论文部分内容阅读
柑橘为芸香科柑橘亚科木本植物，是我国最重要的果树之一，栽培历史悠久且种植面积甚广，2017年柑橘产量高达3816.8万吨，仅次于苹果。柑橘容易成花，但存在严重的落花落果现象，尤其是无核或少核品种，前期落果和采前落果更为严重。单性结实能力是影响无核柑橘产量的重要因素，对栽培措施和管理成本均有较大影响。
内源激素在植物的开花与结果，成熟与衰老等方面起着重要作用，从果实不同部位内源激素含量入手，探讨内源激素与生理落果和单性结实的关系，对选育单性结实能力较强、生理落果较轻的柑橘品种具有重要意义，同时也对外施植物生长调节剂进行保花保果或疏花疏果有指导意义。
本研究以兼性单性结实能力较强的品种W-默科特和采前落果有差异的几个品种为主要试材，在果实发育的不同时期用高效液相色谱法（HPLC）对果实不同组织部位的内源激素进行定量分析，同时观测胚珠、果实发育及生理落果过程。主要研究结果如下：
1、果实中内源激素提取及检测方法的优化和确立
改进和优化了玉米素（ZT）、赤霉素（GA3）、生长素（IAA）和脱落酸（ABA）液液萃取的提取方法和HPLC检测条件。采用该方法和检测条件，样品中4种内源激素的加标回收率最低达 80.9%以上，且各测试内源激素回归方程的线性相关系数均达0.999以上。各目标物质均出峰良好，峰形尖锐而不拖峰。提取方法和检测条件的优化如下：
（1）浸提液：80%甲醇（含1%冰乙酸）
萃取工具：50 mL离心管
提取顺序：先提取出酸性内源激素GA3、IAA和ABA，再调整PH提取弱碱性内源激素ZT。
（2）流动相：0~3 min，V（甲醇）∶V（乙腈）∶V（磷酸缓冲液）=5∶5∶90；
3~10 min，V（甲醇）∶V（乙腈）∶V（磷酸缓冲液）=15∶15∶70；
10~15 min，V（甲醇）∶V（乙腈）∶V（磷酸缓冲液）=30∶30∶40；
15~20 min，V（甲醇）∶V（乙腈）∶V（磷酸缓冲液）=20∶20∶60。
进样量：10μL
柱 温：30℃
检测波长：ZT、GA3、IAA为210 nm，ABA为254 nm。
2、T值与生理落果的关系分析
通过对生理落果期的不同柑橘品种进行内源激素的检测和分析，发现在果实的不同部位 GA3含量均最高，且是其他所测植物内源激素的几倍甚至几十倍。如果采用传统R 值[(ZT+GA3+IAA)/ABA]综合评价植物内源激素对生理落果的影响，可能会忽略 ZT和 IAA 在生理落果中的作用。将所测激素进行均值化处理后，再以 T 值[(KZT+KGA3+KIAA)/KABA]综合分析，发现其能够更好地反映果实各部位内源激素与生理落果的关系。
3、W-默科特前期生理落果与果实不同部位的4种内源激素含量关系分析
对W-默科特进行授粉和不授粉处理，并且观测其胚珠、果实发育以及生理落果过程，在25 DAF（花后25天）、32 DAF、39 DAF、50 DAF、60 DAF、90 DAF对果实胚珠、果肉、果皮、整果和果柄中植物内源激素进行HPLC检测。
幼果不同发育时期，W-默科特同一部位各内源激素含量相差较大。32~39 DAF W-默科特由第一次生理落果向第二次生理落果过渡，此时是胚珠发育的关键时期，胚珠出现明显发育和停滞发育的分化，39 DAF果实开始快速生长，进入膨大期。32~90 DAF未授粉W-默科特果皮中ZT含量较高，是果实中ZT的主要存在部位；25~50 DAF二者果肉中GA3和IAA含量较高，是果实GA3、IAA的主要存在部位，50~90 DAF果皮则成为GA3和IAA主要存在部位。25~50 DAF胚珠中的ABA含量最高，且授粉和未授粉 W-默科特差异显著，败育胚珠是果实中 ABA 的主要存在部位，可能转运至果柄诱导离层形成，促进落果。
T值分析结果也表明，25~39 DAF果肉和果皮中促生长类激素含量较高，是影响果实发育的重要部位，而50~90 DAF果皮是影响果实发育的重要部位。未授粉W-默科特果实的生长发育与果肉、果皮和果柄中内源激素含量密切相关。25~60 DAF，未授粉W-默科特整果中 T 值相对较高，这可能是果肉或果皮产生了更高的生长类激素，克服了败育胚珠产生的较高ABA，减少了生理落果，保障了W-默科特的单性结实。
4、柑橘采前落果与果实各部位的4种内源激素含量关系分析
选择采前落果有差异的 5 个柑橘品种奥林达夏橙、无核夏橙、W-默科特、代代和沙田柚，在果实生理成熟后的三个时间点2018年1月15日、2018年1月27日和2018年3月4日对果实不同部位的内源激素进行检测。
采前落果期各品种不同部位内源激素含量差异较大，果皮和果柄中所测激素ZT、GA3和IAA含量较其他部位高；不同品种相同部位激素含量存在较大差异，且单一激素含量并不能准确体现与采前落果的关系。在采前落果较轻的品种中，ABA在果皮和果柄中含量一般较低，而ZT、GA3、IAA无一致表现；果皮和果柄中的T值较高，且与落果较重的品种有明显差异，可能是反映采前落果更有效的指标。果皮和果柄可能是分析和判断内源激素对采前落果影响的更有效的部位。
5、果皮和果柄作为分析和判断内源激素对采前落果影响的更有效部位的再确认
在采前落果期，即2018年12月10日和2018年12月25日，选取TW杂交群体中采前落果有差异的 4 个植株为试材。对所选试材的果皮和果柄中内源激素进行检测和分析，结果表明相较于各内源激素的含量及R值，T值能够较好的反映内源激素与采前落果的关系，采前落果较重的TW 201和TW 140果皮和果柄中的T值均明显低于采前落果较轻的TW 289和TW 158。因此，不同时段的遗传背景相似的杂交后代材料中，果皮和果柄仍是分析和判断内源激素对采前落果影响的更有效的部位。
内源激素在植物的开花与结果，成熟与衰老等方面起着重要作用，从果实不同部位内源激素含量入手，探讨内源激素与生理落果和单性结实的关系，对选育单性结实能力较强、生理落果较轻的柑橘品种具有重要意义，同时也对外施植物生长调节剂进行保花保果或疏花疏果有指导意义。
本研究以兼性单性结实能力较强的品种W-默科特和采前落果有差异的几个品种为主要试材，在果实发育的不同时期用高效液相色谱法（HPLC）对果实不同组织部位的内源激素进行定量分析，同时观测胚珠、果实发育及生理落果过程。主要研究结果如下：
1、果实中内源激素提取及检测方法的优化和确立
改进和优化了玉米素（ZT）、赤霉素（GA3）、生长素（IAA）和脱落酸（ABA）液液萃取的提取方法和HPLC检测条件。采用该方法和检测条件，样品中4种内源激素的加标回收率最低达 80.9%以上，且各测试内源激素回归方程的线性相关系数均达0.999以上。各目标物质均出峰良好，峰形尖锐而不拖峰。提取方法和检测条件的优化如下：
（1）浸提液：80%甲醇（含1%冰乙酸）
萃取工具：50 mL离心管
提取顺序：先提取出酸性内源激素GA3、IAA和ABA，再调整PH提取弱碱性内源激素ZT。
（2）流动相：0~3 min，V（甲醇）∶V（乙腈）∶V（磷酸缓冲液）=5∶5∶90；
3~10 min，V（甲醇）∶V（乙腈）∶V（磷酸缓冲液）=15∶15∶70；
10~15 min，V（甲醇）∶V（乙腈）∶V（磷酸缓冲液）=30∶30∶40；
15~20 min，V（甲醇）∶V（乙腈）∶V（磷酸缓冲液）=20∶20∶60。
进样量：10μL
柱 温：30℃
检测波长：ZT、GA3、IAA为210 nm，ABA为254 nm。
2、T值与生理落果的关系分析
通过对生理落果期的不同柑橘品种进行内源激素的检测和分析，发现在果实的不同部位 GA3含量均最高，且是其他所测植物内源激素的几倍甚至几十倍。如果采用传统R 值[(ZT+GA3+IAA)/ABA]综合评价植物内源激素对生理落果的影响，可能会忽略 ZT和 IAA 在生理落果中的作用。将所测激素进行均值化处理后，再以 T 值[(KZT+KGA3+KIAA)/KABA]综合分析，发现其能够更好地反映果实各部位内源激素与生理落果的关系。
3、W-默科特前期生理落果与果实不同部位的4种内源激素含量关系分析
对W-默科特进行授粉和不授粉处理，并且观测其胚珠、果实发育以及生理落果过程，在25 DAF（花后25天）、32 DAF、39 DAF、50 DAF、60 DAF、90 DAF对果实胚珠、果肉、果皮、整果和果柄中植物内源激素进行HPLC检测。
幼果不同发育时期，W-默科特同一部位各内源激素含量相差较大。32~39 DAF W-默科特由第一次生理落果向第二次生理落果过渡，此时是胚珠发育的关键时期，胚珠出现明显发育和停滞发育的分化，39 DAF果实开始快速生长，进入膨大期。32~90 DAF未授粉W-默科特果皮中ZT含量较高，是果实中ZT的主要存在部位；25~50 DAF二者果肉中GA3和IAA含量较高，是果实GA3、IAA的主要存在部位，50~90 DAF果皮则成为GA3和IAA主要存在部位。25~50 DAF胚珠中的ABA含量最高，且授粉和未授粉 W-默科特差异显著，败育胚珠是果实中 ABA 的主要存在部位，可能转运至果柄诱导离层形成，促进落果。
T值分析结果也表明，25~39 DAF果肉和果皮中促生长类激素含量较高，是影响果实发育的重要部位，而50~90 DAF果皮是影响果实发育的重要部位。未授粉W-默科特果实的生长发育与果肉、果皮和果柄中内源激素含量密切相关。25~60 DAF，未授粉W-默科特整果中 T 值相对较高，这可能是果肉或果皮产生了更高的生长类激素，克服了败育胚珠产生的较高ABA，减少了生理落果，保障了W-默科特的单性结实。
4、柑橘采前落果与果实各部位的4种内源激素含量关系分析
选择采前落果有差异的 5 个柑橘品种奥林达夏橙、无核夏橙、W-默科特、代代和沙田柚，在果实生理成熟后的三个时间点2018年1月15日、2018年1月27日和2018年3月4日对果实不同部位的内源激素进行检测。
采前落果期各品种不同部位内源激素含量差异较大，果皮和果柄中所测激素ZT、GA3和IAA含量较其他部位高；不同品种相同部位激素含量存在较大差异，且单一激素含量并不能准确体现与采前落果的关系。在采前落果较轻的品种中，ABA在果皮和果柄中含量一般较低，而ZT、GA3、IAA无一致表现；果皮和果柄中的T值较高，且与落果较重的品种有明显差异，可能是反映采前落果更有效的指标。果皮和果柄可能是分析和判断内源激素对采前落果影响的更有效的部位。
5、果皮和果柄作为分析和判断内源激素对采前落果影响的更有效部位的再确认
在采前落果期，即2018年12月10日和2018年12月25日，选取TW杂交群体中采前落果有差异的 4 个植株为试材。对所选试材的果皮和果柄中内源激素进行检测和分析，结果表明相较于各内源激素的含量及R值，T值能够较好的反映内源激素与采前落果的关系，采前落果较重的TW 201和TW 140果皮和果柄中的T值均明显低于采前落果较轻的TW 289和TW 158。因此，不同时段的遗传背景相似的杂交后代材料中，果皮和果柄仍是分析和判断内源激素对采前落果影响的更有效的部位。