牡丹(Paeonia suffruticosa)是我国的传统名花，具有极高的观赏价值。栽培牡丹主要有3种用途：一是生产商品苗木，用于建造牡丹观赏园；二是培育牡丹壮苗进行反季节催花，用于春节、圣诞节等佳节观赏；三是牡丹根系用于中药，花瓣提取化妆品等，尤其是牡丹壮苗的反季节催花发展快、规模大，因而使牡丹成为河南洛阳、山东菏泽等牡丹产区的支柱产业。牡丹具有深休眠的特性，在北方秋末(10月下旬)利用自然低温(0~10℃)冷处理30~50 d解除花芽休眠，再转入适宜生长的条件下培养40 d左右，即可诱导牡丹于春节开花，这项促成栽培技术常被称为牡丹春节催花技术(赵海军等，2002)。春节期间观赏牡丹相对延长了其观花期，提高了经济效益。尽管这一传统技术在中国已有1 200多年的历史(赵海军等，2002)，但由于对牡丹休眠解除的机理认识不足，往往导致花芽休眠解除不彻底，成花质量差，成花率低，甚至催花失败。

如何适时地解除冬季牡丹花芽的休眠是牡丹春节催花的关键环节。研究表明:适量的低温是打破牡丹花芽休眠的有效途径(Aoki et al., 1984a; 1984b; Aoki, 1992a; 1992b; 王宗正，1996)。2002, 2003年对常用催花牡丹品种胡红(P. suffruticosa cv. 'Huhong')、乌龙捧盛(P. suffruticosa cv. 'Wulongpengsheng')、肉芙蓉(P. suffruticosa cv. 'Roufulong')解除休眠所需的低温时数进行研究，结果表明：低温的累积对牡丹花芽休眠解除有质的作用，牡丹不同品种解除休眠的低温时数有明显差异，‘乌龙捧盛’解除休眠的低温时数2年平均为646 h，‘胡红’为547.5 h，‘肉芙蓉’为499.5 h，日平均气温4 ℃以下自然低温处理34~40 d，牡丹花芽休眠才能彻底解除，在此休眠解除期间牡丹花芽代谢变化剧烈，淀粉、蛋白质含量快速下降，可溶性糖和氨基酸含量快速增加(刘波等，2004a；2004b)，植株营养物质的动态变化较好地反映了牡丹花芽休眠解除的程度。

激素与木本植物芽休眠存在必然联系(Arora et al., 2003)。通常认为，休眠由内源激素控制，休眠的起始、终止和调控以及休眠各阶段的变化均受激素调节。植物激素与植物休眠解除在果树与林木上研究较多(朱永亮等，1990；段成国等，2004；江雪飞等，2005)，而对牡丹的调控还未见报道。本文在前期研究的基础上，通过测定不同低温期内，赤霉素(GA₃)、生长素(IAA)、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(ABA)质量分数及其比值的动态变化，探讨了内源激素在低温打破休眠中的调节作用，这对于揭示牡丹反季节催花的生理生化机理具有重要的理论意义。

1 材料与方法

2002年10月24日从山东菏泽选取生长健壮、4~5年生、花芽数8个以上的‘胡红’80株，栽植于直径35 cm、高24 cm的花盆内，将盆埋于室外感受自然低温(-6~6 ℃)。自10月31日—12月12日，每隔7 d取10盆置于温室中(D：18~25 ℃；N：15~18 ℃；相对湿度80%；光照：5 000 lx，10~16 h；常规浇水、施肥)，共7个处理，移入温室时间分别是11月7日、11月14日、11月21日、11月28日、12月5日、12月12日、12月19日(见表 1)；以10月31日进入温室的植株(日均温≥15 ℃)为对照。连续观测移入温室内牡丹各处理的形态变化，叶面积测定在植株开花时进行。

处理和对照进入温室前分别取一次芽；移入温室后每隔7 d取芽一次，剥除鳞片，超低温保存，用于GA₃、IAA、CTK和ABA质量分数测定。取样标准为纵径×横径≥1.5 cm×0.5 cm的顶芽，每处理每次取样8~10个芽。

低温量的计算方法参考0~7.2 ℃模式(刘波等，2004b)。本研究以秋末冬初日平均气温稳定低于10 ℃的日期为有效低温累积的起点，以打破休眠所需0~10 ℃的累积低温时数作为催花品种的需冷量。单株开花率达到90%以上作为彻底打破休眠的标准。

采用ELISA酶联免疫法测定各类激素质量分数在低温处理进程中的变化动态(张圣旺等，2004)。每处理重复3次，取平均值。

2 结果与分析 2.1 不同处理对‘胡红’开花展叶的影响

经过1~3周的低温，处理Ⅰ~Ⅲ与对照(表 1)相比，芽形态未见明显变化。对照、处理Ⅰ和Ⅱ进入温室8周后，芽仍处于休眠状态，不能萌动(表 2)；处理Ⅲ进入温室46 d后，30%的芽能够萌动，但都不能开花。当低温期增至4~7周后，芽伸长且膨大，移入温室后大都能萌动开花。处理Ⅳ进入温室25 d后萌发，萌动率为84%，65 d后开花，开花率为80%，休眠基本解除。处理Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ比处理Ⅳ的花芽萌动快、萌动至开花的时间缩短、萌动率和开花率高。可见，低温处理5周，休眠已彻底解除。低温期的长短对‘胡红’的萌动速度、萌动率、始花期和叶面积有明显影响。在一定限度内，延长低温期可使芽萌动和始花期提前，提高萌动率、开花率，促进展叶。低温量少于200 h左右(低温处理3周)不能打破‘胡红’休眠，转到适宜生长的环境中不能萌发。彻底解除‘胡红’休眠的低温量为551 h左右(低温处理5周)，超过此值的低温处理也不能进一步缩短芽萌动到开花所需的时间。因此，根据萌动情况和花叶质量可将休眠解除过程划分为4个时期：1)低温累积期：对照、处理Ⅰ和Ⅱ；2)休眠解除启动期：处理Ⅲ；3)休眠基本解除期：处理Ⅳ；4)休眠彻底解除期：处理Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ。

2.2 低温处理期内源激素的变化

从植株移栽后开始，花芽内的GA₃质量分数变化最为剧烈。随着低温期的延长，芽内GA₃质量分数呈先上升后下降的趋势。低温处理3周后(11月21日)GA₃质量分数快速上升；处理4周后(11月28日)，即休眠基本解除期，GA₃质量分数达最大值；12月5日，即休眠彻底解除期，GA₃质量分数缓慢下降但仍然高于11月21日之前的质量分数。可见GA₃质量分数变化动态与休眠解除过程是相吻合的，低温促进了GA₃的合成，GA₃可能是低温解除休眠的促进物。但是GA₃达最高值的时间，并非休眠彻底解除期；1周后，GA₃质量分数下降，休眠彻底解除。可见休眠的彻底解除不仅需要GA₃达到一定质量分数，而且达最大值之后的后续反应也是休眠彻底解除的保证。

低温期间牡丹芽中ABA质量分数呈先上升后下降的变化趋势。10月31日—11月21日，早期的低温诱导ABA质量分数逐渐上升达最大值，休眠也未解除，此时ABA质量分数的升高可能与低温逆境反应有关(Wang, 1991; Gusta et al., 2005)；11月21日之后，ABA质量分数急剧下降，此时，休眠基本解除。可见ABA是休眠解除的抑制物，其质量分数的变化反映了低温处理进程中芽休眠的状态。

低温处理前2周内，芽内CTK质量分数略有下降，11月14—28日的2周内急剧上升，11月28日(休眠基本解除期)达最大值后显著下降，后期较平稳。CTK质量分数的变化趋势与低温期内植株的表现基本对应，因此，CTK也是休眠解除的促进物。研究表明：CTK与芽分化有关(罗正荣等, 1987; Roef et al., 2004)，低温处理2周后CTK质量分数升高是否预示着低温期内牡丹芽仍进行着分化或后发育，有待于进一步试验证明。

芽和枝条内(未列出)IAA质量分数都呈下降趋势。芽中IAA质量分数在低温处理1周内下降明显，而后缓慢下降，说明低温抑制IAA的合成。IAA质量分数的变化与休眠的解除的相关性较其他内源激素小。

2.3 低温处理进程中内源激素类物质质量分数比值的变化

从2.2的分析中可以看出，GA₃, CTK, ABA分别是休眠解除的促进物和抑制物，而植物激素是协同发挥作用的(Roef et al., 2004)，那么激素中的促进物和抑制物比值是否能反映休眠解除进程呢？低温处理期间，花芽内GA₃/ABA，IAA/ABA和CTK/ABA比值在前期基本保持平稳，11月21日后升高，GA₃/ABA升幅最大，CTK/ABA次之，IAA/ABA变化最小(图 2)。GA₃/ABA比值从休眠解除启动期(11月21日)至休眠彻底解除期(12月5日)持续上升，可见花芽内GA₃/ABA比值变化与芽休眠解除程度相吻合。随低温量的增加，GA₃/ABA增加，促进芽休眠的解除。CTK/ABA比值在11月21日后平缓上升，进一步证明了低温处理期间牡丹芽仍可进行分化发育。IAA/ABA变化变幅很小，对休眠解除的调节作用也较小。

2.4 不同处理牡丹移入温室后内源激素的变化

对照、处理Ⅰ和Ⅱ进入温室后，花芽内GA₃质量分数的变化曲线相似(图 3)，1周后略有上升而后下降；处理Ⅲ进入温室后GA₃质量分数缓慢下降；处理Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ则明显下降后，均维持在相近水平。可见处于休眠状态的牡丹移入温室后，花芽内GA₃会相应增加，但是合成量远远低于处理Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ进入温室前的量，尚未达到解除休眠的水平，8周后也未萌发。处理Ⅲ及之后的处理，移入温室后感受适宜生长环境信号的能力比对照、处理Ⅰ和Ⅱ增强，GA₃质量分数适量下降，利于各激素之间的平衡诱导萌发。可见GA₃质量分数对于休眠解除有明显的调节作用。可以推测：低温处理促进了GA₃的合成，当内源GA₃达到一定的阈值之后，休眠的解除开始启动，启动或增强了与休眠解除相关的基因的表达，最终导致了休眠解除。

各处理进入温室后，低温条件的终止使花芽内ABA质量分数明显下降，说明ABA对于适宜生长的环境信号较敏感。ABA质量分数的下降，利于休眠解除。促使芽在适宜的生长环境下萌动，进一步证明了ABA是抑制牡丹芽休眠解除的激素因子。

对照、处理Ⅰ和Ⅱ都处于休眠状态，进入温室后不能萌发，CTK质量分数变化幅度也较小。另外5个处理CTK质量分数1周内都显著下降，这可能与芽萌发进行伸长生长有关。

与ABA质量分数的动态变化相反，对照、处理Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的IAA质量分数先上升，然后逐渐下降但仍比入温室前的质量分数高，说明适宜的环境信号促进了IAA的合成。但由于未打破休眠，芽仍不能萌发，IAA质量分数也逐渐降低。处理Ⅳ，Ⅴ，Ⅵ和Ⅶ休眠已经基本解除，移入温室后能感知环境因子的诱导，启动芽的萌发，IAA质量分数也一直呈上升趋势，可见IAA对芽萌发是必须的。

3 讨论

根据不同低温量对‘胡红’花叶生长的影响，可以把低温处理中，芽发育的状态分为萌发决定期和开花决定期。308 h左右的低温量(自然低温3周)使芽进入萌发决定期，进入温室后虽能萌发，但萌动时间较长，不能开花，展叶不良，这也是生产中催花失败的主要原因。551 h左右的低温量(自然低温5周)能使‘胡红’进入开花决定期，此时休眠已经解除，进入温室后，花叶生长良好；在此基础上，继续增加低温处理时间，也不能提早‘胡红’开花，花叶质量也没有明显改善。根据不同处理的萌动和开花情况结合激素的变化动态，可将休眠的解除进程划分为：低温累积期、休眠解除启动期、休眠基本解除期、休眠彻底解除期。在不同时期，牡丹芽休眠解除程度、激素变化、营养物质变化动态表现出一定的对应性(刘波等，2004a；2004b)。因此，这种划分可以比较准确地反映牡丹休眠解除的动态，同时也为深入研究牡丹休眠解除的机理奠定了基础。

本研究进一步证明足够的低温量是解除牡丹休眠的必要条件。低温解除休眠的程度与抑制物的消失、促进物的出现以及促进物/抑制物比值的变化有关。花芽内GA₃和CTK是解除休眠的促进物，随低温量的增加质量分数增加，在芽休眠的基本解除期达到最高值；再延长低温期，促进物质量分数虽下降，但促进物/抑制物比值达最大值，才能彻底解除休眠。这说明低温解除休眠进程中，促进物并不单独起作用。研究证明ABA促进休眠，是解除休眠的抑制物。本研究中ABA在休眠解除启动期达最大值，但此时GA₃/ABA和CTK/ABA的比值开始上升，而且，GA₃/ABA比值可以准确地反映休眠的解除状态。足量的低温，才能引起解除休眠促进物质量分数增加，抑制物质量分数的降低，这可能是由于促进物与抑制物之间存在拮抗作用，GA₃和CTK的增加间接抑制了ABA的增加。据此在低温处理中，不断增多的GA₃通过诱导开花促进基因的表达打破休眠(Dennis et al., 1998; Henderson et al., 2003)；CTK质量分数的增加说明低温期中芽内仍然进行分化发育，而且低温期内的分化很可能直接影响花叶品质；ABA质量分数的增减证实了芽发育状态与休眠解除的程度。

通过休眠解除进程中激素水平的动态变化可以看出：低温解除牡丹休眠是通过调节休眠解除的促进物和抑制物之间的平衡来实现的，是多因素综合作用的结果。生产中，常用外施GA₃的方法促进牡丹花芽萌发，但其不能完全替代低温。从中可以看出GA₃在牡丹芽休眠解除过程中的促进作用，但仅通过外施GA₃是不能调节抑制物的质量分数，难以达到促进物和抑制物之间的平衡，所以外施GA₃不能完全解除休眠，而且常出现萌发后花叶异常的情况，这与本研究是一致的。