论文部分内容阅读
重庆作为国家柑橘优势产区,产业规模和结构、产品竞争力不断得到提升和发展,已经成为我国重要的柑橘生产基地和橙汁加工产区。然而重庆是我国著名的“火炉”城市和高温伏旱频发区,夏秋季高温对柑橘的生长和生理代谢等都会构成一定的负面影响。纽荷尔脐橙具有果形美观,色泽艳丽,品质优良等特点,是重庆地区鲜食柑橘的主栽品种,在夏季高温胁迫下,常发生异常落果、裂果、果实变小、果面灼伤、树体营养不良等问题。Ca2+作为重要的胞内第二信使,能够通过多种途径调控植物生理生化过程,已有研究证明,夏季补充树体钙素有利于消除高温胁迫伤害和促进果实品质发育。研究Ca(NO3)2、Ca2+专一螯合剂EGTA和CaM拮抗剂TFP处理对夏季高温期柑橘光合作用、光合色素含量、活性氧及抗氧化酶活性、钙转导相关信号分子含量的影响,有助于了解夏季高温期钙调控对柑橘的生理效应和调控机制,为解决重庆及类似生态条件地区夏季高温胁迫造成的无效光合及高温伤害问题提供理论支持。主要的研究内容和结果如下：1、夏季高温期柑橘植株冠层喷施Ca(NO3)2,抑制了高温逆境下叶绿素的降解,显著提高柑橘叶片的气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率,通过气孔因素与非气孔因素协同作用提高柑橘叶片的光合作用。同时,夏季高温期冠层喷施Ca(NO3)2,降低了高温引起的柑橘叶片H202和MDA的积累,延缓了02.-的产生速率。Ca(NO3)2正调控处理的纽荷尔脐橙叶片POD和CAT活性分别较对照提高8.0%和17.2%,有利于抵御活性氧对细胞的伤害,提高柑橘树体对高温胁迫的抗性。冠层喷施EGTA和TFP等钙负调控处理的柑橘叶片呈现相反的生理效应。2、冠层喷施Ca(NO3)2提高了香橙、枳、枳橙等三种砧木渝津橙嫁接苗叶片的[Ca2+]i、CaM、IP3和cAMP含量,其中香橙砧渝津橙叶片[Ca2+]i含量较枳砧和枳橙砧渝津橙分别提高31.72%和30.98%,而冠层喷施EGTA和TFP等钙负调控处理不同程度的降低了叶片[Ca2+]i含量。表明砧木对树体钙等矿质元素的吸收运转具有重要作用,香橙砧渝津橙具有较好的钙调控效应。不同砧木对于夏季高温逆境的生理调控和抵抗能力不同,合理选择砧穗组合有助于提高树体抗高温逆境的作用,为砧穗互作调控逆境抗性提供了理论依据。3、本试验发现,夏季高温期冠层喷施Ca(NO3)2提高柑橘树体的高温适应性,其生理生化过程受钙转导信号分子的调控。冠层喷钙显著提高了柑橘叶片IP3和cAMP等钙信号转导分子含量,促进胞内和胞外钙库释放,使[Ca2+]i含量显著升高,从而诱导CaM含量的升高,进而诱导特异性“钙信号”的产生,调控高温逆境下的生理过程。由此说明,夏季高温期冠层喷施外源钙均可提高叶片[Ca2+]i、CaM、IP3和cAMP等钙信号转导分子含量,进而诱导柑橘组织对高温胁迫的抗性反应。4、外源钙处理提高了夏季高温期柑橘果实TSS和Vc含量,成熟期果实的固酸比和Vc含量也较对照有显著提高,并明显降低了果实贮藏期的腐烂率,贮藏90天后果实烂果率仅为4.9%；钙抑制剂EGTA和TFP处理对果实品质发育有明显的抑制作用,并极显著增加了果实贮藏期的腐烂率,贮藏90天后果实烂果率高达62%和75%。表明果实膨大期喷施外源钙有利于改善果实品质,提高果实耐贮藏性能。