苹果腐烂病病原—寄主互作机制及综合防控研究进展

腐烂病是我国乃至东亚苹果产业的重大真菌病害,其病原菌为黑腐皮壳菌(Valsa mali, Vm)。因其危害的严重性,国内外已在病原-寄主互作机制和综合防控等方面开展了深入系统的研究:鉴定了Vm致病因子如降解酶类物质(果胶酶和根皮苷降解酶等)、毒性次生代谢物(聚酮合成酶,PKS;非核糖体多肽合成酶,NRPS;PKS-NRPS杂合体;异香豆素类物质等)、分泌蛋白、转录因子等;在抗病方面,筛选出'三叶海棠’(Malus. sieboldii)'、德钦海棠’(M. sikkimi-mensis)和'平邑甜茶’(M. hupehesis)等抗病砧木资源和'红玉'’优金’和'小町’等抗性较强的品种,发现了参与抗病的信号分子包括几丁质、激素(如茉莉酸,JA;水杨酸,SA;脱落酸,ABA等)和R基因等;在病害防控方面,提倡将早期诊断与检测、抗病育种、果园管理、病斑处理和生物防治相结合的综合防控措施。笔者围绕以上几个方面的最新进展作一综述,为开展更深入的研究和有效防控提供参考。     

葡萄CO4基因的克隆及其对光质响应的表达分析

为了探究不同光质以及转光条件对葡萄CO4基因表达水平及试管苗叶绿素荧光参数的影响,利用RT-PCR技术,从葡萄贝达试管苗中克隆了一个光质响应基因CO4(Gen Bank登录号为KY652090),并对其进行生物信息学以及q RT-PCR分析。结果表明,CO4基因片段全长663 bp,编码了248个氨基酸,其开放阅读框为747 bp;葡萄CO4有4个跨膜区,预测其为跨膜蛋白;葡萄CO4的分子式为C_(1253)H_(1990)N_(324)O_(340)S_(11),预测是疏水性不稳定蛋白。系统进化树分析表明,该蛋白与巨桉CO4最为相似。经荧光实时定量PCR分析表明,在红光转蓝光处理下葡萄CO4表达量显著高于白光(对照),是对照的5. 39倍;其次为蓝光处理;在白光转蓝光条件下CO4表达量最低,是对照的54%;红白转光处理下CO4表达量与对照无显著差异。叶绿素荧光参数分析结果显示,红光转蓝光处理后的Fv/Fm(最大光化学效率)、Fv/Fo(潜在活性)和q P(光化学猝灭系数)均显著高于对照,NPQ在该处理下(非光化学猝灭系数)最低;在红光处理下NPQ最高,Fv/Fm、q P最低。葡萄CO4对光质敏感,且在不同光质及转光条件下其响应水平不同,红光转蓝光处理下上调表达显著,且该光照条件下能显著促进葡萄试管苗的光化学能力。为深入研究CO基因在葡萄试管苗感光机理中的作用提供理论依据,并为葡萄光质改良奠定基础。     

干旱荒漠区不同覆盖对酿酒葡萄园土壤的综合效应研究

针对甘肃河西地区大面积栽培酿酒葡萄而水资源短缺的现状,试验研究了地面覆膜、覆麦秸、覆麦壳等节水措施对干旱荒漠地区酿酒葡萄园土壤水分、温度和肥力等因子的效应,结果表明,几种节水措施均有明显增温效应,提高土壤含水量。覆草效果优于覆膜。覆麦秸和麦壳表现前期降温,后期增温保温的双重效应,并增加了土壤有机质及速效N、P、K含量,其中土壤有机质含量增加17.36%~18.51%,全氮增加7.35%~8.82%,速效磷增加8.51%~9.96%,速效钾增加47.5%~53.9%,土壤容重降低0.19gcm-3~0.20g cm-3,可溶性固形物含量提高0.5%~1.7%,产量提高3722.5~4162.5kg hm-2。     

胡萝卜抗冻蛋白AFP基因的克隆与序列分析

以胡萝卜幼苗为材料,提取基因组DNA,根据GenBank中的已知序列设计引物,利用聚合酶链式反应技术(PCR)体外扩增获得胡萝卜抗冻蛋白基因(AFP),将其连接到pGEM-Teasy vector载体上,并对其进行生物学信息分析.结果表明:克隆的AFP基因片段全长1 206bp,其中编码区长1 026bp,共编码341个氨基酸,蛋白质分子量为38.048ku,等电点为5.43,该蛋白为亲水性分泌型蛋白,有信号肽存在;其蛋白质二级结构以α-螺旋、β-折叠和无规卷曲为主.与GenBank中(A91926.1)的基因序列和氨基酸序列比较,同源性分别为99.4%和97.6%,表明AFP基因克隆成功.与不同地方品种胡萝卜AFP基因做同源性比较,结果发现不同品种间的AFP基因保持着很高的内同源性.     

干旱胁迫对山定子水分生理及AQPs表达的影响

【目的】研究干旱胁迫对山定子水分生理及AQPs表达水平的影响.【方法】2年生山定子盆栽苗,设置对照、轻度干旱胁迫、中度干旱胁迫和重度干旱胁迫4个试验处理.【结果】山定子叶片水势、叶片含水量、自由水、叶片相对含水量和茎、根系组织含水随干旱胁迫程度的加重而显著降低,束缚水含量及饱和亏则显著增加,复水后各水分生理呈恢复趋势.干旱胁迫影响AQPs的表达,MdPIP2;4,MdNIP4;2和MdNIP6;1在山定子叶片中随干旱胁迫程度的变化其表达量均上调,MdPIP1;4在叶片中未表达,其他AQPs均呈下调趋势.AQPs在山定子根中全部表达,其中MdNIP4;1,MdTIP1;3,MdTIP2;2和MdTIP5;1在山定子根部随胁迫程度的变化其表达量均上调,MdNIP2;2和Mdδ-TIP表达量下调.【结论】干旱胁迫能够显著影响山定子叶片含水量、自由水、叶片水势等水分生理的变化,基质水分与各水分生理呈相关或显著相关性.AQPs的表达受干旱胁迫的显著影响,在山定子叶片和根部的表达存在组织差异性,主要表现为AQPs表达量的显著差异.     

生物质炭基肥对旱塬区苹果叶片营养和果实品质的影响

[目的]研究生物质炭基肥不同施用量对旱塬区苹果生长发育的影响,为黄土高原半干旱苹果产区合理施肥提供依据.[方法]选择树龄10 a寒富苹果为试验材料,设置1050 g/株(T1)、1500 g/株(T2)、1950 g/株(T3)、2400 g/株(T4)4个生物质炭基肥施肥梯度和不施肥(T5)、常规施肥量(T6)两个对...     

基于转录组研究葡萄糖对葡萄试管苗碳代谢的影响

通过转录组测序探究不同浓度(0、1%、2%和4%)外源葡萄糖对‘红地球’葡萄试管苗糖代谢和光合作用的影响。结果表明,2%葡萄糖处理下试管苗生长最好,其次是4%和1%处理,不添加葡萄糖的生长最弱。4个浓度下测序共获得了21.53 Gb Clean Data,Q30碱基百分比在89.49%以上。各样品与参考基因组的比对效率在68.31%～73.71%之间。单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphisms,SNP)的转换效率为64.73%～66.76%,颠换在33.24%～35.27%之间,且发生A?G和C?T突变类型最多。可变剪切类型中主要发生的是第一和最后一个外显子剪切事件。通过设定筛选差异基因的阈值,共获得了3 272个差异基因,包括下调基因2 826个和上调基因446个。在COG注释分类中,1%、2%和4%葡萄糖处理与0对照比对,分别注释到了1 449、846和597个差异基因,且大多数注释到除一般功能预测外,都是与转录相关的基因。对叶片碳代谢相关酶进行测定发现,蔗糖合成酶(SS)和葡萄糖6磷酸脱氢酶(G6PDH)活性随着葡萄糖处理浓度增加均表现出先减小后增加的趋势,且SS在4%葡萄糖处理中活性最高,而G6PDH在0对照中最高,中性转化酶(NI)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)具有相同的变化趋势,两者的活性峰均出现在2%葡萄糖处理。经qRT-PCR验证,14个基因中有12个基因的表达趋势与转录测序结果一致,表明不同浓度葡萄糖通过影响叶片中碳代谢相关基因的表达来提高‘红地球’葡萄试管苗的生长。     

马铃薯扦插生根剂的筛选

对CIP(国际马铃薯中心)推荐的改良生根剂A(200 mg/kg IBA+100 mg/kg NAA+175 mg/kg硼酸+20 mL吐温-80, pH=5.5)和自制新型生根剂B(100 g/kg蔗糖+50 mg/kg青霉素, pH=5.5~5.8)、 C(75 g/kg蔗糖+50 mg/kg青霉素+25 mg/kg头孢霉素, pH=5.5~5.8)进行了对比试验,结果表明,自制新型生根剂B较改良生根剂A和自制生根剂C对马铃薯扦插苗的成活率、茎粗以及其它性状具有明显的促进作用.     

采用3D几何特征的草莓叶片含水率监测与试验验证

为实现植物水分状况的实时在线监测，该研究采用非接触式双目摄像仪获取草莓叶片的深度图像并转换为点云数据，从中抽取叶片三维（Three-Dimension, 3D）形态信息，用以建立草莓叶片含水率的预测模型。采用随机采样一致算法与整体最小二乘法相结合的点云平面拟合方法拟合叶片平面从而获取叶倾角，采用代数拟合球面法以估计叶片的拟合球半径，从而可以定量分析草莓叶片的几何参数与不同含水率的关系。在建模集的一元线性回归分析中，叶倾角与叶片含水率、余弦值与叶片含水率、球半径与叶片含水率均线性相关，决定系数分别为0.842 9、0.854 6 和 0.880 8；采用多元线性回归分别分析了球半径和叶倾角、球半径和余弦值与叶片含水率，两者与叶片含水率之间关系都十分显著，修正决定系数分别为0.914 3和0.912 9。对所建立的单变量含水率预测模型和双变量预测模型在验证集上进行了验证，结果表明，利用球半径和叶倾角建立的回归模型预测叶片含水率效果最好，均方根误差仅为0.015 8，决定系数高达0.953 4。该试验研究结果可以快速检测草莓叶片含水情况，为草莓含水状况的非接触式测量提供一种有效的方法，为农情信息精准获取提供技术支持。     

葡萄CHS基因家族鉴定与表达分析

【目的】明确葡萄查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)基因家族响应外源激素和非生物胁迫的表达模式。【方法】利用生物信息学方法对葡萄CHS基因家族成员进行理化性质、系统进化、共线性、顺式作用元件等分析。采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)检测VvCHS基因在外源激素和非生物胁迫下的表达情况，将筛选出的VvCHS3基因构建植物表达载体并进行烟草瞬时转化以确定其表达位置。【结果】在葡萄基因组中共鉴定出7个VvCHS基因成员，分布于5条不同的染色体上，蛋白质二级结构以α-螺旋和不规则卷曲为主。系统进化和基因对选择压表明，CHS基因家族基因可分为三大亚族，葡萄CHS基因家族与其他物种之间主要进行纯化选择。共线性分析表明，VvCHS3与VvCHS4、VvCHS3与VvCHS5、VvCHS4与VvCHS5之间存在共线性关系。顺式作用元件预测结果表明，大部分VvCHS基因成员可能同时对多种逆境胁迫有响应。qRT-PCR分析发现，VvCHS基因具有明显的组织特异性，在根中表达水平最高，茎中表达水平最低。在5 mmol·L