仁用杏抗寒机理研究与抗寒物质筛选

论文摘要

仁用杏（Prunus armeniaca×sibirica ）是我国北方地区重要的干果树种。近年来,在国家退耕还林工程中得到大面积栽植,许多地区建成了规模化生产基地,仅西北、华北、东北地区仁用杏面积就达1000多万亩。但是,由于仁用杏开花早,花期晚霜危害严重,每年因花果期冻害而造成的产量损失在30%-40%左右,已成为制约仁用杏产业发展的限制因子。因此,研究仁用杏的抗寒机理、寻求防治冻害的有效方法,已成为仁用杏科学研究的重大课题。目前,国内外许多学者虽然在杏树抗寒机理、抗寒性鉴定、抗寒资源评价及抗寒育种等方面作了一些非常有益的探索,但由于对杏树花期抗寒生理机理研究不够深入,缺乏系统的理论指导,使得仁用杏花期冻害防治技术难有大的突破。至今,仁用杏花期的冻害问题仍未从根本上得到解决。本研究以目前生产上主栽的龙王帽、优一、白玉扁、一窝蜂等仁用杏品种为试材,研究了从休眠到开花座果生育过程中枝条和生殖器官的电解质渗出率、可溶性糖、可溶性蛋白质、MDA含量和SOD、POD活性及内源激素等生理生化指标的变化规律,同时研究了外源ABA、外源GA3和杏花防冻剂、天达-2116、冻害必施等5种抗寒物质对仁用杏抗寒性的作用机理。其主要结论如下: （1）在低温胁迫下,随着温度的逐渐降低,抗寒性较强的一窝蜂电解质渗出率变化幅度最小,抗寒性较弱的龙王帽电解质渗出率的变化幅度最大,优一居中。仁用杏电解质渗出率、半致死温度与抗寒性成负相关。（2）在低温胁迫下,仁用杏能够通过调节枝条组织中可溶性糖、可溶性蛋白质、MDA含量和SOD、POD活性以提高抗寒性。可溶性糖和可溶性蛋白质含量以及SOD和POD酶活性与仁用杏抗寒性呈正相关;MDA含量与仁用杏抗寒性呈负相关。SOD和POD酶活性受低温伤害的临界温度分别为-28℃和-32℃。（3）采用模糊隶属度法对仁用杏3个品种的抗寒性进行综合评价,发现一窝蜂抗寒性最强,优一次之,龙王帽抗寒性较差。评价结果能够如实地反映3品种的实际抗寒性,评价方法是可行的。（4）在仁用杏从休眠到开花座果过程中,生殖器官内源ABA总体呈“M”字形变化,分别于休眠期的2月10日和末花期的3月25日出现峰值。仁用杏花芽的休眠有赖于ABA含量的增加;降低ABA含量是仁用杏花芽休眠觉醒的重要条件。ABA含量的迅速升高是导致花瓣脱落的重要因素;内源GA3含量呈倒“V”字形变化趋势。在休眠期花芽中GA3缓慢增加,在花芽膨大期来临前5天出现峰值,随后迅速下降,末花期之后下降趋势变缓。GA3具有促进花芽休眠解除的作用。（5）在仁用杏从休眠到开花座果过程中,内源IAA含量在休眠期处于较高水平,在花芽膨大前5天IAA达到最高值,在花芽膨大期IAA含量下降到低谷,随后在开花期又出现峰值;到末花期,IAA含量降到较低水平,至幼果期缓慢下降;内源ZT含量在休眠期保持较平稳的高水平,在临近花芽膨大前5天迅速下降,至花芽膨大期和显蕾期ZT保持中等水平状态。进入盛花期后ZT含量又迅速下降,至幼果期保持较低水平。（6）在仁用杏从休眠到开花结果的过程中, ABA /GA3、ABA/ZT值发生有规律的变化,分别在花芽膨大来临前5天（2月10日）和末花期（3月25日）出现两个峰值,第1个峰值小于第2个峰值。并且在变化时间上基本一致。ABA/GA3、ABA/ZT值的降低有利于花芽膨大和幼果的生长,是花芽膨大和幼果生长的诱发因子。（7）外施杏花防冻剂和ABA能够通过提高内源ABA含量、降低内源GA3含量,增大ABA/GA3值,促使可溶性糖、可溶性蛋白质提高, SOD、POD酶活性增强,仁用杏电解质渗出率及MDA含量降低,导致仁用杏抗寒性提高;5种抗寒物质中以杏花防冻剂抗寒效果最好,其次为ABA。外施GA3能够提高仁用杏电解质渗出率、半致死温度和MDA含量,降低可溶性糖、可溶性蛋白质含量,抑制SOD、POD酶活性,导致仁用杏抗寒性减弱。冻害必施和天达-2116对仁用杏抗寒性影响不稳定。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 植物抗寒机理研究
• 1.1.1 细胞组织形态与抗寒性
• 1.1.2 膜系统与抗寒性
• 1.1.3 生理生化指标与抗寒性
• 1.1.4 冰核细菌与抗寒性的关系
• 1.2 提高植物抗寒性的研究
• 1.2.1 植物抗寒育种
• 1.2.2 利用药剂提高植物抗寒力研究
• 1.3 杏树抗寒性研究进展
• 1.3.1 我国杏生产现状
• 1.3.2 杏树冻害发生的时期与表现
• 1.3.3 杏品种与抗寒性
• 1.3.4 品种起源及生长发育状况与抗寒性
• 1.3.5 杏发育时期及花器组织与抗寒性
• 1.3.6 杏的生理生化与抗寒性
• 1.4 杏树抗寒栽培措施与药剂防治研究
• 1.4.1 抗寒栽培技术措施
• 1.4.2 药剂防霜研究
• 1.5 本研究主要品种生物学特性
• 1.6 论文选题背景及目的意义
• 1.7 研究内容和技术路线
• 1.7.1 研究内容概要
• 1.7.2 研究的技术路线
• 第二章 低温胁迫对仁用杏枝条抗寒性影响
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 试验方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 低温胁迫对仁用杏枝条恢复生长的影响
• 2.2.2 低温胁迫对仁用杏膜透性的影响
• 2.2.3 低温胁迫对仁用杏渗透调节物质的影响
• 2.2.4 保护酶系统与膜脂过氧化
• 2.2.5 仁用杏抗寒性综合评判
• 2.3 讨论
• 2.3.1 电解质渗出率与抗寒性的关系
• 2.3.2 可溶性糖与抗寒性的关系
• 2.3.3 可溶性蛋白质与抗寒性的关系
• 2.3.4 保护酶活性变化与抗寒性关系
• 2.3.5 MDA 含量变化与抗寒性的关系
• 2.4 小结
• 第三章 抗寒物质对仁用杏抗寒性影响
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 试验材料
• 3.1.2 试验方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 抗寒物质对生殖器官电解质渗出率的影响
• 3.2.2 抗寒物质对生殖器官半致死温度的影响
• 3.2.3 抗寒物质对生殖器官渗透调节物质的影响
• 3.2.4 抗寒物质对生殖器官脂膜过氧化的影响
• 3.2.5 抗寒物质对生殖器官抗寒性影响的综合评价
• 3.2.6 抗寒物质使用效果大田观测结果
• 3.3 讨论
• 3.3.1 外施ABA 对仁用杏生殖器官抗寒性的影响
• 3.3.2 外施GA3 对仁用杏生殖器官抗寒性的影响
• 3.3.3 杏花防冻剂对仁用杏生殖器官抗寒性的影响
• 3.3.4 天达-2116 和冻害必施对仁用杏生殖器官抗寒性的影响
• 3.3.5 抗寒物质对仁用杏生殖器官蛋白质的影响
• 3.4 小结
• 第四章 抗寒物质对内源激素的影响
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 试验地概况
• 4.1.2 试验材料采集
• 4.1.3 激素测定
• 4.1.4 物候观测
• 4.2 试验结果与分析
• 4.2.1 物候观测结果
• 4.2.2 抗寒物质对生殖器官内源ABA 的影响
• 3 的影响'>4.2.3 抗寒物质对生殖器官内源GA₃的影响
• 4.2.4 抗寒物质对生殖器官内源IAA 的影响
• 4.2.5 抗寒物质对生殖器官内源ZT 的影响
• 3 比值的影响'>4.2.6 抗寒物质对生殖器官ABA 与GA₃比值的影响
• 4.2.7 抗寒物质对生殖器官ABA 与ZT 比值的影响
• 4.3 讨论
• 4.3.1 内源激素的动态变化
• 4.3.2 内源激素平衡与开花
• 4.3.3 抗寒物质对生殖器官内源激素影响
• 4.4 小结
• 第五章 结论
• 5.1 本研究的结论
• 5.2 本研究的创新点
• 5.2.1 研究材料方面
• 5.2.2 研究方法和内容方面
• 5.3 本研究存在问题与不足
• 5.4 有待开展研究的问题
• 参考文献
• 附图
• 致谢
• 作者简介