美国山核桃引种适应性及花芽分化机理研究

摘要

美国山核桃(Carya illinoensis K.Koch)是胡桃科(Julandaceae)山核桃属(Carya Nutt)落叶乔木，原产美国密西西比河和墨西哥北部。美国山核桃在新西兰、美国、法国、西班牙、俄罗斯、澳大利亚、日本等国有栽培,我国江苏、上海、四川、浙江等南方地区也有一定规模的引种。美国山核桃是一种用途广,具有良好经济效应和社会效应，受益时间久且生态效益明显，具有广阔应用前景的优良经济树种。
　　本研究以美国山核桃为材料，对美国山核桃引种安徽的可行性和适应性进行了研究，筛选出适合在安徽省四个生态区域内生长的品种；分析了美国山核桃的光合作用及叶片胞间CO2浓度的日变化，为综合利用和深入开发山核桃资源提供技术保障。为掌握美国山核桃花芽分化机理，采用石蜡切片技术，对其花芽分化过程进行解剖学观察；测定了花芽分化过程中POD酶和SOD酶两种关键酶活性，探讨其变化与花芽分化的关系；同时通过 Real-Time PCR分析花芽分化过程中的重要基因CcLFY的表达情况，为研究美国山核桃成花机理和花芽分化机理奠定基础。主要结果如下：
　　1、引种的23个美国山核桃品种在不同试验地中品种保存率不同，合肥和含山试验地中品种保存率较高，枞阳试验地次之，潜山县最低。
　　在相对一致的栽培管理水平下，美国山核桃株高、径生长量在不同试验地中的差异不显著，不同品种间生长量均值差异显著（p<0.05）。研究表明，通过比较安徽地区的四个地区的美国山核桃的年生长量，由高到低依次为含山、合肥、枞阳和潜山。在所有引种品种中，合肥试验地的Magenta csv17-14生长量最高；含山试验地生长量较大的品种为Elliott；枞阳试验地生长量较大的品种为Sdling csv3-6和 Sdling csv15-10；潜山试验地生长量较大的品种Sdling csv13-14，Sdling csv10-5，Forkert csv5-5。
　　不同试验地中美国山核桃果实性状及结实产量不同，不同品种间亦存在差异。合肥试验地较好，枞阳试验地次之，含山试验地最差。其中，合肥试验地中果实性状及结实量较好的品种为3，4号，即：James，Magenta csv17-14；含山试验地中果实性状及结实量较好的品种为2号，即：Elliott；枞阳试验地中果实性状及结实量较好的品种为4，22号，即：Magenta csv17-14，Moore。
　　结合品种出苗率、移植后存活率、生长量和果实性状和结果率，我们认为Magenta csv17-14适合合肥地区种植，Elliott适合含山地区种植，Magenta csv17-14种植和Moore适合枞阳地区种植，Sdling csv10-5适合潜山地区种植。
　　2、美国山核桃品种Magenta csv17-14在生长过程中光合速率全天的日变化除早、晚低温情况下以及中午高温“午休现象”下光合速率较低外，其他时间段均具有较高的光合速率水平，能够积累较多的有机物，能够为果实增产提高较多的供应源，说明该山核桃品种具有很好的高产效果。胞间CO2浓度日变化，随着净光合速率的日变化呈现出规律性的变化，并均处在一个相对较高的水平。所以说该供试品种的山核桃具有很好的丰产潜力。
　　3、供试材料的花芽形态分化在4月初开始，历时一个月左右。同株不同枝条同节位花芽发育时期基本相同，同株不同枝条不同节位的雌花芽分化略有先后，同株植物相同混合芽中的雌雄花芽表现出明显的错时现象，强化了对异花传粉的高度适应性。
　　4、供试材料的SOD酶活性变化在花芽分化期间不太明显，均保持相对较高的水平。POD酶活性在整个花芽分化过程中保持在较高水平，且呈现出单峰型趋势，在分化初期增加，之后下降，且在雄蕊原基和雌花原基分化期间出现最大值，由此说明高活性POD酶以促进雄蕊原基和雌花原基的分化。
　　5、Real-Time PCR检测结果表明，CcLFY在雌花芽形成过程不同时期表达量有很大的差异，在3月下旬至4月5号前CcLFY的表达量逐渐提高，与细胞学观察一致；在4月5日CcLFY基因的表达量达到最高峰。之后相对表达量相对较低。

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第一章 文献综述

1.1 美国山核桃的形态特征、生态习性研究

1.2 美国山核桃的引种适应性研究

1.3 美国山核桃的生理生化研究

1.4 美国山核桃的遗传育种技术研究

1.5 美国山核桃的无性繁殖研究

1.6 美国山核桃的成花基因研究

1.7 研究目的和意义

1.8 课题来源

第二章 美国山核桃安徽省四个区域生长状况研究

2.1 材料与方法

2.2 结果与分析

2.3 讨论

第三章 美国山核桃生长过程中净光合速率和胞间CO2浓度日变化及其相互关系

3.1 材料与方法

3.2 结果与分析

3.3 讨论

第四章 美国山核桃花芽分化的细胞学研究

4.1 材料与方法

4.2 结果与分析

4.3 讨论

第五章 美国山核桃花芽分化过程中相关酶活性的变化

5.1 材料与方法

5.2 结果与分析

5.3 讨论

第六章 美国山核桃CcLFY基因的表达分析

6.1 材料与方法

6.2 结果与分析

6.3 讨论

第七章 结论

参考文献

致谢

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