甜樱桃副梢成花特性及促进副梢成花的方法

甜樱桃萌芽率高,成枝率低,生产上发现甜樱桃不仅在一年生枝上能够成花,一年生枝的副梢当年也能形成花芽,且翌年正常开花坐果,果实品质无异。发挥这一特性的作用,可促使甜樱桃幼树由营养生长向生殖生长的转化,提早丰产。探讨了促进甜樱桃副梢成花的技术措施:在新梢长至15~20 cm时留5~7片叶摘心促发副梢与成花。

果树砧木耐盐碱研究进展

近年来,果树种植区域逐渐向盐碱地方向发展,挖掘、选育耐盐碱果树品种,对提高盐碱地利用意义重大。从盐碱胁迫对果树的影响、盐碱胁迫的响应机制、果树耐盐碱品种选育和利用等方面对果树砧木耐盐碱的研究现状进行了分析。

北京地区66个甜樱桃品种花期调查和S基因型列表

总结了北京地区2008—2022年66个甜樱桃品种花期的调查结果,在此期间,同一品种花期因春季气温的不同而有明显的变化,初花期最早的年份是2020年,最晚的是2010年,相差21~23 d。大部分品种多数年份初花期均在4月上旬。初花期和盛花期间隔相对稳定,基本为1~2 d,花期长度因品种和年份而异,相差2~5 d。以2018—2020年3年的数据为基准,对66个甜樱桃品种的初花期进行了排序,罗亚明(Minie Royal)最早,黑金(Black Gold)最晚。从开花最早的品种初花期到最晚的品种末花期共持续了26 d,各品种花期长度为11~14 d。此外整理了这些品种的S基因型,以供科研生产中授粉品种选择和搭配时参考。

板栗CmMYB转录因子基因的克隆及在花序发育中的表达分析

板栗大量雄花序影响产量形成,寡雄性状是板栗重要的育种目标。利用RT-PCR与RACE扩增方法,从板栗极短雄花序芽变和正常雄花序cDNA中分离出一个板栗MYB转录因子cDNA全长,进行测序和序列分析。结果表明,克隆的cDNA片段总长为1 522 bp,基因内部含有完整的开放阅读框架,大小为1 071 bp,可编码长度为357个氨基酸残基的蛋白质,所推导的蛋白质氨基酸序列与苹果的MYB91、豌豆的MYB转录因子和蒺藜苜蓿的MYB转录因子基因分别具有88%、87%和87%的氨基酸序列同源性。序列分析及空间结构预测发现该序列具有完整的R2R3区域,推测其具有转录激活功能。命名为CmMYB(GenBank登录号为GU076490)。实时荧光定量PCR结果显示,芽变雄花序CmMYB转录因子在雄花序原基形成期、花簇原基形成期、花朵原基形成期、雄蕊原基形成期和花药形成期的表达量均低于正常雄花序中的表达量,而在花被原基形成期表达量高于正常雄花序中表达量,说明该转录因子调控的主要基因与雄花序的短化存在一定联系。

板栗CmAPs基因的克隆及在芽变短雄花序中的表达分析

利用RT-PCR与RACE扩增方法,分别从板栗正常雄花序和芽变短雄花序cDNA中分离出编码板栗天冬氨酸蛋白酶cDNA全长的序列,序列分析表明:克隆的cDNA片段总长分别为1 822 bp和1 909 bp,基因内部含有完整的开放阅读框架,大小均为1 539 bp,可编码长度为513个氨基酸残基的蛋白质,所推导的蛋白质氨基酸序列与蓖麻、可可和葡萄的天冬氨酸蛋白酶的蛋白质氨基酸序列相似性分别为83%,80%和75%。正常与芽变短雄花序中天冬氨酸蛋白酶的氨基酸序列存在6个氨基酸的差异,其中有3个位于活性区。后证实分离出的2个天冬氨酸蛋白酶基因在正常雄花序和芽变短雄花序中共同存在,命名为CmAPs1和CmAPs2(GenBank登录号分别为GQ984143和GQ984144)。实时荧光定量PCR结果显示:在雄花序原基形成期、花簇原基形成期和花朵原基形成期,芽变花序中的CmAPs的总表达量均高于正常花序中的总表达量,而在发育的花被原基形成期即程序性死亡发生期,CmAPs在芽变花序中表达量远远低于正常花序中表达量。初步推测CmAPs与短雄花序发育过程中的程序性死亡有关。

板栗酰基转移酶基因的克隆及其在短雄花序发育中的表达

板栗短雄花序有利于减少树体营养消耗。雄花短化的机理研究对新种质的培育与利用有重要意义。试验从发育中的板栗芽变短雄花序cDNA中获得一个酰基转移酶cDNA全长。该结构基因包括一个1 335bp的开放阅读框,编码一个含445个氨基酸的完整阅读框架,预测蛋白的相对分子质量约为49kD,无跨膜结构。通过实时荧光定量PCR分析发现该酶在正常花序和芽变花序发育过程中表达量存在差异,短雄花序顶端死亡脱落时该基因表达量显著高于正常雄花序。初步推断在短雄花序生长发育过程中,该酶参与了花序顶端细胞的程序性死亡过程,其较高的表达是造成雄花序顶端死亡的原因之一。

新中国果树科学研究70年——樱桃

新中国成立70年来樱桃研究取得了较快的发展。我国现有樱桃栽培面积约26.67万hm^2,其中甜樱桃23.33万hm^2。在资源育种方面,收集保存种质资源500余份,自主选育甜樱桃新品种40余个,砧木品种10余个。自主培育的品种‘红灯’占我国甜樱桃栽培总面积的40%。开发出自交亲和性与果实颜色等性状基因标记,实际用于育种亲本选配和后代预先选择。绘制甜樱桃的分子遗传图谱,图距0.96 cM,并定位果实大小、糖酸比等QTLs。栽培品种DNA指纹图谱真伪与纯度鉴定工作得到商业应用。在栽培方面,研制推广了无性系砧木绿枝前插技术,研发出高精度无病毒苗木分子鉴定技术,提高了苗木整齐度和苗木质量;试验示范了高纺锤形、超细纺锤形、KGB及UFO等树形,促进了果园标准化。设施栽培技术发展迅速,形成了大连日光温室和临朐高架保温大棚两种栽培模式,栽培面积达1.33万hm^2。在采后方面,研制出MA贮藏病害控制技术等。由于樱桃科研立项困难,除育种领域外,多数领域研究处于生产经验总结阶段,严重滞后于生产发展。

梨矮化砧木‘中矮1号’生长素氢转运体基因PcAHS及其启动子的克隆与表达分析

以梨（Pyrus communis L．）紧凑型矮化砧木‘中矮1号’及其母本‘锦香’新梢韧皮部为试材，根据转录组测序结果设计特异性引物，克隆到1个长1239bp的基因序列。该序列在两个品种间不存在差异，均编码412个氨基酸，其氨基酸序列与苹果（np-001280772．1）、梅（xp_008242099．1）、毛果杨（xp_002306421．2）、

甜樱桃成花相关MADS-box基因的克隆及表达分析

【目的】克隆甜樱桃中可能参与成花途径的MADS基因,分析其基本信息,研究其在不同组织中的表达情况。【方法】以甜樱桃‘萨米特’(‘Summit’)为试材,结合桃基因组分析,克隆得到14个可能参与成花的MADS基因,分别命名为PaSOC1、PaAG、PaAP1、PaAP1-2、PaAP3、PaPI、PaSVP、PaAGL24、PaSEP1、PaSEP2、PaSEP3、PaSEP4、PaSEP5、PaFLC,通过DNAMAN、SMART、protein BLAST和MEGA5等软件分析14个甜樱桃的MADS基因结构、氨基酸结构域及其进化关系,RT-PCR检测其在樱桃根、叶芽、叶、花芽、花、韧皮部中的表达模式。【结果】14个甜樱桃MADS成员大小为612~765 bp,均含有典型的MADS结构域和K-box结构域,含有6~8个内含子。分属7个亚组,PaSEP1、PaSEP2、PaSEP3、PaSEP4、PaSEP5属于SEP亚组,PaAP1、PaAP1-2属于AP1亚组,PaAG属于AG亚组,PaSOC1属于SOC1亚组,PaAP3和PaPI属于AP3/PI亚组,PaSVP属于SVP亚组,PaAGL24属于AGL24亚组,PaFLC并未聚到FLC亚组中。RT-PCR分析显示,14个MADS基因在花芽或花中均有不同程度的表达,此外,除PaAP3、PaSEP1、PaSEP4及PaSEP5之外,其他几个基因在韧皮部中也有不同程度的表达。【结论】获得的甜樱桃MADS-box基因结构高度保守,参与调控成花及花发育过程。

甜樱桃品种中新多态性SSR的鉴定、指纹图谱构建及聚类分析

【目的】应对迅速增加的甜樱桃品种及其分子鉴定需求,储备一批新多态性SSR,并获得其在甜樱桃品种中的基因型数据。【方法】从甜樱桃基因组测序开发的SSR库中,根据重复单元和重复次数在8条染色体上一共选择了96个SSR。用ABI3730,鉴定出其中9个SSR在4个代表甜樱桃品种中具有多态性。另外从305个李属SSR中又鉴定出9个多态性SSR。用S基因和多态性SSR排除了52个品种122个单株中S基因型不正确和混杂的品种或单株,然后用多态性信息比价高的11个SSR(其中包括8个新SSR)和S基因标记,构建了48个甜樱桃品种的指纹图谱库,并获得了可以区分48个品种的最少标记组合。【结果】聚类分析表明,48个甜樱桃品种组成了短低温组、中国组、北美组和东欧组。聚类分析结果可以和品种间亲缘关系及地域来源互相验证。【结论】鉴定了3个从未报道的甜樱桃品种的S基因型,验证了一种可以有效获得多态性SSR的途径,提供了9个新的多态性SSR及其等位基因大小,用12个分子标记构建了48个甜樱桃品种指纹图谱。本文提供的新SSR及其构建的甜樱桃品种指纹图谱真实可靠。

植物病毒来源的小干扰RNA及其在果树病毒研究中的应用

RNA沉默是植物中重要的抗病毒机制之一。病毒侵染后,寄主细胞中产生大量病毒来源的小干扰RNA(virus-derived small interfering RNA,vsiRNA),vsiRNA装载到寄主ARGONAUTE(AGO)蛋白中形成RNA诱导的沉默复合体(RNA-induced silencing complex,RISC)靶向病毒基因组,发挥抗病毒作用。近年来,科学家们通过对拟南芥的遗传分析和多种植物vsiRNA的高通量测序,揭示了vsiRNA的起源和生物合成过程。本文综述了vsiRNA的研究现状及其在果树病毒研究中的应用,为果树病毒研究及病毒病防控提供一定的思路和借鉴。

3个砧木新品种嫁接萨米脱甜樱桃的耐涝性初步评价

以马哈利砧木为对照,对新选育的京春2号、京春3号、兰丁3号3个砧木品种嫁接萨米脱甜樱桃的耐涝性进行初步评价。试验于8月模拟雨季高温水淹条件下涝害环境,将嫁接萨米脱品种的1年生不同砧穗组合苗木种植在避雨棚内填充沙子的池子中,灌水并保持水面高于池表面2~3 cm,胁迫77 h后充分排水并浇灌井水,此后进行正常管理。调查分析涝害胁迫和处理结束后恢复过程中上述砧木所嫁接萨米脱甜樱桃叶片的涝害指数及苗木次年成活率,并依此判断耐涝性。结果表明,京春2号具有较强的耐涝性,极显著优于其他2个砧木新品种和马哈利。4个砧木耐涝性从强到弱依次为京春2号>兰丁3号>京春3号>马哈利。

中国甜樱桃的栽培历史、生产现状及发展建议

阐述了中国甜樱桃的栽培历史、种植情况、栽培品种、砧木、树形以及温室栽培情况。至2016年,全国甜樱桃栽培总面积约18万hm^2,产量约70万t;温室种植面积约1万hm^2,产量约9万t。主栽品种红灯、早大果、美早等。砧木主要有中国樱桃、山樱、酸樱桃、马哈利及其杂交后代。栽培树形主要为纺锤形、篱壁形、小冠疏层形、丛枝形等。

杜梨HMGR基因克隆及其转基因烟草种子耐盐性分析

为研究3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)在植物耐盐方面的作用机理,以杜梨(Pyrus betulaefolia Bunge)叶片为材料,通过同源克隆获得开放阅读框为1 815bp的cDNA全长序列,编码604个氨基酸的cDNA全长序列,结构预测显示该蛋白质的N端含有2个保守的跨膜结构域,C端具有催化区,包含HMG-CoA结合结构域和NADP(H)结合结构域。NCBI序列比对发现,其与苹果、沙梨HMGR的氨基酸序列同源性高达97%和93%;MEGA 5.0聚类分析发现该基因属于HMGR1亚类基因,因此,将该基因命名为PbHMGR。RTPCR分析表明,PbHMGR在杜梨韧皮部、木质部、芽、叶片和花中均有表达,在芽中表达量最高。洋葱表皮亚细胞定位发现PbHMGR蛋白在细胞质中呈现点状分布。利用农杆菌侵染叶盘法将PbHMGR转化烟草,转基因T0代种子在添加不同浓度NaCl的培养基上播种,统计萌发率并观察萌发状态,发现转基因烟草种子抗盐胁迫的能力显著高于对照。说明PbHMGR基因可以在一定程度上提高植物种子的耐盐性。

‘富士’苹果花粉原生质体分离初探

以‘富士’苹果(Malus×domestica Borkh.‘Fuji’)成熟花粉为试材,采用"萌发—酶解二步法",初步探讨了影响原生质体分离的关键因子,获得了花粉原生质体分离的最佳条件:用萌发后45 min的花粉,转入含1%纤维素酶和1%离析酶的混合酶液中,以18%甘露醇调节渗透压,静置酶解6 h,花粉原生质体分离效率可达6.83%,用0.1%荧光增白剂检测表明脱壁完全,用0.01%FDA检测表明其具有生活力,可以作为后续细胞融合等的材料。

板栗野生和芽变雄花序赤霉素合成关键酶基因比较分析

为探明芽变雄花序赤霉素含量降低的分子机制,对板栗野生和芽变雄花序赤霉素合成关键酶基因古巴焦磷酸合成酶(CPS)、贝壳杉烯合成酶(KS)、贝壳杉烯氧化酶(KO)、贝壳杉烯酸氧化酶(KAO)、赤霉素20-氧化酶1(GA20ox1)和赤霉素3-氧化酶1(GA3ox1)的cDNA序列,以及KO基因DNA序列进行了比对,结果表明:两类花序中KO基因在开放阅读框的872、1 115和1 150bp存在3处碱基差异,分别造成了氨基酸由Glu、Tyr和Tyr突变为Gly、Phe和His,最终导致了跨膜区的改变,且发现cDNA上碱基突变是由DNA的碱基差异造成的。推测KO基因的这种突变导致板栗短雄花序性状。

TFL1基因在甜樱桃童期向成年阶段转变过程中的作用

以甜樱桃‘雷尼’为试材,利用桃基因组设计引物克隆获得两个ORF分别为519和516 bp的TFL1基因全长序列,分别编码172和171个氨基酸,均具有保守的PEBP结构域和9个底物结合位点,符合TFL1家族基因的典型特征,分别命名为Pa TFL1a和Pa TFL1b。对‘雷尼’×2121杂交组合3年生和4年生实生后代调查发现其始花节位为28.72±1.34,童程为(63.33±3.19)cm;实时荧光定量PCR分析表明其新梢顶端分生组织中,童区内Pa TFL1a和Pa TFL1b表达量远高于成年区,且成年区内的表达量随着节位增高而增加;对1~4年生实生后代不同枝龄的顶端分生组织中Pa TFL1a和Pa TFL1b表达量检测发现随树龄和枝龄的上升其表达量下调明显。因此,Pa TFL1a和Pa TFL1b基因与甜樱桃童期向成年阶段转变相关。在第30节位新梢成熟叶片中Pa TFL1a表达量不随树龄的改变而变化,而Pa TFL1b的表达与顶端分生组织中规律一致,可以作为甜樱桃‘雷尼’阶段转变过程的检测标记。

梨‘中矮1号’LUE1基因的克隆及功能分析

以梨优良矮化砧木‘中矮1号’新梢嫩茎为试材,根据白梨(Pyrus bretschneideri Rehd.)基因组预测的相关基因序列信息设计特异引物,克隆获得1个Katanin蛋白家族成员基因。序列分析显示该基因编码区全长1 566 bp,编码521个氨基酸,预测蛋白分子量约为57.2 kD,等电点为8.11,与其他物种的Katanin P60家族氨基酸序列具有78.01%~98.66%的相似性,将该基因命名为PcLUE1。实时荧光定量RT-PCR(qRT-PCR)分析显示,生长慢的矮化品种新梢快速生长时期PcLUE1的表达量显著高于生长快的乔化品种。石蜡切片显示,矮化品种与半矮化及乔化品种间茎组织细胞的排列方式和细胞大小存在较大差异。过表达PcLUE1的烟草植株与对照相比,株高降低,叶片变小,颜色变深,与‘中矮1号’中PcLUE1高表达效应极为相似,说明PcLUE1可能与‘中矮1号’的矮化有一定的关系。

甜樱桃砧木新品种‘京春2号’

甜樱桃砧木新品种‘京春2号’为酸樱桃(Prunus cerasus)和中国樱桃(P.pseudocerasus)远缘杂交所得。易于繁殖,嫁接亲和性好,成活率高。其耐涝性较强,显著优于‘兰丁3号’‘京春3号’和马哈利(Cerasus mahaleb L.)砧木。具有一定的矮化性,树势弱于乔化砧木‘兰丁3号’,9年干龄‘雷尼’/‘京春2号’的干径为‘雷尼’/‘兰丁3号’的75.7%。嫁接‘雷尼’后表现早果丰产性好,栽植第4~5年可进入盛果期,‘雷尼’/‘京春2号’嫁接树第6年平均单株产量达到21.8 kg。

新疆桃花柱S-RNase和花粉SFB基因的克隆与分析

为探索新疆桃自交亲和的原因及其与普通桃的分类关系,以4个新疆桃(Prunus ferganensis Kost.et Riab)品种为试材,分别在花柱S-RNase和花粉SFB基因保守区设计引物,在DNA中鉴定其S基因型,并通过全长引物分别克隆4个品种中的S-RNase和SFB全长基因。测序后经分析确定S基因型分别是:‘和田黄肉’S2S2m,‘喀什1号’S1S2,‘喀什4号’S2S2,‘黄李光’S1S2。DNAMAN软件比对结果表明:S2m-RNase的第602个碱基鸟嘌呤G变成了腺嘌呤A,导致半胱氨酸变成了酪氨酸;SFB1m在第978个碱基后插入155bp的片段,导致蛋白质翻译提前终止;SFB2m基因由于在第492个碱基处有5bp的片段插入,使翻译在525bp处终止。RT-PCR组织特异性分析发现新疆桃4个品种的S-RNase均具有花柱组织特异性表达,SFB均具有花粉组织特异性表达;酵母双杂交试验显示突变的SFB1m和SFB2m能分别与S1-RNase、S2-RNase和S2m-RNase相互作用。以上结果表明新疆桃的S基因与桃其他栽培品种一致,自交亲和性可能与S基因的突变相关,且S基因的突变类型与目前鉴定出的普通桃(Prunus persica L.)突变类型一致,该研究进一步说明新疆桃与普通桃的进化关系较近。