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当期目录

    2024年, 第51卷, 第3期 上一期

    遗传育种·种质资源·分子生物学

    • 桃镁离子转运蛋白MGT基因家族鉴定与表达分析
    • 周 平, 颜少宾, 郭 瑞, 金 光
    • 园艺学报. 2024, 51(3): 463-478. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2023-0056
    • 摘要 ( 289 ) HTML ( 22) PDF (5378KB) ( 278 )   
    • 为研究桃树镁离子转运蛋白(Magnesium Transporters,MGT)家族基因在镁离子运输中所起的作用,全基因组鉴定、分析了桃树MGT家族成员(PpMGT),并研究外源施镁对PpMGT基因表达的影响。通过同源比对、保守位点分析鉴定获得了8个PpMGT,在Chr1、Chr3、Chr6、Chr8染色体上不均匀分布。系统发育研究表明植物MGT家族可分为5个分支,各分支成员数存在差异。基因和蛋白结构分析发现PpMGT含有4 ~ 13个外显子,蛋白中存在10个保守基序,启动子上游分布有不同数量的胁迫响应、转录调控、节律调控、激素响应和发育调控元件。PpMGT在桃树花、果、叶、根器官均有表达且具有组织表达特异性。桃树外源喷施MgCl2 24 h后,检测到PpMGT转录表达变化。喷施镁使叶片、果皮出现不同的差异表达基因类群,均涉及光合途径。研究发现PpMGT4、PpMGT6、PpMGT8与喷镁后光系统Ⅱ捕光叶绿素a/b蛋白复合体基因表达变化正相关。异源表达PpMGT4、PpMGT6、PpMGT8可补偿Mg2+转运缺陷突变株MM281(鼠伤寒沙门氏菌突变株)生长缺陷,表明PpMGT4、PpMGT6、PpMGT8具有镁离子转运功能。根据序列特征、表达模式及外源镁喷施结果,推测PpMGT可能具有功能分化,通过协同作用调节桃树镁转运,PpMGT4、PpMGT6、PpMGT8的表达变化可能与外源镁摄入和利用相关。
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    • CclSAUR49对柑橘生长及类柠檬苦素代谢的影响
    • 易 倩, 张曼曼, 汪小利, 冯继鹏, 朱世平, 王福生, 赵晓春
    • 园艺学报. 2024, 51(3): 479-494. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2023-0117
    • 摘要 ( 134 ) HTML ( 7) PDF (2428KB) ( 138 )   
    • SAUR(Small auxin up-regulated RNA)为植物特有的早期生长素响应基因。为了研究柑橘中CclSAUR49参与调节其类柠檬苦素代谢的功能,用湖北早实枳(Poncirus trifoliata Raf.)的上胚轴进行遗传转化,获得6株CclSAUR49的过量表达植株(OE1 ~ OE6)和2株CclSAUR49的干扰表达植株(Ri1和Ri2),观察比较转基因和野生型植株的生长表现,利用电镜扫描和半薄切片分别观察叶片的表皮显微结构和组织结构,并检测了叶片中的生长素和类柠檬苦素含量。6个过量表达植株的形态表现存在差异,其中OE2与野生型相比枝梢增长了23.21%,节间数量增多,叶片长度增加了17.97%;2个干扰表达植株(Ri1和Ri2)枝梢生长量减少23.95%和46.82%;2/3过量表达植株的叶片主叶脉直径增大,而Ri2的减小。6株过量表达植株叶片中CclSAUR49的表达水平显著上调,是野生型的2.47 ~ 73.29倍,2株干扰表达植株叶片中CclSAUR49的表达都受到明显抑制,表达水平为野生型的22.66%和47.22%。转基因植株叶片中CclSAUR49的表达水平与其生长素含量呈极显著正相关,与生长素生物合成(YUC6和YUC10)、转运(PIN3)和信号转导(CiARF7和CiARF9)基因的表达水平呈极显著正相关。4个过量表达植株叶片中类柠檬苦素含量降低,1个干扰表达植株(Ri1)叶片中类柠檬苦素含量显著提高。在干扰表达植株中,类柠檬苦素的含量与生长素的含量呈显著负相关。以上结果表明,CclSAUR49能促进柑橘植株的生长发育,通过影响生长素的生物合成、转运和信号转导途径上基因的表达调控植物组织中的生长素水平,从而影响类柠檬苦素的代谢。
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    • 菠萝AcZFP1的克隆及其在低温胁迫下的功能分析
    • 罗健东, 邱梦青, 周慧敏, 解为玮, 黄海鑫, 刘洁琪, 张梓敏, 徐 健, 陈程杰, 何业华, 刘朝阳,
    • 园艺学报. 2024, 51(3): 495-508. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2023-0089
    • 摘要 ( 144 ) HTML ( 7) PDF (3415KB) ( 169 )   
    • 以‘神湾’菠萝为材料,克隆了1个C2H2型锌指蛋白基因,命名为AcZFP1,其开放阅读框为816 bp,编码271个氨基酸,含有2个典型的锌指蛋白结构域。进化树分析表明AcZFP1与水稻OsZFP252和OsMSR15的亲缘关系最近。基因表达分析发现,AcZFP1受低温、NaCl和聚乙二醇(PEG)干旱等多种逆境胁迫及外源ABA、SA和MeJA的诱导。试验表明,AcZFP1蛋白定位于细胞核中。AcZFP1过表达的拟南芥株系在低温处理后相比野生型对照有更高的成活率和Fv/Fm值,可溶性蛋白含量增加,SOD、POD酶活增强,MDA含量降低,植株的耐寒性显著增强。进一步的qRT-PCR分析显示,AcZFP1可以促进AtRD29A、AtCOR47等4个典型的拟南芥内源冷应答基因的表达,在低温胁迫中发挥正调控作用。
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    • 利用CRISPR/Cas9技术敲除青花菜BoSP11创制自交亲和系
    • 马存发, 武 婷, 赵 辉, 张天培, 赵立坚, 余永辉, 肖建成, 李 军, 巫水钦,
    • 园艺学报. 2024, 51(3): 509-519. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2023-0065
    • 摘要 ( 128 ) HTML ( 5) PDF (4056KB) ( 149 )   
    • 通过CRISPR/Cas9技术敲除SRK基因或者SP11基因可以直接将甘蓝类蔬菜自交不亲和材料改造成自交亲和材料。本研究中根据全基因组重测序获得青花菜(Brassica oleracea var. italic)BoSP11基因序列,构建双靶位点的CRISPR/Cas9基因编辑载体,利用农杆菌介导的遗传转化法对BoSP11进行敲除。结果显示,获得的29株转基因植株中有23株发生基因突变,编辑效率为79.3%。TA克隆测序结果表明有4株为纯合突变,19株为杂合突变。统计纯合突变T0代自交结籽情况发现花期自交亲和指数高达6.82,为目前所报道的能获得的亲和性最高指数。T1代植株在隔离大棚中通过蜜蜂授粉平均单株采收种子24.8 g,完全实现不需要人工干预完成亲本材料的自交繁育。
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    • 茄子全基因组InDel变异特征及分子标记开发和应用
    • 尤园园, 王 帅, 方莹莹, 齐 诚, 李淑培, 张 映, 陈钰辉, 刘 伟, 刘富中, 舒金帅,
    • 园艺学报. 2024, 51(3): 520-532. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2022-1176
    • 摘要 ( 121 ) HTML ( 0) PDF (1054KB) ( 109 )   
    • 选取4份圆茄(Solanum melongena L.)高代自交系进行全基因组重测序,鉴定出145 407个InDel,12号染色体InDel数最少(7 752),1号最多(19 738)。筛选出7 959个长度大于10 bp的InDel位点,挑选均匀分布在基因组上的144个设计InDel引物并进行验证。利用26份茄子材料对144对InDel引物进行筛选,63对表现出稳定的多态性,比例为43.75%;主要等位基因频率为0.4038 ∼ 0.9808,平均为0.7659;基因多样性指数(Hs)为0.0377 ~ 0.6501,平均为0.3217;多态性信息含量(PIC)为0.0370 ~ 0.5750,平均为0.2663,42个标记多态性信息含量大于0.200,多态性较好。当遗传距离为0.235时,将26份不同类型的茄子材料划分为2个类群。利用多态性信息含量高的前10个InDel标记构建了26份茄子材料DNA指纹图谱。另外,选择在亲本间具有多态性的InDel标记用于4个杂交组合的F1代真实性鉴定,鉴定结果表明3个为真实杂交种,与田间鉴定结果吻合。
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    • 辣椒CaSYT1的鉴定及其在疫霉侵染过程中的功能初探
    • 刘艳艳, 丁 颖, 刘兴华, 郑佳秋, 刘志钦,
    • 园艺学报. 2024, 51(3): 533-544. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2023-0113
    • 摘要 ( 83 ) HTML ( 2) PDF (2410KB) ( 85 )   
    • 为明确辣椒(Capsicum annuum)编码突触囊泡结合蛋白(Synaptotagmin,SYT)基因CaSYT1在辣椒应答疫霉侵染中可能发挥的作用,通过蛋白保守结构预测、亚细胞定位、疫霉及植物生长调节剂处理、瞬时表达、基因沉默等方法对CaSYT1的表达和功能进行了初步研究。结果表明:CaSYT1含有1个跨膜螺旋结构域和2个C2结构域,定位在细胞膜;CaSYT1的转录水平受疫霉侵染以及外源SA的诱导,且在疫霉侵染以及外源SA处理下CaSYT1启动子活性被激活并驱动了下游基因的转录表达;CaSYT1的瞬时表达能够诱发辣椒叶片内H2O2的大量积累,触发了明显的过敏性细胞坏死;CaSYT1沉默增强了辣椒应答疫霉侵染的抗病性,且伴随着CaPR1、NPR1、CaDEF1抗病相关基因的上调表达,暗示CaSYT1在辣椒应答疫霉侵染中起负调节作用,而其瞬时表达却能触发H2O2的积累和过敏性细胞坏死,表明CaSYT1以不依赖于细胞坏死和H2O2积累的方式在辣椒应答疫霉侵染中起着负调节作用。
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    • 毛竹SLAC家族基因鉴定及PheSLAC1功能分析
    • 刘晋红, 王 峥, 于 昊, 辛依睿, 亓果宁, 柳参奎, 任慧敏
    • 园艺学报. 2024, 51(3): 545-559. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2023-0098
    • 摘要 ( 109 ) HTML ( 1) PDF (6634KB) ( 128 )   
    • 为了研究S型阴离子通道蛋白(slow type anion channel,SLAC)基因家族在毛竹(Phyllostachys edulis)响应干旱胁迫中的作用,利用生物信息方法以拟南芥和水稻中的SLAC/SLAH家族蛋白序列为模板对毛竹中SLAC家族成员进行鉴定,对其基因结构、进化关系和组织表达等进行分析,并对PheSLAC1的保守功能位点以及在干旱胁迫中的功能进行初步研究。结果表明:毛竹中包含15个SLAC家族基因,其中PheSLAC1.1(PH02Gene01933.t1)和PheSLAC1.2(PH02Gene00592.t1)在叶片中表达量最高,基因编码区(coding sequence,CDS)序列长度分别为1 716和1 677 bp,分别编码572和559个氨基酸,且包含保守的关键功能位点。亚细胞定位结果表明,PheSLAC1.1和PheSLAC1.2均定位于细胞质膜中。PheSLAC1.1和PheSLAC1.2在拟南芥slac1-3突变体中的表达结果表明,其能够部分减轻突变体的干旱敏感表型,表明两者均能够通过调控气孔关闭在毛竹响应干旱胁迫中发挥重要作用。
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    栽培·生理生化

    • 外源水溶性β–葡聚糖对‘贵人香’葡萄果实糖苷酶及香气品质的影响
    • 王海霞, 蒋娅萍, 方 艳, 杨学山, 祝 霞,
    • 园艺学报. 2024, 51(3): 571-586. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2022-1237
    • 摘要 ( 126 ) HTML ( 0) PDF (3136KB) ( 85 )   
    • 为探究水溶性β–葡聚糖对酿酒葡萄‘贵人香’果实品质的影响,于花后53和60 d分别全冠喷施质量浓度为0(对照)、300、400、500 mg ∙ L-1的水溶性β–葡聚糖溶液,在花后60、67和95 d采样,研究不同处理对浆果理化指标、糖苷酶及挥发性化合物的影响。结果表明:喷施水溶性β–葡聚糖溶液后,不同采样期浆果中pH、可溶性固形物、总糖、总酚、总游离氨基酸和酵母可同化氮含量,与对照相比均有提高,其中400 mg ∙ L-1处理的影响最显著,上述指标较对照分别增加7.02%、18.99%、18.75%、8.55%、35.96%和17.05%;同时,不同采样期葡萄皮中β-D–葡萄糖苷酶活性、二糖苷酶活性、挥发性化合物含量和种类较对照均显著增加,其中400 mg ∙ L-1处理葡萄果实β-D–葡萄糖苷酶活性较对照增加38.01%,3种二糖苷酶总活性增加28.72%,挥发性化合物含量增加31.18%;除正己醛和2–己烯醛外,其他标志性差异挥发性化合物的含量与糖苷酶活性之间均呈现正相关关系。香气特征分析显示,400 mg ∙ L-1处理的果实果香、花香、甜香味显著高于对照。综合分析,外源性喷施400 mg ∙ L-1水溶性β–葡聚糖对提升‘贵人香’葡萄果实品质具有积极效应。
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    • 苹果树盘地布和药渣覆盖对土壤理化性质和细菌群落的影响
    • 高永臣, 苏新建, 余 城, 刘 铸, 毛 柯, 邹养军, 龚小庆
    • 园艺学报. 2024, 51(3): 587-600. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2023-0194
    • 摘要 ( 96 ) HTML ( 0) PDF (2348KB) ( 116 )   
    • 以5年生‘烟富10’苹果树为试材,研究地布覆盖和药渣覆盖对土壤养分、土壤酶活性和细菌群落的影响。结果发现,地布覆盖和药渣覆盖均改变了土壤温度,增加了果实发育前期土壤含水量和土壤养分含量,提高了过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶的活性,以药渣覆盖更为显著。药渣覆盖处理下,土壤有机质在幼果期、膨大期、成熟期分别增加了27.7%、32.1%、34.3%,速效磷增加了19.6%、53.8%、81.9%,速效钾增加了19.1%、35.0%、167.4%。对土壤细菌进行16S rRNA测序发现,两种覆盖均可增加土壤细菌α多样性,药渣覆盖的效果更好,且两种覆盖下土壤细菌群落β多样性更为相近,明显与对照不同。在细菌群落分布方面,地布覆盖处理显著增加了细菌放线菌门、拟杆菌门和厚壁菌门的群落丰度,分别增加了44.7%、65.7%和79.7%;药渣覆盖处理显著增加了变形菌门、拟杆菌门的群落丰度,分别增加了15.5%、54.5%。综上,药渣覆盖可以显著改善土壤水热情况,增加土壤养分含量,提高土壤细菌群落多样性,对果树根系生长发育更为有利。
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    • 与呼吸跃变型果实共贮藏改善柑橘果实色泽和品质
    • 孙 权, 何政辰, 叶俊丽, 魏冉冉, 尹映紫, 柴利军, 谢宗周, 徐 强, 徐 娟, 郭文武, 程运江, 邓秀新
    • 园艺学报. 2024, 51(3): 601-615. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2022-1203
    • 摘要 ( 110 ) HTML ( 1) PDF (4671KB) ( 110 )   
    • 选择9种常见园艺果实分别与纽荷尔脐橙果实进行采后共贮藏,结果表明:与呼吸跃变型果实(香梨、猕猴桃、番茄、香蕉)共贮藏(storage with climacteric fruits,SWCF)处理可以显著促进纽荷尔脐橙果皮转红,其中香梨的效果最佳。高效液相色谱分析显示,SWCF处理促进纽荷尔脐橙果皮总类胡萝卜素、β–柠乌素、β–隐黄质和紫黄质含量增加3倍左右。其中,β–柠乌素的积累是SWCF处理促进柑橘果皮转红的主要原因。实时荧光定量PCR结果显示,SWCF处理显著激活了类胡萝卜素代谢基因的表达,特别是类胡萝卜素裂解双加氧酶4b基因(Carotenoid cleavage dioxygenase 4b,CsCCD4b)最大被激活了约20倍,这是SWCF处理促进β–柠乌素积累的直接原因。进一步研究发现,SWCF处理改善果皮色泽对各品种柑橘具有普遍性。此外,与乙烯处理相比,SWCF处理显著降低了柑橘果蒂衰老率、失重率以及果皮蜡质的降解,增加了果实挥发性物质的含量。SWCF处理为绿色高效改善柑橘果实外观品质提供了新思路。
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    • 鲜食嫩果辣椒‘樟树港’果实品质特性研究
    • 付 稳, 朱程红, 兰嘉仪, 李 诗, 张 正, 刘 峰, 戴雄泽,
    • 园艺学报. 2024, 51(3): 616-630. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2023-0837
    • 摘要 ( 158 ) HTML ( 0) PDF (3280KB) ( 169 )   
    • 以适合鲜食嫩果的‘樟树港’辣椒为试验材料,研究其果实发育过程中果实形状、硬度、组织结构、主要营养成分及细胞壁物质、风味物质的变化,并对品质指标进行相关性分析和主成分分析,以明确影响其品质的关键因素。结果表明:从坐果到转色期,果实纵径、横径、单果质量、果肉厚度、硬度和角质层厚度呈上升趋势;果肉细胞层数基本稳定,薄壁细胞体积增大导致果肉增厚;可溶性蛋白含量随果实发育呈“U”形变化,可溶性糖和维生素C含量整体呈上升趋势,总果胶含量呈先增加后下降的变化趋势,纤维素和半纤维素含量呈下降—上升—下降—上升的变化趋势,开花后15 d含量最低;辣椒素含量在发育前期增加迅速。果实发育过程中共检测出158种挥发性成分,以萜类、酯类、杂环化合物、烃类、酮类、醇类、醛类为主,开花后10 ~ 25 d萜类、酯类、烃类、酮类、醛类化合物增加。嫩果期果实口感优良的原因主要为果实硬度小、角质层薄、辣度适中、纤维素和总果胶含量低,挥发性成分相对较多。此外,主成分分析结果表明,可溶性蛋白含量也是影响‘樟树港’辣椒品质的重要因素之一。
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    植物保护

    • 嗜线虫镰刀菌NQ8GⅡ4对枸杞根腐病的防效及其机制研究
    • 贾淑鑫, 李 金, 闫思远, 郭苗苗, 王若彤, 顾沛雯
    • 园艺学报. 2024, 51(3): 631-643. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2022-1173
    • 摘要 ( 77 ) HTML ( 0) PDF (3127KB) ( 46 )   
    • 为明确内生真菌嗜线虫镰刀菌(Fusarium nematophilum)NQ8GⅡ4菌株对枸杞根腐病的防效及作用机制,利用平板对峙法测定其对枸杞根腐病原菌(Fusarium oxysporum f. sp. lycium barbarum)菌丝生长的抑制作用,通过盆栽试验测定对枸杞根腐病的防治效果,并采用防御酶活性测定和组织化学染色分析其作用机制。结果表明,预先3 d接种NQ8GⅡ4菌株能显著抑制尖孢镰刀菌菌丝的生长,抑制率高达70.07%。拌土法接种NQ8GⅡ4菌株可显著降低温室中枸杞根腐病的发生,防效为76.38%,与化学药剂多菌灵防效相当。接种NQ8GⅡ4菌株显著促进枸杞生长,株高、侧枝数、叶宽、茎粗和根长分别比对照增加了37.61%、90.56%、52.50%、32.35%和44.69%。在病原菌胁迫下,接种NQ8GⅡ4后21 d与不接种相比POD、SOD、PAL和CAT活性分别增加33.92%、65.64%、57.96%和41.59%,MDA含量减少44.23%。说明接种NQ8GⅡ4菌株可以促进枸杞幼苗生长,激发植株体内防御酶活性,缓解病原菌胁迫导致的膜脂过氧化作用,进而提高对根腐病的抗性,该菌株具有良好的生防潜力和应用前景。
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    • 黄瓜枯萎病菌共生细菌的分离鉴定及功能分析
    • 刘 梦, 贾惠婷, 周新刚
    • 园艺学报. 2024, 51(3): 643-655. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2023-0001
    • 摘要 ( 69 ) HTML ( 5) PDF (1637KB) ( 87 )   
    • 以黄瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum f. sp. cucumerium)为研究对象,利用荧光核酸染色技术和电子显微镜确定了菌丝外部及内部存在共生细菌;用平板培养法成功分离出共生细菌,并通过16S rDNA测序对菌株进行鉴定,确定分离菌株属于无色杆菌属(Achromobacter spp.);碳源利用分析表明,与无共生细菌相比,存在共生细菌的黄瓜枯萎病菌的Shannon指数和反Simpson指数分别显著增加了2.18%和1.67%,且对糖类、羧酸类、胺类、聚合物和其他碳源的利用能力较强,但对氨基酸类物质的利用能力较弱。研究结果明确了黄瓜枯萎病菌存在无色杆菌属的共生细菌,并且共生细菌会影响宿主真菌的生长和代谢能力。
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    新技术与新方法

    • 菜豆“水分利用效率黄金时段”量化解析方法的建立及应用
    • 孙 挺, 蒋茹佳, 施 政, Menachem Moshelion, 孙玉东, 程 瑞, 徐 沛,
    • 园艺学报. 2024, 51(3): 656-668. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2023-0106
    • 摘要 ( 46 ) HTML ( 0) PDF (3406KB) ( 58 )   
    • 植物水分利用效率(water use efficiency,WUE)的“黄金时段”(golden hour,GH)指植物能够以较少的水分消耗生产较多干物质的时间段,而此时段的WUE相关性状被称为“黄金WUE”性状(GHW性状)。本研究中利用WUE模型推导发现试验材料菜豆(Phaseolus vulgaris L.)的冠层导度(蒸腾速率与饱和蒸气压差的比值)可用于反演光合速率,并通过常规低通量的冠层气体交换参数测量进行了验证。基于此,开发了基于“Plantarray”高通量生理表型系统解析菜豆不同品种GHW性状的方法。该方法以GHW时段的累积冠层导度(AccGHW)及其占全天的比重(fGHW)、估算的WUE(WUEe)等作为综合量化参数,并从24份国内外菜豆种质中筛选得到了GHW性状上差异显著的优劣系。
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    综述

    新品种

    • 晚熟优质板栗新品种‘燕宝’
    • 郭春磊, 曹 飞, 王东升, 张京政, 齐永顺, 王同坤, 蔡德义, 佟景梅
    • 园艺学报. 2024, 51(3): 697-698. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2021-0780
    • 摘要 ( 98 ) HTML ( 1) PDF (1377KB) ( 39 )   
    • ‘燕宝’是从实生燕山板栗中选育出的晚熟板栗新品种,优质、丰产、大粒、色好。平均单果质量9.0 g,紫褐色,油亮,绒毛少,筋线不明显,底座小;边果椭圆形,大小整齐;果肉乳黄色,炒食香、甜、糯俱佳。9月下旬成熟,平均株产6.73 kg,折合产量5 604 kg • hm-2。抗旱性、抗寒性强,适宜在燕山板栗主栽区的山地、丘陵栽培。授粉树配置可选用‘燕山早丰’‘燕龙’‘燕丽’等。
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