‘南果梨’果实发育过程中糖分积累与相关基因表达分析

【目的】探讨‘南果梨’果实发育过程中糖分变化与糖代谢相关基因表达之间的关系。【方法】以‘南果梨’不同发育时期的果实为试材,测定了其中果糖、葡萄糖、山梨醇和蔗糖的含量并分析了与糖代谢相关基因的表达。【结果】在果实幼果期山梨醇为主要糖,而在中后期则为果糖。蔗糖合成酶Pu SS1在花后60 d表达量最大,而Pu SS2在花后60、120及134 d表达量相对较高;蔗糖磷酸合成酶Pu SPS1在花后120 d的表达量最大,而Pu SPS2在花后60 d表达量最大;蔗糖转运蛋白Pu SUT及β-葡萄糖甘酶Pu BGLU1、Pu BGLU2和Pu BGLU4在果实发育的早期大量表达;碱性/中性转化酶Pu NINV1和Pu NINV2在花后134 d大量表达。【结论】各糖分在果实发育过程中变化规律不同,可能与糖代谢相关基因的差异表达有关。

生长调节剂及钙、硼肥对南果梨萼片脱落、果实品质及木质素代谢的影响

南果梨果实萼片宿存率较高,宿萼果通常石细胞较多,口感差,严重影响果实品质。因此,研究不同外源物质对脱萼率、果实品质和木质素代谢的影响,对于实现南果梨果实品质的提升和优质高效栽培具有重要的意义。以南果梨为试材,于盛花期喷施不同浓度的GA3、PBO、PBO+钙硼溶液的混合制剂处理,对各处理果实的脱萼果率、可滴定酸、可溶性固形物、维生素C、花青苷及石细胞、木质素含量进行测定,采用液相-质谱法(LC-MS)检测果实中酚类物质含量,并选取部分木质素代谢相关基因进行表达水平分析。结果表明:50mg·L^-1GA3处理宿萼果率可达100%,且导致果实石细胞含量增加;单独使用PBO虽能大幅提高南果梨脱萼果率,降低有机酸含量,但对果实石细胞作用不显著;而PBO+钙硼合剂的处理不仅能有效提高脱萼率,显著增加可溶性固形物含量,同时可使石细胞含量减少12.2%,对果实品质有明显提升。与对照相比,PBO+钙硼合剂处理使南果梨木质素及其前体羟基肉桂酸类物质的含量显著降低,木质素合成相关基因(C4H、COMT和CAD)的表达水平也明显下调,抑制了木质素单体的合成,从而减少了石细胞的积累。因此,PBO+钙硼合剂处理可在提高脱萼率的同时,降低石细胞含量,有效提升南果梨果实品质。

辽宁沈阳‘寒富’苹果生产现状调查与发展建议

目前,辽宁省沈阳地区‘寒富’苹果栽培面积已达2.84万hm2。为了迚一步了解沈阳地区‘寒富’生产现状,我们实地调查了沈阳市及周边市县93个‘寒富’苹果园,幵分析了上述地区‘寒富’生产存在的问题,提出了建议。

外源激素处理对‘寒富’苹果果形及品质的影响

以11年生寒富/GM256/山定子为试材,研究了不同浓度普洛马林和果形剂处理对苹果果形指数及果实品质的影响。结果表明:各激素处理果实纵径较对照均显著提高,从而提高了果形指数,随着物候期的推移,果形指数逐渐减小;不同浓度外源激素处理均能提高‘寒富’苹果单果重。

不同地区寒富苹果产量品质变化及其发展趋势——以中国知网、Nature和Springer等数据库文献为依据

通过数据库文献检索,查找自寒富苹果育成以来,有关寒富苹果的产量及果实品质报道的参考文献数据,总结寒富苹果产量及品质的变化规律,并分析产生原因,提出有利于实现寒富苹果节本、提质和增效的发展方案。结果分析表明,随着寒富苹果栽植面积扩大和栽培技术体系的完善与提升,全国平均单产和单果重均呈逐年上升趋势,但果实品质却有下降趋势。在不同栽培区域中,辽宁省葫芦岛地区的平均单产最高,且各果园之间差异较小。阜新地区生产的寒富苹果硬度最大,更耐贮;内在品质方面以甘肃省平凉地区寒富苹果可溶性固形物含量最高,甘肃定西地区寒富苹果可溶性总糖含量最高,这可能与甘肃当地适宜栽植的自然气候条件有较大关系。另外,即使同一省份同一地区,不同果园之间也存在较大差异,可能与大部分果农片面追求产量效益或在非适宜区栽植有关。因此,为实现寒富苹果节本提质增效发展,应该提升免套袋等新技术研发能力,建设高品质现代化生态果园;针对寒富苹果特性加快开发深加工产品,延长产业链条;实施多元化寒富苹果生产,助力新时代乡村振兴战略实施。

合理修剪是维持矮砧‘寒富’苹果树势、延长经济年限的重要措施

‘寒富’苹果经过近20年的迅速发展,目前已经成为辽宁省第一大主栽品种,2019年达到9.33万hm2,占全省苹果面积的近五成。其中有相当部分为GM256矮化中间砧植株。大量新建果园借鉴国内外苹果现代集约栽培制度的整形修剪技术,而集约栽培对树形要求不象传统稀植大冠那么严格,生产中的整形技术基本没有大问题,盛果期前的果园多数较为整齐。但进入盛果期后如何维持健壮树势、保证连年优质丰产的技术,却远远没有被广大果农所掌握,修剪技术的问题依然较多,成为很多果园维持树势的制约因素。笔者将近年来所在团队在技术示范推广过程中遇到的修剪方面的问题进行总结,并提出建议,供广大果农参考。

4个苹果品种的抗寒性评价

【目的】探究4个具有亲代遗传关系苹果品种的抗寒性,明确能够反映抗寒性强弱的生理指标,为寒地苹果选育过程中优系快速筛选及抗寒栽培管理提供理论支持。【方法】以长富2号、寒富、东光和龙帅休眠期1年生枝为试材,分别在-15、-20、-25、-30、-35℃低温下处理24 h,并于4℃环境中缓冻24 h,测定膜结构稳定性、活性氧代谢和渗透调节物质生理指标,结合主成分分析综合评价影响苹果品种抗寒性差异的生理因素。【结果】随着处理温度的降低,4个苹果品种的相对电导率和丙二醛(malonaldehyde,MDA)含量呈现升高趋势,抗寒性强的龙帅相对电导率在不同低温处理下均低于其他品种且变化较为平稳。相比于-15℃处理,长富2号枝条中的O_(2).-和H_(2)O_(2)含量在-35℃时分别增加了38.07%和12.63%,显著高于其他品种。抗寒性越强的品种抗氧化酶活性越较高,且响应低温的速率较快。低温下抗寒性品种积累大量的可溶性蛋白质、游离脯氨酸和可溶性糖等渗透调节物质,各品种苹果枝条糖组分主要是蔗糖和山梨醇。在-25℃低温胁迫下,龙帅枝条中的葡萄糖和果糖含量大幅度升高,且显著高于其他品种。在主成分分析综合评价中,抗寒性由强到弱为龙帅>东光>寒富>长富2号,相对电导率、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性、可溶性蛋白质和可溶性糖含量对苹果的抗寒性影响较大。【结论】苹果1年生枝中的相对电导率、SOD活性、可溶性蛋白质和可溶性糖含量在众多生理指标中对低温胁迫响应敏感,可用于杂交后代抗寒优系早期快速选择;龙帅作为寒富的后代抗寒性突出,可在寒地苹果产区推广应用。

铜胁迫对苹果幼苗生长及生理特性的影响

通过研究不同供铜(Cu)水平对苹果幼苗生长、光合作用、Cu富集情况和氧化应激反应的影响,探究苹果苗Cu胁迫阈值,旨在为苹果抗逆栽培提供理论指导。以寒富苹果为试材,设置不同浓度(60、180、300、600、900 mg/kg)Cu处理,处理后60 d取样,测定幼苗各组织生物量、根系形态、光合特性、各器官Cu含量以及总Cu含量、活性氧、抗氧化物含量和抗氧化物酶活性。结果表明,当Cu胁迫浓度超过300 mg/kg时,幼苗各器官生物量显著降低,根系形态指标(总根长、根总表面积、根总体积)、叶片净光合速率、气孔导度、PSⅡ最大光化学效率、光合性能指数均呈下降趋势。各组织Cu含量为根>叶>茎。随着Cu浓度提高,幼苗各组织中活性氧物质积累,总硫醇、可溶性酚、抗坏血酸等物质含量及超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等酶活性以300 mg/kg为临界点,呈先增高后降低趋势。

‘龙帅’苹果在沈阳市的引种试栽初报

东北地区以大陆性气候为主,冬季漫长、寒冷,传统的富士系大果型品种因不耐低温而无法栽植,因而黑龙江、吉林、辽宁北部、内蒙古东部栽培小苹果(酸甜爽口,深受人们喜爱)[1],产业区域特色鲜明。沈阳地区前期大力发展大果型耐寒的‘寒富’苹果,为了改善较为单一的品种结构,发展地域性特色果业,有必要引入一些具有特色的耐寒品种。‘龙帅’苹果是以‘寒富’为母本、‘金红’为父本杂交选育的耐寒苹果新品种,2016年5月通过黑龙江省农作物品种审定委员会登记并命名。沈阳农业大学于2019年从黑龙江省农科院牡丹江分院引进以山定子为砧木的‘龙帅’苗木10株进行试栽,同年秋采集接穗于2020年春在平邑甜茶砧木上高接15株。经过5年的观察,认为该品种在沈阳地区表现良好,是个有发展前途的优新品种。

观赏海棠新品种孔雀的选育

孔雀是沈阳农业大学从海棠品种绚丽实生苗中选育的品种。树姿直立,幼嫩叶片红褐色,被茸毛,成熟叶片绿色。花量极大,花蕾为红色。平均花芽率为83.0%,花序坐果率为100.0%。果实长圆锥形,萼片聚拢宿存,幼果为深红色,成熟后为亮红色,果面光滑,具有独特的观赏价值。

不同生育期苹果园土壤氨氧化微生物丰度研究

【目的】大量施氮引起的土壤酸化问题已严重制约苹果的安全生产。氨氧化微生物驱动的土壤硝化作用是土壤氮素循环的重要环节,探析苹果园土壤中氨氧化微生物氨单加氧酶基因(amo A)丰度与土壤硝化强度(Potential Nitrification,PN)和土壤理化性质的相关性,有助于评价土壤氨氧化微生物类群在苹果园土壤生态系统中的作用。【方法】本研究以辽宁省丹东东港地区‘寒富’苹果园土壤为研究对象,采用实时荧光定量PCR(Real-time PCR)技术,检测苹果树不同生育时期,4月28日(萌芽期)、7月24日(新梢停长期)、10月23日(落叶期)的两个苹果园(分别编号为D1和D2)的土壤理化性质、土壤硝化强度、氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)和氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)的amo A基因丰度,并分析了氨氧化微生物丰度与土壤理化性质和土壤硝化强度之间的关系。【结果】不同生育时期‘寒富’苹果园土壤理化因子差异较大。所有供试土壤的硝态氮(NO-3-N)、速效磷(AP)和速效钾(AK)含量在4月份最高,铵态氮(NH+4-N)含量在7月最高,NO-3-N、NH+4-N、AP和AK含量在10月多为最低。且所有供试土壤p H值均在4.25 6.09之间。同一生育时期内,D2土壤p H均显著高于D1土壤,但其NO-3-N和NH+4-N含量则不同程度地低于D1土壤。不同采样时期的果园土壤硝化强度随季节变化表现出先降后增的趋势,除7月D2土壤硝化强度显著高于D1土壤外,4月与10月D2土壤硝化强度均显著低于D1土壤。尽管不同采样时期的土壤AOA与AOB丰度随生育期而各异,所有供试土壤中AOA丰度均显著高于AOB丰度。同一时期内,D2土壤AOA和AOB丰度均显著高于D1土壤。尽管土壤p H、NO-3-N与AOA、AOB均表现出显著相关性,土壤PN仅与AOA丰度明显正相关。【结论】长期施肥导致苹果园土壤p H值降低,p H值的改变是影响AOA与AOB丰度的重要因子,果园土壤的硝化过程主要由AOA来完成,土壤硝化强度与季节变化引起的温度和土壤环境因子等的改变密切相关。苹果园无机氮肥混合有机肥的施入,同时结合自然生草、人工刈割等管理制度,在一定程度上可改变土壤氮素的含量与种类,减缓土壤酸化。

“寒富”苹果园土壤氨氧化细菌的筛选与鉴定

为研究氨氧化细菌的作用机理及其在预警和调控土壤微生态环境方面的作用,采集2011年5月、7月、9月和11月4个不同生育时期"寒富"苹果园根区土壤,应用富集培养结合硅胶平板方法分离土壤可培养氨氧化细菌;依据氨氧化活性检测,个体形态、培养特征及16S r DNA序列分析,对具有良好硝化能力的优势氨氧化细菌菌株进行筛选与鉴定。结果表明:苹果园土壤中共分离获得33株优势氨氧化细菌菌株,4个生育时期中,11月氨氧化细菌数量最多,7月最少,各时期分离菌株的氨氧化活性随生育时期而各异。从总体上看,11月分离菌株氨氧化活性较为明显。初筛与复筛结果表明:菌株S5-4和S11-10在不同p H值培养条件下均能表现出良好的氨氧化活性,初步鉴定二者分别为粘着剑菌(Ensifer adhaerens)和中华根瘤菌(Sinorhizobium sp.)。菌株S5-4和S11-10在无机与有机培养基中均能生长,表现出混合营养特性。

秋子梨园风扇防晚霜冻效果研究

早春倒春寒气候条件下,果树易遭受严重的晚霜危害,造成果实品质和产量下降。借鉴国外的空气扰动法,在秋子梨园中架设防霜风扇,系统分析了逆温条件下风扇的防霜效果。结果表明,与自然条件相比,梨园防霜风扇的应用有效地改变了梨园内不同高度的温度状态,对梨树树冠中层有明显的增温效果,且升温幅度与逆温强度、最低温度均有关系,最大增温达3.3℃。风扇作用区半径20 m范围内均可升温。以转角90°计算,单个风扇的有效作用范围可达350 m^2。验证了风扇防霜的可行性,为寒地果园早春霜冻防控提供了新的思路。

观赏海棠新品种‘紫烟’的选育

‘紫烟’是从与‘雪花’(‘Xuehua’)、‘加紫’(‘Jiazi’)‘和‘雪红’(‘Xuehong’)等品种混栽、开放授粉的‘绚丽’(‘Radiant’)实生后代中选育出的观赏海棠新品种。树姿直立,生长势强;枝条成枝力强;幼叶亮紫色,有红褐色晕,成熟叶片紫红色;花蕾紫红色,花瓣粉红色、卵圆形;果实卵圆形,紫红色;生理落果与采前落果较轻。适宜在沈阳及其相似气候区栽植。

观赏海棠新品种‘红坠’的选育

‘红坠’是从‘加紫’‘绚丽雪球’‘御綮’及‘平邑甜茶’等海棠混栽园采集种子，实生选种育成的观赏海棠新品种。树姿直立，叶片绿色、平展，花纯白色，平均花冠直径3．8cm；在沈阳市5月上中旬开花，花期12-15d；连续开花结果能力强，枝条挂果繁密，果实近圆形，鲜红色，果实似红坠悬垂，观赏性高；适宜于辽宁省庭院、小区、街路、广场绿化。2013年通过辽宁省种子管理局品种备案。

山地苹果园秸秆覆盖与穴贮肥水结合技术

在辽西半干旱气候区,以朝阳市山地无灌溉条件的13年生金冠苹果为试材,连续进行3年简易节水技术试验示范。结果表明,秸秆覆盖+穴贮肥水处理较地表常规清耕管理(对照)可有效地保蓄土壤水分,促进植株生长发育,3年平均增产26.9%,实现了节水增效的果业生产目标。

山定子(Malus baccata Borkh.)根系蛋白质提取及双向电泳技术体系的建立

为开展山定子（Malus baccata Borkh.）根系蛋白质组学研究,以当年生15片真叶的山定子实生苗白色幼嫩根系为试材,采用TCA-丙酮沉淀法、酚抽提法和Trizol抽提法3种方法提取其总蛋白质,并对样品上样量、IPG胶条的pH值范围和等电聚焦参数进行优化,建立适用于山定子根系的双向电泳技术体系。结果表明：采用Trizol抽提法提取的蛋白质产率最高,可达3.15mg·g^-1 FW,且其SDS-PAGE图谱明显优于其他两种方法 ;选用800μg的上样量,17 cm pH值4～7的IPG胶条和改进后的等电聚焦程序所得到的二维电泳图谱蛋白点最多,最清晰,分辨率最高。

‘寒香’梨在辽北地区引种试栽表现

秋子梨（Pyrusussuriensis Maxim．）是梨属植物中最抗寒的种类。果实酸甜适口，风味浓郁，深受广大消费者喜爱。但受传统栽培理念及栽培措施影响，建园质量普遍不高，一定程度制约了梨产业快速发展。沈阳地区属于北温带大陆性半湿润气候。春季短，降水少，回暖快；夏季高温多雨，空气湿润；秋季天高气爽；冬季长达6个月，寒冷干燥。

采后PDJ处理对‘南果梨’果实酚类物质含量变化的影响

以‘南果梨’果实为试材,于采收后采用50 mg/L二氢茉莉酸丙脂(PDJ)室温下浸泡2 h处理,于光照培养箱中模拟人工气候条件下后熟,分析外源PDJ处理对‘南果梨’果实后熟过程中酚类物质含量及相关品质指标的影响,为果实功能性酚类物质的代谢调控提供参考。结果表明:PDJ处理可以显著延缓‘南果梨’果实成熟进程,并有效提升果实酚类代谢水平,对果皮中黄酮醇含量及果肉中黄烷醇、熊果苷含量均有显著促进作用,从而提高果实的保健功能性,说明PDJ可以通过促进‘南果梨’果实酚类物质的合成来提高果实营养价值;PDJ处理对‘南果梨’果实采后着色有一定促进作用,提高果实硬度,降低可溶性固形物含量,对可滴定酸没有影响。

秋子梨园防风网减风增温效应研究

通过在秋子梨园中架设笔者自制的防风网,对防风网的防风效果进行初步研究。结果表明,防风网能有效地调节梨园内风速、空气温度,为梨树生长提供适宜的生长环境。防风网能明显降低网内风速,阻风能力随着网外风速的变大而增强。在网高4 m的条件下,对应网内40 m均有明显的减风效果,防护距离为网高的10倍以上。同时,防风网对于果园有明显的增温作用,最大升温幅度可达3. 0℃,其增温效果受季节、天气及距离等因素影响。