荔枝果皮花色苷生物合成及调控机理研究进展

荔枝是无患子科荔枝属的亚热带常绿果树,具有很高的商业价值。荔枝果皮色泽由多种色素决定,是影响消费者需求的重要品质性状。果实着色是花色苷积累的结果,荔枝果皮花色苷的生物合成是一个复杂的过程,主要由遗传背景决定,同时受内外环境影响。本文重点介绍荔枝果皮花色苷的生物合成途径,从外界环境、生理生化以及分子生物学等方面,对花色苷积累的调控机制进行综述,并展望该领域的研究方向,为提升荔枝果实的色泽品质提供重要参考。

荔枝种质资源抗寒性综合评价

【目的】对91份荔枝(Litchi chinensis Sonn.)种质进行抗寒性综合评价,筛选相对抗寒性强的荔枝种质,为荔枝耐寒育种和各地区荔枝引种提供理论依据。【方法】分别在自然低温前和自然低温后对91份荔枝种质进行采样,测定PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、相对含水量(relative water content,RWC)、相对电导率(relative electrical conductivity,REC)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)和脯氨酸(proline,Pro)含量等5个指标,利用隶属函数分析和主成分分析对各项生理生化指标进行综合评价,最后通过灰度关联计算和聚类分析将荔枝种质抗寒性进行排序分类。【结果】(1)低温对Fv/Fm、RWC、REC、MDA和Pro含量有显著影响,这5个指标是评价荔枝种质抗寒性较理想的生理指标。(2)将91份荔枝种质分为高度冷敏感(Ⅰ)、冷敏感(Ⅱ)、中度耐冷性(Ⅲ)、耐冷性(Ⅳ)和高度耐冷性(Ⅴ),共5类。【结论】依据荔枝种质综合评价结果,筛选出大锦钟、陈紫和紫娘喜为相对抗寒性强的荔枝种质,可将其作为后续耐寒育种的种质资源,与具有其他优质性状的荔枝种质结合,获得抗寒性强的优质荔枝种质资源。

荔枝ACS1基因的分离及其与幼果脱落的关系

【目的】植物中ACC合成酶(ACC synthase,ACS)和ACC氧化酶(ACC oxidase,ACO)是调控乙烯形成的关键酶。荔枝ACO基因已分离获得,在此基础上,笔者进一步从荔枝中分离出ACS基因,进而分析该基因与荔枝幼果脱落的关系。【方法】通过RT-PCR和RACE扩增技术相结合的方法分离荔枝ACS基因;利用遮阴、环剥摘叶和100 mg·L-1NAA处理促进荔枝幼果脱落,进而用实时荧光定量PCR分析荔枝ACS基因与幼果脱落的关系。【结果】首次从荔枝中分离出ACS基因,命名为Lc-ACS1。Lc-ACS1推导的氨基酸序列与多种植物的ACS蛋白有较高的同源性,其中与甜橙和蓖麻的同源性最高,为76%。该基因包含ACS基因特有的11个不变氨基酸残基和7个保守区。遮阴、环剥摘叶和100 mg·L-1NAA处理都可以显著促进荔枝幼果脱落,且环剥摘叶后幼果乙烯释放量高峰出现在第2天。Lc-ACS1基因在任何一种促进荔枝幼果脱落过程中的表达量都高于对照,且基因表达量的高峰都早于相对落果率高峰。【结论】LcACS1基因可能是调控荔枝幼果脱落中的关键基因。

超高效液相色谱—三重四级杆质谱联用法同时定量荔枝果实组织中IAA和ABA

应用超高效液相色谱—三重四级杆质谱联用仪(UPLC-MS/MS),探索建立同时定量测定荔枝中内源激素吲哚-3-乙酸(IAA)和脱落酸(ABA)含量的方法。设定IAA和ABA标准品测定所需色谱和质谱条件参数,比较不同抗氧化剂、提取剂、除色剂、萃取剂、提取方式、pH值调节对IAA和ABA的保留行为及富集效果的影响,确认适合的样品前处理流程,然后验证方法准确度及精密度。结果表明,荔枝样品经预冷的80%丙酮常规振荡浸提,石油醚纯化(纯化前调pH值至8~9),乙酸乙酯萃取(加萃取剂前调pH值至2~3),氮吹仪浓缩,80%甲醇复溶,内标法定量,BEH C18柱分离,0.1%甲酸乙腈和0.1%甲酸水为流动相,两种激素及其内标物峰形较好,保留时间稳定。IAA检出限为0.283 pg/μL,定量限为0.339 pg/μL;ABA检出限为0.102 pg/μL,定量限为0.943 pg/μL;测定样品中IAA和ABA,其相对标准偏差分别为3.75%和1.38%。建立了同时精确定量检测荔枝样品中IAA和ABA含量的新方法,并为测定荔枝其他内源激素提供了新思路。

华南红壤中不同硫黄施用量对蓝莓植株生长和土壤养分的影响

在华南红壤中,施用有机肥和硫黄在提高有机质含量的同时也能维持土壤酸度,有利于蓝莓的植株生长。为了探索最佳硫黄施用量,本研究以＂蓝雨＂品种的组培苗为试材,设置硫黄0.11%-0.56%的5个梯度,研究不同施用量对组培苗生长、抗氧化酶活性的影响,以及对土壤有效养分含量的影响。结果表明,随着硫黄施用量逐渐提高,土壤pH值显著降低,且氮、磷、钙、铁的有效含量不同程度增加;5个硫黄处理均促进蓝莓的生长,但是0.22%施用量的促进效应最好,而0.33%-0.56%施用量的促进效应有所降低;MDA含量和SOD、POD、CAT酶活测定表明,0.33%-0.56%施用量的植株存在一定的胁迫,推测可能与SO42-的累积有关。本研究表明,在华南红壤区栽培蓝莓,大量施用硫黄可能导致SO42-的累积而削弱硫黄对蓝莓生长的促进效应,建议施用有机肥时选择pH值较低的种类,以减少硫黄的用量。

鹤山地区健康和失管茶园土壤真菌群落结构差异及其驱动因子分析

【目的】以鹤山红茶产地生态系统为研究对象,探究健康和失管茶园中土壤真菌群落结构的差异以及土壤理化性质对真菌群落结构的影响。【方法】在鹤山地区健康茶园和管理不善的失管茶园中采集了49份根围土壤样品,采用高通量测序技术分析茶树根围土壤真菌的群落组成;利用冗余分析研究土壤理化性质对真菌群落结构的影响;进一步通过Wilcoxon秩和检验法分析健康和失管茶园中差异的真菌类群;通过FUNGuild软件对土壤真菌的功能类群进行预测。【结果】研究发现担子菌门、被孢霉门和子囊菌门是茶树根围土壤的优势门;失管茶园中担子菌门的相对丰度显著升高,而被孢霉门则显著降低;根围土壤真菌的丰富度指数、Chao1指数和ACE指数显著低于健康茶园。研究发现总氮、总磷、有效磷、有机质和水解性氮是真菌β多样性差异的主要环境驱动因子;pH、总磷、交换性镁、交换性钙、有效磷和有效钾等与真菌类群间存在显著的相关性。健康和失管茶园中共有的核心操作分类单元(operational taxonomic units,OTUs)是10个,失管茶园中核心类群的相对丰度降低,而中间类群和稀有类群的相对丰度则增加。健康茶园根围土壤核心OTUs中出现了茶轮斑病菌茶拟盘多毛孢和国槐根腐病菌角化可塑镰孢菌(Fusarium keratoplasticum),失管茶园根围土壤核心OTUs中生防菌螺旋木霉(Trichoderma spirale)、深绿木霉(T.atroviride)的丰度显著较高。失管茶园中病原营养型、病原-腐生-共生过渡型和共生营养型真菌的相对丰度明显增加;而腐生-共生过渡型的真菌则显著降低。【结论】本研究揭示了鹤山地区茶园管理方式与真菌群落结构和土壤理化性质间的关系,为鹤山红茶的病害防治及生防菌筛选指明了方向。