缺锌胁迫对苹果砧木幼苗抗氧化能力和激素含量的影响

 在人工气候室条件下,采用溶液培养法研究了缺锌胁迫对平邑甜茶（Malus hupehensis Rehd.）和小金海棠（M. xiaojinensis Cheng et Jiang）两种苹果砧木幼苗SOD、POD和CAT的活性,膜质过氧化水平及内源激素IAA、GA3、ZR和ABA含量的影响。结果表明,缺锌胁迫下,两品种叶片和根系中SOD活性显著下降,POD和CAT活性、MDA含量不同程度增加,但小金海棠SOD活性下降幅度较平邑甜茶小,POD和CAT活性增加比例大,且MDA积累量低。缺锌使两种砧木幼苗不同器官中IAA、GA3含量显著降低,ZR、ABA含量增加;小金海棠缺锌植株IAA、GA3、ZR含量较平邑甜茶高,ABA含量低。平邑甜茶缺锌植株膜质过氧化水平高,对缺锌胁迫较敏感,小金海棠在缺锌胁迫下抗氧化能力强,促进生长的激素含量高,对缺锌胁迫有较强的抵御和耐受能力;平邑甜茶缺锌植株膜质过氧化水平高,对缺锌胁迫较敏感。     

低磷胁迫下平邑甜茶根构型与磷吸收特性的变化

为揭示苹果适应低磷胁迫的机制,以平邑甜茶[Malus hupehensis （Pamp）Rehd.]为材料,采用水培方式研究了缺磷和复磷条件下根系磷吸收和根构型参数的变化。结果显示,平邑甜茶幼苗在缺磷营养液中培养120 h期间,根系磷最大吸收速率始终高于对照,并趋向一个较稳定的差值;缺磷处理最初12 h内根系磷吸收米氏常数Km值提高,但72～120 h明显下降。缺磷处理的平邑甜茶幼苗转到完全营养液中培养12～120 h,根系对磷的转运效率影响不大,而与磷的亲和力下降,并逐渐恢复到正常状态。平邑甜茶幼苗在缺磷条件下培养至11 d时,一级侧根总长度低于对照,但在17～26 d时,一级侧根总长度明显提高。结果表明,平邑甜茶在短期内主要通过磷吸收动力学的变化来适应缺磷胁迫,较长时期则通过根构型的变化来适应。     

低温对山定子和平邑甜茶幼苗根系氮代谢酶及游离氨基酸的影响

以苹果砧木山定子(Malus baccata Borkh.)和平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)实生苗为试材,研究低温(昼10℃/夜2℃)对根系氮代谢关键酶活性和氨基酸含量的影响。结果表明:低温诱导山定子和平邑甜茶根系谷氨酰胺合成酶(GS)活性,与常温对照相比两砧木活性分别增加了119%和317%。低温同时降低了谷氨酸合酶(NADH-GOGAT)和谷氨酸脱氢酶(NADH-GDH)活性,两砧木NADH-GOGAT活性分别为常温对照的6.11%和48.43%,NADH-GDH活性分别为常温对照的47.07%和33.84%。低温对平邑甜茶GS活性和NADH-GDH活性的影响大于山定子,说明平邑甜茶对低温胁迫较敏感;山定子根系NADH-GOGAT活性受低温影响较大,而低温对平邑甜茶根系NADH-GOGAT活性没有明显影响。GS/GDH比值分析表明,低温前后根系中铵同化途径均以GS/GOGAT为主,但低温使GS/GOGAT途径在根系中的作用明显加强,尤其对平邑甜茶的效果更明显。低温增加了山定子和平邑甜茶根系游离氨基酸总量,山定子和平邑甜茶分别比对照增加了78.34%和89.79%,平邑甜茶游离氨基酸含量高于山定子。低温处理前根系中游离氨基酸以苏氨酸、酪氨酸、天冬氨酸和谷氨酸为主,低温处理后以苏氨酸、精氨酸、天冬氨酸和谷氨酸为主,低温显著提高了根系精氨酸的含量。     

几种低分子量有机酸对连作平邑甜茶幼苗光合与根系生长的影响

以平邑甜茶（Malus hupehensis Rehd.）幼苗为试材,在盆栽条件下研究了田间实测浓度的有机酸（草酸、酒石酸、柠檬酸和苹果酸）对连作幼苗光合特性、叶片保护性酶活性以及根系生长的影响。结果表明,与对照相比,草酸可使平邑甜茶幼苗植株干质量和鲜质量分别增加 24.12%和35.72%。叶片净光合速率、气孔导度分别提高32.27%和76.58%。并显著提高了过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性。酒石酸则降低了平邑甜茶幼苗叶片的气孔导度40.22%,SOD、POD活性亦显著降低。试验结果还表明,柠檬酸和苹果酸也促进了平邑甜茶幼苗的生长。综上,在本试验条件下,草酸能够减轻平邑甜茶幼苗连作障碍现象,酒石酸有加重连作障碍趋势,柠檬酸和苹果酸对连作障碍不明显。     

苹果5种砧木幼苗对连作土壤的适应性差异研究

 以苹果砧木新疆野苹果[Malus sieversii（Ledeb.）Roem.]、莱芜难咽（M. micromalus Makino）、平邑甜茶（M. hupehensis Rehd.）、山荆子[M. baccata（L.）Borkh.]和八棱海棠（M. micromalus）为试验材料,应用盆栽方法研究其对连作土壤的适应性差异。结果表明：连作条件下各砧木叶片光合速率和光合色素含量均低于非连作。平邑甜茶叶片光合速率降幅最小,仅为7.06%,其叶绿素a和类胡萝卜素含量降幅亦较小,分别为9.15%和8.17%。5种砧木根系抗氧化物酶活性及丙二醛（MDA）含量较各自对照升高。与对照相比,连作处理平邑甜茶根系超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性增幅均最小,分别为3.72%、26.60%和23.78%;平邑甜茶根系MDA含量增幅最小,为15.24%,莱芜难咽增幅最大,为54.56%。最终连作对5种苹果砧木的外在影响表现为生物量、株高和地径的下降,其中平邑甜茶适应性较强。     

高温对平邑甜茶幼苗生物发光与能量代谢的影响

 以平邑甜茶[Malus hupehensis (Pamp) Rehd. var pingyiensis Jiang]当年实生苗为材料,研究了高温胁迫对幼苗生物发光的影响以及ATP含量、总呼吸、抗氰呼吸等的变化。结果表明,高温胁迫初期,平邑甜茶幼苗叶片超弱发光和荧光强度均下降,但随着高温胁迫时间的延长,两者均逐渐回升,并在48h时基本恢复到对照水平;但叶片磷光强度在高温胁迫的48h内一直逐渐升高;高温胁迫下,叶片的总呼吸速率降低,抗氰呼吸速率升高,同时ATP生成量也明显降低,显示高温胁迫下平邑甜茶叶片的生物发光与呼吸途径和能量代谢的改变密切相关。     

锌胁迫下水培枳幼苗锌分布及矿质营养元素含量变化

为了解锌胁迫(缺乏或过量)下枳体内锌分布及其他矿质元素含量变化,以30d枳实生幼苗为试材,分别进行锌缺乏(0μmol·L-1)、对照(0.7μmol·L-1)和锌过量(70μmol·L-1)水培处理,70d后测定和分析。结果表明,枳幼苗根、茎和叶中锌含量随处理浓度升高而显著升高,不同器官锌含量为根茎叶,锌胁迫下植株地上部分含锌量比例增加。与对照相比,缺锌处理枳幼苗叶片K、Mn和Cu含量显著降低,叶片Fe含量显著升高,根系Mn含量显著上升,根系Cu含量显著下降。与对照相比,锌过量处理枳幼苗叶片P、Ca、Mg和Cu含量,茎P和K含量,根系Fe和Cu含量均显著升高;叶片K、Fe和Mn含量,茎Ca和Fe含量,根系K和Mn含量均显著降低。各器官不同处理间S含量差异无显著性。相关性分析显示,Zn和Cu含量在枳幼苗根、茎、叶中呈显著或极显著正相关;Zn和Fe含量在叶片和茎中呈极显著负相关,在根中呈极显著正相关。     

平邑甜茶幼苗与葱混作对苹果连作土壤环境的影响

盆栽条件下研究了葱(Allium fistulosum L.)与平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)混作对苹果连作土壤环境及平邑甜茶幼苗生长和生理的影响。结果表明:与连作土对照相比,平邑甜茶与葱混作能促进幼苗株高、地径、鲜样质量、干样质量的增长(分别为对照的1.42倍、1.67倍、3.63倍和2.99倍);提高了平邑甜茶幼苗的根系呼吸速率、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性(分别为对照的1.58倍、2.74倍、2.41倍和6.79倍);显著提高土壤中脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性,均表现为混作石灰氮溴甲烷连作土;同时混作土壤中细菌数量为连作对照的2.44倍,放线菌数量为连作土对照的1.79倍,而真菌数量较连作土对照减少了69.4%,土壤中细菌/真菌比值表现为溴甲烷混作石灰氮连作土;提高了土壤真菌的丰富度指数、多样性指数、均匀度指数,降低了优势度指数;土壤中尖孢镰刀菌数量明显减少。平邑甜茶幼苗与葱混作,可以减少连作土壤中真菌数量,提高细菌数量,减轻苹果的连作障碍。     

盐胁迫下苹果砧木光合能力及光合色素的变化

用NaCl型盐渍土浸提液对一年生盆栽Luo－1、Luo－2、小金海棠（Malus toringoides var． xiaojin．）、平邑甜茶（M． hupehensis Rehd．）实生苗进行盐胁迫处理，测定盐胁迫下光合能力和色素变化，结果表明：苹果砧木光合能力下降幅度越小、叶绿素a、b含量及对照比变化越小，耐盐能力越高，但这一现象只有在高盐浓度下才明显；耐盐能力强的Luo－2光合能力随盐处理时间的延长始终较为稳定，耐盐能力弱的苹果砧木在高盐度下则表现明显的下降趋势。     

红富士苹果枝条下垂处理对~(15)N尿素吸收、分配及利用的影响

以7年生红富士苹果(Malus domestica Borkh.‘RedFuji’)/平邑甜茶(Malushupehensis)为试材,研究枝条下垂处理对春季土施15N尿素的吸收、分配与利用的影响。结果表明:枝条下垂处理植株的根系从肥料中吸收分配到的15N量对根系全氮量的贡献率(Ndff)均低于对照,其中细根在多个物候期差异显著,而粗根在果实膨大期后差异显著;中短梢及中短梢叶的Ndff差异不显著;处理果实及长梢和长梢叶的Ndff在果实采收前均显著低于对照;处理植株多年生器官的Ndff在果实采收后显著高于对照。从15N分配率看,处理植株的中短梢一直显著高于对照,果实在膨大期后显著高于对照;长梢在果实采收前显著低于对照。处理植株的15N利用率低于对照,在果实膨大期后差异显著,两者植株15N利用率在果实采收后分别为21.083%和26.495%。     

用AFLP分析小金海棠的起源

对小金海棠、变叶海棠居群内分化出的似小金海棠的植株、变叶海棠×陇东海棠（似小金海棠）、陇东海棠、变叶海棠进行了AFLP分析。结果表明：小金海棠、变叶海棠居群内分化出的似小金海棠的植株和变叶海棠×陇东海棠（似小金海棠）具有高度的遗传一致性,相似性系数为0.977～0.986;小金海棠与陇东海棠和变叶海棠之间有相近的亲缘关系,小金海棠的谱带有98.08%是来自于变叶海棠和陇东海棠的叠加。该研究表明小金海棠是变叶海棠物种分化及陇东海棠种质渗入所形成的多倍体杂种。     

施用炭化苹果枝粉末对平邑甜茶生长及根系构型的影响

选取冬季修剪下来的‘红富士’苹果枝条,分别在400、600 和700 ℃下厌氧炭化后粉碎过筛,按照1%和2%的质量比施入2 年生盆栽平邑甜茶的盆土中,调查平邑甜茶光合性能、植株生长量、根系活力和根系构型参数等。结果表明,3 种温度热解制备的炭化苹果枝粉末明显提高平邑甜茶叶片净光合速率、株高、干径和植株干质量,明显增加根活力、根系总长度、根系直径、根系表面积和根系体积,并且明显增大根系分形维数,使根系结构复杂化;在400 ~ 700 ℃的范围内,随着炭化温度升高,炭化苹果枝粉末对平邑甜茶的作用效果也逐渐升高;土壤施用2%的炭化苹果枝粉末的作用效果大于施用1%的处理。     

铁高效及低效苹果墓因型的铁离子吸收动力学研究

以小金海棠和山定子为试材，通过不同供铁水平对其铁离子吸收动力学参数影响的研究，探讨这二个苹果基因型的铁吸收动力学特性及铁高效苹果基因型的筛选指标。结果表明：小金海棠、山定子幼苗对铁离子的吸收均符合离子吸收动力学；与山定子相比，小金海棠对铁有较强的吸收能力。在相同供铁水平下，小金海棠Ｋｍ值＜山定子Ｋｍ值，小金海棠Ｉｍａｘ值＞山定子Ｉｍａｘ值。由此说明，小金海棠对铁素的亲和力较高、吸收能力较强，属于铁高效基因型；离子吸收动力学参数可作为铁高效苹果基因型植物的筛选指标。     

小金海棠抗缺铁相关基因-Nramp基因片段的克隆

 以高效抗缺铁苹果种小金海棠(Malus xiaojinensis Cheng et Jiang)为试材，以异源的小麦 Nramp基因为探针进行杂交分析。Southem杂交结果表明：小金海棠基因组中存在该家族基因。Northern杂交结果表明：在根和叶中，Nramp基因在正常供铁和缺铁胁迫下均能得以转录，且叶中的转录受缺铁胁迫的诱导而加强。通过PCR方法已从基因组DNA中扩增出了752 bp的特异性产物，该片段与水稻的OsNramp3具有83％ 的氨基酸序列同源性。     

多菌灵与微生物有机肥复合对连作平邑甜茶幼苗及土壤的影响

为探索多菌灵与微生物有机肥对苹果连作障碍的缓解效果,以连作土盆栽平邑甜茶幼苗为试材,研究了多菌灵、微生物有机肥对平邑甜茶幼苗生长和土壤环境的影响。结果表明:与连作土对照相比,多菌灵和微生物有机肥复合施用可提高根系呼吸速率,促进根系生长,提高幼苗生物量,其中株高提高了38%,呼吸速率提高了36%;细菌/真菌值达到连作土对照的19.07倍;改变了土壤真菌群落结构,其中复合处理具有较高的优势度指数与较低的多样性、均匀度、丰富度指数;微生物有机肥、多菌灵与微生物有机肥复合施用对土壤酶有显著促进作用。因此,多菌灵与微生物有机肥复合施用可以更好地缓解苹果连作障碍。     

硫磺对苹果连作土壤环境及平邑甜茶幼苗生长的影响

以盆栽的试验方式，研究了在老龄苹果园土壤中添加不同量（0、0.1、0.3、0.5 g ? kg-1）的硫磺对土壤微生物环境及再植平邑甜茶（Malus hupehensis Rehd.）幼苗的影响，为减轻苹果连作障碍提供理论依据。温室和露地盆栽结果显示：硫磺对改善连作土壤环境及促进平邑甜茶幼苗的生长具有良好的效果，但不同添加量促进效果不尽相同，其中以0.3 g ? kg-1的促进效果最为显著。与对照相比，0.3 g ? kg-1的硫磺处理浓度下平邑甜茶幼苗株高、地径、鲜质量、干质量分别增加了60.83%（26.03%，露地数据，下同）、26.78%（19.66%）、73.44%（62.15%）和93.32%（72.93%）；根长、根表面积、根体积、根尖数、根系呼吸速率提高了1.47倍（1.82倍）、2.28倍（2.05倍）、2.05倍（2.74倍）、1.73倍（1.67倍）、2.12倍（1.98倍）。硫磺处理后叶片叶绿素含量、光合参数、土壤酶的活性均有不同程度提高。0.3 g ? kg-1硫磺处理具有最高的细菌与真菌比值、真菌的丰富度和多样性指数及最低的优势度指数。主成分分析发现，随硫磺添加量增加，土壤真菌群落与对照距离越来越远，但当添加量由0.3 g ? kg-1增加至0.5 g ? kg-1对改善连作土壤环境的效果不是特别明显。实时荧光定量结果表明，硫磺的添加可以显著降低串珠镰孢菌基因拷贝数。综上，0.3 g ? kg-1硫磺处理可较好地优化土壤环境，促进平邑甜茶幼苗的生长，可作为一种减轻苹果连作障碍的有效方法。