红皮梨研究进展

果皮色泽是果实重要的外观品质性状,红皮梨颜色鲜艳喜人,受到育种者和消费者的青睐,具有较高的商品价值。综述了国内外红皮梨种质资源和新品种选育情况、红皮梨着色特点、红皮梨花青苷主要组分及分布,总结了花青苷生物合成过程中结构基因与调节基因的作用机制、影响红皮梨花青苷积累的因素,以及红皮梨遗传图谱构建及红皮性状定位方面的研究进展。分析了国内外红皮梨研究方面存在的问题,提出了红皮梨下一步的研究重点和种质创新与新品种选育的方向。     

套袋对苹果果皮花青苷合成及着色的影响

套袋是提高苹果果实着色的主要技术措施之一,也是研究苹果果皮花青苷合成和基因表达的重要手段。苹果果皮花青苷的合成经由苯丙烷类代谢途径,编码苹果花青苷合成酶类的基因已得到克隆。套袋后果皮花青苷合成酶类的基因表达受到抑制,因而抑制了花青苷合成;摘袋后果皮花青苷迅速合成,与套袋后果皮光受体浓度增加和叶绿素含量降低从而提高对光的敏感度、迅速启动花青苷合成酶类的基因协同表达有关。果皮色素特别是花青苷和叶绿素的含量、比例和分布决定果实的着色状况,套袋促进果皮花青苷合成的同时大大降低了叶绿素含量,从而使果实着色鲜艳。     

红皮梨花青苷调控基因PyMYBa的克隆与表达分析

以红皮梨‘奥冠’为试材,采用RT-PCR结合RACE技术获得1个MYB基因,命名为PyMYBa。该基因开放读码框共714 bp,编码237个氨基酸。PyMYBa分子量27.4 kD,等电点8.78。氨基酸序列分析显示,在其N端具有保守的R2R3-MYB结构域,R3-MYB结构域含有bHLH结合基序。进化树分析表明,PyMYBa与花青苷调控MYB转录因子的同源性很高。基因表达结果表明,PyMYBa在梨叶、花、果皮中表达量明显高于果肉,果皮中的表达量与花青苷调控基因PyMYB10相比,无显著差异。遮光及MeJA处理后果皮中PyMYBa、PyMYB10的表达量变化与花青苷合成量变化趋势相似,推测PyMYBa为梨花青苷合成中重要的正向调控因子。通过原核表达试验获得了该基因的重组蛋白,SDS-PAGE电泳检测结果与预期蛋白分子量一致。     

百合花色机理研究进展

百合花色主要由花青苷和类胡萝卜素形成,一般粉色和棕色花中主要成分是花青苷;黄色和橙色花中主要成分是类胡萝卜素;红色是由花青苷和类胡萝卜素共同组成。百合花色的遗传现象比较复杂。目前初步构建了几个群体,通过遗传连锁图谱标记了花色相关位点。百合中花青苷和类胡萝卜素合成代谢途径中的大部分结构基因已经被克隆和研究。花青苷合成途径中的转录因子LhMYB12调控百合花被片中的花青苷的有无,其转录水平调控花青苷的颜色强度和着色类型。本文总结了百合花朵的着色机理研究,为进一步开展百合花色育种提供了理论参考。     

促进苹果着色的技术要点

1 影响苹果着色的因素 1.1 含糖量和激素含量 糖是花青苷合成的必要原料,糖也可以激活某些与花青苷形成有关的基因.合理的负荷才能保证果实有充足的光合产物运入,才能保证果实正常着色.另外,激素乙烯利也可以促进果实着色,还有套袋、蓝紫色辐射、茉莉酸等都有促进果实着色的作用.     

花青苷的研究进展

花青苷是一种重要的植物天然色素,本文依据有关文献,简要说明了花青苷的结构、提取鉴定方法以及生物合成途径,并从生物化学和基因调控的角度重点介绍了PAL、CHS、DFR和UFGT在花青苷合成中的重要作用,归纳了其他植物色素、碳水化合物、内源激素以及光照和温度在花青苷合成过程中的调节作用,同时指出,关于光敏色素调节酶活性机理以及基因调控花青苷合成模式的研究是揭示花青苷合成机制的关键,为今后的科研提出了研究重点和方向。     

花青苷生物合成转录调控研究进展

 花青苷生物合成由一系列结构基因编码的酶催化完成,而结构基因的表达受MYB、bHLH 和WD40 这3 类转录因子组成的MBW（MYB-bHLH-WD40）转录复合体的协同调控。花青苷合成的转 录调控研究最先在30 多年前见于玉米、拟南芥和矮牵牛等模式植物,近年来在肉质果实上也取得了重要 进展。在介绍果实花青苷的种类、分布与功能的基础上,回顾了MYB、bHLH、WD40 这3 类转录因子 的基本特性及其在花青苷合成调控中的作用,进而就MBW 转录复合体协同调控果实花青苷生物合成的 机制研究的近年进展进行了综述。     

花青苷生物合成转录调控研究进展

花青苷生物合成由一系列结构基因编码的酶催化完成,而结构基因的表达受 MYB、bHLH和 WD40 这 3 类转录因子组成的 MBW（MYB-bHLH-WD40）转录复合体的协同调控。花青苷合成的转录调控研究最先在 30 多年前见于玉米、拟南芥和矮牵牛等模式植物,近年来在肉质果实上也取得了重要进展。在介绍果实花青苷的种类、分布与功能的基础上,回顾了 MYB、bHLH、WD40 这 3 类转录因子的基本特性及其在花青苷合成调控中的作用,进而就 MBW 转录复合体协同调控果实花青苷生物合成的机制研究的近年进展进行了综述。     

红富士苹果果实着色与抗氧化酶活性的关系

 以红富士苹果(Malus×domestica Borkh ‘Fuji’ )为试材，通过测定不同时期果皮内色素含量 与抗氧化酶活性水平，对苹果着色和抗氧化的关系进行了研究。结果表明，花青苷的含量变化与果实抗氧化酶活性密切相关。果实着色前超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性较高，随着果实着色活性逐渐下降。套袋可抑制果实抗氧化酶活性，着色期去袋后，SOD、POD活性迅速升高；去袋2 d后，随着果皮内花青苷的积累，抗氧化酶活性逐渐下降。脂氧合酶(LOX)的活性也与花青苷含量的变化密切相关。LOX活性在果实着色前2—3周出现一次高峰，峰后随着花青苷的积累而逐渐降低。     

‘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。     

果实花色素苷合成研究进展

综述了果实花色素合成研究在近几年取得的进展,介绍了花色素苷合成途径中查尔酮合成酶、查尔酮异构酶、黄烷酮3-羟化酶、类黄烷酮3’-羟化酶、类黄烷酮3’,5’-羟化酶、二氢类黄酮还原酶、花色素苷合成酶、类黄酮3,5-糖苷转移酶在花色素合成过程中的作用,酶蛋白的结构及相对应的结构基因、调节基因和转录因子MYB、MYC、WD40等的作用特点,并介绍了外界因子对果实着色的影响及其调节机制。     

机械伤促进红色砂梨着色的机制分析

 以红色砂梨（Pyrus pyrifolia Nakai）品种‘满天红’为试材,研究了采后机械伤处理对果实着色相关的生理指标和基因表达的影响。结果表明：机械伤处理能够有效促进果实受伤部位花色苷的积累,并伴随着该部位果实硬度显著下降,乙烯释放速率显著上升,花色苷合成相关基因PpF3H、PpANS、PpUFGT和PyMYB10表达量显著上调,而对照果实仅发生了轻微着色,且未检测到乙烯的释放。据此推测乙烯可能参与了红色砂梨果实花色苷合成的调控,对花色苷合成具有促进作用。机械伤处理可以作为一种有效的研究方法用于果实着色调控机制的研究。     

红色砂梨2个品种着色过程中的外观变化及其解剖学结构观察

以红色砂梨(Pyrus pyrifolia Nakai)品种美人酥和云红梨1号为试材,以套袋处理(果袋类型、去袋方式和去袋时间组合成10个不同的套袋处理)为手段研究了果实着色过程中外观和解剖结构的变化。结果表明,红色砂梨的着色需要有高强度的光照。生长过程中套有不透光袋的果实临近成熟时,只有完全曝光才能大量合成花青苷,而且在很短的时间内(大约2周)果实着色面积、着色程度即可优于对照(不套袋处理)。红色砂梨着色是从果实向阳的一侧先开始,且以果点为中心呈放射状向四周扩展,至采收时果实阳面红色能够均匀分布,但整个果面色泽很难一致。解剖结构分析表明果面呈红色是因为果皮中紧邻表皮层的3～4层细胞存在红色细胞(含有花青苷),在果实着色过程中这些红色细胞数目不断增多,同时细胞内色素浓度不断增大。云红梨1号合成花青苷的能力明显优于美人酥,果实着色更鲜艳。解剖学观察发现云红梨1号的表皮细胞层也含有红色细胞。     

梨蔗糖合成相关酶SUS和SPS基因家族的鉴定与表达分析

运用生物信息学方法,对梨蔗糖合酶（SUS）和蔗糖磷酸合成酶（SPS）基因进行全基因组鉴定与基因结构、系统发育关系、蛋白质保守功能域、染色体定位和基因进化模式分析,利用转录组数据和实时荧光定量PCR技术分析低蔗糖型‘砀山酥梨’和高蔗糖型‘翠冠’果实发育过程中SUS和SPS家族基因的表达模式。结果表明,梨中包含17个SUS基因（PbrSUS1 ~ PbrSUS17）和8个SPS基因（PbrSPS1 ~ PbrSPS8）;SUS基因家族分为3个亚家族,分别为SUS1、SUSA和SUS2。梨SUS和SPS基因家族成员不均匀地分布在10条染色体上,主要通过片段复制事件进行扩张,且在进化过程中主要受纯化选择作用。PbrSPS3、PbrSPS4、PbrSPS8、PbrSUS2和PbrSUS15是调控梨果实蔗糖合成积累的重要基因。     

甘肃中部梨种质资源的AFLP分析

采用AFLP分子标记技术对甘肃中部梨种质资源的遗传多样性进行分析。结果表明,6对AFLP引物在40份甘肃梨种质中共扩增出472条带,其中多态性带为404条,多态率高达86%,显示了甘肃中部梨资源丰富的遗传多样性。任何一对引物可以鉴别所有40份资源,显示了很高的鉴别能力。采用UPGMA聚类分析法构建的系统树在相似系数为0.72时将40份种质分为7个组:西洋梨、新疆梨、白梨(砂梨)、木梨、褐梨组和2个秋子梨组。所有白梨品种与唯一的砂梨品种黄花梨聚为一个大组。形态学上归属不明的品种分别聚类到西洋梨、白梨、木梨和秋子梨组中。研究表明基于AFLP标记的梨资源分类体系可以反映甘肃地方梨品种和类型间的遗传多样性和亲缘关系。     

梨属植物分类的历史回顾及新进展

一般相信梨属植物的原种起源于第三纪的我国西部和西南部的山区。根据其原生分布,分为东方梨和西方梨。由于梨属植物分布范围广,加上梨属种间很容易发生自然杂交,梨属植物的分类至今仍存在很多问题。被大多数植物分类学家所认可的种大约在30个左右。我国是东方梨种的主要起源地,我国分类学家相信有13个种起源于我国。不仅如此,我国也是世界上梨品种类型最多的国家。主栽系统有砂梨、白梨、秋子梨和新疆梨等。最新的分子生物学证据表明,白梨、砂梨和日本梨系统可能起源于共同的祖先:分布于我国长江流域的野生砂梨。考虑到白梨在我国梨栽培中的重要地位,建议用Pyruspyrifoliavar.sinensis(Lindley)TengetTanabe来表示白梨系统。     

早熟梨新品种‘玉香’

 ‘玉香’为‘伏梨’与‘金水酥’杂交育成的梨新品种。在武汉地区果实成熟期为7 月中旬。 果实近圆形,果皮暗绿色,平均单果质量205 g,最大单果质量310 g;果肉白色,肉质细嫩,汁液多, 风味浓甜,可溶性固形物含量13.5%,总酸含量0.17%,维生素C 含量12.9 mg · kg^-1。早果,丰产,稳产, 高抗黑星病。     

从世界苹果、梨生产及发展趋势与国际贸易看我国苹果、梨产业存在的问题

苹果和梨是世界上许多国家落叶果树中的两大重要树种， 其产量增长很快。1997～1999年世界苹果年均产量达5 728．5万t，较10年前的4 010．7万t增长了42．8％；梨年均产量达1 483万t， 较10年前的952．9万t增长了55．6％。我国苹果和梨自20世纪80年代后期以来得到了巨大发展，目前苹果产量已占世界苹果总产量的35％1999,梨占48％1999,可谓世界上苹果和梨生产大国。从世界苹果和梨的生产现状与发展趋势以及贸易情况探讨了我国在苹果和梨产业上存在的单产低、质量差、品种结构不合理、生产体制不适应、出口少以及优质商品生产基地不足等问题，并提出了改进的意见。     

梨品种果肉石细胞含量比较研究

对保存于“国家果树种质兴城梨、苹果圃”的5个梨主要栽培种304个品种的果肉石细胞含量进行了测定分析,包括白梨（Pyrus bretschneideri Rehd.）品种117个、砂梨〔P. pyrifolia （Burm.f.） Nakai〕89个、秋子梨（P. ussuriensis Maxim.）35个、新疆梨（P. sinkiangensis Yü）8个、西洋梨（P. communis L.）16个以及种间杂交品种39个。结果表明：梨栽培品种每百克果肉石细胞含量平均值为0.684 g, 范围为0.010 ~ 6.678 g,其中主要栽培种白梨、西洋梨、砂梨和秋子梨品种分别为0.462、0.524、0.552和1.887 g,变化范围分别是0.020 ~ 1.479、0.027 ~ 1.136、0.010 ~ 2.018和0.256 ~ 6.678 g。秋子梨品种果肉石细胞含量总体最高,白梨最低。通过3年鉴定,筛选出早酥、德胜香、赤穗、玛丽娅、泗阳青梨、康佛伦斯、巴梨、青魁等8个石细胞含量极低的品种。     

梨品种果肉石细胞团大小对果肉质地的影响

 对白梨（Pyrus bretschneideri Rehd.）、砂梨[P. pyrifolia（Burm.f.）Nakai]、秋子梨（P. ussuriensis Maxim.）、新疆梨（P. sinkiangensis Yü）、西洋梨（P. communis L.）以及种间杂交种,共319个品种的石细胞团大小进行分析。结果表明：直径大于250 μm的石细胞团约占供试品种总体石细胞团含量的75%以上;直径小于250 μm的石细胞团对感官评价果肉质地的影响较小,直径大于250 μm的石细胞团含量是影响果肉质地的重要指标。