全基因组DNA甲基化和转录组联合分析鉴定杜梨耐盐相关转录因子

【目的】鉴定不同杜梨株系根中响应盐胁迫信号的相关转录因子,分析盐胁迫下基因序列DNA甲基化变化与基因表达改变之间的关系,探讨参与调控不同杜梨株系耐盐能力的转录因子成员。【方法】以杜梨耐盐株系和普通株系为试材,在苗期使用200 mmol·L^(-1) NaCl对90日龄组培生根苗进行水培处理,以Hoagland营养液为对照。利用火焰石墨炉原子吸收光谱仪测定钠离子含量;利用全基因组DNA甲基化和转录组测序技术从表观遗传修饰和转录调控水平对盐胁迫下转录因子进行生物信息学分析;最后用McrBC-PCR和qPCR对差异转录因子进行验证。【结果】外源NaCl处理24 h后,杜梨植株中钠离子含量显著增加,其中耐盐株系的增加幅度比普通株系小,为普通株系钠含量的73.1%,但根中积累的钠是普通株系含量的1.1倍;杜梨根中检测到69类共2682个转录因子的表达,盐胁迫后243个转录因子在两个株系中都发生了差异表达,包括AP2/ERF(37个)、bHLH(19个)、bZIP(7个)、HD-Zip(10个)、MYB(30个)、NAC(18个)、WRKY(8个)和ZFP(23个)等家族成员;盐胁迫后,耐盐株系基因组中转录因子甲基化水平下降,而普通株系转录因子甲基化水平上升,其发生DNA差异甲基化区域主要在基因启动子位置,差异甲基化类型主要为mCHH,占mCG、mCHG、mCHH三种类型总和的93%以上。AP2/ERF、bHLH、DREB、GRAS、GT因子、HB Zip、MYB、NAC、Trihelix和Zinc finger ZFP家族的23个转录因子响应盐胁迫表达量上调而甲基化水平降低,可能参与调节钠在根中的吸收和积累。对部分候选基因的表达模式和启动子区域分别进行实时荧光定量(qPCR)和甲基化依赖型限制性内切酶PCR(McrBC-PCR),验证了生物信息学分析结果。【结论】盐胁迫后在两个杜梨株系根中均差异表达的转录因子数目为243个,其中8个转录因子(PbERF2、PbGT3、PbZAT10.1、PbSCL33、PbDREB1、PbZAT10.2、PbERF53、PbNAC72)DNA序列的甲基化改变与基因转录水平变化呈负相关,研究结果为揭示转录因子参与不同杜梨株系耐盐能力调控的分子机制提供了依据。

叶面喷施褐藻寡糖磷钾肥对早熟砂梨叶片与果实性状的影响

为探明不同稀释倍数褐藻寡糖磷钾叶面肥(APK)及不同类型磷钾叶面肥对早熟砂梨叶片和果实性状的影响,本研究以早熟砂梨苏翠1号为试验材料,于花后设置清水(CK1)、APK稀释250倍液、APK稀释500倍液和APK稀释1000倍液4个稀释倍数的叶面喷肥处理;以早熟砂梨翠玉为材料,于花后设置清水(CK2)、APK稀释500倍液和KH_(2)PO_(4)稀释500倍液3个叶面喷肥处理,分析不同稀释倍数褐藻寡糖磷钾叶面肥及不同类型磷钾叶面肥对早熟砂梨叶片SPAD值、叶面积、比叶质量、单果质量、可溶性糖含量和有机酸含量等叶片与果实性状指标的影响。结果表明,花后叶面喷施适宜稀释倍数APK(稀释500倍)能显著提高苏翠1号梨叶片SPAD值和比叶质量,增加单果质量、果实硬度和果实可溶性糖含量,显著降低果实苹果酸、总酸含量,达到增产提质的效果;花后叶面喷施APK稀释500倍液处理的翠玉梨叶片SPAD值、比叶质量以及果实果糖、总糖含量均显著高于磷酸二氢钾(KH_(2)PO_(4))稀释500倍液处理,果实苹果酸含量显著低于磷酸二氢钾稀释500倍液处理。因此,叶面喷施APK是优质梨果提质增效的有效养分管理技术措施。

套袋对梨果实品质和农药残留的影响

研究了翠冠和丰水梨套3种类型果袋对果实品质以及套袋对果实中农药残留量的影响,结果表明:与不套袋对照相比,套3种果袋处理的果实皮色淡而均匀、果锈少、果点不明显,果面光亮美观,外观品质明显改善。在套3种果袋处理间,翠冠梨以套防水双层果袋处理的果实外观品质较优,丰水梨以套防水双层果袋和套黄色单层果袋处理的果实外观品质较优。翠冠梨套防水双层果袋、黄色单层果袋处理以及丰水梨套黄色单层果袋处理的果实糖度、酸度、硬度等食用品质分别与不套袋对照无显著差异。套袋处理可显著降低果实中毒死蜱、多菌灵和氯氟氰菊酯残留量。

嘧霉胺与枯草芽孢杆菌B-916协同防治梨黑斑病

室内测定28种化学药剂和枯草芽孢杆菌B-916对梨黑斑病菌的毒力,将毒力最强的化学药剂与拮抗细菌枯草芽孢杆菌B-916进行复配,探讨复配剂对梨黑斑病的室内毒力效果和田间防治效果。室内测定结果显示:28种常见化学药剂中嘧霉胺能有效抑制梨黑斑病菌菌丝生长,当嘧霉胺浓度大于或等于0.10 mg/L时,抑制率为100.00%;枯草芽孢杆菌B-916对梨黑斑病菌菌丝生长具有较强的抑制作用,抑菌圈直径达55 mm;将枯草芽孢杆菌B-916(2.00×108CFU/ml)与嘧霉胺(10 000 mg/L)复配,配比为2∶1时对病菌抑制的增效比达4.18。该复配剂稀释20倍(6.67×106CFU/ml B-916+167 mg/L嘧霉胺)对梨黑斑病的田间防治效果为58.26%,显著优于嘧霉胺(500 mg/L)和B-916(1.00×107CFU/ml)单剂。

1-MCP延长翠冠梨果实的货架期

以翠冠梨为试材,研究室温条件下1-甲基环丙烯(1-MCP)处理对延长果实货架期的效果。结果表明,1-MCP处理可以延缓果实硬度的下降,降低果实的呼吸速率,推迟乙烯峰的出现并降低峰值,维持果实较高的可溶性固形物(TSS)和可滴定酸(TA)含量,1-MCP处理还可以明显抑制梨黑皮病的发生,从而保持较高的好果率。因此,1-MCP处理能较好地保持果实在贮藏期间的品质和风味,使翠冠梨的货架期延长10 d左右。

我国果园机械化现状与发展思路

无论果园种植面积还是水果产量,我国均居世界第一,但由于我国果园机械化水平较低,严重制约了我国水果产业的发展。本文针对果园生产管理主要环节,在对比分析国内外果园生产动力机械、开沟施肥机械、植保机械、修剪采摘机械、枝条粉碎机械与灌溉机械使用及研发现状的基础上,提出了我国果园机械化发展思路。

梨黑斑病病菌的致病条件

盖森链格孢(Alternaria geisen)是梨树致病真菌之一,能引起梨黑斑病。本研究探讨了接种方法、温度、保湿方法等因子对梨黑斑病病菌致病性的影响及24种病原菌的致病性。结果表明,采用喷雾法和涂抹法室内接种梨黑斑病病菌,该病菌具有较强的致病性;梨黑斑病病菌侵染的最适温度为28℃,采用2%水琼脂保湿时该病菌具有较强的致病性。24种病原菌的致病性,用喷雾法接种,强致病性菌株占54.2%(病情指数>25%);用涂抹法接种,强致病性菌株占50%(病情指数>25%),表明大多数菌株具有较强的致病性。结果还表明菌株接种后的病情指数与菌丝生长速率、产孢量相关性不显著;但与菌落颜色存在一定的关系,颜色越深,致病性越强。由此推测,梨黑斑病病菌致病性的强弱可能与其产生色素有关。

喷布GA_(4+7)和套袋对苹果果形和果锈的影响

花期喷布８～１０ｍｇ／Ｌ的ＧＡ４＋７明显改善了新红星苹果的果实形状，果形指数（Ｌ／Ｄ）≥０９３的商品果比例从对照（喷清水）的２３％提高到５８％，相对价格提高了３１％；ＧＡ４＋７处理对成花和座果没有影响。金帅苹果花后２～３周进行套袋处理，使果锈明显减少，无锈果从对照（不套袋）的１５％提高到４３％，相应的商品价格提高了２４％。认为喷布ＧＡ４＋７和套袋是目前生产优质高档苹果的有效措施。

1-MCP处理翠冠梨采后果实适宜参数研究

以翠冠梨果实为试材,研究了1-MCP不同处理浓度、处理环境温度、处理时间和处理次数的贮藏效果。结果表明,1-MCP处理浓度对1-MCP作用效果的影响最大,1.0μl/L1-MCP处理比较适合翠冠梨贮藏;同一使用浓度下,1-MCP重复使用可增强其延缓果实成熟衰老的效果,处理3次贮藏效果最好;处理时长和处理环境温度对1-MCP作用效果的影响不大。

植物病原真菌PCR检测技术研究进展

及时有效地做好真菌病害的检测诊断工作是农作物优质、高产的重要保证之一。传统的检测方法主要是观察孢子形态、病斑特征、发病症状等,虽能起到很大的作用,但对于交叉感染、病原菌产孢困难、病斑病症相似的发病作物则较难检测,而分子生物学的发展和PCR技术的诞生为快速、准确检测植物病原真菌提供了基础。根据目前常用诊断植物病原真菌方法的分类及其利弊进行了综述,主要包括:技术原理、发展状况、存在问题、应用前景等,以期为今后植物病原真菌分子检测技术的发展提供参考。

夏剪对红富士苹果大小、产量及品质的影响

在１９９４～１９９７年８月末对红富士苹果树连续４年进行夏剪，结果显示：单果重、产量和果肉硬度不受影响；果实着色有明显改善，尤其是树冠内堂果实红色的发育更好；夏剪树的果实底色较亮；夏剪使果实中可溶性固形物含量降低不明显，对可滴定酸的影响不尽一致，对果肉硬度无影响。因此，在黄河故道地区，于８月末对红富士苹果树进行夏剪较为适宜。

花碱土地区苹果小叶病诱因与矫正技术

苹果园土壤PH偏高、地势低洼、排水不畅或地下水位高,或偏施氮磷化肥等都会诱导幼龄苹果发生小叶病.在江苏省现有苹果主栽品种中,富士、金帅发病率较高.而大国光、小国光等则相对较低.对于已经发生小叶病的果园,秋冬季节土施硫酸锌0.05kg/株或多效锌0.1kg/株,在春季发芽前树体喷5%硫酸锌或10%多效锌,当年可以消除病症;生长季节对病株进行土壤或叶面施肥当年无效.苏北地区现有条件下的果园,每年施用含锌复合肥,配合增施有机肥,对防止苹果小叶病的发生具有良好的作用.

江苏省设立专项资金加强农业科技自主创新的实践与思考

江苏省自2007年启动实施农业科技自主创新资金项目以来,农业科技自主创新能力和水平得到了有效提升。本文阐述了新时期加强农业科技自主创新的必要性和重要意义;回顾总结了专项资金设立以来,农业科技创新活动转型升级、创新成果产出与熟化应用、学科团队建设提升等方面取得的阶段性成效;在梳理和剖析农业科技创新活动中存在的制约因素的基础上,思考并提出了进一步发挥专项资金引导和支撑作用的对策。

苹果适期丰产优质栽培技术

对于4～6年生的劣质苹果园,在常规技术管理的基础上,采取先进的促花保果配套技术,并配合使用植物生长调节剂、高效果树专用肥和新型果树杀菌剂,可使幼龄劣质苹果园当年恢复树势,第二年开花结果,第三年达到较高的产量.运用夏季修剪、疏果套袋及适期采收等技术,能使苹果果实增大、色泽鲜艳、风味增加,综合提高苹果品质.

沙地密植苹果园杂草发生规律及化学除草试验初报

江苏省苹果栽植区属我国苹果栽植的南缘,与北方果区相比,降雨量相对较多,因而杂草的发生量大,种类复杂。杂草的为害不仅表现为影响苹果生长、加重果园病虫害发生,而且对果园施肥、打药、夏季修剪等田间管理也带来诸多不便。对于人员偏少的果园,投入大量劳力进行人工锄草还会严重耽误果园的其他管理。针对这种情况,苏北部分果园已开始使用除草剂进行化学除草,但仅限于稀植大树。由于密植果园树密根浅,果农对使用除草剂存在一定的顾虑。因此,在对果园杂草全面系统调查的基础上,开展沙地密植苹果园化学除草试验。

利用科技自主创新资金 支撑引领现代农业发展

为转变农业发展方式,加快建设创新型省份,切实推进农业科技自主创新工作,支撑和引领江苏现代农业发展,自2007年起,江苏省开始设立“江苏省农业科技自主创新资金”（以下简称“自主创新资金”）.6年多来,自主创新资金投入从初始的1500万元迅速增至1.3亿元,累计投入资金3.39亿元,实施项目915个,带动部、省、市（县）项目经费投入近1.5亿元,创新平台和基地建设资金9600万元以上,参与项目实施的科技人才近4000人（次）,稳定骨干创新团队100多个,较好地发挥了自主创新资金“凝聚资源、培养团队、增加产出、支撑发展”的作用,为江苏省率先实现农业现代化提供了强大的科技支撑.

强化农业自主创新 加快发展现代农业

今年2月1日出台的《中共中央、国务院关于加快推进农业科技创新持续增强农产品供给保障能力的若干意见》，把推进农业科技创新作为“三农”工作的重点，作为农产品生产保障供给和现代农业发展的支撑，在我网农业科技发展史上具有里程碑意义。

不同类型梨品种光合特性的比较

用CIRAS-1便携式光合作用测定系统测定了5种类型不同梨品种的光合速率和光合作用日变化规律,结果表明,不同类型梨品种的净光合速率(Pn)不同,黄冠(白梨与砂梨的杂交品种)和清香(砂梨品种)的Pn高于红巴梨(西洋梨品种),新鸭梨(白梨品种)和库尔勒香梨(新疆梨品种)的Pn居中。清香和新鸭梨的水分利用率(WUE)高于红巴梨。梨品种的Pn日变化曲线有单峰型和双峰型2类,黄冠及新鸭梨呈单峰型,清香、库尔勒香梨和红巴梨为双峰型。"光合午休"主要为非气孔性限制。不同类型梨品种的蒸腾速率(Tr)日变化曲线率均呈单峰型,细胞间隙CO2含量(Ci)日变化曲线有单谷型和双谷型,气孔导度(Gs)日变化曲线有多种类型,WUE日变化曲线均呈单谷型,气孔阻止值(SLR)日变化曲线呈单峰型或双峰型。

植物HD-Zip转录因子的生物学功能

HD-Zip转录因子属于Homeobox蛋白家族,是植物特异转录因子,由高度保守的HD(Homeodomain)结构域和Leu zipper(Zip)元件组成,前者与DNA特异结合,后者介导蛋白二聚体的形成。HD-Zip转录因子家族包括4个亚家族(HD-ZipⅠ-Ⅳ),其成员通过与其他蛋白互作、参与激素介导的信号途径,从而调控植物生长发育、光形态建成、花发育、果实发育和植物对逆境应答等生物学过程。文章对近几年关于植物HD-Zip转录因子参与上述生物学功能方面的研究进行了综述,以期对新功能基因的挖掘和应用研究以及HD-Zip调控机制的阐明奠定基础。

果园风送喷雾机导流板角度对气流场三维分布的影响

风送喷雾条件下,雾滴是在空气流携带下进入果树冠层的各个部位,所以喷雾机气流场的运动和分布对雾滴的分布和穿透非常重要。为了研究果园风送喷雾机导流板角度变化对外部气流速度场三维空间分布的影响,该文采用ICEM建立几何模型,并进行全结构网格划分,采用k-ε湍流模型和CFX求解器进行数值求解。通过变换上导流板角度(30°、45°、60°、90°)与下导流板角度(0°、10°、20°、30°),来模拟分析风机外部流场在各工况下的空间稳态流场、湍流状态,以及对气流场空间分布的影响。结果表明,下导流板角度由0°增加至30°过程中,由于地面摩擦阻力对气流的影响逐渐减小,同时地面摩擦阻力与两侧空气阻力形成的夹角越来越大,因此单一气流束逐渐分成3条气流束,这样的气流分布优于单一方向气流对果树枝叶的吹动效果,有利于气流携带雾滴进入果树冠层;上下导流板导向气流主要集中在导流板指向区域,因此,导流板的角度设置应根据树冠高度、树干高度来调整。通过设置合理的导流板角度,使得风场分布与果树冠形相吻合,达到仿形喷雾效果。对于行距4 m、树高3.0~3.2 m的果园喷雾,上、下导流板角度均为30°;对于棚架果园,上导流板角度为90°(或卸掉上导流板),下导流板为30°。该研究有利于指导田间喷雾作业、喷雾参数调整,可达到更好的喷雾效果、减少环境污染。