‘鸭梨’及其自交亲和性突变体‘金坠梨’花粉蛋白质组比较分析

【目的】分析‘鸭梨’和‘金坠梨’花粉蛋白差异,探讨‘金坠梨’花粉侧自交亲和突变的机制。【方法】以‘鸭梨’及其自交亲和性芽变‘金坠梨’花粉为材料,利用双向电泳技术(two-dimensional electrophoresis,2-DE)对二者花粉总蛋白进行分离,并对差异蛋白进行功能和质谱分析,通过qRT-PCR进行相关差异基因的表达验证。【结果】分离得到23个差异蛋白,其中14个蛋白在‘金坠梨’中上调表达,9个蛋白在‘金坠梨’下调表达;对其中差异显著的10个蛋白点质谱检测结果表明,1个为半胱氨酸甲基转移酶(cysteine S-methyltransferase,4 803),1个为存储蛋白(Storage protein,5413),4个为蛋白酶类:果糖激酶(fructokinase,5 316)、顺乌头酸水合酶(aconitate hydratase,5 811)、烯酰-ACP-还原酶(Enoyl-ACP reductase,7 303)和JPR ORF1蛋白(JPR ORF1 protein,7 506),4个为HSP家族蛋白:HSP70伴侣26(HSP70-type chaperone 26,8 633)、HSP 90.5(8 822)和2个ER结合蛋白(ER-binding protein,4 209和8 805)。这些蛋白涉及到遗传信息处理、碳水化合物代谢、能量代谢、酶和氨基酸代谢等生理过程;qRT-PCR对8个基因进行验证,发现部分基因在蛋白水平与基因表达水平有明显差异。这些差异的蛋白在不同的信号途径中参与了‘金坠梨’花粉侧自交亲和突变。【结论】明确了‘鸭梨’和‘金坠梨’花粉侧自交亲和性突变中差异表达蛋白,为进一步研究梨亚科自交不亲和性的调控机理提供理论依据。     

‘鸭梨’芽变‘闫庄梨’自交亲和性分子机制初步研究

 通过‘鸭梨’（S₂₁S₃₄）及其芽变‘闫庄梨’自花授粉和相互授粉结实率和种子数调查发现,‘鸭梨’自花授粉结实率为9.1%,果实平均种子数为0,表现自交不亲和性;‘闫庄梨’自花授粉结实率为56.9%,果实平均种子数为8.64,表现自交亲和性;以‘闫庄梨’为母本,‘鸭梨’为父本,授粉结实率为39.3%,果实平均种子数为3.36,也表现亲和性,而以‘鸭梨’为母本,‘闫庄梨’为父本,授粉结实率仅为2.0%,果实平均种子数为0粒,表现不亲和性。因此,初步推断‘闫庄梨’自交亲和性可能是由于花柱突变所致。利用S₂₁和S₃₄等位基因特异性引物对‘闫庄梨’自交后代S-RNase基因型进行鉴定,结果发现S₂₁在所有后代中均有扩增条带,进一步证明‘闫庄梨’花柱S₂₁等位基因及其编码产物可能发生了突变。蛋白质印迹杂交分析结果表明,‘闫庄梨’花柱S-RNase缺失了一条带,而没有缺失的条带蛋白含量也比‘鸭梨’低。由此初步证明‘闫庄梨’的自交亲和性可能是由于花柱S-RNase的突变和表达量低所致。     

‘金坠梨’自交亲和性突变机制的初步研究

 自交不亲和性品种鸭梨的芽变品种‘金坠梨’自花授粉能结实, 但其自交亲和性突变机制至今不祥。本研究结果表明, 鸭梨自花授粉结实率仅2% , 自花花粉管在花柱中上部已经停止生长, 而金坠梨自花授粉结实率高达76% , 自花的花粉管能正常生长至花柱基部; 鸭梨花柱能够接受金坠梨花粉并受精结实, 而金坠梨花柱却与鸭梨花粉杂交不亲和; 进一步鉴定出了鸭梨和金坠梨基于S-RNase基因的S基因型, 发现两者S基因型相同, 均为S₂₁S₃₄ ; 通过克隆两品种S-RNase基因cDNA全长序列并进行比较分析发现, 该两品种的1对雌蕊S-RNase基因在核苷酸序列上完全相同, 且S-RNase基因均正常表达, 表达量没有明显差异, 从分子水平上证实了金坠梨在花柱方面和鸭梨并无差异, 可能是花粉S 基因发生突变, 导致了自交不亲和性功能的丧失, 表现出自花授粉能够结实。     

‘黄花’及其芽变‘绿黄花’梨成熟期果皮代谢物鉴定与比较分析

【目的】鉴定和比较砂梨品种‘黄花’(Pyrus pyrifolia Nakai‘Huanghua’)及其芽变‘绿黄花’(Pyrus pyrifolia Nakai‘Lühuanghua’)成熟期果皮代谢产物的差异。【方法】利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)和液相色谱-质谱联用(LCMS)技术,对2者成熟期果皮中代谢产物进行鉴定。同时,对这2种梨果皮中代谢物质的峰响应强度数据进行主成分分析(PCA)和偏最小二乘法分析(PLS-DA)。【结果】2者果皮中代谢物的差异使得梨果皮色泽发生变异。GC-MS的结果中共得到18种差异性代谢产物,主要包括草酸、苹果酸和柠檬酸等有机酸类,丙氨酸和L-天门冬酰胺等氨基酸类以及果糖、葡萄糖和蔗糖等糖类物质;LC-MS的结果中共得到43种差异性代谢产物,主要包括顺式-15-二十四碳烯酸、5,9-二十四碳二烯酸、亚油酸、亚麻酸、硬脂酸、二十二烷酸和二十四烷酸等脂肪酸类,邻苯二甲酸二己基酯和2-单亚油酰甘油酯等酯类,熊果酸和角鲨烯等三萜类,5-氧-反式-对-香豆酰-奎宁酸、香草酸、熊果苷和绿原酸等酚类,黄酮类,松柏醛和肉桂酸等苯丙烷类,豆甾醇等甾醇类以及δ-生育三烯酚和α-生育三烯酚等维生素E类物质。【结论】‘黄花’与‘绿黄花’果皮色泽上的不同很可能是这些差异性代谢产物共同作用的结果。     

‘奥嗄二十世纪’梨自交亲和性分子机制及遗传特性研究

 ‘奥嗄二十世纪’是自交不亲和性梨品种'二十世纪'的自交亲和性花柱突变体,花粉自交不亲和性功能正常,其自交亲和性突变的分子机制及遗传特性目前仍有争议。本研究通过田间自花及相互授粉以及基因组、mRNA转录和蛋白质水平比较,分析‘奥嗄二十世纪’、‘二十世纪’及其后代S-RNase基因的存在与否、表达特性及其在后代中的遗传。结果显示,‘奥嗄二十世纪’花柱S₂-RNase基因的核苷酸序列和表达特性与其原始品种‘二十世纪’的完全一样;而S4-RNase基因信号比其原始品种‘二十世纪’的弱,而且也在花柱中正常表达(包括转录和翻译水平),但表达量低;然而在其自交亲和后代基因组中检测不到S₄-RNase基因。本研究表明,‘奥嗄二十世纪’基因组中存在花柱S₄-RNase基因,但不能遗传给后代。     

新疆梨品种与‘库尔勒香梨’授粉亲和性及花粉直感

【目的】探明新疆梨品种与‘库尔勒香梨’的授粉亲和性和花粉直感。【方法】以9个新疆梨品种和‘砀山酥梨’为‘库尔勒香梨’授粉树,对其花粉萌发伸长、坐果率、果实品质等进行研究。【结果】‘库尔勒香梨’与‘绿梨’和‘砀山酥梨’授粉亲和性最好,亲和性与单果质量呈正相关,与果形指数呈负相关‘。库车阿木特‘’艾温切克’和‘绿梨’授粉单果质量最大‘;砀山酥梨‘’绿梨’和‘阿克苏句句梨’授粉果形指数最小‘;绿梨’授粉果实硬度最小‘;库车阿木特’和‘库尔勒黄酸梨’授粉糖酸比最高‘;库车阿木特’授粉可溶性固形物含量最高‘;库尔勒香梨’自花和‘阿克苏句句梨’授粉维生素C含量最高‘;绿梨’和‘砀山酥梨’授粉正常种子数最多,种子数与其果形指数呈显著负相关。【结论‘】绿梨’与‘库尔勒香梨’的亲和性高,单果质量最大、果实硬度最小,糖酸比、可溶性固形物和维生素C含量适中,适宜作为‘库尔勒香梨’授粉品种。     

梨花粉自交不亲和基因克隆及其评价分析

【目的】获得梨SFBB新基因全长序列,研究不同SFBB基因参与梨自交不亲和的作用。【方法】设计特异性引物扩增梨SFBB22-gamma基因组DNA全长序列,并对所有已鉴定、能够与梨S-RNase基因一一对应的SFBB基因全长序列进行比较分析。【结果】梨SFBB22-gamma基因编码区序列大小为1191 bp,编码396个氨基酸,ProtParam预测分子质量为45.47 ku,理论等电点4.67,为酸性亲水不稳定蛋白。其中N端包含由50个氨基酸组成的F-box序列,蛋白质二级结构有5个α-螺旋和24个β-折叠。不同梨SFBB基因和对应S-RNase基因在序列变异、基因多态性以及进化特性等方面存在差异。【结论】现有序列数据显示,梨SFBB基因的序列多态性和变异位点均小于S-RNase。梨SFBB基因4个群体中单个群体SFBB-beta基因和对应S-RNase基因在序列特征上最接近;4个梨SFBB基因个体作为整体与对应S-RNase基因序列特征比SFBB-beta基因和对应S-RNase基因序列特征更接近。SFBB-beta基因存在独自参与自交不亲和的可能性,SFBB-alpha以及SF...     

猕猴桃‘金艳’和‘红阳’果实转录组的比较分析

转录组比较发现,果肉黄色的‘金艳’猕猴桃成熟果实中优势表达基因的主要功能涉及代谢,而果肉含花青苷呈红色的‘红阳’中的优势表达基因一般与发育相关。猕猴桃果皮和外层果肉部分及内层果肉和果心部分的优势表达基因分别与光合作用和营养储备有关。猕猴桃有相对较多的R2R3类型的MYB基因,几乎所有类型的MYB基因都在果实中表达。MYB-A72位于花青苷合成相关MYB基因分支,其转录本只在‘红阳’中发现,在内层果肉和果心部分的表达水平很高。表达模式聚类分析表明:bHLH-B36和WD40-A126可能参与形成MYB-bHLH-WD40调控复合体,而CHI2、FLS1和CYP98A1可能是受其调控的靶基因。     

‘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。     

‘纽荷尔’脐橙及其芽变品种‘龙回红’脐橙的比较研究

【目的】探究芽变品种‘龙回红’脐橙生物学特性、叶绿素含量、光合作用参数、营养元素、果实品质和产量等与其母本‘纽荷尔’脐橙的差异。【方法】在同一果园相同栽培管理条件下,对2个品种的植株生长特性、绝对叶绿素含量、光合作用参数、叶片营养元素含量和果实品质进行了对比研究。【结果】和‘纽荷尔’脐橙相比,‘龙回红’脐橙干周、树体高度和冠径差异较小,但春梢、夏梢和秋梢叶片厚度、长度和宽度均差异较大;‘龙回红’春梢、夏梢和秋梢叶片绝对叶绿素含量分别比‘纽荷尔’脐橙高37.7%、27.6%和16.5%,差异达显著水平。其中‘龙回红’脐橙春梢叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)和蒸腾速率(T_r)分别比‘纽荷尔’脐橙高33.4%、55.6%、20.9%和33.1%,大多数参数间的差异达显著水平。‘龙回红’脐橙叶片营养元素除P和Z_n的含量显著低于‘纽荷尔’脐橙外,其他元素的含量均显著高于‘纽荷尔’脐橙;果实单果质量、纵径、横径、果形指数、果皮厚度、色差a/b值和固酸比显著高于‘纽荷尔’脐橙,而可滴定酸含量显著低于‘纽荷尔’脐橙。‘龙回红’脐橙单产比‘纽荷尔’脐橙高20%左右,且大多数果实品质指标优于‘纽荷尔’脐橙,特别是在果皮颜色和果型方面,优质果率明显提高。【结论】‘龙回红’脐橙是‘纽荷尔’脐橙的优良变异品种,具有很好的推广价值。     

‘纽荷尔’脐橙及其芽变品种‘龙回红’脐橙的比较研究北大核心CSCD

【目的】探究芽变品种‘龙回红’脐橙生物学特性、叶绿素含量、光合作用参数、营养元素、果实品质和产量等与其母本‘纽荷尔’脐橙的差异。【方法】在同一果园相同栽培管理条件下,对2个品种的植株生长特性、绝对叶绿素含量、光合作用参数、叶片营养元素含量和果实品质进行了对比研究。【结果】和‘纽荷尔’脐橙相比,‘龙回红’脐橙干周、树体高度和冠径差异较小,但春梢、夏梢和秋梢叶片厚度、长度和宽度均差异较大;‘龙回红’春梢、夏梢和秋梢叶片绝对叶绿素含量分别比‘纽荷尔’脐橙高37.7%、27.6%和16.5%,差异达显著水平。其中‘龙回红’脐橙春梢叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)和蒸腾速率(T_r)分别比‘纽荷尔’脐橙高33.4%、55.6%、20.9%和33.1%,大多数参数间的差异达显著水平。‘龙回红’脐橙叶片营养元素除P和Z_n的含量显著低于‘纽荷尔’脐橙外,其他元素的含量均显著高于‘纽荷尔’脐橙;果实单果质量、纵径、横径、果形指数、果皮厚度、色差a/b值和固酸比显著高于‘纽荷尔’脐橙,而可滴定酸含量显著低于‘纽荷尔’脐橙。‘龙回红’脐橙单产比‘纽荷尔’脐橙高20%左右,且大多数果实品质指标优于‘纽荷尔’脐橙,特别是在果皮颜色和果型方面,优质果率明显提高。【结论】‘龙回红’脐橙是‘纽荷尔’脐橙的优良变异品种,具有很好的推广价值。     

‘南果梨’及其芽变‘南红梨’果实中糖分积累与相关基因表达差异分析

【目的】对‘南果梨’及其芽变‘南红梨’果实发育期间的可溶性糖含量及糖代谢相关基因的表达量进行分析,探索‘南果梨’及‘南红梨’糖积累差异的分子机制。【方法】以‘南果梨’及‘南红梨’果实为试材,利用高效液相色谱对2者可溶性糖含量进行测定,qRT-PCR对蔗糖代谢关键基因中性转化酶(NI)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)及蔗糖合成酶(SS)的表达差异进行分析。【结果】‘南果梨’与‘南红梨’中的果糖含量均在果实发育后期(8月21日)达到最大值,而‘南果梨’与‘南红梨’果实中葡萄糖与山梨醇含量差异不明显。果实发育初期,2者蔗糖含量差异不明显,采收期(9月14日)‘南红梨’果实中蔗糖含量约为‘南果梨’果实的2倍。PuNI与PuSS3在‘南果梨’中的表达量显著高于‘南红梨’,而PuSPS1、PuSS1和PuSS2在‘南红梨’中的表达量则高于‘南果梨’。【结论】‘南果梨’及‘南红梨’果实发育过程中糖代谢相关基因的差异表达会导致不同糖分的积累量出现差异。     

利用RAPD方法确认‘重阳红’桃及其芽变

‘重阳红’桃为昌黎县两山乡大久保桃园中的一个自然变异株,普遍认为是由‘大久保’桃(Prunus persica)变异而成,但缺乏直接证据。重阳红芽变是1998年在昌黎两山乡重阳红桃树上发现的一个自然变异大枝。该变异基本保留了重阳红桃的优良特性,并克服了原品种易落果和裂果的重大缺     

‘琯溪蜜柚’及其芽变品种果实有机酸和矿质元素含量分析

对‘琯溪蜜柚’‘黄金蜜柚’‘红肉蜜柚’‘红绵蜜柚’‘三红蜜柚’果实成熟期果肉有机酸和矿质元素含量进行测定。结果表明:与‘琯溪蜜柚’相比,其4个芽变品种果肉柠檬酸含量降低,苹果酸含量普遍升高;4个芽变品种果肉Mg、Fe含量均高于‘琯溪蜜柚’,Zn含量均低于‘琯溪蜜柚’,K、P、Ca、Na含量因品种而异;4个芽变品种果肉Fe/Zn值均升高,K/P值变化因品种而异,其中3个果肉颜色有变异的品种(‘黄金蜜柚’‘红肉蜜柚’‘三红蜜柚’)Ca/Mg、Ca/Na、Mg/Na值普遍升高。     

‘芙蓉李’转录组SSR信息分析与分子标记开发

【目的】明确‘芙蓉李’转录组SSR总体特征,开发SSR引物,为李种质资源多样性分析和品种鉴定等奠定基础。【方法】采用MISA分析‘芙蓉李’转录组SSR位点信息,利用Primer3设计引物,并随机选择40对引物对8个李品种进行多态性分析。【结果】在‘芙蓉李’转录组中,共检测到7 601个SSR位点,分布于5 434条Unigene,SSR位点出现频率为54.51%(SSR位点数7 601与大于1 kb的Unigene数13 944的比值)。其中,单核苷酸重复是主要类型,占总SSR的42.19%。其次是二、三核苷酸重复,分别占总SSR的37.72%和18.48%。A/T和AG/CT是单核苷酸和二核苷酸的优势重复基元。对7 601个SSR位点设计出4 235对SSR引物。随机选择40对引物进行PCR扩增,其中17对在8个李品种中表现出多态性。【结论】李转录组数据是开发SSR标记的有效来源,开发的SSR标记可为李种质资源遗传多样性分析等提供了丰富的候选标记。     

‘红阳’猕猴桃全红型芽变(86-3)的果实品质及花粉形态研究

 对‘红阳’猕猴桃全红型芽变(86-3) 及对照‘红阳’进行了品质及花粉电镜扫描方面的研究。结果表明, 与‘红阳’相比, 86-3果实中花青素含量极显著增加, 变异性状稳定, 但其它品质不及母株果实。两者花粉粒极面观、赤道面观及表面纹饰相似, 而极轴长与赤道轴长之比( P/E) 差异显著。花粉形态研究表明亲缘关系极近的芽变株及其母株的功能基因有所不同。     

两个品种绿皮梨及其红色芽变品种光合生理特性的比较

以"早酥"梨、"巴梨"与其红色芽变"红早酥"梨、"红巴梨"为试材,在田间条件下,比较研究了4个梨品种功能叶片的光合生理特性的差异和叶片色素含量的变化。结果表明:4个梨品种净光合速率(Pn)日变化曲线呈单峰型,且日变化平均值大小依次为:"早酥"梨"红早酥"梨"红巴梨""巴梨";4个梨品种蒸腾速率(Tr)日变化曲线呈单峰型;"早酥"与"红早酥"梨气孔导度(Gs)日变化曲线呈双峰型,"巴梨"与"红巴梨"为单峰型;"早酥"与"红早酥"梨胞间CO2浓度(Ci)日变化曲线呈双谷型,"巴梨"与"红巴梨"为单谷型;瞬时水分利用效率(WUE)和光能利用效率(LUE)日变化曲线均呈单谷型。红色芽变的"红早酥"梨与"红巴梨"叶片中叶绿素、花色素苷含量均显著高于其对应的"早酥"梨与"巴梨"。     

不同质地的‘金帅’无锈芽变果肉细胞活性染色观察比较

【目的】比较不同质地的‘金帅’无锈芽变果实徒手切片、染色差异和荧光活性,以期寻找区分不同质地芽变果实新方法。【方法】利用直接对比、显微观察、荧光染色等方法对不同质地果实进行区分。【结果】贮藏后的‘金帅’无锈芽变果实可通过感官评测分为硬、软、绵不同质地;随质地变软,观察单一层次细胞排列越易,细胞变形程度越大,细胞层堆叠程度越小;染色后不同质地果实具有不同表现,其中荧光素二乙酸(FDA)区分不同质地果实效果最佳,质地硬、软、绵、无活性的细胞荧光值差异极显著。【结论】活性染色可以用于区分不同质地的‘金帅’无锈芽变果实,FDA染色后质地硬的果肉细胞活性最强,质地软的果肉细胞活性中等,质地绵的最弱。     

桃早熟芽变品种‘大观一号’的RAPD分析及其特异片段的克隆

利用140个单个和混合随机引物对桃布日早生及其早熟芽变品种'大观一号'基因组DNA的多态性进行RAPD分析。其中有一个引物能检测出两者之间DNA的多态性,在1．1kb处'大观一号'多了一条特异性条带,将该片段克隆到pUC19载体,并作了酶谱分析。