《中国农业科学》梨、桃、猕猴桃研究合辑 （2018-2019）

本合辑集选《中国农业科学》 2018—2019年发表的有关梨、桃、猕猴桃研究相关论文，希望对领域内科研人员有所帮助。欢迎查看、收藏、引用。识别二维码可阅读PDF全文。

梨全基因组生长素反应因子（ARF）基因家族鉴定及表达分析

■欧春青，姜淑苓，王斐，赵亚楠

【目的】明确梨ARF转录因子在梨基因组中的数量、结构和组织表达差异，为揭示ARF转录因子在梨树生长素信号途径及在矮生梨生长发育中的作用奠定理论基础。【方法】根据文献报道的苹果、拟南芥等植物中的ARF转录因子基因，利用BLAST软件鉴定梨基因组中的ARF。采用SMART、PROSITE、WebLogo 3、DNAMAN 5.0、MEME、GSDS 2.0和MEGA 5.1等软件对其蛋白和基因序列进行生物信息学分析。采用qPCR方法检测梨ARF在矮生梨‘中矮1号’不同组织器官及3个不同生长势梨品种木质部和韧皮部中的表达情况。【结果】鉴定得到31个梨ARF，所有PbARF蛋白均含有1个Auxin_resp结构域和1个B3结构域，除PbARF11、12、24、25和26外，其他序列的C末端还存在一个PB1（AUX_IAA）结构域。保守元件分析表明，PbARF基因家族包含15个保守元件，并非每个蛋白均含有所有保守元件。分组鉴定和进化树分析结果显示，PbARF蛋白可以被分为4组。基因结构分析表明，PbARF基因家族成员由2—15个外显子组成，基因结构进化高度保守。qPCR结果显示，所有PbARF在‘中矮1号’根、韧皮部、木质部、叶、花和果实中均有表达，表达模式各有不同，PbARF29在3个梨品种韧皮部中的表达表现出植株越矮表达量越高的趋势，PbARF16、17、18、27等4个基因在3个梨品种木质部中的表达表现为植株越矮表达量越低的趋势。【结论】梨基因组中含有31个ARF基因家族成员；所有PbARF蛋白均含有Auxin_resp和B3两个高度保守的结构域；PbARF结构进化高度保守；所有PbARF在‘中矮1号’不同组织器官、基砧杜梨根系及3个梨品种的木质部和韧皮部中均有表达，其中，PbARF29、16、17、18、27等5个基因的表达可能与梨树植株的高矮有关。

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猕猴桃园套种吉祥草对土壤酶活性及果实产量、品质的影响

■张承，王秋萍，周开拓，吴小毛，龙友华，李姣红，尹显慧 

【目的】研究套种吉祥草和清耕对猕猴桃根际土壤微生物数量、酶活性和果实产量品质的影响及其相关性，为丰富猕猴桃生态学理论，猕猴桃优质生产及猕猴桃园套种吉祥草栽培模式的应用提供科学依据。【方法】在猕猴桃行间套种吉祥草，以清耕为对照，测定不同生长期猕猴桃根际土壤细菌、放线菌、真菌数量，脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性和含水量及果实的产量品质，并分析其相互关系。【结果】套种吉祥草可显著提高不同时期猕猴桃根际土壤微生物量和土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性，促进猕猴桃产量的增加和品质的改善，并随套种年限的延长趋于增加。连续4年套种吉祥草猕猴桃根际土壤细菌、放线菌和真菌数量比对照分别提高27.85%—54.34%、28.57%—96.05%和16.39%—148.38%，土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性和含水量分别为对照的0.20—0.61倍、0.30—0.87倍、0.41—0.65倍、0.23—0.32倍和0.05—0.16倍；果实单果体积和亩产量分别提高3.26%和4.88%；果实达食用时，维生素C、可溶性固形物、可溶性总糖、干物质和可滴定酸分别提高15.24%、5.46%、12.11%、5.63%和4.12%。相关性分析表明，套种吉祥草的猕猴桃树根际土壤微生物数量与脲酶和磷酸酶活性达极显著或显著正相关，与过氧化氢酶活性呈负相关；根际土壤微生物数量和土壤酶活性与猕猴桃果实单果重和品质间具有明显的相关性。【结论】套种吉祥草对提高猕猴桃根际土壤微生物数量和酶活性，增加果实产量和改善品质具有明显作用。

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基于枝条和叶片表型性状的梨种质资源多样性

■张莹，曹玉芬，霍宏亮，徐家玉，田路明，董星光，齐丹，张小双，刘超，王立东

【目的】通过对梨种质资源叶片和枝条表型多样性和变异特点的研究，为梨种质资源描述的规范化和标准化、梨资源的保存及核心种质的构建提供数据基础和理论依据，促进梨种质资源的高效利用。【方法】采用“梨种质资源描述规范和数据标准”中提供的方法对“国家果树种质兴城梨、苹果圃”内保存的梨13个种548份资源的叶片和枝条23个表型性状进行数据采集及整理。使用SPSS19.0软件分析梨叶片和枝条表型性状的分布频率、变异系数、Simpson指数、Shannon-weaver指数、相关性和主成分，分析比较梨种群内和种群间多样性；采用Origin 8.0软件绘制梨各数值型性状分布直方图，进行分级评价并选取参照品种；采用MEGA 5.0软件对脆肉梨和软肉梨进行聚类分析。【结果】字符型的15个性状分析表明，梨叶片以卵圆形、叶基宽楔形、叶尖急尖、锐锯齿带刺芒、叶片伸展状态抱合、叶姿斜向下和绿微显红色幼叶等类型居多，分别占相对应描述符分布频率的90.51%、58.03%、66.97%、81.93%、87.23%、59.27%、86.68%和35.04%；枝条以黄褐色一年生枝、皮孔数量多、叶芽姿态斜生、顶端钝、芽托中和花芽无茸毛等类型居多，分别占相对应描述符分布频率的87.23%、78.28%、87.96%、83.76%、73.91%和99.27%；其中幼叶颜色和叶基形状的Shannon-weaver指数较高，分别为2.197和1.597。数值型的8个性状分析表明，叶片长度、叶片宽度、叶柄长度、一年生枝长度、一年生枝粗度、节间长度、花芽长度和花芽粗度的平均变异系数分别为17.25%、19.04%、20.06%、23.70%、15.08%、19.33%、20.62%和16.66%；根据分布统计分析，对每个性状分别提出了5级数值分级指标与参照品种；综合相关性分析和主成分分析，8个数值型性状可简化为一年生枝长度、花芽长度、叶片宽度和叶柄长度4个主要性状；梨叶片和枝条8个数值型性状在种群内和种群间差异均达到极显著水平，种群内和种群间表型分化系数V_ST分别为41.10%和58.90%。聚类分析233个脆肉梨地方品种可划分为12类，87个软肉型秋子梨可划分为6类，西南地区的梨资源在多个类群中均有分布。【结论】梨种质资源叶片和枝条表型性状多样性丰富，字符型性状中幼叶颜色和叶基形状的多样性指数较高，数值型性状中一年生枝长度和花芽长度的变异系数较高，更能体现梨品种间的差异。梨叶片和枝条种群间变异高于种群内变异，种群间的变异是其主要变异来源。筛选出5个数值型性状可作为梨枝条和叶片的综合评价指标。

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尿素配施不同用量纳米碳对桃幼树生长及氮素吸收利用的影响

■王国栋，肖元松，彭福田，张亚飞，郜怀峰，孙希武，贺月

【目的】明确纳米碳对桃树生长的作用并筛选出纳米碳与尿素配施的最佳比例，为果树栽培过程中施用纳米碳材料及提高氮素肥效提供理论依据。【方法】试验采用同位素示踪技术，以2年生‘瑞蟠21’/毛桃为试材，在盆栽条件下利用¹⁵N尿素配施不同用量（设5个处理：CK：0，T1：5 mL，T2：10 mL，T3：15 mL，T4：20 mL）的纳米碳溶胶进行试验，探究纳米碳对土壤理化性状、桃树生长发育及氮素吸收利用的影响。测定盆土的pH、氧化还原电位、电导率，植株嫁接口上部2 cm处干径及植株各器官干重，叶片的叶绿素SPAD值、净光合速率，根系构型、植株各部分全氮含量及¹⁵N丰度。【结果】施用纳米碳显著降低了土壤pH，提高了土壤氧化还原电位，影响了土壤溶液的氧化还原状态；土壤电导率随纳米碳用量的增加呈现处理前期降低后期增大的趋势。纳米碳的施用促进了桃幼树须根系的生长；显著提高了桃树叶片净光合速率、叶绿素含量及干径增量；桃幼树总物质积累量以T3处理最高，为778.0 g，比对照提高了28.4%。纳米碳的施用提高了桃树细根、粗根、侧枝、春梢叶等器官的Ndff值；与对照相比，T1处理显著提高了主干、中心干的氮素分配率，T3、T4处理降低了主干的氮素分配率；施用纳米碳对桃植株的氮素利用率均有显著提高，以T3处理的植株氮素利用率最高，为45.2%，比对照提高了66.5%；随纳米碳用量增加，土壤氮素残留率显著提高，T1、T2、T3、T4处理分别为对照的1.06、1.35、1.62和1.70倍，氮素损失率明显降低。【结论】尿素配施纳米碳可改善土壤理化性状，有效吸附土壤中的氮素，显著降低氮素损失率，显著提高植株氮素利用率和土壤氮素残留率，促进桃树须根系的生长和植株形态建成。

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桃SERK2的克隆及其在不同状态愈伤组织中的表达分析

■ 谭彬，陈谭星，韩亚萍，张亚如，郑先波，程钧，王伟，冯建灿

【目的】分离克隆桃（Prunus persica L.）体细胞胚胎发生相关类受体蛋白激酶（somatic embryogenesis receptor-like kinases，SERKs）基因SERK2，检测其在不同状态桃愈伤组织中的表达差异，分析SERK2与胚性愈伤组织发生的关系，为揭示组织培养困难树种桃胚性愈伤组织产生的分子机理奠定基础。【方法】采用同源克隆法获得PpSERK2的cDNA全长序列，运用TMPred、DNAMAN和MEGA 5.0等生物信息学软件对序列进行分析；以‘秋蜜红’花药为外植体，接种至添加2.0 mg·L^-1 6-BA和1.0 mg·L^-1 2,4-D的NN69培养基诱导愈伤组织；将获得的不同状态愈伤组织制作石蜡切片并进行组织细胞学观察；通过实时荧光定量PCR（qRT-PCR）对PpSERK2在4种不同状态愈伤组织中的表达进行分析。【结果】克隆获得‘秋蜜红’PpSERK2的cDNA全长序列1 881 bp，编码626个氨基酸，其蛋白质理论分子量为68.99 kD，理论等电点为5.38，具有完整的SERK蛋白的保守结构域，与牡丹（Paeonia suffruticosa）等物种的同源性为67.88%—92.71%，且与秘鲁番茄（Solanum peruvianu）和温州蜜柑（Citrus unshiu）的相似性最高。在与其他物种的SERK蛋白构建的系统进化树中，PpSERK2与SpSERK1、CitSERK1和PsSERK2等聚在一起，与同源性比对结果一致。以‘秋蜜红’花药为外植体诱导获得4种不同状态的愈伤组织，组织细胞学观察发现黄色疏松状（球形胚出现）、绿色紧实状（心形胚出现）和浅黄色透明状（尚未完全形成的鱼雷形胚结构出现）的3种状态的愈伤组织细胞小、排列紧密；而黄白色水渍状愈伤组织细胞体积大、排列不规则，细胞质稀且染色浅。根据形态学和组织学的鉴定结果，可知黄色疏松状、绿色紧实状和浅黄色透明状的3种状态的愈伤组织均为胚性愈伤组织，而黄白色水渍状愈伤组织为非胚性愈伤组织。实时荧光定量PCR（qRT-PCR）结果表明，PpSERK2在‘秋蜜红’3种状态的胚性愈伤组织中的表达量显著高于非胚性愈伤组织，且在3种胚性愈伤组织中的表达量有差异，其中在黄色疏松状愈伤组织中表达量最高，绿色紧实状次之，浅黄色透明状中最低。【结论】克隆获得PpSERK2的cDNA全长序列，其在3种状态的胚性愈伤组织中的表达量明显高于非胚性愈伤组织，且在黄色疏松状胚性愈伤组织中的表达量最高，PpSERK2在桃体细胞胚发育的早期发挥作用。

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Adβgal-1和Adβgal-2克隆及其在猕猴桃果实软化中的作用

■冯新，赖瑞联，高敏霞，陈文光，吴如健，陈义挺 

【目的】β-半乳糖苷酶是一类参与细胞壁降解的糖苷酶，在植物的生长发育和果实成熟软化过程中发挥重要作用。通过对猕猴桃2个β-半乳糖苷酶基因的鉴定及其表达模式研究，明确它们在猕猴桃果实软化中的作用，丰富猕猴桃的后熟软化机理研究。【方法】以‘米良1号’猕猴桃为试材，采用RT-PCR法扩增果实的β-半乳糖苷酶基因，利用在线数据库分析其编码蛋白的特性、功能结构域、系统进化关系、基因结构和调控miRNA，应用qPCR研究其在不同组织部位、果实的不同软化时期、不同贮藏温度和ABA处理后的表达特征，并结合酶活性变化，阐释这2个β-半乳糖苷酶基因在猕猴桃果实软化中的作用。【结果】克隆得到2个猕猴桃β-半乳糖苷酶基因（Adβgal-1和Adβgal-2），登录号分别为MH319788和MH319789。Adβgal-1的开放阅读框为2 280 bp，编码759个氨基酸；Adβgal-2的开放阅读框为2 025 bp，编码674个氨基酸。结构域分析显示，Adβgal-1和Adβgal-2均含有植物糖苷水解酶家族35的功能结构域（Glyco_hydro_35）。基因结构分析表明，Adβgal-1由18个外显子和17个内含子组成，而Adβgal-2由17个外显子和16个内含子组成。进化树分析显示它们位于两个不同的进化分支中，且序列差异较大，可能源自不同的基因祖先。qPCR分析结果表明，Adβgal-1和Adβgal-2在猕猴桃的各组织部位（根、茎、叶、花、幼果、成熟果）均有表达，但表达水平不同；它们均在果实软化初期上调表达，随着果实硬度的下降，表达量持续增加；在25℃贮藏过程中，它们均在3 d时上调表达，随着时间的推移，表达量增加；而在4℃贮藏过程中，Adβgal-1的表达受到抑制，Adβgal-2的表达呈波浪式；ABA处理诱导Adβgal-1和Adβgal-2的表达。酶活性测定结果显示，β-半乳糖苷酶活性在果实软化初期略有降低，随着果实硬度的下降逐渐升高。【结论】Adβgal-1和Adβgal-2均参与猕猴桃果实的软化进程。不同贮藏温度和ABA处理对猕猴桃果实软化的影响可能是通过改变β-半乳糖苷酶基因的表达而实现的。

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往期回顾
《中国农业科学》蔬菜研究合辑 （2018-2019）
《中国农业科学》苹果研究合辑 （2018-2019）
《中国农业科学》柑橘研究合辑 （2018-2019）
《中国农业科学》葡萄研究合辑 （2018-2019）
JIA 2018 园艺栏目之分子生物篇
JIA 2018 园艺栏目之栽培生理/资源品质篇

《中国农业科学》是中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会共同主办的综合性、学术性半月刊。最新核心影响因子为1.896，总被引频次达到11663，综合评价总分在农业综合类科技期刊中排名第一。本刊设有“作物遗传育种•种质资源•分子遗传学；耕作栽培•生理生化•农业信息技术；植物保护；土壤肥料•节水灌溉•农业生态环境；园艺；食品科学与工程；畜牧•兽医•资源昆虫”等栏目。

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