根域限制下葡萄果实韧皮部糖卸载机制研究

根域限制作为在果树栽培中一项新的栽培技术，能够有效的调控果树营养生长和生殖生长，尤其是显著提高果实品质。长期以来，人们对根域限制下果树碳水化合物代谢进行了广泛的研究，尤其在代谢链的上游(光合效能及其同化物的装载)研究较多，而对代谢链下游的糖卸载机理研究却较少，而要想通过栽培措施提高果实糖积累，弄清果实发育过程中糖积累的机制和路径是十分必要的。本课题通研究葡萄库器官糖卸载与根域限制栽培特殊环境的关系，探讨葡萄果实糖卸载规律、细胞学途径、及蔗糖代谢关键酶和蔗糖载体分布与表达，特别是酶和载体亚细胞分布与表达对根域限制的反应，能够从一个新的角度更加明确地阐述果实糖积累的机制和内外条件。这些探讨将为研究光合产物代谢相关酶和运转载体的基因表达的调控、为在分子水平上了解葡萄光合产物的运转、分配及调节机制提供信息，对果树栽培生理学的发展具有重要的学术价值，这些探讨将对果树栽培生理学的发展具有重要意义。

本课题围绕着根域限制对葡萄果实糖分积累机理影响开展研究，通过研究根域限制对葡萄植株树体生长和果实发育、源库器官组织结构、光合产物输导组织、源库端韧皮部超微结构、和果实糖分积累及其相关酶活性的影响，探讨了根域限制下葡萄果实生长机理和糖分积累机制，取得如下结果：1、从根域限制下葡萄源库器官生长和生物学产量的分配来看，根域限制下葡萄植株营养器官生物量的积累显著低于对照，植株地上部分营养生长被抑制，降低光合产物在地上部分营养器官的分配比例，增加了光合产物在根系和果实两种库器官的分配。2、从根域限制下果实发育和主要营养物质积累来看，根域限制下葡萄果实生理代谢活动旺盛，库强增加，促进光合产物在果实内积累，显著提高了果实的品质。3、从根域限制对根、叶和果实组织结构影响来看，在根域限制这一特殊的环境下，引起根系的形态结构发生变化，其中最明显的是幼根和成熟根的粗度增加，维管束中导管数目增加；根域限制下葡萄花芽营养积累较对照要好，分化较充实。根域限制下葡萄花器官发育比对照好。4、从根域限制下荧光染料在果实中运输与分布规律来看，根域限制提高了葡萄果实第二次快速生长期维管束水分运输效率，促进葡萄果实糖分积累。5、从根域限制对源(叶)和库(果实)韧皮部超微结构来看，根域限制能够促进中光合产物在叶端共质体途径的装载，同时根域限制处理促进果实中糖分积累与果实中伴胞和薄壁细胞的液胞中积聚了大量的小囊胞有一定的关系。6、从根域限制对葡萄果实糖分积累和相关代谢酶活性来看，根域限制通过调控葡萄果实中酸性转化酶活性，从而促进果实糖分积累，增加光合产物在库端（果实）的卸载。综上所述，根域限制抑制了葡萄树体源叶和新梢的生长，却促进库果实的生长。根域限制下葡萄植株根、叶和果实的组织结构，尤其是源叶和库果实输导组织结构及其韧皮部超微结构发生了相应的变化，说明了根域限制改变了葡萄源库器官的组织结构，影响了光合产物在源库两端装载和卸载。