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    2018年, 第45卷, 第2期 上一期    下一期

    研究论文

    • 苹果BR信号转录因子基因MdBZR1的克隆及表达分析
    • 郑立伟,赵才德,宋春晖,马娟娟,张 东,樊 胜,张丽之,韩明玉
    • 园艺学报. 2018, 45(2): 205-216. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0179
    • 摘要 ( 353 ) HTML ( 777 ) PDF (2166KB) ( 777 )   
    • 从矮化苹果砧木Malling 9(M9)中分离1个BR信号转录因子BRASSINAZOLE-RESISTANT 1(BZR1)基因,命名为MdBZR1,其开放阅读框为888 bp,编码295个氨基酸,有5个保守结构域:核定位信号结构域NLS(MARRKPSWRERENNRRTERRR)、氮(N)端结构域(NLPKHCDNNEVLKALCLQ AGWTVEDDGT)、BRASSINOSTEROID-INSENSITIVE 2(BIN2)磷酸化结构域(STKISPYSSLNPSPIPS YOVSPSSSSYPSPTR)、PEST结构域(PTAATIPECDESDASTVDSGQ)和碳(C)端保守结构域(VKPWIGEK IHEVGLDDLELTLGNGKA)。系统进化树分析显示,MdBZR1与美国National Center for Biotechnology Information(NCBI)数据库中注释的苹果BZR1基因亲缘关系最近。MdBZR1在M9不同组织均有表达,在顶梢中的表达水平最高;外源BR和生长素处理促进苹果幼苗(M9和平邑甜茶)株高增长,MdBZR1表达量增加;GA处理虽也促进株高增长,但对MdBZR1的表达影响不显著。此外,半矮化砧穗组合长富2号/MM106和乔化砧穗组合长富2号/长富2号接穗中MdBZR1的表达量明显高于矮化砧穗组合长富2号/M9。因此,MdBZR1很可能对苹果树株高具有重要调控作用。

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    • 苹果MdAFS叶绿体定位表达对拟南芥萜类挥发物的影响
    • 王茹茹,张婷婷,刘 宇,吕东梅,张元湖
    • 园艺学报. 2018, 45(2): 217-228. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0224
    • 摘要 ( 200 ) HTML ( 606 ) PDF (1462KB) ( 606 )   
    • ‘青香蕉’苹果(Malus × domesticaWhite Winter Pearmain’)α–法尼烯合酶基因(MdAFS)为目标基因,构建叶绿体定位的植物过表达载体,并通过农杆菌介导遗传转化拟南芥,获得使MdAFS在叶绿体中过表达的拟南芥转基因株系。将pBI122-rbcS1-pla-MdAFS-GFP表达载体瞬时表达本氏烟,分析表明叶绿体定位肽能成功将MdAFS蛋白定位到叶绿体中。定量测定莲座期和盛花期拟南芥光合色素,结果显示,转基因拟南芥叶绿素和类胡萝卜素含量较野生型显著增加。qRT-PCR分析萜类代谢相关基因转录表达水平表明,尤其在盛花期,过表达MdAFS能显著影响萜类代谢基因表达上调。应用静态顶空固相微萃取法收集拟南芥挥发物并结合GC–MS分析鉴定萜类挥发物成分,转基因拟南芥中萜类挥发物含量和种类明显增加。这些结果表明,过表达MdAFS能显著影响萜类代谢流的重新定向,增加萜类代谢挥发物。叶绿体是萜类代谢工程一个理想的亚细胞空间。

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    • 黄肉桃中PpSGRs对蓝光的响应及其对贮藏中类胡萝卜素积累的影响
    • 沈子明1,2,徐利伟2,施丽愉2,陈 伟2,杨震峰2,*
    • 园艺学报. 2018, 45(2): 229-238. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0562
    • 摘要 ( 201 ) HTML ( 557 ) PDF (949KB) ( 557 )   
    • 为揭示蓝光处理促进黄肉桃果实类胡萝卜素积累的机制,以黄肉桃‘金丽’果实为研究对象,从桃基因组中筛选出PpSGR1PpSGRL基因进行生物信息学分析,并通过q-PCR分析PpSGR1PpSGRL在不同组织和不同发育阶段果实及其在40 μmol · m-2 · s-1蓝光处理果实中的表达。结果表明,PpSGR1具有多半胱氨酸保守域,属于SGR亚族;PpSGRL基因C端突变失去多半胱氨酸保守域,属于SGR-Like亚族;PpSGR1和PpSGRL都含有叶绿体信号肽,与梅亲缘关系最近。PpSGRs在‘金丽’桃不同组织和不同成熟阶段果实中均有表达,其中PpSGR1与果实采后类胡萝卜素的合成密切相关。蓝光处理可快速抑制桃果实PpPIF3进而抑制PpSGR1的转录,促进贮藏前期果实中PpPSY的表达,提高类胡萝卜素的合成和积累。同时,蓝光处理可能通过促进桃果实内源乙烯合成,上调PpSGR1表达进而抑制PpPSY转录水平,降低桃果实贮藏后期类胡萝卜素的合成能力。

    • 相关文章 | 计量指标
    • ABA 8’–羟化酶基因PpeCYP707As在拟南芥中过表达的功能分析
    • 高真真,徐功勋,王东岭,刘 利,陈修德,李 玲,付喜玲*,高东升*
    • 园艺学报. 2018, 45(2): 239-243. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0350
    • 摘要 ( 335 ) HTML ( 662 ) PDF (5548KB) ( 662 )   
    • 以8年生‘中油4号’油桃为试材,对休眠期的枝条进行ABA和GA处理发现,ABA延迟芽体萌动,GA促进萌芽和提前开花,在桃芽萌发中ABA和GA起拮抗作用。利用转基因技术在拟南芥中过表达桃ABA分解代谢关键酶ABA 8’–羟化酶基因PpeCYP707A1PpeCYP707A2PpeCYP707A3,获得纯合株系,RT-PCR结果表明,目的基因在过表达株系中的表达量分别达到对照的23.86倍、7.37倍、3.23倍;过表达株系生长缓慢,抽薹、开花延迟,其中过表达PPECYP707A1株系生长最慢,开花最晚;过表达株系种子萌发和幼苗生长对ABA不敏感,受伤害程度小;10 ℃低温处理试验证明,过表达株系相对生长速率高于野生型,推测低温条件下,过表达CYP707As正调控拟南芥的生长发育。

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    • SADFAD家族基因调控山核桃不饱和脂肪酸组分配比
    • 黄春颖,黄有军,吴建峰,黄 仁,栾雨濛,张深梅,王正加,张启香,黄坚钦*
    • 园艺学报. 2018, 45(2): 250-260. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0378
    • 摘要 ( 206 ) HTML ( 690 ) PDF (3046KB) ( 690 )   
    • 以山核桃胚为试材,测定5个山核桃油脂合成积累关键时期(授粉后75、85、100、109和127 d)的油脂组分和油含量,并利用实时荧光定量PCR检测山核桃Δ9–硬脂酰–ACP脱氢酶(SAD)基因(CcSAD-1CcSAD-2CcSAD-3)和山核桃脂肪酸去饱和酶(FAD)基因(CcFAD2CcFAD3-1CcFAD3-2CcFAD3-3CcFAD6CcFAD7CcFAD8-1CcFAD8-2CcFAD8-3)的表达模式。结果表明:成熟的山核桃种仁含油率超过种仁干质量的70%,同时不饱和脂肪酸比例达到90%以上;山核桃5个时期的脂肪酸组分,主要由棕榈酸(C160)、硬脂酸(C180)、油酸(C181)、亚油酸(C182)以及亚麻酸(C183)组成;随着山核桃SAD家族基因表达上升,山核桃油中的油酸含量上升并维持一定水平,其中CcSAD-3可能是影响油酸含量的主效基因;同时随着山核桃油酸含量上升,CcFADs基因表达上升,山核桃不饱和脂肪酸比例增加。

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    • 柿野生雄性资源调查及其遗传多样性研究
    • 王丽媛,孙 鹏,张嘉嘉,傅建敏*,刁松锋,韩卫娟,索玉静,张 悦
    • 园艺学报. 2018, 45(2): 261-278. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0351
    • 摘要 ( 207 ) HTML ( 680 ) PDF (863KB) ( 680 )   
    • 柿(Diospyros kaki Thunb.)雄性种质资源非常稀缺,系统收集和梳理国内外现有雄性资源,阐明其遗传多样性并揭示其与主栽甜、涩柿品种及近缘种的亲缘关系,对雄性种质资源的高效利用有重要意义。在全国范围内开展柿野生种质资源调查,在湖北、广西、江苏等地发现野生雄性种质资源共计90余份。利用15对SSR引物对47份柿完全雄性资源、2份雄全同株资源和11份中国雌雄同株资源进行遗传多样性分析,以67份完全雌性资源、38份日本资源(其中包括25份雌雄同株资源)以及28份近缘种为对照。结果表明:15对引物共获得144个等位基因和316个基因型,平均每个引物获得9.60个等位基因和21.07个基因型,其中位点ssrDK11/DQ097479 遗传变异程度最高。从地理分布来看,柿雄性资源在适生的野外山区普遍存在,其中湖北木兰山来源的雄性资源遗传多样性最高,陕西省来源的雄性资源遗传多样性最低。UPGMA和ME聚类方法分别将193份资源分为16组和12组,两种聚类结果反映的总体规律类似:(1)各来源地间的野生雄性资源存在着一定程度的遗传隔离;(2)湖北木兰山野生雄性资源被分为遗传关系较远的两类,一类与江西、江苏、湖南野柿及‘火晶’等主栽涩柿品种和‘耀县五花柿’等雌雄同株涩柿品种亲缘关系较近,另一类与云架山雄性资源和罗田甜柿(包括‘甜宝盖’)亲缘关系较近;(3)大部分日本来源的柿资源可被单独聚为一类。

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    • 番茄嫁接苗根穗互作对其耐冷性的影响
    • 韩 敏1,曹逼力1,刘树森2,徐 坤1,*
    • 园艺学报. 2018, 45(2): 279-288. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0412
    • 摘要 ( 364 ) HTML ( 629 ) PDF (661KB) ( 629 )   
    • 以耐冷性强的番茄‘060112’(R)和冷敏感番茄‘060911’(S)为试材,采用靠接法进行嫁接,形成双根双穗嫁接苗RS/RS,嫁接苗成活后,通过断根或断穗,设RS/RS、RS/R、RS/S、R/RS、R/S、R/R、S/RS、S/R、S/S共9个处理,置于光强22 klx、光周期12 h/12 h的光照培养箱内,测定昼夜温度10 ℃/3 ℃低温胁迫9 d及25 ℃/15 ℃常温恢复3 d过程中嫁接苗的冷害指数、根系活力、电解质渗透率及渗透调节物质含量,探讨番茄根系、接穗及其互作效应对嫁接苗耐冷性的影响。经统计分析表明,低温胁迫过程中,具“R”根系或接穗的嫁接苗组合中,以R/R处理冷害指数较低,而具“S”根系或接穗的嫁接苗组合中,以S/S处理的冷害指数较高,同时R/R的叶片及根系电解质渗透率最低,可溶性糖及脯氨酸含量最高,R/RS、RS/R、RS/S、S/RS等处理的冷害指数、电解质渗透率、可溶性糖及脯氨酸含量均介于R/R与S/S之间,表明冷敏感的S根系或接穗均降低了嫁接苗中R的耐冷性,而耐冷性强的R根系或接穗均提高了嫁接苗中S的耐冷性。RS/RS处理的耐冷性高于S/RS而低于R/RS,表明根系在增强嫁接苗耐冷性中的作用大于接穗;而具“RS”根或穗的嫁接苗中,以RS-R的耐冷性显著高于RS-S,且互作效应的P值小于0.01,表明根、穗对嫁接苗耐冷性存在显著的互作效应。低温胁迫处理前,不同耐冷性番茄根系活力、根系及叶片电解质渗透率、可溶性糖及脯氨酸含量等无显著差异,但低温胁迫9 d后,常温恢复3 d时,不同处理间均表现出显著差异。

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    • 不同施磷水平下温室冬春茬黄瓜日产量变化及其与光温环境的关系
    • 李若楠1,2,武雪萍1,*,黄绍文1,王丽英2,陈丽莉2,翟凤芝2,史建硕2,任燕利2
    • 园艺学报. 2018, 45(2): 289-298. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017- 0384
    • 摘要 ( 211 ) HTML ( 561 ) PDF (2861KB) ( 561 )   
    • 针对设施蔬菜生产不合理施用磷肥问题,采用3年定位试验,研究滴灌条件下施用不同量磷肥后,温室冬春茬黄瓜的日产量变化、光温响应,及其产瓜高峰期,明确养分需求最大效率期和适宜施磷量。共设3个施磷水平,分别为不施磷P0处理、推荐施磷量P1处理和农民常规磷量P2处理。P1处理磷量参考基础土壤Olsen-P测试值、土壤磷素丰缺指标和目标产量推荐,单季施用P2O5 300 kg · hm-2。P2处理磷量按照调查所得河北省设施黄瓜生产磷肥平均用量设计,单季施用P2O5 675 kg · hm-2。结果表明,(1)3年日产瓜量变化均符合二次曲线特征,产瓜高峰出现在定植后97 ~ 104 d,此时温室早8:00 ≥ 10 ℃的累计气温为1 389.4 ~ 1 849.6 ℃,累计日照时数为629.0 ~ 866.8 h;根据温室内外气温回归关系,估算该时期温室日均气温23 ~ 27 ℃、活动积温约1 650 ~ 2 050 ℃,该阶段即为冬春茬黄瓜养分需求最大效率期。(2)与P2处理相比,P1处理减施磷56%后磷素供应满足了黄瓜产量建成需求,3年产瓜高峰出现时期、高峰期产瓜量和总产量均无显著改变。(3)连续不施磷肥高产黄瓜果实成熟推迟,2009年P0较P2处理产瓜高峰推迟16 d,产瓜高峰形成时已接近拉秧期。综上,在华北平原地区光温条件下,温室冬春茬黄瓜养分需求最大效率期在5月下旬至6月上旬,满足该时期养分适量供应有利于提高肥料利用效率;在与供试条件相近的温室,冬春茬黄瓜目标产量170 t · hm-2时,P2O5施用量300 kg · hm-2(较农民常规施磷量减少50%以上)能保证产瓜高峰期不滞后,产量不降低。

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    • 小苍兰开花特性与繁育系统研究
    • 孙 忆,李 玺,丁苏芹,史益敏,唐东芹*
    • 园艺学报. 2018, 45(2): 299-308. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0393
    • 摘要 ( 271 ) HTML ( 746 ) PDF (2641KB) ( 746 )   
    • 综合运用杂交指数、花粉活力及柱头可授性、花粉/胚珠比、人工控制授粉试验等,对小苍兰的花部结构及繁育系统进行研究。结果表明:小苍兰雄蕊和雌蕊空间分离,花药紧贴花柱外侧,低于柱头约2 mm,在花朵开放的整个过程中雌、雄蕊的相对位置不变。小苍兰雌雄异熟现象明显,花药开裂时间与柱头可授期不同步,当花粉活力达到最高值时,柱头可授性还较低。小苍兰杂交指数(OCI)为 5,花粉/胚珠比(P/O)为1 614,人工授粉的坐果率高于自然传粉,由此判断其交配方式是以异交为主,自交为辅,繁育系统为兼性异交。

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    • 桂花LTR类反转录转座子RT序列的克隆及分析
    • 王庆竹1,2,李慧平2,文晓鹏2,范付华1,3,*
    • 园艺学报. 2018, 45(2): 309-320. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0310
    • 摘要 ( 171 ) HTML ( 654 ) PDF (5902KB) ( 654 )   
    • 克隆获得桂花Ty1-copia和Ty3-gypsy类反转录转座子反转录酶(reverse transcriptase,RT)序列,并对其序列变化特点进行分析,以期为桂花基因组进化和多样性研究提供依据。根据Ty1-copia和Ty3-gypsy类反转录转座子RT保守区设计简并引物,以桂花叶片基因组DNA为模板,通过PCR扩增,分别得到260和430 bp左右的目标条带,经回收、克隆、测序及相关生物信息学软件进行序列分析后,获得49条Ty1-copia类反转录转座子RT序列和20条Ty3-gypsy类反转录转座子RT序列。通过核苷酸聚类,Ty1-copia类反转录转座子RT序列分为4类。这些序列长度为255 ~ 271 bp,序列相似性为32.0% ~ 96.9%。翻译成氨基酸后,有2条序列出现移码突变,16条序列出现终止密码子突变。Ty3-gypsy类反转录转座子RT序列也分为4类。序列长度为408 ~ 449 bp,相似性为54.7% ~ 98.8%。有8条序列发生移码突变,10条序列发生终止密码子突变。经反转录转座子RT氨基酸序列比对,桂花与梅花、李、枣等可能有共同的起源。桂花Ty1-copia和Ty3-gypsy类反转录转座子RT序列具有高度异质性;系统进化树分析表明,桂花与不同物种间可能存在反转录转座子的横向传递。

    • 相关文章 | 计量指标
    • 茶树硫酸盐转运蛋白基因CsSULTR3.1的克隆及其对硫和硒的响应分析
    • 张晶晶,钱文俊,郝心愿,王 璐,丁长庆,姚利娜,王新超,曾建明*
    • 园艺学报. 2018, 45(2): 321-332. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0792
    • 摘要 ( 225 ) HTML ( 535 ) PDF (7012KB) ( 535 )   
    • 从茶树(Camellia sinensis)根系中克隆获得1条长度为1 999 bp的核酸序列,该序列包含1 980 bp的开放阅读框(ORF),编码659个氨基酸。BlastX同源性比对显示,该基因编码的氨基酸序列与葡萄VvSULTR3.1相似度最高(86%),将其命名为CsSULTR3.1(GenBank登录号:KY963793)。进一步分析显示,该基因编码的蛋白分子量为72.39 kD,理论等电点为7.61,属于非分泌性蛋白,包含10个跨膜结构域。以GFP作为标记进行亚细胞定位发现,该蛋白定位于细胞质中。qRT-PCR分析显示,CsSULTR3.1具有组织表达特异性,在茶树茎中表达量最高。CsSULTR3.1在茶树根系中的表达受Na2SO4和Na2SeO4诱导:60 mg · L-1 Na2SO4处理12 h后逐渐上调表达,在48 h时达到最大值,而240 mg · L-1 Na2SO4处理12 h内显著下调表达,随后显著上调并维持相对稳定状态;在不同浓度Na2SeO4处理条件下表达量均呈现先降低后升高再降低的趋势,且均在48 h时达到最高。

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    研究报告

    • MdSOS2L1基因苹果植株根际微生物多样性的研究
    • 王晓娜,王小非,安建平,马齐军,胡大刚,周 波*,郝玉金*
    • 园艺学报. 2018, 45(2): 333. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0477
    • 摘要 ( 186 ) HTML ( 597 ) PDF (727KB) ( 597 )   
    • 以野生型‘嘎拉’苹果和转MdSOS2L1基因植株为试材,利用高通量测序技术研究转MdSOS2L1苹果植株对根际微生物的影响。结果表明,转基因与野生型植株根际微生物群落丰富度和多样性存在较大差异,其中原核微生物群落变化最为明显。转MdSOS2L1植株根际酸杆菌门丰度增加较多,蓝藻、放线菌门丰度略有下降。同时,转基因植株根际土壤pH值低于野生型,并且转基因植株根际土壤的苹果酸、柠檬酸、草酸含量明显升高,两者非根际土无明显差异,转基因植株根际微生物的差异极有可能与MdSOS2L1基因介导的有机酸分泌有关。

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    • 芹菜中类胡萝卜素合成相关番茄红素ε环化酶基因AgLCYE的克隆与表达分析
    • 李静文,马 静,却 枫,王 枫,徐志胜,熊爱生
    • 园艺学报. 2018, 45(2): 341-350. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0620
    • 摘要 ( 188 ) HTML ( 612 ) PDF (1637KB) ( 612 )   
    • 番茄红素ε–环化酶(lycopene epsilon cyclase,LCYE)是类胡萝卜素合成途径中的关键酶。从‘津南实芹’中克隆获得番茄红素ε–环化酶基因AgLCYE。序列分析结果显示,AgLCYE包含1个1 590 bp的开放阅读框,编码529个氨基酸。氨基酸序列多重比对表明,芹菜和其他物种的LCYE同源性为77.68%,AgLCYE和同属伞形科的胡萝卜LCYE氨基酸序列同源性高达98.07%。AgLCYE蛋白与胡萝卜LCYE蛋白进化关系最近。AgLCYE蛋白属于亲水性蛋白,预测的蛋白质三级结构中有9个α螺旋和18个β折叠。无序化分析结果表明,AgLCYE编码的氨基酸序列有4个无序化区域。用UPLC方法对30、45和60 d龄芹菜叶中叶黄素和α–胡萝卜素的含量进行测定,30 d时叶黄素含量最高,45 d时最低,45和60 d时无显著性差异,叶片中的叶黄素含量均高于叶柄。芹菜叶片和叶柄中均没有检测到α–胡萝卜素的存在。荧光定量表达分析结果显示,随着生长期的增加,叶片中AgLCYE的相对表达量逐渐升高;叶柄中逐渐降低。

    • 相关文章 | 计量指标
    • 黄瓜叶面喷施硅肥对果实糖分和维生素C积累及相关酶的影响
    • 王苗苗,乜兰春*,徐瑞深,王珊珊
    • 园艺学报. 2018, 45(2): 351-358. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0395
    • 摘要 ( 260 ) HTML ( 619 ) PDF (687KB) ( 619 )   
    • 研究了黄瓜叶面喷施硅肥对其生长、产量、果实糖分、维生素C及相关酶活性和基因表达量的影响。结果表明:叶面喷施硅肥显著促进了黄瓜生长,增加了单株产量,提高了果实中碱性转化酶(NI)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)及半乳糖内脂脱氢酶(GaILDH)活性,提高了果实果糖、葡萄糖和维生素C含量。其中,1.420 g · L-1单硅酸处理效应最显著,其果糖、葡萄糖和维生素C含量分别较对照高13.79%、18.08%和75.11%。实时荧光定量PCR分析表明,叶面喷施单硅酸的黄瓜果实碱性转化酶–3(NI-3)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)和半乳糖内脂脱氢酶(GaILDH)基因表达量显著提高。

    • 相关文章 | 计量指标
    • 遮光对黄瓜幼苗同化物代谢相关糖和酶的影响
    • 张治平,王爱花,陆 慢,缪旻珉
    • 园艺学报. 2018, 45(2): 373-379. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0370
    • 摘要 ( 189 ) HTML ( 700 ) PDF (872KB) ( 700 )   
    • 试验中发现,黄瓜幼苗遮光叶片蔗糖含量略高于未遮光对照叶片,而棉籽糖、肌醇半乳糖苷和水苏糖含量显著低于对照叶片。叶片中肌醇半乳糖苷合成酶活性和基因转录水平变化趋势一致,遮光叶片显著低于对照叶片;棉籽糖合成酶活性差异不显著,但是遮光叶片棉籽糖合成酶基因转录水平显著低于对照叶片;遮光叶片水苏糖合成酶活性显著低于对照,且相关基因转录水平变化与酶活性变化一致;此外蔗糖非发酵相关蛋白激酶1基因(SnRK1)表达水平在遮荫处理6 h时显著高于对照。表明在遮光胁迫下,黄瓜幼苗通过调控肌醇半乳糖苷合成酶、水苏糖合成酶和蔗糖非发酵相关蛋白激酶1相关基因表达和酶活性,维持叶片蔗糖含量,提供生长所需能量,保证叶片存活。

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