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当期目录

    2021年, 第48卷, 第10期 上一期    下一期

    序言

    研究论文

    • 大花君子兰查尔酮合酶基因CmCHS的克隆及其功能验证
    • 刘玥, 李月庆, 孟祥宇, 黄靖, 汤昊, 李源恒, 高翔, 赵春莉
    • 园艺学报. 2021, 48(10): 1847-1858. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2021-0090
    • 摘要 ( 861 ) HTML ( 1048 ) PDF (4349KB) ( 1048 )   
    • 为研究大花君子兰(Clivia miniata)查尔酮合酶的结构及功能,基于前期构建的大花君子兰转录组数据库,对参与花青素合成的CHS基因家族进行鉴定和筛选。在大花君子兰中克隆得到4个CmCHSCmCHS1 ~ CmCHS4),其开放阅读框全长分别为1 173、1 170、1 173和1 173 bp,编码390、389、390、390个氨基酸。氨基酸序列比对分析证实,CmCHS具备该基因家族典型的保守结构域。进化树分析结果显示,4条CmCHS属于真实的CHS,编码蛋白属于Ⅲ型聚酮合成酶(PKS),亚细胞定位于细胞质和细胞核中。基因表达特异性分析结果表明,CmCHS1CmCHS2在花朵初开和盛开期表达量较高;CmCHS1CmCHS2CmCHS3在红色叶片和果皮中的表达量大大高于绿色叶片和果皮,CmCHS4则相对较低。构建原核表达载体pET-32-CmCHS,体外酶活检测表明,4个CmCHS重组蛋白皆可催化香豆酰辅酶A和丙二酰辅酶A生成柚皮素查尔酮。

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    • 红掌R2R3-MYB转录因子基因AaMYB6调控花青素苷合成
    • 李崇晖, 杨光穗, 张志群, 尹俊梅
    • 园艺学报. 2021, 48(10): 1859-1872. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2021-0476
    • 摘要 ( 628 ) HTML ( 602 ) PDF (3457KB) ( 602 )   
    • 为了挖掘调控红掌肉穗花序花青素苷合成的转录因子基因,基于前期的转录组数据,以‘粉冠军’红掌(Anthurium andraeanum‘Pink Champion’)肉穗花序为材料,克隆了1个R2R3-MYB家族基因AaMYB6(GenBank序列号MZ171064)。通过氨基酸序列比对和系统进化树分析、亚细胞定位、在烟草中的过表达分析、qRT-PCR、酵母双杂交(yeast two-hybrid assay,Y2H)和双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation,BiFC)试验,研究了AaMYB6的功能。结果表明AaMYB6与已报道的AaMYB1具有较高的同源性,属于以玉米ZmC1为代表的,调控单子叶植物花青素苷合成的R2R3-MYB家族C1亚组。AaMYB6定位于细胞核。在烟草中过表达AaMYB6,NtF3H表达量下调,但却激活了T1代转基因植株花丝中花青素苷生物合成途径关键酶基因NtF3′HNtDFRNtANSNtUFGT的表达,产生了花丝中积累花青素苷的表型。AaMYB6主要在红掌‘紫公主’的肉穗花序中表达,且在不同品种肉穗花序中其表达量与花青素苷含量显著正相关。Y2H和BiFC试验表明AaMYB6与前期报道的参与花青素苷和原花青素合成调控的bHLH转录因子AabHLH1有相互作用,进一步验证了AaMYB6调控花青素苷合成的功能。

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    • 百合花被片的结构和色素成分对花色的影响
    • 王青, 吕彤, 吕英民
    • 园艺学报. 2021, 48(10): 1873-1884. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2021-0519
    • 摘要 ( 1071 ) HTML ( 763 ) PDF (10452KB) ( 763 )   
    • 对7个色系27个百合品种进行花被片结构分析。百合花被片中的色素主要存在于上下表皮细胞中,大部分品种的上、下表皮细胞均为不规则的长条形,有些品种含有花青素的细胞呈规则的多边形,排列比较紧密;花被片斑点的主要色素为花青素。对7个色系61个百合品种和2个野生种进行色素成分分析,通过HPLC-QTOF-MS鉴定得到了23种类黄酮化合物、1种花青素苷(矢车菊素-3-O-芸香糖苷)和10种类胡萝卜素(9Z-紫黄质、花药黄质、辣椒红素、叶黄素、玉米黄质、橘黄质、9Z-花药黄质、β-隐黄质、β-胡萝卜素和9Z-β-胡萝卜素)。百合花被片中均含有类黄酮化合物。白色花被片中主要含有类黄酮化合物,有的含有极少量的类胡萝卜素;红色花被片中含有花青素、类胡萝卜素和黄酮类化合物,且花青素和类胡萝卜素为主要的呈色物质;紫红色和粉色花被片中主要含有花青素和黄酮类化合物;黄色和橙色花被片中主要呈色物质是类胡萝卜素。

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    • OT百合杂交育种历程中的花色演变分析
    • 余鹏程, 谭平宇, 高丽, 贾桂霞
    • 园艺学报. 2021, 48(10): 1885-1894. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2021-0578
    • 摘要 ( 791 ) HTML ( 267 ) PDF (1281KB) ( 267 )   
    • OT百合杂种系(Oriental × Trumpet)花色种类丰富,花部呈色模式新颖,是目前国际上百合育种的主要方向。对世界范围内培育和登录的OT百合品种(1958—2018年)的花色和育种信息进行整理和分类,分析了OT百合杂交育种的历史,计算参与OT百合起源的重要亲本的核遗传贡献值;系统研究了OT百合色系和类型。OT百合品种共有8个色系和5种着色模式;不同色系主要起源于湖北百合(Lilium henryi)、鹿子百合(L. speciosum)、乙女百合(L. rubellum)和天香百合(L. auratum)等,这4个亲本的总核遗传贡献值分别为10.3035、6.7955、4.1250和2.5255;在杂交育种中出现花朵色块嵌合现象,色素合成途径的互作和染色体变异的演变模式是形成OT百合丰富花色的原因。

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    • 中国水仙NtMYB8的分离及功能研究
    • 吴立璇, 周平, 范雨昕, 王桂青, 曾黎辉
    • 园艺学报. 2021, 48(10): 1895-1906. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2021-0599
    • 摘要 ( 461 ) HTML ( 297 ) PDF (1797KB) ( 297 )   
    • 从中国水仙(Narcissus tazetta var. chinensis)‘金盏银台’中分离获得1个MYB转录因子基因,命名为NtMYB8,GenBank登录号:MF5222090。通过多重序列比对和进化树分析发现,NtMYB8属R2R3-MYB家族,与原花青素激活因子亲缘关系最近;NtMYB8在中国水仙副冠中表达量最高;将NtMYB8在普通烟草瞬时转化,注射的叶片出现微弱红色斑点;转35S-NtMYB8烟草花瓣颜色变化不明显,qPCR检测显示NtMYB8促进转基因烟草类黄酮代谢途径大部分结构基因表达;酵母双杂试验表明NtMYB8能与中国水仙NtbHLH1互作;双荧光素酶瞬时表达试验显示NtMYB8与NtbHLH1互作能够显著促进水仙类黄酮代谢途径关键基因NtFLS的启动子活性。研究结果表明,NtMYB8是中国水仙类黄酮代谢途径的激活因子,可能促进副冠中黄酮醇的合成。

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    • 基于秋石斛花朵颜色、色素分布及表皮细胞形态的表型分类
    • 殷涵泰, 尹俊梅, 廖易, 陆顺教, 李崇晖
    • 园艺学报. 2021, 48(10): 1907-1920. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2021-0406
    • 摘要 ( 426 ) HTML ( 410 ) PDF (3737KB) ( 410 )   
    • 以107个秋石斛(Dendrobium hybrids)品种为试材,利用分光色差仪测定花瓣和唇瓣的颜色并进行聚类分析,通过组织切片观察花瓣和唇瓣的解剖结构,分析花色素分布模式、表皮细胞形态差异以及它们与花色表型间的相关性。结果表明:基于CIELab表色系统的聚类分析将秋石斛分为白、粉、黄绿、紫红、浅紫、紫、深紫、复色等8个色系,以紫色色调为主,颜色相对单一;唇瓣的颜色比花瓣更暗、更深。对72个代表性品种花瓣的解剖观察结果表明,花青素苷有13种组织部位分布模式,花青素苷分布部位越多花色明度会减小并颜色加深,在一品种中发现了能增强颜色的花青素苷体(anthocyanoplasts,ACP);类胡萝卜素广泛分布于花瓣的各个组织部位。秋石斛花存在5种形态的表皮细胞(扁平细胞、圆顶细胞、细长圆顶细胞、乳突细胞和表皮毛细胞),上表皮细胞的圆锥凸起程度大于下表皮,唇瓣上表皮细胞的圆锥程度比花瓣更大。在富含花青素苷的品种中,色相a*值、彩度C值与花瓣表皮细胞的高宽比正相关,在不含花青素苷的品种中,色相a*值、明度L*值与花瓣表皮细胞的高宽比正相关,而彩度C值为负相关;含类胡萝卜素的花朵表皮细胞的圆锥程度显著小于不含类胡萝卜素的类群。

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    • ‘白姜花’ב金姜花’杂交F1代花色遗传分析及其相关SSR分子标记开发
    • 周熠玮, 许国宇, 王琴, 严福龙, 玉云祎, 余让才, 范燕萍
    • 园艺学报. 2021, 48(10): 1921-1933. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2021-0624
    • 摘要 ( 387 ) HTML ( 337 ) PDF (2836KB) ( 337 )   
    • 以‘白姜花’为母本,‘金姜花’为父本杂交获得的114株F1杂交后代为材料,对唇瓣主色、唇瓣心部主色、花丝主色和花药主色等4个重要花色性状进行观测和分析,同时利用集团分离分析法开发花色相关分子标记。结果显示,114株F1杂交后代花色分离广泛,唇瓣主色、唇瓣心部主色、花丝主色和花药主色的香农—维纳指数为0.57 ~ 1.58。唇瓣主色和唇瓣心部主色的L*a*b*值呈连续分布。聚类分析可将114个F1杂交后代分为橙色系和白色系两大类。BSA-SSR分析从191对引物中确定了HcgSSR676标记与花色性状紧密相关,该标记与白色系/橙色系,唇瓣主色黄度值(b*1)、唇瓣心部主色亮度值(L*2)、红度值(a*2)、黄度值(b*2)极显著相关,回归决定系数R2范围为7.92 ~ 23.19。

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    • 滇牡丹花瓣着色过程中类胡萝卜素成分变化和相关基因表达分析
    • 邹红竹, 周琳, 韩璐璐, 吕纪杭, 王雁
    • 园艺学报. 2021, 48(10): 1934-1944. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2021-0613
    • 摘要 ( 376 ) HTML ( 394 ) PDF (1536KB) ( 394 )   
    • 滇牡丹(Paeonia delavayi)中的黄色花类群是十分重要的育种资源。为厘清其花瓣着色过程中类胡萝卜素成分及含量变化,以花发育过程中4个时期的花瓣为材料进行类胡萝卜素定性及定量分析,并对类胡萝卜素生物合成途径中的关键结构基因PdPSYPdZDSPdLCYBPdCHYPdNXSPdCRISTOPdCHYB和降解途径中关键结构基因PdCCD的转录水平进行实时荧光定量PCR分析。首次在滇牡丹花瓣中鉴定出14种类胡萝卜素类物质,分别是α-胡萝卜素、花药黄质、番茄红素、玉米黄质、紫黄质、γ-胡萝卜素、新黄质、β-胡萝卜素、叶黄素、β-隐黄质、β-阿朴胡萝卜素醛、八氢番茄红素、ε-胡萝卜素和α-隐黄质,其中含量最高的为叶黄素和八氢番茄红素。随着花发育,八氢番茄红素、番茄红素和γ-胡萝卜素的积累量不断上升;α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、α-隐黄质、叶黄素、紫黄质、新黄质的积累量则不断下降。荧光定量结果显示PdPSYPdCRISTO、PdZDSPdLCYBPdCCD表达量呈上升趋势,PdCHYEPdCHYBPdNXS表达量呈下降趋势,其中PdCHYBPdNXS在透色期开始表达量明显降低;PdCHYE持续降低,该趋势与色素含量变化基本一致。

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    • 蜡梅花青素苷合成相关基因CpTT8的克隆和功能分析
    • 张倩, 杨楠, 桑海煜, 赵荣, 宋晓惜, 陈龙清, 向林, 赵凯歌
    • 园艺学报. 2021, 48(10): 1945-1955. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2021-0581
    • 摘要 ( 412 ) HTML ( 461 ) PDF (4110KB) ( 461 )   
    • 以蜡梅(Chimonanthus praecox L.)‘H29’为试材克隆得到1个bHLH类转录因子的全长编码序列,命名为CpTT8。对其生物信息学特征、时空表达特性、基因功能、蛋白互作、蛋白-DNA互作等进行了分析。CpTT8的ORF为2 130 bp,编码709个氨基酸,含有典型的bHLH结构域;蜡梅CpTT8与桃PpbHLH3、苹果MdbHLH3同源性最高。实时荧光定量PCR结果表明CpTT8在早期花芽中表达量最高;在根、茎、叶、果实中也有表达,以果实中的表达量最高。在拟南芥Col-0和tt8突变体中超量表达CpTT8有利于花青素苷和原花青素的积累,说明CpTT8是花青素苷合成过程中的正调控因子。酵母双杂交实验和双荧光素酶分析揭示了CpTT8需与MYB转录因子互作才能激活下游结构基因ANS的表达。

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    • 紫薇属与黄薇属植物花瓣类黄酮组成及含量分析
    • 林启芳, 刘婷婷, 刘洁茹, 蔡明, 程堂仁, 王佳, 张启翔, 潘会堂
    • 园艺学报. 2021, 48(10): 1956-1968. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2021-0408
    • 摘要 ( 498 ) HTML ( 389 ) PDF (4209KB) ( 389 )   
    • 为明确紫薇属(Lagerstroemia)和黄薇属(Heimia)的花色成分,探讨属间远缘杂交获得黄色花紫薇的可能性,以8个紫薇属种和品种与2种黄薇属植物的花瓣为材料,利用英国皇家园艺学会比色卡测量花色表型参数,采用超高效液相色谱—电喷雾电离—串联质谱(UPLC-ESI-MS/MS)技术对花瓣中类黄酮代谢物进行了定性和定量分析。8个紫薇属种和品种的花色分为红色、紫色与白色3个色系,共检测到158种类黄酮代谢物;2种黄薇属植物花色均为黄色系,共检测到138种类黄酮代谢物。黄薇属花瓣中芹菜素-4-O-鼠李糖苷、芹菜素-O-葡萄糖-O-鼠李糖、木犀草素、木犀草素-7-O-芸香糖苷(黄酮类)、山奈酚-3-O-葡萄糖苷-7-O-鼠李糖苷、山奈酚-3-O-洋槐糖苷、山奈酚-3-O-芸香糖苷、山奈酚-3-O-葡萄糖苷、山奈酚-7-O-葡萄糖苷(黄酮醇类)的相对含量远高于紫薇属,推测是黄薇属植物花瓣呈黄色的主要色素。而紫薇属花瓣中共有的相对含量较低的类黄酮代谢物有32种,其红色系和紫色系花瓣中主要呈色色素为花青素苷,白色系花瓣中黄酮与黄酮醇类代谢物主要以木犀草素与槲皮素为苷元。类黄酮代谢途径的中间产物或最终物质积累量不同,是导致紫薇属与黄薇属植物花色差异的主要原因。

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    • 檵木不同叶色形成的化学成分比较研究
    • 陈倩如, 蔡文淇, 张霞, 张大毛, 李卫东, 许璐, 于晓英, 李炎林
    • 园艺学报. 2021, 48(10): 1969-1982. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2021-0815
    • 摘要 ( 461 ) HTML ( 302 ) PDF (3061KB) ( 302 )   
    • 以3个檵木属优良株系为材料,通过英国皇家园艺协会比色卡(RHSCC)比色、分光色差仪测色、叶片解剖观察、色素含量测定和超高效液相色谱质谱联用(UPLC-MS/MS)技术及迈维代谢自建植物特有数据库(MWDB)和代谢物信息公共平台探讨其叶色呈色的化学机制。结果表明:3个檵木属株系叶色存在显著差异,红花檵木叶片的栅栏组织、海绵组织、气孔的副卫细胞和下表皮细胞分布有花青素苷。红花檵木叶片中总花青素苷与叶绿素总含量的高比值是叶片呈现红色的直接原因。从供试材料中共鉴定出185种类黄酮化合物(包括花青素苷15种、黄酮苷104种、黄酮醇苷39种、黄烷酮苷20种、异黄酮苷7种)和22种除类黄酮以外的多酚类化合物(包括酚酸19种,原花青素3种)。以天竺葵素、矢车菊素、飞燕草素、芍药花素、矮牵牛素和锦葵素为苷元的13种花青素苷是红花檵木呈色的主要色素成分;黄酮苷、黄酮醇苷、黄烷酮苷、异黄酮苷、酚酸、原花青素等非花青素苷类多酚,是影响檵木属植物叶片呈色的辅助色素成分;这些多酚化合物在叶片中含量的显著差异,造成了不同红花檵木品种的叶片呈现出不同的色泽。

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    综述

    • 观赏植物花色与授粉昆虫相互适应关系的研究进展
    • 曾拓, 李伽文, 周黎, 李进进, 史安琪, 付瀚森, 罗靖, 郑日如, 王媛媛, 王彩云
    • 园艺学报. 2021, 48(10): 2001-2017. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2021-0523
    • 摘要 ( 625 ) HTML ( 798 ) PDF (8791KB) ( 798 )   
    • 观赏植物花色的多样性缘于与传粉者相互适应的生殖系统多样性,与传粉系统的进化紧密相连。人类以自身生产或审美为目标,对作物进行驯化、种植、人工授粉以及使用化学杀虫剂等导致农业区域、城市绿地与花园环境中昆虫传粉者的栖息地丧失、食物链断裂,传粉昆虫数量急剧减少,因此,植物花色与授粉昆虫的相互适应机制引起人们越来越广泛的关注。本文从授粉昆虫对花色感知、花器官表皮结构与呈色模式、昆虫对花色的地域性与多态性的影响、花色变化对授粉昆虫的吸引以及花卉的色彩模仿和欺骗等方面进行了综述,对花色与昆虫的相互适应关系进行了简要总结,并对花卉育种、乡村农田野花带以及城市花园营建中如何根据植物花色科学吸引授粉昆虫、提高观赏植物繁育效率和培育更多色彩丰富的花卉等提出了建议。

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    • 荷花花色研究进展
    • 刘青青, 张大生, 刘凤栾, 蔡栋, 王晓晗, 梁露, 田代科, 王亮生
    • 园艺学报. 2021, 48(10): 2100-2112. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2021-0602
    • 摘要 ( 546 ) HTML ( 730 ) PDF (2775KB) ( 730 )   
    • 荷花(Nelumbo Adans.)花色是其最直观的主要观赏性状之一。荷花花瓣中的主要色素成分为类黄酮,其生物合成代谢途径上一系列关键酶基因和转录因子调控花色的形成。现有荷花的花色并不丰富,其花色创新育种正处于瓶颈期,阐明花色形成机制是荷花花色分子育种的重要基础。对荷花花色育种现状、花色形成的化学与分子机制研究进展进行了综述,以期为荷花新优花色品种培育提供重要参考。

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    新品种

    • 油橄榄新品种‘西油1号’
    • 佟兆国, 陈艳, 黄勇, 郑传刚, 王安毅, 杨军, 杨泽身, 曲继鹏
    • 园艺学报. 2021, 48(10): 2113-2114. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2021-0399
    • 摘要 ( 406 ) HTML ( 205 ) PDF (1257KB) ( 205 )   
    • ‘西油1号’油橄榄(Olea europaea L.)是从四川省西昌市北河油橄榄园‘佛奥’(Frantoio)实生苗中选出的新品种。果大,平均单果质量6.63 g,含油率高,鲜果平均含油率28.00%,干果含油率42.80%,油质佳,油酸相对含量70.54%。硬枝扦插易于繁殖,成苗率达95%以上,且具早实性,定植后2 ~ 3年可开花结果,4 ~ 5年进入盛果期,第5年平均单株鲜果产量达23.5 kg,大小年现象不明显,丰产稳产性好,抗孔雀斑病。主要适宜于安宁河流域、白龙江流域及相似的干热河谷气候区域种植。

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