王 齊 師春娟 王 琳 張小平 孫 亮 王有國

（1. 云南林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 650224；2. 云南省林業(yè)科學(xué)院 , 云南 昆明 650201； 3. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 園林園藝學(xué)院 ,云南 昆明 650201）

一氧化氮對百合鱗莖的休眠解除效應(yīng)*

王 齊1師春娟2王 琳1張小平3孫 亮3王有國3

（1. 云南林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 650224；2. 云南省林業(yè)科學(xué)院 , 云南 昆明 650201； 3. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 園林園藝學(xué)院 ,云南 昆明 650201）

為研究一氧化氮（NO）在打破百合鱗莖休眠中的作用，用硝普鈉（SNP）處理休眠的“哥德琳娜”百合（Lilium brownii var. viridulum ‘Gondelina’）鱗莖后，在25 ℃下進行培養(yǎng)，觀測其萌發(fā)生長和測定不同解除休眠生長時期GA（赤霉素）、IAA（吲哚乙酸）、ZR（玉米素核苷）、ABA（脫落酸）4種內(nèi)源激素的質(zhì)量摩爾濃度變化。結(jié)果表明，NO能夠促進“哥德琳娜”百合鱗莖休眠的解除，隨處理體積摩爾濃度的增加，鱗莖發(fā)芽率呈先增大后減小趨勢，其中10 mmol/L SNP體積摩爾濃度浸泡處理對休眠“哥德琳娜”百合鱗莖的解除效果最好，發(fā)芽率達58.2%，比對照增大37.9個百分點，且與對照差異顯著（P＜0.05）；鱗莖質(zhì)量和根生長量呈先增大后減小趨勢，10 mmol/L SNP體積摩爾濃度浸泡處理下增加最大，分別比對照增大41.74%和102.03%，且與對照差異顯著（P＜0.05）；用10 mmol/L SNP體積摩爾濃度浸泡處理下，鱗莖內(nèi)源激素GA、IAA和ZR質(zhì)量摩爾濃度隨處理天數(shù)增加呈增大趨勢，且均與對照差異顯著（P＜0.05），而ABA質(zhì)量摩爾濃度隨處理天數(shù)增加呈減小趨勢，與對照之間差異不顯著。NO能夠促進生長素的快速生成，加速“哥德琳娜”百合鱗莖休眠解除的進程。

一氧化氮（NO）；百合鱗莖；休眠；內(nèi)源激素

百合（Lilium brownii var. viridulum）由于其花色艷麗、花姿雅致，并蘊含“百年好合、幸福祥和”之意，被譽為“球根花卉之王”[1]，普遍應(yīng)用于各種節(jié)慶活動和日常生活之中，是國內(nèi)外鮮切花市場的主要花卉品種之一，且市場需求和生產(chǎn)面積不斷擴大，在世界花卉市場中的地位越來越高。限制我國自繁種球商業(yè)化生產(chǎn)的一個主要因素是百合鱗莖的休眠解除技術(shù)欠缺[2]。百合鱗莖具有自發(fā)休眠的特性，生產(chǎn)上解除休眠的主要手段是冷處理，但由于不同品種、不同產(chǎn)地的百合鱗莖對冷處理的條件要求各異，導(dǎo)致冷處理沒有統(tǒng)一的標準，生產(chǎn)上往往由于冷處理不當導(dǎo)致休眠解除不徹底或物質(zhì)消耗過多，出現(xiàn)百合種球發(fā)芽率低、發(fā)芽不整齊、切花質(zhì)量差等現(xiàn)象[3-5]。另外一個限制百合生產(chǎn)的問題是百合冷處理解除休眠的時間集中，導(dǎo)致花期集中、供花期短，難以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)種球的周年供應(yīng)[6-7]。

NO及乙烯作為生物活性小分子或植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，參與了植物生長發(fā)育的各個階段，在植物休眠及解除過程中也發(fā)揮著重要作用。據(jù)研究表明，NO能夠誘導(dǎo)休眠種子內(nèi)源激素含量的變化，可以誘導(dǎo)乙烯響應(yīng)相關(guān)因子在擬南芥（Arabidopsis thaliana）中的轉(zhuǎn)錄[8]；NO誘導(dǎo)牧草種子萌發(fā)過程中會引起H2O2和ABA的含量變化[9]；另外，NO也可通過刺激乙烯的產(chǎn)生，降低對ABA敏感的蘋果（Malus pumila）種子的休眠[10]；NO減輕了擬南芥種子對ABA的敏感性，促進擬南芥種子的萌發(fā)[11]。但有關(guān)工作主要集中在種子休眠及解除方面，在球根花卉休眠解除應(yīng)用上的研究不多[12-14]。因此，參照NO在種子休眠解除上的應(yīng)用，利用其能打破休眠的特性，研究NO對休眠百合鱗莖的休眠解除效果，進而探索其作用機理，為生產(chǎn)應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在云南農(nóng)業(yè)大學(xué)進行，該校位于云南省昆明北市區(qū)，屬云南省中部，102°10′～103°40′E，24°23′～26°33′N。該區(qū)域?qū)俚途暥雀咴降丶撅L氣候，冬無嚴寒，夏無酷暑，四季如春；年平均氣溫 15 ℃，年均日照 2 200 h；無霜期 240 d 以上，年均降水約1 000 mm。植物資源豐富，分布著亞熱帶常綠闊葉林、針闊混交林、溫帶針葉林、高山灌叢和草甸等不同類型植被。該區(qū)域土壤類型屬高原紅壤，主要有紅壤土、紫色土和水稻土。

1.2 試驗材料

供試百合鱗莖取自云南英茂花卉有限公司試驗基地，品種為“哥德琳娜”。

NO供體硝普鈉(Sodium nitroppmsside，SNP)購自德國Merck公司，先配成100 mmol/L 的母液，4 ℃保存，用時按處理所需進行稀釋。

1.3 試驗設(shè)計

2015年10月，待地上莖葉枯萎后采收種球，刷去鱗莖上的泥土，剪除枯萎的莖軸；選用鱗片抱合緊密、無病蟲害、鱗莖盤無損傷的獨頭鱗莖，周徑12～14 mm；用50%多菌靈可濕性粉劑500倍液浸泡30 min消毒處理后，置在陰涼處陰干；分別在1、5、10、20 mmol/L SNP 溶液中浸泡處理30 min，以不浸泡SNP溶液的鱗莖為對照（CK），濾干后用蒸餾水沖洗4～5次。

1.4 種球培養(yǎng)

經(jīng)浸泡處理后洗過濾干的“哥德琳娜”百合鱗莖每30個為一個處理，每處理設(shè)3次重復(fù)；栽植于已消毒、含水量為70%的泥炭基質(zhì)中，栽植深度為剛露出鱗莖頂端。置于25 ℃的ZPQ-350型智能氣候箱中培養(yǎng)，溫度變幅為±0.5 ℃。

1.5 取樣與測定

形態(tài)指標的測定以處理30 d為一個試驗期，按照完全取樣的方法，在試驗結(jié)束時一次性取出，取出后觀測鱗莖形態(tài)生長，測定指標包括：鱗莖質(zhì)量、根長生長量、生根數(shù)量；統(tǒng)計處理30 d的鱗莖發(fā)芽數(shù)量，并計算發(fā)芽率和發(fā)芽勢。

內(nèi)源激素含量的測定以處理42 d為一個試驗期，采用酶聯(lián)免疫（ELISA）法測定內(nèi)源激素含量[15]，ELISA試劑盒由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)生產(chǎn)。內(nèi)源激素樣品提取和測定均按宋要強等[2]、李宗霆等[15]的操作方法進行，每7 d為間隔進行取樣，即取母鱗莖（鱗莖的第1～2層鱗片），迅速在液氮中冷凍并于（-20 ℃）保存?zhèn)錅y。樣品測定指標包括ABA、GA、IAA和ZR質(zhì)量摩爾濃度，由云南農(nóng)業(yè)科學(xué)院測定；同時，測算GA/ABA、IAA/ABA、ZR/ABA值變化。

1.6 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用 Microsoft excel 2007軟件進行匯總，用 DPS（Data Processing System）7.05 數(shù)據(jù)處理軟件，對測定形態(tài)指標數(shù)據(jù)及內(nèi)源激素質(zhì)量摩爾濃度進行差異顯著性分析、多重比較，差異顯著水平均為0.05；相關(guān)分析的差異顯著 水平為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同SNP體積摩爾濃度處理對百合鱗莖形態(tài)生長的影響

2.1.1 不同SNP體積摩爾濃度處理對百合鱗莖質(zhì)量的影響 不同SNP體積摩爾濃度處理對百合鱗莖質(zhì)量的影響呈先增大后減小的趨勢（圖1），與CK處理相比，在1、5、10和20 mmol/L SNP體積摩爾濃度處理下百合鱗莖質(zhì)量分別增大5.31%、14.15%、41.74% 和 5.69%，且在 10 mmol/L SNP體積摩爾濃度處理下達到最大值1.04 g；經(jīng)差異顯著性分析，5、10和20 mmol/L SNP體積摩爾濃度處理下百合鱗莖質(zhì)量與CK差異顯著（P＜0.05）。

2.1.2 不同SNP體積摩爾濃度處理對百合鱗莖根長生長的影響 不同SNP體積摩爾濃度處理對百合鱗莖根長生長量的影響呈先增大后減小的趨勢（圖1），與CK處理相比，在1、5、10和20 mmol/L體積摩爾濃度下百合鱗莖根的生長量分別增大32.77%、76.86%、102.03% 和 61.33%，且在 10 mmol/L SNP體積摩爾濃度處理下達到最大值4.52cm；經(jīng)差異顯著性分析，1、5、10和20 mmol/L SNP體積摩爾濃度處理下百合鱗莖根的生長量與CK均差異顯著（P＜0.05）。

圖1 不同SNP體積摩爾濃度處理對百合鱗莖質(zhì)量、根長生長量的影響

2.1.3 不同SNP體積摩爾濃度處理對百合鱗莖生根數(shù)的影響 不同SNP體積摩爾濃度處理對百合鱗莖生根數(shù)的影響呈先增大后減小的趨勢（圖2），與CK處理相比，在1、5、10和20 mmol/L體積摩爾濃度處理下百合鱗莖根數(shù)量分別增大30.36%、33.07%、71.10%和 35.19%，且在10 mmol/L SNP體積摩爾濃度處理下達到最大值4.5根；經(jīng)差異顯著性分析，1、5、10和20 mmol/L SNP體積摩爾濃度處理下百合鱗莖根數(shù)量與CK均差異顯著（P＜0.05）；1、5 和 20 mmol/L SNP 體積摩爾濃度處理之間百合鱗莖根數(shù)量差異不顯著。

2.2 不同SNP體積摩爾濃度處理對百合鱗莖發(fā)芽的影響

不同SNP體積摩爾濃度處理下百合鱗莖發(fā)芽勢的變化基本呈先增大后減小的趨勢，SNP體積摩爾濃度在10 mmol/L處理下達到最大，其發(fā)芽勢達44.7%，然后在20 mmol/L處理下降至18.3%（圖2）。與CK處理相比，在1 mmol/L體積摩爾濃度下百合鱗莖發(fā)芽勢下降0.7個百分點，在5、10和20 mmol/L體積摩爾濃度下百合鱗莖發(fā)芽勢分別增大8.4、30.8、4.4個百分點。經(jīng)差異顯著性分析，1、5、10和20 mmol/L SNP體積摩爾濃度處理下百合鱗莖發(fā)芽勢與CK均差異顯著（P＜0.05）。

不同SNP體積摩爾濃度處理下百合鱗莖發(fā)芽率的變化有先增大后減小的趨勢，SNP體積摩爾濃度在10 mmol/L處理下達到最大，其發(fā)芽率達到58.2%，然后在20 mmol/L處理下降至31.9%（圖2）。與CK處理相比，在1、5、10和20 mmol/L濃度下百合鱗莖發(fā)芽率分別增大4.0、17.5、37.9和11.6個百分點。經(jīng)差異顯著性分析，5、10和20 mmol/L SNP體積摩爾濃度處理下百合鱗莖發(fā)芽率與CK均差異顯著（P＜0.05）；1 mmol/L體積摩爾濃度處理下百合鱗莖發(fā)芽率與CK差異不顯著。

圖2 不同SNP體積摩爾濃度處理對百合鱗莖根數(shù)量、發(fā)芽率和發(fā)芽勢的影響

2.3 SNP處理后百合鱗莖內(nèi)源激素含量的變化

由于在前期形態(tài)指標測定的基礎(chǔ)上，確認10 mmol/L SNP浸泡處理為最佳處理體積摩爾濃度，因此研究SNP處理后百合鱗莖內(nèi)源激素變化時只選取對照和10 mmol/L SNP浸泡處理測定分析。

2.3.1 SNP處理后百合鱗莖內(nèi)源激素ABA質(zhì)量摩爾濃度的變化 SNP處理后百合鱗莖內(nèi)源激素ABA質(zhì)量摩爾濃度的變化隨處理天數(shù)增加呈減小的趨勢（圖3），與CK處理相比，SNP處理后減少的程度更快。在處理后第7 天和14 天，內(nèi)源激素ABA質(zhì)量摩爾濃度比CK大23.85%和19.99%；在處理后第21天、28天、35天和42天，內(nèi)源激素ABA質(zhì)量摩爾濃度比CK小10.35%、33.75%、46.04%和51.83%。經(jīng)t檢驗表明，在10 mmol/L SNP溶液處理下，百合鱗莖內(nèi)源激素ABA質(zhì)量摩爾濃度與對照CK之間差異不顯著。

2.3.2 SNP處理后百合鱗莖內(nèi)源激素GA質(zhì)量摩爾濃度的變化 SNP處理后百合鱗莖內(nèi)源激素GA質(zhì)量摩爾濃度的變化隨處理天數(shù)增加呈增大的趨勢（圖3），與CK處理相比，在處理后第7天、14天、21天、28天、35天和42天，內(nèi)源激素GA質(zhì)量摩爾濃度比CK大61.17%、60.92%、49.58%和84.07%、49.03%和48.86%；至第42天達15.86 nmol/g。經(jīng)t檢驗表明，在10 mmol/L SNP溶液處理下，百合鱗莖內(nèi)源激素GA質(zhì)量摩爾濃度與CK之間差異顯著（P＜0.05）。

圖3 SNP處理后百合鱗莖內(nèi)源激素ABA、GA質(zhì)量摩爾濃度的變化

2.3.3 SNP處理后百合鱗莖內(nèi)源激素IAA質(zhì)量摩爾濃度的變化 SNP處理后百合鱗莖內(nèi)源激素IAA質(zhì)量摩爾濃度的變化隨處理天數(shù)增加呈增大的趨勢（圖4），與CK處理相比，在處理后第7天、14天、21天、28天、35天和42天，內(nèi)源激素IAA質(zhì)量摩爾濃度比CK大6.36%、21.04%、11.72%和18.29%、27.09%和28.33%；至第42天達107.50 pmol/g。經(jīng) t檢驗表明，在 10 mmol/L SNP 溶液處理下，百合鱗莖內(nèi)源激素IAA質(zhì)量摩爾濃度與CK之間差異顯著（P＜0.05）。

2.3.4 SNP處理后百合鱗莖內(nèi)源激素ZR質(zhì)量摩爾濃度的變化 SNP 處理后百合鱗莖內(nèi)源激素 ZR質(zhì)量摩爾濃度的變化隨處理天數(shù)增加呈增大的趨勢（圖4），與CK處理相比，在處理后第7天、14天、21天、28天、35天和42天，內(nèi)源激素ZR質(zhì)量摩爾濃度比對照CK大0.25%、5.92%、4.44%和7.97%、18.67%和30.50%；至第42天達12.86 nmol/g。經(jīng) t檢驗表明，在 10 mmol/L SNP 溶液處理下，百合鱗莖內(nèi)源激素ZR質(zhì)量摩爾濃度與CK之間差異顯著（P＜0.05）。

圖4 SNP處理后百合鱗莖內(nèi)源激素IAA、ZR質(zhì)量摩爾濃度的變化

3 結(jié)論與討論

試驗研究表明，NO作為信號分子，參與了植物生長發(fā)育和脅迫反應(yīng)中對植物生長發(fā)育、種子萌發(fā)和激素反應(yīng)等生理過程的調(diào)節(jié)。對于百合鱗莖休眠的解除，除低溫作為一個外界刺激誘導(dǎo)信號外[16]，NO則是另一種外界刺激信號因子，百合鱗莖受到NO作用后，發(fā)生了一系列復(fù)雜的生理生化反應(yīng)，致使影響百合鱗莖休眠的內(nèi)源激素種類和含量發(fā)生增減變化，從而打破休眠，促進發(fā)芽生長；在同類研究中也發(fā)現(xiàn)了NO可參與植物體內(nèi)或者種子體內(nèi)各種內(nèi)源激素含量的變化，從而引起植物休眠的解除。其誘發(fā)的機理可能是其作為一種活性小分子物質(zhì)，參與了植物生長發(fā)育過程中的信號傳導(dǎo)，引起了植物生理的一系列反應(yīng)變化，結(jié)果導(dǎo)致了內(nèi)源激素的提前（推遲）出現(xiàn)，植物或種子的提前（推遲）生長。如小麥種子萌發(fā)的早期階段NO可以迅速增加β-淀粉酶的活性[17]，從而促進小麥種子的萌發(fā)。但本研究也發(fā)現(xiàn)，過高濃度的NO會抑制芽的生長，甚至引起芽的死亡。使用外源NO能夠促進百合鱗莖休眠的解除，在10 mmol/L體積摩爾濃度SNP處理下萌發(fā)效果較好，能夠促進芽的生長，與沒有NO處理過的百合鱗莖之間存在顯著的差異。NO也可誘發(fā)內(nèi)源激素GA、IAA、ZR的變化，隨處理時間的延長呈增大的趨勢，說明這些內(nèi)源激素也參與了百合鱗莖休眠的解除。

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The Effect of Nitric Oxide on Dormancy Release in Bulbs of Lilium brownii var. viridulum

WANG Qi1SHI Chunjuan2WANG Lin1ZHANG Xiaoping3SUN Liang3WANG Youguo3
（1. Yunnan Forestry Technological College, Kunming,Yunnan 650224, China ; 2. Yunnan Academy of Forestry, Kunming,Yunnan 650201, China ;3. College of Horticulture and Landscape,Yunnan Agricultural University,Kunming,Yunnan 650201, China）

In order to study the effect of nitric oxide on bulb dormancy release of Lilium brownii var.viridulum‘Gondelina’, bulbs of L. brownii var. viridulum ‘Gondelina’were treated by sodium nitroprusside(SNP)and cultivated under 25 ℃ conditions. We observed the germination growth condition of the bulbs and the content changes of 4 kinds of endogenous hormones in different release dormancy and growth periods, including gibberellin(GA), indoleacetic acid(IAA), zeatin nucleoside (ZR) and abscisic acid (ABA). The results showed that nitric oxide could accelerate the dormancy release of L. brownii var. viridulum ‘Gondelina’ bulbs. With theSNP concentration increasing, the germination rate increased first then decreased. In this research, the optimum SNP concentration was 10 mmol/L and the germination was 58.2%, which was comparatively increased 37.9%with CK and has significant difference with CK (P＜0.05). The weight and root increment showed first increased and then reduced trend, which were increased 41.74% and 102.03% respectively than CK. The content endogenous hormones, including GA, IAA and ZR, were increased gradually with the treated days, and they have significant difference with CK (P＜0.05)，while the content endogenous ABA were decreased gradually with the treated days. There was no significant difference between two groups, which showed that nitric oxide could promote the syntheses of auxin, and the dormancy completion of bulbs of L. brownii var. viridulum ‘Gondelina’ accelerated.

nitric oxide；bulbs of Lilium brownii var. viridulum；dormancy；endogenous hormones

S681.9

A

2096-2053（2017）05-0062-06

云南林職院博士基金項目“NO和乙烯對百合試管生小鱗莖休眠解除效果研究”（KY(BS)201401）。

王齊（1975—）,男， 講師, 主要從事草坪科學(xué)與管理、中水灌溉相關(guān)研究工作，E-mail:346649584@qq.com。

師春娟（1978—），女，工程師，主要從事園藝植物組培快繁工作，E-mail:275256813@qq.com。