在苹果中鉴定了13个Major Latex Protein(MLP)家族基因MdMLP。序列比对及构建蛋白同源模型发现,MdMLP蛋白含有Bet_v_1典型的Gly-rich loop区域结构,且为MLP家族特有的GxxxxxG结构。经多物种MLP系统发育及共线性比较分析,MdMLP与其他蔷薇科物种MLP具有相似基因结构和蛋白质保守结构域。qRT-PCR分析表明,MdMLP 在‘新疆1号’苹果14个器官组织中均有不同程度的表达,对ABA、NaCl、PEG、低温(4 ℃)和高温(40 ℃)有一定响应,且同一亚族基因表达情况呈现相似趋势。String构建蛋白互作网络发现,MdMLP可能通过与PRSP、SNRK1/2、bHLH等应激、ABA相关转录蛋白互作,参与苹果对非生物胁迫的防御。
以‘鸭梨’为试材,空气处理为对照,分析比较前期超低氧胁迫(0.8% O2 + 0.5% CO2处理15 d,转入5.0% O2 + 0.5% CO2长期贮藏)、静态低氧气调(降温后直接转入5.0% O2 + 0.5% CO2)和“两阶段”缓慢降氧气调(10.0% O2 + 0.5% CO2处理15 d,转入5.0% O2 + 0.5% CO2长期贮藏)对‘鸭梨’采后贮藏过程中虎皮指数、α-法尼烯和共轭三烯、内在品质、呼吸速率、乙烯释放速率及乙烯生物合成及信号转导途径关键基因相对表达量的影响。结果表明:与空气对照相比,采用前期超低氧胁迫、静态低氧气调及“两阶段”缓慢降氧气调均显著降低了‘鸭梨’贮藏及货架期间虎皮病的发生,贮藏240 d及货架7 d后,虎皮指数由高到低依次为:空气对照(93.75%)>“两阶段”缓慢降氧气调(80.00%)> 静态低氧气调(62.50%)>前期超低氧胁迫(53.57%);进一步研究发现,低氧气调抑制了果实共轭三烯的积累,较好地维持了贮藏后期果实可滴定酸和维生素C含量。同时,果实货架初期乙烯释放量显著降低,乙烯释放高峰明显推迟,PbACO1、PbACO3及PbACS1的相对表达量显著降低;而PbCTR1和PbERF1相对表达量升高,货架后PbETR2基因相对表达量快速升高,乙烯大量释放。
为了探究过氧化氢酶基因CsKat01在柑橘抵御溃疡病过程中的作用,对感病品种‘晚锦橙’和抗病品种‘四季橘’中CsKat01进行了生物信息和表达分析,并探究了溃疡病菌接种处理后两品种中CAT酶活性和H2O2含量的关系。克隆CsKat01的编码序列并对该基因及其编码蛋白进行结构和功能分析,发现CsKat01编码框全长为1 482 bp,共编码493个氨基酸残基,蛋白序列中含有典型的CAT结构域;通过启动子序列克隆和分析发现‘晚锦橙’和‘四季橘’核心启动子区域均含有水杨酸、茉莉酸和脱落酸的响应元件,但数量不同;利用qRT-PCR分析水杨酸、茉莉酸、脱落酸和柑橘溃疡病菌(Xcc)对CsKat01的诱导表达特性,发现CsKat01的高表达可能使柑橘相对更感病;结合Xcc诱导后植物组织中CsKat01酶活性和H2O2含量,综合分析CsKat01、CAT酶活、H2O2含量和柑橘对溃疡病抗性之间的关系,推测CsKat01基因可能通过调控CAT的酶活性,改变H2O2含量进而影响柑橘对溃疡病的抗性。
为探寻三倍体枇杷光合作用效率及光系统活性的特点,于2018—2019年的3、7、12月,连续两年对两个杂交三倍体F1代B431 × GZ1和B431 × GZ23,及其四倍体母本B431、二倍体父本GZ1、GZ23的叶片净光合速率(Pn)和快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP曲线)进行了测定及JIP-test分析。结果表明:三倍体枇杷F1代的Pn在3、7、12月均显著高于各自二倍体父本;但与四倍体母本在7月的差异不显著,在3、12月与四倍体母本的差异因杂交组合的不同而异,其光合差异主要与非气孔限制因素有关。同时,三倍体F1代与四倍体母本的大部分荧光参数差异不显著,但与二倍体父本相比,其光能的吸收(ABS/CSm)、捕获(TRo/CSm)能力强、热耗散(DIo/CSm)比例低,从而维持较高的电子传递性能(ETo/CSm)、促进PSⅡ与PSⅠ之间的电子传递(REo/CSm)、维持相对较高的性能指数(PIabs)及最大光化学效率(Fv/Fm)。因此,三倍体枇杷较强的光系统活性及调节能力是其具有较高光合效率的原因之一。
采用高通量测序(High-throughput sequencing,HTS)技术检测新疆蟠桃感染病毒的情况。采集具有穿孔、脉间褪绿等症状的蟠桃嫩叶,提取总RNA,用于高通量测序,共获得13.36 Gb的数据,包含44 563 187对reads,其中比对到油桃茎痘相关病毒(nectarine stem pitting-associated virus,NSPaV,KT273409)和亚洲李属病毒(asian prunus virus,APV2,KT893294)基因组的分别有9 943对和40 036对,经拼接各得到长4 978和9 393 nt的contig,基因组覆盖率均接近100%(5′端分别差10个和7个碱基),核酸一致度分别为95.0%和92.9%,将此分离物分别命名为NSPaV-Tao和APV2-Tao4。用RT-PCR方法对23个蟠桃树样品进行了检测,结果NSPaV和APV2检出率分别为43.5%和69.6%。通过比较已知NSPaV病毒的核苷酸序列,发现NSPaV-Tao可能是其他分离物重组的结果。
在菜薹(Brassica rapa var. parachinensis)中克隆BrNAP1并分析其功能。BrNAP1编码区全长813 bp,编码270个氨基酸,具有NAP转录因子特有的保守结构域,属于NAP亚家族成员。BrNAP1表达量与叶片衰老程度呈正相关且受ABA诱导表达上调。亚细胞定位试验表明BrNAP1定位于细胞核。互补试验显示BrNAP1能使拟南芥atnap滞绿表型回复至野生型,过表达则能引起采后叶片早衰。双荧光素酶试验表明BrNAP1能够激活BrSAG113表达。这些说明BrNAP1是菜薹采后叶片衰老的正调控基因。
以白花芥蓝‘四季粗条’为材料克隆了BoaDFR基因,GenBank登录号为MT472647,CDS序列长为1 158 bp,编码385个氨基酸,与甘蓝型油菜、甘蓝和白菜等具有高度同源性。BoaDFR表达水平在芥蓝不同发育时期、不同器官中存在显著差异,随植株发育总体呈现先下降后上升的趋势,在幼嫩种子中表达量最高。芥蓝原生质体的亚细胞定位结果显示BoaDFR定位在细胞核上。构建了农杆菌介导的芥蓝瞬时过表达体系,将BoaDFR转入白花芥蓝‘四季粗条’和黄花芥蓝‘福州黄花’中,发现BoaDFR在两种芥蓝中均高水平表达,转基因植株叶片颜色明显变紫,花青素苷显著积累,总含量最高达461.43 μg·g-1 FW,而野生型和转空载体芥蓝叶片中几乎检测不到花青素苷。通过HPLC在转基因植株叶片中共检测到8种花青素苷,均为矢车菊花青素苷,其中矢车菊-3-阿魏酰-丙二酰-槐糖苷-5-葡萄糖苷占比最高。
利用拟南芥几丁质酶(Chitinase,CHI)基因家族蛋白序列在马铃薯基因组内进行BlastP分析,获得马铃薯CHI家族成员,并对其进行基因结构分析、motif预测、进化树构建、顺式作用元件和组织表达分析。共有26个马铃薯CHI基因成员得到鉴定,其所有成员均含有较少的内含子,其中motif 1 ~ motif 6均含有具有催化功能的GH19结构域。一共检测到166个胁迫或激素响应元件。进化树分析显示,CHI分为6个亚家族。马铃薯几丁质酶基因在不同组织中差异表达并且在水杨酸或茉莉酸处理后诱导表达,暗示水杨酸和茉莉酸对几丁质酶家族有不同的调控作用。
菊花绿色品种相对稀少,育种难度较大,遗传机制报道较少。以舌状花绿色、平瓣的栽培菊(Chrysanthemum × morifolium)‘绿叮当’为母本,与舌状花白色、平瓣的野生种毛华菊(C. vestitum)进行杂交,将其秋季开花的453株后代作为遗传群体,选取舌状花的色相角h值和色相a*值、舌状花瓣数和花序直径这4个性状进行杂种优势分析和主基因 + 多基因混合遗传分析。结果表明:(1)这些性状呈连续变化,有极显著的中亲杂种优势,舌状花的色相角和花序直径有极显著的超亲优势;(2)色相角h值、色相a*值和舌状花瓣数均由两对加性—显性—上位性主基因控制,其主基因遗传率分别为38.74%、90.34%和76.20%;花序直径由一对加性—显性主基因控制,其主基因遗传率为41.20%。此外,杂交后代舌状花大多为平瓣,与双亲一致,少量个体出现管瓣与匙瓣。舌状花的色相角h值、舌状花瓣数及花序直径都分别与舌状花色相a*值显著相关。由此可见,在这个绿色菊花品种与野生近缘种杂交的拟测交F2代群体中,舌状花的色相a*值主基因遗传率高,并与其他花部性状显著相关。
对54个大花蜂窝型切花菊株系,以株高、节间长、茎粗、茎充实度、叶长、叶宽、叶柄角度、花径、花高/花径、舌状花数和管状花数共11个观赏性状作为评价因子,利用层次分析法建立综合评价体系,并开展株系的筛选。研究确定了各性状的权重值,其中花高/花径影响最大,权重为0.241,其次是舌状花数和管状花数,权重为0.155和0.111。通过K-Means聚类分析将54个株系分为3个等级,优13个,占24.07%;良30个,占55.56%;差11个,占20.37%。通过层次分析法及K-Means聚类分析可以有效地对蜂窝型切花菊株系观赏性状进行综合评价,并选出符合育种目标的优良后代,为新品种选育提供重要材料。
在西藏林芝地区和河南芍药科迁地保护中心观察了中国特有植物大花黄牡丹(Peaonia ludlowii)的枝条发育。结果表明:大花黄牡丹春季花枝在花期前后第2次萌发枝条,二次枝秋季并不“枯枝退梢”,这是区别牡丹组其他种和栽培品种的特征之一。二次枝顶芽分化成具花、叶原基和腋芽原基的复合芽,从分化起始到开花结实历经3个年周期,约17 ~ 20个月。二次枝的生长、顶芽分化与种实发育同步并可增加群落冠层高度。非采挖性砍伐有利于枝条更新。
从苹果砧木垂丝海棠(Malus halliana Koehne)中克隆得到了MhMYB114-Like基因(序列号:LOC103405832)。该基因包含全长为 602 bp的完整开放阅读框,编码200个氨基酸,蛋白质等电点为9.38。系统进化树分析表明,MhMYB114-Like与野草莓该家族蛋白亲缘关系最近。分析MhMYB114-Like的启动子区域发现包含干旱、光、生长素和黄化响应等顺式作用元件。荧光定量 PCR 分析表明,在缺铁胁迫下MhMYB114-Like在垂丝海棠叶和根中表达水平显著上升,MhMYB114-Like的表达明显受缺铁胁迫的诱导。将MhMYB114-Like遗传转化‘王林’苹果愈伤组织,通过测定相关生理指标进行抗性分析发现,过量表达MhMYB114-Like可明显提高转基因愈伤组织对缺铁胁迫的抗性。结果表明 MhMYB114-Like可响应缺铁胁迫,在抵抗缺铁胁迫中具有重要作用。
2014—2016年,以‘黄冠’梨为材料,采用15N示踪技术研究了从幼树期到结果初期梨树对春季施用氮素的吸收利用及土壤残留与损失情况。研究结果表明,幼树期(2014—2015年)梨树生长以中心干和粗根等树体骨干结构建立为主,生长量相对较小;进入结果初期(2016年)后树体生长表现为树体骨干结构建立为主,枝梢等营养器官生长与产量形成并存,生长量大幅增加。整个试验期间,树体贮藏器官的标记氮素吸收量较大,其中幼树期中心干吸收量最大,结果初期粗根吸收量最大。0 ~ 100 cm土层标记氮素残留量随土层深度和施用年限增加逐渐降低,其中,施用标记氮素后第1年(2014年),土壤标记氮素残留量较高,残留率达63.61%,梨幼树对标记氮素利用率仅为3.25%。随后两年(2015—2016年)土壤残留量较低,树体对标记氮素利用率仅为0.51%和0.80%。试验结束时,幼树期到结果初期梨树对标记氮素的累计利用率为4.57%,土壤标记氮素残留量为20.34%,损失率达75.07%。
草莓白化相关病毒(strawberry pallidosis-associated virus,SPaV)属于长线形病毒科(Closteroviridae)毛形病毒属(Crinivirus),可引起草莓病害,2017年在中国首次报道。采用高通量测序、RACE和RT-PCR技术获得了SPaV中国分离物(FJ)的基因组全长。该病毒含有两条正单链基因组RNA1和RNA2。RNA1全长8 048 nt,5′和3′非编码区序列分别为264和197 nt,含有3个开放阅读框(ORF),分别编码ORF 1a/1b融合蛋白和p9蛋白。RNA2全长7 977 nt,5′和3′非编码区序列分别为248和186 nt,含有8个开放阅读框(ORF),分别编码HSP70h、CPh、CP、CPm、p7、p6、p9和p28等8个蛋白。RNA1和RNA2与美国M1分离物分别具有98.5%和99.0%的核苷酸一致性;系统发育分析结果表明,SPaV中国分离物(FJ)单独处在一个分支。对SPaV来源的小RNA的分析表明,来源于SPaV的小RAN长度以21和22 nt为主。
以‘红福七寸’和‘红芯七寸’胡萝卜为材料,测定了不同浓度NaCl处理下肉质根木质素含量以及根和叶中胁迫相关的生理指标,并利用实时荧光定量PCR方法测定了13个木质素合成相关基因在肉质根中的表达水平。结果显示:在不同浓度盐胁迫下,胡萝卜肉质根中木质素含量均显著高于对照(蒸馏水处理),且在100 mmol·L-1 NaCl处理下含量最高,为对照的1.91倍(‘红福七寸’)和1.83倍(‘红芯七寸’),表明盐胁迫诱导了胡萝卜肉质根木质素的合成。qRT-PCR和相关性分析结果显示13个木质素合成相关基因中的DcF5H和DcCOMT表达水平与木质素含量的动态变化相似且高度正相关,可能为盐胁迫下胡萝卜肉质根木质素生物合成响应的关键基因。生理指标测定结果显示,在盐胁迫处理下,胡萝卜根和叶中的超氧化物歧化酶(SOD)活性、脯氨酸和可溶性蛋白含量均有不同程度的响应。本研究结果表明盐胁迫诱导胡萝卜肉质根的木质化,木质素合成通路基因参与了对盐胁迫的响应,DcF5H和DcCOMT可能是盐胁迫下调控木质素合成的关键基因。
采集龙牙百合(Lilium brownii var. viridulum)枯萎病典型症状的鳞茎进行病原物分离、纯化和致病性测定,结合病原菌形态学观察及其 rDNA-ITS、EF-1α、mtSSU和IGS基因的序列分析,确定病原菌为共享镰孢菌Fusarium commune。测定了光照、温度、pH、碳源和氮源等处理对该病原菌生长和产孢的影响,并采用菌丝生长速率法测定其对5 种杀菌剂的敏感性。结果表明,最适菌丝生长的条件包括温度为25 ~ 30 ℃、pH 8.0、碳源为乳糖、氮源为蛋白胨;最适产孢条件包括24 h黑暗、温度为30 ℃、pH 10.0、碳源为乳糖、氮源为蛋白胨;另外,24 h光照、24 h黑暗和12 h光照/12 h黑暗条件均适宜该菌的菌丝生长。在5种参试杀菌剂中,肟菌·戊唑醇抑制作用最强,EC50值为0.294 mg·L-1,噁霉灵的效果最差,EC50为39.359 mg·L-1。
对在江苏省扬州市芍药(Paeonia lactiflora)叶片上发现的一种黑斑病,采集其病叶,分离和纯化病原物,根据柯赫氏法则明确其致病性。基于病原物形态特征和多基因(rDNA-ITS、endoPG、OPA2-1、Alt a 1)序列联合分析,鉴定该病原物为链格孢(Alternaria alternata)。该病原菌的最适生长条件是:温度为28 ℃,pH 7.0,最适碳源为可溶性淀粉,最适氮源为硝酸钾。室内毒力测定发现,在测试的4种杀菌剂中,嘧菌酯和吡唑醚菌酯乳油对病原菌离体生长的抑制作用较强,而戊唑醇和异菌脲对其生长的抑制作用较差。
根据李矮缩病毒(prune dwarf virus,PDV)外壳蛋白基因序列的保守区设计特异性引物和探针,建立了PDV的重组酶聚合酶扩增—侧流层析试纸条(recombinase polymerase amplification combined with lateral flow dipstick,RPA-LFD)检测方法。该方法在恒温39 ℃下反应20 min,具有标记的扩增子可达到检测水平。扩增子检测室(amplicon detection champer)中的侧流层析试纸条在20 min内呈现可视化检测结果。该方法与侵染樱桃的另外6种病毒(CGRMV、PNRSV、LchV-1、PBNSPaV、CVA和CNRMV)无交叉反应。灵敏度试验表明,用RPA-LFD方法检测PDV的灵敏性是PCR方法的10倍。用该方法检测13个田间样品,其检测结果与PCR检测结果一致。RPA-LFD法具有操作简单、快速、灵敏度高、特异性强等特点,适合对PDV样品的快速检测与鉴定。
‘金陵血蟠’是以早熟红肉桃‘野鸡红’为母本,中熟黄肉油蟠桃单株DN1-42(‘霞光’× NF)为父本,杂交选育成的早熟红肉蟠桃新品种。果实扁平形,平均单果质量107.6 g,大果质量146.6 g;果肉红色,硬溶质,风味甜,可溶性固形物含量11.1% ~ 14.2%,半离核。在南京地区6月上中旬果实成熟,果实发育期80 d左右。自花结实,丰产性好,产量22 500 kg·hm-2左右。
‘辽异1号’是从大连市瓦房店市李店镇心形核桃(Juglans cordiformis)实生后代中选育出的新品种。坚果阔椭圆形,较小,平均单果质量0.86 g,纵径19.7 mm,横径12.3 mm。坚果壳薄,果壳在纵径方向上有1条很细裂缝,坚果平均壳厚0.81 mm,平均仁质量0.44 g,出仁率51.2%,极易取整仁。核仁饱满,黄白色。树体抗寒抗病能力强。
‘通甜蜜1号’是以14203为母本,T1318为父本杂交选育而成的薄皮甜瓜新品种。果实圆球形,单果质量约630 g,果皮白色有黄晕。果肉白色,肉厚2.2 cm,肉质脆,有芳香味,中心糖含量14%,边糖含量10%,边心差小。全生育期105 d,果实发育期30 d。爬地栽培产量33 t·hm-2左右,立架栽培产量42 t·hm -2左右。适合江苏省及类似生态地区春秋两季保护地及露地栽培。
观赏荷花‘宝莲灯’由‘红灯高照’荷花种子经60Co辐照诱变后人工选育获得的新品种。植株小微型,立叶高40 ~ 49 cm,叶长径20 ~ 24 cm,短径18 ~ 20 cm。花朵繁密,单盆开花17 ~ 25朵。花重台,花径10 ~ 11 cm,粉红色,花瓣100 ~ 120枚。雄蕊及雌蕊瓣化,不结实。
‘蜀紫粉’紫薇是从‘温江大红’实生苗中选育出的新品种。观赏价值高,花期为6月中旬—9月中旬,花色呈紫红色,适宜在四川盆地海拔300 ~ 800 m的低山丘陵区栽培。
‘森淼重瓣冠’是从文冠果的实生变异单株中选出的观赏型新品种。树势强健,发枝力强;总状花序,每花序20 ~ 30朵重瓣无性花,每朵小花约30个花瓣,花瓣白色;外层花瓣较大为倒卵形,逐层变小,内层花瓣长条形;不结实。