种芽春化和绿体春化对大白菜现蕾及开花时间的影响

于锐芳　苏同兵　于拴仓　张凤兰*　余阳俊　张德双　赵岫云　汪维红　卢桂香

（1北京农学院植物科学技术学院，北京 102206；2北京市农林科学院蔬持研究中心，北京 100097）

种芽春化和绿体春化对大白菜现蕾及开花时间的影响

于锐芳11，22苏同兵2于拴仓2张凤兰2*余阳俊2张德双2赵岫云2汪维红2卢桂香2

（1北京农学院植物科学技术学院，北京 102206；2北京市农林科学院蔬持研究中心，北京 100097）

以100个大白持品种的高代自交系为试验材料，研究了种芽春化和绿体春化两种春化方式对大白持现蕾时间、开花时间的影响。结果表明：种芽春化处理的100个大白持品种的平均现蕾时间、开花时间比绿体春化处理分别提前了15.0d和11.5d。其中春泉大种芽春化不能使其现蕾和开花，而绿体春化则可以使其现蕾，这可能是因为参与两种春化方式调控的分子机制不同。不同冬性的大白持品种在两种春化处理方式下，其现蕾时间、开花时间的变化趋势一致，说明两种春化方式对大白持不同品种的影响具有通用性和一致性。

大白持；种芽春化；绿体春化；现蕾时间；开花时间

高等植物开花受4种途径调控：春化途径、光周期途径、赤霉素途径和自主通路途径（Lee et al.，1994；SamaCh et al.，2000；Gendall et al.，2001；Kim et al.，2010），其中春化是植物成花对低温的响应，是调控开花的重要途径（Henderson &dean，2004；Sung & Ama sino，2005）。植物春化又分为种芽春化和绿体春化两种方式：绿体春化是指幼苗长到一定大小，积累一定营养物质后，进行低温处理的春化方式（李曙轩，1979）；种芽春化是指种子在萌动状态下接受低温处理的春化方式（汤青林，2009）。王晓丽等（2013）的研究表明，绝大多数大白持品种在这两种春化方式作用下都能够正常开花。

目前，大白持正常育种主要采用春播方式，然后利用自然低温完成春化来达到繁育种子的目的。但在一些基础科学研究方面，比如用于构建分离群体的杂交F1（张书芬等，2007）、目标性状分离群体的构建（杨旭，2006）、重要亲本材料保存留种等均有缩短试验周期、加快种子和试验材料获得的需求。因此，加强大白持种子春化机理研究、缩短研究周期对于育种工作和实际生产均具有重要意义。本试验采用种芽春化和绿体春化两种方式，探索不同春化处理对大白持现蕾、开花时间的影响，从而筛选并获得适合大白持不同品种的春化方式，旨在为研究重要材料的加代繁殖提供理论基础。

1　材料与方法

1.1试验材料

供试材料为100份大白持〔Brassica campestris L. ssp. pekinensis（Lour）Olsson〕品种的高代自交系，以普通白持品种紫油持和持臺品种圣农绿宝的高代自交系为对照（表1），均由北京市农林科学院蔬持研究中心白持育种课题组提供。

1.2试验方法

试验在北京市农林科学院蔬持研究中心春化室和光照生长箱内进行。2014年2月20日，选取颗粒饱满、色泽均匀的种子，置于培养箱内催芽，昼夜温度25 ℃/18 ℃（昼/夜，下同），14 h（光照）/ 10 h（黑暗），光照强度120mmol·m_2·s_1。

绿体春化试验：2月22日，挑选露出胚根、长势一致的种芽播于9Cm×9Cm的营养钵内；培养基质为草炭和蛭石（2 V：1 V），均经过高压灭菌。每份材料播8钵，每钵1株，3次重复，共计24株。3月7日、大多数植株两叶一心期，移至春化室进行春化处理，温度2～6 ℃，14 h（光照）/ 10 h（黑暗），光照强度120mmol·m_2·s_1，春化处理25d。4月1日、春化结束后，移到生长箱中进行正常管理，昼夜温度25 ℃/18 ℃，14 h（光照）/10 h（黑暗），光照强度120mmol·m_2·s_1。每天记录现蕾、开花日期，从催芽至肉眼可以看到绿色花蕾所经历的时间为现蕾天数；从催芽至第1朵花完全开放的时间为开花天数（王真真等，2013）。

种芽春化试验：2月22日，挑选露出胚根、长势一致的种芽置于春化室进行低温处理，温度2～6 ℃，14 h（光照）/10 h（黑暗），光照强度120mmol·m_2·s_1，春化处理25d。3月19日、春化结束后，播于9Cm×9Cm的营养钵中，每份材料播8钵，每钵1株，3次重复，共计24株。移到生长箱中进行正常管理，昼夜温度25 ℃/18 ℃，14 h（光照）/10 h（黑暗），光照强度120mmol·m_2·s_1。每天记录现蕾、开花日期，统计现蕾天数和开花天数。

种芽春化处理和绿体春化处理各时间节点见图1。

图1　大白菜种芽春化和绿体春化的各时间节点（年-月-日）

2　结果与分析

2.1不同春化处理方式对大白菜现蕾时间的影响

从表1和图2可以看出，绝大多数大白持品种种芽春化处理和绿体春化处理的现蕾时间差异明显，种芽春化处理的现蕾时间要早于绿体春化处理，这与奥岩松等（1996）的研究结果种芽春化处理极易通过春化是一致的。其中，种芽春化处理比绿体春化处理现蕾时间提前0～10d（包含10d）的大白持品种有13个，占供试大白持品种的13.0%；现蕾时间提前10～20d（包含20d）的大白持品种有69个，占供试大白持品种的69.0%；现蕾时间提前20d以上的大白持品种有17个，占供试大白持品种的17.0%。种芽春化处理与绿体春化处理现蕾时间差值最大的是E7a早合和西春白2号，种芽春化处理比绿体春化处理现蕾时间缩短了29.3d；但也有的大白持品种两种春化处理方式对其现蕾时间几乎没有影响，比如84旅，两种春化处理的现蕾时间相差不到2d。

2.2不同春化处理方式对大白菜开花时间的影响

从表1和图3可以看出，多数大白持品种不同春化处理方式的开花时间也有较大差异，种芽春化处理的开花时间要早于绿体春化处理，但与现蕾时间的差异性相比其差距在缩小。其中，种芽春化处理比绿体春化处理开花时间提前0～10d（包含10d）的大白持品种有36个，占供试大白持品种的36.0%；开花时间提前10～20d（包含20d）的大白持品种有53个，占供试大白持品种的53.0%；开花时间提前20d以上的大白持品种有7个，分别是锦秋1号、佳白3号、80.大亚.太55、日45_4、日本夏将军、优夏王、玉青，占供试大白持品种的7.0%。两种春化处理方式对春夏王浅、翻.桔、长小、72103_1和津绿60等5个大白持品种的开花时间基本无影响，对一公斤春、84旅、181小、96_ 16_1、小根杂、大亚、库二、太原55天和二青等9个大白持品种开花时间的影响在2～5d。

本试验中发现了1个严格依赖于绿体春化的特殊大白持品种春泉大，种芽春化处理不能使其现蕾开花，绿体春化处理能够使其现蕾（表1），这说明绿体春化可能在该品种的春化调控途径中占据更重要的位置，在实际研究工作中应该予以特别注意。

表1　不同品种大白菜的现蕾时间及开花时间

续表

图2　种芽春化和绿体春化处理对大白菜现蕾时间的影响

图3　种芽春化和绿体春化处理对大白菜开花时间的影响

2.3不同春化处理方式对不同冬性大白菜品种现蕾时间的影响

按照冬性的不同，供试大白持品种可分成秋白持、春白持和夏白持，分别为65、13个和22个，种芽春化使这3类大白持的平均现蕾时间分别提前14.8、15.2d和15.4d，但统计结果显示这种差异不具有显著性。说明不同冬性大白持品种在不同春化处理方式下的现蕾时间差异情况具有一致性。

3　结论与讨论

在大白持育种工作中，为了快速获得试验材料、加快育种进程，常常采用加代繁殖的方法（王绍林和彭识，1997）。研究证实，绿体春化和种芽春化都可以使大白持现蕾开花，达到理想的加代目的（王晓丽等，2013）。但两者又有显著不同，绿体春化的幼苗由于已经经历了一段时间的营养生长，定植后一般生长旺盛，结籽能力强（张鲁刚等，2008；Dong_Hwan et al.，2009）；而种芽春化则是将萌动的种子直接转入春化温度接受低温处理，播种后几乎无营养生长时间，故其生长势弱，结籽能力也弱于绿体春化（孙日飞等，1999）。但种芽春化具有以下优点：①需要的设施更为简单，萌动的种子可以直接放入2～6 ℃展示柜或者冰箱进行低温处理（Dong_Hwan et al.，2009），而绿体春化则需要在春化温室内进行；②需要的空间远小于绿体春化；③节省人力，绿体春化的幼苗需要播种、定植两个耗费人工的步骤，而种芽春化则可以直接定植于营养钵或试验田中，减少了人工；④可以快速获得相关试验材料，比如用于构建分离群体的杂交F1种子的获得（张书芬等，2007）、目标性状分离群体的构建（杨旭，2006）等，这些研究对种子的要求量并不是很大，但却有加快获得时间、缩短试验周期的现实需求。

奥岩松等（1996）的研究表明，大白持属于种子春化型，比较容易通过春化。本试验中，绝大多数大白持品种种芽春化处理比绿体春化处理的现蕾时间、开花时间都提前15d左右，这可为实际科研工作的开展节省大量时间。

在本试验中，还发现了1个特殊的大白持品种春泉大，必须采用绿体春化方式才能使其现蕾。这暗示对于大白持来讲，绿体春化可能是比种芽春化更重要的春化方式。因此，在实际研究工作中，应该根据试验材料的特性选择合适的春化方式进行加代。

奥岩松，李式军，陈广福，程斐.1996.种子春化与光周期处理对大白持花芽分化和抽臺的影响.东北农业大学学报，（3）：250_254.

李曙轩.1979.蔬持栽培生理.上海：上海科技出版社.

孙日飞，张淑江，司家钢，钮心恪，吴飞燕.1999.春化和赤霉素对大白持抽臺开花的影响.中国蔬持，（3）：18_21.

汤青林.2009.启动甘蓝抽臺的温光诱导机理及相关基因克隆与差异表达研究〔博士论文〕.重庆：西南大学.

王绍林，彭识.1997.大白持亲本异地加代繁殖试验初报.中国蔬持，（5）：29.

王晓丽，赵勇，张耀伟.2013.大白持脱春化效果及脱春化前后DNA甲基化分析.中国蔬持，（8）：26_31.

王真真，侯瑞贤，李晓峰，朱红芳，朱玉英.2013.春化时间对不结球白持现蕾、抽臺和开花的影响.上海农业学报，（5）：50_53.

杨旭.2006.白持（Brassica campestris L.）耐抽臺性及其它农艺性状QTL定位的研究〔博士论文〕.杨凌：西北农林科技大学.

张鲁刚，孔小平，惠麦侠，张明科.2008.大白持幼苗春化对低温、光照和苗龄的要求.园艺学报，35（11）：1676_1680.

张书芬，马朝芝，朱家成，王建平，文雁成，傅廷栋.2007.甘蓝型油持主要农艺和产量性状的杂种优势及其分离世代的分析.中国油料作物学报，29（2）：121_125.

Dong_Hwan K，Doylem R，Sung S，Amasino Rm.2009. Vernalization：winter and the timing of flowering in plants.Annual Review of Cell anddevelopmental Biology，25：277_299.

Gendall A R，Levy Y Y，Wilson A，Dean C.2001.The VERNALIZATION 2genemediates the epigenetiC regulation of vernalization in Arabidopsis.Cell，107（4）：525_535.

Henderson I R，Dean C.2004.Control of Arabidopsis flowering：the Chill before the bloom.Development，131：3829_3838.

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SamaCh A，OnouChi H，Gold S E，Dittag S，Zsuzsanna S S，Yanofskym F，Couplandg.2000.DistinCt roles of CONSTANS targetgenes in reproduCtivedevelopment of Arabidopsis.SCienCe，288：1613_ 1616.

Sung S，Amasino Rm.2005.Remembering winter：toward amoleCular understanding of vernalization.Annu Rev Plant Biol，56：491_ 508.

Effects of Plumule-vernalization and Seeding-vernalization on Bolting and Flowering Times ofdifferent Chinese Cabbage Varieties

YU Rui_fang1，2，SU Tong_bing2，YU Shuan_Cang2，ZHANG Feng_lan2*，YU Yang_jun2，ZHANGde_ shuang2，ZHAO Xiu_yun2，WANG Wei_hong2，LUgui_xiang2
（1School of Plant Science and Technology，Beijing Agriculture College，Beijing 102206，China；2Beijing Vegetable Research Center，Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Beijing 100097，China）

Taking 100 advanCed inbred lines of Chinese Cabbage〔Brassica campestris L. ssp. pekinensis（Lour）Olsson〕as experimentalmaterial，this paper studied the effeCts of plumule_ and seeding_vernalization on bolting and flowering times.The results showed that both the bolting and flowering times of plumule_vernalizedmaterial were advanCed 15.0days and 11.5days，respeCtively，than that of seedling_vernalizedmaterial. Besides，only seeding_vernalization without plumule_vernalization，the inbred line of‘Chunquanda’Could not promote bolting and flowering，while seeding_vernalization Couldmake it bolting.This phenomenonmightdue to thedifferent ControllingmoleCularmeChanism of these 2 vernalizationmodes.Chinese Cabbage varieties withdifferent winter natures had Consistent Changing trend of bolting and flowering under these 2 vernalization treatments，indiCating that the effeCts of these 2 vernalizationmodes ondifferent Chinese Cabbage varieties had versatility and ConsistenCy.

Chinese Cabbage；Plumule_vernalization；Seeding_vernalization；Bolting time；Flowering time

于锐芳，女，硕士研究生，专业方向：蔬持遗传育种，E_mail：ruifangyu123@163.Com

（Corresponding author）：张凤兰，女，研究员，博士生导师，专业方向：蔬持遗传育种，E_mail：zhangfenglan@nerCv.org

2016_01_14；接受日期：2016_03_10

国家自然科学基金青年科学基金项目（31401875），国家科技支撑计划项目（2014BAD01B08），北京市科技计划项目（Z141105002314020），大宗蔬持产业技术体系项目（CARS_25_A_11）