湖南柑橘資源的遺傳多樣性及營養(yǎng)光合特性研究.pdf

1、湖南柑橘種質(zhì)資源豐富，通過調(diào)查和整理發(fā)現(xiàn)，枳屬、柑橘屬、金柑屬均有野生種和古老栽培種。宜昌橙，道縣野橘，葬山野柑、山金柑等野生資源的發(fā)掘奠定了湖南是世界柑橘起源中心之一的物質(zhì)基礎(chǔ)。 湖南省的柑橘資源具有清晰的地理分布特點，表現(xiàn)出兩條明顯的分界線；一條南北分界線，大致位于北緯26°，此線以南為中國的南嶺山脈，應(yīng)是真正柑橘亞屬起源中心之一。另一條東西分界線，大致位于東經(jīng)113°，此線以東為中國東南山地部分，富含金柑類野生種質(zhì)資源，而

2、西部則廣泛分布大翼橙亞屬的宜昌橙類。 從以上湖南野生柑橘資源的地理分布，可以推斷，柑橘屬野生資源的進化，可能是從中國西南高原的野生宜昌橙類，逐漸演化成中南山區(qū)的野生寬皮柑橘，進而延伸演化成東南山地的金柑屬植物。莽山野柑的發(fā)現(xiàn)為柑與橘的分類提供了實物標(biāo)本。 應(yīng)用超薄切片技術(shù)，在透射電鏡下對幾種柑橘植物花粉外壁的超微結(jié)構(gòu)進行了觀察，結(jié)果表明，柑橘屬植物花粉具4～5孔溝，外壁內(nèi)層發(fā)育好，花粉外壁結(jié)構(gòu)屬于較進化類型。供試材料花粉

3、外壁超微結(jié)構(gòu)特征各異，說明了柑橘屬植物的遺傳多樣性；野生柑橘花粉外壁柱狀層為顆粒結(jié)構(gòu)，栽培柑橘為小柱結(jié)構(gòu)，似可說明柑橘花粉外壁柱狀層的進化趨勢是由顆粒結(jié)構(gòu)到小柱結(jié)構(gòu)。莽山野柑和莽山野橘花粉外壁超微結(jié)構(gòu)存在明顯差異，主要表現(xiàn)為：莽山野柑花粉外壁的柱狀層發(fā)育差，為顆粒狀，覆蓋層厚度為O.41μm，內(nèi)層厚度為O.84μm；莽山野橘花粉外壁的柱狀層發(fā)育好，為小柱狀，覆蓋層厚度為0.47μm，內(nèi)層厚度為O.33μm。 用掃描電鏡觀察30種

4、柑橘葉片氣孔密度、氣孔長軸、氣孔器長軸和短軸及氣孔器的形態(tài)。結(jié)果表明，柑橘屬和金柑屬植物氣孔器屬無規(guī)則型，只有保衛(wèi)細胞，無副衛(wèi)細胞。枳的氣孔器為平列型。同種類試材的氣孔密度、氣孔長軸，氣孔器大小具有較大的相似性或完全相同，不同種類之間的上述性狀則表現(xiàn)較大差異，柑和橘的氣孔特征個異。這說明柑橘葉片氣孔密度、氣孔長軸和氣孔器大小和形態(tài)可以作為研究果樹遺傳育種、區(qū)別品種、類型的重要微觀特征。 應(yīng)用RAPD分子標(biāo)記技術(shù)分析了湖南省主要野

5、生柑橘資源的親緣關(guān)系，得到下列結(jié)果。 (1)本實驗用宜昌橙和香柚DNA作為模板，對120條引物進行了篩選，從中篩選到37條比較適合RAPD分析的隨機引物。 (2)應(yīng)用篩選出的37條引物對23份柑橘材料進行RAPD分析，其中12條引物獲得了很好的效果，共得到擴增位點82個，其中多態(tài)位點61個，多態(tài)性比例達74.44％，對23個試材的區(qū)分率達100％。材料之間的多態(tài)性帶數(shù)和多態(tài)性比例各異。 (3)將RAPD分析的數(shù)據(jù)

6、，用SPSS軟件(Version12)進行聚類分析，23份材料歸并成六類。第一類有南豐蜜橘、本地早、朱橘、立花橘、砂糖橘、土橘、道縣野橘；第二類有瑪瑙柑、莽山野橘、莽山野柑；第三類有金山橙、慈利香橙、宜昌橙、羅漢橙、冰糖橙、蟹橙；第四類是枳橙；第五類包括大葉枳、飛龍枳、大庸枳橙、中葉枳、小葉枳；第六類是山金柑。此聚類結(jié)果與試材形態(tài)特征和生物學(xué)特性分類結(jié)果較一致，第一類中瑪瑙柑與莽山野柑的相關(guān)系數(shù)高達0.728，莽山野柑具有柑的分類地位，

7、說明了RAPD分析的可靠性。 柑與橘應(yīng)否分別具有種的地位，取決于野生柑橘資源的研究結(jié)果，根據(jù)莽山野柑、莽山野橘、道縣野橘，通道野橘和有關(guān)地方品種的形態(tài)、孢粉特征的模糊聚類分析，柑和橘之間性狀相似性的相關(guān)系數(shù)僅0.2303，莽山野柑與莽山野橘血清學(xué)關(guān)系的異源沉淀帶之和與同源沉淀帶之和的比率為40％，酯酶同工酶譜中的柑類具有Est-12特征帶，RAPD分析中，莽山野柑和瑪瑙柑的相關(guān)系數(shù)為0.728，莽山野柑花粉外壁呈顆粒結(jié)構(gòu)，而莽山

8、野橘花粉外壁呈小柱結(jié)構(gòu)。野柑和3個野橘的核型分別為2n=2x=18=18m和2n=2x=18=16m+2sm，以此為據(jù)，可以認為柑與橘分別具有種的地位。 于2002年和2003年測定了湖南西部紅砂土、紅泥土及紫色土9年生枳砧椪柑園土壤物理性狀、化學(xué)性狀及椪柑的生長結(jié)果情況。結(jié)果表明，三種土壤有機質(zhì)含量不足，紅砂土、紅泥土速效氮、磷偏低，紫色土速效氮、磷含量不足；紫色土、紅砂土速效鉀適量，紅泥土速效鉀缺乏；紫色土有效鈣、鎂含量充足

9、，紅砂土，紅泥土二者有效鈣、鎂缺乏；除紅砂土和紅泥土有效鐵、有效錳含量充足外，其他所測微量元素缺乏，因而椪柑產(chǎn)量不高，果實達不到優(yōu)質(zhì)果標(biāo)準(zhǔn)。三種土壤類型中，紅砂土整體營養(yǎng)水平較高，土質(zhì)疏松，因而紅砂土的椪柑產(chǎn)量和品質(zhì)都優(yōu)于紫色土和紅泥土。 對12年生椪柑各器官的氮、磷、鉀、鈣、鎂、銅、鋅、鐵、錳、鎘、鎳、鉛礦質(zhì)元素進行了測定，對產(chǎn)量、落花率、落果率、落葉率進行了調(diào)查，測定了各器官的含水量。結(jié)果表明：①所分析的12種元素在不同器官

10、的含量各不相同，同一種元素在不同的器官中存在顯著差異。葉、果、枝、根比較，葉中氮、磷、鉀、鈣、鎂、錳含量最高，春梢葉分別為22.886g/kg、1.287g/kg、10.308g/kg、23.972g/kg、2.350g/kg、24.098mg/kg；鐵、鋅元素以根含量為最高，分別為341.595mg/kg、24.198mg/kg；銅、鎘、鎳、鉛元素以枝皮中含量高，分別達到了14.700mg/kg、0.818mg/kg、4.539mg/

11、kg、29.393mg/kg。②從6月第二次生理落果到11月采收，氮、磷在果肉中呈下降趨勢，果肉中7月鉀、鈣、鎂含量為最高，分別達到19.441g/kg、9.806g/kg、3.195g/kg，不同物候期間，三種元素均存在極顯著差異。氮、磷含量隨果皮發(fā)育下降，6月果皮含氮量為21.479g/kg、11月果皮含氮量僅為9.968g/kg；6月果皮含磷量為1.299g/kg，11月僅為0.669g/kg；果皮中鉀、鎂以7月含量最高，分別達到

12、21.255g/kg、2.821g/kg；8月果皮含鈣量最高，達到了11.997g/kg。果實發(fā)育不同時期，果皮氮、鈣含量均高于果肉，而果肉的磷含量高于果皮；6月、7月、8月、9月4次測定中，果皮的鉀含量極顯著高于果肉，11月果肉的鉀反而極顯著的高于果皮；9月，果皮的鎂含量略高于果肉，6月、7月、8月、11月，果肉的鎂含量均高于果皮。③氮、磷、鉀、銅、鋅的含量隨葉齡的增加而遞減，鐵、鈣、鎘、鎳的含量隨葉齡增加而遞增，鎂含量在不同葉齡葉之

13、間無顯著差異，一年生葉錳、鉛含量最高。④樹上幼果與落果比較，落果所測元素含量均顯著高于幼果，說明果實發(fā)育中營養(yǎng)元素缺乏不是落果的唯一原因，花與葉比較，花中的氮、磷、鉀、銅、鐵、鋅高于葉，葉中的鈣、鎂、錳、鎘、鎳、鉛元素高于花。⑤不同物候期葉主要礦質(zhì)元素含量表現(xiàn)為，6月氮、磷含量最高，分別為34.594g/kg，1.638g/kg；而鉀、鎂則在7月含量最高，分別為20.950g/kg、4.845g/kg，鈣在8月含量最高，為42.177g

14、/kg。⑥每生產(chǎn)10噸果實帶走氮、磷、鉀、鈣、鎂為12.84kg、1.142kg、11.283kg、4.784kg、1.118kg；每公頃落花、落葉、落果從樹體帶走氮、磷、鉀、鈣、鎂為36.526kg、2.552kg、24.311kg、38.001kg、4.036kg。每生產(chǎn)10噸椪柑果實擬施純氮59.680kg，施磷(P2O5)5.683kg，施鉀(KO)41.613kg。⑦根據(jù)實驗分析和前人研究結(jié)果，制定了湖南丘陵山地椪柑葉礦質(zhì)元素

15、分析標(biāo)準(zhǔn)。 利用LI-6400光合儀對田間條件下12年生椪柑的春梢葉、結(jié)果枝葉、夏梢葉、秋梢葉光合特性進行了研究。結(jié)果表明：①椪柑凈光合速率日變化呈雙峰曲線，2003年8月24日測定，首峰出現(xiàn)在9：00時，次峰值小于首峰值，出現(xiàn)在16：00時；2003年11月14日測定，首峰出現(xiàn)在13：00時，次峰出現(xiàn)在15：00時。②2003年8月11日測定，春梢葉、結(jié)果枝葉、夏梢葉的光補償點分別為19.0、15.0、19.5μmol·m-2

16、·s-1，結(jié)果枝葉光飽和點分為100μmol·m-2·s-1；春梢和夏梢的光飽和點同為200μmol·m-2·s-1。2003年11月15日測定，春梢葉、結(jié)果枝葉、夏梢葉、秋梢葉的光補償點分別為7.5、4.0、6.O、4.5μmol·m-2·s-1，光飽和點為1250μmol·m-2·s-1。③2003年8月11日測定，春梢葉、結(jié)果枝葉、夏梢葉CO2補償點分別為98.0、95.0、90.Oμmol·m-2·s-1，春梢CO2飽和點為10

17、00μmol·m-2·s-1；結(jié)果枝和夏梢葉同為1200μmol·m-2·s-1。2003年11月15日測定，春梢葉、結(jié)果枝葉、夏梢葉、秋梢葉CO2補償點分別為75.0、98.0、84.0、90.0μmol·m-2·s-1，春梢葉、結(jié)果枝葉的CO2飽和點為700μmol·m-2·s-1，夏梢葉和秋梢葉的CO2飽和點為1000μmol·m-2·s-1。④2004年10月13日測定春梢葉片光合適溫為26～32℃，秋梢葉片光合適溫為26～30