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Chromosome-scale genome assembly of Prunus pusilliflora provides novel insights into genome evolution, disease resistance, and dormancy release in Cerasus L.

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Horticulture Research 2023年第5期10卷 220-235页

作者： Songtao Jiu Baozheng Chen Xiao Dong Zhengxin Lv Yuxuan Wang Chunjin Yin Yan Xu Sen Zhang Jijun Zhu Jiyuan Wang xunju liu Wanxia Sun Guoqian Yang Meng Li Shufeng Li Zhuo Zhang Ruie liu Lei Wang Muhammad Aamir Manzoor Quero-García José Shiping Wang Yahui Lei Ling Yang Elisabeth Dirlewanger Yang Dong Caixi Zhang Department of Plant Science School of Agriculture and BiologyShanghai Jiao Tong UniversityShanghai200240P.R.China College of Food Science and Technology Yunnan Agricultural UniversityKunmingYunnan Province650201P.R.China Dali Bai Autonomous Prefecture Academy of Agricultural Sciences and Extension DaliYunnan Province671600P.R.China Shanghai Botanical Garden Shanghai200231P.R.China College of Biology and the Environment Nanjing Forestry UniversityNanjingJiangsu Province200037P.R.China INRAe UMR 1332 de Biologie du Fruit et Pathologie33140 Villenave d’OrnonFrance

Prunus pusilliflora is a wild cherry germplasm resource distributed mainly in Southwest *** its ornamental and economic value,a high-quality assembled *** genome is unavailable,hindering our understanding of its genetic background,population diversity,and evolutionary ***,we de novo assembled a chromosome-scale *** genome using Oxford Nanopore,Illumina,and chromosome conformation capture *** assembled genome size was 309.62 Mb,with 76 scaffolds anchored to eight *** predicted 33035 protein-coding genes,functionally annotated 98.27%of them,and identified repetitive sequences covering 49.08%of the *** found that *** is closely related to Prunus serrulata and Prunus yedoensis,having diverged from them∼41.8 million years ago.A comparative genomic analysis revealed that *** has 643 expanded and 1128 contracted gene ***,we found that *** is more resistant to Colletotrichum viniferum,Phytophthora capsici,and Pseudomonas syringae ***(Pst)DC3000 infections than cultivated Prunus *** also has considerably more nucleotide-binding site-type resistance gene analogs than ***,which explains its stronger disease *** cytochrome P450 and WRKY families of 263 and 61 proteins were divided into 42 and 8 subfamilies respectively in ***,81 MADS-box genes were identified in ***,accompanying expansions of the SVP and AGL15 subfamilies and loss of the TM3 *** assembly of a high-quality *** genome will be valuable for further research on cherries and molecular breeding.

关键词： Prunus resistance release

花发育阶段以及温度对不同品种甜樱桃柱头可授性的影响

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西北植物学报 2020年第10期40卷 1698-1705页

作者：纠松涛徐岩付朝斌刘勋菊王世平张才喜上海交通大学农业与生物学院上海200240

以‘布鲁克斯’、‘美早’、‘红蜜’等5个甜樱桃(Prunus avium)品种为试材,检测不同品种甜樱桃花期不同发育阶段的柱头可授性;并利用人工气候箱模拟花期低温(2℃/10℃)、常温(6℃/18℃)、高温(12℃/24℃)以及超高温(12℃/24℃/30℃)环... 详细信息

以‘布鲁克斯’、‘美早’、‘红蜜’等5个甜樱桃(Prunus avium)品种为试材,检测不同品种甜樱桃花期不同发育阶段的柱头可授性;并利用人工气候箱模拟花期低温(2℃/10℃)、常温(6℃/18℃)、高温(12℃/24℃)以及超高温(12℃/24℃/30℃)环境,研究不同温度处理对甜樱桃柱头可授性的影响。结果表明:(1)‘美早’、‘先锋’和‘萨米脱’适宜的授粉温度是常温(6℃/18℃)环境,‘红蜜’适宜的授粉温度是高温(12℃/24℃)环境,‘布鲁克斯’适宜授粉的温度范围更广,在常温(6℃/18℃)和高温(12℃/24℃)环境条件下其柱头均具有较高的活性。(2)‘红蜜’柱头对花期低温(2℃/10℃)和超高温(12℃/24℃/30℃)的抗性较强;‘布鲁克斯’和‘萨米脱’柱头对花期超高温(12℃/24℃/30℃)抗性较差;‘美早’柱头对花期低温(6℃/10℃)的抗性较强,但对花期高温(12℃/24℃)的抗性较差;‘先锋’柱头对花期低温(6℃/10℃)和超高温(12℃/24℃/30℃)均无明显抗性。研究认为,低温(2℃/10℃)对甜樱桃柱头可授性的影响主要在开花之后,而超高温(12℃/24℃/30℃)对整个开花过程柱头可授性的影响都很大。

关键词：甜樱桃柱头可授性过氧化物酶活性温度

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甜樱桃PavMYC2基因克隆与表达分析

果树学报 2022年第5期39卷 701-711页

作者：王继源王丽纠松涛孙菀霞徐岩刘勋菊张才喜上海交通大学农业与生物学院上海200240

【目的】克隆甜樱桃PavMYC2基因并研究其表达模式,为深入研究其在花芽响应温度逆境中的功能奠定基础。【方法】从甜樱桃基因组数据库中获得PavMYC2基因的序列,对该基因进行生物信息学分析和亚细胞定位;通过qRT-PCR技术探究PavMYC2基因... 详细信息

【目的】克隆甜樱桃PavMYC2基因并研究其表达模式,为深入研究其在花芽响应温度逆境中的功能奠定基础。【方法】从甜樱桃基因组数据库中获得PavMYC2基因的序列,对该基因进行生物信息学分析和亚细胞定位;通过qRT-PCR技术探究PavMYC2基因在甜樱桃不同组织及花芽各个时期的表达模式;运用双分子荧光互补实验(BiFC)检测其与PavJAZ蛋白的互作关系;结合前人转录组结果分析PavJAZ的季节表达模式。【结果】PavMYC2编码689个氨基酸,具有bHLH-Zip保守结构域,属于bHLH家族。亚细胞定位结果表明,该基因在细胞核中发挥功能。进化树结果表明,甜樱桃PavMYC2与中国樱桃(Prunus pseudocerasus)和樱花(Prunus yedoensis)亲缘关系最近。实时荧光定量PCR结果分析发现,PavMYC2的表达具有组织特异性,在花芽中表达量最高,依次是叶、茎、花、根中表达量的4.8、4.9、8.8、37.4倍。在花芽中,PavMYC2的表达量在夏秋季高,然后逐渐降低,在冬季维持一定的表达水平,春季时最低。顺式作用元件分析发现,该基因启动子上含有大量光响应元件、多种激素响应元件和低温胁迫等相关元件。互作蛋白结果显示,PavMYC2可以与PavJAZ1/2/3蛋白发生互作,进一步对JAZs基因的表达模式进行分析,发现PavJAZ1/2/3/5与PavMYC2的表达量变化相似。【结论】克隆得到1个PavMYC2基因,夏秋季高温时期在花芽中高表达,随后逐渐降低,在冬季维持一定的表达水平,春季开花时最低。其与PavJAZ1/2/3互作,协同响应温度胁迫。该研究为进一步探究甜樱桃花芽中MYC2在响应温度胁迫和调控开花进程中的作用奠定了基础。

关键词：甜樱桃花芽温度胁迫 MYC2

森林草莓bZIP转录因子全基因组鉴定及在花药中的表达分析

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分子植物育种 2018年第9期16卷 2802-2810页

作者：唐月明胡玥阳陈思妤刘勋菊刘晓微叶云天陈清四川农业大学园艺学院成都611130

碱性亮氨酸拉链(basic leucine zipper,bZIP)转录因子主要参与植物的生长发育及响应生物和非生物胁迫应答等过程。通过草莓基因组数据库,鉴定分析森林草莓bZIP转录因子家族,并对该家族成员的蛋白质特征、基因组分布、以及基因表达进行... 详细信息

碱性亮氨酸拉链(basic leucine zipper,bZIP)转录因子主要参与植物的生长发育及响应生物和非生物胁迫应答等过程。通过草莓基因组数据库,鉴定分析森林草莓bZIP转录因子家族,并对该家族成员的蛋白质特征、基因组分布、以及基因表达进行分析。结果表明,森林草莓中至少存在52个bZIP基因家族成员,不均地分布在7条染色体上。根据蛋白质模体组成与蛋白质序列的分析将整个家族分为10个亚类。44个基因家族成员以4种表达模式参与雄蕊器官发育进程。研究结果表明,森林草莓bZIP基因家族结构高度保守,并参与花器官发育过程。试验结果将为在草莓中进一步研究该基因家族成员功能提供参考。

关键词：草莓 bZIP 生物信息学系统进化

草莓FaHYH基因的序列特征与时空表达特性分析

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基因组学与应用生物学 2020年第4期39卷 1715-1721页

作者：周敏唐月明蒋丹林熙蒙刘勋菊汤浩茹陈清四川农业大学园艺学院成都611130

以‘丰香’草莓为研究材料,通过同源克隆得到FaHYH基因及其启动子序列,并对其进行相关生物信息学分析及启动子顺势作用元件分析,采用sq-PCR及RT-qPCR技术分析其时空特异性表达模式。研究表明:FaHYH基因开放阅读框为522 bp,编码173个氨基... 详细信息

以‘丰香’草莓为研究材料,通过同源克隆得到FaHYH基因及其启动子序列,并对其进行相关生物信息学分析及启动子顺势作用元件分析,采用sq-PCR及RT-qPCR技术分析其时空特异性表达模式。研究表明:FaHYH基因开放阅读框为522 bp,编码173个氨基酸,蛋白质分子量为19.76 kD,理论等电点为9.36。蛋白保守域分析显示,FaHYH蛋白C端含有一个典型的亮氨酸拉链结构,是一个非分泌型核定位蛋白。同源性及进化树结果表明,草莓HYH在进化过程中具有高度保守性。启动子序列分析显示其包含大量的光应答元件(Box 4,Box I,I-box)等与非生物胁迫相关的顺式元件。荧光定量PCR分析表明,FaHYH基因随着草莓果实发育时期的推进,其表达量逐渐上升;在各组织器官中存在表达特异性,在花中表达量最高,根中表达量最低。本研究分离鉴定了草莓光诱导中的bZIP转录因子的HYH基因,分析了其时空表达模式,为进一步研究该基因的功能和作用机制提供基础数据。

关键词：草莓 FaHYH 序列特征表达特性

长三角地区低温特征及其对甜樱桃蓄冷量的影响

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果树学报 2021年第11期38卷 1900-1910页

作者：孙菀霞刘勋菊王丽王继源纠松涛王磊王世平张才喜上海交通大学农业与生物学院上海200240

【目的】准确把握我国长三角地区的有效低温累积情况,实现栽培区域的精细化划分,对我国次适宜栽培区甜樱桃的引种栽培和低需冷量品种选育具有重要意义。【方法】以1999—2019年长三角城市群12个气象监测站的气温数据为基本资料,通过0~7.... 详细信息

【目的】准确把握我国长三角地区的有效低温累积情况,实现栽培区域的精细化划分,对我国次适宜栽培区甜樱桃的引种栽培和低需冷量品种选育具有重要意义。【方法】以1999—2019年长三角城市群12个气象监测站的气温数据为基本资料,通过0~7.2℃模型、Utah模型和Dynamic模型对该地区的有效低温累积量进行评估;同时根据有效低温累积量,采用层次聚类分析方法进行相似栽培区的划分。【结果】长三角地区有效低温累积的时间范围为11月至翌年4月,有效低温累积量为336~2079 Chilling Hours(CH)、1254~2505 Chilling Units(CU)以及53~99 Chilling Portions(CP)。除芜湖市和台州市的低温累积量较低之外,其他监测地区的平均低温累积量均超过1000 CH、1600 CU以及70 CP,基本可以满足国内中需冷量甜樱桃品种的需求。聚类分析结果表明,合肥市和南京市、杭州市和上海市以及宁波市和舟山定海区为三组不同的栽培区,各组栽培区可以依据其低温累积特征进行相同甜樱桃品种的试栽。【结论】初步判定了长三角地区的低温蓄冷量情况,可为甜樱桃引种栽培及规模化的高效优质栽培提供理论依据。

关键词：甜樱桃长三角地区需冷量层次聚类分析

砧木类型对甜樱桃花芽多胺代谢相关基因表达和休眠的影响

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西北植物学报 2021年第1期41卷 9-19页

作者：屈玥婷刘勋菊王继源陈秋菊纠松涛张才喜上海交通大学农业与生物学院上海200240

为验证砧木类型对甜樱桃多胺代谢和花芽休眠的影响,该研究以嫁接于不同砧木——矮化砧木‘吉塞拉6号’[Gisela 6,(G6)]和乔化砧木‘马扎德’(Mazzard)的甜樱桃品种‘罗亚理’为试材,通过田间观察确定嫁接于两种砧木的‘罗亚理’休眠期... 详细信息

为验证砧木类型对甜樱桃多胺代谢和花芽休眠的影响,该研究以嫁接于不同砧木——矮化砧木‘吉塞拉6号’[Gisela 6,(G6)]和乔化砧木‘马扎德’(Mazzard)的甜樱桃品种‘罗亚理’为试材,通过田间观察确定嫁接于两种砧木的‘罗亚理’休眠期和花期,利用生物信息学、基因克隆、实时荧光定量、亚细胞定位和双分子荧光互补等手段,对甜樱桃花芽内多胺代谢中关键基因[多胺氧化酶基因(PavPAOs)和精氨酸脱羧酶基因(PavADC)]进行克隆和功能分析,对可能与PavADC存在互作关系的蛋白进行预测和验证,并利用高效液相色谱法对花芽内游离多胺的含量进行测定。结果表明:(1)‘Mazzard-罗亚理’的休眠期(75 d)长于‘G6-罗亚理’(69 d),且初花期晚于‘G6-罗亚理’。(2)‘G6-罗亚理’花芽内游离多胺含量高于‘Mazzard-罗亚理’,其中Put含量高1.2%~163.4%,Spd含量高8.8%~261.1%,Spm仅在1月和3月的‘G6-罗亚理’花芽中检测到。(3)成功克隆获得甜樱桃多胺代谢关键基因PavPAO2、PavPAO4、PavPAO5和PavADC,其长度分别为1485、1611、1704和2307 bp;系统进化分析表明,甜樱桃PavPAOs和PavADC均与桃、扁桃和苹果等物种的亲缘关系较近;亚细胞定位显示,PavPAO2和PavPAO4定位在细胞膜,而PavPAO5和PavADC则定位在细胞核。(4)qRT-PCR分析显示,休眠期间‘G6-罗亚理’花芽中PavPAO5的表达量低于‘Mazzard-罗亚理’,而PavADC的表达量高于‘Mazzard-罗亚理’;在整个休眠期,PavPAO2和PavPAO4的表达量整体水平远远低于PavPAO5,推测PavPAO5可能是在休眠期起主导作用的家族成员。(5)BiFC验证结果表明,在多胺代谢过程中PavADC与PavSAMDC存在互作关系,推测两者相互作用参与调控花芽内多胺水平。研究认为,甜樱桃砧木类型能够通过影响多胺代谢进程而影响休眠以及开花的进程,关键基因PavPAOs和PavADC的高表达能够影响花芽内多胺水平,PavADC能够使多胺含量升高从而促进休眠解除以及提早开花;多胺代谢过程中关键基因的表达和多胺含量变化能够影响休眠和花期,多胺含量的升高能够促进休眠解除以及提早开花。

关键词：甜樱桃砧木类型多胺代谢花芽休眠

亚洲葡萄酒市场格局及中国葡萄酒产业前景分析

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中外葡萄与葡萄酒 2021年第2期 68-74页

作者：刘勋菊王丽吴思澜纠松涛徐岩王继源张才喜上海交通大学农业与生物学院上海200240 上海交通大学安泰经管学院上海200240

随着全球化的进程不断推进,近几年亚洲葡萄酒市场的潜力得到不断挖掘。主要结合国际葡萄与葡萄酒组织(OIV)最新发布的近20年统计数据,从亚洲各地区的葡萄酒生产量、消费量、进出口量及葡萄种植面积分析亚洲葡萄酒市场格局。利用SWOT分... 详细信息

随着全球化的进程不断推进,近几年亚洲葡萄酒市场的潜力得到不断挖掘。主要结合国际葡萄与葡萄酒组织(OIV)最新发布的近20年统计数据,从亚洲各地区的葡萄酒生产量、消费量、进出口量及葡萄种植面积分析亚洲葡萄酒市场格局。利用SWOT分析发现,亚洲葡萄酒市场中的中国市场具备原料丰富、消费需求大、政策支持等优势,原料品质低、科技投入少、销售模式固化等劣势,但市场潜力巨大、产业趋于国际化等机会,以及面临进口酒、其他酒类竞争的威胁。由此认为,应尽可能利用地理优势、产区多样性和科技进步,促使中国葡萄酒产业蓬勃发展。

关键词：葡萄酒产业 SWOT分析亚洲市场中国市场

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甜樱桃在上海地区的生物学特性评价与分析

分子植物育种 2021年第12期19卷 4164-4176页

作者：纠松涛徐岩廖樟华王磊王继源刘勋菊王世平张才喜上海交通大学农业与生物学院上海200240

自20世纪80年代以来,上海地区先后多次从大连、烟台等地引进甜樱桃,但时常出现"花而不实"、畸形果率偏高等问题。目前,通过筛选低需冷量的品种、应用物理或化学调控措施,甜樱桃已在上海、浙江等长三角地区实现了连续的小面积丰产。本研... 详细信息

自20世纪80年代以来,上海地区先后多次从大连、烟台等地引进甜樱桃,但时常出现"花而不实"、畸形果率偏高等问题。目前,通过筛选低需冷量的品种、应用物理或化学调控措施,甜樱桃已在上海、浙江等长三角地区实现了连续的小面积丰产。本研究以上海交通大学浦江绿谷实践基地的甜樱桃品种为研究对象,对不同砧穗组合、不同整形方式、是否经过单氰胺处理的甜樱桃品种的生物学特性进行评价。通过调查树高、干径、新梢长度和粗度、物候期、芽密度、花密度、花器官发育、坐果率以及果实品质等指标,综合评价不同品种的甜樱桃在上海地区的表现,以期为甜樱桃在上海等南方暖地的引种和丰产栽培提供理论支持。

关键词：甜樱桃南方暖地生物学特性开花特性结果习性