板栗赤霉素缺陷型短雄花序芽变的初步鉴定及CmGID1基因的表达分析

 利用赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯利和吲哚乙酸分别涂抹板栗短雄花序,结果显示仅赤霉素能够抑制短雄花序顶端的细胞程序性死亡,并在一定程度上恢复短雄花序的伸长生长。通过RT-PCR扩增方法,从板栗短雄花序芽变和正常雄花序cDNA中克隆出赤霉素受体基因GID1部分序列。测序及序列分析结果表明：克隆的cDNA片段为786 bp,所推导的氨基酸序列与杨毛果GID1氨基酸序列有91%的同源性,与陆地棉、蓖麻GID1均有85%的氨基酸序列同源性。经氨基酸序列功能分析,推测该GID1序列是板栗有编码功能的赤霉素受体基因,命名为CmGID1（GenBank登录号为HQ651231）。实时荧光定量PCR结果显示,从花序萌发至花药萌发前期,除其中一个时期（5月23日）外,芽变短雄花序CmGID1的表达量均高于正常雄花序;在花序的快速生长期,芽变短雄花序CmGID1表达量显著高于正常雄花序（P < 0.01）;且赤霉素处理后恢复生长的短雄花序CmGID1表达量显著降低（P < 0.01）。综合试验结果,初步揭示了该短雄花序为一个赤霉素缺陷型突变体。     

不同类型苹果矮化砧木抗旱评价与基因表达分析

干旱是影响我国苹果(Malus×domestica)生产的主要逆境因素之一,砧木的抗旱能力直接影响着树体的生长发育、产量及果实品质的形成。本研究以平邑甜茶(Malus hupehensis var.pingyiensis)基砧分别嫁接7种苹果矮化砧木(GX,CG24,M26,M9-T337,SH1,SH6和SH40)盆栽苗为试材,持续干旱胁迫处理40 d,通过测定植株生长、叶片蒸腾速率、净光合速率等相关指标,利用平均隶属函数法综合分析了各矮化砧木的抗旱性。结果显示,7种苹果矮化砧木抗旱性依次为:SH6SH40M9-T337SH1M26CG24GX。进一步对比分析强抗旱砧木SH6与不抗旱砧木GX显示,SH6中4种抗氧化酶(氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD),抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX),过氧化氢酶(catalase,CAT)和脱氢抗坏血酸还原酶(dehydroascorbate reductase,DHAR))活性及其合成关键基因表达水平均高于GX,表明抗氧化能力是砧木抗旱性形成的重要构成。该研究结果为苹果抗旱矮化砧木应用与抗性分子育种提供了理论参考。     

偏最小二乘回归在苹果土壤养分与果实品质关系的研究与应用

[目的]阐明土壤养分的多重复共线性诊断方法,为果树的多自变量和多因变量间关系的回归模型建立提供依据.[方法]2010-2011年对我国苹果产区51个县153个乔砧‘富士’苹果园的土壤养分和果实品质调查分析,首先应用回归过程对土壤养分进行复共性诊断,然后用偏最小二乘回归方法分析影响果实品质因素的不同土壤养分权重和筛选主要土壤养分因子.[结果]土壤养分含量间的条件数为61.31,并且土壤pH与有效钙和铁的相关系数分别为0.82和-0.824,不同养分含量间存在复共线性;土壤有机质、全氮、有效氮、有效磷、有效钾、有效铁、有效锌和有效硼对果实品质有正的效应载荷和权重,而有效钙和pH对果实品质影响有负的载荷和权重;采用变量投影重要性方法获得了影响不同果实品质因素的主要土壤养分因子的大小顺序,影响果实质量的土壤养分大小顺序为土壤有效钙、氮、有效铁、有效磷、有机质和有效硼,果实可溶性固形物含量主要受土壤有效硼、有机质、有效铁、pH和有效磷影响.[结论]该研究为果树多自变量、多目标关系研究和土壤养分对果实品质影响的分析等提供分析方法和理论依据.     

SH系矮化中间砧对‘富士’苹果树体生长、产量和果实品质的影响

2009年春季定植不同类型SH系矮化中间砧(SH1、SH3、SH6、SH9和SH40)苹果苗(宫藤富士/SH系砧木/平邑甜茶),株行距为1.5 m×5.0 m,纺锤形整形修剪,常规管理。2016年调查树体生长、冠层光照分布和果实产量品质的差异,为苹果矮化砧木的筛选利用提供参考。研究结果表明,栽植第8年(2016年),各中间砧嫁接树体的砧穗干周比无显著差异;SH1和SH6中间砧嫁接的树体最矮,SH40最高且冠幅最大;树体干周直径由高到低依次为:SH40、SH3、SH9、SH6和SH1;各中间砧嫁接树体总枝量均超过140万条·hm~(-2);SH6嫁接树体短枝比例最高,树势中庸;SH3和SH9短枝比例最低。各中间砧嫁接树体冠层平均相对光照强度由高到低依次为SH3(72.88%)、SH6(70.85%)、SH9(65.51%)、SH1(62.23%)和SH40(61.82%),SH6嫁接树体相对光照强度小于30%和40%的区域最小,仅为2.08%和4.17%。比较各中间砧树体连续稳产4年的结果情况,SH6嫁接树体4年(2013—2016年)累计产量最高且稳产性最好,SH1产量较低,SH9稳产性较差。各中间砧嫁接树平均单果质量由高到低依次为SH40 SH6 SH9 SH3 SH1。不同中间砧嫁接树果实不同类型糖含量和比例存在显著差异;而总酸含量、不同类型酸的含量(除草酸外)和比例差异不显著;SH6嫁接树果实糖酸比显著高于SH1、SH3和SH9。综合树体的生长和结果能力,SH6为中间砧嫁接‘富士’表现较好。     

板栗野生和芽变雄花序赤霉素合成关键酶基因比较分析

为探明芽变雄花序赤霉素含量降低的分子机制,对板栗野生和芽变雄花序赤霉素合成关键酶基因古巴焦磷酸合成酶(CPS)、贝壳杉烯合成酶(KS)、贝壳杉烯氧化酶(KO)、贝壳杉烯酸氧化酶(KAO)、赤霉素20-氧化酶1(GA20ox1)和赤霉素3-氧化酶1(GA3ox1)的cDNA序列,以及KO基因DNA序列进行了比对,结果表明:两类花序中KO基因在开放阅读框的872、1 115和1 150bp存在3处碱基差异,分别造成了氨基酸由Glu、Tyr和Tyr突变为Gly、Phe和His,最终导致了跨膜区的改变,且发现cDNA上碱基突变是由DNA的碱基差异造成的。推测KO基因的这种突变导致板栗短雄花序性状。     

环渤海湾和黄土高原‘富士’苹果园土壤养分与果实矿质元素关系的多变量分析

探讨中国环渤海湾和黄土高原两大苹果产区土壤养分对‘富士’苹果果实矿质元素含量的影响及相互关系,为两大苹果产区提高果实矿质元素含量的果园合理施肥等提供理论依据。2010—2011年分别在中国环渤海湾和黄土高原两大苹果产区各选择22个县,每县3个果园,共计132个乔砧‘富士’苹果园,对每个果园的土壤养分和果实矿质元素含量进行调查和分析,比较两大产区土壤养分、果实矿质元素含量的差异,应用偏最小二乘回归方法筛选不同产区影响果实矿质元素含量的主要土壤养分因子,线性规划求解优质果实矿质营养丰富的土壤养分含量优化方案。结果表明:环渤海湾产区的土壤碱解氮、有效磷、钙、铁和锌含量极显著高于黄土高原产区,而土壤pH和有效钾含量显著低于黄土高原产区;环渤海湾产区‘富士’果实氮、磷含量显著高于黄土高原区,而钙、铁和锌含量则显著低于黄土高原产区。黄土高原产区土壤有效铁、环渤海湾产区土壤有效硼含量分别与果实中的铁、硼呈显著和极显著相关。环渤海湾产区影响果实钙含量的主要土壤养分因子的大小顺序为土壤有机质、全氮、有效锌、有效硼、有效铁和有效钾,土壤有效锌对果实钙有最大的正效应系数,而土壤有效硼和全氮负效应系数较大;黄土高原产区对果实钙含量影响的主要土壤养分因子的大小顺序为土壤有效磷、有效锌、有机质、有效铁和有效钾,土壤有效锌、铁对果实钙含量有较大的正效应系数。线性规划求解出两大苹果产区果实矿质元素含量丰富的土壤养分优化方案。环渤海湾苹果产区增加果实钙含量的主要土壤养分管理措施为降低土壤全氮、碱解氮含量,提高土壤有效钾、铁、锌含量,维持较高的土壤有机质含量(17.7 g·kg~(-1)以上);黄土高原产区则为提高土壤有机质、有效锌含量,降低土壤全氮、碱解氮含量,保持适宜的土壤有效磷、钾含量。     

草莓果实中七次跨膜受体蛋白生物信息学及时空表达特征分析

以草莓为试材,基于拟南芥(Arabidopsis thaliana)、人(Homo sapiens)和家鼠(Mus musculus)等数据库信息,采用同源比对方法,结合ClustalX 2.0序列比对及MEGA 5.0系统进化树分析,对草莓基因组中7TMR的基础生物信息进行了分析。结果表明,草莓基因组中含有84个7TMR,包括23个亚家族。半定量RT-PCR分析表明,该家族全部成员中有33个成员随果实发育表达量明显上调,17个成员表达量明显下调;Real-time PCR分析进一步确认,部分7TMR成员的基因表达与果实发育及成熟过程的整个进程有着密切的关系。此外还发现,草莓中7TMR家族中含有一类特殊的亚家族蛋白,该亚家族与人和家鼠中的脂联素受体高度同源,表明草莓中7TMR存在着非G-蛋白偶联信号转导途径。草莓中类似脂联素受体亚家族ADIPOR包含5个成员,对这5个成员的时空表达和刺激应答进行了分析,发现其中某些成员不仅与果实发育进程关系密切,且对糖信号应答,暗示着该类蛋白在草莓果实发育和成熟调控中可能起着重要作用。     

SH6矮化中间砧‘富士’苹果不同树形对树体生长和果实产量、品质的影响

【目的】探讨矮化中间砧‘富士’(宫藤富士/SH6/平邑甜茶)苹果3种不同树形(自由纺锤形、V字形和篱壁形)的树体生长和果实产量、品质的差异,为矮化中间砧苹果的早果、优质最佳树形选择应用提供理论依据。【方法】以2010年春季定植的3年根1年干SH6矮化中间砧‘富士’成品苗(宫藤富士/SH6/平邑甜茶)为试材,单位面积种植株数相同,分别为自由纺锤形(2 m×4.5 m)、V字形(1.5 m×6 m)和篱壁形(3 m×3 m)3种方式建园,自栽植后分别采用相应的树形修剪方法,连续6年调查不同树形SH6矮化中间砧‘富士’苹果树体生长、枝类组成及果实产量、单果重、固酸比等品质指标。【结果】不同树形SH6矮化中间砧‘富士’苹果树体生长和果实产量、品质存在较大差异。自栽植后第3年开始,不同树形的树体总枝量和覆盖率开始呈现显著差异,自由纺锤形树体总枝量和覆盖率最大,V字形次之,篱壁形最小;3种树形的枝类组成差异不显著。种植后第4年初结果和5—6年结果期的单株产量和累计产量均为自由纺锤形最高,显著高于V字形和篱壁形;自由纺锤形果实的平均单果重最大,V字形最小;各树形果实的果形指数、可溶性糖含量、可滴定酸含量、固酸比和果肉硬度均无显著差异。【结论】SH6矮化中间砧‘富士’苹果树采用自由纺锤形树形与V字形和蓠壁形相比,具有幼树生长快、成形早、总枝量高、枝类组成合理,结果早、稳产丰产、大果比例高、果实单果重高等特点。自由纺锤形是苹果矮砧规模化生产的适宜树形。     

五个SH系矮化中间砧对‘富士’苹果树体生长、产量和品质的影响

【目的】探讨SH不同系号中间砧对宫藤富士苹果幼树生长、早果性、果实产量和品质的影响,为苹果矮化砧木的评价、筛选和合理选择提供理论依据和应用建议。【方法】以2009年春季定植的3年根1年干的矮化中间苹果成品苗(宫藤富士/SH1、SH3、SH6、SH9和SH40/平邑甜茶)为试材,株行距为1.5 m×5.0 m,细纺锤整形修剪,栽植第2年开始,连续6年调查分析SH不同系号中间砧对宫藤富士苹果树体生长、果实产量和品质的影响。【结果】SH不同系号中间砧对宫藤富士苹果树体生长、果实产量和品质的影响存在较大差异。SH6树体最小,树体干周粗度显著小于其他系号,SH3和SH40的干周粗度显著大于其他系号;SH6树体新梢年生长量在栽植7年内均最低,SH3树体新梢年生长量先高后低;各系号总枝量无明显差异,但枝类组成差异较大,SH6树体树势中庸,树体短枝比例最高(63.81%),长枝比例最小(7.80%)。栽植第4年各系号树体开始有产量,SH3、SH6、SH9和SH40四个系号树体3年累计单株产量超过75 kg,4个系号间无显著差异,但均显著高于SH1系号树体;SH6产量连续稳定性最好,SH9产量稳定性最差;SH6树体果实产量在树冠不同部位的分布最均匀,表现突出;各系号果实大果率(单果重200 g的果实占总产量的比例)由高到低依次为:SH40SH6SH3SH9SH1。各系号树体果实的平均单果重、果形指数和果实硬度均无显著差异;SH6树体果实的果形指数的变异系数最小,果实果形一致性最好;SH6果实可溶性固形物含量和固酸比显著优于其他4种中间砧。【结论】SH6作为中间砧嫁接宫藤富士与其他系号相比,具有树体小、新梢平均长度小、短枝比例高、枝类组成合理、产量稳定、果实品质优等特点。     

4种矮化砧木对再植苹果幼树生长、产量和品质的影响

【目的】连续4年调查研究再植条件下4种矮化自根砧（G935、G41、G11和M9-T337）对‘宫藤’富士苹果幼树树体生长、早果性和产量及品质的影响,评价并筛选适宜北京地区再植使用的苹果矮化自根砧木,为我国老龄低效苹果园再植更新提供技术支撑。【方法】2016年春,刨除6年生苹果树（宫藤富士/SH6/圆叶海棠）,未进行土壤改良,在原行内重茬直接栽植4种矮化自根砧（G935、G11、G41和M9-T337）,品种为宫藤富士苹果苗（2年根1年干）,株行距为1 m×3.8 m,细纺锤整形修剪,再植后（2016年）连续4年调查4种矮化自根砧嫁接‘宫藤富士’苹果树体生长、早果性和产量及品质的差异。【结果】G935和G41自根砧富士树体高度明显高于G11和M9-T337;主枝数量由高到低为：G935>G41>G11>M9-T337;G41和M9-T337大脚现象明显高于G935和G11;G935和G41单株间树体高度、干径和主枝数量差异明显小于G11和M9-T337,园相整齐。再植第4年,G935和G41自根砧树体叶片叶绿素含量和净光合速率显著高于G11和M9-T337,G935和G41叶片百叶鲜重显著高于G11和M9-T337,G935和G41叶片百叶干重显著高于M9-T337。再植4年内,G935和G41矮化自根砧富士生长正常,枝类组成符合正茬矮砧苹果的变化规律;第2年开始,G11和M9-T337树体长枝比例低于30%;第3年和第4年G11和M9-T337树体短枝比例高于80%,长枝比例低于10%,树势衰弱明显。再植第3年,G11幼树成花株率最高,G935和G41次之,M9-T337无成花。再植第4年,G935和G41自根砧富士平均单株产量显著高于M9-T337,G935平均单果重量和果形指数显著高于其他自根砧,各自根砧树体果实可溶性固形物含量、可滴定酸含量和固酸比均无显著差异。【结论】再植条件下,以G935和G41为砧木的幼树树体生长显著优于G11和M9-T337,枝类组成合理,树势中庸但不衰弱,单株间差异小,园相整齐,适宜北京地区重茬栽植使用。