利用苹果全基因组数据,对苹果TOPP基因家族进行鉴定和生物学分析。结果表明:苹果TOPP基因家族共44个成员,分布于15条染色体上;系统进化树分析表明,苹果、桃和拟南芥TOPP高度同源;苹果TOPP基因结构中含1 ~ 2个外显子和0 ~ 20个内含子,以及10个保守基序;启动子顺式作用元件分析表明,苹果TOPP基因家族成员不仅受到光、热等环境影响,还受多种激素综合调控;基因芯片表达谱分析结果表明该基因家族在不同组织中均有表达。分析外源细胞分裂素(6-BA和TDZ)诱导苹果腋芽萌发的转录组数据,锁定了与其相关的候选基因MdTOPP13和MdTOPP28;克隆其序列并进行比对,两者表现出高同源性。以苹果砧木品种‘SH40’腋芽为材料,实时定量PCR分析表明,外源6-BA和TDZ处理后上调了MdTOPP13和MdTOPP28在腋芽中的表达量。综上可知,MdTOPP13和MdTOPP28在介导细胞分裂素调控腋芽萌发过程中可能发挥着重要作用。
PbKT12是基于梨果实转录组分析筛选出的对施钾有强烈响应的钾转运体基因,本研究中进一步验证其功能。以‘黄冠’(Pyrus pyrifolia Nakai)梨果实为材料克隆得到PbKT12全长序列,分析表明该基因序列共2 730 bp,编码909个氨基酸;序列对比表明PbKT12与苹果中同源蛋白氨基酸序列相似性高达97%。亚细胞定位结果显示,PbKT12定位于细胞质膜上。PbKT12转化钾吸收缺陷型酵母R5421在低于5 mmol · L-1 K+的培养基上能够恢复生长。qRT-PCR结果表明,PbKT12在梨果实和叶片中的相对表达量随盆栽土壤施钾水平增加而升高。使用农杆菌侵染花序法将PbKT12导入拟南芥,与野生型拟南芥相比,过表达PbKT12拟南芥植株的生长速度比野生型更快,抽薹、开花时间更早,植株葡萄糖积累量更高。采用X射线荧光光谱仪无损检测K+在拟南芥植株中的分布发现,在缺钾胁迫下过表达PbKT12拟南芥中K+向花序运输的量增加。因此推断,PbKT12在梨果实中具有促进K+转运和葡萄糖积累的作用。
以12个地理位置和气候类型不同的地区2011—2021年气温数据为基本资料,通过0 ~ 7.2 ℃模型对各地区用于打破桃休眠的累积冷量(h)进行评估,同时统计已报道的基于0 ~ 7.2 ℃模型估算的589份桃品种资源的需冷量,分析各地区气温变化情况及其对冷量积累的影响,研判各地区桃品种资源面临的适应性挑战,并提出应对策略。研究结果表明,10年间,在11月初至翌年3月底(桃需冷量积累时间段),12个地区的气温均逐年升高,平均升高2 ℃,部分年份气温波动大。各地区冷量积累差异明显。随着纬度降低,冷量起始日期由早到迟,结束日期则由迟到早,冷量积累时间逐渐减少;各地平均累积冷量4.5 ~ 1 315 h,逐年降低趋势较明显,且纬度越低,降低趋势越明显。另外,气候带类型也对冷量累积有影响。累积冷量降低对各地桃的适应性产生了轻度、中度或重度影响。基于以上结果,对各地适宜生长的桃需冷量区间范围进行了预判,具体为:北京、蒙阴、郑州和南京以 < 1 000 h为宜,上海和杭州以600 ~ 700 h为宜,桂林以 < 400 h为宜,文山和古田以 < 200 h为宜(古田一些高海拔区域需冷量400 h的桃也可适应),福州以 < 100 h为宜,广州以 < 50 h为宜,海南需要基本不休眠、常绿类型的桃。未来桃产业发展需要加大低需冷量桃种质的创制和品种选育,优化主产区品种布局,合理制定南延栽培计划。
为了解蓝莓C2H2锌指蛋白在花芽休眠中的功能,通过生物信息鉴定蓝莓C2H2-ZFP基因家族成员,利用转录组数据和荧光定量PCR分析其在花芽内休眠解除过程和外源脱落酸处理下的表达模式。在蓝莓中共鉴定到VcC2H2-ZFP家族79个成员,通过系统进化树和保守基序将其分为3组。分析表明:VcC2H2-ZFP家族成员在蓝莓各器官中均有表达,其中15个在花芽内休眠解除过程中表达存在显著差异,如Vc31g303.5、Vc7g51.6、Vc16g355.5在深度内休眠时期表达量高,而休眠解除后表达量较低。VcC2H2-ZFP启动子含有大量光反应、防御应激、脱落酸、赤霉素等激素响应元件。外源脱落酸处理花芽能显著促进Vc16g355.5、Vc7g51.6、Vc31g303.5等的表达。本研究结果揭示蓝莓部分VcC2H2-ZFP可能通过响应脱落酸参与花芽休眠过程的调控。
以‘冬枣’ב金丝4号’的103株F1群体为试材,应用已构建的枣高密度遗传连锁图谱,采用复合区间作图法进行单果质量、果实纵径、横径、果形指数、可溶性固形物含量、总糖含量、总酸含量、糖酸比、维生素C含量、可食率等10个性状的QTL定位。10个性状在F1代群体中表现为连续分布,具有数量性状的典型特征。共检测到157个与枣果实性状相关的QTL,其中单果质量相关44个,果实横径相关16个、纵径相关36个,果形指数相关9个,可溶性固形物相关11个,维生素C相关13个,总糖相关3个,总酸相关8个,糖酸比相关4个,可食率相关13个。各QTL位点的LOD值在2.65 ~ 6.25之间,可解释15.60% ~ 31.90%的表型变异。157个QTL分布在连锁图谱的10个连锁群中,其中5个连锁群上的27个位点同时连锁了2 ~ 3个表型,证实部分基因在对控制果实性状上存在一因多效。
为了探究枸橼对柑橘溃疡病(Xanthomonas citri subsp. citri,Xcc)的抗性遗传规律,以感溃疡病品种红心柚为母本,与抗溃疡病种质美国枸橼进行杂交,获得了F1代杂种,并以F1自交后获得了F2代。对F1杂种进行活体叶片注射接种鉴定,对所有F2代253株进行离体叶片注射接种鉴定,随后对其中的225株F2活体叶片进行注射接种鉴定,并对部分F2代活体叶片接种后进行溃疡病菌定量分析。鉴定结果表明,红心柚和美国枸橼杂交获得的75个F1全部为感病,没有抗感性状分离。对253株F2植株离体叶片鉴定结果显示,76株表现为抗病,177株表现为感病。对225株F2植株活体叶片鉴定结果显示,72株为感病,症状与感病品种‘冰糖橙’类似;118株为较感病,发病程度较‘冰糖橙’轻,与感病亲本红心柚的病症相似;10株为较抗病,抗性接近于抗病亲本美国枸橼;4株为抗病,抗性与抗病种质枸橼C-05相似;此外有21株接种溃疡病后,叶片正、反面感病症状差异较大,10株叶正面感病,反面抗病,11株叶反面抗病,叶正面感病。溃疡病菌菌定量与活体鉴定的结果相吻合。综上所述,F1杂种没有出现抗感性状分离,F2代植株存在抗感性状分离,抗感比例为1︰15,表明抗感性可能是数量性状遗传。
以甜黄皮类代表品种‘早丰黄皮’和酸黄皮类代表品种‘鸡心黄皮’作为试材,对幼果期、转色期和成熟期果实的可溶性糖和有机酸组分及含量、总酚及酚类单体化合物组成与含量进行了分析,并用氧自由基吸收能力法(ORAC)和细胞抗氧化法(CAA)对总抗氧化活性和细胞抗氧化活性进行了评价。结果表明,果实发育过程中,两品种可溶性糖不断积累,成熟期‘早丰黄皮’果糖和葡萄糖含量较高,‘鸡心黄皮’蔗糖含量较高;有机酸含量变化差异较大,幼果期两品种相差不大,‘早丰黄皮’在转色期和成熟期几乎检测不到有机酸,‘鸡心黄皮’转色期柠檬酸含量急剧增加,成熟期降低;两品种总酚和酚类单体化合物的含量随着果实发育成熟不断降低,‘鸡心黄皮’幼果期的总酚含量是‘早丰黄皮’的13.6倍,转色期和成熟期约为‘早丰黄皮’的8倍;在黄皮果实中检测到6种酚类单体化合物,其中芦丁为主要组分,紫丁香苷是差异组分。ORAC法和CAA法分析结果均表明,两品种的抗氧化活性幼果期最高,随着果实发育成熟不断降低,‘鸡心黄皮’显著高于‘早丰黄皮’。
建立了应用HPLC-MS/MS快速分离、鉴定草莓花色苷的方法,并对不同果色12个草莓品种的成熟果实进行花色苷定量和定性分析,同时对比分析草莓(Fragaria × ananassa,八倍体)和森林草莓(F. vesca,二倍体)基因组中花色苷合成相关基因的数量和染色体定位,通过RNA-Seq和qRT-PCR分析它们在果实发育过程中的转录水平变化。在草莓中检测到8种花色苷,包括首次检测到的芍药素-3-葡萄糖苷、芍药素-丙二酰葡糖苷和芍药素-3-甲基丙二酰葡糖苷。不同果色草莓果实中总花色苷含量差异较大,均以天竺葵素-3-葡糖苷为主。草莓基因组包含73个花色苷合成相关基因,是森林草莓的3 ~ 4倍,均匀分布在4套亚基因组上。RNA-Seq结果显示整体上多拷贝基因在草莓果实中的表达水平没有显著差异,未发生明显的偏向性表达。花色苷合成关键路径基因(PAL1、CHS、CHI、F3H、DFR1、ANS、UFGT),转运基因(GST)和转录因子基因MYB10在草莓果实成熟过程中表达量显著增加,尤其是花色苷积累期,表明这些基因在草莓果实花色苷积累中起关键作用。
番茄冬春季设施生产中为提高坐果率而采用的2,4-D蘸花措施会导致畸形果率增加,其转录层面的机理尚不明确。本研究中对以醋栗番茄LA1589(Solanum pimpinellifolium accession LA1589)为背景的果形近等基因系WT、sun和ovate花蕾喷施2,4-D,而后对花蕾转录组与成熟果实果形进行分析。结果发现,3个近等基因系在2,4-D处理3周后所形成的子房及其发育而来的成熟果实的果梗端均伸长,并最终导致子房与果实的形状指数增大,而在此过程中两个果形位点与2,4-D间存在互作。转录组分析发现,2,4-D处理可能通过激活生长素信号通路,促进生长素极性运输与细胞分裂素合成以及增加ATHB和bHLH转录因子的积累来改变果形;sun与ovate位点通过与2,4-D互作进一步增强了生长素积累、信号转导与极性运输,扩大了受影响的转录因子范围,最终强化了2,4-D对果形的影响;同时该互作还在sun与ovate近等基因系中分别上调了BRX与CKX5基因的表达来进一步增强上述过程;最后,ovate与2,4-D的互作导致两个SWEET基因的表达下调并可能影响糖类向子房中的运输。
利用生物信息的方法鉴定了菊花脑(Chrysanthemum nankingense)GRAS基因家族成员,并利用已发表的RNA-Seq数据分析了CnGRAS在低温胁迫应答中的表达情况。结果表明:CnGRAS家族包含80个成员,可分为10个亚家族,同一个亚家族中各成员的基因结构和蛋白功能域高度保守。复制进化分析发现,CnGRAS家族的复制模式仅存在串联重复。GRAS在菊花脑中的表达具有组织特异性,多数在根和叶中表达水平较高。GO富集分析表明CnGRAS主要定位于细胞核,具有多种分子功能,参与多个生物学过程。RNA-Seq数据分析表明,14个CnGRAS至少在1种低温胁迫(短期低温或长期低温)条件下呈现差异表达,其中CnGRAS32、CnGRAS33、CnGRAS40、CnGRAS44、CnGRAS56、CnGRAS74和CnGRAS79呈现出显著上调表达,说明这些基因可能在菊花脑响应低温胁迫中起着重要作用。
以糙皮侧耳野生型菌株和pal2基因干扰菌株为材料,通过对比菌丝在28 ℃始终黑暗培养和28 ℃黑暗培养3 d后进行15 ℃12 h光照/12 h黑暗培养6 d的环境刺激这两种条件下苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia-lyase,PAL)基因pal2转录水平、酶活性、底物L-苯丙氨酸和产物反式肉桂酸含量的变化,以及分析外源添加不同浓度底物和产物对菌丝表型的影响,初步解释了环境刺激下菌丝生长速度减慢的原因,发现苯丙氨酸解氨酶及其编码基因pal2均能响应环境刺激,但酶活性、产物和底物含量与基因表达量相比存在明显地响应滞后性;阐明环境刺激通过诱导pal2转录水平下调,总酶活性升高,使菌丝胞内L-苯丙氨酸减少,反式肉桂酸含量增加,从而负调控糙皮侧耳菌丝生长的分子通路。
采用顶空—固相微萃取结合气相色谱—质谱联用技术,对芍药属19个组间杂种花瓣的挥发性成分进行了分析。共检测到84种挥发性成分,包括萜类25种,苯环型/苯丙素类14种,脂肪酸衍生物29种,杂环类12种和含氮类4种。定量分析结果表明,不同杂种的挥发性物质含量存在显著差异,‘史密斯黄’和‘凯丽的记忆’中总挥发性物质含量显著高于其他杂种,分别为97.47和97.43 μg · g-1 · h-1;而‘红天堂’中含量最低,仅有8.43 μg · g-1 · h-1。萜类化合物是19个杂种的主要挥发性物质,其中β-石竹烯和芳樟醇是其主要香气成分,根据其构成特点,可分为以芳樟醇为主,以β-石竹烯为主,同时具有较高含量的芳樟醇和β-石竹烯,以香叶醇为主和挥发性物质含量均较低这5类,不同杂种中香气物质的构成特点对其花香的形成具有重要作用。
以虫胶、松香结合羟丙基甲基纤维素(Hydroxypropyl methyl cellulose,HPMC)制备的虫胶松香(shellac rosin coating,SC)涂膜剂处理温州蜜柑与伦晚脐橙果实并评价其增亮与保鲜效果。结果表明:虫胶松香涂膜能够显著增强果实表面光泽度,减少果实货架期失重率,延缓果皮皱缩和颜色变化,降低果实呼吸强度,提升货架期可溶性固形物、可滴定酸含量,控制异味物质含量低于人类感知阈值。扫描电镜观察果皮发现虫胶松香处理果实表皮蜡质结构完整。
以豫东地区主栽的4 ~ 5年生‘夏黑’葡萄为试材,选取32个主产园作为试验园,于2018—2019年对其进行土壤和叶片矿质养分分析,并对成熟期的果实品质进行综合评价,利用组分营养诊断法(CND)建立果实综合品质与土壤和叶片矿质养分的函数模型,对土壤和叶片进行营养诊断分析,初步建立土壤和叶片营养诊断标准。土壤矿质元素分析结果表明,土壤中有效态的N、P、K、Ca和Mg元素含量均处于丰富及以上水平,微量元素除有效Mo处于较低水平外,有效Cu、Fe、Mn均处于很丰富水平,有效B和有效Zn也都在丰富水平,且各微量元素含量因土层引起的差异较小,变异系数也处于中等水平。营养诊断结果为:土壤营养诊断得到4个高质园,诊断标准为速效氮39.23 ~ 205.20、速效磷11.47 ~ 31.53、速效钾106.38 ~ 436.62、交换性钙6 599.83 ~ 7 513.33、交换性镁550.52 ~ 592.15、有效铁162.32 ~ 220.87、有效锰86.52 ~ 93.89、有效铜2.18 ~ 2.54、有效锌1.15 ~ 1.91、有效硼1.03 ~ 1.29、有效钼0.13 ~ 0.14 mg · kg-1。叶营养诊断获得5个高质园,其诊断标准为氮18.46 ~ 23.33、磷4.19 ~ 5.85、钾10.91 ~ 12.46、钙20.85 ~ 25.95和镁3.68 ~ 4.30 g · kg-1,铁198.58 ~ 382.25、锰67.23 ~ 119.25、铜93.23 ~ 231.67、锌29.16 ~ 52.13、硼22.14 ~ 33.88、钼0.71 ~ 1.11 mg · kg-1。因此对于诊断得到的高质园按常规施肥即可,而相应低质园的施肥建议为,对于含量较低的B、Fe、Mo等元素首先考虑在早秋施基肥时以土施的方式补充;对于Mg元素土壤按常规施肥管理,叶面肥则应少施或不施;而Mn元素应在葡萄主要生育期进行叶面喷施;对于P、K、Ca、Zn等元素栽培管理中应适度控制施肥量。
依据33对SSR荧光引物的扩增结果,从遗传变异和遗传距离角度对中国4个主要栽培区的386个观赏芍药品种的遗传多样性进行评价。结果显示:(1)中国观赏芍药品种资源具有较高遗传多样性,所用SSR引物的多态信息含量(PIC)值介于0.62 ~ 0.84,平均观测杂合度(Ho)和期望杂合度(He)为0.73、0.78,香农信息指数(I)介于1.35 ~ 2.08。(2)各栽培地芍药品种的遗传多样性从高到低依次为山东菏泽、河南洛阳、江苏扬州和甘肃临洮。(3)方差分析显示变异主要来自栽培地内个体间,不同栽培地品种遗传分化系数(FST)为0.031,基因流(Nm)为7.795。(4)各栽培地品种间的遗传距离介于0.032 ~ 0.123,遗传一致性介于0.884 ~ 0.969;主坐标分析和聚类结果显示品种遗传分化情况与栽培地不完全相关。研究表明,中国观赏芍药品种遗传信息丰富,但4个栽培地间遗传分化小,各栽培地间的基因交流强。
可溶性糖在果实中的种类及比例有所差异,这种差异主要受果实中糖的代谢贮运调控。重点综述果实糖代谢途径,不同果实可溶性糖积累类型包括直接积累型、淀粉转化型、中间积累型,以及果实糖含量主要调控因子包括遗传和环境等方面的研究进展,以期对未来果实品质改良和通过分子辅助育种手段选育高糖含量的果树新品种、新种质以及提质增效栽培研发有所借鉴。
MYC2(Myelocytomatosis proteins 2)是一类bHLH家族转录因子,是JA信号途径中的主要调控因子。MYC2通过转录调控下游目标基因的转录和表达,参与植物逆境防御、生长发育及次生代谢等进程。MYC3/4作为JA信号的次级调控因子可与MYC2协同作用。目前对MYC2的功能研究较为深入和广泛。本文综述了MYC2的结构特征及其在植物激素信号传导、逆境防御、生长发育和次生代谢中的调控机制,为进一步深入探讨MYC2的分子功能提供理论基础。
‘粤科达101’樱桃番茄是以自交系H035-1为母本,H035-2为父本育成的一代杂交新品种。无限生长类型,植株长势好,始花节位为第9叶左右;果实圆形,有绿果肩,表面光滑,成熟果黄色,色泽鲜亮;可溶性固形物含量8.5%以上;平均单果质量16 g,平均产量70 000 kg · hm-2。抗番茄枯萎病、烟草花叶病毒,抗根结线虫,适宜广东、广西等地春、秋保护地及露地种植。
‘强势 2023’是从GD2023 × GD732的杂交组合中选育出来的线形辣椒新品种。株型紧凑、直立,分枝多,株高中等。果实光亮、整齐美观,长线形,平均单果质量41 g,维生素C含量1.45 mg · g-1。平均产量50 190 kg · hm-2,抗病性好,丰产、稳产,商品性好。
‘镇源一号’是利用‘樟树港辣椒’地方品种不同单株杂交一代培养的DH系,经系统选择育成的高品质辣椒新品种。早熟;植株长势一般;坐果节位低,早期结果多,果实膨大快;果实小牛角型,果长11 ~ 13 cm,横径3.0 cm左右,单果质量约20 g;果表面微皱,青果绿色,老熟果红色;皮薄,肉脆,味辣,口感好;平均产量21 750.0 kg · hm-2;抗疫病和炭疽病,中抗日灼病和病毒病;适合鲜食或者加工白辣椒。适宜在长江中上游等地区春、夏两季露地或大棚种植,在海南冬季也可栽培。
‘菲韵’是由现代月季品种‘好莱坞’与‘卡罗拉’杂交选育出来的新品种。花瓣复色,正面淡紫色,背面灰白色,花径7 ~ 9 cm,花瓣数45 ~ 60枚,切枝长度70 ~ 85 cm,生长势强,设施切花栽培年产量18 ~ 20枝 · 株-1,花朵乙烯欠敏感,失水后复水能力强,瓶插寿命14 ~ 16 d。
滇牡丹新品种‘丽丹1号’是从滇牡丹野生种群中的优良单株选育而来的新品种。花小、数量多,花色红、艳丽,花下垂,开花时花瓣平展,花梗细,直径1.49 ~ 3.04 mm,心皮数2 ~ 3。花期6月,果期8—9月。病虫害极少,易繁殖。适宜的生态幅广,可以在温带、寒温带地区栽培,也可盆栽观赏。
‘漂亮女孩’(Primulina ‘Pretty Girl’)是杂交育成的报春苣苔新品种。多年生草本。植株生长势较强。中型花,花量大,叶片具有明显的白色叶脉。花期2—3月。耐阴、耐旱、耐热。栽培简单粗放,叶插繁殖成活率高。适合作观花观叶盆栽。