兩種觀賞樹木花開放與衰老過程中的生理變化研究

蘇 和

（內(nèi)蒙古自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010010）

在現(xiàn)代園林規(guī)劃中，觀賞樹不僅是重要的組成內(nèi)容，還是重要的綠化設(shè)計(jì)材料。從觀賞類型劃分，可分為觀形、觀葉和賞花3 類。而花期的長(zhǎng)短會(huì)直接影響樹木的觀賞價(jià)值，所以研究花開放及衰老過程中的生理機(jī)制顯得至關(guān)重要。

珍珠梅是北方地區(qū)一種常見的觀賞樹木，已廣泛應(yīng)用在園林綠化中。珍珠梅枝葉繁茂，生長(zhǎng)旺盛，花朵潔白，圓錐狀花序，花形似梅花，花期較長(zhǎng)。它可以單獨(dú)種植，也可以成簇或成列種植，適合種植在花園和綠地。江南槐又名毛刺槐，廣泛分布在華北南部、華中等地區(qū)。江南槐樹冠茂密，具有株型優(yōu)美、花大、色澤鮮艷等特點(diǎn)，適合種植在公園、草坪、道路等地方，可單獨(dú)種植、扦插種植、叢生種植，是優(yōu)良的造景美化樹種。江南槐常用嫁接繁殖進(jìn)行培育，通常將刺槐作為砧木［1］。

通過對(duì)珍珠梅、江南槐開花過程中的4 個(gè)時(shí)期的生理變化進(jìn)行研究，分析在花開放及衰老過程中的相關(guān)生理因素，進(jìn)而得到這兩種觀賞樹木的花衰老的原因，為育種、栽培及園林應(yīng)用等多方面提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

研究材料選用內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)東校區(qū)校園內(nèi)栽植的江南槐和珍珠梅的花瓣，選擇采集在充足陽光條件下生長(zhǎng)良好的植株的花瓣。

1.2 方法

為了研究花開放過程中各生理指標(biāo)的變化情況，需要收集花卉開放過程中不同時(shí)期的研究材料，并測(cè)定生理指標(biāo)。花瓣的采集分為初花、半花、盛花、衰落4 個(gè)時(shí)期，分別在兩種樹體上固定取樣枝條3 支，取樣枝條分別選擇頂部、中部和基部，每個(gè)枝條各采集2 g 花瓣，設(shè)置3 組重復(fù)實(shí)驗(yàn)，然后根據(jù)每組計(jì)算出的數(shù)據(jù)求得平均值。

1）花瓣含水量的測(cè)定。取2 g 花瓣在105 ℃的烘箱內(nèi)處理15 min，然后在80 ℃烘至恒重，得到的含水量用鮮重與干重的差值表示。2）細(xì)胞質(zhì)膜通透性的測(cè)定。采用相對(duì)電導(dǎo)法測(cè)定。3）花青素含量的測(cè)定。取0.5 g 花瓣用1%的鹽酸甲醇研磨并浸泡提取，然后過濾定容到20 mL，在波長(zhǎng)530 nm 處，以單位時(shí)間內(nèi)吸光度的值表示花青素含量［2］。4）可溶性糖含量的測(cè)定。用蒽酮法進(jìn)行測(cè)定［3］。5）可溶性蛋白質(zhì)的測(cè)定。采用考馬斯亮藍(lán)G-250 染色法測(cè)定可溶性蛋白［4］。

2 結(jié)果與分析

2.1 花瓣含水量的變化

從花瓣的外部形態(tài)可以觀察相對(duì)含水量對(duì)兩種植物的花瓣的影響，在開花初期花瓣鮮艷飽滿，在開放后期花瓣開始出現(xiàn)枯萎皺縮。經(jīng)過分析研究，在江南槐和珍珠梅開花及衰老的過程中，花瓣的相對(duì)含水量從初花期到盛花期略微有所增加，然后又呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，如圖1所示。其中，江南槐花瓣的相對(duì)含水量較珍珠梅高些。

圖1 花瓣含水量的變化

2.2 花瓣細(xì)胞質(zhì)膜通透性的變化

細(xì)胞完整性的程度可由細(xì)胞質(zhì)膜的通透性表現(xiàn)出來。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，2 種植物花瓣的質(zhì)膜透性在花開放及衰老過程中一直都呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，如圖2 所示。在初花期，質(zhì)膜透性平緩上升，半花期后增速較快，這與花瓣外觀形態(tài)的變化表現(xiàn)基本一致。花瓣質(zhì)膜透性的變化與其過氧化作用加重有關(guān)，同時(shí)細(xì)胞原生質(zhì)向外流失增加，破壞了細(xì)胞質(zhì)膜的完整性。

圖2 細(xì)胞質(zhì)膜通透性的變化

2.3 花瓣中花青素含量的變化

根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析，從初花期開始，花瓣的顏色在逐漸加深，盛花期過后又逐漸變淺。從初花期階段開始，花青素在花瓣中的含量在逐漸增加，在盛花期達(dá)到最大值，在盛花期過后明顯減少［5］。江南槐和珍珠梅花瓣的色澤變化與在開花及衰老過程花青素含量變化基本一致，說明兩種觀賞樹木花瓣色澤的深淺變化與花青素含量的變化有關(guān)，如圖3 所示。

圖3 花青素含量的變化

2.4 花瓣中可溶性糖含量的變化

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，兩種植物從初花期到半花期花瓣的可溶性糖含量一直呈上升趨勢(shì)，在半花期達(dá)到最大值后又逐漸下降［6］。從初花期到半花期的過程中，非還原性糖的轉(zhuǎn)化有可能是引起花瓣中可溶性糖含量增加的直接原因，花瓣的顏色及鮮重上升與可溶性糖含量成正相關(guān)。從開放到衰老，江南槐花瓣中的可溶性糖含量變化較珍珠梅更為明顯，如圖4 所示。

圖4 可溶性糖含量的變化

2.5 花瓣中可溶性蛋白質(zhì)的變化

從開花到衰老，兩種植物花瓣的可溶性蛋白質(zhì)含量始終表現(xiàn)出下降趨勢(shì)，花瓣中可溶性蛋白質(zhì)含量的降低標(biāo)志著花瓣逐漸老化，如圖5 所示［7］。從圖5 可知，花瓣鮮重的可溶性蛋白質(zhì)含量隨著花朵的生理性衰老而呈下降趨勢(shì)。在整個(gè)過程中，蛋白質(zhì)逐漸分解，其總量逐漸降低。

圖5 可溶性蛋白質(zhì)含量的變化

3 討論

3.1 細(xì)胞質(zhì)膜通透性變化與花瓣衰老

從開花到衰老的過程中，花瓣的衰老程度加劇，其質(zhì)膜的活性受損，細(xì)胞內(nèi)部的膜系統(tǒng)受損而影響營養(yǎng)物質(zhì)吸收，進(jìn)而導(dǎo)致養(yǎng)分流失，直至細(xì)胞衰亡，而細(xì)胞受損的程度可由細(xì)胞膜通透性的變化表現(xiàn)出來。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，兩種觀賞樹木的花在衰老時(shí)，花瓣的質(zhì)膜透性都有所增加。而細(xì)胞質(zhì)膜中的蛋白成分隨著花衰老的加劇逐步降解，從而增加了質(zhì)膜的透性，使得花瓣細(xì)胞內(nèi)的代謝環(huán)境受到影響，細(xì)胞內(nèi)部的活性物質(zhì)減少，膜脂的過氧化反應(yīng)加快，積累過盛的過氧化物質(zhì)最終使得細(xì)胞質(zhì)膜的活性喪失，花瓣出現(xiàn)枯萎死亡。

3.2 花瓣衰老過程中可溶性蛋白及可溶性糖含量的變化

通過研究可溶性蛋白質(zhì)的含量，可以判斷植物是否處于衰老狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，兩種觀賞樹木花瓣中的可溶性蛋白質(zhì)含量均隨著花開的進(jìn)程而逐步減少，花呈現(xiàn)衰老現(xiàn)象。呼吸作用的重要底物之一是可溶性糖，同時(shí)它也是植物開花、維持生命活動(dòng)的能量源。花瓣的呼吸速率與其內(nèi)部的可溶性糖含量成反比，而較低的可溶性糖含量又會(huì)使得花自身的抵抗力下降，從而表現(xiàn)出衰老［8］。

4 結(jié)論

1）珍珠梅和江南槐在花開放及衰老的過程中，花瓣中的含水量不斷上升，之后隨著衰老的加劇含水量不斷降低。2）珍珠梅和江南槐的花在開放及衰老的過程中，花瓣的細(xì)胞質(zhì)膜通透性不斷增加，盛花期過后增加趨勢(shì)更加顯著。3）在花開放及衰老過程中，江南槐和珍珠梅花瓣中的花青素含量在前期不斷上升，開放后期隨著花瓣的衰老逐漸減少。4）珍珠梅和江南槐在花開放及衰老的過程中，花瓣中的可溶性糖含量在開放初期不斷上升，到達(dá)全盛時(shí)期后，隨著衰老的加劇其含量不斷下降。5）珍珠梅和江南槐在花開放及衰老的過程中，花瓣中的可溶性蛋白質(zhì)含量不斷減少。