白玉蘭二次開花誘導(dǎo)與生理調(diào)控研究

摘要：【目的】通過人工誘導(dǎo)實(shí)現(xiàn)白玉蘭（Yulania denudata）二次開花，以探明白玉蘭花芽分化與開花誘導(dǎo)的生理調(diào)控機(jī)制?！痉椒ā坎捎檬┯脿I養(yǎng)肥與激素處理白玉蘭植株，進(jìn)行花芽發(fā)育石蠟切片觀察，并測(cè)定不同時(shí)期花芽?jī)?nèi)源激素含量。【結(jié)果】5月上旬隨著營養(yǎng)生長趨于減緩，白玉蘭起始花芽分化，至6月上旬花芽分化基本完成；單獨(dú)采用外源激素（6-BA、GA3）或配合施用營養(yǎng)肥（N、P、K、糖），可誘導(dǎo)白玉蘭當(dāng)年二次開花，二次開花株率33%～100%，單株最大開花量22；花芽分化成熟過程中，內(nèi)源GA3與ABA含量升高，而打破休眠、開花的花芽?jī)?nèi)脫落酸（ABA）含量下降，內(nèi)源生長素類激素（IAA、ME-IAA）含量升高；較未開花對(duì)照，外源細(xì)胞分裂素處理株花芽?jī)?nèi)ME-IAA、IPA、JA-Ile、JA含量較高，外源赤霉素（GA3）處理株內(nèi)源tZR、GA1、GA3含量較高?！窘Y(jié)論】外源激素可不依賴于營養(yǎng)處理直接誘導(dǎo)白玉蘭二次開花，不同激素誘導(dǎo)白玉蘭二次開花可能存在不同的開花調(diào)控通路。

關(guān)鍵詞：白玉蘭；花芽分化；二次開花；生理調(diào)控；營養(yǎng)；激素

中圖分類號(hào)：S718；S685"""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

文章編號(hào)：1000-2006（2024）05-0097-08

Induction and physiological regulatory mechanism of secondary flowering in Yulannia denudata

CHEN Xiangbo1， ZHANG Dongmei1*， FU Renjie1， ZHANG Lang1， SHEN Yamei2， LUO Yulan1， YIN Lijuan1

（1.Shanghai Academy of Landscape Architecture Science and Planning， Shanghai Engineering Research Center of Landscaping on Challenging Urban Sites， Shanghai 200232， China; 2.School of Landscape Architecture， Zhejiang Agriculture and Forestry University， Hangzhou 311302， China）

Abstract： 【Objective】The aim of this"" study was to achieve the secondary flowering of Yulannia denudata through artificial induction and to explore the physiological regulation mechanism of flower bud differentiation and flowering induction in Y. denudata.【Method】Y. denudata plants were treated with nutrients and hormones. Flower buds were embedded in paraffin and sectioned to observe flower bud development， and endogenous hormone contents in flower buds at different stages were measured.【Result】Flower bud differentiation of Y. denudata began in early May when vegetative growth slowed down and was completed by early June. Secondary flowering within the same year was induced via treatment with exogenous hormones [6-benzylaminopurine （6-BA） and gibberellin A3 （GA3）] alone or in combination with nutrient applications [nitrogen （N）， phosphorus （P），" potassium （K） and sugars]. The secondary flowering rate ranged from 33% to 100%， with" the" maximum of 22 flowers per plant. During the maturation of flower bud differentiation， the levels of endogenous GA3 and abscisic acid （ABA） increased. The ABA content in flower buds decreased while breaking dormancy and flowering， whereas the content of endogenous auxins （indole-3-acetic acid （IAA） and methylindole-3-acetic acid （ME-IAA） increased. Flower buds treated with exogenous cytokinins had higher levels of ME-IAA， IPA， jasmonoyl-l-isoleucine （JA-Ile）" and jasmonate （JA）， while flower buds treated with exogenous gibberellins （GA3） had higher levels of endogenous trans-zeatin riboside （tZR）， gibberellin A1 （GA1）， and GA3. 【Conclusion】Exogenous hormones directly induce secondary flowering in Y. denudata without relying on nutrient treatments. Thus， different hormones may induce secondary flowering through various regulatory pathways.

Keywords：Yulannia denudata; differentiation of flower bud; secondary flowering; physiological regulation; nutrition; hormone

白玉蘭（Yulania denudata）為木蘭科（Magnoliaceae）玉蘭屬 （Yulania）開花喬木[1]，春季先花后葉，花開滿樹、潔白高雅，被推選為上海市市花。上海地區(qū)白玉蘭常年花期在2月下旬至3月上旬，隨開花前氣溫變化會(huì)有所波動(dòng)，早可在2月上旬、遲則至3月中旬，而開花延續(xù)長短也隨著開花時(shí)節(jié)氣溫波動(dòng)及雨水情況而變化。有研究表明，白玉蘭始花期受當(dāng)年1、2月的日照和溫度影響最大，春季開花前1—2月的溫度越高、光照越充足，白玉蘭開花越早；溫度低、光照少，則白玉蘭開花延遲[2]。白玉蘭花芽分化在前一年的夏初即已完成，每年只進(jìn)行1次花芽分化，自4月底開始至6月中上旬結(jié)束，整個(gè)花芽分化期持續(xù)約40 d[3]。花芽分化完成至第2年早春開花期間，白玉蘭花芽?jī)?nèi)部組織形態(tài)上只是經(jīng)歷花托伸長、擬花蕾稍膨大等微小變化，冬季落葉后進(jìn)入休眠[4]。

玉蘭屬花芽分化與開花模式類型多樣而復(fù)雜，既有白玉蘭、紫玉蘭（Y. liliflora）等花芽一次分化型，也有1年多次分化型，如紫玉蘭‘紅元寶’（Y. liliiflora ‘Hongyuanbao’）以及‘紅元寶’雜交選育品種‘紅笑星’（Yulania × Michelia ‘Star’）、‘紅金星’（Yulania × Michelia ‘Sweet’）、‘紅壽星’（Yulania × Michelia ‘Fairylake’）等，1年中會(huì)有2～3次開花，分別在3—4月、6—7月或8—10月開放，表現(xiàn)為二次開花或多季開花特性[5]；此外玉蘭屬植物還存在因花芽分化與發(fā)育的不同步而表現(xiàn)出多次開花的類型，最典型的是‘常春’二喬玉蘭（Yulania" × soulangeana ‘Changchun’），春季花后經(jīng)過一段營養(yǎng)生長后分化花芽，部分花芽于6月膨大開花，但雌、雄蕊發(fā)育異常，另一部分花芽則繼續(xù)緩慢發(fā)育至第2年春季開花，也有少量夏季開放花基部側(cè)芽再次分化花芽而次年春季開花[6]。

白玉蘭雖一年只進(jìn)行1次花芽分化，但栽培中偶有發(fā)現(xiàn)個(gè)別白玉蘭植株會(huì)在夏秋季節(jié)二次開花。目前，對(duì)于白玉蘭花芽分化形態(tài)與生理調(diào)控機(jī)制的研究仍非常欠缺。本研究通過對(duì)白玉蘭枝條、芽生長動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及花芽分化顯微切片觀察，掌握白玉蘭營養(yǎng)與生殖生長規(guī)律，分階段采用不同營養(yǎng)、激素處理白玉蘭植株誘導(dǎo)實(shí)現(xiàn)二次開花，初步分析影響白玉蘭花芽分化及開花的內(nèi)源激素調(diào)控機(jī)制，為進(jìn)一步揭示玉蘭屬開花調(diào)控的分子機(jī)理奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

試驗(yàn)于上海市園林科學(xué)規(guī)劃研究院青松試驗(yàn)基地（121°26′E，31°12′N）進(jìn)行。選取枝條開展、樹形飽滿的白玉蘭植株為試驗(yàn)材料，規(guī)格為地徑4.0～5.0 cm、株高1.8～2.0 m。于春季發(fā)芽前將白玉蘭植株種植于裝好園土、草炭、珍珠巖按2∶2∶1體積比例混合基質(zhì)的無紡布種植袋中，常規(guī)除草管理。

1.1 處理方法

于2020年、2021年連續(xù)2年共進(jìn)行11組處理及2組對(duì)照（每年1組對(duì)照），處理分3個(gè)階段進(jìn)行：第1階段為白玉蘭花后營養(yǎng)生長期，自4月上旬始至4月中旬止；第2階段為生殖生長階段，自4月下旬始至5月下旬止；第3階段為花前準(zhǔn)備期，自6月上旬始直至開花為止。

1）施肥處理。營養(yǎng)肥包括氮、磷、鉀及糖等， 自4月上旬始至7月中旬進(jìn)行N、P、K施肥：第1階段根部澆施平衡肥[m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=20∶20∶20]，施用質(zhì)量濃度1 g/L，每14 d澆施1次，第2、3階段采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%的磷酸二氫鉀（KH2PO4）溶液每7 d噴施1次。糖類施用為在第1、2階段對(duì)準(zhǔn)地上部分樹體葉片部位，用噴壺霧狀噴施海藻糖或蔗糖溶液，質(zhì)量濃度為0.06 mol/L，每周噴施1次。

2）激素處理。2020年采用樹冠噴施的方法，自第3階段起，對(duì)準(zhǔn)地上部分樹冠部位分別噴施6-芐基腺嘌呤（6-BA）、赤霉素（GA3）或脫落酸（ABA）溶液，質(zhì)量濃度分別為0.5、0.5、0.3 g/L，每14 d噴施1次。2021年前期（6月4日—21日）采用樹冠噴施的方式，激素施用質(zhì)量濃度0.8 g/L，每7 d噴施1次，每株噴施量200 mL。因樹冠噴施藥劑損耗，后期改為針管注射方式施用；在主干樹冠分枝處以下2～3 cm處上下錯(cuò)位插入3～4支注射針管深至樹干木質(zhì)部，每管注入激素溶液20 mL/次，每隔1～2 d 補(bǔ)液1次，共計(jì)注射6次，激素施用質(zhì)量濃度為1.0 g/L。

以上施用方法凡澆施均每株施用量為1 L，噴施則每株施用量100 mL。對(duì)照為不施用任何營養(yǎng)肥或激素，僅日常澆水管理。每處理9株，為3個(gè)重復(fù)。前期置于露地，主要依靠自然降水，視土壤干燥情況適度補(bǔ)水。自第3階段始將所有處理白玉蘭植株移入遮雨棚下，同期適度控水，僅在土壤干透前稍加補(bǔ)水，以不萎蔫為度，具體處理方法見表1。

1.2 測(cè)試方法

1.2.1 開花統(tǒng)計(jì)

統(tǒng)計(jì)二次開花的白玉蘭植株數(shù)，記錄二次開花時(shí)間。計(jì)算開花株率（%，開花株占處理株數(shù)之百分比）；觀察并統(tǒng)計(jì)二次開花的花朵數(shù)，計(jì)算平均單株開花量（合計(jì)單株開花量與處理株數(shù)之比），取平均值。對(duì)兩年數(shù)據(jù)采用DPS統(tǒng)計(jì)軟件分別進(jìn)行方差分析及LSD多重比較[7]。

1.2.2 花芽發(fā)育形態(tài)觀測(cè)

自2020年4月下旬始至6月上旬止，每周選取10個(gè)位于樹冠中上部枝條頂端的花芽測(cè)量芽長及芽寬[8]。同時(shí)每2周采集3個(gè)芽，剝?nèi)ネ獠堪难亏[片，取中心芽用體積分?jǐn)?shù)25%戊二醛溶液固定。在第3階段激素處理前，X1、X2、X3均為海藻糖噴施處理，前期處理方法相同，為減少重復(fù)采樣，采用混合取芽方式、合并記為B1處理；同理，X4、X5、X6合并記為B2處理，分別對(duì)B1、B2、X0（對(duì)照）取芽進(jìn)行花芽發(fā)育石蠟切片觀察。

1.2.3 內(nèi)源激素含量測(cè)定

于2021年白玉蘭花芽分化不同時(shí)期：花芽分化起始期、完成期，花芽膨大裂苞期（開花前期）對(duì)Y1、Y2、Y4處理進(jìn)行取樣。其中花芽分化起始期（5月10日）取的芽處于營養(yǎng)生長期結(jié)束、啟動(dòng)花芽分化的成花轉(zhuǎn)變時(shí)期，樣品標(biāo)號(hào)后綴記為“-V”（vegetative period），花芽分化完成期（6月4日）屬生殖生長階段，樣品標(biāo)號(hào)后綴記為“-R”（reproductive period），花芽膨大裂苞期是即將裂苞啟動(dòng)開花的時(shí)期，樣品標(biāo)號(hào)后綴記為“-F”（flowering period）， 采取對(duì)照Y0處理未開花花芽，樣品標(biāo)號(hào)記為“Y0-N”作為未開花對(duì)照（取樣時(shí)間7月2日）。取至少2 g的芽材料混合后作為1個(gè)樣品待測(cè)，每處理3個(gè)重復(fù)，放入10 mL貼好標(biāo)簽的離心管中，并立即投入干冰中速凍，短期運(yùn)輸后置于-70 ℃冰箱保存待測(cè)。測(cè)前迅速液氮固定，提取測(cè)定激素。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析

采用高通量靶標(biāo)代謝組學(xué)檢測(cè)24種植物內(nèi)源激素，測(cè)試完成后對(duì)內(nèi)源激素的定量值計(jì)算歐氏距離矩陣（Euclidean distance matrix），以完全連鎖方法對(duì)內(nèi)源激素代謝物聚類，并以熱力圖進(jìn)行分析，繪制層次分析聚類熱力圖[9]。

2 結(jié)果與分析

2.1 白玉蘭花芽發(fā)育與分化

白玉蘭自花謝后即進(jìn)入營養(yǎng)生長期，3月下旬—4月枝條快速生長，5月上旬開始，伴隨枝條營養(yǎng)生長減緩，白玉蘭進(jìn)入生殖生長期、啟動(dòng)花芽分化?；ㄑ糠只暗陌子裉m短枝頂芽細(xì)長瘦弱，自 5月上旬開始頂芽明顯膨大變粗，尤其是5月下旬至6月初，白玉蘭花芽進(jìn)入快速膨大期，芽長、芽寬增長近1倍。石蠟切片顯微觀察發(fā)現(xiàn)，白玉蘭花芽分化經(jīng)歷花芽分化起始期（5月上旬）、花瓣原基分化期（5月中旬）、雄蕊原基與雌蕊原基分化期（5月下旬），至6月上旬花芽分化趨于完成進(jìn)入花芽分化完成期。觀察發(fā)現(xiàn)，營養(yǎng)施肥處理株花芽較未處理對(duì)照有一定數(shù)量增多，但各處理花芽分化時(shí)期早晚差異不明顯（圖1）。

2.2 白玉蘭二次開花誘導(dǎo)

通過施肥與激素處理等綜合措施運(yùn)用可使早春已開花白玉蘭植株年內(nèi)二次開花（表2），所有二次開花的處理均在激素施用處理中實(shí)現(xiàn)，其中細(xì)胞分裂素處理（X1）與赤霉素處理（X5、Y2）達(dá)到100%的處理株開花。不同激素誘導(dǎo)效果不同，細(xì)胞分裂素與赤霉素可促使白玉蘭花芽膨大、啟動(dòng)開花，而脫落酸處理（X3、X6）未能誘導(dǎo)實(shí)現(xiàn)白玉蘭二次開花。從開花株率與平均單株開花量看，細(xì)胞分裂素處理與赤霉素處理間差異未達(dá)顯著水平（Pgt;0.05）。前期未施用營養(yǎng)肥，僅在后期花芽分化完成后樹冠噴施細(xì)胞分裂素（6-BA）或赤霉素（GA3），即可實(shí)現(xiàn)花芽膨大開花 （X7、Y3、Y4處理），可見激素可獨(dú)立誘導(dǎo)白玉蘭成熟花芽進(jìn)入開花程序，營養(yǎng)肥施用不是開花的必要條件。

不同于早春先花后葉，夏季二次開花的白玉蘭是花葉同在（圖2e—2f）。X1處理開花時(shí)間最早，為7月14日（圖2d），此時(shí)正值上海夏季高溫季節(jié)，日最高溫度在30 ℃以上，單朵花從花瓣伸展綻放到凋落枯萎、持續(xù)2～3 d，較春季開花持續(xù)期縮短2～3 d。后期以激素注射方式代替噴施，單株開花量從2020年的2～6朵/株增加至2021年16（Y1，圖2e）與22朵/株（Y2，圖2f），植株整體開花效果明顯提升。

從開花早晚看，細(xì)胞分裂素處理組（X1、X4）誘導(dǎo)二次開花時(shí)間略早于赤霉素處理組（X2、X5），海藻糖營養(yǎng)施用處理組（X1、X2）略早于蔗糖處理組（X4、X5）。由激素使用開始至第1朵花開放需（30±10）d，隨氣溫高低及注射方式不同而有變化。針管注射激素吸收效率高，誘導(dǎo)二次開花時(shí)間間隔短（Y4）。將起始激素處理時(shí)間推遲到7月14日（X7），則至開花僅需20 d左右，通過延后處理的方式能夠順延白玉蘭二次開花時(shí)間，由此，可精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)7—8月白玉蘭二次開花目標(biāo)。

細(xì)胞分裂素與赤霉素除了誘導(dǎo)白玉蘭花芽膨大而開花外，植株生長表現(xiàn)也會(huì)發(fā)生一些變化。經(jīng)細(xì)胞分裂素處理的白玉蘭植株，部分葉枯焦落葉，伴有枝條隱芽、不定芽大量誘導(dǎo)萌生，后續(xù)會(huì)抽枝發(fā)葉（圖2g）；而赤霉素處理株枝條夏季休眠被打破而發(fā)枝伸長（圖2h），這在正常白玉蘭生長中較為少見。

2.3 內(nèi)源激素含量變化

2.3.1 不同發(fā)育時(shí)期花芽?jī)?nèi)源激素含量變化

由營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)入生殖生長、開始花芽分化直至花芽膨大裂苞、開花的不同發(fā)育階段，芽?jī)?nèi)源激素代謝發(fā)生著變化（圖3a、3b）。由營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)入花芽分化成熟，白玉蘭花芽?jī)?nèi)源激素變化表現(xiàn)為：幼嫩組織激素如細(xì)胞分裂素類，IPA（異戊烯基腺苷）、IP（異戊烯基腺嘌呤）、tZR（反式玉米素核苷）降低，而與組織成熟有關(guān)的激素 ABA（脫落酸）、GA3（赤霉素）含量增加，同時(shí)與花器官發(fā)育相關(guān)的激素JA（茉莉酸）與JA-Ile（N-茉莉酸-異亮氨酸）也有所增加。白玉蘭花芽分化完成后即進(jìn)入休眠，而使用外源激素（赤霉素或細(xì)胞分裂素）可促使花芽打破休眠而啟動(dòng)開花，內(nèi)源激素調(diào)控變化主要為生長素類激素IAA（吲哚-3-乙酸）或ME-IAA（吲哚-3-乙酸甲酯）增加，而與成熟及衰老相關(guān)的激素SA（水楊酸）、H2-JA（二氫茉莉酸）、ABA（脫落酸）則有所下降。發(fā)育成熟的花芽?jī)?nèi)源ABA含量較高，但經(jīng)外源細(xì)胞分裂素（6-BA）與赤霉素（GA3）處理后，花芽?jī)?nèi)脫落酸（ABA）含量下降，內(nèi)源生長素類激素（IAA、ME-IAA）則維持在較高水平，這些激素變化必然與打破花芽休眠促使花苞開裂而開花存在一定聯(lián)系。

2.3.2 不同處理方法花芽?jī)?nèi)源激素含量變化

花芽分化完成后，外源激素（6-BA、GA3）處理阻斷白玉蘭已發(fā)育成熟花芽休眠而直接啟動(dòng)開花程序進(jìn)而開花。較未開花對(duì)照（Y0-N），外源細(xì)胞分裂素（6-BA）處理植株花芽ME-IAA、IPA、JA-Ile、JA含量較高，而外源赤霉素類（GA3）處理植株花芽?jī)?nèi)源tZR、GA1、GA3含量較高（圖3c）。

3 討 論

3.1 開花誘導(dǎo)效應(yīng)

自然條件下，白玉蘭花芽分化完成后，即進(jìn)入長達(dá)8個(gè)月的休眠期，至第2年早春隨著氣溫回升，花芽開始膨大、啟動(dòng)開花。白玉蘭花芽發(fā)育完全后，施用外源細(xì)胞分裂素或赤霉素，可誘導(dǎo)白玉蘭成熟花芽即時(shí)啟動(dòng)開花程序，且不依賴于前期營養(yǎng)積累。激素適合的施用應(yīng)在6月中、下旬白玉蘭花芽分化完成以后進(jìn)行，樹干注射激素較葉面噴施對(duì)白玉蘭二次開花效果更直接，這可能與噴施損耗大且易造成葉表面糖累積堵塞氣孔而影響葉片吸收有關(guān)。

開花是一個(gè)能量消耗的過程，需要一定的營養(yǎng)儲(chǔ)備。對(duì)‘常春’二喬玉蘭研究中發(fā)現(xiàn)，春、夏兩次成花過程中枝條可溶性糖含量均有不同程度的降低，可溶性糖利于開花的實(shí)現(xiàn)[6]。糖在植物體內(nèi)特別是花芽中的含量與開花顯著相關(guān)。糖作為一種信號(hào)因子調(diào)控植物內(nèi)源激素水平從而調(diào)控開花[10]，外施蔗糖或者海藻糖可加快‘紅元寶’紫玉蘭二次花芽分化的進(jìn)程，尤其是第2次分化花芽中的海藻糖和蔗糖含量有顯著提高，海藻糖可能參與了內(nèi)源激素的運(yùn)輸[11-12]，通過調(diào)控激素的合成與分解途徑而影響內(nèi)源激素水平[13]，而在花芽分化與開花中扮演著重要角色。從本研究結(jié)果來看，外施營養(yǎng)元素可增進(jìn)樹體營養(yǎng)積累，促進(jìn)枝條營養(yǎng)生長，一定程度促進(jìn)白玉蘭花芽分化，但不是開花誘導(dǎo)的必然條件。

后續(xù)觀察發(fā)現(xiàn)，2020年夏季二次開花的白玉蘭植株，次年（2021年）春季植株上留存的少量花芽會(huì)正常開花，花后繼續(xù)花芽分化至第3年（2022年）春季開花，但第3年夏秋季赤霉素處理株（X2、X5）在無任何人為干預(yù)的情況下個(gè)別株“再次”二次開花。激素作用促使白玉蘭二次開花，打破了植株正常的開花節(jié)律，并且在植株體內(nèi)產(chǎn)生了“記憶”，亦可能是2022年夏季持續(xù)40 ℃極端高溫帶來的疊加效應(yīng)，其內(nèi)在原因值得進(jìn)一步研究。據(jù)對(duì)2020、2021兩年實(shí)驗(yàn)處理期間的氣象因子對(duì)比，氣溫差別并不顯著，二次開花的時(shí)間主要與激素處理時(shí)間有關(guān)，且激素的有效吸收直接關(guān)系到二次開花效果。

3.2 內(nèi)源調(diào)控機(jī)制

3.2.1 不同發(fā)育時(shí)期內(nèi)源激素調(diào)控

比較不同發(fā)育時(shí)期花芽?jī)?nèi)源激素含量變化，自花芽分化起始至花芽分化完成期間， 伴隨花芽分化成熟，內(nèi)源GA3含量明顯增加，ABA有不同程度的增加， tZR、IP與IPA等細(xì)胞分裂素類激素均有所下降，其中tZR降低明顯；后期自花芽分化完成期至花芽膨大裂苞期間，雖施用的是不同的外源激素，但花芽成熟裂苞、轉(zhuǎn)而開花的內(nèi)源激素變化存在共同點(diǎn)，即IAA、ME-IAA升高，而ABA降低，外源激素的施用影響到花芽?jī)?nèi)部激素的平衡。由此分析，在花芽分化起始到成熟過程中，GA3、ABA升高有助于花芽分化成熟，而打破花芽休眠、進(jìn)入開花程序則需要較高水平的IAA以及低水平的ABA，這與肖愛華等[14]在紅花玉蘭（Magnolia wufengensis）以及牛輝陵等[15]在棗（Ziziphus jujuba）中的研究結(jié)果一致，GA3、ABA、IAA等植物內(nèi)源激素參與了白玉蘭花芽分化與開花調(diào)控。

3.2.2 不同處理方法內(nèi)源激素調(diào)控

白玉蘭植株在花芽分化完成至啟動(dòng)開花過程中，外源施用細(xì)胞分裂素誘導(dǎo)內(nèi)源JA與JA-Ile增加，茉莉酸在植物衰老過程中發(fā)揮著重要作用，尤其是在促進(jìn)植物葉片衰老方面，這也解釋了6-BA處理植株出現(xiàn)部分葉枯焦并伴隨落葉的現(xiàn)象，可能是白玉蘭植株啟動(dòng)脅迫誘導(dǎo)反應(yīng)的結(jié)果。除此以外，細(xì)胞分裂素處理誘導(dǎo)IPA增加，IPA為一種結(jié)合態(tài)細(xì)胞分裂素結(jié)合在tRNA上，構(gòu)成tRNA的組成成分，可誘導(dǎo)植物細(xì)胞的分裂與增殖，在誘導(dǎo)芽的分化、葉綠體發(fā)育、養(yǎng)分運(yùn)輸及植物抗衰老等方面發(fā)揮著作用，白玉蘭大量不定芽誘導(dǎo)增生可能與此有關(guān)。

外源赤霉素處理與細(xì)胞分裂素處理株內(nèi)源激素調(diào)控差異較大，外施GA3導(dǎo)致內(nèi)源赤霉素類物質(zhì)GA1、GA3顯著增加，從而誘導(dǎo)白玉蘭植株開花，這與孫斌[16]、溫璐華等[17]研究發(fā)現(xiàn)高水平GA3 可促進(jìn)金銀花（Lonicera japanica）、果梅（Prunus mume）等植物開花、使花期提前的結(jié)果一致。分子研究揭示：赤霉素可通過GAF1-TPR復(fù)合體抑制開花抑制因子而促進(jìn)植物提早開花[18]，赤霉素具有促使植物細(xì)胞伸長、莖伸長的作用[19]，這也解釋了為何外源赤霉素處理使得夏季本已停止生長的白玉蘭植株枝條再次發(fā)枝伸長。Kinet[20]認(rèn)為，低濃度IAA 含量為花芽孕育所必需，而打破花芽休眠開花則需要高濃度生長素IAA或GA3等赤霉素類內(nèi)源激素的積累，在白玉蘭開花的誘導(dǎo)調(diào)控中得到證實(shí)，并且內(nèi)源激素間的平衡在植物開花調(diào)控中扮演著重要角色[21]。

3.2.3 開花誘導(dǎo)調(diào)控通路

植物開花調(diào)控是一個(gè)復(fù)雜的過程，受多種外界環(huán)境因子如營養(yǎng)條件、光照、溫度、水分狀況等影響[22]， 而開花誘導(dǎo)存在多種調(diào)控通路，包括光周期（光依賴）、春化、自主、赤霉素、溫度及年齡通路等[23-24]，各通路間既彼此獨(dú)立又互相交聯(lián)，構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)植物開花時(shí)間的精細(xì)調(diào)節(jié)[25]。白玉蘭花芽對(duì)氣溫變化非常敏感，春季開花誘導(dǎo)主要受溫度通路調(diào)控。赤霉素誘導(dǎo)白玉蘭二次開花，證明白玉蘭中存在赤霉素通路。細(xì)胞分裂素誘導(dǎo)白玉蘭開花的同時(shí)出現(xiàn)枯葉、落葉現(xiàn)象，這與夏秋季節(jié)個(gè)別白玉蘭植株提早落葉并開花現(xiàn)象極為類似。眾所周知，葉枯萎、落葉往往與高溫、低溫或干旱脫水引起的脅迫反應(yīng)有關(guān)，脅迫反應(yīng)與激素調(diào)控存在某些交叉通路，比如在番茄研究中發(fā)現(xiàn)，受細(xì)胞分裂素誘導(dǎo)表達(dá)的下游基因也同時(shí)受低溫冷脅迫、干旱脫水脅迫等的誘導(dǎo)[26]。模式植物擬南芥研究中發(fā)現(xiàn)，春化、溫度、年齡與赤霉素途徑是通過促進(jìn)或抑制共同的下游開花整合基因SOC1基因，進(jìn)而調(diào)控花分生組織基因AP1、CAL、FUL、LFY表達(dá)而誘導(dǎo)開花[27]，SOC1基因的增強(qiáng)表達(dá)受高溫和赤霉素共同誘導(dǎo)[28]。同樣，轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)光周期、春化、年齡和赤霉素通路均參與到對(duì)‘紅元寶’紫玉蘭兩次花芽分化的成花調(diào)控中[14]。溫度、赤霉素共同參與了白玉蘭的開花誘導(dǎo)調(diào)控，并可能與脅迫反應(yīng)存在交叉通路，這再次證明了植物開花遺傳調(diào)控通路的錯(cuò)綜復(fù)雜性[29]。有關(guān)激素、營養(yǎng)與高溫、干旱等環(huán)境因子誘導(dǎo)花芽分化及開花的交叉調(diào)控，還有待進(jìn)一步從生理、分子生物學(xué)水平進(jìn)行基因差異表達(dá)、代謝組學(xué)等研究分析，以揭示白玉蘭花芽誘導(dǎo)及開花誘導(dǎo)與調(diào)控機(jī)制。

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（責(zé)任編輯 吳祝華）

基金項(xiàng)目：上海市科委重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（22dz1202200，20dz1203700）；上海市綠化和市容管理局（林業(yè)局）科研專項(xiàng)（G200203）。

第一作者：陳香波（cxb7210@163.com），高級(jí)工程師。

*通信作者：張冬梅（zdm@shsyky.com），教授級(jí)高級(jí)工程師。

引文格式：陳香波，張冬梅，傅仁杰，等.白玉蘭二次開花誘導(dǎo)與生理調(diào)控研究[J]. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2024，48（5）：97-104.

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