1、桂花(Osmanthus.fragrans Lour.)是木犀科常綠花卉,起源與演化中心在我國,栽培歷史悠久,為我國十大傳統(tǒng)名花之一。桂花樹姿優(yōu)美,四季常綠,花開時香飄萬里,集綠化、美化、香化于一體,觀賞與實用兼?zhèn)溆谝簧?。不僅廣泛用作行道樹、庭蔭樹、孤植樹,成為很多城市的市花,而且也是著名的芳香源植物,廣泛用于香料、制茶、食品、釀酒等方面,深受我國人民的喜愛。另外,桂花作為切花也有極大的開發(fā)潛力,但其花朵的壽命較短,這在很大程度上限制了

2、桂花的觀賞價值與經(jīng)濟價值。因此,研究花瓣的衰老機制和調(diào)控措施對開發(fā)家庭切花應(yīng)用潛力與延長桂花在園林中的觀賞期以及花香散發(fā)持續(xù)時期都有一定的理論和實踐指導(dǎo)意義。
　　 本研究首先對桂花花瓣衰老過程特征進行了觀測,并提出桂花單花開花至衰老的不同階段劃分標準,建立桂花花材外源藥劑處理實驗體系。從桂花開花至衰老不同階段,采集樹體上花瓣進行水分、膜脂過氧化程度(包括花瓣MDA含量、O2-(超氧陰離子自由基)產(chǎn)生速率以及SOD(超氧化物歧化

3、酶)、POD(過氧化物酶)、APX(抗壞血酸過氧化物酶)、AsA(抗壞血酸)等抗氧化酶的活性與抗氧化物質(zhì)含量)的檢測、蛋白質(zhì)含量與組分SDS-PAGE分析、花瓣細胞核DNA降解的TUNEL(原位末端標記法,Terminal deoxynucleotidyl transferase biotin-dUTP nick endlabeling)檢測與瓊脂糖凝膠電泳觀察。另外還進行了花瓣組織切片的顯微與超微結(jié)構(gòu)的觀察。并探討了外源乙烯、Ca2+

4、與活性氧對花瓣上述指標的影響。結(jié)果表明:
　　 1.衰老花瓣的細胞結(jié)構(gòu)在花朵壽命結(jié)束時仍保持完整,維管束一直保持一定狀態(tài)與功能,而表皮細胞出現(xiàn)明顯凹陷。桂花花瓣在衰老后期可觀察到細胞核凝縮、染色質(zhì)凝集、邊緣化等現(xiàn)象,凋亡促進劑喜樹堿可加劇上述特征的出現(xiàn)。但通過瓊脂糖凝膠電泳只觀察到DNA發(fā)生輕微彌散狀降解,未檢測到以200bp及其整數(shù)倍遞增的DNA片斷DNA"ladders"這一PCD典型生化特征。
　　 2.桂花花瓣衰

5、老PCD程序在盛花期可能已啟動,此時花瓣還處于最佳觀賞狀態(tài)。花瓣內(nèi)源活性氧的大爆發(fā)導(dǎo)致膜脂過氧化程度加劇與新的蛋白質(zhì)表達可能為先導(dǎo)事件,而花瓣大量可溶性蛋白質(zhì)的降解與核DNA斷裂可能為后續(xù)或結(jié)果事件。在保護膜脂的抗氧化系統(tǒng)中,SOD與APX可能起主要作用。此外,樹體上花脫落時花瓣蛋白質(zhì)降解與DNA斷裂程度還不劇烈。但可檢測到衰老后期花瓣發(fā)生DNA斷裂的細胞數(shù)量增多,上述發(fā)生核DNA斷裂的細胞在花瓣組織中呈隨機分布。
　　 3.本

6、研究未檢測到不同品種桂花花瓣衰老過程中內(nèi)源乙烯的釋放,但外源乙烯對不同品種的效應(yīng)不同,多數(shù)桂花品種對乙烯不敏感。其中供試品種柳葉金桂對外源乙烯敏感,乙烯處理能明顯促進花瓣失水,內(nèi)源活性氧產(chǎn)生,膜脂過氧化程度加劇,但對抗氧化系統(tǒng)影響不大。乙烯促進新蛋白質(zhì)的表達,并誘導(dǎo)了一條63.4KD特異性蛋白質(zhì)條帶,可能與基因調(diào)控表達相關(guān)。另外,乙烯具有顯著促進桂花花瓣核DNA斷裂的作用。
　　 4.Ca2+對桂花花瓣衰老PCD具有雙重作用:低

7、濃度的Ca2+具有一定延遲花瓣衰老的作用,但這一作用不能長期保持；而高濃度Ca2+則具有明顯啟動花瓣細胞PCD的作用?；ò昕侰a2+含量隨著花瓣衰老程度加劇而升高,外源Ca2+處理能明顯增加花瓣內(nèi)源Ca2+含量,推測胞質(zhì)外Ca2+能穩(wěn)定膜結(jié)構(gòu)延緩PCD的啟動而細胞總Ca2+含量超過某一閥值激發(fā)胞質(zhì)內(nèi)Ca2+含量增加導(dǎo)致PCD啟動。并且,Ca2+可能主要通過激活蛋白質(zhì)水解酶與核酸酶,從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)大量降解與DNA斷裂,使花瓣衰老PCD的進

8、程加劇。
　　 5.外源活性氧(H2O2)處理能明顯促進桂花花瓣衰老,而活性氧清除劑Vc(抗壞血酸)具有延緩衰老的作用。H2O2處理對花瓣SOD與APX活性影響不大,低濃度Ca2+處理對H2O2對膜的傷害具有一定的緩解作用。H2O2處理誘導(dǎo)了新蛋白質(zhì)的提早合成,其中有三條36.8KD、23.9KD、23.7KD條帶為H2O2特異性誘導(dǎo),推測可能為PCD特異調(diào)控蛋白。低濃度Ca2+對H2O2處理的花瓣在處理早期具有延緩上述新條帶出

9、現(xiàn)的作用,但后期反而有加速蛋白質(zhì)降解的作用,這與上一點結(jié)果一致。另外,外源活性氧處理具有促進DNA斷裂的作用,但這一作用較為延后,Ca2+對H2O2促進DNA斷裂有一定抑制作用。
　　 綜上所述,對于桂花花瓣衰老,PCD程序在花朵開放至最大狀態(tài)時已開始啟動,膜脂過氧化程度加劇與新的蛋白質(zhì)表達可能為先導(dǎo)事件,花瓣大量蛋白質(zhì)的降解與核DNA斷裂可能為后續(xù)事件。衰老花瓣細胞可觀察到輕度核凝縮、染色質(zhì)邊緣化等典型特征。而花瓣核DNA在衰

10、老后期盡管發(fā)生斷裂,但呈彌散降解,未出現(xiàn)"DNAladders"這一PCD典型生化特征。像桂花這樣的大型灌木花卉花瓣衰老PCD的研究,前人還很少涉足,主要集中于大眾商業(yè)切花的研究。僅目前在日本櫻花上的研究與桂花的研究結(jié)果類似,均是PCD典型生化特征不明顯而且發(fā)生的時間較晚,這一點可能與眾多草本花卉不同,暗示內(nèi)部調(diào)控機制的不同。另外,對于PCD的關(guān)鍵調(diào)控因子,活性氧可能是桂花花瓣最主要的PCD調(diào)控與信號因子,Ca2+在桂花花瓣P(guān)CD過程中