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白鹤芋F1代‘阳光女孩’与亲本的香气遗传分析及GA3对其花香性状的影响认领

作者：

王雪颖

学位授予单位：

福建农林大学

摘要：

白鹤芋[Spathiphyllum lanceifolium（Jacq.）Schott]是天南星科白鹤芋属多年生草本植物,其叶色绿、花色洁白、佛焰苞大而突出,是理想的花叶兼赏型盆栽花卉,常用作切花和园林绿化植株。白鹤芋作为观赏植物,香气是决定其感官体验和市场价值的重要因素之一,市场上缺乏高香型白鹤芋品种,因此培育白鹤芋香型品种并在栽培生产中提高其花香品质势在必行。白鹤芋‘阳光女孩’是以白鹤芋‘美酒’作为母本,白鹤芋‘阳光之恋’作为父本,从F1代杂交群体中筛选出的优良单株。为了探究子代与亲本品种间的性状差异,对白鹤芋‘阳光女孩’及其亲本进行了表型特征比较及花器官形态观察;F1代‘阳光女孩’香型特殊,为了阐明白鹤芋‘阳光女孩’及其亲本挥发性成分组成及香气遗传特点,利用顶空固相微萃取结合气相色谱质谱联用技术（HS-SPME-GC-MS）对其挥发性成分进行了研究;为了在栽培生产上改良白鹤芋花香性状,以白鹤芋‘阳光女孩’为试验材料,探究外源赤霉素对其花香性状的影响,用不同浓度GA3（0mg/L、100mg/L、200mg/L、300mg/L、400mg/L）处理,测定白鹤芋花序发育过程中主要数量性状、内源激素含量、香气合成酶活性、香气物质成分及含量。其主要研究结果如下: （1）F1代‘阳光女孩’及其亲本的表型观赏性状存在差异。在质量性状上,白鹤芋‘阳光女孩’叶片狭椭圆披针形,叶缘平滑,叶色绿,具光泽,佛焰苞白色,椭圆状尾尖,肉穗花序乳白色;母本‘美酒’叶片宽椭圆状披针形,叶缘平滑,叶色绿,具光泽,佛焰苞白色,卵圆形尾尖,尖部绿色,肉穗花序乳黄色;父本‘阳光之恋’叶片狭椭圆状披针形,叶缘细波浪状,叶色深绿,具光泽,佛焰苞白色,卵圆形尾尖,尖部绿色,肉穗花序白色。在数量性状上F1代‘阳光女孩’花序梗长度、苞片长度、苞片宽度、肉穗花序长度、肉穗花序粗度等表型数量性状更偏向于母本,且体现了强烈的杂种优势。（2）白鹤芋‘阳光女孩’及其亲本雌雄蕊异熟,虽是两性花却不能完成自花授粉,是两性花异花授粉植物。在体式显微镜下观察发现白鹤芋的雌蕊形态结构较为特殊,整个形状类似于纺锤形,雌蕊花柱极不明显,而雄蕊花丝也较为短平。成熟雌蕊柱头呈三浅裂,会分泌粘液,以接受花粉,此时雄蕊并未成熟被包裹在花冠内;当雌蕊柱头开始干瘪,丧失受精授粉能力时,雄蕊开始逐渐发育成熟,花丝伸长将花药送出花冠,花药裂开散粉。这种特殊的成熟机制避免了自交,增加了子代的遗传多样性。（3）在亲本选配上,为了获得花香浓郁特异的白鹤芋香型品种,母本最好为较香品种。F1代‘阳光女孩’及其亲本不同时期不同部位共检测鉴定出65种挥发性成分,发现盛花期是白鹤芋香气散发的主要时期,花序部位是白鹤芋香气释放的主要来源。在整个佛焰苞花序中,F1代‘阳光女孩’检测到47种挥发性组分,母本‘美酒’检测到35种挥发性组分,父本‘阳光之恋’检测到34种挥发性组分。F1代‘阳光女孩’与母本存在25种共有成分,与父本存在24种共有成分,其香气成分种类与母本更为相似。F1代‘阳光女孩’与父母本相比有更多的萜类化合物、脂肪酸及其衍生物类化合物,分别为12种、22种。PCA及聚类热图分析显示,处于盛花期的F1代‘阳光女孩’与母本‘美酒’可以聚为一类,同时与亲本的花香性状出现分离,在挥发性种类及含量上呈现出多样的遗传变异性。OAV分析表明,在F1代‘阳光女孩’处于盛花期时其花序部位遗传了母本‘美酒’正壬醛、香叶基芳樟醇温和的玫瑰花香及十二醛活力持久的皂香味,同时遗传了父本‘阳光之恋’反式石竹烯辛辣的丁香花气息。F1代‘阳光女孩’与母本‘美酒’有7种共有的特征香气成分,与父本‘阳光之恋’有5种共有的特征香气成分,遗传了母本更多的特征香气成分种类,兼顾木香型、辛香型、青香型、醛香型、花香型的香气特点。（4）适宜浓度的GA3处理有助于改善白鹤芋花序观赏性状,能增加花香释放量,提高观赏价值,改良花香性状。200mg/L赤霉素处理下可以显著促进白鹤芋‘阳光女孩’花序梗、苞片、肉穗花序的伸长,处理效果最好。适宜浓度的外源赤霉素喷施可以提高白鹤芋‘阳光女孩’花序内源GA3、IAA、ZT含量,降低内源ABA含量,能增加倍半萜合酶（STS）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）、脂氧合酶（LOX）等香气相关合成酶的活性,进而促进香气物质的合成与释放。200mg/L的GA3溶液处理效果最好,不仅检测到的挥发性组分最多（41种）,在花序发育过程中各个时期香气物质总含量(49826.31μg·kg-1)也显著高于对照组(42480.15μg·kg-1)。其中金合欢烯-异构体混合物（木香型）、反-4-癸烯酸乙酯（青香型）、2-苯基乙醛（青香型）、正壬醛（醛香型）、苯甲醛（果香型）、苯乙醇（花香型）和苯甲醇（花香型）等芳香物质含量显著提高。而高浓度的赤霉素（300mg/L、400mg/L）处理对白鹤芋生长发育并无显著的正向影响,甚至会抑制肉穗花序的生长发育,打破植物内部激素的平衡,使STS、PAL、LOX酶活性降低,花香释放量减少。综上所述白鹤芋是两性花,其雌雄蕊异熟,属于异花授粉植物。白鹤芋F1代‘阳光女孩’在花序梗长度,肉穗花序长度、粗度,苞片长宽及香气成分种类和含量等数量性状上具有遗传的加性效应和显性效应,表现出良好的杂种优势。F1代‘阳光女孩’遗传了母本更多的特征香气成分（母本7种,父本5种）,在亲本选配上,为了获得特殊浓郁的香型品种,最好选择母本为较香品种。此外适宜浓度的外源赤霉素（200mg/L）喷施有利于花香等观赏性状的改良,增加花香释放量。

摘要译文

关键词：

白鹤芋; 佛焰苞花序; F1代; 香气; GA3

学位年度：

2025

学位类型：

硕士

学科专业：

花卉与景观园艺

导师：

陈发兴

D O I：

10.27018/d.cnki.gfjnu.2025.000288