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花芽分化是果树生长发育最重要的生理过程之一,而有关Ca和CaM的研究又是当今生理学研究的最活跃的领域。为了弄清Ca和CaM在果树成花过程中的动态及其作用的机理,本项研究以黄花梨为试材,对其短枝芽生长点细胞的Ca2+进行定位标记,并以树体的自然生长为对照,用生长调节剂和Ca-CaM的促进或抑制剂进行树干注射处理,通过定期采样来分析对比短枝芽和叶、新梢芽和叶的Ca和CaM以及与之相伴随的核酸、内源激素、蛋白质和碳水化合物的动态变化,以探讨Ca-CaM在成花过程中的作用和可能的机制。 1、1996年的6月10日~6月28日为鳞片分化期,7月6日~13日为成花发端期,7月22日后为原基分化阶段。在7月6日生长点迅速发生变化时,其外衣细胞层减少而内体细胞层迅速增加,静止带细胞层范围扩大,体积也增加了。此时细胞内的细胞核、尤其是核仁的体积增大,核液中的染色物质增加;膜结构的密度加大;线粒体的数量增多而质粒的体积变小。 2、随着花芽分化的进行,Ca2+定位标记的黑点在分布部位,密度和大小上都发生了显著的变化。Ca2+黑点密度在鳞片分化完成后的6月28日处于最低点,但在生长点迅速膨大时的7月6日,Ca2+黑点密度成倍地增加,此后Ca2+黑点密度迅速下降,至7月22日原基分化时已检测不到了。Ca2+在生长点膨大前只局限分布在质粒中,而到了生长点开始膨大之后,Ca2+大量向细胞、尤其是向细胞核中释放。在细胞核内,Ca2+也只大量出现于核液和常染色质上。而核仁中极少或没有。Ca2+黑点的大小则是随成花的进行而缩小,至7月6日后迅速缩小,至7月22日则检测不到了。 3、测定并比较了Ca和CaM在成花前后的动态,结果表明:芽体Ca含量,在临近生长点膨大时有一个积累高峰,随着成花的进行而降低。而CaM则是在Ca的高峰过后于生长点膨大时形成高峰,成花的发端期过后即迅速降低。新梢芽的CaM则在成花前后一直保持很低的水平,没有明显的变化。叶片的Ca含量则是随叶片的成熟和老化而上升,但在成花发端期其含量的上升变缓。叶片的CaM含量在短枝叶和新梢叶之间有着相同的变化趋势,但短枝叶的CaM含量在成花前后都高于新梢叶的,并在生长点膨大时形成一个峰。 4、测定并比较了芽体内伴随Ca-CaM变化的其他生理代谢物质的动态,结果表明:核酸含量在成花开始时回升,并在整个成花期呈上升的趋势,尤以RNA的上升为明显,至8月4日后下降。ABA和GA在成花开始时都有一定的积累,成花开始后逐渐下降;而ZR则在成花开始前落入低谷,成花开始时大幅度地上升,此后又迅速下降。蛋白质在成花前的含量较低而碳水化合物却有较高的积累,成花开始后蛋白质的含量大幅上升并在整个成花期保持较高的水平,而碳水化合物则逐渐被消耗,在成花期处于较低的水平。 5、测定并比较了叶片内伴随Ca一CaNI变化的其他生理代谢物质的动态,结果表明:随着叶片的成熟老化,短枝叶的核酸(DNA.RNA)含量只是在成花开始时迅速上升形成高峰,尤以RNA上升的幅度大,而后又迅速下降了;内源激素的含量具有ABA上升、ZR下降、GA保持较低水平的趋势,但在成花期间却有ABA回落、ZR回升的趋势:蛋白质含量呈上升的趋势,但在成花期间回落:碳水化合物除还原糖在成花期间降低外,总糖和淀粉则没有显著的变化。 6、用生长调节剂和Ca一CaM的促进或抑制剂进行树干注射处理,调查它们对成花生理和效果的影响,结果表明:GA:可使成花前后的Ca入1、ABA、ZR的含量降低而使GA的含量大幅度地升高,并明显地抑制了中长梢上的成花;PP333处理后大多具有与GA3相反的变化趋势,并明显地促进了中长梢的成花;CaAc处理后大多具有与PP33:相近的变化趋势,使树体的生理代谢具有促进成花的特点,也明显地促进了中长梢的成花;TFP和EGTA处理后具有与上述不同的生理代谢特点,从整体上看,具有抑制成花的生理趋势和效果,但这种作用依不同的生理代谢物质和处理时期而不同。 本文还就在成花过程中C扩+的定位变化及作用、Ca与CaM的消长关系及作用、Ca-CaM与其他生理代谢物质的关系及作用、Ca一CaM在成花过程中可能的调节机理以及树干注射和采样的局限性等问题进行了讨论。