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
在系统鉴定柑橘WOX、GRF及GIF基因家族成员并解析其保守结构域和表达特征的基础上,基于CRISPR/dCas9-TV转录激活系统构建多靶点载体,同时精准激活多个内源发育调控因子,旨在提升柑橘的再生与转化效率。结果表明,CsWUS、CsWOX9、CsGRF4、CsGRF5及CsGIF1在体细胞胚发生和再生过程中呈高水平表达,其中激活CsWUS可显著缩短甜橙愈伤组织分化周期;在葡萄柚中,激活CpWUS、CpWOX9或CpGRF4均能显著提高以上胚轴段为外植体的再生率和转化率,协同激活CpGRF4与CpGIF1的效果最为显著;在柠檬中,协同激活ClWUS、ClWOX9及ClWRKY42可大幅提升叶片毛状根的诱导率与转化阳性率,并可通过类胡萝卜素积累实现可视化标记。研究提出了一种无需引入外源编码序列、可在多个品种中通用的内源基因多重激活策略,为解决柑橘及其他作物的再生瓶颈提供了新思路与技术路径。
脱落酸(abscisic acid,ABA)受体Pyrabactin resistance 1/PYR1-Like/Regulatory component of ABA receptor(PYR/PYL/RCAR,PYL)是ABA信号转导途径的重要组分,参与调控植物的生长发育和逆境胁迫响应。分别在甜橙[Citrus sinensis(L.)Osbeck]和克里曼丁橘(C. clementina Hort. ex Tan.)中鉴定出11个和14个PYL基因。根据系统进化分析将柑橘PYL基因家族成员分成了3个亚家族。柑橘PYL表达具有明显的组织特异性,且差异响应植物生长调节剂处理。分子遗传学实验证实CrPYL9在柑橘果实的成熟和转色过程中起正向调控作用,为深入解析ABA调控非跃变型果实成熟机制提供了证据。
调查了河北省秦皇岛市两个试验点2025年倒春寒发生后164个桃品种及438株‘东合1号’ב21世纪’桃杂交群体单株的花芽受冻率。结果表明,164个桃品种的花芽受冻率符合数量性状的分布特点,整体呈偏正态分布,品种的坐果数量与花芽受冻率具有显著的负相关;树体上部的花芽受冻率显著低于树体下部,且两者显著正相关。杂交群体花芽受冻率整体偏高,绝大多数单株的花芽不耐0 ℃以下低温,与亲本相比出现了性状衰退。除了品种特性,株行距宽、水分适量、树龄较大、南向阳面背风植株花芽的受冻率较低。此外,还筛选出了11个抗倒春寒的桃品种,可用于抗倒春寒育种及引种。
以凤梨属312份原始种质及3个叶色遗传群体为对象,通过测定叶片CIELAB颜色空间参数、色素光谱指数、色素含量构建量化的分类指标,显微观察解析组织细胞特异性对凤梨叶色性状形成的影响,旨在为凤梨叶色表型的精准鉴定和优异基因挖掘提供依据。根据颜色差异可将凤梨叶色划分为白、淡黄、黄绿、浅绿、绿、红和暗红7个类型,分别占材料总数的0.1%、0.1%、3.3%、7.5%、77.3%、4.5%和4.2%;不同类型主要是由3种植物色素的含量和比例差异造成,叶绿素主要分布在叶肉组织和维管组织中,花青苷则存在于表皮细胞、贮水组织中。颜色参数a*可区分凤梨叶片是否积累花青苷而呈现红色。低温胁迫使叶绿素、类胡萝卜素、花青苷3种色素代谢发生改变,且同种色素在不同品种中的代谢响应存在差异。叶片中都含有一定量的花青苷,叶绿素含量在正常范围(≥ 2.0 mg · g-1)、花青苷含量 > 0.5 mg · g-1时才显色(肉眼能明显辨别);叶片中花青苷积累与AcMYB267和AcMYB262表达模式一致,证实它们是调控叶片花青苷积累的转录因子。
β-胡萝卜素羟化酶(β-carotene hydroxylase,BCH)是类胡萝卜素合成代谢通路中的关键限速酶。以文心兰基因组数据为基础,对BCH家族进行鉴定,并对其基因结构、染色体定位、理化性质、系统发育及共线性关系等进行分析,同时分析它们在文心兰‘XM-1’花色变化的不同阶段以及文心兰不同品种中的表达情况。结果表明,在文心兰基因组中共鉴定到9个BCH成员,分布于8条染色体上,且存在片段复制事件。系统进化树表明,OnBCH主要聚类在2个分支。上游启动子上分布多种光信号、胁迫反应、生长发育和激素调节元件。qRT-PCR结果表明,OnBCH1/3/4在文心兰‘XM-1’半开放期(S2,黄色)至盛花期(S4,白色)表达量显著下调,与叶黄素、玉米黄质和β-隐黄质含量变化趋势一致,推测OnBCH1/3/4在文心兰‘XM-1’花色变化中发挥重要作用。12份黄色系列文心兰品种的类胡萝卜素含量具有显著差异,结合qRT-PCR结果推测基因OnBCH1/3/4、OnBCH6/7/8/9,在调控类胡萝卜素介导的文心兰呈色功能上具有相似性。通过构建OnBCH的转录因子调控网络,推测MYB-related转录因子evm.model.Chr084.732与BCH3调控模块在文心兰类胡萝卜素介导的花色变化过程中发挥重要作用。
为筛选产业化应用的优良芳香紫藤品种,本研究中采用顶空固相微萃取结合气相色谱—质谱联用技术对20个紫藤品种的鲜花进行了挥发性成分检测。不同品种紫藤挥发性成分和含量存在显著差异,共检测出96种挥发态物质,其中脂肪酸及其衍生物的种类和含量最高。通过感官评价试验结合气味活性值和主成分分析鉴定重要的香气活性物质,发现1-辛烯-3-酮、己醛、正己醇和反-2-己烯醛等在多个品种中均有极高的香气活性值,是形成紫藤独特清甜草香的关键物质;D-柠檬烯、吲哚、乙酸叶醇酯等具有独特的木香和茶香,是造成品种间嗅觉感官差异的主要物质。‘昭和白藤’‘昭和红藤’‘银藤’等品种香气物质含量高,‘麝香藤’‘口红藤’‘昭和白藤’具有突出的甜香、花香和茶香,是萃取芳香物质的优良材料。对筛选出的‘昭和白藤’进行不同花期挥发态香气物质检测,明确盛花期是最佳采收期。
以‘平邑甜茶’(Malus hupehensis)实生自根苗嫁接株系为试材,解析嫁接愈合进程中可溶性糖积累量变化与动态分布,分析糖影响嫁接愈合的关键时期与影响嫁接愈合的关键可溶性糖组分,探究嫁接时外源施加可溶性糖对嫁接愈合的调控作用。结果表明:环境湿度100%条件下嫁接成活率与接穗叶面积、嫁接口可溶性糖积累量显著正相关,而室内环境(环境湿度30%)条件下嫁接成活率只与可溶性糖积累量/蒸腾率比值显著正相关,接穗叶面积为2 ~ 4 cm2时,可溶性糖积累量/蒸腾率比值达到峰值,嫁接成活率最高(95%);根据嫁接后愈伤组织发育状态与分化特征,将嫁接愈合进程划分为5个愈合时期:隔离层期、愈伤细胞发生期、愈伤组织融合期、维管束分化期和维管系统建连期;愈伤组织融合期起始阶段(嫁接后7 d)可溶性糖在嫁接口新生愈伤组织大量富集,总糖含量以及6种糖组分含量相对变化率均在愈合口处不同时期有显著波动。依据茎糖组分含量配置6种糖水溶液,分别在嫁接时对伤口与叶片施加外源处理,发现1%棉子糖水溶液处理伤口、1%蔗糖水溶液处理伤口与叶片均对促维管束建连有重要贡献(VIP值 > 1),以上3种处理方式均能显著加速愈伤组织的发育,从而促进嫁接愈合进程。
采用3个雄性中华猕猴桃(‘M11’‘M26’‘MS3’)和1个雄性毛花猕猴桃(‘MG15’)品种的花粉对中华猕猴桃雌性品种‘东红’进行授粉,对不同授粉组合成熟期果实外观品质、内在品质、可溶性糖组分、有机酸组分和果肉色泽品质进行分析,使用靶向代谢组方法检测果实内果皮各花青苷组分含量并从中鉴定差异代谢物,分析色差指标与花青苷各组分含量的相关性。结果表明,‘东红’猕猴桃部分果实性状表现出明显的花粉直感效应,包括单果质量、可溶性糖含量、可滴定酸含量、糖酸比、葡萄糖含量、蔗糖含量、苹果酸含量等。‘MG15’花粉显著改善了果实内果皮色泽品质,使其呈现深红色。从‘M11’和‘MG15’授粉的‘东红’果实内果皮(二者色泽差异明显)中分别检测到20和23种花青苷物质,其中8种为差异代谢物,在‘MG15’授粉果实内果皮中均上调积累。内果皮红色色差指标a*与花青苷组分中6种差异代谢物含量显著正相关,其中矢车菊素-3-O-半乳糖苷含量在‘MG15’授粉果实内果皮中最高,推测其上调积累可能是引起内果皮红色加深的主要原因。本研究中首次发现红心猕猴桃果肉红色着色表现出明显的花粉直感效应,研究结果可为解析花青苷介导的猕猴桃果肉着色机制提供理论基础。
探究盐胁迫(150 mmol · L-1 NaCl)下外源茉莉酸甲酯(MeJA)处理核桃幼苗的生理响应特性,以期为盐碱地核桃生产提供依据。以‘温185’核桃(Juglans regia‘Wen 185’)为试验材料,设置未添加盐对照及5个处理:即150 mmol · L-1 NaCl + 0、50、100、200、400 μmol · L-1 MeJA,测定幼苗生长表型、光化学特性、抗氧化酶、渗透调节物、内源激素以及离子含量。结果表明,外源MeJA处理可不同程度缓解盐胁迫引起的生长抑制。其中50 μmol · L-1 MeJA处理的缓解效果最为显著,表现为叶片萎蔫减轻,地上部鲜质量、地下部鲜质量和净光合速率(Pn)较盐胁迫处理显著提升;显著提高了IAA、SA、JA含量、K+含量以及K+/Na+比值,同时降低了SOD、APX活性及可溶性糖含量,表明氧化损伤减轻、渗透调节趋于正常。100 μmol · L-1处理对部分指标亦有改善作用,而200和400 μmol · L-1处理的缓解效应随浓度升高逐渐减弱。综上,适宜浓度(50 μmol · L-1)的外源MeJA可通过提升光合效率、优化离子平衡和抗氧化系统等多重生理途径有效增强核桃幼苗的耐盐性。
‘苏砧1号’为江苏本地柿品种,具有较强的生长势和抗逆性。通过嫁接测试评价其与‘太秋’甜柿的嫁接亲和性及嫁接后生长表现,以期确定其作为优良砧木品种的应用潜力。使用‘小果甜柿’‘武冈野柿’‘柿砧4号’和君迁子作为苏砧1号的参照砧木,观测嫁接后植株的存活率和长势、嫁接部位的酶活性和木质素含量、接穗叶片营养物质等指标,综合评测不同嫁接组合的亲和性差异。除君迁子外,4种砧木与太秋的嫁接亲和性均较好。其中,苏砧1号作为砧木时,嫁接后90 d植株高度平均达65.5 cm,显著高于其他组合,同时其砧穗接口处的SOD酶活性在嫁接后7和21 d显著高于“太秋/君迁子”组合,POD酶活性在嫁接后60 d显著高于多个嫁接组合,嫁接后14 d的MDA含量显著低于多个组合;嫁接后60 d的接口处木质素含量最高,接穗叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量及叶绿素相对含量(SPAD)较高。太秋与苏砧1号、武冈野柿和小果甜柿嫁接后3年植株的物候期和果实外观及内在品质无明显变化。苏砧1号与太秋甜柿嫁接后伤口愈合较快、生长势强,且对太秋的果实特性无不良影响。苏砧1号与太秋甜柿嫁接后早期表现好,优于目前江苏地区使用的几种砧木。
以马铃薯(Solanum tuberosum L.)‘陇薯7号’为材料,在块茎膨大期叶面喷施10 g · L-1壳寡糖(chitosan oligosaccharides,COS),并结合代谢组学分析探究其对块茎生长及代谢的影响。结果表明,壳寡糖处理显著提高植株株高和茎粗,并增加微型薯单粒质量、直径及百粒重。代谢组学分析鉴定出129种差异代谢物(32种上调,97种下调),其中萜类、酚类、黄酮类和氨基酸类化合物变化显著,负离子模式下差异代谢物主要富集于卟啉代谢、氨基酸代谢(如谷氨酸、天冬氨酸)及二萜生物合成等通路。相关性分析显示,上调代谢物甘草素Q、L-谷氨酸等与块茎直径、茎粗及株高呈正相关。综上,壳寡糖可能通过调控关键次生代谢通路促进马铃薯块茎膨大及营养物质积累。
以切花菊‘南农小金星’为材料,分别在切花菊设施连作栽培6年、7年、16年和原生盐土基础上连作6年(简称原生盐土)的土壤中开展统一栽培试验,在现蕾后测定植株形态指标与光合参数,并通过多元线性回归、通径分析等方法,探究连作土壤理化性质对切花菊生长和外观品质的影响及其相互关系。结果表明:对切花菊生长及光合有正向作用的有土壤的阳离子交换量、过氧化氢酶活性、脲酶活性和有效钾含量;对生长及光合产生抑制作用的有土壤EC值和超标的有效锌含量。土样间EC值变幅(最低1.7倍,最高15倍)远大于有效锌含量的变幅(不足2倍),说明在供试盐渍化土壤中,切花菊的生长和光合受到的抑制主要源自土壤中过高EC值。菊花的地上部鲜质量、株高、茎粗、叶片SPAD值、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率都随土壤的EC值升高而降低,胞间二氧化碳浓度随着EC值的增加而增大。土壤EC值与土壤脲酶活性和阳离子交换量呈极显著负相关。综上,过重的盐分积累是连作土壤切花菊生长受抑与品质下降的主要根源,其根系生长与光合作用受限,地上部长势变差,且随盐度增强切花菊品质下降。
本研究旨在探明引起‘三季’梨炭疽病的病原菌,筛选高效杀菌剂和梨抗炭疽病种质,为病害科学防控和抗炭疽病梨品种选育提供新的依据。采用形态学观察、ITS测序分析结合柯赫氏法则验证进行病原鉴定,采用菌丝生长速率法结合孢子萌发抑制率法对24种杀菌剂进行病原室内毒力测定,采用菌饼针刺接种法对76份梨种质进行病斑直径测定,通过平均病斑直径法结合聚类分析法将梨种质划分为高抗、抗、中抗、感和高感5类,将欧式距离设置为8作为聚类分析法的最佳分割点,对76份梨种质抗Colletotrichum gloeosporioides能力进行科学划分。结果表明,引起‘三季’梨炭疽病病原为胶孢炭疽菌(C. gloeosporioides);室内毒力测定中,咪唑类杀菌剂咪鲜胺抑菌效果较强,对菌丝生长和孢子萌发的EC50值分别为0.047和0.046 mg · L-1,其次为苯并咪唑类杀菌剂多菌灵,EC50值分别为0.075和0.040 mg · L-1。两种方法综合评价筛选出高抗种质13份,其中‘晚三吉’抗性最强,‘官红宵’次之;高感品种7份,其中‘黄冠’最感病,‘窝窝梨’次之。
为明确新疆北疆地区葡萄病毒和类病毒的发生情况,采集葡萄幼嫩叶片,用LncRNA测序技术从4个混合和6个单株样本中获得病毒及类病毒序列,共鉴定出分属于7个病毒科、9个病毒属的11种植物病毒和1个类病毒科、2个类病毒属的3种类病毒,首次证实了葡萄蚕豆萎蔫病毒(grapevine fabavirus,GFabV)、葡萄双生病毒A(grapevine geminivirus A,GGVA)、葡萄叶脉羽化病毒(grapevine rupestris vein feathering virus,GRVFV)和黄瓜花叶病毒(cucumber mosaic virus,CMV)在新疆葡萄产区的发生。采用RT-PCR技术,检测北疆主要葡萄种植区石河子和昌吉5个葡萄栽培品种共117个样本。结果表明,采集葡萄样本中葡萄浆果内坏死病毒(grapevine berry inner necrosis virus,GINV)的检出率最高,达73.5%,检出率最高的类病毒是啤酒花矮化类病毒(hop stunt viroid,HSVd),高达88.9%。不同品种感染的病毒种类及优势病毒不同,其中鲜食葡萄‘无核白’感染病毒种类最多,感染了本研究中发现的全部11种病毒和3种类病毒。同时,复合感染在葡萄样本中普遍存在,95.7%的样本存在病毒与类病毒的复合感染,其中感染5种以上(类)病毒的样品有60份,最主要的复合侵染类型为GINV + 葡萄灰比诺病毒(grapevine Pinot gris virus,GPGV)+ 沙地葡萄茎痘相关病毒(grapevine rupestris stem pitting-associated virus,GRSPaV)+ HSVd,占比为35.0%。近几年新发现的病毒GPoV-1在石河子鲜食和酿酒葡萄中均能检测到,在昌吉酿酒葡萄中暂未检测到。全长或近全长病毒序列的系统进化发育表明GINV、GRSPaV、GPGV和葡萄黄斑类病毒1(grapevine yellow speckle viroid 1,GYSVd-1)存在较多的分离株,GINV和GPGV存在地理相关性,其余病毒分离株序列差异较大,无地理相关性。单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)与插入缺失变异(insertion-deletion,Indel)分析表明,所有病毒与类病毒都存在较高的遗传变异,在新疆葡萄园内类病毒偏好于Indel,而病毒偏好于单碱基变异。
根肿病由芸薹根肿菌(Plasmodiophora brassicae,Pb)引起,严重影响甘蓝的产量和品质。枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis,BS)作为生防菌株,其调控根际微生态机制尚不明确。本研究中,通过设置BS、Pb、Pb + BS复合处理及无菌水对照灌根,结合16S rDNA高通量测序与根际代谢组分析,并测定病情指数、生物量及防御酶活性等生理指标,系统揭示了枯草芽孢杆菌BS调控甘蓝根肿病抗性机制。结果表明:与Pb处理相比,Pb + BS复合处理的Shannon指数呈上升趋势,二者根际微生物α多样性差异显著,表明BS处理提高了受Pb胁迫下的微生物群落多样性。与无菌水对照比较,施加BS有509个差异代谢物上调表达;k-means聚类分析显示,其中364种代谢物在特定趋势群集中丰度上调。施加BS处理显著增加了差异代谢物数量,富集在苯丙烷和黄酮类等防御相关代谢通路,并重塑了微生物—代谢物关联网络。关联分析表明,黏球菌(Myxococcota)、硝化螺旋菌(Nitrospirota)和甲基异螺旋菌(Methylomirabilis)的富集与优化根际氮转化效率、降低活性氮胁迫相关。同时,BS诱导防御酶(POD和SOD)时序性激活(POD峰值达对照组的10.43倍),复合处理(Pb + BS)的病情指数显著降低(盆栽降低54.5%),有效抑制了根肿菌增殖。本研究表明,枯草芽孢杆菌通过重塑根际微生物群落结构和阶段性激活植物防御系统,形成协同抗病效应,从而有效抑制甘蓝根肿病,为植物—微生物互作理论及病害生物防治提供重要依据。
为建立砧用瓠瓜根腐病抗性精准鉴定体系,实现抗病资源的高效筛选与评价,以根腐病病原菌尖孢镰刀菌菌株及抗、感砧用瓠瓜种质为试材,研究分析病原菌寄主专化性,探究接种方法、接种悬液浓度及环境培养温度对苗期抗性鉴定效果的影响。结果表明,该病原菌无明显寄主专化性,可侵染西瓜、瓠瓜、南瓜和甜瓜等多种瓜类作物。3种抗性鉴定方法中,浸根水培法最优,发病时间、病情指数的稳定性及重复性均显著优于灌根法和茎基部注射法。当孢子悬液浓度为1.2 × 107个 · mL-1、环境温度为20 ~ 25 ℃,接种后14 d即可完成根腐病抗性鉴定。基于上述优化体系,对51份砧用瓠瓜种质/品种进行抗性鉴定,共获得6份高抗种质资源和2份高抗品种。
木质素是植物细胞壁的关键组分,其合成与调控直接影响果蔬作物的抗逆性和品质。本文中系统综述了果蔬作物中木质素类型、合成代谢途径及调控机制。木质素积累受MYB/NAC转录因子、miRNA及植物激素的协同调控,并受温度、光照等环境因子显著影响。过量木质素会导致果蔬质地硬化,但适度积累可促进伤口愈合和成熟。未来研究应着重于解析木质素合成的生理生化及分子机制,扩大研究对象的多样性,通过对木质素合成与代谢过程的调控,提高其在果蔬品质提升及其他农业生产中的应用潜力。
辣椒作为全球重要的经济作物,常受到枯萎病、疫病、炭疽病、根腐病等土传真菌病害的严重威胁。传统化学防治不仅会引发病原菌抗药性,还可能导致环境污染,因此生物防治成为植物保护领域的重要发展方向。木霉属真菌是高效的生防微生物,其防治潜力已得到广泛证实。本文中系统综述了木霉菌的分类、防治效果、作用机制及菌剂研发进展,并总结了其在防控辣椒土传真菌病害调控中的作用,主要包括以下方面:重寄生作用(通过识别病原菌信号,分泌几丁质酶、葡聚糖酶等降解酶破坏菌丝结构);竞争作用(依赖快速定殖能力抢占生态位);抗生作用(产生如6-戊基-2H-吡喃-2-酮、胶霉毒素等次级代谢产物抑制病原菌生长);诱导系统抗性(激活植物茉莉酸、水杨酸信号通路,增强防御酶活性);协同拮抗作用(与有益细菌、真菌联合抑制病原菌并改善土壤微生态);以及促生作用(分泌植物激素如生长素、赤霉素等,提高养分利用率)。未来研究应深入解析木霉—植物—病原菌的互作机制,优化菌剂制备工艺与施用策略,以促进木霉菌在辣椒病害绿色防控中的规模化高效应用。
‘钱塘秋韵’(Cymbidium‘Qiantang Qiuyun’)是以杂交兰‘红美人’(C.‘Red Beauty’)为母本,春兰CH2015-1(春兰‘大富贵’× 春兰‘金鸡黄’杂交后代优系)为父本,通过种间杂交选育获得的新品种。植株大小中等,半直立;叶片有扭曲;总状花序,花序梗直立、出架,萼片及花瓣姿态部分内弯,部分平展,花主色橙色;花瓣倒卵形,唇瓣中裂片圆形,强烈反卷,主色黄色,无斑点条纹;冬季开花,具幽香,开花性好且花期长,观赏性佳。
‘旭日’是以大花红色木槿品种‘红木桥’为母本,‘白色单瓣’为父本,杂交选育而成的木槿新品种。落叶灌木,主枝直立;花型半重瓣,外层花瓣平展,倒卵形,内表面主色白色,心眼区散射状红色,柱头白色,花直径10.6 cm。花期6—8月,可耐-10 ℃左右低温,适宜中国西南地区栽培,可用于庭院绿化和盆栽。
• 2015年创刊
• SCIE收录
• ScienceDirect开放获取
CN 10-1305/S
ISSN 2095-9885 ONLINE ISSN 2468-0141
在线出版:
http://www.keaipublishing.com/cn/journals/horticultural-plant-journal/
在线投稿: