育种方法与技术岗位

叶文秀 彭亚纯 高宇 宋士任 卢江

  气孔存在于植物地上部的表皮，是由一对保卫细胞所围成的小孔。通过气孔的张开与关闭运动，植物与环境进行气体交换，比如植物通过气孔来吸收二氧化碳用作光合作用原料并调节90%以上的水分散失，即蒸腾作用。气孔作为植物表皮天然的开口，被许多病原细菌、真菌、卵菌利用作为入侵植物体内的重要路径。近年的研究发现，气孔的开关运动在植物抗寒、旱及生物胁迫过程中发挥重要作用，是反应植物抗胁迫能力的重要指标。目前，基于气孔属性评价的葡萄的抗性资源的评价方法鲜而有之。因此，本技术通讯拟建立围绕气孔的相关属性包括密度及运动能力的评价方法来促进葡萄抗性资源的开发及选育。

  本方法选取欧亚种葡萄汤姆森无核 （ V. vinifera cv. Thompson seedless ）作为葡萄材料进行了方法建立。如图1所示，在本实验方法的条件下我们能够清晰地将葡萄表皮的气孔照片拍下来，根据单位面积中气孔的数量可以计算出气孔密度。从图中，我们也可以观察到在光照条件下葡萄气孔（图1A）处于开放状态，经水分胁迫诱导的植物激素ABA处理的葡萄气孔（图1 B）几乎完全关闭。因此，利用气孔关闭的程度我们可以评价不同品种葡萄的抗水分胁迫能力。此外，我们还观察到气孔张开诱导剂FC能在黑暗条件下诱导气孔张开（图1C, D）。与光不同，FC能够不可逆地诱导气孔张开且使开度达到最大化。因此，利用FC诱导的气孔张开，我们能够评价不同品种葡萄的最大气孔张开能力，进而评价光合作用能力。利用本方法我们也分析了葡萄气孔对霜霉菌的响应。如图2所示，在接种霜霉菌之后，葡萄气孔有明显的关闭表型。气孔关闭是阻止霜霉菌入侵的重要植物防御措施。因此，通过观察气孔开度对霜霉菌的响应，我们能够评价不同品种葡萄对霜霉菌的抗性。

 基于对不同条件下气孔开度的变化的观察，本通讯建立了一种简便的评价葡萄光合、抗旱及抗霜霉病的新方法。

(A) 光处理的气孔；(B) 10 μM ABA处理的气孔；(C) 暗处理的气孔；(D) 30 μM FC处理的气孔。标尺：50 μm。

(A) 光照条件下接种霜霉菌前；(B) 光照条件下接种霜霉菌；(C) 光照条件下水处理；(D) 光照条件下水处理后。