高浓度CO2对切花瓶插寿命影响及荷花杂交生殖障碍研究

论文摘要

在世界花卉生产中,切花占有非常重要的地位。由于切花是鲜活的园艺产品,采后仍进行生命活动,储存和观赏寿命有限,因而切花的采后生理生化及保鲜研究就成为园艺学科中较为活跃的领域。大气CO2浓度在过去200年内已增加了100μmol·mol-1左右,CO2作为光合作用重要原料之一,其浓度升高将直接对切花光合作用产生影响,进而可能间接地影响切花细胞生理与生化及保鲜效果。此外,由于高浓度CO2还能降低植物呼吸作用,进而也有可能通过抑制呼吸作用来延长其瓶插寿命。目前,高浓度CO2对植物生长发育具有正面影响,然而高浓度CO2是否对切花采后保鲜也具有正面影响是本研究有待解决的一个问题。此外,如高浓度CO2对切花采后保鲜具有正面影响,那么研究和探讨其影响机理是本研究拟解决的另一个问题。为此,我们运用生理生化和细胞生物学等手段,研究了高浓度CO2对切花菊和切花月季观赏品质、生理生化及结构特征的影响,旨在为高浓度CO2在切花菊、切花月季乃至其他种类切花保鲜上的应用提供理论依据。荷花（Nelumbo nucifera）是我国的十大传统名花之一,为多年生水生花卉,原产中国。荷花杂交育种中,不同杂交组合结实率差异非常大,但具体因素不清楚。杂交结实率与植物生殖生物学特性密切相关,目前关于荷花生殖生物学方面的研究很少,而有关荷花杂交生殖障碍机理的研究更未曾见报导。为此,我们以‘瑰丽’（Nelumbo nucifera ’Guili’）、‘艾江南’（N.nucifera’ Aijiangnan’）、‘秣陵秋色’（N.nucifera ’Molingqiuse’）、‘秦淮胭脂’（N.nucifera ’Qinhuaiyanzhi’）、‘金色年华’（N.nucifera ’Jinsenianhua’）和‘秦淮花灯’（N.nucifera’ Qinhuaihuadeng’）六个荷花品种为实验材料,设计了6个杂交组合,即‘瑰丽’（N.nucifera’Guili’）ב艾江南’（N.nucifera ’Aijiangnan’）、‘艾江南’（N.nucifera ’Aijiangnan’）ב瑰丽’（N.nucifera ’Guili’）、‘秣陵秋色’（N.nucifera ’Molingqiuse’）ב秦淮胭脂’（N.nucifera ’Qinhuaiyanzhi’）、‘秦淮胭脂’（N.nucifera ’Qinhuaiyanzhi’）ב秣陵秋色’（N.nucifera ’Molingqiuse’）、‘金色年华’（N.nucifera ’Jinsenianhua’）ב秦淮花灯’（N.nucifera ’Qinhuaihuadeng’）和‘秦淮花灯’（N.nucifera ’Qinhuaihuadeng’）ב金色年华’（N.nucifera ’Jinsenianhua’）六个杂交组合。在人工杂交后不同时期运用细胞与生殖生物学等手段研究了影响杂交效果的生殖障碍类型及发生阶段,旨在揭示荷花杂交生殖障碍机理,为采取有效手段提高荷花杂交效果提供理论指导。主要结果如下：1.高浓度CO2增加了花枝鲜重,增大了花朵开放直径,延缓了切花菊的衰老进程,延长了瓶插寿命。此外,高浓度CO2提高了切花菊的光合速率、叶绿素和可溶性糖的含量及超氧物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）的活性,降低了丙二醛（MDA）的含量。最后,高浓度CO2减缓了叶片和花瓣细胞的降解。我们得出的结论是：高浓度CO2可能直接通过提高光合速率及碳水化合物含量来间接提高SOD和POD活性而延缓细胞降解,最终延长了切花瓶插寿命。2.高浓度CO2下增加了切花月季花枝鲜重,增大了花朵开放直径,延缓了切花月季的衰老进程,延长了瓶插寿命。高浓度CO2提高了切花月季的光合速率、SOD和POD的活性,降低了MDA的含量。说明：高浓度CO2处理可以延长切花月季的瓶插寿命,提高切花月季的瓶插品质,从而使它的观赏性提高。3.为了研究影响荷花杂交结实率的因素,我们选择了六个荷花品种进行杂交,测定了花粉生活力、观察了花粉在柱头的萌发行为及授粉后胚胎发育情况。研究结果显示,荷花在早上5：00-6：00时间段花粉活力最高。在这个时间段测定的‘艾江南’、‘瑰丽’、‘秦淮胭脂’、‘秣陵秋色’、‘金色年华’和‘秦淮花灯’花粉活力分别为20.2±1.1%、16.2±1.2%、15.5±1.6%、11.9±2.1%、20.6±1.3%和15.7±2.0%。人工授粉后4h,六个荷花杂交组合的花粉萌发数都达到最大值,在‘瑰丽’ב艾江南’、‘艾江南’ב瑰丽’、‘秦淮胭脂’ב秣陵秋色’、‘秣陵秋色’ב秦淮胭脂’、‘秦淮花灯’ב金色年华’和‘金色年华‘ב秦淮花灯’中花粉萌发数分别为60.6粒、25.8粒、4.8粒、10.0粒、17.2粒和63.0粒。其中‘秦淮胭脂’ב秣陵秋色和‘秣陵秋色’ב秦淮胭脂’中,授粉后在柱头上发现仅有少数的花粉粒萌发,并且基本上所有萌发的花粉粒在后期花粉管出现萌发异常,停留在柱头表面很难进入子房。人工授粉后第1天,六个杂交组合正常胚胎的比例分别为58.8%、26.8%、7.6%、9.6%、21.9%和55.0%。在授粉后第11天,六个杂交组合正常胚胎的比例分别为25.0%、11.3%、0%、1.5%、11.2%和20.8%。在授粉11天后,荷花正常胚胎的比例基本就没有什么变化了。六个杂交组合最后的结实率分别为23.33%、9.24%、0.23%、3.11%、8.02%和17.90%,而六个组合母本在自然开放情况下的结实率分别为26.5%、34.9%、8.39%、11.5%、29.4%和41.6%。结果表明,在六个杂交组合中,花粉活力的大小对杂交结实率的影响并不大；花粉粒的萌发和花粉管的发育情况是影响最后杂交结实率的一个重要因素；胚胎败育也是导致杂交结实率低的一个关键因素。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略词表
• 第一章 文献综述
• 1 切花保鲜研究进展
• 1.1 切花衰老原因
• 1.2 切花保鲜现状
• 1.2.1 化学保鲜剂保鲜
• 1.2.2 切花贮藏保鲜
• 2对植物生长的影响'>2 高浓度CO₂对植物生长的影响
• 3 植物种间杂交存在的障碍及影响杂交结实率的因素
• 3.1 受精前障碍
• 3.2 受精后障碍
• 4 荷花研究现状
• 4.1 荷花种质创新研究
• 4.1.1 实生选种
• 4.1.2 杂交育种
• 4.1.3 自交纯系育种
• 4.1.4 芽变选种
• 4.1.5 理化诱变育种
• 4.1.6 倍数性变育种
• 4.2 本试验研究荷花的意义
• 参考文献
• 2对切花菊瓶插品质、生理及结构特征的影响'>第二章 高浓度CO₂对切花菊瓶插品质、生理及结构特征的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 植物材料
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 花枝鲜重和花朵开放直径测定
• 1.2.2 光合作用测定
• 1.2.3 生理生化指标测定
• 1.2.4 叶片和花瓣显微与超微结构观察
• 2 结果与分析
• 2对切花菊鲜重的增加率和花朵开放直径的影响'>2.1 高浓度CO₂对切花菊鲜重的增加率和花朵开放直径的影响
• 2对切花菊的光合速率和叶绿素含量的影响'>2.2 高浓度CO₂对切花菊的光合速率和叶绿素含量的影响
• 2对切花菊可溶性糖含量的影响'>2.3 高浓度CO₂对切花菊可溶性糖含量的影响
• 2对切花菊MDA含量的影响'>2.4 高浓度CO₂对切花菊MDA含量的影响
• 2对切花菊SOD和POD活性的影响'>2.5 高浓度CO₂对切花菊SOD和POD活性的影响
• 2对切花菊叶片和花瓣细胞显微结构的影响'>2.6 高浓度CO₂对切花菊叶片和花瓣细胞显微结构的影响
• 2对切花菊叶片超微结构的影响'>2.7 高浓度CO₂对切花菊叶片超微结构的影响
• 3 讨论
• 参考文献
• 2对切花月季瓶插品质及生理的影响'>第三章 高浓度CO₂对切花月季瓶插品质及生理的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 植物材料
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 花枝鲜重和花朵开放直径测定
• 1.2.2 光合作用测定
• 1.2.3 生理生化指标测定
• 2 结果与分析
• 2对切花月季鲜重的增加率和花朵开放直径的影响'>2.1 高浓度CO₂对切花月季鲜重的增加率和花朵开放直径的影响
• 2对切花月季的光合速率的影响'>2.2 高浓度CO₂对切花月季的光合速率的影响
• 2对切花月季MDA含量的影响'>2.3 高浓度CO₂对切花月季MDA含量的影响
• 2对切花月季POD活性的影响'>2.4 高浓度CO₂对切花月季POD活性的影响
• 2对切花月季SOD活性的影响'>2.5 高浓度CO₂对切花月季SOD活性的影响
• 3 讨论
• 参考文献
• 第四章 荷花杂交生殖障碍研究
• 1 材料与方法
• 1.1 植物材料
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 人工杂交
• 1.2.2 花粉生活力测定
• 1.2.3 花粉在柱头萌发的荧光观察
• 1.2.4 胚胎发育研究
• 2 结果与分析
• 2.1 花粉活力和杂交结实率
• 2.2 授粉后花粉在柱头上的萌发
• 2.3 胚胎发育
• 3 讨论
• 参考文献
• 全文结论
• 发表论文
• 致谢