杧果果实生理病害海绵组织发生规律及其防治方法的研究

论文摘要

杧果果肉海绵组织是一种生理病害，对其食用品质影响极大，对生产造成的经济损失也十分严重。世界上主要的杧果产区都曾报道过该病的发生。由于该生理病害从外部看不到症状或外部症状不明显，所以采收时无法以外部症状进行果实分检和分级。同时，也给研究该病的发生和发展带来巨大的困难。长期以来，尽管国外对杧果果肉海绵组织生理病害作了较多的研究，但由于未能鉴定出果肉病害与特定因子之间的相关性，因此，尚未能断定该果肉生理病害的起因，对其防治仍无彻底有效的措施。目前我国杧果商品化生产发展时间不长，上市商品尚无规格可循，品质无标准可依，杧果果肉海绵组织生理病害的影响尚未引起人们的关注和重视，对其研究尚处于空白状态。鉴于此，在现行的栽培模式下，提前介入进行研究，探索其发病因子和发病规律，针对其发病因素在生产栽培中对症下药，达到抑制或减轻发病率的目的。不仅对我国杧果生产和发展具有重要战略意义，而且在学术研究上亦有重要的参考价值。故本研究从果实病状特征、品种差异、立地条件等相关指标，Ca、K、N等元素、分子生物学以及相关酶与杧果果肉海绵组织生理病害的关系等方面，对果实病症特点、发生规律、矿质元素、果实内部生理生化变化和遗传关系等进行综合性研究。主要结果如下：1．紫花杧果肉海绵组织病害症状特征及发生规律（1）对紫花杧果肉海绵组织病害症状的观察结果表明，病害症状特征具有明显的个性，主要出现在果实中部或中下部（少数在上部），最初表现为1个或多个小而白色的圆点，继而发展为凹陷的小空腔，空腔干燥或水渍状，凹陷边缘发白或不发白，小空腔继续扩大，单个或多个连成一体，形成大的海绵状空洞，并在病部伴有渍水状。在果实采收前10d左右，可检测到病害。从最初症状到最终症状可划分为3个级别，呈现出一种连续发展的状态。从病害的表现特征上看，与其他生理病害如软鼻病、胶状物种子、果基空腔和果肉溃败等有明显的区别。证明果肉海绵组织生理病害是一种独立的病害。（2）紫花杧果肉海绵组织病害的发生与果实的采收成熟度有关，病害在果实成熟采收前10d出现频率较高。即果实生长后期，果实的成熟采收阶段。随着采收成熟度增高，海绵组织病害的发病率也随之增高，其病情指数越严重，病害的发展范围也越大。采前和采后的试验证明紫花杧果肉海绵组织病害是一种采前出现的病害，而不是贮藏期才出现的病害。（3）紫花杧果肉海绵组织的发病与果实的单果重、果实纵横径和果形指数有关，单果重的、纵横径大的和果形指数高的果实群体发病率较高。这几项指标间是具有明显的一致性的。相关性分析均达到极显著水平或显著水平。（4）在树体参数相似的情况下，海绵组织发病率随着单株结果数量的增加而下降，随着平均单果重的增加而上升。即呈现出与单株结果数量成反比，与平均单果重成正比例的关系。山地果园与平地果园相比，山地果园的发病率低于平地果园。（5）海绵组织发病率与砧木的关系，目前尚未见有报道。本研究在4年时间里，通过对4种不同的砧木进行跟踪调查，首次证明紫花杧果肉海绵组织发病与砧木无关。（6）对广西14个杧果品种进行的海绵组织病害检测。只有紫花杧和桂热82号杧患有海绵组织生理病害，其余12个品种均未检测到海绵组织生理病害。证明海绵组织生理病害与品种特性有关。另外，在均未检测到海绵组织生理病害的其余12个品种中，分别检测到胶状物种子、软鼻病等生理病害。说明不同的生理病害与特定的品种有一定的联系。（7）紫花杧果肉海绵组织病害采前已发生，采后不再发生。但在采后自然后熟的过程中，果实转色变软的时间较长，已发生海绵组织病害的果实会继续发展，病情继续加重。用乙烯利处理后熟时间缩短，果实转色软化一致，病情的发展受到抑制，病情指数相对较低。2．ISSR分子标记对杧果品种鉴别以及感病品种区别研究初探（1）利用ISSR技术，对广西主要的杧果品种和种进行标记检测，均能检测和区别出来，表明ISSR-PCR是一种鉴别杧果品种的有效方法。在74条多态性条带中，广西杧果品种处于中间位置，并具有丰富的遗传多样性。（2）利用从42条引物筛选得到的9条特定ISSR引物，对本研究的患果实生理病害品种群体和非果实生理病害品种群体20个市亡果品种进行检测，均能检测和区别出来，聚类分析表明，20个杧果品种聚类为两个大组。患果实生理病害的8个品种聚类在第一组，而非果实生理病害的12个品种全部聚类在第二组。证明患果实生理病害的8个品种的遗传关系非常紧密。同时，也说明ISSR-PCR还可作为一种杧果品种感病与非感病的参考鉴别方法。为今后培育杧果新品种时，可提供一种亲本筛选的辅助手段。有利于从育种途径上，防止杧果品种果肉生理病害的发生。3．紫花杧果肉海绵组织病害无损检测技术（1）对杧果果肉海绵组织病害无损检测技术的研究，由于海绵组织病果与正常果实之间，在重量或比重方面差异甚小，难以区分出来。因而，用果实纵横径与果实重量的相关性，比重浮力差异都不可能将其准确区分出来。这两种方法都不适用于海绵组织病果的检测。（2）采用X光透视技术，检测杧果果实，可以看见果实内部种子的状况。由于受X光射线强度太大的限制，以及杧果种壳和种子的影响，反映不出果肉的空洞状态。但如果改进X光射线的强度，将机器小型化，并与计算机成像技术相结合。也许将来会成为一种实用检测的好方法。4．紫花杧果肉海绵组织病变过程中主要酶的变化（1）研究测定了杧果海绵组织病变过程中原果胶和主要酶的变化，初步证明在病变的过程中，原果胶含量下降，可溶性果胶含量上升。淀粉酶、PE、PG和纤维素酶活性在不同时期上升。淀粉酶活性升高，淀粉被淀粉酶水解，细胞膨压下降，导致细胞和组织变形。引起PE和PG的活性增大，促使细胞壁果胶质增溶和解聚。最后是纤维素酶活性的提高，使纤维素降解，从而导致细胞壁纤维素微纤丝—半纤维素—果胶质“经纬结构”的松散，导致果实果肉出现空洞，这一过程重复交错进行，使空腔扩大，空腔与空腔连接起来，形成海绵组织。（2）用果胶酶、纤维素酶、EGTA单独处理，以及果胶酶+纤维素酶、淀粉酶+果胶酶+纤维素酶、EGTA+果胶酶+纤维素酶混合处理诱导果肉病害，都能诱导出类似果肉溃败和海绵组织的症状。间接证明缺钙、淀粉酶、果胶酶、纤维素酶都在果肉海绵组织病变过程中发挥作用。从而可根据文献资料和我们的研究结果，对杧果果肉生理病害的机理作出推测。5．矿质营养元素与海绵组织发病率的关系（1）地面施Ca肥、高压注射Ca和氯化钾处理，可在一定程度上降低海绵组织的发病率。证明缺Ca是诱导海绵组织发生的因子。当果实Ca含量在正常水平时，K含量的高低成为诱发生理病害的主导因子。但单一增施Ca和K，并不能完全有效抑制海绵组织病害的发生。因而，用DRIS指数分析进一步表明，Ca和K都是影响果实中海绵组织病害发生的因素，但不是唯一因素。Ca、K、N、P、Mg元素都有可能影响到果实中海绵组织病害的发生。（2）土壤增施尿素、KCl及NPK混施处理，都能提高紫花杧果肉海绵组织的发病率，但不同处理间提高的幅度有差异，以土壤增施KCl处理的发病率增加幅度最大，因此，证明除Ca元素之外，N、P、K元素的变动对紫花杧果肉海绵组织的发病也有密切关系。DRIS指数分析再一次表明，影响果实中海绵组织病害发生的元素，不是单一的，而是Ca、K、N、P、B、Mn等多元素综合作用的结果。试验的结果也表明了元素平衡的复杂性，它受到肥料种类、施肥时期、土壤、树体和果实本身生长等诸多因素的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩写词表
• 第一章 前言
• 1. 问题的提出
• 1.1 杧果栽培生产发展状况
• 1.2 研究杧果果实生理病害的意义
• 1.3 杧果果实生理病害的种类
• 1.4 杧果果肉生理病害的症状与特征
• 1.5杧杜果果肉生理病害的发生率及其相关因素
• 1.5.1 杧果果肉生理病害发生率
• 1.5.2 杧果果肉生理病害与品种及其相关因素的关系
• 2. 果实生理病害研究状况
• 2.1 钙元素的吸收规律与果实生长发育的关系
• 2.2 缺钙与果实生理病害的关系
• 2.3 钙延缓果实成熟软化、抑制生理病害发生的机理
• 2.4 果实缺钙失调的预测指标
• 3. 杧果果肉生理病害研究进展
• 3.1 杧果果实生长发育与果实钙吸收动态的关系
• 3.2 杧果果肉生理病害的发生与主要营养元素的关系
• 3.3 杧果果肉病害的原因及控制
• 4. 本研究的目的和内容
• 第二章 紫花杧果肉海绵组织病害症状及发生规律的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 试验时间、地点及供试品种
• 1.2 试验调查内容与方法
• 1.2.1 紫花杧果肉海绵组织病害症状及发病率的调查
• 1.2.2 紫花杧果肉海绵组织发病与果实成熟度的关系
• 1.2.3 紫花杧果肉海绵组织发病与果实大小的关系
• 1.2.4 不同单株结果量与海绵组织发病率的关系的调查
• 1.2.5 不同砧木紫花杧果肉海绵组织发病率的调查
• 1.2.6 不同立地条件紫花杧果肉海绵组织发病率的调查
• 1.2.7 不同品种果实海绵组织发生状况的调查
• 1.2.8 紫花杧果肉海绵组织病害采前和采后的变化
• 2 结果与分析
• 2.1 紫花杧果实海绵组织病害症状及发病率
• 2.1.1 紫花杧果肉海绵组织病害症状特征、分级及其演变
• 2.1.1.1 紫花杧果肉海绵组织病害症状特征
• 2.1.1.2 紫花杧果肉海绵组织病害症状的分级
• 2.1.1.3 紫花杧果肉海绵组织病害症状的表现部位
• 2.1.1.4 紫花杧果肉海绵组织病害症状的演变
• 2.1.2 不同年份紫花杧果肉海绵组织发病率的变化
• 2.2 紫花杧果肉海绵组织发病与果实成熟度的关系
• 2.3 紫花杧果实海绵组织发病与果实大小的关系
• 2.3.1 紫花杧果海绵组织发病率与单果重的关系
• 2.3.2 紫花杧果海绵组织发病率与果实纵径的关系
• 2.3.3 紫花杧果实海绵组织发病与果实横径的关系
• 2.3.4 紫花杧果实海绵组织发病与果形指数的关系
• 2.4 不同单株结果量的变化与海绵组织发病率的关系
• 2.5 不同砧木紫花杧果肉海绵组织发病率的调查
• 2.6 不同立地条件下紫花杧果实海绵组织发病率的变化
• 2.7 不同品种果肉海绵组织病害发生状况的调查
• 2.8 紫花杧果肉海绵组织病害采前和采后的变化
• 3. 小结与讨论
• 3.1 紫花杧果肉海绵组织病害症状特征
• 3.2 紫花杧果肉海绵组织发病与成熟度的关系
• 3.3 紫花杧果肉海绵组织发病与果实大小的关系
• 3.4 紫花杧果肉海绵组织发病与单株结果量、砧木和立地条件的关系
• 3.5 不同品种海绵组织病害的发生状况
• 3.6 紫花杧果肉海绵组织病害采前和采后的变化
• 第三章 ISSR对广西主要杧果品种的分子标记以及相关遗传聚类群体与果肉生理病害的关系
• 1. 材料与方法
• 1.1 植株材料
• 1.2 DNA提取
• 1.3 ISSR分析
• 1.4 数据分析
• 2. 结果与分析
• 2.1 引物筛选和杧果基因组DNA多样性分析
• 2.2 聚类分析
• 2.3 相关遗传聚类群体与果实生理病害的关系
• 2.4 患果实生理病害的品种群体和非果实生理病害的品种群体的ISSR分析
• 2.4.1 引物筛选和DNA多样性分析
• 2.4.2 聚类分析
• 3. 小结与讨论
• 第四章 紫花杧果肉海绵组织病害无损检测
• 1. 材料与方法
• 1.1 相关回归方程检测法
• 1.2 比重浮力法
• 1.3 X光透视检测法
• 2. 结果与分析
• 2.1 相关回归方程检测法
• 2.2 比重差异检测法
• 2.3 X光透视检测法
• 3. 小结
• 第五章 紫花杧果肉海绵组织病变过程中果胶物质和酶的变化以及酶诱变病害的研究
• 1. 材料与方法
• 1.1 试验时间、地点及供试品种
• 1.2 试验设计与处理
• 1.2.1 紫花杧果肉海绵组织病变过程中果胶物质和酶的变化
• 1.2.2 仪器与试剂
• 1.3 样品处理及分析测定方法
• 1.3.1 样品待测酶液处理方法
• 1.3.2 聚半乳糖醛酸酶（PG）活力测定方法
• 1.3.3 果胶酯酶（PE）活力测定方法
• 1.3.4 羧甲基纤维素酶（CMC）活力测定方法
• 1.3.5 α-淀粉酶活力测定方法
• 1.3.6 水溶性果胶和原果胶含量测定方法
• 1.4 EGTA、淀粉酶、果胶酶、纤维素酶进行果实外滴加诱导海绵组织处理
• 1.4.1 材料与药品
• 1.4.2 试验设计与处理
• 1.4.2.1 单因素试验设计
• 1.4.2.1.1 试验设计
• 1.4.2.1.2 试验处理方法
• 1.4.2.2 多因素试验设计
• 1.4.2.2.1 试验设计
• 1.4.2.2.2 试验处理方法
• 2. 结果与分析
• 2.1 紫花杧果肉海绵组织病变过程中果胶物质和酶的变化
• 2.1.1 原果胶含量在海绵组织病果中的变化
• 2.1.2 水溶性果胶含量在海绵组织病果中的变化
• 2.1.3 α-淀粉酶活性在海绵组织病果中的变化
• 2.1.4 果胶酶（PE）活性在海绵组织病果中的变化
• 2.1.5 多聚半乳糖醛酸酶（PG）活性在海绵组织病果中的变化
• 2.1.6 纤维素酶（CMC）活性在海绵组织病果中的变化
• 2.2 果胶酶（PE）、纤维素酶、α-淀粉酶和EGTA对海绵组织的诱导
• 2.2.1 不同浓度的果胶酶对紫花杧果肉海绵组织的诱导作用
• 2.2.2 不同浓度的纤维素酶对紫花杧果肉海绵组织的诱导作用
• 2.2.3 不同浓度的EGTA对紫花杧果肉海绵组织的诱导作用
• 2.2.4 EGTA、淀粉酶、果胶酶和纤维素酶混合处理对果肉海绵组织的诱导作用
• 3. 小结与讨论
• 第六章 几种矿物元素对紫花杧果果肉海绵组织病害形成的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验设计和方法
• 1.2.1 试验设计
• 1.2.2 试验处理方法
• 1.3 植株的采样和测定方法
• 1.4 果实的采样和测定方法
• 1.5 杧果果实的主要营养元素DRIS诊断
• 2 结果与分析
• 2.1 不同处理对紫花杧果肉海绵组织发病率的影响
• 2.2 地面施钙肥及高压注射钙和钾处理对正常果与病果中矿质元素的影响
• 2.3 不同处理对果肉中钙含量变化趋势的影响
• 2.3.1 地面施钙肥处理对果肉中钙含量的影响
• 2.3.2 高压注射钙处理对果肉中钙含量变化趋势的影响
• 2.3.3 高压注射氯化钾处理对果肉钙含量变化趋势的影响
• 2.4 不同处理对紫花杧果肉中钾含量的影响
• 2.4.1 地面施钙肥处理对紫花杧果肉中钾含量的影响
• 2.4.2 高压注射钙处理对紫花杧果肉钾含量的影响
• 2.4.3 高压注射氯化钾对紫花杧果肉钾含量的影响
• 2.5 不同处理对紫花杧果肉中氮含量的影响
• 2.5.1 地面施钙肥处理对紫花杧果肉中氮含量的影响
• 2.5.2 高压注射钙和钾处理对紫花杧果肉氮含量的影响
• 2.6 不同处理叶片与果实的主要营养元素间的相关系数
• 2.7 不同处理果实的主要营养元素的DRIS诊断分析
• 3 小结与讨论
• 第七章 土壤增施N、K及NPK混肥对紫花杧果肉海绵组织发病率的影响
• 1. 材料与方法
• 1.1 试验时间、地点及供试品种
• 1.2 试验设计与处理
• 1.3 样品采集、处理及分析测定方法
• 1.4 杧果果实的主要营养元素DRIS诊断
• 2. 结果与分析
• 2.1 不同处理对紫花杧果肉海绵组织发病率的影响
• 2.2 不同处理对紫花杧果肉主要矿质营养元素含量变化动态的影响
• 2.2.1 不同处理对紫花杧果肉Ca元素含量变化的影响
• 2.2.2 不同处理对紫花杧果肉K元素含量变化的影响
• 2.2.3 不同处理对紫花杧果肉N元素含量变化的影响
• 2.2.4 不同处理对紫花杧果肉P含量变化的影响
• 2.2.5 不同处理对紫花杧果肉Mg元素含量变化的影响
• 2.3 不同处理对果肉海绵组织发病果与正常果营养元素的影响
• 2.4 不同处理果实主要营养元素的DRIS诊断分析
• 3. 小结与讨论
• 第八章 结论
• 1 主要研究结果
• 2 主要创新点
• 3 今后的研究方向与目标
• 参考文献
• 版图及版图说明
• 作者简介
• 在读期间学术成果