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2024年 51卷 12期

主管:中国科学技术协会

主办:中国园艺学会和中国农业科学院蔬菜花卉研究所

主编:张友军

出版单位:《园艺学报》编辑部;主 任:陈 洁

CN:11-1924/S

ISSN:0513-353X

电话:010-82109523

E-mail:yuanyixuebao@126.com

  • 当期目录
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  • 专刊专栏

遗传育种·种质资源·分子生物学

  • 温州蜜柑与椪柑果实日灼发生差异及机制
  • 吴卓群, 陈鹏旭, 陈思怡, 张福琼, 方红, 祝建, 谢宗周, 李春龙, 刘继红
  • 园艺学报. 2024, 51(12): 2743-2757. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2023-0513
  • 摘要 ( 90 ) HTML ( 5) PDF (4516KB) ( 75 )   
  • 日灼是柑橘生产中常见的生理障碍,但其形成机制不清晰。2021年在湖北省当阳市半月镇凤凰山,以温州蜜柑和椪柑果实为试材,通过日灼果皮受伤程度对比、细胞形态学观察以及抗氧化物质含量和基因表达量差异等多角度综合比较二者的日灼差异并分析可能机制。结果表明,温州蜜柑(日灼发生率43.12%)比椪柑(22.52%)更易遭受日灼伤害;日灼对于温州蜜柑果皮细胞紧密度造成严重影响的同时还造成木质素的积累,并积累更多的活性氧。聚甲氧基黄酮途径中的代谢物川皮苷在椪柑日灼伤害过程中显著富集。类黄酮代谢中关键酶基因CrCHS2CrCHICrFNS以及聚甲氧基黄酮合成关键基因CrOMT2在椪柑日灼果皮中均显著上调,并且表达水平显著高于相同日灼等级的温州蜜柑。上述结果表明,温州蜜柑和椪柑果实产生日灼差异的主要原因是椪柑含有更多抗氧化物质,能够更有效地减少活性氧积累,从而减弱日灼造成的伤害。

  • 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
  • 番茄SlWRKY46调控低温胁迫响应的功能研究
  • 孙会茹, 党峰峰, 任敏, 张嘉宁, 樊蓓, 陈国梁, 程国亭, 王延峰
  • 园艺学报. 2024, 51(12): 2758-2774. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2024-0014
  • 摘要 ( 103 ) HTML ( 8) PDF (6426KB) ( 98 )   
  • 为了探究SlWRKY46在低温胁迫响应中的功能,分析了从‘Micro-Tom’番茄叶片中克隆到SlWRKY46的CDS序列,该基因属于WRKY转录因子家族的Ⅱa亚族,编码253个氨基酸。亚细胞定位和酵母自激活结果显示,SlWRKY46定位在细胞核,在酵母系统中不具有转录激活活性。酵母双杂交(Y2H)分析发现,该转录因子可形成同源二聚体。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果表明,SlWRKY46的表达受低温和脱落酸(abscisic acid,ABA)的显著诱导。启动子转基因番茄的GUS活性也受低温和ABA的诱导。番茄过表达SlWRKY46植株的耐低温性提高,低温处理下活性氧积累减少,抗氧化酶活性增加,脯氨酸含量增加,丙二醛含量减少。低温处理下,抗氧化酶和ABA途径相关基因的表达在过表达与野生型植株中存在明显差异。上述结果表明,SlWRKY46正调控番茄的耐低温性,可能是通过抗氧化酶和ABA途径发挥调控作用。

  • 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
  • 普通菜豆Trihelix基因家族鉴定及表达分析
  • 罗新锐, 张晓旭, 王玉萍, 王智, 马媛媛, 周丙月
  • 园艺学报. 2024, 51(12): 2775-2790. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2023-0972
  • 摘要 ( 74 ) HTML ( 5) PDF (6349KB) ( 51 )   
  • 对普通菜豆Trihelix基因家族进行了生物信息分析并利用转录组数据(RNA-seq)和荧光定量PCR(qRT-PCR)对其在逆境胁迫下的表达进行了分析。结果表明,普通菜豆全基因组中鉴定到40个PvTrihelixes,不均匀地分布在11条染色体上。系统进化分析将其分为5个亚族(GT-1、GT-2、GTγ、SIP1和SH4),亚族内成员的基因结构和保守基序基本相似。共线性分析发现,PvTrihelixes间存在5个串联重复和9个片段重复。启动子分析发现,PvTrihelix含有生长发育、光、激素和胁迫响应顺式作用元件。组织表达分析发现,PvTrihelixes在花中的表达水平较高的基因均属于GT-2亚家族和SIP1亚家族。qRT-PCR结果显示,PvTrihelix6/7/10/11在干旱胁迫(6% PEG)、PvTrihelix1/21/25/26/31/35在低温胁迫(4 ℃)和PvTrihelix21/23/25/27/28/40在盐胁迫(100 mmol · L-1 NaCl)下显著上调表达。

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  • 菜用大豆GmDi19-3启动子对盐胁迫和外源ABA、MeJA的响应
  • 冯志娟, 刘娜, 张古文, 卜远鹏, 王斌, 龚亚明
  • 园艺学报. 2024, 51(12): 2791-2799. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2023-0934
  • 摘要 ( 62 ) HTML ( 0) PDF (1711KB) ( 15 )   
  • 为阐明菜用大豆GmDi19-3启动子的调控功能,分析了GmDi19-3的盐胁迫诱导性、外源植物生长调节剂信号诱导性和组织表达特异性,克隆获得GmDi19-3启动子序列并分析其顺式作用元件组成,构建GmDi19-3启动子融合GUS报告基因表达载体并在拟南芥中稳定表达,检测启动子在转基因植株中的活性。GmDi19-3呈现典型的盐胁迫和外源ABA、MeJA信号诱导表达特性,GmDi19-3启动子区域包含逆境胁迫及激素诱导表达元件。GUS组织染色和活性检测显示,GmDi19-3启动子具有活性,在叶片、茎和根中明显表达,盐胁迫及外源ABA和MeJA信号能显著诱导GmDi19-3启动子活性增强。这些研究结果表明GmDi19-3启动子在菜用大豆盐胁迫和外源ABA、MeJA信号应答过程中发挥重要作用。

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  • ‘呼红’牡丹高温胁迫响应生理与转录组分析
  • 卜文轩, 姚奕平, 黄宇, 杨星宇, 罗小宁, 张旻桓, 雷维群, 王政, 田珈宁, 陈露洁, 秦莉萍
  • 园艺学报. 2024, 51(12): 2800-2816. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2023-0941
  • 摘要 ( 91 ) HTML ( 0) PDF (5183KB) ( 59 )   
  • 为探究中国南方湿热地区本土牡丹(Paeonia suffruticosa)品种高温胁迫阶段的分子调控机制,以江南牡丹品种‘呼红’2 ~ 3年生植株为试材,采集20 ℃常温对照与40 ℃高温处理0、2、6、12和24 h的成熟叶片,采用生理指标和转录组分析方法探究高温胁迫下不同处理时间基因表达的差异。试验结果表明,随着高温胁迫时间的延长,叶片失水,生物膜受损,相对电导率和脯氨酸含量显著增加,明确了游离脯氨酸、相对电导率与可溶性蛋白为衡量牡丹高温胁迫响应中生理机制变化的重要指标。转录组测序总计产生492 693个unigene和840 509个转录本,36 174条差异表达基因在GO、KEGG等5个数据库得到注释。GO富集分析表明,高温处理对比组中热的反应途径、还原型戊糖磷酸循环途径等是主要的富集途径。KEGG富集分析表明,参与信号传导、光合作用、新陈代谢等相关的差异表达基因在响应高温胁迫中起主要作用。通过转录组分析,挖掘到多个参与耐热胁迫响应的转录因子和重要基因,包括热激转录因子PsHSFA2b、PsHSFA3、PsHSFB2b/2a、PsHSFB4、PsHSFC1和NAC、MYB、bHLH等家族基因。对选取的11个基因通过qRT-PCR检测在高温胁迫下的表达,其结果与RNA-seq结果相似。

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  • 茶树CsNPF6.1/6.3基因克隆及ABA转运功能验证
  • 袁青云, 韩昱, 贺巍, 苏会, 班秋艳, 吴春来, 周琼琼, 徐文静, 王丽鸳, 张芬
  • 园艺学报. 2024, 51(12): 2817-2828. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2023-0768
  • 摘要 ( 72 ) HTML ( 3) PDF (2125KB) ( 24 )   
  • 为探索茶树(Camellia sinensis)NPF转运蛋白的激素转运特性,以‘龙井43’叶片为模板,克隆获得2个完整的茶树NPF基因CsNPF6.1CsNPF6.3,其CDS序列长度分别为1 665和1 788 bp,分别编码554和595个氨基酸。系统发育树分析表明,CsNPF6.1CsNPF6.3与狭叶油茶(Camellia lanceoleosa)的ClNPF相似性最高,分别是98.19%和97.82%。在线预测CsNPF6.1和CsNPF6.3亚细胞定位均位于细胞质膜,为典型的膜转运蛋白。组织表达分析显示,CsNPF6.1CsNPF6.3在茶树嫩叶、成熟叶和根中均有表达,其中嫩叶最高。在ABA处理条件下,CsNPF6.1CsNPF6.3在嫩叶中表达量受诱导显著降低,根中则显著升高。经ABA依赖的酵母双杂交体系鉴定,在100 μmol · L-1 ABA处理下CsNPF6.1CsNPF6.3均可促进转基因酵母的生长,且可显著提高酵母细胞内ABA的含量。综上,茶树中CsNPF6.1和CsNPF6.3均具有转运ABA的能力。

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  • 宁夏枸杞TGA2转化拟南芥增强其耐盐性
  • 杨雪, 胡进红, 李晶晶, 章英才, 王玲霞, 梁文裕
  • 园艺学报. 2024, 51(12): 2829-2842. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2024-0015
  • 摘要 ( 67 ) HTML ( 0) PDF (3421KB) ( 25 )   
  • 采用RACE方法克隆宁夏枸杞(Lycium barbarumTGA2并进行序列分析,采用PCR法克隆其启动子序列,构建过表达载体pCAMBIA 2300EGFP-TGA2转化拟南芥,进行TGA2亚细胞定位,并分析转TGA2拟南芥对NaCl胁迫的响应。结果表明,宁夏枸杞TGA2全长2 281 bp,编码493个氨基酸;上游启动子序列为2 479 bp,存在多个参与植物激素和光信号响应顺式作用元件;宁夏枸杞TGA2的氨基酸序列与三分三(Anisodus acutangulus)TGA2的氨基酸序列相似性较高;TGA2定位于细胞核,并表现出转录激活活性;在不同浓度NaCl胁迫下,转TGA2拟南芥的TGA2表达量均高于野生型,且对NaCl胁迫的耐受能力明显增强;在相同浓度NaCl胁迫下,转TGA2拟南芥的ABA、水杨酸、蔗糖果糖基转移酶含量大多显著高于野生型;在0 ~ 100 mmol · L-1 NaCl胁迫下,转TGA2拟南芥GST活性均高于野生型;在300 mmol · L-1 NaCl胁迫下,转TGA2拟南芥的SOD、POD、CAT活性高于野生型,MDA含量低于野生型。以上结果说明过表达TGA2基因可以有效缓解拟南芥由盐胁迫导致的膜脂过氧化作用,增强拟南芥对盐胁迫的抵抗能力。

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栽培·生理生化

  • 黄腐酸钾对‘蛇龙珠’葡萄光合特性及果实品质的影响
  • 杨江山, 陈亚娟, 戴子博, 李斗, 邵璋, 金鑫, 王宇航, 王春恒
  • 园艺学报. 2024, 51(12): 2843-2856. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2024-0036
  • 摘要 ( 64 ) HTML ( 2) PDF (3721KB) ( 30 )   
  • 为探究黄腐酸钾(fulvic acid potassium,FA-K)对葡萄叶片光合特性及果实品质的影响,以酿酒葡萄‘蛇龙珠’为试验材料,于开花期、坐果期、膨大期和转色期在叶面喷施不同浓度(30、60、90和120 mg · L-1)的FA-K,以喷施清水为对照,测定叶片光合色素含量、光合参数、叶绿素荧光参数及果实品质等指标。结果表明:FA-K处理显著提高了‘蛇龙珠’各生育期叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和胡萝卜素含量,增强了PnTrGsFv/FmY(Ⅱ)、qPqNETR,降低了CiY(NPQ),其中90 mg · L-1 FA-K处理效果最为显著。同时,FA-K对提高果实品质也有一定作用,特别是90 mg · L-1处理显著促进了果实可溶性总糖、可溶性固形物、单宁、总酚、类黄酮和花色苷的积累,与对照相比分别提高了25.96%、13.81%、27.73%、63.89%、9.48%和78.57%,而可滴定酸相对含量仅为0.54%,较对照减少了26.03%。主成分分析结果显示,不同浓度FA-K对‘蛇龙珠’葡萄光合特性及果实品质的影响为:90 mg · L-1处理 > 60 mg · L-1处理 > 120 mg · L-1处理 > 30 mg · L-1处理 > 对照。综上,FA-K处理能够明显增强葡萄叶片的光合作用及改善果实品质,且90 mg · L-1 的效果最为显著。

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  • 软枣猕猴桃品种耐热性差异分析与评价
  • 王海珍, 应瑶琳, 王雨晴, 吕瑞恒, 韩路
  • 园艺学报. 2024, 51(12): 2857-2870. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2023-0676
  • 摘要 ( 53 ) HTML ( 0) PDF (1289KB) ( 22 )   
  • 以3个软枣猕猴桃品种为试材,在人工模拟高温与田间自然高温环境下,测定不同品种叶片相对电导率(REC)、气体交换与叶绿素荧光参数、生理生化指标及田间生长指标、热害指数,并采用模糊隶属函数对品种的耐热性进行评价。结果表明:人工模拟高温胁迫下不同品种叶片REC呈“S”形曲线,利用REC配合Logistic方程确定‘龙城2号’‘民大’和‘康甜’高温半致死温度(LT50)分别为44.60、41.92和39.69 ℃,‘龙城2号’和‘民大’在各自LT50下的致死时间分别为85和76 min。温度< 35 ℃对3个品种的REC、叶绿素荧光参数、丙二醛(MDA)含量和游离脯氨酸(Pro)含量无显著影响,> 40 ℃显著影响光合作用与生理代谢,导致细胞膜脂过氧化程度增大,光合效率降低。其中‘龙城2号’的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(qP)、叶绿素总含量[Chl(a + b)]、净光合速率(Pn)、水分利用效率(WUE)、蒸腾速率(Tr)、Pro均最高且显著高于‘康甜’,而‘康甜’调节性能量耗散量子产量(YNPQ)、非调节性能量耗散量子产量(YNO)与光合功能限制值(LPTF)、MDA、REC均最高,其PSⅡ反应中心受高温损伤最重。生长季‘龙城2号’新梢长度、新梢基部直径、叶厚增长较快,叶绿素相对含量(SPAD)较高,田间叶片受害较轻,热害指数最低。LT50ΦPSIIETRqP显著正相关,与LPTF、MDA极显著负相关;田间热害指数与Pn、Chl(a + b)、WUE、Fv/FmΦPSIIqP、Pro负相关,与REC、MDA极显著正相关。热害指数与生长速率、LT50均极显著负相关,LT50与生长速率极显著正相关。以半致死温度测定的耐热性与热害指数及以生理指标综合评价结果一致,表明REC、光合参数、生理指标、热害指数可作为软枣猕猴桃耐热性的鉴定指标。综合各项指标确定‘龙城2号’耐热性较强,‘民大’中等,‘康甜’较弱。

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  • 矮化中间砧SC1对苹果光合特性及果实品质的影响
  • 林琭, 蔚露, 谢鹏, 李志强, 王红宁, 赵国平, 牛自勉
  • 园艺学报. 2024, 51(12): 2871-2885. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2024-0143
  • 摘要 ( 45 ) HTML ( 0) PDF (1671KB) ( 16 )   
  • 以山西省阳曲县15年生的红嘎拉/八棱海棠和晋富4号/八棱海棠为对照,红嘎拉/SC1/八棱海棠和晋富4号/SC1/八棱海棠为处理,研究矮化中间砧SC1对苹果叶片光合调控特性及果实品质的影响。结果表明:SC1矮化中间砧显著上调了叶片的光能捕获效率Fv′/Fm′、吸收光能用于光化学电子传递的分配比例qP、量子效率ΦCO2以及光系统Ⅱ的实际光化学量子效率ΦPSII,同时显著下调了吸收光能用于热耗散的分配比例qN;叶片最大净光合速率Pnmax,P、可利用光强范围Iu和磷酸丙糖供给速率Vtpu显著提高,而光合叶肉限制LM、光下暗呼吸的CO2补偿点Γ*以及米氏常数KcKo显著降低;SC1显著提高了果皮的着色面积和红度值,红嘎拉提高了13.7%和43.2%,晋富4号提高了42.5%和37.6%;SC1使红嘎拉和晋富4号的果肉可溶性固形物含量分别由无中间砧对照的14.1%和14.9%提高到15.2%和15.9%,果皮总酚含量提高了72.2%(红嘎拉)和66.9%(晋富4号),果肉总酚含量提高了84.4%(红嘎拉)和45.4%(晋富4号)。综上,SC1矮化中间砧通过提高叶片对光能的捕获和利用效率以及光能分配于电子传递的比例,降低光合叶肉限制,促进叶片生化反应,从而提高叶片的光合速率和光合能力,提升果实品质。

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  • 糙皮侧耳乳酸脱氢酶对低温光照下菌丝生长的调控作用
  • 吴柏增, 降玉清, 何琪, 黄晨阳, 张利姣, 赵梦然
  • 园艺学报. 2024, 51(12): 2886-2894. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2023-0955
  • 摘要 ( 50 ) HTML ( 0) PDF (2705KB) ( 8 )   
  • 为探索乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)在低温光照刺激下对糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)菌丝生长的影响,检测了低温光照下乳酸脱氢酶的表达特征,观测了外源添加乳酸脱氢酶抑制剂、乳酸、丙酮酸对菌丝生长的影响。结果表明,乳酸脱氢酶对15 ℃、光照12 h/黑暗12 h条件下的菌丝生长具有促进作用。进一步研究发现,抑制乳酸脱氢酶活性会导致丙酮酸脱氢酶(pyruvate dehydrogenase,PDH)活性下降15.02%,进入三羧酸循环的丙酮酸通量减少,ATP产生量降低14.78%,胞内乳酸和丙酮酸含量分别增加18.97%和12.57%;乳酸和丙酮酸的积累能够诱导乙醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase,ADH)活性升高,胞质NAD+含量增加,NADH/NAD+比例失衡,从而抑制菌丝生长。

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新技术新方法

  • 利用寒潮后存活果穗比例评价枇杷幼果抗冻性
  • 葛航, 李晓颖, 王志轩, 朱启轩, 陈俊伟, 徐红霞
  • 园艺学报. 2024, 51(12): 2895-2912. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2023-0992
  • 摘要 ( 45 ) HTML ( 1) PDF (1094KB) ( 21 )   
  • 以1个枇杷(Eriobotrya japonica)杂交后代群体为材料,利用初春果实膨大期间受冻死亡的幼果与存活幼果在果形上的明显差异,调查了遭受3次寒潮后幼果存活情况,通过计算单株的存活幼果数量(X)、果穗存活幼果平均数(Y)和自定义的存活果穗比例(Z)得到3个数据样本,用于表征群体中单株的抗冻性。样本的峰度、偏度和概率密度分布函数表明,ZXY更接近正态分布,经过Box-Cox变换后YZ变量可通过Shapiro-Wilk测验,符合正态分布。进一步利用自定义的变量S评估不同参数取值下YZ变量符合正态分布的程度,确定了定义YZ变量所用参数的最佳取值。结果表明,参数a(预期产量)= 4、参数b(单株果穗数量)= 12时,得到的果穗存活幼果平均数(Y)和存活果穗比例(Z)数据样本在最大程度符合正态分布的同时保留了最大的样本容量,此时Y变量对应的Box-Cox变换形式没有实际意义,而Z变量的变换类型恰好为对数变换。结果表明,基于恢复生长法的枇杷幼果抗冻性新指标“存活果穗比例(Z)”可同时体现抗冻性与产量两个维度的信息,且数据获取简单高效,适合大规模枇杷杂交后代抗冻性评价。

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  • 基于Pull-Down/MS技术筛选柑橘CsMYC2和CsMPK6的互作蛋白
  • 蒋政华, 刘胜军, 刘文洁, 魏冉冉, 何政辰, 程超, 唐政, 刘保艳, 谢宗周, 叶俊丽, 柴利军, 岳鹏涛, 邓秀新
  • 园艺学报. 2024, 51(12): 2913-2927. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2023-0744
  • 摘要 ( 70 ) HTML ( 1) PDF (3019KB) ( 43 )   
  • 为探究CsMPK6-CsMYC2模块的互作网络,通过与CsMPK6-CsMYC2模块互作筛选鉴定参与茉莉酸介导的柑橘果皮着色过程的蛋白。利用Pull-Down联合质谱技术,在茉莉酸甲酯(MeJA)处理的柑橘果皮总蛋白中筛选与CsMPK6-CsMYC2模块互作的蛋白。对互作蛋白进行生信分析,发现相关蛋白参与次生代谢物的生物合成、植物丝裂原活化蛋白激酶信号通路、激素响应等生物学过程。其中,Trihelix类转录因子CsGT2和类萌发素蛋白CsGLP对果实发育有重要作用,进一步确认CsGT2与CsMYC2、CsGLP与CsMPK6以及CsGLP与CsMYC2的互作。分析CsGT2CsGLP启动子的顺式作用元件,发现CsGT2CsGLP的启动子上含有多个光、激素及逆境响应相关元件。本研究为难以通过酵母双杂交系统或IP-MS技术筛选互作蛋白的物种提供方法参考,同时也为深入研究茉莉酸介导的柑橘果实着色调控网络提供了基因储备。

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综述

新品种

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《园艺学报》英文

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