葡萄NCED基因家族进化及表达分析

9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)是植物体内ABA生物合成的关键限速酶, 参与植物对干旱、外源ABA和高盐的响应过程, 降低环境胁迫对植株的危害。基于全基因组鉴定分析葡萄(Vitis vinifera) NCED基因家族成员, 探讨各成员的物种进化关系及各个基因成员在不同组织中的时空表达模式及对干旱、ABA和高盐(NaCl)胁迫的响应, 为进一步揭示该基因家族成员的生物学功能奠定基础。在葡萄基因组中共发现12个NCED基因。其推测的编码蛋白质长度在510 (VvNCED2)-625 aa (VvNCED10)之间。VvNCED蛋白的分子量最大值是70.53 kDa (VvNCED10), 最小值是57.85 kDa (VvNCED2)。在从祖先基因分化之后, 葡萄NCED基因发生了5次复制事件, 同时有2次丢失事件。NCED1/2、NCED3/4、NCED6/7和NCED9/10基因对被认为是通过片段复制产生。上述4对复制基因复制时间分布在3.08-120.0百万年前, 晚于单双子叶植物分化的时间。与对照相比, VvNCED1在ABA处理48小时后显著上调(72.1%), 而VvNCED2显著下调(84.0%)。VvNCED6只在干旱处理14、21和28天的根系中表达量高于对照, 分别为对照的2.49、1.05和1.09倍。VvNCED7只在干旱处理14天的根系中表达量高于对照, 为对照的1.07倍。在ABA处理72小时后, VvNCED3表达量较对照显著下调(59.5%), 而VvNCED4较对照显著上调(169.9%)。VvNCED3/VvNCED4分别在NaCl处理24和48小时出现显著性峰值, 较对照分别上调219.2%和114.4%。保守结构域不同组成和不同胁迫处理下差异表达模式是NCED蛋白发生功能分化的基础。推测NCED在进化过程中发生的功能分化有利于复制事件的发生。     

我国果园生草的研究进展

目前,世界水果生产先进国家的果园都采用生草模式,唯有中国的果农仍在锄草.为了有效地破解果农“草之祸、草之惑、草之获”问题,推动‘果园生草’这一现代土壤管理模式在我国推广应用,近年来国内有关果园生草的研究报道明显增多.本文结合课题组的相关研究,综述了生草对果园土壤、小气候、病虫害、树体生长及果实品质等的影响研究进展,提出了果园生草必须坚持“因地制宜、经济效益、关键时期、技术配套”的四项基本原则,并对今后的研究方向加以展望.     

不同光质补光对促早栽培‘瑞都香玉’葡萄果实品质的影响

以4年生‘贝达’嫁接的早熟葡萄品种‘瑞都香玉’为试材,研究设施促早栽培条件下,紫外光、蓝光和红蓝光不同光质补光对果实品质的影响,结果表明: 促早栽培节能日光温室内环境属于典型的弱蓝紫光和弱紫外光环境.与对照(未补光)相比,夜间6 h的蓝光和紫外光补光处理可显著加快葡萄果实发育过程中质量和果粒纵横径的增大、果实糖含量的升高以及酸含量的下降,红蓝光效果不明显.果实成熟期紫外光补光处理果实的单粒质量最高,蓝光与红蓝光处理显著高于对照;蓝光补光处理果实葡萄糖、果糖和总糖含量最高,紫外光次之,红蓝光略高于对照.与对照相比,蓝光补光处理可显著加快果实中里那醇、α-萜品醇、橙花醇等萜烯类组分含量高峰的出现,而紫外光、红蓝光补光处理差异较小.果实成熟期蓝光补光处理果实中里那醇、香茅醇等萜烯类物质含量最高,紫外光补光处理里那醇含量较高,香叶醇、己醛、E-2-己烯醛等主要香气物质的含量最高,而红蓝光补光处理里那醇的含量与对照相比有所降低.紫外光、蓝光和红蓝光3种光质补光处理均增加了果实中醛酮类物质的种类及含量.表明蓝光补光处理果实发育最快,成熟最早,糖含量最高,里那醇等萜烯类物质含量高峰出现的时间最早;紫外光补光处理果实的单粒质量最大,主要萜烯类组分含量高;红蓝光补光处理对改善果实品质的效果不明显.     

不同颜色果袋对‘巨峰’葡萄果实中挥发性成分的影响

以‘巨峰’葡萄为试材,研究白袋、绿袋、红袋、蓝袋4种不同颜色果袋对葡萄成熟期果实中挥发性成分的影响,为葡萄专用果袋的研发提供理论依据.结果表明:不同颜色果袋可为葡萄果实的发育提供特定的光环境,不同套袋处理葡萄成熟期果实中的挥发性成分差异显著.‘巨峰’葡萄成熟期果实中检测到酯、醛、醇、酮类、萜烯类和芳香族化合物,对照、白袋、绿袋、红袋和蓝袋处理成熟期果实检测到的挥发性组分分别为33、37、38、32和34种.与对照相比,白袋处理乙酸乙酯、己酸乙酯等酯类物质含量降低,己醛、反式-2-己烯醛、癸醛含量增加;绿袋处理除3-己烯酸乙酯、反式-2-己烯酸乙酯、3-羟基丁酸乙酯、反式-2-己烯醛、(反,反)-2,4-己二烯醛、癸醛、苯乙醇外,其他共有组分的含量均出现降低;红袋处理乙酸乙酯、己酸乙酯等酯类物质含量降低,己醛、反式-2-己烯醛等的含量出现降低;蓝袋处理乙酸乙酯、己酸乙酯等主要酯类物质的含量未发生较大变化,己醛、反式-2-己烯醛等的含量出现升高.在非共有组分中,套袋处理中醇类组分的种类减少,萜烯类、芳香族化合物的种类增加.总体上,蓝袋处理果实中主要的‘果香型’酯类组分含量最高,白袋处理果实中主要的酯类组分及‘青草香型’的醛类组分含量较高,绿袋、红袋处理果实主要香气组分含量较低.     

我国果园生草的研究进展

目前,世界水果生产先进国家的果园都采用生草模式,唯有中国的果农仍在锄草.为了有效地破解果农“草之祸、草之惑、草之获”问题,推动‘果园生草’这一现代土壤管理模式在我国推广应用,近年来国内有关果园生草的研究报道明显增多.本文结合课题组的相关研究,综述了生草对果园土壤、小气候、病虫害、树体生长及果实品质等的影响研究进展,提出了果园生草必须坚持“因地制宜、经济效益、关键时期、技术配套”的四项基本原则,并对今后的研究方向加以展望.     

黑龙江省野生秋子梨群体遗传结构的荧光AFLP分析

以来自黑龙江省海林市、东宁县和孙吴县3个居群的90个野生秋子梨株系为试材,利用荧光AFLP标记技术对野生秋子梨群体遗传多样性及遗传结构进行了分析,旨在为野生秋子梨种质资源的保护和利用提供科学依据。结果表明:野生秋子梨3个居群种群水平多态性位点百分比(P)为82.95%,Nei’s基因多样度(H)为0.1467,Shannon信息指数(I)为0.2397,野生秋子梨遗传多样性水平较低;3个居群的多态性位点百分比、基因多样度及Shannon信息指数比较,东宁居群>海林居群>孙吴居群,居群水平上东宁居群的遗传多样性较丰富;基因分化系数(GST=0.1008)显示,野生秋子梨的遗传变异主要发生在居群内;野生秋子梨居群间存在较大的基因流动(Nm=4.4603),说明3个野生秋子梨居群间存在着较频繁的基因交流;UPGMA聚类分析结果表明,3个居群是相对独立的孟德尔群体,且海林居群和东宁居群的遗传关系较近。3个居群中东宁居群遗传多样性最丰富,是进行原生境保护优先考虑的居群。     

葡萄NCED基因家族进化及表达分析

9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)是植物体内ABA生物合成的关键限速酶, 参与植物对干旱、外源ABA和高盐的响应过程, 降低环境胁迫对植株的危害。基于全基因组鉴定分析葡萄(Vitis vinifera) NCED基因家族成员, 探讨各成员的物种进化关系及各个基因成员在不同组织中的时空表达模式及对干旱、ABA和高盐(NaCl)胁迫的响应, 为进一步揭示该基因家族成员的生物学功能奠定基础。在葡萄基因组中共发现12个NCED基因。其推测的编码蛋白质长度在510 (VvNCED2)-625 aa (VvNCED10)之间。VvNCED蛋白的分子量最大值是70.53 kDa (VvNCED10), 最小值是57.85 kDa (VvNCED2)。在从祖先基因分化之后, 葡萄NCED基因发生了5次复制事件, 同时有2次丢失事件。NCED1/2、NCED3/4、NCED6/7和NCED9/10基因对被认为是通过片段复制产生。上述4对复制基因复制时间分布在3.08-120.0百万年前, 晚于单双子叶植物分化的时间。与对照相比, VvNCED1在ABA处理48小时后显著上调(72.1%), 而VvNCED2显著下调(84.0%)。VvNCED6只在干旱处理14、21和28天的根系中表达量高于对照, 分别为对照的2.49、1.05和1.09倍。VvNCED7只在干旱处理14天的根系中表达量高于对照, 为对照的1.07倍。在ABA处理72小时后, VvNCED3表达量较对照显著下调(59.5%), 而VvNCED4较对照显著上调(169.9%)。VvNCED3/VvNCED4分别在NaCl处理24和48小时出现显著性峰值, 较对照分别上调219.2%和114.4%。保守结构域不同组成和不同胁迫处理下差异表达模式是NCED蛋白发生功能分化的基础。推测NCED在进化过程中发生的功能分化有利于复制事件的发生。     

自然生草对黄河三角洲梨园土壤物理性状及微生物多样性的影响

以山东省东营市济南军区黄河三角洲生产基地自然生草4a、6a和9a的黄金梨[Pyrus pyrifolia(Burm.f.).cv.Nakai]梨园耕作层土壤为试材,以清耕为对照,探讨了多年自然生草对黄河三角洲梨园土壤物理性状及微生物多样性的影响。结果表明,自然生草能明显提高耕作层土壤孔隙度,降低土壤容重和电导率(可溶性含盐量),而对土壤含水量没有影响;自然生草增加了土壤微生物量C、N,通过PCR-DGGE及测序技术发现细菌主要增加的是未培养菌类;与清耕对照相比,多年自然生草梨园土壤微生物呼吸、活性、活跃微生物量、微生物磷酯脂肪酸总量提高效果明显,但对微生物磷酯脂肪酸种类影响较小,处理间差异均不显著;同时,自然生草提高了碳源利用能力,其中以生草4a最大,随着生草年限增加,6类碳源利用更加均衡。综上所述,自然生草优化了黄河三角洲梨园耕作层土壤物理性状,增加了微生物量C、N,其中细菌主要增加的是未培养菌类;同时,持续多年自然生草,有利于参试梨园土壤微生物呼吸、活性、活跃微生物量及磷酯脂肪酸总量的提高,并对微生物均衡利用6类碳源作用明显。