‘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。     

不同贮藏方式对梨果皮组织结构的影响

【目的】探讨‘库尔勒香梨’和‘新梨七号’果实采后贮藏5个月果皮组织结构变化。【方法】以‘库尔勒香梨’‘新梨七号’为研究对象,在室内、果窖、冷库、冰箱、冰柜贮藏条件下存放5个月,应用组织切片技术分析果皮组织结构的变化。【结果】‘库尔勒香梨’‘新梨七号’果皮组织结构由蜡质层、角质层、表皮细胞、亚表皮细胞构成,‘新梨七号’较‘库尔勒香梨’细胞排列紧密,细胞间隙小,表皮细胞和亚表皮细胞横径大,蜡质层厚,表现耐贮藏;‘新梨七号’亚表皮有2~3层细胞,‘库尔勒香梨’亚表皮有3~4层细胞,‘库尔勒香梨’果皮厚度显著大于‘新梨七号’。不同贮藏方式贮藏5个月后‘库尔勒香梨’‘新梨7号’果实的角质层、蜡质层、果皮厚度和表皮细胞、亚表皮层大小存在显著或极显著的差异。室内贮藏‘库尔勒香梨’和‘新梨7号’的果皮蜡质层、角质层增厚,显著高于其他处理,表皮细胞横径和亚表皮细胞横径显著变薄。室内、果窖和低温贮藏果皮组织结构差异明显。‘新梨七号’蜡质层、角质层、果皮厚度均小于‘库尔勒香梨’。【结论】不同贮藏方式下,‘库尔勒香梨’和‘新梨七号’的果皮组织结构差异明显;蜡质层、角质层和亚表皮细胞横径变化显著;‘新梨七号’耐贮藏。     

贮藏方式对'新梨7号'库尔勒香梨'品质的影响

以‘库尔勒香梨’和‘新梨7号’为试材,研究采后果实在室温和冷藏条件下各项生理指标的变化。结果表明,采摘时‘库尔勒香梨’的硬度,可溶性固形物、可溶性糖、有机酸、叶绿素含量均低于‘新梨7号’;冷藏环境下‘新梨7号’与‘库尔勒香梨’的果实品质得到更好的保持,‘新梨7号’与‘库尔勒香梨’各项生理指标变化趋势一致。     

不同授粉品种对‘鸭梨’鸭突及幼果基部内源激素含量的影响

【目的】研究不同品种花粉授粉对鸭梨幼果基部内源激素水平的影响,探究影响鸭突形成与发育的关键因子。【方法】以30 a(年)生‘鸭梨’(Pyrus bretschneideri‘Yali’)为试材,用‘脆梨‘’库尔勒香梨’和‘雪花梨’花粉进行人工授粉,在果实成熟期调查了果实鸭突率和鸭突类型组成,在授粉后10 d、20 d和35 d测定了幼果基部组织内源激素含量。【结果】采用不同梨品种花粉授粉显著影响‘鸭梨’鸭突发生率及鸭突类型组成。以‘脆梨’和‘库尔勒香梨’花粉授粉结实果实的鸭突率分别为100%和84.9%(2016)、99.8%和100%(2017),显著高于以‘雪花梨’花粉授粉结实果实的鸭突率66.7%(2016)和60.7%(2017);以‘脆梨’花粉授粉结实果实鸭突类型中典型鸭突占比较高,达95.4%(2016)和92.2%(2017),显著高于以‘库尔勒香梨’(54.2%(2016)和63.5%(2017))‘、雪花梨’(46.7%(2016)和50.0%(2017))花粉授粉结实果实典型鸭突率。在幼果发育早期,以‘脆梨’和‘库尔勒香梨’花粉授粉结实的鸭梨幼果基部组织含有相对较高的GA_3、ZR含量,较低的ABA含量,而IAA含量基本无差异‘;脆梨’花粉授粉在提高幼果基部促生长类激素含量和降低ABA含量的效应最强,其次为‘库尔勒香梨’和‘雪花梨’花粉授粉。【结论】不同梨品种花粉授粉影响‘鸭梨’鸭突发生率和鸭突类型组成,鸭突的形成和发育受内源激素调控,幼果基部高水平GA_3和ZR,低水平ABA促进鸭突形成与发育。     

影响库尔勒香梨宿萼果率因素的调查

库尔勒香梨是我国著名的梨品种,是新疆的名特水果之一,在新疆库尔勒地区栽培面积已达到6万hm2,目前仍在不断扩大。库尔勒香梨中宿萼果也称突顶果,外观不美,而且风味也差,目前库尔勒香梨外销的包装标准是特级梨宿萼果不能超过5%,一级梨中宿萼果不能超过10%[1]。人工去萼可以减少宿萼果,但费时费工,而且适宜时期短,不容易大面积推广;化学脱萼效率高,成本低,但易产生残留[2-4]。本文研究了花芽、花朵、树形、授粉树对库尔勒香梨宿萼果率及果实品质的影响,以期为提高库尔勒香梨果实品质提供方法和理论依据。1材料与方法1.1材料试验于2005、2006…     

10个新疆梨品种开花生物学及果实品质特征研究

了解新疆梨品种的开花生物学及果实品质特征,为其合理利用提供数据参考。在10个新疆梨品种的生殖生长期,对开花物候期、花部特性、花粉特性及果实品质特性等进行测定对比分析。结果表明:除‘艾温切克’‘库尔勒黄酸梨’外,其他8个品种花期一致,但果实成熟期有明显差异;‘库尔勒香梨’与其他品种的花器官特征无明显差异;‘绿梨’‘阿克苏句句梨’的花粉活力较强、单花药花粉量较多;‘艾温切克’‘绿梨’等4个品种的单果重较大,显著大于‘库尔勒香梨’;‘艾温切克’的果实硬度最小,与‘库尔勒香梨’无显著差异;‘艾温切克’‘绿梨’的可溶性糖、可溶性固形物、维生素C含量均较高,与‘库尔勒香梨’无显著差异或显著高于‘库尔勒香梨’。综上,‘绿梨’‘阿克苏句句梨’的花期与‘库尔勒香梨’重叠,花粉量较多、萌发率最高,花器官特征与‘库尔勒香梨’接近,可作‘库尔勒香梨’的备选授粉树;‘艾温切克’‘绿梨’的果实品质及口感好、果实成熟期早,且果皮颜色与其他品种有明显差异,可作为优良育种材料。     

不同脱萼剂对库尔勒香梨石细胞、木质素及其关键合成酶的影响

为了揭示使用脱萼剂和植物三碘苯甲酸(TIBA)对果实石细胞的影响,以库尔勒香梨为试材,采用间苯三酚染色法研究石细胞变化情况,同时测定果实石细胞含量、木质素含量及其关键合成酶活性。结果表明:经脱萼剂与TIBA处理的库尔勒香梨果实脱萼率均提高,且脱萼剂效果更加明显,但在盛花后110 d脱萼剂与TIBA处理的石细胞含量均高于对照,且在果实成熟期即盛花后145 d均显著高于对照,TIBA处理的石细胞含量始终高于脱萼剂处理。综上,脱萼剂与TIBA处理虽可使果实脱萼率增加,但同时造成果实的石细胞含量增加,影响果实口感,综合考虑推荐在生产中使用脱萼剂更有利于保证库尔勒香梨果实品质。     

梨优良新品种‘金香’

‘金香’是以‘金水1号’为母本,‘库尔勒香梨’实生优株13-1为父本杂交选育成的梨新品种。果实近圆形,果皮绿色,平均单果质量260.0 g,可溶性固形物含量11.34%。果肉细嫩松脆,石细胞少,有香气。在武汉地区8月上中旬果实成熟,盛果期产量37.5 t·hm~(-2)。     

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。     

库尔勒香梨外观品质影响因素研究

研究了树冠不同结果部位、果实饱满种子数和盛花期喷布植物生长调节剂对库尔勒香梨外观品质的影响。结果表明,果实饱满种子数与库尔勒香梨果形有关,果实脱萼洼顶、平均单果重113.0g、果形指数1.15,是库尔勒香梨果实的理想指标;相比于树冠顶部,树冠下部的库尔勒香梨果实较理想,以树冠下部东面为最佳结果部位;盛花期喷布多效唑、乙烯利有利于生产理想果实,建议不喷布赤霉素、吡效隆和生长素。     

套袋对‘库尔勒香梨’果实中游离脂肪酸和游离氨基酸含量的影响

【目的】探讨套袋后‘库尔勒香梨’果实生长发育过程中游离脂肪酸和游离氨基酸的变化。【方法】用紫色塑料膜袋和单层白色纸袋(NK-15小林袋)2种材质的果袋对‘库尔勒香梨’幼果进行套袋处理,以不套袋果实为对照,采用气相色谱(GC)法和氨基酸自动分析仪分别测定果实的游离脂肪酸含量和游离氨基酸含量。【结果】在‘库尔勒香梨’果实生长发育期间共鉴定出5种游离脂肪酸和15种游离氨基酸。游离脂肪酸总量在盛花后60 d达到最高,之后含量一直下降。到果实成熟时,套纸袋果实的亚油酸(C18∶2)含量和游离脂肪酸总量均显著低于对照(P0.05),套膜袋果实的游离脂肪酸含量与对照相比差异不显著。游离氨基酸总量在‘库尔勒香梨’果实生长发育期整体呈下降趋势,套袋对果实每种氨基酸含量均有影响,但是规律不明显。到果实成熟时,套膜袋果实的游离氨基酸总量显著高于对照(P0.01),套纸袋果实的游离氨基酸总量显著低于对照(P0.01)。【结论】‘库尔勒香梨’果实中以亚油酸、亚麻酸和天冬氨酸、谷氨酸的含量较大,果实发育过程中游离脂肪酸和游离氨基酸含量的变化均受套袋影响。总体上看,这2种果袋对果实游离氨基酸产生的影响明显大于对游离脂肪酸。     

PBO对库尔勒香梨果形与品质的影响试验

为提高库尔勒香梨的果实品质及商品果率(减少宿萼果率),通过不同时期(开花前10天、盛花末期、落花末期)分别喷施200倍、300倍、400倍PBO液进行试验。结果表明,库尔勒香梨在盛花末期喷施300倍PBO液可明显降低宿萼果率,同时有提高糖度的作用。     

施氮水平对‘库尔勒香梨’~(15)N-尿素的吸收、分配及利用的影响

【目的】研究施氮水平对‘库尔勒香梨’树体生长和氮素吸收利用的影响,为合理施肥及提高氮肥利用率提供参考。【方法】以6 a(年)生的‘库尔勒香梨’树体为研究材料,采用~(15)N示踪技术,研究不同施氮水平下‘库尔勒香梨’树体的生长状况和对氮素的吸收、分配及利用特性。【结果】在不同的施氮水平下,‘库尔勒香梨’树体的生物量、氮素积累量随生育期的推进和施氮水平的提高而增加,均表现为N_3N_2N_1N_0。‘库尔勒香梨’树体各器官的Ndff值在不同施氮水平下差异较大,各生育期均表现为N_3水平下最大,N_2次之,N_1最小。在果实成熟期时,不同施氮水平下果实~(15)N分配率存在差异,N_2水平下~(15)N分配率(31.79%)显著高于N_3(23.86%)和N_1(23.76%)。‘库尔勒香梨’树体~(15)N利用率随生育期的推进显著提高,在果实成熟期树体~(15)N利用率表现为N_2(20.19%)N_1(16.86%)N_3(15.58%)。【结论】氮肥施入至果实成熟期,在N_2水平下果实的生物量和对氮素的积累量达到最大值,树体对肥料~(15)N-尿素的利用率也达到最高(20.19%)。因此,在‘库尔勒香梨’的栽培中,应该适宜控制氮素的投入,明确最适的氮肥用量,从而提高树体的氮肥利用率和果实产量,推荐6 a生‘库尔勒香梨’施氮水平为每666.7 m~2施氮20 kg。     

‘库尔勒香梨’PsPL基因的克隆与表达分析

【目的】分离和克隆‘库尔勒香梨’(Pyrus sinkiangensis Yu)果胶裂解酶(pectate lyase,PL)基因Ps PL,了解其在香梨果实不同时期转录水平上的表达差异,为香梨果实成熟软化机制研究提供理论依据。【方法】以‘库尔勒香梨’果肉组织为试验材料,通过RT-PCR和RACE技术得到Ps PL c DNA全长序列,并利用生物信息学方法对其进行分析和功能预测。运用实时荧光定量(q RT-PCR)技术,分析Ps PL基因在香梨果实生长发育后期及货架期的表达特性和差异。【结果】Ps PL基因c DNA全长序列为1 245 bp,Gen Bank收录号为KJ547669,该基因共编码414个氨基酸,属于果胶裂解酶家族基因,与其他植物PL基因编码的氨基酸序列有较高的同源性,与苹果同源性最高,达到97%;Ps PL在不同时期香梨果实中的表达差异很大,在生长发育后期表达量很低,盛花后150 d表达量最高。【结论】同源克隆了‘库尔勒香梨’Ps PL基因,可能在该梨果实软化过程中起到作用。     

不同地区库尔勒香梨品质比较研究

以库尔勒、阿克苏2个地区的香梨为试材,研究比较了不同地区库尔勒香梨果实的内外部品质。结果表明:库尔勒地区香梨的含水量为82.98%、可溶性固形物16.40%、可溶性糖1.98%、维生素C 16.10mg/100g、可溶性蛋白质0.29mg/g、游离氨基酸0.40mg/g、总酸含量0.034%、石细胞含量0.44g/kg、淀粉7.76%、硬度8.20kg/cm2;阿克苏地区香梨含水量为84.67%、可溶性固形物14.40%、可溶性糖1.52%、维生素C 9.17mg/100g、可溶性蛋白质0.28mg/g、游离氨基酸0.26mg/g、总酸含量0.067%、石细胞含量0.65g/kg、淀粉含量5.83%、硬度8.23kg/cm2。由此可知,库尔勒地区的香梨比阿克苏地区的较好。     

‘库尔勒香梨’脱萼组与宿萼组样品差异表达基因的筛选

【目的】系统研究‘库尔勒香梨’脱萼组和宿萼组花器官的转录组表达情况,筛选2者之间的差异表达基因,为进一步阐明‘库尔勒香梨’萼片脱落与宿存分子机理奠定基础。【方法】采用Illumina高通量测序技术对‘库尔勒香梨’脱萼组和宿萼组代表样品进行测序,利用生物信息学方法筛选2者的差异表达基因和进行功能基因预测。【结果】Trinity法拼接后得到48 894条unigenes序列,从中选取了2组样品中共表达和单独表达的SPL转录因子进行了功能探究,发现3条unigenes可能与萼片发育有关。筛选的差异表达基因获得了Gene Ontology和KEGG数据库的注释,涉及植物激素信号转导、光合代谢、苯丙氨酸代谢、芳香族化合物合成、细胞发育等与萼片发育相关过程。【结论】筛出了2组样品的差异表达基因,获得了与萼片发育相关的基因及其对应的功能注释,为今后进一步研究‘库尔勒香梨’萼片脱落与宿存分子机理奠定了良好基础。     

‘库尔勒香梨’果实发育中细胞壁组分和水解酶活性的变化

【目的】为揭示‘库尔勒香梨’果实发育期质地变化机理。【方法】定期检测果实发育期细胞壁含量、细胞壁组成物质含量、果胶酶、纤维素酶和β-葡萄糖苷酶活性等指标。【结果】细胞壁含量、纤维素含量及半纤维素含量在果实发育过程中,呈幼果期上升,进入快速生长期后下降,成熟期较平缓的趋势;随着果实发育成熟,水溶性和离子型果胶含量呈上升趋势,共价结合型果胶含量呈下降趋势;水解酶活性呈现上升趋势,与相关细胞壁组分变化规律相符。【结论】随着‘库尔勒香梨’果实生长发育,在细胞壁水解酶的作用下,细胞壁含量及组分发生了变化。     

梨新品种‘新梨10号’的选育

‘新梨10号’是以‘库尔勒香梨’为母本、‘鸭梨’为父本进行人工杂交选育而成。果实卵圆形,果形端正,脱萼,单果质量174.8 g,果实底色浅绿色,着鲜红色条纹或晕,果面光亮。果肉乳白色,肉质松脆,汁液多,石细胞少,可溶性固形物含量12.5%,可溶性糖含量8.5%,可滴定酸含量0.17%,维生素C含量39.2 mg·kg~(-1),果实去皮硬度7.42 kg·cm~(-2),风味酸甜适口,品质上等。该品种树势中庸,萌芽力高,成枝力中等,以短果枝结果为主,连续结果能力强。果实发育期140~150 d,库尔勒地区9月上中旬成熟,货架期25 d,冷藏条件下可贮藏5~6个月。该品种早果、丰产性强,适应性广,抗寒能力强,适合在新疆南疆地区及其他冷凉地区栽培。     

‘库尔勒香梨’kfpNAC基因的克隆和表达分析

【目的】筛选‘库尔勒香梨’萼片脱落与宿存相关基因,研究其在脱萼组和宿萼组样品中的表达情况。【方法】以‘库尔勒香梨’脱萼和宿萼花器官转录组测序数据为基础,从Unigenes中选出一条转录组和数字表达谱测序结果共有的与萼片脱落相关的具有NAC结构域的差异基因,命名为kfpNAC,对其进行生物信息学分析,并通过实时荧光定量PCR分析其在花期不同阶段不同器官中的表达量。【结果】kfpNAC的序列长度是1 612 bp,包含一个编码308个氨基酸的长度为927 bp的开放阅读框(ORF),一个294 bp的5’端非编码区和一个391 bp的3’端非编码区,并且在3’端非编码区有一个poly A结构。‘库尔勒香梨’kfpNAC核酸和氨基酸序列与其他植物的NAC基因具有高度的同源性。实时荧光定量结果显示其在盛花期脱萼组全花样品中的表达量显著高于宿萼组全花和子房,并且在盛花期子房中的表达量显著高于萼片。【结论】克隆和鉴定了一个新的‘库尔勒香梨’kfpNAC基因,属于NAC基因家族的NAM亚群,该基因与‘库尔勒香梨’萼片脱落密切相关。     

库尔勒香梨的提质增效技术

库尔勒香梨是新疆重要的特色水果之一,也是巴州重点发展的特色产品。但长期以来,由于商品质量意识差,粗放管理,加之品种本身果实小、果心大、石细胞大而硬、外观不佳、宿萼果多、果形不规则,还有少量绿头、粗皮现象,果实品质出现了逐年下降的趋势。