德兴覆盆子花芽分化及开花物候期观察

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　　摘 要：【目的】了解德兴覆盆子（掌叶覆盆子）花芽分化的形态过程及其开花物候期，为调控其花芽分化，提高德兴覆盆子的果实产量和品质提供理论依据。【方法】采用野外定点定期观测和石蜡切片法分别对德兴覆盆子的物候期和花芽分化过程的形态学进行研究。【结果】德兴覆盆子的物候期分为萌动期（芽萌动、芽膨大、芽开放）、展叶期、开花期（现蕾、始花、盛花、末花）、果实发育期（坐果、果实膨大、果实成熟、种子成熟）、结果老枝枯死期、新枝花芽形态分化期、落叶期（始落、末落）、休眠期。其中花芽形态分化期为8月初至11月中下旬，8～9月份为花芽形态分化前期，10月初花芽分化出萼片原基，10月中旬分化出花瓣原基，11月初分化出雄蕊原基，11月中旬分化出雌蕊原基，且芽体生长逐渐缓慢，进入休眠期。【结论】与多数悬钩子属植物不同，德兴覆盆子花芽寒冬休眠之前已完成形态分化，其花芽分化过程外部形态特征与内部发育存在对应关系，利用其对应关系可简单快速判断花芽分化时期，预估花期。
　　关键词：掌叶覆盆子;物候期;花芽分化
　　中图分类号：S 718.3文献标识码：A文章编号：1008-0384（2019）03-319-07
　　Abstract： 【Objective】Phenology and morphology of flower bud differentiation were studied for information on flowering regulation as well as berry yield and quality improvements on Dexing raspberry bushes （Rubus chingii）. 【Method】The plant phenology was observed in the field，and the morphogenesis of the flower bud differentiation examined under a microscope using paraffin section. 【Result】The entire plant growth was classified into sprouting，leaf extending，blooming，fruit developing，two-year-old branch withering，flower bud differentiating，leaf falling and dormant phases. The flower bud differentiation of the bushes occurred largely from August to mid-to-late November with 5 distinct periods. The buds were not differentiated in August and September，and calyx primordium began to differentiate in early October，petal primordium in mid-October，stamen primordium in early November，and pistil primordium in mid-November. The buds grew rapidly in the early stage and slowed down in the mid-to-late stage before reaching dormancy. 【Conclusion】Unlike other Rubus spp，Dexing raspberry completed its flower bud differentiation before dormancy. The significant correlation between the external morphology and interior structure during the differentiation stage provided an indicator for easy estimating the flowering of the plants.
　　Key words： Rubus chingii; phenology; flower bud differentiation
　　0 引言
　　【研究意义】德兴覆盆子即掌叶覆盆子 Rubus chingii Hu.，为蔷薇科Rosaceae悬钩子属Rubus L.落叶灌木，是药食两用浆果类树种，其未成熟的果实干燥后可以入药，中药名“覆盆子”[1-4]，根入药为畲药搁公扭根，为最常用的畲药品种之一[5]。主要分布在江西、浙江、江苏、安徽、福建和广西等省（自治区），江西省德兴市野生德兴覆盆子种质资源丰富，为此德兴覆盆子是国家认定的国家地理标志产品，发展前景十分广阔[6]。【前人研究进展】花芽分化是果树坐果的前提，很大程度上影响着植物繁殖后代的质量，尤其对于经济型果木的经济效益有着关键的影响，它是花器官的形成、花朵数量、质量、坐果率和果实产量的基础[7-8]。掌握德兴覆盆子花芽分化规律，是制定德兴覆盆子栽培管理措施的依据之一。【本研究切入点】关于掌叶覆盆子物候期有初步调查研究[9]，但目前尚未见对掌叶覆盆子花芽形态分化的相关研究，也未见对花芽分化进程外部形态与内部发育构造的对应关系的报道。【拟解决的关键问题】本研究对德兴覆盆子进行物候期观察，并在此基础上从覆盆子花芽形態分化发育研究入手，研究其混合芽发育分化的解剖学形态学特征，建立德兴覆盆子混合芽分化进程外部形态与内部发育构造的对应关系，为德兴覆盆子的高效优质栽培和生产管理技术提供理论依据，并为德兴覆盆子新品种的培育奠定科学基础。 　　1 材料与方法
　　1.1 试验设计
　　试验地点主要在江西省德兴市张村乡张村 （28°76′N，117°56′E） 和饶二镇吴家岭 （28°83′N，117°70′E），属于亚热带季风性湿润气候，具有典型山区小气候的特点。月均气温较高的是5～9月，均达20℃以上，气温最高在7月;冬季气温降低，气温最低是在1月，但仍然在0℃以上。全年降雨量约为1 869.6 mm，属降雨多的湿润地区，4～8月降雨多，其中最多是6月;冬季降雨少，最少在11月。
　　2012-2015年，通过面上考察，野外定点观测和取样分析、走访当地林业部门等方式，对江西省德兴市德兴覆盆子群落的主要自然分布区进行了考察，综合系统分析了德兴覆盆子自然生长的相关信息。每年8月1日至翌年5月果实成熟期间取样进行花芽形态分化研究。
　　1.2 物候期观察方法
　　野外定点定期观测，对张村和吴家岭的德兴覆盆子植株的外部形态、种群的物候期进行系统的调查，并记录各生长发育时期的气候特点。根据《中国物候观测方法》，结合悬钩子属植物的生长生活习性，在混合芽展叶至坐果期间 2～3 d 观察1次，其他时间 3～5 d 观察1次，每个供试点选择15株丛为定点观察采样对象，株丛植株年龄10年以上[10]。
　　1.3 花芽分化观察方法
　　取花芽周期为夏季结果老枝死亡后至来年春季开花结果，取芽部位为结果母枝中、上部的健壮花芽20～35枚，具体时间为：8月1日至翌年1月15日，此阶段花芽外部形态变化整体缓慢，约15 d取1次;1月15日至2月5日10 d取样1次;2月5日至坐果及果实成熟，5 d取样1次。花芽取样后剥去鳞片，立即投入 FAA 固定液 [70%的乙醇∶福尔马林 （甲醛）∶冰醋酸=90∶5∶5] 中，抽气、保存。试验解剖发现12月之前花芽分化结束，文中花芽分化图片只展示到花芽分化结束。
　　石蜡切片样品制备及显微观察：参照杨捷频[11]和姜建福等[12]的制片方法，将FAA固定液处理后的德兴覆盆子花芽材料进行常规石蜡切片法制片，采用番红-固绿双重染色法进行切片染色，用Olympus-BX51显微镜镜检并拍照。
　　2 结果与分析
　　2.1 德兴覆盆子物候期的观察
　　根据 3 年的连续观察，总结了德兴覆盆子生长发育的基本规律和生活周期 （表1）。德兴覆盆子根为宿根，地上部枝干为一、二年生，每年8～9月一年新生枝干叶腋处孕育新芽，为花芽形态分化前期，10～11月为花芽形态分化期，落叶期漫长，10月下旬至12月下旬，期间偶尔有植株开花结果，但因低温花朵和果实最后冻伤枯萎;12月下旬进入越冬休眠。翌年春天，二年生的枝条 （即越冬前的一年生枝） 上着生的混合芽萌动，2月份之前观察只是混合芽，2月之后花芽开始活动、膨大，枝条呈暗灰色或棕红色。
　　2月份为德兴覆盆子混合芽萌动期;芽萌动的同时，叶片逐渐活动，2月底至3月初为展叶期，3月初花蕾展现的同时，叶完全展开;开花期3月，花蕾自开放到花瓣脱落只有3～4 d，一般单株丛的花期为20 d，林分花期可持续到30 d，整个花期分为现蕾期、始花期、盛花期、末花期;果期4～5月;果实成熟20～30 d后，结果的母枝枯萎死亡，而当年生的枝条继续生长。
　　2.2 德兴覆盆子花芽形态分化及主要特征
　　德兴覆盆子的花芽单生于枝条几乎所有叶腋处，主杆上零星出现花芽，花芽为混合芽，在花芽分化期间，其顶端分生组织状态由生长锥转化为花原基，其形态结构特征发生一系列明显的变化，根据花芽分化过程中顶端分生组织的形态变化可将花芽分化分为5个时期。
　　（1） 形态分化前期。8月中旬至9月，随着混合芽的萌动，新生二次分枝继续伸长生長，一年生枝上混合芽顶部的分生组织细胞活动开始活跃，生长锥逐渐突起 （图1-A）;（2） 萼片原基分化期。10月初，当二次分枝基本停止生长时，花芽内生长锥继续发育，更加突出并明显加宽，快速膨大，随后继续生长加宽 （图1-B），生长锥的边缘明显发生分化，出现了萼片原基 （图1-C）。10月中旬萼片原基继续生长发育，生长锥继续向上生长并突起 （图1-D），同时萼片原基逐渐进行伸长生长，后期发育成为花萼;（3） 花瓣原基分化期。10月中旬，随着萼片原基的继续发育伸长变宽，在生长锥的周围、萼片原基的内侧形成突起，为花瓣原基 （图1-E、F），花瓣原基后期发育成5枚单轮花瓣。在花器官持续分化发育的过程中，花托也继续发育膨大 （图1-G）;（4） 雄蕊原基分化期。11月初，随着萼片原基和花瓣原基的逐渐发育生长，在花瓣原基的内侧逐渐产生突起，为雄蕊原基，雄蕊原基多轮 （图1-H），继续伸长生长 （图1-I），并逐渐分化发育出花药和花丝 （图1-J），后期多轮雄蕊原基发育成雄蕊群 （图1-K）;（5） 雌蕊原基分化期。11月中旬，随着雄蕊的发育，其内侧突起的花托的边缘也逐渐发育出大量的突起，彼此分离，即是离生的雌蕊原基，并逐渐布满整个生长锥 （图1-I-K），最终发育成为雌蕊群。分化完全的花芽具有花萼5枚、花瓣5枚、雄蕊和雌蕊均多数 （图1-L）。
　　2.3 混合芽形态分化各时期内外形态对应关系
　　表2是德兴覆盆子混合芽分化过程外部形态特征与内部发育对应关系表，图2是混合芽发育的外部形态特点图。从德兴覆盆子芽体整个时期的形态特征变化看，8月份叶腋处孕育幼芽到9月份混合芽芽体迅速生长，通体为绿色 （图2-A～B）;10月初，芽鳞的颜色由绿转为暗红色，芽体的长宽比继续增大，此时芽鳞随着花芽的伸长而伸长，并且内部组织结构开始分化，随后分化出萼片原基 （图2-C）;整个花芽生长发育加快，芽体纵向生长速度更快，长宽比例增大更加明显，10月中旬分化出花瓣原基，花芽外观变化不明显 （图2-D），花托也继续膨大;11月初，花芽继续发育长大，但生长速度渐缓，花芽外观变化依然不明显，内部分化出雄蕊原基;11月中旬，整个花芽发育生长更为缓慢，整个芽体此时纵向延长并不明显，花托也发育变大，分化出雌蕊原基 （图2-E）;12月和翌年1月，花芽生长几乎停滞，花芽进入冬季休眠期。翌年2月底，温度回升，开始显露淡绿色的角线 （图2-F），芽鳞打开，随后从芽苞中露出褶叠着的小叶，随后露出花蕾，接着出现2～3片叶，呈嫩绿色;到3月5日左右，花蕾展现准备开放，叶完全展开。 　　3 讨论与结论
　　进行德兴覆盆子物候期观察发现，德兴覆盆子新生的枝干营养生长和二年生枝干开花结果同时进行，初春温度回升，为花芽萌芽展叶期，该时期温度对小枝的生长影响较大，这一时期若温度较高，则小枝可生长成健壮短枝，花蕾迅速开放;若温度过低，则小枝长成瘦弱的短枝，影响挂果;同时，温度较高当年新生枝干可快速生长，长出健壮的侧枝。夏季二年生枝干结果枯死后，新生枝干开始孕育混合芽，混合芽在秋季进行形态分化，冬季进入休眠。而且德兴地区掌叶覆盆子的各物候期与合肥的掌叶覆盆子物候期相比均提前[9]。因此，气温是影响德兴覆盆子物候期及其产量的重要因素。
　　花芽分化与果树的产量和品质有着直接关系[13-14]。德兴覆盆子花芽分化的主要时期是秋季，此阶段气温相对较低，日照时长相对缩短，降雨相对减少，而温度、光周期和湿度等是影响植物花芽分化的重要环境因子[15-18]。通过确定其花芽分化时期，可以据此采取相应的农艺栽培管理措施，调控其生长发育，提高果实的产量和品质。德兴覆盆子的花芽分化分为花芽形态分化前期、萼片原基分化期、花瓣原基分化期、雄蕊原基分化期和雌蕊原基分化期等5个时期，从孕育混合芽到花芽分化出萼片原基需要60 d;花器官从萼片原基分化到花形态分化完毕只需要45 d。不同株丛花芽的分化时间有差异，同株丛花芽的分化时间也有一定的差距，相差约5 d左右。花芽各原基分化顺序与很多悬钩子品种相同，且都是花芽当年分化翌年开花结果，不同的是德兴覆盆子的花芽在越冬之前就已完成形态分化[7，19-20]。
　　通过混合芽发育的时间和外部形态特征可以推测其内部发育状态，进而直接判断德兴覆盆子花芽分化的不同阶段，为覆盆子生产判断花芽分化阶段提供了一个简单快速的途径;结合环境因子，预估花期，及时采取农艺措施进行花期管理或调控其花芽的分化，可提高坐果率和果实产量，甚至调控果实成熟时期。植物的花芽分化的过程非常复杂，同时受到内部环境条件（自身营养和内源激素） 和外部环境因子的共同影响[21]，德兴覆盆子成花诱导的关键因素需进一步研究。另外，德兴覆盆子存在个别早冬开花结果现象，因冬季寒冷，深冬时节果实无法继续长大成熟，待开放的花蕾也冻死枯萎，但此现象给德兴覆盆子选育一年两熟新品种提供了研究契机。
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　　（责任编辑：黄爱萍）
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