荔枝嫁接亲和性及机理的初步研究

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhoumi2008
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荔枝(Litchi chinensis Sonn.)是我国南方亚热带地区广泛栽培的特产果树,随着人们的生活水平提高和采后处理技术的进步,市场对荔枝的需求不断扩大。然而,品种结构不合理、低效品种比重过大限制了荔枝产业效益提升。高接换种技术可快速有效改变荔枝产业品种结构不合理等问题,但并非所有的荔枝品种嫁接都具有亲和性。在过去的经验中,‘妃子笑’荔枝品种在作为接穗进行嫁接时,具备广亲和性,但是否如此,值得研究。本论文在进行田间试验的基础上,综合运用解剖学、生理生化、转录组学等技术,验证其嫁接具有广亲和性的初步机理。主要研究结果如下:(1)通过荔枝品种‘妃子笑’与早熟品种‘三月红’、晚熟品种‘马贵荔’、大核品种‘库林’、焦核品种‘岭丰糯’、无核品种‘无核荔’、传统嫁接难成活的砧木品种‘状元红’、传统嫁接容易成活的砧木品种‘怀枝’以及各个产区的44个荔枝品种进行嫁接实验,以‘妃子笑’/‘妃子笑’自体嫁接为对照,进行嫁接亲和性调查。嫁接组合接口处愈合情况良好,没有出现大小脚的情况,嫁接后抽出的新梢生长快,新生叶片的色泽鲜绿,确认‘妃子笑’作为接穗进行嫁接时具有广亲和性。(2)对荔枝嫁接结合部位接穗韧皮部、接穗新抽完全展开功能叶进行采样,通过测定叶片中K离子含量、可溶性糖含量、测定接穗韧皮部SOD酶活性、POD酶活性。发现‘妃子笑’作为接穗与其他品种的砧木嫁接后,嫁接结合部接穗韧皮部SOD酶活性均大于自体嫁接,并在p≤0.001水平上并无显著性差异;叶片中K离子含量、可溶性糖含量、接穗韧皮部POD酶活性无明显规律。由此认为‘妃子笑’作为接穗进行嫁接时具有广亲和性与嫁接结合部位韧皮部SOD酶活性有关。叶片中K离子含量、可溶性糖含量、嫁接结合部位韧皮部POD酶活性可能不是关键性指标,需要进一步实验探究这三者能否作为广亲和性指标。(3)分别采集自体嫁接组合‘妃子笑’/‘妃子笑’、传统意义上嫁接难成活砧木组合‘妃子笑’/‘状元红’、中间型嫁接砧木组合‘妃子笑’/‘凤花’、传统意义上嫁接容易成活砧木组合‘妃子笑’/‘白蜡’嫁接后2 h、3 d、8 d的嫁接结合部位样品,进行转录组学分析。在不同组合中进行比较,共获得差异基因95786个。其中上调差异基因数量为49209个,下调差异基因数量为46577个。对所获得的的差异基因进行GO、KEGG等注释后,发现差异基因主要涉及碳水化合物代谢、细胞的生长、分化、对环境的应激适应、光合作用等相关途径。(4)通过转录组学分析,对同样本不同愈合时期的差异表达基因进行筛选时发现,与ABA积累负调控的相关基因具备高表达的趋势。在ABA合成代谢途径中,脱落酸8’-羟化酶基因可能通过负调控ABA含量积累过程,减少嫁接结合部位ABA含量,提高嫁接的亲和性。(5)通过转录组学分析,对同样本不同愈合时期的差异表达基因进行筛选时发现,与抗坏血酸合成有关的基因具有高表达的趋势,对抗坏血酸的生物功能进行分析后,推测抗坏血酸可能与嫁接亲和性有关。(6)通过转录组学分析,对嫁接不同组合间的差异表达基因分组进行筛选,以‘妃子笑’/‘妃子笑’为对照,发现具有表达量高于‘妃子笑’/‘妃子笑’的共性差异表达基因在KEGG富集分析后,聚集在苯丙烷生物合成途径中的木质素合成部分。推测‘妃子笑’作为接穗进行嫁接时,会通过嫁接组合愈合前期木质素的快速积累促进砧穗间维管束重连,从而使砧穗组合具有亲和性。(7)经过综合分析,发现嫁接后嫁接亲和组合中促进愈伤组织形成、生长发育;提高植株抗逆性;促进木质素含量积累;减少ROS、ABA等胁迫影响因素的相关代谢活跃,为嫁接组合形成完整的维管束桥提供物质基础和提高抵抗外界不良影响的抗性。
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