远缘杂交仁用杏新品种京仁5号的选育

京仁5号通过仁用杏品种龙王帽与扁桃品种意大利2号远缘杂交育成。果实卵圆形,果顶圆凸,在北京地区7月中下旬成熟;成熟时果皮底色黄色,阳面着片状红色,平均单果质量30.5 g;果核卵圆形,壳面较平滑,平均单核质量2.54 g,纵横侧径分别为3.28 cm、2.12 cm、1.23 cm;核仁饱满,离核,甜仁,平均单仁鲜质量1.05 g、干质量0.90 g,出仁率37.02%;杏仁脂肪含量(w,后同)435.63 g·kg^(-1),蛋白质含量269.84 g·kg^(-1),钙含量1.26 g·kg^(-1),铁含量24.08 mg·kg^(-1)。丰产稳产,适应性强,综合性状优良。

杏光合性状的遗传变异分析及主效基因挖掘

【目的】光合作用是果树产量和品质形成的关键生理过程,在果树遗传改良中具有重要意义,通过分析杏光合性状的遗传变异规律,为科学选配亲本及高光效杂交后代的筛选提供理论依据。【方法】以串枝红(高光合速率)为母本和骆驼黄(低光合速率)为父本进行杂交构建F1群体,采用Li-6400XT测定亲本及杂交后代的光合速率、气孔导度、胞间CO_(2)浓度与蒸腾速率。【结果】光合速率和气孔导度在F1群体中存在极端超亲单株。光合特性相关性状呈正态分布规律,具有典型的数量遗传特征。光合速率、蒸腾速率和胞间CO_(2)浓度主要受遗传效应影响。构建了包含1356个indel标记的杏高密度遗传图谱,标记平均间距为0.44 cM,利用该图谱共检测到7个与光合性状相关的QTLs,其中,光合速率、蒸腾速率和胞间CO_(2)浓度均定位在1号染色体的25.4~26.2cM附近,并结合富集分析结果发现PA01G03444可能是调控光合作用的1个主效基因。【结论】获得了7个与光合作用相关的QTLs,发现一个调控光合作用的主效基因PA01G03444,这为进一步探索杏树光合作用的分子机制提供了基因资源。

杏新品种京绯红的选育

京绯红(Prunus armeniaca L.)杏由晚熟品种串枝红和极早熟品种骆驼黄通过人工杂交育成。果实圆形,果顶凹,缝合线深度中等,两侧果肉较对称;平均单果质量74.5 g,最大单果质量92.6 g。果皮底色橙黄,着中等面积片状红色;果肉橙黄色,汁液、纤维含量中等,果实硬度中等偏硬,味酸甜,略有香气;半离核,苦仁。果肉可溶性固形物含量(w,后同)13.5%,果糖含量0.804%、葡萄糖含量1.50%、蔗糖含量6.14%、苹果酸含量0.795%、柠檬酸含量0.756%。在北京地区,4月上中旬盛花期,花期5~7 d。4月中下旬展叶,11月中下旬落叶,年生育期约210 d。成熟期介于双亲之间,北京地区6月下旬至7月上旬成熟,果实发育期约90 d,大约比串枝红提前1周、晚于骆驼黄3周,可持续采摘2周左右。果实较硬、耐贮运、供应期长。丰产稳产,适应性强,综合性状优良。适宜在北京地区及具有相似气候的地区种植。

基于叶片显微结构综合评价杏不同品种(系)的抗旱性

【目的】探究杏不同品种间叶片解剖结构特征的差异,并据此进行抗旱性指标的筛选和综合评价,为杏抗旱性资源的高效筛选和利用提供方法。【方法】以10个抗旱性不同的杏品种(系)为材料,采用石蜡切片以及扫描电镜技术观察比较其叶片的解剖结构,测定叶片厚度、上表皮细胞厚度、下表皮细胞厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅栏组织厚度/海绵组织厚度、叶片结构紧密度和疏松度以及叶片下表皮气孔密度共9项叶片结构指标。运用主成分分析法和隶属函数法综合评价10个杏品种(系)的抗旱能力。【结果】叶片解剖结构在品种间表现出不同程度的差异性,9个抗旱性指标在10个品种(系)间有较大差异,变异系数在10.73%~34.58%,灵敏度较高。通过主成分分析选取栅栏组织厚度、叶片厚度、栅栏组织厚度/海绵组织厚度、叶片结构紧密度和下表皮厚度这5个指标作为评价杏资源抗旱性的有效指标。对10个杏品种(系)的5项抗旱性特征指标的隶属函数值累加并求均值,该值越大代表抗旱能力越强。10个杏品种(系)的抗旱能力排序为:青密沙>G 4-25>皮乃孜>骆驼黄>串枝红>G 4-43>G 4-40>G 4-26>红金榛>大优佳。【结论】通过对叶片解剖结构数据的主成分分析和隶属函数值计算,评价并筛选到抗旱性相对较强的杏品种有青密沙、皮乃孜、骆驼黄、串枝红等,研究结果可为其他杏资源的抗旱性评价、筛选和科学利用提供参考。

杏仁中苦味物质的检测方法及苦味物质在杏仁发育过程中的分布研究

建立了一种同时测定苦杏仁的种皮、子叶(种仁)、早期的珠心和胚乳等组织中苦杏仁苷与野黑樱苷含量的高效液相色谱方法。采用甲醇作提取溶剂,超声提取青岛大红杏仁中苦杏仁苷和野黑樱苷,以1∶400(质量∶体积)的料液比、超声提取30 min为适宜的提取条件。采用Agilentporoshell 120 EC-C18色谱柱(2.7μm,4.6 mm×50 mm),流动相为20%甲醇和80%水,流速0.3 mL/min,检测波长210 nm,在柱温30℃的条件下,苦杏仁苷和野黑樱苷色谱峰分离良好;苦杏仁苷浓度为0.5~100μg/mL线性关系良好,R^(2)=0.9999,野黑樱苷浓度为0.5~100μg/mL线性关系良好,R^(2)=0.9997;苦杏仁苷平均加标回收率为98.87%~101.18%,野黑樱苷为97.90%~110.69%。用此方法对青密沙杏仁不同发育阶段不同组织中的苦杏仁苷和野黑樱苷含量进行了检测,结果发现,发育成熟的杏仁子叶组织中苦杏仁苷含量较高,为39.60 mg/g(R4-c),而发育早期的杏仁中没有检测到苦杏仁苷;与苦杏仁苷不同,除了R4-c,野黑樱苷在杏仁发育的4个时期的其他所有组织中均能检测到,并且早期的杏仁中含量较高,不同组织中的含量变化幅度较大,从0.40 mg/g(R3-c)至27.22 mg/g(R3-t)。首次揭示苦杏仁发育进程中苦杏仁苷与野黑樱苷含量的时空变化规律,为深入研究杏仁中苦味物质的合成积累机理提供了基础数据。

远缘杂交仁用杏新品种京仁4号

京仁4号是从杏与扁桃远缘杂交后代中选出的仁用杏新品种,母本为仁用杏品种龙王帽,父本为从意大利引进的扁桃品种意大利4号。果实7月中旬成熟,卵圆形,有果顶尖;成熟时果皮黄色,向阳面具片状红色,着色面积中等;果核卵圆形,核壳粗糙,单核平均纵横侧径分别为3.77、2.58和1.49 cm,平均鲜质量4.15 g;核仁饱满,味甜,双仁多,单仁平均纵横侧径分别为2.47、1.61和0.84 cm,平均鲜质量为1.15 g、干质量为0.93 g,离核;出仁率29.98%;杏仁脂肪含量(w,后同)为435.96 g·kg^(-1),蛋白质含量为288.28 g·kg^(-1),钙含量为1.11 g·kg^(-1),铁含量为23.01 mg·kg^(-1)。丰产稳产,适应性强,综合性状优良。

基于主成分分析的仁用杏优系核仁外观品质性状评价

以‘龙王帽’与扁桃远缘杂交后代中选出的6个仁用杏优系为试材,测定各优系核仁的11个外观品质性状并进行分析评价,以期为仁用杏新品种选育提供参考依据。结果表明:11个性状变异系数为8.61%~35.96%,其中仁形指数变异系数最小,单仁质量变异系数最大;各性状之间密切相关,其中单核质量与核横径的相关系数最大,单仁质量与单核质量相关系数最大,出仁率与仁侧径、单仁质量、核形指数及仁形指数呈极显著相关,与核纵径、核横径、单核质量及仁纵径呈极显著负相关;应用主成分分析,将11个性状转化为3个综合指标,分别表征核、仁的大小、形态和产量,3个主成分累计贡献率为85.66%,再依主成分分析结果对6个优系的11个性状进行综合评分,各优系按分值高低排序依次为YX1>YX6>YX2>YX4>YX5>YX3。

杏果实风味形成及调控机制研究进展

杏果实风味独特,是北方主要落叶果树中特色最为突出的树种之一。杏果实的风味是决定果实品质好坏的重要因素,其主要由果实中的糖、酸和挥发性芳香物质共同作用。目前,针对杏果实风味的研究主要集中在品种间果实糖酸物质和香气物质的组成类型和含量的差异性等方面。对影响杏果实品质形成的外界因素和调控其形成的关键基因的研究较为薄弱。就近年来与杏果实可溶性糖、有机酸和香气物质合成与代谢相关文献进行了综述,并对未来的研究进行了展望,以期为杏果实风味品质形成研究和杏新种质的创制提供参考。

杏仁中苦杏仁苷合成关键基因PaCYP79启动子互作蛋白的筛选

[目的]苦杏仁苷是形成杏仁苦味的主要物质,细胞色素P450基因CYP79是苦杏仁苷合成路径上的重要基因,研究调控CYP79基因表达的转录因子对进一步阐明杏仁中苦杏仁苷合成与调控机制具有重要意义。[方法]以‘串枝红’‘骆驼黄’杏仁不同发育时期的种皮和子叶为试验材料,构建杏仁cDNA文库。对杏中PaCYP79启动子上顺式作用元件进行预测,并利用重组的诱饵载体pAbAi-PaCYP79p对杏仁cDNA酵母文库进行筛选,结合酵母单杂交实验,鉴定PaCYP79启动子可能的上游调控因子。[结果]对PaCYP79启动子顺式作用元件分析表明,PaCYP79启动子序列中含有多个植物的组成型核心启动子顺式作用元件,还含有ABA、赤霉素、茉莉酸等多种植物激素和环境胁迫的响应元件,参与分生组织发育及种子特异调控等顺式作用元件。成功构建杏仁cDNA酵母文库,库容为1.2×107 CFU,平均插入片段大于1 000 bp,文库的重组率为100%。酵母文库筛选结果经测序和Blast同源性分析,获得10个互作蛋白,其中包括淀粉样蛋白聚集和蛋白毒性的正调控相关的蛋白(small EDRK-rich factor 2),与种子发育和随后的萌发调控相关的蛋白(seed biotin-containing protein SBP65),参与控制纤维素微原纤维定向沉积调控的类动力蛋白(kinesin-like protein KIN-4C),60S核糖体蛋白L19-2(PREDICTED:60S ribosomal protein L19-2),聚腺苷结合蛋白2亚型X1(polyadenylate-binding protein2 isoform X1),以及5个未知功能的蛋白。酵母单杂交进一步证实这10个蛋白能与PaCYP79基因启动子结合。[结论]本研究成功构建了高质量的杏仁c DNA酵母文库,并利用酵母单杂交技术在酵母文库中筛选并验证了10个与PaCYP79启动子互作的蛋白。这些互作蛋白的筛选为深入研究杏仁中苦杏仁苷的合成与调控奠定了基础。

仁用杏新品种京仁3号的选育

京仁3号为杏与扁桃远缘杂交后代,母本为仁用杏品种龙王帽(Prunus armeniaca L.),父本为扁桃品种意大利1号(Amygdalus communis L.)。平均单仁重1.1 g,果实卵圆形,果顶圆凸。成熟时果皮橙黄色,向阳面具红晕。果核卵圆形,壳面较平滑。核仁饱满、仁大、甜仁,离核。丰产,适应性强,是综合性状优良的仁用杏新品种。

温度逆境交叉适应过程中葡萄幼苗质膜Ca^(2+)-ATPase的细胞化学定位与活性变化

目的研究植物交叉适应现象及其生理生化机制。方法以京秀葡萄(VitisviniferaL.cv.Jingxiu)为试材,研究了38℃/10h的高温锻炼预处理和8℃/2.5d的低温锻炼预处理分别对随后0℃低温和45℃高温胁迫期间葡萄叶片细胞质膜Ca2+-ATPase的影响。从生化水平测定了定位在质膜、液泡膜上的Ca2+-ATPase的活性,并用氯化铈沉淀的电镜细胞化学方法,定位观察了质膜Ca2+-ATPase的活性。结果高温锻炼预处理提高了微粒体膜上的Ca2+-ATPase酶的活性,并且在随后的低温胁迫条件下,保持了酶活性的稳定性;低温锻炼提高了微粒体在高温胁迫下的ATP酶活性。结论高温锻炼诱导的抗冷性和低温锻炼所诱导的耐热性的提高与微粒体膜上Ca2+-ATPase活性的变化有关,且高温锻炼和低温锻炼具有相同的调控机制。

不同品种杏果实发育进程中多酚与类黄酮物质含量的变化

以成熟期和果实呈色不同的2个杏品种"青密沙"杏和"骆驼黄"杏为试材,采用常规方法对果实与果皮中的总酚、总类黄酮与花色苷含量分别进行了测定,以期揭示杏果实发育进程中多酚与类黄酮类物质的累积规律。结果表明:杏果皮和果肉中的总酚和总类黄酮含量均是在果实发育前期即果实第1迅速生长期呈现逐渐增加的趋势,而果实发育进入硬核期以后,这2种次生代谢物质的含量即开始逐渐降低,至商熟期又有所升高。花色苷含量则是随着果实的发育成熟而逐渐增加。"骆驼黄"杏果肉和果皮中的总酚与总类黄酮均明显高于相应的"青密沙"杏。在果实发育的任何阶段,无论是总酚、总类黄酮还是花色苷,2个杏品种果皮中的含量均明显高于果肉。由此可见,杏果实中的多酚与类黄酮类物质含量与品种、发育时期和组织部位有明显的相关性。

葡萄幼苗在温度逆境交叉适应过程中活性氧及抗氧化酶的变化

为探讨葡萄幼苗对温度逆境产生交叉适应性的抗氧化机制,以2年生‘京秀’葡萄(Vitis vinifera L.‘Jingxiu’)幼苗为试材,分析了交叉适应性诱导过程中叶片细胞O_2^-和H_2O_2等活性氧分子,膜脂过氧化以及过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)等抗氧化酶活性的适应性变化。结果表明,0℃低温胁迫和45℃高温胁迫进程中,幼苗叶片细胞膜系统受到严重伤害,表现为CAT、POD和SOD等抗氧化酶活性降低,膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量明显升高,活性氧增加。经过高温锻炼的幼苗,在低温胁迫期间抗氧化酶活性增强,O_2^-产生速率和H_2O^2含量先上升后下降,MDA含量和膜透性也比对照有明显降低且相对稳定;经过低温锻炼的幼苗,在高温胁迫期间,上述各项指标的变化规律与高温锻炼幼苗在低温胁迫期间的变化趋势相似。因此认为,高温锻炼诱导的葡萄幼苗的抗冷性和低温锻炼诱导的耐热性有着相似的抗氧化保护机制。

葡萄幼苗对温度逆境交叉适应过程中HSP70在叶片中的亚细胞定位

为了进一步分析热激蛋白在温度锻炼诱导的交叉适应性形成过程中的保护功能,此文以葡萄(Vitis vinifera L.cv.Jingxiu)幼苗为试材,采用胶体金免疫电镜定位技术,定位观察了HSP70在葡萄叶片中的亚细胞分布情况。结果表明,低温锻炼预处理可增强其在高温胁迫条件下的表达水平,细胞核和叶绿体中代表HSP70的免疫金颗粒密度比相应的对照细胞明显增多,尤其是胁迫处理3 h时。与低温锻炼相似,高温锻炼预处理增强了葡萄叶片在高温胁迫下细胞核和叶绿体中HSP70的表达量。这一结果为HSP70参与温度锻炼诱导的交叉适应性提供了更直观的细胞学证据。

植物对温度逆境的交叉适应性及其机制研究进展

简述了交叉适应的概念及其存在的普遍性 ,并对其产生的生理生化机制和分子生物学基础进行了评述。

不同用途杏品种群的AFLP分析

利用荧光AFLP技术,对49个隶属于不同用途的杏种质资源的遗传多样性和群体遗传结构进行了研究,结果表明,8对EcoRⅠ/PstⅠ引物平均扩增多态带数量为183.9,平均多态带百分比为85.1%,揭示了杏资源丰富的遗传多样性。杏资源在个体间的Nei’s基因多样度(H=0.184)、Shannon信息指数(I=0.295)、观测等位基因数(Na=1.851)和有效等位基因数(Ne=1.294)都显著高于群体水平。在群体水平上,杂种杏品种类群的4个遗传变异参数都高于其他4个类群,遗传变异度最大。5个品种类群的遗传分化系数(Gst=0.267 9)显示,杏资源的遗传变异主要存在于群体内,占总变异的73.21%。仁用杏品种类群和观赏杏品种类群之间的遗传关系最近(遗传一致度IN=0.985 0,遗传距离D=0.015 1),鲜食加工兼用品种类群与其他4个类群的遗传关系比较结果显示,其与杂种杏品种类群间遗传关系最近(IN=0.946 3;D=0.056 5)。UPGMA聚类分析结果表明,以0.537为阈值将49份材料分为3个大类,第(1)类全部是鲜食加工兼用杏品种;第(2)类由全部仁用杏品种和全部观赏杏品种组成;第(3)类包括引进的3个品种和全部9个杂种杏。

杏树皮可溶性总蛋白的提取与浓缩方法探讨

为从杏树皮组织中获取高质量的可溶性总蛋白,选择经过冬季自然低温驯化的1 a生杏树新梢为试材,比较分析提取缓冲液中分别添加2%SDS,不同浓度的Tween 20,以及高浓度PVPP对可溶性总蛋白提取浓度和质量的影响。结果表明:提取杏树皮可溶性总蛋白的最佳缓冲液体系为:5 mL 50 mmol/L的Tris-HCl缓冲液(其中含2 mM EDTA-Na2,10 mmol/L抗坏血酸,0.5 mmol/L DTT,0.1 mmol/L PMSF,1%(w/v)PVPP,pH 8.0)和0.5%Tween20。丙酮浓缩方法中加入蛋白粗提液2倍体积的冷丙酮是最理想的。经过提取和浓缩的蛋白浓度可达0.773μg/μL,电泳分析中的条带多而清晰,可用于后续的目的蛋白纯化试验及功能分析。

主要果树植物全基因组测序研究进展

近几年,果树植物全基因组测序研究迅速升温,多个果树基因组图谱被陆续公布,为果树分子生物学和比较基因组学研究提供了大量的数据信息。通过比较分析已经完成全基因组测序的11种我国主栽果树的测序研究结果,就果树植物的起源和进化、重要农艺性状相关基因的发掘以及测序结果的应用前景方面进行了概述。

热预处理诱导京秀葡萄果实低温耐性与小分子热激蛋白sHsp17．6合成的关系

以京秀葡萄果实为试材,研究了38℃／10 h热预处理诱导葡萄果实对-2℃低温产生适应性反应过程中小分子热激蛋白sHsp17．6的合成变化。结果表明,热预处理明显减缓了低温引起的电解质渗漏率的增加,同时在转录和翻译两种水平上增强了sHsp17．6的表达。因此认为,sHsp17．6参与了热预处理所诱导的葡萄果实的低温耐性。

低温锻炼诱导葡萄幼苗的耐热性过程中sHSP17．6在叶片中的亚细胞定位

为了探讨热激蛋白在低温锻炼诱导的耐热性形成过程中的保护功能,进一步分析葡萄幼苗对温度逆境产生交叉适应性的细胞学机制,试验以葡萄(Vitis vinifera L. cv. Jingxiu)幼苗为试材,采用胶体金免疫电镜定位技术,定位观察了小分子热激蛋白17.6(sHSP17.6)在葡萄叶片中的亚细胞分布情况,结果表明,低温锻炼预处理可增强其在高温胁迫条件下的表达水平,细胞核和叶绿体中代表sHSP17.6的免疫金颗粒密度比相应的对照细胞明显增多,尤其是胁迫处理3 h时。这一结果为sHSP17.6参与低温锻炼诱导的耐热性提供了更直观的细胞学证据。