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苹果砧木M9作自根砧或中间砧的致矮机理研究

张鹤  
【摘要】:嫁接不但使园艺作物具有更强适应性和抗性,同时也改变了接穗的生长发育特性。M9作自根砧或中间砧使苹果树体矮化、丰产,已在苹果生产中广泛应用,但致矮机理尚未完全揭示。随着研究的深入,越来越多的研究表明是由接穗与砧木间相互作用导致了树体内激素的改变而引起,其作用机制尚待深入研究。 本试验以3年生M9、八棱海棠、富士/M9、富士/M9/八棱海棠和富士/八棱海棠为试材,筛选了苹果中IAA极性运输蛋白PIN和LAX家族成员,采用qRT-PCR方法测定了不同试材茎段韧皮部的PIN、LAX基因家族表达特性。富士/M9和富士/M9/八棱海棠接穗和根系分别外施100mg/L NAA和BA;富士/八棱海棠茎段环剥后涂抹NPA。检测处理后树体内IAA.NAA.Z.BA含量和PIN基因表达的动态变化及树体年新梢生长量的差异。 苹果中PIN基因家族成员为13个,LAX基-因家族成员为8个,依据与拟南芥的亲缘关系命名MdPIN1-13、MdLAX1-8。在MdPIN的13个成员中,MdPIN8、MdPIN10和MdPIN13在M9、八棱海棠、富士/M9、富士/M9/八棱海棠和富士/八棱海棠茎韧皮部中表达量均高于其他家族成员,且在富士/M9/八棱海棠的中间砧段MdPIN8表达量显著低于接穗和基砧,而富士/八棱海棠在接穗和基砧茎段韧皮部中MdPIN8、MdPIN10和MdPIN13表达量无显著差异,这表明M9中间砧段限制IAA下运是由于MdPIN8的表达量弱。而M9中MdPIN8、MdPIN10和MdPIN13的表达量均显著低于八棱海棠。在MdLAX的8个成员中,MdLAX1、MdLAX8在不同材料茎韧皮部中表达量均显著高于其他家族成员。MdLAX1、MdLAX8在不同砧穗复合体的接穗、基砧(中间砧)茎韧皮部中表达量无差异,这表明MdLAX不是M9中间砧段限制IAA下运的关键因素。 在富士/M9接穗叶面喷施或根系滴灌NAA后1天,即检测到根系IAA+NAA含量持续上升,7天内维持高含量水平,随后下降。茎韧皮部MdPIN8、MdPIN10基因表达量变化规律与IAA+NAA规律一致,但根系玉米素含量和新梢年生长量与未施用NAA的对照无显著差异,表明IAA供应不足不是M9根系z含量低的原因。富士/M9接穗叶面喷施或根系滴灌BA,提高了叶片的Z+BA含量,根系IAA含量持续上升,至处理后3周分别为初始值的2.5和2.4倍,新梢年生长量显著增加,为对照的3.1倍。这表明外源BA可抵消M9自根砧的致矮作用,Z含量低与致矮性密切相关。富士/M9/八棱海棠根系滴灌NAA,叶片和根系IAA+NAA含量在处理后1天急剧增加,7天内维持高含量水平,随后下降。根系和叶片Z含量自处理后持续上升,直至第2周分别达到106.31和141.04ng/gFW,与0天相比差异显著,新梢年生长量显著增加,为对照的2.9倍。这表明根系Z含量低与根系IAA供应不足密切相关。但富十/M9/八棱海棠接穗叶面喷施NAA,叶片、接穗皮和中间砧皮IAA+NAA含量在1-7天内维持高含量水平,基砧皮和根中IAA+NAA含量始终基本保持稳定,同时在M9中间砧段IAA+NAA的含量高于接穗和基砧。叶片和根系的Z含量在处理后3周内未见显著变化,生长势的恢复弱于NAA根施。MdPIN8、 MdPIN10表达量变化规律与IAA+NAA基本一致,但接穗韧皮部MdPIN8、MdPIN10相对表达量显著高于中间砧和基砧。NPA处理富士/八棱海棠茎皮后第1天,根系IAA含量显著下降,叶片和根系z含量在处理后第3天持续下降,削弱了新梢生长,表明根系IAA供应不足与M9中间砧IAA极性运输受阻密切相关。 因此认为,M9在作自根砧和中间砧时致矮机理不同。M9自根砧致矮是由于根系Z含量低所致;而M9中间砧致矮是由中间砧段韧皮部PIN8表达量低,限制1AA下运,根系获得IAA不足所致。


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