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‘金蜜狭叶桃’光合及生物学特性的研究

2013-08-15王蛟王力荣等

果树学报 2013年4期

王蛟 王力荣等

摘 要: 【目的】为明确高可溶性固形物含量种质‘金蜜狭叶桃单叶及群体光合特性,以‘中农金辉、‘红珊瑚为对照,对其光合相关的生物学特性、冠层光照强度及净光合速率(Pn)季节变化等指标进行分析。【方法】采用石蜡切片、乙醇浸提法及田间调查等方法,对叶片解剖结构、叶绿素含量及叶片和枝条的形态学特性进行分析;利用Li-6400型气体交换系统,测定了‘金蜜狭叶桃和两对照的净光合速率季节变化及群体光合特性。【结果】1)‘金蜜狭叶桃生物学特性主要表现为,栅栏组织厚度、海绵组织厚度、叶片厚度及比叶重均显著高于‘中农金辉和‘红珊瑚(P<0.05);叶绿素a、b含量、叶宽、叶面积均显著小于两对照(P<0.05);其成枝率极高(65.5%),但坐果率极低(3%);新枝停长期比两对照提前20 d。2)‘金蜜狭叶桃树冠内部光照强度及相应的净光合速率均显著大于两对照(P<0.05),并且光照强度在上、中、下三层间分布较均匀。3)‘金蜜狭叶桃树冠外围单叶净光合速率日变化在5—7月份呈单峰曲线,8—9月份呈双峰曲线,光合“午休”不明显。【结论】‘金蜜狭叶桃主要表现为成枝率高,叶绿素含量低,叶片厚;冠层内部光照强度高,对应的净光合速率大,光合“午休”不明显。

关键词: 桃; 净光合速率; 叶片解剖结构; 光照强度

中图分类号:S662.1 文献标志码:A 文章编号:1009-9980?穴2013?雪04-0608-07

狭叶桃由Lesley[1]于1957年首次进行报道,因叶片较正常叶狭窄而得名。狭叶桃同时具有树型开张、透光性好等特性[2]。研究其光合及生物学特性,对育种工作具有重要的指导意义。Glenn等[3-4]对其水分利用率进行了研究,得知其水分利用率高于宽叶对照,并认为这和叶片狭窄无关,而是由较高的透光率及较低的水势所致。张斌斌等[5]对狭叶桃单叶净光合速率(Pn)日变化及相关参数进行研究,表明狭叶桃有光合“午休”现象,有较高的水分利用效能和光合效能。目前,有关狭叶桃群体光合、净光合速率季节变化及光合相关的生物学特性尚未见报道。‘金蜜狭叶桃品种是中国农业科学院郑州果树研究所于1999年由香珊瑚和Richlady杂交获得的狭叶油桃品种,其风味浓甜,固形物含量极高(最高可达25.9%),针对其坐果率低,在育种中和坐果率较高的品种配置组合。我们以‘中农金辉和‘红珊瑚为对照,对‘金蜜狭叶桃净光合速率的季节变化、空间变化及相关的生物学特性进行研究,为以后进一步研究及生产应用提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料

试验于2011—2012年在郑州果树研究所桃国家种质资源圃进行。所用材料为‘金蜜狭叶桃,‘中农金辉、‘红珊瑚为对照(两对照均为宽叶),每个品种分别选2株,树龄均为9 a。所用材料均为常规管理。

1.2 方法

1.2.1生物学特性 1)枝条及果实特性。于东南方向一主枝上选取具有代表性的10条长果枝,量取节间长度、枝条开张度及花芽/叶芽比值;成枝率、坐果率均参照桃种质资源描述规范和数据标准[6]获得。

2 结果与分析

2.1 叶片、枝条基本特性及果实、枝条的生长动态

2.1.1 叶片及枝条基本特性 表1可知,‘金蜜狭叶桃成枝率极高,而坐果率及花芽/叶芽又明显小于‘中农金辉和‘红珊瑚;节间长度表现为‘金蜜狭叶桃<‘中农金辉<‘红珊瑚。由表2、3可知,‘金蜜狭叶桃叶型指数、比叶重、叶片垂度显著大于‘中农金辉和‘红珊瑚,而2个对照之间没有显著差异;叶长介于两对照之间,并且与2者有显著性差异;3者叶柄长没有显著性差异;叶绿素a、叶绿素b含量、叶面积及叶宽均显著小于两对照;叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度均显著大于两对照;叶绿素a/b 3者之间没有显著性差异。由图版-A~C也可以看出,‘金蜜狭叶桃叶片结构和两对照差别很大,尤其是栅栏组织厚度和叶片厚度。

通过比较叶片和枝条的特性,发现‘金蜜狭叶桃不仅叶片宽度明显变窄,其他生物学特性如叶片厚度、比叶重、叶片垂度显著大于两对照,叶绿素a和b含量却显著小于两对照,说明‘金蜜狭叶桃突变性状丰富。

2.1.2 枝条净增长量变化动态 由图2可知,3品种新枝净增长量都经历了先上升,达到峰值,再下降的过程;其中‘中农金辉最大值出现时间最早,‘金蜜狭叶桃居中,‘红珊瑚最晚;峰值之后‘中农金辉和‘红珊瑚均缓慢下降,而‘金蜜狭叶桃则下降迅速。‘金蜜狭叶桃新枝停长时间最早,而‘中农金辉和‘红珊瑚较晚,2者都比‘金蜜狭叶桃滞后约20 d。

2.2 树冠内不同部位光照强度及对应的光合速率

2.2.3 3品种间相同部位光照强度及对应光合速率的差异性分析 由表5可以看出,在新枝基部和中部所在区域,‘金蜜狭叶桃光照强度均显著大于‘中农金辉和‘红珊瑚,而‘中农金辉和‘红珊瑚之间差异性不显著;由于其透光性好,对应的光合速率也显著大于两对照。

2.3 不同季节光合速率(Pn)日变化

实验对5—9月3个品种树冠外围单叶片的单月净光合速率(Pn)日变化进行了测定,研究表明, 5、6、7月份Pn日变化曲线呈单峰,8、9月份则呈双峰。

3 讨 论

树冠的透光性直接影响着果实产量、果实着色等,透光性好的品种还能减少病虫害的发生,给栽培管理带来方便[19]。本实验得知,‘金蜜狭叶桃树冠透光率明显高于‘中农金辉和‘红珊瑚,并且树冠内部叶片净光合速率大于两对照,这和狭叶棉花、大豆上的研究结果一致[20-21]。表明了‘金蜜狭叶桃适合于密植栽培,符合生产发展的方向,对于提高土地利用率、提高果实产量和质量有着重要的意义。

4 结 论

‘金蜜狭叶桃主要表现为成枝率高,叶绿素含量低,叶片厚;净光合速率变化曲线在5—7月份呈单峰曲线,8—9月份为双峰曲线,并且“午休”现象不明显;树冠内部光照强度及对应的净光合速率大于两对照,适合于密植栽培。(本文图版见插4)

参考文献 References:

[1] LESLEY J W.A genetic study of inbreeding and of crossing inbred lines in peachs[J]. The American Society for Horticultural Science,1957,70: 93-103.

[2] OKIE W R,SCORZA R. Breeding peach for narrow leaf width[J]. Acta Horticulturae,2001(592): 137-141.

[3] GLENN D M,SCORZA R. Genetic and environmental effects on water use efficiency in peach[J]. HortScience,2006,131(2): 290-294.

[4] GLENN D M,SCORZA R,BASSETT C. Physiological and morphological traits associated with increased water use efficiency in the willow-leaf peach[J]. Hort Science,2000,35(7): 1241-1243.

[5] ZHANG Bin-bin,MA Rui-juan,SHENG Zhi-jun,CAI Zhi-xiang.Study on photosynthetic characteristics in leaves of willow-leaf peach in autumn[J]. Journal of Fruit Science,2011,28(5): 763-769.

张斌斌,马瑞娟,沈志军,蔡志翔. 窄叶桃叶片光和特性研究[J]. 果树学报,2011,28(5): 763-769.

[6] WANG Li-rong,ZHU Geng-rui.Descriptors and data standard for peach(Prunus persica)[M]. Beijing: China Agriculture Press,2005: 65-76.

王力荣,朱更瑞. 桃种质资源描述规范和数据标准[M]. 北京: 中国农业出版社,2005: 65-76.

[7] KOCH G W,SILLET S C,JENNINGS G M,DAVIS S D. The limits to tree height[J]. Nature,2004,428: 851-854.

[8] ZHANG Zhi-hua,LIU Xin-cai,LIU Yan-hong,WANG Hong-xia,ZHU Fa-chao,GONG Mo-lin,SHENG Xin-ying. Study on the Relationship between the anatomical structure of shoots and growth vigor of Juglans regia L[J]. Scientia Agricultura Sinica,2007,40(6): 1303 -1308.

张志华,刘新彩,刘彦红,王红霞,褚发朝,宫墨林,申新英. 核桃枝条解剖结构与生长势的关系[J]. 中国农业科学,2007,40(6): 1303-1308.

[9] MA Lan-qing,GU Ji-cheng,WANG You-nian,YAO Yun-cong.Study of quantity relation between diurnal variation of photosynthetic efficiency and environmental factors in young apple[J]. Journal of Beijing Agricultural College,1998,13(2): 15-19.

马兰青,谷继成,王有年,姚允聪. 苹果幼树日光合特性与环境因子数量化关系的研究[J]. 北京农学院学报,1998,13(2): 15-19.

[10] FARQUHAR G D,SHARKEY T D.Stomatal conduc,ance and photosynthesis[J]. Annual Review of Plant Physiology,1982,33: 317-345.

[11] SHIRKE P A,PATHRE U V. Influence of leaf-to-air vapour pressure deficit on the biochemistry and physiology of photosynthesis in Prosopis juliflora[J]. Journal of Experimental Botany,2004,55(405): 2111-2120.

[12] BUNCE J A.Nonstomatal inhibition of photosynthesis by water stress and reduction in photosynthesis at high transpiration rate without stomatal closure in field-grown tomato[J]. Photosynthesis Research,1988,18: 357-362.

[13] MENG Jun,CHENG Wen-fu,XU Zheng-jin,LI Lei-xin,ZHOU Shu-qing. Study on photosynthetic rate and chlorophyⅡ[J]. Journal of Shen Yang Agricultural University,2001,32(4): 247-249.

孟军,陈温福,徐正进,李磊鑫,周淑清. 水稻剑叶净光合速率与叶绿素含量的研究初报[J]. 沈阳农业大学学报,2001,32(4): 247-249.

[14] LIU Jian-feng,YANG Wen-juan,JIANG Ze-ping,GUO Quan-shui,JIN Jiang-qun,XUE Liang.Effects of shading on photosynthetics and chlorophy- Ⅱ fluorescence parameters in leaves of endangered plant Thuja sutchuenensis[J]. Acta Ecologica Sinica,2001,31(20): 5999-6004.

刘建锋,杨文娟,江泽平,郭泉水,金江群,薛亮. 遮荫对濒危植物崖柏光合作用和叶绿素荧光参数的影响[J]. 生态学报,2001,31(20): 5999-6004.

[15] TANG Qian,SHI Jia-fan. Study on the relation between leaf structure and photosynthetic characters of majoy varieties[J]. Journal of Sichuan Agricultural University,1997,15(2): 193-198.

唐茜,施嘉璠. 川西茶区主栽品种光合强度与叶片结构相关关系研究[J]. 四川农业大学学报,1997,15(2): 193-198.

[16] OREN R,SCHULZE E D,MATYSSEK R,ZIMMERMANN R.Estimating photosynthetic rate and annual carbon gain in conifers form specific leaf weight and leaf biomass[J]. Oecologia(Berlin),1986,70: 187-193.

[17] MARINI R P,BARDEN J A. Seasonal correlations of specific leaf weaght to net photosynthesis and dark respiration of apple leaves[J]. Photosynthesis Research,1981,2: 251-258.

[18] TSUGE T,TSUKAYA H,UCHIMIYA H.Two independent and polarized processes of cell elongation regulate leaf blade expansion in Arabidopsis thaliana(L.)Heynh[J]. Development,1996,122: 1589-1600.

[19] WANG An-zhu,ZHANG Fang-fang,HAN Ming-yu,TIAN Hai-cheng,TIAN Yu-ming,ZHAO Cai-ping.Effects of the central leader tree form on the light interception ability,fruit yield and quality of peach[J]. Journal of Fruit Science,2009,26(1): 86-89.

王安柱,张芳芳,韩明玉,田海成,田玉命,赵彩平. 主干形桃树对光截获能力和果实产量品质的影响[J]. 果树学报,2009,26(1): 86-89.

[20] GONIAS E D,OOSTERHUIS D M,BIBI A C. Light interception and radiation use efciency of okra and normal leaf cotton isolines[J]. Environmental and Experimental Botany,2011,72(2): 217-222.

[21] SUNG F G M,CHEN J J. Changes in photosynthesis and other chloroplast traits in lanceolate leaflet isoline of soybean[J]. Plant Physiological,1989,90: 773-777.