外源赤霉素(GA3)对万寿菊花农艺性状及叶黄素含量影响.pdf
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1、以万寿菊纯系品种TeMb1为试验材料,在顶花现蕾期和盛开期分别喷施4个不同浓度(T1:100 mg/L,T2:400 mg/L,T3:700 mg/L,T4:1000 mg/L)的赤霉素(GA3),并以喷施清水作为对照(CK),测定万寿菊侧枝盛开期的花朵性状及叶黄素含量等指标,为高色素万寿菊栽培提供理论依据。结果表明:不同时期喷施GA3对万寿菊花朵性状影响的差异显著,顶花现蕾期T4处理下的花朵直径、单花鲜/干重和单株产量分别下降了16.20%、27.89%、26.79%和25.00%,叶黄素含量升高了26.58%,单株叶黄素产量降低了5.88%;顶花盛开期喷施GA3,花朵直径、单花干重和花柄长
2、与CK相比差异不显著,T3处理的单株产量提升9.63%,叶黄素含量和单株叶黄素产量分别提升30.93%和42.37%且差异显著。综上所述,外施GA3有利于叶黄素在万寿菊花中的积累,不同时期喷施对第一轮鲜花产量及单株叶黄素产量影响的差异显著,以顶花盛开期T3处理的效果最佳。关键词:万寿菊;赤霉素GA3;叶黄素;顶花盛开期 中图分类号:S681.9 文献标志码:A 文章编号:1001-8581(2023)06-0094-07Effects of Exogenous Gibberellin(GA3)on Agronomic Characters and Lutein Content of Marig
3、old GUOHao1,LYUXing-na1,MUJing-mei1,2,WANGHao1,WEIJun-feng1,RENYa-feng1,GAOWei1,3*(1.ChenguangBiotechnologyGroupCo.Ltd.,Handan056000,China;2.HebeiUniversityofEngineering,Handan056038,China;3.NaturalPigmentTechnologyInnovationCenterofHebeiProvince,Handan056000,China)Abstract:Thepuremarigoldvariety“Te
4、Mb1”wasusedasthetestmaterial.Fourdifferentconcentrationsofgibberellin(GA3)including100mg/L(T1),400mg/L(T2),700mg/L(T3)and1000mg/L(T4)weresprayedatthebuddingandbloomingstageofthetopflower,respectively,withclearwaterasthecontrol(CK).Theflowercharactersandluteincontentofsidebranchesofmarigoldweremeasur
5、ed,soastoprovidetheoreticalbasisforthecultivationofhighpigmentmarigold.TheresultsshowedthatsprayingGA3atdifferentstageshadsignificanteffectsonflowercharactersofmarigold.SprayingT4atbudstageoftopflower,flowerdiameter,fresh/dryweightperflowerandyieldperplantdecreasedby16.20%,27.89%,26.79%and25.00%,res
6、pectively,luteincontentincreasedby26.58%,andluteinyieldperplantdecreasedby5.88%.Whenthetopflowerwassprayedinfullbloom,therewasnosignificantdifferenceinflowerdiameter,singleflowerdryweightandpetiolelengthcomparedwithCK.AfterT3treatment,theyieldperplantincreasedby9.63%.Luteincontentandluteinyieldperpl
7、antincreasedby30.93%and42.37%,respectively,andthedifferencewassignificant.Inconclusion,GA3isbeneficialtotheaccumulationofluteininmarigold.Sprayingindifferentperiodshassignificanteffectsonthefirstroundoffreshfloweryieldandluteinyieldperplant.T3treatmenthasthebesteffectatbloomingstageofthetopflower.Ke
8、y words:Tagetes erecta;Gibberellin(GA3);Lutein;Bloomingstageofthetopflower0 引言万寿菊(Tagetes erectaL.)为菊科万寿菊属,一年生草本植物,原产于墨西哥高海拔地区,目前在中国及世界多地均有栽培1。万寿菊花为头状花序单生,顶花先开放,花大且花期长,其不仅是园林造景的重要植物,同时也是天然类胡萝卜素的主收稿日期:2023-04-25基金项目:邯郸市科技计划重点项目(2211201008)。作者简介:郭豪(1995),男,河北邯郸人,硕士,主要从事园艺植物栽培育种研究。*通信作者:高伟。6 期郭豪等:外源赤霉素
9、(GA3)对万寿菊花农艺性状及叶黄素含量影响95要来源之一。万寿菊花以叶黄素为主,其他类胡萝卜素较少,橙色万寿菊花花瓣中含有的叶黄素占总类胡萝卜素的90%以上2,是工业上提取分离叶黄素的理想原料,已被业界广泛用于生产食品着色剂或添加剂3-4。晨光生物科技集团股份有限公司研制开发的叶黄素工业化提取技术,目前已经达到国际先进水平5。赤霉素是5大植物激素之一,是一种高效、广谱性生长调节剂。赤霉素对作物的形态、生理、产量及品质均有不同程度的影响6-9。在目前发现的136种赤霉素当中,以GA3的活性最强10。同时,GA3在农业的生产活动中应用较多,常用于增产增收,提高生产效益11-12。近期的研究发现,
10、赤霉素可对植物体色素的积累产生影响,其中对花青素13和类胡萝卜素14影响较大。GA3处理后的非洲菊舌状花的类胡萝卜素含量较对照显著升高15,也对木薯中的类胡萝卜素的积累有促进效果16。然而,关于赤霉素对万寿菊花中叶黄素含量的影响鲜见报道,对于赤霉素喷施的最佳时期及最适浓度的研究也相对缺乏。我国多个省份虽然已经实现了万寿菊的规模化种植17,但万寿菊的产量和叶黄素含量仍有很大的提升空间。基于此,本研究在万寿菊不同发育时期喷施不同浓度的赤霉素,并分析其对万寿菊鲜花产量、叶黄素含量的影响,以期为高色素万寿菊的栽培管理提供参考依据。1 材料与方法1.1 试验材料供试材料为万寿菊纯系品种TeMb1,由晨光
11、生物科技集团股份有限公司提供。于2022年5月2022年10月在河北省武安市育种基地(113 50 24 E,36 45 36 N,海拔为980m)进行试验。供试万寿菊种子播种于穴盘(32孔)基质中(草炭珍珠岩蛭石=311)。待幼苗长至1215cm,移栽至温室大棚。移栽行距50cm,株距4045cm,错位对空移栽,待花芽分化后,挑选整齐一致的植株进行试验。每个处理45株,3次重复。1.2 试验处理赤霉素GA3(CAS:77-06-5)购自北京索莱宝科技有限公司。于2022年9月16日(万寿菊顶花现蕾期(图1A)和9月26日(顶花盛开期(图1B)分别喷施100mg/L(T1)、400mg/L(T
12、2)、700mg/L(T3)和1000mg/L(T4)等4个不同浓度赤霉素,并以喷施清水作为对照(CK),在万寿菊花侧枝盛开期15(2020年10月6日)进行农艺性状及生理指标的测定。ABA、B分别表示在顶花现蕾期、顶花盛开期喷施GA3后的万寿菊,A中红色箭头为顶花花蕾的放大图。图1 不同生育时期喷施GA3的万寿菊1.3 测定指标及方法1.3.1 形态指标 在万寿菊侧枝盛开期测定不同浓度处理的花朵农艺性状,测定指标包括:花柄长、花朵直径、花朵鲜/干重和单株产量。用直尺测定花柄长和花朵直径。用天平称量花朵鲜重后,105高温15min,75烘干至恒重后测量干重。单株产量的计算公式为:单株产量(g)
13、=第一轮鲜花总产量(g)/采摘株数(棵)(1)1.3.2 叶黄素含量的测定 万寿菊花叶黄素含量根据Burgos等18-19的方法采用分光光度计进行测定,具体步骤为:取0.5g万寿菊花烘干样本,放入100mL容量瓶内;56水浴加热皂化20min,保证液温降至室温;向容量瓶中加入30mL抽提溶剂(正己烷无水乙醇丙酮甲苯=10 6 7 7,混合摇匀)、10%硫酸钠水溶液至刻度,避光静止1h直至溶液分层。取2mL上层液至100mL容量瓶中,加入抽提溶剂定容至刻度。分光光度计用抽提溶江 西 农 业 学 报35 卷96剂做参比,在474nm处测定其吸光度。叶黄素的计算公式为:x(g/kg)=A474K0.
14、211864M (2)式(2)中,x为叶黄素含量,A474表示吸光度,K表示稀释倍数;0.211864为消光系数,即50/236,M表示试样的质量(g)。单株叶黄素产量的计算公式为:单株叶黄素产量(g)=叶黄素含量(g/kg)单株产量(kg)(3)1.4 数据分析应用MicrosoftExcel2013、SPSS19.0软件进行数据相关性分析,使用邓肯氏检验法进行多重比较。2 结果与分析2.1 顶花现蕾期喷施GA3对万寿菊花农艺性状的影响由图2可知,在万寿菊顶花现蕾期喷施不同浓度GA3对万寿菊花影响显著,其中以T3和T4处理的效果最为明显;提高GA3的喷施浓度,花柄长度显著增长,花蕾大小及饱满
15、程度明显降低(图2A),在万寿菊侧枝盛开期,花朵变小,重量减轻(图2B)。性状统计分析发现(表1),花柄长度随着GA3浓度升高,呈先升高后降低的变化趋势,在T3处理后达到最大值,与CK相比增加了58.77%且差异显著;花朵直径、单花鲜/干重和单株产量均随着GA3浓度的升高而逐渐降低,在T4处理达到最小值,且与CK相比,花朵直径、单花鲜/干重和单株产量分别降低16.20%、27.89%、26.79%和25.00%。顶花现蕾期喷施不同浓度赤霉素对花朵性状、产量均有不同程度的抑制作用,以T4处理的抑制效果最显著。ABCKT1T2T3T4CKT1T2T3T4A、B分别表示喷施不同浓度GA3后花柄和花朵
16、的形态变化情况。下同。图2 顶花现蕾期喷施GA3万寿菊花的形态特征表1 顶花现蕾期喷施GA3对万寿菊花农艺性状的影响处理花柄长度/cm花朵直径/cm单花鲜重/g单花干重/g单株产量/gCK8.270.25e8.270.20a9.680.11a1.120.07a94.672.52aT110.000.30d7.820.25b9.060.29b1.110.09a86.676.81abT211.030.45c7.620.35bc8.270.25c1.040.08a81.335.03bcT313.130.35a7.450.20c7.890.13d0.870.09b78.003.00cT412.430.4
17、0b6.930.29d6.980.14e0.820.03b71.005.29c注:同列不同小写字母表示不同处理间的差异显著(P0.05)。下同。2.2 顶花盛开期喷施GA3对万寿菊花农艺性状的影响在顶花盛开期喷施不同浓度GA3,花柄长度和花型大小从形态学上观察与CK相比无明显差异(图3)。农艺性状统计分析发现(表2),不同浓度GA3喷施后的万寿菊花的花柄长度、花朵直径和单花干重与CK相比的差异不显著;单花鲜重与CK相比均有不同程度地降低,在T3处理达到最小6 期郭豪等:外源赤霉素(GA3)对万寿菊花农艺性状及叶黄素含量影响97值,且与CK相比下降了9.09%;万寿菊的单株产量在T3处理达到最大
18、值,与CK相比升高9.63%。因此,T3处理可能有利于万寿菊提前开放,使侧枝盛开期花朵数量增多,使得单株产量明显增加。BACKT1T2T3T4CKT1T2T3T4图3 顶花盛开期喷施GA3万寿菊花的形态特征表2 顶花盛开期喷施GA3对万寿菊花农艺性状的影响处理花柄长/cm花朵直径/cm单花鲜重/g单花干重/g单株产量/gCK7.600.29a8.13012a10.230.47a1.340.15a100.642.51bT17.730.21a8.030.15a9.940.21ab1.160.10a88.741.56cT27.830.29a8.070.21a9.960.25ab1.230.12a98
19、.332.52bT38.070.12a8.030.25a9.300.26c1.150.11a110.331.53aT47.900.08a7.970.25a9.680.13bc1.130.06a97.003.61b2.3 不同时期喷施GA3对万寿菊花叶黄素含量的影响由表3可知,喷施不同浓度GA3后,万寿菊花叶黄素含量均有显著的提高,且在不同时期喷施表现出不同的变化趋势;在顶花现蕾期喷施,万寿菊花叶黄素含量在T1和T4处理出现2个峰值,与CK相 比 分 别 升 高23.42%和26.58%;在 顶 花盛开期喷施,万寿菊花的叶黄素含量呈先升高后降低的变化趋势,在T2处理后达到峰值,T4处理次之,与C
20、K相比分别升高37.11%和31.10%。因此,顶花现蕾期和盛开期喷施GA3均能促进叶黄素含量在万寿菊花中的积累,且在盛开期喷施叶黄素含量的增幅最大。2.4 不同时期喷施GA3对万寿菊花单株叶黄素产量的影响由表4可知,顶花现蕾期喷施GA3的单株叶黄素产量在T1处理达到峰值,且与CK相比显著升高13.73%,但在T3和T4处理后,单株叶黄素产量与CK相比分别降低了9.80%和5.88%;顶花盛开期喷施不同浓度GA3后,单株叶黄素产量表现出不同的变化趋势,T2T4处理后的单株产量均有明显升高,与CK相比分别提升了32.20%、42.37%和25.42%。不同时期喷施GA3对单株叶黄素产量的影响差异
21、显著,顶花盛开期喷施GA3对单株叶黄素产量提高的水平显著高于顶花现蕾期喷施,其中以T3处理的效果最佳。表3 不同时期喷施GA3对万寿菊花叶黄素的含量变化g/kg处理顶花现蕾期顶花盛开期CK5.380.02e5.820.02dT16.640.02b6.410.01cT26.310.02c7.980.02aT35.890.02d7.620.01bT46.810.02a7.630.03b2.5 万寿菊各指标相关性分析为了解不同时期喷施GA3万寿菊花各指标间的相互关系,分别对顶花现蕾期和顶花盛开期花朵性状指标进行相关性分析。由表5可知,顶花现江 西 农 业 学 报35 卷98蕾期喷施的花朵直径与单花鲜
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