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Sci Hortic - 矮砧梨树缺铁黄化机理

来源：花匠小妙招时间：2025-02-15 22:42

近日，

Scientia Horticulturae在线发表了北京市农林科学院林业果树研究所刘松忠副研究员团队和内蒙古农业大学李海港教授团队合作的题为The low ferric chelate reductase activity and high apoplastic pH in leaves cause iron deficiency chlorosis in ‘Huangguan’ pears grafted onto quince A grown in calcareous soil的研究论文。

论文链接：

研究背景

梨树是我国第三大主栽果树，在国民经济中起着不可替代的作用。矮化砧木密植栽培是未来梨产业发展的方向。榅桲属（

Cydonia oblonga

L.）砧木是国际上梨矮化密植栽培常用的矮化砧木，其中榅桲A是目前梨生产上应用较广泛的矮化砧木。榅桲A在嫁接中国白梨品种后，矮化效果良好，但在我国北方石灰性土壤上存在着不同程度的缺铁黄化现象，严重影响了矮化砧木在我国梨生产中的应用与推广。

研究结果

1. “缺铁黄化悖论”与铁分布密切相关

试验材料为石灰性土壤上的三年生矮化砧木榅桲A、乔化砧木杜梨及其与黄冠梨的砧穗组合。榅桲A和杜梨砧木叶片全铁含量无显著差异。砧穗组合的叶片铁含量均在87–91 mg/kg之间浮动，差异亦不显著。二维铁分布有较大差异：与榅桲A和黄冠/榅桲A相比，杜梨和黄冠/杜梨叶肉中铁含量明显较高。两种砧木及两种砧穗组合叶片的中脉和脉间叶肉区铁的分布均存在较大差异，大部分铁集中分布在中脉区。榅桲A的叶肉区与叶脉区的荧光强度比为0.46，显著低于杜梨。黄冠/榅桲A的叶肉区与叶脉区的荧光强度比为0.45，比黄冠/杜梨的叶肉区与叶脉区的荧光强度比低0.2个单位。

2. 质外体环境及叶片铁还原酶活性差异显著

榅桲A叶片质外体铁含量为14.9 μmol/L，显著低于杜梨的27.1 μmol/L。黄冠/榅桲A的叶片质外体铁含量仅为2.62 μmol/L，仅为黄冠/杜梨的14.7%。两砧木叶片质外体pH值在6.4左右，无显著差异。而黄冠/榅桲A叶片质外体pH值为6.20，比黄冠/杜梨高0.35个pH值单位。未黄化的杜梨叶片铁还原酶活性为0.26 µg Fe2+/min/g FW，显著高于缺铁黄化的榅桲A。黄冠/榅桲A的叶片铁还原酶活性为0.17µg Fe2+/min/g FW，仅为黄冠/杜梨的74.3%。

3. 初步解析缺铁黄化的原因及过程

于黄冠/榅桲A而言，铁被根系吸收后，通过木质部顺利转移到地上部叶片的中脉处。但是由于较高的质外体pH值，导致大量的铁以高价态和难溶态的形式聚集在叶脉附近的质外体区域，再加上较低的叶片铁还原酶活性，限制了铁向叶片其他部位及叶肉细胞的转移，从而导致缺铁的发生。我们的结果表明，砧木决定了砧木接穗组合的铁营养状态，而不是接穗。因此，通过适当的农艺措施调节叶片FCR活性和外质pH值，可作为解决石灰性土壤中果树缺铁黄化问题的突破口。

北京市农林科学院林业果树研究所刘松忠副研究员与内蒙古农业大学李海港教授为该论文共同通讯作者，北京市农林科学院林业果树研究所/内蒙古农业大学联合培养博士生赵艳艳为该论文第一作者。李斐教授、孙明德老师、梁振旭老师、孙智老师及中国农业大学于褔同副教授也为该论文发表作出了重要贡献。该研究得到中国双一流基金项目(NDYB2018-4/NDYB2019-4)、北京市农林科学院科技创新能力建设项目（KJCX20200114）、自治区人力资源和社会保障厅2018年度科研启动基金和草原人才项目的资助。

团队或作者（第一或者[和]通讯作者）简介

通讯作者：刘松忠，男，博士，副研究员，北京市农林科学院林业果树研究所梨研究室主任，主要从事梨养分与水分高效利用研究，先后主持、参加国家、省部级及院级项目（课题、子课题）20余项，发表论文70余篇，获授权专利4件，主参编著作4部，获得省部级科技一等奖2项、二等奖2项、三等奖2项，省部级推广一等奖2项。

About Scientia Horticulturae

Scientia Horticulturae属农林科学Top期刊，由Elsevier出版社出版，发表果树、蔬菜、观赏植物和食用菌生产等与园艺有关（栽培、育种、生物化学、组织培养、营养学、植物生理学、植物病理学等)的原创论文，综述和短讯等。CiteScore 影响因子：7.0。2021年中科院期刊分区，中科院大类：农林科学2区，Top期刊；中科院小类：园艺2区。JCR分区：Q1 （5/36 Horticulture）。