祝丽香桔梗开花后可溶性糖和淀粉分配特性研究

1桔梗开花后可溶性糖和淀粉分配特性研究祝丽香王建华孙印石唐行涛耿慧云（1山东农业大学农学院·作物生物学国家重点实验室，山东泰安271018）摘要：以2年生桔梗为材料，研究开花后植株体内可溶性糖和淀粉的分配特性。结果表明，在桔梗开花和果实发育过程中，根部淀粉、可溶性糖含量逐渐下降，开花后25d降至最低。花枝和去花枝中可溶性糖含量开花后15d降至最低而后逐渐上升，淀粉含量变化趋势明显不同，花枝淀粉含量呈现先上升后下降的单峰曲线，去花枝淀粉开花后呈上升趋势。去花枝叶片中可溶性糖含量高于花枝。与前1d17：00时相比，经过一夜的消耗，早晨8：00时花枝叶片可溶性糖含量没有显著差别，而去花枝叶片则明显降低，叶片中淀粉含量与可溶性糖含量变化趋势相反。结果表明，桔梗开花后25d内，根部淀粉分解为可溶性糖运至茎部暂时储存后，供给叶片、花和果实发育。25d后，根部淀粉和可溶性糖含量开始升高，植株地上部分制造的有机物向根部供应促进根部发育。关键词：桔梗；淀粉；可溶性糖；分配特性中图分类号：S567.2文献识别码：A文章编号：0513-353X（2009）TheSolubleSugarandStarchAllocationCharacteristicsafterFloweringDevelopinginPlatycodongrandifloriumZHULi-xiang,WANGJian-hua*,SUNYin-shi,TANGXing-tao,andGENGHui-yun(1StateKeyLaboratoryofCropBiology,CollegeofAgronomy,ShandongAgriculturalUniversity,271018Taian,China)Abstract:Two-year-oldPlatycodongrandiflorumwasusedasmaterialstostudytheallocationcharacteristicsofsolublesugarandstarchduringthefloweringandfruitingstage.Theresultsshowedthatthecontentsofstarchandsolublesugarinrootdecreasedgraduallyandreachedtheminimumat25dafterflowering.Thesolublesugarcontentinbranchesdeclinedgraduallyatfirstandreachedtheminimumat15dafterflowering,latelyincreased.Thecontentofstarchinbranchesshowedsignificantlydifferencebetweenbrancheswithflowerandflowercutted-off.Thecontentofstarchinbrancheswithflowerappearedthetrendofriseatfirstthendropping,whilethestarchcontentinbrancheswithflowercutted-offshowedsignificantlyrisingtrend.Thetotalsolublesugarcontentwashigherintheleaveswithflowercutted-offthanthatinleaveswithflower.Comparedwiththatat17:00onthepreviousday,afteronenightconsumption,thetotalsolublesugarcontentintheleaveswithflowercutted-offdecreasedobviouslyat8:00a.m,butthechangeintheleaveswithflowerwasnotobvious.Thestarchcontentinleavesappearedoppositetendencycomparingwithsolublesugarcontent.Itwasshownthatstarchintherootdecomposedintosolublesugarandtransportedtothestemfortemporarystoragetomeettheneedofleaves,flowersandfruitsdevelopmentwithin25dafterflowering,thenthecontentsofstarchandsolublesugarinrootwereincreased.Itiswellindicatedthattheorganicmaterialmadebyaerialpartsofplanttransportedtorootandpromotedrootdevelopmentatthisstage.Keywords:Platycodongrandiflorum;Starch;Solublesugar;Allocationcharacteristic收稿日期：2009-10-09；修回日期：基金项目：国家科技支撑计划2006BA106A12-09*通讯作者：Authorforcorrespondence(Email:[e-mail])2植物生殖生长期间花和果实作为代谢库消耗大量营养物质，花、果实与根部在物质分配上存在竞争关系。对于多年生草本植物来说，繁殖会降低根部物质分配比例（Lubbers＆Lechowicz,1989；孔德良等，2006），甚至消耗其中的储存物质（Snow＆Whigham,1989；Primark＆Stacy,1998）。通过对人参（陈展宇等，2006）、牡丹（丰亚南等，2007）等的研究表明，摘除花和果实，人为调节库、源关系会影响源叶片光合产物的分配。桔梗[（Platycodongrandiflorum(Jacq.)A.DC.）]花期长，果实数量多，开花结果过程中消耗大量碳水化合物，其中主要是可溶性糖和淀粉。桔梗开花和果实发育所需可溶性糖和淀粉的来源目前未见研究报道。本试验在严格控制库、源关系的条件下，通过去花降低库力的方法，研究在开花结果过程中，根部、茎部和叶部可溶性糖和淀粉含量的变化，以阐明桔梗开花和果实发育期间所需淀粉和可溶性糖的来源。1材料与方法1.1试验材料试验材料采用种植于山东农业大学药用植物园2年生桔梗。该地处于暖温带大陆性半湿润季风气候，年平均降水量675～697mm，降水多集中在7～9月份。全生育期约170d，年平均气温11～16℃。桔梗按株、行距6cm×25cm高畦种植，常规管理。1.2试验处理桔梗开花期，选择同一株两个长势基本一致的主茎，一个主茎任其开花，作为花枝，另一主茎摘除花及花蕾作为去花枝，剪除其它茎，共标记100株，在试验过程中及时摘除去花枝上出现的花蕾。从开花日开始取样，每5d取样一次，每次取10株。1.3测定方法挖取植株，将根、有花枝、去花枝、有花枝叶片、去花枝叶片分开，105℃杀青15min，80℃烘干、粉碎，过40目筛。总可溶性糖用沸水浴提取，蒽酮比色法测定（徐迎春等，2001）；提取可溶性糖后的残渣，高氯酸法提取淀粉，蒽酮比色法测定淀粉含量（徐迎春等，2001）。2结果与分析2.1根部可溶性糖和淀粉含量变化从图1可以看出，桔梗开花后根部淀粉含量呈现逐渐下降的趋势，开花后5d内淀粉含量下降速度较快，而后变缓，开花后25d降至最低，后略有上升。根部可溶性糖含量在开花后5d内上升后迅速下降，至开花25d降至最低后略有上升。55565758596061626364051015202530开花后天数/dDayafterflorescence可溶性糖(%)Totalsolublesugar3456淀粉(%)Starch可溶性糖淀粉图1桔梗开花后根淀粉和可溶性糖含量变化Fig1ChangesofsolublesugarandstarchcontentinrootofP.grandiflorum32.2去花处理对茎中可溶性糖和淀粉含量的影响桔梗开花后，茎部可溶性糖和淀粉含量变化见图2。花枝和去花枝可溶性糖含量变化趋势基本一致。开花后15d内茎部可溶性糖含量呈下降趋势，至开花后15d花枝和去花枝可溶性糖含量分别降低86.60%、70.41%，随后略有上升，至开花后30d，花枝、去花枝可溶性糖含量分别为1.73%、2.38%，去花枝比花枝可溶性糖含量高37.57%。在开花后5d花枝淀粉含量最高，随后略有下降。去花枝淀粉含量始终呈上升趋势，开花后10d淀粉含量超过花枝，至开花后30d，花枝、去花枝淀粉含量分别为4.72%、5.49%，去花枝淀粉含量比花枝高16.31%。0123456051015202530开花后天数/dDayaterflorescence可溶性糖(%)Tutalsolublesugar
花枝:Brancheswithflower去花枝:Brancheswithflowercutted-off0123456051015202530开花后天数/dDayaterflorescence
淀粉(%)Starch花枝:Brancheswithflower去花枝:Brancheswithflowercutted-off图2花枝和去花枝可溶性糖和淀粉含量变化Fig2Changesofsolublesugarandstarchcontentinbrancheswithflowerandflowercutted-offofP.grandiflorum2.3去花处理对桔梗叶片可溶性糖和淀粉含量的影响从图3可以看出，桔梗开花后30d内8时和17时去花枝叶片可溶性糖含量变化均不显著但明显高于花枝叶片。花枝叶片可溶性糖含量在开花10d内出现明显上升，而后缓慢下降，开花后25d再次上升。叶片中可溶性糖经过一夜的消耗，早上8时与前1d17时相比，花枝和去花枝叶片出现明显的差异。去花枝叶片的可溶性糖含量早上8时明显低于前1d17时，而花枝叶片可溶性糖含量早上8时与前1d17时无显著差异。造成这种差异的原因可能是在开花后有某种途径在为花枝叶片提供可溶性糖。花枝叶片可溶性糖较多地向花、花蕾、正在发育的果实输送，使叶片中可溶性糖含量低于去花枝叶片。0246810121416051015202530开花后天数/dDayafterflorescence可溶性糖(%)Tutalsolublesugar去花枝叶片8:00Leafonbranchwithflowercutted-off8：00去花枝叶片17：00Leafonbranchwithflowercutted-off17：00花枝叶片8：00Leafonbranchwithflower8：00花枝叶片17:00LeafonBranchwithtflower17：004图3花枝和去花枝叶片可溶性糖含量变化Fig3Changesoftotalsolublesugarcontentinleafonbranchwithflowerandflowercutted-offofP.grandiflorum从图4可见，花枝叶片淀粉含量变化不显著，去花枝叶片淀粉含量变化显著而且仅在开花后5d、20d显著高于花枝叶片。叶片中淀粉经过一夜的消耗，早上8时与前1d17时相比，花枝叶片、去花枝叶片出现明显的差异。去花枝叶片早上8时与前1d17时相比，淀粉含量差异不显著，而花枝叶片早上8时淀粉含量明显低于前1d17时。可能是由于去花枝摘除花蕾后叶片对碳水化合物消耗较少，而花枝具有花、花蕾和正在发育的果实对碳水化合物消耗较多，经过一晚上的消耗，花枝叶片淀粉含量明显下降，而去花枝叶片淀粉含量变化不显著。0123456051015202530开花后天数/d)Dayafterflorenscence淀粉(%)StarchConten