茎叶菜打捆机设计与试验

针对目前国内韭菜、茼蒿及芹菜等茎叶菜的收割、打捆、加工、包装过程中劳动强度大、收获效率低、费时费力、尚未完全实现机械化等问题,根据农艺要求,设计了一种自动茎叶菜打捆装置。装置由机架、传送带、电机、传动链条、夹持装置、缠绕装置及钩针等部分组成,能够一次性完成茎叶菜打捆工序,提高了茎叶菜收获的效率,降低茎叶菜的生产成本。首先,进行茎叶菜打捆机的总体方案设计,并对缠绕装置、夹持装置、钩针及链条等关键部件进行设计分析及校核计算。通过样机试制,进行主要茎叶菜韭菜打捆正交试验研究,结果表明:当喂入量为1.1kg/s、打捆速度为6r/min、缠绕位置距离为100mm的组合为较优组合,在打捆过程中不会对韭菜造成损害,打捆效果较好,满足对韭菜打捆的基本作业要求。

叶面喷施稀土微肥对南红梨果实采后品质的影响

【目的】通过叶面喷施稀土微肥改善南红梨果实品质,促进南红梨果皮着色,并筛选出稀土微肥叶面喷施最佳的施用浓度。【方法】采用不同浓度梯度的稀土微肥(800倍、1000倍、1200倍)与螯合稀土微肥(100倍、200倍、300倍)分别于花后70、100、130d进行叶面喷施,蒸馏水为对照,花后145d采收果实。贮藏0、5、10、15d对果实内在品质指标(硬度、可溶性固形物含量、抗坏血酸含量、石细胞含量、可滴定酸含量、丙二醛含量、乙烯含量)和外观指标(色差、花青苷含量)进行测定。通过荧光定量PCR测定采后果实中花青苷合成相关基因和乙烯相关基因的表达水平。【结果】稀土微肥进行叶面喷施后能够提高南红梨果实采后品质,稀土微肥800倍处理组效果最为明显,在采后各时期品质指标均优于对照,其中,在贮藏0d时,果实中抗坏血酸含量比对照显著提高47%,果实色差值、花青苷含量和可溶性固形物含量显著高于对照,分别是对照的3.9、4.4和1.3倍,石细胞、可滴定酸和丙二醛含量分别比对照显著降低34%、11%和19%;果皮中花青苷合成相关基因PuPAL、PuCHS、PuCHI、PuF3H、PuDFR、PuANS、PuUFGT表达量增加;果实硬度相比对照显著提高7.5%,乙烯合成相关基因PuACS1、PuACO_(2)、PuERF2表达量降低。【结论】叶面喷施稀土微肥能够明显提高南红梨果实品质,喷施稀土微肥800倍后果实品质提高最为明显;螯合稀土微肥300倍处理后果实的品质有显著的提升,但树体在喷施后出现大量落果现象。

光对园艺植物花青素生物合成的调控作用

花青素是植物中一类重要的类黄酮化合物,在植物花朵、果实等器官色泽形成和抗氧化过程中起着重要作用。植物组织中花青素的形成依赖于光信号,但是光信号对花青素生物合成的调控机制及信号网络很大程度上还不清晰。本文简述了花青素生物合成及运转过程的研究进展,简要归纳了MYB、bHLH、WDR三类主要因子对花青素合成的转录调控作用,重点阐释光信号(光强、光质、光照时长)对植物花青素合成的调控作用。研究表明,光环境(光强、光质、光照时长)主要通过不同的光受体(UVR8、CRYs、PHOTs、PHYs)影响光信号通路重要因子COP1的泛素化能力和HY5的稳定性,以及其他光信号转录因子如光敏色素互作因子PIFs的稳定性,进而调控花青素的生物合成过程。这些光信号因子一方面直接结合到调控花青素合成的MYB、bHLH、WDR三大类转录因子上,转录激活或抑制它们的表达进而调控花青素的合成;另一方面,这些光信号因子通过与MYB、bHLH、WDR三大类转录因子蛋白互作,影响它们形成的MBW复合体稳定性,进而调控花青素的合成。此外,这些光信号因子还可以通过不依赖于MBW复合体的通路调控花青素的合成,如HY5通过调控miR858影响花青素的生物合成;另外,一些未知的光响应因子可能以不依赖MBW通路的方式直接或间接地调控花青素合成基因和液泡膜上的运转蛋白,改变液泡酸化,调节花青素的合成。同时,光信号会影响光合电子传递,光合电子传递链中的一些因子也会通过依赖和不依赖MBW的途径影响植物花青素的合成。这些途径如何协调以及哪些信号因子优先受光环境(光强、光质、光照时间)调控?本文为深入研究光信号对花青素生物合成的调控机理提供参考,以探索光调控花青素积累的有效途径及靶标分子,为利用基因工程、代谢工程和光环境调控手段改良园艺植物花青素积累提供理论基础。

番茄心室数的调控机制研究进展

番茄的心室数与畸形果的发生率密切相关,心室数越多,果实越大,越容易产生畸形果。在设施番茄冬春茬生产中常产生多心室畸形果,严重影响番茄品质和经济效益。心室由心皮发育而来,心皮数决定心室数,心皮数由花分生组织的大小决定,分生组织的分裂和分化对于番茄心室数十分重要。本文主要从位点、基因、温度、光照、营养物质、植物激素等方面综述了影响番茄心室数的相关因素研究进展,旨在为番茄高效栽培和优质育种提供参考。

TGA转录因子在调控植物逆境应答和生长发育中的作用研究进展

TGA转录因子是一类广泛存在于植物中的重要转录因子家族,已被证明在调控植物逆境应答和生长发育中起着关键作用。本综述系统总结了TGA转录因子的分类和特征、在植物逆境应答及生长发育中的作用,并讨论和展望了TGA的未来研究方向,以期为TGA转录因子功能的系统解析提供参考。

植物叶绿体蛋白质周转的研究进展及潜在应用

叶绿体的正常周转是维持胁迫条件下植物光合作用和代谢反应高效进行的必要条件。对叶绿体维持平衡的生理和分子机制的理解是控制植物叶绿体质量的基础,这涉及两个重要的生理过程:叶绿体蛋白质的导入和降解。叶绿体蛋白质的有序导入和受损伤叶绿体及其组分的及时降解在调节植物环境适应性中起着关键作用。本文首先综述了叶绿体蛋白质的导入机制,随后介绍了叶绿体蛋白质的多种降解途径,并对通过调控叶绿体质量提高作物环境适应性的策略进行了概述和展望。

园艺作物抗坏血酸生物合成中光的调控作用研究综述

总结了光对园艺作物抗坏血酸生物合成与代谢的调控作用,解析了光合作用和呼吸作用间的相互作用对抗坏血酸合成和代谢的影响,重点阐明了光调节关键因子对园艺作物抗坏血酸生物合成的调控机制和信号网络,以期为解析光调控植物抗坏血酸生物合成和代谢的分子机制及调控网络奠定理论基础,为利用基因工程和LED补光技术增加园艺作物抗坏血酸含量和培育功能性园艺产品提供理论和实践指导。

不同品种薄皮甜瓜成熟期果实质地品质分析及综合评价

以10个品种薄皮甜瓜为研究对象,采用质构仪与常规理化分析测定了8个质构指标、6个质地相关的化学指标,通过相关性分析、因子分析、系统聚类分析,建立一套综合评价薄皮甜瓜果实质地品质的方法,以期为深入探究决定其质地特性的关键因子和优良质地品种选育提供理论依据。相关性分析表明,质构剖面分析(texture profile analysis,TPA)硬度与胶着性、咀嚼性和穿刺硬度均呈极显著正相关(P<0.01),黏附力与黏附性呈极显著正相关(P<0.01),内聚性与胶着性、咀嚼性均呈显著正相关(P<0.05),胶着性与咀嚼性呈极显著正相关(P<0.01),穿刺硬度与胶着性和咀嚼性均呈极显著正相关(P<0.01);原果胶含量和含水量与TPA硬度、穿刺硬度、咀嚼性和胶着性呈不同程度显著负相关(P<0.05),水溶性果胶含量与穿刺硬度呈显著负相关(P<0.05),淀粉含量与黏附力和黏附性呈显著正相关(P<0.05),纤维素含量与内聚性呈显著负相关(P<0.05)。经因子分析并基于特征值大于1的原则,提取了3个主因子,累计方差贡献率为89.40%,根据各主因子代表性指标,依次命名为梗硬因子F1、黏绵因子F2和内聚因子F3,方差贡献率分别为52.76%、25.73%和10.91%,因子分析综合得分模型显示,‘玉美人’和‘彩虹七号’质地品质较优,‘红皮面’和‘香沙蜜’较差,其余品种居中。系统聚类分析将10个品种薄皮甜瓜果实的质地特性分为5类,第Ⅰ类包括‘千玉’、‘白糖罐’、‘特甜蜜宝’,呈脆硬质地;第Ⅱ类包括‘红到边’、‘羊角蜜’,呈酥脆质地;第Ⅲ类包括‘花蕾王’、‘彩虹七号’、‘玉美人’,呈梗硬质地;第Ⅳ类为‘香沙蜜’,呈沙软质地;第Ⅴ类为‘红皮面’,呈黏绵质地。

番茄Dicer-like蛋白基因家族生物信息学与表达分析

Dicer-like蛋白(DCLs)是RNA沉默机制中的重要参与者,通过miRNA进行基因调控和植物的抗病毒保护,并且还与其他生物和非生物胁迫有关。研究番茄中DCLs的蛋白质基本功能以及SlDCLs对环境的响应,可以为DCLs参与抗逆途径及其在逆境中的作用提供理论依据。为深入了解番茄中RNase Ⅲ核酸内切酶Dicer-like蛋白基因家族的特征,利用生物信息学的方法对番茄DCL蛋白基因家族成员进行染色体定位,分析蛋白质基本理化性质、系统发育进化、启动子顺式作用元件、蛋白质结构域等。并通过qRT-PCR方法检测基因在组织中的表达模式和对激素、低温、盐、干旱等胁迫的响应。结果表明:番茄DCL基因有7个,分为4个家族;主要蛋白结构域有5个,启动子区域有响应各类激素、光信号、干旱等逆境的顺式作用元件,包括SlDCL1启动子区域的响应低温作用元件,SlDCL2a的SA、ABA响应元件,SlDCL2b的光响应元件,SlDCL2c的ABA,Me-JA响应元件,SlDCL2d的赤霉素响应元件,SlDCL3的Me-JA、SA响应元件,SlDCL4的干旱响应元件。结果表明:DCL家族基因在不同组织中具有不同的表达模式;激素、低温和渗透胁迫处理可以抑制或激活该家族成员的表达。SlDCL1直接响应低夜温,SlDCL2a对渗透胁迫响应明显;SlDCL2b的转录水平受到NACl的负调控;SlDCL2c受到低温以及ABA的正调控;SlDCL2d受NACl与PEG的负调控;PEG可以促进SlDCL3和SlDCL4的表达。

外源NAA对甜瓜嫁接愈合关键期保护性酶活性及相关基因表达的影响

通过分析外源施用植物激素NAA(萘乙酸)条件下甜瓜嫁接愈合3个关键时期(隔离层形成期、愈伤组织形成期、维管束桥形成期)保护性酶活性及相关基因表达的变化,探析外源施用NAA对甜瓜愈合过程中生理及其基因表达特性的影响。以蘸取清水的嫁接苗为对照,外源施用40 mg·L-1NAA的嫁接苗为处理,薄皮甜瓜‘银泉一号’为接穗,白籽南瓜‘圣砧一号’为砧木,采用顶端贴接法嫁接。利用石蜡切片筛选嫁接愈合关键时期,测定嫁接愈合过程中4种关键代谢酶(SOD、POD、PPO和PAL)活性,并利用实时荧光定量(qRT-PCR)测定其相关基因表达量。通过石蜡切片观察发现,外源NAA处理后,愈伤组织形成期和维管束桥形成期较对照提前1 d。SOD、POD酶活性呈先升高后降低的趋势,在愈伤组织形成期达到最高值,且酶活性显著高于对照,PAL酶活性在愈合过程中均高于对照,且在维管束桥形成时期达到最高值。PPO酶活性在隔离层形成期显著高于对照,随后其活性略低于对照,但差异不显著。除CmPOD外,外源NAA处理能够显著提高CmFe-SOD、CmCu-Zn-SOD、CmMn-SOD、CmPPO相对表达量,且其变化趋势与酶活性基本一致。综合分析表明,外源施用NAA后,缩短了甜瓜嫁接苗的愈合期,并且能够诱导影响嫁接愈合的关键酶基因表达,提高其相关酶活性,进而促进甜瓜嫁接苗的愈合进程。

KNO3浓度对基质袋培薄皮甜瓜产量和风味品质的影响

探究基质袋栽培条件下改变山崎配方营养液中KNO3浓度,对甜瓜矿质元素吸收、产量和风味品质的影响,为温室基质袋培甜瓜的优质生产提供依据。以薄皮甜瓜品种玉美人为试材,在甜瓜专用山崎配方基础上,根据2017年产量试验结果,进行5个不同KNO3浓度处理:0%、65%、100%、125%和200%,分别以NK1、NK2、NK3、NK4和NK5表示,其中100%为山崎配方中的原浓度,设为对照。测定甜瓜伸蔓期、果实膨大期和果实成熟期植株氮、钾元素吸收量、可溶性固形物、可溶性糖含量、香气成分、蔗糖代谢和香气合成相关酶活性及基因表达变化。结果表明:在产量、可溶性固形物和可溶性糖含量上NK1和NK5处理结果较低,而NK2、NK3和NK4处理的产量、可溶性固形物和可溶性糖含量无显著差异;测定出成熟甜瓜果实中香气物质39种,其中酯类物质为17种,NK3处理含量最高,NK1处理含量最低;测定NK2和NK3处理的SPS酶活性最高,NK1处理SPS酶活性最低;NK3处理的CmSPS01基因表达量最高,而其他4个处理间无显著差异;NK2和NK3处理CmLOX08、CmLOX09和CmAAT1基因表达量无显著差异且显著高于其他处理,而NK1处理CmLOX16的相对表达量最高,其相关作用有待进一步研究,由此可见NK2与NK3处理总体效果相似。综上所述,NK2和NK3处理综合表现较好;结合2017年产量试验结果得出结论,即减少KNO325%~35%时,有利于甜瓜优质生产,实现化肥减施。

采后果蜡处理对苹果果实品质的影响

以‘岳华’‘富士’‘寒富’苹果为试材,采用果实打蜡方式,以不涂果蜡作为对照,通过观察果实外观变化、测定果实乙烯生成量、硬度、可溶性固形物含量、抗坏血酸含量、可滴定酸含量以及失重率,研究果蜡对苹果果实品质的影响,以期为打蜡技术在采后苹果贮藏的理论研究和实践技术方面提供参考依据。结果表明:果蜡处理果实后,果实表皮更加光泽鲜亮,显著延后了果实转色期,延缓了果实抗坏血酸和可滴定酸含量以及硬度的下降,降低了果实乙烯生成量和失重率,对果实可溶性固形物含量影响不显著。综上所述,采后果蜡处理改善了苹果果实的外观品质和内在品质。

PGR5/PGRL1介导的环式电子传递研究进展

环式电子传递(CEF)是光合作用光反应中仅次于线性电子传递(LEF)的另一条重要的电子传递途径。CEF包括NAD(P)H脱氢酶复合体(NDH)和PGR5 (Proton Gradient Regulation 5)/PGRL1 (Proton Gradient Regulation Like 1)两条途径,其中PGR5/PGRL1被认为是高等植物CEF中的主要途径。本文综述了PGR5/PGRL1介导的CEF的主要作用机理,以及在逆境胁迫下该途径通过保护光系统Ⅱ和光系统Ⅰ、维持ATP/NADPH比例、调节LEF和CEF的转换来缓解光抑制中的生理作用,以期为今后的相关研究提供参考。

叶绿体NAD(P)H脱氢酶复合体调控光合作用的研究进展

植物叶绿体NAD(P)H脱氢酶(NDH)复合体位于类囊体膜上,是一个由多亚基组成的大蛋白复合体,其所介导的环式电子传递是可供选择的电子传递途径之一,近年来证实它对于许多高等植物的生长是必不可少的。NDH介导的环式电子传递和叶绿体呼吸能够缓解基质侧过度还原,维持电子传递链氧化还原系统的平衡,为其它生物化学反应提供所需ATP。本文综述了NDH的研究历史和亚基组成,着重从植物进化以及NDH的生理功能等角度进一步分析了NDH介导的环式电子传递的形成与意义,并对未来研究方向进行展望。

植物Dicer-like功能及响应逆境的研究进展

植物Dicer-like蛋白家族属于核糖核酸酶III (RNase III),主要在植物体内产生miRNA与siRNA等非编码RNA,在植物的生长发育、器官发生、昼夜节律、生物和非生物胁迫反应以及对病毒和转座子的防御中都起重要作用。本文综述了Dicer-like蛋白的结构、功能、种类、定位,以及在生物与非生物逆境研究中的进展,以期为Dicer-like家族在植物中的进一步的研究与利用提供理论参考。

光调控植物叶绿素生物合成的研究进展

总结了光信号(光强、光质、光周期及昼夜节律中光暗变化)对叶绿素含量及其生物合成途径中相关基因的影响。重点归纳了光信号途径中主要转录因子对叶绿素合成基因的调控机制,强调了表观遗传修饰在光调控叶绿素合成中的重要作用,以期探索光调控叶绿素积累的有效途径及靶标分子,为利用基因工程和环境调控手段定向调控有重要生物学功能的叶绿素提供理论基础。

植物中Gibberellin 2-oxidases基因研究进展

赤霉素2–氧化酶(Gibberellin 2-oxidases,GA2oxs)是赤霉素代谢过程中的关键酶,根据底物特异性其可分为C20-GA2oxs和C19-GA2oxs两类,其中C20-GA2oxs直接作用于GA合成前体(GA12,GA53),C19-GA2oxs负责分解活性GA(GA1,GA4)及其前体(GA20,GA9)。GA2oxs由多基因编码,参与维持植物生长发育多个过程,受外源环境与内源因素严格而精密调控。研究表明GA2oxs通过调节植物体内赤霉素水平影响植物的生长发育,如株高、种子萌发、开花和结实等。主要综述了GA2oxs基因时空表达模式,生理功能,转录调控等方面的研究进展,为了解其对植物生长发育的调控机制提供参考,同时也有助于在生产实践中更好地利用其开展基因工程研究,定向培育植物新品种。

植物ABC1K基因家族研究进展

植物ABC1K属于非典型蛋白激酶,其成员普遍存在于原核和真核生物中。研究表明ABC1K基因家族在植物代谢和逆境响应过程中发挥重要作用。本文综述了ABC1K基因家族的发现过程、结构及其参与光合作用和抗逆的研究进展,为深入研究该基因家族在逆境中的调控作用提供参考。

瓜类蔬菜耐低温性评价与调控研究进展

从种子活力、苗期形态和生理生化等方面综述了瓜类蔬菜耐低温性评价的研究现状,进一步论述了瓜类蔬菜耐低温的生理基础和功能基因的鉴定,并从育种、农艺措施和外源物质施用等方面论述了提高瓜类蔬菜耐低温能力的有效途径,以期为建立瓜类蔬菜耐低温性科学快速的鉴定体系和解决生产中低温冷害问题提供参考。

MAPK级联途径激酶结构特点及其信号转导途径在园艺作物逆境中的作用

促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-actived protein kinase,MAPK)是一类受胞外刺激、通过MAPK级联反应(MAPKKK-MAPKK-MAPK)而激活的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。MAPK级联途径是真核生物中广泛存在且高度保守的信号转导途径,通过蛋白质磷酸化作用将上游信号级联放大传递至下游应答分子。该途径在植物应对各种生物与非生物胁迫以及激素信号转导过程中起关键作用。本文着重介绍MAPK级联途径激酶结构特点及其信号转导途径在园艺作物逆境胁迫中的应答反应,以期为该领域的相关研究提供参考。