RNAi沉默Fa4CL基因对草莓果实花色苷代谢的影响

【目的】探讨Fa4CL与花色苷代谢之间的关系,构建RNA干扰载体转染草莓果实,研究Fa4CL基因在草莓花色苷代谢中的功能。【方法】用RT-PCR方法从‘阿尔比’草莓(Fragaria×ananassa‘Albion’)果实中克隆Fa4CL基因。构建不含内含子的发夹结构干扰载体p BI-4CLi,将其转入农杆菌GV3101,采用无菌注射器注入到授粉后14 d的‘阿尔比’草莓果实中转染,与对照果比较表型变化、物质变化,半定量RT-PCR检测Fa4CL基因的表达量的变化。【结果】克隆的Fa4CL的CDS,长1638 bp,编码545个氨基酸。与森林草莓Fv4CL2基因序列的同源性较高,为98.4%。p BI-4CLi转染果与对照果相比,转染果的果皮红色变浅。进一步利用RT-PCR分析发现,p BI-4CLi转染果Fa4CL基因表达量明显低于对照果。分析果实花色苷含量发现,p BI-4CLi转染果的花青素糖苷和花葵素糖苷分别比对照果降低了93.5%和97.0%,差异均达到显著水平。【结论】RNA干扰载体转染草莓果实的结果证明Fa4CL成功沉默,Fa4CL基因与花色苷的合成关系密切。     

草莓AP2/ERF转录因子AD-cDNA文库的构建

【目的】探究AP2/ERF家族成员在果实成熟过程中发挥的作用。【方法】利用CTAB法提取栽培草莓(Fragaria×ananassa)品种‘越心’的果实RNA,逆转录第1链c DNA;根据AP2 DNA-binding domain序列信息利用CDART工具在Genbank中获得草莓中所有AP2/ERF家族成员的序列信息,设计基因编码区全长引物并获得所有家族成员全长序列;将AP2/ERF家族成员基因全长序列从测序载体p GEM-T easy转移至p GADT7载体上,转化至大肠杆菌并保存菌株,构建完整的AP2/ERF AD-c DNA文库;参照YeastmakerTMyeast transformation system2(Clontech)说明书,利用Dk PDC2启动子进行文库筛选和单一验证。【结果】从数据库获得了草莓(Fragaria×ananassa)基因组120个非冗余AP2/ERF家族成员基因全长序列,通过设计的7条引物将AP2/ERF家族成员基因全长序列从测序载体p GEM-T easy转移至p GADT7载体上,转化至大肠杆菌并保存菌株,构建了完整的AP2/ERF的AD-c DNA文库。利用已报道能与Dk ERF19互作的柿子基因Dk PDC2启动子对该文库进行酵母单杂交筛选,获得了2个草莓AP2/ERF家族成员Fa ERF#83和Fa ERF#87,且证明了两者均能与Dk PDC2启动子互作。【结论】成功构建了一个只含有草莓AP2/ERF转录因子全长序列的AD-c DNA文库,用Dk PDC2启动子进行筛选获得了Dk ERF19直系同源基因Fa ERF#87和同亚家族基因Fa ERF#83,证明了该文库的有效性,也为进一步研究潜在的AP2/ERF调控提供了手段。     

草莓LIM家族候选基因的鉴定及在非生物胁迫下的表达

利用NCBI、GDR数据库对草莓LIM家族候选基因在草莓基因组水平进行生物信息学分析,鉴定获得4个亚族37个候选LIM基因,其中9个来自森林草莓(Fragaria vesca L.),28个来自凤梨草莓(F. ananassa Duch.)。草莓LIM家族候选基因主要分布在细胞核;其密码子偏好性较弱,偏向使用以A/T结尾的同义密码子。FvLIM和FaLIM启动子序列上游2 kb区域包含大量激素及非生物胁迫响应元件。10%PEG、200 mmol·L-1 NaCl、4℃低温胁迫下,随着处理时间延长LIM家族候选基因在凤梨草莓‘红颜’中比森林草莓中上调趋势更明显。4℃低温处理下,森林草莓中以FvLIM5(12 h)和FvLIM7(24 h)上调最为明显,而凤梨草莓‘红颜’中以FaLIM25(12 h)和FaLIM18(24 h)上调最为显著,总体对低温响应较明显。实时荧光定量PCR分析结果表明,草莓LIM家族候选基因在不同组织中的表达量存在一定差异,在根和花中的表达量偏高。综合以上分析结果,预测草莓LIM家族候选基因可能在响应非生物胁迫以及根和花的发育中发挥重要作用。     

丛枝菌根真菌和糖醇螯合钙对草莓采后果实硬度和细胞壁酶活性及其关键基因表达的影响

以盆栽"红颜"草莓为试材,研究了摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)和糖醇螯合钙不同浓度(0.10%、0.15%、0.20%)处理对草莓采后果实硬度和细胞壁酶活性的变化,同时,初步探究了不同处理对草莓果实软化关键基因FaPG1、FaβGal4的表达水平的影响。结果表明,与对照相比,以糖醇螯合钙单独施用(0.15%和0.20%)、接种丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)配施糖醇螯合钙均能显著提高草莓果实硬度。同时,不同处理均抑制多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶甲酯酶(PME)、β-半乳糖苷酶(β-Gal)活性的上升,草莓果实软化关键基因FaPG1和FaβGal4在处理后均下调表达。以接种AMF联合施用0.20%糖醇螯合钙处理对果实硬度保持效果最好。     

不同品种和存储期对草莓果实硬度及糖度的影响

采用大区试验方法,分析‘鬼怒甘’、‘红颜’、‘章姬’3个草莓品种和4个存储期对果实硬度及糖度的影响。结果表明:草莓果实正常和未熟采收相比,果实顶端、中部、基部的硬度均显著降低,而糖度则相反;3个品种果实的硬度、大果和小果的硬度及糖度存在一定差异但不明显,3个品种不同果实部位的硬度各异,而且‘红颜’和‘章姬’品种差异显著;随着存放时间的增加,3个品种果实糖度差异不明显。并提出玉溪市草莓果实采收建议。     

越橘FWL/PLAC8家族基因特征及表达分析

以高丛越橘(Vaccinium corymbosum)大果型品种‘奥尼尔’和小果型品种‘蓝雨’为试材,测定花芽膨大与果实发育期间生长曲线及成熟果实的部分生理指标;开展包含PLAC8保守结构域的FWL(fruit weight like)基因全基因组鉴定与序列分析,并应用实时荧光定量PCR法检测VcFWL/PLAC8基因亚家族成员在花芽膨大与果实发育进程中的相对表达水平。结果表明:‘奥尼尔’果实单果质量与横径自S2期起均显著高于‘蓝雨’,其成熟果实中心室数、单果种子数及种子质量也显著高于‘蓝雨’果实。越橘VcFWL/PLAC8家族包含11个成员,分布于10条染色体上,结构分析显示这些基因均包含2~3个外显子。大部分VcFWL/PLAC8基因包含高度保守的结构域,聚类分析可将其分为3个亚家族,其中B和C亚家族成员间高度保守。qPCR分析表明A与C亚家族基因的表达模式和越橘花芽与果实发育进程中细胞增殖趋势一致,B亚家族基因的表达丰度较低,推测VcFWL/PLAC8基因可能通过不同的机制和途径参与调控果实的生长发育。     

两种不同肉色枇杷果实类胡萝卜素积累及合成相关基因的表达

以‘早钟6号'(黄肉)和‘白玉'(白肉)两类批把为材料,测定不同发育阶段果实果皮和果肉中类胡萝卜素含量,并对15个生物合成相关基因的表达进行了分析。随着果实发育成熟,β-胡萝卜素含量在黄肉‘早钟6号'果皮和果肉中增加,到成熟期达到最高值,分别为68.53和11.92μg·g~(-1)FW;在白肉的‘白玉'果皮中也呈增加趋势,到成熟期最高,为38.89μg·g~(-1)FW,但果肉中略有下降,从最初的0.47μg·g~(-1)FW降低至0.29μg·g~(-1)FW。两个品种果皮和果肉的β-隐黄质含量表现为持续增加,均在成熟期达到最高值。叶黄质含量在‘早钟6号'果皮中表现为下降,在果肉中则持续上升;在‘白玉'果皮中表现为先降后升,在果肉中变化不大,维持较低水平。‘早钟6号'进入转色期后,与‘白玉'相比,在果皮中的PSY和CYCB表达量较高,而在果肉中CYCB和BCH的表达量较高,提示批把不同发育阶段类胡萝卜素的积累主要受PSY、CYCB、BCH基因的共同调控。     

利用叶绿素荧光技术分析2个草莓品种的低温适应性

利用快速叶绿素荧光诱导动力学曲线分析技术及JIP-test分析,研究了4℃低温胁迫1、2、4、6 d对一季草莓‘红颜’和四季草莓‘圣安德瑞斯’光系统Ⅱ的影响,结合相对电导率和叶绿素含量分析2个草莓品种的低温适应性。结果表明:胁迫条件下K相可变荧光占F_J-F_o振幅的比例(W_k)无显著增加,PSII放氧复合体未受到伤害;但随低温胁迫时间延长2个草莓品种最大光化学效率(F_v/F_m)及性能指数(PI_abs)降低,发生光抑制;同时用于电子传递到Q^-_A以下的效率(ψ_o)和电子传递的量子比率(φ_Eo)也在降低;反应中心的数量(RC/CS_o),反应中心吸收、捕获的能量(ABS/RC、TR_o/RC)随胁迫时间延长大致呈增加趋势,但低于各自对照;‘圣安德瑞斯’虽在胁迫后期反应中心吸收的光能(ABS/RC)较‘红颜’多,但没有更多用于推动电子传递(ET_o/RC),而是通过热耗散(DI_o/RC)减轻对植株的伤害,相反‘红颜’反应中心数量增加后吸收的能量多用于推动电子传递;4℃低温下,2个草莓品种质膜透性相对稳定;与各自对照相比,‘红颜’叶片的各参数在低温胁迫后变化幅度缓于‘圣安德瑞斯’。快速叶绿素荧光动力学参数、相对电导率和叶绿素含量的比较结果显示,‘红颜’对低温的适应性优于‘圣安德瑞斯’。     

红花草莓‘莓红’花瓣花色苷积累及其MYB基因的表达分析

以红花草莓品种‘莓红’为研究材料,观察花瓣发育过程中色泽及花色苷变化规律,同时对4个发育时期花瓣进行转录组测序,基于相关性筛选花色苷合成途径的关键功能基因及转录调控因子,结果表明:(1)花瓣发育过程中,花色苷总含量呈先升后降趋势,且在半开期达到最高;(2)花色苷合成途径关键功能基因FaPAL、Fa4CL-1、Fa4CL-2、FaDFR、Fa3GT表达水平与花色苷含量正相关;(3)R2R3-MYB基因FaMYB6和FaMYB90与花色苷含量呈正相关;(4)Pearson相关性分析表明FaMYB6与FaPAL、FaDFR显著正相关,FaMYB90与FaPAL、Fa4CL-1、Fa4CL-2、FaDFR、Fa3GT极显著正相关,Fa MYB82则与上述5个结构基因之间均极显著负相关。综上,‘莓红’草莓花瓣发育过程中,花色苷积累引起花瓣颜色变红,FaMYB82、FaMYB6、FaMYB90可能通过调节FaPAL、Fa4CL、FaDFR和Fa3GT的表达来调控花瓣色泽形成。     

‘芙蓉李’糖转运蛋白家族基因鉴定及表达分析

基于‘芙蓉李’（Prunus salicina）基因组数据,采用生物信息学分析方法鉴定糖转运蛋白家族基因,并对其蛋白质理化特性、亚细胞定位、系统进化树、蛋白质保守结构域以及表达模式进行分析。共鉴定出49个该家族基因,根据保守结构域和系统发育分析将其分为7个亚家族。蛋白质介于313～948个氨基酸之间,预测定位于质膜或液泡膜;所有的蛋白都含有保守的糖转运体结构域（PF00083）,其中大多数含有12个跨膜螺旋。通过比对‘芙蓉李’果实发育过程的RNA-seq数据,对49个基因进行表达谱分析,其中15个在果实不同发育阶段差异表达;qRT-PCR分析表明,15个差异表达基因中有9个基因与果实葡萄糖和蔗糖含量显著正/负相关,其中1个肌醇转运蛋白亚家族基因（PsINT4）、1个糖转运蛋白亚家族基因（PsSTP11）、1个糖促进蛋白亚家族基因（PsSFP5）和1个液泡单糖转运蛋白亚家族基因（PsTMT1）在‘芙蓉李’果实发育过程中具有较高的表达量,可能在‘芙蓉李’果实发育和成熟过程中对糖分积累起重要作用。     

红花草莓新品种‘紫金红’

‘紫金红’是以‘红颜’为母本,‘03-01’(‘粉红熊猫’与‘硕香’实生的杂交后代)为父本经杂交选育而成的优质红花草莓新品种。花粉红色,花瓣重叠;果实红色,圆锥形,大小整齐,平均单果质量18.5 g;风味甜,可溶性固形物含量8.0%~13.7%;果实硬度中等(1.95 kg·cm-2)。中抗炭疽病,匍匐茎抽生能力强,适合鲜食观赏兼用。     

7个草莓品种的株高及结果数等生长特性分析

通过对半地下日光温室栽培的7个草莓品种的生育期及生物特性的观测和比较，结果表明：（1）‘甜查理’早熟性好，‘章姬’、‘红颜’和‘枥乙女’表现为晚熟；（2）株高最高的是‘章姬’，最低的是‘丰香’；（3）叶片数最多的是‘幸香’，最少的是‘美国2号’；（4）结果数最多的是‘幸香’，最少的是‘丰香’；（5）果梗长度最长的是‘枥乙女’，最短的是‘丰香’。     

草莓果实发育过程中糖代谢相关基因的表达分析

 为了分析草莓（Fragaria × ananassa Duch.）果实发育过程中可溶性糖积累与相关基因表达量的关系,以‘杜克拉’草莓7个发育时期的果实为试材,利用实时荧光定量RT-PCR的方法,分析果实发育中蔗糖转运蛋白及糖代谢关键酶（酸性转化酶、蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶）4个基因的表达量以及可溶性糖含量的变化趋势。结果表明,蔗糖、葡萄糖和果糖含量随着果实发育都呈逐渐增加的趋势,尤其蔗糖积累与果实成熟的关系较密切。随着果实发育,蔗糖磷酸合成酶基因表达量呈逐渐增加的趋势,尤其在果实发育的后期增加较快;蔗糖合成酶和酸性转化酶基因表达量除了白熟期和转色期外,呈逐渐降低的趋势;蔗糖转运蛋白基因表达量呈先升后降,降后又升的变化趋势,尤其在白熟期前急剧增加。结合可溶性糖和基因变化趋势分析表明,蔗糖转运蛋白和蔗糖磷酸合成酶在草莓果实发育过程中发挥着重要的作用。     

优质抗病草莓新品种‘申琪’

‘申琪’是以‘红颜’为母本、‘章姬’为父本杂交育成的优质抗炭疽病草莓新品种。株形半开张,长势强旺,早熟稳产,果实长圆锥形或长窄楔形、整齐度好,第Ⅰ、Ⅱ级序果单果平均质量26.0 g,果形指数1.53;果面鲜红、富光泽,果肉浅红色,肉细、汁液多、适口性佳,香气浓,可溶性固形物含量10.5% ~ 13.0%。较抗草莓炭疽病,中抗灰霉病;繁苗易,适合上海及长江流域地区促成栽培。     

不同栽培模式下草莓脱毒苗与常规苗对生长和结果影响的比较

以‘红颜’‘章姬’2个草莓品种脱毒苗和常规苗为试材,比较脱毒苗与常规苗在植物学生长特性和果实抗病性方面的表现,以期为上海地区草莓优质种苗的繁育、母苗选择、育苗方式的选择提供科学指导。结果表明:脱毒苗在炼苗期叶片病虫害发生率控制在0%~6%。在相同栽培模式下,‘红颜’脱毒苗的生长势较常规苗株高、冠径、单株匍匐茎和单株花序分别增加了8.40 cm、1.70 cm、1.75条、1.77个;‘章姬’脱毒苗的生长势较常规苗株高、冠径、单株匍匐茎和单株花序分别增加了3.89 cm、0.74 cm、1.60条、1.10个。同时‘红颜’脱毒苗定植后果实病害发生率从常规苗的17.33%降低到脱毒苗的2.66%;‘章姬’脱毒苗定植后果实病害发生率从常规苗的13.33%降低到0%。不同栽培模式下繁苗,‘红颜’脱毒苗在单层X支架式栽培下生长势较单层单列式栽培模式下株高、冠径和单株匍匐茎数目分别增加了6.10 cm、2.48 cm与2.77条。‘红颜’‘章姬’脱毒苗比常规苗在繁苗期生长势更旺盛,‘红颜’脱毒苗在生产时期果实病害发生率比常规苗极显著性降低,‘红颜’脱毒苗采用常规地垄式栽培比立架栽培植株生长势和繁苗率高。     

草莓新品种‘京桃香’

‘京桃香’草莓由‘达赛莱克特’与‘章姬’杂交育成。果实圆锥形或楔形,一、二级序果平均单果质量31.5 g,最大果质量49.0 g。果面红色,有光泽,果肉具有浓郁黄桃香味,可溶性固形物含量9.5%,维生素C含量0.788 mg · g-1,还原糖含量5.2%,可滴定酸含量0.67%,果实硬度1.73 kg · cm-2。北京地区日光温室条件下1月中旬成熟。耐贮运。     

5–氨基乙酰丙酸缓解‘红颜’草莓盐胁迫伤害的时间效应研究

为了明确外源5–氨基乙酰丙酸(5-ALA)缓解草莓盐胁迫伤害的适宜处理时间,比较了不同时间点添加外源5-ALA缓解植物盐胁迫伤害的效应,发现在100 mmol·L-1 Na Cl处理前5 d、处理同时或处理后3 d分别用10 mg·L-1 5-ALA溶液浇灌‘红颜’草莓根际,前5 d预处理的效果最佳,喻示着5-ALA的预防效应高于治疗效应。进一步于盐处理前5、10、15和20 d分别用5-ALA溶液根灌草莓苗,发现提前20 d预处理的效果最好,说明至少在20 d以内提前预处理越早,越有利于缓解盐胁迫对草莓苗的伤害。试验观察到,5-ALA缓解草莓盐胁迫伤害主要表现为:(1)缓解盐胁迫导致的草莓叶片叶绿素含量以及叶绿素b/a比值下降;(2)诱导盐胁迫下草莓叶片和根系抗氧化酶活性上升,缓解由盐胁迫导致的超氧阴离子生成速率加快;(3)有利于PSⅡ–PSⅠ之间电子传递,提高光能吸收、捕获、传递效率,减少热耗散,提高光合性能指数;(4)缓解盐胁迫对草莓植株生长的抑制作用,提高植株整体,特别是根系的生物学产量。     

樱桃李鲜食新品种‘森果佳人’

 樱桃李新品种‘森果佳人’是从新疆野生樱桃李（Prunus cerasifera Ehrh.）种质资源迁地保存圃（山东胶州）自然授粉实生后代中选育而来。果实近圆形,平均单果质量15.5 g,最大18.0 g。果实底色黄色,果面着红色,有果粉。果肉黄色,细腻多汁,可溶性固形物含量16.3%,总糖166.4 mg · g^-1 FW,总酸2.42 mg · g^-1 FW,甜酸适口,风味浓。果核小,离核。树体开张,早实丰产。在青岛胶州地区7月下旬果实成熟,果实发育期95 d。