冯婷华,孟洁,李冰,吕晨菲,张超,杨静慧,通信作者
桃和李不同品种花芽生理特性与萌发率的关系
冯婷华1,孟洁1,李冰2,吕晨菲1,张超3,杨静慧1,通信作者
(1. 天津农学院 园艺园林学院,天津 300392;2. 天津农科院 资源环境研究所,天津 300384;3. 天狮学院,天津 301700)
为比较桃和李不同品种花芽生理特性与萌发率的关系,选取休眠期4个桃树品种和3个李树品种为试材,测定了花芽萌发率和与休眠期相关的含水量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量等生理指标。结果表明:李品种中,‘秋姬李’的各项指标含量均为最高,‘苦李’萌芽率、可溶性糖和含水量含量最低,可溶性蛋白显著低于‘秋姬李’;桃品种中,‘早黄金’萌发率最高,可溶性蛋白显著高于其他品种,‘黄金香2号’可溶性糖含量最高。各项休眠相关的生理指标隶属函数平均值为:李中,‘秋姬李’(1.000)>‘红李优系’(0.239)>‘苦李’(0.213),桃中,‘早黄金’(1.000)>‘伏里红’(0.598)>‘巨黄油’(0.270)>‘黄金香2号’(0.157),3项指标综合分析后发现其结果与萌发率指标存在较好的一致性。
桃;李;品种;生理特性;萌发率
桃树属于蔷薇科桃属植物,果肉营养丰富,可食用,也供药用,一直以来是人们所喜爱的水果之一。李树属于蔷薇科李属植物,是抗氧化剂含量极高的“超级水果”。2012年我国桃产量占世界总产量的57.05 %[1],2011年我国李栽培面积为108.5万hm2,占世界总面积的一半以上[2]。
随着经济文化水平的提高以及对健康的重视程度增加,人们对水果的需求量与日俱增,世界各国农业已由传统生产方式转向设施栽培[3],即通过人工控制植物的生长条件,达到提早收获果实的目的[4],延长果实的供应期,为果农带来更加可观的经济效益,如王田利对油桃速生栽培技术的研究[5]。
而我国设施栽培技术起步晚,仍存在许多技术问题。目前促成栽培休眠期的研究主要为观测其花芽的萌发率,如李文贵等[6]研究成都桃自然休眠期的结束时间发现,不同品种差异很大,最早在12月上旬,最晚在2月下旬,但生产上一般不采用此方法,所以通过测定其生理学指标,根据其生理变化来判断休眠的结束时间。但这方面的研究非常少,本研究选取具有代表性的核果类植物桃和李,选择不同成熟时间的品种:‘秋姬李’(9月中旬)、‘红李优系’(8月中旬)、‘苦李’(7月上旬)、‘巨黄油’(9月下旬)、‘早黄金’(6月中下旬)、‘黄金香2号’(8月中旬)、‘伏里红’(8月上旬)为材料,进行休眠期研究,比较解除休眠的时间,为促成栽培提供理论依据。
供试材料桃品种:‘黄金香2号’‘巨黄油’‘伏里红’‘早黄金’,李品种:‘红李优系’‘秋姬李’‘苦李’均由天津市武清区硕丰果树种植专业合作社提供。选择生长一致的植株为样株,每品种5株。于2019年1月16日采集树冠外围生长健康、花芽饱满的一年生枝条,每品种45枝。其中选9枝做室内萌发培养(枝条插入蒸馏水中温室培养),3次重复,培养20~30 d,计算萌发率。其余枝条取下花芽,进行各项指标的测定,每个指标、每个品种重复3次。
用蒽酮比色法测定可溶性糖;考马斯亮蓝G-250溶液法测定可溶性蛋白[21];利用蛋白质-染料结合的原理,定量测定蛋白质浓度。该染料在游离状态下呈红色,在稀酸溶液中,与蛋白质疏水区结合后变为蓝色,最大吸光值分别为465 nm和595 nm。称取配制标准蛋白质溶液;称重法测定含水量[7]。
数据的统计和分析:用Excel2013统计分析,用隶属函数方法进行生理特性的综合分析。综合分析采用隶属函数均值评价方法[8]计算。
U=X-Xmin/Xmax-Xmin(1)
U=1-(X-Xmin/Xmax-Xmin(2)
式中,X表示种类指标的品质隶属函数值,X表示种类指标的测定值,Xmax和Xmin分别表示各种类中指标的最大和最小测定值。各研究指标与贮藏品质呈正比用(1)式,呈反比用(2)式。
图1显示,桃、李休眠期的花芽萌发率有显著差异。其中,‘秋姬李’花芽萌发率最高,为47.12%,显著高于其他品种,极显著高于‘苦李’;‘红李优系’和‘苦李’差异不显著,萌发率为22.36%~30.12%。桃品种中,‘巨黄油’‘伏里红’和‘早黄金’萌发率差异不显著,为14.94%~24.28%,三者显著高于‘黄金香2号’(6.68%)。
注:图中不同大写英文字母表示差异极显著(<0.01),小写英文字母表示差异显著(<0.05)。下同
糖含量是植物生理代谢过程中重要的指标之一[9]。研究发现,桃树枝条在自然休眠中含糖量呈升高-降低-升高变化趋势,休眠解除前,可溶性糖含量达到最大值[10-11],可见休眠芽可溶性糖含量与萌发率存在一定关系。
如图2所示,李品种中可溶性糖含量依次为‘秋姬李’(5.89%)、‘红李优系’(5.39%)、‘苦李’(5.28%)三者差异不显著。桃品种中,‘早黄金’可溶性糖含量显著低于其他3个品种,‘黄金香2号’‘巨黄油’和‘伏里红’差异不显著,可溶性糖含量为5.66%~6.14%。
如图3所示,李品种花芽含水量从大到小依次为‘秋姬李’(88.14%)、‘红李优系’(74.33%)、‘苦李’(61.35%),三者含水量无极显著差异,‘秋姬李’花芽含水量显著高于苦李。桃的4个品种中含水量比较:‘黄金香2号’(50.09%)>‘巨黄油’(44.10%)>‘伏里红’(43.33%)>‘早黄金’(40.48%),但4个品种之间并无明显差异。
如图4所示,李品种中,‘秋姬李’(63 mg/g)可溶性蛋白含量最高,显著高于‘苦李’(46 mg/g),‘秋姬李’和‘苦李’可溶性蛋白含量极显著高于‘红李优系’(17 mg/g)。桃品种中,可溶性蛋白含量由高到低依次为‘早黄金’(65 mg/g)、‘伏里红’(49 mg/g)、‘黄金香2号’(35 mg/g)、‘巨黄油’(11 mg/g)。
由表1、表2可知,李品种各指标无显著相关性,桃品种中,萌发率与含糖量呈极显著负相关,与含水量呈显著负相关。
表1 李花芽各指标综合相关性分析
表2 桃花芽各指标综合相关性分析
注:**表示在0.01水平(双侧)上显著相关,*表示在0.05水平(双侧)上显著相关
表3和表4分别为3个李品种和4个桃品种的隶属函数分析[7]。李品种中,含水量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量与营养物质呈正相关,采用(1)式计算,并赋予相同的权重;桃品种中,可溶性糖含量和含水量与萌发率呈负相关,采用(2)式,可溶性蛋白与萌发率呈正相关,采用(1)式,并赋予相同的权重[12]。结果显示,不同李品种平均隶属函数最高为‘秋姬李’1.000;其次是‘红李优系’(0.239);最后是‘苦李’(0.213),与3个品种的萌发率排序一致。即隶属函数均值越高,花芽解除休眠的程度越高,萌发率越高。综上所述,解除休眠的速度由快到慢依次是:‘秋姬李’‘红李优系’‘苦李’。
在桃品种的隶属函数分析中,为‘早黄金’(1.000)>‘伏里红’(0.599)>‘巨黄油’(0.270)> ‘黄金香2号’(0.158),对比发现与萌发率排序一致。说明解除休眠最快的是‘早黄金’,其余依次是‘伏里红’‘巨黄油’‘黄金香2号’。也说明3项休眠相关生理指标的综合隶属函数平均值可以比较准确地表现花芽的休眠程度。
表3 不同李品种花芽各生理指标含量隶属函数
表4 不同桃品种花芽各生理指标含量隶属函数
综上发现,桃品种中,单个生理指标如可溶性糖含量等,与萌发率呈负相关,不存在较好的一致性,而在综合各项指标后得出了理想的结果,说明花芽的萌芽率受各个生理指标的共同作用,而非单一指标直接影响。
果树在越冬休眠期间,会受到诸多外界或内部因素的影响,果实成熟期、品种和芽的性质不同,越冬期间的休眠特性、感受低温和低温积累量也不同[13-16]。本研究表明:李品种中,休眠期花芽萌发率与含水量和可溶性糖含量变化相对一致,可溶性蛋白含量变化有所差异;而桃品种萌发率与含水量和可溶性糖含量却呈负相关。出现这种情况,或许是由于不同品种休眠状态不同而引起[17]。有研究发现刺槐通过增加花芽中可溶性蛋白的含量来增加抗寒性,并发现休眠的深度不同,可溶性蛋白含量也不同,并且此期间花芽中的可溶性糖含量总体呈现先下降后上升再下降的趋势[18-19]。
李品种中,各指标无显著相关性,‘秋姬李’生理指标综合分析值最高,其次是‘红李优系’和‘苦李’,萌发率从大到小依次是‘秋姬李’> ‘红李优系’>‘苦李’,研究发现李品种花芽生理特性与萌发率有较好的一致性;桃品种中,萌发率与含糖量呈极显著负相关,萌发率与含水量呈显著负相关,生理特性的隶属函数综合分析值依次为‘早黄金’>‘伏里红’>‘巨黄油’>‘黄金香2号’,萌发率含量从大到小依次为‘早黄金’‘伏里红’‘巨黄油’‘黄金香2号’,依然存在较好的一致性。因此得出,桃和李不同品种花芽生理特性与萌发率存在较好的一致性,生理特性综合值越高,萌发率越高。桃品种中解除休眠最早的为‘早黄金’,而李品种中‘秋姬李’解除休眠时间最早。
[1] 郭彬. 我国桃产业的生产现状是啥样?[N]. 河北科技报,2016-01-23(7).
[2] 张静茹. 2013年我国李产业现状和售价预测[J]. 果树实用技术与信息,2013(6):7.
[3] 赵涛,任陪娣,宋长年. 中国设施果树栽培研究进展[J]. 现代农业科技,2018(16):56-59.
[4] 欧祥英. 果树设施栽培研究现状及存在的问题[J]. 乡村科技,2018(25):92-93.
[5] 王田利. 油桃设施促成栽培技术要点[J]. 农村百事通,2018(12):29-31.
[6] 李文贵,邓家林,张全军,等. 成都桃自然休眠与需冷量研究[J]. 广东农业科学,2011,38(19):47-49.
[7] 曹建康,姜微波,赵玉梅. 果蔬采后生理生化实验指 导[M]. 北京:中国轻工业出版社,2007.
[8] 杨静慧,杨恩琴,杨焕婷. 苹果砧木资源抗旱性研究[J]. 华北农学报,1996,11(2):81-86.
[9] 于斯嘉. 越橘需冷量及休眠期生理生化特性的研究[D]. 长春:吉林农业大学,2014.
[10] DOWLER W M,KING F D. Seasonal changes in starch and soluble sugar content of dormant peach tissues[J]. Proceedings of the American Society for Horticultural Science,1996,89(12):80-84.
[11] 刘波. 低温解除牡丹休眠过程中的需冷量及某些生理生化变化的研究[D]. 泰安:山东农业大学,2004.
[12] 尹明华,王丽,徐玉琴. 江西产山药微型块茎萌发苗耐盐性隶属函数及主成分分析[J]. 中草药,2016,47(14):2526-2533.
[13] 刘国琴. 梨休眠分子生理机制研究[D]. 杭州:浙江大学,2013.
[14] YAMANE H,OOKA T,JOTATSU H,et al. Expressional regulation ofand,peach()dormancy-associated MADS-box genes,by low temperature and dormancy-breaking reagent treatment[J]. Journal of Experimental Botany,2011,62(10):3481- 3488.
[15] WEINBERGER J H. Chilling requirements of peach varieties[J]. Proceedings American Society for Horticultural Science,1950,56:122-128.
[16] YAMANE H,OOKA T,JOTATSU H,et al. Expression analysis ofandduring flower bud development in peach()[J]. Scientia Horticulture,2011,129(4):844-848.
[17] 张双. 梨休眠期芽内营养变化及呼吸代谢研究[D]. 保定:河北农业大学,2009.
[18] SIMINOVITEH D. Evidence from increase in ribonucleic acid and protein synthesis in autumn for increase in protoplasm during the frost-hardening of block locust bark cell[J]. Can J Bot,1963,41:1301-1308.
[19] POMEROY M K,SIMINOVITEH D,WIGHTMAN F. Seasonal biochemical changes in the living bark and needles of red pine()in relation to adaptation to freezing[J]. Can J Bot,1970,48:953-967.
Relationship between physiological characteristics and germination rate in flower bud of different peach and plum varieties
Feng Tinghua1, Meng Jie1, Li Bing2, Lü Chenfei1, Zhang Chao3, Yang Jinghui1,Corresponding Author
(1. College of Horticulture and Landscape, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300392, China; 2. Institute of Resources and Environment, Tianjin Academy of Agricultural Sciences, Tianjin 300384, China; 3. Tianshi College, Tianjin 301700, China)
In order to compare the relationship between physiological characteristics and germination rate in flower bud of different varieties, four peach varietiesin dormant period and three plum varieties were selected, and flower bud germination rate, the period related water content, soluble sugar content, soluble protein content and other physiological indicators indicators were determined. The results showed that all indexes of Qiu Jili were the highest. The bud rate, soluble sugar and water content of Kuli were the lowest, and the soluble protein was significantly lower than Qiu Jili. Among peach varieties, Zao Huangjin germination rate was the highest, and soluble protein was significantly higher than other varieties. Soluble sugar content of Huang Jinxiang NO.2 was the highest. Mean values of membership were as follows: Qiu Jili(1.000)>Raspberry Optimal(0.239)>Kuli(0.213); Zao Huangjin(1.000)>Fu Lihong(0.598)>Ju Huangyou(0.270)>Huang Jinxiang NO.2(0.157).After comprehensive analysis of the three indexes, it was found that there was a good consistency between the physiology characteristics and the germination rate indexes.
peach; plum; varieties; physiological characteristics; germination rate
S662
A
1008-5394(2021)01-0012-05
10.19640/j.cnki.jtau.2021.01.003
2019-04-28
天津市林果现代农业产业技术体系创新团队项目(ITTFPRS2018002);天津市科技局项目(18JCTPJC68000,17ZXBFNC00310);天津市交通运输委项目(2020-08)
冯婷华(1996—),女,本科在读,主要从事园艺植物栽培生理研究。E-mail:18322618979@163.com。
杨静慧(1961—),女,教授,博士,主要从事园艺植物栽培和生理生化研究。E-mail:jinghuiyang2@aliyun.com。
责任编辑:杨霞