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高温胁迫对番茄生殖生长的影响【字数:7412】

2024-02-24 17:36编辑: www.jxszl.com景先生毕设
以花期强耐热、中度耐热和热敏感三种基因型番茄为材料,研究不同耐热性番茄在对照条件(昼温25-30℃,夜温15-20℃)与高温(昼温37-43℃,夜温24-30℃)条件下的花芽分化进程、花器官形态、花粉表面形态、花粉育性及坐果情况,以明确番茄花期对高温胁迫最敏感的发育阶段,探讨番茄花期的耐热机制。结果表明高温胁迫诱导番茄花器官发育异常,花粉微观结构畸形,花粉败育,最终导致田间坐果率降低。强耐热型在花器官发育期能耐受持续性高温(6d),表现为花器官形态结构、花粉微观结构相比同期对照无明显变化,其在高温下花器官的正常生长发育为后期坐果提供物质基础,有利于保持较高的坐果率。但番茄的花粉形成阶段是花期对高温胁迫最敏感的时期,在此时期内高温处理超过4h后,花粉将受到不可逆损伤,显著降低育性。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 试验材料与研究方法 2
1.1 试验材料 2
1.2 实验设计及预处理 2
1.3 测定项目与方法 3
1.3.1 花芽分化观察 3
1.3.2 测定花粉萌发率以及花粉管长度 3
1.3.3 调查单花序花朵坐果率 3
1.3.4 数据处理 3
2 实验结果与分析 3
2.1 高温胁迫对不同基因型番茄花芽分化进程的影响 3
2.2 高温胁迫对不同基因型番茄花粉萌发率的影响 4
2.3 高温胁迫对不同基因型番茄花粉管长度的影响 5
2.4 高温胁迫对不同基因型番茄花粉表面形态的影响 5
2.5 高温胁迫对不同基因型番茄花器官发育的影响 6
2.6 高温胁迫对不同基因型番茄坐果的影响 7
3 探究花期耐高温机理 8
3.1 高温胁迫对番茄花器官发育的影响 8
3.2 高温胁迫对番茄花粉育性的影响 8
4高温胁迫下番茄耐热机制的研究结论 8
致谢 9
参考文献 9
图1 对照和高温处理下不同耐热性番茄的花芽分化进程 4 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072

图2 常温下形成的花粉与高温下形成的花粉经高温培养后的花粉萌发率 5
图3 常温下形成的花粉与高温下形成的花粉经高温培养后的花粉管长度 5
图4 对照和高温处理下不同耐热性番茄的花粉表面形态 6
图5 高温胁迫下不同耐热性番茄开放花形态特征分析 7
图6 高温胁迫下不同耐热性番茄的坐果率分析 7
高温胁迫对番茄生殖生长的影响
引言
番茄(Lycopersicum esculentum L.),茄科茄属,原产于安第斯山脉的智利、厄瓜多尔、哥伦比亚和秘鲁,是全球范围内广泛栽培的重要蔬菜作物[1]。番茄是喜温植物,不耐高温,目前,对于番茄耐热性的研究多集中于营养生长阶段,但是其生殖生长阶段更易受到高温胁迫的不利影响[2]。
首先,在花期生长发育方面,番茄在花芽分化期与开花期需要适宜的温度,通常最佳为白天2025℃,夜间1517℃,在高温条件下,蒸腾作用、光合作用等代谢反应受到影响,生殖生长能量积累不足[3],从而导致花器官发育不良,畸形花数量增多、程度增大[4],花芽提早停止分化 [5],花粉和子房发育不同步[6],研究表明,花粉的发育对高温敏感,34℃的高温可降低花粉的萌发率及花粉管的生长速度[7],导致花粉活力急剧下降,从而抑制受精过程[2,8]。进而使得花粉败育、坐果率低,果实产量下降[4]。
其次,高温胁迫对番茄花器官的形态结构也有影响,主要表现为花器官变小,萼瓣伸展度受到抑制[4,9],花柱外露,在30℃高温处理下,雄蕊和雌蕊均显著缩短[10]。另外,高温诱导的花柱外露,在番茄不同基因型之间存在差异,且这种差异与品种的耐热性呈正相关[6],花柱高于花药筒使花粉不能正常达到柱头,造成番茄坐果率低。
高温下花粉活性与番茄品种耐热性基因表达密切相关[11],热敏感番茄的花粉萌发率和花粉管长度比耐热番茄更易受到高温胁迫的影响[12],在同科作物辣椒上也发现相同现象[13]。目前高温影响陆地棉花花粉育性的研究表明,蕾期花粉发育阶段对高温过程更敏感[14],番茄花期对温度的反应最敏感的时期是花发生后的34d[9],目前关于番茄花期对高温胁迫最敏感的具体发育阶段鲜有报道。本研究将从花芽分化期、开花期和坐果期角度出发,通过处理耐热性不同的番茄材料,较为全面地探讨番茄花期各发育阶段对高温胁迫的响应并明确对高温胁迫最为敏感的发育阶段,旨在揭示高温胁迫对番茄花期发育的影响,了解番茄花期的耐热机制,为指导番茄的优质高效生产,尤其是夏季易发热害的种植地区提供理论依据。
1 试验材料与研究方法
1.1 试验材料
以保存在大学园艺学院的花期强耐热基因型‘LA2093’、花期中度耐热型‘Qinhuang’及花期热敏感基因型‘Jiali’为供试材料。试验番茄编号、名称、种属和来源见表1。
表1 番茄品种编号、名称、种属和来源
Table 1 Number,name,species and origin of tomato varieties
编号
NO.
名称
Name
种属
Species
来源
Origin
1
LA2093
S. pimpinellifolium
美国 America
2
Qinhuang
S.lycopersicum
中国 China
3
Jiali
S.lycopersicum
荷兰 Netherland
1.2 实验设计及预处理
将三种基因型番茄播种于含有泥炭、珍珠岩和蛭石(体积比为2:1:1)混合的复合基质的72孔穴盘中,置于大学园艺学院不加温玻璃温室中培养,为保证植株在适宜的温度条件下生长,采用加热器加温的方式,将温室内温度控制在25℃/18℃(昼/夜,12h/12h),每隔一天浇灌一次Hoagland全倍营养液。

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