南京林业大学美国山核桃课题组研究进展
(一)育苗技术
1、为提高种子发芽率和发芽势,加快美国山核桃的良种育苗进程,本课题组开展了激素处理、浸泡时间、育苗基质等对美国山核桃大田育苗的影响研究,探索出了一套发芽快、发芽势高、苗木长势壮的育苗技术,使当年播种实生苗在当年秋季可达到芽接标准(地径0.6cm以上)。
2、美国山核桃主根发达,须根少。为培育根系发达的砧木和良种壮苗,提高出圃造林成活率,缩短缓苗期,本课题组通过研究切根时期、空气控根和化学控根等技术对美国山核桃侧根发育的影响,已建立了一套美国山核桃富根容器育苗技术体系。
3、因美国山核桃树种的特性决定了其枝条扦插繁殖极难生根,为摸索一种有效的美国山核桃扦插繁殖方法,本课题组通过采用水热温床、电热温床、超声处理及纳米制剂处理4种新型处理方法开展了硬枝扦插繁殖技术研究,通过进行石蜡切片与生根蛋白测定,基本摸清了其硬枝扦插生根机理,使美国山核桃硬枝扦插生根率提高至80%以上。
4、限制美国山核桃产业发展最大的因素就是良种嫁接苗技术,经本课题组反复试验,美国山核桃嫁接成活率已达90%以上。然而,嫁接成活机理尚未明了。目前,本课题组正从内部解剖观察、生理生化测定、蛋白质表达、基因控制等方面研究美国山核桃嫁接成活机理研究。
5、为保持美国山核桃品种的优良特性,促进其快速繁殖,并培养无病毒植株,本课题正在开展美国山核桃植株再生及体胚发生技术研究,通过以人工授粉后的幼胚为材料,初步建立了一套完整的体胚发生体系,具体的实验条件正在优化之中。
(二)生殖生物学
1、花粉特性
摸清花粉特性及其培养技术是开展杂交育种的必备条件。为此,本课题组对美国山核桃花粉离体萌发、花粉管生长、雌雄开花特征、花粉活力及雌花可授性进行了研究,摸索出了美国山核桃花粉萌发和花粉管生长的最佳培养条件、培养时间以及最适培养基。
2、花期物候
美国山核桃雌雄异熟的花粉特性决定了开展美国山核桃杂交育种工作必须掌握花期物候及可授期。本课题组通过采用数码照相、液体培养基法、联苯胺-过氧化氢测试等技术手段,观察了不同美国山核桃品种的雌雄花开花动态,并测定了其花粉活力和柱头可授粉性,将雄花及雌花各划分为5个发育时期,并指出了花粉采集的最佳时机,制定出了不同品种的雄花散粉期与雌花可授期甘特图。
3、为研究美国山核桃雌雄花异熟机理,本课题通过观测雌雄花发育的外部特征,利用快速石蜡切片法和电子显微镜技术观察品种花芽分化进程,结合测定的花芽分化期的相关生理指标,初步探索出了美国山核桃雌雄异熟性机理。
(三)良种选育
1、因我国美国山核桃品种大部分从美国直接引进,引进渠道较多,且许多品种乃引进后重新命名,从而导致出现了许多混淆不清的情况。为此,本课题采用ISSR和SRAP分子标记技术,对国内代表性的美国山核桃种质资源进行了遗传多样性分析,开展了薄壳山核桃优良品种的分子鉴别,探索各品种之间的亲缘关系,建立了美国山核桃ISSR和SRAP分子标记的最佳PCR反应体系以及不同品种间的亲缘关系树状图。
2、杂交育种
连续几年利用不同授粉组合对成年树进行授粉,已获得十余个杂交种种子,并已经繁育成杂种苗,其F1代的生长性状正在测定中。
3、因美国山核桃树形高大,不太适合矮化密植栽培。筛选出有效的矮化砧品种是唯一途径,因此本课题组通过从种子实生苗中选出矮壮砧木,进行嫁接,观察砧木和嫁接苗的生长势、内部解剖结构、相关酶活性和内源激素含量,分析砧木对嫁接苗树体生长的影响,探究其矮化机制。
(四)丰产栽培
1、美国山核桃生长速度很快,矮化密植栽培是建园的主要栽培模式。为控制生长势,促进侧枝发育,本课题组从树体结构选择、定干高度确定、侧枝选留、顶芽摘心等技术手段开展了树形养成技术研究,促进了美国山核桃侧枝发育,提高了光合效率,初步掌握了一套快速高效的美国山核桃整形修剪技术。
2、随着美国山核桃种植规模不断扩大,虫害也日益加重,不仅造成减产,坚果品质下降,而且影响木材质量,严重制约美国山核桃产业发展。为此本课题对南京六合6年生多种模式的美国山核桃果园进行了虫害调查研究,并分析了天牛和刺蛾两类虫害的发生规律以及防治方法。
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