‘金帅’苹果无锈芽变品种鉴定与防锈技术的研究

【摘要】‘金帅’(GoldenDelicious)又‘金冠’、‘黄香蕉’、‘黄元帅’,是一个深受种植者和消费者欢迎的古老苹果品种。它适应性强,丰产性好,栽培技术相对简单,果实品质优良,既是欧美发达国家的主栽品种,也是我国苹果栽培重要品种,素有“世界品种”之称。但是,该品种在大部分地区,特别是沿海或高温高湿地区往往在果实发育过程中形成大量果锈,导致果面粗糙,严重影响了果实外观品质,降低了果实的商品价值,成为影响‘金帅’苹果生产的一个重大问题。丰县果树技术推广中心从大沙河果园‘金帅’苹果树上观察到一个果面无锈型变异。经多年观察、嫁接繁殖和多点栽培,发现其果面黄绿色,光洁细腻,果点比金帅小而少,外观好,而且无镑性状能够稳定遗传,因而,可能是一个新的无锈性芽变(后定名为‘丰帅’)(苏鉴果201109)。为了深入判断‘丰帅’苹果是否为‘金帅’苹果的无锈芽变,本试验以两品种为主要材料,利用ISSR分子标记技术分析了两者遗传标记,并对果实性状以及糖类物质代谢特性进行比较研究,还通过体视显微镜和扫描电镜观察‘金帅’苹果果锈形成关键时期及其相应时期无锈芽变‘丰帅’的果皮,来分析和研究‘金帅’与其芽变品种‘丰帅’果皮的结构差异,及‘金帅’苹果果锈的形成原因。最后,提出喷施外源绿原酸防治或减少‘金帅’果锈的方法。主要结果如下。1.‘丰帅’是江苏省丰县大沙河果园在‘金帅’树上发现的一个果面无锈的芽变,‘苏帅’(苏鉴果201108)是南京农业大学盛炳成教授利用‘金帅’与‘印度’杂交获得的一个优良杂交后代。为了揭示‘丰帅’、‘苏帅’与‘金帅’在DNA水平上的遗传差异,本文利用ISSR分子标记和聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)技术,对这3个苹果品种进行了分析鉴别。结果表明,‘金帅’与‘丰帅’DNA存在明显的差异条带,而且其亲缘关系比‘金帅’与‘印度’杂交后代’苏帅’更近,说明两者遗传基础不同,但亲缘关系非常接近。2.为了探讨‘丰帅’和‘金帅’果实的理化差异,本研究以两品种为试料,测定其果实发育过程中可溶性总糖、蔗糖、果糖、葡萄糖和淀粉的含量及糖代谢相关酶活性,分析了‘金帅’和‘丰帅’果实生长发育过程中糖类物质代谢及其相关酶活性。结果表明：糖类物质积累以及代谢相关酶活性变化动态相似,但也存在明显差异,因而认为,‘丰帅’和‘金帅’果实在糖类物质代谢上存在着差异。3.为了阐明‘金帅’苹果果锈形成的时间与原因,本文以‘金帅’及其无锈芽变品种‘丰帅’为试材,利用体视显微镜和扫描电镜观察了果面果锈形成过程,测定了果皮色素和次生代谢产物组分和含量,结果表明,‘金帅’在花后4周果面没有出现肉眼可见的果锈,但是表皮细胞蜡质层已经开裂、脱落；花后5周表皮细胞角质层大量开裂,细胞壁木栓化；花后6周,大量果锈出现在果实表面。据此推断,花后4-6周是‘金帅’苹果果锈形成的关键时期。另一方面,‘丰帅’果皮叶绿素和类萝卜素含量显著低于‘金帅’,而总黄酮和绿原酸含量显著高于’金帅’,特别是在花后4-6周。因而推测,花后4-6周,苹果果皮绿原酸积累对果皮果锈形成有抑制作用。4.以0.05-5mmol·L-1外源绿原酸(CA)在花后4周处理‘金帅’.能显著减少果皮果锈形成,其中0.5mmol·L-1CA处理效应最为显著。外源CA处理可以提高果皮CA和总黄酮含量,而抑制木质素积累。CA处理可以诱导苯丙氨酸解氨酶(PAL)和肉桂酸-4-羟化酶(C4H)活性,但是抑制多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)活性。CA处理诱导了与绿原酸和总黄酮合成相关基因PAL、C4H、4CL、CHS以及CHI相对表达量的上调,而与木质素合成相关基因CAD、POD以及PPO的相对表达量下调。作者推测,PAL和C4H活性提高及PAL、C4H、4CL、CHS以及CHI相对表达量的上调有利于总黄酮类物质合成,而PPO和POD活性下降及CAD、POD以及PPO的相对表达量下调,抑制了‘金帅’苹果果锈形成。
【作者】李健花；
【导师】汪良驹；
【作者基本信息】南京农业大学，果树学，2013，硕士
【关键词】‘金帅’苹果；果锈；无锈芽变；ISSR；糖代谢；外源绿原酸；防锈；

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