‘南果’梨叶片颜色变化的生理和分子机制及其对花芽品质的影响

《Plant and Soil》：Physiological and molecular mechanisms of leaf color transformation in ‘Nanguo’ pear and its impact on flower bud quality

本研究分析‘Nanguo’梨叶色由绿转红与花芽质量的关联，通过比较红绿叶片的色素组成、抗氧化酶活性、光合能力及土壤理化特性，结合转录组测序和花芽内糖、矿物质及激素水平检测，揭示叶色变化通过次生代谢途径和激素信号调控影响花芽发育，提出通过土壤营养管理、激素调控及代谢通路优化提升产量和品质。

　　

摘要

背景与目的

花芽的分化过程由叶片的光合作用提供能量，这是植物生命周期中的关键阶段。‘南果’梨叶片颜色从绿色变为红色，这一变化象征着养分的重新分配，这会显著影响花芽的质量。本研究深入探讨了这种颜色变化的生理、生化和分子机制，旨在揭示其与花芽质量之间的关系。

方法

本研究对比分析了‘南果’梨红色和绿色叶片中的色素组成、抗氧化酶活性、光合能力、叶绿素荧光特性以及土壤的物理化学性质。同时，还利用转录组测序技术对叶片进行了研究。此外，该研究还检测了相应节点处腋生花芽中的糖分、矿物质和激素浓度，以揭示叶片颜色变化与花芽质量之间的生理联系。

结果

红色叶片中的花青素、过氧化氢、丙二醛和过氧化物酶活性高于绿色叶片。然而，绿色叶片中的叶绿素含量、光合速率和气孔导度更高。红色叶片下的土壤分析显示pH值、磷含量、钾含量以及碱解氮含量较低。转录组数据表明，叶片颜色的变化与次生代谢途径和植物激素信号传导有关。与绿色叶片相邻的花芽相比，红色叶片附近的花芽中的糖分、矿物质和激素水平较低。

结论

通过土壤养分管理、激素信号传导以及次生代谢途径的调控来增强红色叶片的光合作用和抗氧化防御能力，可以改善‘南果’梨花芽的发育、果实质量和产量。