“丰水”梨二次开花过程中矿质养分变化规律

[目的]研究"丰水"梨二次开花过程中矿质养分变化规律。[方法]以二次花发生严重的"丰水"梨代表性植株为处理株,以不发生或少发生二次花的植株为对照株,分析"丰水"梨叶片和枝条中的5种主要矿质元素(N、P、K、Ca、Mg)含量变化规律。[结果]叶片中5种主要元素在5—8月总体变化平稳,在9月初返青发生时骤然升高;而枝条中5种矿质养分较对应的叶片中的养分含量低,且在二次花发生过程中保持平稳的状态。[结论]"丰水"梨二次花的发生与发生前后植株体内矿质营养水平关联不大。     

‘早酥’和‘南果梨’16个部位多酚物质组成及含量分析

【目的】通过对脆肉型梨品种‘早酥’和软肉型梨品种‘南果梨’16个部位多酚物质种类和含量的分析,揭示梨品种不同器官或组织内多酚物质组成及含量,以期找到提取多酚物质的最佳部位,为梨多酚物质的利用提供依据。【方法】以‘早酥’梨和‘南果梨’为试材,采用超高效液相色谱法测定其16个部位多酚物质的组成和含量。以熊果苷、没食子酸、原儿茶酸、新绿原酸、原花青素B1、DL-儿茶素、绿原酸、隐绿原酸、咖啡酸、原花青素B2、丁香酸、表儿茶素、原花青素C1、洋藓素、P-香豆酸、槲皮素-阿拉伯-葡糖苷、反式阿魏酸、芦丁、槲皮素-3-半乳糖苷、槲皮素-3-葡糖苷、木犀草-7-O-葡糖苷、异绿原酸B、莰菲醇-3-O-芸香糖苷、槲皮素-阿拉伯糖苷、异绿原酸A、水仙苷、异鼠李素-3-O-半乳糖苷、异鼠李素-3-O-葡糖苷、根皮苷、白藜芦醇、肉桂酸、二水槲皮素、根皮素、芹菜素和山奈黄酮醇35种多酚化合物标准品,对‘早酥’梨和‘南果梨’16个部位进行多酚的定量和定性分析。【结果】‘早酥’梨共检测到23种多酚物质,包括简单酚类2种,苯甲烯类1种,咖啡酰奎宁酸类5种,黄烷醇类5种,黄酮醇类9种和二氢查耳酮类1种;‘南果梨’共检测到21种多酚物质,包括简单酚类2种,酚酸类1种,苯甲烯类1种,咖啡酰奎宁酸类4种,黄烷醇类4种和黄酮醇类9种。‘早酥’梨16个部位以幼嫩叶片多酚含量最高,为93.82 mg·g~(-1),果肉多酚含量最低,为0.63 mg·g~(-1);熊果苷和绿原酸为各部位所共有,除果肉外,其他部位含量最高的多酚均是熊果苷,为0.08—64.86 mg·g~(-1);所检测到的6大类多酚中,每类含量最高的依次为熊果苷、丁香酸、绿原酸、表儿茶素、木犀草-7-O-葡糖苷和根皮苷,分别为403.5、0.04、79.83、16.16、9.07和0.13 mg·g~(-1);成熟叶柄所测酚种类最多为14种,木质部所测酚种类最少为3种。‘南果梨’16个部位以幼嫩叶片多酚含量最高,为104.04 mg·g~(-1),种子含量最低,为2.66 mg·g~(-1);熊果苷和绿原酸为各部位共有,除果肉和果心外,其他部位含量最高的多酚均为熊果苷,为0.87—51.75 mg·g~(-1);所检测到的6大类多酚中,每类含量最高的依次为熊果苷、原儿茶酸、表儿茶素、丁香酸、绿原酸、表儿茶素和木犀草-7-O-葡糖苷,分别为357.29、0.01、0.08、122.15、12.89和4.87 mg·g~(-1);成熟叶柄和果皮所测酚种类最多,为13种;果心所测酚种类最少,为3种。‘早酥’梨和‘南果梨’多酚含量最高的部位均为幼嫩叶片,果皮所测酚比果肉所测酚的组成及含量更丰富,花柄所测酚含量高于花,韧皮部所测酚种类和含量均高于木质部。【结论】‘早酥’梨和‘南果梨’所测酚中熊果苷和绿原酸为16个部位共有,且熊果苷是总含量最高的多酚;除根皮苷和原儿茶酸外,其他所测酚种类相同,幼嫩叶片多酚物质组成及含量均较丰富,可作为多酚提取资源进行开发利用。     

利用2b-RAD测序结合HRM分析技术开发与梨矮生性状相关的DNA分子标记

【目的】果树的矮生性状是一种重要的农艺性状,对果树的集约化栽培具有重要意义。来自西洋梨实生变异品种‘Le Nain Vert’的矮生性状受控于一个单显性基因Pc Dw,目前关于该基因的序列信息等还不清楚。本研究的目的是开发与其紧密连锁的DNA分子标记,为鉴定该基因提供依据。【方法】根据分离群体分组分析的原理,以‘矮生梨’ב茌梨’和‘2-3’ב绿宝石’2个F1杂交分离群体为试材,应用IIB型限制性内切酶的RAD技术(Restriction association site DNA,2b-RAD)对2对矮生型/普通型对比基因池进行基因组测序分析,在对比基因池间筛选出单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP)位点,从中筛查出位于Pc Dw定位染色体上的SNPs,用高分辨率熔解曲线分析技术(High-resolution melting analysis,HRM)在群体上进一步检测验证,以确定其与Pc Dw位点的连锁关系。【结果】对4个样本(即4个对比基因池)的2b-RAD标签测序文库的测序结果共产生67 186 260条reads,平均每个样本测序reads数为16 796 565。将原始reads进行质量过滤后的统计结果表明,每个样本获得平均unique标签数目为86 810,平均测序深度为77×,该测序深度能够达到准确分型的标准。SOAP软件定位结果表明,4个测序文库中含有酶切位点的高质量reads占测序原始reads的70%以上,表明测序质量较好。在来自2个不同群体的矮生型基因池与普通型基因池间进行对比分析,初步筛选出SNP位点1 317个,其中有8个位于PcDw的定位染色体scaffold00074上。用HRM技术对这8个SNP标记在群体上的进一步检测结果表明,在‘矮生梨’ב茌梨’群体上有2个SNP标记、在‘2-3’ב绿宝石’群体上有4个SNP标记表现出与Pc Dw位点共分离的特性,根据其扩增子的熔解曲线形状差异,可有效区分矮生型和普通型表型。在来自‘矮生梨’ב茌梨’群体的215个杂种后代和来自‘2-3’ב绿宝石’群体的168个杂种后代中,未发现有标记与性状的重组类型。【结论】2b-RAD测序技术与HRM分析技术相结合,进行果树重要农艺性状分子标记的开发,是一种行之有效的方法。基于这一策略,本研究鉴定获得了4个与西洋梨矮生性状单显性基因Pc Dw连锁的SNP标记。     

玉露香梨抗逆性相关指标研究

为探讨减缓营养生长对降低玉露香梨僵芽发生的作用机制,该研究分析比较了河北魏县正常发育的玉露香梨短枝顶芽、山西太谷的正常发育的玉露香梨短枝顶芽和河北魏县玉露香梨僵芽在花芽形态分化期间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.     

基于关键品质因素的砀山酥梨气候品质评价

建立梨果气候品质评价方法是开展气候品质评价工作的技术基础。本研究选取1996—2015年原位监测的砀山酥梨(原产地砀山县)品质因素值和同期气象监测资料,根据相关研究成果和专家知识,采用相关分析、经验函数与阶梯函数、层次分析、逐步回归、概率分位数和加权之和等方法,在厘清关键品质因素和影响气象因子的基础上,建立砀山酥梨气候品质等级评价方法,并对气候品质进行评价。结果表明:决定砀山酥梨气候品质优劣的10个关键品质因素为果面完整度、果面锈度、果形指数、最大单果重、平均单果重、一级果率、等外果率、果实酥脆度、含糖率和石细胞度,关键气象影响因子28个。砀山酥梨气候品质由外观和内在气候品质指数加权之和后的气候品质综合指数表征,并划分为"特优"、"优"、"良"、"一般"4个等级,相应阈值为≥3.5、2.5～3.5、1.5～2.5、1.5,外观与内在气候品质指数权重为0.70和0.30。构成外观气候品质指数的果面完整度、果面锈度、果形指数、最大单果重、平均单果重、一级果率、等外果率等7个因素的权重分别为0.376 1、0.232 8、0.108 8、0.074 9、0.088 6、0.088 7和0.029 9,构成内在气候品质指数的酥脆度、含糖率和石细胞度3个因素的权重分别为0.637 6、0.104 6和0.257 8。各品质因素由相应关键气象因子构建的量化模型表征。利用实测气象资料确定2016年砀山县9月下旬采摘的砀山酥梨气候品质综合指数为2.58,判定为"优"级,与实际相符。本研究建立的评价模型可作为砀山酥梨气候品质评价方法。     

不同时期套袋对早熟梨果实品质及有机氯菊酯类农药残留的影响

以早熟梨‘苏翠1号’作为研究材料,研究2种纸袋[复合双光袋(F1)、黄白袋(H)]3个时期[5月9日(T1)、5月19日(T2)、5月29日(T3)]套袋果实的外观色泽、果径、果皮硬度、单果质量、糖组分(蔗糖、果糖、葡萄糖、山梨醇)质量分数、酸组分(苹果酸、柠檬酸、奎尼酸)质量分数、可溶性固形物质量分数(SSC)、糖酸比以及果实有机氯菊酯类农药残留的变化差异。结果表明:(1)不同时期套袋果实的SSC、糖酸比明显低于CK,而果径、果形指数、果心/果肉、果皮硬度及单果质量均没有表现出显著差异,T1时期套袋果实光洁度与亮度l值最高,从大到小表现为T1T2T3CK。(2)HT1处理果实蔗糖、葡萄糖和果糖质量分数显著高于FT1处理,总糖质量分数较FT1处理高8.28%,较CK处理低17.29%。套黄白纸袋果实柠檬酸、奎尼酸质量分数差异不显著,而套复合双光纸袋则达到了显著水平。(3)T1时期套袋可以有效降低氯氰菊酯残留量,HT1、FT1与CK处理相比分别降低了57.63%、30.98%,而对降低溴氰菊酯和氟胺氰菊酯农药残留的作用不大。综上,2种纸袋均宜选择在5月9日左右(盛花期后35d)套袋,套黄白纸袋果实SSC质量分数、糖酸比及总糖质量分数大于套复合纸袋。     

基于生存分析的翠冠梨货架期病害发病规律研究

以翠冠梨为试材,记录其货架期发病个数和发病时间,观察病害种类及其症状,采用KaplanMeier生存分析,并进行Log-Rank检验,研究采摘期和低温贮藏对翠冠梨货架期病害发病规律的影响。结果表明,翠冠梨采后货架期间极易发生病害,以轮纹病的危害最为严重,黑斑病和褐腐病次之;采摘期和出库时间对翠冠梨货架期平均发病时间的影响都存在着显著性差异(P0.05);采摘期越晚,货架期发病时间越早,晚采收1 d,其货架期平均发病时间提前0.248 d;出库时间越晚,货架期发病时间越早,多贮藏1 d,其货架期平均发病时间提前0.050 4 d,低温贮藏对平均发病时间的影响约为采摘期的1/5。因此,翠冠梨应"适时早采+低温贮藏",并注意适时出库,可以更好地控制病害发生,延长货架期,保持商品性。     

干旱处理下2个梨品种转录组差异表达基因分析

【目的】以转录组数据为基础挖掘梨抗旱关键基因,为培育梨抗旱品种提供理论基础。【方法】以正常浇水和干旱处理下黄冠梨Pyrus bretschneideri‘Xuehuali’×P.pyrifolia‘Shinsseiki’和黄金梨P.pyrifolia‘Niitaka’×P.pyrifolia‘Nijisseiki’的叶片进行Illumina Hi Seq TM 2000高通量转录组测序分析,利用基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)数据库分析2个梨品种中的差异表达基因(DEGs)。【结果】2个梨品种间在正常浇水和干旱处理下分别发现了4 377和3 841个DEGs,其中只在干旱处理下的DEGs有1 340个。这些DEGs在GO数据库的3个本体生物过程、分子功能和细胞成分中富集到的数量分别是1 387、922和1 253个,与植物抗旱相关的代谢过程、应激反应和生物膜等条目分别富集到349、139和151个DEGs。仅在干旱处理下的1 340个DEGs被比对到102个KEGG代谢通路上,其中与植物内源激素相关的代谢通路有3个。将1 340个DEGs进行转录因子分析发现,被注释为转录因子的有37个,分布在17个转录因子家族中,其中乙烯应答转录因子(ERF)家族所拥有的DEGs最多,为11个。【结论】本研究发现了与梨抗旱相关的内源激素代谢基因和转录因子,干旱胁迫下这些基因在2个梨品种中差异表达,这可能与2个品种的抗旱性差异存在密切关系,为下一步梨抗旱分子机理研究奠定了基础。     

库尔勒香梨PsiERF基因的克隆和表达分析

【目的】筛选克隆库尔勒香梨萼片脱落与宿存的相关基因,研究其在脱萼样品与宿萼样品中表达。【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宿存相关的具有AP2/ERF结构域的差异基因,命名为PsiERF,对其进行生物信息学分析,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】PsiERF cDNA序列的长度是1 195 bp,包含一个编码264个氨基酸长度为795 bp的开放阅读框(ORF),一个123 bp的5'端非编码区和一个277 bp的3'端非编码区。库尔勒香梨的PsiERF的核酸与氨基酸序列与其他植物的ERF109基因具有高度的同源性。实时荧光定量结果显示,其在全花样本中,宿萼组全花样品表达量在所有时期均高于脱萼组全花样品,而在宿萼组样品末花期萼片表达量极显著高于子房。【结论】筛选、克隆并鉴定一个新的库尔勒香梨PsiERF基因,该基因属于AP2/ERF家族中的ERF亚家族,与库尔勒香梨的萼片宿存脱落存在密切关系。     

库尔勒香梨果实可溶性糖积累及代谢相关酶活性变化

【目的】研究库尔勒香梨果实发育过程中糖积累特性及相关酶活性的变化规律。【方法】以15年生库尔勒香梨(Pyrus brestschneideri Rehd)为试材,研究其果实发育过程中总糖、淀粉、蔗糖、果糖、葡萄糖和山梨醇含量以及6种糖代谢相关酶活性的变化。【结果】果实幼果期山梨醇为主要糖,占总糖中的比例50%以上,随着果实的发育,山梨醇所占的比例呈下降趋势,到果实成熟期,总糖中的比例降到24.7%。而在中后期果糖、葡萄糖和蔗糖所占的比例缓慢上升,果糖含量超过山梨醇成为果实中的主要糖。成熟果实中可溶性总糖含量为16.16%,果糖、山梨醇、葡萄糖和蔗糖占可溶性总糖中的比例分别为38.7%、24.7%、 22.0%和14.4%。酸性转化酶(AI)和中性转化酶(NI)在果实发育前期活性较弱,随着果实发育而逐渐增高。果实发育早期蔗糖合成酶(SS)活性随果实发育而下降,而后期则随果实发育而逐步增强。蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性随果实发育持续上升,在果实发育的中后期急剧升高,与蔗糖迅速积累的时期相一致。山梨醇脱氢酶(SHD)和山梨醇氧化酶(SOX)的活性变化趋势基本相同,随着果实的发育先降低后增高,但前者的变化幅度大,且其活性水平始终显著高于后者。【结论】在果实幼果期山梨醇为主要糖,而成熟期果糖含量超过山梨醇成为果实中的主要糖。果实发育过程中可溶性糖积累主要受山梨醇的影响,受蔗糖、葡萄糖和果糖积累差异的影响较小。