蜡梅花脱落术中脱骨机理及保鲜剂的影响

蜡梅花脱落术中脱骨机理及保鲜剂的影响

chillospreacox是冬季开花的珍贵木本花。这是目前最具市场潜力的木本花之一，具有很高的经济价值。但在蜡梅切枝采后贮运以及瓶插过程中容易落蕾落花,尤其中蕾期花蕾脱落,严重影响了蜡梅作为鲜切花开发的进程［1］因此,研究蜡梅切花花蕾脱落的原因,对于防治蜡梅花蕾脱落,提高蜡梅切枝商品价值具有重要意义。以往的研究发现蜡梅为非乙烯敏感型切花,其发育和衰老进程受ABA及CTKS等内源激素平衡的调节,并与切枝水分状况及膜脂过氧化和抗氧化酶动态密切相关［2-3］。这些研究基本停留在生理生化水平,而且缺少针对落蕾问题的专门研究。近几年来,扩张蛋白与植物器官脱落关系的研究逐渐引起研究人员的兴趣［4-10］;但是关于脱落力、扩张蛋白活性与离层形成的相关性如何未见报道。我们在关于蜡梅花蕾发育的研究中也发现,扩张蛋白基因CpEXP1(GeneBankaccessionno.DW222744)的表达与花蕾发育、脱落关系密切［11］。本文对瓶插蜡梅切花中蕾期花蕾的脱落力、扩张蛋白以及离层形成进行了研究,旨在确定脱落力、扩张蛋白活性与蜡梅花蕾脱落的关系,为蜡梅切枝保鲜的研究奠定基础,同时也丰富了扩张蛋白与离层发育的研究内容。1材料和方法1.1成年植株栽植试材为重庆市西南大学园艺园林学院农场栽植的素心蜡梅(Chimonanthuspraecoxvar.concolor)成年植株。1.2方法1.2.1脱枝力的测定2009年12月中旬,剪取当年生短于20cm的中等枝以及短枝于25℃条件下进行清水瓶插。参考Sane等［9］的方法,每天用查狄伦数显测力计(Chatillonstraingauge)随机测定30个中蕾期花蕾(蕾径5.50~8.50mm)的脱落力。同时,统计中蕾期花蕾的落蕾量,用落蕾数占总数百分比表示。1.2.2小鼠海马鱼中的扩张蛋白提取采用Belfield等［10］、McQueen-Mason等［12］的方法,每天提取中蕾期花梗末端2mm左右组织的扩张蛋白,连续8d。蛋白活性测定参考童斌［13］的方法进行,重复3次。扩张蛋白活性计算公式如下:1.2.3植物的光学观察每天剪取中蕾期小花枝,经FAA固定液固定后采用常规石蜡切片法进行脱水、透明、包埋。包埋块在KD-2258轮转式切片机上切片,厚度10μm,番红染色,中性树胶封片。LeicaDM1000光学显微镜下对花梗离区进行观察,采用CoolSANPColor3.3M数码成像系统进行拍照。图像处理采用Image-ProInsight图像分析软件进行。1.2.4保鲜剂的组合于25℃条件下,将剪取的当年生中等枝以及短枝插入广口瓶中,每瓶3枝,重复3次。以清水为对照,试验各常用保鲜剂组合见表1。采用1.2.1的方法测定中蕾期花蕾的脱落力,同时统计落蕾量。2结果与分析2.1脱枝期落枝量变化脱落力的大小可以直接反映花蕾脱落的难易程度。根据脱落力大小可以将整个过程分为4个阶段:1)从瓶插开始到第2天脱落力的变化不明显,总落蕾量仅为3.1%;2)第3天脱落力较第2天下降22.6%,落蕾量增加到7.4%;3)第4天、第5天脱落力分别较第3天下降24.0%、32.1%,总落蕾量达到34.2%;4)第6天、第7天脱落力分别较第5天下降48.3%、48.8%,总落蕾量达到39.1%(表2)。此时中蕾期花蕾总落蕾量为83.8%,已经失去观赏性。可见脱落力显著下降主要集中在瓶插的第3天至第7天。其中第6天、第7天下降最为显著。如何延缓瓶插后期脱落力的下降是解决蜡梅切花落蕾的关键之一。2.2离层变化的活性在脱落过程中,扩张蛋白能够打断植物细胞壁中连结纤维素和木聚葡萄糖之间的氢键,进而促进离层的形成［14］。从提取的扩张蛋白活性变化可以看出:从开始到第5天,该蛋白的活性稳定在比较低的水平;第6天、第7天活性显著增强,分别较第5天增加341.2%、382.4%(表2)。表明在蜡梅花蕾脱落过程中,该蛋白主要在脱落后期起作用。2.3表皮组织收缩由图1可以看出:自瓶插开始到第2天,花梗与茎之间的区域(即离区)无明显变化;第3天该区域表皮组织开始收缩,部分细胞开始解体;随后2d离区进一步收缩,细胞解体范围进一步扩大;到了第6天、第7天,大部分细胞迅速解体并导致离区开始断裂,最终仅有部分维管组织连接花梗与茎。2.4两组两组测定的覆盖力对比采用3种花卉常用保鲜剂组合对蜡梅切枝进行瓶插处理,每天脱落力和落蕾量的变化趋势与对照相同,且每天测定的脱落力结果均较对照无显著差异(表3)。瓶插处理7d后,4组处理总落蕾量分别为82.2%、84.3%、83.2%、87.1%,基本失去观赏价值(图2)。3基于cpexp1基因表达的蜡牡丹花枝落枝和充放电保鲜剂保鲜花蕾脱落的难易与花径成反比［15］。Sane等［9］在月季花瓣脱落的研究中采用最外1~2轮花瓣展开的花蕾为试材,减小了因花径造成的干扰。在实验中,严格选取蕾径5.50~8.50mm的‘素心’蜡梅中蕾期花蕾,可以减少因蕾径所造成的影响。以脱落力的大小为依据进行蜡梅中蕾期花蕾的区分,可以直观地反映该时期花蕾脱落的难易程度。从瓶插开始到第2天,脱落力维持在3.4N以上,此时花梗处无明显变化;第3天脱落力下降至2.698N,切片观察发现花梗处开始收缩,少量细胞解体;随后2d脱落力下降至2.0N左右,此时花梗处离区进一步收缩,细胞严重解体;第6天、第7天脱落力迅速下降到1.0N以下,显微观察显示此时大部分细胞已经解体,仅有部分维管组织连接。可见随着瓶插时间延长,蜡梅花蕾脱落力呈阶段性下降趋势,与解剖学观察的结果相一致,脱落力可以作为脱落过程中离层形成阶段的划分依据。扩张蛋白属于多基因家族蛋白,具有组织特异性、细胞特异性［16-18］。在瓶插前期,活性测定中发现该蛋白稳定在相对较低的水平;到了瓶插后期,其活性迅速增强。这与我们前期CpEXP1基因荧光定量表达的结果相吻合。此时离区细胞严重解体并导致离区断裂。表明在蜡梅花蕾脱落过程中扩张蛋白主要在瓶插后期起作用。而Sane等［9］在对月季(Rosabourboniana)切花扩张蛋白活性的研究中发现,脱落力随瓶插时间延长迅速降低,这可能是因为月季为乙烯敏感型切花,而蜡梅为非乙烯敏感型切花［3］。落蕾量统计发现:从瓶插开始到第3天总落蕾量仅为10.5%,对观赏性状影响不大;随后4d的总落蕾量达到73.3%,严重降低了蜡梅切花的观赏价值。其中第6天、第7天总落蕾量达到39.1%,此时脱落力显著下降,而扩张蛋白活性明显增强。我们在前期蜡梅花蕾CpEXP1基因表达研究中发现,脱落力<1.4N组的中蕾期花蕾中该基因的相对表达量显著高于脱落力>1.4N的其他组。在自然脱落的花蕾中,该基因的相对表达量较脱落力<1.4N组增加4倍,表明该基因的表达高峰在花蕾脱落的后期。这也与本研究中扩张蛋白活性测定结果相吻合。另外,第4天、第5天花蕾脱落相对较多,而脱落力和蛋白活性较前3d变化不明显,推测在瓶插前期蜡梅花蕾离层发育主要受其他因素影响,而这方面的内容还有待进一步研究。在切花保鲜中,8-HQ和CA常用作杀菌剂被广泛使用［19］,蔗糖主要作为能源物质［20］,1-甲基环丙烯(1-MCP)、硝酸银等作为乙烯拮抗剂用于乙烯敏感型切花的保鲜［20-22］。在前期研究中,郭维明等［1］发现采用超声波复合处理可以有效减少湿藏蜡梅切枝花蕾的脱落。本实验采用的3组保鲜剂组合均对蜡梅切枝脱落力以及落蕾量无显著影响,表明在瓶插期间微生物的活动、乙烯的产生以及外源能源物质对蜡梅切枝花蕾脱落影响较小。