不同时长控水处理诱导三角梅花芽分化的生理机制探讨

发布时间:2024-01-16 15:32:22 论文编辑:vicky

本文是一篇景观毕业论文,本研究初步探讨了不同时长控水处理对三角梅生长与开花情况的影响,以及在控水期间及复水后三角梅叶片营养物质含量及淀粉酶活性的变化,内源激素含量、比例及代谢相关酶活性的变化,多胺含量及多胺代谢相关酶活性的变化,从生理层面初步探究控水处理诱导三角梅花芽分化提前的机制。

第一章绪论

1植物花芽分化的研究进展

1.1内源激素对植物花芽分化的影响

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植物内源激素参与到植物开花调控途径中,是植物开花途径中最重要的参与者[3]。植物内源激素主要有五大类,即生长素、CTK、GA、ABA和ETH,还包括SA、JA等。研究表明,植物在成花过程中内源激素的含量及其比例会发生变化[4,5],但是不同种的植物其花芽分化期间对内源激素信号的响应是各有不同的。邹礼平等[6]发现在杭白菊的花芽分化期其茎尖的GA和ABA含量显著升高,而IAA始终维持着较高浓度。杜立言等[7]研究发现在樱花的花芽分化期间,花芽内较高的ABA和GA3含量能够加快樱花花芽分化的速度。邓烈等[8]研究认为柑橘的花芽分化需要较高含量的生长抑制型激素ABA,而生长促进型激素GAs、CTK、IAA的需要量则较低。Yan等[9]发现甘草在花芽分化阶段,其开花植株的IAA和ZR含量比不开花植株的要高,而ABA和GA3含量则相对较低。

植物成花过程与激素的平衡存在密切关系。陈炫等[10]研究认为,ABA/IAA、ABA/GA3、ZR/IAA、ZR/GA3的数值高,有利于荔枝的花芽分化。曹尚银等[11]认为喷施多效唑升高了ZR/IAA、ZR/GAs、ABA/IAA、ABA/GAs的数值从而促进了花芽分化,而外源GA3降低了ZR/IAA、ZR/GAs、ABA/IAA、ABA/GAs的数值,使得花芽分化被抑制。莫长明[12]研究了罗汉果花芽分化过程中激素水平的变化特征,发现在罗汉果花芽的生理分化期ABA/GAs呈下降趋势,在花芽形态分化期则呈上升趋势,而ABA/IAA、ZR/IAA、ZA/GAs的比值则基本保持不变,认为高的ABA/GAs数值能够促进罗汉果的花芽分化。

1.2多胺对植物花芽分化的影响

多胺包括腐胺(Put)、亚精胺(Spd)、精胺(Spm)等,是生物体代谢过程中产生的具有生物活性的低分子量脂肪族含氮碱,可调节植物的生长发育[16]。多胺作为第二信使物质,对成花基因启动、信使RNA转录、特异蛋白质翻译均具有重要作用[17]。研究表明,多胺与植物的花芽分化存在密切关系。李秀玲等[18]研究了带叶兜兰在大苗期到凋花期多胺含量的变化,发现其腐胺、精胺、亚精胺含量变化呈先上升后下降的趋势,且腐胺和亚精胺含量在花苞显现期最高,而精胺在初花期时最高。田小琴等[19]研究了串核桃雌花芽分化时多胺含量的变化,发现精胺和亚精胺含量在花柄和雌花原基分化期时最高,而腐胺在苞片和花被分化期时含量最高。

在园艺生产中,常常使用各种方式来诱导植物成花。不同的成花诱导方式会介导多胺来诱导植物成花。孟莹[20]研究了拉枝处理介导多胺对苹果成花的影响,发现拉枝处理期间苹果树的多胺含量整体呈波动上升趋势,成花率显著增加。张晶[21]研究了多胺对荔枝成花的作用,发现在低温诱导荔枝花芽分化的过程中,腐胺含量先增高后降低,而精胺和亚精胺的含量则呈下降趋势,说明多胺可能参与到了低温诱导荔枝的成花过程中,但具体的机制尚不清楚。

对植物施用外源多胺能使植物的花期提前。Ling等[22]研究了外源亚精胺对六年生‘富士’苹果花芽分化的影响,认为亚精胺使得GA3的含量减少,增加了ABA的含量,从而在花期诱导期间促进开花,而除了LFY基因以外,苹果的开花率和成花相关基因的表达也相应增加。但外源多胺诱导成花的作用并非对所有植物都有效,徐倩[23]对杜鹃单独喷施了外源亚精胺,反而延后了杜鹃的始花期。

第二章不同时长控水处理及复水后对三角梅花芽分化及叶片营养物质的影响

1材料与处理

1.1试验材料

试验材料选取生长健壮,无病虫害,长势、花期、花量、生长状况等一致的两年生‘潮州红’三角梅盆栽,于2022年10月16日购买于福建漳州,盆栽基质为园土,购买后不对其施肥,采用常规办法进行养护管理,每隔1-2天浇水一次,浇水时以盆底有水流出为宜。

1.2材料处理

选择状况良好,健康无病虫害的三角梅盆栽,对植株进行控水处理,控水方法参考Li[48]的方法:处理前对三角梅盆栽浇水至盆底有水渗出,后停止浇水至植株2/3叶片萎蔫下垂。每日8:00-9:00称取植株重量,根据每天所称取重量与前一天重量的差值来浇水,使植株始终处于叶片萎蔫下垂的状态。试验共设置3个处理,分别为:控水7天后复水(D7),控水14天后复水(D14),控水21天后复水(D21),与同时期正常浇水的植株作对照,对照组每隔1-2天浇水一次,浇水时以盆底有水流出为宜。试验处理于2022年10月26日开始,12月7日结束,处理期间平均气温为14-26℃,平均相对湿度为72%-98%,平均日照时数为10.94 h,除了试验因素外,其他管理正式进行。

2试验方法

2.1叶片情况及开花情况指标的测定与测定方法

当控水至三角梅植株2/3叶片萎蔫时,用快速水分测定仪测定此时叶片含水率,用土壤水分测定仪测定土壤含水率。在控水处理结束后观察植株开花情况,记录植株现蕾期、花芽数、花枝数、开花数量与开花比例(成花枝数/总枝数)。

2.2可溶性蛋白的提取与测定

可溶性蛋白含量的测定参考高俊凤[78]的方法,稍作改动。取三角梅叶片0.2 g至预冷好的研钵中,加入2 ml预冷双蒸水研磨至匀浆,将研磨好的叶片匀浆倒入10 ml离心管中,再用3 ml蒸馏水冲洗研钵,收集于离心管中,重复两次。离心机4℃预冷,后13000 rpm离心15 min,上清液转移至另一离心管中,即为可溶性蛋白提取液。吸取0.1 ml提取液于试管中,加入0.9 ml双蒸水稀释可溶性蛋白提取液,后加入5 ml考马斯亮蓝G-250试剂,静置2 min,595 nm处测定吸光值,测定于反应后1 h内完成。

2.3可溶性糖与淀粉的提取与测定

可溶性糖与淀粉含量的测定参照高俊凤[78]的蒽酮硫酸比色法,稍作改动。称取三角梅叶片0.2 g至预冷好的研钵中,加入2 ml双蒸水研磨至匀浆,倒入30 ml离心管中,再加4 ml蒸馏水冲洗研钵,收集于离心管中,重复两次。80℃恒温水浴30 min,离心机15000 rpm离心15 min,收集上清液至50 ml离心管中。再次往残渣中加入5 ml双蒸水,涡旋混匀,80℃恒温水浴30 min,后13000 rpm离心15 min,重复2次,合并3次上清液,即为可溶性糖提取液。吸取0.1 ml提取液至试管中,加入0.9 ml双蒸水摇匀,后加入5 ml蒽酮-浓硫酸,沸水浴加热10 min显色,取出后放入冰水中冷却,620 nm处测量吸光值。

第三章不同时长控水处理及复水后对三角梅叶片内源激素的影响....................26

1材料与处理.............................26

1.1试验材料...........................................26

1.2材料处理................................26

第四章不同时长控水处理及复水后对三角梅叶片多胺的影响............................44

1材料与处理.......................................44

1.1试验材料...................................44

1.2材料处理.......................................44

第五章总结与展望..............................60

1总结..............................................60

2展望......................................61

第四章不同时长控水处理及复水后对三角梅叶片多胺的影响

3结果与分析

3.1不同时长控水处理及复水后对三角梅叶片腐胺含量的影响

如图4-1所示,干旱萎蔫至控水14天时三角梅叶片腐胺含量极显著高于对照(p<0.01),在控水21天时其腐胺含量显著高于对照(p<0.05),控水7天,控水14天和控水21天时腐胺含量分别是对照组的2.4、2.63和1.27倍;随着控水时间的延长,三角梅叶片腐胺含量呈下降趋势,控水21天时腐胺含量相比初期干旱萎蔫下降了22.37%。复水后,经过控水处理的三角梅腐胺含量仍显著高于同时期对照(p<0.05)。其中,控水7天处理在复水后其叶片腐胺含量呈先下降后上升趋势,复水14天时相比复水前上升了3.07%;控水14天处理复水后其腐胺含量呈上升趋势,相比复水前上升了38.54%;而控水21天则呈先上升后下降趋势。

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第五章总结与展望

1总结

本研究以两年生盆栽三角梅‘潮州红’为材料,对三角梅分别进行持续7天、14天、21天的控水处理并于处理结束后复水,以正常浇水的三角梅植株为对照,测定控水处理以及复水后三角梅生理指标的变化情况,观察三角梅在复水后的生长及开花情况,探究控水诱导三角梅花芽分化的生理机制,研究结果如下:

1.1不同时长控水处理及复水后对三角梅花芽分化及营养物质的影响

对三角梅控水7天、控水14天与控水21天后复水均可诱导三角梅提前开花,其中控水14天后复水三角梅花芽数最多,开花情况最好。经控水处理后三角梅叶片中可溶性蛋白、可溶性糖与淀粉含量显著下降,淀粉酶活性显著上升;随着控水时间的延长,三角梅叶片可溶性蛋白含量呈下降趋势;可溶性糖与淀粉含量呈先上升后下降的趋势;淀粉酶活性呈先下降后上升的趋势。复水后,三角梅叶片中可溶性糖、淀粉含量下降,可溶性蛋白含量、淀粉酶活性上升。说明控水处理下三角梅碳水化合物含量升高,有利于诱导三角梅花芽分化。而复水后三角梅为恢复生长与开花,消耗先前所积累的能量物质,有利于三角梅后续的生长开花。

1.2不同时长控水处理及复水后对三角梅内源激素含量、比例及代谢相关酶活性的影响

经控水处理后,控水7天至控水14天时三角梅叶片中的ABA显著上升,IAA含量显著下降,说明控水下三角梅叶片的ABA含量上升,IAA含量下降,有利于三角梅花芽分化提前;控水21天时三角梅叶片ABA含量下降,IAA含量上升,说明控水21天时三角梅叶片内源激素调节失衡,影响到复水后开花情况。随着控水时间的延长,三角梅GA3含量显著上升,可能有利于三角梅花芽分化的提前。复水后,三种时长控水处理下三角梅叶片ABA含量下降、IAA与GA3含量上升,说明复水后三角梅通过调节内源激素含量以恢复生长,并促进了复水后三角梅的开花。

参考文献(略)

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