和排鈴期（2022 年9 月11 日）噴施植物生長調(diào)節(jié)劑。

分化前期：根據(jù)預(yù)試驗結(jié)果配置100～200 mg/L 6-BA、50～100 mg/L GA3、25～75 mg/L NAA、5～10 mg/L CH4N2O 和50～100 mg/L 3%赤霉酸乳油的植物生長調(diào)節(jié)劑組合溶液，共7 個處理，每個處理5 盆，每盆7～8 株，3 次重復(fù)，以清水（CK）作為對照（表1）。

表1 建蘭分化前期植物生長調(diào)節(jié)劑（mg/L）處理Table 1 Plant growth regulator treatments for predifferentiation of Cymbidium ensufolium (mg/L)

花芽快速發(fā)育期：根據(jù)建蘭分化前期試驗結(jié)果，進一步優(yōu)化植物生長調(diào)節(jié)劑組合，配置100～150 mg/L 6-BA、50～100 mg/L GA3、25～75 mg/L NAA、5～10 mg/L CH4N2O 的植物生長調(diào)節(jié)劑組合溶液，共7 個處理，每個處理5 盆，每盆7～8 株，3 次重復(fù)，以清水（CK）作為對照（表2）。

表2 建蘭花芽快速發(fā)育期植物生長調(diào)節(jié)劑（mg/L）處理Table 2 Plant growth regulator treatments during rapid development of flower buds of Cymbidium ensufolium (mg/L)

排鈴期：分別配置1（T1）、10（T2）、100（T3）、1 000（T4）μmol/L 硫代硫酸銀（STS）溶液，以清水作為對照（CK），每個處理5 盆，3 個重復(fù)。

以上各處理，每盆配置200～250 mL 植物生長調(diào)節(jié)劑溶液，現(xiàn)配現(xiàn)用，噴施植株根部至盆底出水，每隔7 d 處理1 次，共處理3 次。

1.3 性狀測定

觀測并測定各處理組初花期、盛花期、單花花期、單枝花期、花序長度、花枝長度、花序比例、開花數(shù)和花朵直徑。

初花期（d）：處理結(jié)束后至單枝第1 朵花開放

盛花期（d）：處理結(jié)束后至單枝50%以上花朵開放

單花花期（d）：處理結(jié)束后每一朵花開放所經(jīng)歷的時間

單枝花期（d）：處理結(jié)束后單枝花枝上全部花朵開放

花序長度（cm）：花枝上從第1 朵花梗到最后1 朵花梗的長度

花枝長度（cm）：花枝基部至花尖端之間的距離

花序比例（%）：花序長度與花枝長度的百分比比值

開花數(shù)（朵）：單枝花枝開放的花朵數(shù)量

花朵直徑（cm）：花朵盛開時的長度

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)使用Microsoft Excel 2016 進行統(tǒng)計整理，利用SPSS 24.0 軟件進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 建蘭花分化發(fā)育過程

建蘭在6—12 月可持續(xù)多次開花，潛伏芽從成花啟動到實現(xiàn)開花經(jīng)歷時間約1 個月。解剖建蘭花芽發(fā)現(xiàn)，建蘭成花過程可分為分化前期、花芽分化發(fā)育初期、花芽快速發(fā)育期、花梗伸長期、排鈴期、開花期6 個時期。成花啟動前，建蘭處于分化前期，芽體外觀高度小于1 cm，內(nèi)部生長錐呈扁平狀，苞片緊密包裹著生長錐（圖1A、G）；成花啟動后，扁平狀生長錐凸起，花器官原基快速分化（7 d 左右），花器官雛形出現(xiàn)且緊密貼合，將其定義為花芽分化發(fā)育初期，此時花芽高度約2～3 cm（圖1B、H）；14 d 后進入花芽快速發(fā)育期，花芽高度約9 cm，花器官進一步發(fā)育，唇瓣出現(xiàn)紅色斑點、花器官之間出現(xiàn)空腔，小花變鼓（圖1C、I）；20 d 后進入花梗伸長期，花序從苞片中伸出，花芽高度22 cm 左右，花器官進一步發(fā)育，瓣片伸長發(fā)育，合蕊柱發(fā)育緩慢（圖1D、J）；26 d 后進入排鈴期，花枝高度27 cm 左右，成熟小花脫逐漸離花軸呈橫向排列，花器官發(fā)育成熟、顯色完成，合蕊柱顯著伸長（圖1E、K）；30 d后建蘭開花（圖1F、L）。

圖1 建蘭花分化發(fā)育Fig.1 Flower differentiation and development of Cymbidium ensufolium

2.2 植物生長調(diào)節(jié)劑對建蘭花期和開花品質(zhì)的影響

2.2.1 分化前期 建蘭分化前期噴施不同濃度6-BA、GA3、NAA、CH4N2O 和3%赤霉酸乳油植物生長調(diào)節(jié)劑組合后，結(jié)果（表3）顯示，除T6處理外，其他植物生長調(diào)節(jié)劑處理均可有效提前建蘭花期。T5 處理開花最早，花期提前33.03 d。在開花品質(zhì)方面，T6 處理可抑制建蘭生長發(fā)育，導(dǎo)致其葉片黃化凋落，植株無法成花，可能與高濃度赤霉素乳油長時間附著在植株表面從而影響其正常生長有關(guān)；T1 處理花枝長度最短，比對照縮短8.8 cm，其他處理花枝長度與對照相比無明顯差異；植物生長調(diào)節(jié)劑可降低建蘭花序比例，使花朵排列緊湊，T2 處理花序比例最短，比對照縮短17.17%；T4 處理開花數(shù)最多，比對照增加1.75 朵；T5 處理，花朵直徑最大，比對照增加1.14 cm。

表3 分化前期噴施植物生長調(diào)節(jié)劑對建蘭花期和開花品質(zhì)的影響Table 3 Effects of spraying of plant growth regulators on flowering periods and flowering quality at pre-differentiation of Cymbidium ensufolium

2.2.2 花芽快速發(fā)育期 建蘭花芽快速發(fā)育期噴施6-BA、GA3、NAA 和CH4N2O 不同濃度植物生長調(diào)節(jié)劑組合后，結(jié)果（表4）發(fā)現(xiàn)，所有處理均可提前建蘭花期，其中T4 處理花期最早、提前8.30 d；在開花品質(zhì)方面，植物生長調(diào)節(jié)劑處理會降低花枝長度和花序比例，減少開花數(shù)，對花朵直徑影響不大。

表4 花芽快速發(fā)育期噴施植物生長調(diào)節(jié)劑對建蘭花期和開花品質(zhì)的影響Table 4 Effects of spraying of plant growth regulator on the flowering periods and flowering quality of Cymbidium ensufolium during the rapid development of flower buds

2.3 STS 對建蘭開花持續(xù)期的影響

建蘭單枝花開放持續(xù)期約為3 周，不同植株間開花時間并不一致，通過STS 延長建蘭盆花花期有利于提高建蘭觀賞價值。建蘭排鈴期噴施不同濃度的STS 溶液后，試驗結(jié)果顯示，STS 對建蘭的初花期、盛花期和單枝花期影響并不顯著，但可以延長其單花花期。T3（100 μmol/L STS）處理下，單花花期為21.83 d，效果最好，與對照相比延長了3.83 d。當STS 適施用濃度達1 000 μmol/L 時，延長花期的效果減弱，甚至出現(xiàn)抑制作用，單花花期及單枝花期減少（表5）。

表5 STS 對建蘭開花持續(xù)期的影響Table 5 Effects on the duration of flowering of Cymbidium ensufolium

3 討論

研究蘭花花芽分化發(fā)育過程，有利于掌握蘭花的成花規(guī)律，從而開展精準花期調(diào)控。眾多蘭花成花規(guī)律已見報道，包括蝴蝶蘭、卡特蘭、寒蘭、墨蘭、雜交蘭等，蘭花成花大致可分為分化前期、花序原基分化期、小花原基分化期、萼片原基分化期、花瓣原基分化期、合蕊柱及花粉塊分化期6 個時期［15-20］。本研究發(fā)現(xiàn)，建蘭按照花序到小花、萼片到合蕊柱的順序進行分化發(fā)育，即從下往上、由外至內(nèi)的分化發(fā)育過程。本研究更多關(guān)注建蘭整體花分化發(fā)育進程，未涉及細微的細胞形態(tài)學(xué)變化，因此劃分時期與其他研究有一定區(qū)別；將建蘭成花過程分為分化前期、花芽分化初期、花芽快速發(fā)育期、花梗伸長期、排鈴期、開花期6 個時期。建蘭潛伏芽從成花啟動到實現(xiàn)開花約需1 個月，7—9 月是建蘭集中開花期，但開花時間不統(tǒng)一、觀賞期短，因此植物生長調(diào)節(jié)劑成為調(diào)控建蘭花期的必要手段。

植物生長調(diào)節(jié)劑對蘭花開花的調(diào)控效果，因種類、濃度以及植株營養(yǎng)水平的差異而不同，除單一植物生長調(diào)節(jié)劑外，植物生長調(diào)節(jié)劑組合同樣能發(fā)揮協(xié)同調(diào)控蘭花開花的作用［21-23］。不適宜的植物生長調(diào)節(jié)劑濃度會導(dǎo)致花芽敗育、開花畸形［24］，本研究結(jié)果表明，花芽分化前期噴施150 mg/L 6-BA+50 mg/L NAA +10 mg/L CH4N2O+100 mg/L 3%赤霉酸乳油可抑制建蘭生長發(fā)育，導(dǎo)致建蘭葉片黃化凋落、植株衰敗，而降低3%赤霉酸乳油濃度后，可有效促進建蘭開花，說明植物生長調(diào)節(jié)劑濃度過高會抑制蘭花開花。前人研究證實，高溫下施用200 mg/L GA3和200 mg/L 6-BA 可提高建蘭‘鐵骨素心’的成花率，使花期提前7 d［12］，這與本研究中建蘭分化前期結(jié)果相似，說明合理的植物生長調(diào)節(jié)劑配比能夠提前花期。

分析2 次植物生長調(diào)節(jié)劑試驗發(fā)現(xiàn)，分化前期植物生長調(diào)節(jié)劑處理可顯著提前建蘭花期，花期均提前約1個月，但對建蘭開花品質(zhì)影響不一致；在花芽快速發(fā)育期，植物生長調(diào)節(jié)劑可促進建蘭開花1 周左右，降低花枝長度與開花數(shù)。兩個時期植物生長調(diào)節(jié)劑處理效果不同，除與植物生長調(diào)節(jié)劑組合有關(guān)之外，可能與兩個時期下建蘭花芽對植物生長調(diào)節(jié)劑的敏感度及成花需求不同有關(guān)，這與卡特蘭中不同時期進行不同溫度處理后出現(xiàn)不同調(diào)控效果相似［25］。

硫代硫酸銀（STS）作為乙烯拮抗劑被廣泛應(yīng)用于花卉保鮮［26］。本試驗探究了STS 對建蘭開花持續(xù)期的影響，結(jié)果顯示STS 對建蘭的初花期、盛花期和單枝花期影響不顯著，對單花花期具有延長效果，且在一定范圍內(nèi)，STS 濃度越高延長單花花期效果越好，當濃度達到1 000 μmol/L時延長花期效果減弱。

4 結(jié)論

本研究以建蘭品種‘小桃紅’為試驗材料，研究建蘭花芽分化發(fā)育特點與不同階段植物生長調(diào)節(jié)劑調(diào)控效果。建蘭成花速度快，1 個月可實現(xiàn)成花，其花芽分化發(fā)育可分為分化前期、花芽分化發(fā)育初期、花芽快速發(fā)育期、花梗伸長期、排鈴期、開花期6 個時期；在分化前期、花芽快速發(fā)育期和排鈴期噴施不同植物生長調(diào)節(jié)劑組合，發(fā)現(xiàn)建蘭不同生長階段對植物生長調(diào)節(jié)劑的反應(yīng)程度不同，花芽分化前期施用200 mg/L 6-BA+75 mg/L NAA +10 mg/L CH4N2O+50 mg/L 3%赤霉酸乳油可有效提前建蘭花期33.03 d；花芽快速發(fā)育期施用150 mg/L 6-BA+75 mg/L GA3+50 mg/L NAA+10 mg/L CH4N2O 提前花期8.30 d；排鈴期施用100 μmol/L STS延長建蘭單花花期的效果最好、延長單花花期3.83 d。