苹果砧木耐缺锌胁迫基因型的筛选及其对锌胁迫的响应

来源 :山东农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangbenny918
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锌是生物体必需的微量元素之一,作为多种酶类的组成成分和激活剂参与植物光合作用、糖类代谢等多种生理生化代谢过程,缺锌会严重影响植物体生长发育。苹果树是缺锌敏感植物,树体缺锌易发生小叶病,山东省46.2%的苹果园均不同程度地发生小叶病,苹果缺锌已成为许多苹果产区苹果产量和品质提高的重要限制因子之一。砧木主要通过影响根系吸收水分、矿质营养、激素等影响接穗的营养生长。比较不同苹果砧木对锌胁迫的耐性,对筛选适应缺锌胁迫环境的砧木资源、减轻苹果小叶病的发生具有重要意义。本实验在大田缺锌土壤条件下,以平邑甜茶等9个生产上常用苹果砧木为试材,研究了苹果砧木基因型间对缺锌胁迫的响应差异,并利用主成分分析方法分析建立苹果砧木耐缺锌营养胁迫基因型的筛选体系。根据耐缺锌性度量值综合评价苹果砧木幼苗耐缺锌能力大小,将供试的9个基因型苹果砧木进行分组,并分别选取1-2种代表性基因型通过水培实验,验证大田试验结果,同时进行不同类型苹果砧木耐缺锌胁迫的生理响应差异研究。主要结果如下:(1)缺锌胁迫,苹果砧木表现出植株矮小、新生叶小且簇生等缺锌症状,但是小金海棠缺锌症状不明显,大田缺锌条件下平邑甜茶、火焰也未表现缺锌典型症状;苹果砧木根系生长受到抑制,根系总根长、总表面积、总体积和根尖数显著下降。(2)大田条件下,缺锌显著降低了苹果砧木叶片的净光合速率和胞间CO2浓度,气孔导度和蒸腾速率升高,缺锌引起的光合速率下降为非气孔限制。缺锌同样降低了苹果砧木的叶绿素和类胡萝卜素含量及叶面积,这可能是缺锌引起叶片光合速率下降的一方面原因。(3)大田缺锌条件下,苹果砧木各器官中的锌浓度和锌含量急剧下降,但缺锌处理对小金海棠影响较小;缺锌促进苹果砧木根系对铁的吸收。(4)株高、干物质量、光合速率、根系总长、根系总表面积、根系平均直径、根系总体积、根系根尖数、叶片锌浓度和单株锌含量等10个性状是衡量苹果砧木耐缺锌性的主要指标。根据苹果砧木品种的耐缺锌度量值将9个基因型苹果砧木划分3种类型:耐缺锌胁迫能力强:小金海棠、火焰;耐缺锌胁迫能力中等:东北山定子、平邑甜茶、锡金海棠;耐缺锌能力差:丽江山定子、河北山定子、八棱海棠、新疆海棠。(5)缺锌处理,苹果砧木根系和叶片中的SOD和APX的酶活性降低,但小金海棠降低幅度较小;缺锌增加了砧木叶片和根系中CAT的活性,有利于活性氧自由基的及时清除,减轻缺锌胁迫对植株造成的伤害,有利于植物抵抗逆境胁迫。(6)缺锌条件下,耐缺锌胁迫能力强的小金海棠的最大吸收速率显著高于耐缺锌胁迫能力中等和耐缺锌能力差的苹果砧木,而Km则要低于其它苹果砧木品种,对锌离子的亲和力较高。正常培养条件下,小金海棠的最大吸收速率也比较高。缺锌和正常培养条件下,小金海棠的根系的吸收能力水平均较高;耐缺锌胁迫能力中等的砧木平邑甜茶次之;缺锌条件下,耐缺锌能力差的砧木八棱海棠的根系吸收能力最弱。在缺锌条件下,小金海棠表现出较高的锌吸收、利用效率及较大的离子吸收速率,说明其可能是一个耐缺锌型的苹果砧木。
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期刊
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