【目的】对厚皮甜瓜种质资源果实质地进行评价，为建立厚皮甜瓜果实质地评价标准和选育优良品种提供参考和依据。【方法】应用质构多面剖析法（TPA，质地参数包括TPA硬度、弹性、咀嚼性、内聚性和回复性）、穿刺试验（puncture test，质地参数包括穿刺硬度、脆度和黏附性）和感官评价法（感官硬度、感官脆度、多汁性、紧实度、果肉粗细）对278份厚皮甜瓜种质果实质地进行评价。经相关性分析、逐步回归分析和因子分析，建立感官评价指标与质构仪测试指标间的关系模型，明确厚皮甜瓜果实质地评价重要指标，并通过聚类分析，对厚皮甜瓜种质材料进行分类。【结果】厚皮甜瓜果实质地的质构仪评价指标和感官评价指标之间存在显著相关性。以仪器评价的硬度、脆度、黏附性、弹性、咀嚼性、内聚性和回复性为自变量，分别建立了感官硬度、感官脆度、多汁性、紧实度和果肉粗细的预测模型。质构仪测试指标的因子分析中筛选出3个公因子，累计方差贡献率为89.377%。第1公因子反映了果肉的咀嚼特性，第2公因子反映了果肉的黏附性，第3公因子反映了果肉的回复性。咀嚼性、黏附性和回复性是影响厚皮甜瓜果实质地的重要参数。278份厚皮甜瓜种质按质地指标分为3大类群，第Ⅰ类群特点是硬度、脆度、紧实度最高，果肉最粗，多汁性最低；第Ⅲ类群的特点是硬度、脆度、紧实度最低，果肉最细，多汁性最高；第Ⅱ类群的特点是各项指标处于中间水平。每一大类群又可分为两个亚类。【结论】质构仪测试指标能够反映厚皮甜瓜果实质地品质，咀嚼性、黏附性和回复性是评价厚皮甜瓜果实质地的重要指标。
【目的】低温是导致香蕉减产的主要自然灾害之一。基于转录组与蛋白质组关联分析参与香蕉抗寒的相关基因、蛋白及信号、代谢通路调控网络，探讨香蕉抗寒的分子机制。【方法】以巴西蕉为试材，在7 ℃低温下处理1 d（Cold1）和3 d（Cold3），以28 ℃培养的巴西蕉为对照（CK），基于笔者课题组前期获得的蛋白质组数据，利用转录组测序技术检测巴西蕉在低温胁迫下基因调控网络的变化，同时与蛋白质组学数据进行关联分析，共同解析巴西蕉响应低温胁迫的分子机制。【结果】转录组分析结果显示，Cold1 vs CK、Cold3 vs CK和Cold1 vs Cold3三个对比组分别鉴定出11 370、15 460和9 619个差异表达基因，对这些基因的KEGG富集分析发现，差异表达基因在光合作用信号、谷胱甘肽代谢、α-亚麻酸代谢途径和苯丙素生物合成等多个低温胁迫关键信号代谢通路中富集。对部分差异表达基因进行实时荧光定量（qRT-PCR）分析，其中DREB、MAPK和MYB等低温调控关键基因的表达量在低温处理后显著上升，所选20个基因的表达变化趋势与RNA-seq基本相符，证实了RNA-seq的准确性。转录组与蛋白质组关联分析结果显示，共鉴定到6 211个与转录本相对应的蛋白，转录组与蛋白质呈现正相关关系，共有105个转录本及其对应的蛋白表达量共同上调，有218个转录本及其对应的蛋白表达量共同下调。GO富集分析显示，差异表达基因和蛋白在光响应、叶绿体、氧化还原酶活性等功能大量富集。此外，对差异表达基因和蛋白KEGG通路的关联分析发现，低温处理抑制了苯丙素生物合成和光合作用信号途径相关基因及蛋白的表达，促进了α-亚麻酸代谢和谷胱甘肽途径的表达。【结论】运用转录组结合蛋白质组学技术绘制了基因和蛋白质水平上的香蕉抗寒调控网络，并发现香蕉响应低温的信号通路主要涉及光合作用信号、谷胱甘肽代谢、α-亚麻酸代谢途径和苯丙素生物合成等途径。
【目的】生长素响应因子ARF是生长素信号转导途径中的重要调控因子，在植物生长发育和各类生理过程中发挥着重要作用。分析‘红地球’葡萄VvARF18启动子、异源表达、内源激素含量及其对激素响应的表达，以探究VvARF18在‘红地球’葡萄生长素（IAA）信号转导途径及花芽分化进程中的作用机理。【方法】以设施‘红地球’葡萄花芽为试验材料，通过同源克隆获得VvARF18序列，利用在线数据库PLACE分析启动子的顺式作用元件。以pCAMBIAI2300植物表达载体为基础，通过双酶切和同源重组法构建植物超表达载体pC2300-VvARF18。采用电击法将重组载体pC2300-VvARF18转化至根癌农杆菌GV3101菌株中，以本氏烟草叶片为外植体，通过农杆菌介导的愈伤组织转化法转入烟草中，经PCR检测获得阳性转基因幼苗。利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）对转VvARF18烟草株系表达水平进行分析，筛选出高表达量的转基因株系培养至T3代，并分别进行IAA和GA3处理，以分析VvARF18的表达情况。通过酶联免疫法测定转基因烟草花芽和叶片中的IAA、GA、ABA、CTK含量。【结果】‘红地球’葡萄VvARF18位于第13条染色体，含有3个外显子和2个内含子。VvARF18启动子区域存在多种光响应、植物激素响应和逆境响应的顺式作用元件。表型分析发现，转基因烟草的花芽分化进程快于野生型烟草。qRT-PCR结果显示，VvARF18在转基因烟草花芽发育的4个时期中呈先上升后下降的表达趋势，且S3时期表达量达到最高。转基因烟草植株花芽和叶片中IAA、CTK、GA和ABA测定结果表明，转基因烟草花芽和叶片中4种植物激素的含量均高于野生型植株，其中GA/IAA在转基因烟草花芽发育的4个时期中变化趋势与VvARF18表达趋势相一致。转基因烟草植株经IAA和GA3处理后，VvARF18的表达量随IAA处理浓度的增高而降低，也随GA3处理时间的延长而降低。【结论】葡萄VvARF18负调控生长素参与植物花芽分化进程，可能与赤霉素信号转导途径中的关键因子相互作用协同调控植物花芽中的激素水平，对植物花芽分化具有促进作用。
【背景】由葡萄座腔菌（Botryosphaeria dothidea）引起的软腐病是猕猴桃果实贮藏期的重要病害，对猕猴桃产业造成了严重的经济损失。茉莉酸甲酯（MeJA）是一类广泛存在于植物体内的生物信号分子，前期研究发现MeJA能够有效诱导猕猴桃果实抵御B. dothidea的侵染。【目的】分析MeJA对果实能量代谢和膜脂代谢的影响，深入解析MeJA介导的猕猴桃果实抗病机理。【方法】以‘红阳’猕猴桃（Actinidia chinensis cv. Hongyang）为试验材料，分3组进行试验：接种组（Inoculation），果实不经过MeJA处理，但接种B. dothidea；MeJA+接种组（MeJA+inoculation），果实经过0.1 mmol·L-1 MeJA熏蒸处理24 h并接种B. dothidea；对照组（Control），不作任何处理，即未经MeJA处理且不接种B. dothidea。所有果实于培养箱（（20±1）℃、相对湿度90%—95%）中贮藏8 d。利用2,7-二氯二氢荧光素乙酰乙酸（H2DCFDA）染色分析果实活性氧（ROS）积累情况，测定丙二醛（MDA）含量和相对电导率，分析磷脂酶D（PLD）、脂肪酶（LPS）、脂氧合酶（LOX）、琥珀酸脱氢酶（SDH）、苹果酸脱氢酶（MDH）、H+-ATP酶（H+-ATPase）、Ca2+-ATP酶（Ca2+-ATPase）和细胞色素C氧化酶（CCO）活性及其相应基因的表达，利用高效液相色谱仪（HPLC）检测三磷酸腺苷（ATP）、二磷酸腺苷（ADP）、单磷酸腺苷（AMP）、草酰乙酸和延胡索酸的含量，并对接种组和MeJA+接种组猕猴桃果实膜脂代谢和能量代谢指标进行相关性分析。【结果】与接种组相比，MeJA处理抑制了接种B. dothidea果实中活性氧（ROS）的过量累积，减缓了膜脂过氧化程度，并有效降低了PLD、LPS和LOX活性及AcLOXs、AcPLD和AcLPS的表达，但提高了SDH、MDH、H+-ATPase、Ca2+-ATPase和CCO的活性及AcSDH、AcMDH、AcH+-ATPase、AcCa2+-ATPase和AcCCO转录水平，促进了ATP、ADP、草酰乙酸和延胡索酸的产生，延缓了果实能荷的下降，保障了果实抵御病原菌所需的能量。相关性分析表明，猕猴桃果实膜脂代谢与ROS的积累呈正相关，而与能荷呈负相关。【结论】MeJA诱导猕猴桃果实对B. dothidea的抗性与其调控果实能量水平和减缓ROS参与的膜脂代谢进程有关。
【目的】 测定河北省太行山区核桃主栽品种‘辽宁1号’叶片矿质元素并对叶片营养状况进行诊断，为‘辽宁1号’核桃科学施肥提供依据。【方法】 测定‘辽宁1号’不同发育阶段叶片中矿质元素含量，以确定叶片营养诊断的采样时间；采用组分营养诊断法（CND）建立核桃叶片营养诊断的元素含量适宜值；运用诊断施肥综合法（L-DRIS）、CND法和适宜值偏差百分数法（DOP）对核桃低产园进行叶片营养诊断，并提供施肥建议。【结果】 河北省太行山区‘辽宁1号’核桃叶片营养诊断采集最适时期为8—9月。元素相关性分析显示太行山区核桃叶片中矿质元素之间主要存在相互协同作用，K和Mg之间存在较强的拮抗作用。基于CND拐点值法将产量3.64 t·hm-2选择为划分核桃高产果园的临界值，由高产果园确定的太行山区核桃叶片矿质元素含量适宜值范围为：N（13.04—17.04）g·kg-1、P（0.67—1.23）g·kg-1、K（5.94—10.64）g·kg-1、Ca（15.64—22.16）g·kg-1、Mg（3.80—6.62）g·kg-1、Cu（5.14—8.48）mg·kg-1、Fe（437.38—794.58）mg·kg-1、Mn（126.94—172.02）mg·kg-1、Zn（14.59—34.25）mg·kg-1。用L-DRIS法、CND法以及DOP法对河北省太行山区核桃低产园进行营养诊断得到的叶片矿质元素含量丰缺状况有所差异，其中L-DRIS法与CND法诊断结果一致性更高。综合3种营养诊断方法得到河北省太行山区核桃低产园的需肥顺序为：K>P>N>Zn>Mn>Ca>Fe>Mg>Cu。【结论】 河北省太行山区核桃低产园施肥时建议以K元素为主，配施N、P两种矿质元素，同时避免Mg、Cu元素过量施入。
【目的】 在红光（R，660 nm）保持定量的条件下，探究不同绿蓝光比例（G/B）对罗勒（Ocimum basilicum Linn.）生长、气孔特征、光合能力以及能源利用效率的影响，为植物工厂罗勒高效节能生产提供技术支撑。【方法】 在植物工厂环境下，以罗勒为试验材料，将生长19 d的罗勒幼苗分别置于RB（R﹕G﹕B=8﹕0﹕8，设为对照处理）、RG1B7（R﹕G﹕B=8﹕1﹕7）、RG1B3（R﹕G﹕B=8﹕2﹕6）、RG1B1（R﹕G﹕B=8﹕4﹕4）、RG3B1（R﹕G﹕B=8﹕6﹕2）、RG7B1（R﹕G﹕B=8﹕7﹕1）和RG（R﹕G﹕B=8﹕8﹕0）7种不同光质组合处理中，光照强度设置为160 μmol∙m-2∙s-1，其中红光占50%，光照时间为16 h/d，光/暗期温度为25 ℃/23 ℃，相对湿度设定为65%，光期CO2浓度设定为1 000 μmol∙mol-1。试验处理13 d后测量罗勒的光合作用参数，处理19 d后测量其生长指标、气孔特征以及能源利用效率。【结果】 除RG1B3处理外，添加绿光处理比对照显著提升了罗勒的株高、叶面积和干鲜重，不同绿蓝光比例（G/B）处理的地上部干、鲜重分别比对照提高了19%—51%和26%—64%；但除RG处理外，不同G/B处理间的叶面积和干、鲜重差异不显著。低G/B处理（RG1B7）仅降低罗勒下层叶片反面的气孔密度，随着G/B的增大，下层叶片正面及上层叶片的气孔密度均降低。总体上，叶片氮含量随着G/B的增加而降低，叶片氮含量和气孔密度的降低导致罗勒的CO2同化能力、光利用能力下降，降低程度总体上随着G/B的增加而增大。由于绿光LED的发光效率比蓝光低，总耗电量随着G/B的增加而增加，本试验中仅RG1B7处理比对照显著提高了25%的电能利用效率；除RG1B3处理外，不同G/B处理比对照提升了30%—57%的光能利用效率，提升程度在除RG外的不同G/B处理间无显著差异；与对照相比，RG3B1和RG处理提高了罗勒上层和下层叶片水分利用效率，其中RG3B1分别提高了58%和74%，RG分别提高了67%和90%。【结论】 结合罗勒生长和能量利用效率数据可知，RG1B7处理可被认为是植物工厂罗勒生产较为适宜的光质组合。研究结果可为明确不同绿蓝光比例对罗勒生长、光合特性及能源利用效率的影响规律提供参考，也为完善植物工厂环境下罗勒高效节能生产光配方提供技术支撑。
【目的】调查库尔勒香梨5种树形的冠层结构，分析不同树形冠层内的光照分布差异，建立光截获量日变化模型，计算光能截获率，明确库尔勒香梨冠层结构的调控方法和目标参数，为高光效树形培育提供参考依据。【方法】以不同树形的库尔勒香梨为试材，测定冠层结构参数和不同部位的光合有效辐射（photosynthetic effective radiation,PAR），基于象限思维构建三维空间，绘制光分布图，建立光能截获评价指标体系，计算光截获量和光能截获率，通过相关性分析和主成分分析，明确影响光能截获的主要冠层结构和调控方法。【结果】（1）大圆柱形的地径、平均枝粗较大，存在枝干比失调的主枝。圆柱形冠层上下的分枝数和枝粗更加均匀。窄圆柱形的分枝数、枝总长、平均枝长显著低于圆柱形。矮圆柱形的树高显著降低，其余参数与窄圆柱形相似。细长纺锤形的地径、平均枝长、平均枝粗、平均枝角、平均枝间距显著低于圆柱形，但短枝占比显著增加。（2）离主干距离和高度是影响冠层光截获量（light interception，LI）的主要因素，离主干100 cm处的平均光截获量（average light interception，ALI）显著提高，达到572 μmol·m-2·s-1，约为内膛的2倍，220 cm以下的光照条件均较差。南、北、东南、西南侧为高光区，西、东、东北、西北侧为低光区，ALI日变化可以大致分为5个时段。（3）树形变窄、变矮，可显著增加内膛ALI，显著增加各层或部分层次的ALI，显著增加所有或部分方位的ALI，显著增加部分时段的ALI。（4）细长纺锤形的单日累积光截获量（cumulative light interception，CLI）为22.2 mol·m-2，群体CLI为3 712 mol/667 m2，光能截获率（light interception rate，LIR）为35.6%，显著高于其他树形，其低光区占比（proportion of low light area，PLL）为50.9%，显著低于其他树形。（5）与光能截获率显著正相关的冠层结构参数有5个，显著负相关的冠层结构参数有15个。【结论】短枝占比是影响库尔勒香梨光能截获率的最主要参数，枝长是影响低光区占比的最主要参数。控制树高和冠幅可以提高光能截获率和光照分布的均匀度。细长纺锤形的冠层光分布更加均匀，光能截获率最高，可保持较多的分枝数和较大的短枝占比，降低平均枝长，改善冠层光照水平。
【目的】莲是一种传统的药食同源作物，但其蕴藏的丰富基因资源仍缺乏功能鉴定。分离鉴定莲中参与微量矿质营养元素及重金属元素积累或耐受过程的功能基因，丰富莲中介导营养高效以及逆境耐受的基因资源，并为莲的遗传改良提供理论依据。【方法】以湘莲代表品种‘寸三莲’为试验材料。首先构建莲的酵母表达cDNA文库，并将文库转化酿酒酵母后分别在含有过量镉（Cd）、锰（Mn）、锌（Zn）、铜（Cu）、铁（Fe）、铝（Al）胁迫的平板上筛选，分离阳性酵母克隆中介导相关胁迫耐受性的目的基因。结合生物信息学分析和酵母互补试验对筛选出的耐受基因进行功能验证。【结果】构建了库容量超过106个单克隆、重组率100%、平均插入片段大于1 000 bp的酵母文库。通过筛选得到介导Cd耐受的基因13个、Mn耐受基因4个、Zn耐受基因4个、Cu耐受基因3个、Fe耐受基因7个、Al耐受基因1个，其中3个基因能够同时介导Fe和Mn的耐受性。这些基因在莲除6号染色外的其他染色体上都有分布。【结论】本研究构建了高质量的莲酵母表达cDNA文库，并筛选得到29个介导微量矿质营养元素或重金属元素胁迫抗性的基因，为莲的营养高效以及避免重金属污染的遗传改良积累了基因资源。
【目的】明确我国南方生态区主栽西番莲品种的花芽分化过程，建立西番莲花芽形态分化的花生长模型，为西番莲促花保花提供参考。【方法】以紫果类主栽品种‘台农1号’（TN）和黄果类广西主推新品种‘壮蜜05’（同‘壮乡蜜宝’，MB）为试验材料，通过扫描电镜和石蜡切片解剖观察两品种花芽分化过程，观察茎顶端分生组织以下各节位分化进程，并测量各节位花芽的第一苞片长、叶片长、卷须长;通过将茎顶端分生组织以下第7节记为初始标记节位，此时花芽为第一苞片分化期，跟踪调查标记后0-16 d花芽分化进程及标记后至开花的第一苞片长、花蕾长等5个花形态指标的动态变化，构建花生长模型。【结果】供试的两个西番莲品种花芽分化的主要过程包括第一苞片形成期、额外苞片形成期、萼片形成期、花瓣形成期、雄蕊形成期、雌蕊形成期和副花冠形成期等，其中第一苞片形成到雌蕊形成历时10-12 d，TN较MB进程快1-2 d，雌蕊形成是西番莲花芽发育成功的重要标志，此时花芽第一苞片长度为3-4 mm，第一苞片形成到开花历时36-44 d，TN较MB进程快3-4 d。茎顶端分生组织以下第4-5节位可见卷须分化，第6节位花原基分化，着生于卷须旁侧，第7节位可见第一苞片分化，第9节位出现腋生营养分生组织，单独位于卷须和花芽内侧，第10-11节位可见腋芽形成，第14-15节位雌蕊原基分化。利用Origin软件对MB和TN的第一苞片长度、第一苞片宽度、花梗长、花蕾长、花梗和花蕾总长共5个花形态指标和标记后天数进行Logistic模型的非线性回归拟合，决定系数R 2为0.9524-0.9988，标准化均方根误差（nRMSE）为8.54%-19.62%，模型方程的拟合效果较好。根据模型参数和实际观察，苞片的长度在标记后即第一苞片形成期后11-12 d进入快速增长期，标记后24-26 d进入缓慢增长期后趋于稳定;之后花梗和萼片迅速生长，萼片长度超过苞片，花蕾和花梗总长在标记后24-25 d进入快速增长期，标记后41-42 d进入缓慢增长期到最大值后开花。【结论】西番莲的花芽与卷须紧靠，而与营养芽分开独立;西番莲花芽分化和形态分化可分为3个阶段，第一苞片形成期到雌蕊形成期，历时10-12 d;苞片生长期，历时12-14 d;花梗和花蕾生长期，历时15-17 d。在西番莲实际生产中，可通过花生长模型预测开花时间，通过苞片长度等形态指标判断花芽分化进程，为促花保花方案提供参考依据。
【目的】定量番茄植株地上部带走的土壤氮量以及土壤残留的肥料氮量，评估嫁接和施氮对氮肥去向、土壤氮平衡以及土壤净残留肥料氮的影响。【方法】通过15N尿素示踪结合盆栽试验，试验番茄品种‘齐达利’和‘017’，包括嫁接和不嫁接以及施氮和不施氮处理。借助15N标记技术区分植株和土壤中源于肥料氮和土壤氮的贡献，进而追踪肥料氮去向;计算土壤氮吸收的加氮交互效应（即施氮与不施氮植株对土壤氮吸收的差值），最终评估土壤氮的平衡。【结果】番茄植株干重和氮吸收量对施氮的响应取决于接穗品种和嫁接处理。肥料氮对整个植株氮吸收贡献率为35.9%-38.8%，对地上部氮吸收的贡献（35.9%-39.9%）高于根系（31.6%-36.2%）。土壤氮吸收的加氮交互效应在大多数情况下呈现正值，嫁接对加氮交互效应无显著影响。各处理肥料氮分配到植株地上部、土壤和损失的平均比值为4.0﹕2.6﹕3.4，作物-土壤系统对氮肥的总回收率（地上部吸收+土壤残留）为70%。在施氮量250 kg·hm-2水平，各处理的土壤残留肥料氮无法弥补植株地上部带走的土壤本身氮，从长期来看，这可能导致土壤本身氮肥力的消耗。【结论】如果选择增加氮肥投入来弥补土壤本身氮的消耗，可能导致氮肥损失的风险。本研究中，与番茄‘齐达利’自根苗、‘017’自根苗和嫁接苗相比，‘齐达利’接穗与南瓜砧木组合增加了根际土壤对肥料氮的固持，降低了肥料氮的损失。因此，合适砧穗组合可能是保持番茄土壤氮肥力的有效园艺措施。
【目的】明确小麦和豌豆填闲对白菜幼苗生长和土壤微生物群落结构的影响，为麦、豆填闲减轻十字花科蔬菜的连作障碍提供理论依据和技术支撑。【方法】分别以白菜和白菜连作土为供试材料和供试土壤，设置小麦填闲（W）、箭筈豌豆填闲（P）及小麦和豌豆混合填闲（WP）3个填闲处理，以不填闲作物为对照（CK），分析不同填闲处理对白菜幼苗生长的影响，并利用实时荧光定量PCR（qPCR）和Illumina MiSeq技术，探究小麦和豌豆填闲对白菜根际土壤微生物群落的影响，通过Spearman相关性分析，找出与白菜幼苗生长相关的关键微生物类群，再通过环境因子关联性分析，探明土壤化学性质的变化对土壤微生物群落结构的影响。【结果】与对照相比，3种填闲处理均促进了白菜的生长，降低了土壤EC值，混合填闲处理显著降低了土壤速效钾含量，小麦填闲处理提高了土壤pH。qPCR结果表明，填闲处理对土壤总细菌丰度没有产生显著影响，但显著增加了土壤总真菌的丰度，豌豆填闲处理及小麦和豌豆混合填闲处理显著降低了芽孢杆菌和假单胞菌的丰度。Illumina MiSeq结果发现，在属水平上，填闲处理均显著增加了TM7a的相对丰度，但降低了Leptolyngbya_EcFYyyy-00、瓶毛壳属（Lophotrichus）、无茎真菌属（Acaulium）、Sodiomyces的相对丰度；小麦和豌豆混合填闲处理显著增加了鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）和马赛菌属（Massilia）的相对丰度，显著降低了镰刀菌属（Fusarium）的相对丰度。基于Spearman的相关性分析表明，鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）、TM7a、马赛菌属（Massilia）和芽单胞菌属（Gemmatimonas）与白菜生长呈显著正相关，Leptolyngbya_EcFYyyy-00、无茎真菌属（Acaulium）、瓶毛壳属（Lophotrichus）、Sodiomyces和镰刀菌属（Fusarium）与白菜生长呈显著负相关。填闲也改变了细菌和真菌的多样性指数，豌豆填闲处理降低了土壤细菌香农指数和逆辛普森指数，降低了真菌香农指数，增加了逆辛普森指数；小麦填闲处理和混合填闲处理增加了真菌香农指数，降低了逆辛普森指数。PCoA分析表明土壤微生物群落结构差异显著。土壤EC值是显著影响土壤微生物群落结构的土壤环境因子。【结论】填闲处理均能促进白菜幼苗生长，其中以小麦和豌豆混合填闲对白菜幼苗的促生效果最好。填闲处理增加了潜在促生菌鞘氨醇单胞菌属、TM7a、马赛菌等属的相对丰度，混合填闲处理显著降低了Leptolyngbya_EcFYyyy-00和镰刀菌属的相对丰度，增加了潜在生防菌毛壳菌的相对丰度。
【目的】微咸水灌溉是干旱地区增加灌溉水源，缓解农业用水短缺的重要手段之一。但不合理的灌溉水质会严重限制植物的生理活性和生长。开展不同盐类型的微咸水灌溉对番茄叶片生理变化影响的研究，有利于从生理水平揭示盐敏感型作物番茄对不同类型盐的耐受机理，对农业生产以及利用微咸水进行节水控盐具有重要意义。【方法】以番茄为研究对象进行微咸水灌溉盆栽试验，设置灌溉水的盐类型（NaCl（T1）和Na2SO4（T2））和盐度（0、1.5（S1）、3.0（S2）、4.5（S3）和6.0（S4） dS·m-1）两个因素，分析各生育期番茄植株受不同类型和程度胁迫后叶片气体交换参数、渗透与抗氧化生理调节、离子平衡等生理指标的变化规律，探讨NaCl、Na2SO4胁迫下番茄光合能力下降程度差异的产生原因。【结果】微咸水灌溉引起了番茄生育后期（成熟采摘期）和高盐度（S4）处理下叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）与CK相比的显著下降，番茄叶片脯氨酸（pro）、可溶性糖（SS）、丙二醛（MDA）含量和叶片Na+含量在盐胁迫和生育期推进中不断积累 (P<0.05)，超氧化物歧化酶活性（SOD）在生育后期随盐度的增加呈先增加后减小的趋势。T1胁迫下Pn、Gs和Tr的最高下降幅度可达44.13%、64.53%和33.75%，而pro、SS、MDA、Na+的增幅可达CK的2.31、0.77、0.55和5.81倍。两种盐胁迫下SS、SOD和K+/Na+三项指标与Pn关联度发生了明显变化，其中，T1处理下SS与Pn回归直线斜率显著高于T2(P<0.05)，T1处理下SOD与Pn回归直线斜率显著低于T2(P<0.05)，K+/Na+与Pn回归曲线表现为T1曲线相对偏左。主成分分析结果表明，对于T1处理，SOD活性值更高，在Pn稳定中有重要作用，但生育后期受到抑制，仅能在一定程度上提升水分利用效率；对于T2处理，各生理指标受到胁迫较轻，其中SS积累与光合产物相关，能够促进生物量积累。【结论】盐胁迫导致叶片吸收过量Na+，引起番茄净光合速率、气孔导度和蒸腾速率的下降，丙二醛在叶片的积累；同时，叶片提高超氧化物歧化酶活性以及脯氨酸、可溶性糖含量来应对胁迫。相同灌水盐度下，NaCl胁迫下番茄叶片净光合速率、气孔导度受影响程度更大，可溶性糖维持了Na2SO4胁迫下净光合速率的稳定，超氧化物歧化酶在NaCl胁迫下能够保护光合系统；净光合速率相同时，NaCl处理需要保持更高的叶片K+/Na+水平。Na2SO4胁迫的番茄叶片受胁迫影响较小；而在盐度相同时，NaCl胁迫下番茄具有更高的水分利用效率。推荐主要含NaCl的微咸水灌溉盐度应小于3 dS·m-1，主要含Na2SO4的微咸水灌溉盐度不超过4.5 dS·m-1。
【目的】 对葡萄转录因子VvERF2进行蛋白质生物信息学分析，利用基因克隆、同源遗传转化技术，探索该转录因子在葡萄愈伤组织盐胁迫下的功能，为进一步研究AP2/ERF超家族对葡萄的作用机理提供参考。【方法】 借助NCBI-Blast（https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi）等在线数据库工具对VvERF2蛋白进行生物信息学分析；以‘无核白’葡萄（Vitis. vinifera L.）愈伤组织为材料，构建葡萄VvERF2同源遗传转化体系，结合生长量、总糖、总酸等理化指标鉴定转基因愈伤组织表型；设定不同盐浓度梯度，通过游离脯氨酸、抗氧化酶活性等生理指标鉴定转基因愈伤组织耐盐功能。【结果】 对VvERF2及一致性最高的7个直系同源蛋白序列进行生物信息学分析，发现VvERF2编码240个氨基酸，与番茄、无花果氨基酸序列高度相似，蛋白同源性分别为78%和67%。8种不同物种的氨基酸残基数为240—348个，分子量为26.43—38.60 kDa，理论等电点在5.54—8.68，脂肪氨基酸指数均大于66%，均属于不稳定性蛋白；不同物种氨基酸序列理化性质存在差异较大。此外，VvERF2启动子存在多种与脱落酸等激素及MYB等转录因子相关的顺式作用元件。VvERF2具有组织表达特异性，在愈伤组织中表达水平最低，且受外源盐胁迫诱导显著上调（为对照组的3倍）。转基因结果表明，VvERF2在葡萄愈伤组织中过量表达后，生长量、总酸、总酚含量及DPPH（1,1-二苯基-2-三硝基苯肼，1,1-Diphenyl-2- trinitrophenylhydrazine）等抗氧化活性均显著升高，不同浓度外源NaCl处理后，转基因愈伤组织总蛋白、游离脯氨酸等含量均高于野生型愈伤组织。【结论】 VvERF2过量表达促进葡萄愈伤组织生长量和次生代谢产物相关物如酚类物质的含量积累，从而提高葡萄耐盐性。
【目的】 研究相同施肥模式下不同质地土壤微环境差异及其与果实关键品质（糖分）的潜在关系，为区域性的果园培肥和增产提质提供理论依据。【方法】 选取施肥方案一致、土壤质地分别为壤土、砂壤土和砂土的‘马来西亚1号’标准菠萝蜜园，采集养树期、花期和果期的菠萝蜜根周土壤和成熟果实，研究土壤微生物群落代谢功能、线虫群落结构、土壤理化性质及果实糖分的变化及潜在关系。【结果】 砂壤土和砂土微生物碳源利用变化趋势均为养树期>花期>果期。壤土微生物碳源代谢强度大小为果期>养树期>花期。土壤微生物主要的碳源利用类型是碳水化合物类、氨基酸类、羧酸类和多聚物类碳源。砂土各时期的土壤微生物群落结构多样性指数和各营养类群线虫丰度普遍高于其他两种土壤，且在养树期和果期较高。壤土各时期线虫生态指数和土壤pH、有机质普遍高于其他两种土壤。果实中的葡萄糖含量表现为砂壤土>壤土>砂土，其他糖组分在各质地土壤中差异不显著。采样时期对土壤线虫群落多样性有显著的直接效应，土壤质地对菠萝蜜果实糖分有显著的间接效应和总效应。【结论】 有机、无机肥配施对异质土壤的微生态环境影响各异，土壤质地通过直接或间接影响养树期和果期菠萝蜜根际微生物和线虫群落结构及功能，最终影响土壤养分转化和果实品质。
【目的】丛枝菌根（AM）真菌可改善植物生长，提高抗环境胁迫能力。筛选对梨苗具有抵御干旱胁迫的AM真菌，为梨菌根化育苗提供理论依据与技术途径。【方法】采用盆栽试验及高通量测序技术，对杜梨苗分别接种梨土著AM真菌层状近明球囊霉（Claroideoglomus lamellosum，Cl）和外源菌株摩西斗管囊霉（Funneliformis mosseae，Fm）、根内根孢囊霉（Rhizophagus intraradices，Ri）及蜜色无梗囊霉（Acaulospora mellea，Am），探究干旱胁迫下单接种土著、外源菌株及混合接种（Mix）处理对杜梨幼苗生长的影响，分析干旱0、3和6周Mix处理下根系及根际土AM真菌群落变化。【结果】正常水分和干旱处理下，单接种梨土著菌株Cl、外源菌株Ri及Mix处理均显著提高株高、茎粗、叶面积、叶片相对含水量，干重增加35.26%—52.20%；地上部磷、钾、钙、镁等元素吸收增强，尤其增加磷的吸收，菌根磷吸收效应最高达1.0以上，而单接种外源菌株Am效果次之，正常供水条件下Fm抑制杜梨幼苗生长。回归性分析表明，菌根生长效应和元素吸收随侵染强度的增加而增加。干旱胁迫下，接种AM真菌显著降低杜梨幼苗叶片丙二醛含量，抗氧化酶活性和脯氨酸含量均有不同程度提高。测序结果显示，与正常水分相比，干旱胁迫下杜梨幼苗根系及根际土AM真菌群落结构发生显著改变，其中外源菌株Ri均占主导，Cl、Am丰度次之，Fm丰度最低，且随干旱胁迫程度增加，根内Ri的丰度显著上升。【结论】接种不同AM真菌对杜梨幼苗具有不同的生长效应，其中梨土著菌株Cl和外源菌株Ri表现出较强的促生和抗旱能力。AM真菌群落中Ri丰度的提高是杜梨幼苗适应干旱胁迫的重要途径。
【目的】建立早花露地小菊综合评价体系，筛选出花期为9月中旬至10月中旬、花色接近纯正红色或黄色、花型和株型等综合表现优异的株系，丰富华北地区早秋节庆用花。为进一步培育早花露地小菊新品种提供育种材料和选择方法。【方法】以露地小菊3个早花亲本和1个重瓣性高且花色鲜艳亲本及其25个经田间初选的杂交后代无性株系为供试材料，划分花色、花期、花型、株型和叶型5个层次，从观测的30个原始性状中筛选出18个关键性状指标作为评价因子，利用层次分析法及K-Means聚类分析法建立综合评价体系，开展杂种株系的综合筛选。【结果】以早花、花型圆整丰满、红黄两种花色稳定为育种目标确定了层次分析法各性状的权重值，其中初花期起始时间（0.1817）权重值最大，其次是花色稳定性（0.1695）、盛花期单株着花数量（0.1383）、开花持续时间（0.1301），再次是花色适宜度（0.0565）、盛花期着花整齐度（0.0565）、花序直径（0.0539）、舌状花数量（0.0574）。通过K-Means聚类分析法将29份材料划分为3个等级，Ⅰ级10个（34.38%），Ⅱ级11个（37.93%），Ⅲ级8个（27.59%）；杂交子代性状分离广泛，花色、花型和株型均出现了超亲性状，但花期仍以2个早花亲本初花期最早，符合前人研究认为花期为多基因控制的数量性状。因此，早花露地小菊育种仍需筛选更多亲本，增加可早秋使用的露地小菊资源。【结论】本评价方法综合各类评价体系优势，以数量化结果充分表征田间观测的性状特征，以育种目标为导向进行层次分析赋值评价，为综合评价和筛选早花露地小菊优良品种提供了量化方法。建立的评价体系可以很好地对早花露地小菊进行评价与筛选，为后期早花露地小菊新品种的选育提供了一种可靠方法，有助于提高后代优良种质筛选效率。最终筛选出10个观赏性状优良的早花露地小菊株系，可作为新品种或新品系应用，也可作为育种材料。
【目的】基因工程是柑橘品种改良的一种重要手段。本研究基于枳根消减文库中主要乳胶蛋白基因PtMLP1片段，克隆根特异启动子序列，为研究外源基因在柑橘根组织的特异表达奠定基础。【方法】同源克隆PtMLP1及启动子序列。利用ExPASy、PSIPRED、SWISS-MODEL等在线软件对PtMLP1编码蛋白的理化特征、二级结构和三级结构进行生物信息学分析，利用PlantCARE数据库对PtMLP1启动子的顺式作用元件进行预测。实时荧光定量PCR法对PtMLP1在不同树龄枳根和叶中的表达进行分析。构建PtMLP1启动子与GUS标记基因的融合载体，利用根癌农杆菌转化法转化枳上胚轴，GUS染色观察标记基因的表达部位。【结果】枳PtMLP1含2个外显子和1个内含子，开放阅读框长471 bp。PtMLP1蛋白由156个氨基酸组成，分子量17.63 kDa，等电点5.49，含Bet v I功能域。其二级结构含3个α-螺旋和7个β-折叠，三级结构包含一个保守疏水基结合位点和一个富含甘氨酸的回环结构。5′端1 666 bp的上游调控序列不仅有TATA-box、CAAT-box等启动子结构的核心元件，还具有多个根组织特异表达元件，以及TGACG-motif、P-box和ABRE等激素应答相关的顺式作用元件。3′端非翻译区具有加尾信号AATAAA。该基因在1月龄苗、6月龄苗、20年生成年枳根中的表达量分别是叶中的46.34、74.82、110.25倍。构建启动子的融合表达载体pBI121-ProPtMLP1::GUS，获得枳转基因植株。PtMLP1启动子驱动GUS在转基因枳幼苗根中特异表达，GUS在3个转基因枳株系的根中表达量分别为叶中表达量的124.78、11.53和7.76倍。【结论】获得柑橘主要乳胶蛋白PtMLP1及启动子序列，该启动子可驱动标记基因在柑橘根组织特异表达。
【目的】解析茶园间作鼠茅草对土壤营养成分、土壤微生物群落结构以及茶叶品质成分的影响，为鼠茅草间作改良茶树种植生态环境，提升茶叶品质提供数据支撑。【方法】以间作鼠茅草2年的茶园土壤和茶叶鲜叶为试验材料，清耕茶园为对照，对茶园表层土壤pH、有机质、矿质营养成分等进行测定；运用16S、ITS高通量测序技术分别对土壤细菌和真菌种群结构进行测定分析；茶叶品质成分采用Agilent-7890B气相色谱仪进行检测。【结果】在茶园间作鼠茅草2年后，茶园土壤pH提高0.29，土壤有机质含量增加16.46 g·kg-1；另外，有效磷、速效钾、铵态氮、硝态氮等在鼠茅草间作的茶园土壤中有不同程度的增加，其中有效磷是清耕茶园的5.88倍。鼠茅草间作茶园土壤全氮含量高于清耕茶园，全磷、全钾、全钠含量均低于清耕茶园。有效锌、有效铁、有效铜和阳离子交换量在鼠茅草间作茶园土壤中的含量均高于清耕茶园。鼠茅草间作茶园土壤细菌数量增加，真菌数量减少。有机质分解相关放线菌门细菌和子囊菌门真菌在鼠茅草间作茶园土壤中的相对丰度增加。鼠茅草间作茶园与清耕茶园茶叶鲜叶中共鉴定出259个茶叶代谢物组分，其中20种代谢物的含量存在显著差异，差异代谢物主要包括糖类、脂肪酸类和儿茶素类等。鼠茅草间作茶园茶树叶片中麦白糖、甲基-β-D-吡喃葡萄糖苷、乳糖醇、半乳糖甘油及α-乳糖含量是清耕茶园的2倍以上；（9Z）-十八碳烯酸和（9Z,12Z,15Z）-十八碳三烯酸含量显著低于清耕茶园；(+)-没食子儿茶素、没食子儿茶酚、表儿茶素等4种儿茶素类代谢物在鼠茅草间作茶园茶叶中的含量也显著低于清耕茶园。【结论】茶园间作鼠茅草能有效缓解茶园土壤酸化，增加土壤有机质及矿质营养元素含量；土壤细菌和真菌数量及群落结构的变化能有效提升茶树对土壤营养成分的吸收和利用。土壤营养成分和微生物群落结构的改变对茶叶品质成分有重要影响。
【目的】果实颜色是影响茄子商品价值的重要性状。通过解析两白果亲本杂交构建的F2代群体紫红果单株和白果单株特殊分离比产生的原因，为阐明茄子果实颜色形成的调控机制奠定基础。【方法】以花青素合成结构基因ANS（P）突变的白花白果母本19141、未知突变基因位点的白花白果父本19142及其紫红果F1、果色分离的F2群体为试验材料，探讨上位基因控制的茄子果色遗传规律；克隆已知的茄子果色相关D（SmMYB1）和Y（SmDFR）基因，探明父本19142突变的果色基因和方式；开发基因内分子标记，对F2进行基因分型以及与其他果皮无花青素沉着茄子亲本杂交验证，解析上位基因调控茄子果色遗传的分子基础。【结果】E4450 F2紫红果和白果单株分离比符合3对上位基因控制的27﹕37的分离比率，19141的P基因位点发生突变，基因型为DDppYY，19142的D和Y基因位点同时发生了突变，基因型为ddPPyy。克隆测序发现，19142的SmMYB1发生可变剪接，导致第2外显子跳跃。19142的SmDFR起始密码子上游-326 bp的SNP（C→G），导致启动子缺失了1个CAAT-box顺式作用元件；在第2外显子最后一个碱基G变C，发生剪切位点突变。基于SmMYB1、SmANS和SmDFR遗传变异，开发了基因内分子标记对E4450 F2单株进行基因分型，结果发现基因型与表型完全吻合；D_P_Y_对应紫花紫红果表型，ddP_Y_基因型对应紫花白果表型，D_ppY_、D_P_yy、D_ppyy、ddppY_、ddP_yy和ddppyy基因型对应白花白果表型。19142与白果自交系19147（dtdtPPYY）和绿果自交系19144（DDPPyy）分别杂交，结果发现F1果色分别为白色和绿色，果皮无花青素沉着，这进一步证明了19142是SmMYB1和SmDFR两个基因同时发生突变。【结论】2个果皮无花青素沉着的茄子亲本杂交，如果F1代果皮有花青素沉着，且F2代有花青素沉着单株和无花青素沉着果色单株分离比符合27﹕37，则是由于其中的一个亲本在花青素合成通路的1个基因位点发生了突变，另外一个亲本在花青素合成通路的另外2个基因位点发生了突变。两个果皮无花青素沉着亲本杂交，F1果皮能够合成花青素而呈现紫红，是由于3个上位基因位点D、P和Y同时处于显性状态，花青素合成得以恢复。结构基因SmANS或SmDFR突变抑制植株各个部位花青素合成；转录因子SmMYB1调控具有组织特异性，其突变抑制果皮花青素合成，却不抑制花中花青素合成。
【目的】采用多元统计分析方法评价不同芍药品种的耐热能力、筛选芍药耐热性鉴定指标，建立更加全面可靠的芍药耐热性评价体系。【方法】本研究以140个芍药品种为材料，采用田间试验，在芍药经过夏季高温胁迫后于8月份测定热害指数、株高、冠幅、叶绿素相对含量（SPAD）等8个形态结构指标以及丙二醛（MDA）、相对电导率（REC）等13个生理指标。采用相关性分析、隶属函数分析、主成分分析、聚类分析和逐步回归分析对芍药耐热性进行综合评价并筛选耐热性鉴定指标。【结果】21个指标之间存在不同程度的变异，变异系数范围为6.66%—78.02%，变异系数具体表现为：过氧化氢酶（CAT）>过氧化物酶（POD）>净光合速率（Pn）>非光化学猝灭系数（qN）>超氧化物歧化酶（SOD）>气孔密度>栅栏/海绵组织>可溶性糖含量（SSC）>可溶性蛋白含量（SPC）>热害指数>SPAD>实际光合效率（Y(Ⅱ)）>色相（b）>丙二醛（MDA）>非调节性能量耗散（Y(NO)）>冠幅>叶片厚度>株高>相对电导率（REC）>有效光化学量子产量（Fv/Fm）>色度角（H），其中变异系数最大的为CAT，变异系数最小的为H；通过对各项指标进行相关性分析发现，X1（热害指数）与X2（株高）、X3（冠幅）、X4（SPAD）、X7（Fv/Fm）、X12（叶片厚度）、X17（SSC）呈极显著负相关，与X6（Pn）、X8[Y(Ⅱ)]、X13（气孔密度）、X20（CAT）呈显著负相关，与X5（REC）、X9[Y(NO)]、X16（MDA）、X18（SPC）呈极显著正相关，各指标之间存在不同程度的相关性，较为复杂；通过主成分分析法将21个指标提取为7个主成分因子，贡献率分别为20.50%、11.66%、8.24%、7.24%、7.06%、5.31%和4.85%，累计贡献率达到64.87%；利用隶属函数分析法计算出140个芍药品种的综合得分值（W），在此基础之上采用聚类分析将芍药品种分为“优”“良”“中”“差”4个耐热等级，其中“优”占比14.3%，“良”占比26.4%，“中”占比46.4%，“差”占比12.9%；进一步利用逐步回归分析建立最优线性回归方程W=0.228-0.166X1+0.002X4+0.325X7-0.257X9+0.112X10+ 0.00028X13+ 0.002X17+0.00015X19+0.001X20，从21个指标中筛选出X1（热害指数）、X4（SPAD）、X7（Fv/Fm）、X9[Y(NO)]、X10（qN）、X13（气孔密度）、X17（SSC）、X19（SOD）、X20（CAT）这9个指标作为芍药耐热性的鉴定指标。【结论】采用多元统计分析的方法评价芍药耐热性，将140个芍药品种分为4类（优、良、中、差），筛选出热害指数、SPAD值等9个指标作为芍药耐热性鉴定指标，快速评价芍药的耐热能力，从而显著提高芍药耐热性鉴定的效率。
【目的】 明确芦笋转录组中SSR位点的分布规律，开发高信息量的EST-SSR标记并分析通用性，为天门冬属植物系统进化分析、功能基因挖掘及分子标记辅助育种提供工具。【方法】以笔者课题组前期获得的15个芦笋根系RNA-seq数据为基础，采用MISA软件检索SSR位点、Primer 3.0软件批量设计引物及TB-tools软件批量e-PCR与Primer-blast程序逐一e-PCR相结合的方法剔除非有效引物。通过与基因组序列比对，获取标记所属基因ID、物理位置、潜在功能等信息。随机合成引物50对，以9份芦笋、7份天门冬、5份文竹和3份蓬莱松种质为材料，检测引物有效性、多态性和通用性。【结果】共检索出SSR位点36 590个，分布于30 229条Unigene，发生频率为4.78%，平均间距为9.17 kb。SSR位点非均匀分布于10条染色体，7号染色体数量最多（4 642个），3号染色体密度最高（37.86 SSR/Mb）。SRR位点从单核苷酸至六核苷酸均有分布，以三核苷酸（46.92%）类型最丰富，AG/CT（16.58%）基序最具优势。成功设计EST-SSR引物19 695对，经e-PCR检测共剔除非有效引物15 147对，其中，3 085对无扩增产物、10 102对扩增产物条带大小与预期严重不符、1 289对物理位置未知、402对存在与目的条带大小相似的其他扩增产物、269对扩增产物无SSR序列。以位于基因区域的2 517个EST-SSR标记为基础，构建染色体密度分布图，总覆盖长度1 125.51 Mb，平均图距447.16 kb，潜在功能涉及产量、品质及抗逆性等多方面。随机合成的50对引物均可扩增出清晰目标条带，其中36对具有多态性，平均多态性信息含量为0.330，在天门冬、文竹和蓬莱松中的通用性分别达到100.00%、92.00%和88.00%。基于EST-SSR鉴定结果的聚类分析，可将24份材料分为芦笋、天门冬、文竹和蓬莱松4类，与植物学分类完全一致。【结论】成功开发出高信息量的芦笋EST-SSR标记2 517个，有效扩增率100%，总覆盖长度1 125.51 Mb，平均图距447.16 kb，可用于芦笋及其近缘物种的系统进化分析。同时，可为其他物种的EST-SSR标记开发提供借鉴。
【目的】 鉴定丝瓜果长和果径发育基因共表达模块并筛选关键调控基因，为后续丝瓜果形控制的分子机制研究提供理论依据。【方法】以丝瓜9个发育阶段（开花前2 d以及花后0、2、4、6、8、10、15和20 d）果实为研究材料，测定各阶段的果长和果径，利用WGCNA方法联合分析转录组与果长和果径数据，鉴定与果长和果径发育相关的共表达基因模块，筛选关键调控基因。【结果】利用WGCNA鉴定出14个共表达模块，与果长和果径显著相关（相关系数的绝对值=0.9）的共表达模块有2个，显著正相关的模块为Turquoise模块，显著负相关的模块为Lightpink4模块。KEGG富集分析发现，Turquoise模块显著富集在内吞作用和苯丙烷生物合成通路，与果实膨大、伸长调控密切相关，可作为研究丝瓜果长和果径的关键基因模块。根据Turquoise模块内基因的连接度以及功能注释，筛选出10个关键调控基因，包括木葡聚糖内转葡糖基酶/水解酶基因XTH23、肌动蛋白解聚因子基因ADF2、伴侣蛋白基因DnaJ10、扩展蛋白基因（EXPA1、EXPA4和EXLA5）、驱动蛋白基因Kinesin-13A、生长素反应基因SAUR21和Aux/IAA11。RT-qPCR结果显示，10个调控基因的表达量均在果实进入快速生长期（花后8 d）后显著升高，增加倍数约为2—50倍。通过构建基因互作网络，发现部分调控基因与WRKY、bHLH和HSF转录因子家族存在互作关系。【结论】获得了丝瓜果长和果径基因共表达重要模块Turquoise模块，筛选到10个调控基因可作为丝瓜果形控制的潜在候选基因，并发现丝瓜果长和果径的发育调控主要涉及细胞壁的重构、细胞的发育与分化、生长素的调控等过程。
【背景】开花期作为植物生长发育过程中至关重要的时期之一，直接影响植物果实成熟和种子发育。circRNA是一类普遍存在于真核细胞的共价闭环RNA分子，在番茄的发育过程和应激反应中起重要调节作用。但目前番茄的circRNA研究主要集中在果实和叶片中，缺少对番茄花期circRNA较为系统的研究。【目的】鉴定和分析开花期番茄circRNA，对番茄中miRNA、circRNA的功能研究有重要意义，也为番茄生长、发育和胁迫响应机制研究奠定基础。【方法】选择开花期番茄植株的花、根、叶3个组织样品进行circRNA测序，每个样品3个重复，鉴定circRNA并对其基本特性进行分析；筛选组织特异性的circRNA检测成环能力，并对鉴定的circRNA宿主基因进行GO分析和KEGG分析，通过生物信息学方法预测分析circRNA的作用方式和作用位点，构建番茄响应生长发育的潜在circRNA-miRNA-mRNA互作调控网络。【结果】利用高通量测序方法，共获得532个circRNA，其中83%为外显子类型，且circRNA在花期番茄各染色体中的分布不均匀，其中1号染色体产生的circRNA最多，5号染色体最少。对开花期番茄花、叶、根3个组织的circRNA差异表达分析表明，花与叶中差异表达的circRNA有79个、花与根中差异表达的circRNA 133个、叶与根中差异表达的circRNA 132个。其中花、叶、根3个组织中均有显著差异表达的circRNA 14个。从14个差异表达circRNA中随机选择8个circRNA进行成环能力检测，结果表明这8个circRNA均具有成环能力。GO分析和KEGG分析表明开花期番茄中的circRNA主要与核酸、蛋白及其他小分子物质结合以及各类生物大分子的合成和代谢相关。最后构建了14个circRNA、10个miRNA和136个mRNA组成的番茄circRNA-miRNA-mRNA互作调控网络。【结论】开花期番茄circRNA具有明显的组织特异性，共鉴定到342个组织特异性的circRNA，其中均显著特异性表达的14个，成功鉴定成环8个，构建了开花期番茄特异性的circRNA-miRNA-mRNA互作调控网络，为后续开花期circRNA的研究奠定了基础。
【背景】柑橘溃疡病（Citrus canker）是由黄单胞杆菌柑橘致病变种（Xanthomonas citri subsp. citri，Xcc）引起的危害严重的柑橘病害之一，目前尚无根治方法，而现有栽培品种中很少有对柑橘溃疡病存在显著抗性的品种，因此，抗病品种的选育对根治该病害尤其重要，而抗性基因的发掘又非常利于抗病育种。【目的】以枸橼C-05的抗溃疡病相关基因CmPR4A为诱饵，筛选其上游转录因子，探究转录因子参与调控枸橼C-05抗溃疡病的功能作用，为选育柑橘抗病品种提供基因信息。【方法】基于前期冰糖橙和枸橼C-05叶片接种Xcc的转录组测序结果，结合实时荧光定量PCR分析PR4A在抗病和感病种质中的表达差异，使用PlantCARE对枸橼C-05（抗病）和冰糖橙（感病）PR4A启动子序列进行差异分析，利用酵母单杂交筛选PR4A上游转录因子，并使用酵母回转验证、双荧光素酶验证CmPR4A和候选转录因子的互作关系。在8种抗病和感病柑橘种质中，人工接种Xcc后，于0、2、4、6和8 d时取注射点附近的叶片，对转录因子的表达水平进行分析，验证其与抗病的关系。通过农杆菌介导瞬时转化法，将带有35S启动子的转录因子载体在枸橼C-05和冰糖橙叶片中瞬时过表达，使用qRT-PCR对转录因子和PR4A表达水平进行分析，并在瞬时过表达24 h后接种Xcc，进行Xcc菌定量和症状观察。【结果】接种Xcc的枸橼C-05和冰糖橙的转录组分析及定量PCR表达结果显示，在接种4、6和8 d时，抗病种质枸橼C-05中的PR4A表达量显著高于感病的冰糖橙。枸橼C-05和冰糖橙的PR4A启动子在-236 bp处存在顺式作用元件W-box的差异，以此为依据进行CmPR4A启动子短截并构建诱饵载体。依据自激活结果，在200 ng·mL-1的金担子素（AbA）浓度下，以proCmPR4A-2为诱饵，在枸橼C-05受Xcc诱导下的酵母文库中进行酵母单杂交筛选，表明CmWRKY75可以与proCmPR4A-2互作，双荧光素酶报告系统也证实二者的互作关系，且CmWRKY75正调控CmPR4A的表达。在8种柑橘种质叶片接种Xcc后进行WRKY75的表达模式分析表明，WRKY75表达量在抗病种质枸橼C-05、美国枸橼AV、矮果香橼中显著上调，在感病种质冰糖橙、沙田柚及柠檬、南川香橼和丹娜香橼中只出现微量上调。在枸橼C-05和冰糖橙叶片中瞬时过表达WRKY75，发现PR4A的表达量在接种4 d时显著上调且能增强叶片对Xcc的抗性。【结论】CmWRKY75可以结合到CmPR4A启动子的W-box上，并正调控CmPR4A的表达，增强叶片对Xcc的抗性。同时WRKY75的表达受Xcc诱导，在抗病种质中呈显著上调表达，与PR4A在抗病感种质中的表达变化趋势一致，可能是上游调控因子WRKY75在不同抗病和感病柑橘种质中表达差异导致，从而使其在枸橼C-05抗溃疡病过程中起作用。
【目的】克隆桃树势相关基因PpSAUR73，分析其对多种激素的响应，鉴定其在调控拟南芥生长势中的作用，为科学合理调控树势提供分子依据。【方法】以‘中油蟠9号’为材料进行激素处理，利用实时荧光定量分析PpSAUR73在24 h内的动态响应;以桃品种‘久艳’为材料克隆PpSAUR73;构建PpSAUR73过量表达载体，将其转化拟南芥;对转基因拟南芥进行表型观察，对同时播种的转基因与野生型拟南芥进行萌芽率统计，对萌发一致的生长7 d拟南芥进行根长及下胚轴的测量，对萌发一致的拟南芥进行不同浓度的激素处理;取7 d大小的两个转基因株系及野生型拟南芥材料进行转录组测序，对差异表达基因进行功能分析、KEGG通路富集分析，并分析调控基因。【结果】PpSAUR73能够对激素处理做出快速响应。过表达PpSAUR73能够影响拟南芥种子萌芽，转基因拟南芥幼苗下胚轴及根长较野生型长，莲座大，整体长势好于野生型，且降低了对生长素的敏感性。过表达PpSAUR73的转录组分析结果显示，在两个对比组中均表达的差异基因有128个，其中有84个上调基因，44个下调基因，并对20个表达量较高的差异基因进行了描述。对过表达PpSAUR73产生的差异表达基因进行GO功能显著性富集分析，结果表明差异表达基因在细胞组分方面富集的基因最多，定位在细胞质、细胞膜、细胞器和细胞外区域。对差异表达基因进行KEGG通路富集分析，结果表明差异表达基因主要富集到苯丙氨酸生物合成通路、植物激素信号转导通路、淀粉蔗糖代谢通路等代谢通路。在苯丙氨酸生物合成通路中，PpSAUR73能够调控编码过氧化物酶基因AT1G05260、AT3G01190、AT3G32980、AT5G15180表达上调，过氧化物酶与木质素合成相关，木质素含量与植株长势呈显著相关，暗示过表达PpSAUR73可能参与调控拟南芥木质素合成从而调控长势。在植物激素信号转导通路中，生长素信号转导中的一些生长素响应基因AtSAUR41、AtSAUR71、AtSAUR51、AtSAUR72和AtSAUR1等表达下调，脱落酸信号转导途径中磷酸酶蛋白AtPP2CA表达上调，而脱落酸信号通路基因AtPYL5表达下调。PpSAUR73能够调控拟南芥长势，参与多种激素信号转导。【结论】PpSAUR73能够快速对激素做出响应，且能够调控转基因拟南芥长势;PpSAUR73过量表达导致的差异基因主要富集到苯丙氨酸生物合成通路、植物激素信号转导通路、淀粉蔗糖代谢通路等代谢通路;PpSAUR73调控IAA、ABA信号转导，推测其在桃树的生长发育过程中起到了重要作用。
【目的】柑橘类果实生长季节内出现的裂果现象是一类生理失调病害，然而目前尚未完全揭示柑橘类果实裂果的分子机理。本研究通过对文旦柚抗裂和易裂品种果皮转录组的比较分析，筛选果实抗裂相关基因。【方法】以抗裂品种（‘度新1号文旦柚’）的正常果（此品种无裂果），以及易裂品种（‘度尾文旦柚’）的正常果和裂果为材料，果实均取自两个时期（时期A：2021年8月3日;时期B：2021年8月20日，裂果敏感期）。取果实果顶部位的果皮（以果顶为中心，30 mm半径范围内的果皮）用于转录组测序。【结果】将易裂品种裂果果皮与两品种正常果果皮转录组进行比较分析，在时期A共筛选到1 660个差异基因，易裂品种裂果果皮与两品种正常果果皮间相同的差异基因104个;在时期B共筛选到1 972个差异基因，易裂品种裂果果皮与两品种正常果果皮间相同的差异基因82个。对易裂品种裂果果皮与两品种正常果果皮间所有差异基因的GO富集分析结果显示：在生物学过程分类中，两个时期均富集到差异基因的主要亚类包括代谢过程、细胞过程、单生物过程、生物调控、刺激响应和信号。对易裂品种裂果果皮与两品种正常果果皮间所有差异基因的代谢通路分析结果显示：两个时期均富集到差异基因的主要代谢途径包括碳代谢、植物MAPK信号途径、植物激素信号转导和内质网蛋白过程，这些代谢途径富集的差异基因也最多。发现了一些与果实抗裂能力相关的重要基因：两品种正常果果皮扩张蛋白-A1基因表达量均显著高于易裂品种裂果果皮，两个时期结果一致;在时期A，两品种正常果果皮类钙调磷酸酶蛋白B亚基基因表达量显著高于易裂品种裂果果皮，但在时期B无显著差异;易裂品种裂果果皮热激转录因子、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶、生长素响应蛋白和脱水响应元件结合蛋白基因表达量显著高于两品种正常果果皮，两个时期结果一致。【结论】与果皮弹性、水分运动、高温和水分亏缺逆境响应相关的基因是调控文旦柚果实抗裂能力的关键基因。
【目的】探明猪粪沼液对设施无土栽培番茄的营养效应，为沼液的基质栽培应用提供科学依据。【方法】以番茄为研究对象，采用不同肥源（沼液和化肥）及不同类型基质（草炭和炉渣）的复因子试验设计，形成沼液+草炭（DP）、化肥+草炭（MP）、沼液+炉渣（DC）和化肥+炉渣（MC）4个处理，对番茄的生长、光合、养分吸收以及基质的理化特性等指标进行测定。【结果】DP处理的生物量比MP处理提高12.6%，同时DC处理比MC处理提高70.9%，但DP和MP处理的生物量显著高于DC和MC处理（P<0.05）。DP处理叶片的气孔导度(Cond)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)显著高于其他处理（P<0.05），且光合速率Pn最高，为（18.17±0.47）µmol·m-2·s-1，沼液处理显著提高了番茄的生物量和叶片的光合效率。DP处理的全株氮含量和全株磷含量比MP处理分别提高46.9%和19.7%，DC处理的全株氮含量和全株磷含量分别是MC处理的1.38和2.45倍。与化学肥料处理相比，猪粪沼液显著提高了基质的pH，增加了基质的有机质和有效磷含量（P<0.05）。DP处理果实的总产量最高，为（6.0±0.4）kg·m-2，但与MP处理无显著性差异。猪粪沼液显著提高了番茄果实的可溶性糖和Vc含量（P<0.05），提高了果实的品质。主成分分析结果表明，DP处理的各项指标综合表现最好，MP和DC处理次之，MC处理最差。【结论】猪粪沼液施入草炭基质中可以提高叶片光合效率，促进植株对氮、磷的吸收，改善基质的生态环境，且在保证产量的前提下，果实品质更好。因此，在设施番茄生产中推荐组合使用。
【目的】酚类物质是酿酒葡萄的重要次级代谢产物，对葡萄和葡萄酒的品质有重要影响。结合土壤及气候因子研究不同海拔葡萄果皮酚类物质含量的差异及成因，为高海拔酿酒葡萄种植及葡萄品质差异化管理提供理论依据。【方法】本研究以云南香格里拉产区酿酒葡萄‘梅尔诺’（Merlot）为试材，连续3年（2020、2021、2022年）分析2个海拔（2 181、2 300 m）成熟期葡萄果皮总酚、总类黄酮、总单宁、总花色苷、单体花色苷及非单体花色苷酚类物质含量差异，同时监测葡萄生长发育期间不同海拔的光照、温度、湿度等气候因子，进而分析气候因子对葡萄果皮酚类物质的影响。【结果】两个海拔葡萄园土壤主要矿质养分无显著差异，光照、紫外线强度、温湿度等气候因子存在一定差异。海拔对葡萄果皮酚类物质含量具有显著影响，较高海拔有利于葡萄果皮酚类物质的积累。在2020—2022年，海拔（2 300 m）葡萄果皮总酚、总单宁、总花色苷、大部分单体花色苷以及槲皮素物质含量显著高于海拔2 181 m，其中总单宁含量提高幅度为56.27%—174.49%；而海拔2 181 m处葡萄果皮的总类黄酮含量显著高于海拔2 300 m，提高32.25%—79.48%。OPLS-DA分析显示，两个海拔葡萄果皮酚类物质的主要差异化合物为总单宁（TTC）、总类黄酮（TFo）、二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷（Mv）、二甲花翠素-3-O-（6-O-乙酰化）葡萄糖苷（Mv-Ace）、花青素-3-O-葡萄糖苷（Cy）以及甲基花青素-3-O-葡萄糖苷（Pn）。灰色关联分析显示，葡萄生长季昼夜温差对葡萄果皮总酚和总类黄酮含量影响较大；光照强度和紫外线强度对果皮总花色苷、单体花色苷和槲皮素含量影响较大；3种单体花色苷（Pt、Pn-Ace和Pn-Cou）和槲皮素含量主要受葡萄转色期（7月）光照强度的影响。【结论】不同海拔昼夜温差、光照强度和紫外线强度是引起葡萄果皮酚类物质含量显著差异的主要气候因素。高海拔下较大的昼夜温差、光照强度和紫外线强度有利于葡萄果皮总酚、槲皮素、总花色苷及其单体物质的积累。
【目的】铁蛋白Ferritin在植物生长发育过程中发挥重要作用，其在果树中的生物学功能尚未见报道。克隆葡萄Ferritin家族基因并揭示其在果实发育不同时期的表达模式及其对叶面喷施氨基酸-铁（Fe）复合肥处理的响应差异，可为研究果树铁素营养与代谢的分子机制提供理论依据。【方法】通过同源克隆法从‘马瑟兰’中克隆Ferritin家族基因，利用生物信息学手段分析葡萄Ferritin及其编码蛋白的详细特征；设置叶面喷施氨基酸-Fe复合肥处理，利用荧光实时定量PCR技术分析Ferritin在葡萄果实发育不同时期的表达特征及其对叶面喷施处理的差异响应。【结果】在葡萄基因组中检索并克隆获得4个Ferritin家族基因，命名为VvFer1—VvFer4，分布于第6、8和13号三条染色体上，均含有7个长度不一的内含子，且主要定位于叶绿体和细胞核。本文所选16种植物Ferritin蛋白序列的一致性高达61.48%，系统发育树分析表明同一属的Ferritin同源蛋白如十字花科的拟南芥和芜菁，茄科的烟草和马铃薯，豆科的大豆、落花生和鹰嘴豆，大戟科的橡胶树、木薯和蓖麻，蔷薇科的苹果、桃和草莓，遗传进化关系较近，葡萄VvFer3和茄科同源蛋白遗传关系最近。葡萄VvFer基因在五年生‘马瑟兰’果实发育不同时期、不同组织中的表达水平差异较大，其中，VvFer3在不同组织中的表达量均最高，最大值出现在硬核期至成熟期的果实中，其次是VvFer2和VvFer4。‘马瑟兰’葡萄发育不同时期果实中的Fe含量略有差异，从幼果期开始逐渐增加，并在转色期果实中达到最高值，从转色期到成熟期略有下降，但仍高于幼果期和硬核期果实中的Fe含量，叶面喷施处理显著提高了成熟期果实中的Fe含量、乌头酸酶ACO（aconitase）、硝酸还原酶NIR（nitrite reductase）和琥珀酸脱氢酶SDH（succinate dehydrogenase）的酶活性。VvFer2—4在转录水平易受叶面喷施铁肥的诱导而显著增强，且与葡萄组织/器官分布和果实发育的不同时期密切相关，VvFer2在葡萄发育整个周期仅在果实中对叶面喷施铁肥处理比较敏感，VvFer3在所有组织中仅从幼果期至转色期对叶面喷施铁肥有响应，VvFer4在葡萄发育整个周期的韧皮部和叶片中持续受叶面喷施铁肥的诱导，而在果实中仅从幼果期至转色期对叶面喷施铁肥有响应；VvFer1在本文所选组织中的表达量相对较低，但很均匀，且在转录水平对叶面喷施铁肥没有响应。【结论】从葡萄中克隆并鉴定了4个铁蛋白基因Ferritin，其在葡萄发育不同时期、不同组织中的表达水平差异较大，并在转录水平易受叶面喷施铁肥的诱导；VvFer3在葡萄所有组织中的整体表达量最高（特别是果实中最为突出），且在幼果期至转色期易受铁肥叶面喷施的调控。
【目的】挖掘宽皮柑橘褐斑病抗性基因及抗病资源中的相关基因型，为柑橘品种抗褐斑病改良提供依据。【方法】在夏秋两季对136份宽皮柑橘离体叶片进行褐斑病病菌接种试验，将两次试验结果取交集，得到121份宽皮柑橘的褐斑病感抗结果。用121份宽皮柑橘表型对前人开发的CAPS进行验证，再对这121份宽皮柑橘的表型结果与利用简化基因组获得的SNP基因型结果进行主成分分析、GWAS分析和Fst分析，获得宽皮柑橘褐斑病抗性相关SNP位点。对通过GWAS获得的SNP进行基因型分析，在所有候选SNP的上下游25 kb范围内选取候选基因，根据phytozome注释对候选基因进行筛选。在感病资源‘秤砣红橘’和抗病资源‘新克里曼丁’接种褐斑病病菌24、48和72 h后，利用实时荧光定量PCR对筛选出的基因进行表达量分析。【结果】发现在121份宽皮柑橘中，温州蜜柑和克里曼丁类等67份资源表现抗褐斑病，大部分红橘和椪柑等54份资源感褐斑病。本研究发现前人开发的CAPS准确率为76.86%，其相关性为中等程度相关。以-log10(P)>4.5为标准，GWAS筛选出6个强关联SNP；以Fst>0.38为标准，Fst筛选出8个SNP。GWAS筛选出的6个SNP的基因型与宽皮柑橘抗褐斑病表现为强相关，其中位于3号染色体上24 838 146 bp位置处Ciclev10021676的SNP1基因型对宽皮柑橘抗褐斑病区分能力最强。从14个SNP中筛选出Ciclev10018604、Ciclev10023485、Ciclev10023486、Ciclev10024586和Ciclev10019874等5个基因。这5个基因在‘秤砣红橘’接种病原菌后表达量上调，且都在48 h后表达量达到最高，上调倍数高达90倍。【结论】通过GWAS挖掘出3号染色体上24 838 146 bp位置的SNP与宽皮柑橘褐斑病抗病性相关性最显著，相关系数为0.641。并且该位置的基因型能比较有效地将抗性资源和感病资源进行区分。挖掘到Ciclev10019874、Ciclev10018604、Ciclev10023485、Ciclev10024586、Ciclev10023486等5个调控宽皮柑橘抗褐斑病的候选基因。
【目的】通过对240份不同甜橙资源群体利用SLAF-seq测序数据进行Fst与XP-CLR选择性清除分析，挖掘调控甜橙中优良性状的相关基因，为甜橙的分子育种工作提供重要参考。【方法】对国家柑橘种质资源圃（重庆）中保存的具有广泛遗传多样性和不同地理来源的240份甜橙种质资源进行SLAF-seq测序，获得全基因组范围内的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）基因型数据和单果重、果脐有无、可滴定酸含量等性状的表型数据，分析不同亚群之间Fst与XP-CLR数值。【结果】采用SLAF-seq技术对240份甜橙进行测序，共获得497.82 Mb短读数据，用BWA软件将测序数据比对到甜橙参考基因组上，取GATK和samtools两种方法得到的SNP标记交集，共得到1 467 968个SNP。利用Fst与XP-CLR分析筛选出了与甜橙果脐有无、单果重以及可滴定酸相关的候选基因。对受选择SNP位点附近区域进行基因注释，结果表明基因orange1.1g044639m和orange1.1g023641m参与编码生长素外排载体，可能与脐的形成相关；orange1.1g023641m在单果重性状中的Fst得分最高，其参与编码E3泛素连接酶，可能影响果实大小和重量，orange1.1g046891m可能通过调节碳水化合物的形成来影响果实重量；orange1.1g011684m编码丙酮酸脱氢酶二氢硫辛酰胺转乙酰基酶，其CDS序列发生碱基突变，可能影响了柠檬酸在不同品种间的含量；orange1.1g034502编码丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，基因注释功能与磷酸化/去磷酸化相关。【结论】本研究利用Fst方法对甜橙的SLAF-seq数据进行筛选。最终在甜橙资源的有无果脐、单果重和可滴定酸等性状上筛选出了6个相关的基因，可作为后期验证的候选基因，为甜橙品种的定向改良提供了依据。
【目的】CalS家族在调控植物胼胝质合成方面具有重要作用，鉴定芍药CalS家族成员，并进行生物信息学和表达模式分析，为芍药属远缘杂交不亲和研究提供依据。【方法】通过荧光显微镜观察自交、杂交柱头内花粉管生长过程及花粉萌发情况；测定柱头所含胼胝质、内源脱落酸含量（ABA）以及β-1,3-葡聚糖酶活性；分段克隆8个PlCalS并进行序列分析；使用Expasy、MEME、TBtools、MEGA 7.0等软件和在线工具预测PlCalS家族成员蛋白质基本理化性质、保守基序并构建系统发育进化树；利用qRT-PCR技术检测8个PlCalS在自交24 h、杂交24 h、杂交36 h的相对表达水平；对CalS5进行多序列比对并构建系统进化树，分析PlCalS5响应不同浓度ABA处理的表达特征。【结果】花粉管荧光显微观察发现杂交柱头内发生较为严重的胼胝质堵塞从而影响花粉管的正常生长及花粉的萌发。测定柱头内胼胝质含量发现多数时期自交柱头均低于同时期杂交柱头的含量，柱头内β-1,3-葡聚糖酶活性、ABA含量变化均具有一定的规律性。通过对结构域的完整性分析鉴定芍药PlCalS基因家族成员，后经同源性比对分析命名8个CalS，均含有15个保守基序且在PlCalS基因家族中的分布类似。多物种系统进化关系表明，CalS家族可分为3个分支，PlCalS家族仅分布在2个分支，其中PlCalS5与牡丹、拟南芥和番茄的CalS5亲缘关系较近。生物信息学分析结果表明8个家族成员编码1 745—1 951个氨基酸，原子总数为28 583—31 870个，等电点为7.99—9.13。对转录组FPKM值的分析表明，PlCalS家族成员在相同时期杂交处理中有较高表达，相同处理情况下在杂交36 h时高表达；荧光定量PCR表明，8个基因的相对表达量在自交24 h时均低于杂交24 h和杂交36 h。经两个浓度的ABA处理，发现PlCalS5对高浓度的ABA更为敏感。【结论】芍药CalS家族有8个基因成员且具有较高的保守性，8个家族成员对芍药胼胝质的生成起重要调控作用；大部分时期PlCalS在杂交柱头的表达量高于自交柱头，可能参与胼胝质异常沉积的过程；芍药杂交柱头异源花粉的刺激可能会增强某个ABA合成途径，ABA可能通过正调控胼胝质基因诱导胼胝质的积累，从而抑制花粉的萌发与花粉管的伸长，影响授粉亲和性。
【目的】 将来自萝卜的胞质不育恢复基因Rfo导入到青花菜Ogura细胞质雄性不育（cytoplasmic male sterility，CMS）主栽商业品种‘耐寒优秀'（命名为SFB45）中，获得Ogura CMS恢复系，打破Ogura CMS材料在生产上无法再利用的现状，为优异种质的创制和改良提供新途径。【方法】 利用基因合成的方法克隆萝卜Rfo 的CDS及其启动子序列，构建表达载体pRfo ::Rfo。通过农杆菌介导的遗传转化方法侵染SFB45的具柄子叶和下胚轴，进行再生、抗性苗筛选和PCR鉴定获得阳性植株，开花期观察转基因植株的育性恢复情况；用亚历山大染液分析对照组及阳性株的花粉活力；分别提取对照组及阳性株<3 mm和>3 mm花蕾的RNA并反转录成单链cDNA，设计特异引物，利用RT-PCR分析Rfo及绒毡层和花粉壁发育相关基因在SFB45及对应的育性恢复材料花蕾中的表达差异。【结果】 通过遗传转化共获得10个阳性株系，其中8个株系育性得到不同程度的恢复，花粉活力为84.2%—90.4%。RT-PCR分析结果表明，育性恢复植株花蕾中Rfo表达，绒毡层发育关键调节因子DYT1和TDF1及花粉壁主要成分孢粉素合成所必需的基因ACOS5在育性恢复植株<3 mm花蕾中上调表达。绒毡层降解相关基因AMS、四分体胼胝质壁及花粉外壁发育所必需的基因CalS5和CYP703在育性恢复植株>3 mm花蕾中上调表达。分析阳性株系R-1、R-3和R-6自交及杂交后代发现转入的Rfo能稳定遗传，符合孟德尔遗传。【结论】 通过遗传转化Rfo获得了优良青花菜Ogura CMS商品种SFB45的育性恢复系，且Rfo的转入使绒毡层及花粉壁发育相关基因恢复正常表达。
【目的】 DELLA蛋白属于植物特有的GRAS蛋白家族，是赤霉素信号转导途径中的重要调控因子，在植物生长发育和抵御逆境胁迫中发挥着重要作用。克隆欧洲葡萄VvGAI1，并对其进行亚细胞定位、蛋白互作和表达分析，为进一步研究DELLA蛋白在葡萄抗寒反应中的调控功能奠定基础。【方法】 以酿酒葡萄品种‘霞多丽'叶片为试材，采用同源克隆的方法获得VvGAI1序列。利用生物信息学方法分析该基因的序列特征，使用DNAMAN及MEGA7.0对VvGAI1蛋白序列及拟南芥序列进行多序列比对并构建系统进化树。通过亚细胞定位确定VvGAI1蛋白在细胞中的表达位置；利用酵母试验验证VvGAI1蛋白的转录激活活性；利用酵母双杂交和双分子荧光互补试验验证VvGAI1蛋白与VvJAZ9蛋白的互作关系；利用VvGAI1原核表达蛋白制备anti-VvGAI1兔源多克隆抗体；利用Western Blot技术检测VvGAI1蛋白在低温下的表达情况；通过相对电导率分析外源喷施茉莉酸和赤霉素对葡萄抗寒性的影响。【结果】 从‘霞多丽'叶片中克隆得到VvGAI1，其ORF为1 773 bp，编码590个氨基酸，位于第1条染色体，含有1个外显子，无内含子。VvGAI1蛋白相对分子质量为64.87 kDa，理论等电点pI为5.31，属于酸性不稳定亲水蛋白。VvGAI1具有高度保守的DELLA和GRAS结构域，属于植物GRAS家族的DELLA蛋白。蛋白聚类分析显示VvGAI1与拟南芥AtGAI和烟草NtGAI1亲缘关系较近。亚细胞定位与转录自激活结果显示VvGAI1是一个定位于细胞核中且具有转录激活活性的转录因子。酵母双杂交和双分子荧光互补试验也证实VvGAI1与VvJAZ9具有互作关系。将VvGAI1克隆至原核表达载体构建pET28b-VvGAI1重组表达载体，转化至大肠杆菌BL21中经16 ℃、1.0 mmol∙L-1异丙基-β-d-硫代半乳糖苷（IPTG）诱导表达获得VvGAI1-His融合蛋白，再经抗原免疫，血清纯化后制备得到anti-VvGAI1兔源多克隆抗体。制备的anti-VvGAI1抗体可以特异性检测‘霞多丽'葡萄中的VvGAI1蛋白。Western Blot结果表明，低温处理下葡萄原生质体中VvGAI1蛋白呈先上升后下降的表达趋势，VvGAI1蛋白响应低温诱导表达。与对照相比，50 μmol·L-1茉莉酸甲酯（MeJA）处理可以提高葡萄的抗寒性，50 μmol·L-1赤霉素（GA3）处理使葡萄对寒冷变得敏感。【结论】 葡萄VvGAI1是一个与VvJAZ9相互作用的转录因子，VvGAI1对低温胁迫有响应，外源茉莉酸能够正调控冷胁迫反应，而赤霉素负调控冷胁迫反应。
【目的】 筛选‘橡皮油桃'（果实大、感蚜）ב帚形山桃'（果实小、抗蚜）F2代杂交群体中，‘橡皮油桃'遗传背景回复率高且表现抗蚜的优系，探讨桃背景选择技术体系的建立方法。【方法】 首先，利用3种方法选择背景标记，分别为前期研究得到的高多态性SNP（Pre-work SNP）、全基因组范围内随机挑选的SNP（Random SNP）、以及对SNP进行功能注释后，选择突变位点影响起始密码子与终止密码子的功能性SNP（Functional SNP），3种方法最终筛选的SNP个数统一设定为775个。然后，利用这775个SNP分别计算3种不同背景标记在F2代杂交群体中121个单株的双亲回复率。通过比较3种背景标记中‘橡皮油桃'背景回复率较高的前10个单株在两两之间的重复情况，比较不同背景标记的重复性。在完成F2群体单株的抗蚜性、单果重与可溶性固形物含量评价后，分别选择单果重与可溶性固形物含量2种性状的极端表型单株各10株，通过比较两类表型单株‘橡皮油桃'回复率的差异显著性，衡量不同选择方法的优劣。最后，以抗蚜定位区间内的SNP为抗蚜前景标记，筛选F2群体内‘橡皮油桃'遗传背景回复率高且表现抗蚜的优系。【结果】 Pre-work SNP、Random SNP、Functional SNP 3种背景标记的F2代单株‘橡皮油桃'背景回复率分别在36.34%—71.99%、31.75%—74.92%、4.51%—66.53%。3种背景标记筛选的‘橡皮油桃'回复率较高的前10株中，Pre-work SNP与Random SNP和Functional SNP的重复单株分别均有2个，Random SNP与Functional SNP的重复单株有6个，即Random SNP和Functional SNP两种选择方法的重复率更高。Pre-work SNP、Random SNP、Functional SNP 3种背景标记在以单果重为选择目标时，极端表型单株间‘橡皮油桃'背景回复率显著性分别为0.069、0.26和0.092，即Pre-work SNP筛选的后代‘橡皮油桃'背景回复率与单果重表型相关性最高，Functional SNP次之，Random SNP差异不显著。在以可溶性固形物含量为选择目标时，极端表型单株间‘橡皮油桃'背景回复率显著性分别为0.77、0.65和0.31，3种背景标记差异均不显著。基于Pre-work SNP和Functional SNP的计算结果，本研究筛选出2个‘橡皮油桃'回复率高的单株，分别为N20和N36，其中N20携带抗蚜标记，单株表现抗蚜，平均单果重为34.42 g，可溶性固形物含量为16.1%，为山桃F2群体的优异单株。【结论】 在本研究群体内，Pre-work SNP相较于Functional SNP与Random SNP，在单果重这一表型上与‘橡皮油桃'回复率的相关性较强，印证该背景标记选择方式的优异性，以这种背景标记挑选出的单株N20在目标性状的优异表现也支持这一结果。本研究提供一种背景选择的思路以及判断不同背景标记在研究群体内优劣性的方法，可为有效提高抗性育种效率提供参考。
【目的】 本研究基于多种研究方法，阐明影响菠萝感官品质的关键质构和理化指标，建立菠萝果实质地及食味品质的综合评价方法，为优良菠萝品种的筛选提供科学支撑。【方法】 以7个不同品种的菠萝果实为研究对象，采用感官评价、质构测试和理化分析等方法，结合方差分析和不同维度指标间的相关性分析，明确影响菠萝感官总分的关键质构、理化指标，并进一步采用主成分回归分析法，以筛选出的关键质构特性、理化指标为自变量，感官评价总分为因变量进行回归分析，得到具有统计学意义的预测模型，用于菠萝质地及食味品质综合评价。【结果】 不同品种菠萝部分质构属性及理化指标存在较大的差异，如硬度、咀嚼性、最大剪切力、糖酸比、可溶性蛋白、维生素C及可溶性果胶等在品种间的变异系数均大于25%，而弹性、凝聚性等在品种间的变异较小。不同品种菠萝感官总分从高到低依次为‘台农17号'>‘台农16号'>‘台农4号'>‘金菠萝'>‘台农11号'>‘无刺卡因'>‘巴厘'，‘台农17号'的果实质地和食味品质最佳，其固形物含量为16.23%，糖酸比为31.82，可溶性果胶含量为23.72 mg∙g-1，咀嚼性为789.77 mJ，硬度和最大剪切力分别为1 826.55 N、3 491.37 N。相关性分析表明，影响感官总分的关键指标包括质构属性中的硬度、咀嚼性、最大剪切力和理化指标中的可溶性固形物、糖酸比及可溶性果胶。利用主成分回归分析方法建立的菠萝感官预测模型决定系数R 2为0.916，标准偏差为0.11。【结论】 菠萝品种间质地与食味品质差异大，采用单一评价方法不能准确评价各品种菠萝质地与食味品质。本研究明确了影响整体感官满意度的6个关键分析指标，并建立了基于关键质构和理化指标的菠萝感官预测模型，可以较准确地预测菠萝的质地与食味品质，以弥补人工感官分析中客观性不足的缺陷。
【目的】磷为不可再生资源，且植物对土壤磷的吸收利用效率较低。通过嫁接，提高植物磷吸收利用效率具有重要的经济和生态价值。筛选磷高效利用型嫁接番茄砧木品种，建立轻简、高效的评价技术体系对磷高效利用型新砧木的选育、示范和推广具有理论和实践指导作用。【方法】以‘青恋1号’为供试番茄接穗品种，分别自嫁接（G0）或嫁接在25个番茄砧木（G1—G25）品种上。试验设置苗期和全生长期两种模式。苗期试验中，嫁接苗在正常磷（Hoagland营养液，NP）和低磷（10%磷含量的Hoagland营养液，LP）营养处理下进行水培，15 d后测定嫁接苗的生长发育及磷吸收利用效率等16个指标。全生长期试验仍以上述嫁接苗为试材，设置对照组的磷施用水平为1 272 kg∙hm-2，LP组的磷施用水平为对照组的50%。对植株茎叶鲜重、产量和果实品质等9个指标进行测定。通过相关性分析、主成分分析、隶属函数值分析、聚类分析、多元回归分析等数学分析模型，进行磷高效利用型嫁接番茄砧木筛选及综合评价。【结果】NP处理组在苗期和全生长期的各指标平均变异系数分别为9.74%和2.85%，LP处理组在苗期和全生长期各指标的平均变异系数分别为16.10%和5.84%。各指标在LP处理组中的变异系数普遍高于NP处理组，表明LP条件下，砧木基因型对嫁接番茄影响的差异较大。相关性分析表明，NP条件下，产量（I-17）与茎叶干重（I-1）、茎粗（I-5）、茎叶P质量分数（I-7）、茎叶P吸收效率（I-9）、整株P吸收效率（I-11）和茎叶P转运效率（I-12）呈显著正相关；在LP条件下，产量（I-17）与茎叶干重（I-1）、根干重（I-2）、茎粗（I-5）、壮苗指数（I-6）、茎叶P质量分数（I-7）、茎叶P吸收效率（I-9）、根P吸收效率（I-10）、整株P吸收效率（I-11）和茎叶P转运效率（I-12）呈显著正相关。主成分和隶属函数值分析排名显示，两种分析方法排名规律基本一致，且都符合聚类分析的表现模式。但是在个别砧木品种的排名上略有差异，因此，本研究采用两种排名的综合平均表现作为最终排名，计算出排名前五的嫁接组合（G24、G1、G8、G3、G25）。通过多元回归分析，获得了适于番茄砧木低磷耐受性的苗期评价指标，建立了影响产量和品质的苗期关键指标的回归方程：YI-17=1354.630-5.552XI-4，YI-20=2.956XI-5-7.949XI-14+2.927和YI-23=48.807+0.005XI-11。【结论】本研究建立了一套简单易行、相对客观的磷高效利用型嫁接番茄砧木筛选及综合评价技术体系。鉴定出‘韩国砧木1号’‘金棚砧木一号’和‘西方番茄砧木’3个砧木品种具有磷肥高效利用的综合优势。
【背景】椪柑（Citrus reticulata）是我国重要的宽皮橘类型，‘鄂柑一号’是湖北省当阳市发展面积较大的椪柑品种，但存在采收过早和果实品质未达最佳等问题，不利于其市场销售。因此，需要研发应用于‘鄂柑一号’椪柑延迟采收和完熟的栽培技术。【目的】探究套袋对提升‘鄂柑一号’椪柑果实品质的作用，并基于糖酸代谢基因表达水平的变化解析其机制。【方法】试验在湖北省当阳市半月镇‘鄂柑一号’椪柑园进行，比较套袋果实和未套袋（对照）果实的品质，主要分析果皮亮度及色泽、可溶性固形物含量、可滴定酸含量，通过气相色谱法分析可溶性糖和有机酸含量，通过qRT-PCR分析比较二者糖酸代谢相关基因表达水平差异。【结果】套袋加快了果皮色泽参数a*、b*和柑橘色泽指数（CCI）变化，提升了果皮亮度（L*），显著降低了果皮硬度；套袋显著提高了采收时期椪柑果实可溶性固形物含量，其中蔗糖、果糖和葡萄糖含量显著增加；气相色谱分析发现，柑橘果实有机酸以柠檬酸为主，套袋果实柠檬酸含量稍高于对照；实时荧光定量PCR分析表明，套袋果实蔗糖合成相关基因CsSPS3、CsSPS4和CsSS2表达水平显著高于未套袋果实，而柠檬酸降解相关基因CsACO1表达水平显著下调。【结论】套袋可能改变了袋内果实所处环境的温度、湿度，上调可溶性糖合成基因表达，促进糖积累，从而提升椪柑果实品质。
