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    2021年, 第48卷, 第3期 上一期    下一期

    研究论文

    • 贝莱斯芽孢杆菌XC1的筛选、鉴定及其对苹果连作障碍的影响
    • 闫助冰, 王玫, 明常军, 姜远茂, 沈向, 陈学森, 尹承苗, 毛志泉
    • 园艺学报. 2021, 48(3): 409-420. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0476
    • 摘要 ( 269 ) HTML ( 290 ) PDF (1624KB) ( 290 )   
    • 从连作苹果园健康苹果树根际土壤中筛选出1株对苹果连作障碍镰孢属病原菌具有较强拮抗作用的细菌XC1,该菌对尖孢镰孢菌的抑菌率最高,达到79.83%。根据其形态、生理生化特征和基于16S rDNA、gyrA基因的系统发育分析,鉴定该菌为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。目前菌株XC1已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏号为CGMCC No.20057。苹果连作土盆栽试验表明,XC1菌肥处理能显著促进平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)幼苗的生长,其株高、地径、鲜质量和干质量分别比对照提高了54.8%、34.8%、121.1%和96.0%;显著提高连作土壤中的蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和中性磷酸酶的活性,分别为对照的1.57倍、2.71倍、1.21倍和1.79倍;显著减少连作土壤中真菌的数量,提高细菌和放线菌的数量,且对尖孢镰孢菌(Fusarium oxysporum)有很好的抑制作用,尖孢镰孢菌的基因拷贝数比对照降低了76.4%。这说明贝莱斯芽孢杆菌抑制连作障碍病原菌的效果明显,可改善土壤环境,促进平邑甜茶幼苗的生长,能在一定程度上减轻苹果连作障碍。

    • 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    • ‘砀山酥梨’宿萼和脱萼分化期形态建成与碳水化合物的关系
    • 贾兵, 郭国凌, 王友煜, 魏鹏飞, 余桃, 常笑, 衡伟
    • 园艺学报. 2021, 48(3): 421-438. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0602
    • 摘要 ( 188 ) HTML ( 210 ) PDF (1529KB) ( 210 )   
    • 以‘砀山酥梨’为试材,于盛花期分别喷施清水、200 mg·L-1PP333、400 mg·L-1 GA3,在幼果分化期,分别取各处理的宿萼果和脱萼果,测定其单果质量、叶绿素、山梨醇、蔗糖、葡萄糖和果糖含量;运用荧光定量PCR技术,分析了与光合作用、山梨醇和蔗糖代谢相关基因的表达量及S6PDH、NAD+-SDH、NADP+-SDH、SPS和SUS酶活。结果表明,各处理宿萼果中山梨醇和蔗糖含量均显著高于脱萼果。宿萼果中显著增加的山梨醇和蔗糖含量,就幼果光合而言,与光系统Ⅱ蛋白亚基编码基因PSⅡpsbD、Rubisco活化酶基因Rubisco activaseⅣ 表达量显著高于脱萼果有关;从山梨醇合成途径来看,与S6PDH1表达量和山梨醇-6-磷酸脱氢酶活性显著高于脱萼果有关;从源–库的转运关系来看,与山梨醇转运蛋白基因SOT3/4/8/14/15/21/25/29/30/31/34表达量显著高于脱萼果有关;从蔗糖合成途径来看,与磷酸蔗糖合成酶基因SPS1/8、蔗糖合成酶基因SUS1/3/7/12/13/15/17表达量及其酶活显著高于脱萼果有关;从蔗糖转运途径来看,与蔗糖转运蛋白SUT1/2/3、液泡膜单糖转运蛋白TMT2/3/4基因相对表达量显著高于脱萼果有关。因此,‘砀山酥梨’宿萼果中较脱萼果中显著增强的山梨醇、蔗糖代谢是影响其形态建成的原因。

    • 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    • 梨Trihelix转录因子家族成员鉴定及表达分析
    • 韩文龙, 朱振, 李君茹, 陈天哲, 李国辉, 苏雪强, 金青, 程曦, 蔡永萍
    • 园艺学报. 2021, 48(3): 439-455. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0421
    • 摘要 ( 253 ) HTML ( 317 ) PDF (8577KB) ( 317 )   
    • Trihelix转录因子可以和光应答相关的GT元件结合,因此又称GT转录因子。本研究从梨基因组中鉴定出16个Trihelix家族基因,依次命名为PbGT1 ~ PbGT16,从同属于蔷薇科的草莓和桃基因组中分别鉴定出11和16个Trihelix家族基因。染色体定位与基因复制事件分析表明,梨、草莓和桃Trihelix家族成员分别分布在12、6和8条染色体上,且梨Trihelix家族存在片段复制事件。种间系统进化树分析表明,梨、草莓和桃Trihelix家族成员分为6个亚族,梨家族成员(PbGT)属于GT-2、Subfamily O和SIP1亚族。结合进化关系及qRT-PCR验证,筛选出PbGT15可能参与调控梨果实石细胞团木质化。

    • 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    • 西洋梨PcHB12基因抑制果实花青苷的合成
    • 张震, 李晨智宇, 张雅, 李玺, 王烁, 王鑫玉, 陈学森, 冯守千
    • 园艺学报. 2021, 48(3): 456-464. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0499
    • 摘要 ( 224 ) HTML ( 189 ) PDF (1427KB) ( 189 )   
    • 为了解HD-ZipⅠ转录因子调控梨花青苷合成的机制,以西洋梨品种‘红茄梨’为试材,克隆了1个HD-ZipⅠ家族基因PcHB12(GenBank序列号XM_009363028)。通过系统进化树分析、qRT-PCR、酵母单杂交、电泳迁移率变动分析(Electrophoretic mobility shift assay,EMSA)和荧光素酶报告试验,探究PcHB12调控梨花青苷合成的作用。结果表明,PcHB12的开放阅读框为696 bp,编码 231个氨基酸,预测的蛋白质分子量是26.77 kD。系统进化树分析表明,PcHB12与拟南芥AtHB12蛋白序列相似度最高。‘茄梨’中PcHB12的表达量明显高于其红色芽变品种‘红茄梨’,而花青苷含量和花青苷相关基因PcMYB10.1PcUFGT的表达量明显低于‘红茄梨’。酵母单杂交和EMSA试验发现,PcHB12结合在PcMYB10.1启动子的MBS序列。荧光素酶试验表明PcHB12负调控PcMYB10.1启动子的转录活性。因此,PcHB12可能通过负调控PcMYB10.1的表达从而抑制梨花青苷的合成。

    • 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    • 欧洲葡萄VvMYB6正向调控花青素合成
    • 朱自果, 张庆田, 韩真, 李勃, 李国栋, 李秀杰
    • 园艺学报. 2021, 48(3): 465-476. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0468
    • 摘要 ( 249 ) HTML ( 455 ) PDF (2843KB) ( 455 )   
    • 从欧洲葡萄‘粉红亚都蜜’中克隆到1个MYB转录因子基因VvMYB6。VvMYB6蛋白定位在细胞核,其N端包含1个保守的R2R3结构域。在葡萄中,VvMYB6主要在在根、花器官及果实发育早期表达。在烟草中异位表达VvMYB6,显著促进花瓣和雄蕊中花青素的积累;代谢组分析发现,相比野生型,转基因植株花中累积高含量的飞燕草色素和矢车菊色素。转基因烟草植株中查尔酮合酶(CHS)、查尔酮异构酶(CHI)、黄烷酮4-还原酶(DFR)、花青素合酶(ANS)和UDP葡萄糖-类黄酮-O-葡萄糖基转移酶(UFGT)基因表达显著上调。结果表明VvMYB6正向调控花青素合成。

    • 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    • 葡萄种质离体保存中低温和矿物油覆盖延长继代间隔的效应
    • 成晓华, 徐志微, 王莉, 师校欣, 杜国强
    • 园艺学报. 2021, 48(3): 477-486. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0304
    • 摘要 ( 99 ) HTML ( 103 ) PDF (2420KB) ( 103 )   
    • 以‘巨峰’等14个葡萄品种试管苗为试材,研究不同保存温度和培养基表面覆盖矿物油对其生长的影响。结果表明:低温可有效延长试管苗的继代间隔时间,转入常温培养后恢复生长良好,但不同品种适宜的温度不同。设定存活率降至30% ~ 40%时的保存时间为最长继代时间,‘红斯威特’‘莫丽莎’‘皇家夏天’‘克瑞森无核’葡萄最适低温9 ℃,可保存850 d以上,部分可至1 060 d;‘巨峰’‘巨玫瑰’‘皇家秋天’‘火焰无核’‘夏黑’‘公主’‘粒粒特’‘赤霞珠’‘美人指’‘魏可’最适低温12 ~ 15 ℃,可保存350 ~ 600 d。葡萄试管苗低温保存前需常规培养一段时间(预培养),并根据培养温度及品种决定适宜的预培养时间,一般为7 ~ 21 d。接种不带叶片的单芽茎段并立即在培养基表面覆盖6 ~ 8 cm厚矿物油能将多个葡萄品种试管苗在常温下的继代间隔时间由150 d延长至420 d,将矿物油倒出,试管苗即可恢复生长。

    • 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    • 核桃内果皮硬化期生长素动态变化及差异表达基因分析
    • 鱼尚奇, 张锐, 郭众仲, 宋岩, 付嘉智, 武鹏雨, 马治浩
    • 园艺学报. 2021, 48(3): 487-504. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0438
    • 摘要 ( 125 ) HTML ( 114 ) PDF (4347KB) ( 114 )   
    • 为研究核桃内果皮硬化主要涉及的生物过程及生长素在硬化过程中的作用,以‘新露’核桃为研究试材,形态学观察及木质素沉积分析表明,内果皮硬化与其表面维管束分布具有密切关系,靠近维管组织附近的内果皮硬化先于远离维管的区域。IAA含量在内果皮硬化过程中呈V字形变化;IAA在5个时期平均含量最高(16.467 ng·g-1),约为IBA、ICA和ME-IAA总和的6.8倍。木质素合成中间代谢物分析显示,木质素单体对香豆醇在内果皮硬化区的含量是未硬化区的16倍,芥子醇在内果皮硬化区的含量极高,但在未硬化区未检测到存在,且随着硬化进程这两种物质在内果皮硬化区的含量总体呈上升趋势。转录组与蛋白组关联分析获得了内果皮硬化相关的差异表达基因369条,在转录水平和蛋白质水平同时存在差异的基因关联结果较好,相关系数最低为0.48124;但差异表达基因整体关联结果较差,相关系数最高为0.22112。利用Metascape构建了差异表达基因显著富集的前20个生物学功能之间的关系网络,发现内果皮硬化主要涉及苯丙烷类代谢、氧胁迫响应、细胞壁组织与生物合成和氨基糖与核酸糖代谢4个生物过程。荧光定量结果表明,AUX/IAA基因JrIAA9JrIAA16JrIAA27的表达量变化趋势与IAA含量的基本一致。由此推测生长素IAA在内果皮硬化过程中发挥着重要调控作用,这对后续开展露仁发生机理研究具有重要参考意义。

    • 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    • 白菜花茎发育相关基因BcPG17的表达特征分析
    • 吕美玲, 曹家树
    • 园艺学报. 2021, 48(3): 505-517. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0520
    • 摘要 ( 176 ) HTML ( 171 ) PDF (4351KB) ( 171 )   
    • 在从白菜‘矮脚黄’自交系Bcajh97-01中克隆获得多聚半乳糖醛酸酶基因BcPG17及其启动子序列的基础上,采用qRT-PCR、原位杂交和启动子融合表达载体瞬时转化技术,分析了该基因的表达特征。BcPG17的DNA全长为2 105 bp,包含9个外显子和8个内含子。ORF序列长度为1 344 bp,编码447个氨基酸残基。预测的编码蛋白的相对分子量为48.61 kD,理论等电点为8.39,含有1个跨膜结构域,N末端具有信号肽序列,具有被分泌到细胞膜外起作用的特征;其氨基酸序列具有PG蛋白的4个典型结构域,与十字花科芸薹属的其他物种亲缘关系较近。通过qRT-PCR分析发现,BcPG17在开花期花茎中的表达水平最高,且在花粉发育的四分体时期和单核小孢子时期有表达。原位杂交试验结果也显示,BcPG17在开花期花茎的所有组织中均存在强烈的表达信号。通过对克隆获得的1 442 bp的BcPG17启动子序列分析,发现该序列含有与分生组织表达有关的顺式作用元件1个、与植物激素响应相关的作用基序和元件多个,以及花药特异基序4个和绒毡层降解延迟蛋白(TDR)结合位点2个;能够启动GUS信号在开花期花茎的第2节间和节处强烈表达,在花发育中期的花药中也存在明显的GUS信号。上述结果表明,BcPG17可能通过与植物激素代谢相关蛋白相互作用调控花茎的伸长,受到绒毡层降解相关蛋白的调控参与花粉的发育。

    • 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    • 菜薹BrWRKY57的特性及其对BrPPH1BrNCED3的调控
    • 曾泽湘, 肖显梅, 谭小丽, 范中奇, 陈建业
    • 园艺学报. 2021, 48(3): 518-530. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0432
    • 摘要 ( 98 ) HTML ( 86 ) PDF (3724KB) ( 86 )   
    • 从菜薹叶片中分离获得1个WRKY转录因子,命名为BrWRKY57。氨基酸序列比对及进化树分析发现BrWRKY57与拟南芥AtWRKY57同源性较高,含有1个WRKY保守结构域,且同属于WRKY转录因子家族Ⅱc亚族。实时荧光定量PCR分析表明,BrWRKY57随着菜薹叶片衰老表达水平升高,外源脱落酸(abscisic acid,ABA)处理显著诱导其表达。亚细胞定位和转录活性分析表明,BrWRKY57定位于细胞核,且在酵母和烟草体内都具有转录激活活性。双荧光素酶瞬时表达试验显示,BrWRKY57可以激活叶绿素降解相关基因BrPPH1和ABA合成相关基因BrNCED3的启动子活性。以上研究结果表明,BrWRKY57参与菜薹叶片衰老过程可能与影响叶绿素降解和ABA合成相关基因的表达有关。

    • 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    • STTM技术沉默马铃薯Stu-miR156对其侧根发育的影响
    • 罗红玉, 杨江伟, 冯亚, 张欢欢, 刘升燕, 张宁, 司怀军
    • 园艺学报. 2021, 48(3): 531-538. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0230
    • 摘要 ( 112 ) HTML ( 106 ) PDF (1613KB) ( 106 )   
    • 为了阐明Stu-miR156在马铃薯侧根发育中的生物学功能,以马铃薯栽培品种‘Desiree’为试验材料,利用短串联靶标模拟物(Short tandem target mimic,STTM)技术,成功构建了Stu-miR156沉默表达载体,通过农杆菌介导法转化马铃薯获得了转化植株,qRT-PCR技术检测Stu-miR156及其靶基因StSPL9在转基因植株中的表达量。并通过构建pCAM-GFP-StSPL9融合蛋白表达载体转化烟草,发现靶基因StSPL9位于细胞质和细胞核中。qRT-PCR分析结果表明:在马铃薯转基因株系L1和L2中,Stu-miR156表达量受到严重抑制,在根、茎和叶中均不同程度地下调,其靶基因StSPL9均上调表达。表型分析表明:与野生型对照相比,转基因植株的侧根数量显著减少,生长受到抑制。

    • 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    • 珍稀濒危植物江南牡丹草种群结构和繁育系统研究
    • 虞钦岚, 刘守赞, 徐韧析谋, 潘晨航, 颜忆铭, 王义英, 夏国华
    • 园艺学报. 2021, 48(3): 539-552. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0474
    • 摘要 ( 142 ) HTML ( 103 ) PDF (5022KB) ( 103 )   
    • 野外调查发现,珍稀濒危植物江南牡丹草(Gymnospermium kiangnanense)资源量日益萎缩,其药用和园艺观赏开发受到较大限制。为揭示江南牡丹草的种群结构和繁育系统特征,对分布于浙江淳安临岐和诸暨璜山的2个天然种群开展了样地调查,编制了种群特定时间生命表,分析了存活曲线、生存函数,运用时间序列模型预测种群数量动态,对杂交指数、花粉/胚珠比、花粉活力、柱头可授性以及传粉昆虫等繁育系统特性进行测定。结果表明:(1)淳安种群为中龄级比例较大的纺锤形结构,诸暨种群幼龄级和老龄级比例较大、中龄级严重缺乏;2个种群均表现为衰退型,存活曲线均趋于Deevey-Ⅱ型;(2)花部表现出泛化传粉类型的特征,P/O值为7 920,繁育系统类型为异交,需要传粉者;主要传粉昆虫为中华蜜蜂、黑带食蚜蝇等;其通过短期内高密度集中开花的开花式样、泛化传粉系统以及早春空白生态位来提高传粉效率,保障传粉成功。

    • 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    • 跳枝碧桃花色性状的全基因组关联分析
    • 陈丽, 薛良交, 李淑娴
    • 园艺学报. 2021, 48(3): 553-565. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0465
    • 摘要 ( 142 ) HTML ( 118 ) PDF (1694KB) ( 118 )   
    • 跳枝碧桃(Prunus persicaf. versicolor)在同一植株上可产生二色花和嵌合花,具有很高的观赏价值。以南京3个观赏桃集中分布区的57株跳枝碧桃为材料,利用简单重复序列(SSR)标记研究其遗传背景。通过PCR扩增,筛选出6对多态性引物,共计扩增出17个多态性条带,平均有效等位基因2.83个。SSR标记基因分型结果表明,供试材料可分为3种基因型,各采样地均具有2 ~ 3种基因型,同一植株的不同分枝基因型完全一致。基于基因分型结果,选取3种基因型跳枝碧桃各1株进行基因组重测序,结合公开发表的数据,进行位点变异分析,并构建系统发育树。结果显示3种基因型的跳枝碧桃聚在一个分支,其中B20、T3基因型与‘洒红桃’聚在一起,W5基因型相对独立。3种基因型的跳枝碧桃在起源上比较接近,但不同基因型之间存在一定的遗传差异。通过整合单核苷酸多态性(SNP)信息和花色表型开展全基因组关联分析(GWAS),鉴定出5个SNP与花色跳枝性状显著关联(P值 < 10 -100),均位于7号染色体。在显著SNP位点的邻近基因组区段发掘3个DICER-LIKE 2DCL2)基因,揭示在桃树花色跳枝性状的形成中,依赖DCL2的表观遗传修饰途径可能发挥重要作用。

    • 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    • 海南杜鹃热诱导基因RhRCA1启动子的克隆与功能分析
    • 李铮, 刘冰, 周泓, 王秀云, 夏宜平
    • 园艺学报. 2021, 48(3): 566-576. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0483
    • 摘要 ( 137 ) HTML ( 121 ) PDF (2357KB) ( 121 )   
    • 为了阐述RhRCA1基因的调控机制,以海南杜鹃(Rhododendron hainanense)3年生扦插苗为材料,分析RhRCA1高温响应和组织表达特性;并克隆获得RhRCA1的启动子序列,将该启动子分别驱动荧光素酶报告基因在烟草中瞬时表达、GUS报告基因在拟南芥中稳定表达,分析该启动子活性、组织特异性和热诱导性。结果显示:(1)25 ℃条件下,RhRCA1表达量极低,37 ℃处理后其表达量显著升高,呈现典型的热诱导特性,并且RhRCA1在绿色组织中的表达量显著高于非绿色组织,呈现组织特异性;(2)获得的启动子长1 624 bp,其含有多个非生物胁迫响应、光响应、组织特异性等相关元件;(3)构建RhRCA1启动子和萤光素酶融合的植物表达载体,在烟草叶片中瞬时表达,荧光成像结果表明RhRCA1启动子能强烈响应高温胁迫;(4)构建RhRCA1启动子和GUS融合的植物表达载体,转化拟南芥植株筛选至T3代,GUS染色结果显示,高温能显著诱导RhRCA1启动子在拟南芥子叶、成熟叶、茎、萼片、果荚等绿色组织中的表达。研究结果表明RhRCA1启动子是1个兼具高温诱导型和组织特异性的启动子,可应用于植物抗逆基因工程,提高植物在高温胁迫下的抗性。

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    研究报告

    • 巴戟天MoDXS基因及其启动子的克隆与分析
    • 谢德金, 周成城, 杨柯, 任可, 杨德明, 陈凌艳, 荣俊冬, 郑郁善
    • 园艺学报. 2021, 48(3): 577-589. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0334
    • 摘要 ( 119 ) HTML ( 125 ) PDF (3586KB) ( 125 )   
    • 从药用植物巴戟天根部组织中克隆了3个1-脱氧-D-木酮糖5-磷酸合成酶基因MoDXS1、MoDXS2-1MoDXS2-2,其全长cDNA分别为2 676、2 667和2 610 bp,编码区序列长度为2 154、2 121和2 190 bp,编码717、706和729个氨基酸。BlastP序列比对分析表明MoDXS蛋白与其他植物的DXS蛋白高度同源;系统进化发育树分析显示,MoDXS蛋白与中粒咖啡和小粒咖啡DXS蛋白亲缘关系最近。MoDXS1、MoDXS2-1和MoDXS2-2蛋白被分别归为clade 1、clade 3和clade 2。MoDXS1在巴戟天根中表达量最高;MoDXS2-1在巴戟天根、茎、叶中的相对表达量差异显著,叶中最高;MoDXS2-2在根中表达量最高,而在茎和叶中最低。MoDXS1MoDXS2-1MoDXS2-2基因的5′端上游启动子序列长度分别为2 538、732和1 744 bp。亚细胞定位预测3个MoDXS均在叶绿体上。

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    新技术新方法

    • 马铃薯块茎淀粉组分高效检测体系的建立及应用
    • 宋玉浩, 史伟玲, 张娇, 丁振宇, 彭洪娴, 蒋春燕, 马秋芹, 李芝静, 赵勇, 唐道彬, 张凯, 王季春, 刘勋
    • 园艺学报. 2021, 48(3): 600-608. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0446
    • 摘要 ( 74 ) HTML ( 74 ) PDF (761KB) ( 74 )   
    • 马铃薯块茎淀粉组分(直链/支链淀粉比AM/AP)影响淀粉特性以及决定其在食品和其他工业上的应用。AM/AP的测定对其合理利用以及选育特异淀粉组分的专用品种等具有重要意义。采用96孔板双波长法对马铃薯不同AM/AP比率标准样品进行测试,发现当测试样品AM/AP比率超过制作标准曲线的AM/AP比率(33.3%)时,测试结果明显高估直链淀粉含量。基于96孔板的碘染分析,建立了马铃薯AM/AP比率和最大吸收峰下波长的标准曲线:y = 601.88 x0.0215,R2 = 0.9999。该方法进一步提高了测试准确度和应用范围。利用该方法测试了198个马铃薯品种(系)以及高直链淀粉组分的转基因块茎,明确了收集的马铃薯品种(系)的直链淀粉组成范围为17.4% ~ 33.3%。新建立的马铃薯淀粉组分测试方法为高效准确筛选遗传育种材料以及改良淀粉组分株系提供了方便。

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    新品种