药用植物广豆根花芽分化发育的理化机制研究

Because of no research was focus on the flowering theory of Sophora tonkinensis Gagnep. by now, there was lack of theoretical basis for flowering regulating of S. tonkinensis through physical and chemical treatments. But long flowering, little quantity, poor quality of flower and no flower on old branches were the critical problems which restricted the seed production of S. tonkinensis seriously. To supply theoretical guidance for improving flowering and seed production though artificial treatments, this research intend to use the plants planted in 2014 and 2015 as experimental materials and verification materials to observe the flower bud differentiation process for three years consecutively, and determine the contents of carbohydrate, protein, enzyme, amino acids and endogenous hormone of flower branches and non-flower branches during the flower bud differentiation process. Moreover, this research analyzes each factor's dynamic change rule, balane relationship and effects on flower bud differentiation process of S. tonkinensis to reveal the physical and chemical mechanism of flower bud differentiation, promote the flowering theory development of S. tonkinensis, to lay the theory foundation for regulating S. tonkinensis flowering though physical and chemical methods, and promote the sustainable development of medicinal resources in Guangxi.

广豆根成花理论研究尚属空白，致使通过理化措施对广豆根开花结实进行人工调控缺乏理论依据。而广豆根的种子繁育中存在花期长、花量少、成花质量差、老枝条不开花等问题，严重影响了广豆根种子的生产，急需通过人工措施调控开花结实，提高种子产量。为了解决这一问题，本研究拟以2014年、2015年种植的材料，连续3年内以当年新抽出的当令花枝观察广豆根花芽分化发育的进程，并连续测定当令花枝与非当令枝条在花芽分化发育过程中的碳水化合物、蛋白质、酶、氨基酸及内源激素含量，分析各因素的动态变化规律及平衡关系，并分析各因素对广豆根花芽分化发育的影响，揭示广豆根花芽分化的理化机理，促进广豆根成花理论的发展，为寻找调控广豆根开花结实的理化方法奠定理论基础，促进广西药用资源的可持续发展。

开花是植物生活史上的一个重要质变过程，也是植物发育过程的重要阶段和中心环节，对有性繁殖植物的繁衍生息至关重要。花芽分化是开花多少和质量好坏的基础，是有花植物发育中最为关键的阶段，也是发育生物学研究的热点之一。本课题通过广豆根的物候观察，阐明了广豆根的开花结实规律，并通过物理、化学及生物防治相结合的处理构建了促进广豆根开花结实的综合技术方案；通过花果期的生理生化指标测定、内源激素含量测定以及矿质元素含量测定，阐明了花果期广豆根生长发育的理化变化规律；采用石蜡切片与显微观察技术对广豆根花芽分化发育的形态建成进行观测，确定广豆根的花芽分化发育分成花芽发育与花发育两个阶段共8个周期；通过花芽分化发育阶段的碳水化合物含量、蛋白质含量、酶活性高低以及内源激素的含量等生理生化技术，发现较高的可溶性糖、蛋白质、叶绿素含量及较高的POD酶活性则有利于广豆根花芽分化；花芽分化发育期，ABA、ZT、IAA、GA3等内源激素的含量均有不同程度增加；相关性分析发现，花芽分化发育期ABA与JA-ME、ZT和可溶性蛋白含量以及IAA与ZT相关性最显著，相关系数达0.9以上。此外，本研究还对花芽分化发育期进行了转录组分析，目前正在从转录组数据中进行深度的分析，后续将继续深入挖掘，以期找到可能的相关基因、生物学过程或信号通路。