硼是高等植物生长发育所必需的微量元素之一,不同作物或同一作物的不同品种对硼的敏感性及需求量不尽相同,而缺硼现象在全世界范围内极其普遍,赣南地区作为我国脐橙最大的主产区,位于我国土壤有效硼缺乏或严重缺乏的红壤区域,缺硼已经严重制约柑橘的优质产出。而适宜作物生长的硼的范围比较窄,植物较易出现缺硼和硼毒害现象,世界上已有很多地区出现硼毒导致作物产量及品质下降的问题。砧木对柑橘的生长起着重要的作用,因此选择耐硼胁迫的优势砧木对果树的生长显得尤为重要。本研究以主栽的枳壳砧木(硼敏感型)和拟推广的枳橙砧木(硼不敏感型)为材料,采用营养液试验,研究了不同硼处理下两种砧木在硼利用能力、光合作用及细胞壁特性等方面的差异;利用透射电镜(TEM)技术,从微观结构水平上观察了两种砧木细胞内部结构在不同硼胁迫下的反应差异;充分借助傅里叶红外光谱(FTIR)和固体核磁共振(NMR)技术等现代研究手段,在化学结构方面研究了两种砧木叶片细胞壁对不同硼胁迫的响应差异。得到的主要结果如下:(1)相同硼浓度条件下,枳橙砧木的硼含量及硼积累量均低于枳壳砧木,其植株水平上的硼利用效率大于枳壳砧木,不施硼时,枳橙的硼利用效率较枳壳砧木高38.6%;在各个硼水平下,枳壳砧木叶片半束缚态硼/自由态硼的比值(R)均低于枳橙砧木,即枳橙砧木在细胞水平上的硼利用能力大于枳壳砧木。缺硼降低了两种砧木叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)和类胡萝卜素(Car)的含量,其中枳壳砧木受缺硼影响较大;相同硼水平下,枳橙砧木的净光合速率显著高于枳壳砧木(B10除外);B0、B2及B5处理,枳壳砧木叶片可溶性糖、蔗糖、果糖的含量均显著高于枳橙砧木,积累了更多的碳水化合物,其反馈抑制光合作用较枳橙砧木严重。(2)低硼及高硼胁迫均抑制了柑橘砧木地上部的生长,且高硼时枳壳砧木叶片出现典型的硼中毒现象,而枳橙砧木叶片则无明显的硼毒症状。低硼及高硼会降低两种砧木叶片CAT的活性,增加POD和SOD的活性;同时缺硼显著降低枳壳砧木叶片可溶性蛋白的含量,对枳橙砧木影响并不显著;高硼处理使枳壳砧木可溶性蛋白的含量显著降低了31.83%,高于枳橙砧木的23.15%。低硼胁迫导致枳壳砧木叶片纤维素糖苷及可溶性糖、核糖的结构发生变化且含量增加,枳橙砧木叶片只有可溶性糖的结构发生改变,说明低硼胁迫对枳壳砧木的影响大于枳橙砧木;高硼胁迫下,枳壳砧木叶片中蛋白质、可溶性糖等碳水化合物的结构改变且含量减少,而枳橙砧木仅核糖的结构发生变化,说明高硼对枳壳砧木叶片物质结构的影响大于枳橙砧木。因此,从物质组成及结构上说明了枳橙砧木比枳壳砧木更耐低硼和高硼胁迫。(3)相同硼处理条件下,枳壳砧木叶片中提取的细胞壁物质含量高于枳橙砧木;缺硼胁迫显著提高了叶片细胞壁硼占总硼的比例,枳橙砧木增加了204.94%,高于枳壳砧木的178.57%,说明在缺硼环境下,枳壳砧木将硼优先分配到细胞壁上的能力要弱于枳橙砧木。叶片的TEM显示,缺硼及高硼胁迫下叶片出现细胞壁不规则增厚,细胞排列紊乱的现象,其中缺硼使细胞叶绿体积累了较多的淀粉粒,而高硼胁迫细胞内部结构破坏,以叶绿体受损最为严重,并且枳壳砧木受影响更为明显;根系的TEM显示,缺硼胁迫下,两种砧木根系的细胞壁均明显增厚,细胞内容物和多种细胞器消失,枳壳砧木受抑明显。高硼胁迫同样使多种细胞器消失,但并没有影响细胞壁的厚度,而枳壳砧木积累了较多淀粉粒,对枳橙砧木没有明显的影响。(4)两种砧木叶片细胞壁FTIR图谱显示,缺硼改变了枳壳砧木叶片细胞壁中分子内氢键的结构,影响蛋白质和多糖的组成,降低蛋白质的含量,导致碳水化合物的积累;高硼胁迫导致枳壳砧木叶片细胞壁中纤维素等碳水化合物的结构发生变化且含量减少,对枳橙砧木相应物质的结构及含量没有明显的影响。13C-NMR谱图显示,缺硼降低了蛋白质的含量,增加碳水化合物及纤维素的含量,同时有毒害作用的酚类物质在细胞壁中积累,且枳壳砧木积累较为严重;高硼胁迫显著增加枳壳砧木叶片细胞壁中酚基碳的含量,对枳橙砧木没有明显影响。进一步从细胞壁化学结构方面表明枳橙砧木较枳壳砧木更耐低硼和高硼胁迫的内在原因。(5)不同硼处理条件下,枳壳砧木叶片中硼含量呈中心低,叶尖高的特点,缺硼和高硼胁迫下叶尖的硼含量显著变化56.99%和642.36%,均高于叶心的47.91%和532.54%;缺硼胁迫使叶片细胞排列紊乱,破坏了细胞内部结构的完整性,其中叶心出现淀粉及酚类物质的积累,受缺硼影响较大;高硼胁迫条件下,叶片细胞内部结构遭到破坏,其中叶绿体受损最为严重,叶尖黄化无法进行光合作用,受高硼胁迫影响较大,而叶心中淀粉粒等碳水化合物运输受阻而大量积累,间接影响叶片光合作用。结果表明,枳壳砧木叶片不同部位对不同硼胁迫的反应有所不同,其中叶心受缺硼影响较大,叶尖受高硼胁迫较大。