百合(Liliumspp.)是世界著名的园艺植物,具有很高的经济价值,但其商品化栽培历史不长,栽培技术仍不完善,尤其是对百合鳞茎解除休眠过程中生理生化变化及其休眠机制的研究尚少,对于花芽分化的起始时间及花芽分化过程缺乏系统的研究。本研究以国产百合鳞茎为试材,品种为‘雷山’[英文名Ranzan,属于麝香百合杂种系(Longiflorumhybrids)中的新铁炮百合(Liliumformolongi)的栽培品种]和‘新中心’[英文名NoveCento,属于亚洲百合杂种系(Asiatichybrids)的栽培品种],对低温解除百合鳞茎休眠的生物学效应和鳞茎解除休眠过程中的物质代谢、内源激素等变化进行系统研究,并从显微结构观察鳞茎从休眠解除到花芽分化的动态变化过程,旨在从生理生化方面探明百合鳞茎解除休眠的机理,从微观结构方面探明百合花芽分化的进程,为实现百合鲜切花生产中的花期调控、周年生产以及种球国产化和种球采后处理技术体系构建提供理论依据。研究取得的主要结果如下:　　 1.研究了不同低温(4℃、8℃和12℃)和不同时间处理(0、2、3、4、5、6、8周)对解除百合鳞茎休眠的生物学效应。　　 研究结果表明,低温冷藏期间,处理温度越高,顶芽在鳞茎内萌动越早,顶芽和新根的生长速度越快。4℃处理的鳞茎在冷藏期间顶芽伸长较小,新根萌动较慢且生根数量较少。冷藏期间新铁炮百合品种‘Ranzan’顶芽的伸长速度比亚洲百合品种‘NoveCento’快;经过4℃～12℃的低温处理后栽植,鳞茎发芽所需时间和植株的生育期长短分别与低温处理时间呈显著负相关关系,随着处理温度的升高和处理时间的延长,鳞茎发芽快且整齐,株高、茎粗、花期的一致性好。低温处理时间不足,会导致百合鳞茎发芽和植株生长不整齐,甚至栽植当年不能出苗,从而延长生育周期。由于生育期延长,植株生长发育充实,其植株较高、茎较粗、叶片数和花蕾数较多。　　 综合鳞茎萌芽及其植株生长发育的结果,在4℃～12℃条件下,解除‘Ranzan’和‘NoveCento’鳞茎休眠的合适低温处理时间分别是5周和6周。　　 2.研究了低温解除新铁炮百合品种‘Ranzan’休眠过程中鳞茎各部位的物质代谢。探明了在4℃、8℃和12℃条件下处理6周,不同的处理温度、处理时间以及鳞茎不同部位的碳水化合物、酶、蛋白质、氨基酸以及内源激素的变化均有较大差异。　　 (1)鳞片不同部位的干物质含量在低温冷藏的前4周下降幅度较为平缓,冷藏第5周后下降趋势明显;淀粉含量随着冷藏时间的延长总体呈下降趋势,特别是冷藏的前2周下降幅度较大,冷藏后期淀粉含量存在略有上升的趋势;可溶性糖和还原糖含量都呈先上升后下降的趋势,在冷藏的第5周二者含量均达到峰值。顶芽在鳞茎内迅速伸长的时间也是在冷藏的第5周,证明二者的含量变化与形态指标相吻合,可作为鳞茎解除休眠的生理指标。　　 (2)项芽和鳞茎盘的POD活性呈先上升后下降的趋势,各部位鳞片的POD活性总体呈先下降后上升再下降的变化趋势,其中冷藏第4～5周的POD活性上升;除顶芽外,鳞茎其它部位的可溶性蛋白质含量都呈先下降后上升再下降的变化趋势,其中鳞片在冷藏第4～5周时存在上升的趋势;而顶芽蛋白质含量一直呈下降趋势,说明顶芽的萌发需要消耗大量的蛋白质。　　 (3)鳞茎内游离氨基酸含量总体呈下降趋势,但中间存在明显升高现象。游离氨基酸主要集中在顶芽和内部鳞片等幼嫩组织中,其中精氨酸的含量最高、变化最大,其次是谷氨酸、苏氨酸等,说明精氨酸、谷氨酸等谷氨酸族在百合鳞茎休眠解除过程中起重要作用。本试验鳞茎各部位均检测不出脯氨酸的含量,具体原因有待进一步研究。　　 (4)鳞茎低温处理过程中,ABA、IAA、GA3、ZR等四种内源激素都发生了明显变化。鳞茎各部位的ABA、IAA含量总体都呈先下降后上升的趋势,二者分别在冷藏第5周和冷藏第4周后其含量迅速上升;而GA3、ZR的含量总体都呈先上升后下降再上升的变化。鳞茎不同部位、不同温度下四种内源激素出现峰值的时间各不相同,说明不同内源激素在解除休眠过程中所起的作用不同。　　 (5)探明了低温解除鳞茎休眠过程中,各种激素之间的比值在不同温度和不同处理时间均表现出较大差异。GA3/ABA除鳞茎盘外,ZR/ABA除12℃外部鳞片外,鳞茎其它部位的GA3/ABA、IAA/ABA、ZR/ABA.比值均在冷藏第5周时达到最大值,且表现出12℃＞8℃＞4℃的差异。GA3/IAA、GA3/ZR以及ZR/IAA总体都呈先上升后下降的变化趋势,但出现峰值的时间存在差异。综合看来,低温处理第5周,内源激素含量及其各激素的比值之间都发生了明显变化,这与顶芽在此期迅速伸长以及其它物质代谢也较为剧烈的结果相一致。　　 (6)通过对低温解除休眠过程中百合鳞茎物质代谢的相关性研究,进一步明确了内源ABA是抑制项芽不能萌发的主要因子,ABA和IAA共同调节了新铁炮百合鳞茎的休眠。三种促进生长的内源激素GA3、IAA、ZR在低温处理过程中都有升高趋势,但ZR对解除百合鳞茎休眠的贡献率较小。　　 3.采用石蜡切片和扫描电子显微技术,从显微结构观察了鳞茎从休眠解除到花芽分化完成的整个动态过程。　　 (1)在12℃低温冷藏条件下,亚洲百合品种‘NoveCento’的花芽分化开始时间比新铁炮百合品种‘Ranzan’快。前者在冷藏第5周,鳞茎刚解除休眠时,即开始进行花芽分化;而‘Ranzan’冷藏至第6周鳞茎已完全解除休眠,却在栽植后约1个月,即植株抽茎拔节,株高约10～15cm时,花芽分化才开始。　　 (2)百合花芽分化的过程可分为花芽未分化期、花芽分化初期、花序原基和小花原基分化期、花器官分化期、整个花序形成期五个时期。‘Ranzan’整个花芽分化过程需持续约40d,而‘NoveCento’需持续约55d。花芽分化过程持续时间为‘Ranzan’比‘NoveCento’快。　　 (3)百合鳞茎中部鳞片的淀粉粒数量随着低温处理时间的延长呈递减趋势,在花芽分化过程中其数量又呈逐渐增加趋势。说明低温处理过程鳞片的淀粉不断降解以促进鳞茎萌芽,而花芽分化过程鳞茎需合成大量营养物质,参与地上植株花芽的形态结构建成。