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澳洲青苹苹果虎皮病关键预警基因的筛选

果树学报 2023年第6期40卷 1121-1134页

作者：宋梅杰谭春艳刘翠华李瑞刘芳芳任小林西北农林科技大学园艺学院陕西杨凌712100

【目的】筛选澳洲青苹苹果果实贮藏过程中虎皮病发生前的关键表达基因,为澳洲青苹苹果虎皮病发生预警研究提供理论依据。【方法】以澳洲青苹苹果果实为试材,于商业采收期采收并于低温(0±0.5℃)下长期贮藏,监测果实色泽和乙烯释放量,同... 详细信息

【目的】筛选澳洲青苹苹果果实贮藏过程中虎皮病发生前的关键表达基因,为澳洲青苹苹果虎皮病发生预警研究提供理论依据。【方法】以澳洲青苹苹果果实为试材,于商业采收期采收并于低温(0±0.5℃)下长期贮藏,监测果实色泽和乙烯释放量,同时统计冷库贮藏期及冷藏后货架期的虎皮病发病情况,并采用实时荧光定量PCR技术检测与澳洲青苹苹果虎皮病发生相关基因的表达水平。【结果】澳洲青苹苹果低温贮藏50 d时,果实在冷库中未发病,置于货架期2 d时,果实出现轻微的虎皮病症状;低温贮藏70 d时,果实在冷库中开始发病。基于前人研究及转录组数据,鉴定到MdACO、MdAFS、MdCAT1、MdCAT2、MdPAL1、MdPAL2、MdC3H、MdPPO、MdPOD1、MdPOD2与澳洲青苹苹果虎皮病相关;通过实时荧光定量PCR技术进一步分析,确定MdAFS、MdC3H和MdCAT1的表达量在虎皮病发生前10 d,即贮藏第40天急剧上升,随后呈现下降的趋势,可作为虎皮病发生的预警基因。【结论】MdAFS、MdC3H和MdCAT1可作为澳洲青苹苹果贮藏期虎皮病发生的关键预警基因。

关键词：澳洲青苹苹果冷藏虎皮病预警基因表达

紫檀芪乳油制剂的研制及其对砀山酥梨虎皮病的控制效果

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果树学报 2023年第3期40卷 536-546页

作者：杨晓露陈春曙崔子璇田德才朱琳牛军鹏惠伟陕西师范大学生命科学学院西安710119 西北农林科技大学园艺学院陕西杨凌712100 陕西师范大学西部果品资源高值利用教育部工程研究中心西安710119

【目的】植物天然抗氧化物紫檀芪(pterostilbene,Pte)在抑制果实病害方面具有重要的作用,但在处理果实时由于缺少乳化剂导致水溶液不稳定,很难在果实中展着和吸附,从而影响药效发挥。旨在研制紫檀芪乳油制剂(pterostilbene emulsifiable... 详细信息

【目的】植物天然抗氧化物紫檀芪(pterostilbene,Pte)在抑制果实病害方面具有重要的作用,但在处理果实时由于缺少乳化剂导致水溶液不稳定,很难在果实中展着和吸附,从而影响药效发挥。旨在研制紫檀芪乳油制剂(pterostilbene emulsifiable,Pte EC)以提高原药药效并研究其对砀山酥梨虎皮病的控制效果。【方法】以紫檀芪为有效成分,对其制剂进行溶剂、乳化剂筛选,并对乳油的质量进行测定,确定最佳配方。在此基础上以砀山酥梨为试材,研究二苯胺(diphenylamine,DPA)、Pte和Pte EC对冷藏[温度(-1±0.5)℃,湿度90%~95%]和货架期果实品质的影响。【结果】10%紫檀芪乳油制剂的最佳配方为10%紫檀芪+10%吐温20+80%无水乙醇。DPA、Pte和Pte EC处理均可较好保持冷藏期间梨果实硬度等指标,同时能有效抑制冷藏期间梨果皮H_(2)O_(2)、丙二醛和共轭三烯的积累,从而抑制虎皮病的发生。冷藏至210 d时,DPA、Pte和Pte EC处理组发病率分别比对照组低28.69%、12.19%和15.32%,且Pte EC对梨虎皮病的控制效果仅次于DPA,较Pte处理效果好。【结论】Pte EC优于Pte,且绿色安全,能有效控制砀山酥梨虎皮病的发生,值得进一步进行商业应用的推广示范。

关键词：砀山酥梨紫檀芪乳油二苯胺虎皮病

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UV-B处理对苹果虎皮病的防效和机制研究

UV-B处理对苹果虎皮病的防效和机制研究

作者：李心草山东农业大学

学位级别：硕士

虎皮病是苹果和梨果实在低温储藏后期常见的一种生理性病害,感染虎皮病的果实不仅外观受损,还会受到更多病菌的侵害而腐烂,从而造成严重的经济损失。研究虎皮病的发病机理及防治措施研究具有重要的现实意义。目前为了防治虎皮病使用化... 详细信息

虎皮病是苹果和梨果实在低温储藏后期常见的一种生理性病害,感染虎皮病的果实不仅外观受损,还会受到更多病菌的侵害而腐烂,从而造成严重的经济损失。研究虎皮病的发病机理及防治措施研究具有重要的现实意义。目前为了防治虎皮病使用化学药物有1-甲基环丙烯(1-MCP)和二苯胺(DPA)等,但是化学方法对安全会产生影响,寻找无危害且有效的处理方式成为国内外研究的热点。UV-B可以增加植物类黄酮含量和抗氧化性能,而抗氧化能力提高有助于降低虎皮病的发生,本研究探讨了UV-B处理对贮藏苹果的品质和虎皮病的影响及机制。结果如下:(1)不同剂量的UV-B处理均降低了苹果果实的虎皮病的发病率及发病指数。以14kj辐射强度的UV-B照射,时间为40h处理(14kj40h UV-B处理)效果较好。(2)经过14kj40h的UV-B照射对苹果果实硬度和可溶性固性物没有显著影响。(3)14kj40h UV-B处理处理减少了苹果中α-法尼烯和共轭三烯(CTols)含量,降低了α-法尼烯合酶(AFS)基因和乙烯关键合成基因Md ACO1、Md ACS1的表达以及乙烯释放量。(4)经过UV-B照射处理后,提高了果皮中酶促抗氧化系统中过氧化物酶(POD),超氧化物歧化酶(SOD),抗坏血酸过氧化物酶(APX)及过氧化氢酶(CAT)的活性;并且UV-B处理增加了苹果果皮中总酚和类黄酮含量以及抗氧化活性。(5)经UV-B照射处理均显著降低了低温贮藏期间丙二醛(MDA)、超氧阴离子自由基(O·)及过氧化氢(HO)含量。(6)在UV-B照射苹果时发现,经UV-B照射后诱导了‘青香蕉’苹果的果皮着色,经过对‘青香蕉’果皮转录组和代谢组检测数据发现,萜类,黄酮类的合成相关基因的表达与UV-B照射有关,并且代谢物的积累也与UV-B照射有关。

关键词：苹果 UV-B 虎皮病 α-法尼烯抗氧化能力

多组学联合分析‘澳洲青苹’苹果果实虎皮病发生机理

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多组学联合分析‘澳洲青苹’苹果果实虎皮病发生机理

作者：谭春艳西北农林科技大学

学位级别：硕士

虎皮病是苹果在低温贮藏中后期极易发生的一种生理性病害,给产业带来了严重的经济损失。‘澳洲青苹’(Malus x domestica var’Granny Smith’)是世界上著名的绿色苹果品种,具备优良的品质和良好的耐贮性,既是口感极佳的鲜食果品,又是... 详细信息

虎皮病是苹果在低温贮藏中后期极易发生的一种生理性病害,给产业带来了严重的经济损失。‘澳洲青苹’(Malus x domestica var’Granny Smith’)是世界上著名的绿色苹果品种,具备优良的品质和良好的耐贮性,既是口感极佳的鲜食果品,又是加工苹果汁的首选品种。然而该品种在低温贮藏后期和货架期会出现典型的虎皮病症状,严重影响其商品价值。因此,本研究以‘澳洲青苹’苹果果实为试材,通过石蜡切片、透射电镜和扫描电镜观察虎皮病发病过程中细胞组织结构的变化,通过转录组与代谢组联合分析虎皮病发病过程中果皮的转录和物质代谢差异,以期揭示虎皮病的发病机理。主要研究结果如下:1.对低温贮藏后转入货架期的‘澳洲青苹’苹果从表型及细胞学水平研究发现,虎皮病病症于果皮的偏黄面萼端气孔处开始出现,紧接着病斑面积迅速扩展并连接成片状;此后随着发病程度的加重,果皮凹陷加深,皮下细胞颜色逐渐变成褐色。此外,角质层凹陷程度、表皮及皮下细胞排列松散无序程度、褐变层数与发病程度呈现正相关;同时蜡质层出现撕裂纹,叶绿体的形态也从规则的长椭圆形逐渐变得肿胀,基质及基粒片层排列逐渐表现为无序且疏散。2.通过GC-MS和LC-MS从代谢水平进行分析,共检测到了37种挥发性物质和32种酚类物质,通过PCA等分析发现α-法尼烯、共轭三烯醇、己酸甲酯、儿茶素、表儿茶素、根皮苷、金丝桃苷、芦丁和绿原酸等代谢物与虎皮病的发生密切相关。3.本研究中差异基因共15,364个。PCA和HCA分析表明,采收期样本与采后样本以及健康果实与发病果实样本中的基因表达谱具有明显差异。差异基因主要富集于萜类化合物和聚酮类化合物代谢通路(包括萜骨架生物合成和倍半萜和三萜生物合成等)、和次生代谢物生物合成(包括类黄酮生物合成、黄酮和黄酮醇生物合成和苯丙素生物合成等)通路。4.基于代谢组与转录组数据通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)联合分析发现,MEblue和MEyellow模块与虎皮病的发生率呈正相关,且与α-法尼烯、CTols、MHO、儿茶素、表儿茶素、绿原酸、金丝桃苷、根皮苷和芦丁等代谢物呈高度的相关性。MEblue和MEyellow模块的基因显著富集到酚类物质代谢和萜烯类生物合成途径,其中PAL、C3H、HCT和HMGR等与酚类物质及挥发性物质合成相关的基因在健康组织(L80)与发病果皮组织(LB80)存在差异;另外以酚类物质为底物的多酚氧化酶(PPO)和漆酶(LAC)的基因表达量在健康组织(H、L30、L50、L80)与发病果皮组织(LB80)均存在显著差异。Md LAC基因的连接度高于上述其它基因,因此推测该基因与‘澳洲青苹’苹果虎皮病的发生高度相关。5.过表达Md LAC基因显著降低了虎皮病差异标志物芦丁、金丝桃苷、根皮苷的含量,据此推测Md LAC基因能够通过降低上述物质的含量,使得‘澳洲青苹’苹果虎皮病的病情指数高于对照组。

关键词： ‘澳洲青苹’苹果虎皮病致病机理多组学分析

‘澳洲青苹’苹果虎皮病发生的关键预警基因筛选及验证

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‘澳洲青苹’苹果虎皮病发生的关键预警基因筛选及验证

作者：宋梅杰西北农林科技大学

学位级别：硕士

苹果虎皮病是在冷藏中后期极易发生的一种生理性病害,发病初期不会影响到果实的内部质量,但伴随着该病的发展,会严重影响果实的外观品质和商品价值。因此,对苹果虎皮病进行早期预警,将其在虎皮病发生前提前出库,则可以在保持果实品质的... 详细信息

苹果虎皮病是在冷藏中后期极易发生的一种生理性病害,发病初期不会影响到果实的内部质量,但伴随着该病的发展,会严重影响果实的外观品质和商品价值。因此,对苹果虎皮病进行早期预警,将其在虎皮病发生前提前出库,则可以在保持果实品质的同时,降低经济损失,对苹果产业发展具有重要意义。‘澳洲青苹’(Malus domestica ***.’Granny Smith’)苹果属于世界上著名的绿色苹果品种,果实具有优良的品质和良好的耐贮性,备受广大消费者们的喜爱,然而该品种是虎皮病易感品种,在贮藏后期和货架期会出现典型的虎皮病症状。本研究以‘澳洲青苹’苹果果实为试材,于商业采收期采收并于低温(0±0.5C)下长期贮藏,监测果实色泽和乙烯释放量,同时统计冷库贮藏期及冷藏后货架期的虎皮病发病情况,并取样测序。利用GO功能富集分析和文献分析相结合的方法,对虎皮病发生相关基因进行研究,揭示它们与‘澳洲青苹’苹果虎皮病发生的相关性,并采用实时荧光定量PCR技术检测与‘澳洲青苹’苹果虎皮病发生相关基因的表达水平。初步筛选‘澳洲青苹’苹果果实贮藏过程中虎皮病发生前的关键表达基因,并对该类基因进行年份间的验证,从而进一步确定其重复性,确定虎皮病发生预警基因,为苹果虎皮病发生预警研究提供理论依据。主要研究结果如下:1.‘澳洲青苹’苹果虎皮病主要发生在低温贮藏中后期,即贮藏44～50 d时,此时,将果实转移到货架期,果实开始出现虎皮病;且虎皮病的发病率及病情指数在货架期1～2 d内呈急剧上升趋势,货架期后期增长较为缓慢。随着低温贮藏期的延长,虎皮病发病率、病情指数急剧增加,贮藏至70 d时,果实在冷库中开始发病。因此,基于两年数据结果,低温贮藏37～40 d是‘澳洲青苹’苹果进行虎皮病提前预警的关键期。2.‘澳洲青苹’苹果果实在低温贮藏前期,乙烯释放速率变化较为稳定,呈缓慢上升趋势;随着贮藏时间的延长,乙烯释放速率急剧上升,在低温贮藏60 d时达到乙烯高峰。‘澳洲青苹’苹果果实在低温贮藏期间,L*值呈下降趋势,b*值呈上升趋势,a*值变化相对稳定;在低温贮藏后转入货架期,L*值、a*值和b*值随货架期时间的延长均呈轻微上升趋势;同时在整个货架期内,随着低温贮藏时间的延长,L*值呈下降趋势,a*值和b*值呈上升趋势。3.基于转录组数据及前人的研究,鉴定到10个与‘澳洲青苹’苹果虎皮病相关的基因,包括Md ACO、Md AFS、Md CAT1、Md CAT2、Md PAL1、Md PAL2、Md C3H、Md PPO、Md POD1、Md POD2;通过实时荧光定量PCR技术进行筛选分析,并进行年份间的验证试验,确定两年间的重复性相吻合,即Md AFS、Md CAT1和Md C3H的表达量在虎皮病发生前急剧上升,随后呈现下降的趋势,从而确定Md AFS、Md CAT1和Md C3H可作为‘澳洲青苹’苹果贮藏期虎皮病发生的关键预警基因。综上,初步定义了关键预警基因日增相对表达量临界值≥0.113的阈值可用来预测‘澳洲青苹’苹果虎皮病的发生,其中Md CAT1预测能力优于Md AFS和Md C3H;该结果仍需在其他苹果品种中进行验证,进而确定该临界值的适用性。

关键词： ‘澳洲青苹’苹果冷藏虎皮病预警基因表达

采前1-甲基环丙烯处理对货架期‘Bartlett’梨虎皮病和抗氧化特性的影响

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食品科学 2021年第1期42卷 250-256页

作者：李英丽张少颖董宇河北农业大学园艺学院河北省梨工程技术研究中心河北保定071001 美国俄勒冈州立大学哥伦比亚农业研究与推广中心美国俄勒冈胡德里弗97031 山西师范大学食品科学学院山西临汾041004

以‘Bartlett’梨为实验材料,研究了采前喷施300 mg/L 1-甲基环丙烯(1-methylcyclopene,1-MCP)和蒸馏水(对照)对货架期梨果实虎皮病以及相关抗氧化物质含量、抗氧化酶活力的影响,为今后研发适宜的调控果实虎皮病技术提供依据。结果表明... 详细信息

以‘Bartlett’梨为实验材料,研究了采前喷施300 mg/L 1-甲基环丙烯(1-methylcyclopene,1-MCP)和蒸馏水(对照)对货架期梨果实虎皮病以及相关抗氧化物质含量、抗氧化酶活力的影响,为今后研发适宜的调控果实虎皮病技术提供依据。结果表明:与对照相比,采前15 d 1-MCP处理能降低货架期果实虎皮病病情指数,推迟虎皮病发生的时间,延长贮藏期1个月,降低梨在室温下放置过程中呼吸速率、乙烯生成速率和果皮α-法尼烯、共轭三烯含量,推迟乙烯高峰的出现;显著提高中后期果皮1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除能力以及花青苷、总酚和总黄酮含量,抑制抗坏血酸过氧化物酶和过氧化氢酶活力的下降,提高后期过氧化物酶活力,降低膜脂过氧化,减少丙二醛的积累。

关键词： ‘Bartlett’梨果实 1-甲基环丙烯虎皮病抗氧化物质抗氧化酶

100Hz～3.98MHz下苹果虎皮病果实电特性研究

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农业机械学报 2010年第11期41卷 105-109页

作者：马海军冯美张继澍西北农林科技大学生命科学学院陕西杨凌712100 宁夏大学农学院银川750021

为了研究富士苹果虎皮病病果电特性的变化规律,探讨利用电特性参数的变化来反映苹果内部的物理化学变化,运用LCR型电子测量仪测定了100Hz～3.98MHz频率、(20±1)℃恒温条件下贮藏1、8、15、22和29 d的虎皮病果实复阻抗、电抗、电导、电... 详细信息

为了研究富士苹果虎皮病病果电特性的变化规律,探讨利用电特性参数的变化来反映苹果内部的物理化学变化,运用LCR型电子测量仪测定了100Hz～3.98MHz频率、(20±1)℃恒温条件下贮藏1、8、15、22和29 d的虎皮病果实复阻抗、电抗、电导、电容和介质损耗系数等电学参数。结果显示:在同一贮藏时间下,随着频率的增加,果实的复阻抗、电抗值在减小,电导值则在增加;而电容和果实的介质损耗系数变化则没有规律性。统计分析显示,感病果实和正常果实电容值存在极显著差异(P<0.01)。结果表明:电容值基本可以正确反映苹果的实际品质情况。

关键词：苹果虎皮病电特性

富士和新红星苹果虎皮病抗病性与生理生化特性关系比较研究

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西北园艺（果树） 2023年第6期 39-45页

作者：王燕王建锋谢欣蔚王颖惠伟陕西师范大学生命科学学院西安710119 陕西省延安市果业中心陕西华圣现代农业集团有限公司

虎皮病是苹果长期贮藏过程中的主要生理病害,一般发生在冷藏的中、后期。为比较冷藏过程中富士和新红星苹果虎皮病抗病性与生理生化的关系,解析虎皮病发生机制,定期测定富士和新红星苹果在冷藏(0±0.5℃)期间的硬度、可溶性固形物、乙... 详细信息

虎皮病是苹果长期贮藏过程中的主要生理病害,一般发生在冷藏的中、后期。为比较冷藏过程中富士和新红星苹果虎皮病抗病性与生理生化的关系,解析虎皮病发生机制,定期测定富士和新红星苹果在冷藏(0±0.5℃)期间的硬度、可溶性固形物、乙烯释放速率、呼吸速率和虎皮病发病率、病情指数,以及果皮α-法尼烯合成酶基因(AFS1)表达量、α-法尼烯、共轭三烯、6-甲基-5-庚烯-2-酮(MHO)和总抗氧化性的变化。结果表明,冷藏过程中,富士的硬度和可溶性固形物含量均高于新红星,而其呼吸速率和乙烯释放速率整体低于新红星;富士冷藏210天出库时和10天(25℃)货架期后,均无虎皮病发生;新红星出库时虎皮病发病率和病情指数分别为73.3%和51.1%,且经过10天货架期后,分别增至100%和87.8%。冷藏期间富士的AFS1基因表达量、α-法尼烯、共轭三烯和MHO含量均低于新红星。两个品种果皮的总酚、类黄酮和花青苷含量在冷藏期间无显著差异,但富士的DPPH自由基清除率整体高于新红星。冷藏过程中,与新红星相比,富士对虎皮病的抗病性表现为较低的果实乙烯释放速率和果皮α-法尼烯代谢产物含量,以及相对较高的果皮抗氧化能力。

关键词：虎皮病抗氧化性 α-法尼烯代谢抗病性苹果

前期低氧处理对梨虎皮病的防控及乙烯释放的影响

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园艺学报 2021年第1期48卷 15-25页

作者：杜艳民王文辉贾晓辉王志华佟伟张鑫楠中国农业科学院果树研究所辽宁省果品贮藏加工重点实验室辽宁兴城125100

以‘鸭梨’为试材,空气处理为对照,分析比较前期超低氧胁迫(0.8%O2+0.5%CO2处理15 d,转入5.0%O2+0.5%CO2长期贮藏)、静态低氧气调(降温后直接转入5.0%O2+0.5%CO2)和"两阶段"缓慢降氧气调(10.0%O2+0.5%CO2处理15 d,转入5.0%O2+0.5%CO2长期贮藏)对‘鸭梨’采后贮藏过程中虎皮指数、α–法尼烯和共轭三烯、内在品质、呼吸速率、乙烯释放速率及乙烯生物合成及信号转导途径关键基因相对表达量的影响。结果表明:与空气对照相比,采用前期超低氧胁迫、静态低氧气调及"两阶段"缓慢降氧气调均显著降低了‘鸭梨’贮藏及货架期间虎皮病的发生,贮藏240 d及货架7 d后,虎皮指数由高到低依次为:空气对照(93.75%)>"两阶段"缓慢降氧气调(80.00%)>静态低氧气调(62.50%)>前期超低氧胁迫(53.57%);进一步研究发现,低氧气调抑制了果实共轭三烯的积累,较好地维持了贮藏后期果实可滴定酸和维生素C含量。同时,果实货架初期乙烯释放量显著降低,乙烯释放高峰明显推迟,Pb ACO1、Pb ACO3及Pb ACS1的相对表达量显著降低;而Pb CTR1和Pb ERF1相对表达量升高,货架后Pb ETR2基因相对表达量快速升高,乙烯大量释放。

关键词：梨低氧气调超低氧胁迫乙烯虎皮病