野生欧李生长期结果基生枝各器官中不同形态钙的分配率变化

1、野生欧李生长期结果基生枝各器官中不同形态钙的分配率变化论文摘要：以野生欧李为试材，研究了欧李生长期结果基生枝各器官中钙与不同形态钙的分配率变化及其相关性，为揭示欧李果实钙素吸收机制提供根底资料。结果说明，各器官中不同形态钙分配率变化随年生长发育进程变化各异，并且以生殖器官和营养器官中不同形态钙分配率变化较为显著，其中果实花器官中活性钙水溶钙和果胶钙形态在开花期和果实发育期各存在一分配顶峰；各器官中钙分配与不同形态钙分配密切相关，其中果实花器官中钙分配，与韧皮部中水溶钙分配呈显著正相关，与新梢中水溶钙、果胶钙和磷酸钙分配呈显著正相关，与新梢中草酸钙分配呈显著负相关。研究提出，欧李生长期结果基生枝

2、各器官中存在钙形态转化，活性钙组分水溶钙和果胶钙是欧李果实花器官中吸收和积累的主要钙形态。论文关键词：欧李,生长期,组织器官,不同形态钙,分配率欧李Cerasushumilis(Bge)Sok是我国特有的一种野生果树资源，其果实以Ca、Fe含量高而受到消费者的欢送。研究结果说明，欧李果实中钙吸收累积与钙形态转化吸收有关。尤其是与树体内水溶钙和果胶钙形态转化与吸收密切相关，这对于揭示野生欧李钙素营养吸收特性具有重要推动作用。但欧李生长发育期包括萌动期，开花期，果实发育期结果基生枝各组织器官中不同形态钙如何进行分配，其分配与转化机制尚不为人们所知。为此，作者通过研究欧李生长发育期各组织器官中不同形

3、态钙分配率的变化规律，以期为进一步探明野生欧李钙素吸收机理提供理论依据。收稿日期：20210222；修回日期：20211材料和方法1.1材料欧李来源于燕山山脉野生欧李群体，定植于河北科技师范学院园艺园林试验站野生欧李资源圃内昌黎自然生长，土壤肥力中等，树体丛生，株高7080cm，树龄10年生，3月上旬芽体开始萌动，始花期为4月中旬，终花期为4月末，果实成熟期为8月上旬，单果质量5g左右。1.2方法不同形态钙含量的测定：分别用HO(无离子水)，1mol-LNaCl，2HAC，5HCl，逐级提取水溶性钙水溶钙、氯化钠溶性钙果胶钙、醋酸溶性钙磷酸钙、盐酸溶性钙草酸钙，最后剩余残渣中的主要成分是硅酸钙

4、简写为剩余钙，然后采用HNO-HClO混合酸消化分解。提取样品采用3200型原子吸收分光光度计测定欧李各组织器官中的不同形态钙含量，并计算不同形态钙及总钙各形态钙总和在欧李结果基生枝各组织器官中的分配率大小。2结果与分析2.1各组织器官中不同形态钙的分配率变化 新稍 shoot 水溶钙 Soluble calcium 木质部xylem -0.484 -0.056 0.572 -0.626 韧皮部phloem -0.417 -0.082 0.673* -0.564 果实 -0.418 -0.385 0.214 0.065 新稍shoot 0.970* 0.902* 0.862* -0.907*

5、果胶钙 Calcium pectate 木质部xylem -0.620 -0.240 0.492 -0.493 韧皮部phloem -0.892* -0.797* 0.110 0.598 果实 -0.882* -0.722* 0.237 0.409 新稍shoot 0.924* 0.916* 0.847* -0.909* 磷酸钙 Calcium phosphate 木质部xylem 0.305 -0.107 -0.775 0.753 韧皮部phloem -0.743* -0.588 0.266 0.330 果实 -0.448 -0.177 0.582 -0.531 新稍shoot 0.842*

6、 0.930* 0.904* -0.922* 草酸钙 Calcium oxalate 木质部xylem 0.677* 0.337 -0.315 0.224 韧皮部phloem 0.820* 0.623 -0.297 -0.197 果实 0.845* 0.669* -0.410 -0.263 新稍shoot -0.938* -0.958* -0.913* 0.953* 剩余钙 Residual calcium 木质部xylem -0.443 -0.094 0.752* -0.625 韧皮部phloem 0.610 0.572 -0.302 -0.213 果实 0.093 -0.185 -0.36

7、6 0.446 新稍shoot 0.849* 0.759 0.706 -0.762 注：*表示5水平上显著，*表示1水平上显著。Note:*representsremarkablesignificanceat5%level,*representsremarkablesignificanceat1%level.3讨论钙一般以水溶钙、果胶钙、磷酸钙、草酸钙及剩余的硅酸钙剩余钙等形态存在于树体和果实中，其中果胶钙是细胞壁的主要钙形态，草酸钙和大局部磷酸钙那么沉淀在液泡内，果胶钙和水溶钙为活性钙，尤其是水溶钙有利于钙离子的转移和吸收利用。树体钙运输主要是通过木质部导管内的交换机制来完成，且运输程度与钙

8、梯度、钙的运输形态，蒸腾拉力等因素有关，而钙在韧皮部的运输速度较慢，且流量很小，它主要靠激素与外界环境调控。研究结果显示，欧李结果基生枝各器官中不同形态钙分配在不同生长发育期表现出一定的规律性。在萌动期阶段，木质部中水溶钙和果胶钙分配明显下降，草酸钙分配明显增加；花器官中水溶钙、果胶钙、磷酸钙分配明显增加，草酸钙分配明显下降，说明欧李萌动期各器官中存在钙的吸收与转移，并且生殖器官中主要以活性钙水溶钙和果胶钙吸收和利用为主，同时推断此期主要通过木质部中导管来完成活性钙的吸收和转移，但由于此期植株生命体生理代谢缓慢，营养器官与土壤根系生理代谢循环尚未形成，因此推断，萌动期阶段生殖器官发育所需的钙营

9、养主要木质部中水溶钙和果胶钙分配明显增加；花器官中水溶钙和果胶钙分配明显增加，草酸钙分配明显下降；新梢中水溶钙和果胶钙分配明显下降，草酸钙分配明显增加，表现为木质部和韧皮部钙分配明显下降，花器官中钙分配明显增加图6，说明欧李开花期存在钙吸收顶峰，并且生殖器官中以活性钙水溶钙和果胶钙吸收利用为主。钙作为第二信使系统在植物的成花诱导、花芽分化及开花调控中都起着非常重要的作用，Ca可以明显促进植物花粉萌发和花粉管生长，一方面说明欧李生殖器官生长发育的喜钙特性，另一方面说明钙在欧李生殖器官授粉受精生理发育过程中发挥重要的生理作用。开花期间钙吸收动力源于花器官的受精作用，从木质部和韧皮部中活性钙分配同步

10、增加这一规律可以推断，欧李开花期生殖器官中钙吸收主要来源于植株中活性钙水溶钙和果胶钙的向上运输，而果胶钙作为钙运输形态尚需进一步研究证实。在果实发育阶段，果实中果胶钙分配在果实硬核期存在一分配顶峰，进入果实成熟增长期明显下降，而果实中水溶钙分配进入果实成熟增长期极显著增加，说明欧李果实钙累积主要发生在幼果膨大期细胞分裂期和果实成熟增长期细胞膨大期两个阶段，细胞分裂期以果胶钙形态积累为主，而细胞膨大期以水溶钙形态积累为主，其中果肉中水溶钙和果胶钙组分占钙累积总量的69.87。这就进一步证实水溶钙和果胶钙形态是欧李树体钙吸收的主要形态，果实钙吸收积累与水溶钙和果胶钙转化与分配密切相关。而果实发育期

11、间钙吸收动力源于新梢叶片蒸腾拉力，相关分析结果显示，欧李果实中钙分配与新梢中活性钙水溶钙和果胶钙分配均呈显著正相关，并且与果实发育期产生的两次钙吸收累积顶峰表现出同步吸收规律，说明欧李果实中的钙吸收主要通过新稍蒸腾拉力吸收土壤中钙营养。而水溶钙和果胶钙形态的分配是影响果实中钙吸收和积累的重要因子，这可能是野生欧李果实高钙;特性的重要机制，其机理尚有待进一步研究。营养元素再利用的前提是它可以被激活并转移到韧皮部，然后才能被运往生长中心，韧皮部中营养元素含量上下是判断其再利用能力强弱的重要依据，同时认为难以再利用的营养元素在韧皮部中的含量均非常低。而研究结果显示(图6)，韧皮部中的总钙分配明显高于

12、木质部中的总钙分配，其中韧皮部中水溶钙和果胶钙形态含量水溶钙含量804.741024.87mg-kg；果胶钙含量1539.641725.25mg-kg均明显高于木质部中水溶钙和果胶钙形态含量水溶钙含量401.47608.24mg-kg；果胶钙含量733.711098.66mg-kg，相关分析结果显示表1，欧李果实中钙吸收积累与韧皮部水溶钙分配呈显著正相关，这是否意味着欧李韧皮部中的钙可能具有再吸收利用特性，其钙素转运机制尚有待进一步深入研究。参考文献1 CAO Qin,DU Jun-jie,LIU he,WANG Li-jun. Nutrient characteristic analysis

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