板栗‘燕山早丰’雌花分化的解剖学研究

王丽媛，郭素娟

（北京林业大学 省部共建森林培育与保护教育部重点实验室，北京 100083）

板栗‘燕山早丰’雌花分化的解剖学研究

王丽媛，郭素娟

（北京林业大学 省部共建森林培育与保护教育部重点实验室，北京 100083）

为明确板栗雌花分化的解剖学特点，以河北迁西板栗‘燕山早丰’为研究对象，通过制作石蜡切片显微观察雌花的内部解剖构造，结合外部形态变化，研究了板栗的花芽分化过程。结果表明：板栗雌花在河北迁西地区从4月初开始分化，6月上旬雌花大量盛开，整个分化过程需70 d左右，分化过程可分为未分化期、分化前期、花序原基分化期、苞片原基分化期、雌花簇原基分化期、雌蕊原基分化期，板栗花芽分化温度在8.8℃至25.7 ℃间，雌蕊原基形成到雌花盛开温度在9.7 ℃至23.3 ℃间为宜。根据有效积温、芽体大小、形状、叶片颜色等方面，建立了板栗雌花分化过程中外部形态变化与内部解剖特点之间的关系。

板栗；花芽分化；外部形态；内部解剖

板栗Castanea mollissima是壳斗科栗属的植物， 在我国分布范围较广，是我国主要经济林树种之一，与桃、李、杏、枣并称“五果”。板栗木材质地坚硬，纹理通直，可作为建筑和车船加工等材料；枝叶、树皮内含单宁，可用于制作烤胶；栗花可作为制作蜂蜜的蜜源；板栗果实含有丰富的糖、淀粉、粗纤维、胡萝卜素及钙、磷、钾等物质，营养丰富，味道甜且糯，长期食用能活血止血，补肾健胃。但目前板栗生产上存在着不少突出的问题，需要从多方面解决，其中，雌花量少、雄花量多是造成我国板栗单产较低的关键原因之一[1-3]。果树的花芽分化是一个复杂的过程，与雌花分化的时间、数量、质量等多种因素有关。因此，了解板栗雌花的分化时期，从解剖学角度观察板栗雌花的发育特点，从而人工采取有效措施增加雌花数量，提高雌花质量，对于板栗的丰产栽培，具有重要的理论依据和实践意义[4-5]。

目前，人们主要从生理角度观察板栗花芽分化的形成和发育过程，通过对花芽进行解剖显微观察各个发育阶段的内部特征[6-14]，而对板栗花芽不同分化时期的外部形态特点却没有比较详尽的描述。本研究以河北迁西板栗‘燕山早丰’为试材，从板栗雌花芽分化过程中显微结构与外部形态的相关性方面进行研究，以建立能够反映内部显微结构的外部形态指标，作为判断板栗花芽分化时期的有效手段，为板栗的栽培管理及生产实践提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地点位于河北省东北部的迁西县汉儿庄乡板栗种植园内，属于燕山南麓的低山丘陵区域，地势由西北向东南倾斜，地处东经118°12′，北纬42°22′之间，属于环渤海经济圈，暖温带大陆性季风气候，年平均气温为10.9 ℃，年平均降雨774.7 mm，平均日照时数2 705.9 h，年有效积温4 285.9 ℃。矿产资源丰富，土壤主要为沙壤土，微酸性，氮磷钾含量丰富，另含有多种适宜板栗树种生长结果所需要的铁、镁、硼等微量元素。

1.2 试验材料

试验材料选自‘燕山早丰’板栗品种，平均树高约3 m，所选板栗树树势中庸，长势良好，栽植密度为4 m×3 m。

1.3 取样方法

2014年3月20日至2014年6月15日，将每株树树冠外围中部东、南、西、北4个方向各随机抽取生长中庸的当年生枝条共20个，采取枝条上的饱满芽(花序)，部位选在枝条形态学上端的第1个芽(花序)，每隔2～3 d取样1次。采集后剥离鳞片，投入FAA固定液中进行固定。

1.4 观察方法

1.4.1 样品观察与处理

采集当年生枝条上的饱满芽和花序，用游标卡尺测量花芽的长度和宽度及花序的长度，用解剖针剥去芽外面的鳞片并计数。

1.4.2 石蜡切片制作方法

试验材料首先经过70%酒精、85%酒精、95%酒精、无水乙醇进行脱水处理(均处理1 h以便彻底除去材料里面的水分），无水乙醇处理2次；材料彻底脱水后于1/2二甲苯+1/2无水乙醇和纯二甲苯中进行透明（均处理1 h），二甲苯应更换2次，以除尽乙醇；透明后材料在1/2二甲苯+1/2石蜡中以38 ℃存放，36 h后每半小时调高4 ℃，直至温度升为62 ℃，然后每隔2 h换1次纯蜡，共换3次蜡；接下来进行包埋、修块等工作后，在切片机上制成纵切片，切片厚度为8～10 μm；常规脱蜡，不同梯度乙醇（无水乙醇、95%酒精、85%酒精、70%酒精、50%酒精、30%酒精）复水，用苏木精伊红双重染色，不同梯度乙醇（30%酒精、50%酒精、70%酒精、85%酒精、95%酒精、无水乙醇）脱水，二甲苯透明，最后用中性树胶进行封片，在OLYMPUS光学显微镜下观察、拍照。

2 结果与分析

2.1 板栗雌花分化的解剖学特点

2.1.1 未分化期

3月下旬板栗尚处于休眠状态，结果母枝顶芽还未开始萌发，此时期近顶端腋芽生长锥稍尖呈圆弧形，外侧由叶原基包被，外部形态及内部特征与叶芽差异不明显（见图1-1）。

2.1.2 分化前期

4月2日左右板栗芽露白，完全混合花芽萌动并进入萌芽状态，花芽分化逐渐开始，此时期近顶端腋芽生长锥的高度和宽度都有所增加，体积较未分化期有所增大，生长锥形状由之前的圆弧形生长为半圆形，顶端逐渐隆起增大，此时花芽由营养生长进入生殖生长（见图1-2）。

2.1.3 花序原基分化期

4月初随着板栗新生枝条的伸长生长，树体开始展叶，新梢上逐渐形成新的腋芽并不断增大。4月8日左右，近顶端腋芽生长锥继续迅速向上伸长、增大，由之前的半圆形逐渐形成圆形，顶部明显凸起，此时进入花序原基分化期（见图1-3）。

2.1.4 苞片原基分化期

对切片进行显微观察发现，4月17日板栗花序原基形成不久，在其基部两侧迅速形成1～3个小的突起，即为苞片原基。此后，花序由基部到上不断形成新的苞片原基，这些苞片原基随着雌花芽的分化逐渐增大，生长较快，呈现弯月或半月形状，且基部的苞片原基与上部苞片原基相比明显大且圆（见图1-4）。

2.1.5 雌花簇原基分化期

随着混合花序的伸长，其基部两侧的苞片原基迅速发育，在其内部分化出1～3个小突起，同时，自基部到上在苞片原基的内部各自分化出小突起，此时即为雌花簇原基分化期。4月29日对切片进行显微观察发现，不同苞片原基内部的突起发育程度相差很大，基部苞片内的小突起比较宽且明显向外隆起突出，顶部呈光滑的半球形，而其它部位的小突起则比较小且干瘪，顶部尖且粗糙（见图1-5）。

2.1.6 雌蕊原基分化期

5月12日对切片进行显微观察发现，随着雌花簇原基的分化发育，其内部圆形生长点细胞分裂加快，在其周围产生萼片原基。此后，随着萼片原基的分化发育，紧接着又在其内部产生花瓣原基和雌蕊原基（见图1-6）。由外向内分别为苞片原基、萼片原基、花瓣原基和雌蕊原基直至5月底雌花开放，6月4号左右为雌花盛花期。

综上所述，板栗完全混合花芽在4月初芽体萌动后开始分化，4 月上旬进入花序原基分化期，4 月中旬苞片原基出现，4 月下旬进入雌花簇原基分化期，5月中旬进入雌蕊原基分化期，6 月上旬雌花盛开，整个过程历时70 d 左右。此外，由于树体本身和气候等因素的影响，不同花芽的分化时间和分化速度也是不同的。

图1 板栗雌花分化各阶段解剖结构Fig. 1 Anatomic structure of female flower development on chestnut

2.2 板栗雌花分化的外部形态变化

板栗顶芽4月初萌动发育，直至5月中旬进入雌蕊原基分化期，对雌花芽不同分化时期外部形态变化和内部解剖特点的比较，各时期发育状况如表1所示。

表1 板栗雌花分化的外部形态变化Table 1 External morphology of female flower development on chestnut

通过建立板栗雌花芽分化时期外部形态变化和内部解剖特点的关系，可以看出，在3月下旬未分化期，板栗处于休眠状态，顶芽呈三角形还未开始进行分化，外部鳞片呈褐色，处于木质化状态紧紧包被顶芽，此时花芽外部形态及内部特征与叶芽差异不明显；4月初进入分化前期，此时温度逐渐升高，树体开始萌动，顶芽开始分化增大，长约0.76 cm，外部鳞片变成灰绿色，顶花芽呈幼嫩状态，开始进入生殖生长；花序原基分化期，树体开始展叶，顶芽与叶芽差别较大，长约0.97 cm，膨大呈现饱满状态，逐渐抽生出新的枝条，叶片变为黄绿色，顶端腋芽生长锥形前端明显凸起，逐渐变为圆形；在苞片原基分化期，随着新梢的伸长生长，枝条上的芽全部抽生成新梢，顶芽抽生的嫩梢长4～6 cm，能看到明显的花序，叶片颜色逐渐变为淡绿色，在花序原基基部两侧迅速形成1～3个小突起，随着苞片的增大，花序基部苞片明显区别于其它部位新生成的苞片，此时近顶端花序长约0.46 cm；在雌花簇原基分化期，随着近顶端花序的伸长生长（0.82 cm），嫩梢生长迅速，肉眼能看到4～6个雄花序，叶片颜色由淡绿色逐渐变为深绿色，苞片原基内部分化出1～3个小突起，同时，自基部到上在苞片原基的内部分化各自分化出小突起，并且基部苞片内的小突起比其它部位的小突起大且突出；在雌蕊原基分化期，枝条与花序继续伸长，枝条长20～30 cm，肉眼明显看到10～13个花序，最长花序可到8～9 cm，随着雌花簇原基的分化，其内部圆形生长点细胞分裂加快，向外扩散，由外向内分别生成萼片原基、花瓣原基和雌蕊原基，此时，近顶端花序长到1.33 cm，雌花芽1.92 mm，叶片颜色为深绿色。此外，从开始分化到雌花盛开，平均有效积温50 ℃，13 d左右即可完成一个发育阶段。

3 结论与讨论

自3月下旬板栗萌芽前到6月中旬每隔2～3 d采样一次，一部分制作石蜡切片，观察板栗花芽分化进程中内部解剖特点，一部分用于测量观察不同分化时期板栗花芽外部的形态变化，通过建立板栗花芽分化的外部形态变化与内部解剖特点之间的对应关系，根据外部形态的描述来判断雌花花芽的分化程度，以便在生产实践过程中采取相关措施以提高雌花量提供理论依据。

结果表明，在燕山地区板栗雌花芽从休眠停止以后到雌花盛开整个过程可分为6个时期，分别是未分化期、分化前期、花序原基分化期、苞片原基分化期、雌花簇原基分化期、雌蕊原基分化期。4月初芽体萌动后开始进行分化，6 月上旬雌花盛开，整个过程历时70 d 左右。此外，2014年4月日平均温度最低为8.8 ℃，最高为22.6 ℃；5月日平均温度最低为14.3 ℃，最高为26.9 ℃。因此板栗花芽分化温度在8.8 ℃至26.9 ℃间，雌花簇分化到雌蕊原基形成温度在9.7 ℃至23.3 ℃间为宜。

前人通过解剖学手段对于核桃等经济林的研究已有了一定的进展[15-19]。目前，各学者关于板栗雌花分化的进程以及持续时间的研究是基本一致的，但由于影响花芽分化的因素有多种[20-24]，关于花芽分化具体起始和终止时间的说法不尽一致,出现这些问题的原因可能是：（1）试验地的立地条件和温度等气候因素的影响；（2）试验年份不一致，不同年份之间温度等条件会有一定的差异；（3）品种不同所致；（4）遗传因素的影响。

[1] 蔡 荣,虢佳花,祁春节.板栗产业发展现状、问题与对策[J].北方果树,2007(4):1-3.

[2] 陈 洁,张 美.油板栗的营养成分及加工适应性研究[J].化学与生物工程,2011,28(11):81-83.

[3] 孙小兵,郭素娟.成龄板栗组培快繁体系的建立及影响因素的研究[J].中南林业科技大学学报,2015,35(4):50-54.

[4] 王永宏,孙益知,李方向,等.板栗花芽分化特点与调控技术研究进展[J].西北农业学报,2001,10(2):115-118.

[5] 夏仁学,徐 娟,李国怀,等.板栗的开花结果习性与性别表现[J].武汉植物学研究,1998,16(2):154-158.

[6] 李映志,夏仁学.板栗一次花冬前及冬后花序的分化发育研究[J].福建果树,2008(2):4-8.

[7] 张林平,李保国,白志英,等.板栗雌花簇分化过程观察[J].果树科学,1999,16(4):280-283.

[8] 吕明亮,东建敏,陈顺伟.板栗雌花分化相关影响因素研究进展 [J].浙江林业科技,2007,27(2):77-80.

[9] 白志英,路丙社,张林平,等.板栗雄花分化研究 [J].经济林研究,2000,18(3):11-12.

[10] 李广会,郭素娟,邹 峰,等.板栗叶片营养与土壤养分的动态变化及回归分析[J].中南林业科技大学学报,2012,32(9):41-46.

[11] 夏雪清,郗荣庭.核桃雌花芽的生理分化和形态分化时期[J].河北农业大学学报,1989,12(1):18-21.

[12] 杨其光,任立中,杜国华. 板栗性别分化的研究[J].安徽农学院学报,1983(1):34-38.

[13] 任立中,杨其光,杜国华.板栗花性别和器官分化研究[J].安徽农学院学报,1981,(1-2):45-47.

[14] 王白坡,钱银财.长山核桃花芽分化和花发育的初步观察[J].浙江林学院学报,1986,3(1):7-12.

[15] 李永涛,赵勇刚,杨克强,等.早实核桃花器官发育的解剖学研究[J].园艺学报,2011,38(3):434-440.

[16] 高 英,董宁光,张志宏,等.早实核桃雌花芽分化外部形态与内部结构关系的研究 [J].林业科学研究,2010,23(2):241-245.

[17] 马华冰,李美美,宋新英,等.灌水量对‘绿岭’核桃光合生理生态指标和结实的影响[J].经济林研究,2014,32(3):54-60.

[18] 黄有军,王正加,郑炳松,等.山核桃雄蕊发育的解剖学研究[J].浙江林学院学报,2006,23(1):56-60.

[19] 黄有军,夏国华,王正加,等.山核桃雌花发育的解剖学研究[J].江西农业大学学报,2007,29(5):723-726.

[20] 尹 颖,石雪晖.板栗雌花芽分化与促成技术[J].栽培技术,2005(4):11-12.

[21] 王路红,袁德义,沈广宁,等.花期喷硼对板栗光合特性和结实率的影响[J].经济林研究,2014,32(2):58-61.

[22] 陈建华,何 刚.促进板栗雌花芽分化的研究[J].中南林学院学报,2002,22(1):27-30.

[23] 徐 娟,夏仁学,李怀国.板栗碳素营养与花性的表现[J].华中农业大学学报,1998,17(3):170-177.

[24] 孙 颖,陈 显,刘 儒,等.不同浓度赤霉素处理对油桐花芽分化的影响[J].经济林研究,2014,32(1):97-100.

Study on anatomy of development of female flower in chestnut ‘Yanshanzaofeng’

WANG Liyuan, GUO Sujuan
(Key Laboratory for Silviculture and Conservation of Ministry of Education, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China)

Taking Yanshan Zaofeng‘3113’chestnut varieties from Hebei Qianxi as the object, to research the flower bud differentiation of Chestnut by microscopic observation of internal anatomical characteristics and morphology changes of female flower bud. The results showed that: female flower bud differentiation in the area of Hebei Yanshan at the beginning of April, large number of female flowers in full bloom in early June, and the differentiation process takes about 70 days, the differentiation process can be divided into differentiation phase, in florescence primordium differentiation phase, bract primordium differentiation stage,female flower cluster primordia differentiation stage, pistil primordium differentiation phase, the temperature of flower bud differentiation of chestnut is 8.8 degree to 25.7 ℃ , the appropriate temperature from pistil primordium formation to the female flowers in full bloomis 9.7 ℃ to 23.3 ℃ .In addition,the relationship between the external morphology and internal anatomy changes during the chestnut flower differentiation process were formed from bud size, shape, leaf color and other aspects .

chestnut(Castanea mollissimaBl.); flower bud differentiation; morphology; internal anatomy

S727.33；S718.47

A

1673-923X(2017)01-0043-05

10.14067/j.cnki.1673-923x.2017.01.008

2015-12-10

国家林业公益性行业科研专项重大项目（201204401）；“十二五”科技支撑计划课题（2013BA14B0402）

王丽媛，硕士研究生；E-mail：479011096@qq.com 通讯作者：郭素娟，博士，教授

王丽媛，郭素娟. 板栗‘燕山早丰’雌花分化的解剖学研究[J].中南林业科技大学学报，2017, 37(1): 43-47.

[本文编校：谢荣秀]