引进杧果种质资源果实品质性状主成分分析及综合评价

对中国热带农业科学院南亚热带作物研究所热带果树种质资源圃24份引进杧果种质的13个果实性状(单果质量、果实纵径、果实横径、果实侧径、果核质量、可食率、可溶性固形物、总糖、果糖、葡萄糖、蔗糖、可滴定酸、维生素C)进行了连续3年的观测,利用主成分分析和聚类分析方法进行综合评价。结果表明,将13个单项生理指标综合成为4个相互独立的综合性状指标,分别为果实大小、总糖、维生素C和可滴定酸。通过聚类分析,可将24份杧果种质划分为三类,台农1号和keitt等2种属于品质极优的类型;Zill、Zillate、Edward、NanKlangWan、Mallika、B74、Dashehari、Saigon、Irwin、Lippens、TommyAtkins、Haden、R2E2等13种属于较好的类型;Xiaofei、VanDyKe、ValenciaPride、Ono、NanDokMai、Glenn、KRS、Bambarro、Strawberry等9种属于较差的类型。

27份引进杧果种质资源果实品质性状多样性评价

对中国热带农业科学院南亚热带作物研究所引进的27份国外杧果种质果实性状进行了观测,采用主成分分析法对果实形状、果皮颜色、果肉纤维、香气和风味等5个质量性状以及果实纵径、横径、侧径、单果质量、果核质量、可滴定酸、维生素C、可溶性固形物、可食率、还原糖含量等10个数量性状进行多样性分析。结果表明,27份引进杧果种质的果实性状存在丰富的多样性,多样性指数(H′)在0.97~1.77之间,说明果实品质性状变异具有复杂性和多向性。

基于SSR标记的澳洲坚果种质资源遗传多样性分析

澳洲坚果原产于澳大利亚亚热带雨林,是我国新兴的重要经济作物,其种质资源丰富,但遗传背景复杂,亲缘关系混乱。开展澳洲坚果种质资源遗传多样性分析,可拓展澳洲坚果种质资源创新利用途径,有效加快澳洲坚果育种进程。形态表型分析是最早用于种质鉴定和管理的标记之一,但易受环境因素影响。DNA分子标记技术在种质资源鉴定、遗传多样性分析中克服了传统表型分析易受环境影响的缺点。本研究采用9对高多态性SSR引物对91份国外引进以及自主选育品种(品系)澳洲坚果种质进行遗传多样性分析。结果表明,共扩增出73个等位基因位点,平均等位基因8个,平均基因多样性为0.689,平均杂合度为0.578,多态性信息含量PIC为0.453~0.792,平均值为0.659,表明91份澳洲坚果具有较高的多态性。UPGMA聚类分析表明,在遗传距离为0.33处,将91份澳洲坚果分为2大类,且其亲缘关系与地理来源无显著相关性,与主成分分析、Structure分析结果一致。本研究供试澳洲坚果材料群体内遗传变异显著高于群体间变异,且遗传成分来源单一,遗传结构较为简单。本研究为澳洲坚果种质的有效利用以及核心种质构建提供理论基础,为进一步加速澳洲坚果种质遗传改良以及分子辅助育种奠定基础。

菠萝品质生理的研究进展及展望

从品质的重要影响指标糖、酸、风味物质、维生素以及品质调控技术等几个方面综述了菠萝果实品质相关的研究进展,并对将来的发展趋势作出展望,旨在探索菠萝科研发展,从而提高菠萝产业竞争力,为高效栽培技术的研究及示范提供参考。

高海拔地区澳洲坚果品种比较试验研究初报

为提高高海拔地区澳洲坚果的推广面积和产量,选育和推广澳洲坚果新品种,在云南省云县香香苗圃基地布置了澳洲坚果品种比较试验,参试品种5个:中国热带农业科学院南亚热带作物研究所自选品种‘SSCRI-C、SSCRI-D’和‘SSCRI-E’,以品种‘Kau’(344)和‘Pahala’(788)为对照。试验采用随机区组设计,5株小区,8次重复。结果表明:定植后2~3年树干直径年生长量为1.35~1.90 cm;定植后第5年植株高度在335.3~379.5 cm之间、冠幅在105.4~131.7 cm之间。品种‘SSCRI-C’和‘SSCRI-E’定植后第4年的单株产量分别为283、221 g/株,显著高于对照品种‘344’和‘788’的70.6 g/株和20.0 g/株,说明‘SSCRI-C’和‘SSCRI-E’初步表现出良好的早结特性;定植后第5年‘SSCRI-C’和‘SSCRI-E’的单株产量(带壳果)分别达到4.14、3.18 kg/株,与‘SSCRI-D’和对照品种‘788’间达到差异显著水平,明显高于对照品种‘344’和‘788’的1.99 kg/株和1.27 kg/株。说明,‘SSCRI-C’和‘SSCRI-E’表现出良好的早结和丰产特性,在高海拔地区是极有希望推广应用的候选品种。

油梨种苗繁育研究进展

油梨具有较高的营养价值,市场前景广阔,种苗需求量大。本综述从种子繁育、压条繁育、扦插繁育、嫁接繁育和组培繁育5个方面介绍了当前油梨种苗繁育技术的研究进展,以期为油梨大规模育苗提供参考。

植物杂种优势分子机理研究进展

杂种优势是自然界的一种普遍现象。文章对植物杂种优势分子机理研究从数量遗传学、基因表达差异分析、DNA甲基化分析和核质互作、小RNA等几个方面作一综述并对今后植物杂种优势的研究方向进行展望,以期对近年来科学家在植物杂种优势机理方面的研究有一个全面、详尽的了解,并进一步促进植物杂种优势分子遗传机理的研究。

3个美国油梨品种在广东湛江引种表现评价

为了解引入国家热带果树种质资源圃(广东省湛江市)的Hass、Tonnage和Wilson 3个美国油梨品种的生育期、果实品质性状和适应性等情况,对3个品种花形态、开花特性、开花授粉受精生理特征和主要果实性状等进行观测和比较分析。结果表明,3个油梨品种在广东省湛江市均能正常开花结果,花期均为2月下旬至4月中旬,花期比原产地短10~20 d,Hass和Tonnage为A型花,Wilson为B型花;Hass、Tonnage和Wilson花粉萌发率分别为87%、75%和82%,开花后3 h为最佳授粉期。Hass果实生理成熟期11月初,Tonnage为8月中旬,Wilson为9月初;果实风味、口感、颜色等性状与引种地基本一致,Wilson平均单果质量达到引种地的2倍多,而Tonnage单果质量只达到引种地的69.5%,Hass单果质量与原产地相近。

基于枝条、叶和花的油梨种质表型多样性分析

【目的】明确当前粤西已收集油梨种质资源的表型多样性,加强油梨种质资源的利用。【方法】以保存于国家热带果树种质资源圃的53份油梨种质资源为试验材料,采用偏相关分析、主成分分析和聚类分析等方法,对油梨的7个质量性状(叶形、叶缘、叶尖形状、叶片颜色、叶面状态、花型、叶柄凹槽)和12个数量性状(枝条粗度、节间长度、叶长、叶宽、叶形指数、叶柄长度、花序侧轴长度、花序宽度、花序主轴长度、花梗长度、花瓣长度、萼片长度)进行调查分析。【结果】已收集油梨种质资源表型性状多样性丰富,质量性状与数量性状的多样性指数范围分别在0.094~1.228和1.373~1.921之间,表明油梨数量性状相对质量性状多样性更丰富。19个油梨表型性状间呈极显著相关的有29对,呈显著相关的21对。主成分分析表明,6个主成分因子的累计贡献率达72.396%,其中叶柄长度、枝条粗度、花瓣长度、花序侧轴长度、叶缘和叶面状态为主要性状。聚类分析显示,当欧氏距离为15时,可将53份油梨种质资源分为4大组群,组群Ⅰ花序较小,组群Ⅱ枝条粗度最粗,组群Ⅲ叶宽最窄,组群Ⅳ花序侧轴长度最长。【结论】粤西已收集保存的53份油梨资源的表型多样性丰富,调查的19个表型性状间有一定的相关性,其中叶柄长度、枝条粗度、花瓣长度、花序侧轴长度、叶缘和叶面状态可作为油梨资源评价及育种的主要指标。

油梨根腐病的研究进展

根腐病是为害油梨的一种重要真菌病害,世界上所有的油梨种植区都有发生,是制约油梨产业发展的重要因素。引起油梨根腐病的病原有:疫霉菌、蜜环菌、焦菌以及丝核菌等,其中疫霉菌为主要病原菌。本文从病原菌发病规律、病原真菌的致病机理以及根腐病的综合防治等三方面进行综述,以期总结油梨根腐病的研究现状,开拓未来研究方向。

菠萝SLF/SFB基因家族全基因组鉴定与表达分析

自交不亲和性是高等植物通过抑制自花授粉来阻止近亲繁殖的一种繁殖机制。在以茄科、蔷薇科、车前草科为代表的配子体自交不亲和机制中,花粉和雌蕊之间的自我/非自我识别由多态性S位点决定,其中SLF(S-locus F-box)/SFB(S-haplotype-specific F-box)基因是配子体自交不亲和花粉S决定因子。本研究通过生物信息学方法从菠萝基因组中筛选鉴定出21个SLF/SFB家族基因(AcSLF1~AcSLF21),各AcSLF基因在N端具有F-box保守结构域,其氨基酸长度、理论等电点、分子量存在较大差异,编码氨基酸序列大小范围为242~612 aa,分子量为27.778~69.070 kDa,其中18个AcSLFs蛋白偏碱性,总体蛋白稳定性较差,预测18个AcSLFs蛋白亚细胞定位于细胞核中,蛋白二级结构60%以上由α-螺旋和无规则卷曲组成。通过染色体定位分析发现其不均匀地分布在14条染色体上,其中AcSLF21未定位到具体染色体位置,并发现AcSLF4、AcSLF5、AcSLF6、AcSLF8、AcSLF14和AcSLF15与菠萝RNaseT2家族基因发生连锁。从进化关系中发现,菠萝SLF/SFB家族与蔷薇科、车前科、茄科植物SLF/SFB进化关系较远。利用qRT-PCR对AcSLFs基因在菠萝雌蕊、雄蕊、叶片、果肉、茎和根的表达量进行分析,结果发现AcSLFs基因在菠萝不同组织中具有明显的表达差异性,其中AcSLF1、AcSLF2、AcSLF4、AcSLF9、AcSLF10、AcSLF11、AcSLF15、AcSLF19、AcSLF20、AcSLF21基因在菠萝雄蕊中呈高表达量,AcSLF3、AcSLF7在果肉中表达量最高,AcSLF5、AcSLF12、AcSLF18在根中表达量显著高于其他组织,总体来说,大部分菠萝AcSLFs基因主要在菠萝雄蕊或叶片中高表达。同时分析了雌蕊自花、异花授粉前后的表达变化,发现AcSLF1、AcSLF2、AcSLF15三个基因在授粉雌蕊中的表达量较未授粉显著上调,尤其在授粉6h表达量急剧上调,随着花粉管的伸长其表达量降低,但在授粉24h仍具有较高的表达量,推测这些基因可能在菠萝自交不亲和中起到重要作用。该研究为菠萝SLF/SFB家族基因的克隆提供参考,并为菠萝自交不亲和机制研究奠定良好基础。

裂果性不同的番荔枝品种果皮中细胞壁代谢相关基因的表达分析

【目的】探讨细胞壁代谢相关基因在裂果品种(AP番荔枝)和不裂果品种(PO番荔枝)采后贮藏期间的表达差异。【方法】对番荔枝2个品种采后后熟不同阶段以及对AP番荔枝进行喷施乙烯利处理后对果皮进行取样,测定果实硬度和可溶性固形物含量,利用实时荧光定量PCR技术检测8个细胞壁代谢相关基因在2个品种室温贮藏期间和乙烯利处理后,基因在不同阶段的表达变化,并应用CLUSTER软件对基因的差异表达进行双向层次聚类分析。【结果】AP番荔枝和PO番荔枝采后后熟期间的可溶性固形物含量和硬度值变化基本一致,2者之间无明显差异,而乙烯利处理能加速AP番荔枝的成熟与开裂。定量PCR分析表明,贮藏期间8个基因在PO番荔枝中的表达量均低于AP番荔枝,其中PPO在PO番荔枝中无表达,EXP2、EXP3和PE在PO番荔枝贮藏期前3 d表达量很低。EXP1在2个番荔枝品种贮藏期间一直处于高水平表达,但不受外源乙烯诱导,而EXP2、EXP3、XET1、XET3、PE和PPO均不同程度受到乙烯诱导。大多数基因在第1天,果实开裂前表达量已增加,随着裂果的加重表达量下降。聚类分析表明在PO番荔枝后熟过程中发生剧烈变化的有EXP1、EXP2、EXP3和PE基因,在AP-正常和AP-乙烯裂果前后表达量变化比较剧烈的基因基本一致,包括EXP1、EXP2、EXP3、PPO和PE。【结论】EXP1更多和果实成熟软化有关。EXP2、EXP3、PE和PPO与裂果关系较为密切,而XET1、XET2和XET3可能与果实成熟软化有一定关系,但不是果实开裂的关键基因。

芒果果实bHLH家族转录因子的生物信息学分析

bHLH家族作为植物中较大的转录因子家族之一,在真核生物生长发育调控中具有重要作用。本研究基于芒果果实转录组数据,利用生物信息学方法鉴定出87个bHLH家族蛋白,其中酸性蛋白所占比例较大,大部分为不稳定蛋白,且均为不含信号肽的亲水性蛋白,除CL10714.Contig1为膜结合转录因子外,其余均不含跨膜结构。芒果bHLH蛋白结构域有多个氨基酸位点保守性较高,87个芒果bHLH蛋白中73个(83.91%)具有E-box结合功能。GO分析发现芒果bHLH蛋白共注释到生物学过程、细胞组分和分子功能3大类功能的17个亚类。进化树分析发现芒果bHLH蛋白与拟南芥有较高的保守性,并基于进化树对部分bHLH蛋白的功能进行了预测。本研究结果将为下一步芒果bHLH蛋白的功能研究奠定基础。

WGD-3配方在澳洲坚果嫁接育苗中的应用

WGD-3配方是中国热带农业科学院南亚热带作物研究所研制的用于澳洲坚果嫁接育苗的复合配方,以澳洲坚果品种Hinde(H2)和Pahala(788)为接穗,研究了不同浓度WGD-3对澳洲坚果嫁接育苗的影响。结果表明,Hinde(H2)和Pahala嫁接成活率、抽发新梢数量、新梢平均长度和新梢总长度均以15mg/kg处理效果最好;嫁接成活率分别达90.00%和87.23%,显著高于对照,提高了57.28%和60.26%;每株抽发新梢数量分别为4.8条和4.5条,多于对照的4.1条和3.2条;嫁接后60d,新梢平均长度分别为1.2cm和1.6cm,新梢总长度分别为6.4cm和7.5cm,均高于对照。此外,WGD-3配方降低了过氧化物酶(POD)活性,提高了超氧化物歧化酶(SOD)活性,显著提高了嫁接成活率。WGD-3配方嫁接澳洲坚果不需枝条环割或复杂的温室设施,具有成活率高、操作简便、省时省力、嫁接速度快、抽梢数量多、植株生长迅速等优点,适于澳洲坚果大规模嫁接育苗应用。

温度和乙烯处理对番荔枝软熟过程中多糖代谢的影响

以AP(African Pride)番荔枝冬季果为试材,研究不同温度、乙烯利处理下,番荔枝果实淀粉、可溶性糖、蔗糖等糖类以及果胶含量和细胞壁代谢相关酶(多聚半乳糖醛酸酶、纤维素酶、果胶甲酯酶)活性的变化,以期从多糖代谢角度探讨温度和乙烯对番荔枝冬季果软熟的影响。结果表明:低温(20℃)可延缓淀粉向可溶性糖的转化,高温(32℃)可促进淀粉向可溶性糖的转化,而28℃下番荔枝软熟最快。28、32℃下果实果皮变硬可能与果皮中原果胶的合成有一定关系。果实的软化与果肉中的原果胶降解有关,但和可溶性果胶含量上升无必然联系。温度和乙烯对酶活性均有不同程度影响,其中Eth-28℃处理对酶活性诱导最显著。Cx和PG活性的变化与果实软化最相关,而PME在果实软化中可能不起关键作用。

高、低糖杧果品种MiFRK基因克隆、表达及生物信息学分析

【目的】了解MiFRK基因在高糖和低糖杧果品种中的差异。【方法】对在高糖和低糖杧果品种转录组数据中表达差异显著的MiFRK1和MiFRK2基因DNA序列和cDNA序列进行克隆,再进行一系列生物信息学分析,并利用qRT-PCR检测2个MiFRK基因在品种间及不同果实发育阶段的表达差异。【结果】MiFRK1基因序列在2个品种间无差异,MiFRK2差异位点为69个,所编码的氨基酸相似率为97.87%;MiFRK1和MiFRK2均含有PfkB家族保守结构域,均为稳定的、不含跨膜结构的疏水性蛋白;MiFRK1在低糖品种不同果实发育期相对表达量均高于高糖品种;MiFRK2在低糖品种幼果期的相对表达量显著高于高糖品种,且在后熟过程中降低,而在高糖品种后熟过程中升高。【结论】MiFRK1和MiFRK2均在2个杧果品种果糖含量差异调控中起一定作用。

番荔枝果实后熟过程多糖代谢与果实软化和采后裂果的关系

为探讨AP番荔枝正造果后熟过程中多糖代谢与果实软化和釆后开裂的关系,本研究以AP番荔枝正造果为试材,用乙烯利、1-MCP、高锰酸钾处理采后果实,测定淀粉、可溶性糖、蔗糖等糖类含量以及果皮和果肉中果胶含量和细胞壁代谢相关酶[多聚半乳糖醛酸酶(PG)、纤维素酶(Cx)、果胶甲基酯酶(PME)]活性,分析果实多糖代谢的变化。结果表明:乙烯利处理抑制了原果胶的合成,促进了原果胶向可溶性果胶的转化,提高了果皮中PG、Cx和PME活性,造成果皮开裂;同时乙烯利促进果肉中淀粉转化为可溶性糖,并加速果肉中原果胶的降解,提高果肉中PG和Cx活性,加快果肉的软化和开裂。而1-MCP和高锰酸钾一定程度上延缓果实软化和开裂,其中1-MCP的作用略大于高锰酸钾。番荔枝后熟过程中果皮中原果胶同时存在合成和降解。相关性分析结果表明,与果皮开裂相关性最高的是原果胶含量,其次是果皮中的PG、Cx和PME活性;而与果肉软化和开裂相关的主要是淀粉、原果胶含量,果肉中的PG、Cx活性。其中PG和Cx既参与果实软化,又参与果实开裂;而PME参与果皮开裂。