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    2019年, 第46卷, 第8期 上一期    下一期

    研究论文

    • 苹果MdCYP707A 家族基因表达分析和MdCYP707A1 的功能鉴定
    • 张婷婷,康 慧,付璐璐,由春香,王小非*,郝玉金*
    • 园艺学报. 2019, 46(8): 1429-1444. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2018-0961
    • 摘要 ( 276 ) PDF (3702KB) ( 654 )   
    • 对苹果MdCYP707A家族4个成员的蛋白序列进行比对,并进行保守结构域分析发现,MdCYP707A家族成员都含有细胞色素P450单加氧酶结构域。利用荧光定量PCR检测其在苹果不同组织(根、茎、叶、花、果实、种子)中的表达,4个基因在种子中的表达量最高,并且在果实发育不同时期的表达量有明显差异。在苹果种子吸水膨胀和层积过程中的表达分析表明,MdCYP707A家族成员参与了种子萌发过程中ABA的降解。通过检测MdCYP707A基因对不同非生物胁迫(干旱、盐、渗透胁迫)和对ABA的响应,初步认为其在种子萌发中有重要作用,其中,MdCYP707A1对ABA的响应最为明显。另外,利用农杆菌介导的遗传转化的手段,鉴定了MdCYP707A1基因在苹果愈伤组织和拟南芥中的功能,过表达MdCYP707A1能够降低对非生物胁迫的抗性,说明其可能参与ABA的降解过程,同时在拟南芥中异源表达MdCYP707A1能够提高拟南芥种子的萌发率。

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    • 苹果成花抑制蛋白SVP基因的克隆、表达及启动子活性分析
    • 王世祥,左希亚,邢利博,樊 胜,张 东,韩明玉,张林森*
    • 园艺学报. 2019, 46(8): 1445-1457. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2018-0918
    • 摘要 ( 194 ) PDF (3430KB) ( 521 )   
    • 以‘长富2号’苹果短枝顶芽为材料,采用同源重组法克隆得到成花抑制蛋白SHORT VEGETATIVE PHASE(SVP)家族的1个关键基因MdMADS50,开放阅读框(ORF)长度为675 bp,编码224个氨基酸。序列分析发现,该基因含有1个保守的MADS-box结构域和1个K-box结构域,属于MIKC型。氨基酸多重序列比对和系统进化分析表明,MdMADS50蛋白序列与苹果MdSVP具有较高的同源性。qRT-PCR分析结果表明,MdMADS50具有组织表达特异性,在苹果芽和叶中表达量较高。外源GA3处理促进了MdMADS50的表达,且在难成花品种‘长富2号’苹果芽中的表达量显著高于其他苹果品种。另外,GUS活性检测结果表明MdMADS50基因启动子具有启动活性,且受外源GA3诱导后活性增强。综上,研究表明MdMADS50可能响应GA3处理对苹果成花诱导发挥抑制作用,并介导赤霉素信号参与苹果花芽孕育的调控。
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    • 山梨B-box基因PuBBX24表达特性及其在童期调控中的功能分析
    • 王日红,宋敏燕,王 然,杨英杰*
    • 园艺学报. 2019, 46(8): 1458-1472. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2018-1020
    • 摘要 ( 137 ) PDF (3948KB) ( 340 )   
    • 为了解PuBBX24基因在梨生长发育过程中的功能,以山梨(Pyrus ussuriensis Maxim.)实生苗为试材,分离PuBBX24及其启动子序列,qRT-PCR分析PuBBX24在山梨根、茎、花、叶片以及果实中的表达特性,对启动子顺式作用元件进行预测,获得PuBBX24启动子驱动GUS基因表达的转基因拟南芥并进行不同组织、不同生长发育阶段,以及ABA、非生物胁迫和不同光处理下PuBBX24基因启动子活性分析,同时在拟南芥中异源表达PuBBX24并验证其功能。结果表明,PuBBX24在山梨根、茎、叶、花以及果实中均有表达,但在茎中表达量最高,叶片表达量最低,且在由童期向成年期发育的叶片中表达水平逐渐降低。PuBBX24上游启动子序列中包含一系列响应激素、光、胁迫等顺式作用元件。而PuBBX24启动子驱动的GUS基因主要在转基因拟南芥叶片、下胚轴以及萼片中表达,且在叶片中的表达水平随童期向成年期的发育而逐渐降低,在根中表达不均匀,在柱头和花柄中表达水平较低,在角果中未检测到GUS活性。PuBBX24启动子显著响应ABA、光、低温、渗透以及盐胁迫处理,且PuBBX24的过量表达影响了转基因拟南芥植株童期—成年期阶段转变进程。这些结果表明,山梨PuBBX24可能参与ABA、光以及胁迫响应,同时在童期—成年期阶段转变过程中起负调控作用。

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    • 无核葡萄胚败育生理生化因子灰色关联分析
    • 纪 薇1,2,3,*,郭荣荣1,2,3,*,王静波1,2,3,焦晓博1,2,3,闫 钊4,昌秦湘4,董志刚2,5,王跃进1,2,3,**
    • 园艺学报. 2019, 46(8): 1473-1485. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2019-0011
    • 摘要 ( 101 ) PDF (2435KB) ( 326 )   
    • 以无核葡萄‘无核翠宝’、‘丽红宝’和有核葡萄‘赤霞珠’(对照)为试材,观测其发育过程中果实和胚珠的形态学、生理学变化,利用主成分分析法对6个生理生化指标进行分析,结合灰色关联度分析,筛选出与无核葡萄胚败育相关的主要生理生化因子。结果表明,‘无核翠宝’和‘丽红宝’分别于花后 36 d和32 d胚珠畸形率达最高,开始败育。随着果实发育,3个葡萄品种胚珠中丙二醛(MDA)含量呈上升趋势;果肉中可溶性糖和可溶性蛋白含量均呈上升趋势,但在无核葡萄胚珠中先增后降,在败育时期达到最大;POD和CAT活性在两个无核品种中先升后降,在败育时期的胚珠中显著高于有核葡萄,而在果肉中显著低于有核葡萄;胚珠的SOD活性在无核葡萄败育前显著增加,在有核葡萄中则呈上升趋势。综合分析,无核葡萄果肉中可溶性糖、可溶性蛋白含量和胚珠中MDA、可溶性蛋白含量,SOD活性等生理指标为无核葡萄胚败育的主要影响因子,其中胚珠SOD活性与无核葡萄胚败育关联度最高,其次是果肉可溶性蛋白含量和胚珠数。本研究为今后无核葡萄胚挽救育种采样时期的确定提供了理论指导。

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    • 钙处理对‘壶瓶枣’裂果细胞壁降解酶活性及组织结构的影响
    • 郭红彦1,白晋华1,段风琴1,郗 鑫1,李 涛1,郭晋平2,*
    • 园艺学报. 2019, 46(8): 1486-1494. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2018-0832
    • 摘要 ( 121 ) PDF (1933KB) ( 363 )   
    • 以‘壶瓶枣’(Ziziphus jujuba‘Huping Zao’)为研究材料,研究不同时期(幼果期、膨大期及成熟期)叶面喷施CaCl2对果皮与果肉细胞壁降解酶活性、细胞壁成分原果胶与纤维素、裂果率、显微结构的影响,为明确钙与‘壶瓶枣’裂果的关系及其潜在生理机制,有效降低枣裂果提供理论及技术支撑。结果表明:不同时期喷CaCl2处理,均显著降低了裂果率,显著降低了果皮和果肉果胶酶与纤维素酶的活性;显著提高了果皮和果肉原果胶与纤维素含量;裂果率与果皮和果肉中果胶酶活性、纤维素酶活性呈极显著正相关,与原果胶含量和纤维素含量呈极显著负相关。CaCl2处理后,枣果角质层保持完整,不发生龟裂;枣果表皮厚度和角质层厚度显著增加;表皮细胞小于对照且排列紧实,果肉细胞排列规整,果肉空腔数减少。幼果期和膨大期喷钙可作为减少‘壶瓶枣’裂果的重要措施。

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    • 菠菜雌雄同株性状的全基因组关联分析
    • 汪豪英1,2,*,刘志远2,*,王晓武2,武 剑2,张合龙2,夏志兰1,徐兆生2,**,钱 伟2,**
    • 园艺学报. 2019, 46(8): 1495-1502. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2019-0081
    • 摘要 ( 101 ) PDF (822KB) ( 302 )   
    • 菠菜为典型的雌雄异株植物,少数植株表现为雌雄同株。为了挖掘控制菠菜雌雄同株的基因位点,对82份菠菜高代自交系的性型进行调查分析,同时进行测序深度为10×的重测序。重测序共获得了3 420 496个SNP,过滤后得到1 621 970个多态性高的SNP位点。利用高质量的SNP对菠菜雌雄同株的性状进行了全基因组关联分析(GWAS)。利用压缩混合线性模型(compress mixed linear model,cMLM)在菠菜4号染色体上检测到1个强关联区域。基于强关联信号SNP位点LD值(31.2 kb)的大小,将控制菠菜雌雄同株的基因Xm定位在64.6 kb的区间内。该范围内存在3个基因:Spo24600、Spo24601和Spo24602。该研究在关联区域内开发了KASP标记,可以有效用于菠菜雌雄同株的鉴定。

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    • 芦笋两性花与雄花中发生可变剪接基因的差异分析
    • 黄 玲*,李琼英*,韦树谷,赖 佳,代顺冬,张骞方,曾华兰,刘 佳,叶鹏盛**
    • 园艺学报. 2019, 46(8): 1503-1518. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2018-1025
    • 摘要 ( 101 ) PDF (1639KB) ( 284 )   
    • 可变剪接在植物生长发育过程中起着非常重要的作用,它能使同一个mRNA前体生成多种不同的异构体和产生蛋白质多样性。利用RNA-seq测序技术分析芦笋两性花蕾与雄花蕾性别分化前期、中期、后期的可变剪接,从中发掘与两性花及雄花形成密切相关的特有可变剪接。研究结果显示,在所有试验材料中基因可变剪接均以3′端可变剪切位点(3S)和外显子跳跃(ES)类型为主。GO分析表明,两性花与雄花在3个时期均发生可变剪接的基因主要富集于代谢过程、生物合成以及物质结合相关GO条目中。通过GO和KEGG分析发现,两性花特有的可变剪接基因主要富集到代谢途径、核糖体蛋白等含氮化合物的生物合成代谢、过氧化物酶体、氧化磷酸化途径等,其中含氮化合物的生物合成代谢过程和过氧化物酶等抗氧化活性可能与两性花雌蕊的发育相关。雄花蕾特有的可变剪接基因主要富集到代谢途径、次生代谢产物的生物合成和脂肪酸生物合成等脂质代谢过程,其中脂肪酸生物合成等脂质代谢过程可能与雄花中雌蕊发育有关。

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    • 马铃薯块茎酶促褐变及与相关生理指标的关系
    • 王 丽1,2,王万兴3,索海翠2,胡新喜1,秦玉芝1,曾 璐1,李小波2,*,熊兴耀1,3,*
    • 园艺学报. 2019, 46(8): 1519-1530. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2018-1026
    • 摘要 ( 109 ) PDF (4055KB) ( 357 )   
    • 马铃薯块茎具有易褐变的特性,严重影响其加工产品的品质以及加工产业的发展。通过对50个马铃薯品种(系)块茎横切后不同时间的褐变程度(BD)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、总酚含量的测定,采用相关性分析、聚类分析、隶属函数法相结合的方法对其进行了酶促褐变特性的评价。研究结果表明,马铃薯块茎酶促褐变程度与PPO和POD活性显著正相关,而与总酚含量不相关。50个马铃薯品种(系)可分为4种类型,其中第Ⅰ类只包含‘滇薯6号’1个品种,属于极易褐变类型;第Ⅱ类包括‘乐薯1号’等19个品种(系),属于易褐变类型;第Ⅲ类包括‘冀张20号’等15个品种(系),属于中度褐变品种;第Ⅳ类包括‘大西洋’等15个品种(系),属于不易褐变类型。其中,‘兴佳2号’、‘冀张8号’有望作为马铃薯抗酶促褐变育种材料;而‘滇薯6号’可作为马铃薯块茎酶促褐变机理研究的材料。

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    • 甜瓜syntaxin家族基因鉴定及其对白粉病菌响应分析
    • 董玉梅,孙建磊,王崇启,肖守华,高 超*,焦自高*
    • 园艺学报. 2019, 46(8): 1531-1542. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2018-0963
    • 摘要 ( 83 ) PDF (2040KB) ( 345 )   
    • 为了揭示突触融合蛋白(syntaxin)家族基因在甜瓜抵御白粉病过程中的功能,采用生物信息学方法从甜瓜基因组序列中鉴定到17个syntaxin家族成员,这些基因不均匀地分布在9条染色体上。系统进化分析发现甜瓜17个syntaxin家族成员属于7个亚家族(SYP-1、SYP-2、SYP-3、SYP-4、SYP-5、SYP-7、SYP-8),表明不同syntaxin家族成员之间具有不同的分子功能。基因结构分析表明甜瓜syntaxin家族基因包含1 ~ 12个内含子。组织表达分析表明有10个甜瓜syntaxin家族基因组成性表达,7个基因组织特异性表达。此外,甜瓜幼苗经白粉病菌人工接种侵染之后,9个syntaxin家族基因呈现不同程度的响应,9个syntaxin家族基因与MLO家族基因共表达,推测其在甜瓜抗白粉病过程中发挥重要功能。

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    • 矮牵牛冷响应转录因子PhZPT2-12的特性及表达分析
    • 张慧琳,朱 婉,田 丽,张 蔚*
    • 园艺学报. 2019, 46(8): 1543-1552. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2018-0891
    • 摘要 ( 106 ) PDF (2187KB) ( 317 )   
    • 从矮牵牛‘H’自交系中分离获得1个响应低温胁迫的C2H2型锌指蛋白基因PhZPT2-12,其开放阅读框为525 bp,编码1条含有两个典型的C2H2型保守结构域,长度为174 aa的氨基酸多肽链。系统进化树分析表明,PhZPT2-12与已报道的SlZF3亲缘关系较近。亚细胞定位和转录激活活性分析显示,PhZPT2-12定位于细胞核,是一种核蛋白,并且其全长在酵母细胞中不具有转录激活活性。半定量RT-PCR表达分析结果表明,正常生长条件下PhZPT2-12在矮牵牛根、茎、叶中表达量较高,而在成熟的花中仅有微弱表达;在低温、高盐和干旱胁迫处理下PhZPT2-12表现出不同程度的上调,其中对低温胁迫最为敏感,上调倍数最高,初步推测该基因与矮牵牛应答低温、高盐等非生物逆境相关。

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    • 菊花脑 × 甘菊种间F1杂种的鉴定和遗传多样性分析
    • 刘颖鑫,李沛曈,迟天华,王海滨,管志勇,房伟民,陈发棣,张 飞*
    • 园艺学报. 2019, 46(8): 1553-1564. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2018-1056
    • 摘要 ( 117 ) PDF (2973KB) ( 324 )   
    • 利用SSR和SRAP标记及表型性状研究了二倍体菊花近缘种菊花脑(Chrysanthemum nankingense)与甘菊(Chrysanthemum lavandulifolium)种间杂种的真实性和遗传多样性。结果表明,131个杂交F1代单株中,122个为真杂种,真杂种率为93.13%。42对SSR引物组合在菊花脑、甘菊及其122个F1杂种中扩增得到123个多态性条带,平均每对引物扩增出3条多态性条带;18对SRAP引物组合扩增得到55个多态性条带,平均每对引物扩增出3条多态性条带。菊花脑 × 甘菊种间F1杂种之间的遗传相似系数介于0.44 ~ 0.90,表型变异系数在10.16% ~ 16.67%之间,且存在超亲个体,说明种间杂种的遗传变异丰富;杂种的叶片表型偏向于母本。基于表型性状和SSR、SRAP分子标记的UPGMA聚类分析将亲本和122个杂交后代都分为7类,绝大多数杂种后代与母本菊花脑聚在一起,而父本甘菊和少部分杂种株系分别单独聚在一起,表明F1代与母本更为相似。母本与种间杂种的平均遗传相似性系数(0.62)高于父本(0.54),说明该杂种群体在遗传上更接近母本,与表型观察结果相吻合。

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    • 粉绿铁线莲花芽分化研究
    • 杨 艺,王奎玲,刘庆华,姜新强,郝 青,刘庆超*
    • 园艺学报. 2019, 46(8): 1565-1575. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2018-0971
    • 摘要 ( 114 ) PDF (4192KB) ( 306 )   
    • 利用石蜡切片法对粉绿铁线莲(Clematis glauca)的花芽分化过程进行了观察。结果表明,其形态分化阶段可分为未分化期、分化初期、花被片分化期、雄蕊分化期和雌蕊分化期。各轮花器官为向心式发生,向心式发育。在性细胞分化成熟阶段,雄配子体先于雌配子体发育完全。花药4室,花药壁发育类型为双子叶型,具腺质绒毡层。胞质分裂为同时型,以四面体型四分体为主,花粉粒为2–细胞型。成熟花药中表皮细胞退化或仅余残迹,花药壁仅由纤维状加厚的内皮层构成。子房1室,内含少量退化胚珠及一发育正常的胚珠,倒生,单珠被,薄珠心,蓼形胚囊,具线形四分体及双核反足细胞。在铁线莲属植物中,粉绿铁线莲可能处于相对进化的过渡地位。

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    研究报告

    • ‘哈斯’油梨花芽分化和开花过程观察
    • 李 娟1,*,司园园1,*,陈伟明2,罗小燕,陈杰忠2,**,张登杰1
    • 园艺学报. 2019, 46(8): 1585-1592. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2019-0342
    • 摘要 ( 101 ) PDF (4765KB) ( 388 )   
    • 以‘哈斯’油梨(Persea americana Mill.‘Hass’)为材料,利用石蜡切片技术和直接观察法研究其花芽分化和开花过程。结果表明:在广州市地区,‘哈斯’油梨末级梢顶芽的花芽分化始于12月下旬,主要划分为花序分化、花被分化、雄蕊分化和雌蕊分化4个阶段;单个花序分化自上而下进行,顶端花最先完成分化。每朵花36 h内开闭两次,存在雌雄蕊同花异熟现象,第1次开花时间为当日6:30—10:30,闭合为10:30—12:30,此阶段雌蕊成熟,具有受精能力;第2次开花时间为次日9:30—14:30,闭合为14:30—16:40,此阶段花丝伸长,雄蕊成熟,向外散粉;两次开花时间有部分重合。生产上可根据此特性来配置授粉树品种。
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    • 葡萄种质资源果穗穗形调查与综合评价
    • 鲁雅楠1,*,诸葛雅贤1,*,裴清圆1,马吾丹1,樊秀彩2,刘崇怀2,管 乐1,**,房经贵1
    • 园艺学报. 2019, 46(8): 1593-1603. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2018-1071
    • 摘要 ( 104 ) PDF (1863KB) ( 369 )   
    • 调查了234份葡萄种质资源的果穗穗形,将果穗基本形状细分为长圆锥形、短圆锥形、长圆柱形、短圆柱形和分枝形5种。其中长圆锥形的品种最多,占34.61%;其次是短圆锥形的品种,占33.33%;分枝形的品种最少,占5.13%。鲜食品种中果穗形状以长圆锥形为主,酿酒品种以短圆锥形为主。采用概率分级的方法对葡萄果穗长度、宽度、质量和大小进行重新分级,以这4个性状为参考运用模糊综合评判法对不同品种葡萄果穗进行评价。结果显示,加权评价与等权评价结果基本一致,并得到‘天秀’(V. vinifera × V. labrusca‘Tensyū’)、‘绯红’(V. vinifera‘Cardinal’)、‘凯旋’(V. vinifera × V. labrusca‘Triumph’)等果穗形状综合评分高的品种。这一研究丰富了葡萄品种资源评价内容,同时也为葡萄种质资源的进一步利用和品种选育提供了理论依据。

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    • 花器官发育B类基因AP3同源基因在几种葫芦科植物单性花发育过程中的作用研究
    • 蔡广华1,路洪凤2,黄三文3,*,孙进京2,*
    • 园艺学报. 2019, 46(8): 1604-1615. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2019-0223
    • 摘要 ( 99 ) PDF (3919KB) ( 353 )   
    • 前期研究发现黄瓜花器官发育B类基因CsAP3可以通过调控乙烯受体基因CsETR1表达量参与雌花中雄蕊滞育而形成雌花的过程。本试验中进一步对丝瓜、苦瓜、甜瓜、西瓜、美洲南瓜和印度南瓜中的AP3同源基因进行了分析。利用简并PCR方法得到了丝瓜和苦瓜中AP3同源基因序列,并根据已发表的基因组序列信息得到了甜瓜、西瓜、美洲南瓜和印度南瓜中AP3同源基因序列。分析发现这几个物种中AP3蛋白C端短GV重复序列编码区存在同义突变,表明该基因可能在形成雌性花的演化过程中具有保守功能。凝胶阻滞和烟草瞬时表达体系双荧光试验表明,甜瓜、西瓜和印度南瓜的AP3同源蛋白均具有结合ETR1同源基因启动子并调控其表达的潜力。这些结果为研究葫芦科雌性花发育调控机制提供了新的入手点,为揭示葫芦科植物雌性花起源提供了重要信息。

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    新技术与新方法

    • 柑橘4种病毒多重PCR检测技术的建立及应用
    • 黄爱军*,王 莹,丁 敏,卢占军,易 龙
    • 园艺学报. 2019, 46(8): 1616-1622. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2018-0782
    • 摘要 ( 120 ) PDF (1363KB) ( 313 )   
    • 柑橘衰退病毒(CTV)、柑橘碎叶病毒(CTLV)、柑橘黄化脉明病毒(CYVCV)和柑橘叶斑驳病毒(CLBV)是影响柑橘生产的重要病毒性病害,建立快速、准确的检测方法是防控该病害的基础。本研究通过筛选针对4种病毒基因组保守区域设计的特异性引物,优化影响多重RT-PCR扩增的引物浓度、退火温度,建立了可同时扩增4种病毒的多重RT-PCR检测体系。该检测体系扩增的特异片段大小分别是CTLV 889 bp、CYVCV 612 bp、CTV 462 bp和CLBV 294 bp,扩增产物清晰,特异,检测灵敏度较普通单重RT-PCR灵敏度低约10倍。采用多重RT-PCR和单重RT-PCR对收集到的59份田间样品分别进行检测,结果显示2种方法检测结果一致,4种病毒的检出率在11.9% ~ 54.2%之间。建立的多重RT-PCR方法可准确、快速、灵敏地检测单一或复合侵染的4种柑橘病毒。

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    新品种

    • 松散型花椰菜新品种‘云松花1号’
    • 杨 龙,李易蓉,苏银铃,汪铃敏,陈光平,麻继仙,唐正富,但 忠,木万福*
    • 园艺学报. 2019, 46(8): 1625-1626. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2018-0450
    • 摘要 ( 70 ) PDF (904KB) ( 197 )   
    • ‘云松花1号’花椰菜是以自交不亲和系‘026-2-1’为母本,自交不亲和系‘001-1-1’为父本配制而成的杂交一代新品种。耐热,早熟,春播从定植到收获60 d,植株长势中等,叶片长椭圆形,花球扁圆形,松散,花梗浅绿,单球质量1 000 g左右。适宜在中国黄河以南地区春播和秋播种植,云南高海拔地区(海拔1 700 ~ 1 900 m)可越夏栽培。

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