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成花不良仍是部分荔枝品种低产和不稳产的一个重要原因。花芽分化是植物体内一个高度复杂的生理生化和形态发生过程,在一定条件下,接受环境信号产生信号物质,产生一系列的生理生化变化,导致植物体内许多基因的相互作用发生调控,最后诱导茎端分生组织成花。在前人研究基础上,本研究继续对深圳市南山区西丽果场的荔枝进行生物学观测记载,同时研究了成花诱导和分化期间器官碳水化合物变化,探讨了荔枝体内重要的碳水化合物代谢酶一蔗糖磷酸合成酶(SPS)基因的克隆技术问题。取得主要结果如下:
1、在深圳市南山区西丽果场的观测表明,2004-2006年两年糯米糍、桂味荔枝树成花率均在95%以上。荔枝成花诱导的关键时期12月+1月上半月的平均气温2004/05年度、2005/06年度两年均为16.3℃,平均最高温分别为21.3℃和21.6℃,20℃以上累计小时数(AH)分别为233h和202.5h:10℃以下累计小时数(AH≤10℃),2004/05年度为123h,2005/06年度为132.5h。为全面分析成花诱导和花分化的温度条件要求提供了新的资料。
2、采用高效液相色谱法(HPLC)测定了2005年11月-2006年2月期间,糯米糍、桂味荔枝树的叶片、末次梢(梢尖1Ocm处)和芽尖的果糖、葡萄糖和蔗糖的含量变化。总的变化趋势是,叶片蔗糖含量从11月起成下降趋势,之后到12月21日突然升高至最高峰:桂味和糯米糍叶片蔗糖浓度值分别为11.19mg/gFw、14.20mg/gFw;之后在现白点之前达到低谷,桂味和糯米糍叶片蔗糖浓度值分别为0.54mg/gFW和O.89mg/gFW,现白点之后又逐步上升。而lOcm梢的蔗糖浓度则是前期一直升高,桂味和糯米糍分别从1.65mg/gFW、2.55mg/gFW升高至13.63mg/gFW、8.07mg/gFW,之后与叶片趋势类似。芽尖蔗糖浓度则在现白点之前降至最低点,之后回升。比较12月21日各器官的蔗糖浓度值,以芽尖最低,其次是叶片,最高的是lOcm梢;而比较现白点之前的蔗糖浓度值,也是以芽尖最低,叶片其次,1Ocm梢略高。葡萄糖和果糖则在1月上旬现白点之前达到其含量的最大值,桂味达到74.64mg/gFW左右,糯米糍达到51.88mg/gFW。
3、选用改良CTAB法从荔枝幼嫩叶片中提取基因组DNA;应用同源克隆的方法,参考同源关系相近的不同植物的蔗糖磷酸合成酶基因的核苷酸序列来设计克隆荔枝蔗糖磷酸合成酶基因的特异引物,从而进行荔枝蔗糖磷酸合成酶基因的克隆。使用正交实验设计和温度梯度实验设计一套最优化的的PCR扩增体系。最后克隆得到妃子笑荔枝蔗糖磷酸合成酶基因的三个类似片段,大小分别为973bp、728bp、651bp;糯米糍得到蔗糖磷酸合成酶基因一个类似片段,大小为236bp。