不同浓度GA3和TDZ处理对阳光玫瑰葡萄光合作用的影响开题报告

（一）课题的研究意义

TDZ(Thidiazuron)是 Schering 公司 1976 年合成的新型植物生长调节剂，化学名为 N-苯基-N’-1,2,3-噻二唑 (N-phenyl -N’-1,2,3-thiadiazol- 5-ylurea)，中文简称为噻重氮苯基脲。它能诱导离体培养材料的多种途径形态发生,具有生长素和细胞分裂素的双重作用（陈肖英 ，2003）。

‘阳光玫瑰’葡萄(Vitis labruscana Bailey× V. vinifera L.)引自日本，果实完熟后呈绿黄色，肉质硬脆，有玫瑰香味，可溶性固形物20%左右，鲜食品质优良，成熟期与巨峰相近或较晚。由于其品质优，栽培较易，近年来该品种得到大面积推广（辛守鹏，2015）。

光合作用是植物生长发育的基础和生产力的决定性因素，也是衡量外界对植物影响的重要指标(王世平，2010)，光合作用主要发生在叶绿体中，而叶绿体活性受环境条件、植物生长调节剂等多种因素的调控是一种新型细胞分裂素类植物生长调节剂，生长调节剂可以增加植物的光合作用叶面积、提高叶片叶绿素的含量，并且能够提高叶片净光合速率，延长叶片光合功能期，对植物本身有机物的合成与积累也有促进作用，提高作物的产量和品质除受植物本身遗传控制外，环境条件对叶片的结构和光合能力也有显著影响（单守明，2008）。

‘阳光玫瑰’自然生长情况下，果面容易有锈斑，果粒较小，但用适宜浓度生长调节剂处理可以增大果粒，有效减少锈斑，提高果实品质。光合作用是植物生长发育的基础和生产力的决定性因素（仲启铖，2013），较高的光合能力是葡萄果实高产的前提。植物净光合速率光响应曲线描述的是光量子通量密度与植物净光合速率之间的关系，即净光合速率随光照度的变化特征。因此，光响应曲线是衡量叶片光合能力的重要指标，选择适合的光响应曲线拟合模型对于准确衡量叶片光合能力十分重要。目前，有关GA₃和CPPU处理果实后提高果实品质的报道较多（王央杰，1997；欧毅，2006），但外源生长调节剂对葡萄果实邻近叶片光合作用影响的报道较少。本文采用同一浓度GA₃ 和不同浓度TDZ组合处理葡萄花穗和幼果，研究其对果实邻近叶片光合特性、果实调运光合产物能力的影响，为实际生产提供重要参考。

（二）相关研究现状

利用植物生长调节剂处理促进葡萄果实大粒是植物化学调控的一项新技术,国内外在大獭户（刘捷等，2007）,巨峰和无核白（晃无疾等,1998）等葡萄品种上己应用,虽然可以增大果粒,但却会降低品质。因此生产上切不可为增大果粒而过高浓度地使用或,同时应注意根据树体长势合理疏穗疏粒,配合修剪、肥水管理等栽培技术都是必要的。

外源植物激素处理葡萄果实,葡萄叶片光合色素（PPC）的含量增加（李鹏程，2010）。

光是光合作用的主导因子，绿色植物在不同生长条件、不同物候期均可做出光合作用对光强的响应曲线（沈允钢，1998；张建国，2000）。目前，有关GA₃和CPPU处理果实后提高果实品质的报道较多（王央杰，1997；欧毅，2006），但外源生长调节剂对葡萄果实邻近叶片光合作用影响的报道较少。

研究表明，GA₃与CPPU具有促果实膨大，提高果实品质，且两者有加成效应（盛宝龙，1998；聂磊，1999）。

赤霉素能够增加'Emperatriz'无籽葡萄的浆果大小，其结果取决于处理的物候阶段和施用的浓度（CasanovaL ，2009）。

TDZ 对葡萄果实的处理可以发现，其能促使果实增大，提早成熟。100ppmGA₃加5ppm 1％TDZ在盛花后14天处理'Cheongsoo'葡萄，其结果是产生了更高的平均果重6.30-6.48g（Chang, EH，2018）。

GA₃结合TDZ或CPPU共同使用促进夏黑果实增大效果明显,对果实可滴定酸含量影响不显著,但降低了可溶性固形物含量,影响果实品质相同浓度的TDZ和CPPU结合GA₃处理结果比较,TDZ的膨大效果要优于CPPU（谢周，2010）。

光合色素，包括类胡萝卜素是重要的次级代谢产物，在光合作用中起关键作用（Gutierrez-Gamboa, G，2018）。外源赤霉素可能通过提高光合色素(叶绿素a和胡萝卜素)含量、叶片净光合速率、光能利用率、水分利用率，改变叶绿素荧光特性，影响了CO2同化，增强了叶片光能的吸收利用，从而提高叶片的光合作用，产生较多的光合产物。外源赤霉素处理的果穗和其邻近功能叶片之间形成了较完美的库-源供求关系，最终促使邻近功能叶片光合作用加强，作为“库”端的葡萄果实供应更多的碳水化合物，促进葡萄果实的膨大（张演义等，2014）。在GA₃处理后，不同程度的增加葡萄叶片净光合速率(P_n)。外源赤霉素处理能够促使葡萄果实膨大，加强光合物质吸收和利用，最终导致邻近功能叶片光合功能加强，从而使得外源赤霉素处理的葡萄果实更为膨大。

TDZ和GA处理通过改善叶绿素生物合成的前体和减少分解代谢物来延迟叶片中叶绿素a和b含量的降低（Toscano,2018）。

（三）应用前景

根据现有相关研究现状可知，利用植物生长调节剂处理是提高葡萄果实商品价值的关键技术，其可以促进叶绿素合成，提高光合效率，促使光合营养物质向其施用部位转移，控制衰老，增强抗逆性，从而对葡萄果实的增大有明显作用，能大幅度提高粒重及产量，对葡萄生产上的高效调节提供了合理依据，进而科学合理的运用在实际生产中。

近年来，利用植物生长调节剂调控果树生长发育已是生产中的重要技术措施，尤其是 TDZ 作为具有生长素和细胞分裂素的双重作用的生长调节剂更是被广泛应用于葡萄生产中。但目前关于TDZ的研究相对于其他植物生长调节剂而言还是相对较少，相比在无核化等基本作用方面的研究，在光合作用方面的研究也较少。在不同植物生长调节剂的组合使用方面GA₃和TDZ的组合在葡萄光合作用方面的影响的应用也相对匮乏。故笔者拟通过研究不同植物生长调节剂对葡萄光合作用的影响，以期获得GA₃和TDZ组合的合理使用浓度和便捷的使用方法，从而使葡萄生产达到高产、优质、高效的目的。

参考文献：

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（一）研究目标

光是所有绿色植物光合作用中光能的唯一来源，植物干物质的90%以上来自叶片的光合作用，叶片光合能力的大小和叶片光合作用功能时期的时间长短是影响植物生长发育的决定性因素，同时还会形象果实品质，进而影响经济价值产量；叶片的叶绿体不仅受植物本身的生长时期的影响，而且还受植物生长调节剂等多重外界因素的影响。光合作用主要发生在叶绿体中，而叶绿体活性受环境条件、植物生长调节剂等多种因素的调控是一种新型细胞分裂素类植物生长调节剂，生长调节剂可以增加植物的

光合作用叶面积、提高叶片叶绿素的含量，并且能够提高叶片净光合速率，延长叶片光合功能期，对植物本身有机物的合成与积累也有促进作用，提高作物的产量和品质除受植物本身遗传控制外，环境条件对叶片的结构和光合能力也有显著影响（单守明，2008）。

本实验拟通过设置不同浓度梯度的TDZ对阳光玫瑰葡萄进行处理，分别测定其光反应曲线，并对不同梯度处理间进行分析比较。

（二）研究内容

（1） 实验处理的设置

赤霉素是葡萄用于无核处理的一个主要的生长调节剂。但天然无核的葡萄品种多数均果粒偏小,因此花后第二次处理促进果实膨大（陶建敏等，2003）,尤为重要花后2周将GA₃与TDZ结合使用,不同浓度的TDZ处理夏黑葡萄，对其明显的膨大作用（谢周）。

本实验拟采用相同浓度的GA₃结合不同浓度的TDZ作为处理，并设置空白对照。

（2） 光反应曲线的测定

用美国LI-COR公司生产的LI-6400便携式光合测定仪测定各处理选取的标记叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)等相关指标的光响应曲线。

（三）拟解决的关键问题

（1） TDZ处理可以使阳光玫瑰葡萄果实膨大的影响，以及其对光合作用和库-源关

的影响。

（2） 在控制品种特性、叶龄叶位、光照、温度、CO2、水分、矿质元素等变量因素

外，将TDZ浓度设置为单一变量。

（3） 测定其净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)等相关指标的光响应

曲线。

（一）研究方法

试验于2018年在南京农业大学汤山葡萄试验基地进行。平棚架“H”型整形，避雨栽培，南北走向，行株距为6.0 m×3.0 m。试验品种为5年生‘阳光玫瑰’葡萄，选择长势相近的植株，每处理3棵，将东侧枝条基本一致的花穗挂牌标记，以常规方法进行田间土肥水管理及病虫害防治。处理前对花穗进行修剪，除去穗肩小穗，留穗尖长约4 cm，盛花期（2018年5月13日）花穗用25 mg·L^-1GA₃与2mg·L^-1 CPPU处理5 s，2周后（2018年5月27日）用25 mg·L^-1GA₃与0、3、5 mg·L^-1 TDZ分别组合再次处理5s，每处理3棵树，每棵树在左右两臂各随机选取两个果穗作为处理并标记。

（二）技术路线

图1 不同浓度的GA₃和TDZ处理对‘阳光玫瑰’葡萄光合作用影响的技术路线图

（三）实验方案

（1）实验材料

选用多年生‘阳光玫瑰’葡萄，平棚架“H”型整形，避雨栽培，走向为南北向，行株距为6.0m×3.0m左右。选择长势相近的植株6棵。

（2）实验处理

本实验拟采用25ppmGA₃的结合0、3、5ppm的TDZ对实验材料进行处理。处理时间为：

第一次生长调节剂常规处理：盛花期3天 GA₃ 25mg·L^-1 2mg·L^-1 CPPU

第二次生长调节剂常规处理：盛花1周后 GA₃ 25mg·L^-1 TDZ分别（0//3/5）mg·L^-1

整个测定光合的实验中，出来生长调节剂对阳光玫瑰葡萄的处理外，也包括对其的生长管理，比如抹芽、摘心除卷须等。

（3）光合作用的测定

在转色期之前（2018年7月19~21日）、转色期（2018年8月8~10日）、转色期过后（2018年9月1~3日）3个不同时期，分别选择晴天9:00—11:30，从标记的果实邻近叶片(果实上部1~2片叶)中选取长势一致无其他叶遮挡的叶片，用美国LI-COR公司生产的LI-6400便携式光合测定仪进行测定，重复3次，取平均值。流速设定为500 μmol·s^-1，在0~2000 μmol·m^-2·s^-1光照范围内设置11个光照强度，即0、50、100、200、400、600、800、1000、1200、1600、2000 μmol·m^-2·s^-1，测定各处理选取的标记叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)等相关指标的光响应曲线。

（4）数据处理

对于收集到的数据用SPSS16.0统计软件和Excel2007软件对数据进行统计分析，做成合适的图表呈现在论文当中。

（四）可行性分析

（1） 由于实验在南京农业大学汤山葡萄试验基地进行且阳光玫瑰葡萄性状相对稳

定，基地内气候环境相对适宜，基地内常年进行科研基础实验，有专业人员看管，意外情况较少。故适合进行试验处理和结果测定。

（2） 现有实验结果表明同浓度GA₃结合TDZ处理比结合CPPU处理效果更加显著，

故预计不同浓度梯度处理之间差异会显著。

（3） 时间上主要集中在6-8月份，在相对集中的时间内能够更加高效的完成实验。

（4） 需要利用LI-6400便携式光合测定仪测定净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间

CO₂浓度(C_i)等相关指标的光响应曲线。数据较多并需要用SPSS16.0统计软件和Excel2007软件对数据进行统计分析。