外源14-羟基芸苔素甾醇对桃座果率和果实品质的影响

为了应对低温座果率低导致桃树减产,该研究在桃树盛花期和幼果期喷施不同质量分数的芸苔素甾醇,研究其对桃树座果率的影响效果和合适作用质量分数。供试材料为桃品种‘中油金铭’,利用0.01%14-羟基芸苔素甾醇500倍液(高质量分数)和1000倍(低质量分数)液处理,以清水为对照,分别在桃树的盛花期和幼果期喷施2次,处理前统计花的数量,处理后每隔两周随机抽样,记录幼果数并统计座果率,至落花后第7周为止。果实成熟后测定果实品质相关的生理指标,包括果径、果核径、单果质量、果核质量、可溶性固形物含量及可滴定酸含量,通过方差分析确定芸苔素甾醇对果实品质的影响。结果表明,施用芸苔素甾醇可以显著提高桃树的座果率、单果质量和可溶性固形物含量,同时增加果核大小,降低可滴定酸含量。施用高质量分数和低质量分数芸苔素处理桃树后,座果率相比对照分别提升了83.40%和83.74%,单果质量分别增加了34.8%和46.5%,可溶性固形物含量分别提高了10.00%和23.44%,可滴定酸含量分别降低了16.46%和39.24%。喷施高质量分数的芸苔素甾醇可以提高桃果皮的光洁度,而低质量分数的芸苔素甾醇可能会降低桃果皮着色度。相关性分析表明,桃果皮的L值与a值呈现显著的正相关性,与b值呈现显著的负相关性,而与可溶性固形物和可滴定酸含量均无相关性。a值与可滴定酸含量成正相关,b值与可滴定酸含量成负相关,与可溶性固形物均无相关性。该研究为采用14-羟基芸苔素甾醇提高在低温逆境中桃树的座果率和提高果实品质提供了一定的理论依据。

外源水杨酸和褪黑素提高桃树连作障碍抗性的研究

研究外源水杨酸(SA)和褪黑素(MT)对栽植在连作土壤中桃树生长、叶片叶绿素含量和抗氧化酶活性的影响,并筛选出适宜浓度,为开发桃园克服连作障碍的技术提供理论支撑。以中桃砧1号为试验材料,栽植于桃园连作土壤中,喷施不同浓度SA和MT,测定桃树株高增量、茎粗增量、叶片叶绿素含量、叶片丙二醛(MDA)含量、叶片抗氧化酶活性。结果表明,随着SA、MT浓度增加,桃树株高增量、茎粗增量、叶片叶绿素含量和抗氧化酶活性均先升高后降低,叶片MDA含量先降低后升高。与对照相比,当SA浓度为200 mg/L、MT浓度为100 mg/L时,桃树株高增量、茎粗增量、叶片叶绿素含量和抗氧化酶活性均达到最大值,与对照均差异极显著;叶片MDA含量达到最小值,极显著低于对照。喷施适宜浓度SA和MT均能提高桃树在连作土壤中的生长势,SA浓度为200 mg/L、MT浓度为100 mg/L时效果最佳。

2个果梅品种雌蕊分化进程及相关生化指标分析

为了解果梅(Prunus mume Sieb.et Zucc.)雌蕊分化进程及其败育机制,采用石蜡切片法观察了不同时期果梅品种‘龙眼’(‘Longyan’)和‘大嵌蒂’(‘Daqiandi’)花芽纵切面的解剖结构,并对2个品种不同时期花器官发育状况、花芽百分率、花芽纵径和横径以及花芽中的可溶性糖、可溶性蛋白质和淀粉含量进行了测定分析。结果显示:雌蕊分化期、雌蕊分化末期及盛花期,品种‘龙眼’的不完全花比例均显著小于品种‘大嵌蒂’,其中,盛花期‘龙眼’不完全花比例仅为5.0%,而‘大嵌蒂’不完全花比例高达76.3%。品种‘龙眼’雌蕊分化过程经历未分化期、分化初期、分化期及分化末期4个阶段,且最终有95.0%的花芽在分化末期能顺利形成完全花;品种‘大嵌蒂’雌蕊分化过程则包含未分化期、分化初期、分化期、解体期、解体后修复期和分化末期6个阶段,且仅有23.7%的花芽能形成完全花。雌蕊分化的不同阶段2个品种花芽纵径和横径的变化与其分化进程基本一致。品种‘龙眼’完全花的可溶性糖和可溶性蛋白质含量均高于品种‘大嵌蒂’的完全花和不完全花、淀粉含量则低于后两者;品种‘大嵌蒂’不完全花的可溶性糖和可溶性蛋白质含量最低、淀粉含量则最高,与2个品种的完全花有显著差异。综合分析结果表明:品种‘大嵌蒂’的花芽在12月中上旬停止伸长生长、雌蕊分化停滞直至逐渐解体,这一时期即为品种‘大嵌蒂’雌蕊败育的关键时期;导致果梅雌蕊选择性败育的原因可能与花芽中大分子营养物质的分解代谢有关。

47个果梅品种开花生物学特性和花粉萌发率比较

为在生产上保护果梅正常开花,保障优质高产稳产提供理论参考,以及为进一步开展花粉萌发率研究和杂交育种工作奠定基础,笔者对47个不同的中外果梅品种开花生物学特性进行调查研究,包括花香、不完全花比例及花粉量的调查,同时测定花粉的萌发率,并对各组数据进行相关的统计学分析。结果表明：在所调查的品种中,中国品种整体上比日本品种香气浓郁;不完全花比例一般占总花量的1.17%~59.65%;不同果梅品种间花粉量有很大差异,变化值0~1265;品种间花粉萌发率存在很大差异,最高84.76%,最低为0;花粉量与花粉萌发率之间存在显著的相关性。不完全花比例高、花期易受低温危害是造成果梅产量低而不稳的主要原因。试验表明,不同果梅品种不完全花比例、花粉量以及花粉萌发率存在显著差异。

MicroRNA参与植物花发育调控的研究进展

MicroRNA(miRNA)是一类20～24nt的非编码小RNA,通过与靶mRNA序列的互补配对产生特异性,抑制了mRNA的表达或使其降解,从而调控靶基因的表达。而植物必须要开花结果,这是物种能够得以维持延续的一个基本要求。作者主要综述了3类调控开花时间的miRNA家族成员:miR172,miR159/miR319和miR156。其中,miR156主要调控植物生长周期转变;miR172通过调控AP2类基因,控制开花时间和花器官的形成;miR159和miR319的过量表达均会引起一些花发育障碍,如花期延迟。此外,还介绍了其他一些与花发育相关的miRNA,并对miRNA在花器官形成和发育中的研究方向做出了展望。

落叶果树需冷量及其估算模型研究进展

需冷量对落叶果树适地适栽、设施栽培和预测气候变化具有重要的意义。需冷量估算模型的研究为落叶果树需冷量的深入研究和理解提供了理论基础:0～7.2℃模型和犹他模型是应用较广的模型,动力学模型是目前较为完善的模型,0～14℃低温模型,正犹他模型和改进的犹他模型是针对当地特殊气候而采用的一些模型。对落叶果树需冷量及其估算模型的研究进行了综述,主要从落叶果树需冷量的概念、不同需冷量估算模型的介绍,应用及模型间的选择、需冷量影响因素以及我国需冷量研究存在问题与展望等方面进行阐述,以期为我国落叶果树需冷量的研究提供借鉴。

核果类果树中microRNAs的生物信息学预测及验证

microRNA(miRNAs)是一类非编码小分子RNA,在植物生长发育、新陈代谢以及逆境生理中起重要作用。基于生物信息学的基因搜索和同源搜索,从NCBI数据库中登录的核果类果树的EST和GSS中寻找miRNAs。从核果类果树的107982条ESTs和48273条GSSs中搜寻到了11条miRNAs前体序列,编码11条成熟体序列,并预测到19个靶基因,分别编码与生长发育、新陈代谢和转录调节等相关的蛋白。利用miRbase数据库进一步分析表明:11条miRNAs属于8个microRNA家族,分别来自桃和梅,其大小为20～23bp,其中6条为21bp,而且ppe-miR162a和ppe-miR164f保守性最高。采用poly(A)RT-PCR方法随机对预测的ppe-miR156h,pmu-miR482,ppe-miR399a,ppe-miR171a进行组织表达验证,发现ppe-miR156h在果梅花芽中表达,pmu-miR482,ppe-miR399a,ppe-miR171a在桃叶片中表达。

果梅花芽蛋白质双向电泳优化体系的建立

以果梅花芽为材料,比较了TCA/丙酮法和酚抽法2种总蛋白质提取方法对蛋白质双向电泳(2-DE)的影响,同时对IPG胶条种类、凝胶浓度、蛋白质上样量及染色方法等环节进行了优化。结果表明:TCA/丙酮法比酚抽法在2-DE凝胶图谱上的蛋白质点数增多,图谱背景也比较清晰,没有明显的纵横条纹;采用17 cm pH 4～7的胶条、10%的凝胶浓度、1.5～1.8 mg的蛋白质上样量,经改良胶条考马斯亮蓝G-250染色后可获得背景清晰、重复性好、蛋白质分辨率高的2-DE图谱。高质量的果梅花芽蛋白质提取方法和蛋白质双向电泳体系的优化可为果梅蛋白质组学研究奠定技术基础。

木本植物季节性休眠的分子机制

季节性休眠是多年生木本植物在生态和进化上的一种"权衡"机制,也是植物界多样性生存策略的组成部分。木本植物的休眠反应首先是Ca2+作为信号物质诱导CO/FT基因的表达,进而引起与休眠相关的DAM基因的表达;而低温可以诱导休眠的发生,冷诱导表达的基因CBF和COR在休眠期间也有表达;而与逆境相关的蛋白如脱水蛋白、抗冻蛋白、热激蛋白和热稳定蛋白等也与休眠反应有密切的关系。本文就与木本植物季节性休眠相关的分子机制进行了综述。

梅种质资源与分子生物学研究进展

梅起源于我国,具有丰富的种质资源和遗传多样性。国家级种质资源圃的建立提高了梅种质资源的保存与鉴定水平,同时梅基因组测序的完成也促进了近年来梅分子生物学研究。本文重点综述了梅的起源与分布、资源收集与鉴定评价、核基因组与叶绿体基因组研究、雌蕊发育机制、自交不亲和机制、季节性休眠机制、分子标记、组织培养及遗传转化等方面的研究进展,探讨了梅种质资源研究和分子生物学研究中存在的问题,并指出了今后的重点研究方向。

KNOX Ⅰ类基因在雌蕊发育中的作用

雌蕊由心皮和花柱组成并最终发育成果实,其发育对作物的产量、质量都有决定性的影响。因此,对雌蕊败育相关基因的研究是植物生物学研究领域的热点,KNOX家族是植物中的5个同源异型盒基因家族之一,分为Ⅰ类和Ⅱ类KNOX亚家族,主要在植物茎顶端分生组织中特异表达,是分生组织发生与维持所必需的关键基因,调控与器官发生相关的细胞分化,最终影响侧生器官的形态建成、该文综述了与雌蕊发育相关的KNOX家族基因功能,重点对KNOX家族中的KNOX Ⅰ类基因进行了阐述。

果梅NAC基因家族的鉴定及组织表达分析

为挖掘果梅中NAC基因成员,探讨其组织表达特异性,本研究采用生物信息学方法鉴定了果梅NAC基因家族,并对其理化性质、染色体分布、亚细胞定位、保守基序、蛋白结构和亚族分类进行预测分析。结果表明,果梅NAC基因家族包含106个NAC基因成员,根据系统发育特征将其分为12个亚族。PmNAC基因在果梅的8条染色体上呈现不均匀分布,多编码酸性氨基酸;大部分NAC蛋白为亲水蛋白,其二级结构多以无规则卷曲为主要构成元件,且三级结构相似;亚细胞定位预测显示,果梅NAC蛋白为典型的核蛋白。选取12个NAC基因家族成员,利用实时荧光定量PCR技术进行组织表达分析,结果表明,12个果梅NAC基因在不同组织中均有表达,但表达差异明显。其中3个基因(PmNAC54、PmNAC32、PmNAC68)在果皮中表达最高,4个基因(PmNAC60、PmNAC95、PmNAC51、PmNAC2)在果肉中表达最高,3个基因(PmNAC31、PmNAC62、PmNAC48)在嫩茎中表达最高,其余2个基因(PmNAC61和PmNAC71)分别在果胚和花芽中具有最高的表达,表达特征的差异表明它们可能具有不同的生物学功能。本研究结果为果梅NAC蛋白的进一步功能分析奠定了一定的理论基础。

梅PmARF17克隆及其在花发育中与内源激素的调控模式

【目的】分析梅PmARF17的生物学功能,探究梅花发育进程中其表达丰度与内源激素动态变化的关系,为梅花发育的调控研究提供依据。【方法】以梅品种‘大嵌蒂’为试材,克隆PmARF17,利用生物信息学软件分析基因结构、系统进化及其与其他物种同源蛋白的差异;亚细胞定位确定PmARF17蛋白在细胞中作用的部位;以梅品种‘大嵌蒂’和‘龙眼’不同发育阶段的花芽、叶芽、花器官为试材,利用qRT-PCR检测PmARF17时空表达模式,通过UPLC法测定IAA、GA3、ABA、ZT含量的动态变化,并与PmARF17的表达进行相关性分析;克隆PmARF17启动子,分析启动子的顺式作用元件,利用瞬时表达解析PmARF17与GA3的调控模式。【结果】从梅品种‘大嵌蒂’中克隆得到PmARF17,系统进化树分析表明PmARF17蛋白与其他植物的ARF蛋白序列高度同源;亚细胞定位表明其作用于细胞核和细胞膜上;qRT-PCR表达和内源激素含量的相关性分析表明,PmARF17的表达与IAA含量的变化趋势没有明显的相关性。PmARF17在雌蕊完好花芽中的表达水平相对不完全花芽显著上调,而GA3含量与PmARF17的表达趋势一致。ABA和ZT含量总体上与PmARF17的表达呈相反的趋势,表明两者可能抑制PmARF17的表达。PmARF17启动子含有GA顺式元件,且具有启动活性和组织表达特异性,在花瓣、雄蕊及根部特异表达。【结论】PmARF17可能是梅花发育的正调控基因,促进梅雌蕊的正常发育。PmARF17的表达可能受到GA3的正调控,其可能通过作用于雄蕊和花瓣,进而影响梅的雌蕊发育进程。

园艺地布覆盖对桃园土壤和桃果实品质的影响

为探究园艺地布覆盖对桃园根际土壤理化性质、微生物和果实品质的影响,在江苏省南京地区桃园以不覆盖为对照,研究桃树树盘覆盖地布后土壤环境的变化,利用16SrRNA基因高通量测序对土壤细菌群落进行分析,探究覆盖对土壤微生物的影响。结果表明:覆盖显著提高了0~20cm土层有机质、全磷、全钾及若干微量元素含量,同时显著提高了土壤酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性;地布覆盖处理土壤细菌16S rRNA OTU数显著高于对照,土壤细菌群落丰度显著提高,但均匀度有所降低;变形菌门为覆盖下的优势菌门,γ变形菌纲和α变形菌纲为优势菌纲;从果实品质来看,地布覆盖显著提高了桃单果重、可溶性糖含量和维生素C含量。综上,地布覆盖通过提高土壤酶活性提高了有益菌的种类和数量,并提高了果实品质。

泗洪大枣优质高效栽培技术

总结了泗洪大枣矮化密植配套的栽培技术,包括定植技术、整形修剪技术、促进坐果技术和病虫害防治技术,通过一系列的栽培技术达到丰产优质的栽培目的。

梅GRF基因家族生物信息学和表达分析

[目的]本文旨在对梅生长调控因子(GRF)基因家族成员进行鉴定并系统分析其基本性质、进化关系以及不同休眠时期的差异表达,以期为深入研究梅PmGRF基因功能奠定基础。[方法]利用生物信息学方法对PmGRF基因家族基因结构、保守基序、蛋白理化性质、染色体定位、共线性、顺式作用元件和进化关系等进行分析,并通过RT-qPCR技术进一步分析PmGRF基因家族在休眠芽不同时期的表达模式。[结果]PmGRF家族包含15个成员,PmGRF基因不均匀分布在6条染色体上。多数GRF蛋白富含碱性氨基酸,且GRF蛋白皆为亲水蛋白。系统进化分析表明梅、杏、扁桃和拟南芥的GRF家族被分为7个亚家族,且梅与杏GRF基因家族的同源性较高。PmGRF基因启动子上富含最多的是生长发育相关的作用元件,如与分生组织表达相关的顺式作用调控元件。共线性分析发现,PmGRF01和PmGRF02、PmGRF09和PmGRF11、PmGRF04和PmGRF14等3对基因存在节段性重复,AtGRF04和PmGRF13、AtGRF05和PmGRF04之间存在线性关系,表明它们之间具有同源性。PmGRF基因重复序列的K_(a)/K_(s)值都远小于1,说明进化过程中受纯化选择。组织器官表达分析发现,PmGRF12、PmGRF06和PmGRF09在休眠芽中的转录丰度最高,且RT-qPCR分析发现大多数PmGRF在4个休眠时期的表达量差异显著。[结论]PmGRF基本符合植物GRF基因的典型特征,根据结构和表达分析推测PmGRF12、PmGRF06和PmGRF09可能参与芽的休眠过程。

梅PmmiR319a与靶基因PmTCP2的验证与表达分析

为验证PmmiR319a与PmTCP2基因的靶标关系,并研究PmmiR319a在梅花芽发育过程中的作用,本研究以梅品种‘大嵌蒂’为试验材料,克隆梅PmmiR319a前体序列及其靶基因PmTCP2,采用5'RACE技术对两者之间的靶标关系进行验证,并进一步分析在花芽发育过程中的表达模式。结果表明,梅PmmiR319a前体序列含有茎环结构,通过序列比对和系统发育分析发现,不同物种的miR319a前体序列的茎环发卡结构和成熟体区域表现出较高的保守性。梅PmTCP2基因全长1 500 bp,编码499个氨基酸。荧光定量PCR分析结果表明,PmmiR319a在梅花发育的前期表达量高,而PmTCP2在梅花发育的中期和后期表达量较高,PmmiR319a与预测靶基因PmTCP2的表达模式呈负相关,表明二者存在负调控的关系,与预测的靶标关系一致。RLM-5'RACE技术验证结果表明,PmmiR319a对其靶基因PmTCP2的mRNA进行了切割,切割位点位于第10和第11个碱基之间。由此可知,PmmiR319a通过调控靶基因PmTCP2影响花的发育。本研究结果为阐明梅花中miR319a的功能提供了一定的理论依据。

果梅CCoAOMT蛋白Western-blot体系建立与优化

[目的]本文旨在建立一套适合于果梅(Prunus mume)Western-blot的蛋白质提取和技术体系。[方法]以果梅品种‘小绿萼’花芽为试验材料,以咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶(CCo AOMT)为目标蛋白,分别采用Tris-HCl法和SDS上样缓冲液直接提取法,比较2种提取方法的优劣,并通过设置不同的蛋白上样量(20、30、40、50及60μg)、转膜时间(40、60及90 min)、一抗稀释比例(1∶500、1∶1 000、1∶2 000及1∶5 000)以及一抗孵育时间(室温1 h、室温2 h及4℃过夜)等组合,研究适合果梅花芽CCo AOMT蛋白Western-blot的最佳体系。[结果]成功建立了快速、灵敏、特异的Western-blot体系,确定了果梅花芽CCoAOMT蛋白的Western-blot试验条件。SDS上样缓冲液直接提取法提取蛋白快速、高效,最佳条件为以蛋白上样量30μg、转膜1 h、一抗稀释比例1∶1 000以及一抗孵育2 h。[结论]本试验建立了简单、快速和重复性好的SDS上样缓冲液直接提取法以及优化的上样量、转膜时间和抗体浓度等Western-blot体系,为梅等木本植物开展Western-blot研究提供依据。

梅叶绿体分离与测序方法优化

叶绿体基因组是研究进化关系的理想基因组。为了获得最适合梅(Prunus mume)叶绿体提取及测序方法的方案,以梅品种‘龙眼’新鲜幼叶为试验材料,比较叶绿体试剂盒,高盐-低pH配合Percoll密度梯度以及改良高盐-低pH3种方法分离叶绿体的效果。结果表明改良高盐-低pH法提取梅cpDNA的OD260/OD280值为2.043,质量浓度为5 286.4ng/ul,是3种方法中最适合梅叶绿体提取的方法。此外,通过比较直接与拼接2种测序方法得到的‘龙眼’梅叶绿体基因组差异,发现两者的显著差异为直接测序法测得基因组在IR区112~118kb区间有一段冗余序列,基因组重排相似度高于99%。综合考虑,梅叶绿体最佳提取方法为改良高盐-低pH法,直接测序法获得的信息量较大但增加了提取叶绿体DNA的成本。

梅雌蕊激光捕获显微切割体系及微量RNA提取方法的建立

【目的】建立一套利用激光捕获显微切割技术切取梅(Prunus mume Sieb. et Zucc.)的雌蕊并提取微量RNA的技术体系。【方法】以梅品种‘大嵌蒂’和‘龙眼’的花芽和雌蕊为实验材料,制作石蜡切片,比较不同厚度条带的切割效果并选取最佳的条带厚度制作切片;以Leica LMD 7 000激光捕获显微切割系统为实验核心,比较不同激光强度的切割效果,选取切割效果最好的激光强度,分别切取2个梅品种的雌蕊,比较常温保存与液氮保存切割后样品所提取的RNA质量,最终建立适合于梅的激光捕获显微切割提取微量RNA的最佳体系。【结果】在石蜡切片制作过程中,改进了试验材料的贮藏条件(在4℃冰箱低温贮藏),即除渗蜡和制片之外,其他如脱水、透明等步骤都在4℃冰箱中进行,而后再切片制片。经过反复比较,成功确定石蜡切片的最佳条带厚度为10μm,激光捕获显微切割效果最好的激光强度为30,并且明确切割后液氮保存的切割材料所提取RNA的RIN值比常温保存的高。【结论】改进了石蜡切片制作过程中某些步骤中材料的贮藏温度,确定了适合于梅花芽的切片厚度以及显微切割激光强度,建立了相对简单、稳定且重复性好的利用石蜡切片并联用激光捕获显微切割系统提取微量RNA的体系,为梅等木本植物开展微量RNA提取及后续分子试验的研究提供了基础依据。