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中国樱桃花芽分化及开花规律研究

作　者: 李永强
导　师: 郭卫东；陈文荣
学　校: 浙江师范大学
专　业: 植物学
关键词: 樱桃花芽分化需冷量小孢子母细胞物候期
分类号: S662.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

中国樱桃(Prunus pseudocerasus Lindl.)作为我国重要的果树种类之一,但其相关的研究报导较少。花芽分化是果树由营养生长阶段向生殖阶段的转折,它是果树生命周期中至关重要的生命现象之一。休眠是多年生落叶果树抵御不良环境的一种有效过程。落叶果树满足低温需求量顺利地完成自然休眠是进行下一个生长发育循环所必须经历的重要阶段,休眠已成为限制果树设施栽培发展的制约因素,同时也限制了落叶果树向暖热带地区发展。樱桃的开花物候期早,花期易受低温危害,这是造成浙中地区樱桃产量低而不稳的主要原因之一。因此,在容易遭受倒春寒侵袭的地区,选择开花晚的品种进行露地栽培,以免造成不必要的损失。本论文研究了樱桃花芽的整个发育过程,包括花芽分化、休眠和萌发的问题。通过生理学和形态学的方法对浙江地区的中国樱桃花芽生理分化期和形态分化期进行界定。通过摘叶和生理指标的测定确定短柄樱桃09年花芽的生理分化期为7月5号至7月25号,花芽形态分化开始于7月下旬,整个分化时期可分为花蕾分化期、花萼分化期、花瓣分化期、雄蕊分化期及雌蕊分化期这5个时期,在7月15号以前尚未开始形态分化,花原基和苞片原基的分化最早出现在7月15号；花萼分化期集中在8月；花冠原基的分化此期一般从9月上旬开始,可延续到9月中旬。花芽进入花瓣分化期后,其分化进程加速,很快过渡到下一时期。雄蕊原基最早出现在9月上旬,10月上旬除一小部分的花芽处于雄蕊分化期,其余全部进入雌蕊分化期。整个分化时间约持续70 d左右。通过田间温度记录仪连续三年对短柄樱桃花芽需冷量和金华地区冬季低温积累量进行了统计研究。结果表明：短柄樱桃花芽自然状态下打破休眠是在12月的中下旬。通过三年数据的比较与分析,犹他模型的统计结果比0-7.2℃、≤7.2℃模型更稳定,估计短柄樱桃需冷量在300 C.U左右；统计结果同时显示金华地区冬季的冷温积累量可以达到1000 C.U左右。通过形态解剖研究浙江地区中国樱桃休眠过程中花器官发育情况,整个休眠期间,花芽的内部细胞通过分裂,扩大和分化导致了器官的形成。雄蕊原基的发育最为明显,发育至通过维管组织相连的四个小孢子囊的花药结构,在打破休眠时花药发育为小孢子母细胞阶段。相同夜温条件下,通过设置六个不同的昼温度处理,研究了不同温度对中国樱桃花芽萌发过程中花器官发育的影响。结果表明,温度对樱桃花芽萌发的形态解剖和生理有显著影响。温度越高,花芽发育越快,开花越早。在35/10℃处理条件下,绝大多数花芽到达花序可见期便停止生长,不能正常开花而脱落；30/10℃处理极显著地抑制了花冠、雄蕊及雌蕊的发育,花药不能正常开裂散粉。在进行温度处理前,花药已发育到小孢子母细胞阶段。昼温30℃以上处理15天,小孢子母细胞不能进行正常减数分裂而导致雄性败育。25/10℃处理能进行减数分裂,形成四分体,但形成的花粉粒部分败育。通过测定在六个温度处理下中国樱桃花芽中丙二醛(MDA)含量的变化,探讨了不同温度下膜脂过氧化作用的情况。35/10℃、30/10℃、25/10℃三个处理下,MDA含量均是在花序可见期后开始升高；20/10℃、15/10℃、10/10℃三个处理相对稳定。表明昼温高于25℃造成了膜脂过氧化伤害。对浙中山区主栽的3个中国樱桃品种‘短柄’、‘黑珍珠’、‘大鹰嘴’的开花物候期、花器官、果实性状进行了观察。结果表明：3个品种开花物侯期有明显差异,‘大鹰嘴’花期最早,‘短柄樱桃’最晚。不同品种的雌蕊长度和子房直径无显著差异,花瓣颜色、形状、花冠大小差异显著,花粉量也存在显著差异。花冠直径与单果重存在明显的相关关系。对短柄樱桃花粉萌发率、花粉管伸长速率进行研究表明蔗糖对于维持樱桃花粉外界环境渗透压作用很明显,添加适量的硼酸有利于离体花粉的萌发。当蔗糖的浓度为30 g/L、硼酸的浓度为3 g/L时短柄樱桃花粉内外的渗透压保持平衡,离体萌发率最高。通过温度试验表明,在25℃条件下花粉萌发率和花粉管伸长速率均达到最高,说明早春低温不利于中国樱桃花粉萌发,影响授粉受精。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-10
目录  10-14
第一章文献综述  14-27
  1 果树花芽分化  14-18
    1.1 果树花芽分化的过程  14-15
    1.2 果树花芽分化与内源激素  15-16
    1.3 果树花芽分化分子机理  16-18
  2 果树花芽休眠与需冷量  18-21
    2.1 果树休眠与内源激素  18-19
    2.2 落叶果树需冷量统计  19-20
    2.3 休眠的分子机理  20-21
  3 温度对花芽萌发的影响  21-23
    3.1 高温胁迫的生理机制  21-22
    3.2 花芽萌发过程相关的基因  22-23
  4 花粉贮藏及活力研究  23-24
    4.1 花粉萌发的适宜条件  23-24
    4.2 不同种及品种间花粉生活力的差异  24
  5 本文研究的主要内容与目的意义  24-26
  技术路线  26-27
第二章短柄樱桃花芽分化研究  27-38
  1 引言  27
  2 材料与方法  27-29
    2.1 生理分化期的确定  27-28
      2.1.1 生理分化期的形态学统计  27-28
      2.1.2 生理分化期生理指标测定  28
        2.1.2.1 花芽中可溶性糖含量的测定  28
        2.1.2.2 花芽中淀粉含量的测定  28
    2.2 形态分化期的确定  28-29
  3 结果  29-34
    3.1 生理分化期研究  29-31
      3.1.1 生理分化期的形态学统计表  29-30
      3.1.2 可溶性糖含量变化与生理分化期的关系  30-31
    3.2 花芽形态分化进程及主要特征  31-34
      3.2.1 未分化期  31
      3.2.2 花原基和苞片原基的分化——花蕾分化期  31-32
      3.2.3 花原基伸长,花萼原基分化——花萼分化期  32
      3.2.4 花冠原基的分化——花瓣分化期  32
      3.2.5 雄蕊原基的分化——雄蕊分化期  32
      3.2.6 心皮原基分化——雌蕊分化期  32-34
  图版Ⅰ  34-36
  4. 讨论  36-38
    4.1 花芽生理分化期  36-37
    4.2 花芽形态分化期  37-38
第三章中国樱桃花芽休眠规律研究  38-48
  引言  38
  1 材料与方法  38-39
    1.1 萌芽率的统计  38
    1.2 需冷量的统计  38-39
    1.3 自然休眠过程中花器官形态变化  39
  2 结果与分析  39-44
    2.1 短柄樱桃自然休眠结束期的鉴定  39-40
    2.2 短柄樱桃花芽需冷量及冬季低温积累  40-43
    2.3 自然休眠过程中花器官形态变化  43-44
  3 讨论  44-46
  图版Ⅱ  46-48
第四章温度对中国樱桃花芽萌发的影响  48-64
  引言  48
  1 实验材料及方法  48-50
    1.1 实验材料与生长条件  48-49
    1.2 花芽样品的固定与切片制备  49
    1.3 花器官性状测定  49
    1.4 膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量测定  49
    1.5 POD酶活性测定  49-50
    1.6 CAT酶活性测定  50
    1.7 SOD酶活性测定  50
  2 结果及分析  50-57
    2.1 温度对花器官形态的影响  50-51
    2.2 温度对小孢子及雄配子体发育的影响  51-53
      2.2.1 极限温度对花粉粒发育的影响  51-52
      2.2.2 温度对花粉粒大小、数量和发芽率的影响  52-53
    2.3 极限温度对花芽萌发过程中丙二醛含量及过氧化物酶活性变化的影响  53-57
      2.3.1 不同温度处理对花芽丙二醛含量变化  53-55
      2.3.2 不同温度处理对花芽POD、CAT、SOD活性的影响  55-57
  3. 讨论  57-59
    3.1 中国樱桃高温败育类型  57
    3.2 绒毡层与雄性败育  57-58
    3.3 膜的稳定性与雄性败育  58-59
    3.4 设施栽培花期温度管理  59
  图版Ⅲ  59-60
  图版Ⅳ  60-64
第五章中国樱桃不同品种开花生物学特性及花粉萌发研究  64-72
  引言  64
  1. 材料和方法  64-66
    1.1 试验地点与材料  64-65
      1.1.1 ‘短柄樱桃’  65
      1.1.2 ‘黑珍珠’  65
      1.1.3 ‘大鹰嘴’  65
    1.2 花期观察  65
    1.3 花与果实的形态学性状测定  65-66
    1.4 蔗糖与硼酸浓度对花粉萌发的影响  66
    1.5 温度对花粉萌发及花粉管生长的影响  66
  2 结果与分析  66-70
    2.1 开花物候期  66-67
    2.2 花器官与果实性状的比较  67-68
    2.3 蔗糖浓度对花粉萌发的影响  68
    2.4 硼酸浓度对花粉萌发的影响  68-69
    2.5 不同温度对花粉管的伸长速率的影响  69-70
  3. 讨论  70-72
参考文献  72-85
攻读学位期间取得的研究成果  85-86
致谢  86-87

中国樱桃花芽分化及开花规律研究

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