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本研究以川藏高原典型生态区(茂县、盐源、小金及西藏林芝)‘金冠’苹果为试材,对其生物学特性、叶片结构、果实结构、品质形成及光合特性等进行研究,对影响结构与品质形成的主要气象因子进行了相关性分析,从而探讨不同生境下‘金冠’苹果响应与其适应,研究结果如下:1.川藏高原金冠苹果的生物学特性与生态反应进行比较分析,结果表明:(1)川藏高原‘金冠’苹果物候期、枝梢成花及花序坐果存在显著差异。其中冷凉高原区物候早,萌芽2月中下旬,花期3月上中旬,果实熟期7月中下旬;干暖河谷区物候较早,萌芽3月中下旬,花期4月上中旬,果实熟期8中下旬月;青藏高原区物候较晚,萌芽3月中下旬,花期5月上旬,9月中下旬果实成熟。树体结构紧凑,枝梢节间缩短,成花易,以中枝和短枝结果为主,成花率为林芝(51.29%)>盐源(47.59%)>茂县(41.79%)>小金县(39.57%)。顶花芽花粉活力明显高于腋花芽,花朵坐果率66.81%-71.62%,花序坐果率80.52%-87.19%,平均种子数者达到7.1粒以上。(2)不同生境下金冠苹果抗性研究表明:苹果腐烂病、早期落叶病和白粉病是主要病害,区域性发病率和病情指数差异明显。苹果锈病仅在林芝地区发生,与锈病寄主植物有关;腐烂病是川藏高原苹果产业发展重要的限制因子,年均降雨量与腐烂病、早期落叶病病情指数呈极显著正相关,相关系数达r=0.9778和0.8918。(3)不同生境下金冠苹果在年生长周期中体积和重量呈S型曲线增长,果实中酸和Vc变化趋势一致,幼果期至成熟期酸和Vc逐渐降低;糖份积累有2次快速期,第一次是淀粉快速减少之后,第二次是果实膨大期的末期至成熟期的始期,与成熟期淀粉快速减少期同步进行;淀粉含量随着果实细胞的分裂显著增加达到最大值,其峰值的出现因生态区不同而存在差异;果实硬度随发育进程呈现下降趋势,其中小金和林芝果实硬度较大,盐源果实硬度最小;可溶性固形物、糖及糖酸比均随着果实发育不断增加。相关分析表明:总酸含量与总糖、可溶性固形物呈显著正相关,与糖酸比呈显著负相关;Vc含量与果实硬度呈显著正相关;总糖与可溶性固形物呈显著正相关;淀粉含量与果实硬度呈显著正相关。2.不同生境下‘金冠’苹果叶片结构特征比较研究,结果表明:(1)不同生境下‘金冠’叶片气孔器面积以林芝最大(428.44 mm2)、盐源次之(337.32mm2)、小金最小(304.60mm2),气孔密度以小金最大(397.67个.mm-2),林芝最小(332.67个.mm-2),盐源县和茂县居中(为397.67个.mm-2、389个.mm-2);小金(22.67个.mm-2)和茂县(20.67个.mm-2)叶片表皮毛较为密集,而林芝(9.67个.mm-2)及盐源县(8.33个.mm-2)密度则较为稀疏。叶片栅栏组织、海绵组织界限明显,栅栏组织和海绵组织厚度以林芝最大,茂县叶片栅栏组织最小,盐源叶片海绵组织最小;栅/海比在0.95-1.28之间,盐源叶片栅/海比最大(1.28)。(2)不同生境下‘金冠’叶片的超微结构显示,叶肉细胞中的叶绿体呈长椭圆形,并在细胞中呈片层纬线平行排列。茂县叶肉细胞叶绿体排列于细胞的边缘,且基粒多、平均达42.5个,片层发达、平均为35.25层;而盐源、小金及林芝的叶绿体则向细胞中央靠拢,且有少量叶绿体扭曲变形。盐源叶片基粒数最多,为48.54,但基粒层数仅为20.89,基粒垛叠程度较低;小金的内囊体膜较为丰富,基粒数和基粒片层数,为41.33个、31.13层;林芝的基粒垛叠程度较低且基粒数及基粒片层均较少,为40.3个、16.48层。盐源‘金冠’叶绿体密度最大,达38.2/umm2,其次是茂县和小金,分别为33.29/um2及33.2/um2,密度最小的是西藏林芝,仅有22.4/um2;而叶绿体淀粉粒密度则以林芝最多,平均每个基粒为6.6个。(3)主要生态因子与叶片结构相关性分析表明:叶片气孔密度受空气湿度的负效应影响较大,气孔面积受相对湿度的正效应影响较大;表皮毛密度受年极端最高温的正效应影响程度更大;年均昼夜温差对栅栏组织厚度及栅栏细胞层数的正效应占主导作用;年极端最低温对海绵组织厚度的负效应占主导作用;一月平均气温对栅栏组织厚度/海绵组织厚度的正效应占主导作用。≥10℃年均积温对淀粉粒数的负效应占主导作用;一月平均气温对叶绿体数及基粒数的正效应占主导作用;海拔高度对基粒片层数及基粒片层厚度的负效应占主导作用。3.不同生境下‘金冠’果实解剖结构特征比较研究,结果表明:(1)‘金冠’果实表面蜡质膜、角质膜与表皮细胞相互嵌合呈堆积状,角质层下的表皮细胞由一层排列紧密的以椭圆形和长方形单层细胞构成。盐源和茂县果面粗糙且果点大而密,角质膜薄,表皮细胞断口数多,且质地不均匀;小金和林芝则果面光洁且果点小而稀,角质膜厚,表皮断口数少,表皮细胞质地均匀;果点大小和密度,表皮断裂数是衡量果面光洁度的重要特征。(2)不同生境下‘金冠’果实表皮细胞下由3-4层细胞组成的机械组织,机械组织下有两层不同的果肉组织;靠近果皮的外层果肉细胞较小,排列紧密。小金近果皮果肉细胞较为细长(果形指数为1.34)、内层果肉细胞大小均匀,排列紧密;而盐源‘金冠’近果皮果肉细胞较为短圆(果形指数为1.27),内层果肉细胞间隙明显,大小不均匀,部分内层果肉细胞呈多边形。(3)果皮超微结构显示,茂县和小金果皮细胞壁结构完整,林芝部分细胞壁疏松,部分质膜出现降解现象,盐源大部分果皮细胞壁结构疏松出现解体;果皮细胞叶绿体均清晰可见,结构完整,叶绿体含量均较少,平均为3.07个/um2;果肉细胞表现出较为一致的特征,细胞壁分解,胞间层消失,淀粉粒出现空洞,叶绿体完全解体。(4)不同生境下主要气象因子对果实结构特征相关性分析表明,果点大小受降雨的影响较大。雨量多、空气湿润的地区,果实机械组织厚度小,细胞层数少;雨量少、空气干燥的地区,果实机械组织发达,细胞层数多,厚度大;昼夜温差大,雨量充沛,气候冷凉的地区,果肉细胞长度增加,利于高桩果形的形成。4.对不同生境下‘金冠’的光合特性及光合色素进行了研究,结果表明:(1)不同生境‘金冠’苹果Pn日变化呈双峰曲线,“午休”现象明显。茂县、小金及盐源Pn日变化趋势基本一致,11:00出现第1次高峰,其峰值分别为17.38、18.71及17.8μmol/m2/s,第2次高峰出现在14:00;而林芝Pn第1次高峰出现在13:00,峰值为15.7μmol/m2/s,第2次高峰出现在15:00。(2)不同生境下‘金冠’的Pn年变化呈双峰曲线,茂县、小金及盐源Pn第1次高峰出现在6月中下旬,而林芝Pn出现较晚,7月份出现第1次高峰,、4个区域第2次高峰均出现在9月。(3)不同生境下‘金冠’的LCP及LSP存在明显差异。盐源的LCP最低,为(24±2.3)μmol/m2/s,其次为小金和茂县,LCP分别为(44±1.15)及(45±1.52)μmol/m2/s,林芝LCP则最高,为(84±0.88)μmol/m2/s。光饱和点LSP林芝最高,达(1940±5.71)μmol/m2/s,其次为盐源和小金分别为(1816±3.4)及(1792±1.45)μmol/m2/s,茂县金冠LSP最低,为(1684±4.81)μmol/m2/s;盐源和小金的AQY最高,表明其对弱光的利用率较高,茂县和林芝的AQY最低。(4)当CO2浓度在400μmol/mol以下,不同生境‘金冠’的Pn随CO2浓度增加呈直线上升;林芝最先达到CO2补偿点,CCP为(55.06±0.94)μmol/mol,其次茂县和盐源CCP分别为(59.87±0.86)和(64.65±1.17)μmol/mol,小金最后达到CO2补偿点,其CCP为(67.23±0.22)μmol/mol;林芝金冠CSP最高,达(1588±5.2)μmol/mol,其次为盐源和小金,CSP分别为(1542±2.01)及(1478±5.84)μmol/mol,茂县金冠CSP最低,为(1465±2.51)μmol/mol。羧化效率以林芝CE最高,说明对低浓度CO2的利用率高,茂县CE最低,茂县对CO2的利用率较低。(5)不同生境‘金冠’苹果光合参数与主要生理生态因子间存在密切关系,净光合速率、蒸腾速率及气孔导度分别与光合有效辐射及温度成正相关,与大气中CO2浓度呈负相关;胞间CO2浓度与光合有效辐射及温度呈负相关,与大气中CO2浓度呈正相关;气孔导度、胞间CO2浓度与大气相对湿度呈正相关,与水气压差呈负相关;净光合速率与蒸腾速率则与大气相对湿度呈负相关,与水汽压差呈正相关。PAR是对光合特性影响最大的环境因子。蒸腾速率与类胡萝卜素呈显著正相关。叶片净光合速率与总叶绿素(a+b)及叶绿素a呈极显著正相关,与叶绿素b及叶绿素a/b呈显著正相关,与类胡罗卜素呈正相。5.不同生境下主要生态因子对‘金冠’苹果品质的影响研究,结果表明:(1)‘金冠’苹果在川藏高原均表现出阳面着色、酸甜风味浓郁等特点,其中在小金‘金冠’的整体表现最优。(2)主要生态因子对其品质分析表明:果重与6-8月均温及6-8月≥10℃积温呈显著正相关,6-8月均温作用更大;果形指数与年均昼夜温差及海拔呈显著正相关,与6-8月均温呈显著负相关,昼夜温差越大,6-8月均温越低,利于高桩果形的形成;6-8月降雨量对果实硬度影响最大,但与6-8月均温、6-8月降雨量及年均降雨量呈显著负相关,与6-8月昼夜温差呈显著正相关;花青苷与6-8月昼夜温差、6-8月日照时数呈显著正相关,6-8月铺反光膜、傍晚喷雾降温均有助于金冠苹果着色;可溶性固形物与6-8月昼夜温差呈显著正相关,与年均≥10℃积温呈显著负相关;总糖与6-8月昼夜温差呈显著正相关;总酸与年均昼夜温差呈显著正相关,与年均降雨量呈显著负相关;Vc含量分别与年均昼夜温差及年均日照时数呈显著正相关,其中年均日照时数的影响作用更大。(3)研究发现当6-8月均温达20.9℃、昼夜温差12.3℃、≥10℃年均积温1911.6℃、降雨296.1 mm、日照时数559.5 h,年均昼夜温差12.8℃、≥10℃年均积温3227.8℃、年均降雨量617.5 mm、年均日照时数2142.6 h、海拔3010.8m时,‘金冠’苹果品质表现最佳。研究还发现:影响果实品质8项中的6项指标均受昼夜温差的显著影响,昼夜温差是川藏高原苹果优质生产的最主要评价因子之一,在一定范围内,昼夜温差越大,果实品质越好。