‘翠冠’梨大果型芽变的细胞学及相关基因表达研究

【目的】对造成大果芽变的原因进行探讨。【方法】以‘翠冠’和表现出大果性状的芽变‘潘庄大翠冠’为材料,利用荧光AFLP分子标记进行基因组DNA序列差异分析;用流式细胞仪检测‘潘庄大翠冠’的染色体倍性,用石蜡切片技术进行细胞学观察,用实时荧光定量PCR检测相关基因表达分析。【结果】AFLP分析证实‘潘庄大翠冠’为‘翠冠’的大果芽变,果实内在品质无明显差异。流式细胞检测结果显示,‘潘庄大翠冠’为二倍体,与‘翠冠’相同。‘潘庄大翠冠’梨的细胞分裂期从盛花期开始一直到花后24 d,较‘翠冠’长4 d,花后28 d时,果肉细胞层数显著多于‘翠冠’。细胞周期蛋白D3(cyclin D3,CYCD3)在‘潘庄大翠冠’中的表达量显著高于‘翠冠’。细胞周期蛋白A2(cyclin A2,CYCA2)、细胞周期蛋白依赖性激酶A1(cyclin-dependent kinase A1,CDKA1)和细胞周期蛋白依赖性激酶B2(cyclin-dependent kinase B2,CDKB2)等基因也有表达差异。【结论】‘潘庄大翠冠’确为‘翠冠’的大果芽变,其果实增大的机制并非染色体加倍,而是果实发育过程的细胞分裂期细胞的活跃增殖导致细胞分裂期的延长。     

‘翠冠’梨果锈形成的形态解剖学观察

【目的】观察‘翠冠’梨果锈形成过程,为阐明‘翠冠’梨果锈形成机制和研制果锈防控技术提供理论依据。【方法】用光学、体式、荧光显微镜和透射电镜对‘翠冠’梨果锈形态与发生过程进行系统观察。【结果】花后49~56 d,果实进入快速生长期,果肉细胞体积增大,向外扩张,而表皮、亚表皮以及近果皮多层细胞不能同步增大,导致角质膜断裂,表皮、亚表皮细胞先胞壁加厚,然后扭曲变形、破裂、死亡。单宁细胞下3~5层细长形薄壁细胞,在果锈形成过程中,细胞壁也急剧加厚,但不再破裂,而是形成保护层,起到次生保护作用。【结论】‘翠冠’梨果锈主要是破碎的角质膜、木质化加厚的表皮和亚表皮细胞及果点上易剥落的物质。果锈形成的关键时期是花后49~56 d。     

苹果新品种‘瑞阳’及其亲本果实组织结构的比较分析

【目的】苹果新品种‘瑞阳’由‘秦冠’和‘富士’杂交选育而成。感官评价‘瑞阳’肉质明显比‘秦冠’细脆,略差于‘富士’,本研究从组织结构方面分析‘瑞阳’与亲本果实质地差异的原因。【方法】本实验以‘瑞阳’及其亲本果实为研究对象,在成熟期测定果实的基本质地指标(硬度、脆度等),并采用半薄切片和扫描电镜技术对3个品种果实的组织结构进行比较,分析3个品种之间的微观差异。【结果】通过半薄切片观察,‘瑞阳’和‘富士’与‘秦冠’相比,果肉细胞平均面积大,细胞间隙小,细胞间排列紧密,圆度小,细胞纵横比大。‘瑞阳’与‘富士’相比,果肉细胞平均面积、周长、圆度等指标相近,而细胞间隙略大。通过扫描电镜观察果肉的纵切面,可知‘瑞阳’和‘富士’细胞排列整齐、紧密,而‘秦冠’细胞排列混乱,成簇分散排列,细胞间隙大;观察果肉的断裂面可得,‘瑞阳’和‘富士’均以细胞内断裂为主,且断口光滑、平齐,而‘秦冠’以细胞间和细胞内断裂为主,断口粗糙,具有毛状细丝。【结论】通过对3个苹果品种微观形态的比较分析,表明苹果的组织结构特征与质地有一定关系,从果实组织结构方面为苹果新品种选育提供理论依据。     

甜樱桃果实发育过程中细胞壁组分及其降解酶活性的变化

【目的】了解甜樱桃在果实发育过程中质地变化与果实细胞壁组分及其降解酶活性的关系。【方法】以硬肉型品种‘美早’、常规型品种‘红灯’和软肉型品种‘佳红’为试材,分别在硬核期、转白期、着色期和成熟期对果实硬度、细胞壁组分以及细胞壁降解酶活性进行了测定分析。【结果】‘美早’硬度降低速率较慢,成熟期硬度高于其他2个品种,WSP升高速率、纤维素降解速率低,PME、α-L-Af、Cx、β-Gal活性低。‘红灯’硬度降低速率较快,在果实发育后期硬度低于‘美早’,WSP升高速率与纤维素降解速率高,PME、α-L-Af活性高。‘佳红’在转白期硬度迅速降低且后期质地软,它的纤维素降解速率高,PME、α-L-Af、Cx、β-Gal在转白期之后活性较高。【结论】甜樱桃果实成熟过程中,原果胶的降解和纤维素的水解是果实软化的关键因素。果实细胞壁组分降解是多种酶协同作用的结果。PME和α-L-Af与‘红灯’和‘佳红’硬度显著负相关,并且活性在‘美早’中显著低于其他2个品种,这可能是果实硬度较高的主要原因。纤维素和原果胶降解速率低,PG活性高和β-Gal活性低可能是导致硬度高的次要原因。Cx酶活由于在‘红灯’中并没有显著影响到到果实硬度,而在‘佳红’和‘美早’中产生了不同的影响,可能是品种间的差别。     

桃类胡萝卜素合成关键基因PpCCD4的表达与启动子活性分析

【目的】分析桃果实成熟过程中类胡萝卜素总量与关键基因PpCCD4表达的相关性,探究不同品种PpCCD4启动子的活性差异,进而解释PpCCD4在黄白肉果实中的表达差异。【方法】测定果实发育时期类胡萝卜素总含量,并与该时期PpCCD4的表达进行相关性分析,分别检测果实PpCCD4转录本差异,进行基因全长与启动子序列分析。构建PpCCD4启动子驱动GUS表达载体并转化农杆菌侵染桃果肉,根据果肉GUS染色分析2种启动子活性的差异,以期解释PpCCD4在果实发育时期表达量的差异。【结果】‘燕红’成熟过程中果实类胡萝卜素总含量降低,其PpCCD4在发育过程中的表达显著上调‘;金童6号’果实类胡萝卜素总含量升高,其PpCCD4的表达始终处于较低水平‘。金童6号’中PpCCD4相较‘燕红’在CDS区发生了2个碱基的插入,且两PpCCD4转录本不同,启动子克隆发现‘燕红’对应的启动子有较多的转录增强和启动元件,而黄肉品种则具有更多的抗逆应答元件;同时GUS染色结果表示,桃果肉中2种启动子驱动的GUS染色有明显的显色差异,启动子活性差异显著。【结论】黄肉品种中移码突变的产生造成了PpCCD4的功能丧失;2个品种果肉PpCCD4转录模式不同,其启动子活性的差异是造成PpCCD4在黄肉和白肉果实中表达差异显著的主要原因。     

不同苹果品种在贮藏过程中果实质构的变化

【目的】探讨不同苹果品种在贮藏过程中果实质地差异及其变化规律。【方法】以‘嘎拉’‘津轻’‘乔纳金’‘富士’为试材,通过TPA(texture profile analysis,质地剖面分析)测试和穿刺试验两种测试方法,测定4个不同苹果品种贮藏过程中质构参数,并对质构参数进行相关性分析。【结果】基于TPA测试和穿刺试验测试,4个不同苹果品种之间果实质地存在一定差异。0 d时,‘嘎拉’TPA果肉硬度、穿刺果皮硬度、果肉硬度、最大模量明显高于其他3个品种,‘富士’‘津轻’‘乔纳金’3个品种之间差异不明显。采后贮藏过程中,4个苹果品种的11个质构参数总体的变化趋势大体一致呈下降趋势,但变化规律也稍有差别。‘乔纳金’和‘嘎拉’TPA果肉硬度、咀嚼性、穿刺果皮硬度、最大模量、果肉硬度、果皮做功、果肉做功等质构指标在贮藏过程中下降最快,‘津轻’‘富士’下降最慢或变化不大。而回复性、内聚性、弹性、最大硬度时位移则变化较平稳。相关性分析表明,除最大硬度时位移外,果肉硬度、咀嚼性、回复性、弹性、内聚性、果皮硬度、最大模量、最大硬度时位移、果皮做功、果肉硬度、果肉做功之间呈显著相关性,大多呈正相关关系。【结论】不同苹果品种在贮藏过程中果实质地变化存在差异,TPA测试参数与穿刺测试参数之间大多存在显著正相关。TPA所测果肉硬度、咀嚼性、回复性及穿刺果皮硬度、最大模量、果肉硬度是评价苹果果实的重要质构参数。     

枇杷果实成熟过程中果肉细胞质体的发育与果肉颜色的变化

【目的】探索枇杷在果实成熟过程中其果肉细胞质体的发育与果肉颜色变化的关系。【方法】以不同颜色的枇杷品种‘黄金块’(橙红)、‘解放钟’(黄色)、‘白玉’(白色)不同发育阶段的果肉为试材,应用光学和电子显微镜观察果肉细胞质体的大小,颜色和超微结构。【结果】通过光学显微镜观察,在果实成熟过程中发现‘黄金块’、‘解放钟’果肉细胞中的质体由叶绿体转变为有色体,而‘白玉’的果肉中没有形成相应的有色体。此外,在对质体的超微结构进行观察时,发现在果实成熟过程中‘黄金块’、‘解放钟’果肉细胞质体中的质体小球逐渐发育,到成熟期有大量的质体小球出现;而‘白玉’果肉细胞质体在成熟过程中没有大量的质体小球出现。【结论】‘黄金块’、‘解放钟’、‘白玉’果肉的不同颜色可能与有色体的形成有关,而质体小球的发育影响有色体的的形成,最终表现为果肉颜色上的差异。     

脆肉梨果实成熟过程中质地性状的变化

【目的】探讨脆肉梨成熟过程中不同时期、果实不同部位质地性状的差异和变化规律。【方法】以脆肉梨品种‘华酥’和‘圆黄’为试材,采用食品物性分析仪质地多面分析法(TPA)和穿刺试验,测定果肉脆度、硬度、黏着性、弹性、胶黏性、咀嚼性和果皮硬度等7个质地性状。【结果】各质地性状在梨果实成熟过程中均发生显著变化,而且果实萼部、中部和梗部3个部位的质地性状均存在差异;除黏着性与其他参数间的相关性较差之外,果肉脆度、果肉硬度、弹性、胶黏性、咀嚼性和果皮硬度之间均呈极显著正相关。【结论】首次明确了在梨果实成熟过程中各部位质地性状的变化规律,可以为梨适宜采收成熟度的确定提供理论依据。     

脆肉梨果实成熟过程中质地性状的变化北大核心CSCD

【目的】探讨脆肉梨成熟过程中不同时期、果实不同部位质地性状的差异和变化规律。【方法】以脆肉梨品种‘华酥’和‘圆黄’为试材,采用食品物性分析仪质地多面分析法(TPA)和穿刺试验,测定果肉脆度、硬度、黏着性、弹性、胶黏性、咀嚼性和果皮硬度等7个质地性状。【结果】各质地性状在梨果实成熟过程中均发生显著变化,而且果实萼部、中部和梗部3个部位的质地性状均存在差异;除黏着性与其他参数间的相关性较差之外,果肉脆度、果肉硬度、弹性、胶黏性、咀嚼性和果皮硬度之间均呈极显著正相关。【结论】首次明确了在梨果实成熟过程中各部位质地性状的变化规律,可以为梨适宜采收成熟度的确定提供理论依据。     

甜瓜质地差异及相关细胞壁酶活性变化

对两种不同质地类型甜瓜果实发育过程中果肉质地的变化及相关酶活性进行研究。结果表明,花后35~40 d为软、脆两种甜瓜质地形成的关键时期。在该时期,软肉型甜瓜‘NSL’细胞面积与间隙增大,果肉细胞排列疏松,细胞面积为脆肉型甜瓜的115.35%,软肉型甜瓜‘NSL’与脆肉型甜瓜‘XZM’质构参数差异显著,脆肉型甜瓜果实4种细胞壁酶活性总体低于软肉型甜瓜。花后35 d,软肉型甜瓜‘NSL’细胞壁扩展酶基因(CmEXP3、CmEXP5、CmEXP9)相对表达量为最大值,显著高于脆肉型甜瓜‘XZM’。     

蓝莓不同硬度果实VcPLs基因克隆和功能研究

【目的】探究果胶裂解酶基因在蓝莓硬肉品种和软肉品种果实硬度差异中的作用,为选育高硬度蓝莓品种提供参考。【方法】以蓝莓硬肉品种Star和软肉品种O’Neal不同发育时期的果实为材料,测定果实硬度、细胞壁物质含量和果胶裂解酶活力,分析比较果肉细胞解剖结构,克隆果胶裂解酶基因并研究其表达模式,转化番茄验证VcPL的功能。【结果】S4（膨大期）到S6（红果期）时期是果实硬度快速下降关键时期,果肉细胞在发育初期细胞壁轮廓清晰,Star果肉细胞出现结构破损的时期晚于O’Neal,果实硬度与可溶性果胶含量、果胶裂解酶活力均呈极显著负相关,VcPL41和VcPL65编码区序列长度分别为1230 bp和1209 bp,Star和O’Neal中VcPL65氨基酸序列完全相同,VcPL41的序列在品种间有4个氨基酸差异。2个基因在Star中快速上调表达的时期晚于O’Neal。超表达VcPL41和VcPL65的番茄果实硬度显著小于对照组,可溶性果胶含量显著高于对照组。【结论】蓝莓硬肉品种Star和软肉品种O’Neal果实硬度差异受果胶裂解酶活力和可溶性果胶含量影响,VcPL41和VcPL65能够加速果实成熟软...     

‘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。     

4个苹果品种贮藏期间果实质地和营养成分的变化

【目的】探讨‘华硕‘’华冠‘’美八’和‘华瑞’4个苹果品种果实贮藏期间质地软化特性和营养成分的变化,为预测果实品质及货架期提供依据。【方法】应用质构仪质地多面分析(TPA)法测定果肉贮藏期间质地参数,分析TPA指标和营养成分含量的相关性。【结果】‘华瑞’和‘美八’在贮藏6 d内硬度和脆度显著下降‘,华硕’在30 d内‘、华冠’在50 d内,果肉硬度和脆度缓慢下降;4个苹果品种之间弹性、黏着性、胶着度和咀嚼度与硬度和脆度的变化趋势基本一致。可溶性固形物和可溶性糖含量在贮藏期间波动不大,可滴定酸含量较为缓慢地下降,维生素C含量整体呈较为快速下降的趋势;果肉硬度、脆度、胶着度、咀嚼度之间以及可滴定酸含量与维生素C含量之间呈显著正相关。【结论】4个苹果品种在贮藏期间除维生素C含量外,其他营养物质流失缓慢,不同贮藏阶段果实的营养价值不尽相同,结合质地参数的变化可得出室温贮藏条件下‘华瑞’和‘美八’在贮藏6 d时硬度和脆度已经明显下降,而‘华硕’最佳贮藏时间为30 d,‘华冠’为50 d。     

‘库尔勒香梨’果实发育过程中石细胞形成与细胞凋亡的关系研究

【目的】探讨‘库尔勒香梨’果实发育过程中石细胞的形成与细胞凋亡(PCD)之间可能存在的关系,为调控‘库尔勒香梨’果实石细胞含量、改善果实品质提供科学依据。【方法】以15 a(年)生‘库尔勒香梨’(Pyrus sinkiangensis Yü)为试材,通过显微观察和含量测定,研究果实发育过程中石细胞的形成规律和活性氧(ROS)的积累特性,同时用3种不同细胞凋亡的检测方法检测了果肉细胞细胞核浓缩情况、DNA的片段化现象。【结果】‘库尔勒香梨’果实发育过程中,石细胞含量呈先上升后下降趋势,最大值出现在花后50 d,为20.22%。随后,石细胞含量随着果实的膨大迅速下降;到花后120 d,石细胞含量降低到3.37%。石细胞的染色结果表明,花后10～20 d大部分石细胞还处于松散聚集的初始阶段,一部分石细胞团已经成型,但未达到最大体积,花后30 d石细胞开始大量聚簇,形成石细胞团,至花后50 d石细胞数量和大小趋于稳定。ROS含量变化与果实中石细胞含量变化相一致,果实发育前期积累多,后期逐渐减少。细胞凋亡检测显示,香梨果实发育过程中确实出现细胞凋亡现象。TUNEL、DAPI和Hoechst染色都表明,果实发育早期阶段(花后10～40 d)是‘库尔勒香梨’果肉细胞发生凋亡的关键时期,花后75 d开始,PCD荧光信号较弱或基本检测不到凋亡信号。【结论】‘库尔勒香梨’果实石细胞形成的关键时期是花后10～50 d。PCD发生时期和ROS积累时期与石细胞形成时期基本重叠。     

芽变李新品种‘龙园桃李’

‘龙园桃李’为‘龙园蜜李’的芽变品种。该品种抗寒、丰产、晚熟、较耐贮运;果实桃形,平均单果质量48.5 g,最大果质量62.0 g,果肉橙黄色,质地硬韧,离核,汁液中,风味酸甜适口,可溶性固形物含量为12.6%。哈尔滨地区9月5日成熟。     

‘富有’柿果实韧皮部胞间连丝研究

【目的】果实韧皮部胞间连丝分布特点决定韧皮部同化物卸载途径类型,为了解‘富有’柿果实膨大期韧皮部胞间连丝分布特点,【方法】采用透射电子显微技术对膨大期果实韧皮部做超微结构研究,统计不同类型细胞界面上胞间连丝发生频率。【结果】结果表明,柿果实维管束没有维管束鞘,直接与果肉细胞连接,韧皮部由筛管分子、伴胞和维管薄壁细胞构成,筛管-伴胞界面、伴胞-维管薄壁细胞界面、维管薄壁细胞-维管薄壁细胞界面以及维管薄壁细胞-果肉细胞界面上都存在胞间连丝,伴胞-维管薄壁细胞界面上的胞间连丝发生频率约为维管薄壁细胞-果肉细胞界面上的一半。【结论】据此认为,‘富有’柿果实韧皮部伴胞与维管薄壁细胞界面上分布有中等数量的胞间连丝,显示韧皮部卸载途径为共质体类型。     

‘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。     

李芽变新品种''龙园桃李''

‘龙园桃李’为‘龙同蜜李’的芽变品种。该品种抗寒,丰产,晚熟,优质,较耐贮运;果实桃形,平均单果质量48．5g,最大62．0g,果肉橙黄色,质地硬韧,离核,汁液中等,风味酸甜适中,可溶性固形物含量为12．6％;在哈尔滨地区9月5日成熟。     

砂梨果肉褐变与酚类物质及相关酶活性的相关分析

【目的】为了探明砂梨褐变的内在机制,为砂梨贮藏与加工过程中品种选择和褐变控制提供理论依据,【方法】以11个砂梨品种的成熟果实为试材,测定总酚与酚类物质组成及含量、GSH含量、PPO、SOD、CAT、PAL、POD酶活性等相关指标。【结果】结果表明,不同品种酶促褐变程度有很大差别,‘新兴’和‘早生黄金’褐变较重,而‘秋黄’和‘丰水’较轻。绿原酸、儿茶素、芦丁和没食子酸是梨果肉中含量较高的酚类物质。总酚含量与果实褐变度相关性最高,绿原酸次之,儿茶素最低。【结论】梨果肉褐变相关酶活性与酚类物质组分及含量对其酶促褐变的影响程度因品种不同而存在差异。梨果肉酶促褐变与总酚和绿原酸含量的相关度高于与酶类的相关度。     

毛花猕猴桃‘华特’果实采后糖代谢研究

【目的】探究毛花猕猴桃果实采后在常温和低温贮藏下果肉与果心的糖代谢特性。【方法】以毛花猕猴桃新品种‘华特’为材料,将采后果实分别在常温(20℃)和低温(1℃)贮藏28 d和56 d,检测果肉和果心的淀粉、蔗糖、果糖和葡萄糖含量、淀粉酶和蔗糖代谢相关酶活性的变化。【结果】‘华特’果肉和果心均以积累己糖为主,两者总糖含量相近,但不同糖的分配存在差异,特别是果心的蔗糖含量极显著高于果肉的含量。果肉和果心的淀粉和糖含量的变化趋势基本一致,即淀粉伴随着淀粉酶活性的升高迅速降解,果糖和葡萄糖快速积累,而蔗糖含量逐渐下降。果肉和果心糖含量的差异变化是蔗糖代谢各种酶协同作用的结果。果肉和果心的蔗糖分解酶活性,即酸性转化酶(AI)和中性转化酶(NI)活性高于蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性,使蔗糖含量逐渐下降。【结论】‘华特’果实采后果肉与果心的蔗糖、果糖和葡萄糖含量变化表现差异,果肉具有较高AI和NI活性,及较低SPS活性是导致其蔗糖含量显著低于果心的重要原因。低温贮藏有效降低了果实淀粉酶、AI、NI、SPS和SS活性的变化幅度,从而缓解了果肉和果心蔗糖和淀粉的降解,也延缓了果糖和葡萄糖的积累。