果胶裂解酶(pectate lyase)与果实的软化息息相关。在凤梨草莓(Fragaria × ananassa,栽培种)中共鉴定到68个果胶裂解酶家族成员并对其染色体位置进行了定位。根据进化树分析将凤梨草莓、森林草莓(F. vesca)、苹果、梨、桃以及拟南芥中果胶裂解酶成员分成了9个亚组。转录组数据分析结果显示,Fxac_5g17410、Fxac_13g48930和Fxac_26g11190在果实硬度较低的‘章姬’草莓中随果实发育表达逐步升高,而在果实硬度较高的‘红星’草莓中表达量很低。并且,将Fxac_13g48930在‘红星’果实中过表达后,果实硬度降低,表明Fxac_13g48930可以促进草莓果实的软化。
为揭示白色桑椹中花青素苷合成阻断的机理,对白色桑椹和黑色桑椹的代谢组与转录组进行了比较和分析。结果表明,‘安椹’(黑色果实)在成熟过程中花青素苷含量逐步积累,在成熟期积累量最大;‘桂花’(白色果实)在青果期花青素苷含量最高,在转色期和成熟期的花青素苷含量较低。花青素苷关键呈色物质矢车菊素、飞燕草素、天竺葵素、锦葵色素、矮牵牛素等均在‘桂花’中积累量较低,相反矢车菊素-3-O-葡萄糖苷、矢车菊素-3-O-芸香糖苷、飞燕草素-3-O-葡萄糖苷、飞燕草素-3-O-槐糖苷、天竺葵素-3-O-葡萄糖苷、天竺葵素-3-O-芸香糖苷、原花青素B1、原花青素B3等物质在‘安椹’中大量积累。转色期‘桂花’中参与花青素苷生物合成的PAL、C4H、4CL、CHS、CHI、F3H等基因表达减少,这种下调阻止了花青素苷在白色桑椹中的积累。基于转录组数据鉴定到6个差异表达的MYB转录因子基因,结合基因表达、进化分析以及下游靶基因鉴定,分析MYB6可能在白色桑椹成熟过程中花青素苷的合成中起抑制作用。
本研究以‘中农12号’黄瓜(Cucumis sativus L.)为材料,分析黄瓜CsMDC的表达情况,进一步验证其在叶绿素降解过程中的作用。对CsMDC蛋白的理化性质进行分析预测,发现其与同科同属植物甜瓜(Cucumis melo L.)相似度最高,其次是同科异属植物冬瓜(Benincasa hispida Cogn.)、南瓜(Cucurbita moschata Duch.)、笋瓜(Cucurbita maxima Duch.)等,与其他科植物的相似度较低,表明MDC具有明显的种属特征;qRT-PCR分析不同外源生长调节剂处理与非生物胁迫下CsMDC的表达模式,其具有不同的应答特征,该基因在衰老组织中相对表达量最高;构建CsMDC过表达烟草进行功能验证,过表达烟草叶绿素含量、干鲜比、净光合速率等均显著低于野生型,活性氧含量显著高于野生型,qRT-PCR结果显示过表达烟草在受到黑暗胁迫后光系统蛋白基因表达量显著下降,叶绿素降解相关基因表达量显著提高。以上说明黄瓜CsMDC与叶绿素降解密切相关,受不同激素和非生物胁迫诱导,正向调控叶绿素降解及植物衰老。
在江西省北部地区对130份番茄种质进行青枯病抗性田间自然筛选,并验证了这些种质对当地优势青枯病菌菌株RS100的苗期抗性,发现TK083为优异的番茄抗青枯病种质。接种青枯病菌后,TK083木质部汁液中的青枯病菌数远低于易感型番茄‘Moneymaker’;TK083叶片中SOD和POD活性明显上升,MDA含量在接种后初期小幅上升;几丁质酶和β-1,3-GA活性分别在接种前期和后期上升,表明它们参与不同阶段的免疫反应;定量PCR结果显示参与青枯病免疫调控的SlNAP1、SlERF2a和SlERF3的表达量在TK083根中显著被青枯病菌诱导上调。以上结果表明TK083可能通过多个途径协同应对青枯病菌对番茄的侵染。
为揭示普通丝瓜(Luffa cylindrica)扩展蛋白(Expansin)家族基因的组成、结构和进化过程以及在果实膨大中的作用,利用生物信息技术从普通丝瓜基因组中鉴定出50个Expansin基因,分属于EXPA(18个)、EXPB(3个)、EXLA(27个)和EXLB(2个)4个亚家族,其中EXLA亚家族发生4对基因串联复制和6对基因片段复制,导致该亚家族基因数量明显扩增。系统发育树显示,4个亚家族成员各自聚集成群,且与同科的黄瓜亲缘关系较近。基因结构和保守基序分析显示,4个亚家族的外显子—内含子结构和保守基序种类及分布在进化上趋于保守,可以作为亚家族分型的重要依据。启动子元件预测分析发现,Expansin基因启动子中含有大量的光诱导、厌氧诱导、茉莉酸甲酯和脱落酸元件,而数量最多的光诱导元件只在EXLA/EXLB亚家族预测到。基于RNA-seq数据筛选出8个与果实横纵径发育极显著正相关的Expansin基因,其中4个已报道的基因LcEXPA8、LcEXPA18、LcEXPA14、LcEXPA1可作为丝瓜果形控制的潜在候选基因。对另外4个基因进行RT-qPCR分析,LcEXPA15在花后4 d显著高表达,LcEXPA3、LcEXPA16和LcEXPA7在花后8 ~ 15 d显著高表达。花后2 ~ 15 d是普通丝瓜的果实膨大期,这时期的果实细胞数量增加、单细胞明显膨大、伸长。由此推测,4个Expansin可能在催化细胞生长,促进果实膨大过程中发挥重要作用。通过构建8个Expansin互作网络,提示部分Expansin可能与ERF、bHLH、TCP和GATA这4类转录因子家族存在互作。以上8个Expansin基因可作为普通丝瓜果实膨大相关候选基因进行深入研究。
本研究采用SSR荧光标记技术对412份蝴蝶兰种质资源进行了系统的遗传多样性分析和核心种质构建。利用10对SSR分子标记对供试种质进行了遗传多样性检测,结果共检测到124个等位基因(Na),平均有效等位基因数(Ne)为2.489,Shannon’s信息指数(Ⅰ)为1.209,表明蝴蝶兰种质资源具有丰富的遗传多样性。在此基础上,根据最大化策略法,采用Core Finder软件和t检验,筛选出53份核心种质,占原有种质资源的13%,等位基因数(Na)保留率为100%,有效等位基因数(Ne)保留率为138%,Shannon’s信息指数(Ⅰ)保留率为127%。t检验结果显示,构建的核心种质与原始种质的遗传参数无显著差异,能充分代表蝴蝶兰原有种质资源的遗传多样性。
利用15对SSR标记对80份蔷薇属种质资源进行DNA水平遗传多样性分析,用3对核心引物构建了指纹图谱,同时检测了部分种质资源的倍性。研究结果表明,15对SSR共扩增出425个等位基因,每对引物平均28.33个,等位基因(Na)范围为7 ~ 64个,平均等位基因位点数为28个,平均多态性信息含量(PIC)和区分系数(PD)分别为83.52%和84.84%,表明参试种质资源遗传多样性丰富。80份参试种质资源的遗传相似系数变化范围为0.27 ~ 0.67,非加权配对算术平均法(UPGMA)聚类分析表明,在遗传相似度为0.28时,可将参试种质资源划分为蔷薇、玫瑰及月季三大类;在相似度为0.30时,可划分为中国古老月季和现代月季2个亚分支。筛选出的3对核心引物可用于构建参试种质资源指纹图谱。倍性分析表明参试种质资源倍性与扩增片段数量有一定相关性,且扩增片段数量可一定程度辅助倍性检测。
胡萝卜先期抽薹为冬春大棚和早春露地栽培常发生的问题,但不同基因型对低温和日照长度的响应规律尚不清楚。调查了北京、内蒙古、安徽、河南、新疆等不同生态条件下橘色和红色两种类型胡萝卜不育系、自交系及其杂交组合的先期抽薹率,结果表明橘色不育系和自交系在低温和长日照下均表现出耐抽薹,其杂交组合在低温下表现出耐抽薹,但多数组合在长日照下出现抽薹。红色不育系和自交系及其杂交组合在低温下易抽薹,但在长日照下均未发生抽薹,苗期随低温强度的增加抽薹率显著提高。遗传模型分析表明,杂交组合先期抽薹率主要受加性 × 环境和显性 × 环境互作影响,加性和显性效应不显著,表明控制先期抽薹的等位基因受环境因子影响较大,而基因之间互作效应不显著。
采用气相色谱—离子迁移谱(gas chromatography-ion mobility spectrometry,GC-IMS)技术,对16个品种有髯鸢尾(Iris × barbata)盛花期的花挥发性成分进行分析。共鉴定出55种化合物,包括21种脂肪酸衍生物、17种萜类化合物、3种苯类/苯丙素化合物、1种杂环化合物和13种无法鉴定的化合物。16个品种的花均以萜类化合物为主,脂肪酸衍生物次之。不同品种花挥发性成分组成差异较大,总体而言,芳樟醇、α-蒎烯、双戊烯、β-蒎烯、异戊酸甲酯、月桂烯、2-甲基丁醇、3-甲基-2-丁烯醛、正己醇、2-甲基丁酸甲酯是供试有髯鸢尾的主要花挥发性成分。相对气味活度值(relative odor activity values,ROAV)分析表明,2-甲基丁酸甲酯、仲辛酮、月桂烯和α-蒎烯是16个品种有髯鸢尾花的特征香气物质,使其具有果香和辛香,芳樟醇赋予部分品种花香。
概述中国苹果20世纪80年代品种结构以引进品种为主的过去,解读了以优质晚熟耐贮红富士苹果芽变品种为主(70%)的现在及其7个成因;针对目前单一和同质化苹果品种结构和生产成本升高等影响农民持续增收的问题,面对优质苹果周年供应和营养健康及规模化现代栽培模式发展的需求,提出未来中国苹果品种结构调整方向,培育具有多样化、差异化、个性化特征的富营养、强风味、轻简化、宜机化苹果新品种。在简要介绍有性杂交育种、嫁接杂交育种和芽变选种及其性状遗传变异和形成机理的基础上,重点阐述了富营养、强风味、轻简化、宜机化苹果相关性状的形成与调控机理,介绍了相关育种技术创新及新品种培育研究进展,为苹果产品营养化和产业轻简化,助力健康中国和乡村振兴提供了品种支撑。
‘红钻’是以波兰品种‘Polka’为母本、中国自育品种‘秋萍’为父本杂交选育而成的树莓新品种。其果个大、颜色鲜艳、整齐度好、硬度大、甜度高、品质优、产量高、易采收,适合鲜果,是非常好的观光采摘品种。‘红钻’为一年生茎结果型品种,在辽宁地区常作秋果栽培。露地栽培8月1日果实开始成熟,可采收到霜期来临。平均产量约13 500 kg · hm-2,优质鲜果率可达75%以上。适宜东北、华北、西北地区栽培。
‘亮脆’是通过实生选种培育而成的余甘子新品种,株型高大,树姿直立;蒴果呈核果状,近圆形,果形指数0.84,果皮光滑,果沟浅,平均单果质量17.43 g,可食率89.30%,果肉维生素C 含量4.12 g · kg-1、粗纤维1.40%、总糖7.70%、总酸1.52%、可溶性固形物13.20%,水分84.00%。12月上旬果实成熟,极晚熟品种,平均产果量45 000 kg · hm-2。
‘多喜一号’是以自交系104C为母本,D01为父本配制而成的杂交一代华南型黄瓜新品种。植株生长势强,无限生长类型,连续结瓜能力强,果实椭圆形,皮浅绿色,白刺,刺瘤稀疏且小,瓜把短,瓜长17 cm,单果质量195 g。维生素C含量135.0 mg · kg-1。平均总产量达82.05 t · hm-2。中早熟,耐低温,抗枯萎病和西瓜花叶病毒病,中抗细菌性角斑病。适宜在北京、黑龙江、辽宁、山东春冷棚栽培,河北、河南秋冷棚栽培,天津、吉林、云南、湖北春露地栽培,内蒙古秋露地栽培。
‘金莉’是从栎属娜塔栎实生苗中选育的突变体。落叶乔木,主干直立,大枝平展略有下垂,塔状树冠。叶椭圆形,长12.0 ~ 17.0 cm,宽5.0 ~ 13.0 cm,深裂,顶部有硬齿,有丛生毛。初春嫩叶黄色至金黄色;6月初叶片逐渐转为黄绿色;秋季叶亮红色或红棕色,10月底开始变为黄褐色,12月初落叶。春叶黄色至金黄色,特色鲜明,是良好的园林绿化及彩化景观树种。
报春苣苔‘繁花似锦’(Primulina‘Carpet of Flowers’)是以褐纹报春苣苔(Primulina. glandaceistriata)为母本,以永福报春苣苔(Primulina yungfuensis)为父本,通过杂交育成的新品种。多年生,叶上表面深绿色并具灰绿色叶脉,花冠浅紫色,长53.5 ~ 56.7 mm,宽24.7 ~ 28.5 mm,筒长36.4 ~ 39.5 mm,筒口直径15.2 ~ 16.0 mm,单芽着花数11 ~ 25朵。花期4—5月。长势强,耐阴性好,易养护,并具有叶片斑纹美丽,花朵大,花量多的观赏特性。适合作室内、阳台观花观叶盆栽。