果期种仁印楝素积累的营养调控机理

Azadirachta indica (neem) is a kind of important resource plant that originated from the semiarid and arid tropics with great commercial potential in botanical pesticide. The azadirachtin content in neem seeds is about 0.3%～0.7%,which has shown prominent effects on controlling pests.Neem was introduced in China in 1986 for the first time and about 20,000 hm2 plantations were established in China now. .Developing environment-friendly biopesticide has been a new tendency around the world.The purpose of oriented culture of neem raw material forest is to increase the azadirachtin content and the yield of seeds. In this study, neem clonal nursery stock will be used as experimental material to study content of azadirachtins and their variations and the relationship among leaf nutrient content, fruits capacity of tree and azadirachtin content applying the combination method of field investigation and laboratory analysis during the fruit development. Furthermore, the analysis of nutrition diagnosis will be used to interpret the relationship between accumulation of azadirachtins and restrictive nutritional factors and to seek the theoretical bases of increasing azadirachtin content in neem seeds in new way of nutritional regulation for the first time. The findings of this study are helpful to understand the theory of nutritional regulation of plant secondary metabolites and have an important significance to further explore the oriented culture technology of special raw material forest aiming at cultivating botanical active substance.

印楝是原产热带干旱和半干旱地区的多用途树种，种仁内含印楝素0.3%～0.7%，对害虫防治效果显著，是植物源杀虫剂中最具商品化开发的资源植物。印楝1986年首次引进中国，目前全国推广种植约2万公顷。.环境友好型生物农药的开发已经成为世界农药发展的趋势。印楝生物农药原料林定向培育的技术核心是提高种仁印楝素含量和种子产量。本研究以印楝无性系为实验材料，研究果期种仁印楝素含量的变动规律；采用野外调查、田间试验和实验室分析相结合的方法，研究叶片养分含量、果实负载量与种仁印楝素积累的相关性；首次综合应用植物营养诊断的原理和方法，解读种仁印楝素积累与限制性营养因子的关系，探求通过营养调控新途径提高种仁印楝素含量的理论依据。研究结果将进一步增进对植物次生代谢产物调控理论的认识，尤其对以林源活性物质为培育目标的特种原料林定向培育技术体系的深入研究具有重要的指导意义。

印楝是目前全世界公认的最适合于开发生物农药的资源植物。本项目作为一个前期探索性的小额基础研究项目,其主要目的是要探索叶片营养元素含量与种仁印楝素含量及其印楝产量之间的关系，以期通过本项目的研究，能够在叶片营养元素含量与种仁印楝素含量以及印楝产量之间建立某种可能的数理逻辑关系，然后在生产实际过程中通过控制和管理人工施肥的方法实现对种仁印楝素含量或者产量的间接营养调控，从而达到项目预期。由于目前在关于印楝素研究过程中存在的印楝素结构复杂而无法规模化人工合成、种仁印楝素生物合成途径的未知与复杂性、叶片矿质元素与印楝素之间桥梁纽带关系不清以及二者之间的评价体系不明等多个方面的原因使得本项目在研究执行过程中充满了极大的挑战性。从目前针对实生繁殖的印楝人工林的研究结果来看，可以初步明确的是实生印楝林分其种仁印楝素含量与叶片营养元素含量之间没有发现可靠的相关性或者其它间接的某种数理逻辑关系，意即对于实生繁殖的印楝人工林而言，种仁印楝素的含量可能与叶片矿质元素含量没有明确关系。由于实生林分并没有排除次生代谢物质的遗传因素影响，目前还不能根本确认叶片营养元素含量与种仁印楝素含量之间没有任何关系，其研究还有待于进一步继续。对于叶片养分含量与印楝产量之间的关系，本研究初步明确了获得印楝高产的叶片全N、全P和全K的临界值浓度值及其相应的最适浓度范围，发现叶片单项养分及其比值与印楝产量之间存在一定的相关性，尤其是印楝产量与叶片中N、P、K含量的综合作用结果密切相关，同时诊断出了叶片中P和N含量的不平衡是影响印楝产量的主要因素,该结果可为印楝人工林的平衡施肥、提高其产量提供理论和技术支持。