蔷薇科果树自交不亲和性分子机制研究进展

植物自交不亲和性是植物花粉—雌蕊相互识别,防止其近亲繁殖的重要机制,是植物发育生物学的研究热点之一。蔷薇科果树如梨、苹果、李子等表现出自交不亲和性,该反应由S位点(S-locus)的一对S等位基因,即雌蕊和花粉的S基因控制,分别为S-RNase和S-locus F-box/S-haplotype-specific F-box基因。本文综述了蔷薇科果树雌蕊和花粉S基因的鉴定及其结构和进化的特性、自交亲和性突变机制及自交不亲和性反应发生过程中花粉生理生化变化及其信号转导机制等,以期为深入系统研究蔷薇科果树自交不亲和及亲和性机制提供参考。     

梨自交花粉原位萌发观察及不亲和性强度研究

梨是世界四大水果作物之一,拥有特殊的自交不亲和特性。这种现象在蔷薇科中普遍存在,但关于不同品种的自交不亲和强度却鲜有报道。综合田间自花授粉套袋试验及花粉管原位荧光显微观察,对256个不同梨品种进行套袋处理、花粉管生长特性观察、自交不亲和性强度统计分类以及坐果率调查。结果显示:自交不亲和性较强品种的花粉管虽然有少量穿过柱头,但不能在花柱内进一步生长,表现为扭曲变形、花粉管杂乱无章,以及花粉管末端变粗膨大等现象。不同梨品种自交不亲和性强度R值参差不齐,所调查的大部分梨品种自交不亲和强度分布在强与中之间,分别占57.4%、33.6%,而自交不亲和性弱的只占9.0%,仅有闫庄鸭梨、秋荣、54S-135、金坠、大果黄花和晚秀7个品种。田间自花授粉坐果率调查发现,自交不亲和性强度为强与中的品种的结实率基本为0,弱自交不亲和性强度品种金坠、秋荣的结实率分别为61.4%、32.7%,但晚秀表现出自交不结实。研究结果不仅具有理论价值,而且有潜在的实践意义。     

梨自交不亲和性研究的技术进展

综述运用杂交授粉试验、蛋白质产物分析、PCR-RFLP技术、DNA序列分析和cDNA克隆等技术确定梨品种自交不亲和基因型研究的技术进展，分析了这些技术在确定梨品种自交不亲和基因型确定方面的优点和不足之处，总结了运用这些技术研究梨自交不亲和性的成果，从基因型的确定和自交不亲和基因的应用角度提出了研究的前景。     

果树开花授粉生物学研究进展

概述了果树开花期、花期低温伤害、花期调控、花器官退化以及自交不亲和性等方面的研究进展。一系列与日本梨自交不亲和有关的花柱蛋白质被分离和鉴定,利用GOT同工酶标记,已鉴定了多个苹果品种的S基因型。根据目前的研究结果,提出了果树自交不亲和性分子生物学今后的研究方向。     

自交不亲和植物自交亲和性研究进展

对高等植物自交亲和基因（资源）、自交亲和性的遗传、自交亲和性与蛋白表达的关系及自交亲和性产生的分子机理等方面的研究进行了综述,阐述了研究植物自交亲和性的意义。     

梨S基因与S基因型鉴定的研究进展

梨是由单一位点S等位基因控制的典型配子体自交不亲和性果树,其自交授粉结实率低,品质差,需配置授粉品种。因此,对梨品种S基因及品种授粉树合理配置进行深入研究具有重要意义。有鉴于此,详细介绍了梨S等位基因的研究现状,并对迄今国内外鉴定出的500多个梨品种的S基因型进行汇总,对应用较为广泛的PCR-RFLP技术和S基因DNA序列分析法以及梨S基因芯片杂交技术进行系统介绍。     

苹果自交不亲和性研究进展

在简要介绍植物自交不亲和性的类型、特点及生理调控机制的基础上,着重对苹果自交不亲和性的研究进行了综述,内容包括花柱内花粉管生长特点、花柱S糖蛋白的特性和作用机理及分子生物学研究,并对今后的工作提出了建议。     

玉米温敏自交不亲和系的鉴定与生态学机制分析

在玉米繁殖过程中发现了一种生态自交不亲和材料HE 97,为了证明其不亲和类型及其生态学机制,通过2 a田间分期播种和花丝切片观察,对该材料的自交不亲和性进行了研究.结果表明,HE 97的自交不亲和性主要受温度影响,表现为高温自交亲和,低温自交不亲和,亲和性转换的敏感时期是雄穗的小花分化期/雌穗生长锥伸长期,临界温度为20～24℃.花粉在其相同基因型花丝上不能萌发可能是导致HE 97自交不亲和的主要原因.     

金珠果梨S基因型的确定

大多数梨属于配子体自交不亲和果树,自然授粉结实率低、品质差。通过确定梨品种S基因型可寻找简便快速克服自交不亲和性的方法。金珠果梨是从野生砂梨中选育出来的新种质。以金珠果梨幼叶为试验材料,对其基因组DNA进行S基因特异扩增、克隆、DNA序列测定及生物信息学分析等,结果表明：金珠果梨S基因型为S₃S₁₉。     

大果黄花梨自交亲和性变异机制研究

梨品种大果黄花由黄花芽变而来.田间授粉试验表明,黄花梨自花授粉结实率仅为1.5%,属于梨自交不亲和性品种;而大果黄花自花授粉的结实率高达60.0%,属于自交亲和性品种;相互授粉时,黄花×大果黄花组合的坐果率达70.0%,为杂交亲和,但反交时坐果率为1.0%,表现为杂交不亲和.荧光显微镜观察这些组合授粉后花柱内花粉管生长情况,也得到相同的结果.这些结果表明,两品种雌蕊的自交不亲和性性状正常.进一步鉴定出了黄花和大果黄花是基于S-RNase基因的S-基因型,发现两者均含有S1-RNase和S2-RNase基因;而且两品种的这1对雌蕊S-RNase基因均特异性地在花柱中表达,表达量没有明显差异,表明大果黄花和黄花的雌蕊S-RNase基因并无差异.由此推断:大果黄花的自交亲和性突变,是由于花粉自交不亲和性功能丧失,从而表现出自花授粉能够结实.     

梨树腐烂病研究进展

梨树腐烂病（pear Valsa canker）是梨树的主要病害之一。综述了国内外在梨树腐烂病的发病症状、病原鉴定、致病力、病原菌侵染机理、病害发生流行规律及其防治技术等方面的研究进展,并探讨了该病害未来的研究方向与防治策略。     

梨果实褐变的研究进展

褐变是园艺产品中普遍存在的问题,是果实品质劣变最明显的特征之一,梨的果实和果汁极易发生褐变,在很大程度上影响了梨果实的商品价值。综合论述了梨果实褐变的生理机理及抑制方法,阐述了果实褐变的分子机理,对梨果实褐变进一步的研究方向提出了展望。     

生长调节物质对梨极矮化突变体生长的影响

以3年生极矮化突变体及嫁接当年幼苗为试材,分别用生长调节物质GA3、BR、IAA、PP333处理极矮化种质,比较其生长情况,分析极矮化突变体对生长调节物质的敏感性。结果表明,外源PP333处理显著抑制梨极矮化突变体的生长,即极矮化种质对外源PP333敏感,外源GA处理在总的生长量上与对照没有差异,但阶段性生长量上表现出显著差异,表明对外源GA敏感,可能属于GA缺陷型。     

自花结实鸭梨品种自交亲和分子机理研究

对鸭梨及其自花结实变异品种-金坠梨和魏县阎庄自花结实鸭梨的S基因进行了研究。通过对3个品种基因组DNA进行S基因特异性PCR扩增,扩增产物经2%琼脂糖凝胶电泳检测发现,在370 bp左右均扩增出了1条带,但不能区分2个S等位基因;经8%聚丙烯酰胺凝胶电泳检测发现,鸭梨和金坠梨在370 bp左右有2条带,而魏县阎庄自花结实鸭梨只有1条带,表明魏县阎庄自花结实鸭梨系鸭梨的1个S基因发生了变异,从而导致自交亲和;进一步研究表明,魏县阎庄自花结实鸭梨S1基因正常,系S21基因发生了变异,导致自交亲和;金坠梨和鸭梨谱带无差别,自交亲和机理可能是调控S基因表达的修饰基因发生了变异,导致自交亲和。     

‘玉露香梨’僵芽发生与活性氧代谢的关系

为明确减缓营养生长对降低‘玉露香梨’僵芽发生的作用机制,以河北魏县正常发育的‘玉露香梨’短枝顶芽为对照,结合山西太谷的‘玉露香梨’短枝顶芽,研究花芽分化期不同‘玉露香梨’园活性氧代谢的变化规律。结果表明：魏县僵芽梨园新梢年生长长度和直径均极显著大于魏县正常梨园和太谷正常梨园,且枝条停长时间最晚;花芽形态分化期间,魏县正常梨园与太谷正常梨园‘玉露香梨’芽内的SOD、CAT和POD活性以及MDA含量表现出先升高后降低的趋势,而魏县僵芽梨园芽内的SOD和POD活性呈下降趋势,CAT活性和MDA含量则呈先升后降趋势;魏县僵芽梨园芽内SOD、CAT和POD活性整体显著低于魏县正常梨园、太谷正常梨园,MDA含量显著高于正常梨园。可见,营养生长过旺可能导致‘玉露香梨’僵芽的发生;同时,僵芽的发生与芽内SOD、CAT和POD活性密切相关。     

早酥梨授粉结实能力初探

[目的]研究早酥梨的授粉结实能力,为其高产栽培提供依据。[方法]对3种梨树品种的花期物候期进行观测,对照园中以园内无授粉品种而园周围有授粉品种(砀山酥和黄县长把梨)的为CK1,以园内配置2个授粉品种为CK2,供试园中套袋隔离早酥梨的花序,以上均为自然授粉,最终调查各种花序、花朵的坐果数。[结果]黄县长把梨的始花期和盛花期比早酥梨早2 d;砀山酥梨的始花期和盛花期比早酥梨晚1 d,均可作为早酥梨的授粉品种。早酥梨自花授粉的花序和花朵的坐果率分别为13.3%和4.9%;CK1和CK2的花序、花朵的坐果率分别为64.5%、14.5%和81.1%、30.6%。[结论]早酥梨虽有一定的自花授粉结实能力,但不能满足生产的需要,配置授粉品种能明显提高其坐果率。     

梨遗传转化研究进展

用遗传转化的方法对梨进行遗传改良是当今梨科研的热点.基因型、抗菌肽的活性与稳定性、农杆菌的侵染力等是影响梨遗传转化的重要因素.综述了国内外梨遗传转化研究所取得的进展,并结合存在的问题对今后的工作重点提出了建议.     

梨园土壤研究进展

我国是世界第一产梨大国,但不同产区的梨品质差异较大.文章从梨园土壤营养、土壤对梨产量和品质的影响、梨园土壤管理等3个方面综述了梨园土壤研究进展,重点介绍了梨园土壤pH值、有机质及钙含量与梨品质的关系,指出土壤覆盖和施肥是改善梨园土壤理化性状、提高梨产量和品质的重要措施.今后应加强对梨园土壤的系统研究,建立梨园生态平衡施肥技术体系,为促进我国梨产业可持续发展提供技术支撑.     

野生棠梨果露酒的研制

[目的]探索野生棠梨果露酒的研制方法。[方法]挑选成熟野生棠梨果实制成野生棠梨果汁液后,与高粱酒按照汁液：酒为2：1的比例混合均匀,调配成野生棠梨果露酒,测定其糖含量和酒精度。[结果]调配好的野生棠梨果露酒的酒精含量为14%～17%,pH值为4.5,含糖量为15%～18%。用于野生棠梨果露酒调配用的酒最好是高粱酒,酒精含量最好是45%～47%。[结论]为保证野生棠梨果露酒的保存期,调配的野生棠梨果露酒的酒精含量不得低于15%。     

梨树茎尖培养及其在病毒脱除中的应用

对梨树茎尖培养的方法和在培养过程中诱导分化、增殖培养和生根培养各个环节中激素种类和浓度、不同培养基及培养条件对茎尖培养成活率的影响进行了分析,并概述了茎尖培养在梨病毒脱除中的应用现状,提出了存在问题和今后的研究方向。