CN101228838A - 一种调控桃实生树阶段转变的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种调控桃实生树阶段转变的方法，连续测定不同节位采样中所含内源激素中的脱落酸ABA、赤霉素GA、异戊烯基腺嘌呤iP、玉米素ZT的含量，对其进行分析，确定实生树阶段转变开始与结束的临界点，对实生树采取调控措施，抑制营养生长，以降低成花节位，提早开花结果，从而缩短育种周期。桃实生树播种当年即通过童期，第2年实施阶段转变调控，第3年大量开花结果，第5年完成杂种初选，较常规技术提早1年，节省育种成本16.7％。
Description
技术领域
本发明属于一种桃的育种的方法，具体涉及一种利用生理标记辅助调控桃实生树阶段转变的方法。
背景技术
果树实生树从播种到结果需要几年甚至十几年时间，这是提高果树育种工作效率的技术瓶颈。果树等木本被子植物的个体发育过程分为童期、成年营养生长期和生殖生长期。实生树表现童性，不具备成花能力的发育阶段称为童期；实生树虽然具备了成花潜能，但在自然条件下不能成花，接受某种诱导后可以成花，而且之后即使不再实施这种诱导也能连续成花的发育阶段称为成年营养生长期；而实生树在自然条件下连续开花结果的阶段称为生殖生长期。
为提高果树育种效率，将实生树从播种到自然条件下连续开花结果所需的时间缩到最短，一直是果树育种工作者追求的目标。苹果、桃等多年生木本果树的育种理论上，要缩短实生树开花结果所需的时间，前期需要采取促进营养生长的技术措施，使其快速通过童期，而实生树进入成年营养生长期之后则应采取抑制营养生长的技术措施，以降低成花节位，提早开花结果，从而缩短育种周期。
缩短成年营养生长期是指通过采取有效措施降低实生树成花节位。目前还没有专用的降低果树实生树成花节位的方法，实践中一般采用与促花有关的技术措施，包括低温、生长调节剂、嫁接、扦插、环剥、环割、绞缢、限根、断根等等。这方面的研究报道很多，许多促花的技术可以显著提高果树实生树成花率，但并非所有促花措施都能有效地降低实生树的成花节位。
育种实践中成年营养生长期从何时何处起始，到何时何处结束至今尚不清楚，限制了育种效率的提高。因此，准确确定实生树童性的消失，进入成年营养生长期的临界点，对于提高果树育种效率十分重要，而且，即使找到了某实生树在某特定条件下成年营养生长期的起始的临界节位，其在不同杂交组合、不同自然条件下也不能通用，所以，只有找到合适的生理生化标记辅助，适时对实生树采取适宜的调控措施，才能达到上述目的。
关于桃及其他木本植物阶段转变的生理标记尚无相关专利，相关论文报道如下：桃童期叶片和成年期叶片在光和能力、淀粉、蔗糖、甘露醇含量上都有区别或许可作为桃实生树童性的标记[1]。桃成熟区茎尖较童区茎尖玉米素含量高，分布广泛，可作为桃实生树童性消失的标记[1]。但关于实生树阶段转变的调控技术尚无相关专利报道。
发明内容
本发明提供一种调控桃实生树阶段转变的方法，该方法缩短实生树开花结果所需的时间，实生树进入成年营养生长期之后抑制营养生长，以降低成花节位，提早开花结果，从而缩短育种周期。
为实现上述目的，本发明是采用以下技术方案来实现的：
一种调控桃实生树阶段转变的方法，连续测定不同节位采样中所含内源激素中的脱落酸ABA、赤霉素GA、异戊烯基腺嘌呤iP、玉米素ZT的含量，对其进行分析，确定实生树阶段转变开始与结束的临界点，对实生树采取调控措施，其具体步骤如下：
1)采样
①桃实生幼树于春季从根颈部选留1个萌蘖，8-9月份采样，剪取此选留萌蘖，从实生树的基部起随节位升高，每5节为1采样单元，取30株实生树，分别取其相同节位采样单元混合，重复1次，置冰盒中带回；
②自来水清洗后取下韧皮部，用纱布包好投入液氮中待测；
2)采用高效液相色谱法测定韧皮部采样中所含内源激素中的脱落酸ABA、赤霉素GA、异戊烯基腺嘌呤iP、玉米素ZT的含量，其中，采用高效液相色谱的条件是，色谱柱为C18反相柱，流动相中的甲醇与0.5％乙酸的体积比为45∶55，流速0.8毫升/分钟，紫外检测器，检测波长为252纳米，采用外标法定性，峰面积标准曲线法定量。
其测定步骤如下：
①采样经冷冻干燥机干燥20-26小时，研成细粉，过35-45目筛；
②取0.3-0.7克冻干样粉，加入含有0.8-1.2毫摩尔2，6-二叔丁基对甲苯酚的2-3毫升的4℃100％乙腈，25-35℃条件下超声波浴25-35分钟，冰浴浸提10-15小时，4℃条件下10000-12000转/分离心8-12分钟；
③取1-2毫升②所得的上清液，25-35℃条件下干燥，用0.8-1.2毫升pH 8.0的0.4摩尔/升的磷酸缓冲液重新溶解，每次加入0.4-0.6毫升的三氯甲烷萃取3-5次，直至有机相无色，水相用15-25微升的1.5-2.5摩尔/升的NaOH调pH至8.0，加入70-90毫克的不溶性的聚乙烯聚吡咯烷酮(PVPP)，涡旋15-25秒后，4℃条件下10000-12000转/分离心8-12分钟；
④取1-2毫升③所得的上清液，用45-60微升的纯甲酸调pH至3.0，每次加入0.4-0.6毫升的乙酸乙酯，萃取2-5次，合并酯相，25-35℃条件下干燥，用0.15-0.3毫升流动相溶解，过0.45微米的微孔滤膜后，取10-20微升用高效液相色谱测定内源激素中的脱落酸ABA、赤霉素GA、异戊烯基腺嘌呤iP、玉米素ZT的含量。
3)实生树阶段转变的确定
根据上述不同节位采样中内源激素含量的连续测定结果进行分析，
①随节位升高，实生树某节位韧皮部采样中玉米素ZT、异戊烯基腺嘌呤iP、赤霉素GA含量骤然升高，且脱落酸ABA含量突然降低，即可判定为实生树该节位已经进入成年营养生长期，开始阶段转变，即可实施阶段转变的调控；
②随着节位继续升高，当实生树某节位韧皮部采样中玉米素ZT、异戊烯基腺嘌呤iP、赤霉素GA含量从高水平骤然恢复到低水平，则可以判定为实生树在该节位已经完成阶段转变，进入生殖生长期，无需再实施阶段转变调控措施；
4)实生树阶段转变的调控
所述阶段转变调控的调控措施为下一年的6月底-7月初整株喷施2-3次植物生长调节剂，此植物生长调节剂选用125毫克/千克水的烯效唑，每2次喷施间隔5-10天。
本发明具有以下优点：
(1)本发明采用实生树生理生化指标分析的取样方法，用实生树基生萌蘖与旺盛新梢接力的办法实现整株所有节位连续取样；30株实生树相同节位混合采样，消除实生树基因型间的差异；5节为1个采样单位，既消除取样误差，又减少工作量。
(2)本发明在不同节位连续取样的基础上，分析生理生化指标随节位升高的动态变化，确定成年营养生长期开始和结束的临界点，用多种生长调节剂组合同时对实生树进行促花处理，调查最低始花节位，使所得结果更准确、更可靠。
(3)利用本发明所提供的方法，桃实生树接受调控提前完成阶段转变，翌年可以在阶段转变开始的节位之上，阶段转变结束节位之下大量开花结果。如果不实施调控处理，开花结果的节位不低于阶段转变结束的节位。
(4)本发明与常规技术相比，桃实生树播种当年即通过童期，第2年实施阶段转变调控，第3年大量开花结果，第5年完成杂种初选；较常规技术提早1年，节省育种成本16.7％。
附图说明
图1是随节位升高，采样韧皮部中玉米素ZT含量的动态变化图；
图2是随节位升高，采样韧皮部中异戊烯基腺嘌呤iP含量的动态变化图；
图3是随节位升高，采样韧皮部中赤霉素GA含量的动态变化图；
图4是随节位升高，采样韧皮部中脱落酸ABA含量的动态变化图。
具体实施方式
一种调控桃实生树阶段转变的方法，连续测定不同节位采样中所含内源激素中的脱落酸ABA、赤霉素GA、异戊烯基腺嘌呤iP、玉米素ZT的含量，对其进行分析，确定实生树阶段转变开始与结束的临界点，对实生树采取调控措施，其具体步骤如下：
实施例1
1)采样
①昌黎果树所于2003年采样监测大久保、燕红2个当年生自然实生群体，桃实生幼树于春季从根颈部选留1个萌蘖，9月15日采样，剪取此选留萌蘖，从实生树的基部起随节位升高，每5节为1采样单元，取30株实生树，分别取其相同节位采样单元混合，重复1次共选取60株，置冰盒中带回；
②自来水清洗后取下韧皮部，用纱布包好投入液氮中待测；
2)测定：
采用高效液相色谱法测定韧皮部采样中所含内源激素中的脱落酸ABA、赤霉素GA、异戊烯基腺嘌呤iP、玉米素ZT的含量，所述高效液相色谱的条件是，色谱柱为C18反相柱，流动相中的甲醇与0.5％乙酸的体积比为45∶55，流速0.8毫升/分钟，紫外检测器，检测波长为252纳米，采用外标法定性，峰面积标准曲线法定量。
其步骤如下：
①采样经冷冻干燥机干燥20小时，研成细粉，过45目筛；
②取0.3克冻干样粉，加入含有0.8毫摩尔2，6-二叔丁基对甲苯酚的2毫升的4℃100％乙腈，25℃条件下超声波浴35分钟，冰浴浸提15小时，4℃条件下10000转/分离心12分钟；
③取1毫升②所得的上清液，25℃条件下干燥，用0.8毫升pH 8.0的0.4摩尔/升的磷酸缓冲液重新溶解，每次加入0.4毫升的三氯甲烷萃取3次，直至有机相无色，水相用15微升的2.5摩尔/升的NaOH调pH至8.0，加入70毫克的不溶性的聚乙烯聚吡咯烷酮(PVPP)，涡旋25秒后，4℃条件下10000转/分离心12分钟；
④取1毫升③所得的上清液，用60微升的纯甲酸调pH至3.0，每次加入0.4毫升的乙酸乙酯，萃取3次，合并酯相，25℃条件下干燥，用0.15毫升流动相溶解，过0.45微米的微孔滤膜后，取10微升用高效液相色谱测定内源激素中的脱落酸ABA、赤霉素GA、异戊烯基腺嘌呤iP、玉米素ZT的含量；
3)实生树阶段转变的确定
根据图1、图2、图3、图4连续测定的结果进行分析，发现实生树60节及以上节位韧皮部样品中玉米素、异戊烯基腺嘌呤、赤霉素含量骤然升高，且脱落酸含量突然降低，判定为实生树60节已经进入成年营养生长期，开始阶段转变。到80节完成阶段转变。
4)阶段转变的调控：
2004年6月28日、7月7日分2次整株喷施125毫克/千克水烯效唑。
2005年春季调查，2群体最低成花节位平均68节，成花株率分别为85.41％和68.26％，成花节率分别为47.01％和17.86％。
实施例2
1)采样：2003年8月20日采样，步骤同实施例1；
2)测定采样中内源激素中的脱落酸ABA、赤霉素GA、异戊烯基腺嘌呤iP、玉米素ZT的含量，其步骤如下：
①采样经冷冻干燥机干燥26小时，研成细粉，过35目筛；
②取0.7克冻干样粉，加入含有0.8毫摩尔2，6-二叔丁基对甲苯酚(BHT)的3毫升的4℃100％乙腈，35℃下超声波浴25分钟，冰浴浸提15小时，4℃条件下12000转/分离心8分钟；
③取2毫升②所得的上清液，35℃条件下干燥，用0.8毫升pH 8.0的0.4摩尔/升的磷酸缓冲液重新溶解，每次加入0.6毫升的三氯甲烷萃取5次，直至有机相无色，水相用25微升的1.5摩尔/升的NaOH调pH至8.0，加入90毫克的不溶性的聚乙烯聚吡咯烷酮(PVPP)，涡旋25秒后，4℃条件下12000转/分离心8分钟；
④取2毫升③所得的上清液，用60微升的纯甲酸调pH至3.0，每次加入0.6毫升的乙酸乙酯，萃取5次，合并酯相，35℃条件下干燥，用0.15毫升流动相溶解，过0.45微米的微孔滤膜后，取20微升用高效液相色谱测定内源激素中的脱落酸ABA、赤霉素GA、异戊烯基腺嘌呤iP、玉米素ZT的含量；所述高效液相色谱的条件同实施例1。
3)实生树阶段转变的确定
根据上述不同节位采样中内源激素含量的连续测定结果进行分析，
①随节位升高，实生树某节位韧皮部采样中玉米素ZT、异戊烯基腺嘌呤iP、赤霉素GA含量骤然升高，且脱落酸ABA含量突然降低，即可判定为实生树该节位已经进入成年营养生长期，开始阶段转变；
②随着节位继续升高，当实生树某节位韧皮部采样中玉米素ZT、异戊烯基腺嘌呤iP、赤霉素GA含量从高水平骤然恢复到低水平，则可以判定为实生树在该节位已经完成阶段转变，进入生殖生长期；
4)实生树阶段转变的调控：2004年6月30日、7月7日分2次整株喷施125毫克/千克水烯效唑。
实施例3
1)采样：2003年8月30日采样，步骤同实施例1；
2)测定采样中内源激素中的脱落酸ABA、赤霉素GA、异戊烯基腺嘌呤iP、玉米素ZT的含量，其步骤如下：
①采样经冷冻干燥机干燥22小时，研成细粉，过38目筛；
②取0.4克冻干样粉，加入含有0.9毫摩尔2，6-二叔丁基对甲苯酚(BHT)的2.5毫升的4℃100％乙腈，28℃下超声波浴29分钟，冰浴浸提11小时，4℃下11000转/分离心10分钟；
③取1.4毫升②所得的上清液，28℃条件下干燥，用0.9毫升pH 8.0的0.4摩尔/升的磷酸缓冲液重新溶解，每次加入0.5毫升的三氯甲烷萃取3次，直至有机相无色，水相用18微升的1.8摩尔/升的NaOH调pH至8.0，加入75毫克的不溶性的聚乙烯聚吡咯烷酮(PVPP)，涡旋18秒后，4℃条件下11000转/分离心9分钟；
④取1.4毫升③所得的上清液，用48微升的纯甲酸调pH至3.0，每次加入0.45毫升的乙酸乙酯，萃取3次，合并酯相，28℃条件下干燥，用0.18毫升流动相溶解，过0.45微米的微孔滤膜后，取10微升用高效液相色谱测定内源激素中的脱落酸ABA、赤霉素GA、异戊烯基腺嘌呤iP、玉米素ZT的含量；所述高效液相色谱的条件同实施例1。
3)实生树阶段转变的确定同实施例2；
4)实生树阶段转变的调控：2004年6月29日、7月5日、7月10日分3次整株喷施125毫克/千克水烯效唑。
实施例4
1)采样：2003年9月10日采样，步骤同实施例1；
2)测定采样中内源激素中的脱落酸ABA、赤霉素GA、异戊烯基腺嘌呤iP、玉米素ZT的含量，其步骤如下：
①采样经冷冻干燥机干燥24小时，研成细粉，过40目筛；
②取0.5克冻干样粉，加入含有1毫摩尔2，6-二叔丁基对甲苯酚(BHT)的2.3毫升的4℃100％乙腈，30℃下超声波浴30分钟，冰浴浸提12小时，4℃条件下10000转/分离心10分钟；
③取1.5毫升②所得的上清液，30℃条件下干燥，用1毫升pH 8.0的0.4摩尔/升的磷酸缓冲液重新溶解，每次加入0.5毫升的三氯甲烷萃取4次，直至有机相无色，水相用20微升的2摩尔/升的NaOH调pH至8.0，加入80毫克的不溶性的聚乙烯聚吡咯烷酮(PVPP)，涡旋20秒后，4℃条件下10000转/分离心10分钟；
④取1.5毫升③所得的上清液，用50微升的纯甲酸调pH至3.0，每次加入0.5毫升的乙酸乙酯，萃取3次，合并酯相，30℃条件下干燥，用0.2毫升流动相溶解，过0.45微米的微孔滤膜后，取15微升用高效液相色谱测定内源激素中的脱落酸ABA、赤霉素GA、异戊烯基腺嘌呤iP、玉米素ZT的含量；所述高效液相色谱的条件同实施例1。
3)实生树阶段转变的确定同实施例2；
4)实生树阶段转变的调控：2004年6月25日、7月1日、7月5日分3次整株喷施125毫克/千克水烯效唑。
实施例5
1)采样：2003年9月12日采样，步骤同实施例1；
2)测定采样中内源激素中的脱落酸ABA、赤霉素GA、异戊烯基腺嘌呤iP、玉米素ZT的含量，其步骤如下：
①采样样品经冷冻干燥机干燥25小时，研成细粉，过40目筛；
②取0.6克冻干样粉，加入含有1.1毫摩尔2，6-二叔丁基对甲苯酚(BHT)的2.8毫升的4℃100％乙腈，32℃下超声波浴33分钟，冰浴浸提12小时，4℃下12000转/分离心11分钟；
③取1.8毫升②所得的上清液，32℃条件下干燥，用1.1毫升pH 8.0的0.4摩尔/升的磷酸缓冲液重新溶解，每次加入0.55毫升的三氯甲烷萃取4次，直至有机相无色，水相用22微升的2.2摩尔/升的NaOH调pH至8.0，加入85毫克的不溶性的聚乙烯聚吡咯烷酮(PVPP)，涡旋22秒后，4℃条件下以11000转/分离心11分钟；
④取1.8毫升③所得的上清液，用55微升的纯甲酸调pH至3.0，每次加入0.55毫升的乙酸乙酯，萃取4次，合并酯相，35℃条件下干燥，用0.25毫升流动相溶解，过0.45微米的微孔滤膜后，取15微升用高效液相色谱测定内源激素中的脱落酸ABA、赤霉素GA、异戊烯基腺嘌呤iP、玉米素ZT的含量；所述高效液相色谱的条件同实施例1。
3)实生树阶段转变的确定同实施例2；
4)实生树阶段转变的调控：2004年6月30日、7月10日分2次整株喷施125毫克/千克水烯效唑。
[1]Bitonti，M.B.Cozza，R.Chiappetta，A.Giannino，D.Castiglione，M.R.Dewitte，W.Mariotti，D.Onckelen，H.V.and Innocenti，A.M.Distinct nuclear organization，DNAmethylation pattern and cytokinin distribution mark juvenile，juvenile-like and adult vegetativeapical meristems in peach(Prunus persica(L.)Batsch)，J.Exp.Bot.2002，53，1047-1054
Claims (2)
1.一种调控桃实生树阶段转变的方法，其特征在于，连续测定不同节位采样中所含内源激素中的脱落酸、赤霉素、异戊烯基腺嘌呤、玉米素的含量，对其进行分析，确定实生树阶段转变开始与结束的临界点，对实生树采取调控措施，其具体步骤如下：
1)采样
①桃实生幼树于春季从根颈部选留1个萌蘖，8-9月份采样，剪取此选留萌蘖，从实生树的基部起随节位升高，每5节为1采样单元，取30株实生树，分别取其相同节位采样单元混合，重复1次，置冰盒中带回；
②自来水清洗后取下韧皮部，用纱布包好投入液氮中待测；
2)采用高效液相色谱法测定韧皮部采样中内源激素中的脱落酸、赤霉素、异戊烯基腺嘌呤、玉米素的含量；
3)实生树阶段转变的确定
根据上述不同节位采样中内源激素含量的连续测定结果进行分析，
①随节位升高，实生树某节位韧皮部采样中玉米素、异戊烯基腺嘌呤、赤霉素含量骤然升高，且脱落酸含量突然降低，即可判定为实生树该节位已经进入成年营养生长期，开始阶段转变；
②随着节位继续升高，当实生树某节位韧皮部采样中玉米素、异戊烯基腺嘌呤、赤霉素含量从高水平骤然恢复到低水平，则可以判定为实生树在该节位已经完成阶段转变，进入生殖生长期；
4)实生树阶段转变的调控
实生树节位进入了成年营养生长期，即可实施阶段转变调控，调控措施为下一年的6月底-7月初整株喷施2-3次植物生长调节剂，每2次喷施间隔5-10天。
2.根据权利要求1所述的一种调控桃实生树阶段转变的方法，其特征在于，采用高效液相色谱的条件是，色谱柱为C18反相柱，流动相中的甲醇与0.5％乙酸的体积比为45∶55，流速0.8毫升/分钟，紫外检测器，检测波长为252纳米，
其测定步骤如下：
①采样经冷冻干燥机干燥20-26小时，研成细粉，过35-45目筛；
②取0.3-0.7克冻干样粉，加入含有0.8-1.2毫摩尔2，6-二叔丁基对甲苯酚的2-3毫升的4℃100％乙腈，25-35℃条件下超声波浴25-35分钟，冰浴浸提10-15小时，4℃条件下10000-12000转/分离心8-12分钟；
③取1-2毫升②所得的上清液，25-35℃条件下干燥，用0.8-1.2毫升pH 8.0的0.4摩尔/升的磷酸缓冲液重新溶解，每次加入0.4-0.6毫升的三氯甲烷萃取3-5次，直至有机相无色，水相用15-25微升的1.5-2.5摩尔/升的NaOH调pH至8.0，加入70-90毫克的不溶性的聚乙烯聚吡咯烷酮，涡旋15-25秒后，4℃条件下10000-12000转/分离心8-12分钟；
④取1-2毫升③所得的上清液，用45-60微升的纯甲酸调pH至3.0，每次加入0.4-0.6毫升的乙酸乙酯，萃取2-5次，合并酯相，25-35℃条件下干燥，用0.15-0.3毫升流动相溶解，过0.45微米的微孔滤膜后，取10-20微升用高效液相色谱测定内源激素中的脱落酸、赤霉素、异戊烯基腺嘌呤、玉米素的含量。
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