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本研究以两年生盆栽‘中农金辉’油桃(CR=650CHs)为试材,以满足不同低温积累量后移入温室升温为处理,以露地栽培为对照,通过测定开花所需升温天数、需热量、花器官发育状况、果实形态学指标、果实中部中果皮细胞长度和激素水平以及PpDAM5和PpDAM6基因表达水平等指标,研究不同低温积累量对桃开花和果实发育的影响及其相关生理和分子机制,主要结果如下。 1.低温积累量与开花所需升温天数呈极显著负相关关系(r=-0.947**),一定范围内低温积累量越大,开花所需升温天数越少;低温积累量与需热量也呈显著负相关关系(r=-0.882*),增大低温积累量具有减小需热量的作用。桃品种需热量有一个最低临界值,‘中农金辉’的临界需热量为5800GDH℃。 2.需冷量不足会导致果实形状变长,产生果尖,各处理和对照果形指数随果实发育进程逐渐减小,但至盛花期后80d(果实成熟)0CH、300CHs和500CHs处理果形指数仍显著大于其他处理和对照,各处理间纵径、横径和侧径无显著差异,但显著大于对照;盛花期后80d0CH、300CHs和500CHs处理果尖长度也显著大于其他处理和对照。盛花期后80d果形指数和果尖长度与低温积累量显著负相关(r=-0.962**,r=-0.909*),果核的核尖长度与低温积累量也呈极显著负相关(r=-0.910**),与果尖长度趋势相同。 3.需冷量不足会导致中果皮细胞长度的增加,盛花期后80d0CH、300CHs和500CHs处理的中果皮细胞长度显著大于其他处理,中果皮细胞长度与低温积累量显著负相关(r=-0.767*),中果皮细胞长度与果形指数显著正相关(r=0.889**),中果皮细胞长度的增加是果实形状变长和果尖产生的细胞学机制。 4.需冷量不足导致中果皮GA3含量增加,盛花期后20d0CH、300CHs和500CHs处理GA3水平显著大于其他处理和对照, GA3的水平与低温积累量显著极负相关(r=-0.958**),与果形指数显著正相关(r=0.878**),盛花期后20d是决定果实形状的关键时期,GA3含量的上升是果实变长和果尖产生的生理学原因。 5.PpDAM5和PpDAM6的表达呈现相同的趋势(r=0.966**),说明两者可能存在功能冗余,中果皮PpDAM6基因的表达水平与低温积累量没有显著的相关关系,说明PpDAM6基因的表达水平受低温和高温的双重调控,PpDAM6基因表达水平与GA3水平显著负相关(r=-0.783*),说明PpDAM6具有抑制GA3合成的作用或促进其分解,PpDAM6表达水平的下调导致了GA3合成增加,进而造成果实形状变长。 6.低温积累量过低导致果实变长、果尖产生的机制可以归纳为:低温积累量不足致使开花需热量增加,进而导致PpDAM6基因表达下调,PpDAM6基因表达下调减小了对GA3合成的抑制作用或分解作用的加强,GA3含量增加促进了细胞的伸长生长,最终表现为果实变长和果尖的产生。