基于果实品质与EST-SSR标记的刺梨居群遗传多样性分析及核心种质构建

通过分析评价野生刺梨(Rosa roxburghii Tratt.)资源居群遗传多样性和遗传结构,同时构建核心种质,为刺梨资源的保护和发掘利用提供科学依据。本研究利用10对EST-SSR引物和9个果实品质性状指标对收集的12个刺梨自然居群(共102份种质)的遗传多样性及遗传结构进行分析,同时结合原贵州省32份初级核心种质,采用位点优先取样策略进一步构建西南地区核心种质。结果表明,黔西(QX)居群拥有最高的Shannon信息指数I=0.6965,基因多样性指数h=0.3935,多态位点百分率p=84.62%;而古丈(GZ)居群则无论在分子数据还是表型数据都表现为遗传多样性最低;AMOVA分析表明刺梨居群内遗传变异在87%以上,居群间基因流Nem在3.5以上、平均Nei’s遗传距离(GD)0.223。构建的19份核心种质等位基因保留率和稀有等位基因保留率均为100%,能够代表原种质的遗传多样性。西南地区野生刺梨的遗传变异主要发生在居群内,居群间具有基因交流频繁、Nei’s遗传距离小等特点,构建的19份核心种质从等位基因保留率、稀有等位基因保留率及地理分布均能够较好地代表原种质的遗传多样性。自然居群以黔西(QX)居群遗传多样性最高。因此,野生刺梨的保护策略可采用就地保护黔西(QX)居群与迁地保护19份核心种质相结合的方法进行。     

刺梨的生物学特性与栽培技术

在试验研究的基础上 ,对刺梨的生物学特性与栽培技术进行了总结 ,报道了刺梨的生长与结果习性和生态适应性、主栽品种、育苗及栽培技术     

贵州砂梨种质资源遗传多样性的ISSR分析

【目的】探明贵州砂梨种质资源遗传多样性及亲缘关系,为其保护与利用提供理论依据。【方法】采用ISSR标记技术,对贵州59份砂梨种质资源的遗传多样性及遗传结构进行分析。【结果】16条ISSR引物共扩增出155个位点,其中126个是多态性位点,多态百分率为81.29%。POPGENE分析结果表明,贵州砂梨种质资源具有一定的遗传变异(在物种水平上Ne=1.418 0,H=0.251 1,I=0.381 6;在区域品种群上Ne=1.300 2,H=0.177 1,I=0.266 7),以黔西南地区和毕节地区遗传多样性最高,且亲缘关系最近。【结论】贵州砂梨种质资源具有丰富的遗传多样性,区域品种群的较高遗传分化可能与地理隔离以及人为干预等因素有关。ISSR标记可有效揭示贵州砂梨种质资源的遗传多样性、分化程度和亲缘关系,研究结果对梨种质资源的保护利用和遗传改良有重要意义。     

刺梨有机酸组分及抗坏血酸含量分析

 【目的】明确刺梨有机酸各组分及抗坏血酸含量。【方法】以‘贵农5号’为材料,采用HPLC方法分析刺梨有机酸组分以及不同器官内、果实发育和采后贮藏过程中主要有机酸各组分及抗坏血酸含量的变化。【结果】刺梨果实中主要含有苹果酸、乳酸、酒石酸、柠檬酸、草酸和琥珀酸6种有机酸组分和较高含量的抗坏血酸;不同器官有机酸含量分析发现,根主要含乳酸和酒石酸,茎和叶中乳酸含量较高,而花中主要积累琥珀酸。果实发育过程中各有机酸组分均不同程度表现出先升高后降低趋势,而抗坏血酸含量则一直呈增加态势;成熟果实内,抗坏血酸含量显著高于任一种有机酸组分,约占总酸量的67%;6种有机酸组分中,苹果酸含量最高（约占有机酸总量的53%）。研究还发现,不同贮藏温度对刺梨果实有机酸含量有较大影响。【结论】从有机酸组分分析,刺梨是一种以苹果酸为主要有机酸的果实类型,但抗坏血酸的含量高于所有有机酸组分的总量。这种高抗坏血酸含量特点是刺梨果实独特的营养标志。     

利用CTAB法从刺梨中提取核酸的效果分析

高质量DNA和RNA的获得是进行分子标记、基因克隆、分子杂交等分子生物学实验的基础.从植物组织中提取核酸的方法较多,针对不同植物主要有SDS法、CTAB法、异硫氰酸胍法等[1].刺梨作为原产于我国的一种新兴果树,近年来对其种质遗传多样性及特殊、珍稀性状的分子生物学研究逐渐受到重视.     

三种植物生长调节剂对刺梨果实维生素C积累及其代谢基因表达的影响

维生素C又称抗坏血酸(L-ascorbic acid,AsA),在植物生长发育、逆境响应及信号转导等过程中发挥着重要作用,其合成、积累受多种生物及非生物因子调节。为探索植物生长调节剂调控果实AsA积累的作用机制,本研究以贵农5号刺梨(Rosa roxburghii)为材料,采用离体喂饲结合田间喷施的方法研究了芸苔素内酯(brassinolide,BR)、茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)和赤霉素(gibberellin 3,GA3)3种外源生长调节剂对刺梨果实AsA积累及其相关代谢基因表达的影响。结果表明,无论是离体喂饲或田间喷施处理,外源BR均显著提高刺梨果实中AsA含量,而MeJA和GA3处理的刺梨果实AsA含量则显著低于对照,且随着时间的延长AsA含量递减。进一步的qRT-PCR分析表明,3种外源植物生长调节剂对AsA代谢基因表达的影响不尽相同。离体喂饲BR对刺梨果实中参与AsA合成途径基因(包括GDP-L-半乳糖磷酸化酶(GDP-L-galactose phosphatase,GGP),L-半乳糖-1-磷酸磷酸酶(L-galactose phosphatase,GPP),L-半乳糖脱氢酶(L-galactose dehydrogenase,GDH),L-半乳糖-1,4-内酯脱氢酶(L-galactono-1,4-lactone dehydrogenase,GalLDH),D-半乳糖醛酸还原酶(D-galacturonic acid reductase,GalUR)和肌醇加氧酶(Myoinositol oxygenase,MIOX))及还原过程的基因(脱氢抗坏血酸还原酶(Dehydroascorbate reductase,DHAR)和单脱氢抗坏血酸还原酶(Monodehydroascorbate reductase,MDHAR))均有不同程度的上调作用,尤其是对GGP的作用最为明显(24 h后上调约5倍),并且这种效应在田间喷施时也是一致的,表明BR可以通过上调AsA合成和还原过程从而促进刺梨果实AsA的积累。在离体条件下,GA3对GGP、GalLDH和DHAR基因的表达在24 h后有一定程度的上调,其余代谢基因均呈现出下调趋势。同时MeJA对GDP-甘露糖-3′,5′-差向异构酶(GDP-mannose-3′,5′-epimerase,GME)、GalUR和抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)等基因的表达在24 h后也有一定程度的上调作用,其余代谢基因表达不一;田间喷施验证发现GA3不仅下调合成途径基因的表达,还对分解基因抗坏血酸氧化酶(asorbate oxidase,AAO)基因具有上调作用,而MeJA处理显著抑制刺梨果实中AsA积累,对其合成途径基因的表达影响不一,且对氧化分解基因未有影响。总体上,这两种外源植物生长调节剂处理下的基因表达与AsA积累之间并未呈现明显一致的规律。本研究揭示了不同外源生长调节剂对果实AsA积累具有不同的效应,对于探索植物激素参与AsA合成或积累的调控机制提供了基础资料。     

贵州柿地方品种果实品质及发育动态研究

【目的】探明贵州柿地方品种果实和品质生长发育动态,鉴选优良柿地方品种。【方法】以惠水盘柿等9个贵州地方柿品种为材料,分析其果实外观(单果质量、可食率、果实纵径、果实横径、果形指数、果实形状、果皮颜色)和内在品质(可溶性固形物、可溶性总糖、可滴定酸、糖酸比、维生素C、总单宁、缩合单宁和可溶性单宁含量),参照《柿种质资源描述规范和数据标准》,利用"合理满意度"方法,对贵州柿地方品种进行优选与评价;并以惠水盘柿为例,研究果实发育过程中各指标的动态变化。【结果】(1)贵州柿地方品种外观类型多样,单果质量较大,水城牛心柿、水城磨盘柿、兴义磨盘柿和关岭盘柿单果质量都在200g以上,达到特级果标准;惠水盘柿为一级果。(2)贵州柿地方品种内在品质优良,岑巩糯柿的可溶性固形物和可溶性总糖含量最高,分别为23.54%和11.51%,适合用作加工柿饼。脱涩后,各柿果的可滴定酸、维生素C、总单宁、可溶性单宁含量均下降,可溶性总糖、缩合单宁、可溶性固形物含量均上升。(3)惠水盘柿、兴义磨盘柿、岑巩糯柿、水城牛心柿和关岭盘柿的"合理满意度"均高于0.56,属于表现优异的类型。(4)惠水盘柿的果实纵径、果实横径与单果质量生长发育动态呈"双S"曲线,具有同步增长的趋势;维生素C含量呈现先升高后下降的趋势;可溶性总糖含量随果实的生长而增加;总单宁含量呈不断下降趋势;缩合单宁含量则不断上升。【结论】惠水盘柿、兴义磨盘柿、岑巩糯柿、水城牛心柿和关岭盘柿为贵州优良地方柿品种;惠水盘柿的果实发育呈现双"S"型曲线,其最佳采收期为花谢后140d。     

柑橘果实成熟特异基因CsPMEI/InvI的克隆与序列分析

果实成熟特异基因对于调控果实成熟及其品质形成具有重要的作用。在前期获得柑橘Citrus果实成熟特异基因片段的基础上,以纽荷尔脐橙Citrus sinensis Newhall成熟果实为试材,应用RT-PCR和RACE技术,分离获得果实成熟特异基因的cDNA全长序列,命名为CsPMEI/InvI,GenBank登录号:KC198084;生物信息学分析表明:该基因全长945 bp,包含618 bp完整的开放阅读框,编码205个氨基酸,其编码的蛋白质分子式为C977H1568N296O282S10,相对分子量为22.29 kDa,理论等电点为9.84,属于InvI/PMEI（转化酶抑制子/果胶甲酯酶抑制子）家族成员,含有该家族严格保守的Cys残基,存在1个cAMP和cGMP-蛋白激酶磷酸化位点、3个蛋白激酶C 磷酸化位点、2个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点和3个N-酰基化位点,其二级结构主要以-螺旋为主。CsPMEI/InvI基因的分离为进一步研究柑橘果实的成熟机制提供了基础。图7表1参28     

肥水耦合对柑橘产量和品质的影响

以椪柑为试材,研究了水肥(N、P、K)耦合对柑橘产量和果实品质的影响。结果表明:与传统的肥料干施相比,肥水耦合能显著提高柑橘产量,对增加果实大小也有一定的积极作用;对改善品质方面,肥水耦合对增加柑橘果实糖和维生素C含量也较为明显。     

钙、钙调素在刺梨果实发育过程中的含量变化研究

为探讨Ca2 、CaM在刺梨果实发育过程中的含量变化,以贵农5号优系为试材,测定其果实发育过程中Ca2 和CaM的含量及可溶性总糖、还原糖、维生素C的含量.结果表明:刺梨果实发育过程中,Ca2 含量前期高后期低,呈逐渐下降的趋势;CaM含量呈波动状态,在果实发育的中前期,与果实发育状况之间成相互响应的曲线变化;果实发育的后期,CaM含量处于较高的水平,与此期可溶性总糖、还原糖、维生素C的高水平相对应.本文还对Ca2 、CaM在刺梨果实发育的不同阶段可能的调控机理进行了讨论.