树形调整对香榧树冠光照强度和种实品质的影响

【目的】研究不同树形调整对香榧Torreya grandis‘Merrillii’树冠光照强度和光合速率的影响,阐明不同骨干枝数目和开张角度处理下香榧种实中碳水化合物、油脂等变化规律,揭示树形调整对香榧种实品质的影响,为香榧树形培养、提质增效提供科学依据。【方法】设置不同骨干枝数目和骨干枝开张角度单因素和交互处理试验,测定树冠光照强度、叶片光合速率,分析可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白质量分数、含油率及脂肪酸组分变化。【结果】骨干枝开张角度调整对香榧树冠光照强度有显著影响。与对照相比,60°处理下5—9月香榧树冠中层和下层的光照强度显著增加(P<0.05),7月树冠中层光照强度最高达到40 klx,但80°开张角度则会降低树冠光照强度。同时,骨干枝数目和开张角度的交互处理下,5、7和9月香榧叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均显著提高(P<0.05)。碳水化合物检测发现,3和4条骨干枝与60°开张角度(N3-A60°和N4-A60°)处理下香榧种实中可溶性糖和淀粉质量分数显著增加(P<0.05),5月香榧种实可溶性糖和淀粉质量分数分别达到609.05和576.63 mg·g^(−1)。树形调整也显著促进了香榧种实中可溶性蛋白和油脂的积累(P<0.05)。【结论】树形调整对香榧树冠光照强度、叶片光合能力和种实品质有明显的促进作用,其中以3和4条骨干枝与60°开张角度处理最佳。

树形调整对香榧成花和坐果的影响

【目的】探究骨干枝数目和开张角度调整对香榧成花坐果的影响,为香榧幼年林树形培养、促进早实丰产提供科学依据。【方法】设置骨干枝数目和骨干枝开张角度的单因素及交互试验,调查处理及对照条件下花果发育规律,统计混合芽比例和坐果率,测定树体光照强度、内源激素含量、光合碳同化物含量、碳氮比等指标。【结果】骨干枝数目调整对香榧树体透光能力影响较大,3骨干枝(N3)和4骨干枝(N4)处理显著增加了树体中层和下层的光照强度,有利于提高光能利用率,明显促进香榧成花坐果;开张角度60°(A60°)处理显著降低了香榧混合芽中生长素(IAA)、赤霉素(GA_(1)和GA_(3))含量,提高了ABA/IAA、ABA/GA_(1+3),CTKs/IAA以及CTKs/GA_(1+3)比值,明显增加了混合芽中光合碳同化物蔗糖、淀粉等含量和C/N比,显著提高了树体混合芽比例;骨干枝数目和骨干枝开张角度的交互处理有效提高了树体的光照强度和净光合速率,3骨干枝60°(N3-A60°)和4骨干枝60°(N4-A60°)处理下中层光照强度达到25000~27000 lux,下层光照强度达到11000~14000 lux,光合速率分别达到9.07和9.70μmol CO_(2)·m^(-2)s^(-1);此外,开张角度60°分别与3和4骨干枝交互处理还明显提高了幼果中赤霉素GAs和部分细胞分裂素的含量,显著促进了果实中蔗糖、总可溶性糖等的积累,明显提高了香榧坐果率。【结论】骨干枝数目和骨干枝开张角度调整均能促进香榧幼年林成花坐果,其中以3和4骨干枝与开张角度60°交互处理效果最佳。

蛋白质可逆磷酸化对花粉管生长的调控作用

花粉管极性生长受多种信号与代谢过程的调控,主要包括Rop GTPase信号途径、磷脂酰肌醇信号通路、Ca2+信号途径、肌动蛋白动态变化、囊泡运输、细胞壁重塑等,这些过程都受到蛋白质可逆磷酸化作用的调节。如:(1)Rop调节蛋白(GEF、GDI和GAP)的可逆磷酸化可以改变其活性,从而调节Rop GTPase;同时,蛋白激酶还可能作为Rop下游的效应器分子参与Rop下游信号途径的调节;(2)蛋白质可逆磷酸化作用既能够激活/失活质膜上的Ca2+通道或Ca2+泵,又参与调节胞内贮存Ca2+的释放,从而调控花粉管尖端Ca2+梯度的形成;此外,蛋白激酶还作为Ca2+信号的感受器,磷酸化相应的靶蛋白,参与Ca2+信号下游途径的调节;(3)肌动蛋白结合蛋白(ADF和Profilin)的活性也受到蛋白质可逆磷酸化的调节,进而调控肌动蛋白聚合与解聚之间的动态平衡;(4)蛋白质磷酸化作用调节胞吞/胞吐相关蛋白的活性,并调控质膜的磷脂代谢,从而参与调控囊泡运输过程;(5)胞质丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶和蔗糖合酶的可逆磷酸化可以调节其在花粉管中的功能与分布模式,参与花粉管细胞壁重塑;(6)转录调节蛋白与真核生物翻译起始因子的可逆磷酸化可以改变其活性,从而调控RNA转录与蛋白质合成。文章主要综述了花粉管生长过程中重要蛋白质的可逆磷酸化作用对上述关键事件的调节。

不同加工方式香榧香气物质和油脂品质的比较分析

【目的】研究不同加工工艺(炒制和烘烤)的香榧Torreya grandis‘Merrillii’种仁香气成分、油脂氧化和抗氧化能力的变化,揭示不同加工方式对香榧香气物质和油脂品质形成的影响,探讨香榧的最优烘烤工艺。【方法】比较炒制香榧(传统的炒制方式加工)、烘烤香榧(烘烤方式加工)和原料香榧(未加工前的原料)香气组分的差异,并测定3种香榧材料的酸价、过氧化值、总酚质量分数和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除活性,明确适宜的香榧加工方式;并在此基础上,进一步设计以第1次烘烤时间、盐浸时间、第2次烘烤时间作为变量因子的单因素试验,结合种仁感官评价、过氧化值、酸价、总酚和DPPH自由基清除活性的测定,再通过Design-Expert软件对酸价和过氧化值响应面优化分析,明确最优的香榧烘烤加工工艺。【结果】萜烯类化合物为香榧香气主要物质,高达57.7%~70.5%;烘烤香榧的香气物质种类和总量均明显大于炒制香榧,且烘烤香榧种仁的油脂酸败程度明显低于炒制香榧。根据不同烘烤因子对感官评价和色度指标的影响试验,确定第1次烘烤的最佳时间为10~14 min(200℃),最佳盐浸时间为10~15 min,第2次烘烤的最佳时间为90~120 min(120℃)。【结论】烘烤方式加工的香榧种仁香气成分及油脂品质均明显优于炒制方式加工的香榧;香榧最佳烘烤条件为:先在200℃下烘烤12 min,再在20%质量分数盐溶液中浸泡10 min,最后在120℃下烘烤95 min。图3表4参29。

堆沤温度对后熟过程中榧籽主要营养物质变化的影响

【目的】比较不同堆沤温度处理下野生种和栽培种榧籽后熟过程中主要营养物质的变化,探讨不同品种榧树营养物质转化及其后熟品质形成的调控机制,为提高榧籽后熟品质和香榧产业链的健康发展提供理论和实践指导。【方法】以4种榧籽(栽培种:朱岩榧、丁香榧和东榧3号;野生种:木榧)为试验材料,观察不同堆沤温度[(20±2)℃,记为T 20;(30±2)℃,记为T 30 ]处理下4种榧籽的种衣颜色并测定淀粉含量、可溶性蛋白含量、含油率及各脂肪酸组分等指标。【结果】1) T 20 处理20天时,4种榧籽的种衣均呈深黑褐色;T 30 处理10天时,除木榧外,其余3种榧籽的种衣均呈深黑褐色。2)堆沤前,木榧和丁香榧的淀粉含量明显高于其余2种榧籽。与堆沤前相比,T 20 处理20天和T 30 处理10天时,除木榧的淀粉含量无明显变化外,其余3种榧籽的淀粉含量均显著下降。3)堆沤前,朱岩榧和东榧3号的可溶性蛋白含量明显高于丁香榧和木榧。与堆沤前相比,T 20 处理20天时,除木榧外,其第3种榧籽的可溶性蛋白含量均显著增加;T 30 处理10天时,除朱岩榧外,其余3种榧籽的可溶性蛋白含量均显著增加。4)堆沤前,4种榧籽的含油率和不饱和脂肪酸含量高低次序均为丁香榧>东榧3号>朱岩榧>木榧。与堆沤前相比,T 20 处理20天时,4种榧籽的含油率和不饱和脂肪酸含量均显著增加;T 30 处理10天时,丁香榧和东榧3号的含油率和不饱和脂肪酸含量最高,朱岩榧次之,木榧最低。【结论】堆沤前,朱岩榧、丁香榧和东榧3号3种栽培种榧籽的品质明显优于野生种木榧。堆沤后熟处理后,4种榧籽的营养物质均存在淀粉下降和油脂增加,其中栽培种东榧3号的含油率增加最为显著,其次是丁香榧,野生种木榧最差。可见,尽管不同堆沤温度处理下不同品种榧树后熟过程存在明显差异,但后熟温度上升可明显加快榧籽的后熟进程,主要表现在淀粉分解加快,蛋白质和油脂的合成加快。

褪黑素处理对高节竹笋低温贮藏过程中木质化的影响

【目的】 探讨褪黑素处理条件下,高节竹笋采后低温(4 ℃)贮藏过程中木质素形成、抗氧化酶活性、转录因子基因表达的变化模式,为阐明褪黑素处理对竹笋采后木质化过程的影响及其调控机制提供参考。【方法】 以高节竹笋为试验材料,分析低温(4 ℃)贮藏过程中(0、3、6、9、12天)褪黑素(1.0 mmol·L^-1)处理组和对照组竹笋硬度、黄度、亮度,木质素、纤维素含量,木质素合成相关的苯丙氨酸裂解酶(PAL)、过氧化物酶(POD)活性,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸还原酶(APX)活性以及NAC、MYB转录因子基因表达等指标。【结果】 与对照相比,外源褪黑素处理减缓笋体变硬和黄化的速度以及木质素和纤维素的积累速度,显著抑制PAL和POD活性,提高了SOD、CAT和APX活性,有效延缓高节竹笋木质化的发生进程;转录因子MYB20、MYB63、MYB85、SND2和VND7的表达随竹笋采后贮藏时间的延长均受到不同程度的诱导,而MYB42、MYB43、NST1和KNAST7的表达量则有所下降。褪黑素处理一定程度上抑制了MYB20、MYB42和KNAT7的表达,促进了MYB43、MYB63、MYB85和SND2的表达。【结论】 外源褪黑素处理有效延缓了高节竹笋采后低温贮藏过程中木质化的发生进程,其机制可能是褪黑素处理降低了木质素生物合成相关酶的活性,提高了抗氧化能力。此外,褪黑素也可能参与竹笋木质化的转录调控过程。

不同月份不同树龄香榧叶片光合特性的变化

【目的】研究不同树龄香榧Torreya grandis‘Merrillii’叶片光合作用季节性变化的生理机制,为香榧苗木的高效栽培和香榧产业的可持续发展提供理论支持。【方法】分别在5、8和11月测定不同树龄(6和16年生嫁接苗,分别记为6-a和16-a)香榧叶片的叶绿素、二氧化碳(CO_(2))的响应曲线、单位面积上的叶片氮含量(N_(A))和光合氮素利用效率(PNUE)等,系统地分析比较表观光合特性和光合内部结构的变化。【结果】5月和8月,无论树龄大小,香榧叶片的净光合速率(P_(n))、比叶重(SLW)、最大RuBP羧化速率(V_(cmax))、光饱和时用于RuBP再生的光合电子传递速率(J_(max))、总叶绿素含量(Chl)及分配到Rubisco的氮素(V_(cmax)/N_(A))、RuBP再生作用的氮素(J_(max)/N_(A))和捕光色素组分的氮素(Chl/N_(A))均显著增加,而N_(A)则显著降低。无论树龄大小,与8月相比,11月香榧叶片Chl、叶片氮含量和J_(max)/V_(cmax)比值均显著增加,而V_(cmax)、J_(max)、V_(cmax)/N_(A)、J_(max)/N_(A)和Chl/N_(A)均显著降低,A_(max)和SLW则无显著变化。8月和11月,6-a香榧叶片的V_(cmax)/N_(A)下降幅度显著大于16-a叶片的,而6-a与16-a香榧叶片J_(max)/N_(A)的下降幅度相当。5、8和11月,6-a香榧叶片的PNUE均显著高于16-a叶片的。【结论】从5月至8月,无论树龄大小,香榧叶片的光合能力逐渐增强,干物质不断的积累,从而稀释了其叶片中的氮含量,叶片发育成熟;从8—11月(随温度的降低),无论树龄大小,香榧叶片未发生衰老,但其氮素在各光合组分中的分配比例发生变化,即通过J_(max)的相对增加来缓减低温对RuBP再生作用的影响。随温度的降低,6-a香榧叶片分配到RuBP羧化作用的氮素较少和分配到RuBP再生作用的氮素较多,可能是导致其叶片PNUE相对较高的原因。图6表1参39。

香榧种实膨大过程中蔗糖代谢及其基因表达

【目的】研究香榧Torreya grandis‘Merrillii’种实膨大过程中蔗糖及其产生的己糖在假种皮和种仁中积累与分配规律,初步阐明蔗糖变化对香榧种实库活力的影响,深入探讨蔗糖代谢关键酶活性及其基因表达模式对香榧种实膨大的影响。【方法】以香榧种实膨大不同阶段的种仁和假种皮为研究材料,测定蔗糖、葡萄糖、果糖及淀粉质量分数,蔗糖代谢相关酶活性,激素质量分数以及蔗糖代谢相关酶编码基因的表达量变化。【结果】随着香榧种实膨大,假种皮中的蔗糖、葡萄糖、果糖先上升后下降,淀粉质量分数不断下降,至种实突破种鳞后90 d时下降至254.05 mg·g^(-1)。种仁中蔗糖质量分数则持续下降,至种实突破种鳞后90 d时下降了61.24%;淀粉逐渐积累,由种实突破种鳞后30 d时的105.29 mg·g^(-1)增加至90 d时的149.72 mg·g^(-1);蔗糖磷酸合成酶在假种皮中活性上升,而在种仁中活性下降,至种实突破种鳞后90 d时约降低了28.82%;蔗糖转化酶活性在香榧假种皮中也显著上升(P<0.05),种实突破种鳞后90 d时细胞质蔗糖转化酶和液泡蔗糖转化酶分别上升至21.52和23.49μmol·mg^(-1)·min^(-1)。基因表达分析发现:参与蔗糖及还原糖运输的基因在种实膨大过程中显著上调表达(P<0.05),参与蔗糖水解的基因部分转录本也随着种实膨大显著上调(P<0.05)。种仁中参与淀粉合成的基因在种实膨大后期均显著上调表达(P<0.05)。相关性分析发现:假种皮和种仁中多种激素均与葡萄糖、果糖、蔗糖以及淀粉质量分数和酶活性间呈现一定的相关关系。【结论】膨大前期香榧假种皮中的蔗糖以积累为主,种实膨大后期蔗糖和淀粉以分解为主。种仁中蔗糖则一直以分解为主。假种皮和种仁之间,以及种仁内部存在活跃的碳水化合物运输和代谢过程。负责蔗糖水解的酶主要是蔗糖转化酶,细胞质蔗糖转化酶和液泡蔗糖转化酶起到重要作用。图6表1参42。

香榧僵果调查与解剖学观察

对香榧僵果发生情况进行研究表明,僵果主要发生在授粉受精后的幼果发育初期,种实膨大期僵果内部萎蔫,组织降解。对香榧僵果发生的位置进行调查发现,位于枝条下端的对果容易发生双僵果,上端的对果主要发生单个僵果,朝南方向僵果率最低,树体下方僵果率较上方低,总体位置效应不显著。