豐水、鴨梨果實發(fā)育過程中糖積累特性及其與果實大小關系研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、糖是梨果實品質構成的關鍵指標之一。多年來,國內外關于果實糖積累已有不少研究,但梨果實糖積累方面的研究報導不多。我國梨的栽培面積廣,品種極為豐富,不同品種之間生長結果習性差異較大,但梨品種之間糖積累差異及調控方法缺乏系統(tǒng)研究。另一方面,梨樹優(yōu)質大果栽培已成為梨產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切要求,果實大小發(fā)育與糖積累之間關系如何,尚不明確。
   為此,本研究以果形較大、含糖量較高的豐水(Pyruspyrifolia Nakai.cv.‘Hosui

2、’)和果實較小、含糖量較低的鴨梨(Pyrus bretschneideri Rehd.cv.‘Yali’)為材料,研究兩個品種光合產(chǎn)物的運轉與分配、果實糖積累特性、糖代謝酶變化及基因表達差異,并探討不同疏果和冠層結構對果實大小和糖積累的影響,旨在闡明梨果實的糖積累特性,為大果優(yōu)質梨生產(chǎn)提供理論依據(jù)。主要結果如下:
   1.比較豐水和鴨梨兩品種的光合特性,結果表明鴨梨葉片的凈光合速率高于豐水;用14CO2示蹤結果表明,光合產(chǎn)物從

3、葉片運出后先到達種子和果心,隨后在果實胴部、果實頂部和果實基部果肉中積累,豐水梨的光合產(chǎn)物運轉比鴨梨迅速。
   2.豐水果實可溶性總糖極顯著高于鴨梨,主要來自蔗糖含量的差異。豐水梨盛花后112 d,蔗糖含量迅速升高,同時伴隨果糖、葡萄糖含量的下降,成熟的豐水梨蔗糖所占的比重高達43.08%;鴨梨果實發(fā)育期各類可溶性糖平穩(wěn)上升,采前雖有蔗糖少量上升,但蔗糖所占比重小,不到10%。
   3.豐水、鴨梨果實單果重與可溶性固

4、形物(糖度)呈極顯著正相關(r=0.6306**、0.8028**),與豐水果實的蔗糖呈直線相關,葡萄糖、果糖、山梨醇和可溶性總糖之間呈曲線相關(r=0.9896**、0.9689**、0.9575**、0.9955**、0.9852**);與鴨梨果實蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨醇和可溶性總糖均呈直線相關(r=0.9681**,0.9789**,0.9414**,0.9620**,0.9661**),均達到極顯著水平。豐水梨果實隨著單果重的

5、增加,可溶性糖增加,但300 g左右以后增加緩慢,糖組分中增加的主要是蔗糖,而果糖、葡萄糖略有下降;鴨梨果實也隨著單果重增加而可溶性糖組分均勻增加,兩者線性關系明顯,沒有出現(xiàn)上限值。
   4.研究豐水、鴨梨的大果與小果發(fā)育曲線與糖積累規(guī)律表明,早期的小果在后期膨大差,糖積累水平低,其中豐水梨大果與小果的糖積累差異主要來自蔗糖,前者是后者的3.25倍,證明大果有利于蔗糖積累而小果蔗糖合成少;豐水小果主要積累果糖和葡萄糖,其發(fā)育曲

6、線平緩,積累規(guī)律與鴨梨大果相似;鴨梨大果蔗糖、果糖、葡萄糖、山梨醇等組分含量均高于小果。
   5.豐水、鴨梨的大果與小果糖積累水平受內源激素調控。豐水梨早期果實ZT、ABA、GA3、IAA含量均高于鴨梨,而且豐水和鴨梨的大果早期內源激素含量均高于小果,說明果實發(fā)育早期內源激素水平有利于光合產(chǎn)物向果實內運轉和積累。對豐水小果進行GA3+GA4+7處理和大果進行PP333多次果面涂抹處理,發(fā)現(xiàn)GA3處理后可使小果的單果重增加41.

7、5%,果實可溶性糖和蔗糖增加21.6%、32.5%;而用PP333處理后可使大果的單果重減小35.6%,果實可溶性糖和蔗糖減少18.5%,27.8%,表明梨果實大小發(fā)育與糖積累之間存在“正向協(xié)同效應”。
   6.對豐水和鴨梨果實發(fā)育過程中的蔗糖代謝酶和山梨醇代謝酶進行測定,結果表明豐水梨和鴨梨果實液泡酸性轉化酶(VAIV)、細胞壁酸性轉化酶(BAIV)呈“前期高、后期低”的規(guī)律。豐水的蔗糖合酶(SS)、蔗糖磷酸合酶(SPS)均

8、呈“高-低-高”的趨勢,但果實發(fā)育后期鴨梨SS和SPS酶活性不再升高,與豐水成熟期積累蔗糖而鴨梨蔗糖少的規(guī)律一致。豐水NAD+SDH和NADP+SDH隨果實的發(fā)育逐漸上升,活性高于鴨梨,在果實“庫強”形成中可能起著重要作用。
   7.為確保熒光定量表達結果的可靠性,本研究對梨果實基因表達分析中的內參基因的穩(wěn)定性進行了系統(tǒng)評價,內參基因EF1α、GAPDH和TUB-b2總體上在梨果實中的表達最穩(wěn)定;在具體實驗條件下,不同基因型實

9、驗需要選擇3個內參基因(EF1α,TUB-b2和ACT)才能準確校正熒光定量數(shù)據(jù),而在不同的組織、不同發(fā)育階段和不同激素處理的條件下選擇2個基因即可,最穩(wěn)定的內參基因分別是GAPDH、EF1α,EF1α、GAPDH(或TUB-b2),TUB-b2、GAPDH。采用實時熒光定量PCR技術對豐水、鴨梨的不同時期、不同大小果實發(fā)育過程中的液泡酸性轉化酶基因(VAVI)、蔗糖合酶(SS)、NAD依賴型山梨醇脫氫酶(NAD+-SDH)、山梨醇-6

10、磷酸脫氫酶(S6PDH)等主要糖代謝相關酶基因表達分析,結果表明:VAVI均表現(xiàn)早期活性高,后期活性低;豐水大果果實發(fā)育前期SS、NAD+-SDH表達量顯著高于小果,后期NAD+-SDH小果高于大果;鴨梨后期NAD+-SD表達量顯著高于豐水,大果后期NAD+-SDH表達量高于小果,進一步證實了成熟期的豐水為蔗糖積累型、鴨梨為已糖積累型,大果蔗糖積累水平高于小果的規(guī)律。
   8.以豐水梨為材料,通過研究不同疏果和冠層結構對豐水梨

11、果形大小、糖積累及葉片生理特性的影響,結果表明:(1)疏果改變果實大小并影響果實的糖積累。在豐水高負載量的條件下,可溶性總糖下降19.3%,糖組分中蔗糖的下降幅度最大,與重疏果相比減少40.2%;在高負載條件下,“源”葉的凈光合速率呈現(xiàn)先增加而后下降的趨勢,高負載條件下葉片嗜鋨顆粒顯著增多,葉綠體片層結構模糊,說明疏果不僅影響光合產(chǎn)物的分配,還會影響“源”葉的光合特性,加快葉片衰老。(2)采用冠層分析儀、照度計、光合儀和葉綠素儀分析豐水

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