基于SLAF-seq技术鉴定苹果砧木耐涝候选基因

【背景】苹果（Malus×domestica Borkh）是我国主要栽培果树树种之一,但部分苹果产区由于夏、秋季的大量集中降雨和排水不良等造成果园涝害频繁发生,导致苹果树叶片黄化、脱落,果实品质和产量下降。【目的】鉴定苹果耐涝相关基因,为苹果耐涝分子标记辅助育种和优质高产栽培提供依据。【方法】以耐涝苹果砧木G41和不耐涝苹果砧木新疆野苹果（M. sieverii (Ledeb) Roem.）及其构建的包含495个F₁杂交后代为材料,从F₁杂交群体中挑选出耐涝和不耐涝株系各50株,构建两个极端性状DNA混池,采用简化基因组测序（SLAF-seq）技术,开发SLAF标签和SNP标记,结合苹果基因组信息和遗传关联性分析,对苹果耐涝基因进行定位及候选基因预测,并对候选基因在耐涝差异的株系中进行淹水胁迫下的表达分析。【结果】以‘金冠’苹果为参考基因组,共开发119 072个SLAF标签,其中多态性SLAF有11 133个。通过序列分析和检测SNP位点,共获得6 237 071个SNP,其中高质量SNP有170 617个。通过ED和SNP-index方法关联分析,获得一个与耐涝性状紧密关联的候选区域,位于苹果第10号染色体1.94—3.25 Mb,关联区域大小为1.31 Mb,关联区域内包含120个基因。对该区域内基因进行功能注释,发现一个与呼吸代谢相关的基因—乙醇脱氢酶基因ADH1（MD10G1014500）,在淹水处理后1、2、4和6 d,该基因在耐涝植株中的表达量显著高于不耐涝植株。【结论】将苹果耐涝基因定位于第10号染色体1.94—3.25 Mb处,筛选到可能与苹果耐涝相关的候选基因MD10G1014500,可用于苹果耐涝基因的克隆和功能解析。     

基于声振信号对称极坐标图像的苹果霉心病早期检测

为实现苹果早期霉心病较高精度的检测，该研究采用对称极坐标法（Symmetrized Dot Pattern，SDP）将苹果声振信号变换为雪花图，然后采用AlexNet、VGG16和ResNet50卷积神经网络以迁移学习方式深度挖掘SDP雪花图像的特征信息，将其输入到支持向量机（Support Vector Machine，SVM）分类器，对霉心程度≤7%的苹果进行检测。研究结果表明，当时间间隔系数为25和角度放大因子为50°时，健康果与早期霉心果声振信号的SDP图形状特征差异最大，在此条件下获取的SDP图经卷积神经网络AlexNet、VGG16和ResNet50提取特征并构建了不同核函数的SVM霉心果检测模型，在各类SVM模型中，ResNet50-SVM-gaus（高斯基）模型用相对较少的训练时间和参数量可取得训练集霉心果较高分类准确率，经超参数优化训练该模型对健康果和早期霉心果测试集不平衡样本（10∶1）的总体分类准确率达到96.97%，平均查准率、平均查全率、平均加权调和均值、Kappa系数和马修斯相关系数值分别为80.19%、90.36%、86.21%，82.54%和82.68%，该模型不仅对多数类的健康果保持较高分类准确率，而且对少数类的早期霉心果也具有较高判别能力。这些研究结果为声振法应用于果蔬内部病害的早期在线检测系统研发提供了技术支撑。     

不同基质对苹果幼树生长发育及叶片生理特性的影响

本研究旨在筛选出适合苹果幼树栽培的基质配方。以2年生富士芽苗为试材,采用玉米秸杆、园土、草炭土、珍珠岩和牛粪为基质原料,研究不同基质配方对苹果幼树的生长、生物量、根系形态特性和叶片生理特性等参数的影响。研究结果表明:T3(园土:草炭土:牛粪:珍珠岩=2:3:1:1)和T4(园土:玉米秸秆:牛粪:珍珠岩=2:3:1:1)基质最佳,其理化性质理想,栽培的苹果幼树生长量(苗高、茎粗、新梢长、新梢粗、地上部干物质重)、根系发育情况(根系总长、根表面积、根体积、根尖数)和叶片生理特性(净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO_2浓度)等指标都显著高于对照,根冠比和根平均直径则显著低于对照。因此,腐熟后的玉米秸杆完全可代替草炭土在苹果幼树容器栽培中使用,T4基质可作为培育苹果容器大苗的优良基质在生产上推广应用。     

静压损伤对苹果呼吸强度、品质及香气的影响

为探讨苹果贮运中的损伤机理,以"嘎啦"苹果为试材,将其做模拟损伤处理后,装入PE保鲜袋中于20℃下贮藏,研究静压损伤对苹果呼吸强度、贮藏品质以及香气成分的影响。结果表明,随着贮藏时间的延长,静压损伤导致苹果果实呼吸强度上升,硬度、可溶性固形物及可滴定酸含量下降,褐变度及MDA含量明显增加,同时导致果实香气中酯类、醇类、醛类、酸类和烯类物质种类增加,并且贮藏前期(0~5 d)酯类、醇类、醛类和酸类物质的相对含量高于未损伤果实,后期(7 d以后)低于对照。由此可见,静压损伤会使果实品质迅速下降,同时降低贮藏后期果实的风味。研究结果为静压损伤对苹果品质及香气成分的影响提供了理论依据。     

Characterization and pathogenicity of six Cytospora strains causing stem canker of wild apple in the Tianshan Forest,China

Cytospora species are capable of causing destructive cankers of stems belonging to a wide range of woody plant species. In severe cases, cankers may lead to dieback of twigs and branches. Little is known about the Cytospora species causing canker disease of wild apple (Malus sieversii) trees in the Wild Fruit Forest Reserve in Tianshan Forest, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China. In this study, six Cytospora isolates belonging to two species were isolated from cankerous lesions of wild apple twigs. Based on multi‐locus phylogenetic analysis using three DNA markers (ITS, tef1‐α and tub2) and morphological characterization, these isolates were identified as Cytospora mali and Cytospora parasitica. Temperature trials (15, 20, 25 and 30°C) showed that the optimal growth temperature for six isolates was 25°C. At a variety of temperatures, C. mali isolates tended to grow faster than isolates of C. parasitica, with the C. mali isolate, EGI1 performing better than others with regard to growth rate. Morphological observations showed that these species exhibited a single locule without conceptacles, and the conidia length was 3–5 μm. In vitro inoculation trials of twigs and leaves of M. sieversii seedlings revealed that the C. mali isolates were highly virulent phytopathogenic fungi, whereas the C. parasitica isolates were less virulent. The isolate EGI1 was the most virulent isolate among the six isolates. This paper presents the first report of pathogenic Cytospora spp. of the M. sieversii Tianshan Wild Fruit Forest Reserve of Yili, Xinjiang in China. It will aid in the understanding of how apple tree cankers are induced and provide disease management guidelines for M. sieversii forest conservation.     

GC-MS结合保留指数分析白柠檬油挥发性成分

本文综述了果蔬多酚的分类、成分、含量、抗氧化作用和机理，展望了其发展空间和市场前景，以期为果蔬多酚的应用和开发提供参考。     

苹果砧木枝条主要输导组织解剖特征与矮化性的关系

【目的】研究苹果砧木枝条主要输导组织解剖特征与矮化性的关系,探讨苹果砧木致矮关键部位。【方法】以不同矮化性的M系苹果砧木植株为试材,以MM106为对照,采用常规石蜡切片法,研究苹果砧木1年生枝各组织尤其是主要输导组织解剖特征与矮化性的关系。【结果】对于苹果砧木1年生枝横截面上不同部位的木质部,导管密度大小顺序均表现为近髓部中部近皮部,导管面积均表现为近皮部与中部差异不显著,但二者显著大于近髓部;M系苹果矮化砧木1年生枝的周皮厚度、皮层厚度、髓部半径、筛管面积均小于或显著小于对照,而导管平均密度、木质部厚度/枝条半径、近皮部导管面积/筛管面积、中部导管面积/筛管面积、近髓部导管面积/筛管面积、导管平均面积/筛管面积均大于或显著大于对照。【结论】对于苹果砧木1年生枝的木质部,从近皮部到近髓部,离髓部越近,导管密度越大、面积越小;M系矮化砧木1年生枝木质部发达,韧皮部生长较弱,M系苹果矮化砧木的致矮关键部位可能是韧皮部。     

外源ABA对苹果砧木叶片解剖结构 及内源激素含量的影响

通过光镜和透射电镜分别观察外源脱落酸（ABA）处理下楸子（Malus prunifolia）、平邑甜茶（M. hupehensis）和新疆野苹果（M. sieversii）叶片解剖结构及叶绿体超微结构的变化，利用扫描电镜和酶联免疫法分别研究ABA处理对叶片气孔特征及其内源激素含量的影响。结果表明：与对照相比，ABA处理下楸子、平邑甜茶和新疆野苹果的叶厚分别减少了7.93%、0.25%和0.81%，栅栏组织厚度分别减少了31.43%、8.53%和4.99%（P＜0.05），海绵组织厚度分别增加了10.34%、6.14%和5.63%（P＜0.05），叶肉组织结构疏松度（SR）分别增加了19.59%、6.55%和6.50%。ABA处理下楸子和平邑甜茶的栅栏组织/海绵组织厚度比值（P/S）及叶肉组织结构紧密度（CTR）较对照显著减少（P＜0.05），其中，P/S值分别下降37.86%和13.82%，CTR分别下降25.46%和8.29%，而新疆野苹果的P/S值和CTR下降但不显著。此外，ABA处理下楸子和平邑甜茶的上表皮细胞厚度较对照分别增加了5.82%和6.43%，新疆野苹果的较对照减少了26.23%（P＜0.05）；楸子和新疆野苹果的下表皮细胞厚度较对照增加了12.09%和14.21%（P＜0.05），平邑甜茶的较对照减少了12.56%。平邑甜茶和新疆野苹果叶片上下角质层厚度较对照显著增加（P＜0.05），而楸子的变化不显著。在ABA诱导下，3种砧木的气孔密度、气孔大小（长度×宽度）及其开口度和开张比均不同程度地下降，其中，楸子的较对照分别下降了3.62%、7.12%×19.59%、67.60%和86.66%，平邑甜茶的分别下降了3.50%、4.99%×20.65%、32.42%和58.24%，新疆野苹果的分别下降了8.54%、0.92%×12.06%、20.37%和16.35%。ABA处理下3种砧木叶片细胞中叶绿体的数量变少，类囊体结构排列疏松，叶绿体上的淀粉粒趋于变小。外施ABA使3种砧木叶片内源ABA和玉米素核苷（ZR）的含量极显著增加（P＜0.01），其中楸子ABA和ZR含量比对照分别增加30.83%和13.31%，平邑甜茶的分别增加62.40%和45.28%，而新疆野苹果的分别增加了37.07%和17.06%。楸子和新疆野苹果叶片的吲哚乙酸（IAA）和赤霉素（GA）含量无显著变化，而平邑甜茶叶片的IAA及GA含量比对照分别增加了62.62%和20.62%（P＜0.01）。总之，在ABA处理下，3种苹果砧木的叶片组织解剖结构和气孔特征都发生旱生性结构变化，叶肉细胞中淀粉粒趋于变小，叶片内源ABA和ZR水平增加显著，而IAA和GA水平变化因基因型不同而存在差异。     

中国不同地区‘富士’苹果品质评价

【目的】确定‘富士’苹果核心品质指标,建立‘富士’苹果品质综合评价模型。【方法】从河北、河南、辽宁、宁夏、山东、山西、陕西、新疆等8个苹果主产省（区）68个市（县）的代表性果园采集176份‘富士’苹果样品进行品质测定,共测定单果重、带皮硬度、去皮硬度、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量、维生素C含量、山梨醇含量、葡萄糖含量、果糖含量、蔗糖含量、甜度、固酸比、糖酸比、甜酸比等15项指标。通过主成分分析和聚类分析法确定‘富士’苹果核心品质指标,运用层次分析法确定指标权重,采用灰色关联度法建立‘富士’苹果品质综合评价模型。【结果】不同产区间‘富士’苹果品质指标存在差异性,新疆‘富士’苹果硬度、维生素C含量、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、山梨醇含量、果糖含量、蔗糖含量、甜度值等8项品质指标均高于其他省（区）‘富士’苹果。维生素C含量、山梨醇含量、蔗糖含量和甜酸比的变异系数均大于30%,可溶性糖含量的变异系数最小（仅为9.8%）。‘富士’苹果某些品质指标间存在极显著的相关性,可滴定酸含量与固酸比、糖酸比之间相关系数分别为-0.844、-0.854,果糖和甜度值之间相关系数达0.963,固酸比与糖酸比之间相关系数为0.941。通过主成分分析和聚类分析,确定单果重（X₁）、去皮硬度（X₂）、可滴定酸含量（X₃）、固酸比（X₄）和果糖含量（X₅）为‘富士’苹果核心品质指标。通过灰色关联度法建立了‘富士’苹果品质综合评价模型Y=0.2601X₁+0.1378X₂+0.0819X₃+0.2601X₄+0.2601X₅。【结论】单果重、去皮硬度、可滴定酸含量、固酸比和果糖含量为‘富士’苹果核心品质指标,以其建立的评价模型可用于‘富士’苹果品质的综合评价。