我国具有丰富的野生兜兰属植物资源,其中以云南、广西、贵州等西南石灰岩山区资源分布较多[1]。近几年,兜兰因其独特、优异的观赏性状,逐渐成为花卉消费的新宠,产业化规模也越来越大。我国虽然具有较多的野生兜兰资源,但是由于其种类、栽培地区的不同而表现出较大的生长差异,为兜兰标准化生产增加了难度[2]。兜兰生产过程中存在着开花不整齐、花期不一致、开花率低等花期调控技术瓶颈,严重制约了兜兰产业的快速发展。有关兜兰花期调控的研究较少,陈影[2]摸索了施肥和生长调节剂对魔帝兜兰开花的影响,结果并不理想;皮秋霞等[3]通过形态解剖研究了杏黄兜兰花的发育过程,发现在云南野外条件下8月底至9月初是杏黄兜兰进行花器官形态分化的关键时期;郑勇平等[4]对‘魔帝’兜兰和‘肉饼’兜兰的催花技术进行了报道。
1 材料与方法
1.1 材料
选取移植到广西农业科学院花卉研究所兰科植物种质资源圃生长的健康、无病虫害同色兜兰异交后代植株,分8个时期：（1）中苗期、（2）大苗期、（3）现葶期、（4）花苞显现期、（5）花苞膨大期、（6）初花期、（7）盛花期、（8）凋花期,观测每个时期叶片及花发育情况,并称取功能叶（主要进行光合作用的成熟叶片）样品1.0 g,经液氮速冻后,于Thermo706超低温冰箱-80 ℃保存备用。
1.2 方法
用游标卡尺测量功能叶叶长、叶宽以及花葶长、花横径、花纵径[9],记录花朵形态,每个时期随机采取5株进行观测。
1.3 数据处理
数据采用Excel 2003软件处理,差异比较采用SPSS 16.0邓肯新复极差法（SSR法）。
2 结果与分析
2.1 同色兜兰叶片长宽和花发育变化
由表1可见,同色兜兰功能叶叶长在大苗期基本稳定,和花期无差异,仅中苗期和其他时期差异显著,这说明同色兜兰叶片在大苗期基本完成发育。由于同色兜兰花葶较短,在现葶期还不能看到抽出的花葶,花苞膨大期花葶显现,其花葶长和之后的初花期、盛花期、凋花期呈极显著差异（P<0.01）。
表1 同色兜兰各时期叶片及花发育变化Tab. 1 Changes of leaves and flowers development indifferent stages of P. concolor |
| 时期 Stage | 叶长 Leaf length/cm | 叶宽 Leaf width/cm | 叶片长宽比 Leaf length/width ratio | 花葶长 Scape length/cm | 花横径 Flower width/cm | 花纵径 Flower length/cm | 花形态 Flower morphology |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| （1）中苗期 | 5.79±0.95Bb | 1.80±0.36Bbc | 3.29±0.68Aa | ||||
| （2）大苗期 | 8.07±1.77Aa | 2.38±0.36ABbc | 3.44±0.74Aa | ||||
| （3）现葶期 | 9.27±1.16Aa | 2.85±031Aab | 3.29±0.49Aa | 茎尖生长点有花葶鞘显现 | |||
| （4）花苞显现期 | 9.43±1.06Aa | 3.18±0.39Aa | 3.00±0.48Aa | 花苞开始显现 | |||
| （5）花苞膨大期 | 9.48±2.46Aa | 3.03±0.50Aa | 3.12±0.51Aa | 2.24±0.26Bb | 花苞变大 | ||
| （6）初花期 | 9.46±0.83Aa | 3.15±0.55Aa | 3.05±0.44Aa | 2.98±0.30Aa | 花朵形成,开始绽放 | ||
| （7）盛花期 | 9.52±1.06Aa | 3.21±0.56Aa | 3.03±0.53Aa | 3.04±0.46Aa | 5.92 | 5.66 | 花朵完全绽放 |
| （8）凋花期 | 9.43±0.80Aa | 3.19±0.52Aa | 3.01±0.45Aa | 3.08±0.34Aa | 花朵凋落 |
注：表中数据为平均值±标准差;同列中不同大小写字母分别表示不同时期之间在0.01和0.05水平上差异显著（P<0.01,P<0.05）。 | |
Note: Data in the table are the mean±SD; Different capital and lowercase letters in the same column indicate variance analysis reached significant difference at the level of 0.01 and 0.05, respectively. |
2.2 同色兜兰内源激素含量的变化
2.2.1 玉米素核苷（ZR） 由图1A可知,在整个发育时期内,ZR含量大致表现为先上升后下降再上升的趋势。中苗期叶片ZR含量明显低于大苗期,二者之间差异极显著（P<0.01）,说明在营养生长时期内具有细胞分裂功能的玉米素核苷增加,加快同色兜兰营养生长。大苗期和现葶期的ZR含量差异不明显,在花苞显现期ZR含量迅速上升为8.23 ng/g,之后在花苞膨大期呈现最低值,为5.76 ng/g。之后的初花期、盛花期和凋花期呈直线上升趋势,凋花期叶片ZR含量为8.26 ng/g,和花苞显现期ZR含量差异不显著。
图1 同色兜兰不同发育时期内源激素含量的变化横坐标下面的1~8为表1中的8个不同发育时期;不同大小写字母分别表示不同时期之间在0.01和0.05水平上差异显著（P<0.01,P<0.05）。 Fig. 1 Changes of endogenous hormone content of P. concolor at different developmental stages 1-8 below the abscissa are 8 different development stages in Table 1; Different capital and lowercase letters indicate variance analysis reached significant difference at the level of 0.01 and 0.05, respectively. |
2.2.2 赤霉素（GA3） 由图1B可知,从中苗期到大苗期再到现葶期,同色兜兰叶片赤霉素（GA3）含量呈先上升再下降的趋势,中苗期最低为5.23 ng/g,与其他时期GA3含量差异极显著（P<0.01）,大苗期GA3含量呈现较高的数值达6.96 ng/g,与其他时期GA3含量差异显著（P<0.05）,之后在现葶期下降至5.82 ng/g。从现葶期至初花期GA3含量呈直线缓慢上升趋势,盛花期GA3含量突然升高至8.40 ng/g,凋花期GA3含量为8.31 ng/g,与盛花期差异不显著,说明盛花期功能叶开始大量分泌赤霉素,加速花朵脱落。
2.2.3 脱落酸（ABA） 由图1C可知,在营养生长期内,中苗期ABA含量为34.97 ng/g,大苗期ABA含量急剧升高至82.96 ng/g,二者差异极显著（P<0.01）,说明叶片逐渐发育成熟,ABA含量增加。在花期内,ABA含量大致呈现先下降再上升的趋势,至凋花期ABA含量达到最高值为103.43 ng/g,为中苗期ABA含量的2.96倍,凋花期ABA含量和其他任何时期均呈极显著差异（P<0.01）。
2.2.4 生长素（IAA） 由图1D可知,在营养生长期内,大苗期IAA含量（50.48 ng/g）明显高于中苗期（23.36 ng/g）,二者差异极显著（P<0.01）,说明在营养生长期内,IAA含量上升促进伸长生长。在花期内,IAA含量基本呈先下降后上升的趋势,花苞显现期IAA含量呈现最低值,为25.03 ng/g, 在凋花期IAA含量高达70.30 ng/g,与其他任何时期均呈极显著差异（P<0.01）,其为营养生长中苗期的3倍。IAA的变化趋势大致和GA3的变化趋势一致。
2.3 同色兜兰内源激素含量比值的变化
2.3.1 IAA/ABA比值的变化 由图2A可知,在中苗期至初花期内IAA/ABA的比值大致呈“M”型变化趋势,中苗期、大苗期和现葶期IAA/ABA的比值差异不显著（P>0.05）。花期IAA/ABA的比值呈现先下降再上升然后再下降再上升的趋势,呈不规则的“W”型变化,IAA/ABA的比值在现葶期、花苞膨大期和凋花期达到峰值,均为0.68,而在花苞显现期和初花期呈现低值,其中又以花苞显现期值最低（0.36）,这是花苞显现期IAA含量降低而ABA含量增加的缘故。
图2 同色兜兰不同时期激素含量比值的变化横坐标下面的1~8为表1中的8个不同发育时期;不同大小写字母分别表示不同时期之间在0.01和0.05水平上差异显著（P<0.01,P<0.05）。 Fig. 2 Changes of hormone content ratio of P. concolor at different developmental stages 1-8 below the abscissa are 8 different development stages in Table 1; Different capital and lowercase letters indicate variance analysis reached significant difference at the level of 0.01 and 0.05, respectively. |
2.3.2 IAA/GA3比值的变化 由图2B可知,在营养生长期内,大苗期IAA/GA3的比值（7.25）极显著（P<0.01）高于中苗期（4.48）,说明营养生长期内IAA增加较快,促进营养生长。IAA/GA3的比值在营养生长向生殖生长转变的大苗期和现葶期差异不显著。在花期内,IAA/GA3的比值呈现先下降再上升之后再下降再上升的趋势,略呈“W”型变化,在花苞显现期和盛花期出现2次低值（分别为4.25和4.52）,分别是花苞显现期IAA含量降低、盛花期GA3含量增加的缘故;现葶期、初花期和凋花期呈现3次峰值,其中以凋花期最高（8.46）,初花期最低（5.87）,三者之间呈极显著差异（P<0.01）。
2.3.3 ZR/ABA比值的变化 由图2C可知,ZR/ABA的比值在中苗期最高为0.17,而在大苗期迅速跌至0.09,二者呈极显著差异（P<0.01）,这是ABA含量中苗期较低而大苗期急剧增加的缘故。之后花期略有上升,在盛花期和凋花期比值较低,但整个花期内ZR/ABA的比值差异不大。
2.3.4 ZR/GA3比值的变化 由图2D可知,ZR/GA3的比值在整个生育期内大致呈先上升后下降的趋势,其中以花苞显现期ZR/GA3的比值最高（1.40）,与其余时期差异均显著（P<0.05）。由此可见花苞显现期ZR/GA3的比值高有利于成花形态分化。
2.3.5 ABA/GA3比值的变化 由图2E可知,在营养生长期内ABA/GA3的比值呈现急剧上升的趋势,中苗期和大苗期的ABA/GA3的比值分别为6.73和11.93,二者之间呈极显著差异（P<0.01）,这是大苗期ABA含量较中苗期急剧增加的缘故。从大苗期到现葶期ABA/GA3的比值差异不显著,说明从营养生长转至生殖生长初期,ABA/GA3的比值变化不大。在花期内,ABA/GA3的比值呈现先下降后上升之后下降再上升的趋势,略呈“W”型变化,以花苞显现期、初花期和凋花期呈现峰值,其中又以初花期为最高,达13.24,但3个时期ABA/GA3比值差异不显著;在花苞膨大期和盛花期呈现谷值,又以花苞膨大期值最低（7.51）,且二者呈现显著差异（P<0.05）。
2.3.6 ZR/IAA比值的变化 由图2F可知,从中苗期到大苗期ZR/IAA的比值呈急剧下降的变化趋势,二者之间呈极显著差异（P<0.01）,这是IAA较ZR增加急剧的缘故。而在花期,ZR/IAA的比值呈先上升后下降的趋势,在花苞显现期ZR/IAA的比值为最高（0.33）,与其余任何时期均呈极显著差异（P<0.01）,而在凋花期ZR/IAA的比值为最低（0.12）。
3 讨论
植物成花调控不仅受外界环境因子影响,而且植物体内的各种激素存在互相协同和拮抗作用,是一个复杂的调控过程。植物激素调控是植物感受外部环境变化信号,利用多种激素的协同或拮抗的作用调整自身的生长和分化进程,增强对环境适应能力的调控方式[5]。
3.1 内源激素含量与生育期的关系
3.2 各时期内源激素含量比值与生育期的关系
本研究发现,在同色兜兰营养生长期IAA/GA3比值高,花期内其比值降低,这和齐飞艳等[32]对毛竹的研究结果一致;从本研究GA3和IAA的变化趋势以及IAA/GA3比值变化中可以发现,GA3和IAA有着一定的关系,但是二者如何在同色兜兰体内相互促进加成的生理机制,还有待进一步研究。
ZR/ABA在同色兜兰发育期内呈现比较稳定的变化趋势,大苗期比值急剧下降,这充分说明ZR/ABA较低比值可以明显抑制营养生长并促进花芽孕育。ZR/ABA比值在现葶期、花苞显现期、花苞膨大期上升,初花期下降,到盛花期又上升,说明高比值的ZR/ABA在促进同色兜兰花芽分化完成后便开始内部调控使其下降,开花后比值上升延缓花瓣衰老。这与杨雪[33]对金花茶的研究结果一致。
ZR/GA3在同色兜兰发育期内呈现比较稳定的变化趋势,在花苞显现期其比值最高,说明高比值 ZR/GA3可能有利于成花,也进一步说明相对高含量的内源ZR是成花的关键因素。
3.3 其他
大苗期、花苞显现期是同色兜兰叶片内源激素变化影响开花极为重要的时期。大苗期各内源激素水平和比值直接影响花芽分化的程度,而花苞显现期又是影响花朵是否能正常绽放的关键时期,引种驯化和规模化栽培中经常发现兜兰花葶鞘抽出、花苞显现但不能正常开花的现象,致使较多的兜兰植株不能正常抽花。因此,研究需要进一步明确同色兜兰花芽分化的解剖显微过程,明确由营养生长转至生殖生长的关键时间节点和形态变化,摸索花芽分化需要的条件、时间,明确影响同色兜兰花芽分化的关键因子。为了保证花芽正常分化、花苞正常绽放,可通过外施外源激素验证不同发育时期各内源激素水平以及各激素比值的范围,明确内源激素对同色兜兰开花的作用。
4 结论
综上分析发现,在同色兜兰花芽分化期,具有高水平的ZR和低水平的IAA;在激素平衡研究中发现,顶芽从营养生长向生殖生长转换时,具有高比值的IAA/GA3、ABA/GA3和低比值的ZR/ABA、ZR/IAA;成花形态分化期,具有低比值的IAA/ABA、IAA/GA3和高比值的ZR/GA3、ZR/IAA。这些内源激素的变化规律能为同色兜兰的花期调控提供理论基础。