钙对南果梨果实品质及石细胞形成的影响研究

• 作 者: 刘畅
• 出 处: 沈阳农业大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 南果梨 钙 石细胞 木质素

‘南果梨’是辽宁省特产水果之一,具有果实香气浓郁,抗寒力强等特点。但因其果实所含石细胞较多,严重影响了果实品质。钙是植物必需的营养元素,参与细胞命运的决定和细胞信号途径。本研究以‘南果梨’作为试验材料,采用不同种类的外源钙处理‘南果梨’幼果,分析钙处理后‘南果梨’果实品质、钙含量、石细胞及木质素含量、木质素合成相关基因表达的变化,并结合氯化镧处理了解钙信号与梨果实木质素聚合的关系,目的在于明确钙在梨果实石细胞发育过程中的调控作用。主要研究结果如下:1.于‘南果梨’盛花期和盛花期20 d后喷施不同浓度的氯化钙和糖醇螯合钙,‘南果梨’单果重、横纵径、可溶性固形物、硬度等果实品质指标优于对照,而经过钙处理的石细胞含量均低于对照,经由钙制剂处理的果实总钙含量,均高于对照。综合来看,盛花期20 d后喷施5 g·L^-1CaCl₂处理效果优于其他处理,是本研究筛选出的钙制剂提升‘南果梨’果实品质的最佳施用方案。2.进一步研究发现,‘南果梨’盛花期20 d后喷施5 g·L^-1 CaCl₂处理,其果实石细胞和木质素含量在不同发育时期均低于对照水平,木质素组织化学定位的结果和木质素含量相一致。果实发育后期,钙含量逐渐减小,钙处理后的‘南果梨’钙含量均高于对照。同时,对果实发育过程中石细胞木质素代谢的相关基因表达水平进行检测,发现钙处理后木质素合成基因PAL、CAD、POD表达水平显著下调,HCT、CCR显著上调。3.为了验证钙信号通路与果实木质素代谢的关系,利用LaCl₃对离体条件下‘南果梨’果实木质素代谢进行初步研究。结果表明,与对照相比,LaCl₃处理后果实的木质素含量显著降低。CDPK9基因显著下调,而NADPH氧化酶活性降低,H₂O₂含量也显著降低,H₂O₂组织化学定位和H₂O₂含量相一致,表明钙信号的阻断可通过影响ROS代谢进而干扰木质素的聚合过程。本研究筛选出了5 g·L^-1CaCl₂对梨果实品质及石细胞积累有较为明显效果,初步明确了钙调控果实木质素代谢的作用机制,对于控制减少果实石细胞含量和提升果实品质具有重要的指导价值。