桑叶葡萄(Vitis ficifolia)是中国重要的葡萄属野生资源。以桑叶葡萄‘九里沟桑4号’为试验材料,利用Illumina HiSeq PE150测序平台完成了其全基因组重测序,并组装了其叶绿体基因组。注释结果表明,桑叶葡萄叶绿体基因组全长160 751 bp,呈典型的四分体结构,其大单拷贝区(large single copy,LSC)、反向重复序列(inverted repeat,IR)和小单拷贝区(small single copy,SSC)的长度分别为88 971、26 355和19 070 bp。注释共得到133个基因,包含88个蛋白编码基因,8个rRNA基因,37个tRNA基因。在桑叶葡萄中共搜索到84个SSR位点,其中单核苷酸、二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸和五核苷酸重复基序个数分别为55、8、9、9和3个。用MEGA软件,通过邻接法对包括5个葡萄种类的32个种的叶绿体基因组序列进行聚类分析,结果表明,桑叶葡萄与山葡萄(Vitis amurensis)、欧亚种‘黑比诺’(V. vinifera‘Pinot Noir’)、夏葡萄(V. aestivalis)以及圆叶葡萄(V. rotundifolia)具有较近的亲缘关系。
为了研究葡萄不同着色期果皮中蛋白质表达特征,以着色初期、中期和后期等3个着色时期的葡萄果皮为研究对象,运用2-DE、MALDI-TOF/TOF-MS质谱技术以及生物信息学方法对差异蛋白进行分析,结果表明:(1)双向凝胶电泳显示,果皮着色3个时期有1 050个高度重复的蛋白点,差异显著的蛋白点有162个,其中108个蛋白得到鉴定,有87个蛋白映射到葡萄蛋白质组数据库中;3个时期均表达的差异蛋白有20个,且随着果皮颜色加深,差异蛋白数量呈上升趋势。(2)GO分析显示,ATP合成酶β亚基(ATPβ)极显著富集于磷酸核糖代谢过程,对着色初期果皮生理代谢的能量需求具有重要意义。(3)KEGG分析表明,碳代谢、生物固碳、磷酸戊糖、氨基酸生物合成等代谢通路在果皮着色的不同时期显著富集。(4)qRT-PCR分析显示,S–腺苷甲硫氨酸合成酶基因(VvMETK4)在果皮着色后期表达量最高。
为了探明硅和钙对黄瓜生长发育的调控机理,以‘津优35号’黄瓜(Cucumis sativus L.‘Jinyou 35’)为试材,用盆栽基质培养方法,以不添加硅、钙为对照,研究单施硅(Si)、单施钙(Ca)和硅钙配施(Si + Ca)对黄瓜光合特性、产量及品质的影响。结果表明:Si、Ca和Si + Ca处理均能提高黄瓜叶片的净光合速率(Pn);Si处理的气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)显著小于对照,Ca处理显著大于对照,Si + Ca处理与对照差异不显著;Ca和Si + Ca处理可使胞间CO2浓度(Ci)明显升高,而Si处理与对照差异不显著。与对照相比,Si、Ca和Si + Ca处理Rubisco活化酶(RCA)、果糖–1,6–二磷酸酶(FBPase)、景天庚酮糖–1,7–二磷酸酶(SBPase)、果糖–1,6–二磷酸醛缩酶(FBA)和转酮醇酶(TK)活性显著升高;Si + Ca处理的核酮糖–1,5–二磷酸羧化酶(RuBPCase)活性也明显升高,Si、Ca处理无显著变化。Si、Ca和Si + Ca处理的Rubisco大亚基(rbcL)和小亚基(rbcS)、RCA、FBP、SBP、FBA和TK mRNA相对表达量均显著大于对照。Si、Ca和Si + Ca处理叶片的暗适应下PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)无显著变化,但光下PSⅡ实际光化学效率(ΦPSII)均明显高于对照。Si、Ca和Si + Ca均可促进黄瓜植株生长,产量分别比对照增加11.75%、14.23%和21.28%,黄瓜果实的可溶性糖、蛋白质、游离氨基酸、维生素C含量显著升高,亚硝酸盐和单宁含量明显降低。可见,Si、Ca和Si + Ca可提高黄瓜叶片的Calvin循环关键酶活性与基因表达,增强光合碳同化能力,提高光化学效率,从而促进植株生长,产量和品质显著提高。3个处理相比,Si + Ca处理的光合能力最强,生长量最大,提质增产效果最佳。
从全基因组水平鉴定了87个甘蓝NLR基因家族成员,并对其进行了进化分析和表达分析。基因结构和motif 组成分析表明,87个基因可分为5个亚类:NB-LRR(34个)、CC-NB-LRR(6个)、TIR-NB-LRR(45个)、RPW8-NB-LRR(1个)和CC-TIR-NB-LRR(1个);染色体定位分析表明,该家族基因在9条染色体上呈不均匀地单一或成簇分布;进化分析表明,甘蓝35个NLR基因与白菜NLR基因存在同源关系,其余52个基因为甘蓝特有;利用转录组数据分析了参与甘蓝枯萎病、黑腐病、根肿病、霜霉病、白粉病等抗性应答相关的差异表达基因,发现参与不同病害胁迫抗性应答反应的NLR基因差异较大,这可能与不同NLR基因对不同病原特异性识别有关。
‘陕甜9号’是用‘E13’作母本,‘C20’作父本杂交育成优质抗病薄皮甜瓜新品种。植株生长势中强,果实短梨形,平均单果质量500 g,果皮光滑,黄白色,果肉浅绿至白色,中心可溶性固形物含量14.7%,耐贮运。全生育期85 ~ 100 d,果实发育期28 ~ 32 d,抗病、抗逆性较强。适应于黑龙江、河北、甘肃、新疆等地区保护地及露地栽培。