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。     

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。     

苹果山梨醇脱氢酶(NAD-SDH)基因的克隆及其反义表达载体对农杆菌的转化

山梨醇是一种糖醇,是蔷薇科植物所特有的,是蔷薇科植物主要的光合产物、运输糖和贮藏物质(B ieleskiand Redg-w ell,1995),在其糖代谢中占有重要地位。另一方面,山梨醇能够提高植物抗环境胁迫的能力(徐迎春等,2001;Brow n etal.,1999)。N A D-山梨醇脱氢酶(N A D-SD H)是山梨醇     

苹果砧木富平楸子嫁接高度对抗旱性的影响

以常规低位嫁接为对照,研究富平楸子高位嫁接对植株抗旱性的影响,为生产中该砧木资源的应用提供参考。以一年生富平楸子组培盆栽苗为砧木,分别在距地面10cm和60cm处嫁接‘秦脆’,采用土壤含水量75%～80%为对照,土壤含水量45%～55%为处理,进行为期60 d的中度干旱胁迫处理,测定相关指标,比较两种嫁接高度下植株的抗旱性强弱。结果表明：长期干旱胁迫后,与对照相比,2种类型苗木的各指标均显著降低,其中高位嫁接植株的生物量、根系指标、叶片相对含水量(RWC)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、瞬时水分利用效率(WUEi)及总叶绿素含量的降幅均小于低位嫁接植株,且差异显著;叶片内游离脯氨酸含量与抗氧化酶(SOD、POD)活性的增幅大于低位嫁接植株,其中游离脯氨酸含量增幅差异显著;叶片相对电导率与MDA含量的增幅小于低位嫁接植株,差异显著。利用以上指标进行隶属函数计算,结果显示高位嫁接植株抗旱性更强,且差异显著。富平楸子采用高位嫁接可显著提高植株抗旱性,因此实际生产中以高位嫁接的利用形式对旱地苹果产区是可行的。     

猕猴桃GalUR表达与抗坏血酸积累的关系

 通过RT-PCR从美味猕猴桃（Actinidia deliciosa）果实中克隆了D–半乳糖醛酸还原酶（GalUR）全长 cDNA序列,并分析其序列特征,进行原核表达,制备特异抗体,分析其mRNA及蛋白表达水平与果实发育过程及不同组织中抗坏血酸（AsA）合成和积累的关系。结果表明：克隆的GalUR cDNA（GenBank登录号为GU339035）包含的最大开放阅读框（open reading frame,ORF）为990 bp,编码329个氨基酸残基,预测分子量为37 kD,与报道的草莓等其他植物GalUR具有较高的相似性。构建的pET-32a（＋）-GalUR载体在大肠杆菌BL21（E. coli BL21）中异源表达后,获得了主要以包涵体存在约58 kD的融合蛋白GalUR-His（His约21 kD）。以该蛋白制备抗体,与重组蛋白的Western杂交表明该抗体能与GalUR蛋白发生特异反应。对猕猴桃可溶性蛋白杂交显示,猕猴桃体内GalUR蛋白的分子量约37 kD。在猕猴桃不同组织和发育过程中,GalUR表达水平与AsA含量表现为高度一致,但前体饲喂发现,与L–半乳糖相比,D–半乳糖醛酸并不能有效促进猕猴桃AsA的合成。这些结果表明以单体形式存在的GalUR与猕猴桃AsA合成有着密切关系,但它可能并不是猕猴桃AsA积累的主要调控环节。     

不同土层灌水对苹果幼苗抗氧化还原系统的影响

基于盆栽试验,研究了不同深度滴灌对植株膜伤害和抗氧化酶的影响。结果表明,自然干旱和2/3土层灌水处理叶片丙二醛和抗氧化酶活性较高,植株受旱;2/3土层供水、1/3土层供水和表层供水叶片丙二醛和抗氧化酶活性较自然干旱低,植株生长较好;同一处理灌水根区域的根系抗氧化酶活性较低。适宜苹果幼苗生长的灌水处理为表层供水和1/3土层供水。     

苹果新品种蜜脆生长习性与栽培要点

蜜脆是美国明尼苏达大学园艺系以"Macoun"与"Honeygold"杂交培育而成的中熟苹果新品种.2001年引入陕西,经多点区域试验,蜜脆苹果表现产量高,品质特优,抗性和适应性强,色形味香俱佳,果实售价高,是一个综合性状优良的中熟苹果品种,其成熟期正值中国传统节日中秋,市场前景广阔.2006年12月通过陕西省果树品种审定委员会审定并命名.     

阔叶猕猴桃果实GalDH cDNA 克隆及其在大肠杆菌中的表达

 以猕猴桃属植物中果实维生素C含量最高的阔叶猕猴桃(Actinidia latifolia Merr. ) 果实为试 材, 经RT2PCR扩增获得约110 kb的L - 半乳糖脱氢酶cDNA片段。生物信息学分析表明, 该cDNA片段长为997 bp, 最大开放阅读框为960 bp, 可编码319 个氨基酸残基, 命名为A lGalDH, GenBank登录号为EU525846, 核苷酸序列及其推导的氨基酸序列与已知其它植物GalDH核苷酸、氨基酸序列间的同源性分别在76%和70%以上, 且具有醛酮还原酶的保守结构域。构建了其原核表达载体pET-A lGalDH并转化大肠杆菌BL21, 经0.1 mmol·L ^{- 1} IPTG诱导, 获得具有较高活性的表达融合蛋白6 ×His-AlGalDH。经Ni-His亲和磁珠分离纯化, 获得单一的融合目的蛋白条带, 测定其酶活为120 pmol·min^{- 1} ·mg^{- 1}。