桃EXPANSIN基因家族序列特征及其在根结线虫侵染后的诱导表达分析

【目的】探索扩张蛋白(EXPANSIN)基因家族在桃抗南方根结线虫过程中的作用。【方法】首先对桃基因组中的EXPANSIN基因家族进行生物信息学分析,然后利用转录组测序对EXPANSIN基因在南方根结线虫侵染免疫型(‘红根甘肃桃1号’)和高感型(‘贝蕾’)桃种质根系后的不同时期的表达丰度进行分析。【结果】桃EXPANSIN基因家族有27个成员,这些成员分布在8条染色体上,以第2和第5号染色体上最多,均为5个。基因结构分析显示,这些基因包含1~5个外显子,大部分EXPANSIN基因包含DPBB_1和Pollen_allerg_1保守结构域,聚类分析将这27个成员分为2大类,其中有8个与拟南芥中已注释的与线虫侵染过程中巨细胞形成有关的蛋白质聚在一起,均属于EXPA亚类。转录组分析表明,这8个EXPANSIN基因在对南方根结线虫免疫和高感2种种质不同时期的表达趋势存在明显差异,其中ppa010314m、ppa010226m在‘贝蕾’中表达量随侵染上调,而在‘红根甘肃桃1号’中上调不明显,这2个基因可能是参与南方根结线虫侵染过程中巨细胞形成的关键基因。【结论】桃EXPANSIN家族成员在结构上高度保守,其中多个成员可能参与调控桃抗南方根结线虫过程。     

桃根系与南方根结线虫早期互作的组织病理学研究

为研究桃根系与根结线虫互作的组织结构变化及抗病机理,对抗病种质‘白根甘肃桃1号’（Prunus kansuensis‘Baigen Gansu Tao 1’）和感病种质‘贝蕾’（P. persica‘Bailey’）实生幼苗进行室内人工接种南方根结线虫（Meloidogyne incognita）,并对接种后6、12、18、24、30、36、42和48 h的根尖进行染色观察及接种后0、6、12、36、60和84 h的根尖组织结构变化进行石蜡切片观察。染色结果表明,根结线虫侵染‘白根甘肃桃1号’和‘贝蕾’的规律基本一致：在接种12 h后开始侵入,接种12 ~ 30 h线虫数量逐渐增加,然后线虫沿维管束向上移动,根尖线虫数量趋于减少。但与‘贝蕾’相比,‘白根甘肃桃1号’的根结线虫侵染数量显著降低,在接种30 h时仅为‘贝蕾’线虫侵染数的28%。石蜡切片结果显示‘白根甘肃桃1号’根结构受破坏程度明显较低,侵入的线虫主要聚集在一定区域,且在侵染84 h时线虫聚集区域周围的细胞出现坏死反应。     

甘肃桃抗南方根结线虫性状的SRAP标记

以桃野生近缘种红根甘肃桃（Prunus kansuensis）与贝蕾[P. persica（L.）Batsch.]杂交的BC1代190株后代为试材,采用SRAP分子标记进行遗传分析。通过筛选在亲本中扩增稳定且多态性丰富的53对SRAP引物进行后代分析,获得来自红根甘肃桃且符合1︰1分离比例的标记115个。应用Mapmaker/Exp 3.0分析软件构建了红根甘肃桃的SRAP分子连锁图谱。该图谱共8个连锁群,包含103个标记,其中102个SRAP标记、1个抗南方根结线虫（Meloidogyne incognita）标记,总图距994.2 cM,每个连锁群的平均长度为124.3 cM,标记间平均图距为9.6 cM。抗南方根结线虫标记Mi-redkansu位于第5连锁群,并获得与其紧密连锁的SRAP标记,其遗传距离为2.1 cM。以36株F2代群体作为验证,检验标记的准确性为91.7%。     

西瓜抗根结线虫相关基因的克隆与表达分析

【目的】筛选西瓜(Citrullus lanatus)抗根结线虫相关基因,克隆其全长CDS序列,检测根结线虫接种后其在抗病材料和感病材料中的表达特征,分析其与西瓜根结线虫抗性的关系。【方法】以抗根结线虫的野生西瓜‘09005’和易感根结线虫的栽培西瓜‘ZDPI0006’为试材,用已知的植物抗线虫基因在葫芦科基因组数据库中比对,从结果中筛选到西瓜的相关基因Cla006580,与甜菜抗孢囊线虫基因Hs1~(pro-1)同源性达到65%,命名为Cla Hs1~(pro-1)。克隆Cla Hs1~(pro-1)基因的CDS区序列并进行生物信息预测分析,在根结线虫接种处理和CK处理72 h内利用q RT-PCR技术检测不同抗性的西瓜根系中Cla Hs1~(pro-1)的表达特征。【结果】从野生抗病西瓜‘09005’和栽培易感西瓜‘ZDPI0006’中均克隆得到Cla Hs1~(pro-1)基因,CDS区序列全长1 434 bp,编码478个氨基酸,含有Hs1pro-1_N和Hs1pro-1_C两个蛋白保守结构域,抗、感材料之间存在4个SNP位点。RT-PCR分析显示‘09005’在接种根结线虫后Cla Hs1~(pro-1)表达趋势呈先抑后扬,而在CK中呈先扬后抑,二者相反;‘ZDPI0006’在接种根结线虫后Cla Hs1~(pro-1)表达趋势呈先上扬后抑制再上扬,与CK中表达趋势一致。【结论】西瓜Cla Hs1~(pro-1)基因在抗病材料中表达特征与根结线虫接种密切相关,而在感病材料中与根结线虫接种无明显相关性,是西瓜抗根结线虫可能的候选基因。     

桃抗再植病障碍砧木中桃抗砧1号的选育

中桃抗砧1号是中国农业科学院郑州果树研究所经过40 a（年）优异种质发掘、杂交育种和多区多点试验等研究，育成的桃多抗砧木新品种，亲本为96-7-6（红寿星×乐园）与红根甘肃桃1号。中桃抗砧1号树势健壮，树姿半开张，具有抗桃树再植障碍、抗土壤南方根结线虫、耐旱、耐贫瘠等特点，与各种桃品种嫁接亲和性好，苗木整齐、健壮，建立了其无性繁殖技术体系，在桃产业可持续发展方面有广阔应用前景。     

不同桃砧木抗根结线虫鉴定初报

通过多年自然病圃播种和盆栽试验,测定了桃的不同种和类型对根结线虫的抗性。结果表明:不同种和同一种不同类型间的差异很大,寿星桃(红花重瓣)、甘肃桃(红根)、垂枝桃是很好的抗性材料;山桃、部分光核桃和部分毛桃等亦是有希望的抗性材料;贝蕾、寿星桃中的白花单瓣和粉花单瓣以及其它几个种和类型的抗性很差。     

红光处理西瓜植株对南方根结线虫抗性的影响

为了研究红光诱导西瓜对南方根结线虫系统抗性的效果,将2个对南方根结线虫抗性存在明显差异的西瓜材料(感病材料‘中科1号’与抗病材料‘红籽瓜’)接种南方根结线虫后,夜间进行红光补光处理,然后分别测定根结指数、生长情况及抗性相关酶活性等指标。结果表明,在红光处理后,2个西瓜材料的根结指数与对照相比均显著降低,植株株高、地上部鲜质量、根鲜质量均显著增加,达到正常植株水平;2个材料的苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)活性比对照均显著升高,超氧化物歧化酶(SOD)活性显著降低,但‘红籽瓜’的PAL、POD、SOD活性变化幅度均比‘中科1号’大;多酚氧化酶(PPO)活性没有明显变化。综上所述,表明红光夜间补光处理能诱导西瓜对南方根结线虫的抗性,同时也表明,红光夜间处理有可能是控制线虫侵染西瓜的潜在方法,尤其适用于设施栽培中。     

‘早酥’梨及其红皮芽变‘红早酥’梨类黄酮组分变化与合成模式研究

【目的】探讨不同发育时期‘早酥’梨及其红皮芽变‘红早酥’梨果皮类黄酮组成与合成模式。【方法】以‘早酥’梨与芽变‘红早酥’梨不同发育时期的果实为材料,通过HPLC-MS2法测定其果实发育过程中类黄酮组分的含量变化,通过实时荧光定量PCR测定相关合成基因表达水平的变化。【结果】‘早酥’梨和‘红早酥’梨果皮类黄酮组分与含量差异较大,差异主要集中在黄酮醇、原花青素和花青苷代谢支路。2个品种果实自然发育过程中的类黄酮积累模式基本一致,以酚酸、原花青素、黄酮醇和花青苷为主的多数类黄酮组分的合成高峰位于果实发育早期,随着果实发育成熟,酚酸类物质含量呈现不断下降趋势,大部分原花青素、花青苷和黄酮醇类物质在果实膨大期后含量维持稳定。‘早酥’梨葡糖糖苷类黄酮、原花青素组分儿茶素和原花青素B2在果实成熟期出现第二个积累高峰。类黄酮合成高峰期,大多数类黄酮合成基因表达水平达到峰值。果实发育后期,下游类黄酮合成基因DFR、ANR、ANS和UFGT表达量相应提高。【结论】‘红早酥’梨果皮比‘早酥’梨果皮含有更多类黄酮物质,特别是类黄酮糖苷衍生物的种类更为丰富,含量也显著升高。‘红早酥’梨和‘早酥’梨果皮中的类黄酮合成高峰均位于果实发育早期。随着果实的发育,‘红早酥’成熟果皮中类黄酮组分含量虽有下降,但仍含有较高水平的原花青素和类黄酮糖苷类衍生物。     

肥城桃花粉粒形态观察

【目的】明确肥城桃花粉粒形态特征及品种间的亲缘关系,为确定肥城桃的演化关系提供孢粉学证据。【方法】以肥城桃9个主栽品种及‘中华寿桃’的花粉为试材,采用HITACHIE-1010型扫描电镜观察花粉的形态结构。【结果】供试品种花粉粒极轴长介于31.22~34.87μm,花粉均为近扁球形,等极,辐射对称,极面为三角形,三边略成弧形,赤面均为椭圆形,肥城桃花粉属N3P4C5类型,花粉外壁纹饰均为杂乱走向的条纹状纹饰,条纹间有穿孔,为复合纹饰,各品种间纹饰的形态存在差异。聚类分析结果显示,肥城桃与‘中华寿桃’亲缘关系较远,主栽肥城桃品种‘红里肥桃’‘白里肥桃’为一类,其余肥城桃为另一类。【结论】主栽肥城桃品种演化顺序符合花粉由大到小、表面纹饰及覆盖层穿孔由简单向复杂的一般演化规律,推测供试品种的演化顺序为:‘白里肥桃’最为原始,其次为‘红里肥桃’,其他品种为群体内较为进化的类型,其中‘肥桃2号’‘肥桃3号’‘柳叶肥桃’3个品种亲缘关系较近,‘早熟肥桃’和‘刘台肥桃1号’亲缘关系较近。     

桃粉蚜在郑州春季发生规律与桃及其近缘种抗性鉴定

【目的】探究郑州地区春季桃粉蚜发生规律和危害特点,鉴定不同桃及其近缘种对粉蚜的抗性,旨在为桃粉蚜的科学预防和桃抗粉蚜育种奠定基础。【方法】从2月下旬开始,每隔5 d对种植在郑州果树研究所抗性鉴定圃内的桃种质及其近缘种进行粉蚜发生、发展和危害调查;同时于粉蚜发生期采集发生粉蚜的桃树新梢和叶片,对圃内各种质材料进行过量接种,7 d后评价不同种质的抗粉蚜特性。【结果】郑州地区桃粉蚜一般在每年3月上中旬出现,6月下旬以后开始大量减少,集中危害发生在4月下旬至6月上旬,有时持续到6月中下旬;桃粉蚜大发生时,新梢、幼叶及成熟叶片均受危害,被害叶失绿并向叶背对合纵卷,覆有白色蜡粉。27份不同来源桃种质均表现感蚜,抗性等级为4级或5级;18份桃及其近缘种质群体中‘榆叶梅1号’群体高抗粉蚜,‘蒙古扁桃1号’群体和‘四道岭野生李’抗粉蚜,‘贵州毛桃4号’群体中抗粉蚜,甘肃桃、山桃、光核桃、西康扁桃等其他群体易感粉蚜。【结论】明确了郑州地区春季桃粉蚜发生和危害特点,拓展了对桃粉蚜寄主范围的认识,鉴定到‘榆叶梅1号’‘蒙古扁桃1号’‘四道岭野生李’和‘贵州毛桃4号’等抗粉蚜种质。     

1-MCP和低温处理对采后桃endo-PG家族基因表达的影响

【目的】探寻endo-PG家族基因中与果实软化相关的主要功能基因对不同肉质桃在不同贮藏方式中软化的响应,从分子水平上为桃贮藏保鲜提供理论依据。【方法】以软溶质‘霞晖5号’、硬溶质‘紫金红3号’、不溶质‘金童7号’和SH类型‘霞脆’4种肉质桃为试材,分别研究常温(25℃)、常温+1-MCP和低温(4℃)处理过程中果实硬度的变化,并分析13个endo-PG家族基因在货架期的表达差异。【结果】1-MCP显著抑制‘霞晖5号’和‘金童7号’贮藏前期果实硬度下降,而对‘霞脆’和‘紫金红3号’效果不明显。低温下的‘紫金红3号’‘霞脆’和‘金童7号’果实硬度在整个试验贮藏期保持稳定,但‘霞晖5号’果肉在低温贮藏的第2天便迅速软化。通过qRT-PCR对endo-PG家族中筛选出的13个基因的表达量进行分析,Prupe.4G261900仅在‘霞晖5号’果实中高量表达。1-MCP、低温处理抑制Prupe.4G261900在‘霞晖5号’贮藏前2 d和4 d的表达,1-MCP抑制Prupe.7G269200、Prupe.7G005500和Prupe.3G081700在不溶质桃中的表达,对‘霞脆’果实相关基因的表达无显著影响。低温处理的‘金童7号’和‘霞脆’4个基因的表达量均较低。未检测到以上基因在‘紫金红3号’果实中的表达。【结论】1-MCP可能主要通过调控Prupe.4G261900的表达来延缓软溶质和不溶质果实货架期前期硬度的降低。低温可能通过抑制软溶质和不溶质果实Prupe.7G005500的前期表达,进而缓解果实贮藏中的软化。     

桃砧木组织培养和扦插生根的解剖学观察

【目的】研究桃砧木茎尖快繁和扦插过程中不定根发生及发育解剖学特征。【方法】以桃砧木‘中桃抗砧1号’组培嫩梢和扦插枝条为试材,诱导其生根,通过常规石蜡切片法制片,对其生根部位进行解剖学观察。【结果】1)生根处理前,组培苗和插穗内均未发现潜伏根原基,生根处理后,2者均产生不定根原基。2)生根处理后,插穗内不定根原基在皮层、韧皮部、木质部中均可形成。3)不定根原基诱导后,有的不定根皮层结构中无中柱出现,有的分化出多个中柱,部分中柱与茎基部维管组织连通。【结论】‘中桃抗砧1号’的不定根原基为诱导型根原基,且属于多位点发生。     

广州地区番石榴根结线虫鉴定与14-3-3基因的克隆

【目的】摸清广州地区番石榴根结线虫的种类、分布及致病机制。【方法】观察番石榴根结线虫的雄虫、二龄幼虫、雌虫及其会阴花纹的形态学特征,根据根结线虫的通用引物#C2F3和#1108对线虫mt DNA的COⅡ和lr RNA基因间序列进行PCR扩增,获得750 bp的特异扩增产物,将扩增片段在Gen Bank上进行Blast比对。通过南方根结线虫与北方根结线虫的14-3-3序列设计简并引物,进一步扩增已鉴定的象耳豆根结线虫的14-3-3基因。【结果】广州地区番石榴根结线虫的形态与象耳豆根结线虫(Meloidogyne enterolobii)相似;其扩增片段与象耳豆根结线虫(M.enterolobii)比对,序列相似性在99%以上。扩增了象耳豆根结线虫的14-3-3基因,结果显示该基因的开放阅读框包含783 bp的片段,编码261个氨基酸,命名为Me-14-3-3。【结论】广州地区番石榴根结线虫为象耳豆根结线虫(M.enterolobii),14-3-3蛋白基因被成功克隆,扩增结果为进一步研究14-3-3蛋白基因在象耳豆根结线虫生长发育中的功能、摸清致病机制等方面奠定良好的基础。     

转新疆野生樱桃李psoRPM1基因烟草抵抗南方根结线虫

正从新疆野生樱桃李(Prunus sogdiana)抗南方根结线虫单株中分离克隆得到一个能响应南方根结线虫侵染的抗病基因psoRPM1,利用农杆菌介导方法将其导入烟草中,并对其抗性进行了鉴定。结果显示,构建的pCAMBA1305.1表达载体能成功地将psoRPM1基因导入高度感病的烟草‘W38'中,并获得了9株转基因单株。对转基因单株进行抗性鉴定,结果显示转入psoRPM1基因后使烟草‘W38'对南方根结     

辣椒抗根结线虫基因Me3的精细定位

 以含Me3基因的抗根结线虫辣椒自交系‘HDA149’为父本,感根结线虫辣椒自交系‘8214’为母本,构建了一个2 133株的F2作图群体。采用群体分离分析法（Bulked Segregant Analysis,BSA）,构建抗、感病两个DNA池,对由两亲本筛选出来的285对引物进行扩增分析,发现引物SSCP_B322和EPMS658在抗、感池间具有稳定的多态性。继续用这两对引物对F2单株进行扩增,以JoinMap 3.0软件分析发现SSCP_B322和EPMS658标记位于Me3基因两侧,遗传图距分别为0.56 cM和1.33 cM。运用回交群体BC1和F3群体验证实了这两个标记,可有效用于辣椒抗线虫分子标记辅助育种,也为图位克隆Me3基因奠定了基础。     

耐线虫黄瓜砧木品种‘耐线02-1’的选育

‘耐线02-1’是以‘S-4’为母本‘、M-9’为父本杂交选育而成的耐线虫黄瓜砧木新品种。该砧木品种出苗齐,茎粗壮,与不同类型的黄瓜品种的嫁接亲和性良好,成活率高,嫁接成活率在95%以上;对根结线虫表现为耐病。在125～250个·mL-1根结线虫侵染时,病情指数为3～4级。表现为中抗到抗;在高于500个·mL-1根结线虫侵染时,表现为感根结线虫;根系发达。吸收水肥能力强。使接穗品种膨大快,瓜条顺直,并能提高瓜条亮度,增产效果显著,2 a(年)产量试验结果表明‘,耐线02-1’嫁接黄瓜平均667 m2产量分别为7 878、7 898 kg,比对照砧木品种‘合生三号’增产16.7%和17.3%。该品种适宜在山东省及生态环境类似地区做砧木使用。     

38份桃及其野生近缘种抗根癌病评价

【目的】筛选桃抗根癌病种质,为抗病育种提供抗性材料。【方法】通过苗木接种强致病力根癌土壤杆菌,60 d后测定最大瘿瘤直径,评价不同材料的抗病性,并以聚类分析确定各抗性等级的界限。【结果】对38份桃及其野生近缘种的972个单株的抗根癌病能力进行评价,结果表明,每个群体中个体间均存在不同程度的抗性差异;其中伏牛山望10、蒙古扁桃、四道岭野生李、‘寿粉’4个群体高度抗病;广元1号等14个群体中度抗病;‘西伯利亚C’等16个群体中度感病;林州天平山-1等4个群体高度感病;群体变异系数为24.3%~201.4%,高度抗病的4份材料群体的变异极大。【结论】供试材料中不存在免疫个体,伏牛山望10、蒙古扁桃、四道岭野生李、‘寿粉’等为高抗根癌病种质。     

一氧化氮对冷藏过程中‘肥城桃’果实内挥发性物质的影响

【目的】探讨一氧化氮(NO)对冷藏过程中‘肥城桃’果实内挥发性物质生物合成的影响。【方法】将生理成熟期的‘肥城桃’果实用不同浓度NO气体熏蒸3 h,考察冷藏过程中桃果实内醇类、醛类和酯类物质的释放量及其相关酶的活性。【结果】冷藏过程中,‘肥城桃’果实内醇类和醛类物质总量基本呈下降趋势,而酯类总量呈上升趋势。与对照相比,NO处理延缓了‘肥城桃’果实中醇类、醛类物质总量的下降和酯类物质总量的增加,10μL·L-1NO处理比5μL·L-1NO处理效果更明显。NO处理使桃果实中醇酰基转移酶(AAT)、乙醇脱氢酶(ADH)和脂氧合酶(LOX)的活性受到抑制。【结论】NO参与桃果实中一些挥发性物质的合成,NO处理能较好地保持冷藏果实挥发性物质的含量,维持果实良好的贮藏品质。     

不同砧木对‘瑞都红玉’葡萄生长结果与果实品质的影响

【目的】研究不同砧木对‘瑞都红玉’葡萄生长结果与果实品质的影响,筛选出果实着色较好且生长结果习性和果实品质优良的适宜砧穗组合。【方法】以11个砧木与‘瑞都红玉’进行嫁接‘,瑞都红玉’扦插自根树作对照,对植株的生长结果习性、果实外观和内在品质等多项生理指标进行测定,采用主成分分析法综合分析。【结果】由主成分分析法综合评价得到‘,华佳8号‘’抗砧1号‘’101-14‘’抗砧3号’和‘Ruperstrisdulot’砧嫁接‘瑞都红玉’,综合评价优于自根树‘。抗砧1号‘’101-14’和‘Ruperstrisdulot’砧嫁接‘瑞都红玉’仍存在着色不均问题‘;抗砧3号’砧嫁接‘瑞都红玉’能改善果皮着色,但综合评价劣于‘华佳8号’砧嫁接树,且产量低于自根树43.07%‘;华佳8号’砧嫁接‘瑞都红玉’能改善果皮着色,且新梢生长势较旺,果粒大,粒质量达5.92±0.23 g,可溶性固形物含量达20.62±0.41%,固酸比为48.32,总糖含量为165.04±3.07 mg·g~(-1),苹果酸含量高于酒石酸含量,β值为0.66,口感清爽绵长。【结论】‘华佳8号’砧木对‘瑞都红玉’的生长结果与果实品质均有良好的影响,且能改善果实着色问题,最适合作‘瑞都红玉’的嫁接砧木。     

4种桃砧木对南方根结线虫抗性研究

根结线虫是桃树的重要病原生物,线虫病是桃树的重要根系病害,是对桃树生产危害极为严重的“短寿病”的致病因素之一[1]。20世纪90年代以来,我国的四川、福建、山东等地相继发现了根结线虫侵染桃树的病害[2-4]。选育抗性砧木品种是防治桃树根结线虫病害最为有效的方法。国外在桃树砧木种质资源对根结线虫的抗性研究领域作了大量工作,并陆续选育出Nemguard、Nemared、BY520-9、Guardian和筑波1、2、3、4、5、6号等优良抗线虫砧木,有不少砧木已在生产上广泛应用[5-8]。朱更瑞等曾对我国桃属植物的抗性进行过初步鉴定,寿星桃1号和甘肃桃1号对…