番荔枝成花诱导生理与分子机制研究

Annona squamosa is an important tropical fruit tree. The agricultural technique of blossom promoting is exposing its axillary buds by artificial removal of terminal buds and petioles, or it would be difficult to flower. Our preliminary research indicated that the flower formation of Annona squamosa needs photoinduction, but its mechanism is unclear yet. In order to investigate this unique way of flower formation, the current year shoots after removal of terminal buds were treated as following: (a) remove all leaves and save all petioles; (b) remove half leaves and half petioles; (c) cover axillary buds after removal of petioles using colored or opaque plastic film bags; (d) removal of terminal buds and petioles as control. The contents of hormones, total soluble sugar, starch, N, P and K in axillary buds, phloem exudates and leaves will be measured. The expression of flowering key genes CO, FT, FLC, SOC1, LFY, AP1 and AP2 in the process of flower bud differentiation will also be assayed. It might contribute to the elucidation of the physiological and molecular mechanisms of flower formation in Annona squamosa, and give theoretical and technical guidance for simplification in Annona squamosa cultivation.

番荔枝是重要的热带果树，催花方式是把当年抽生的成熟枝条去除顶端，并将叶柄去掉，露出腋芽并接受光照才能诱导该腋芽成花，否则无法成花。这种需光诱导才能成花的生理和分子机制尚不清楚。为了探讨这种独特的成花方式，在同一个树体上，以当年抽生的生长一致的成熟枝条去除顶端后为研究对象，通过以下几种方式进行处理：去掉全部叶片、保留叶柄；保存一侧的叶片和叶柄；用不透光薄膜或不同颜色的透光薄膜对去除叶柄的腋芽进行遮光处理；并以去顶和去叶柄的枝条为对照。处理后测定不同时间点的各种处理的腋芽、腋芽附近韧皮部枝液和叶片的激素、可溶性总糖、淀粉及N、P、K含量变化，以及对开花关键基因CO、FT、FLC、SOC1、LFY、AP1、AP2在花芽分化过程中表达的分析，探明番荔枝成花的生理与分子机制，为番荔枝精简栽培提供理论基础和技术指导。

番荔枝是重要的热带果树，催花方式是把当年抽生的成熟枝条去除顶端，并将叶柄去掉，露出腋芽并接受光照才能诱导该腋芽成花，否则无法成花。（1）本研究首先对番荔枝的生长发育物候期运用BBCH分级法进行了划分，特别是对花发育期、花芽萌芽期、开花期等阶段进行了详细的划分，为对番荔枝生长发育过程进行科学的描述及标准化种植提供基础。（2）新梢长出并诱导成花在初期的过程中需要大量的ABA和GA，而在成花的整个过程中，需要不断的IAA供应。（3）研究了去顶去叶和短截去叶对番荔枝新梢生长、成花及营养物质等的影响，发现短截去叶处理的侧芽萌芽率显著大于去顶去叶。短截去叶处理24d后的新梢生长量和叶面积显著小于去顶去叶处理，而叶片鲜质量、叶片干质量和比叶重却显著大于去顶去叶处理。短截去叶处理的新梢成花率显著大于去顶去叶处理。短截去叶处理新梢叶片的可溶性总糖含量在处理24d后显著大于去顶去叶，而上、中部枝条淀粉含量在处理前16d也显著大于去顶去叶处理。这说明短截去叶处理可能通过改变新梢叶片的品质及碳水化合物的含量而促进番荔枝更多地成花。（4）研究了光照对番荔枝成花的影响，发现用不透光果袋处理后，成花数量只有不套袋的30%，这与遮光使新生叶片叶绿素无法正常合成而出现黄化，导致营养供应不良有关。（5）克隆了番荔枝开花相关基因LEAFY、GI、GA20ox等的cDNA全长，并分析了催花方式对其表达水平的影响，发现催花处理明显诱导了这些基因的表达，且这些基因主要在初期的花芽中大量表达。（6）成功克隆了番荔枝7个花器官发育MADS-box基因（AsSEP1， AsSEP3，AsAGL12，AsAGL15，AsAGL67，AsAGL80 和 AsAGAMOUS），表达模式分析显示AsSEP1 和 AsAGAMOUS在雄蕊和雌蕊表达量较高。AsAGL12在雄蕊中特异表达。许多MADS-box基因对赤霉素、脱落酸和水杨酸处理都有一定的响应表达，说明这些基因受到外源激素的调控。以上结果说明催花处理改变了番荔枝内部营养物质的供应及相关基因的表达，从而促使番荔枝成花。