西瓜果实发育过程中转录组的初析

<正>目的与意义:目前关于西瓜果实在分子水平上发育和成熟的信息非常少,栽培西瓜是一种非呼吸越变型水果。到目前为止,只有一份报告描述了西瓜果实发育过程中一小部分基因的表达,对西瓜进行了大规模的转录组测序,以期对西瓜果实发育过程中的分子基础有更多了解。     

砧木对小型早熟西瓜果实糖代谢及相关酶活性的影响

 以小型西瓜品种‘小兰’自根植株为对照, 研究‘杭州长瓠’、‘超丰F₁’、‘勇士’、‘黑籽南瓜’4 种砧木对其果实糖代谢特性及相关酶活性的影响。结果表明: 4 种嫁接西瓜果实发育过程中蔗糖、葡萄糖、果糖含量和糖代谢酶活性变化趋势与自根西瓜一致。在果实发育早期, 果实中以分解酶类为主, 糖分积累低; 发育后期以合成酶类为主, 糖分积累多。西瓜嫁接后果实糖分含量明显降低, 降低程度依砧木而异, 超丰F₁/ 小兰、杭州长瓠/ 小兰西瓜的糖含量明显高于黑籽南瓜/ 小兰、勇士/ 小兰。砧木可能主要通过影响果实发育早期转化酶( Inv) 、发育后期蔗糖磷酸合酶(SPS) 、蔗糖合酶(SS) 活性来影响糖分积累。各处理糖代谢酶的净活性与糖分积累存在较好相关性, 说明糖代谢酶在西瓜果实糖分积累中的作用是综合的, 造成自根及嫁接西瓜果实糖分积累的差异是Inv、SPS、SS 几种酶共同作用的结果。     

嫁接对西瓜果实瓜氨酸含量及合成途径关键酶基因表达的影响

【目的】探讨嫁接前后西瓜果实瓜氨酸含量及其合成途径关键酶表达量的变化,从基因表达水平阐明嫁接影响西瓜果实瓜氨酸含量的机制。【方法】以低瓜氨酸品种‘SBD黑’为接穗,以‘西嫁强生’为砧木,插接法嫁接‘,SBD黑’西瓜实生苗为对照。用分光光度法测定果实发育过程中瓜氨酸含量,通过荧光定量分析果实发育过程中瓜氨酸合成途径关键酶基因的表达量变化。【结果】嫁接可以增加西瓜果实发育过程中瓜氨酸含量,且在西瓜果实发育38 d时瓜氨酸增加量最大(63%)。在果实发育后期NAGK、GAT基因表达量在嫁接西瓜与未嫁接西瓜果实中相差较大,嫁接西瓜果实中Arginase基因表达量在整个发育过程中始终高于未嫁接西瓜。【结论】嫁接西瓜果实中瓜氨酸含量的升高可能是由于瓜氨酸合成上游基因NAGK、GAT高表达,下游基因Arginase低表达共同作用的结果。     

河南地区中、小果型西瓜品种比较试验

为了筛选出适合河南地区种植的优良西瓜品种,笔者调查了参试西瓜品种在嫁接成活率、生长势、抗性、果实成熟期、果实形态、产量及果实品质性状等方面的差异。结果显示,小果型西瓜品种‘小玲’‘众天玉’‘早春翠玉’和中果型西瓜品种‘黑美人’综合性状表现突出,品质优,可在河南地区大面积推广种植。中果型西瓜品种‘金美人’‘早春黄冠’‘惠玲’‘丽玲’‘早春艳玉’5个品种和小果型西瓜品种‘众天红’和‘朝霞’2个西瓜品种综合性状较好,生产上具有推广前景。‘宝凤’嫁接成活率较高、瓜皮较薄,但品质一般。     

西瓜果实不同发育时期内源激素含量的变化

以二倍体西瓜‘蜜枚’为试材,对果实生长发育期几种内源激素的含量进行了分析测定。结果表明,西瓜果实中激素含量与其生长发育密切相关。西瓜果实在授粉后25³0 d时就已经基本达到成熟果实的大小。果实发育前期IAA与GA含量较高,之后均快速下降。IAA在后期出现一个峰值,而GA在发育后期含量一直维持在较低的水平;ABA含量在西瓜生长发育过程中出现了2个峰值,分别出现在授粉后15 d和25 d;而ZR含量在西瓜整个生长发育期一直维持着较低水平,且变化不大,在授粉后25 d出现一个较小的峰值。这些结果说明不同植物激素相互协调地调控着西瓜果实的生长发育。     

脱落酸途径调控西瓜果实成熟及品质进化

<正>目的与意义:西瓜是一种非呼吸跃变果实,经过漫长的进化,由不能正常成熟的野生西瓜进化成现代栽培西瓜。但是,西瓜的进化机制及脱落酸在进化中的作用机制尚不明确。以栽培西瓜(‘97103’)、半野生西瓜(‘PI179878’)及野生西瓜(‘PI296341’)为研究材料,测定不同西瓜品种成熟过程中游离态及结合态ABA的含量,并利用课题组已     

低Cd积累西瓜品种的筛选

为了评价Cd污染地区西瓜种植的安全性,通过对Cd污染地区的西瓜品种筛选和大棚长季节栽培试验研究了58个西瓜品种对Cd积累的差异,以期筛选出低Cd积累的西瓜品种。研究结果表明,在土壤Cd含量低于0.973 mg·kg~(-1)时,西瓜果实Cd含量均低于国家现行标准GB 2762-2012,其中‘黑媚娘’的Cd含量最低。西瓜长季节栽培时果实中Cd含量随着采收批次的增加呈增加趋势,‘橙玉’最后一批果实中Cd含量为28μg·kg-1,因此在中度Cd污染地区西瓜生产是安全的,建议推广种植‘黑媚娘’‘超级京欣’‘金鑫’和‘金福’等低Cd积累西瓜品种。     

低糖野生种与高糖栽培种西瓜果实代谢产物组分差异分析

采用高效液相色谱—串联质谱(UHPLC–MS/MS)技术对西瓜5份具有代表性的材料果实进行代谢产物分析,在此基础上选取栽培西瓜高糖材料‘97103’和野生西瓜低糖材料‘PI296341’,利用气相色谱—质谱联用(GC–MS)方法对主代谢产物进行定量分析。从成熟果实中定量鉴定出58种代谢物,其中22种在‘97103’和‘PI296341’间存在显著差异。韧皮部运输的棉籽糖在野生低糖材料果实中大量滞留,而在栽培高糖材料中极少积累。综合差异代谢物及其代谢途径分析发现,高糖材料‘97103’果实在水苏糖、棉籽糖等光合产物卸载途径及蔗糖积累代谢途径上的代谢产物积累较高;而低糖材料‘PI296341’,则在氨基酸代谢、有机酸代谢途径及6–磷酸葡萄糖等糖代谢途径上产物积累较高。这些发现为野生西瓜进化到栽培种果实品质的代谢产物积累和调控提供了重要依据,也可为提高西瓜品质提供指导。     

西瓜主蔓和果实生长发育数学模型的研究

以‘Sugarlee’西瓜为试材,通过观测不同发育时期主蔓长度、果实纵径、果实横径和果实质量的变化过程,研究了西瓜主蔓和果实的生长变化规律,并建立了西瓜主蔓和果实的生长发育数学模型,为西瓜高产高效栽培提供科学依据。结果表明:西瓜主蔓的生长主要分为2个时期,一个是快速生长期,一个是缓慢生长期;果实纵径、果实横径和果实质量的增长主要分为5个时期,且表现出慢-快-慢-快-慢的生长节奏;西瓜果实质量的增加量在花后12d和22d有2个明显的高峰。西瓜开花后天数与西瓜主蔓、果径和果实质量的回归方程,并对各指标进行相关分析。回归方程相关系数较高,拟合优度较好,置信度达到99.99%。     

北京地区中果型西瓜嫁接砧木筛选试验

中果型西瓜嫁接多采用南瓜砧木,为了比较筛选优良的南瓜砧木品种,提高中果型西瓜嫁接果实综合品质,以常用‘京欣砧2’为对照,对‘新京欣砧8’、‘新京欣砧9’、‘京欣砧8’和‘京欣砧3’4个西瓜砧木嫁接中果型西瓜品种‘改良华欣1号’后的效果进行了对比分析。结果表明,各砧木品种抗病性均较好,‘新京欣砧8’和‘新京欣砧9’综合品质表现突出,能保持接穗品种优良特性。‘新京欣砧8’植株长势稳健,易坐瓜,667 m2产量达到4 922.5kg,高于对照5%,果实纤维细,口感好无异味;‘新京欣砧9’长势中等,果实综合品质仅次于‘新京欣砧8’,坐果性好,667 m2产量达到4 896.7 kg,高于对照4%;其余砧木品种综合表现一般,果实具有异味。因此,推荐瓜农种植中果型西瓜选用‘新京欣砧8’和‘新京欣砧9’。