基本信息
- 项目名称：
- 不同穗-砧组合番荔枝嫁接苗对淹水环境适应性差异的生理研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 阿蒂莫耶番荔枝（Annona atemoya）是一种经济价值很高的热带果树，但华南地区渍水环境严重制约了该树种的发展，因此本研究旨在利用耐淹水环境的砧木以及巧妙结合新发现的AR番荔枝作为中间砧来解决阿蒂莫耶番荔枝在渍水地区无法种植的问题。
- 详细介绍：
- 阿蒂莫耶番荔枝（Annona atemoya）是一种经济价值很高的热带果树，但华南地区渍水环境严重制约了该树种的发展，因此本研究旨在利用耐淹水环境的砧木解决阿蒂莫耶番荔枝在渍水地区无法种植的问题。彭松兴等（2009）研究发现圆滑番荔枝（A. grabla）和山番荔枝 (A. montana)是耐淹水环境的砧木。本研究利用圆滑番荔枝（下文简称G）和山番荔枝（下文简称M）作砧木，用阿蒂莫耶番荔枝的优质品种非洲骄傲（African Pride，简称AP）与牛心番荔枝（A. reticulate）的杂交种（简称AR）和AP作接穗。得到四种组合的一年生嫁接苗：①AP/AR/G（接穗/中间砧/基砧），②AR/G（接穗/砧木），③AP/AR/M和④AR/M。分别进行淹水处理，包括连续淹水、间歇淹水（淹水-排水交替周期各2周）和不淹水对照处理。观察植株的生长情况，测定其叶片的净光合速率、叶绿素荧光动力学指标。 通过数据分析得到以下结论：圆滑番荔枝是喜渍水的树种。以圆滑番荔枝作基砧，AP番荔枝在渍水环境下能维持旺盛的生长势和光合活性；而以山番荔枝作基砧，则在淹水2周内出现大量植株萎蔫，光系统II 受到破坏，光合作用明显下降。因此，以圆滑番荔枝为基砧，结合中间砧AR番荔枝的使用，可以在华南渍水地区发展种植AP番荔枝。
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撰写目的和基本思路
- 番荔枝在华南地区有着极大的生产潜力。其品种“非洲骄傲AP”是目前品质最佳的品种，但该品种不耐水淹，成为在华南地区发展的一大限制因子。目前国内已有具有耐淹水性的圆滑番荔枝和山番荔枝。但是，AP与这两种番荔枝嫁接不亲和，需要使用中间砧解决这一问题。彭松兴老师首先获得了AP和牛心番荔枝的杂种AR番荔枝，并发现其与圆滑番荔枝和山番荔枝亲和。因此本次试验科学的运用了穗-砧组合解决AP番荔枝的不耐淹水的问题。
科学性、先进性及独特之处
- 独特性与先进性：从实际生产出发，解决了具有商业价值的番荔枝的渍水种植问题。并且对于番荔枝淹水特性及穗-砧组合的研究在国内未见报道。同时科学利用穗-砧组合解决番荔枝在滩涂、湿地环境下的生产问题。科学性：在实验设计上，有着合理严谨的实验方案；在反应设计上，基于多次观测的基础，结合科学地利用先进仪器，准确地显示了不同穗-砧组合的植株对淹水处理的生理响应，揭示其耐淹能力，体现出反应设计的科学性。
应用价值和现实意义
- 华南地区年降水量在1500-2000mm之间，是全国降水最丰沛的地区之一，春夏过量的降雨导致番荔枝淹水胁迫频发，给生产带来很大的损失和限制。在沿海滩涂地区也因AP番荔枝等对淹水胁迫敏感，而无法发展番荔枝产业。本研究通过比较不同穗-砧组合对淹水环境的适应性，找到了理想的耐淹水、适合AP番荔枝的砧木，为进一步解决华南地区AP番荔枝淹水胁迫问题提供了依据。
学术论文摘要
- 阿蒂莫耶番荔枝是一种经济价值很高的热带果树，但华南地区春夏季的淹水胁迫严重制约了该树种的发展。由于番荔枝属的不同种的耐淹水性表现出较大差异，因此本研究可以利用耐淹水砧木解决番荔枝淹水胁迫的问题。彭松兴等研究发现圆滑番荔枝和山番荔枝可作为耐淹水的砧木。本研究利用圆滑番荔枝（G）和山番荔枝（M）作砧木，用阿蒂莫耶番荔枝的一个优质品种非洲骄傲（AP）与牛心番荔枝的杂交树（AR）和AP作接穗，得到四种组合的一年生嫁接苗：①AP/AR/G（接穗/中间砧/基砧），②AR/G，③AP/AR/M和④AR/M。分别进行淹水处理，包括连续淹水、间歇淹水和不淹水对照处理。定期跟踪记录植株的生长情况，利用专业仪器每周测定其净光合速率、叶绿素荧光动力学参数变化，研究结果表明：AP/AR/M和AR/M在淹水处理期间枝梢生长和叶片光合作用受到显著抑制，所以是不耐水淹的。而AP/AR/G和AR/G在淹水处理期间植株光合作用正常，甚至会超过对照，枝梢正常旺盛，表现出很强的耐水淹特性。因此，通过AP/AR/G的组合，可以显著改善AP番荔枝的耐淹水能力，而山番荔枝对淹水胁迫敏感，在水淹胁迫的地区不宜作为AP番荔枝的砧木。
获奖情况
- 于2011年3月获华南农业大学“丁颖杯”课外学术科技作品竞赛二等奖。
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1]侯学良,李世晋.中国番荔枝科省级分布新记录[J].热带亚热带植物学报2003,11(2):171-173. [2]蒋高明. LI-6400光合作用测定系统:原理、性能、基本操作与常见故障的排除[J]. 植物学通报刊1996,13(增刊):72-76. [3]邓穗生,陈业渊,林玲. AP番荔枝的光合特性[J]. 热带作物学报,2005,26(4):34-37. [4]刘世彪,陈锦瑞.环境条件对番荔枝生长发育及产量的影[J].中国果树2002(2) [5]彭松兴,杨帅,万炯新等.集中番荔枝耐淹能力的初步比较[J].福建果树2009(2):11-14. [6]彭松兴,黄昌贤.阿蒂莫耶番荔枝砧木研究初报[N].华南农业大学学报 1991,12(4)：89-90. [7]张守仁.叶绿素荧光动力学参数的意义及讨论[J].植物学通报 1999,16（4）：444-448. [8]Nunez-Elisea R, Schaffer B, Fisher J B., Colls A M. Crane J H. Influence of flooding on net CO2 assimilation, growth and stem anatomy of Annona species[J]. Annala of Botany, 1999, 84: 771 - 780. [9]Schaffer, B., Davies F S, and Crane J H. Responses of subtropical and tropical fruit trees to flooding in calcareous soil[J]. HortScience,2006,41:549-555. [10]Nunez-Elisea R., Schaffer B., Crane J H., Schaffer B., Impact of flooding on Annona species[J].Proc. Ha. State Hort. Soc.1998,111：317-319.
同类课题研究水平概述
- 经过对国外有关研究番荔枝淹水与穗-砧组合的文献的检索，我们仅发现美国佛罗里达大学有关于番荔枝淹水适应性与砧木利用的文献，佛罗里达大学的Nunez-Elisea，Schaffer等对番荔枝有较系统的研究，他们在番荔枝研究成果为我们的工作提供了重要参考。Nunez-Elisea等（1998 ; 1999）比较了番荔枝属不同种的耐淹水性，表明圆滑番荔枝（A. grabla）具有耐淹水能力，并发现圆滑番荔枝（A. grabla）在淹水情况下的生理指标维持高水平，枝梢生长和光合作用正常，同时还观察到茎的皮孔肥大，木质部细胞膨大导致茎段增粗，另外他们还发现不耐水淹的番荔枝品种嫁接到耐水淹的品种上也是耐水淹的，这对我们展开AP番荔枝的嫁接实验提供了重要线索。同一课题组的Schaffer（2006）发表的综述介绍了在佛罗里达石灰质土壤条件下，众多热带亚热带果树对淹水环境的适应性，最早指出可以利用中间砧解决阿蒂莫耶番荔枝与圆滑番荔枝的亲和性问题进而利用中间砧解决阿蒂莫耶番荔枝的不耐淹水问题，但他们的研究均未能应用于解决优良品种AP的实际生产问题上。上述观点是本项目展开的重要依据。 在国内，番荔枝的研究相对较少，相关文献也很少，对番荔枝淹水适应性的研究尚未见报道。AP番荔枝在国际公认的较好的品种，1981年由华南农业大学黄昌贤教授自澳大利亚引入接穗，华南农业大学的彭松兴老师在国内率先获得了AP番荔枝与牛心番荔枝的杂交株系—AR番荔枝（待发表）。他们经过多年研究，发现以圆滑番荔枝做基砧，AR做中间砧，阿蒂莫耶番荔枝做接穗的嫁接是成功的。但对番荔枝嫁接苗淹水的生理研究尚为空白。
