根蘖与嫁接繁殖灵武长枣不同时期果实差异表达基因分析

【目的】研究灵武长枣根蘖繁殖与嫁接繁殖果实品质差异的内在机理,为提高其果实品质提供基础数据。【方法】以灵武长枣根蘖繁殖与嫁接繁殖白熟期(NB)、着色期(NZ)、成熟期(NC)和嫁接繁殖白熟期(JB)、着色期(JZ)、成熟期(JC)的果实为试验材料,采用高通量测序技术进行果实转录组测序,筛选与根蘖和嫁接繁殖的灵武长枣果实品质差异相关的基因,初步探究根蘖和嫁接繁殖灵武长枣果实不同时期基因表达差异情况。【结果】18个灵武长枣样品经过转录组测序,得到质控数据138.26 GB,将其比对到参考基因组冬枣上,18个样品的Cleans reads与参考基因组比对效率在93.77%以上。主成分分析结果显示,3次生物学重复样品聚集程度较高且组间存在分离现象,说明其基因表达量存在差异。差异分析结果表明,灵武长枣果实发育各时期组间分析对比中,果实白熟期(JB-vs-NB)、着色期(JZ-vs-NZ)和成熟期(JC-vs-NC)各组间分别筛选出65、4 509和1 534个差异基因。GO功能富集到生物过程、分子功能和细胞组分三大类中的50个亚类中,KEGG通路注释将差异基因显著富集在次生代谢物生物合成、代谢途径、氨基酸生物合成等通路中,成熟期差异基因富集在糖酸相关通路的显著性较高。【结论】在淀粉和蔗糖代谢、半乳糖代谢、氨基糖和核苷酸糖代谢,乙醛酸和二羧酸代谢、丁酸代谢5条与果实可溶性糖和总酸含量相关的代谢途径中筛选出了ncbi_107424266、ncbi_107414286、ncbi_107425230、ncbi_107429837等31个差异基因,分别在果实发育不同时期的糖酸代谢途径中差异表达,调控各时期果实中可溶性糖及总酸含量。

灵武长枣果实光泽度及其品质的调查与分析

为探究灵武长枣不同光泽度果实[高光泽度果实(S果)的表面平整光滑,果形多为典型的长椭圆形,外观品相较好;低光泽度果实(R果)表面凹凸不平,果形多为果顶急剧凸起或凹下,外观品相较差]品质的差异及其影响因素,以宁夏灵武市7个灵武长枣种植园为调查对象,调查记录树龄、苗木类型、枣吊粗、枣吊长等指标,并采集不同光泽度果实(S、R果)作为试验材料,测定其光泽度、单果质量、果实横纵径等果实外观品质指标以及可溶性固形物、可溶性糖、维生素C(Vc)、可滴定酸含量等果实内在品质指标,并对其进行比较和相关性分析。结果表明,不同种植园均有灵武长枣不同光泽度果实(S和R果),且随着树龄的增长,R果比率有降低的趋势;S果的光泽度是R果的1.56倍,且单果质量、果实纵横径、果形指数、果皮厚、果肉厚、核纵横径、单核质量、果实硬度均极显著小于R果;S果的Vc含量、糖酸比和固酸比均小于R果,但两者的可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、花色素苷含量等指标均无显著差异;灵武长枣S、R果的比率与苗木类型、树龄、枣吊粗、叶片叶绿素含量等因素极显著相关。综上,灵武长枣种植园均存在不同光泽度果实(即S果和R果)。灵武长枣不同光泽度果实品质各有优劣:S果的优势是外观品质好,果型周正,酸甜适口;R果优势则是其果实个大,Vc含量高,利于储存运输。

灵武长枣两种光泽度果实外形特征性状比较分析

【目的】探究灵武长枣两种光泽度果实,即高光泽度果实(S果)和低光泽度果实(R果)的光泽度及外形特征性状关系的差异,为灵武长枣优质高效栽培提供参考与指导。【方法】采集6、9和12 a生灵武长枣的两种光泽度果实(S/R果)作为试验材料,测定其光泽度、单果质量、果实横纵径、果实硬度、果皮厚、果肉厚、核纵横径、单核质量、可食率和含仁率等果实外形特征性状,并对其进行了比较和相关性分析。【结果】1)3个树龄的R果的单果质量、果实横纵径、果皮厚、核纵横径、含仁率均极显著大于S果的(P<0.01),其中6、9和12 a生灵武长枣R果的含仁率分别是S果的28.04、15.49、14.99倍,并且R果的光泽度极显著小于S果的(P<0.01),仅为S果的63.1%~67.1%,R果的果肉厚、单核质量均显著大于S果的(P<0.05);12 a生的R果的可食率最小,且9、12 a生的均显著小于同年份的S果的可食率;2)不同树龄灵武长枣,于高光泽度果实(S果)而言:在光泽度、单果质量、果实横纵径、果实硬度、果肉厚、核纵径、单核质量、可食率在树龄上存在显著差异(P<0.05);于低光泽度果实(R果)而言:其果实纵径、果实硬度、果皮厚、核纵横径、单核质量、可食率存在显著差异(P<0.05),且与S果表现均不相同;3)不同树龄植株灵武长枣S、R果实的光泽度均与单果质量、果实纵径呈极显著正相关;S果的树龄与单果质量、果实横纵径、果肉厚、枣核纵径、单核质量、可食率呈显著或极显著负相关;R果的树龄与果实纵径、可食率呈显著或极显著负相关,与果实硬度、果皮厚、核横径、单核质量呈显著或极显著正相关。【结论】不同树龄灵武长枣两种光泽度果实的光泽度及外形特征性状均存在极显著差异(P<0.01),并且在树龄、光泽度及其各项外形特征性状之间存在着显著相关性(P<0.05)。

灵武长枣干腐病病原菌的分离鉴定及生物学特性研究

为明确灵武长枣干腐病病原菌的种类及其生物学特性,通过对灵武长枣干腐病发病枝条采样,采用组织分离法进行病原菌分离,柯赫氏法则验证和形态学、分子生物学鉴定。结果表明:分离获得3株疑似病原菌,经柯赫氏法则验证确定GF1菌株为灵武长枣干腐病病原菌。依据形态学和分子生物学鉴定,确定GF1菌株为木贼镰孢菌(Fusarium equiseti)。GF1菌株菌丝生长的最适温度为25~30℃,最适pH为6;孢子萌发的最适温度为28℃,最适pH为7;光照条件有利于孢子萌发;孢子致死条件为55℃/20 min和60℃/10 min及以上处理。

不同成熟期灵武长枣酚类组分及抗氧化活性差异分析

对不同成熟期(白绿、微红、大半红、全红)灵武长枣酚类成分组成、含量及其活性的差异进行研究,以期发现不同成熟期灵武长枣抗氧化功能品质的变化规律。以宁夏不同成熟期的灵武长枣为研究材料,比较总酚、总黄酮及酚类物质的组成及抗氧化能力(DPPH自由基清除率、抗亚油酸过氧化能力和总还原力)的差异性。结果表明:1)4个成熟期的灵武长枣总酚含量变化范围为2 996.60~5 801.84μg/g(以没食子酸计),总黄酮含量变化范围为33.12~122.12μg/g(以芦丁计),白绿期总酚和总黄酮含量最高,两者随着果实的成熟逐渐下降。2)灵武长枣中检出的酚类物质主要有根皮苷、阿魏酸、肉桂酸、柚皮素和根皮素,各含量均呈现先上升后下降趋势,微红期含量最高。3)灵武长枣抗氧化活性表现为白绿>微红>大半红>全红。抗氧化能力与总黄酮、总酚含量呈显著相关性(P<0.05),与检测出的5种酚类物质相关性较弱(P>0.05),决定其抗氧化能力的酚类物质仍有待进一步确定。白绿期灵武长枣的抗氧化活性均比其他成熟期高,因此从该时期获取天然抗氧化活性物质更为合适。

灵武长枣采后保鲜贮藏特性研究

以灵武长枣采后鲜果为试材,于不同贮藏条件下系统研究了其呼吸、乙烯释放、耗氧、失水及适宜贮温等特性,以期为灵武长枣贮藏保鲜措施制订提供依据。结果表明,八成熟灵武长枣在常温贮藏过程中,随贮藏时间延长,有呼吸高峰出现,乙烯释放呈双峰型;灵武长枣在果面完全着色时有呼吸升高和乙烯释放增加现象,灵武长枣可能为跃变型果实。灵武长枣采后耗氧迅速,极易失水,0℃恒温能显著延缓其后熟进程,保鲜期较常温延长21d。研究发现,控制环境低温,提高相对湿度和加强通风透气是灵武长枣贮藏保鲜的必要条件。

抗坏血酸结合自发气调包装对灵武长枣贮藏品质和抗氧化性的影响

目的:探明外源抗坏血酸(ascorbic acid,AsA)处理与自发气调包装(modified atmosphere package,MAP)对灵武长枣贮藏品质的协同保鲜效果。方法:将灵武长枣经0.3 g/100 mL AsA溶液浸泡后分别用聚乙烯和0.03 mm厚的低密度聚乙烯(low-density polyethylene,LDPE)两种MAP进行包装,分析冷藏过程中的果实理化品质与抗氧化能力的变化情况。结果:AsA与MAP的复合保鲜效果均在不同程度上优于单独使用MAP或AsA;其中LDPE活性气调包装结合AsA处理能显著减缓灵武长枣果实硬度和可滴定酸含量的降低(P<0.05),抑制果实呼吸速率和相对电导率的上升,维持果实AsA、总酚和类黄酮含量,提高抗氧化能力。结论:AsA结合MAP可以有效提高灵武长枣贮藏品质,延长贮藏期,其中采用AsA结合LDPE活性气调包装的保鲜效果最好。

‘灵武长枣’果实糖积累与蔗糖代谢相关酶的关系

【目的】研究‘灵武长枣’果实生长发育过程中糖的代谢积累与蔗糖代谢相关酶活性的关系。【方法】以‘灵武长枣’为试材,测定了果实的动态生长指标,以及果实中葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉的含量和蔗糖代谢相关酶的活性。【结果】(1)‘灵武长枣’果实生长曲线为双S型,早期果实主要积累葡萄糖和果糖,后期果实迅速积累蔗糖,果实成熟时主要积累蔗糖。(2)在果实的整个发育期,中性转化酶(NI)活性一直较低,酸性转化酶(AI)在前期活性很高,之后随果实发育其活性迅速降低直到果实成熟;蔗糖磷酸合成酶(SPS)的活性变化呈先高后低的下降趋势;蔗糖合成酶(SS)在果实发育前期分解方向酶活性(SSd)高于合成方向酶活性(SSs),果实发育中后期则主要以合成方向酶活性为主,分解方向活性随果实发育而下降,而合成方向活性则随果实发育而逐步增强。(3)果实发育前期,酸性转化酶(AI)、中性转化酶(NI)和蔗糖合成酶(SS)共同参与了蔗糖的分解代谢,果实发育后期,蔗糖合成酶(SS)合成方向酶和蔗糖磷酸合成酶(SPS)是催化蔗糖合成的重要酶。【结论】SSs在‘灵武长枣’果实的糖代谢中起主要的调控作用。

灵武长枣采后主要病原真菌的鉴定

以灵武长枣为材料,分离得到在贮藏过程中引起腐烂病害的主要病原真菌4株,采用形态学及rDNA-ITS序列分析法进行鉴定。结果表明,4株病原真菌分别为黑根霉(Rhizopus stolonifer)、皮落青霉(penicillium crustosum)、链格孢[Alternaria alternata(Fr.)Keissl]和粉红聚端孢[Trichoderma roseum(Pers.)Link]。

基于介电频谱的灵武长枣品质参数的预测模型

为寻找预测灵武长枣品质的最优模型,以长枣的介电损耗因子?"和介电常数?’频谱进行内部品质参数(可溶性固形物、可滴定酸含量和含水率)的建模研究。通过遗传算法(genetic algorithm,GA)和相关系数(correlation coefficients,CC)法提取了介电谱的有效信息;采用偏最小二乘(partial least squares,PLS)、主成分回归(principal components regression,PCR)和支持向量机(support vector machine,SVM)法建立了品质参数的预测模型;以决定系数(R^2)、校正标准偏差和预测标准偏差等模型评价方法确定了品质参数的最优预测模型。结果表明:基于介电损耗因子?"建立的可溶性固形物含量、可滴定酸含量和含水率的最佳预测模型分别为GA-PCR、GA-PLS和GA-PLS,且R^2均达到0.9以上;基于介电常数?’建立的可溶性固形物含量、可滴定酸含量和含水率的最佳预测模型分别为CC-PLS、GA-SVM和GA-PLS,R^2达到0.8以上,且验证效果较好。本研究为利用介电频谱快速预测长枣品质提供了可靠的方法。

灵武长枣采后病原菌的分离及天然抗菌物质的筛选

以宁夏灵武所产灵武长枣为材料,分离并鉴定贮藏过程中引起腐烂病害的主要病原真菌,同时采用滤纸片扩散法,用22种植物提取液对病原菌进行抑菌试验,以筛选对病原菌有抑制作用的天然物质。结果表明,从贮藏中的灵武长枣上分离、鉴定出微孢毛霉(Mucor microsporus Namysl)、粉红聚端孢(Trichoderma roseum(Pers.)Link)、青霉属(Penicillium sp.)和链格孢(Alternaria alternata(Fr.)Keissl)4种病原真菌。对微孢毛霉有抑制作用的提取液有25 g/L的连翘乙醇提取液、50 g/L的高良姜水提取液5、0 g/L的大黄水提取液和100 g/L的桑叶水提取液;对粉红聚端孢有抑制作用的有12.5 g/L丁香乙醇提取液、50 g/L高良姜水提取液和100 g/L百部乙醇提取液;对青霉属有抑制作用的有6.25 g/L丁香乙醇提取液、25 g/L连翘乙醇提取液5、0 g/L按叶乙醇提取液和100 g/L广霍香水提取液;对链格孢菌有抑制作用的有50 g/L连翘乙醇提取液和100 g/L黄连水提取液。

灵武长枣果实韧皮部后糖分运输生理特征研究

为探讨灵武长枣果实韧皮部后糖分运输生理机制,以不同发育时期灵武长枣果实为试材,探讨载体抑制剂PCMBS和ATP酶抑制剂(EB、DNP、NO_3^-)对果实韧皮部非维管束区吸收^(14)C-葡萄糖和^(14)C-蔗糖的影响。结果表明,在缓慢生长期S1、第1次快速生长期R1和第2次快速生长期R2,PCMBS和ATP酶抑制剂处理明显抑制了果实对^(14)C-葡萄糖的吸收;而在缓慢生长期S2,抑制作用不明显。^(14)C-葡萄糖跨膜运输至液泡的能力大小依次为R2>S1>R1>S2。在第2次快速生长期R2和缓慢生长期S3,PCMBS和ATP酶抑制剂处理对果实吸收^(14)C-蔗糖影响明显,但不同发育时期抑制果实对^(14)C-蔗糖吸收的程度不同。R2和S3时期,^(14)C-蔗糖跨质膜和液泡膜运输积累的能力均较强。由此可见,在S1、R1、R2、S3时期,灵武长枣果实糖卸出后的运输是需要载体并与ATP酶相偶联的主动运输过程;在S2时,果实糖分的运输同时存在主动运输和被动运输2个过程。该研究可为灵武长枣果实糖分积累和品质调控奠定基础。

遮光灵武长枣果实糖积累和代谢相关酶活性特征

于灵武长枣盛花期对果实进行遮光处理,以自然照光为对照,通过测定果实生长指标、叶绿素含量、蔗糖代谢相关酶活性及其蔗糖代谢糖分含量等,研究果实光合作用在果实糖积累中的作用及对果实多糖和总糖含量积累的影响。结果表明:(1)遮光处理后,果实单粒重、单粒体积以及果实中叶绿素含量均降低。(2)遮光处理不同程度增加了果实中转化酶、蔗糖磷酸合成酶和蔗糖合成酶分解方向酶的活性,而降低了其蔗糖合成酶合成方向酶的活性。(3)遮光处理主要影响果实着色期和成熟期的糖含量,对果实发育初期糖含量影响较小;果实多糖的形成与果实所受光照状况具有一定的关系,而果实中总糖的积累与外界光照具有密切关系。可见,果实遮光处理影响了果实发育过程中蔗糖代谢相关酶的活性,从而影响果实糖分的代谢和积累。

灵武长枣土壤养分与果实品质间的相关性分析

通过探讨灵武长枣种植基地土壤养分与果实品质之间的相关关系,为种植基地合理施肥、提高肥料利用效率提供理论依据。采集灵武长枣种植基地土壤与果实样品各45份,测定土壤养分与果实品质指标,采用多元统计分析方法,筛选影响果实品质的主要土壤养分因子。结果表明:灵武长枣种植基地土壤有机质含量与N、P、K等养分含量呈正相关,与果实单果质量、可溶性固形物、可溶性糖、VC含量也呈正相关。不同土壤养分与果实品质间的相关系数不同,其中灵武长枣果实单果质量与土壤全氮、速效钾呈正相关;可溶性固形物含量与有机质、有效铁、有效钙呈正相关;可定滴酸含量与碱解氮呈正相关,与全磷、有效锰、有效钙、有效镁呈负相关;可溶性糖含量受全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、有效铁、有效锰、有效钙、有效铜、有效镁及全盐的共同作用;VC含量与有机质、全氮、有效锰、有效钙呈正相关,与全磷呈负相关。灵武长枣果实品质受多个土壤养分因子影响,其中有机质含量是主要影响因子,建议在生产中通过增施有机肥、提高土壤有机质来提高果实品质。

灵武长枣果实发育成熟期生理生化变化

以6年生的灵武长枣为试材,研究了果实发育后期(白绿期～全红期)生理和生化变化特性,结果表明:(1)灵武长枣从白绿期至全红期,果肉硬度缓慢降低,与果实发育成熟度呈极显著的负相关关系,相关系数r=-0.9803,全红时果肉硬度12.4kg/cm2。(2)果实抗坏血酸含量与果实发育成熟度呈极显著的负相关关系,拟合曲线为三次多项式,相关系数r=-0.9731;果实可滴定酸含量与果实发育成熟度呈极显著的正相关关系,相关系数r=0.9746。(3)果实发育成熟期,可溶性固形物、总糖和蔗糖含量均与果实发育成熟度呈极显著的正相关关系。(4)灵武长枣在白绿期前以积累单糖为主,果实糖份累积总体表现为"蔗糖"型。(5)随着果实发育成熟,相对甜度不断增加,与总糖、蔗糖和可溶性固形物含量呈极显著正相关关系,相关系数分别为0.9966、0.9880和0.9828。(6)灵武长枣在果实发育后期,果肉淀粉含量最高达51.54mg/100g,对果实的糖度没有明显影响。(7)白熟期的果实在软化前,呼吸强度在10～26mg/(kg.h)间变化,没有明显的呼吸高峰,初步确定为呼吸非跃变型。

灵武长枣多糖含量测定的研究

灵武长枣样品经脱脂,脱小分子糖后,用蒸馏水沸水浴浸提、醇沉、洗涤得灵武长枣多糖,含量测定采用苯酚-硫酸比色法,用精制多糖测得其多糖对葡萄糖的换算因子。建立了一种简便、准确测定灵武长枣多糖含量的方法。结果表明:该方法测定简便可行,重现性较好,平均回收率为97.11%,所测全红灵武长枣样品中多糖含量为13.30%。

1-MCP对灵武长枣果肉软化与褐变的影响及其通径分析

【目的】明确采后1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)处理对灵武长枣果肉硬度和褐变度的调控机制及其主要作用因子。【方法】通过比较不同1-MCP处理灵武长枣的果实硬度、褐变度及细胞壁果胶、总酚、叶绿素、可溶性糖含量等相关理化指标的变化情况,利用相关性分析、多元回归分析和通径分析方法分析不同指标对硬度和褐变度的直接作用和间接作用。【结果】1-MCP处理结合低温贮藏条件抑制了灵武长枣采后果实褐变度的增加和硬度的降低,在贮藏15~22 d维持了较高的蔗糖含量和叶绿素b含量、减缓了螯合性果胶的增加,在贮藏后期维持较高的蔗糖含量和DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl)清除力。可溶性糖含量通过直接或间接作用对灵武长枣硬度和褐变度产生不同程度的正向或负向效应。【结论】1-MCP结合低温延缓了灵武长枣果实可溶性糖含量的变化,减缓了果肉软化和褐变,维持较好的贮藏品质。

灵武长枣光合特性及果实生长发育特征

以6a生灵武长枣树为研究对象,利用CIRAS-1型光合测定仪测定了灵武长枣的光合特性及果实生长等指标,研究分析了果实生长指标的变化趋势。结果表明:灵武长枣的光合作用具有明显的变化规律,叶片净光合速率(Pn)总体呈双峰变化特征;果实的净光合速率总体较低;气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)呈现不规则的交替起伏的变化特征;叶和果实的胞间CO2浓度(Ci)变化规律各具特点;叶片中叶绿素含量呈现先上升后下降的变化趋势,花后90d达到最大值;叶片中类胡萝卜素的含量在植物发育的整个过程中均处于较低的水平;果实发育早期叶绿素和类胡萝卜素含量较高,之后逐渐下降,类胡萝卜素的含量远低于叶绿素的含量;果实生长呈现"双S"生长曲线特征,纵径生长快于横径;果实鲜重和体积的增长速度基本相同。

灵武长枣贮藏过程中活性氧代谢和水分迁移与果实硬度的相关性

目的:研究鲜食灵武长枣在贮藏期间的活性氧代谢和水分迁移与果实硬度的相关性。方法:测定灵武长枣在常温(25℃)和4℃贮藏过程中相对电导率、丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量、过氧化氢(H_(2)O_(2))含量和硬度,同时结合低场核磁共振技术分析灵武长枣组织中水分迁移和含量的变化规律。结果:随着贮藏时间的延长,H_(2)O_(2)、MDA的含量和相对电导率均呈上升趋势,常温贮藏的鲜枣变化速率较4℃变化更加显著(P<0.05);两种贮藏条件下鲜枣的相对电导率分别在第8天和第12天后迅速增加,此时鲜枣组织膜结构被破坏,H_(2)O_(2)和MDA大量积累;由水分迁移及不同水分的弛豫面积分析可知,随着贮藏期延长,贮藏过程中各个状态的水分子相互转化,两种贮藏条件下各阶段总弛豫面积A_(2)和自由水弛豫面积A_(23)变化趋势较一致,整体表现为显著下降趋势,不易流动水弛豫面积A_(22)呈现先上升后下降趋势,常温和4℃贮藏的鲜枣结合水弛豫面积A_(21)分别呈下降和先升高后降低趋势。结论:4℃贮藏的鲜枣水分流失较常温缓慢(P<0.05);硬度随贮藏期延长呈下降趋势,常温贮藏的鲜枣质构品质显著低于4℃贮藏的鲜枣(P<0.05);相关性分析和通径分析结果表明,与A_(21)、MDA含量、A_(23)和相对电导率是影响鲜枣果实硬度的4个主要指标,与硬度显著相关。该研究可为鲜食灵武长枣贮藏保鲜提供理论依据。

灵武长枣采后低温贮藏期间细胞壁组分的变化

以灵武长枣为试材,采用紫外分光光度法,研究了采后低温(0~2℃)贮藏条件2℃下果实细胞壁组分变化的规律,以期为灵武长枣的贮藏保鲜提供参考依据。结果表明:在低温(0~2℃)贮藏条件下,果实硬度呈先上升后下降的趋势,表现出跃变型果实的呼吸特征;离子型果胶(ISP)和水溶型果胶(WSP)含量增加,与果实硬度呈极显著负相关;共价结合型果胶(CSP)、纤维素和半纤维素含量呈先上升后下降,与果实硬度均呈正相关,其中共价结合型果胶(CSP)和纤维素含量与果实硬度呈极显著正相关。