柿属植物叶绿体蛋白质编码基因密码子用法

为给后续柿属植物叶绿体基因工程研究提供基础,利用Codon W、CUSP、SPSS软件对5个柿属植物叶绿体基因组中的55条蛋白质编码基因序列进行密码子使用模式分析。结果显示,柿属植物叶绿体基因组密码子第3位碱基GC含量为26.9%~27.8%,有效密码子数在49.58~50.18之间,密码子偏好性较弱;柿叶绿体基因组不同位置的有效密码子数不同,取值范围为32.36~59.64;中性绘图分析和ENC-plot绘图分析结果表明,柿叶绿体基因组的密码子偏好性主要受选择的影响;通过高频密码子和高表达优越密码子分析相结合的方法,筛选出23个柿属植物最优密码子,且这些密码子主要以A和U碱基结尾。     

基于柿雌雄花芽转录组测序的SSR和SNP多态性分析

为深入开发柿SSR和SNP分子标记,进而推动柿品种鉴定和遗传多样性等研究,以‘禅寺丸’柿的雌雄花芽转录组序列为基础,对SSR和SNP位点进行发掘。结果表明:转录组测序获得了154 741条unigene,其中有38.49%unigene在数据库中得到注释。利用MISA软件进行SSR位点的搜索,共得到44 304个SSR,包含83种重复基元,其中以A/T类型为主的单核苷酸重复所占的比例最高(20 006个,占47.63%),其次是以AG/CT类型为主的二核苷酸重复(16 055个,占38.23%),再次是以AAG/CTT类型为主的三核苷酸重复(5 402个,占12.87%)和以AAAG/CTTT类型为主的四核苷酸重复(500个,占1.19%)。在转录组得到的unigene中共发现SNP 405 685个,发生频率为1/253bp。6种单核苷酸变异中,转换类型发生频率显著高于颠换类型,转换类型中的C/T(31.51%)和A/G(31.41%)发生频率最高,在颠换类型中A/T发生频率最高。柿SSR和SNP的位点是非常丰富的,可为柿遗传图谱构建、遗传多样性和亲缘关系研究提供丰富的基础数据信息。     

柿野生雄性资源调查及其遗传多样性研究

柿（Diospyros kaki Thunb.）雄性种质资源非常稀缺,系统收集和梳理国内外现有雄性资源,阐明其遗传多样性并揭示其与主栽甜、涩柿品种及近缘种的亲缘关系,对雄性种质资源的高效利用有重要意义。在全国范围内开展柿野生种质资源调查,在湖北、广西、江苏等地发现野生雄性种质资源共计90余份。利用15对SSR引物对47份柿完全雄性资源、2份雄全同株资源和11份中国雌雄同株资源进行遗传多样性分析,以67份完全雌性资源、38份日本资源（其中包括25份雌雄同株资源）以及28份近缘种为对照。结果表明：15对引物共获得144个等位基因和316个基因型,平均每个引物获得9.60个等位基因和21.07个基因型,其中位点ssrDK11/DQ097479 遗传变异程度最高。从地理分布来看,柿雄性资源在适生的野外山区普遍存在,其中湖北木兰山来源的雄性资源遗传多样性最高,陕西省来源的雄性资源遗传多样性最低。UPGMA和ME聚类方法分别将193份资源分为16组和12组,两种聚类结果反映的总体规律类似：（1）各来源地间的野生雄性资源存在着一定程度的遗传隔离;（2）湖北木兰山野生雄性资源被分为遗传关系较远的两类,一类与江西、江苏、湖南野柿及‘火晶’等主栽涩柿品种和‘耀县五花柿’等雌雄同株涩柿品种亲缘关系较近,另一类与云架山雄性资源和罗田甜柿（包括‘甜宝盖’）亲缘关系较近;（3）大部分日本来源的柿资源可被单独聚为一类。     

柿性器官败育及相关基因的表达

为描述柿Diospyros kaki性器官败育现象,以中国林业科学研究院经济林研究开发中心原阳试验基地10年生的雌雄同株柿品种‘禅寺丸’‘Zenjimaru’为研究对象,通过制作石蜡切片结合外部形态变化,同时利用实时定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）技术对6个性别分化相关基因进行表达模式分析,对柿花芽分化过程中的性器官败育的关键时期及分子调控机制进行了研究。结果表明:柿雌花中的雄蕊原基和雄花中的雌蕊原基均在4月中旬发生败育。此时,顶端着生雌花的枝条长为5.0~6.0 cm,着生雄花的枝条长为6.0~8.0 cm,雌花芽长约1.0 cm,雄花芽长为1.0~2.0 cm。除了4月5日和4月8日外,ANT和LYK3基因在其他发育阶段均差异显著（P < 0.05）且在雌花芽中的表达量明显高于雄花芽,而AP2和ABCC10基因则是在雄花芽中的表达水平显著高于雌花芽（P < 0.05）。在4月5日和4月14日（性器官败育关键时期）,基因BI-1在雌花芽中的表达量分别是雄花芽的1.5倍和2.0倍,而在其余阶段,其表达量分别是雄花芽的97.5%,89.2%和83.9%,推测BI-1作为一种雄性器官细胞凋亡抑制基因,间接促进柿雄花芽的发育。建议对树体进行正常的修剪、施肥等常规处理的同时,在4月中旬花器官原基败育之前对树体进行相应激素的喷施,以调控柿花性别,培育雄性种质。     

河南省柿种质资源的遗传多样性

【目的】对河南省柿种质资源的遗传多样性进行分析,揭示河南省柿种质资源的遗传多样性程度,分析不同资源之间的亲缘关系,并进行种质资源鉴定,判断同名异物和同物异名品种。【方法】以柿近缘种君迁子、油柿、浙江柿、美洲柿、金枣柿及柿变种野柿共计9份材料作为对照,从已发表的柿属植物 SSR 引物中,筛选出多态性较高的,对来自河南省不同地区的柿主栽品种(18份)、农家品种(55份)及野生资源(20份),共计93份资源进行遗传多样性分析。【结果】利用17对 SSR引物对102份材料进行 PCR扩增,共得到159个不同的 DNA片段(即条带),平均每对引物9.35个,范围为5～14个,扩增条带最多的引物有2对,分别来自位点 ssrDK11/DQ097479和ssrDK14/DQ097482,最少的来自位点8125/DC592401;所得到的所有条带均具有多态性;共得到508个谱带类型(即带型),平均每对引物29.88个,范围为8～53个,最多的引物对来自位点 ssrDK11/DQ097479,而最少的则来自位点5553/DC585710;特异带型总数为267个,平均每对引物15.71个,范围为2～37个,最多的依然来自位点ssrDK11/DQ097479,最少的同样是5553/DC585710;特异带型比率73.68%～25.00%;种质鉴定率1.96%～36.27%;多态性信息含量(PIC)平均为0.8397,范围是0.4667～0.9647; Shannon信息指数(I)平均为2.6586,范围为1.1121～3.5967;平均观察杂合度( Ho )为0.7774,范围是0.1471～0.9608。综合对比,ssrDK11/DQ097479、ssrDK14/DQ097482和mDp17/EF567410这3个位点遗传变异程度最高。主坐标分析与聚类分析结果基本一致：柿及其近缘种彼此之间具有明显的遗传差异;柿种下所有资源单独聚为一大类,能够与近缘种区别开;与其他近缘种相比,美洲柿与柿的亲缘关系相对较远。扩增的位点可鉴别所有供试资源,并可判断部分同名异物或同物异名品种。【结论】河南省柿种质资源遗传变异程度较大,杂合程度高,具有较高水平的遗传多样性;本研究所用方法可有效应用于柿种质资源鉴定。     

脱涩处理后不同涩柿品种果实鲜食品质的比较

【目的】对不同品种的涩柿果实鲜食品质进行综合评价,评选出综合性状优良的涩柿品种,通过对比六倍体和九倍体涩柿的鲜食品质,探讨倍性对柿果实品质的影响,旨在为柿良种选育和柿产业发展提供参考。【方法】采用CO_2脱涩法,对95个涩柿品种的硬果进行处理,然后对各品种果实的脱涩难度及口感风味进行评价。在此基础上,筛选易脱涩且口感风味佳的品种,分别对其果实鲜食特性,即表型指标、内在营养指标以及耐储性等指标进行综合比较。【结果】果实易脱涩的品种68个,较易脱涩的品种21个,难脱涩的品种6个,且不同品种涩柿果实经脱涩后鲜食的口感风味具有丰富的多样性。筛选出具有代表性的品种6个,包括3个中国六倍体品种‘三原鸡心黄’‘七月早’‘中柿1号’,以及3个日本九倍体品种‘平核无’‘大平核’和‘刀根早生’。3个九倍体品种的果形指数较小,果型属于扁果形,且其果皮色泽较为亮丽,外观指标整体优于六倍体品种。6个品种果实经脱涩处理后可溶性固形物含量均有所下降,其中‘中柿1号’果实的可溶性固形物、总酚、黄酮等有效成分的含量最高,但其最不易脱涩,且易褐化,耐储性最差。3个九倍体品种在果实总酚、黄酮和单宁含量方面显著高于六倍体品种‘三原鸡心黄’和‘七月早’,但其矿质元素含量较低。九倍体品种果实更易脱涩,脱涩后不易褐化,耐储性较好。【结论】不同涩柿品种果实脱涩难度和鲜食风味品质不同,九倍体品种在果实外观品质、内在营养品质及耐储性等方面均有一定优势,适合作为良种进行推广。     

河南省柿主产区土壤重金属污染及其生态风险分析

  目的  探讨河南省柿Diospyros kaki主产区土壤重金属污染及其生态风险,为评价土壤环境安全状况以及防治重金属污染提供科学依据。  方法  从安阳、济源和三门峡等3个柿主产区的90个柿园采集了450个土壤样品,测定砷、汞、铅、镉、铬和铜等6种重金属元素的质量分数。采用污染负荷指数(I_PL)、综合潜在生态风险指数(I_R)和生态风险预警指数(I_ER)对柿园土壤重金属污染及生态风险进行评价。  结果  在河南省柿主产区,土壤砷、汞、铅和铜质量分数的平均值分别为背景值的1.26、2.01、1.86和1.64倍。柿园土壤汞表现为中度污染,砷、铅和铜轻度污染,镉和铬无污染。在河南省柿主产区,土壤砷、汞、铅和铜受到人类活动影响较大,其中砷主要是受农业生产活动的影响,汞、铅和铜则受工业活动影响较大。在河南省柿主产区,I_PL、I_R和I_ER平均值分别为1.08、136.95和2.33,呈现轻度污染、轻微风险和轻度预警等级。济源产区污染最为严重,生态风险等级和预警等级均为最高,I_PL、I_R和I_ER分别达1.32、154.10和3.79;13.33%的果园处于中度或重度污染状态,33.33%的果园处于中等或较强潜在生态风险等级,66.67%和26.67%的果园分别呈现中度和重度预警。在河南省柿主产区,6种重金属中汞的单因子污染指数(C_F)、潜在生态风险指数(I_R)和污染生态风险预警等级(I_ER)均最高,分别为2.01、80.31和1.01。  结论  汞是河南省柿主产区土壤重金属生态风险等级和预警级别最高的重金属元素。济源产区柿园污染水平、潜在生态风险程度与生态风险预警等级在3个产区中最高,均达到中等水平。图2表8参30     

小果甜柿果实转录组的SSR、SNP和InDel特征分析

【目的】对小果甜柿果实转录组中的SSR、SNP和InDel位点进行分析,为开发中国甜柿特异性分子标记、早期鉴定和遗传多样性分析奠定基础。【方法】以中国甜柿传统小果类型种质为材料,在果实发育的5个时期采样,抽提RNA,采用MISA和GATK3软件对小果甜柿果实转录组进行SSR、SNP和InDel位点特征分析。【结果】在小果甜柿果实转录组中共发现42 427个SSR位点,分布于26 928条unigenes上,发生频率为31.52%;在重复基元类型中,单碱基重复数量最多,六碱基重复最少,其中出现频率最高的基元为A/T,占总SSR数量的40.91%;各类型重复基元的重复次数集中在5～20次,SSR序列长度介于10～74 bp。共检测到1 070 614个SNP位点和167 924个InDel位点,其中SNP位点平均每kb出现11.46个,InDel位点平均0.556 kb出现1个,且均以含1个位点的unigenes数最多。【结论】小果甜柿转录组中SSR、SNP和InDel位点丰富,具有潜在较高的多态性,有助于后续中国甜柿特异性分子标记的开发。     

美国黑莓快繁技术研究

采用组织培养方法对美国黑莓主要栽培品种进行培养。通过试验,筛选出一种高效防褐化剂和几种适宜的芽诱导、增殖及生根培养基。并且实验达到了黑莓工厂化育苗的技术要求,为黑莓优良品种提供了快速繁殖的新技术。     

杜仲不同器官含胶率的差异及其相关性分析

为了确定杜仲高产胶优良无性系选择的指标,采用选择典型样株和随机取样的方法对杜仲果实、树皮和叶片内含胶率进行全面分析比较.研究结果表明:不同产地、不同变异类型以及不同无性系的各器官杜仲胶含量由高到低的顺序均为果实>树皮>叶片;不同变异类型果实含胶率是叶片含胶率的4.34~4.89倍;不同产地果实含胶率是叶片含胶率的3.79~5.47倍;不同无性系果实含胶率是叶片含胶率的2.98~6.75倍;杜仲果实内杜仲胶的开发利用潜力远远大于杜仲叶.果园化栽培是今后杜仲综合利用的主导栽培模式,利用杜仲果实提取杜仲胶是今后杜仲胶产业化发展的最主要途径之一,也是今后杜仲培育技术重点研究的技术领域.