猕猴桃科技扶贫路上的"燃灯者"——中国科学院武汉植物园研究员钟彩虹

今年是钟彩虹做猕猴桃研究第27个年头,50岁的她依然像10年前一样,寒来暑往,奔波在贫困山区的田间地头。2010年,“蒲江猕猴桃”正式获得国家地理标志保护产品认定,成为蒲江的标志。

猕猴桃采后真菌病害生物防治研究进展

猕猴桃果实易受多种病原真菌的侵染,采后易发生软腐病、灰霉病、青霉病等严重危害果实品质的真菌性病害。传统的有效防治方法主要为采前使用化学杀菌剂,但其易污染环境并可能危害人类健康。目前,已有一系列生物防治方法被研究并报道,这些方法可有效防控猕猴桃采后真菌病害:第一类为天然抑菌物质,包括植物提取物和其他天然物质;第二类为拮抗微生物,包括生防酵母、生防细菌、生防木霉,生防菌也能与物理及化学方法协同发挥作用。本文概述了各类生物防治方法在猕猴桃采后真菌病害绿色防控方面的研究进展及生防机理,并提出了目前存在的问题,最后展望了这一领域今后的研究方向。

不同叶面肥及株型控制对中科猕砧2号猕猴桃组培苗生长发育的影响

以中科猕砧2号猕猴桃2月龄组培苗为研究对象,研究不同配比的叶面施肥结合株型控制对植株干径生长、叶绿素含量、氮磷钾含量以及幼苗生理指标的影响。结果表明,中科猕砧2号组培穴盘苗的干径、叶绿素含量及植株全氮、全钾含量,根冠比在不同处理间均存在显著差异,植株全磷含量在各处理间差异不显著。4个控制因子中,株型控制对中科猕砧2号组培穴盘苗生长的促进作用最大,全抹芽的株型控制+施复合叶面肥(0.2%尿素+0.1%磷酸二氢钾+0.2%园艺肥)为中科猕砧2号组培穴盘苗育苗期间的最优处理配方。

单氰胺对云南省屏边县东红猕猴桃萌芽和开花的影响

为研究50%单氰胺水剂在云南省屏边县东红猕猴桃上的应用效果,为当地乃至国内低纬度、冬季低温不足的猕猴桃产区增加产量、提升效益提供技术支撑,通过2020—2021年2年的田间试验,在东红猕猴桃常规萌芽前不同时间、不同浓度单氰胺处理后,分析萌芽率、花枝率、每个枝条主花蕾数、花期等相关数据,确定屏边县东红猕猴桃上施用单氰胺的合理时间和浓度。结果表明,东红猕猴桃常规萌芽前30 d用50%单氰胺水剂稀释30倍喷淋全株枝干,其萌芽率、花枝率、每个枝条花蕾数均有显著提升,而且花期提前、缩短,有利于集中坐果,保障果实成熟度一致,同时也可有效集中人力进行田间作业,提升劳动效率,增加果园效益,促进产业发展。

不同干物质含量对金艳猕猴桃果实品质和感官评价的影响

对金艳猕猴桃软熟果的干物质含量采用6个分级级别DM1-20.0%~21.0%;DM2-19.0%~20.0%;DM3-18.0%~19.0%;DM4-17.0%~18.0%;DM5-16.0%~17.0%;DM6-15.0%~16.0%,研究干物质含量与果实软熟品质和感官评价的关系。结果表明,随着干物质含量的降低,软熟果实中可溶性固形物含量从DM1级的17.34%逐渐下降至DM6级的12.01%;果汁总酸含量整体上逐渐升高;软熟时干物质含量与可溶性固形物含量高度正相关,相关系数r值为0.956;果实喜好度、芳香度、甜度和接受度之间高度正相关,而酸度与接受度之间高度负相关。软熟果干物质含量级别的DM1~3因具有较高的甜度和较低的酸度而更受消费者喜爱,DM6果实因口感偏酸而最不被消费者接受;果实感官评价结果与果实品质结果高度吻合。猕猴桃采收时的干物质含量在贮藏过程中基本保持不变,软熟时的干物质含量可以间接反映采收时的干物质含量。金艳果实被消费者喜爱和可接受的最低条件为干物质含量≥16.5%,软熟果可溶性固形物含量≥13.3%,果汁总酸≤0.21%。

防雹网对‘东红’猕猴桃果实耐贮性和品质的影响

以贵州省六盘水市水城区的猕猴桃品种‘东红’(Actinidia chinensis Planch.‘Donghong’)为研究对象,在同一果园地块上相邻铺设白色防雹网和绿色防雹网,以露天栽培为对照处理,从果实采收前叶片光合特性、果实采收时成熟度、采收后耐贮性和果实品质等4个方面开展比较分析。结果显示,白网和绿网处理均能有效降低外部环境光合有效辐射强度,但是绿网处理显著降低叶片的净光合速率,而白网处理和对照之间无显著差异。白网处理提高了同期采收果实的可溶性固形物,但与对照相比,防雹网处理均能轻微降低采收时的干物质,尤其是绿网处理。在1℃~2℃低温贮藏过程中,防雹网处理对果实硬度的影响较小,但是绿网处理显著增加了贮藏16周后(2.04%)和20℃货架7 d后(10.33%)的果实腐烂率。防雹网处理果实的感官评价基本上与对照处理无显著差异。不同处理之间的果实内在品质测定结果与感官评价结果基本吻合,绝大部分品质指标(可溶性固形物、总酸、固酸比、糖酸比、总酚、总黄酮、维生素C、花青素等)在3个处理之间无显著差异。与对照相比,白网处理几乎不会对‘东红’果实产生显著的负面影响,因此在必须安装防雹网设施抵御冰雹灾害的情况下,可优先选择白色防雹网。

猕猴桃果实淀粉代谢研究进展

猕猴桃为国际重要水果种类,已成为我国精准扶贫、乡村振兴的“金果果”。淀粉作为植物光合作用固定碳形成的主要碳水化合物,在植物的整个生长发育过程中具有重要作用。猕猴桃果实属于淀粉积累型水果,在临近商业采收时淀粉积累达到峰值,然后随着果实软化成熟淀粉降解为糖,果实甜度增高,风味品质形成。同时,猕猴桃属于呼吸跃变型果实,具有生理后熟属性,采后易软化,不耐贮藏。淀粉作为细胞内容物对维持细胞膨压,支持果实硬度起着重要作用。随着猕猴桃基因组的测序完成,猕猴桃果实淀粉代谢分子研究取得新的进展,尤其是淀粉降解方面,但是目前对猕猴桃果实淀粉代谢进展的整理与归纳还鲜有报道。因此,从猕猴桃果实淀粉的理化性质、植物淀粉代谢途径以及猕猴桃果实淀粉代谢分子机制三个方面展开,并结合淀粉与猕猴桃果实风味品质、成熟软化的关系,对猕猴桃果实淀粉研究现状与进展进行综述,为以后创制优质高淀粉耐贮藏猕猴桃新材料或选育新品种,以及建立即食供应的快速后熟技术体系提供理论支撑。

基于叶片形态及显微特征评价12个猕猴桃栽培品种的抗旱性

【目的】探讨不同猕猴桃品种的叶片宏观形态和微观结构特征的差异,筛选抗旱性评价关键指标并进行抗旱性综合评价。【方法】采用多功能图像分析法、石蜡切片法和扫描电镜技术,选取12个猕猴桃栽培品种为材料,对叶片形态、气孔器和表皮毛微特征、解剖结构等24项指标进行观测、记录。通过方差分析明确不同品种的叶片形态和解剖结构的差异,以主成分分析筛选综合指标,运用隶属函数法进行抗旱性综合评价。【结果】不同猕猴桃品种的叶片形态、解剖结构、气孔器及表皮毛特征具有显著差异,相关性分析表明不同指标间具有显著或极显著的相关性,运用主成分分析从24个抗旱相关指标中筛选了叶片宽度、叶形指数、气孔长轴、单簇茸毛数、上表皮细胞厚度、下表皮细胞厚度、栅海比、组织结构紧密度共8项关键性指标。通过隶属函数法比较不同品种间的抗旱能力,抗旱性强弱为:徐香>金美>金霞>海沃德>金艳>金魁>金梅>东红>翠玉>金桃>桂海4号>Hort16A。使用聚类分析将12个猕猴桃品种按抗旱能力聚为5类。【结论】通过对叶片形态及显微结构的分析,评价并筛选到抗旱性相对较强的猕猴桃品种,研究结果为猕猴桃品种改良、品种选择及生产管理等提供了基础理论依据。

植物微生物组群落构建及其病害防治应用进展

植物表面及内部定殖着种类丰富的微生物群落,这些微生物与植物经过长期进化形成了互利共生的功能整体,植物寄主为微生物提供生长空间和营养,而微生物则在植物生长发育、营养摄取及植物逆境抗性等方面发挥作用。微生物群落的变化受到各种生物和非生物因素影响,目前人们对于不同因素如何驱动微生物群落构建及如何利用功能微生物提高寄主植物抗逆性等的认识仍不深入,这严重阻碍了微生物群落应用的发展。明确微生物群落构建的机制和微生物群落之间的相互作用机制,有利于扩宽微生物群落应用的深度和广度。本文总结了不同植物寄主、同一寄主不同生态位及不同生长阶段下的微生物群落差异,阐述了生物因素(生态位、病原入侵等)及非生物因素(地理位置、季节变化等)对植物地上及地下微生物群落的影响及作用机制,解析了植物微生物间的相互作用以及微生物通过竞争和诱导植物系统抗性降低病害发生的机理,介绍了合成菌群在植物应用中的研究进展,最后对微生物组在未来发展过程中可能遇见的问题进行了展望,将有效助力微生物组在植物病害防治方面的绿色高效应用。

利用猕猴桃雌雄同株材料发掘性别决定相关基因

为探究猕猴桃雌雄异株变异为雌雄同株的分子机制,本研究对满天红猕猴桃雌雄同株变异株的雌花与雄花进行了转录组测序、生物信息学分析及q RT-PCR验证。转录组差异表达基因鉴定结果表明,雌花和雄花间共有337个差异表达基因,雄花中有241个基因表达量上调,有96个基因表达量下调。差异表达基因的GO与KEGG富集结果表明,与雌花相比,雄花中上调的基因主要参与氨基糖和核苷酸糖的代谢以及次生代谢物合成等路径;下调的基因则主要富集在次生代谢物合成、类胡萝卜素合成等途径。通过功能注释分析出30个潜在的性别相关调控基因,其中5个在次生代谢产物合成路径中表达。选取7个差异表达基因进行q RT-PCR验证,其在雌花、雄花中的表达水平与转录组数据一致。本研究结果为猕猴桃雌雄同株材料的创制提供了一定的理论依据。

猕猴桃AcSWEET基因家族的鉴定与表达分析

SWEET(Sugars will eventually be exported transporters)是近年来在植物中发现的一组糖转运蛋白,在植物生长、发育和非生物及生物胁迫响应等多种生理过程中发挥着重要作用。本研究利用生物信息学方法对猕猴桃(Actinidia chinensis Planch.)AcSWEET基因家族进行了鉴定,共获得29个AcSWEET基因,并对其氨基酸数量、相对分子量、等电点、不稳定系数、亚细胞定位、亲水指数进行了分析。结果显示:29个基因编码的氨基酸数目为680~906个;分子量范围为7.531~101.266 kDa,等电点在6.95~9.90,多数蛋白为定位于细胞膜的疏水性蛋白,具有1~2个MtN3结构域或PQ-loop结构域。此外,AcSWEET基因的外显子数量在4~6个,系统进化分析结果表明猕猴桃AcSWEET基因家族被分为4个亚族,同一亚族基因具有相似的内含子、外显子以及保守基序。表达模式分析结果表明,这些基因在果实不同发育时期具有表达特异性。推测AcSWEET26、AcSWEET7、AcSWEET15和AcSWEET13可能参与猕猴桃的蔗糖转运和积累。

湖北秭归野生猕猴桃资源及其倍性分析

为探究湖北省秭归县境内野生猕猴桃的种类与分布情况,对秭归县区12个乡镇的野生猕猴桃属植物进行调查,依据形态学进行分类研究,并通过流式细胞仪测定不同种类猕猴桃的染色体倍性。结果表明,秭归县境内12个乡镇均分布有猕猴桃,共发现8个猕猴桃物种(含变种),海拔分布范围为600~2000 m,有3种类型在全县均有分布,屈原镇分布类型达6种,是野生猕猴桃资源分布最丰富的区域。流式细胞术(FCM)在8个种类的167份种质中检测到4个倍性水平,分别为二倍体、四倍体、六倍体和八倍体,其中,滑叶猕猴桃染色体倍性为首次报道。

高等植物性别分化的研究进展

植物性别受到遗传、植物激素和环境等多种因素的调控。性染色体和性别决定基因是植物性别发育过程中重要的遗传因素,性别决定基因通过调控植物雌雄器官的发育过程决定植物性别的分化。多种植物激素在植物性别的分化过程中发挥重要的调控作用。此外,一些环境因素同样对植物的性别表现有一定的影响。本文通过遗传因素、植物激素及环境因子等方面对高等植物性别分化的相关研究进行总结,并对未来的研究方向进行了展望。

猕猴桃AcMYB88的鉴定及功能研究

【目的】MYB转录因子在猕猴桃花青苷积累中发挥着重要作用,挖掘调控花青苷生物合成的MYB家族转录因子并验证其功能,可进一步明晰花青苷积累的分子机制。【方法】AcMYB110是猕猴桃花青苷生物合成的关键转录因子,通过系统发育树分析猕猴桃中97个MYB家族转录因子,筛选出与AcMYB110高度同源的12个MYB转录因子,采用生物信息学方法分析它们的理化性质、亲疏水性、蛋白磷酸化位点、蛋白质二级结构及其与其他物种的系统进化关系。【结果】12个MYB转录因子编码的氨基酸数目为200-423个;分子量范围为22.3-45.5 kD,均为定位于细胞核的亲水性蛋白。12个候选MYB蛋白的潜在磷酸化位点大多位于丝氨酸残基处;其二级结构以无规则卷曲为主,α-螺旋为辅。在12个候选MYB转录因子中筛选得到1个花青素积累相关的转录因子AcMYB88,在猕猴桃果实发育过程中AcMYB88基因与AcMYB110基因表达模式非常相似。【结论】烟草瞬时过表达研究表明,AcMYB88为花青苷积累的正向调控因子,且能与AcMYB110和AcbHLH42协同作用从而促进花青苷的积累。该研究为猕猴桃花青素生物合成以及育种研究等方面提供理论基础。

‘东红’猕猴桃引种试验

浙江省泰顺县、江山市、上虞区引进‘东红’猕猴桃Actinidia chinensis‘Donghong’接穗,其中泰顺县将其高接至8年生‘布鲁诺’猕猴桃Actinidia deliciosa‘Bruno’,江山、上虞则以1年生中华猕猴桃Actinidia chinensis实生苗为砧木进行嫁接,并在3个县(市、区)对‘东红’猕猴桃物候期、生长结果习性、果实品质、抗性及配套栽培技术研究开展了相关区域试验。结果表明,‘东红’猕猴桃树势强,成枝率达90%以上;嫁接后第二年即可实现10500 kg·hm^(-2)(大树改接)和5250 kg·hm^(-2)(砧木幼苗定植后嫁接)的产量,并分别在第五、第六年达到丰产,产量达30000 kg·hm^(-2)以上;果实品质优良,平均可溶性固形物含量15.6%~16.9%,干物质含量17.8%~18.6%;果实抗软腐病,耐贮性好;在1.5℃±0.5℃条件下,硬度由采后11 kg·cm^(-2)左右至2 kg·cm^(-2)可以存放12周,从2 kg·cm^(-2)到1 kg·cm^(-2)可以存放8周以上。

中华猕猴桃和毛花猕猴桃果实碳水化合物及维生素C的动态变化研究

分别对中华猕猴桃(Actinidia chinensis)黄肉品种‘金桃’和毛花猕猴桃(Actinidia eriantha)品系‘6113’果实生长发育过程中碳水化合物及维生素C的动态变化进行了系统研究。结果表明,中华猕猴桃‘金桃’和毛花猕猴桃‘6113’果实的可溶性固形物(SSC)含量均于谢花后146d内保持相对平稳,而后开始上升;此时,两物种果实的淀粉含量均上升到最大值,之后两者均开始下降。两者糖含量的变化与SSC相似,且中华猕猴桃‘金桃’果实糖含量进入快速增长期的时间比毛花猕猴桃‘6113’早1个月。两者果实Vc含量的变化趋势相似,均于7月上中旬达到一个高峰,以后随着果实的生长发育,含量下降,‘金桃’于8月14日降至最低值,‘6113’于9月13日降至最低值;两者的Vc含量降到最低值后均缓慢上升,到果实完全成熟期(树上自然软熟期)回升到第二个峰值。‘6113’果实的Vc含量在完全成熟期的峰值远远高于7月上旬的高峰值。对‘金桃’和‘6113’果实碳水化合物及Vc含量方差分析表明,两者的可溶性固形物、淀粉和总糖没有明显差异,而毛花猕猴桃‘6113’的Vc含量显著高于中华猕猴桃‘金桃’。

红心猕猴桃新品种‘东红’的选育

‘东红’是中国科学院武汉植物园从‘红阳’品种开放式授粉种子播种一代群体中选育而成的红心猕猴桃新品种。果实长圆柱形,果顶微凸或圆,果面绿褐色,中等大小,平均单果质量65～75 g,最大果质量112 g。果肉金黄色,种子分布区果肉呈艳红色,果肉质地紧密、细嫩,风味浓甜,香气浓郁,平均可溶性固形物含量15.6%～20.7%,干物质含量17.8%～22.4%,总糖含量10.8%～13.1%,可滴定酸（以枸橼酸计）含量1.1%～1.5%,果实维生素C含量1 130～1 600 mg·kg-1（以鲜果质量计）。果实生育期约140 d,在武汉4月中旬开花、9月上旬果实成熟。萌芽率71.8%,成枝力100%,果枝率88.0%。在结果枝的1～9节着生花序5～9个,以三花和单花为主。极抗软腐病、较抗溃疡病,耐热、耐旱。果实极耐贮藏,常温下可放1～2个月,低温下可放5～6个月,果实软熟后货架期长,常温下15～20 d、低温下3～4个月。适宜湖北、四川及类似区域栽培,嫁接苗第四年每666.7 m2产量超过1 000 kg,丰产稳产。

猕猴桃种间杂交新品种‘金艳’的果实发育特征

【目的】研究种间杂交品种‘金艳’及其母本毛花猕猴桃品系‘6113’和中华猕猴桃品种‘金桃’果实生长发育特征。【方法】以国家猕猴桃种质资源圃(武汉)保存的种间杂交品种‘金艳’、父本中华猕猴桃雄株对应的雌性品种‘金桃’和母本毛花猕猴桃品系‘6113’为试验材料,定期检测果实发育过程中的单果质量、硬度、可溶性固形物、淀粉、还原糖、总糖和总酸的含量,运用Excel对结果进行分析。【结果】‘金艳’果实单果质量的变化与毛花猕猴桃‘6113’果实的相近,呈现3-4次增长高峰,而中华猕猴桃‘金桃’果实单果质量变化呈典型的双"S"型曲线;‘金艳’与2亲本果实的硬度和酸含量总体趋势是前期增加,后期下降,只是‘金艳’和毛花猕猴桃‘6113’果实的硬度整个发育中有3个明显的峰值,而中华猕猴桃‘金桃’只有2个峰值;‘金艳’果实的可溶性固形物、还原糖、可溶性总糖的含量变化曲线与两亲本相同,前期趋于稳定,至成熟前的2个月开始进入迅速增加阶段;‘金艳’和2亲本一样,均于谢花后约55 d果实开始积累淀粉,‘金艳’于谢花后165 d达最大值,而中华猕猴桃‘金桃’和毛花猕猴桃‘6113’均于谢花后155 d达到最大值,以后迅速下降,回落到谢花后55 d的水平;比较同一品种果实的淀粉和可溶性固形物、总糖等的变化,显示了2者的消长关系,在淀粉前期积累阶段,可溶性固形物和糖含量变化小,而到淀粉后期降解阶段,可溶性固形物、总糖等的含量迅速上升。【结论】种间杂交品种‘金艳’果实生长发育变化更偏向母本毛花猕猴桃‘6113’;而果实质量远超过母本毛花猕猴桃‘6113’,酸含量远低于毛花猕猴桃‘6113’和中华猕猴桃‘金桃’,具有典型的超亲效应。

猕猴桃品种果实性状特征和主成分分析研究

为深入了解猕猴桃不同品种(系)的果实性状与其倍性的相关性,本研究对国家猕猴桃种质资源圃保存的44个栽培品种(系)进行了果实性状分析,结果表明,44个栽培品种(系)的果实性状具有丰富的遗传多样性并且果实重量、果面毛被、果肉颜色和质地、果实维生素C含量、果实后熟天数和软熟果硬度、果实成熟期等与品种(系)倍性呈显著相关。对相关性状采用主成分分析表明,果实成熟时间、果肉质地、果面毛被和果实后熟天数、果肉颜色是区分品种(系)的主要特征。由于品种(系)的倍性与主要性状特征关联,品种(系)按倍性相对聚类,且二倍体品种(系)群和六倍体品种(系)群间无重叠,而四倍体品种(系)群与相邻的二倍体和六倍体品种(系)群均有一定重叠。