两种观赏树木花开放与衰老过程中的生理变化研究

苏 和

（内蒙古自治区林业科学研究院，内蒙古呼和浩特 010010）

在现代园林规划中，观赏树不仅是重要的组成内容，还是重要的绿化设计材料。从观赏类型划分，可分为观形、观叶和赏花3 类。而花期的长短会直接影响树木的观赏价值，所以研究花开放及衰老过程中的生理机制显得至关重要。

珍珠梅是北方地区一种常见的观赏树木，已广泛应用在园林绿化中。珍珠梅枝叶繁茂，生长旺盛，花朵洁白，圆锥状花序，花形似梅花，花期较长。它可以单独种植，也可以成簇或成列种植，适合种植在花园和绿地。江南槐又名毛刺槐，广泛分布在华北南部、华中等地区。江南槐树冠茂密，具有株型优美、花大、色泽鲜艳等特点，适合种植在公园、草坪、道路等地方，可单独种植、扦插种植、丛生种植，是优良的造景美化树种。江南槐常用嫁接繁殖进行培育，通常将刺槐作为砧木［1］。

通过对珍珠梅、江南槐开花过程中的4 个时期的生理变化进行研究，分析在花开放及衰老过程中的相关生理因素，进而得到这两种观赏树木的花衰老的原因，为育种、栽培及园林应用等多方面提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料

研究材料选用内蒙古农业大学东校区校园内栽植的江南槐和珍珠梅的花瓣，选择采集在充足阳光条件下生长良好的植株的花瓣。

1.2 方法

为了研究花开放过程中各生理指标的变化情况，需要收集花卉开放过程中不同时期的研究材料，并测定生理指标。花瓣的采集分为初花、半花、盛花、衰落4 个时期，分别在两种树体上固定取样枝条3 支，取样枝条分别选择顶部、中部和基部，每个枝条各采集2 g 花瓣，设置3 组重复实验，然后根据每组计算出的数据求得平均值。

1）花瓣含水量的测定。取2 g 花瓣在105 ℃的烘箱内处理15 min，然后在80 ℃烘至恒重，得到的含水量用鲜重与干重的差值表示。2）细胞质膜通透性的测定。采用相对电导法测定。3）花青素含量的测定。取0.5 g 花瓣用1%的盐酸甲醇研磨并浸泡提取，然后过滤定容到20 mL，在波长530 nm 处，以单位时间内吸光度的值表示花青素含量［2］。4）可溶性糖含量的测定。用蒽酮法进行测定［3］。5）可溶性蛋白质的测定。采用考马斯亮蓝G-250 染色法测定可溶性蛋白［4］。

2 结果与分析

2.1 花瓣含水量的变化

从花瓣的外部形态可以观察相对含水量对两种植物的花瓣的影响，在开花初期花瓣鲜艳饱满，在开放后期花瓣开始出现枯萎皱缩。经过分析研究，在江南槐和珍珠梅开花及衰老的过程中，花瓣的相对含水量从初花期到盛花期略微有所增加，然后又呈现下降趋势，如图1所示。其中，江南槐花瓣的相对含水量较珍珠梅高些。

图1 花瓣含水量的变化

2.2 花瓣细胞质膜通透性的变化

细胞完整性的程度可由细胞质膜的通透性表现出来。根据实验数据分析，2 种植物花瓣的质膜透性在花开放及衰老过程中一直都呈现上升趋势，如图2 所示。在初花期，质膜透性平缓上升，半花期后增速较快，这与花瓣外观形态的变化表现基本一致。花瓣质膜透性的变化与其过氧化作用加重有关，同时细胞原生质向外流失增加，破坏了细胞质膜的完整性。

图2 细胞质膜通透性的变化

2.3 花瓣中花青素含量的变化

根据实验分析，从初花期开始，花瓣的颜色在逐渐加深，盛花期过后又逐渐变浅。从初花期阶段开始，花青素在花瓣中的含量在逐渐增加，在盛花期达到最大值，在盛花期过后明显减少［5］。江南槐和珍珠梅花瓣的色泽变化与在开花及衰老过程花青素含量变化基本一致，说明两种观赏树木花瓣色泽的深浅变化与花青素含量的变化有关，如图3 所示。

图3 花青素含量的变化

2.4 花瓣中可溶性糖含量的变化

根据实验结果分析，两种植物从初花期到半花期花瓣的可溶性糖含量一直呈上升趋势，在半花期达到最大值后又逐渐下降［6］。从初花期到半花期的过程中，非还原性糖的转化有可能是引起花瓣中可溶性糖含量增加的直接原因，花瓣的颜色及鲜重上升与可溶性糖含量成正相关。从开放到衰老，江南槐花瓣中的可溶性糖含量变化较珍珠梅更为明显，如图4 所示。

图4 可溶性糖含量的变化

2.5 花瓣中可溶性蛋白质的变化

从开花到衰老，两种植物花瓣的可溶性蛋白质含量始终表现出下降趋势，花瓣中可溶性蛋白质含量的降低标志着花瓣逐渐老化，如图5 所示［7］。从图5 可知，花瓣鲜重的可溶性蛋白质含量随着花朵的生理性衰老而呈下降趋势。在整个过程中，蛋白质逐渐分解，其总量逐渐降低。

图5 可溶性蛋白质含量的变化

3 讨论

3.1 细胞质膜通透性变化与花瓣衰老

从开花到衰老的过程中，花瓣的衰老程度加剧，其质膜的活性受损，细胞内部的膜系统受损而影响营养物质吸收，进而导致养分流失，直至细胞衰亡，而细胞受损的程度可由细胞膜通透性的变化表现出来。实验结果表明，两种观赏树木的花在衰老时，花瓣的质膜透性都有所增加。而细胞质膜中的蛋白成分随着花衰老的加剧逐步降解，从而增加了质膜的透性，使得花瓣细胞内的代谢环境受到影响，细胞内部的活性物质减少，膜脂的过氧化反应加快，积累过盛的过氧化物质最终使得细胞质膜的活性丧失，花瓣出现枯萎死亡。

3.2 花瓣衰老过程中可溶性蛋白及可溶性糖含量的变化

通过研究可溶性蛋白质的含量，可以判断植物是否处于衰老状态。实验结果表明，两种观赏树木花瓣中的可溶性蛋白质含量均随着花开的进程而逐步减少，花呈现衰老现象。呼吸作用的重要底物之一是可溶性糖，同时它也是植物开花、维持生命活动的能量源。花瓣的呼吸速率与其内部的可溶性糖含量成反比，而较低的可溶性糖含量又会使得花自身的抵抗力下降，从而表现出衰老［8］。

4 结论

1）珍珠梅和江南槐在花开放及衰老的过程中，花瓣中的含水量不断上升，之后随着衰老的加剧含水量不断降低。2）珍珠梅和江南槐的花在开放及衰老的过程中，花瓣的细胞质膜通透性不断增加，盛花期过后增加趋势更加显著。3）在花开放及衰老过程中，江南槐和珍珠梅花瓣中的花青素含量在前期不断上升，开放后期随着花瓣的衰老逐渐减少。4）珍珠梅和江南槐在花开放及衰老的过程中，花瓣中的可溶性糖含量在开放初期不断上升，到达全盛时期后，随着衰老的加剧其含量不断下降。5）珍珠梅和江南槐在花开放及衰老的过程中，花瓣中的可溶性蛋白质含量不断减少。