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
以南京农业大学梨种质资源圃保存的264份梨种质资源为研究对象,对一年生枝颜色、皮孔数量等22个描述型性状和叶柄、叶片长度等10个数值型性状开展Shannon-Wiener多样性指数、变异系数、种群间和种群内多样性的比较分析、数值型性状的相关性和主成分分析以及种群聚类分析。研究结果显示:描述型性状和数值型性状的多样性指数分别介于0.025 ~ 1.637和2.004 ~ 2.087之间,且数值型性状的多样性明显高于描述型性状。描述型性状中幼叶颜色的多样性指数最高,为1.637。10个数值型性状的变异系数范围为11.18% ~ 36.56%,其中叶面积的变异系数最高,为36.56%。梨叶片和枝条的9个数值型性状种群间和种群内的变异均较高,对梨种质资源的多样性有重要贡献。综合相关性分析和主成分分析,除叶形指数外,叶面积、一年生枝长度和花芽长度可作为评价枝条和叶片性状变异的重要指标。基于聚类分析,将264份梨种质资源划分5个类群,西洋梨能够与大多数东方梨区分开,而东方梨中的白梨和砂梨未形成独立的类群,呈现交错分布。
果皮色泽是影响泰国青柚(Citrus maxima)商品性的重要指标,但贮藏温度是否以及如何影响泰国青柚果皮色泽仍不清楚。将八成熟的泰国青柚果实在5、15和25 ℃下贮藏15 d,利用比较转录组学方法结合表型和生理数据,探究贮藏温度对果皮色泽的影响。结果显示,5 ℃下贮藏能延缓果皮失绿,而15和25 ℃贮藏期间果皮快速失绿。在5、15和25 ℃下贮藏15 d,果皮总叶绿素含量分别下降了21.93%、64.53%和86.74%,总黄酮含量分别增加了8.56%、27.03%和35.46%。与贮藏前(0 d)相比,5和15℃贮藏5 d产生的差异表达基因(differentially expressed genes,DEG)均显著富集在植物激素信号转导等通路中,而25 ℃贮藏5 d产生的DEG显著富集在碳代谢等通路中。与5 ℃贮藏5 d相比,15或25 ℃贮藏所产生的DEG显著富集在卟啉与叶绿素代谢、光合作用天线蛋白、苯丙烷素生物合成和异黄酮生物合成等色素合成或代谢相关途径中;上调表达的DEG也显著富集在苯丙烷素生物合成和卟啉与叶绿素代谢途径中。通过加权基因共表达网络分析发现,洋红色(magenta)模块和黄色(yellow)模块内的基因与总叶绿素含量显著负相关,而棕色(brown)模块与总叶绿素含量显著正相关。此外,还鉴定到了119个与果皮失绿进程密切相关的转录因子基因,其中MYB、ERF和bHLH家族数量最多,且与叶绿素降解相关基因的表达模式高度相关。qRT-PCR分析表明,15和25 ℃贮藏前期叶绿素代谢和黄酮合成相关基因的表达显著上调。综上,贮藏温度显著影响泰国青柚果皮失绿,5 ℃贮藏能有效延缓果皮失绿,而15和25 ℃贮藏加速果皮失绿。15和25 ℃贮藏通过影响叶绿素代谢和和黄酮合成相关基因的表达促进果皮失绿,受贮藏温度诱导的MYB、ERF和bHLH可能参与泰国青柚果皮失绿的调控。
以‘德果1号’桑树(Morus alba‘Deguo 1’)为材料,克隆了1个NAC转录因子基因MaNAC90,其开放阅读框为732 bp,编码243个氨基酸。MaNAC90蛋白分子量为27.436 kD,等电点为5.32,含有1个NAC保守结构域,与TERN亚族成员聚为一类,定位在细胞核和细胞膜。模拟干旱胁迫(200 mmol · L-1甘露醇)下,与野生型相比,过表达MaNAC90的拟南芥的发芽率显著降低,根长显著变短,幼苗的萎蔫程度更严重,MDA含量和电导率均显著升高,RD22和RD29B的表达水平显著下调。本研究结果初步表明MaNAC90在干旱胁迫响应中发挥负调控作用。
为探究褐藻寡糖诱导CsWRKY46基因调控黄瓜幼苗响应冷胁迫的分子机制,以黄瓜‘CU2’野生型和CsWRKY46基因敲除型为材料,通过喷施0.8%褐藻寡糖预处理后进行4 ℃冷胁迫处理,分析褐藻寡糖对黄瓜幼苗抗氧化酶活性、丙二醛含量以及渗透调节物质含量的影响,并进行转录组测序。结果表明,褐藻寡糖预处理显著提高了冷胁迫下黄瓜幼苗的抗氧化能力和耐冷性。转录组测序结果显示,褐藻寡糖诱导的差异表达基因主要富集在植物激素信号转导和蛋白质加工等途径,其中脱落酸和油菜素内酯信号途径相关基因的表达发生显著变化。综上,褐藻寡糖可能通过调控CsWRKY46基因及其下游信号途径,增强黄瓜幼苗对冷胁迫的耐受性。
以30份不同类型萝卜品种为试验材料,对腌制加工前后的萝卜13项指标进行检测,并利用相关分析、主成分分析等方法对指标进行评价,通过聚类分析对30份萝卜材料进行分类,采用回归分析建立腌制加工萝卜品质评价模型。通过切片观察分析细胞形态与萝卜鲜样硬度的关系。结果表明,30个品种的13项指标均存在不同幅度的变异,变异系数的范围为17.17% ~ 71.83%。除加工前萝卜中的果胶含量和加工后萝卜中的维生素C含量外,其余指标均至少与1项其他指标存在显著或极显著相关,其中,7组指标间达到显著相关,9组达到极显著相关。主成分分析前5个主成分的累计贡献率为75.64%。聚类分析将30个品种分为两大类,第一大类综合得分较高,以绿皮绿肉类型的品种为主,第二大类以红皮白肉和白皮白肉类型的品种为主。逐步回归分析得到最优的回归方程为:Y =-2.559 + 0.096 × 硬度 + 0.034 × 加工前萝卜中的维生素C含量 + 0.695 × 加工前萝卜中的游离氨基酸含量 + 0.064 × 加工前萝卜中的纤维素含量,其中硬度对模型评价得分的影响最大。切片观察显示,硬度与皮层细胞的面积和周长呈显著负相关,与皮层细胞的长宽比呈显著正相关,相关系数分别为-0.41,-0.42和0.43。综合来看,绿皮绿肉类型的品种更适宜腌制加工,其中‘沙窝青’和‘圣萝翠玉’的加工特性最好。
测定了126个香菇菌株的耐热性表型,经全基因组关联分析,挖掘出与香菇耐热性相关的遗传位点,发现ABC转运蛋白基因LeABC2与香菇耐热性密切相关。通过RNAi技术沉默LeABC2基因后,转化子菌株在高温胁迫后恢复生长速度显著提升,临界耐热温度较野生型菌株提高。研究结果表明,LeABC2基因对香菇菌丝耐热性有负调控作用。
卵形家族蛋白(ovate family proteins,OFP)是一类植物中特有的转录因子,参与植物细胞内的信号转导和生物合成。以西瓜‘TN07011’为材料,克隆ClOFP16的编码基因(ClOFP16,Cla97C10G206030.1)并对其进行功能分析。结果表明:ClOFP16为1 020 bp,共编码339个氨基酸,其蛋白N端含有DNA结合结构域,C端含有Ovate保守结构域。亚细胞定位结果显示ClOFP16定位于细胞核中。利用RT-qPCR分析发现,ClOFP16在盐和4 ℃低温胁迫下上调表达,在干旱胁迫中下调表达。在拟南芥中过表达ClOFP16,T3代拟南芥种子纵径减小;T3代植株在盐和低温胁迫下ClOFP16表达量显著上调,且其SOD、POD和CAT酶活性显著上升,叶绿素和可溶性蛋白含量显著提高,而MDA的累积降低。综上,ClOFP16在植物生长发育和非生物胁迫响应中具有重要功能。
为了研究TIFY基因家族在甜瓜(Cucumis melo L.)低温胁迫响应中的作用,利用生物信息方法对甜瓜中TIFY家族成员进行全基因组鉴定,并结合转录组数据和实时荧光定量PCR技术,分析其在各组织及低温胁迫下的表达模式。结果表明,甜瓜中共鉴定到15个TIFY家族基因,可分为JAZ、TIFY、ZIM和PPD四个亚家族,分布在9条染色体上。组织表达分析显示,CmTIFY在不同组织部位中均有表达,其中CmTIFY5A、CmTIFY5B、CmTIFY5C、CmTIFY5D和CmTIFY9B在花器官中的表达量高于其他组织。随着果实成熟,CmTIFY5B基因表达量逐渐上升,而CmTIFY6B逐渐下降,CmTIFY5B与CmTIFY6B可能参与甜瓜果实成熟及品质形成的调控。低温胁迫下,多数CmTIFY基因表达量上调,其中CmTIFY5B和CmTIFY5C的上调最为显著。
为阐明陕西省秦岭与子午岭地区主要野生牡丹资源的表型多样性水平与变异规律,对分布于上述地区的紫斑牡丹(Paeonia rockii)、矮牡丹(P. jishanensis)、卵叶牡丹(P. qiui)和凤丹(P. ostii)各2个天然居群进行了系统观察和记录,采用巢式方差分析、Shannon多样性指数及双向层次聚类等方法,对叶片、花、果实等20个表型性状进行多样性分析。结果表明:(1)除种子径外,其余19个性状在种间差异极显著,二回叶宽和花丝长在居群间差异极显著,果角宽在居群内差异极显著;20个性状平均表型分化系数(VST)为55.76%,表明表型变异主要由遗传变异引起。(2)4个物种表型多样性指数(H)为1.55 ~ 1.68,变异系数(CV)为10.44% ~ 17.38%,二者结果一致,均为紫斑牡丹的多样性最高。(3)双向聚类显示8个居群严格按照种间关系聚为两类,20个性状大致聚为花部、叶部、果实及花药4个模块。(4)线性混合模型分析发现,温度和降水对多个花部与果实性状具有显著解释力,环境因素解释率(marginal R2)最高达0.474,但群体结构仍是表型差异的主要来源。综上,野生牡丹在种间、居群间和居群内均存在明显遗传变异,居群间变异大于居群内变异,环境因素亦对关键性状形成贡献显著。因此在原地保护时应尽可能保护较多的群体;以迁地保护或遗传改良为目的进行种质资源收集时,可适当增加居群数,减少居群内个体取样数。
低温是制约兜兰属(Paphiopedilum)植物生存繁衍的重要环境因子,而脂肪酸去饱和酶2(fatty acid desaturase 2,FAD2)通过动态调节细胞膜脂不饱和度在植物响应零上低温胁迫中发挥重要作用。本研究中选取具有典型生态适应差异的紫纹兜兰(P. purpuratum)、长瓣兜兰(P. dianthum)和杏黄兜兰(P. armeniacum)为研究对象,结合基因克隆、生物信息分析及qRT-PCR技术,揭示了3种兜兰FAD2基因的序列特征及其在低温下的表达调控规律。研究显示,3种兜兰FAD2蛋白的理化参数、空间构象及跨膜特性高度保守,但其亚细胞定位呈现明显物种特异性,杏黄兜兰PaFAD2主要定位于质体,紫纹兜兰PpFAD2和长瓣兜兰PdFAD2分别富集于质膜/内质网和多种内膜系统。在4 ℃低温胁迫下,PaFAD2基因在胁迫初期(24 h)快速被激活并维持高水平表达,而PpFAD2和PdFAD2基因分别表现出应答滞后和弱响应特征。结合物种地理分布特征推测,杏黄兜兰PaFAD2基因表达的快速响应机制可能与其对高海拔生境长期适应密切相关,而紫纹兜兰和长瓣兜兰则可能通过FAD2的差异表达策略平衡抗寒与能量消耗。
开花后颜色转变(post-anthesis color change,PACC)是植物优化传粉效率的关键策略,现有研究多聚焦花青素苷驱动机制,黄酮醇的调控作用及与花青素苷的协同关系尚不明确。本研究中以细丝百脉根(Lotus filicaulis)为模型,结合黄酮醇代谢与转录组分析,发现细丝百脉根PACC过程中黄酮醇与花青素苷同步积累,红花期总黄酮醇含量显著升高,且鉴定到两个黄酮醇合酶基因(flavonol synthase,FLS)LfFLS1和LfFLS2,二者分别在黄花期和红花期高表达。体外酶活试验发现,LfFLS1和LfFLS2均具催化活性,但存在底物偏好性差异:LfFLS1仅利用二氢山奈酚(dihydrokaempferol,DHK)和二氢槲皮素(dihydroquercetin,DHQ),LfFLS2可高效催化三种二氢黄酮醇。为进一步解析FLS差异表达的分子机制,克隆了可能调控FLS表达的MYB转录因子。原生质体瞬时转染试验发现,LfFLS1受第7亚族MYB转录因子LfMYB12与第19亚族MYB转录因子LfMYB21共同激活,LfFLS2仅受LfMYB21调控,两者差异化表达精准匹配PACC不同阶段代谢需求。
为探究果袋颜色对苹果果实品质的多维度影响,明确各颜色果袋在果实外观、质地、营养、风味及香气等方面的作用,为优化套袋技术提供理论依据。以6年生‘维纳斯黄金/平邑甜茶’为试材,采用白—绿双层袋、橙袋、黄袋、绿袋、蓝袋、棕—黑双层袋和棕—红双层袋(对照),共7种颜色果袋进行套袋处理,测定外观特性(单果质量、果形指数、色泽)、质地参数(硬度、弹性等)、营养品质(可溶性糖、维生素C、矿质元素含量等)、风味特征(电子鼻和电子舌感官系统分析香气物质类型和风味)等52项指标,结合差异性分析和主成分分析(PCA)进行综合评价。结果表明:在外观方面,蓝袋处理的果实单果质量最高,但果点数量较多;棕—红双层袋和棕—黑双层袋果皮亮度显著高于其他处理,绿袋处理果皮最黄;在质地与品质方面,绿袋处理的可溶性糖、维生素C及总酚含量最高且显著提升果实硬度,蓝袋可提高果实可溶性固形物和可溶性蛋白质的含量以及固酸比,其中黄袋可显著提升N、K、Ca、Fe等矿质元素含量,蓝袋可提升果肉弹性;在风味方面,电子舌分析表明果实以甜味和鲜味为主,整体酸味较弱,甜味响应值以蓝袋和黄袋最高,鲜味响应值以棕—红双层袋最高,橙袋最低,棕—黑双层袋和蓝袋分别能提升果实风味的丰富性和降低涩味;电子鼻分析表明果实香气主要来源于硫化物、萜烯类和芳香成分,绿袋和黄袋显著提升了这三类物质的含量。综上,绿袋处理综合得分最高,在香气、营养及质地上表现最优,其次是棕—黑双层袋。
通过人工气候室模拟低温环境,在0 ℃(对照)和-15 ℃、-20 ℃、-25 ℃、-30 ℃胁迫条件下,以21个桃品种的1年生桃苗茎部为试验材料,分析其相对电导率、组织褐变率、苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia-lyase,PAL)活性、丙二醛(malondialdehyde,MDA)、游离脯氨酸(free proline,Pro)、可溶性糖(soluble sugar)含量的变化,运用隶属函数法和主成分分析法,对不同桃品种1年生苗期抗寒性进行综合分析评价及抗寒指标筛选。结果表明,低温处理下,21个桃品种苗期茎部的相对电导率、组织褐变率、PAL活性、MDA及游离Pro含量均不同程度升高,而可溶性糖含量则呈现先升高后降低的趋势;金黄金、21世纪、中华寿桃的相对电导率、PAL活性较对照增幅较大,寒公主、东合1号、珲春的游离Pro含量增幅较大。21个桃品种苗期的抗寒性由强到弱依次为:东合1号、珲春、寒公主、北京晚蜜、金宝、秋悦、秋燕、霞晖6号、秋怡、中油8号、春雪、中油21号、脆保、秀峰、大久保、中油蟠7号、燕特红、金黄金、金奥、21世纪和中华寿桃。根据隶属函数综合评价,抗寒性类型(等级)划分与半致死温度(LT50)和田间调查的结果一致。综上,木质部厚度、木质部比率、组织褐变率、相对电导率、PAL活性、MDA、游离Pro和可溶性糖含量可作为桃树苗期抗寒性评价的重要指标。
研究了离体条件下不同浓度几丁质对甜樱桃黑斑病病原菌链格孢菌(Alternaria alternata)菌丝生长和孢子萌发的影响,并以‘砂蜜豆’甜樱桃果实为试材,用几丁质处理后接种A. alternata孢悬液,探究几丁质诱导甜樱桃果实抗黑斑病的效应和机理。结果表明,低浓度几丁质对菌落直径(浓度为0 ~ 0.01%)和孢子萌发(浓度为0 ~ 0.001%)无明显影响。活体试验结果表明,0.01% ~ 1%几丁质均可显著抑制甜樱桃果实黑斑病扩展,且0.5%和1%为最适浓度,最佳诱导时间为24 h;几丁质处理对低温贮藏期间黑斑病也有较好控制效果,并可有效控制甜樱桃采后自然腐烂,且对贮藏品质无不良影响;几丁质处理增强了防御酶基因(PaCAT、PaSOD、PaPOD、PaPPO)以及水杨酸(SA)/茉莉酸(JA)信号通路关键基因(PaNPR1-like和PaOPR3)的上调表达,相应地提高了果实超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、几丁质酶(CHI)和β-1,3-葡聚糖酶(GLU)等防御酶活性。几丁质诱导甜樱桃果实对黑斑病的抗性与其防御酶活性和相对应基因表达增强有关。
以毛花猕猴桃‘桂翡’为研究对象,系统观测果实发育期间的横纵侧径、果形指数、单果质量、干物质、维生素C、总糖、总酸含量、糖酸比以及果实挥发性物质的动态变化特征,探讨‘桂翡’猕猴桃果实发育过程中果实品质的动态变化规律,为其科学栽培管理和采摘期确定提供依据。结果表明,‘桂翡’猕猴桃果实发育过程中,横、纵、侧径呈单“S”曲线变化,单果质量呈双“S”曲线变化,花后56 d内是第一次快速生长期,果实迅速膨大;花后84 ~ 112 d为第二次快速生长期,果实质量和干物质含量显著增加。成熟果干物质含量达到18.69%;维生素C含量呈升—降—升的变化趋势,在花后140 d时达最高值,为2.45 g · kg-1;总糖含量呈现呈升—降—升的趋势,成熟果中升高至7.52%;总酸呈先增后降的趋势,花后140 d降低至0.99%;糖酸比呈现降—升—降—升的变化,花后112 d降至最低3.98,在成熟果中增加至7.66。在‘桂翡’果实中共检测到59种香气物质。后熟中果实香气总含量显著升高后又降低,后熟4 d时达到峰值(1 162.53 μg · kg-1)并发生醛类向酯类转变(后熟2 d时醛类占83.08%,后熟4 d时酯类占76.15%)。直接贡献的关键香气成分有21种,其中2-甲基丁酸乙酯、1-辛烯-3-酮和丁酸乙酯是主要成分。在果实发育期以及后熟0 ~ 2 d以脂香和青草香为主,后熟4 d果香显著增加。综合认为,花后140 d为采摘适宜期;果实第一次快速生长期建议氮磷钾肥配合施用,第二次快速生长期注意施加磷钾肥;酯类的增加可以作为判断‘桂翡’果实成熟与否的标志;后熟4 d时果香味最浓,为最佳食用期。
为实现核桃园在不同水分处理下冠层叶片含水量快速、精准、无损的监测,探索一种基于高光谱技术的核桃叶片含水量无损检测方法。以‘温185’核桃为试验对象,测定核桃冠层叶片光谱和叶片含水率,对原始光谱数据进行一阶导数(FD)、去趋势(Detrend)、卷积平滑 + 一阶(SG + FD)、一阶 + 标准正态变化(FD + SNV)和标准正态变化 + 去趋势(SNV + Detrend)处理,通过离散二进制粒子群算法(BPSO)、连续投影算法(SPA)、无信息变量消除变换法(UVE)、竞争自适应重加权法(CARS)筛选特征波段组合,构建随机森林(RF)和极限学习机(ELM)模型,对比筛选最优核桃叶片含水量无损检测模型。通过建立不同特征波段组合的反演模型,FD-CARS-ELM方法建立的预测模型性能优于RF模型,训练集R2 = 0.909,RMSE = 1.515,RPD = 3.323;测试集R2 = 0.813,RMSE = 1.675,RPD = 2.328。
为解析外源水杨酸(SA)与12–氧代植物二烯酸(OPDA)在调控彩叶植物抗氧化机制中的作用,以花叶唐竹(Sinobambusa tootsik f. albostriata)不同表型的叶片为材料,进行不同浓度SA、OPDA和SA + OPDA处理,并测定丙二醛(MDA)和超氧阴离子($\mathrm{O}_2^{\bar{.}}$)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)以及抗坏血酸—谷胱甘肽(AsA–GSH)循环相关抗氧化酶活性。结果表明,0.5 mmol · L-1 SA、30 μmol · L-1 OPDA及0.5 mmol · L-1 SA + 30 μmol · L-1 OPDA处理下,各表型叶片SOD、POD、CAT 活性和AsA–GSH循环酶活性显著提高,叶片谷胱甘肽(GSH)含量显著增加,有效清除叶片积累的活性氧(ROS)。进一步比较不同表型可知,条纹叶片中GSH含量显著高于全白叶和全绿叶,且条纹叶白色部分抗氧化特性明显优于绿色部分。这表明条纹叶片在色彩分区形成过程中具有差异化的氧化还原稳态调控能力,其中白色组织可能通过提升非酶抗氧化水平来弥补叶绿体缺失带来的氧化压力,从而有助于维持条纹结构的稳定性。综合分析表明,SA主要通过快速提升抗氧化酶活性和强化AsA–GSH循环,从而提高细胞整体的基础抗氧化能力;而OPDA作为脂氧素类信号,更倾向于调控膜脂过氧化及应激响应途径。二者在抗氧化途径中具有互补性,共同作用能更有效降低ROS水平,从而有助于维持条纹叶片的表型稳定。
对新疆野苹果腐烂病病原菌进行分离、致病性测定、形态学结合分子生物学(ITS、TEF、ACT和TUB序列)鉴定以及生物学特性测定。结果表明,共鉴定出病原菌6种:梨壳囊孢(Cytospora ambiens)、霍氏壳囊孢(C. hoffmannii)、苹果壳囊孢(C. mali)、拟李属壳囊孢(C. pruinopsis)、核果壳囊孢(C. leucostoma)和寄生壳囊孢(C. parasitica),均为壳囊孢属(Cytospora)。生物学特性结果表明,在PDA培养基,25 ~ 30 ℃,pH 6 ~ 8的培养条件下,最有利于6个菌株的菌丝生长。拟李属壳囊孢最适碳源为蔗糖,其余菌株为葡萄糖。梨壳囊孢和苹果壳囊孢在全光照、拟李属壳囊孢在光暗交替、寄生壳囊孢在全黑暗、核果壳囊孢在全光照和光暗交替、霍氏壳囊孢在3种光照的条件下菌丝生长较好。其中,寄生壳囊孢分离频率最高(63.87%),为新疆野苹果腐烂病的主要致病菌;梨壳囊孢和霍氏壳囊孢均为野苹果上新发现的病原。
黑斑病是制约甘蓝生产的重要病害之一。从北京、重庆、湖北、四川、内蒙古5个甘蓝主产区采集黑斑病样本多份,经分离、纯化获得30株黑斑病病原菌,通过观察明确了黑斑病病原菌的菌落、孢子及孢子链形态特征。通过菌块接种法对上述病原菌进行致病性鉴定,确定从北京筛选出的BJA1菌株致病性最强。通过克隆BJA1菌株的ITS、TEF1、GAPDH基因,并进行系统发育分析,明确BJA1是芸薹生链格孢(Alternaria brassicicola)的典型菌株。利用该菌株建立了一套高效、稳定的甘蓝黑斑病抗性离体接种鉴定体系,确定适宜接种的菌液浓度为1 × 105 spores · mL-1,适宜接种的苗龄为四叶期。应用该体系对100份甘蓝种质进行黑斑病抗性评价,从中筛选出24份中抗材料,其中1份抗病材料病情指数25.93。
西瓜枯萎病是重要的土传病害,严重影响西瓜的产量和品质。分离筛选具有西瓜枯萎病生防潜力的细菌并探究其作用机制极具意义。采用平板对峙法分离获得枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)PJ3和深褐芽孢杆菌(Bacillus atrophaeus)HY5。发酵液处理结果表明,PJ3和HY5均可诱导病原菌分生孢子破裂,降低细胞膜中麦角甾醇和菌丝蛋白含量,破坏膜结构并提高通透性,抑制其生长。盆栽试验结果表明,与仅接种病原菌的对照相比,PJ3、HY5及其等量复配处理均可显著降低植株发病率和病情指数,且二者等量复配处理的病情指数降低了71.43%,显著优于单菌株处理。综上所述,PJ3和HY5菌株对西瓜枯萎病具有良好生防潜力,且复配使用效果最佳。
株高是决定植物株型结构、抗倒伏能力及产量的关键性状,油菜素内酯(brassinosteroid,BR)对株高调控起重要作用。综述了BR调控植物株高的作用:在生理层面上,BR通过调控细胞伸长与细胞分裂过程影响株高,作用机制涉及水分吸收、细胞壁松弛及微管稳定性等方面;在分子机制上,BR通过生物合成基因(如DWF4、CPD、DET2、ROT3、CYP90D1和CYP85A1/2)及信号转导基因(如BRI1、BAK1、BSU1、BIN2、BZR1和BES1)精确调控株高,并与赤霉素、生长素、茉莉酸、脱落酸、乙烯、独脚金内酯等多种激素相互作用,形成复杂的株高调控网络。本文中还总结了BR在矮化育种中的应用,BR相关矮化种质在植物株型改良与产量提升方面显示出巨大潜力。最后,分析当前研究中存在的问题并进行展望,以期为植物株高调控机制的深入研究和矮化育种实践提供参考。
十字花科蔬菜(如白菜、甘蓝、芥菜、萝卜等)作为全球重要的经济作物,在营养健康、农业经济及生态平衡中发挥着不可替代的作用。然而,其基因组复杂性(如多倍体化、重复序列多、基因冗余)和遗传转化效率低等问题,限制了对关键农艺性状调控机制的解析及其在分子育种中的应用。近年来,随着功能基因组学的快速发展,为十字花科蔬菜高产、抗逆、抗病及高营养品质等优异性状定向改良与高效聚合提供了丰富的基因资源与理论依据。本文系统综述了十字花科蔬菜功能基因组学领域的主要进展,分析了当前面临的基因组组装精度低、多组学数据整合困难、基因编辑效率受限等严峻挑战,并探讨了第三代测序、单细胞组学及CRISPR-Cas等技术的发展对培育抗逆高产、营养强化新品种的的应用前景。
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