狗头枣果皮GH9基因家族鉴定及不同发育期的表达与纤维素含量分析

为了明确糖苷水解酶9(glycoside hydrolase 9,GH9)基因家族在枣果皮发育过程中的作用,该研究以狗头枣果实为材料,对其幼果期(StageⅠ)、青果期(StageⅡ)、膨大期(StageⅢ)、白熟期(StageⅣ)、半红期(StageⅤ)、全红期(StageⅥ)6个不同发育阶段的果皮纤维素含量、细胞组织结构、GH9基因家族的生物信息学以及基因表达进行分析。结果表明:(1)在枣果实发育过程中,果皮纤维素含量在StageⅠ~StageⅢ略有增加,于StageⅢ达到最高(217.33 mg/g),随后快速显著下降并于StageⅥ降至最低(98.51 mg/g),较StageⅢ下降了54.7%。(2)在枣果皮发育过程中果皮细胞在未着色时期紧密排列,在着色后明显皱缩且排列松散;番红-固绿染色后,从StageⅠ到StageⅣ枣果皮角质层细胞和表皮细胞的细胞壁颜色由蓝绿色逐渐变为浅蓝进而转为粉色,胞内几乎没有颜色,说明狗头枣果皮细胞壁的纤维素含量从StageⅠ到StageⅣ逐渐减少。(3)枣果实转录组测序发现,与StageⅠ相比,StageⅡ~StageⅥ分别检测到1090、2039、3300、4594和7855个差异表达基因;GO富集分析表明,在枣果实发育初期差异表达基因富集在与纤维素降解密切相关的水解酶活性分子功能中。(4)从枣基因组中鉴定到30个GH9基因家族成员,根据系统发育关系分为GH9A、GH9B和GH9C共3个亚族,其中GH9A亚族最大共有19个成员。(5)基因表达模式分析显示,所鉴定的30个GH9基因中有17个基因在果皮发育的StageⅠ~StageⅢ均有表达且表达量高,而在StageⅣ~StageⅥ表达量低;荧光定量PCR验证结果显示,8个差异表达基因的表达量均随枣果实发育进程逐渐快速降低,其变化趋势与枣果皮纤维素含量变化趋势一致,也与转录组测序结果的表达水平的变化趋势一致。研究推测,GH9基因家族在枣果皮发育过程中具有降解植物细胞壁的作用。

乙烯利和矮壮素对采后狗头枣硬度与微量元素的影响

研究采用乙烯利(ethrel,ETH)与矮壮素(chlorocholine,CCC)分别浸泡处理采后狗头枣,测定处理后枣果硬度和5种营养元素(铁、锰、铜、锌、钙)和铝含量变化规律。结果表明,乙烯加速了枣果衰老软化,矮壮素能显著减缓枣果软化速度,有效延长枣果保鲜期。其中,500 mg/L CCC处理后,枣果硬度保持最好,而且枣果铜、锌、钙含量在0~3 d期间显著升高。根据铝含量变化得出,用纯净水(reverse osmosis,RO)浸泡处理后枣果铝含量由19.59μg/g DW降至2.59μg/g DW,显著降低了枣果铝含量。

狗头枣ACOⅠ基因RNAi表达载体的构建及遗传转化

枣作为我国一种独特的优势经济作物,既可鲜食也可制成枣干,其营养价值高,经济效益好,而采摘后易软化变质影响销售。为探索ACOⅠ基因功能及其与枣果软化之间的关系,以狗头枣ACOⅠ基因外显子3和外显子4为靶标,构建了以CaMV 35S启动子驱动的ihRNAi植物表达载体pART ACOⅠ_(3-4)。以ZK木枣品系叶片为外植体,采用农杆菌介导的叶盘法法对其进行遗传转化,经抗性筛选及PCR鉴定,初步获得了16株阳性木枣试管苗。通过木枣叶片为外植体对其进行遗传转化获得转基因材料,为培育出耐贮藏的转基因红枣奠定基础。

干旱胁迫条件下狗头枣叶片解剖学结构比较研究

[目的]探讨干旱胁迫条件下狗头枣叶片在解剖学方面的变化。[方法]栽养狗头枣嫁接苗,4个不同梯度干旱胁迫46d后,取植株相同部位的叶片,经过石蜡切片法制片,进行解剖结构的观察和比较分析。[结果]叶片厚度、上下表皮细胞的大小、第一层栅栏组织细胞的密集度等抗旱性指标呈现出规律性的变化。与对照组相比较,叶片厚度、上表皮细胞的大小、下表皮细胞的大小随干旱胁迫程度的增加而减小,第一层栅栏组织细胞的密集度随干旱胁迫程度的增加而增加。各处理间,狗头枣叶片厚度、上表皮细胞的大小、下表皮细胞的大小均为极显著性差异。而对于第一层栅栏组织细胞的密集度这一指标,轻度胁迫和中度胁迫与对照组间差异不显著。[结论]不同干旱胁迫条件下,叶片的解剖结构表现出明显的差异,为选育抗旱性强的枣树品种提供了解剖学依据。

枣新品种‘延川狗头枣’

‘延川狗头枣’为鲜食、制干兼用中晚熟枣新品种。果实大、卵圆形或锥形 ,似狗头状。单果平均质量 18.7g ,最大 2 5 .4g ;果肉细脆 ,汁液中多 ,味酸甜 ;鲜食、干制品质优良。适宜平均气温 10～11℃、降雨量 5 0 0mm左右的北方地区栽培。

狗头枣ACC I氧化酶基因的克隆及其序列分析

为利用RNAi技术开展调控乙烯合成延迟狗头枣果实成熟等研究,以狗头枣试管苗叶片的总DNA为模板,根据冬枣ACC I氧化酶基因的序列设计引物,通过PCR方法获得一长1 294 bp片段,序列分析结果表明,该片段具有4个外显子和3个内含,依次在106～201、430～541 bp与877～1 002 bp碱基处.此序列与冬枣ACC I氧化酶基因（EU216549.1）的核苷酸和氨基酸序列同源性均为99.69％,表明成功地克隆了狗头枣ACC I氧化酶基因.

狗头枣贮藏保鲜关键技术研究

狗头枣是陕北地区优良鲜食枣品种,但采后易腐烂变质。本文研究了噻苯咪唑(TBZ)粉剂熏蒸、噻苯咪唑(TBZ)乳剂浸果、1-甲基环丙烯(1-MCP)熏蒸、羧甲基纤维素钠(CMC)涂膜、壳聚糖(CH)涂膜及对照(CK)六种处理对狗头枣贮藏期间生理变化的影响及保鲜效果。结果表明:TBZ粉剂熏蒸处理的狗头枣贮藏效果好,该处理可使多聚半乳糖醛酸酶(PG)、多酚氧化酶(PPO)的活性受到抑制,过氧化氢酶(CAT)的活性得到较好的维持,能使枣果含酸量下降速率和还原糖含量变化减慢,较好地保持枣果硬度和VC含量,贮藏80d,好果率为94.7%。

狗头枣多糖提取工艺研究

以陕北延川狗头枣为材料,采用正交实验法研究了料水比、提取温度、浸提时间对枣粗多糖提取的影响。试验结果表明,狗头枣粗多糖提取的优化工艺条件为:料水比1g枣粉:350mL水+温度90℃+浸提时间3h+浸提2次+pH值8.0。本试验对红枣粗多糖的提取开发利用等都有重要的参考价值。

狗头枣染色体数目与核型分析

[目的]研究狗头枣的染色体数目与核型。[方法]以狗头枣幼嫩茎尖为试验材料,采用酶解去壁低渗法观察染色体,并作核型分析。[结果]狗头枣细胞经改良品红染色、压片后获得良好的有丝分裂相。[结论]狗头枣的染色数目为2n=24,核型为2B型,核型公式为:2n=2X=24=5 m+5 sm+2 st。

狗头枣叶片原生质体分离研究

以培养25d的狗头枣试管苗叶片为材料,研究了不同酶液浓度,不同甘露醇浓度对狗头枣组培苗叶片原生质体分离的影响。结果表明适合狗头枣组培苗叶片原生质体分离的适宜酶液配比为1.0 g/L纤维素酶、0.4 g/L果胶酶,0.6 mol/L甘露醇,黑暗条件下,酶解8 h,可获得大量有活力的原生质体。其叶片原生质体的产量为2.12×106个/g,活原生质体获得率为80.88%。

影响狗头枣组培苗试管外生根的若干因素初探

本文采用单因子随机区组设计，对影响狗头枣组培苗试管外扦插生根的若干因子进行了研究。结果表明：将２ｃｍ高以上的狗头枣组培苗，用１０００ｐｐｍＩＢＡ速浸１０ｓ后，扦插于装有蛭石基质的营养钵中，置于室内，保持温度２５±４℃，光强２０００～３０００ＬＸ，相对湿度８５％以上，精心管理，可使其生根率达７０．５％。

狗头枣组培苗试管内生根的研究

在狗头枣试管苗诱导生根中，ＩＢＡ是最有效的外源生长激素；同时加入适量的活性炭（ＡＣ）能明显地促进生根。ＩＢＡ与ＡＣ的生根作用存在极显著的互作，二者最好的水平组合是ＩＢＡ０．４ｍｇ／Ｌ＋ＡＣ５．０ｍｇ／Ｌ。

狗头枣果实生长过程中保护酶活性变化规律

为了研究枣果实保护酶活性的变化规律,以陕北狗头枣果实为材料,测定了狗头枣不同时期超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化氢酶(CAT)3种保护酶的活性。结果表明,SOD活性先大幅度下降,之后缓慢上升,全红期后又下降;CAT活性在全红期前呈上升趋势,之后缓慢下降;APX活性在成熟期前总体呈上升趋势,之后小幅下降;SOD活性变化最大,是成熟衰老过程的关键酶之一,其参与清除活性氧的第1步反应,清除枣果实内的H2O2,APX和CAT在SOD之后启动,参与清除活性氧的第2步反应,这3种保护酶协同清除氧自由基,促进枣果实的生长发育。适当提高枣成熟期枣果实的这3种保护酶活性,可以延长鲜枣的贮藏时间。

狗头枣过氧化物酶特性研究

研究狗头枣过氧化物酶(POD)的催化特性及抑制剂和激活剂对其活性的影响。结果表明:以愈创木酚为底物时,狗头枣POD最适pH 6.5~7.5左右,最适温度40℃,最适底物浓度0.1mol·L^(-1);抑制剂浓度0~21mol·L^(-1)时,抑制强弱顺序为抗坏血酸>L-半胱氨酸>EDTA,当抗坏血酸浓度21 mmol·L^(-1)时,狗头枣POD残存酶活为12.8%,狗头枣POD活性随三氯化铁和硫酸铜浓度的升高而增加,三氯化铁的激活效果明显高于硫酸铜;当温度高于55℃时,热处理对狗头枣POD的钝化效果较显著;55℃处理30 min,POD残存活力68.2%;80℃处理25 min、85℃处理20 min或90℃处理10 min可以完全钝化狗头枣POD。

砂糖对狗头枣茎段培养的影响

狗头枣茎段离体培养中，砂糖和蔗糖在相同使用浓度下的培养效果无显著差异，可用砂糖代替蔗糖以降低成本。砂糖浓度，在继代培养中以３０ｇ／Ｌ为宜。

陕西狗头枣香精油提取工艺的优化

以陕西狗头枣中香精油为研究对象,采用中心组合设计方法考察萃取压力(15MPa～25MPa)、萃取时间(120min～180min)以及CO2流量(12.5L/h～17.5L/h)的协同作用对狗头枣中香精油提取率的影响。响应面分析结果显示,响应面回归方程中无失拟因素存在,预测值与实测值拟合效果好(R2=0.9824)。影响香精油提取率的多因子方差分析结果显示,多因子的协同作用对香精油的提取率有显著影响(p<0.05),其中萃取压力和CO2流量达到极显著水平(p<0.01),萃取时间为显著水平(p<0.05)。实验结果表明:当萃取压力为20MPa,萃取时间170min。CO2流量15L/h,在此条件下,香油精获得最优的提取率1.44%。

一步PCR法融合狗头枣ACOⅠ基因片段

以狗头枣ACOⅠ基因外显子Ⅲ和Ⅳ的部分序列为靶标序列,采用一步PCR法对其进行融合扩增。经与T载体连接、测序。结果表明:经一步PCR法扩增到大小为589 bp的融合基因片段,经序列比对,其与ACOⅠ外显子Ⅲ和Ⅳ序列一致性为100%。表明在一个PCR反应体系中通过4引物一次性扩增可获得融合基因,该方法是一种简便、经济、有效的融合基因构建方法。

狗头枣β-半乳糖苷酶酶学特性研究

为明确狗头枣β-半乳糖苷酶的酶学特性,以狗头枣果实为材料,采用光谱法对影响狗头枣β-半乳糖苷酶(β-Gal)酶活力的主要因素:pH、温度、米氏常数、抑制剂、激活剂及该酶的热稳定性进行了研究。结果表明:β-Gal的最适pH为4.5、最适温度约50℃;其米氏常数(Km)为5.4mmol·L^(-1),最大反应速率(Vmax)为89.25U·min^(-1);在一定浓度范围内,抗坏血酸的抑制强度明显比EDTA和碘乙酸显著;低浓度硫酸锰和中等浓度氯化钾对其激活作用较强;在65℃条件下,该酶的半衰期为10min,热处理温度在55～60℃对狗头枣β-Gal有一定的激活作用,且该酶的热稳定性较高。

狗头枣果实生长过程中细胞壁酶活性变化规律的研究

本研究以不同时期狗头枣果实为材料,测定了纤维素酶(Cx-cellulase)、β-半乳糖苷酶(β-Gal)、果胶甲酯酶(PME)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)等4种细胞壁酶的活性。结果表明:Cx-cellulase的活性在枣果实生长发育期间增长趋势平缓,从幼果期到完熟期大约增加1.7倍;β-Gal在枣果实幼果期活性较高,由全红期到完熟期大约增加4.6倍;PME的活性由幼果期到泛红期大约增加1.6倍,泛红期到全红期下降3.5倍,之后趋于平缓;PG的活性从幼果期到成熟期增长较缓慢,成熟期到完熟期活性迅速上升,其活性大约增加1.3倍。在成熟期,PG和Cx-cellulase活性的升高与枣果实软化密切相关,而PME则与枣果实成熟间接相关,β-Gal与枣果实成熟前期软化启动密切相关,在成熟后期促进了果实的软化。

枣新品种延川狗头枣

延川狗头枣是西北农林科技大学和延川县枣业局从延川县庄头村狗头枣中选育出的,2001年通过陕西省林木良种审定委员会审定并定名。果实卵圆形或锥形,似狗头状,平均单果重18.7 g,最大果重25.4 g,较整齐,外形美观,果皮中厚,褐红色;果肉细脆。