核桃(Juglans regia L.)维生素E代谢相关基因jrVTE3的克隆与分析

核桃(Juglans regia L.)坚果是重要的天然维生素E源。在维生素E合成代谢中,2-甲基-6-叶绿基-1,4-苯醌甲基转移酶(MPBQMTase)催化2-甲基-6-植基-1,4-苯醌(MPBQ)向2,3-二甲基-5-植基-1,4-苯醌(DMPBQ)的合成,是γ-生育酚和α-生育酚生物合成过程中的关键酶。本研究以‘香玲’核桃开花后90 d的胚组织为材料,利用RACE技术克隆了核桃MPBQMT的cDNA。序列分析表明,得到的cDNA全长1280 bp,有1020 bp的开放阅读框(ORF),编码340个氨基酸,将其命名为jrVTE3。序列同源性比较显示,jrVTE3基因与毛果杨MPBQ/MSBQ甲基转移酶基因以及蓖麻、葡萄、大豆的内膜包装蛋白基因有同源性较高;其ORF编码的多肽序列与橡胶、莴苣、毛果杨的MPBQ/MSBQ转移酶及葡萄、蓖麻的内膜包装蛋白有较高的同源性。jrVTE3编码的多肽序列中,有15个氨基酸可能为蛋白激酶磷酸化位点,多肽序列二级结构中有α–螺旋、无规则卷曲。在多肽序列中,有一个低成分复杂性区域和一个跨膜区段,还有一个第一类S-腺苷甲硫氮酸甲基转移酶(AdoMet-MTases,Class I)的保守域,这些序列结构体现了甲基转移酶结构的特点。这些结果对进一步研究核桃坚果仁中维生素E的合成的调控机制及核桃品质的遗传改良具有参考意义。

核桃(Juglans regia L.)青皮提取物抗氧化及抑菌活性的研究

核桃青皮是核桃(Juglans regia L.)加工的副产物,因含有多种活性成分,可能是一种潜在的天然抗氧化剂和抑菌剂来源。本研究旨在研究核桃青皮提取物的抗氧化能力和抑菌活性,为开发新的饲用抗生素替代品提供参考。以蒸馏水及25%、50%、75%和100%的甲醇、乙醇,丙酮为溶剂分别提取8和12h获得核桃青皮提取物。通过测定提取物中的总酚和总黄酮含量,根据还原能力和2,2-二苯基-1-苦肼基(DPPH)自由基清除率评价其抗氧化能力;以大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌为受试菌,分别测定抑菌圈直径、最小抑菌浓度(MIC)及抑菌率评价其抑菌活性。结果表明,有机溶剂浓度显著影响提取物中的总酚和黄酮含量(P<0.01);除丙酮外,提取时间对提取物中总酚和黄酮含量均有显著的影响(P<0.05);在所有提取溶剂中,以25%乙醇提取8h获得的总酚和黄酮最高,分别达到25.35和12.63mg·g-1。有机溶剂浓度对提取物的还原能力具有显著的影响(P<0.01),而提取时间仅对丙酮提取物的还原能力具有显著影响(P<0.05),其中25%乙醇提取物的还原能力在各处理中最高,为0.366。有机溶剂浓度对提取物的DPPH自由基清除率具有显著的影响(P<0.01),而提取时间仅对甲醇提取物的自由基清除率有显著影响(P<0.01),其中75%丙酮提取物可清除88.81%的自由基,在各处理中最高。有机溶剂浓度对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径和最小抑菌浓度(MIC)均有显著的影响(P<0.01);从提取时间来看,除甲醇提取物对大肠杆菌以及丙酮提取物对枯草芽孢杆菌的抑菌圈直径无显著影响外(P>0.05),其他均有显著的差异(P<0.01);此外,提取时间显著影响对大肠杆菌的MIC(P<0.05),乙醇和丙酮提取物的金黄色葡萄球菌MIC以及丙酮提取物的枯草芽孢杆菌MIC有显著差异(P<0.05),其他提取物的MIC均不受提取时间的影响(P>0.05)。抑菌率测试结果表明核桃青皮25%乙醇提取物对枯草芽孢杆菌的抑菌活性强于对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制。由此可见,所有核桃青皮提取物均具有一定的抗氧化及抑菌活性,尤其以25%乙醇8h提取物的作用最好。

核桃(Juglans regia L．)光合影响因子的研究

以普通核桃'清香'为试材,利用CI-301PS便携式光合作用测定仪,在田间条件下,测定了核桃净光合速率的日变化及季节变化,进行了核桃净光合速率与光合影响因子的相关性研究,为核桃栽培管理提供一定的科学依据。结果表明:核桃净光合速率日变化与叶温极显著正相关,与光合有效辐射、蒸腾速率、气孔导度显著正相关,与胞间CO_2浓度极显著负相关。核桃净光合速率季节变化与蒸腾速率呈极显著正相关,与叶绿素含量呈显著正相关,与胞间CO_2的浓度呈显著负相关。

基于SSR标记的中亚生态区核桃(Juglans regia L.)遗传多样性与种群结构分析

【目的】从分子水平探究中国新疆与吉尔吉斯斯坦和塔吉克斯坦2个中亚国家共6个区域核桃种质资源间的遗传多样性及亲缘关系。【方法】采用SSR分子标记方法对采自6个区域的137份核桃种质资源进行遗传多样性和居群遗传结构分析。【结果】利用14对引物共检测到130个等位变异位点,变异范围为6~13,平均每对SSR引物可检测到9.2857个等位位点;14个SSR位点的占比范围为0.6257~0.8651,平均值0.7634;平均Shannon’s多样性指数(I)为0.4598;种群总基因多样性(Ht)平均值为3.2481;种群内基因多样性(Hs)平均值为2.1089;种群间的遗传分化指数(Gst)范围为0.0578~0.4068,平均值为0.2595;基因流(Nm)平均值为3.0174;各个等位基因频率整体分布不均匀。UPGMA聚类结果显示,137份供试材料在遗传相似性系数为0.75时分成3个类群。其中,第一类群共42份,包括中国新疆阿克苏地区16份,中国新疆和田地区21份,吉尔吉斯斯坦5份;第二类群共44份,包括中国新疆伊犁地区12份、吉尔吉斯斯坦32份;第三类群共51份,包括中国新疆喀什地区19份、塔吉克斯坦13份和中国新疆伊犁地区19份。聚类结果在一定程度上表明了居群间亲缘关系的距离,总体分布与地理分布有关,不同区域之间存在一定的基因交换。聚类结果与居群间遗传距离和遗传一致度结果一致。【结论】SSR分子标记结果表明,中亚生态区不同地理分布的核桃种质资源遗传多样性存在差异,为揭示中亚生态区核桃种群结构及传播途径提供了依据。

Two new diarylheptanoids from the pericarps of Juglans regia L.

Two new cyclic diarylheptanoids juglanin A （1） and juglanin B （2） were isolated from the pericarps of Juglans regia L. Their structures were elucidated by various spectroscopic methods including 2D NMR techniques （COSY, HMQC, HMBC, NOESY） and HR-ESIMS.

Effect of Fertilizer Application on the Yield of Walnut (Juglans regia L.)

[Objectives] This study was conducted to explore the fertilization ratio of walnut, so as to provide a basis for rational fertilization of walnut. [Methods] Under the condition of gravelly yellow soil in Chaotian District, Guangyuan City, the orthogonal design of L_9(3~4) was used to test the fertilization ratio of nitrogen, phosphorus and potassium fertilizers. [Results] The effects of nitrogen, phosphorus and potassium fertilizers on walnut yield ranked as phosphate fertilizer>potassium fertilizer>nitrogen fertilizer. The different treatments had great effects on the yield of walnut, and for the land with gravelly yellow soil, the suitable annual fertilization amount of walnut was urea 1 200 g/plant + calcium superphosphate 1 500 g/plant + potassium sulfate 940 g/plant. [Conclusions] This study provides a theoretical basis for rational fertilization of walnut in Sichuan Province.

Isolation and Characterization of Novel Microsatellite Markers in Walnut (<i>Juglans regia</i>L.)

Thirteen microsatellite markers were isolated and characterized from Juglans regia L. Successful polymorphism of the 13 primer pairs was observed in various genotypes of J. regia. The number of polymorphic alleles ranged from 2 to 4 (with an average of 4.35). The polymorphic information content values ranged from 0.47 to 0.88 (with an average of 0.69). TC/AG and GAA/CTT class of repeats were the most abundant di-nucleotide and tri-nucleotide repeats, respectively.

不同施肥处理对‘渝城1号’核桃产量、品质和土壤肥力的影响

以‘渝城1号’核桃为研究对象,设置单施复合肥、单施有机肥、施用核桃配方肥及不施肥4个处理,测定不同施肥处理时核桃产量、品质及核桃园土壤理化性质、微生物数量等,对核桃配方肥的应用效果进行评价。结果表明:施复合肥、有机肥及核桃配方肥均能提高核桃产量,其中,施用核桃配方肥的增产效果最好,经济效益最高,该施肥处理比不施肥的收益提高88.1%。相比于不施肥,施用核桃配方肥时核桃果实的蛋白质及脂肪总量显著提高,油酸、亚油酸、α-亚麻酸等不饱和脂肪酸占比增加,硬脂酸、棕榈酸等饱和脂肪酸占比下降。施用复合肥能促进核桃园土壤有效氮、磷、钾质量分数的增加,但会引起土壤pH及有机质质量分数下降。施用有机肥和核桃配方肥均能促进土壤有机质和有效养分质量分数增加。施用核桃配方肥后,土壤总微生物量增加,固氮菌、解磷菌、解钾菌、纤维降解菌等功能微生物数量均显著增多,土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶等活性大幅升高。施用核桃配方肥能显著提升核桃的产量和品质,更利于土壤养分转化和果园可持续经营。

根土微环境对早实核桃细根时空分布、养分特征的影响

以长势基本一致且处于稳产期的‘新新2号’早实核桃(Juglans regia L.)后代为研究对象,按照小格子法将根土连续体划分为144个采样小区。于2022年每月采集根、土样品,测定细根生物量并构建二维空间分布图,研究细根形态指标、养分特征以及土壤水、养质量分数并分析其对早实核桃细根时空分布、养分特征的影响。结果表明:早实核桃细根主要分布在垂直方向的0~0.4 m土层和距树干水平方向1.5 m范围内,占细根分布总量的80%。细根形态参数值(生物量、根长密度、根表面积密度、根体积密度)和养分质量分数均随土层加深呈下降趋势,细根在微环境水平变异时差异不明显。夏、秋季细根形态参数值均显著高于春、冬季。土壤全氮、全磷质量分数随土层加深逐渐减少,土壤全钾质量分数在整个空间分布上无明显差异。土壤含水率随土层加深而增加,距树干距离越远含水率越低。土壤各养分质量分数的季节性差异较大,全氮质量分数在夏、秋季较高,在春季最低;全磷质量分数在春季最高;全钾质量分数在冬季最高;土壤含水率在秋、冬季最高。细根形态、养分质量分数与土壤全氮、全磷、含水率的关系更密切,相关性存在一定季节差异。细根生长在细微变异的环境下仍具有一定的趋水趋肥性。对早实核桃进行肥水精细化管理时,可根据根土的时空关系,在根区适时灌溉,季节性调整肥料养分,施肥则以氮、磷肥为主。

苹果蠹蛾和梨小食心虫迷向丝在核桃园中的使用模式

【目的】筛选核桃园中苹果蠹蛾和梨小食心虫最佳防治与迷向丝放置密度与高度。【方法】于2021~2022连续两年在核桃园设置不同悬挂密度(300、450、600根/hm^(2))和高度(6~8 m、8 m、6 m)的迷向丝,通过田间迷向干扰试验,测定不同悬挂密度和高度的迷向丝对苹果蠹蛾和梨小食心虫的防治效果。【结果】与对照相比,设置密度为300、450、600根/hm^(2)的苹果蠹蛾/梨小食心虫混合迷向丝和苹果蠹蛾、梨小食心虫迷向丝的迷向率和蛀果率之间存在显著差异(P<0.05),高密度处理的迷向丝迷向效果最好,且相同密度处理的各处理苹果蠹蛾/梨小食心虫混合迷向丝与苹果蠹蛾、梨小食心虫迷向丝迷向率和蛀果率之间无显著差异;与对照相比,迷向丝悬挂高度为6~8 m(双层)、8 m、6 m的迷向率和蛀果率之间存在显著差异(P<0.05),悬挂高度为8 m的迷向丝对苹果蠹蛾和梨小食心虫的迷向效果最佳,迷向率分别达到了96.41%、99.71%,防效达到了90.70%。【结论】核桃园苹果蠹蛾/梨小食心虫混合迷向丝最佳设置密度为450根/hm^(2),最佳悬挂高度为8 m为宜,大面积连片使用1年以上。

不同内果皮厚度核桃的坚果品质及组织结构差异分析

[目的]研究不同内果皮厚度核桃的坚果品质、内果皮组分和组织结构的差异及相关性,为内果皮相关的核桃品种改良提供理论基础。[方法]以新疆主栽的5个不同内果皮厚度的核桃品种为材料,采用标准化描述及分光光度计法等生理方法,测定坚果的表型性状、核仁和内果皮的主要成分,同时利用扫描电子显微镜观测内果皮纵切面的细胞组织结构特征。[结果]内果皮的厚度不同,坚果的光洁程度、核仁饱满度、出仁率、缝合线紧密度以及核仁脂肪、蛋白质和单宁的含量也不同,其中,内果皮厚度与核仁脂肪、蛋白质含量均呈负相关,而与缝合线紧密度呈极显著正相关;内果皮的主要组分为木质素、纤维素及半纤维素,其中木质素含量最高,与核仁的主要营养成分脂肪、蛋白质及种仁单宁含量均呈负相关;内果皮纵切面可分为疏松区、致密区和过渡区3部分,5个核桃品种各分区的细胞组织形态相似,但所占内果皮总厚度的比例有差异。[结论]核桃内果皮的厚度越大,缝合线越紧密,木质素和纤维素含量也越高,其组织结构中的疏松层占内果皮的总厚度比例也较大,但核仁的主要营养成分含量会降低。

缓释肥对核桃果实品质和光合性能的影响

为探究缓释肥对核桃果实品质和叶片光合性能的影响,以‘温185’核桃为试验材料,设置常规施肥(CK),不同缓释肥梯度共5个处理,对核桃果实的外观品质、内在品质进行研究。结果表明:缓释肥对核桃果实品质及产量均有不同程度的促进作用。在不同处理条件下,脂肪含量比较为:F2>F1>F3>F4>CK,F2处理与CK处理差异达显著水平,较CK处理提高了15.77%;蛋白质在不同处理下,含量关系为F1>F2>F4>F3>CK,F1处理高出CK处理0.67 mg/g;CK处理出仁率与各处理间的差异极显著。Pn、Gs和WUE整体上呈“下降-上升-下降”趋势,且各指标整体显著高于CK,而Ci整体显著低于CK;叶片SPAD值随大颗粒树肥施用量的增加呈“高-低-高”的趋势,在F2处理时达到峰值;在整个生育期中,F2处理的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用速率和SPAD较CK分别高8.43%、10.88%、1.38%、15.4%和1.96%,且CK比F2处理施肥量高173%。在核桃生产中,施用缓释肥可节本增效,且施缓释肥600 g/株下核桃的果实品质、产量和叶片光合较好。

不同处理对“温185”核桃种子萌发及幼苗生长的影响

为探讨不同植物生长调节剂对“温185”核桃种子萌发及幼苗生长的影响,以核桃预处理后的带壳种子和去壳种子为试材,GA_(3)和NAA分别设50、150、250、350、450 mg/L等5个浓度梯度,对种子的萌芽率、发芽率、烂种率及幼苗生长指标进行分析。结果表明,种子去壳处理对种子萌发和幼苗生长指标的促进作用优于带壳种子;与对照相比,GA_(3)和NAA处理均能显著提高种子的萌芽率和发芽率,去壳种子经GA_(3) 350 mg/L处理后,萌芽率和发芽率最高达到86.03%和93.06%,苗高达21.55 cm,叶片数达17.40片,腋芽为3.1个;去壳种子经NAA 350 mg/L处理后,幼苗主根长和须根数最多,分别为11.4 cm和22.4条。研究表明,经外源植物激素浸种后,去壳处理能有效提高核桃种子萌发能力,并能促进幼苗各项指标的生长,适宜浓度GA_(3)处理有利于去壳种子萌发及幼苗地上部分生长,而NAA处理相对有利于促进地下根系的生长。

尖扎核桃果实生长发育特性

为明确青海尖扎核桃果实的动态变化规律,以尖扎当地核桃为研究对象,观察物候并记录其发育过程中果实外观形态、纵切面及横切面的结构变化,同时对不同发育时期鲜果果实质量、果实纵径、果实横径,干果果实质量、干果纵径、干果横径、干果侧径、种仁质量、壳厚、出仁率等进行测定及分析。结果表明:尖扎核桃果实生长发育经历了果实速长期、硬核期、油脂迅速转化期、果实成熟期4个时期。随着果实生长发育,鲜果果实质量、果实纵径、果实横径,干果果实质量、种仁质量总体呈增加的趋势。鲜果果实质量、果实纵径、果实横径随着发育时间的推移呈“慢-快-慢”的单“S”型曲线,且纵径累积生长量始终大于横径。9月中旬,坚果质量和出仁率达到最大值,此时可采收用以加工的果实,鲜食核桃可稍早进行采果。构建核桃果实生长发育数学模型可以较好地反映果实生长发育动态变化规律。

基于网络药理学及分子对接技术分析核桃治疗高尿酸血症的作用机制

基于网络药理学方法及分子对接技术分析核桃(Juglans regia L.)治疗高尿酸血症(Hyperuricemia,HUA)的作用机制,利用中药系统药理数据库和分析平台(Traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform,TCMSP)预测核桃活性成分的作用靶点,运用OMIM、GeneCards和DrugBank数据库检索HUA疾病靶点。使用Cytoscape 3.7.2软件进行作用靶点-活性成分-疾病网络绘制,利用Metascape平台进行富集分析。使用AutoDockTools 1.5.6软件进行分子对接,对活性成分及重要靶点的结合度进行验证。结果表明,共筛选出核桃活性成分5种,与HUA有交集靶点16个;富集程度较高的信号通路包括癌症信号通路、化学致癌-受体激活信号通路、糖尿病并发症中的晚期糖基化产物-晚期糖基化终末产物受体信号通路和卡波西肉瘤相关疱疹病毒信号通路;通过分子对接验证试验可知,核桃中主要活性成分与重要靶点结合紧密。

“辽宁1号”核桃叶片和种仁营养成分与土壤营养的关系

为了全面分析“辽宁1号”核桃产量与品质的影响因素,选择河北省核桃主产区5个核桃园为调查对象,对树体生长指标、叶片营养、种仁营养以及土壤营养状况进行差异显著和相关性分析。结果表明,武安果园地处山地丘陵,产量最低,其树高、干周、枝展、结果枝长、营养枝长以及成枝力都显著低于其他4个生产果园;唐县果园地处平地,产量最高,树高、干周、枝展以及成枝力都显著高于其他4个果园。不同地区核桃园的土壤有机质、磷和钙元素差异较大,全氮含量没有显著差别;不同立地条件下核桃叶片的SPAD值和叶片面积存在差异。武安果园叶片氮元素含量最高,为2.75%,唐县果园各叶片矿质元素较为均衡。武安核桃园种仁营养元素含量与叶片一样分布不均衡,脂肪、多酚和黄酮含量显著高于其他果园,赞皇果园蛋白质含量最高,但与其他果园差距不大。土壤全氮量与核桃结果枝长、种仁蛋白量、全磷量成显著正相关。整体形成树干粗壮,枝条旺盛的高壮树更利于“辽宁1号”产量的提升,且该品种更适宜在土层深厚的平地栽植。

“石门核桃”种质资源遗传多样性的SSR分析

为了确定“石门核桃”种质资源的遗传多样性,采用SSR标记技术,对20份“石门核桃”实生优株,15份核桃种质资源进行了遗传多样性分析。结果表明,筛选出的16对SSR引物扩增的等位基因变幅为3~10,片段范围100~306 bp,多态性信息含量在0.4810~0.7656之间,具有较高的多态性。采用UPGMA法在遗传距离0.26处将35份资源分为5类,麻核桃种质盘龙纹独自聚为1类,“石门核桃”实生资源与其他种质资源分布于其他4类中。

核桃MATE基因家族成员挖掘与响应冷胁迫基因筛选

为阐明MATE家族在核桃响应冷害过程中扮演的角色,利用生物信息学技术从核桃基因组数据库中挖掘MATE家族成员,进一步分析其理化性质,结合转录数据分析MATE成员的表达模式。结果表明,核桃MATE家族共40个成员,开放阅读框为837~1741 bp,编码的蛋白长度为278~589个氨基酸,等电点4.82~8.94,均为亲水性稳定蛋白;在冷害不同时间后经转录表达分析,JrMATE25转录水平较高,在雌花、老叶、嫩叶里面转录水平较高,推测可能响应冷害胁迫和花、叶器官的生长发育。

4种引种核桃品种的抗寒性研究

为筛选适宜青海地区栽培的核桃优良品种,本研究以中林1号、晋香、温185和礼品2号1a生休眠枝条为试验材料,分别进行-20、-25、-30、-35、-40℃低温胁迫处理,以4℃处理为对照,测定不同低温胁迫下各品种的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量及过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性,并运用隶属函数法对核桃各品种的抗寒性进行综合评价。结果表明:随着胁迫温度降低,除礼品2号外,其他3种核桃品种可溶性糖含量总体呈先下降后上升再下降的变化趋势;4种核桃品种的可溶性蛋白含量、CAT、SOD和POD活性随着胁迫温度降低变化幅度存在差异。4种核桃品种综合抗寒能力由强至弱依次为晋香、礼品2号、中林1号、温185,对应的抗寒综合指数分别为0.574、0.523、0.467、0.448。综上所述,晋香和礼品2号品种综合抗寒指数较高,抗寒能力较强,可作为该地区优良的抗寒性核桃品种。

宜君县“清香”核桃规避晚霜栽植管理技术

由于当地晚霜发生较频繁,黄土高原核桃产业不稳,产量曲线形如“驼峰”,经过核桃工作者多年的栽培研究,在实践基础上,提出了“清香”核桃规避晚霜生产技术,包括栽植建园、土肥管理、晚霜防御、病虫害防治等关键技术。