论文部分内容阅读
甘肃是杏的原产中心之一。敦煌‘李光杏’(Prunus Armeniaca L.var.glabra Sun S.X.)为甘肃三大名杏之一,花期长,开花量大,但严重的雌蕊败育已成为影响‘李光杏’果实结实、产量和品质的关键因素之一。本试验以8年生盛果期的‘李光杏’为试验材料,通过石蜡切片系统了解‘李光杏’的生理形态分化及花芽形态的起止时间,并测定花芽分化过程中内源激素含量、矿质元素及碳水化合物等生理指标的变化。同时,以败育花和正常花为试验材料,石蜡切片观察败育花内部形态变化,转录组分析其败育机理。主要研究结果如下:1.不同树势败育花占比例差异显著,其中弱树败育率为91.26%,强树为87.51%,中庸树为71.08%;同一树势不同类型结果枝中,花束状果枝的败育率最低,分别为强树(83.41%),中庸树(55.79%),弱树(93.85%)。测定了不同结果分枝类型的花粉活力和发芽率。花粉活力测定结果如下:花束果枝>短果分枝>中果枝>长果枝。发芽率为:短果枝>花束果枝>中果枝>长果枝。2.李光杏花芽分化于6月20日至10月上旬完成。分化过程分为7个阶段:未分化期、分化初期、萼片分化期、花瓣分化期、雄蕊分化期、雌蕊分化期和花粉细胞期,分化盛期集中在8-9月份,且各时期均有重叠现象。3.随着形态分化的开始,ABA和CTK含量下降并维持在较低水平;IAA含量在9月达到高峰;和GA含量先升高后降低,9月份达到高峰;6月份(未分化期)ABA/IAA、ABA/GA、ZR/IAA比值显著高于其他时期,ZR/GA的变化呈先升后降趋势,7月份出现最高值,9月份(雌蕊分化期)最小。GA/IAA在6月份最高,进入形态分化期后逐渐下降。ZR/ABA的变化呈先升后降趋势,9月份最高。4.全氮、全碳含量不断降低,直至10月初分化完成后显著升高,且C/N呈先升后降趋势。李光杏不同分化时期叶片、枝条和花芽中的淀粉含量具有显著性差异。9月份花芽中的淀粉含量最高,大多数花芽都处于雌蕊分化期,淀粉含量在9月份(雌蕊分化期)达到顶峰。花芽中可溶性糖含量呈现先下降后增长再下降的趋势,最低值出现在7月。李光杏花芽形态分化期内,需要更多的矿质元素的参与,P、Mg含量的变化呈先降后升趋势,且8月份出现最低值,但Ca、Cu、Fe、K含量的变化呈先升后降趋势。5.李光杏雌蕊败育表现出多种类型。与正常花相比,败育花的雌蕊外观正常,但子房发育异常。多数生长点不均,子房壁薄。雌蕊的花柱低于花丝。显微结构表明,败育花的花粉粒急剧减少,子房萎缩,胚珠原基发育停滞。败育花中ZR、IAA和CTK的激素水平显著降低。但ABA和GA的含量明显高于正常花。6.根据转录组数据,共鉴定出6647个差异表达基因,其中上调基因2543个,下调基因4104个。根据KEGG途径,丙酮酸代谢、植物激素信号转导、剪接体、RNA转运、内质网蛋白加工等代谢途径显著富集。生长素途径中的AUX1、AUX/IAA、TIR1、ARF、GH3和SAUR,以及脱落酸中的JAZ、MYC2和茉莉酸中的ABF、SnRK2、PP2C等相关基因均有差异表达。同时,正常花中乙烯反应信号因子ERF1/2(DN70415)表达显著上调,乙烯可能是影响李光杏败育的关键调控因子。