柑橘4种砧木幼苗对铜过量胁迫的生理响应与耐受性差异

为探究不同柑橘砧木的铜过量胁迫耐性差异，分析砧木铜过量胁迫的生理响应，试验选用4种常用的柑橘砧木枳、资阳香橙、红橘和沙田柚180 d实生苗为材料，用1.5（对照）、7.5、37.5、187.5和937.5 μmol • L-1的CuSO4溶液进行处理。结果显示，高浓度CuSO4处理导致叶绿素含量和光合能力下降，叶片细胞相对电导率和MDA含量值显著上升；SOD、POD酶活性上升；高浓度下，砧木对K、P、Ca、Mg、Fe、Mn和Zn营养元素的吸收和转运下降。高CuSO4处理导致砧木叶片黄化脱落，根系褐变短小，生长受阻，严重时死亡。不同砧木对CuSO4过量胁迫耐受性差异明显，枳最先出现新叶失绿、老叶落叶、生长量下降和光合等生理指标下降，随后依次为沙田柚、红橘和资阳香橙。主成分分析和隶属函数综合分析显示，资阳香橙对铜过量胁迫耐性最强，红橘其次，沙田柚再次，枳对铜过量胁迫最敏感。     

桑树脱落酸生物合成相关基因的鉴定及转录表达分析

【目的】9-顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)、醛氧化酶(AAO)和玉米黄质环氧化酶(ZEP)在脱落酸(abscisic acid,ABA)间接途径合成中发挥主要调节作用,它们是ABA合成相关基因。以桑树栽培品种嘉陵40号(Morus atropurpurea Roxb.)果实为材料,测定其发育过程中ABA的含量,分析桑椹成熟过程中ABA合成相关基因的转录表达、ABA及其合成抑制剂对果实发育的影响,为研究ABA在桑椹成熟和衰老过程中的作用机制提供基础数据。【方法】根据从单倍体川桑(Morus notabilis Schneid.)基因组数据库(http://morus.swu.edu.cn/morusdb)下载的ABA合成相关基因序列,对其DNA及推导的氨基酸序列进行分析。使用RNAiso Plus(Ta Ka Ra)提取总RNA。以c DNA为模板,利用real-time PCR方法检测不同时期和不同处理桑椹中ABA合成相关基因的转录表达差异。利用高效液相色谱法,测定桑椹发育过程中的ABA含量。【结果】在川桑基因组数据库筛选鉴定到6个ABA合成相关基因:1个Mn AAO、2个Mn ZEP和3个Mn NCED。Mn NCED1-3氨基酸序列高度保守,聚类分析表明它们与双子叶果树NCEDs序列同源性较高,与单子叶植物同源性较低;转录分析表明它们在叶中转录水平相对高于其他组织,在根中最低。其中Mn NCED2和Mn NCED3在根、皮、冬芽、雄花、叶中的转录水平较高。随着果实的发育,ABA含量在转色期开始逐渐上升。外源ABA处理后,桑椹脱落率升高,而氟啶酮(fluridone)可以抑制桑椹的脱落。Mn NCED1-3在果实发育中后期的转录水平较高,与ABA含量的升高相一致,而Mn AAO和Mn ZEP1-2在中后期下调。离体桑椹经ABA处理后,Mn NCED1、Mn AAO和Mn ZEP1的转录水平直到第4天才出现上调,Mn NCED3在第3天和第4天被上调,Mn ZEP2一直上调;氟啶酮处理后Mn NCED1和Mn ZEP2的转录表达量只在第1天和第3天被下调,Mn AAO和Mn ZEP1只在第4天升高,Mn ZEP1只在处理后第1天被下调,Mn NCED2在ABA和氟啶酮处理后均被下调。【结论】从桑树中获得了6个ABA合成相关基因Mn AAO、Mn ZEP1—Mn ZEP2和NCED1—Nc ED3,Mn NCEDs在果实发育中后期的转录表达相对较高,并与ABA的含量变化相一致,可能对ABA的合成起主要调控作用,外源ABA处理能够促进桑椹的成熟和脱落,氟啶酮处理能够抑制桑椹的成熟和脱落。     

涂膜与袋装处理对黄皮果实贮藏品质的影响

以海南"大鸡心"黄皮为材料,研究了1.5%壳聚糖涂膜、PE保鲜袋装(0.02mm厚)以及1.5%壳聚糖涂膜+PE袋处理对采后黄皮果实贮藏品质的影响。结果表明,与对照相比,1.5%壳聚糖涂膜、PE保鲜袋装、1.5%壳聚糖涂膜+PE袋装处理能够减缓果实失重率和果皮褐变指数的上升,延缓可溶性固形物、可滴定酸和维生素C的降解,抑制丙二醛含量的增加,保持果实贮藏品质。其中1.5%壳聚糖涂膜处理的保鲜效果最好,PE保鲜袋装处理次之,1.5%壳聚糖+PE袋装处理的保鲜效果最差。     

3种杀菌剂采前喷果实对清家脐橙果实品质及落果的影响

为了研究不同杀菌剂对重庆地区脐橙果实品质和采前落果的影响,以清水为对照,采前每月采用咪鲜胺(550mg/L)、双胍三辛烷基苯磺酸盐(500mg/L)和抑霉唑(500mg/L)等3种杀菌剂单用或复配喷布清家脐橙果实一次,共喷3次,最后一次喷布距采收约1个月,调查落果率和分析果实品质。结果表明,3种杀菌剂单用或复配使用均能减少采前落果,提高果面亮度、黄色度,对果实内质无不良影响,农药残留量远远低于国家标准中最大残留限量值。3种杀菌剂混合处理提高果实品质和减少落果的综合效果最好。     

桑树类黄酮3–O–葡萄糖基转移酶基因的鉴定及主效基因功能分析

根据同源比对,从川桑(Morus notabilis)基因组数据库(morus.swu.edu.cn/morusdb/)中鉴定类黄酮3–O–葡萄糖基转移酶基因(MaUFGT)家族成员。采用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)分析MaUFGT在桑树各组织和发育期的表达水平。随着果实发育成熟,MaUFGT1、MaUFGT2和MaUFGT3的表达模式相似,均呈上升趋势;在从顶芽依次向下不同叶位中,3个UFGT基因表达呈现先降低后升高,再降低又升高的趋势;在幼茎皮层和托叶中大量表达,幼茎表皮和木质部、叶柄中表达量较低,有的甚至不表达。MaUFGT2的表达量在3个基因中都是最高的,推测其是该基因家族的主效基因。从桑树品种‘嘉陵40’成熟果实中克隆了UFGT2基因,命名为MaUFGT2,登录号KP455729.1。其c DNA全长为1 386 bp,编码461个氨基酸,推测蛋白质分子量约为51 k D。序列比对结果发现所编码蛋白在不同物种间保守性不高。将MaUFGT2克隆到p ET-28a(+)原核表达载体后在大肠杆菌BL21(DE3)中进行诱导表达,表达产物经SDS-PAGE分析显示,融合蛋白大小约为55 k D,主要以包涵体形式表达,在上清液中也有少量表达。MaUFGT2蛋白经纯化和复性后,最后通过高效液相色谱(HPLC)分析该蛋白的酶活性,结果表明,体外酶活性鉴定MaUFGT2能够催化UDP葡萄糖转移至槲皮素形成槲皮素3–β–D–葡萄糖苷,验证了其具有糖基转移酶的功能。     

桑树ASR基因的克隆及表达特征分析

ASR(ABA-stress-ripening)基因家族广泛参与植物对逆境胁迫的响应过程,并对植物的生长发育及果实成熟等起着重要调控作用。根据川桑(Morus notabilis)基因组数据库中的ASR基因序列设计引物,在杂交桑品种桂桑优62的幼苗中克隆得到一个ASR基因,命名为Ma ASR(Gen Bank登录号:KP636800.1)。Ma ASR编码区全长399 bp,编码132个氨基酸,蛋白质等电点5.20,分子质量32.18 k D。以果叶兼用多倍体桑品种嘉陵40号不同发育成熟期的桑椹为材料,通过实时荧光定量PCR分析显示Ma ASR在果实成熟发育早期的表达量较高,在后期的表达量较低。以桂桑优62幼苗为材料进行实时荧光定量PCR分析的结果表明:Ma ASR在茎和叶中的表达量较高,在根部的表达量最低;幼苗经脱落酸(ABA)、甘露醇处理后根部的Ma ASR表达水平上调,经钨酸钠处理抑制了Ma ASR在根和叶中的表达,经蔗糖与葡萄糖处理使Ma ASR在根和叶中的表达水平上调。推测Ma ASR基因参与桑树果实发育和成熟的调控以及幼苗的生长发育,而且能够响应ABA和甘露醇以及糖类等非生物因子的诱导。     

不同柑橘砧木对锰过量胁迫的耐受性及生理响应

  【目的】  土壤pH影响土壤锰 (Mn) 有效性,酸性土壤易出现Mn过量问题,我国柑橘主要分布在南方红黄壤区,柑橘园酸性或强酸性土壤比例高,柑橘园土壤Mn过量较普遍。为此,我们研究了4种柑橘砧木对Mn过量胁迫的耐受性和生理响应,以期为Mn过量土壤上适宜砧木的选择提供依据。  【方法】  选用枳、资阳香橙、红橘和沙田柚4种常用柑橘砧木苗为材料,采用蛭石与珍珠岩1∶1的基质进行了营养液栽培试验,营养液中Mn处理包括0.01 (对照)、0.05、0.25、1.25和6.25 mmol/L 5个浓度。观察砧木苗的生长反应和中毒症状,处理60天时,测定叶绿素含量和光合参数;处理67天终止处理,测定砧木苗生长量、生物量、过氧化物酶活性、营养元素含量等生理生化指标,并用隶属函数对砧木过量锰的耐受性进行综合评价。  【结果】  柑橘砧木苗出现锰中毒的症状为叶片失绿,出现褐色坏死斑点;根量变少,呈现褐色斑点。4种砧木苗均在Mn 0.25 mmol/L处理时出现Mn中毒症状,其中枳最先出现症状且最严重,资阳香橙最迟出现症状且最轻;4种砧木在Mn 0.05 mmol/L处理时即出现Mn过量胁迫,表现为地上部和地下部鲜重和干重显著下降,根冠比升高 (红橘除外)、叶绿素含量下降、净光合速率降低、气孔开度下降、胞间CO₂浓度上升。Mn过量 (> 0.05 mmol/L) 胁迫使4种砧木叶片细胞膜受损,相对电导率和MDA含量上升;清除活性氧的SOD和POD活性上升,CAT活性下降。Mn过量胁迫影响柑橘砧木的营养元素吸收和转运,叶片和根系Mn含量上升,但随Mn胁迫浓度升高,Mn从根系到叶片的迁移率先降低后升高;Mn过量胁迫使砧木叶片K、P、Ca、Mg、Fe、Zn元素含量下降,根系K、P、Fe、Zn含量上升而Ca、Mg含量下降。  【结论】  不同砧木对Mn过量胁迫耐受性存在明显的差异,综合评价耐性强弱顺序为:资阳香橙 > 沙田柚 > 红橘 > 枳,高锰土壤的柑橘园可选用资阳香橙做砧木以减轻锰害。     

桑椹瘿蚊生物学特性及其化学防控

为探索桑椹瘿蚊Cotarina sp.生物学特性,并进行有效地化学防控,通过调查桑椹瘿蚊的发生期,观察并记录其各部分形态特征,同时统计了乐果对桑椹瘿蚊的防治效果,并采用高效气相层析法测定了成熟桑椹中乐果的残留量。结果表明:桑椹瘿蚊为完全变态昆虫,经历卵、幼虫(休眠体)、蛹、成虫4个阶段,每年3月开始羽化为成虫,成虫不取食桑椹,可存活2~4 d,雌雄成虫傍晚交配,产卵于桑椹小果中,卵经6~7 d孵化为幼虫,幼虫从果柄中心取食桑椹,导致桑果局部畸形(干瘪)、早熟;幼虫经历3个龄期,老熟幼虫弹跳入土,形成休眠体进行越夏越冬,翌年2月化蛹。喷洒乐果乳剂1 000倍稀释液后,桑椹虫害率由83.3%降低到15.0%,被害桑椹虫口密度下降了89.3%;经高效气相色谱法分析,乐果残留量仅为0.75 mg/kg,低于国际标准,表明乐果对桑椹瘿蚊的防治效果较好。     

桑树多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白基因MaPGIP1的克隆及功能分析

多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(PGIP)是一种特异性结合和抑制真菌内切多聚半乳糖醛酸酶(endo-PG)活性的细胞壁结合蛋白。采用RT-PCR从嘉陵40(Morus atropurpurea Roxb.)果实中扩增PGIP基因c DNA,利用生物信息学的方法分析其编码蛋白的结构和功能。结果表明,嘉陵40PGIP开放阅读框全长1017 bp,编码338个氨基酸残基,被命名为MaPGIP1。MaPGIP1蛋白分子量37.9 k D,等电点为为6.65,信号肽为N端26个氨基酸残基,具有4个潜在的N-糖基化位点。MaPGIP1蛋白的核心区域由9个串联的LRRs基序组成。原核表达产物经SDS-PAGE分析,MaPGIP1蛋白以包涵体形式出现,Western blot证实了重组蛋白的特异性,经过Ni-NTA柱纯化和分步透析复性后获得可溶性蛋白,该蛋白能部分抑制果桑肥大性菌核病菌(Ciboria shiraiana)PG(Cs PG)活性,其最适pH值为4.5~5.0,最适温度30℃。抑菌试验结果表明,MaPGIP1蛋白在果桑肥大性菌核病菌菌丝侵染油菜叶片过程中具有一定的抑制效果。     

沃柑果实春夏季留树保鲜品质变化研究

2018—2021年连续4年对沃柑进行留树保鲜试验，在1—6月每月采集和分析其果实品质，调查统计温度、降雨、落果、枯水和浮皮等情况。结果显示：沃柑留树保鲜期间，春季温度回升导致果面褪红转黄，果实持续生长，6月中旬单果质量、横径和纵径分别比1月增加29.2%～40.4%、7.6%～9.8%和7.5%～11.5%；果实可溶性固形物含量在2—3月出现第1个高峰（13.03%～15.97%）,4月新梢生长和开花阶段则下降，5月开始上升，6月中旬又超过2—3月水平；化渣性评分（0～100分）在80分以上，其中3月评分最高；可食率和出汁率无显著变化，但果皮硬度、果肉硬度、可滴定酸和维生素C在留树保鲜期间下降，6月中旬比1月分别降低21.3%～23.9%、15.8%～45.1%、28.4%～53.2%和27.2%～45.4%；喷布杀菌剂可高效防治真菌感染落果，留果约1/2对翌年产量无显著影响。沃柑果实留树保鲜至6月中旬品质优良，可填补夏季优质柑橘市场空缺。