本文概述了植物类胡萝卜素的代谢途径及关键的代谢流控制节点,重点总结了光合器官和类胡萝卜素存储器官中色素代谢的转录调控及转录后、翻译后、表观遗传等调控机制。
通过改变外源和内源苹果植株中的肌醇含量,并对其进行高温处理,解析肌醇在苹果响应高温胁迫中的功能。结果发现,高温胁迫引起苹果叶片枯黄萎蔫,活性氧、丙二醛和电导率迅速升高,叶绿素含量降低;然而100 µmol · L-1外源肌醇处理显著缓解了高温对苹果植株造成的伤害。MdMIPS1编码肌醇合成的关键限速酶,其在高温胁迫下大量表达。利用实验室前期获得的MdMIPS1过表达的转基因株系(OE,高肌醇含量)进行高温处理,结果表明,与野生型植株相比,OE株系在高温下叶片失绿干枯症状比较轻微,电导率较低,叶绿素含量较高;高温下OE株系的气孔开度更大,光合系统效率更强;与野生型相比,OE植株在高温下表现出更低的活性氧水平、更高的抗氧化酶活性;并且一些编码热激蛋白的基因也在OE植株中表达水平更高。以上这些结果表明,提高肌醇水平能直接提高苹果植株对高温胁迫的抗性。
以西北农林科技大学种植的96个牡丹品种为研究对象,采用表型多样性分析、相关性分析、聚类分析和主成分分析等方法对其长势、新生枝长度及花期等表型进行多样性分析与观赏性综合评价。结果表明:15个表型性状的多样性指数范围在0.56 ~ 2.03之间,变异系数11.84% ~ 53.82%,花径的表型多样性指数最高,单株着花数的变异系数最大;植株高度、长势、花径、新生枝粗度和群体花期与其他性状存在极显著相关关系;聚类分析将96个牡丹品种分为三大类群,可分别应用于不同园林类型;主成分分析将表型性状因子简化为5个主成分,累计贡献率达64.69%,新生枝粗度、植株高度、群体花期和单株着花数是牡丹表型变异的主要因素;96份牡丹品种以综合得分排序,前10名的得分范围在0.66 ~ 1.18之间,筛选出‘玉板白’‘岛锦’‘海黄’‘黄冠’‘多花罗汉’等综合性状表现优异的品种。
阐述并比较了基于遗传连锁图谱、利用集团分离分析或分离群体分组分析(BSA)以及全基因组关联分析(GWAS)等鉴定主要果树重要性状QTL的方法,综述了近年来果实外观品质和内在品质、生长发育、抗生物和非生物胁迫等重要性状的QTL鉴定的研究成果,对QTL鉴定及定位方法策略等问题进行了讨论与展望,以期为果树QTL鉴定研究以及果树育种提供参考与借鉴。
多年生单子叶植物具有特殊的地下芽、地面芽和地下器官,其越冬休眠特性明显有别于双子叶植物。汇总了环境、激素、碳水化合物调控多年生单子叶植物越冬休眠的机制,比较了多年生单、双子叶植物越冬休眠调控机制及研究进展,并结合研究现状,对未来多年生单子叶植物越冬休眠调控机制的研究方向提出建议。
综述了影响兰花衰老的外部因素、衰老过程中内部组织代谢变化、乙烯合成及信号传导通路调控兰花衰老的分子机制,总结了常见的兰花切花和盆花中常用的保鲜处理技术手段、处理后的应用效果及兰花衰老相关基因改良研究;展望了利用现代基因工程技术,通过调控功能基因延缓兰花衰老进程而实现延长兰花观赏期的新途径。
柑橘是人类膳食中类黄酮的主要来源之一。类黄酮对人体健康有多方面的生理功能,且其抗癌、抗病毒、抗炎及抑菌效果可能基于其强抗氧化活性。柑橘中的类黄酮类物质分为黄烷酮、黄酮、黄酮醇、二氢黄酮醇和花色苷等几类,且以黄烷酮糖苷类含量最为丰富。柑橘中类黄酮组成和含量因种质和组织部位而异,柚果实中含有大量苦味的新橘皮糖苷类,而甜橙和橘果实中以无苦味的柚皮芸香糖苷类为主。目前,对类黄酮代谢途径的认识主要局限于其主通路上,但对类黄酮糖基化、酰基化以及甲基化等相关的基因和酶类研究较少。随着柑橘类黄酮代谢研究的深入,其积累和分布的遗传机理将逐渐得以揭示,这将会为培育功能性柑橘新种质提供理论依据。
糖是决定柑橘果实品质的重要因子,阐明柑橘果实糖积累特征及其调控机制有助于果实糖积累的精准调控。本文全面综述了柑橘果实糖累积的机制,总结了不同糖积累型柑橘果实中糖积累差异、糖随果实发育的积累特征及糖与其代谢相关酶活的关系,并整合构建了蔗糖积累型和己糖积累型的代谢差异模型。同时系统阐述了蔗糖由源叶合成到果实库器官的储存过程,主要包括韧皮部装载、卸载、运输以及蔗糖在果实液泡中的储存等过程,并绘制了蔗糖从“源”到“库”的转运模式图。
钙调素结合转录因子CAMTA(calmodulin-binding transcription activators)是一种广泛存在于植物体中并且可以与钙调素(calmodulin,CaM)结合的转录因子家族,因其对多种信号有响应所以又叫SR(signal-responsive genes)。该家族在植物生长发育及对逆境的响应中发挥着重要作用。就CAMTA/SR的发现、结构及在生长发育和逆境下的作用进行总结,以期为今后CAMTA/SR的研究提供参考。
果实叶绿体的丰度和功能直接影响着果实品质。在果实成熟前,叶绿体作为同化器官合成大量同化物用于果实发育和品质相关代谢物的合成,在果实成熟期,叶绿体转化为有色体,存储前期在光合作用驱动下不同代谢途径合成的营养和风味物质。因此,通过调控果实叶绿体发育来提高果实品质成为研究热点,在果实叶绿体发育调控研究方面取得了显著进展。本文从影响果实叶绿体发育的转录因子、光信号、激素信号、氧化应激信号等几个方面对番茄果实叶绿体发育调控的研究进展综合论述,并提出了面临的挑战和今后研究的方向,旨在明晰番茄果实叶绿体发育的特异性调控机制,为番茄及其他作物果实的品质改良提供新思路。
脆性损失是降低园艺作物果实品质与消费者购买欲望的重要原因。作为涵盖声音传导、几何特性、断裂特征等因素的综合概念,果实脆性受细胞状态、细胞壁机械强度及膨压共同影响。深入认知果实脆性,明确脆性评价方式,了解其变化过程的生理生化变化,可为生产高品质果实提供理论依据,还可为增产增收提供技术指导。本文综述了果实脆性的感知过程、脆性评价、影响脆性的因素及在相关生理生化代谢研究方面取得的重要进展。
综述了近年来有关园艺作物中果实糖积累与糖转运蛋白(主要包括与蔗糖积累相关的蔗糖转运蛋白SUT,己糖积累相关的己糖转运蛋白STP,液泡糖积累高度相关的液泡膜糖转运蛋白TST,液泡葡萄糖外排相关的早期响应干旱类似蛋白ERDL6,近几年在植物中新鉴定到的SWEET糖转运蛋白,以及蔷薇科植物特有的山梨醇转运蛋白SOT等)的关系研究进展,并对将来围绕糖转运蛋白的研究方向及通过分子生物学方法进行果实品质改良等方面进行了展望。
综述了兰属植物资源、育种研究现状及主要观赏性状改良的分子研究。中国是兰属植物的分布中心,在全球83个种中占有57个种,经过2 500多年的驯化形成了大量的传统品种。迄今为止,兰属植物的育种仍以传统的杂交育种为主,在RHS上登录的兰属植物杂交种已超过17 000个,经农业农村部授权的兰属植物新品种有43个。基因工程育种是兰属植物未来育种的重点方向,已通过转录组、基因组等挖掘出一批与主要观赏性状相关的结构基因和转录因子,部分基因还进行了功能验证,为兰属植物从传统育种转向分子育种奠定基础。
柠檬酸作为园艺作物果实中的重要有机酸之一,显著影响果实风味和口感。文中综述了园艺作物果实中柠檬酸盐合成、转运、储藏及利用等诸多环节在柠檬酸积累中的地位和作用,着重介绍质子泵在液泡膜质子传递以及调节柠檬酸积累中的作用,概述转录因子、环境气候因素、栽培管理措施和采后处理等在柠檬酸积累代谢中的作用。全面解析了柠檬酸合成代谢机制,以期为通过基因编辑精细调控果实柠檬酸含量,获得糖酸比更加适宜、口感最佳果实的研究提供参考。
以壶瓶枣(Ziziphus jujuba‘Hupingzao’)为试材,采用石蜡切片技术,观察大小孢子发生及雌雄配子体发育进程,为壶瓶枣花发育和育种提供理论依据。壶瓶枣花药具4室,花药壁由1层表皮、1层药室内壁、2层中层和1层分泌型绒毡层组成,发育类型为基本型;小孢子母细胞胞质分裂为同时型,经减数分裂形成四分体,呈四面体型排列;成熟花粉为2细胞型,具3个萌发孔。胚珠为倒生型;大孢子母细胞经减数分裂形成四分体,呈纵向线形排列,合点端大孢子发育为功能大孢子,雌配子体发育经历二核、四核胚囊阶段,最终形成7细胞8核的成熟胚囊,发育类型为蓼型。雌雄异熟,雄蕊发育早于雌蕊。