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    2017年, 第44卷, 第12期 上一期    下一期

    研究论文

    • 苹果MdMYB2基因的克隆及功能鉴定
    • 曲丰佳,安建平,姚继芳,李浩浩,李媛媛,由春香,王小非*,郝玉金*
    • 园艺学报. 2017, 44(12): 2245-2254. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0347
    • 摘要 ( 469 ) HTML ( 972 ) PDF (2018KB) ( 972 )   
    • 以‘嘎拉’苹果为材料,采用同源克隆和PCR技术分离了苹果基因MdMYB2(基因序列号:MDP0000823458)。MdMYB2的开放阅读框(ORF)长度为873 bp,编码含有290个氨基酸的蛋白,预测其蛋白质分子量为32.92 kD,等电点为4.91。系统进化树分析显示,苹果MYB2与梨MYBL2亲缘关系最近,同源性最高。组织表达分析表明,MdMYB2在苹果的各个组织均有表达,在茎和果实中表达相对较高。MdMYB2的表达明显受盐胁迫的诱导。构建了MdMYB2的表达载体,并通过农杆菌介导的遗传转化得到了转基因苹果愈伤和转基因拟南芥植株。抗性试验表明,过量表达MdMYB2明显提高了转基因苹果愈伤对盐胁迫的抗性。此外,异位表达MdMYB2也能提高拟南芥对盐胁迫的抗性,以上试验结果表明MdMYB2在植物盐胁迫响应中发挥重要作用。
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    • 苹果U-box型E3泛素连接酶MdPUB24的耐盐性和ABA敏感性鉴定
    • 齐晨辉,赵先炎,韩朋良,姜 翰,王永旭,胡大刚*,郝玉金*
    • 园艺学报. 2017, 44(12): 2255-2264. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0430
    • 摘要 ( 235 ) HTML ( 879 ) PDF (1890KB) ( 879 )   
    • 从‘皇家嘎拉’苹果(Malus × domestica Borkh.)中克隆了一个E3泛素连接酶基因(序列号:MDP0000199588)。基因序列测序发现,该基因包含长为1 212 bp完整的开放阅读框,编码404个氨基酸。系统进化树分析表明,这一E3泛素连接酶与拟南芥AtPUB24同源序列相似性最高,因此将其命名为MdPUB24。利用PlantCare数据库进行启动子顺式作用元件预测分析表明,MdPUB24启动子序列中含有与脱落酸、光、茉莉酸及干旱信号相关的顺式作用元件。荧光定量PCR分析表明,MdPUB24在‘皇家嘎拉’苹果的不同组织中均有表达,且在叶片中最高;外源ABA、NaCl和低温胁迫处理能够抑制‘皇家嘎拉’苹果组培苗中MdPUB24的表达。MdPUB24过量表达的‘王林’苹果愈伤组织和异位表达的拟南芥幼苗在盐胁迫条件下,生长势与野生型相比明显变弱,表明MdPUB24负调控盐胁迫。相反,在外源ABA处理条件下,MdPUB24过量表达苹果愈伤和异位表达拟南芥与对照相比,生长势明显增强,表明MdPUB24对ABA不敏感。
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    • 柑橘黄龙病相关水杨酸羧基甲基转移酶基因CsSAMT-1的克隆与表达分析
    • 白晓晶,许兰珍,贾瑞瑞,周鹏飞,陈 敏,何永睿,彭爱红,雷天刚,李 强,姚利晓,陈善春*,邹修平*
    • 园艺学报. 2017, 44(12): 2265-2274. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0320
    • 摘要 ( 269 ) HTML ( 903 ) PDF (1643KB) ( 903 )   
    • 为研究水杨酸羧基甲基转移酶(Salicylic acid carboxyl methyltransferase,SAMT)在柑橘防御黄龙病(Huanglongbing,HLB)中的作用,克隆获得CsSAMT-1基因,并以易感HLB锦橙和耐HLB酸柚为试材进行基因表达分析。qRT-PCR结果表明,易感病锦橙中CsSAMT-1在感染HLB后上调表达,且在叶脉中的表达量显著高于叶肉;而耐病酸柚中CsSAMT-1呈组成型表达。外源水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)处理锦橙和酸柚,均可诱导CsSAMT-1上调表达。HLB侵染前,耐病酸柚叶脉中SA和水杨酸甲酯(MeSA)含量分别为11.85和18.18 ng ? g-1,显著高于锦橙(0.82和0.01 ng ? g-1);HLB侵染后,锦橙中SA和MeSA含量明显上升,酸柚中SA含量明显下降,MeSA含量基本保持原有水平。研究表明,CsSAMT-1可能通过调节SA和MeSA信号分子转换来增强对柑橘黄龙病的抗性。
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    • 李属坏死环斑病毒辽宁桃树分离物基因组分析
    • 李正男,张双纳,张尊平,范旭东,任 芳,胡国君,董雅凤*
    • 园艺学报. 2017, 44(12): 2275-2284. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0408
    • 摘要 ( 198 ) HTML ( 855 ) PDF (1321KB) ( 855 )   
    • 采用RT-PCR和RACE技术,克隆了李属坏死环斑病毒(Prunus necrotic ringspot virus,PNRSV)辽宁桃树分离物全长基因组。用Vector NTI Advance 11软件进行基因组结构注释。用SDTv.1.0软件分析该分离物与GenBank中公布的其他PNRSV分离物间的核酸一致性,并用MEGA5.0软件和RDP3软件对各PNRSV分离物进行系统发育分析和重组分析。结果显示:PNRSV辽宁桃树分离物基因组由3条正义单链RNA组成。RNA1由3 332个核苷酸构成,具有一个开放阅读框(nt 30 ~ 3 167),编码一个约117.0 kD的复制酶相关蛋白P1。RNA2由2 591个核苷酸构成,具有一个开放阅读框(nt 27 ~ 2 426),编码一个约99.0 kD的复制酶相关蛋白P2。RNA3由1 943个核苷酸构成,具有两个互不重叠的开放阅读框分别编码一个运动蛋白(nt 175 ~ 1 026)和一个外壳蛋白(nt 1 100 ~ 1 774),这两个开放阅读框的间隔区为73个核苷酸。PNRSV辽宁桃树分离物的RNA1、RNA2和RNA3与其他已经公布的PNRSV分离物间,核酸序列一致性分别为91.8% ~ 98.8%,93.3% ~ 99.2%和87.7% ~ 99.0%。基于RNA1、RNA2和RNA3全长序列构建的系统发育进化树,分别将已报道的PNRSV分离物划分为3个、2个和3个组,PNRSV辽宁桃树分离物分别属于RNA1Ⅰ组、RNA2Ⅰ组和PV96组。基于RNA1、RNA2和RNA3全长序列进行的重组分析表明各PNRSV分离物基因组间不存在重组。PNRSV辽宁桃树分离物基因组序列是世界首个来源于桃树的PV96组基因组序列。
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    • 龙眼miR166家族的分子进化特性及时空表达分析
    • 林玉玲,张清林,曾友竞,陈晓慧,张梓浩,陈裕坤,赖钟雄*
    • 园艺学报. 2017, 44(12): 2285-2295. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0073
    • 摘要 ( 250 ) HTML ( 886 ) PDF (2971KB) ( 886 )   
    • 为了解miR166基因家族的分子进化特性及其在龙眼不同组织部位的表达规律,对龙眼miR166家族成员的成熟体和前体序列及其进化、前体二级结构预测、靶基因预测以及时空表达模式进行了分析。结果表明:龙眼miR166家族含有12条成熟体序列和7个前体序列(pre-miRNA)。Mfold预测显示pre-miR166家族7个成员的序列均能形成典型稳定的茎环二级结构,成熟序列的碱基保守性高,其他位置的则保守性减弱;它们的最小折叠自由能(ΔG)在–35.30 ~–83.30 kal ? mol-1。系统发育进化树分析显示,龙眼pre-miR166家族与葡萄、碧桃的pre-miR166亲缘关系更为接近。靶基因预测显示,龙眼miR166基因家族靶基因包括同源异型域—亮氨酸拉链蛋白、三角状五肽重复结构蛋白、假定蛋白、DNA指导的RNA聚合酶Ⅲ亚单位RPC2、紫外线B受体等。实时荧光定量PCR显示,pre-miR166家族不同成员在龙眼生长发育进程中均有表达且表达模式不尽相同,提示其可能广泛参与龙眼各个器官的调控,且在功能上可能具有分工。

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    • MrMYB1-MrbHLH1:一个有潜力的园艺植物转基因可视化报告基因
    • 张玺丽,殷学仁,李 方,陈昆松,刘晓芬*
    • 园艺学报. 2017, 44(12): 2296-2304. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0432
    • 摘要 ( 346 ) HTML ( 764 ) PDF (4626KB) ( 764 )   
    • 将杨梅果实中参与花色苷生物合成的转录因子编码基因MrMYB1和MrbHLH1同时搭载到双元表达载体的多克隆位点内,重组成双价表达载体,通过农杆菌介导的叶盘法将其分别转入烟草、番茄和森林草莓,成功转化MrMYB1-MrbHLH1的烟草、番茄和森林草莓不定芽因大量积累花色苷而呈红色,与野生型或假阳性不定芽相比,表型差异明显;转化35S::MrMYB1-MrbHLH1的烟草和番茄植株中可显著积累花色苷呈红色,且该性状可稳定遗传。MrMYB1-MrbHLH1在3种园艺植物具有调控花色苷积累而使阳性转化植物部分组织器官呈现红色的功能,是1个有潜力的遗传转化可视化报告基因。
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    • 辣椒GRAS家族全基因组鉴定与表达分析
    • 张焕欣,董春娟,尚庆茂*
    • 园艺学报. 2017, 44(12): 2305-2317. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0132
    • 摘要 ( 406 ) HTML ( 889 ) PDF (1741KB) ( 889 )   
    • 基于辣椒全基因组数据信息,利用生物信息学方法对CaGRAS基因家族进行了系统鉴定和进化分析,并通过Real-time PCR方法检测了CaGRAS家族组织表达模式和对PEG6000、盐胁迫的应答。结果表明:在辣椒中存在54个CaGRAS基因,除11号染色体外其余染色体均有分布,外显子数1 ~ 3,等电点4.97 ~ 9.13;系统进化分析显示CaGRAS基因可分为8个进化群;CaGRAS基因具有不同的表达模式,在根、茎、叶片和茎尖中优势表达的基因分别有34、8、3和8个;多数CaGRAS基因能响应PEG6000和盐胁迫,其中CaGRAS11、CaGRAS30、CaGRAS40、CaGRAS44和CaGRAS50受到PEG6000和盐胁迫的强烈诱导。本研究为深入解析CaGRAS家族基因的功能奠定了一定基础。
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    • 辣椒苗期耐低氮指标与评价方法研究
    • 王春萍1,*,张世才2,*,雷开荣1,黄任中2,吕中华2,吴 红1,蒋晓英1,李怡斐2,唐荣莉1,黄启中2,**,林 清1,**
    • 园艺学报. 2017, 44(12): 2318-2326. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0255
    • 摘要 ( 248 ) HTML ( 598 ) PDF (734KB) ( 598 )   
    • 以25份不同基因型辣椒为材料,采用苗期营养液水培的方法,对辣椒苗期耐低氮筛选指标与评价方法进行了研究。结果表明,低氮处理对辣椒18个苗期形态和生理指标均有影响,但影响的程度存在基因型差异。叶面积、地上部干质量、根干质量、根冠比、植株干质量、地上部氮积累量、根氮积累量和植株氮积累量等8个指标的相对值变异系数最大,可作为耐低氮能力的关键评价指标。分别以筛选出的8个关键指标和18个指标标准化的变异系数为权重进行辣椒耐低氮能力模糊隶属函数综合评价,并与利用主成分分析法评价的结果进行比较。结果表明,两种评价方法结果基本一致,8个关键指标评价结果与18个指标评价结果也基本一致,耐低氮能力强和弱的前5份材料重合率达80%以上。对筛选出的3份苗期耐低氮水平不同的辣椒材料进行了成熟期耐低氮初步评价,结果成熟期耐低氮水平与苗期耐低氮水平趋于一致;苗期8个关键指标中,除根冠比外,其余7个指标均与成熟期耐低氮性显著相关。因此,利用8个关键指标和模糊隶属函数综合分析法可有效地在苗期对辣椒耐低氮水平进行大批量初步鉴定。
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    • 寡雄腐霉菌剂对辣椒疫病的防治及促生效应
    • 殷 洁,袁 玲*
    • 园艺学报. 2017, 44(12): 2327-2337. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0273
    • 摘要 ( 324 ) HTML ( 689 ) PDF (1221KB) ( 689 )   
    • 利用自主分离的寡雄腐霉生防菌株(Pythium oligandrum CQ2010)制备固体菌剂(P. oligandrum agent,POA),通过培养、拮抗试验和田间试验,研究其对辣椒疫病的防治,以及对辣椒生长发育、产量和品质的影响。结果表明,P. oligandrum CQ2010能大量分泌纤维素酶、蛋白酶、β–1,3–葡聚糖酶和几丁质酶,前三者在固体培养基上的水解圈直径接近或超过菌落直径,POA提取液显著抑制辣椒疫霉菌菌丝生长,抑菌率处于化学药剂精甲霜锰锌和双炔酰菌胺之间。在辣椒田间疫病防治试验中,移栽时将POA基施于辣椒根系周围,显著降低辣椒疫霉病的发病率和病情指数,POA的防效和疗效分别为89.37%和61.19%,防效大于疗效。施用POA之后,辣椒开花期和结果期均比常规施肥提早6 ~ 9 d,植株生物量增加32.03%,氮、磷、钾吸收量分别提高35.74%、40.53%和53.23%,果实增产25.21%。此外,POA改善辣椒果实品质,提高可溶性蛋白、游离氨基酸、可溶性糖和维生素C含量,而硝酸盐含量无显著变化。结论:P. oligandrum CQ2010能分泌水解病原真菌细胞壁的酶类,其提取液可以抑制辣椒疫霉生长,田间施用能够降低辣椒疫病的发病率和病情指数,促进植株生长,增加养分吸收,提高产量品质。因此,POA有广阔的运用前景,适合大规模生产运用。
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    • 切花小菊49个品种绿心特性分析和综合评价标准的构建
    • 赵倩茹,房伟民,管志勇,陈发棣,滕年军*
    • 园艺学报. 2017, 44(12): 2338-2350. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0403
    • 摘要 ( 367 ) HTML ( 579 ) PDF (2579KB) ( 579 )   
    • 研究了切花小菊绿心特性及影响绿心品质的关键指标,旨在为绿心切花小菊品种选育奠定基础。结果发现:(1)供试的切花小菊品种盛花初花心颜色L*、h、C*值变化范围分别为37.18 ~ 54.05、93.69° ~ 114.76°、42.84 ~ 64.09,盛花初绿心相对面积变化范围为13.05% ~ 100.00%,绿心持续期在0 ~ 15 d之间;(2)选用综合计分法和主成分分析法,得出盛花初花心颜色、盛花初绿心相对面积、绿心持续期、花心变黄时间和盛花末绿心观赏性等5个指标的权重值依次为0.273、0.237、0.252、0.136、0.101;(3)通过各指标定级打分、计算权重及加权总分的聚类分析,将49个切花小菊品种分为优、良、中、差4个等级,其品种数分别为10、12、16和11。结果表明:切花小菊绿心特性主要由盛花初花心颜色、盛花初绿心相对面积和绿心持续期决定,切花小菊绿心特性综合评价标准可用于绿心切花小菊的评价与育种。
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    研究报告

    • 干旱胁迫下‘宁玉’草莓生长发育及相关基因表达特点
    • 张超博,李 傲,崔梦杰,刘众杰,陈立德,贾海峰,房经贵*
    • 园艺学报. 2017, 44(12): 2351-2360. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2016-0497
    • 摘要 ( 274 ) HTML ( 806 ) PDF (1284KB) ( 806 )   
    • 为分析基因诊断草莓在干旱逆境条件下生长状态的可行性,以‘宁玉’草莓为试材,调查了不同干旱胁迫条件下的生长特点以及与生长素合成、脱落酸合成、花果发育、色素合成相关的10个基因的表达情况。研究结果表明:在不同干旱条件下草莓均可完成从营养生长到生殖生长的生命周期,所选基因也都行使并完成了其调控功能。与对照植株相比,在轻度和中度干旱胁迫(50% ~ 65%土壤持水量)条件下,草莓植株的物候期较对照(80%土壤持水量)提早,而在严重干旱胁迫(35%土壤含水量时)条件下延缓,随着干旱胁迫条件的加重,草莓植株、叶片、果实明显变小,果实着色加深。每个基因在不同干旱条件下表达水平的变化趋势基本一致,且都与相应的物候期以及生长发育时间长短的变化情况相一致,但所选基因在几种干旱条件下其表达开始的早晚、表达水平的高低以及表达相应程度持续时间的长短存在不同。在轻度和中度干旱条件下,这些基因的表达时间提早,但持续时间较短,表达水平高于对照;而在重度干旱条件下,这些基因的表达开始的时间较对照延缓,表达水平较低但持续时间拉长。上述研究结果表明,利用基因的表达信息可以提前推断草莓植株在不同干旱条件下的生长发育状态,了解干旱胁迫对草莓生长发育的影响以及为是否需要提早采取管理措施等提供重要依据。
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    • 越橘叶片秋季变色期间花青苷和叶绿素的变化特性
    • 李彬彬,杨俊枫,高 源,潘美娜,侯智霞*
    • 园艺学报. 2017, 44(12): 2361-2371. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0116
    • 摘要 ( 177 ) HTML ( 764 ) PDF (939KB) ( 764 )   
    • 以4年生‘北陆’越橘为试材,对秋季叶色变化期间花青苷和叶绿素的含量和组分进行了研究。结果表明,随着叶色变化,花青苷总量升高,越到后期增幅越大,叶绿素总量下降,初期降幅较大;全绿叶片中解析出5种花青苷组分,随叶色变化组分增多,全红叶片中解析出11种组分,分别属于飞燕草素、牵牛花素、锦葵色素和矢车菊素;飞燕草素–3–O–阿拉伯糖苷、牵牛花素–3–O–葡萄糖苷和牵牛花素–3–O–半乳糖苷是主要的花青苷组分,共同主导了花青苷总量的变化趋势;飞燕草素和牵牛花素总量随叶色变化增加,但比值不变;叶绿素a与叶绿素b变化趋势一致,但叶绿素a含量较高,变化幅度较大。综合分析认为,花青苷积累量的增加和叶绿素积累量的减少是叶片变色的关键因素;飞燕草素与牵牛花素是主要的两类花青素,其含量和配比可能决定了叶片的红色;‘北陆’叶色变化过程中主要积累3种花青苷组分:飞燕草素–3–O–阿拉伯糖苷、牵牛花素–3–O–半乳糖苷和牵牛花素–3–O–葡萄糖苷,影响了花青苷总量及主要色素的配比,进一步影响了叶片颜色。
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    • 红蓝光质对转色期间番茄果实主要品质的影响
    • 李 岩1,2,3,4,*,王丽伟5,文莲莲1,魏 珉1,2,4,史庆华1,2,3,4,杨凤娟1,3,4,王秀峰1,3
    • 园艺学报. 2017, 44(12): 2372-2382. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0171
    • 摘要 ( 316 ) HTML ( 892 ) PDF (4080KB) ( 892 )   
    • 采用LED精量调制光源,以番茄品种‘Micro-Tom’为试材,设置红光(R)、蓝光(B)和红蓝组合光3︰1(3R1B)3个处理,以白光(W)为对照,研究红蓝光质对转色期间番茄果实主要品质及番茄红素生物合成关键酶基因表达的影响。结果表明,与对照相比,红光和3R1B处理可显著提高番茄果实可溶性糖含量和糖酸比,降低可滴定酸含量;蓝光下维生素C、可溶性蛋白和可滴定酸含量明显升高,可溶性糖含量较低,但与对照差异不明显。随着果实成熟,红光和3R1B处理下番茄红素含量及牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶(GGPS)和八氢番茄红素合成酶(PSY)基因的表达量显著高于蓝光和对照,尤以3R1B处理最明显;蓝光则显著降低了番茄红素含量,GGPS和PSY1表达受到抑制。综上,蓝光能够促进维生素C、蛋白质和有机酸含量增加;红光和红蓝组合光则有利于碳水化合物的积累,且通过提高番茄红素生物合成关键酶基因GGPS和PSY1的转录水平和活性,促进番茄红素合成,尤以3R1B处理最佳。说明适宜比例的红蓝组合光有利于番茄果实转色,提高果实品质。

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    • 芸薹根肿菌单孢分离技术体系构建及沈阳地区根肿菌的鉴定
    • 刘一凡,王 赛,常 虹,高诗琪,赵 颖,冀瑞琴*,冯 辉
    • 园艺学报. 2017, 44(12): 2383-2390. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0497
    • 摘要 ( 218 ) HTML ( 603 ) PDF (1815KB) ( 603 )   
    • 芸薹根肿菌严重危害大白菜和其他十字花科作物。由于根肿菌通常以多个生理小种混生状态进行侵染,导致抗病品种的抗性不能持久。以沈阳地区根肿菌为材料,进行了单孢分离技术体系构建,结果表明采取冷冻盒接菌法对两日龄大白菜幼苗进行单孢接种,可将侵染率提高到47.86%;采用基质过渡培养可将大白菜植株成活率提高到67%。利用上述根肿菌单孢分离技术体系对沈阳地区根肿菌进行单孢分离和Williams生理小种鉴定,结果表明沈阳地区根肿菌存在4号、8号、9号、11号生理小种,其中4号生理小种为优势小种。

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    • 弱光和短日照下‘幻想’矮牵牛花芽代谢组学研究
    • 岳远征1,2,刘思禹2,殷超群2,郭 芮2,杨 梅2,田绍泽2,胡惠蓉2,*
    • 园艺学报. 2017, 44(12): 2391-2398. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2016-0496
    • 摘要 ( 226 ) HTML ( 770 ) PDF (725KB) ( 770 )   
    • 分析了强光长日照(对照,光强11.5 μmol ? m-2 ? s-1,16 h)、弱光长日照(3.6 μmol ? m-2 ? s-1,16 h)、强光短日照(11.5 μmol ? m-2 ? s-1,8 h)处理下‘幻想’矮牵牛花芽的形态发育及代谢情况。对花芽的观测统计表明,弱光和短日照分别导致了正常花芽和总花芽数量极显著减少和败育花芽显著增加。结合谱库检索技术与质谱图解析及保留指数对物质成分进行了鉴定,采用多元统计分析和峰面积归一化法进行了相对定量计算。结果共找到111个峰,鉴定出42种物质;弱光和短日照处理与对照的花芽代谢差异明显,主要表现为多种氨基酸含量增多,糖类代谢物减少;其中弱光照比短日照对花芽代谢的影响更大。初步推测弱光或短日照处理下败育花产生的原因之一是光胁迫导致了花芽内各种蛋白质和糖类消耗的增加。

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    综述

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