天然三倍体枇杷资源抗逆性系统评价

摘要

枇杷（Eriobotrya japonica）是蔷薇科（Rosaceae）枇杷属(Eriobotrya)植物。随着产业发展，诸多问题逐渐凸显出来:如优新品种不足，栽培枇杷种子大而多、可食率低、抗逆性差等缺陷长期存在而难以改良，以及适宜不同生态区划的配套技术体系研究与示范不完善或欠缺等。三倍体枇杷不仅有提高果实可食率和降低加工成本的无核特性，而且具有因基因组加倍所产生的剂量效应和加性效应使之抗逆性更强的特点。但迄今尚无关于三倍体枇杷抗逆性系统研究的相关报道。因此，研究天然三倍体枇杷抗逆特性，明确三倍体枇杷种质资源的抗逆性差异，筛选出适宜我国不同生态区划栽培的抗逆、无核类型，对不同生态区域的无核枇杷引种及配套技术体系研究、示范有重要的意义。为此，本文以二倍体枇杷为对照，对42个三倍体枇杷单株进行了抗逆性的综合评价，主要研究结果如下:
　　 1.三倍体枇杷对叶斑病的抗性研究
　　 (1)通过田间观察发现，灰斑病和斑点病在二倍体枇杷中普遍发生。其中，灰斑病5月下旬开始发病，6月中旬和9月中旬为发病高峰期，主要危害叶片和果实。病斑呈现圆形或不规则形状，直径在5mm到15mm之间，病害后期，病斑中央呈灰白色，边缘暗褐色或淡棕色，表面着生黑色小点，病健交界处比较明显;病害发生严重时，病斑会连接成为大斑，易碎裂。枇杷斑点病4月中旬开始发病，5月上旬到7月中旬为发病高峰期，主要危害叶片，病斑呈现圆形或者近圆形，灰色或褐色，直径大小为2～6mm，边缘紫褐色至灰褐色，边缘是颜色较深的线，病健交界处明显;后期中央灰色，病斑较多时也会连成不规则的大斑，致叶片枯死。天然三倍体枇杷相同品种不同单株之间抗病性不同，但各单株发病病级整体低于二倍体枇杷。
　　 (2)通过从天然三倍体枇杷采集的病样中分离、纯化后采用菌株形态观察、柯赫法则回接鉴定确定所分离得到的即为灰斑病和斑点病的致病菌。建立了优化的枇杷叶斑病离体叶片人工接种鉴定方法，即接种采用分离、纯化的致病菌块;接种时期为成熟叶片的4～6片叶，接种方法为健康叶片针刺接种，培养温度为25℃，病程过程为7d。此条件能够真实反映抗病性。
　　 (3)对42份天然三倍体枇杷和对应二倍体枇杷材料进行了叶斑病抗性鉴定，结果表明，灰斑病抗性研究中，有5份高抗单株，分别是大五星A379、香钟11号N339、77-1K364、77-1K375和大五星A371;16份抗病单株和15份中抗单株;6份感病单株，分别为77-1K351、龙泉1号B347、77-1K381、龙泉1号B337、龙泉1号B373和香钟11号N332。斑点病抗性研究中，有7份高抗单株，分别是常白1号Q331、龙泉1号B350、77-1K374、大五星A376、龙泉1号B340、大五星A330、龙泉1号B352;18份抗病单株和15份中抗单株;2份感病单株，分别为常白1号Q332和香钟11号N332。而天然三倍体枇杷各单株的抗病性显著强于二倍体。
　　 2.三倍体枇杷的抗寒性研究
　　 (1)通过低温胁迫下植株形态观测可以看出，低温胁迫后，抗寒性强的单株病症不明显或无病症，而抗寒性较弱的单株叶片出现黑色冻斑，枝条出现水渍状，甚至死亡。表明形态观测能够直观、形象地呈现各单株的抗寒性大小，可作为抗寒性鉴定的辅助指标。
　　 (2)通过测定低温(10℃、5℃、0℃、-5℃、-10℃、-15℃)胁迫下天然三倍体枇杷成熟叶片的相对电导率、游离脯氨酸含量、半致死温度、相对含水量变化等指标，对天然三倍体枇杷资源进行了抗寒性鉴定。结果表明，低温胁迫使叶片相对电导率及游离脯氨酸含量增加，相对含水量减少，冷害指数随着温度胁迫加强而上升。但不同品种（单株）变化幅度差异显著，多数单株在-5℃时相对电导率急剧增加，而抗寒性强的单株相对电导率低，游离脯氨酸和相对含水量变化平缓。
　　 (3)通过主成分分析和隶属函数法对42份天然三倍体枇杷和对应的二倍体品种材料进行了抗寒性评价。结果表明，42份天然三倍体枇杷中，常白1号Q334抗寒性最强，77-1K351抗寒性最差，其他单株居中。采用最远距离法对抗寒性综合评价值进行聚类分析，可将42份天然三倍体枇杷根据抗寒性分为三类，1份抗寒性最强，为常白1号Q334;32份为抗寒性较强，9份为抗寒性较弱。对于不同倍性枇杷资源的抗寒性研究发现，天然三倍体枇杷抗寒性普遍强于二倍体，可以实现向气温较低的区域引种栽培。
　　 3.三倍体枇杷的耐热性研究
　　 (1)高温胁迫下植株形态观测可以看出，高温胁迫后，耐热性强的单株仅幼叶出现病症或无病症，而耐热性差单株大部分叶片会变黄，甚至萎蔫死亡。表明根据形态观测进行热害分级能够直观、形象地表现各单株耐热性的大小，可作为耐热性鉴定的重要辅助指标。
　　 (2)通过测定高温(30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃)胁迫下天然三倍体枇杷成熟叶片的相对电导率、游离脯氨酸含量、半致死温度、相对含水量变化等4个生理指标，对天然三倍体枇杷资源进行了耐热性鉴定。结果表明，高温胁迫使叶片相对电导率增高，多数单株在45℃时相对电导率急剧增加，而耐热性强的单株相对电导率一直较低，且增势平缓。高温胁迫下叶片中游离脯氨酸含量增加，相对含水量减少，热害指数随着温度胁迫加强而上升。但各单株表现差异显著，耐热性强的品种变化平缓。
　　 (3)通过主成分分析和隶属函数法对42份天然三倍体枇杷和对应的二倍体品种材料进行了耐热性评价，结果表明，42份天然三倍体枇杷中，常白1号Q333和香钟11号N312耐热性最强，大五星A332和A384耐热性最差，其他单株居中。采用最远距离法对耐热性综合评价值进行聚类分析，可将42份天然三倍体枇杷根据耐热性分为三类，8份耐热性最强，分别为常白1号Q333、常白1号Q336、森尾早生3X、香钟11号N315、香钟11号N312、东湖早3X、常白1号Q332和常白1号Q331;21份为耐热性较强，11份为耐热性较弱。对于不同倍性枇杷资源的耐热性发现，大五星和77-1各单株耐热性略低于二倍体，其他品种天然三倍体枇杷各单株耐热性高于二倍体。
　　 综合评价表明:常白1号的抗寒、耐热性等综合抗性优于其他品种。常白1号Q334抗寒性上明显优于其他单株，可扩大枇杷栽培范围，适宜于更高纬度地区枇杷引种栽培;常白1号Q333和香钟11号N312在耐热性上明显优于其他单株，可引种于气温较高地区。

目录

论文说明

声明

摘要

第1章 文献综述

1．1 植物抗逆性研究进展

1．1．1 膜系统与植物抗逆性

1．1．2 渗透调节物质与植物抗逆性

1．1．3 细胞程序性死亡与植物抗逆性

1．1．4 逆境蛋白与植物抗逆性

1．1．5 器官、组织结构与植物抗逆性

1．1．6 其他物质与植物抗逆性

1．2 多倍体植物抗逆性研究现状

1．2．1 多倍体植物的形成

1．2．2 多倍体植物抗逆性

1．3 枇杷抗逆性研究

1．3．1 枇杷抗逆性研究现状

1．3．2 天然三倍体枇杷抗逆性研究

第2章 引言

2．1 立题背景与意义

2．2 研究内容及方法

2．3 试验设计与技术路线

第3章 材料与方法

3．1 材料

3．1．1 植物材料

3．1．2 试剂

3．1．3 仪器

3．2 材料处理与调查、测定项目

3．2．1 常见叶斑病抗性鉴定

3．2．2 抗寒性鉴定

3．2．3 耐热性鉴定

3．3 测定指标和方法

3．3．1 病害指数

3．3．2 冷害指数(CI)

3．3．3 热害指数(HI)

3．3．4 叶片质膜透性的测定(EL)

3．3．5 相对含水量测定(RWC)

3．3．6 游离脯氨酸含量测定(Pro)

3．3．7 半致死温度(LT50)

3．3．8 叶片结构紧密度测定(CTR)

3．4 数据处理方法

3．4．1 主成分分析

3．4．2 隶属函数法

3．4．3 聚类分析

第4章 结果与分析

4．1 天然三倍体枇杷抗病性分析

4．1．1 天然三倍体枇杷抗灰斑病分析

4．1．2 天然三倍体枇杷抗斑点病分析

4．1．3 天然三倍体枇杷叶斑病抗性综合分析

4．2 天然三倍体枇杷抗寒性分析

4．2．1 低温胁迫下形态观察

4．2．2 低温胁迫下叶片细胞膜透性的变化

4．2．3 低温胁迫下游离脯氨酸的变化

4．2．4 低温胁迫下半致死温度及回归方程

4．2．5 低温胁迫下相对含水量的变化

4．3 天然三倍体枇杷耐热性分析

4．3．1 高温胁迫下形态观察

4．3．2 高温胁迫下细胞膜透性的变化

4．3．3 高温胁迫下游离脯氨酸含量的变化

4．3．4 高温胁迫下半致死温度的测定

4．3．5 高温胁迫下叶片相对含水量的变化

4．4 天然三倍体枇杷抗寒性综合评价

4．4．1 各生理指标主成分分析

4．4．2 隶属函数法

4．4．3 聚类分析

4．5 天然三倍体枇杷耐热性综合评价

4．5．1 各生理指标主成分分析

4．5．2 隶属函数法

4．5．3 聚类分析

4．6 天然三倍体枇杷叶片组织结构与抗逆性

第5章 讨论

5．1 叶斑病病原菌的鉴定依据

5．2 研究材料与抗逆性

5．3 田间调查与抗逆性

5．4 生理指标与抗逆性

5．5 评价方法与抗逆性

5．6 组织结构与植物抗逆性

5．7 有待进一步解决的问题

第6章 结论

6．1 三倍体枇杷资源抗逆性鉴定的适宜指标

6．2 三倍体枇杷资源的抗逆性

6．3 适于推广的三倍体枇杷资源

参考文献

附录Ⅰ 缩略词表

附录Ⅱ 参研的项目

致谢

在学期间所发表的文章