山茶(Camellia)是我国十大传统名花之一，也是世界名贵花卉。花期是植物主要观赏性状之一，了解花芽分化规律是调控花期、保证开花质量以及开展花期育种的基础(王彩云等，2002)。已有关于山茶属油茶(C.oleifera)及部分山茶花(C.Japonica)品种的花芽分化过程的研究(袁德义等，2011；叶茂宗等，1989)。杜鹃红山茶(C.azalea)又名张氏红山茶、杜鹃叶山茶，为山茶属特有珍稀濒危植物(汪松等，2004)，仅分布于广东省阳春市鹅凰嶂省级自然保护区(卫兆芬，1986；张宏达等，1998)。不同于现有茶花品种仅在冬、春季节开花的特性，杜鹃红茶花期长(4—12月)，且在适宜的栽培条件下，一年四季开花，尤其夏秋季为盛花期，这在山茶属已发现的物种中是独有的，是选育四季开花尤其夏秋季开花茶花品种的优良亲本(高继银等，2005)，但目前关于其花芽分化的研究尚未见报道。本试验以杜鹃红山茶为材料，观察了花形态结构、花芽分化过程及其外部形态，并对其相关代谢产物的变化规律进行研究。

1 材料与方法 1.1 试验材料

取样地位于浙江富阳市，试验材料取自中国林业科学研究院亚热带林业研究所4~5年生杜鹃红山茶。2011年4月开始，每3~5天取样1次，每次取花芽30~50个，重复3次。

1.2 试验方法

将采集的花芽水洗后于50% FAA固定液中固定，4 ℃冰箱保存。按常规石蜡切片法制片，切片厚8 μm，番红-固绿对染，加拿大树胶封藏，常规显微镜观察拍照。制片前用游标卡尺量取花芽长和宽，称取质量，并记录花芽的外形。

可溶性糖含量采用蒽酮比色法(李合生，2000)，可溶性蛋白质含量采用考马斯亮蓝G-250染色法(李合生，2000)，按照朱广廉等(1990)方法用紫外吸收法测定总核酸含量，二苯胺显色法测定DNA含量，RNA含量为总核酸和DNA之差。以上指标均重复测定3次，数据用EXCEL和SPSS统计分析软件分析。

2 结果与分析 2.1 杜鹃红山茶花形态结构

杜鹃红山茶花朵多簇生于枝条顶端或单生枝顶叶腋，直径6.0~14.0 cm；萼片近革质，浅绿色或靠近花瓣的稍带红色，下部较小，半圆形，往上逐渐增大，长圆形，浅绿色，宿存；花瓣鲜红色，长4.0~7.0 cm，宽2.0~4.0 cm，6~9片覆瓦状排列；雄蕊多数，外轮中部以下联合成管状，花丝长2.0~2.5 cm，内轮完全分离，花丝变短，花药黄色，药室纵裂；子房卵形，无毛，2~4室，每室3胚珠，花柱细长，长约2.0 cm，下部联合，中部以上2~4裂。蒴果卵球形，每室有种子1~3粒，卵圆形。原产地广东省阳春市花期4—12月，盛花期6—9月，果期9—12月。浙江富阳地区花期6月中旬至10月下旬，盛花期7—8月。

2.2 杜鹃红山茶花芽分化时期及主要特征

形态特征和石蜡切片观察结果表明：在浙江富阳地区，杜鹃红山茶5—9月间能持续不断进行花芽分化，整个分化期内能观察到处于不同发育阶段的花芽。花芽分化的早晚及时间的长短取决于植株生长发育、芽的部位与大小及其生长发育。根据生长锥的形态变化将杜鹃红山茶花芽分化分为6个时期。

Ⅰ.生理分化期(形态分化前)：4月下旬，随着芽的萌动，新梢开始伸长，芽内分生组织细胞开始活跃，生长点组织形态发生变化，分裂较快，生长锥突起，且突起的生长锥小，此后进一步伸长增大，逐渐由尖变圆，横径也渐增大，呈明显突出状(图 1-1)，此时花芽原基结构与营养芽端结构相似，外部形态亦无明显差异。

Ⅱ.花原基分化期：5月初进入花原基分化期，花芽内生长锥似球顶，表层细胞染色较深，为分裂中心，突起的生长锥开始迅速增高并扩大体积，随后不断膨胀，突起并膨大的生长锥即为花原基(图 1-2)。

Ⅲ.萼片原基分化期：5月上旬，膨大的生长锥顶部逐渐由扁圆变扁平，顶部凹陷，继而在其周围产生突起，其下侧细胞分裂较快，随细胞的强烈分裂和伸长，突起不断生长、膨大，形成萼片原基(图 1-3，1-4)，最终发育成花萼。

Ⅳ.花瓣原基分化期：5月中旬，随着花芽的发育，伸长的萼片原基变宽并向内弯曲，在其内侧生长锥顶部不断有新的突起产生，为花瓣原基(图 1-5)，开始花瓣原基分化。花瓣原基生长很快，长度增长快于宽度，不久成为条瓣状，以后分化成长为花瓣。

Ⅴ.雄蕊原基分化期：5月下旬，随萼片和花瓣原基的生长，花瓣原基中央增长增宽，生长锥上下粗度近一致，顶部逐渐出现凹陷，花瓣原基内侧开始产生2个新的突起，即雄蕊原基开始形成(图 1-6)。生长锥顶部逐渐产生多个突起，雄蕊原基不断形成、伸长(图 1-7)，随后出现明显可见的花药、花丝等内部结构开始分化，最终发育成雄蕊群(图 1-8)。

Ⅵ.雌蕊原基分化期：6月初随着雄蕊的发育，在雄蕊原基内侧生长锥突起，形成雌蕊原基(图 1-9)，刚形成的雌蕊原基在生长锥底部由外周向中间生长，外周原雌蕊原基向内弯曲(图 1-10)，继而中间雌蕊原基伸长生长，最终布满整个生长锥(图 1-11)。分化完全的花芽具有1轮萼片、花瓣、多数雄蕊和雌蕊(图 1-12)。

2.3 杜鹃红山茶花芽分化进程及其外部形态

杜鹃红山茶在花芽分化的同时，芽体外观也在发生着相应的变化。杜鹃红山茶花芽分化各时期与花芽外观变化的对应关系见表 1。生理分化期花芽芽宽大于芽长，随花芽分化，花芽芽长、芽宽均逐渐增大，且芽长增加的速度大于芽宽，表现为芽长、芽宽比逐渐增大；芽体质量亦逐渐增大，且增加幅度逐渐变大。从花芽外观变化看，生理分化期芽体外包裹着一层坚硬的鞘状鳞片，开始鳞片紧闭且高度角质化；随花芽发育，到花原基分化期时，芽鳞逐渐开裂；萼片原基分化期，芽鳞开裂程度增大呈Ⅴ形；随花瓣原基分化，芽鳞片开裂程度逐渐增大，尖端稍向外卷，芽体膨大；雄蕊原基分化期芽体变大，芽尖伸出鳞片；雌蕊原基分化期芽体继续变大，鳞片退化，剥去厚质鳞片，可看到内部红色小花蕾。

2.4 杜鹃红山茶花芽分化期代谢产物的变化 2.4.1 杜鹃红山茶花芽分化期花芽可溶性糖、可溶性蛋白质含量的变化

杜鹃红山茶花芽分化期花芽中可溶性糖、可溶性蛋白质含量及其比值的变化见图 2，从生理分化期到花原基分化期，花芽中可溶性糖含量迅速增加，此后花芽中可溶性糖含量逐渐下降，到花瓣原基分化期降到最低，在花芽分化后期又逐渐升高，说明杜鹃红山茶花芽的形态建成需要消耗可溶性糖。杜鹃红山茶进入花芽分化期后，花芽中可溶性蛋白质含量逐渐升高，在前期升高速度缓慢，到萼片原基分化期后可溶性蛋白质含量迅速升高，在花瓣原基分化期时达到最高，花芽分化后期逐渐降低。可溶性糖/可溶性蛋白质从花芽形态分化开始迅速降低，在花瓣原基分化期降到最低，此后逐渐升高，在花芽分化后期升高速度加快。

2.4.2 杜鹃红山茶花芽分化期花芽核酸类物质含量的变化

杜鹃红山茶花芽分化期花芽中核酸类物质含量的变化见图 3。花芽中总核酸和RNA含量变化趋势基本一致。从生理分化期到花原基分化期，花芽中总核酸和RNA含量逐渐升高，花原基到萼片原基升高速度变缓，而后迅速升高，到花瓣原基分化期达到最高，进入雄蕊原基和雌蕊原基分化期又逐渐降低；在此过程中DNA含量一直处于较低水平，变化幅度较小。RNA/DNA的比值从生理分化期到花芽形态分化开始变化相对平缓，进入萼片原基分化期，RNA/DNA急剧升高，在花瓣原基分化期达到高峰，花芽分化后期迅速降低。可见，杜鹃红山茶花芽分化期花芽中RNA/DNA的变化与RNA及总核酸含量的变化趋势一致，说明RNA，RNA/DNA的升高及降低与花芽形态分化紧密相关。

3 结论与讨论

观赏植物花芽形态分化时期的划分，因不同植物而异，如单叶蔷薇(Rosa persica)分为形态分化前、苞叶原基分化期、萼片原基分化期、花瓣原基分化期、雄蕊原基分化期、雌蕊原基分化期(贺海洋等，2005)。山茶属油茶花芽分化分为6个时期：前分化期、萼片形成期、花瓣形成期、雌雄蕊形成期、子房与花药形成期和雌雄蕊成熟期(袁德义等，2011)。山茶花不同品种花芽分化时期亦不同，单瓣型、半重瓣型品种分为花原基、萼片原基、花瓣原基、雄蕊原基、雌蕊原基分化期；托桂型、重瓣型分为花原基、萼片原基、花瓣原基、雄蕊原基、雌蕊原基、雄蕊瓣化、雌蕊瓣化等(叶茂宗等，1989)。本试验中杜鹃红山茶花芽分化分为6个时期，除生理分化期外，与叶茂宗等(1989)关于单瓣型、半重瓣型山茶花品种花芽分化的划分基本一致。不同植物或不同品种花芽分化不同，可能主要由其开花特性及花芽构造决定，环境条件亦可能影响花芽分化(郑宝强等，2008)。

山茶属植物春梢形成后在其顶部或叶腋间开始花芽分化，山茶花花芽分化从5月下旬至6月下旬(叶茂宗等，1989)，7—8月花蕾膨大，10月以后陆续开花，部分品种直到翌年5月中旬(高继银等，2007)。在浙江富阳地区，杜鹃红山茶5月初开始进行花芽形态分化，分化期约30天；5—9月，杜鹃红山茶能持续不断进行花芽分化，花芽分化过程重叠，在此时间段内能看到处于不同分化阶段的花芽，说明只要花芽发育所需的营养与环境条件适宜，杜鹃红山茶均能进行花芽分化。山茶属植物通常花期不超过1个月，而杜鹃红山茶能连续几个月开花，这可能主要由于杜鹃红山茶花芽持续不断分化的原因。已有研究认为外界条件如气候等影响植物花芽分化(Su et al., 2001；程晓建等，2009)，杜鹃红山茶原产地开花时间较早且花期较长，可能由于温度影响花芽分化与发育，较高的温度促进杜鹃红山茶花芽分化与开花，具体原因有待于进一步研究。

山茶属植物在新梢成熟后封顶，转入生殖生长，花芽开始分化(叶茂宗等，1989)。杜鹃红山茶在5—9月间营养生长与生殖生长同时进行，枝条不断分化叶芽和花芽，因此，同一植株上出现不同分化时期的叶芽和花芽，可见杜鹃红山茶的生长发育特性不同于山茶属其他植物，具体原因有待于进一步研究。杜鹃红山茶花芽形态分化进程与其外部形态特征之间有着相对稳定的关系，根据它们的时序性对应关系，可以通过花芽外部形态特征来对其花芽形态分化进程进行即时判别，这与已有关于油茶的研究一致(袁德义等，2011)。但这种关系是否适用于山茶属其他种类，还有待进一步研究。

植物从营养生长转向生殖生长时，体内新陈代谢旺盛，并产生一系列的生理生化变化(韦莉等，2010)。糖类的积累有利于花芽分化，是植物由营养生长转向生殖生长的重要物质基础(张万萍等，2004；Kataoka et al., 2004)，可溶性糖除作为呼吸基质被消耗外，部分转化为花芽生长所需的营养物质(常钟阳等，2008)。杜鹃红山茶花芽中可溶性糖含量在形态分化开始时最高，此后逐渐降至最低，后期又有所回升，说明花芽中可溶性糖含量变化与花芽分化密切相关，作为花发端部位的花芽是调运糖类的库(Kozlowski，1992)。可溶性蛋白质是花器官形态建成的物质基础，用以满足其基本结构建成的需要(常钟阳等，2008)。杜鹃红山茶形态分化时，花芽中可溶性蛋白质含量逐渐升高并达到较高水平，之后逐渐下降，可能由于花芽分化时蛋白质水解酶活性增强，组合蛋白分解形成特异结构和功能的蛋白质以满足花芽的形态建成(林桂玉等，2008)。杜鹃红山茶花芽形态分化时可溶性糖与蛋白质比值明显下降，主要由于可溶性糖作为能量物质大量消耗，同时蛋白质含量因为结构建成大量积聚，花芽分化后期二者比值逐渐上升，是由于随花芽分化的逐渐完成，能量消耗减弱，糖类的积聚有所回升，而蛋白质含量由于花器官结构的成熟大量消耗而降低。

花芽分化时在生长点上的变化首先是RNA和细胞分裂次数的增加(Bergmans et al., 1997)。已有研究表明：花芽中核酸类物质的代谢是花芽分化的生理基础，RNA/DNA值的大幅增长，特别是RNA合成的迅速增长与植株由生理分化转向花芽形态分化有关，其生理意义可能与花原基形成所需要的特异性mRNA大量转录以及蛋白质的合成有关(韦莉等，2010)。本试验结果表明：杜鹃红山茶花芽中总核酸和RNA含量变化一致，随花芽形态分化逐渐升高，但花芽分化后期又逐渐降低；在此过程中DNA含量一直处于较低水平，变化不明显。杜鹃红山茶花芽形态分化期花芽中总核酸的增加，主要是由于RNA的增加，且RNA/DNA比值的高峰在雄蕊、雌蕊原基分化之前，可见这一时期在花芽中有RNA转录一蛋白质合成过程，满足细胞代谢活动的需要，促进了细胞的增长和分化，有利于花芽分化。植物花芽内核酸大量合成特殊的蛋白质，是花芽分化的生化基础(石万里等，1993)。杜鹃红山茶花芽内核酸(主要是RNA)与蛋白质含量的变化动态基本一致，说明花芽内核酸促进蛋白质合成及花芽形态分化。