杧果抗炭疽病种质资源的鉴定与分析

炭疽病是杧果的重要病害,在对此病害的综合防治中,选种抗病品种是行之有效的措施。本研究运用杧果炭疽病高致病性菌株,对保存在中国热带农业科学院南亚热带作物研究所杧果种质资源圃的果品种抗病性进行了初步鉴定。结果表明,大部分的果品种为感病品种,其中爱文杧、乳杧、海豹、龙井大杧等为高感品种;紫花杧、金煌、实选-4、spooner为高抗品种;台农一号、粤西一号、台牙、贵妃、Mallika、桂香、凯特等为中抗品种;在所有供试品种的抗病鉴定中,没有发现免疫品种。     

6个杧果品种耐寒性的研究

【目的】杧果易受冬季低温寒害,造成产量下降甚至绝收,严重影响杧果产业的发展。通过对杧果不同品种耐寒性的研究,为杧果耐寒品种选育及栽培布局提供理论依据。【方法】以‘贵妃’‘凯特’‘红玉’‘金煌’‘热品6号’和‘台农2号’为试材,测定了低温胁迫下其叶片相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)含量和超氧化物酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的变化。【结果】低温胁迫下,杧果叶片各指标均高于对照,且品种间存在极显著差异。随着温度下降及时间延长,6个杧果品种REC和MDA含量不断升高,CAT活性先升后降;不同品种SOD和POD活性变化不同,‘凯特’‘红玉’和‘金煌’3者活性先升后降,‘贵妃’和‘台农2号’SOD活性呈2种不同变化,‘热品6号’SOD活性先升后降,‘贵妃’和‘台农2号’POD活性呈降-升-降变化,‘热品6号’呈3种不同变化。【结论】低温胁迫过程中杧果叶片REC、MDA含量升高,SOD、POD和CAT活性先升后降,6个品种的耐寒性由弱到强依次为‘台农2号’(-0.97℃)‘贵妃’(-1.68℃)‘热品6号’(-2.11℃)‘凯特’(-2.32℃)‘金煌’(-4.04℃)‘红玉’(-5.14℃)。     

不同杧果品种嫩叶叶色的聚类分析

以15个杧果品种为试材,测定了不同杧果品种嫩叶的色彩值、叶绿素含量和花青素含量,并对以上指标进行聚类分析。结果表明,红绿属性a值分别与b值、叶绿素含量、花青素含量达到极显著水平;b值与花青素含量极显著相关;叶绿素含量与b值、花青素含量均不相关。聚类分析结果表明,可将供试15份不同杧果品种分为五类,第一类包括留香、粤西一号、台农一号、黄象牙、蜜杧、五公祠、吕宋、白象牙;第二类包括金穗、桂香;第三类有四季、秋杧;第四类有爱文、金煌;第五类有红玉。     

杧果MiCO基因的克隆与表达模式分析

【目的】克隆杧果(Mangifera indica L.)MiCO基因并探讨其表达模式,为深入研究该基因的功能奠定基础。【方法】根据从杧果转录组测序数据中获得一个MiCO基因全长序列信息,设计基因全长引物,克隆具有不同开花习性的‘四季杧’和‘紫花杧’2个品种的MiCO基因全长序列,对其序列进行生物信息学分析,并利用荧光定量PCR技术对MiCO基因在杧果不同组织以及年周期的表达情况进行分析。【结果】序列分析显示,2个杧果品种的MiCO基因c DNA全长均为1 150 bp,都包含1个966 bp的开放阅读框,编码322个氨基酸,等电点为5.8,‘四季杧’品种的MiCO蛋白分子质量为35.30 ku,‘紫花杧’品种的MiCO蛋白分子质量为35.22 ku;MiCO基因编码的蛋白具有典型的CO同源蛋白结构,包括B-box1、B-box2和CCT结构域;系统进化树表明,杧果MiCO蛋白属于第一类CO蛋白,与拟南芥(Arabidopsis thaliana)At COL4相似性最高而聚类到一起。基因表达分析表明,MiCO基因在杧果不同组织中均表达,但不同组织的表达水平存在差异。年周期表达分析表明,MiCO基因在杧果成花转变期高度表达,而且在来年的5—6月还存在一个小的表达高峰期,但2个品种不同组织中MiCO基因表达存在差异。【结论】克隆获得杧果MiCO基因全长序列,发现2个具有不同开花习性的杧果品种的MiCO基因核苷酸和氨基酸序列高度同源,只存在少许差异。MiCO基因在杧果成花转变期高度表达,说明MiCO基因与杧果成花关系密切。     

基于主成分与聚类分析综合评价杧果种质资源果实糖酸品质

【目的】杧果是重要的热带水果,有‘热带果王’的美誉。我国的杧果种质资源丰富,杧果种质资源的优劣可以通过果实的糖酸品质性状来进行评价,研究杧果果实中糖酸组分含量及其遗传多样性,对于丰富种质资源具有重要意义。【方法】以148份杧果种质资源为实验材料,采用高效液相色谱法检测杧果果实的糖酸组成及其含量的多样性。【结果】148份杧果种质资源中柠檬酸含量和抗坏血酸含量与总酸含量呈极显著正相关,而蔗糖含量与总糖含量呈极显著正相关;通过主成分分析发现,酒石酸、总酸、糖酸比、果糖、葡萄糖和蔗糖含量是造成不同杧果种质资源之间多样性的主要原因;聚类分析结果表明,在遗传距离为2.5和5.0处分别按糖组分含量和酸组分含量可将148份种质资源分为四类。【结论】可为杧果种质资源保存和新品种培育提供重要的信息参考。     

杧果细菌性角斑病菌对杧果酚类代谢的影响

柑桔黄单胞菌杧果致病变种Xanthomonas citri pv.mangiferaeindicae引起的杧果细菌性角斑病是杧果生产上的重要病害,为探讨杧果感染细菌性角斑病过程中杧果叶片内酚类代谢的变化规律,以细菌性角斑病高抗品种“红杧6号”和高感品种“贵妃”杧为试材,测定接种柑桔黄单胞菌杧果致病变种后杧果叶片内总酚、类黄酮、阿魏酸、木质素相对含量及酚类代谢相关酶(多酚氧化酶和苯丙氨酸解氨酶)活性的变化趋势。结果表明,接种病菌后,感(“贵妃”杧)抗(“红杧6号”)品种体内酚类物质均发生明显的变化。总酚、类黄酮、阿魏酸、木质素相对含量,苯丙氨酸解氨酶和多酚氧化酶活性在接种病菌后均直线上升,抗病品种的总酚、类黄酮、阿魏酸、木质素相对含量增幅较高,且感病品种在侵染后期总酚和类黄酮相对含量均迅速降低;而感病品种的苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶活性增幅较高。推测杧果叶片的总酚、类黄酮、阿魏酸、木质素相对含量与杧果抗性呈正相关,而苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶活性与抗病性呈负相关。     

高、低糖杧果品种MiFRK基因克隆、表达及生物信息学分析

【目的】了解MiFRK基因在高糖和低糖杧果品种中的差异。【方法】对在高糖和低糖杧果品种转录组数据中表达差异显著的MiFRK1和MiFRK2基因DNA序列和cDNA序列进行克隆,再进行一系列生物信息学分析,并利用qRT-PCR检测2个MiFRK基因在品种间及不同果实发育阶段的表达差异。【结果】MiFRK1基因序列在2个品种间无差异,MiFRK2差异位点为69个,所编码的氨基酸相似率为97.87%;MiFRK1和MiFRK2均含有PfkB家族保守结构域,均为稳定的、不含跨膜结构的疏水性蛋白;MiFRK1在低糖品种不同果实发育期相对表达量均高于高糖品种;MiFRK2在低糖品种幼果期的相对表达量显著高于高糖品种,且在后熟过程中降低,而在高糖品种后熟过程中升高。【结论】MiFRK1和MiFRK2均在2个杧果品种果糖含量差异调控中起一定作用。     

杧果蒂腐可可球二孢菌致病力测定及杧果主要品种抗病性评价

【目的】测定杧果蒂腐病可可球二孢(B.theobromae)不同菌株的致病力及评价杧果品种的抗病性,为杧果蒂腐病防治技术的研究奠定基础。【方法】采用室内人工接种的方法,对124个B.theobromae菌株进行致病力测定,并针对11个杧果品种进行抗病初步测定。【结果】B.theobromae菌株之间致病力有较大差异,强致病力菌株占28.23%,中等致病力菌株占66.93%,弱致病力菌株占4.84%。同一品种资源分别接种5个不同菌株,抗病性存在较大差异;但是,通过接种B.theobromae后的平均病情指数进行抗性分级,对多个菌株的抗病性进行综合评价发现,‘象牙’为高感(HS)材料,而其余10份材料均表现为感病(S)。【结论】杧果可可球二孢是引起杧果蒂腐的优势病原菌,强致病力和中等致病力菌株在海南分布广泛;供试11份杧果材料中没有对B.theobromae菌株表现抗病的杧果品种。     

氯吡脲(CPPU)处理对采后杧果保鲜及生理效应的影响

【目的】探讨氯吡脲[(1-(2-chloropyridin-4-yl)3-phenylurea,CPPU]处理对采后杧果(Mangifera indica L.)贮藏保鲜的影响,为杧果贮藏保鲜措施提供理论依据。【方法】以‘红芒6号’杧果为试验材料,采后经25 mg·L-1的CPPU浸果处理5 min后,在25℃条件下贮藏,采用气相色谱定期测定乙烯释放量,并采用常规理化分析方法测定杧果品质及相关生理指标。【结果】外源CPPU处理杧果,可以有效降低杧果果实在贮藏期间的病情指数,延缓可滴定酸(titratable acid,TA)、维生素C含量的下降,在贮藏15 d后,处理果实的病情指数比对照果实低20.99%,TA和维生素C含量分别比对照高出73.37%、30.42%;同时,在贮藏过程中,CPPU处理推迟杧果呼吸乙烯高峰2 d、延缓了PG(polygalacturonase)和Cx(cellulase)2个酶活性高峰3 d;同时,CPPU处理延缓了果实POD(peroxidase)和CAT(catalase)酶活性峰值的到来。【结论】外源CPPU处理杧果可以有效延缓采后杧果的衰老进程,是采后杧果贮藏保鲜的一种有效途径。     

杧果细菌性角斑病菌粗毒素的生物活性、理化特性及致病作用

【目的】探讨杧果细菌性角斑病菌粗毒素的生物活性、理化特性及其在致病过程中的作用,以期为明确该病菌的致病机制及病害防控提供有效依据。【方法】以‘台农一号’杧果叶片为试验材料,利用离体叶片针刮法对其粗毒素生物活性进行了研究,通过测定杧果叶片防御酶活性、可溶性蛋白含量、总糖含量和叶绿素含量的变化分析其对杧果的致病生理机制;同时以不同培养液、培养时间、培养温度及培养液p H为条件,对该菌产毒条件进行了优化。【结果】在Watanabe培养滤液中得到淡黄色粗毒素,是一类具有热稳定性的非蛋白类物质。毒素对杧果叶片有浸解作用,随着浓度的上升,对杧果叶片的损伤程度不断加重,形成的病斑与病原菌症状一致。生理生化研究发现粗毒素侵染杧果叶片后,能激活杧果体内过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化氢酶(CAT)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性。POD、PPO、CAT与PAL分别在接种病菌48、72、36 h后达到顶峰,酶活性分别是965.33、8 456、1 341.13和4.02×104U·g~(-1)·min~(-1),是健康叶片的1.35、2.20、1.08和4.19倍。可溶性蛋白含量、总糖含量随着处理时间的延长而显著升高,叶绿素含量呈现相反的变化趋势,随着处理时间的延长不断降低。毒素通过摇瓶震荡培养,优化出病菌的最佳产毒条件是:Watanabe培养液(p H 7~8),24℃培养120 h。【结论】因该粗毒素对杧果叶片产生明显的浸解作用,表明其能改变细胞膜的通透性,导致杧果叶片组织电解质的渗漏,对叶片细胞膜具有损伤作用,最终导致病害的发生。由此推断,毒素可能属于非寄主专化性毒素(NHST),同时可能是杧果细菌性角斑病菌的致病因子之一。