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    2020年, 第47卷, 第11期 上一期

    研究论文

    • 苹果两种树形叶片对光强和CO2浓度互作的光合响应及光抑制特性
    • 林 琭, 李志强, 蔚 露, 王红宁, 牛自勉,
    • 园艺学报. 2020, 47(11): 2073-2085. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0062
    • 摘要 ( 476 ) PDF (869KB) ( 786 )   
    • 以山西省临猗县32年生的‘长富2号’苹果树为试材,以传统郁闭的圆头大冠形为对照,改造后的开心形为处理,测定叶片光合作用在不同叶片表面CO2浓度(Cs)下的光响应和在不同光合有效辐射(PAR)下的CO2响应以及光抑制前后的净光合速率Pn、光呼吸速率Pr和热耗散NPQ变化。结果表明:与自然大气状态下Cs相比,Cs升高到2 000 μmol • mol-1时,开心形和圆头大冠形的叶片最大净光合速率Pnmax分别提高151%和83.5%,光能利用范围分别提高45.8%和87.5%;Rubisco限制的最大羧化速率、最大电子传递速率和磷酸丙糖利用速率均随PAR增加而增大,且在1 500 μmol • m-2 • s-1的PAR下达到最大值。光抑制发生前(8:00—10:00)开心形的叶片Pn和Pr显著高于圆头大冠形,但NPQ无显著差异;光抑制期间(12:00—14:00)两种树形的叶片Pn均显著降低,Pr和NPQ中可恢复组分r(qE)均显著增强且开心形显著高于圆头大冠形;光抑制解除后(16:00—18:00)开心形叶片Pnmax上升42.6%而圆头大冠形无显著变化。综上,CO2浓度升高和PAR增加(饱和光强以下)对叶片光合有正互作效应;开心形树形叶片光合能力显著提高,光抑制时可通过更高效的光呼吸和热耗散自我保护,光抑制过后Pn明显恢复。
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    • 2,4-D在柑橘果实留树保鲜中的作用和可能机制研究
    • 祝 建, 刘本勇, 李述举, 白芝兰, 刘 聪, 邓晓东, 张 豫, 谢宗周, 刘继红,
    • 园艺学报. 2020, 47(11): 2086-2094. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0092
    • 摘要 ( 265 ) PDF (5119KB) ( 339 )   
    • 以‘锦橙’(Citrus sinensis Osbeck)为材料,比较2,4-D不同浓度、不同施用时期对锦橙果实落果率和品质的影响,同时研究2,4-D在柑橘果实留树保鲜中的可能机制。结果发现,在盛花后200 d(柑橘果实转黄期)施用20 mg • L-1的2,4-D,能显著降低柑橘果实留树越冬的落果率,且对果实品质无不良影响,果实能够留树保鲜50 d左右。研究还发现,2,4-D处理能延缓果蒂离层的形成,抑制细胞壁降解相关酶基因CX16、PG2、PME1、PME2的表达。综上所述,2,4-D能够用于锦橙果实留树保鲜,其主要机制可能是抑制细胞壁降解和离层形成。
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    • 柑橘MAPK基因的生物信息及其响应溃疡病菌侵染的表达分析
    • 龙 琴, 谢 宇, 雷天刚, 何永睿, 许兰珍, 邹修平, 陈善春
    • 园艺学报. 2020, 47(11): 2095-2106. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0570
    • 摘要 ( 220 ) PDF (1753KB) ( 251 )   
    • 为挖掘柑橘溃疡病抗性关键基因,对柑橘促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)基因家族进行注释和功能域分析,明确了CsMPK1、CsMPK3、CsMPK4、CsMPK6和CsMPK19的组织表达特异性和在抗病品种‘金弹’(Fortunella japonica Swingle)和感病品种‘晚锦橙’(Citrus sinensis Osbeck)中受病原菌(Xanthomonas citri subsp. citri,Xcc)诱导的表达情况;并对CsMPK19进行了生物信息分析。共注释出12个柑橘MAPK基因家族成员,根据系统发育树将其分为3个亚类,均含有促分裂原活化蛋白激酶(Pkinase)功能结构域。其中CsMPK1、CsMPK3、CsMPK4-1和CsMPK6在果实中表达水平较高,CsMPK19在叶片中表达量相对较高。CsMPK1的表达在溃疡病抗(感)品种中均受病原菌强烈诱导,且在感病品种中上调的幅度高于抗病品种;CsMPK3 和CsMPK6仅在感病品种中病原菌处理早期有较强烈的响应;CsMPK4-1和CsMPK4-2的表达在感病品种中受病原菌诱导上调,而在抗病品种中病原菌处理后低于水处理对照;CsMPK19的表达在抗(感)品种中均受病原菌强烈诱导,且在抗病品种中上调幅度更大。克隆了CsMPK19,其序列全长为1 824 bp,编码607个氨基酸,分子量为69 174.36 D,为非分泌性蛋白,其25 ~ 316 aa为典型的Pkinase功能域。晚锦橙和金弹MPK19启动子的顺式作用元件存在较大差异。结果表明柑橘MAPK基因强烈响应溃疡病菌侵染,推测CsMPK19在溃疡病抗性调节中有潜在应用价值。
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    • 砧木对葡萄树体生长和内源激素的影响
    • 王晓玥, 张国军, 孙 磊, 闫爱玲, 王慧玲, 任建成, 徐海英
    • 园艺学报. 2020, 47(11): 2107-2120. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0221
    • 摘要 ( 279 ) PDF (1141KB) ( 307 )   
    • 以5种砧木分别嫁接‘瑞都红玉’和‘瑞都香玉’葡萄为试验材料,以接穗自根苗为对照,比较不同砧穗组合的树体生长特性、品质特性和内源激素动态变化规律,为葡萄适宜砧穗组合的筛选提供理论基础和参考依据。结果表明(1)以SO4、5BB和110R为砧木的接穗品种生长量大于以3309M和1103P为砧木的,但是110R小脚现象严重。(2)以SO4和5BB为砧木提高了‘瑞都香玉’的果实成熟度,5种砧木均显著提高了‘瑞都红玉’的可滴定酸含量,降低了固酸比,提高了‘瑞都红玉’的口感酸甜平衡性。(3)新梢生长期和转色期是促生长类激素分泌的高峰期,以110R和SO4为砧木的组合叶片和新梢中激素含量水平较高,以5BB为砧木的组合新梢中含量较高,且其叶片和新梢的ZR/GA3在新梢生长期处于高水平。‘瑞都红玉’/SO4在新梢生长期的ABA含量最低,与其长势强相吻合。以SO4为砧木的组合ABA含量从转色期到果实成熟期不升反降,有利于新梢的二次生长。110R、SO4和5BB组合的ZR/GA3在新梢生长期和转色期高于3309M和1103P组合,ABA/ZR + IAA + GA3低于3309M和1103P组合。研究结果表明,冬葡萄和河岸葡萄的后代SO4和5BB砧木的嫁接亲和力强,其接穗在新梢生长期和转色期促生长类激素水平相对高,嫁接植株生长旺盛,果实品质优良。
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    • 设施葡萄植株不同生育阶段矿质营养需求特性研究
    • 王海波, 史祥宾, 王孝娣, 庞国成, 王小龙, 刘凤之
    • 园艺学报. 2020, 47(11): 2121-2131. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0036
    • 摘要 ( 220 ) PDF (806KB) ( 358 )   
    • 以日光温室促早栽培的‘贝达’砧木嫁接的‘87-1’葡萄为试材,2016—2018年,在萌芽、始花、末花、种子发育、果实转色、果实成熟和落叶等关键时期进行整株取样,分析测定植株各矿质元素的含量,计算年生长周期中各生育阶段不同矿质元素的吸收分配比率、需求比例、吸收速率和需求量,探明设施促早栽培条件下葡萄植株对矿质营养的需求特性,为设施葡萄肥料高效利用技术和产品的研发提供依据。研究结果表明:(1)设施葡萄萌芽–始花阶段对各养分的吸收量较大,吸收分配比率为10%左右,其中氮、磷、钾、硼、铜和锰超过14%,钾更是高达21.1%;本阶段对各养分的吸收速率中等。始花–末花阶段对各养分的吸收量最小,但吸收分配比率也达10%左右,氮和钼分别为13.0%和15.3%;本阶段对各养分的吸收速率较大。末花至果实转色阶段虽不是所有养分吸收的最大需求期,但吸收分配比率基本超过20%;本阶段对氮、钾和硼的吸收量在各生育阶段中最高,吸收分配比率分别为30.1%、35.0%和34.9%;对镁、铁、锰、锌、铜和钼的吸收量居第2位,吸收分配比率分别为23.2%、27.1%、23.1%、21.6%、19.9%和30.3%;对磷和钙的吸收量居第3位,吸收分配比率分别为18.9%和20.6%;本阶段对各养分的吸收速率较大。果实转色至采收阶段,对磷、钙和钼的吸收分配比率较大,分别为24.6%、21.9%和25.5%;氮、铁、锰和锌次之,分别为18.8%、17.2%、16.0%和18.4%;钾、镁、硼和铜最小,分别为14.3%、15.5%、15.6%和14.7%;本阶段对各养分的吸收速率较大。果实采收至落叶阶段,对大多数养分的吸收量在各生育阶段中占比最高,对磷、钙、镁、铜、铁、锰、钼和锌的吸收分配比率高达33.8%、37.5%、42.6%、41.1%、33.9%、35.0%、33.8%和38.7%,仅氮、钾和硼略低,但吸收量在各生育阶段中也高居第2位和第3位,吸收分配比率达18%以上;本阶段对各养分的吸收速率较低。(2)设施葡萄植株对钙的需求量最大,分别是钾的1.34倍、氮的1.35倍、磷的3.29倍和镁的5.95倍。综上,各养分的吸收贯穿设施葡萄的整个年生长周期,吸收分配比率和吸收速率因生育阶段不同而异;鲜食葡萄不仅是钾质作物,更是钙质作物。
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    • 辣椒碱基–抗坏血酸转运蛋白(NAT)家族基因的鉴定和表达分析
    • 黄志楠, 段伟科, 白雪滢, 周 怡, 祝梦全, 刘思勤, 鞠 佳, 潘国庆
    • 园艺学报. 2020, 47(11): 2132-2144. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0190
    • 摘要 ( 145 ) PDF (3457KB) ( 145 )   
    • 利用生物信息学手段,在辣椒‘遵辣1号’中鉴定到12个碱基–抗坏血酸转运蛋白(NAT)基因,命名为CaNAT01 ~ CaNAT12,它们不均等的分布在7条染色体上,片段复制和串联复制是其扩增的原因。CaNATs包含多个跨膜结构域,等电点主要集中在8.39 ~ 10.15。系统进化分析发现植物中的NAT起源于D亚组基因,后经过分化,在双子叶植物中稳定存在4个亚组,C亚组基因间的核苷酸差异最小,在进化过程中最保守,CaNATs在这4个亚组均有不同分布。辣椒NAT家族基因具有明显的组织表达差异性,部分基因在根、茎以及果实发育过程中具有重要的调控作用。在低温、高温、干旱和盐胁迫下通过qRT-PCR分析发现CaNATs具有不同程度的响应,对低温和高温具有较强的响应。
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    • 辣椒属GRF基因家族全基因组鉴定和表达分析
    • 赵慧霞, 李凤霞, 郭 瑞, 陈禅友,
    • 园艺学报. 2020, 47(11): 2145-2160. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0064
    • 摘要 ( 221 ) PDF (3110KB) ( 303 )   
    • 生长调节因子(Growth-regulating factor,GRF)是一类植物特异的转录因子,其作用涉及植物的生长发育、胁迫和激素信号响应等各个方面。目前还没有关于辣椒GRF的相关报道。利用BLASTP和隐马科夫模型(HMM)在辣椒属(Capsicum)5个参考基因组数据库鉴定了52个GRF家族成员。通过分析发现辣椒GRF转录因子长度为200 ~ 745 aa,分子量23 ~ 81 kD,理论等电点5.9 ~ 9.5。保守结构域和基序分析发现,大多数辣椒GRF N端具有QLQ和WRC保守结构域,C端至少具有FFD、TQL和GGPL结构域之一;少数GRF N端仅具有WRC结构域,C端缺乏保守序列。系统进化分析发现,辣椒GRF转录因子分为5个群,位于同一群的GRF保守结构域位置、基序组成、基因结构相似,辣椒GRF与番茄GRF具有一一对应的进化关系。转录组数据分析表明,CaGRF8在辣椒果实发育早中期表达量高,CaGRF4在果实发育后期表达量较高;低温、干旱、盐和赤霉素处理后辣椒幼苗CaGRF表达量发生明显变化,CaGRF8受到赤霉素诱导表达量升高,而CaGRF4的表达被赤霉素抑制。
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    • 西瓜小粒种子突变体表型与遗传规律分析
    • 闫 闻, 王喜庆, 贾云鹤, 付永凯, 尤海波
    • 园艺学报. 2020, 47(11): 2161-2168. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0186
    • 摘要 ( 115 ) PDF (3010KB) ( 121 )   
    • 实验中发现西瓜大粒种子自交系BW85和其小粒种子突变体F211,在授粉后7 ~ 11 d,种子的大小无显著差异,其中11 d的种子长度、宽度、鲜种子百粒质量和干种子百粒质量分别为7.93 mm、4.53 mm、4.23 g、0.32 g和8.26 mm、4.95 mm、4.54 g、0.30 g;在授粉后13 d,种子大小出现显著差异,种子长度、宽度、鲜种子百粒质量和干种子百粒质量分别为9.99 mm、6.12 mm、9.47 g、1.33 g和8.86 mm、5.32 mm、4.60 g、0.46 g。用石蜡切片的方法比较BW85与其突变体F211之间解剖结构差异,结果表明:授粉后15 d,突变体F211种子的表皮、皮下组织和厚壁组织的平均厚度分别为144.57 μm、130.53 μm、38.22 μm,均显著小于BW85的各组织厚度。对BW85(P1)与突变体F211(P2)构建的F1、F2、BC1P1和BC1 P2群体的遗传分析发现,F1和BC1P2群体均表现为与突变体相同的小粒种子性状,F2和BC1P1群体小粒种子植株与野生型大粒种子植株比例分别符合3︰1和1︰1分离比,表明该突变性状受1个显性主基因控制。
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    • 基于灰色关联度分析法评价筛选紫斑牡丹切花品种
    • 罗 浩, 成仿云, 郭 鑫, 陶熙文, 王 旭
    • 园艺学报. 2020, 47(11): 2169-2180. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0031
    • 摘要 ( 148 ) PDF (1687KB) ( 351 )   
    • 针对牡丹切花生产的专用目标,基于灰色关联度分析法,选取14个性状构建“标准品种”,对51个紫斑牡丹(Paeonia rockii)品种进行评价并筛选出适宜切花的品种,为牡丹切花生产提供重要的种质资源。结果表明:参试品种分为4类:第Ⅰ类4个品种,关联度为0.7841 ~ 0.8203,为适宜切花的品种,分别是‘京玉红’、‘粉面桃腮’、‘京粉岚’及‘京冠辉红’;第Ⅱ类14个品种,关联度为0.7082 ~ 0.7561,具备良好的切花生产潜力,为较适宜切花的品种;第 Ⅲ 类19个品种,关联度为0.6361 ~ 0.6950,切花生产潜力一般,可作为后备切花品种资源;第 Ⅳ 类14个品种,关联度为0.5771 ~ 0.6291,不适宜作切花。
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    • 丹参DHAR家族基因的鉴定及表达模式分析
    • 陈 尘, 韩立敏, 化文平, 杨晓潼
    • 园艺学报. 2020, 47(11): 2181-2193. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0529
    • 摘要 ( 119 ) PDF (1547KB) ( 148 )   
    • 运用生物信息学方法,从丹参(Salvia miltiorrhiza)基因组数据库中鉴定得到5个脱氢抗坏血酸还原酶(Dehydroascorbate reductase,DHAR)家族成员SmDHAR1 ~ SmDHAR5,分析了基因结构特征、编码蛋白的理化性质、亚细胞定位、高级结构、系统进化关系以及启动子顺式作用元件,并考察了其在不同组织及胁迫下的表达模式。结果表明,SmDHAR基因家族成员长度在724 ~ 3 296 bp之间,含有1 ~ 5个外显子不等,编码218 ~ 470个氨基酸;其编码蛋白多为亲水性蛋白,且多不含跨膜结构域。SmDHAR家族成员分布在叶绿体和胞质外。系统进化分析结果显示丹参SmDHAR基因分为2个亚类。上游启动子区域分析发现SmDHAR基因家族成员均含有与植物发育、激素及胁迫响应相关的顺式作用元件。表达模式分析结果显示,SmDHAR5在丹参根中显著高表达,而在其余组织中表达量较低;SmDHAR1、SmDHAR3与SmDHAR4在根、茎、叶中表达量较高,在花组织中表达最低;SmDHAR2表现为组成型高表达。SmDHAR在茉莉酸甲酯、酵母提取物、脱落酸、赤霉素、水杨酸等处理时也表现出不同的响应模式。本研究的结果为深入探索丹参DHAR基因家族在抵抗逆境过程中的功能提供了参考。
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    研究报告

    • 森林草莓6mA甲基转移酶基因鉴定及功能分析
    • 徐 昇, 张 鑫, 刘德才, 顾婷婷
    • 园艺学报. 2020, 47(11): 2194-2206. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2019-0659
    • 摘要 ( 152 ) PDF (2597KB) ( 176 )   
    • 通过生物信息学手段,鉴定出森林草莓(Fragaria vesca)基因组中两类可能的6mA甲基转移酶基因5个(3个MT-A70、2个DAMT基因)。对细菌、真菌、动物和植物中的6mA甲基转移酶基因的系统进化分析及染色体定位表明,森林草莓MT-A70基因可分为3个亚家族,且在动、植物分化前就已经存在:两个DAMT基因由物种特异的串联重复产生,且结构变化快,推测其在进化历程中功能发生了分化。转录组数据及实时定量荧光PCR分析显示,各个基因均具有时空表达特异性和非生物胁迫响应。其中1个DAMT基因表达量在果实中较高且随果实成熟上调,推测可能参与调控果实成熟。此外,这5个基因在冷胁迫下表达水平有不同程度下调:而在热胁迫下各基因表达量变化显著不同。由此推测6mA甲基转移酶基因可能参与了森林草莓的生长发育和对冷、热胁迫的响应。
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    • 不同抗性香蕉品种根系分泌差异酚酸对尖孢镰刀菌的抑制
    • 翟子翔, 李得铭, 邓 涛, 邓大豪, 杨腊英, 周 游, 郭立佳, 黄俊生,
    • 园艺学报. 2020, 47(11): 2207-2214. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0007
    • 摘要 ( 93 ) PDF (1432KB) ( 94 )   
    • 通过高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)测定香蕉枯萎病感病品种‘巴西蕉’和抗病品种‘南天黄’根系分泌物中10种酚酸物质的含量,并选取含量具有明显差异的酚酸物质验证其对尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporium f. sp. cubense,Foc)4号生理小种菌落生长的抑制效果。研究发现,接种Foc4诱导后,对羟基苯甲酸和肉桂酸仅在抗病品种‘南天黄’根系分泌物中检测到,邻苯二甲酸的含量在抗病品种中高于感病品种近2倍。在PDA培养基中邻苯二甲酸、对羟基苯甲酸和肉桂酸对Foc4菌落生长的抑制率随着含量的增加而显著增强。研究结果表明香蕉根系分泌物中酚酸物质与香蕉品种抗性之间存在密切的相关性。
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    新技术与新方法

    • 柑橘叶斑驳病毒的RT-LAMP检测
    • 黄爱军, 丁 敏, 王 莹, 苏华楠, 易 龙
    • 园艺学报. 2020, 47(11): 2215-2222. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0033
    • 摘要 ( 99 ) PDF (1457KB) ( 112 )   
    • 建立了柑橘叶斑驳病毒(citrus leaf blotch virus,CLBV)的RT-LAMP(Reverse transcription loop-mediated isothermal amplification)检测方法,并对其灵敏度和准确性进行验证。根据CLBV的外壳蛋白序列设计引物,筛选出特异性较好的一组引物,进行扩增时间及温度等条件优化。优化后反应体系可在65 ℃条件下,60 min内完成扩增。所建立体系特异性好,灵敏度高,最低可从23.2 pg • µL-1的模板中检测出CLBV,扩增结果可通过加入SYBR greenⅠ染料方法直接观察。用RT-LAMP方法对田间采集的120份柑橘样品进行检测,不同来源样品检出率在0 ~ 15%之间,与普通RT-PCR方法检出结果一致。
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    综述

    • 植物转座子类型及其插入突变对园艺植物花发育影响的研究进展
    • 相元萍, 王一丹, 贺洪军, 徐启江,
    • 园艺学报. 2020, 47(11): 2247-2266. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0361
    • 摘要 ( 120 ) PDF (1388KB) ( 141 )   
    • 转座子是一类广泛存在于原核生物和真核生物基因组内重复可移动的遗传元件,根据其结构和转座机制分为反转录转座子和DNA转座子。反转录转座子以mRNA分子为中间体、反转录为cDNA后再整合到基因组,其转座模式是“复制—粘贴”。DNA转座子以DNA为中间体,其转座模式是“剪切—粘贴”。两类转座子都包含有自主和非自主转座元件。作为基因组的主要构成元件,植物转座子在基因组和基因进化、结构重排、表达调控等方面发挥关键作用,进而改变植物的基因型和表现型。综述了近年来有关植物转座子结构特征、转座机制以及功能等方面的研究进展,特别是转座子插入突变改变基因活性而控制园艺植物花发育的研究进展,并对今后研究前景进行了展望,旨在为深入了解植物转座子园艺学功能提供参考。
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    新品种

    • 柠檬新品种‘黄绣球’
    • 邹新建, 王小青, 刘金莲, 王梦蝶, 李永强, 陈文荣, 宗 宇, 邵文科, 廖芳蕾, 郭卫东,
    • 园艺学报. 2020, 47(11): 2267-2268. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2019-0557
    • 摘要 ( 217 ) PDF (918KB) ( 107 )   
    • ‘黄绣球’是从沃尔卡姆柠檬芽变培育而来的柠檬新品种。树姿呈开张状,春梢刺少且刺长度适中;嫩叶中间绿色,外缘淡红色;部分成熟叶外缘黄色,中间绿色。果实圆形且表面光滑,幼果果面呈黄绿相间带状条纹,转色期绿色部分变为橙色,果面橙黄相间,完全成熟后果面以黄色为主,留红色斑点。具有较高的观赏价值,适合制作盆景。
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