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苹果树腐烂病引起苹果树枝干溃疡,严重时造成整树枯死,甚至毁园。钾元素是苹果树生长发育的大量元素之一。树体中钾营养元素的含量与苹果树腐烂病的发生和扩展关系密切。本研究探讨了苹果树二年生枝条周年钾含量动态变化、树体抵抗腐烂病发生的钾水平;对腐烂病菌进行了GFP绿色荧光标记;观察了不同钾水平对寄主组织变化的影响。本研究拟明确苹果树树体钾含量与腐烂病发生程度的关系及在高钾条件下树体的抗病机制。主要取得以下研究结果:1.建立了PEG介导的腐烂病菌遗传转化体系:利用PEG介导遗传转化方法成功将GFP基因导入苹果黑腐皮壳(Valsa mali)基因组中,通过30μg/ml潮霉素连续筛选五代后获得了能够稳定遗传并激发荧光的标记菌株。为研究腐烂病菌侵染提供了材料。2.田间接种试验显示,二年生枝条韧皮部钾含量越低腐烂病发生越严重,当枝条钾含量达到6.5 g/kg时病斑仅轻微扩展,当达到7.5 g/kg时病斑不扩展。建议将二年生枝条韧皮部钾含量7.5 g/kg作为抗苹果树腐烂病的最低营养标准。3.测定了施肥量对树体钾含量的提升效果:在施用磷酸二氢钾250 g/棵、500 g/棵、750 g/棵、1000 g/棵、1250 g/棵、1500 g/棵和1750 g/棵条件下,对二年生枝条韧皮部钾含量的周年变化进行系统分析,发现枝条钾含量在12月—1月达到高峰期,随后逐渐降低,降低程度越多腐烂病发生越重;相关性分析显示腐烂病发生高峰期的3月份树体钾含量与1月份钾含量相关性最大;根据上述树体钾含量周年变化规律,建议在秋季(8月下旬—9月上旬)施用基肥,通过增加基肥中钾肥量,使枝条含钾量在1月份达到最高值,到3月份仍保持在抗腐烂病发生的水平。4.对不同钾含量的苹果树二年生枝条韧皮部进行组织学观察,分析高钾条件下抵抗腐烂病发生的原因,结果发现韧皮部周皮厚度与钾含量呈正相关关系(y=59.969x+306.1,R~2=0.6137),在树体钾含量7.5 g/kg时周皮厚度达到764.25±78.9μm,而4.5 g/kg钾含量周皮厚度仅为690.24±94.3μm;高钾枝条(≥7.5 g/kg)发病组织中产生木质化-木栓化阻隔带,而在低钾水平枝条(<5.5 g/kg)在病健交界处仅产生木质化木栓化物质,不形成木质化-木栓化带。这些结果表明树体受到腐烂病侵染后,高钾能够促进树体形成物理阻隔带阻止病菌扩展。5.对不同钾平含量的二年生枝条进行接种,分析韧皮部木质素积累情况,间苯三酚染色显示高钾水平枝条木质素含量明显高于低钾枝条;木质素含量测定发现高钾条件下,木质素含量比低钾提高35.0%,接种后高钾含量的韧皮部木质素含量比低钾含量枝条提升量增加了32.0%(P<0.05)。这些结果表明高钾明显促进质素的形成,形成化学阻隔阻止腐烂病菌扩展。本研究初步确定了苹果树腐烂病发生的枝条钾含量阈值及单株施钾量标准,初步阐明了钾通过促进木质素的合成及提高苹果枝条外卫周皮厚度和促进形成木化-栓化阻隔带,通过化学和物理屏障抵抗果树腐烂病病菌扩展。