利用拟南芥和苹果愈伤组织等植物材料,研究多肽MhCLE8(CLAVATA3/EMBRYO SURROUNDING REGION 8)调控花青苷积累的作用。结果显示,体外合成MhCLE8p多肽处理拟南芥幼苗和苹果愈伤组织材料显著抑制了花青苷的积累。多序列比对和系统分析结果表明,MhCLE8与多个物种中的同源序列均存在高度保守的CLE基序,其中MhCLE8与杏(CAB4276204.1)和山荆子(TQE01035.1)存在较高的同源关系。在平邑甜茶中克隆MhCLE8,连接双元载体pRI,通过农杆菌介导的转基因技术获得了MhCLE8在拟南芥和苹果愈伤组织中的稳定过表达材料。表型分析表明,MhCLE8转基因拟南芥幼苗和苹果愈伤组织的花青苷积累量显著低于野生型。同时,qRT-PCR结果表明,MhCLE8转基因植物材料中花青苷合成结构基因的表达受到了不同程度的抑制。综上,多肽编码基因MhCLE8是苹果花青苷积累的负调控因子。
以‘北醇'葡萄两性花、‘1613C'葡萄雄花和‘520A'葡萄雌花为材料,测定始蕾期、大蕾期和盛花期花器官的激素含量并进行转录组测序。各激素在不同性别花中的积累量不同,同一性别花器官不同发育时期激素含量也有差异,在大蕾期雌花中IAA、ABA、MeJA含量最高。转录和代谢联合分析共获得31 965个表达基因,其中与花发育直接相关的基因1 535个,部分基因持续上调或下调,持续上调的基因主要参与苯丙烷合成、植物激素信号转导等通路,持续下调基因主要参与淀粉和糖代谢、氨基酸合成等通路。AP1、SEP1、AG2、SOC1等MADS-box基因在不同花器官和不同发育时期差异表达。MADS-box基因、开花诱导整合子基因及解毒和应激相关基因的差异表达对花性别分化具有重要作用。
以国家园艺种质资源库郑州梨分库296份种质资源为试材,在果实成熟期测定果实表面果点大小、密度、凹凸、单位果面果点面积之和,对不同种质资源果实外观品质进行感官综合评价,利用灰色关联分析(Grey relation analysis,GRA)和聚类分析(Cluster analysis,CA)建立不同种质资源果点性状综合评价模型。利用灰色关联分析法得出296份梨种质资源果点性状的相对关联度变化范围在0.3158 ~ 0.6526之间,将296份资源划分为优、良、中、差、极差5个等级。筛选出‘Autumn Red’‘Red Sensatian’‘中梨美萃’‘巴梨’‘大巴梨’等果点性状优良、外观品质优异的种质,及‘蒲瓜梨’‘细花麻壳’‘茌梨’‘恩梨’等果点性状差、外观品质不佳的种质。这一结果与感官评价结果一致。系统聚类分析法将296份梨种质资源聚为5类,对应果点性状优、良、中、差、极差5个等级,分别占种质资源的7.8%、8.8%、37.2%、34.1%、12.1%。综合以上分析方法筛选出的果点性状优异的种质资源可作为梨外观品质改良的基础材料,果点性状极差的种质资源可作为研究梨果点性状的形成和调控机制的材料。
以树龄16年‘红富士’苹果(Malus × domestica)为试材,研究巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)菌剂处理对新梢生长、果实产量和品质以及土壤微生物数量、微生物群落结构和土壤养分的影响。结果表明,与对照相比,2021、2022连续两年苹果树春季施用巨大芽孢杆菌菌剂,30 d内新梢增长率分别提高了3.45%和17.01%,60 d内新梢增长率分别提高了2.58%和6.71%;产量分别增长了7.17%和7.01%;而对果形指数、硬度、可溶性糖含量、可溶性固形物和维生素C含量等指标均无显著影响。2021年处理组单株果实数量增加4.95%。2022年处理组的果实着色相关指标红绿色度a*低于对照,色度角h高于对照,而2021年无显著差异。施用菌剂后0 ~ 20 cm、20 ~ 40 cm土层真菌数量减少,细菌增加,但随着时间延长,菌剂效果逐渐减弱;真菌和细菌群落的α多样性无显著变化;土壤真菌中短梗蠕孢属(Trichocladium)、产油菌属(Solicoccozyma)、担子菌酵母属(Naganishia)和土赤壳属(Ilyonectria)相对丰度分别是对照的1.87倍、1.92倍、2.91和3.38倍;陶氏菌属(Tausonia)和头束菌属(Cephalotrichum)相对丰度分别是对照的76.44%和67.96%;土壤细菌中链霉菌属(Streptomyces)和芽单胞菌属(Gemmatimonas)相对丰度分别是对照的2.65倍和1.33倍;而朱氏杆菌属(Chujaibacter)的相对丰度是对照的48.88%;处理苹果根际土壤中细菌和真菌OTU数量与对照相比发生显著变化;苹果根系土壤的速效磷、速效钾含量分别比对照高21.87%和20.81%、5.14%和5.31%。综上,春季施用巨大芽孢杆菌菌剂能够抑制土壤有害真菌,改善土壤微生物群落结构和数量,活化土壤磷、钾,促进苹果生长,提高苹果产量。
‘东试早柚’是实生选育出的柚品种,在云南省热带地区种植,具有早熟、丰产、无籽等优点,然而其来源至今尚未厘清,在品种权意识淡薄的栽培地区产生了许多经济纠纷。因此,解析‘东试早柚’的遗传来源对保护和利用该品种均具有重要意义。以西双版纳‘东试早柚’及其相近品种‘沙田柚’‘水晶柚’为材料,利用分子标记和生物信息等手段探究了3个品种的遗传背景差异。结果显示,‘东试早柚’与‘水晶柚’间杂交不亲和,而与‘沙田柚’杂交亲和;‘东试早柚’和‘水晶柚’的自交不亲和S位点基因型均为S5S6,而‘沙田柚’为S1S2;‘东试早柚’和‘水晶柚’全基因组SNP密度分布高度相似,SNP聚类分析将‘东试早柚’和‘水晶柚’聚为一类,而与‘沙田柚’显著区分。此外,2对InDel多态性标记也可明显区分‘东试早柚’与‘沙田柚’。因此,本研究结果认为‘东试早柚’与‘水晶柚’遗传背景更为相近,而与‘沙田柚’遗传距离较远、相差很大。
‘紫霞'石斛兰是以‘大熊猫'为母本,‘裕奇'为父本,通过人工杂交选育出的新品种。开花植株花枝长35.0 cm,单枝着花5.3朵,花横径6.8 cm,花色紫红,花型圆整。温室栽培10月始花,11—12月为盛花期,适宜华南地区温室种植。
以‘阳光玫瑰'葡萄为试验材料,研究赤霉酸(GA3)、氯吡脲(CPPU)、噻苯隆(TDZ)不同施药方式、处理时期、处理浓度以及搭配组合对果实品质的影响,以期筛选出适合‘阳光玫瑰'无核化栽培使用的组合配方。结果表明:在花开24 h内使用2 mg · L-1 TDZ + 1 mg · L-1 CPPU + 15 mg · L-1 GA3浸蘸花穗,并且在果实膨大初期使用4 mg · L-1 TDZ + 25 mg · L-1 GA3浸蘸果穗处理效果最好,单穗质量、单粒质量分别为779.24 g、9.84 g,与清水对照相比分别增加了35.14%、22.24%;果粒长度为27.69 cm、宽度为24.75 cm、无核率为96%,与对照相比分别增加了8.97%、16.53%、118.18%;总酸含量为3.98 g · kg-1,与对照相比减少了7.44%,维生素C含量为7.98 μg · g-1,比对照增加了48.60%,可溶性糖含量为16.28%,比对照增加了21.95%。该处理无核率高,果粒较大,口感较好,能显著改善果实品质,为‘阳光玫瑰'葡萄最适宜的植物生长调节剂组合。
以河北、辽宁、陕西和山东等地393个酸枣种质资源为试材,对果实单果质量、单核质量、千仁质量、含糖量、含酸量等21个数量性状的遗传变异规律及多样性进行研究。结果表明,酸枣果实性状具有丰富的遗传多样性,其中18个数量性状变异明显,Shannon's指数大于1.0。不同地区间种质资源遗传多样性差异明显,多样性指数由高到低依次为:邢台(1.198)、邯郸(1.147)、朝阳(1.120)、保定(1.069)、榆林(0.953)和泰安(0.733)。通过聚类分析将所有酸枣种质划分为3大组,即华北组、陕西组和辽宁组,以邢台为代表的华北组酸枣种质多样性水平最高。从主成分分析的结果看,前4个主成分对变异的累计贡献率达71.85%,第一主成分主要反应了单果质量和千仁质量,第二主成分反应了可滴定酸含量,第三和第四主成分分别反应了核横径和维生素C含量。
中国栽培面积66.67万hm2以上的落叶果树有苹果、梨、桃和葡萄4种,针对这些重要果树果实品质和熟期,国内几代遗传育种工作者经过几十年的协同创新和联合攻关,在优异种质评价挖掘与创制的基础上,创建了优质高效育种技术体系,育成了优质、耐贮、不同熟期、特色多样的苹果和梨系列优质新品种,育成了桃和葡萄早、中、晚熟期配套优质新品种;研发了新品种优质高效配套栽培技术体系,推动了自主研发新品种的大面积推广应用及产业优质高效发展,为保障优质水果的周年需求提供了重要支撑。
围绕花色苷合成路径相关基因的表达调控,综述了脱落酸、茉莉酸、乙烯、生长素、细胞分裂素、油菜素内酯、赤霉素、独脚金内酯对果树中花色苷积累的调控作用及其内在分子机制,以期为明确植物激素信号转导关键通路,合理应用植物激素类物质调控果实发育提供理论支撑,同时也为不同果树花色苷代谢通路的深入研究提供参考。
以‘巨峰’葡萄(Vitis vinifera × V. labrusca‘Kyoho’)为试材,研究了不同发育阶段果实花青素和ABA积累和乙烯释放的变化模式,及其与其合成或调控关键基因表达量的变化。基因表达、启动子响应和相对丰度分析表明,外源ABA处理上调了VlMybA1和VlMybA2表达,其中VlMybA1显著表达,促进果皮着色;外源ACC处理显著上调了VlMybA2表达,促进果皮着色。ABA和乙烯存在互作,100 μmol · L-1 的外源ABA处理能够大幅度诱导内源乙烯的释放,500 μmol · L-1 的外源ACC处理能够显著提高内源ABA含量;外源ABA处理能通过提高果皮内源乙烯释放水平增加VlMybA2的相对丰度。总之,ABA能直接调控VlMybA1表达,通过乙烯间接调控VlMybA2表达,促进葡萄果皮着色。
为科学评价柑橘果实品质差异,以9份‘红美人’(‘爱媛28’)杂柑为研究材料,对其常规品质指标、可溶性糖和有机酸含量进行检测,同时组织评价人员对样品各感官属性喜好度及属性权重等级进行评价。关联6个感官属性的感官评价结果与相关风味物质代谢数据,结果表明:‘红美人’汁胞中的可溶性糖主要是果糖、葡萄糖和蔗糖,其中样品3和8可溶性糖含量较高,样品1和9较低;汁胞中的有机酸主要是柠檬酸,还有少量的苹果酸,其中样品5、3和1总酸含量较高,样品9最低;评价人员对各品质属性的关注度依次为果肉甜度 > 果肉酸度 > 果肉化渣性 > 果实香气 > 果实色泽 = 果实外形,且感官综合评价得分最高的是样品9、3和2;感官综合得分与果肉甜度、果肉化渣性和果实香气具有显著相关性;糖度感官评价与果糖、葡萄糖、总糖和可溶性固形物呈显著正相关,与苹果酸显著负相关。