山核桃采摘技术与装备研究现状

山核桃(Carya cathayensis Sary.)具有很高的营养价值和保健作用。研究和开发山核桃采摘装备应结合其生物特性和生长环境,满足安全性、经济性和实用性等要求。介绍了国内外林果采摘装备的研究现状,分析了采摘装备中各关键技术的性能特点,并对山核桃采摘新技术进行了展望。山核桃采摘装备的研制和推广,可有效降低果农劳动强度,提高劳动效率。

薄壳山核桃良种波尼在苏中地区的引种试验

以薄壳山核桃(Carya illinoensis K.Koch)良种波尼为试验材料,研究其在苏中地区的引种表现。结果表明,苏中地区波尼芽体于3月开始萌动,展叶期一般在4月初,开花期在5月上中旬,波尼雄花比雌花稍早,属雄先型品种,雄花与雌花花期重叠,具有一定的自花结实能力。薄壳山核桃波尼在苏中地区有较强的生长适应性,可快速生长,早果结实性较好,果实品质优良,发展潜力较好。

湖南山核桃油的提取工艺及其特性研究

采用索氏提取法从湖南山核桃(Carya hunanensis)仁中提取山核桃油,设计单因素试验和正交试验考察各因素对山核桃油提取率的影响。优化的工艺条件为以石油醚为提取溶剂,料液比1∶9(m∶V,g/mL)、提取温度55℃、提取时间5 h,在该条件下湖南山核桃油的提取率为68.5%。提取所得山核桃油呈浅金黄色,酸值(KOH)0.400 mg/g、碘值(I2)105.5 g/100 g、皂化值(KOH)185 mg/g,折光指数n20d 1.470 4。采用气相色谱对山核桃油的脂肪酸组成进行了测定,结果显示山核桃油中总不饱和脂肪酸的质量分数为92.16%,其中油酸的质量分数为68.03%。

软轴传动山核桃采摘器的设计

为了降低劳动强度并适应工况复杂的采摘环境,采用软轴传动的方式设计了一种便携式山核桃(Carya cathayensis Sarg.)采摘器,该采摘器由采摘头、采摘杆、软轴(动力传递)、动力输出装置构成。动力装置使用齿轮传动,用脚踏的方式进行力的输出;采摘头连接在软轴的末端,使用软性材料通过旋转击打山核桃果实使其脱落。结果表明,软轴传动能够有效地将脚踏的动力通过齿轮传动转化为采摘头的动力,该采摘器具有采摘方便、移动轻巧、经济高效的特点。

大别山山核桃初选优树果实表型性状分析

为选育出大别山山核桃(Carya dabieshanensis)优良无性系,对初选优树的果实性状鲜果重、果纵径、果横径、果皮厚度、鲜子重、子纵径、子横径和干仁重进行了分析。结果表明,优树果实性状间变异系数存在极显著差异,鲜果重变异系数最大为20.17%,子横径和子纵径变异系数较小,分别为5.78%和7.00%,优树间果实性状总体变异差异不显著;优树JZH、ZZ1和DZY具有果大优良特性,纵径为37.26~41.69mm,横径为34.29~44.19mm;优树ZW3具有皮薄优良特性,皮厚仅为4.18mm。

薄壳山核桃砧木容器苗多性状间关系分析

为探明薄壳山核桃(Carya illinoinensis)砧木容器苗高度、地径、地上鲜重、地下鲜重、地上干重、地下干重、根冠比、根重比、高径比、含水率、总生物量、苗木质量指数、根长、根表面积、根体积等16个性状间的相互关系,采用相关分析、逐步回归线性分析和曲线分析法,建立了苗木高度与地上干重二次方曲线最优拟合方程为Y=11.740+2.231X+1.880X2,苗木地径与总生物量二次方曲线最优拟合方程为Y=3.143+0.127X+0.002X2,苗木总生物量与地上干重、地下干重二元线性最优拟合方程为Y=-0.002+1.001X1+0.993X2,苗木质量指数与地下干重、含水率二元线性最优拟合方程为Y=0.131+0.026X1-0.003X2,苗木根长与根表面积、高度、地上鲜重三元线性最优拟合方程为Y=-618.227+1.795X1+62.056X2-165.366X3。充分运用最优拟合方程能够很好地预测和指导薄壳山核桃砧木容器苗培育和生产造林效果。

山核桃仁多酚提取工艺及其抗氧化活性研究

以山核桃(Carya cathayensis)仁为材料,采用单因素试验和正交试验辅助超声波提取其中的多酚,确定多酚提取的最佳工艺,采用FRAP、DPPH和ABTS 3种方法测定了山核桃仁多酚的抗氧化能力并用Folin-Ciocalteu法测定其总酚含量。结果表明,多酚提取的最佳工艺组合为料液比1∶50(g∶m L),乙醇体积分数30%,超声时间20 min,提取温度35℃。FRAP、DPPH和ABTS法测得山核桃仁多酚的抗氧化活性分别为108.94、184.71和175.92μmol Trolox/g。山核桃仁多酚是较好的抗氧化剂。

山核桃(Carya cathayensis)与油棕(Elaeis guineensis)成油基因的比较

山核桃是木本油料树种中含油率极高的经济树种。为了识别山核桃成油的关键基因,本研究将山核桃种子生长发育期胚转录组数据与油棕中果皮发育期转录组数据进行了比对分析。结果发现山核桃与油棕比对上的脂类代谢及碳水化合物代谢基因比例很高,其中有15个脂类代谢基因在油棕中有表达,而在山核桃中表达量极低;有35个脂类代谢基因在山核桃中相对表达量较高,在油棕中相对表达量较低,但只有14个基因与种子成油有关。有13个碳水化合物代谢相关基因在油棕中表达,而在山核桃中表达量低或并不是各时间点都能检测到;有26个基因在山核桃中表达,而在油棕中表达量低或未检测到,且所有这些基因均与脂肪酸合成的碳源供应有关。山核桃胚中识别的这些基因有3个基因的表达与含油率变化趋势一致,且在山核桃和油棕中的表达模式相似,但只有基因OBO(编码Oil-body oleosin,油体油菜素)表达量很高;油棕中高表达的基因山核桃中有8个,但它们的表达量均不如基因OBO。研究说明不同油料物种的成油相关基因表达有异同,基因OBO对山核桃高油脂的积累具有特殊的作用。

薄壳山核桃全基因组SSR分析及多态性引物筛选

通过对薄壳山核桃开展全基因组SSR位点分析,开发稳定可靠的多态性SSR引物,为薄壳山核桃遗传多样性分析、重要性状QTL定位、分子标记辅助育种以及良种分子鉴别等研究提供遗传标记信息。本研究采用Misa软件查找薄壳山核桃基因组微卫星,在651 Mb碱基序列中获得886119个SSR位点。利用Primer 3.0在524065个SSR位点成功设计了引物。从长度大于1 Mb的不同scaffold上,随机选取50对引物合成,其中40对引物可以成功扩增。采用8个不同品种的薄壳山核桃进行引物多态性检测,发现重复序列长度≥20 bp的引物多态性达58.8%,显著高于重复序列长度<20 bp引物的31.8%。利用毛细管电泳对聚丙烯酰胺凝胶电泳筛选的多态性引物进行验证,发现9%非变性凝胶电泳的分辨率小于4 bp。本研究构建了薄壳山核桃全基因组SSR数据库,筛选了16对多态性SSR引物,为薄壳山核桃品种分子鉴别提供了重要的遗传标记,同时也为开展植物品种分子鉴别的方法提供了重要参考。

山核桃MITE序列识别和MITE-PCR反应体系的建立

微型反向重复转座元件(miniature inverted repeat transposable elements,MITEs)在植物中广泛分布,可产生适应性的遗传变异,尤其可在非重组无性繁殖物种中产生变异,可用于遗传多样性分析。为促进山核桃的遗传学研究,本研究运用MITE Digger软件对山核桃基因组测序数据进行扫描,共识别得到739条山核桃MITE序列。基于MITE序列,使用Primer-BLAST在线设计引物680对,占MITE序列的92.02%。基于小麦的MITE-PCR体系,通过降低退火温度5℃优化了山核桃的反应体系。随机挑选300对引物进行筛选,其中108对引物具有稳定的扩增产物。108对引物中100对引物在不同单株山核桃个体中扩增呈现单条带,占92.6%,8对引物扩增呈现双条带,占7.4%。PCR产物测序结果发现,呈现单条带的PCR扩增产物均包含MITE序列,但呈现双条带的PCR扩增产物中大多不含有MITE序列。研究结果为山核桃遗传多样性研究提供了科学依据。