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
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以‘冬枣’为研究对象,记录了设施栽培模式下花发育的物候期,追踪了花发育和泌蜜过程,评估了泌蜜量及其糖含量。结果表明:与露地栽培模式相比,设施栽培模式下枣花萌芽期大幅度提前,单花开放时间和盛花期时间均延长,花蜜量更大,花蜜糖含量更高。总体来看,‘冬枣’在设施栽培模式下的物候期、花发育、花蜜含量和成分等表现均优于露地栽培。
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CrCHS2、CrCHI和CrFNS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。
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。
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。
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。
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。
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CsNPF6.1和CsNPF6.3,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,CsNPF6.1和CsNPF6.3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,CsNPF6.1和CsNPF6.3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,CsNPF6.1和CsNPF6.3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CsNPF6.1和CsNPF6.3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。
采用RACE方法克隆宁夏枸杞(Lycium barbarum)TGA2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。
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Pn、Tr、Gs、Fv/Fm、Y(Ⅱ)、qP、qN及ETR,降低了Ci和Y(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。
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。LT50与ΦPSII、ETR、qP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/Fm、ΦPSII、qP、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。
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Kc和Ko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。
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。
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,Z较X、Y更接近正态分布,经过Box-Cox变换后Y和Z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Y和Z变量符合正态分布的程度,确定了定义Y和Z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。
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CsGT2和CsGLP启动子的顺式作用元件,发现CsGT2和CsGLP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。
柑橘通常被认为是典型的非呼吸跃变型果实,脱落酸与果实成熟关系最大,但乙烯、赤霉素、生长素等激素也在柑橘成熟和转色中发挥重要作用。生产上,一些天然激素和人工合成的植物生长调节剂已经被广泛应用于柑橘果实上市时期的调整和果实的采后保鲜等。本文中综述了上述植物激素在柑橘果实成熟中的作用、激素间的互作、以及相关转录因子的调控机制等方面的研究进展,以期为进一步研究提供参考。
鲜食辣椒采后仍进行呼吸作用,导致其外观、风味及营养品质等发生变化,并伴随膜脂过氧化及一系列保护酶反应。本文系统介绍了鲜食辣椒采后果实硬度、色泽、失重、腐烂现象等外观品质以及维生素C、可溶性蛋白、糖酸等风味物质变化,进一步归纳了其品质劣变过程中多种活性氧和膜脂过氧化产物产生情况以及酶促和非酶促防御反应,同时介绍了鲜食辣椒经过物理、生物、化学以及复配等贮藏保鲜后,延缓品质劣变期所发生的膜脂过氧化反应机理。
薯类在收获及运输过程中易遭受机械损伤,采后适当的愈伤处理能有效抑制薯类在贮藏过程中由于机械损伤导致的腐烂和品质劣变。本文对薯类愈伤组织的形成机制进行了综述,并对现有的愈伤方法进行了介绍和总结,以期为进一步研究薯类愈伤机理,探索更安全高效、经济便捷的薯类愈伤方法提供参考。
数字PCR技术是近年来兴起的一种高灵敏核酸绝对定量分析技术,无需标准品和绘制标准曲线即可实现对样品核酸初始浓度的绝对定量,具有高灵敏度、高特异性和高精确度的特点。本文阐述了数字PCR技术的基本原理,综述了数字PCR技术在转基因植物检测、植物病原体诊断、基因拷贝数变异和基因表达研究等方面的应用,并对其在植物中的应用前景进行展望。
‘津娃娃560’是由两个自交不亲和系YP19和CWP分别经多代自交后杂交育成的极早熟娃娃菜类型的大白菜杂交品种。植株外形美观,球形直筒叠抱,半直立,外叶深绿,球内叶黄色,球高约25 cm,直径约14 cm,单株净质量1.2 ~ 1.5 kg。春、秋早熟小型专用品种。全生育期约60 ~ 65 d,耐抽薹,对病毒病、霜霉病均具有较强抗性。
‘莲韵含翠’是以‘娇容三变’为母本,‘霸王袍’为父本杂交选育而成的观赏荷花新品种。中小株型,立叶高85 ~ 105 cm,花高105 ~ 116 cm;着花繁密,在长100 cm、深50 cm的方槽中栽植,每株开花22 ~ 27朵;花碗状或叠球状,花初开绿色,盛开时黄绿色。雌蕊全部泡化,雄蕊大部分瓣化。适宜中国大部分地区栽培。
‘赤焰1号’是从母本布朗忍冬与父本台尔曼忍冬的杂交后代中选育出的忍冬新品种。落叶藤本,叶缘和盘叶缘波状,叶片正面绿色,有紫褐色或黄绿色不规则斑纹,背面灰白色;花6朵1轮,1 ~ 3轮组成顶生穗状花序,轮间距小或无,花序密集;花冠筒及花冠裂片背面玫红色,花冠裂片正面花初开时为橘黄色,后为橘红色;花冠唇形,下唇瓣长约为花长的1/3,上唇中裂成4瓣;盛花期为4月中、下旬。开花性好,观赏价值高。
• 2015年创刊
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