苹果绵肉与脆肉株系果实质地差异的分子机理

【目的】研究新疆红肉苹果（Malus sieversii脆2号’ f. neidzwetzkyana）与‘富士’苹果品种（M. domestica cv. Fuji）杂交后代绵/脆肉株系果实质地差异的分子机理,旨在为进一步完善功能型苹果育种的理论与技术体系提供科学依据。【方法】以新疆红肉苹果杂交后代‘红绵2号’和‘红脆2号’不同发育时期的果实为试材,检测乙烯释放量、果实硬度与脆度以及ACS1等4个乙烯生物合成基因和PG等30个果实软化相关基因的相对表达量,观察其变化。【结果】‘红绵2号’和‘红脆2号’苹果果实发育期间的硬度和脆度均呈下降趋势,但‘红脆2号’各时期果实硬度和脆度均明显高于‘红绵2号’。‘红绵2号’花后120 d乙烯释放速率明显上升,并出现明显的乙烯释放峰;而‘红脆2号’花后120 d乙烯释放速率上升不明显,且无明显的乙烯释放峰。‘红苹果果实各时期的ACS1、ACS3、ACO1和ACO2 4个乙烯生物合成相关基因表达量均明显低于‘红绵2号’;4个乙烯生物合成相关基因的表达模式存在明显差异,其中‘红绵2号’ACS1、ACO1和ACO2三个基因在果实发育后期的表达量均在94%以上,而ACS3a在果实发育前、后期表达量分别占50%,表现为组成型表达。所检测的与果实软化相关的30个基因表达的时间顺序存在明显差异,其中PL、AF1、EG2及XET1等15个基因主要在果实发育前期表达,PG、AF3、XET2、XET10和XET11 5个基因主要在果实发育后期表达,基因表达量均占总表达量的70%以上;除PL和AF1等6个基因外,‘红脆2号’PG等24个基因的总表达量均极显著低于‘红绵2号’。【结论】果实发育后期乙烯释放高峰的到来以及果实发育前、后期不同乙烯生物合成与果实软化相关基因的上调表达,是导致‘红绵2号’果实在采收前就已软化变绵及其与‘红脆2号’质地差异的主要原因。     

‘金冠’苹果果实发育后期的品质变化及其成熟阶段区分

【目的】探讨金冠苹果品质形成的关键时期和不同成熟阶段的区分,为判断其适宜采收期、实现优质生产提供理论参考。【方法】采用常规方法测定果实单果重、可溶性固形物（TSS）、可溶性糖、可滴定酸、糖酸比、维生素C（Vc）、硬度等品质指标;采用静态顶空和气相色谱-质谱联用技术测定果实挥发性成分;高效液相色谱技术测定果实糖酸组分。【结果】金冠果实发育后期单果重、TSS、可溶性糖、糖酸比、酯类成分、糖组分总体呈上升趋势,可滴定酸、Vc、硬度和除苹果酸外的酸组分呈下降趋势,醇、醛类成分和苹果酸呈先升后降趋势;除花后182—189 d TSS和硬度有较大增幅和降幅外,品质指标在花后168 d后趋于平稳变化,以乙酸酯、丁酸酯为主的酯类和C6醛类自花后161 d开始呈快速上升和下降,醇类在花后161—168 d快速升高,花后168 d后快速降低,糖组分花后168 d开始稳定上升,苹果酸花后161 d开始大幅下降。主成分分析表明,测试指标与成熟进程均表现出阶段性变化的特点。【结论】金冠果实品质指标和糖组分的主要变化期在花后168 d之前,挥发性酯、醛、醇类成分及苹果酸的主要变化期在花后161 d之后;可初步将其发育后期区分为未成熟（花后140—147 d）、早期成熟（花后154—161 d）和成熟（花后168—189 d）3个阶段。     

欧洲葡萄品种‘无核白’不同营养系果实的酚类物质

 【目的】更有效地发挥欧洲葡萄品种‘无核白’不同营养系鲜食或制干的用途,筛选‘无核白’系列大粒与白藜芦醇含量较高的鲜食品系,酚类物质浓度与多酚氧化酶活性较低而适宜绿色葡萄干制备的制干品系。【方法】以‘无核白’葡萄为对照,以其性状上有变异的10个营养系成熟果实为材料,取样测定其果粒重,用折光仪测定可溶性固形物含量,HPLC法测定果皮与全果白藜芦醇含量、酚类物质,比色法测定多酚氧化酶活性。【结果】大粒无核白和W3等营养系浆果单粒重为对照的1.3286—1.4682倍;W2、W8、长穗无核白和W7等营养系果实白藜芦醇含量为对照的110.65%—128.41%;‘无核白’葡萄营养系果实中总酚含量具有明显差异,含量较低的有长粒无核白、W8、W3和大粒无核白等;不同营养系果皮中多酚氧化酶活性是全果的1.06—13.19倍。【结论】与对照相比,供试10个‘无核白’葡萄营养系中,单粒重、可溶性固形物含量、果皮与全果的白藜芦醇含量较高的有W3、大粒无核白、长粒无核白和W5等;酚类物质总量较低的营养系有大粒无核白、长粒无核白、W3等;多酚氧化酶活性较低的营养系有W7、长穗无核白、W3、W8。本研究结果为‘无核白’系列无核葡萄品种选育提供了部分依据。     

‘华红’苹果果肉的流变特性及其主成分分析

【目的】研究‘华红’苹果果肉在贮藏期间的流变特性（蠕变、松弛）变化规律,并进行流变特性参数间的相关性分析,用流变学方法预测评价果实质地品质,完善苹果果实品质评价体系。【方法】通过对‘华红’苹果果肉蠕变、松弛特性的研究,分别建立四元件Burger’s蠕变模型和三元件Maxwell应力松弛模型;分析蠕变、松弛参数随贮藏时间的变化规律,进行蠕变、松弛特性参数之间相关性分析,并利用SPSS软件进行蠕变、松弛特性主要参数的主成分分析。【结果】在‘华红’苹果贮藏过程中,蠕变特性参数初始弹性系数E₁,延迟弹性系数E₂,黏性系数η₁、η₂变化规律基本一致,均呈下降趋势,且这些参数间两两都呈极显著正相关;蠕变量呈缓慢上升趋势,与以上4个蠕变特性参数呈极显著负相关;延迟时间τ也呈缓慢上升趋势,达到最大硬度时做功呈先升高后降低的趋势,这两个蠕变特性参数和以上5个蠕变特性参数相关性较差;松弛特性参数零时弹性模量E₀、平衡弹性模量E_e、衰变弹性模量E₁、黏滞系数η、硬度、应力和总功变化规律基本一致,呈先下降略有升高后下降的变化趋势,且这7个松弛特性参数之间都呈极显著正相关。松弛时间T与其他7个松弛特性参数变化规律不一致,而且与它们相关性较差。运用主成分分析蠕变、松弛特性参数,第一主成分对10个变量指标的提取很充分,贡献率为88.828%。第一主成分‘流变因子’F1在贮藏过程中随着果实质地变软、食用品质的下降而呈下降趋势。【结论】‘华红’苹果果肉具有压缩黏弹性力学性质,四元件Burger’s模型和三元件Maxwell模型可以很好地拟合‘华红’苹果蠕变、松弛模型,可表征‘华红’苹果果肉贮藏期间流变力学特性变化规律,反应果肉质地变化状况。     

苹果加工品种果实中的酚类物质与褐变

 【目的】研究加工苹果品种的酚类物质组成及其与果实褐变的关系，为选择加工品种和加工工艺提供依据。【方法】利用Folin-C法和高效液相色谱法等测定分析了10个苹果加工品种（4个酿酒品种、6个制汁品种）的果实酚类物质组成、果实褐变度及多酚氧化酶活性。【结果】果实中酚类物质的含量和比例因品种类型而异，苦涩酿酒苹果总酚含量高于甜或酸苹果。原花青素、绿原酸、表儿茶素及儿茶素是苹果果肉中含量较高的酚类物质，苹果特征酚类物质根皮苷在苦绯甘品种中大量存在。果实的褐变度与总酚、原花青素、儿茶素和根皮苷相关性较高，绿原酸与果实的褐变度相关性较低。【结论】酚类物质含量与苹果加工品种类型有关，酿酒品种的总酚含量高于制汁品种。果实中黄烷-3-醇含量对褐变度影响较大。     

mRNA差异显示法筛选‘砀山酥梨’褐皮芽变相关差异表达基因

【目的】研究‘砀山酥梨’褐皮芽变形成机理。【方法】以‘砀山酥梨’及其褐皮芽变‘锈酥’花后110 d幼果果皮为试材,利用mRNA差异显示技术筛选相关差异表达基因,基于Gene Ontology方法、采用Blast2 Go软件进行基因功能分析,结合real-time RT-PCR技术验证差异表达基因在花后不同时期的表达水平差异。【结果】筛选出的63条目的片段中,60条质量较高、3条质量较低;差异表达基因包含α-微管蛋白、甲基转移酶、甘露糖- 6-磷酸异构酶、液泡膜焦磷酸酶和泛素等数十个基因。花后90—150 d,α-微管蛋白基因在‘锈酥’中表达量均高于‘砀山酥梨’,特别是在花后90和110 d,其表达量分别为‘砀山酥梨’的5倍和3倍。而在花后90和110 d时,Ca2+/CaM基因在‘锈酥’果皮中的表达略高于‘砀山酥梨’;在120—150 d时,Ca2+/CaM依赖的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因在‘锈酥’果皮中的表达明显低于‘砀山酥梨’。除花后130 d,甘露糖- 6-磷酸异构酶基因在‘砀山酥梨’和‘锈酥’果皮中表达差异不明显。【结论】由试验结果推测,α-微管蛋白基因在果实发育全程的增量表达,以及蛋白激酶基因在果实发育后期表达水平下调,使‘锈酥’果皮细胞壁加厚、木栓化程度加大,导致了‘锈酥’褐色果皮的形成。     

苹果加工品种果实中的酚类物质与褐变研究

【目的】研究加工苹果品种的酚类物质组成及其与果实褐变的关系,为选择加工品种和加工工艺提供依据。【方法】利用Folin-C法和高效液相色谱法等测定分析了10个苹果加工品种(4个酿酒品种、6个制汁品种)的果实酚类物质组成、果实褐变度及多酚氧化酶活性。【结果】果实中酚类物质的含量和比例因品种类型而异,苦涩酿酒苹果总酚含量高于甜或酸苹果。原花青素、绿原酸、表儿茶素及儿茶素是苹果果肉中含量较高的酚类物质,苹果特征酚类物质根皮苷在苦绯甘品种中大量存在。果实的褐变度与总酚、原花青素、儿茶素和根皮苷相关性较高,绿原酸与果实的褐变度相关性较低。【结论】酚类物质含量与苹果加工品种类型有关,酿酒品种的总酚含量高于制汁品种。果实中黄烷-3-醇含量对褐变度影响较大。     

杏果实酶促褐变机理的研究初报

以完熟期的凯特、山农凯新2号、红玉为试材,对杏果实中与酶促褐变有关的褐变度、多酚氧化酶(PPO)活性、总酚含量及酚类物质组分等多个因素进行了研究。结果表明:(1)品种不同,影响杏果实酶促褐变的主要因素不同。红玉的褐变程度最高,主要是因为其PPO活性和绿原酸含量最高,并且其褐变度与酚类物质含量及PPO活性均呈极显著正相关(r分别为0.938、0.9944);山农凯新2号总酚含量最低,且除阿魏酸外,各酚类物质组分的含量也都最低,这些因素导致其褐变程度最低。(2)利用高效液相色谱对酚类物质组分进行检测,发现表儿茶素、绿原酸、儿茶素是完熟期杏果实中主要的酚类物质,并且表儿茶素是三个品种中测得的含量最高的酚类物质组分。     

库尔勒香梨采后果实褐变机理及控制途径

库尔勒香梨采后果实褐变 ,不仅与酚类物质和多酚氧化酶 (PPO)含量、分布有关 ,而且还与细胞膜结构变化密切相关。本文对库尔勒香梨果实褐变机理、控制途径及技术问题进行综述     

‘21世纪’桃与‘久脆’桃及其杂交后代果实挥发性成分特征分析

【目的】 对桃亲本和杂交后代之间果实挥发性成分与含量以及关键基因表达进行分析,揭示桃果实挥发性成分在亲本与杂交后代之间的变化特征,明确桃亲本与杂交后代桃果实香气主要组成成分及变化,为进一步研究桃亲本和杂交后代果实香气遗传与调控机制及育种提供数据支持。【方法】 采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术（SPME-GC-MS）测定‘21世纪’‘久脆’桃及其杂交后代的挥发性成分及含量,利用荧光定量PCR（Real-time PCR）分析调控酯类合成和酯类水解关键基因PpAAT1与PpCXE1的表达量,并通过1-甲基环丙烯（1-MCP）和乙烯处理改变果实成熟度分析不同处理条件对桃果实挥发性成分和含量的影响。【结果】 亲本及杂交后代桃果实共检测到125种挥发性物质,分为醇类、内酯类、酸类、萜类、酮类、烷烃类、烯烃类和酯类。挥发性成分与含量显示,除‘世纪之星’外,其他杂交后代挥发物种类均低于亲本‘久脆’,但55.56%的杂交后代挥发物总含量高于亲本。在检测到的挥发性成分中,酯类物质最为丰富,占挥发物总含量的50.98%。亲本‘21世纪’和‘久脆’中酯类物质含量分别占挥发物总含量的60.24%和43.45%,杂交后代中除hy-7（38.71%）外,其他杂交后代酯类物质含量所占比例均高于亲本‘久脆’。烷烃类物质也是本试验所检测的主要挥发性成分之一,各杂交后代中烷烃类化合物含量占挥发物总含量的比例均低于亲本‘久脆’,66.67%的杂交后代烷烃类占比低于亲本‘21世纪’。内酯类物质在亲本中均未检测到,但在杂交后代‘世纪之星’、hy-1、hy-9、hy-16以及hy-18中均检测到且含量极显著高于两亲本。乙酸反-3-己烯酯、乙酸己酯、辛酸乙酯、芳樟醇与二氢-β-紫罗兰酮是桃果实香气主要贡献成分（OAVs>1）。乙酸反-3-己烯酯作为桃香气主要贡献成分之一,在亲本中未检测到,但在77.78%的杂交后代中被检测到,且气味活性值在1.29以上,‘世纪之星’最高（5.04）。γ-癸内酯作为桃果实主要挥发性化合物,具有桃香气特征,仅在3个后代中检测到。OAVs加和分布显示‘21世纪’与多数杂交后代主要呈果香型,‘久脆’、杂交后代hy-7呈花香型,杂交后代‘世纪之星’果香与花香特征水平相当,且OAVs加和值均显著高于亲本及其他杂交后代,也是其香气浓郁的主要原因。外源乙烯和1-MCP处理杂交后代‘世纪之星’桃果实的结果表明,1-MCP抑制了果实酯类挥发物的合成,外源乙烯促进酯类物质提前释放,处理第2天酯类含量达到最高值;两种处理对内酯类化合物含量也有显著影响,在第1—3天处理组和对照组均未检测到内酯类化合物,第4—10天的3组试验内酯类物质含量均呈上升趋势,在第10天时乙烯处理组和1-MCP处理组内酯类物质含量显著低于对照组。【结论】 ‘21世纪’、‘久脆’与其杂交后代果实挥发性物质种类、数量和含量差异显著,果实主要香气成分酯类和内酯在杂交后代中的含量比亲本显著提高。多数杂交后代果实香气特征与亲本‘21世纪’一致,呈果香型;部分与亲本‘久脆’香气特征一致,呈花香型,个别后代兼有花香和果香特征。与对照组相比,1-MCP处理桃果实对酯类和内酯的合成均有抑制作用,使果实香气变淡;外源乙烯可促进果实酯类物质提前释放,最高含量与对照组无显著差异。但外源乙烯处理显著减少了果实内酯类物质含量。     

‘红富士’苹果蠕变特性与果实品质的相关分析

【目的】分析‘红富士’苹果整果蠕变特性与其质构特性和营养成分的相关性,探索利用蠕变特性参数检测‘红富士’苹果营养成分含量和质地品质的可行性。【方法】测定不同贮藏期‘红富士’苹果样品的蠕变特性、质地多面分析(texture profile analysis,TPA)各项指标及营养成分含量;确定蠕变模型,探讨蠕变模型参数与苹果TPA指标和营养成分含量的相关性;建立蠕变参数预测‘红富士’苹果品质的数学模型,并对其进行验证。【结果】四元件伯格斯模型可以很好地描述‘红富士’苹果整果的蠕变特性,模型拟合的决定系数达到0.982。苹果的可溶性固形物含量、可滴定酸度、Vc含量、硬度、内聚性、耐咀性和回复性与延迟弹性系数E2和黏性系数η1达到极显著正相关(r=0.56—0.94);可溶性固形物含量和可滴定酸度与黏性系数η2呈极显著负相关(r=-0.40,r=-0.45),Vc含量与黏性系数η2呈显著负相关关系(r=-0.34);而苹果的弹性和黏性与蠕变四参数均未表现出显著的相关性。建立的苹果可溶性固形物含量、可滴定酸度、Vc含量、硬度、内聚性、耐咀性和回复性预测模型的相关系数分别为0.939、0.922、0.881、0.917、0.594、0.857和0.584,且均具有统计学意义(P0.05)。模型对验证集的预测值与实测值间无显著差异,相关系数分别为0.929、0.917、0.875、0.920、0.628、0.824和0.633。【结论】‘红富士’苹果蠕变特性与质构特性和营养成分含量有密切的相关性。建立的苹果可溶性固形物含量、可滴定酸度、Vc含量、硬度和耐咀性的预测模型具有较高的拟合精度,可以实现用蠕变参数来预测‘红富士’苹果品质。     

钾肥对富士苹果着色的影响及机理

【目的】钾肥过量是目前苹果果皮发黄、着色不良的重要原因。拟通过田间试验,调查不同钾肥用量在氮、磷、钙、镁不同肥料配合下,对苹果果实色泽、养分元素含量及果皮色素的影响。探讨过量钾肥导致富士苹果果皮发黄的作用机制,为有效预防提供理论依据。【方法】供试树为9年生富士,八棱海棠为砧木,单株产量约60 kg。土壤为中性潮土,中等肥力。根据苹果对营养元素的吸收特性及相互作用原理,参考农民施肥习惯和前人研究结果,试验以N-P、N-P-Mg、N-P-Ca 3种肥料配合为基础,与每株0-2 000 g (0、125、250、500、1 000和2 000 g/株）的K2O 配合施用,测定果实着色度、花青素、叶绿素、类胡萝卜素、果实和土壤中的主要矿质元素含量。【结果】在3种肥料配合中,果实着色度均随钾肥用量的增加呈先提高后降低的变化趋势,N-P-Mg配合果实着色度最好,N-P-Ca配合最差;果实着色最好的钾肥用量,N-P、N-P-Ca配合在250 g/株,N-P-Mg配合延迟至1 000 g/株;N-P配合中钾肥用量与果实K含量、土壤残留K含量呈显著正相关,与果实Mg含量呈极显著负相关;N-P-Mg配合中钾肥用量与果实中矿质元素含量相关性均不显著;N-P-Ca配合中钾肥用量与果实中N含量呈极显著负相关,与果实中Fe含量呈显著正相关,果实中N的均值比N-P处理高37.5%;果皮叶绿素含量随钾肥用量的增加,在N-P配合下呈先提高后降低趋势,在N-P-Mg配合下逐渐降低,而在N-P-Ca配合下呈先降低后提高趋势;果皮类胡萝卜素含量随钾肥用量增加,在N-P-Mg配合下呈先降低后提高的变化趋势,与N-P配合基本一致,而在N-P-Ca配合下基本上呈不断提高的趋势。3种配合的果皮类胡萝卜素含量均在钾肥用量最多时,达到最高,但花青素含量却最低,因此导致果皮发黄,着色不好。【结论】富士苹果着色度随钾肥用量的增加呈先提高后降低趋势;过量施钾促进了果实钾的积累,抑制了镁的吸收,导致果皮中花青素含量降低,类胡萝卜素含量提高,使果皮呈黄色着色不良;配施镁肥使果皮着色最好的K2O用量从250 g/株延迟到1 000 g/株,有效减轻了高量钾肥对苹果着色的不良影响;配施钙肥由于增加了果实中N和Fe的含量,使果皮叶绿素含量提高而花青素含量降低,对果实着色有负作用。本研究结果表明果实色泽是N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn几种养分元素共同作用的结果,增施某种养分时,必需注意保持与其它各元素间的平衡。     

寒地苹果主栽品种果实品质及香气组分

【目的】分析4种抗寒主栽苹果品种果实中主要糖、有机酸的种类和含量及其它果实性状,研究主要香气成分,为寒地苹果品种改良提供依据。【方法】选择黑龙江4个主栽抗寒品种为试材,检测果实的总酚、抗氧化能力、类黄酮、果皮花青苷、可溶性固形物、VC含量等成分。采用高效液相色谱法分析糖酸,HS-SPME法检测分析香气主要组成及其含量。【结果】4个苹果果实中可溶性固形物含量由高到低的顺序是龙冠>龙丰>七月鲜>金红。总糖含量由高到低顺序为:金红>龙丰>七月鲜>龙冠。总酸含量金红>七月鲜>龙丰>龙冠。共检测出9类挥发性化合物,其中起主要作用的有7类,各成分排序由大到小:酯类>烯烃类>杂环类>酸类>醇类>醛类>烷烃类。香气成分种类和含量存在很大差异,果实香味物质主要集中在醇类、烯烃类和酯类,其中酯类含量最高(56.24%),表现为“果香”味。不同参试品种糖酸比和味感评价存在明显差异,龙冠最高为22.96,七月鲜最低为9.92,表现出酸的味感。【结论】4个苹果品种果实的糖酸组成与含量之间差异显著,均为“酯香型”苹果,酯类物质可能对这4个品种果实风味的形成起决定作用。     

GA含量与其合成酶基因在‘长富2号’苹果及其短枝型芽变品种之间的比较分析

【目的】研究苹果枝条节间长度与内源激素赤霉素（GA）水平及GA合成关键酶基因序列和表达之间的关系,为进一步探索苹果短枝型芽变形成机理及选育新的短枝型苹果品种奠定基础。【方法】以‘长富2号’苹果及其短枝型芽变‘龙富短枝’的枝条和叶片为试材,通过对花后4个时期GA含量的测定及GA合成途径中关键基因的克隆及表达,研究枝条生长过程中GA与枝条节间长度的关系。【结果】在花后80 d,GA含量在非短枝型苹果及其短枝型芽变中差异显著,短枝型芽变品种中GA含量低于非短枝型品种。序列分析表明,GA合成关键酶基因GA20-氧化酶（GA20ox）和贝壳杉烯氧化酶（KO）的cDNA序列在‘龙富短枝’和‘长富2号’中完全一致,无碱基的突变、插入或缺失现象发生。实时荧光定量PCR分析表明,在花后20 d和80 d,GA20ox和 KO的相对表达量在‘龙富短枝’和‘长富2号’之间差异显著,短枝型芽变品种中的相对表达量显著低于非短枝型苹果。【结论】GA含量差异和GA合成关键酶基因差异表达与短枝型苹果枝条节间长度相关联,低GA含量和GA合成关键酶基因的下调表达抑制了苹果枝条的伸长。     

苹果山梨醇脱氢酶基因家族的克隆及表达分析

【目的】进一步探明苹果中山梨醇脱氢酶（sorbitol dehydrogenase,SDH;EC 1.1.1.14）基因家族的分子特性。【方法】从‘嘎拉’苹果中克隆 SDH基因家族全长 cDNA 序列和gDNA 序列,检测它们在叶片和果实不同生长时期的表达模式。【结果】获得了12个苹果SDH基因家族cDNA序列,依次命名为MdSDH7-MdSDH18。除MdSDH18基因的全长gDNA序列由6个外显子和5个内含子组成,其余基因的全长gDNA序列由2个外显子和1个内含子组成。根据氨基酸序列相似性可以将这些SDH基因分为A和B两类。所有SDH基因在果实不同生长期均有表达,且中后期表达高于初期,但果实初期的SDH活性高于中后期。A类SDH基因在叶片不同生长时期的表达水平为幼叶＞衰老叶＞成熟叶,SDH活性也呈现出同样的趋势,但B类SDH基因在叶片不同生长时期的表达水平为衰老叶＞成熟叶＞幼叶。【结论】进一步证明了SDH基因在苹果中是以基因家族的形式存在的,且不同的基因家族成员在叶片和果实中有不同的表达特性。     

柑橘砧木对砂糖橘果实糖积累的影响

【目的】分析不同砧木对砂糖橘果实糖积累、相关酶活性与基因表达水平的影响,以及激素在其中发挥的作用,揭示不同砧木影响砂糖橘果实糖积累的生理与分子机制,为生产上柑橘砧木的使用提供理论依据。【方法】以砂糖橘为接穗,枳壳和红黎檬为砧木,测定果实成熟过程中糖含量及蔗糖代谢相关酶活性变化,并利用实时荧光定量 PCR对蔗糖代谢相关酶及蔗糖转运蛋白的基因表达模式进行分析;同时测定果实中脱落酸（ABA）水平和ABA生物合成中的限速酶9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶（NCED）的基因表达变化。【结果】砂糖橘果皮以积累还原糖为主,而果肉以积累蔗糖为主。在果实成熟期,枳壳砧砂糖橘果皮和果肉中可溶性总糖及蔗糖含量皆显著高于红黎檬砧的。枳壳砧砂糖橘果实中蔗糖合成酶（SS）活性更高。荧光定量PCR分析显示,在成熟期枳壳砧砂糖橘果皮与果肉中蔗糖合成酶基因SS2的表达量显著高于红黎檬砧的,而酸性转化酶基因CWINV1表达明显低于红黎檬砧的,且CWINV1表达量与蔗糖积累呈显著负相关（r=-0.648*）。同时,果皮与果肉中蔗糖转运蛋白基因SUC3表达随果实成熟呈上升趋势,且与可溶性总糖含量呈显著正相关（r=0.87*）,后期都为枳壳砧的显著高于红黎檬砧的。此外,随着果实的成熟两种砧木砂糖橘果皮中ABA含量逐渐升高,且与SS2、SUC3表达呈显著正相关,后期枳壳砧的果皮ABA含量显著高于红黎檬砧的;果肉中ABA含量变化波动不大,同样是枳壳砧的ABA水平更高。在果皮中,ABA生物合成中的限速酶NCED的基因NCED1表达趋势与ABA含量变化相似,呈上升趋势,后期枳壳砧的表达量明显高于红黎檬砧的;果肉中,枳壳砧的NCED1表达在后期明显上调,其表达量也显著高于红黎檬砧的。【结论】不同砧木对砂糖橘果实糖积累产生显著的影响。柑橘砧木主要通过影响砂糖橘果实蔗糖代谢酶的活性及其相关基因表达如SS2和CWINV1等来调节糖的代谢从而调控果实糖的积累;不同砧木也影响砂糖橘果实中内源激素ABA水平及果实糖的转运,从而影响果实糖积累。     

柱状苹果Co基因的筛选与候选基因分析

【目的】柱状苹果是一种特殊的矮生突变类型,其节间短、短枝多、侧生分枝少、主干粗壮直立,是苹果实行矮化密植栽培的重要资源。本研究在前期Co精细定位的基础上,对定位区间的基因进行筛选,为阐明柱状苹果形成的分子机制和选育柱状苹果新品种奠定基础。【方法】以柱状苹果‘舞佳’和‘润太一号’,普通型苹果‘富士’和‘华硕’的芽、茎尖和叶片为试材,根据最新的苹果基因组以及与柱状相关的转录组信息,对Co精细定位区间27.66—29.05 Mb的基因进行注释分类,选择目标基因,查找其CDS序列,使用RT-PCR技术检测引物特异性,利用实时荧光定量PCR分析预测基因在不同组织器官中的表达特征,筛选出差异基因并将其作为候选基因。【结果】在苹果第10号染色体27.66—29.05 Mb区域内包含67个基因,其中12个为非编码RNA（ncRNA）,其余为编码蛋白质的基因。根据RNA-seq分析,柱状和普通型苹果基因相对表达差异倍数在1倍以上的有25个基因,其中13个基因在柱状苹果中上调表达,12个基因在柱状苹果中下调表达。在预测的14个基因中,发现4个基因MD10G1184100、MD10G1185400、MD10G1185600和MD10G1190500在柱状和普通型苹果的主枝茎尖或侧枝茎尖中相对表达存在显著差异。其中,MD10G1184100和MD10G1185600在两个柱状苹果主枝茎尖中的相对表达量均显著高于两个普通型苹果。MD10G1185400和MD10G1190500在两个柱状苹果侧枝茎尖的表达量显著高于两个普通型苹果,而MD10G1184100在两个柱状苹果中的表达量显著低于普通型苹果。进一步对这4个候选基因进行不同组织或器官的基因表达特征进行分析,发现基因MD10G1184100在柱状苹果根部的表达显著高于其他部位,MD10G1185400和MD10G1185600在柱状苹果的侧枝茎尖中显著高表达,而MD10G1190500在柱状苹果的顶芽中显著高表达。【结论】在柱状和普通型苹果茎尖中筛选到4个表达显著差异的基因,可作为Co候选基因,为该基因的克隆和功能验证及苹果树树型定向遗传改良奠定了基础。