新疆野生核桃JfDREB1A基因的克隆与原核表达分析

为探究DREB1A基因在新疆野生核桃响应低温胁迫中的作用及表达特性,以新疆野生核桃群体中的‘小矩圆’类型为试验材料,根据同源克隆的方法得到JfDREB1A基因的cDNA全长序列,利用荧光定量PCR检测其在低温胁迫条件下的表达水平;将该基因片段重组到pET-28a(+)原核表达载体上,转化到大肠杆菌(DE3)感受态细胞中诱导表达。结果表明,获得了新疆野生核桃中的DREB1A,将其命名为JfDREB1A,该基因的开放读码框长度为645 bp,具有典型的DREB1/CBF转录因子结构特征,JfDREB1A蛋白与其他植物DREB1蛋白具有高度保守性,与核桃亲缘关系最近。RT-PCR分析显示在4℃低温胁迫下,JfDREB1A基因的表达量迅速上调,8 h时达到最大。成功构建了pET-28a-JfDREB1A重组表达质粒,得到大小约为29 ku的融合蛋白,与预测蛋白大小相符,该蛋白在大肠杆菌中最佳诱导条件是诱导剂IPTG浓度为0.5 mmol/L,诱导2 h。

新疆野核桃枝条组织结构与核桃腐烂病抗性的关系

【目的】了解新疆野核桃组织结构与核桃腐烂病抗性的关系,进一步筛选核桃腐烂病抗性优良的新疆野核桃种质。【方法】以新疆巩留野核桃自然保护区中53份新疆野核桃种质一年生枝条为材料,通过室内人工接种方法,记录野核桃在接种核桃腐烂病菌后第12天的发病情况,测量不同抗性种质枝条横切的皮层厚度、薄壁细胞面积、韧皮部厚度、导管直径、密度以及木质部厚度等指标,利用方差分析与相关性分析研究不同抗病株系的枝条组织结构差异与核桃腐烂病抗性的关系。【结果】新疆野核桃不同单株间的抗病能力存在显著差异(P<0.05),其中28个野核桃单株在病斑表征上显示为高抗病种质,组间不同单株无显著差异(P>0.05,下同)。在不同抗性的野核桃单株中,抗病种质枝条横切的薄壁细胞小且排列致密,厚角组织细胞层数较多且细胞壁增厚,导管较小且密度高,木质化程度较高,微裂缝较少。相关性分析显示,不同发病程度与野核桃单株的皮层厚度(-0.20)无显著线性相关(P>0.05),与薄壁细胞面积(0.77^(**))、导管直径(0.71^(**))呈极显著正相关(P<0.01,下同),与韧皮部厚度(-0.59^(**))、导管密度(-0.64^(**))、木质部厚度(-0.41^(**))呈极显著负相关,随着发病程度的增加,枝条韧皮部、木质部厚度以及导管密度越小,导管直径、薄壁细胞面积越大。【结论】从53份新疆野核桃材料中初步筛选出28个抗病种质,野核桃枝条薄壁组织紧密,韧皮部与木质部较厚、导管小而密度高的野核桃单株抗核桃腐烂病能力较强。研究结果可为新疆野核桃抗病育种研究提供基础性参考。

新疆巩留野核桃林调查及其分析

新疆野核桃是我国珍稀的重要野生植物资源。在亚洲,成片分布仅在伊犁州巩留县野核桃沟自然保护区。为了更好地保护该珍贵资源,本研究对新疆巩留野核桃树的30cm处地径、树高、树皮光滑程度、树势、病(虫)害等方面进行调查,获取基础数据,并统计了野核桃沟不同沟系野核桃树的分布数量、幼树所占比例、病(虫)害分布状况。用树皮的光滑度分析其年龄结构,并进行野核桃树分布密度、年龄结构、生长势与环境的关系分析。结果显示,目前野核桃沟的野核桃树数量约有5500余株,30cm处地径小于10cm的幼树约占总株数的16%。分布在西沟和东沟的野核桃树约占总数的66%。野核桃林整体年龄结构基本合理,属于增长型群体结构。但病害的侵染,尤其是野核桃褐斑病、野核桃枝枯病的危害,严重影响了树木生长势。

低温处理下新疆野生核桃的生理响应及抗寒性评价

以‘新疆野生核桃’休眠期1年生成熟枝条为材料,以‘新疆实生核桃’为对照,人工模拟低温,在-12℃、-16℃、-20℃、-24℃、-28℃、-32℃、-36℃条件下进行胁迫处理,测定并分析枝条的相对电导率、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、丙二醛含量等生理指标,通过相关性分析筛选评价指标,进而采用隶属函数法综合评价2个核桃类型的抗寒性。结果表明,相对电导率配合Logistic方程得到‘新疆野生核桃’的半致死温度(LT50)为-29.46℃,比‘新疆实生核桃’低5.06℃。在-12℃^-36℃低温处理期内,‘新疆野生核桃’的可溶性蛋白含量和脯氨酸含量始终高于同一处理时期的‘新疆实生核桃’,而丙二醛含量则低于‘新疆实生核桃’。根据综合抗寒指数高低,2个核桃类型的抗寒性强弱为‘新疆野生核桃’>‘新疆实生核桃’。综上所述,相对电导率、可溶性蛋白、丙二醛含量等指标都与核桃的抗寒性有关系,综合评价2个核桃类型的抗寒性,‘新疆野生核桃’的抗寒性要优于‘新疆实生核桃’,具有一定的抗寒能力。

基于SRAP分子标记新疆野核桃的遗传多样性分析

利用SRAP分子标记技术对新疆野核桃遗传多样性进行分析。通过筛选出的15对具有多态性的SRAP引物组合进行PCR扩增,得到新疆野核桃遗传分化系数Gst为0.1152,说明新疆野核桃的遗传变异绝大部分存在于区域内部,占总变异的88.48%;多态位点百分率为94.07%,Shannon＇s信息指数I=0.4954,等位基因平均数Na=1.9454,表明新疆野核桃具有较高的遗传多样性;各区域间遗传相似系数在0.8981~0.9496之间,遗传距离在0.0553~0.1075之间,说明新疆野核桃资源间存在着丰富的遗传变异。通过聚类分析可聚为2类,进一步明确了新疆野核桃各区域之间的亲缘关系。

新疆野核桃核心种质的构建

【目的】新疆野核桃(Juglans regia L.)是我国珍稀的野生植物资源,通过构建新疆野核桃核心种质,进一步加强对新疆野核桃资源的保存。【方法】以新疆野核桃群体SRAP遗传多样性信息为基础,采用聚类不分组方案中的优化LDSS法。【结果】最终选择48个样本组成新疆野核桃的核心种质,取样比例是原始种质的1.14%。t测验结果显示,在0.05水平下,试验所取核心种质与原始种质无显著性差异,核心种质的Ne、Nei’s和Shannon信息指数的保留率分别为99.99%、99.92%、99.98%。【结论】构建的野核桃核心种质能够很好地代表原始种质的多态性。研究结果可为这一珍贵野生资源的科学保护和利用打下一定的基础。

新疆野核桃油脂肪酸组成分析

采用溶剂浸出法提取新疆野核桃油,对其脂肪酸组成进行分析。结果表明:新疆野核桃油中脂肪酸以油酸、亚油酸、棕榈酸为主,其中不饱和脂肪酸占脂肪酸总量的90.68%。油酸含量较高,为65.69%,其次是亚油酸、棕榈酸,分别为24.99%、8.86%。

新疆野核桃种质资源对核桃腐烂病的抗性评价

【目的】了解新疆野核桃对核桃腐烂病的抗性,挖掘抗性种质。【方法】以新疆巩留野核桃自然保护区中7个类型的28份新疆野核桃种质1年生枝条为材料,通过室内人工接种的方法,记录野核桃在接种核桃腐烂病菌后第12天的发病情况,测定韧皮部POD、SOD、CAT酶活性以及MDA含量等生理指标,最后采用主成分分析法和聚类分析法综合评价野核桃种质资源对核桃腐烂病的抗病能力。【结果】新疆野核桃种质间的抗病能力显示出较大差异(p<0.05),其中J-1、J-2、XT-3、XT-4等12个野核桃单株在病斑表征上显示为高抗病种质;发病枝条(平均水平)的POD酶活性、未发现SOD酶活性、CAT酶活性、MDA含量相比未发病枝条(平均水平)均有不同程度上升,分别为未发病枝条的260.6%、118.9%、283.6%和192.6%,其中POD酶活性、CAT酶活性、MDA含量与枝条发病程度呈极显著正相关(p<0.01),SOD与枝条发病程度呈显著线性关系。主成分分析结果显示抗病能力为0.93~1.32的野核桃种质抗病性较强,为XT-4、J-1、J-2、XY-4、XY-1、XY-2、T-2;聚类分析结果显示,28份野核桃种质的抗病性可分为3类,其中B类核桃抗病性最强,C类抗病性最弱,A类属于中间类型。【结论】从28份新疆野核桃材料中初步筛选了7个抗病种质,研究结果可为新疆野核桃抗病育种研究提供基础性参考。

新疆野核桃坚果营养成分测定及分析

【目的】通过对新疆野核桃内在营养成分的测定及分析,探究新疆野核桃坚果品质,为新疆野核桃种质资源利用提供参考。【方法】以新疆野核桃10种不同类型坚果为材料,测定新疆野核桃坚果营养成分中的蛋白质、脂肪酸、维生素E、矿物元素等15项品质指标,通过变异分析、方差分析,比较不同类型新疆野核桃坚果营养成分的差异。【结果】新疆野核桃不同类型间营养成分除蛋白质和镁元素外,其他指标含量均达到极显著的差异,其中蛋白质含量(w,后同)在17.85%～19.95%;可溶性糖含量为4.23%～6.53%;维生素E含量为2.86～8.67 mg·kg-1;脂肪含量为54.64%～72.15%;饱和脂肪酸含量为8.68%～9.77%;多不饱和脂肪酸含量为55%～65%;单不饱和脂肪酸含量为25.4%～34.55%;矿物元素含量为10 525.11～12 827.19 mg·kg-1;总黄酮含量为0.01%～0.21%。【结论】新疆野核桃坚果营养成分中含有丰富的蛋白质、脂肪、可溶性糖、脂肪酸、矿物元素。不同类型新疆野核桃各营养成分含量均体现出一定的变异性,且不同类型都有自身的优势指标。

新疆野核桃坚果氨基酸含量及营养评价

为了解新疆野核桃坚果氨基酸组成,采用模糊识别法、氨基酸比值系数法、系统聚类和主成分分析等方法对12种类型新疆野核桃坚果的氨基酸营养价值进行评价。结果表明,不同类型新疆野核桃坚果中,氨基酸变异系数在5.7%～37.05%,各类型氨基酸组成差异显著;氨基酸总量在157.34～187.13mg/g pro,各类型的必需氨基酸/氨基酸总量、必需氨基酸/非必需氨基酸的比值均低于联合国粮农组织和世界卫生组织标准规定的必需氨基酸含量;新疆野核桃坚果的第1限制性氨基酸为苏氨酸。聚类分析表明,小椭圆型、平底圆型、三棱型、铁壳型的氨基酸营养价值更高;主成分分析表明,4个主成分的累计贡献率达到80.504%,反映出丝氨酸、甘氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、酪氨酸和组氨酸是新疆野核桃坚果中氨基酸含量的主要信息。

新疆野核桃生态气候特征的研究

一、概况新疆野核桃(Juglans regia)分布在天山山脉西部伊什格力克山北麓江嘎克萨依的峡谷之中(霍城县大西沟也有少量分布),即北纬43°19′—23′,东经82°15′—17′。现存野核桃自然分布面积约44.67ha,计3100余株。垂直分布在海拔1250—1550m之间的峡谷两侧,与天山苹果、山杏、野山楂等组成落叶阔叶野果林群落。据研究鉴定。

新疆野核桃种质对低温胁迫的生理响应

以新疆巩留野核桃林37份新疆野核桃种质资源的1年生枝条为材料,6份核桃楸为对照,利用人工气候箱模拟春季低温,分别于-20℃和4℃处理12 h,测定其相对电导率、游离脯氨酸、可溶性糖、丙二醛含量、过氧化物酶活性等生理生化指标,并进行相关分析。采用隶属函数和主成分分析综合评价核桃种质对低温的生理响应。结果表明:低温胁迫下,新疆野核桃相对电导率、游离脯氨酸含量、可溶性糖含量、丙二醛含量和过氧化物酶活性均呈上升趋势。综合评价其低温抗性与生境相关:巩留野核桃林中沟>东沟>西沟>主沟。新疆野核桃表现出比核桃楸更为耐低温的特性。本研究从37份新疆野核桃种质中筛选出7份耐低温种质,为改良核桃品种和提高核桃耐倒春寒等生长期的突然天气变化的能力提供科学参考。