房麗莎 徐自恒 劉 震 李 志 耿曉東 蔡齊飛 翟雯婧 周海清 王艷梅
(1. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 鄭州 450002; 2. 河南伏牛山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)黑煙鎮(zhèn)管理局 南陽(yáng) 474550)
近些年,我國(guó)年食用植物油消費(fèi)量在3.8×107t左右,排名世界第一,而國(guó)產(chǎn)食用油自給率僅占31%,這就意味著我國(guó)約69%的食用油依賴進(jìn)口。新型、特色或功能性食用植物油的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)有助于滿足對(duì)食用植物油不斷增長(zhǎng)的需求,而木本油料是食用植物油的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)重要來(lái)源(吳晶晶, 2020)。
山桐子(Idesiapolycarpa)是大風(fēng)子科(Flacourtiaceae)山桐子屬(Idesia)落葉喬木。果實(shí)(漿果)含油率高且營(yíng)養(yǎng)豐富,其種子、果肉、果實(shí)的含油率分別可達(dá)28.17%、48.35%、39.40%,不飽和脂肪酸含量可達(dá)90.68%、86.66%、88.67%,亞油酸分別在80%、60%、70%以上(代莉, 2014)。山桐子果實(shí)高產(chǎn)高質(zhì),可作為開(kāi)發(fā)高檔食用植物油的優(yōu)良原料,有利于維護(hù)國(guó)家食用油戰(zhàn)略安全; 食用山桐子油可預(yù)防多種心腦血管疾?。?山桐子果實(shí)可入藥,其深加工提取的亞油酸和共軛亞油酸是醫(yī)藥和保健食品的良好原料(代娟等, 2016); 山桐子油不但可用作制造肥皂、制漆及防水涂料等,也可被加工利用制備生物柴油和潤(rùn)滑油; 榨油后的油餅可以加工做飼料,也可提取驅(qū)蟲(chóng)劑。山桐子作為木本油料樹(shù)種,抗性強(qiáng)、耐貧瘠,適應(yīng)范圍廣,具有“不與人爭(zhēng)糧、不與糧爭(zhēng)地”的優(yōu)勢(shì),在食品、醫(yī)藥、化工及林業(yè)等多領(lǐng)域具有巨大的的開(kāi)發(fā)潛能及應(yīng)用前景。
光合作用不僅是植物生長(zhǎng)發(fā)育和干物質(zhì)積累的基礎(chǔ),而且與果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量有著密切的關(guān)系(王瑞等, 2013)。研究果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中光合生理的變化,掌握果實(shí)不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期對(duì)光環(huán)境的適應(yīng)變化規(guī)律,可為后期采取合理的栽培管理措施及充分利用光合潛能實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)增產(chǎn)的目的提供理論依據(jù)(彭邵鋒等, 2012)。在黃連木(Pistaciciachinensis)和白檀(Symplocospaniculata)果實(shí)發(fā)育的前期,光合產(chǎn)物主要以可溶性糖和淀粉的形式積累,而在果實(shí)發(fā)育中后期轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)和脂肪(齊昆等, 2011; 劉倩倩等, 2017)。超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化物酶(POD)及過(guò)氧化氫酶(CAT)等抗氧化酶對(duì)抵抗外界環(huán)境傷害起到積極作用(楊盛等, 2019)。內(nèi)源激素對(duì)果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育及其品質(zhì)具有重要的調(diào)控作用(張淑文等, 2019; Mcateeetal., 2013)。在果實(shí)發(fā)育前期,GA3與ZR對(duì)果實(shí)的膨大生長(zhǎng)有一定影響; 在果實(shí)發(fā)育后期,低濃度的IAA、GA3和高濃度的ABA會(huì)造成落果; 另外ABA能促進(jìn)花色苷的合成從而影響果實(shí)的變色(吳尚等, 2017; Jiaetal., 2011)。
目前,山桐子的研究主要集中在生物學(xué)特性(劉芙蓉等, 2017)、苗木繁育與栽培(楊恩讓等, 2013)、油脂提取工藝(華婉等, 2016)和生物活性成分測(cè)定等(代娟等, 2016),對(duì)山桐子果實(shí)發(fā)育機(jī)制研究甚少。本研究測(cè)定山桐子果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中內(nèi)含物、內(nèi)源激素及葉片的光合變化,為山桐子果實(shí)發(fā)育機(jī)制及調(diào)控技術(shù)研究提供依據(jù)。
以2013年栽植于河南省鄭州市河南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)試驗(yàn)站(113°38′E,34°47′N(xiāo))的4年生成都種源山桐子為試驗(yàn)材料,株行距為4 m×4 m。
2017年以栽植于2013年的苗木為材料,根據(jù)果序長(zhǎng)度、果實(shí)橫縱徑及顏色變化將果實(shí)生長(zhǎng)過(guò)程分為果實(shí)發(fā)育的快速生長(zhǎng)期(Ⅰ)(5月26日—7月6日)、生長(zhǎng)緩慢期(Ⅱ)(7月6日—8月16日)、顏色變化期(Ⅱ)(8月17日—10月15日)和成熟期(Ⅳ)(10月16日起)(圖1)。
于6月16日、7月16日、9月16日和10月16日,在山桐子標(biāo)準(zhǔn)木的東、西、南及北方向隨機(jī)各采摘無(wú)病蟲(chóng)害大小基本一致的20粒果實(shí)。采摘后用液氮速凍,然后置于-80 ℃條件下保存,用于抗氧化酶、內(nèi)含物及內(nèi)源激素測(cè)定。
SOD活性、POD活性、CAT活性、丙二醛(MDA)含量測(cè)定參照高俊鳳(2000),測(cè)定方法分別采用氮藍(lán)四唑光化還原法(NBT)、愈創(chuàng)木酚法、紫外吸收法、硫代巴比妥酸(TBA)法; 可溶性蛋白含量測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法(路文靜等, 2012),可溶性糖的測(cè)定采用蒽酮法(李合生, 2000)。IAA、ABA、GA3及ZR含量的測(cè)定使用高效液相色譜儀(Agilent1260 HPLC,Agilent Company,USA),參照Li等(2011)的方法。每次取樣0.5 g,并重復(fù)3次。
圖1 山桐子果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程Fig.1 The fruit growth and development of Idesia polycarpa
1.3.1 葉片光合參數(shù)測(cè)定 在6月18日、7月15日、9月18日和10月18日(晴朗、無(wú)風(fēng)),使用LCpro-SD便攜式光合儀,以標(biāo)準(zhǔn)木主莖新梢向陽(yáng)中部健康的成熟葉片為測(cè)試葉,從早上8:00至下午6:00每隔2 h測(cè)定1次凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導(dǎo)度(Gs)及胞間CO2濃度(Ci)。每次重復(fù)測(cè)定3次。
1.3.2 葉片光響應(yīng)曲線和CO2響應(yīng)曲線測(cè)定 光響應(yīng)曲線采用LCpro-SD光合儀自身配備的紅藍(lán)光源為光源,光合有效輻射(PAR)均設(shè)置為0、50、100、200、400、600、800、1000、1 200和1 500 μmol·m-2s-1,共10個(gè)光強(qiáng)梯度,參比室CO2濃度600 μmol·mol-1進(jìn)行測(cè)定,得到所對(duì)應(yīng)的Pn值。
CO2響應(yīng)曲線以光合儀自身配備的紅藍(lán)光源為光源,以CO2小鋼瓶作為氣源,設(shè)定各種源CO2濃度梯度均為: 0、50、100、200、400、600、800、1 000、1 200和1 400 μmol·mol-1,PAR設(shè)定為1 000 μmol·m-2s-1,得到所對(duì)應(yīng)的Pn值。
采用Microsoft Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理,SPSS 21.0數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行單因素方差分析(One-way ANOVA),運(yùn)用Duncan新復(fù)極差進(jìn)行多重比較,采用直角雙曲線修正模型(葉子飄, 2012)擬合光響應(yīng)曲線和CO2曲線,Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)分析內(nèi)含物、內(nèi)源激素以及光合參數(shù)的關(guān)系,并采用OriginPro 9.0制圖。
SOD是植物體內(nèi)清除自由基的最關(guān)鍵酶類(lèi)之一,為典型的誘導(dǎo)酶,外部環(huán)境的改變能影響其活性水平。由圖2可知,在果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中,SOD活性呈“下降-上升”趨勢(shì),在快速生長(zhǎng)期(Ⅰ)SOD活性較高,為127 U·g-1min-1,可能是受到高溫或缺水等不良環(huán)境影響; 在果實(shí)成熟期(Ⅳ)也處于較高水平,為121 U·g-1min-1,可能與環(huán)境及果實(shí)發(fā)育進(jìn)程有關(guān)。POD和CAT是清除H2O2的關(guān)鍵酶。POD活性呈“下降-上升”的趨勢(shì),CAT活性呈“上升-下降”趨勢(shì),但果實(shí)成熟期(Ⅳ)與顏色變化期(Ⅱ)差異不顯著(P>0.05),二者共同作用清除H2O2。保護(hù)酶系統(tǒng)以SOD為主,在顏色變化期(Ⅱ)SOD活性最低,可能誘發(fā)膜脂過(guò)氧化作用,導(dǎo)致MDA的增加。可溶性糖含量和可溶性蛋白變化趨勢(shì)基本一致,呈“上升-下降”趨勢(shì)。
圖2 山桐子果實(shí)的不同發(fā)育階段抗氧化酶和內(nèi)含物的變化Fig.2 The changes of the activity of antioxidant enzymes and contents at different fruit developmental stages of I. polycarpa
由圖3可知,ABA含量從快速生長(zhǎng)期(Ⅰ)到生長(zhǎng)緩慢期(Ⅱ)有小幅度下降,但二者差異不顯著(P>0.05); 之后ABA含量處于上升趨勢(shì),在果實(shí)成熟期(Ⅳ)ABA含量達(dá)到最高,且差異顯著(P<0.05),此時(shí)期果實(shí)已經(jīng)成熟,這說(shuō)明高含量的ABA起促進(jìn)果實(shí)成熟的作用。從快速生長(zhǎng)期(Ⅰ)到顏色變化期(Ⅱ)GA3含量升至最高41.05 μg·g-1,差異顯著(P<0.05),到果實(shí)成熟期(Ⅳ)GA3含量緩慢下降,差異不顯著(P>0.05); IAA含量呈“下降-上升”趨勢(shì),在快速生長(zhǎng)期(Ⅰ)IAA含量達(dá)到最高,顏色變化期(Ⅱ)IAA含量降至最低0.01 μg·g-1,且差異顯著(P<0.05),IAA含量變化與果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律相符; 快速生長(zhǎng)期(Ⅰ)到生長(zhǎng)緩慢期(Ⅱ)ZR含量下降至最低0.05 μg·g-1,與其他發(fā)育時(shí)期相比差異顯著(P<0.05),在果實(shí)顏色變化期(Ⅱ)又迅速上升; 在果實(shí)成熟期ZR含量升至最高,這可能與后期成熟果實(shí)中種子同化物的積累有關(guān)。
圖3 山桐子果實(shí)的不同發(fā)育階段內(nèi)源激素變化Fig.3 The changes of content of endogenous hormones during different fruit developmental stages of I. polycarpa
2.3.1 光合參數(shù)分析 由圖4可知,山桐子凈光合速率(Pn)在果實(shí)不同發(fā)育階段的日變化曲線呈不對(duì)稱的雙峰變化趨勢(shì),在10:00達(dá)到最大峰值為9.4 μmol·m-2s-1,之后Pn逐漸下降,有明顯的光合“午休”現(xiàn)象,這可能是由于中午的光強(qiáng)過(guò)高,造成葉片氣孔關(guān)閉; 在16:00時(shí)又出現(xiàn)1個(gè)高峰,之后繼續(xù)下降。在果實(shí)生長(zhǎng)緩慢期(Ⅱ)Pn值最高,在果實(shí)成熟期(Ⅳ)Pn值最低,主要是由于此時(shí)期的葉片進(jìn)入衰老階段,光合強(qiáng)度下降導(dǎo)致。蒸騰Tr總體變化趨勢(shì)為先上升后下降的倒“V”形,由于上午溫度低、光照弱、空氣濕度大,Tr較低; 中午隨著溫度上升、光強(qiáng)增大,Tr在果實(shí)發(fā)育各階段均在14:00達(dá)到最大值,之后又隨著溫度和光強(qiáng)的下降,Tr降低。在生長(zhǎng)緩慢期(Ⅱ)Tr值整體趨勢(shì)最高,在果實(shí)成熟期(Ⅳ)Tr值整體趨勢(shì)最低。葉片胞間CO2濃度(Ci)變化趨勢(shì)基本一致,果實(shí)發(fā)育的同一時(shí)期Ci日變化趨于平穩(wěn)。在果實(shí)成熟期(Ⅳ)日變化Ci值最大,在果實(shí)生長(zhǎng)緩慢期(Ⅱ)日變化Ci值最小。山桐子葉片氣孔導(dǎo)度(Gs)隨時(shí)間變化呈現(xiàn)出雙峰曲線的變化規(guī)律,Gs在10:00時(shí)出現(xiàn)最大值為0.3 μmol·m-2s-1,之后下降,這可能是由于中午具有較高的光強(qiáng)和溫度,Tr達(dá)到最大,為防止水分過(guò)度散失,植物會(huì)關(guān)閉氣孔。在果實(shí)快速生長(zhǎng)期(Ⅰ)Gs高于其他時(shí)期,在果實(shí)顏色變化期(Ⅱ)和成熟期(Ⅳ)Gs值差異不明顯。
2.3.2 光響應(yīng)曲線分析 由圖5可知,山桐子果實(shí)在不同發(fā)育階段光響應(yīng)曲線變化趨勢(shì)基本一致,在光合有效輻射(PAR)≤200 μmol·m-2s-1時(shí),Pn隨著PAR增加呈線性增加; 在200 μmol·m-2s-1 2.3.3 葉片CO2響應(yīng)曲線 由圖5可知,山桐子CO2響應(yīng)曲線變化趨勢(shì)基本一致,Ci≤ 800 μmol·mol-1時(shí),Pn隨著Ci的增大幾乎呈直線趨勢(shì); 800 μmol·mol-1 圖4 山桐子果實(shí)不同發(fā)育階段的不同光合參數(shù)日變化Fig.4 Diurnal variation of photosynthetic parameters in different fruits developmental stages of I. polycarpa 表1 山桐子果實(shí)發(fā)育不同階段光響應(yīng)曲線特征參數(shù)①Tab.1 The light response curve characteristic parameters during different development stages of I. polycarpa 表2 山桐子果實(shí)發(fā)育不同階段CO2響應(yīng)曲線特征參數(shù)Tab.2 The light response curve characteristic parameters during different development stages of I. polycarpa 山桐子果實(shí)不同發(fā)育階段的內(nèi)含物、內(nèi)源激素和光合參數(shù)兩兩進(jìn)行相關(guān)性分析。由表3可知,可溶性蛋白與ABA、GA3和ZR呈顯著正相關(guān); MDA與LCP呈顯著正相關(guān); 可溶性蛋白與LCP呈極顯著正相關(guān); ABA、GA3和ZR與LCP呈顯著正相關(guān)。 表3 山桐子不同發(fā)育時(shí)期內(nèi)含物、內(nèi)源激素及光合參數(shù)相關(guān)性①Tab.3 The correlation analysis between inclusions,endogenous hormone and photosynthetic parameter during different fruit developmental stages of I. polycarpa SOD、POD及CAT是植物體內(nèi)維護(hù)細(xì)胞微環(huán)境重要的抗氧化酶,SOD通過(guò)歧化反應(yīng)將對(duì)植物有害的超氧化自由基轉(zhuǎn)化為O2和毒性較低的H2O2,然后通過(guò)POD、CAT作用分解為H2O,其活性的高低意味著對(duì)膜系統(tǒng)保護(hù)能力的強(qiáng)弱(許娟等, 2015)。山桐子果實(shí)快速生長(zhǎng)期SOD和POD活性較高,可能是由于果實(shí)膨大速度較快,細(xì)胞透性增大,易受環(huán)境影響,誘導(dǎo)抗氧化酶升高,阻止膜脂過(guò)氧化作用,維持細(xì)胞微環(huán)境。這與杏(Armeniacavulgaris)果實(shí)發(fā)育前期抗氧化酶的變化研究結(jié)果一致(李萍等, 2013)。壺瓶棗(Ziziphusjujuba‘Huping’)的半紅期果皮MDA明顯升高,抗氧化酶顯著降低,破壞了細(xì)胞膜系統(tǒng),最終引起棗裂果(丁改秀等, 2014); 艷紅桃(Amygdaluspersica‘Yanhong’)果實(shí)MDA含量在成熟期達(dá)到最高,有助于果實(shí)成熟軟化(張?zhí)m蘭等, 2012)。在山桐子果實(shí)發(fā)育后期MDA含量明顯上升,表明此時(shí)果實(shí)內(nèi)可能含有較高活性氧,有助于乙烯的生物合成,為山桐子果實(shí)成熟奠定基礎(chǔ)。 不同的植物果實(shí)中油脂和糖類(lèi)、蛋白質(zhì)生物合成之間的關(guān)系不但受遺傳因素的影響,而且受發(fā)育階段的影響(劉倩倩等, 2017)。果實(shí)快速生長(zhǎng)需要消耗大量糖類(lèi),山桐子果實(shí)快速生長(zhǎng)期可溶性糖含量低,這與油茶(Camelliaoleifera)幼果發(fā)育的可溶性糖變化一致(張凌云等, 2013)。文冠果(Xanthocerassorbifolia)油脂快速累積之前,可溶性糖水平較高,隨后其含量隨著油脂的快速累積幾乎呈線性下降,脂肪含量與糖類(lèi)含量變化呈負(fù)相關(guān)而與蛋白質(zhì)含量變化呈正相關(guān),油脂合成主要來(lái)源于葉片光合作用的可溶性糖(趙娜等, 2015)。山桐子的油脂積累主要發(fā)生在7月中旬到9月下旬(祝志勇等, 2010),在果實(shí)生長(zhǎng)緩慢期和顏色變化期油脂逐步積累,而可溶性糖含量顯著升高,表明山桐子油脂積累方式可能與文冠果有差異。 在果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中,內(nèi)源激素對(duì)果實(shí)生長(zhǎng)、油脂的合成和果實(shí)著色有一定的調(diào)控作用(廖明安等, 2009)。IAA能夠促進(jìn)細(xì)胞分裂、縮短細(xì)胞分裂周期并參與果實(shí)膨大生長(zhǎng)(翟開(kāi)恩等, 2015), 在梨(Pyrus)、沙棘(Hippophaerhamnoides)果實(shí)發(fā)育前期和中期,IAA含量保持在較高水平(Zhangetal., 2011; 杜維等, 2018),這與山桐子果實(shí)的IAA變化一致,促進(jìn)了果實(shí)的膨大生長(zhǎng)。ZR會(huì)抑制細(xì)胞壁酶活性,影響果實(shí)種子中同化物的積累和胚乳發(fā)育(周蕾等, 2006),表現(xiàn)出細(xì)胞壁緊湊和果實(shí)膨大的現(xiàn)象(楊曉婉等, 2014),山桐子果實(shí)快速生長(zhǎng)期的ZR含量顯著高于生長(zhǎng)緩慢期,這有利于促進(jìn)山桐子果實(shí)的膨大生長(zhǎng)。GA3不僅能有效誘導(dǎo)漿果的增大,并且可通過(guò)降低花色素苷的合成,抑制漿果的成熟,防止果實(shí)的脫落(Zeretal., 2012; Mesejoetal., 2016)。對(duì)赤霞珠葡萄(Vitisvinifera‘Cabernet Sauvignon’)和樹(shù)莓(Rubuscorchorifolius)的研究發(fā)現(xiàn)GA3在果實(shí)發(fā)育前期保持較高濃度,促進(jìn)果實(shí)膨大,增加單果質(zhì)量,在果實(shí)成熟期GA3含量明顯降低(高江曼等, 2017; 高慶玉等, 2015)。而山桐子果實(shí)成熟期GA3雖呈下降趨勢(shì),但GA3含量仍保持較高濃度,這與不易落果的楊梅(Myricarubar)果實(shí)成熟期較高的GA3含量一致(張淑文等, 2019)。山桐子在果實(shí)成熟后,果實(shí)長(zhǎng)時(shí)間不脫落,并且有的果實(shí)可掛于枝端至翌年3月或4月,這可能與其GA3含量較高有關(guān)。ABA參與果實(shí)成熟的啟動(dòng)調(diào)控,ABA亦能促進(jìn)果實(shí)花色素苷的積累從而影響果實(shí)的顏色變化,進(jìn)而促進(jìn)果實(shí)的成熟(Shenetal., 2014; Hao etal., 2014),且高濃度的ABA能促進(jìn)油脂(杜維等, 2018)和可溶性糖含量的積累(趙曉曉等, 2019),因此山桐子果實(shí)變紅、成熟、油脂增多及可溶性糖含量上升可能與ABA含量顯著上升有關(guān)。相關(guān)性分析表明ABA、GA3與可溶性蛋白均呈顯著正相關(guān),可能ABA、GA3在調(diào)控果實(shí)的變紅、成熟以及油脂的增多過(guò)程中需要大量的酶類(lèi)參與,而可溶性蛋白作為植物體內(nèi)多種酶的主要組成部分,調(diào)控多種生理生化代謝過(guò)程(冷熹鳴等, 2019)。 植物果實(shí)發(fā)育所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要來(lái)源于葉片的光合作用。山核桃(Caryacathayensis)果實(shí)膨大期,Pn和Tr達(dá)到最高(Xuetal., 2016); 高產(chǎn)油茶無(wú)性系(XL67)的Pn和Tr的變化一致,較高的Tr使葉片免于高溫和強(qiáng)光的灼傷,維持葉片在高溫下進(jìn)行光合作用(彭邵鋒等, 2012)。本研究中山桐子果實(shí)緩慢生長(zhǎng)期的Pn在日變化過(guò)程中達(dá)到最高,此時(shí)光照強(qiáng)度和溫度都達(dá)到全年最高,Tr也達(dá)到最高,保證山桐子在強(qiáng)光和較高的溫度下進(jìn)行光合作用。在果實(shí)顏色變化期和成熟期Pn相對(duì)下降,此時(shí)期果實(shí)ABA的濃度較高,研究表明較高的ABA濃度能夠抑制葉片的生長(zhǎng)(Daviesetal., 2003); 同時(shí)山桐子果實(shí)成熟過(guò)程中乙烯(ET)含量會(huì)增多,ET不僅具有信號(hào)傳導(dǎo)的作用,還能夠與脫落酸(ABA)共同調(diào)控氣孔開(kāi)度,促進(jìn)葉綠素降解等作用,從而使葉片光合速率下降,光合產(chǎn)物生成減少(張小娟等, 2017)。這可能也是在果實(shí)顏色變化期和成熟期山桐子葉片的光合能力減弱的重要原因之一。 光響應(yīng)曲線中,LSP和LCP反映植物的需光性和弱光的利用能力,較高的LSP和較低的LCP表明植物光能利用范圍大,具有較高的生態(tài)適應(yīng)性(黃秦軍, 2013)。Pnmax較高表明植物的光能利用效率高,本文中山桐子果實(shí)生長(zhǎng)緩慢期(Ⅱ)LSP和Pnmax最高、Rd和LCP最低,表明山桐子在高溫和強(qiáng)光下保持較高的光能轉(zhuǎn)化率以及較寬的光能利用范圍,這與張磊等(2014)研究結(jié)果一致,說(shuō)明山桐子對(duì)光照的適應(yīng)性相對(duì)較強(qiáng)。葉片光合生理指標(biāo)影響果實(shí)的品質(zhì),相關(guān)研究表明Pn與果實(shí)的可溶性糖呈顯著正相關(guān),Pn越高,光合產(chǎn)物越多,積累更多的可溶性糖(申強(qiáng)等, 2020)。在本研究中Pn與可溶性糖無(wú)顯著正相關(guān)關(guān)系,可能是由于果實(shí)的發(fā)育和葉片的光合都處于動(dòng)態(tài)的變化,存在相關(guān)性但不顯著。LCP與ABA和GA3呈顯著正相關(guān),說(shuō)明葉片的LCP的變化顯著影響果實(shí)中ABA和GA3的變化,可能是由于LCP越高,弱光利用能力越差,光合產(chǎn)物向果實(shí)的輸入降低,而果實(shí)發(fā)育后期需要充足的碳源物質(zhì),高濃度的ABA和GA3通過(guò)調(diào)控糖代謝相關(guān)的酶活性,從而提高果實(shí)中的可溶性糖的含量(沙建川等, 2019)。CO2是綠色植物進(jìn)行光合作用的重要原料,其通過(guò)提高Rubisco酶結(jié)合位點(diǎn)的羧化速度和抑制呼吸作用來(lái)增高凈光合速率(李麗霞等, 2016)。CSP表征對(duì)高CO2的利用能力,CCP表征對(duì)低濃度CO2的同化能力,Rp代表光呼吸速率的大小(葉子飄, 2010)。果實(shí)生長(zhǎng)緩慢期(Ⅱ)較高的Pnmax和CSP以及較低的CCP和Rp表明此時(shí)期有較寬的CO2利用區(qū)間和較高的CO2同化能力。 適當(dāng)?shù)乃帜鼙3州^高的光合作用,而且漿果的生長(zhǎng)期水分虧缺會(huì)降低含糖量和可溶性固形物,影響果實(shí)的品質(zhì)(陳婧等, 2013; 牛最榮等, 2020); 當(dāng)土壤含水量在46.3%~81.9%,山杏(Prunussibirica)就維持較高的Pn和CE,沒(méi)有明顯的CO2飽和抑制現(xiàn)象,當(dāng)土壤含水量低于或高于這個(gè)范圍,就會(huì)明顯的降低光合作用(吳芹等, 2013)。李晶等(2018)認(rèn)為在葡萄果實(shí)成熟期水分虧缺可以提高還原糖和可溶性固形物,并降低可滴定酸,提高葡萄的品質(zhì); 而對(duì)油料樹(shù)種油茶的油脂積累期適當(dāng)?shù)乃止喔瓤梢蕴岣吖麑?shí)的含油率(徐猛, 2014)。因此在田間栽培管理時(shí),山桐子果實(shí)生長(zhǎng)期應(yīng)及時(shí)灌溉補(bǔ)充水分,防止光合效率下降,提供充足的光合產(chǎn)物來(lái)保證果實(shí)的品質(zhì),而對(duì)于果實(shí)發(fā)育后期是否需要水分灌溉,還需要進(jìn)一步的試驗(yàn)證明。 山桐子果實(shí)發(fā)育過(guò)程,SOD、POD及CAT協(xié)同發(fā)揮作用,以維持活性氧的形成和清除之間的平衡,保證山桐子果實(shí)在不同時(shí)期的正常生長(zhǎng)發(fā)育。ABA、IAA、GA3、ZR含量的變化動(dòng)態(tài)與果實(shí)的發(fā)育規(guī)律相吻合,對(duì)果實(shí)的發(fā)育進(jìn)程起積極的調(diào)控作用。在山桐子的生長(zhǎng)緩慢期有較大的光能和CO2利用范圍以及較高的凈光合速率,但此時(shí)高溫干旱,氣孔導(dǎo)度增加,蒸騰速率也達(dá)到最高,應(yīng)進(jìn)行及時(shí)灌溉,以便維持較高的光合速率,為山桐子提供更多的光合產(chǎn)物來(lái)保證果實(shí)的優(yōu)良品質(zhì)。2.4 山桐子果實(shí)內(nèi)含物、內(nèi)源激素和光合參數(shù)的相關(guān)性
討論
3.1 果實(shí)不同發(fā)育階段內(nèi)含物的變化
3.2 果實(shí)不同發(fā)育階段內(nèi)源激素的變化
3.3 果實(shí)不同發(fā)育階段光合特性的變化
4 結(jié)論