鐘海秀,翟美玲,秦智偉
(東北農業(yè)大學園藝學院,哈爾濱 150030)
黃瓜(Cucumis sativus L.)屬于葫蘆科(Cucurbitaceae),是世界范圍內廣泛種植的蔬菜作物。由于其性別表現多樣化,生理學及遺傳學研究廣泛,黃瓜已經成為研究性別分化的模式植物[1-4]。黃瓜的性別表現具有多樣性,就單花而言存在3種類型,即雌花、雄花和兩性花(完全花)。黃瓜性別表達不僅受到遺傳因素的影響,還受外界環(huán)境和激素的影響[4-6]。一般認為低夜溫、短日照、高氮等有利于花原基向雌性分化[7-8]。在所有的環(huán)境因素中,溫度和日照長度是影響黃瓜花芽性型分化的主要因子[9]。文章研究了不同播種期對黃瓜雌雄花比例、雌花數量及雄花數量的影響,以探討黃瓜產生雌花的最佳時期,對提高日光溫室黃瓜的產量效益具有重要的指導意義。
選擇強雌系黃瓜品種D0422和弱雌系黃瓜品種東農803,由東北農業(yè)大學園藝學院瓜類課題組提供。試驗在東北農業(yè)大學園藝實驗站日光溫室內進行。
黃瓜種子經流水清洗后,利用50℃的清水浸泡30 min后,直接播種于育苗盤中,以播種時間做為處理,共設5個播種期,分別是3月21日、4月5日、4月21日、5月6日和5月22日,每次間隔15~16 d。待子葉展開后進行分苗,子苗移植于8 cm×8 cm的營養(yǎng)缽中,苗生長到三葉一心時定植。每個處理每個品種定植10株,隨機挑選5株進行花期調查,觀察記錄黃瓜主莖20節(jié)內每節(jié)花的性型及數量,不計回頭瓜,測量溫室內每天的最高與最低溫度,對調查結果進行統(tǒng)計分析。不同播種期溫度和日照情況見表1。
表1 不同播種期室內溫度和日照情況Table1 Room temperature and day-length conditions during different sowing date
結果見圖1。
由圖1可知,黃瓜品種D0422的雌花總數相對較多,5個播種期中雌花總數呈先上升后下降趨勢,其中播種期4月5日的黃瓜雌花數量最多,為55朵,播種期5月22日雌花數量最少,為16朵。黃瓜品種東農803的雌花數量在5個播種期中都在10朵以下,變化幅度不大。
結果見圖2。
由圖2可知,黃瓜品種D0422在5個播種期中雄花數量都不多,小于27朵,其中播種期4月22日無雄花產生。前3個播種期中雄花數量變化不大,在后面的2個播種期中雄花數量增加,播種期5月22日雄花數量達到最多,為27朵。黃瓜品種東農803雄花數量較多,都大于118朵。5個播種期雄花數量變化呈先上升后下降的趨勢,其中播種期3月21日的雄花數量最少,為118朵,播種期5月6日雄花數量最多,為153朵。
圖1 不同播種期對黃瓜雌花數量的影響Fig.1 Effect of sowing date on number of female flower of cucumber
圖2 不同播種期對黃瓜雄花數量的影響Fig.2 Effect of sowing date on number of male flower of cucumber
對不同播種期黃瓜品種D0422和東農803的雌雄花比例進行分析,結果見圖3。圖3a表明黃瓜品種D0422在5個播種期中雌雄花比例呈先上升后下降的趨勢,在前4個播種期中以雌花為主,占花總數量的55%以上,其中4月5日播種的黃瓜雌花所占比例最高,可達到花總數量的96.4%,播種期為3月21日和4月22日的黃瓜雌花所占的比例相當;5月22日播種黃瓜的雌花比例下降為34.7%。圖3b表明黃瓜品種東農803在5個播種期中都以雄花為主,雌花數量僅占花總數量的7%以下,雌雄花比例波動幅度不大。
圖3 不同播種期對黃瓜雌雄花比例的影響Fig.3 Effect of sowing date on ratios of male and female flower
黃瓜是對環(huán)境條件相對敏感的植物,但不同品種對環(huán)境的敏感程度不同[10],通常高溫和長日照有利于花芽向雄花分化,低夜溫和短日照可以產生更多的雌花[11-12]。黃瓜品種D0422在播種期4月5日時雌花數量最多,雄花數量較少,雌花所占比例最大,這與5個播種期的環(huán)境條件有關(見表1)。在播種期4月5日的溫度較低,最低溫度為6.5℃,平均溫度在21℃,日照長度也相對較短,為13.0 h,適合于黃瓜品種D0422產生更多的雌花。而播種期5月22日的溫度達到最高,日照長度也最長,黃瓜品種D0422雄花數量達到最多,為27朵。黃瓜品種東農803在5個播種期中以雄花為主,雌花數量和雌雄花比例變化不大。
不同播種期對黃瓜品種D0422的性型分化影響較大,而對黃瓜品種東農803無明顯影響,這說明黃瓜品種D0422對溫度和日照長度反應敏感,而東農803對溫度和日照長度反應較穩(wěn)定。
[1]TanurdzicM,BanksJA.Sex-determining mechanisms in land plants[J].Plant Cell,2004,16(Suppl):61-71.
[2]Tsao T H.Sex expression in flowering[J].Acta Phytophysiol Sin,1988,14:203-207.
[3]Atsmon D,Galun E.A morphogenetic study of staminate,pistillate and hermaphrodite flowers in Cucumis sativus L.[J].Phytomorphol,1960,10:110-115.
[4]Barak M,Trebitsh T.A developmentally regulated GTP binding tyrosine phosphorylated protein a-like cDNA in cucumber(Cucumis sativus L.)[J].Plant Mol Biol,2007,65(6):829-837.
[5]Atsmon D,Galun E.Physiology of sex in Cucumis sativus L.leaf age patterns and sexual differentiation of floral buds[J].Ann Bot,1962,26(2):137-146.
[6]Rudich J,Halevy A H,Kedar N.Ethylene evolution from cucumber plants as related to sex expression[J].Plant Physiol,1972,49(6):998-999.
[7]Heslop-Harrison J.The experimental modification of sex expression in flo-wering plants[J].Biol Rev,1957,32(1):38-90.
[8]Takahashi H,Saito T,Suge H.Separation of effects of photoperiod and hormones on sex expression in cucumber[J].Plant Cell Physiol,1983,24(2):147-154.
[9]汪本里,曹宗巽.離體培養(yǎng)下黃瓜頂芽性別分化的研究初報[J].植物生理學通訊,1963(3):1-6.
[10]高麗紅,張福墁,陳青君.不同類型黃瓜生長發(fā)育與環(huán)境因子關系[J].中國農業(yè)大學學報,2000,5(3):58-62.
[11]Yamasaki S,Fujii N,Takahashi H.Photoperiodic regulation of CSACS2,CS-ACS4 and CS-ERS gene expression contributes to the femaleness of cucumber flowers through diurnal ethylene production undershortdayconditions[J].PlantCellEnviron,2003,26(4):537-546.
[12]Saito S,Miyazawa Y,Yamasaki S,et al.Correlation between development of female flower buds and expression of the CS-ACS2 gene in cucumber plants[J].J Exp Bot,2007,58(11):2897-2907.