利用基因信息预测葡萄需肥规律并评价钾肥喷施效果

发布时间：2019-11-02 22:45

【摘要】：葡萄是世界上栽培最广的果树之一,同时也是需肥量较高的果树树种。肥料的施用在葡萄生产中占据重要地位,对于保证葡萄的高产优产至关重要。传统施肥手段主要以作物的物候期和生产者的生产经验为参考,缺乏科学依据,已经难以适应当前精确农业的发展。随着分子生物学的发展,以及大规模测序的开展,植物功能基因的鉴定呈爆炸式增长。在此基础上,科研工作者开始寻求将海量的基因信息应用于实际生产的途径。以此为出发点,本文探索了利用基因表达信息描绘葡萄需肥规律,评价施肥效果的可行性。研究结果如下:1.为了验证利用基因表达信息描述葡萄需肥规律的可行性,以'夏黑'(V.vinif× V.labrusca Sumerblack)为实验材料,分析了 N、P、K吸收、转运和同化相关基因在不同发育时期的表达变化。通过施肥试验,分析了在不同时期施肥对这些基因的诱导程度,并通过果实品质调查评价施肥效果。结果表明,在葡萄开花期,P吸收相关基因表达量较高;果实第一次膨大期,N同化相关基因的表达量较高;在硬核期,N、P、K吸收、转运和同化相关基因均表现出较低的表达量;在第二次果实膨大期和转色期,P和K吸收相关基因的表达量较高。施肥试验结果表明,在N、P、K吸收、转运和同化相关基因出现表达高峰的时期施肥,对这些基因的诱导作用更加强烈,说明此时葡萄对肥料具有较高的吸收效率。果实品质调查结果验证了这一结论,在这些基因表达量较高的时期施肥比在其他时期施肥更能促进葡萄果实的生长发育,果实单粒重、可溶性固形物等指标均高于其他时期施肥处理。上述结果说明利用葡萄N、P、K吸收、转运和同化相关基因的表达信息描绘葡萄在不同发育时期的需肥规律具有较高的可行性。2.在弄清葡萄需肥规律后,肥料种类的选择成为影响施肥效果的重要限制因素,为了从生理和基因水平评价不同种类及浓度钾肥对葡萄叶面喷施的效果,以'夏黑'葡萄为试材,选择两个葡萄生长关键时期盛花期和果实膨大期对葡萄叶片喷施不同种类和浓度的钾肥。然后对喷施处理后葡萄叶片和新梢的增长率,坐果率,叶绿素含量,单粒重,可溶性固形物等生理指标进行统计分析,并利用荧光定量PCR技术分析了 4个钾吸收相关基因VvHAK13、VvKEA2、VvSIRK、vRSORK的表达情况。结果显示叶面喷施4种钾肥后,葡萄新梢和叶片生长率,叶绿素含量以及座果率等各项生理指标均有不同程度的提升。钾吸收相关基因VvKEA2、VvSIRK、VvSORK的表达上调,而VvHAK13表达下调。综合生理和基因两方面结果得出4种钾肥效果依次为K2SO4 ·2MgSO4K2SO4K2CO3KCl。盛花期K2SO4和K2CO3的最适喷施浓度为0.5%,K2SO4·2MgSO4和KCl的最适喷施浓度为0.2%;果实膨大期K2SO4、K2SO4·2MgSO4和KCl的最适喷施浓度为0.5%,K2CO3的最适喷施浓度为0.8%。
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S663.1

【参考文献】