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新疆野苹果与‘元帅’‘金冠’的叶绿体基因组比对研究

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园艺学报 2022年第9期49卷 1977-1990页

作者：丁志杰包金波柔鲜古丽朱甜甜李雪丽苗浩宇田新民新疆大学生命科学与技术学院新疆生物资源基因工程重点实验室乌鲁木齐830046

新疆野苹果(Malussieversii)被认为是现代栽培苹果的祖先物种。为有效保护苹果遗传资源,揭示新疆野苹果和栽培苹果叶绿体基因组的差异,验证现代栽培苹果是否起源于新疆野苹果。对新疆野苹果和栽培苹果‘元帅’和‘金冠’的叶绿体全基因... 详细信息

新疆野苹果(Malussieversii)被认为是现代栽培苹果的祖先物种。为有效保护苹果遗传资源,揭示新疆野苹果和栽培苹果叶绿体基因组的差异,验证现代栽培苹果是否起源于新疆野苹果。对新疆野苹果和栽培苹果‘元帅’和‘金冠’的叶绿体全基因组进行了测序、组装和注释,获得了其叶绿体基因组物理图谱,并进行了比较基因组分析和系统发育分析。结果表明,新疆野苹果和两个栽培苹果品种的叶绿体基因组均为四段式结构,其基因组总长度在160 068~160 288 bp之间;共注释出131个基因,其中蛋白编码基因86个,t RNA基因37个,r RNA基因8个;新疆野苹果与栽培苹果的碱基组成也基本相似,AT/GC含量基本相同;新疆野苹果鉴定出43个重复序列和64个简单重复序列位点,栽培品种‘元帅’鉴定出49个重复序列和61个简单重复序列位点,‘金冠’鉴定出43个重复序列和57个简单重复序列位点。系统发育分析结果表明:基于全序列构建的贝叶斯进化树在各个节点具有很高的支持率,苹果属的所有物种形成一个单系群(支持率100%),新疆野苹果和两个栽培苹果品种聚在一起,形成一个小分支(支持率100%),且新疆野苹果位于该小分支的基部,验证了新疆野苹果是栽培苹果的祖先物种的推断。

关键词：新疆野苹果叶绿体基因组差异分析系统发育

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新疆野苹果种群遗传结构及其环境适应性

植物生态学报 2022年第9期46卷 1098-1108页

作者：张宏祥闻志彬王茜中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室乌鲁木齐830011 中国-塔吉克斯坦生物资源保育与利用联合实验室新疆抗逆植物基因资源保育与利用重点实验室中国科学院新疆生态与地理研究所标本馆乌鲁木齐830011

新疆野苹果(Malus sieversii)属国家二级保护植物,是栽培苹果的主要祖先之一。它呈片段化残遗分布于亚洲中部干旱区山地。为了探究影响该物种种群遗传变异的主要环境因子及其适应机制,该研究选取中国新疆伊犁地区、哈萨克斯坦、吉尔吉... 详细信息

新疆野苹果(Malus sieversii)属国家二级保护植物,是栽培苹果的主要祖先之一。它呈片段化残遗分布于亚洲中部干旱区山地。为了探究影响该物种种群遗传变异的主要环境因子及其适应机制,该研究选取中国新疆伊犁地区、哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦分布的10个种群为研究对象,通过SLAF-seq简化基因组测序获取单核苷酸多态性(SNP)数据。利用ADMIXTURE软件和主成分分析对种群遗传结构进行分型;利用梯度森林分析和冗余分析评估影响种群遗传变异的主要环境因子;运用潜在因素混合模型来检测新疆野苹果种群适应局部环境的基因组位点。结果显示:10个种群可以区分出2个遗传谱系;谱系A主导东部种群,谱系B主导西部种群,而中部种群则出现了两个谱系的交汇;种群空间遗传结构呈现出沿经度方向上的地理替代格局。气温年较差(bio 07)和气温季节性变化(bio 04)是影响新疆野苹果种群等位基因频率变化的两个最重要环境因子。经注释发现15个环境关联基因位点与植物响应干旱、高盐、冷热等非生物胁迫的很多生理过程相关。综上所述,新疆野苹果对环境适应的主要压力来自气温条件的变化,生理适应可能是其响应环境胁迫的主要机制。

关键词：新疆野苹果遗传结构环境适应性地理替代生理适应

新疆野苹果果实生长期的理化性质及褐变程度研究

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西北农业学报 2023年第12期32卷 1901-1912页

作者：冉昪唐式敏朱玲张胜军张学超伊犁州农业科学研究所新疆伊犁835000

为明确新疆野苹果种质资源果实生长发育期养分积累情况及果肉褐变程度,以20份新疆野苹果种质资源果实为试材,在整个生长发育期通过测定可溶性糖、可滴定酸、维生素C及果肉色差,探索影响果实品质的主要成分变化趋势及抗氧化性强弱。结果... 详细信息

为明确新疆野苹果种质资源果实生长发育期养分积累情况及果肉褐变程度,以20份新疆野苹果种质资源果实为试材,在整个生长发育期通过测定可溶性糖、可滴定酸、维生素C及果肉色差,探索影响果实品质的主要成分变化趋势及抗氧化性强弱。结果表明:20份野苹果资源的果实在生长发育期可溶性糖和维生素C含量逐渐积累,其中可溶性糖含量阶段性积累趋势明显,在7月10日后进入缓慢积累期,表示果实逐渐进入成熟期,末期含量为7.88%~14.79%,维生素C含量积累至末期为1.78~9.18 mg·hg^(-1),可滴定酸含量先积累后降解,末期为0.18%~2.29%。亮度值L^(*)、红绿值a^(*)、黄蓝值b^(*)均趋近于0,总色差△E逐渐下降,表明随着果实逐渐成熟,果肉的抗氧化能力越强、褐变程度越低,最后对果实抗氧化性相关指标进行综合评价,由强到弱为:‘GB-20’>‘HDM-21’>‘夏’>‘中’>‘红肉1’>‘HDM-12’>‘GB-12’>‘XY-49’>‘XY-58’>‘GB-9’>‘XY-11’>‘XY-75’>‘HDM-11’>‘XY-51’>‘HDM-20’>‘GB-10’>‘克’>‘HDM-39’>‘新定-1’>‘GB-2’。20份新疆野苹果资源中的‘红肉1’‘夏’‘中’‘GB-9’‘GB-10’‘GB-12’‘GB-20’‘XY-11’‘XY-49’‘XY-51’‘XY-58’‘HDM-11’‘HDM-12’‘HDM-21’既是高糖高酸类型,又是高维生素C类型,均可作为功能型资源进行培育,其中‘GB-20’的维生素C含量相较最高且抗氧化性最强,可进一步考虑进行果实深加工。

关键词：新疆野苹果生长期果实品质褐变

新疆野苹果BAG家族成员分离及BAG7基因的功能分析

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南开大学学报（自然科学版） 2022年第6期55卷 1-6页

作者：杨美玲贺丽霞于玮玮阎国荣宋文芹南开大学生命科学学院天津300071 天津农学院园艺园林学院天津300084

为分离新疆野苹果(Malus sieversii (Ledeb.) Rome)BAG家族候选成员以及探究BAG7在逆境胁迫中的生理功能,采用转录组测序及转基因技术对新疆野苹果进行研究.结果显示,新疆野苹果中有7个MsBAG家族成员,其中MsBAG7可以受干旱、低温及DTT... 详细信息

为分离新疆野苹果(Malus sieversii (Ledeb.) Rome)BAG家族候选成员以及探究BAG7在逆境胁迫中的生理功能,采用转录组测序及转基因技术对新疆野苹果进行研究.结果显示,新疆野苹果中有7个MsBAG家族成员,其中MsBAG7可以受干旱、低温及DTT的诱导表达,而且MsBAG7在拟南芥中的过量表达可以改善植物的抗旱、耐寒及抗DTT能力.

关键词：新疆野苹果 BAG MsBAG7 功能分析

新疆野苹果内生娄彻氏链霉菌A-m1的鉴定和发酵条件优化及抑菌广谱作用

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林业科学 2020年第7期56卷 70-81页

作者：李永丽王亚红周洲曲良建河南科技大学林学院洛阳471023 中国林业科学研究院森林生态环境与森林保护研究所国家林业和草原局森林保护重点实验室北京100091

【目的】研究新疆野苹果内生链霉菌菌株A-m1的分类地位,优化其发酵条件,测定其对多种植物病原物的抑菌活性,明确其广谱抑菌性,为相关病害的生物防治以及该菌株的应用提供参考。【方法】对菌株A-m1菌落培养性状、形态特征、理化性质和16S... 详细信息

【目的】研究新疆野苹果内生链霉菌菌株A-m1的分类地位,优化其发酵条件,测定其对多种植物病原物的抑菌活性,明确其广谱抑菌性,为相关病害的生物防治以及该菌株的应用提供参考。【方法】对菌株A-m1菌落培养性状、形态特征、理化性质和16S rDNA序列进行研究;以葡萄座腔菌为靶标菌,确定最高抑菌活性所需的基础培养基,优化碳源和氮源种类,确定最优发酵条件;测定发酵滤液对9种供试植物病原菌的抑菌活性。【结果】菌株A-m1是娄彻氏链霉菌,命名为Streptomyces rochei A-m1。高抑菌活性所需基础培养基为高氏一号,最佳碳源为可溶性淀粉,最佳氮源为硝酸钾;添加培养基体积5%的种子液、发酵温度23~32℃之间、pH 6~8之间、装液量100/500 mL和发酵培养4天为较优的发酵条件。发酵滤液对参试的9株植物病原菌均表现出抑菌活性,具广谱抑菌性;其中对葡萄座腔菌、苹果拟茎点霉的抑菌率可达95%以上,对胶孢炭疽菌、小麦赤霉病菌和小麦纹枯病菌的抑菌率超过80%,表现出强抑菌作用。【结论】链霉菌S.rochei A-m1抑菌谱较广、抑菌活性高,具有防治部分作物真菌性病害的应用潜力。

关键词：新疆野苹果娄彻氏链霉菌葡萄座腔菌内生菌抑菌谱广发酵条件

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新疆野苹果矮化性状形态学与生理指标评价

经济林研究 2022年第3期40卷 151-161页

作者：王菁菁刘立强秦伟张学超唐式敏新疆农业大学园艺学院新疆乌鲁木齐830052 伊犁哈萨克自治州农业科学研究所新疆伊宁835000

【目的】确定新疆野苹果GB-21是否具有矮化性,为苹果矮化资源的鉴定和筛选提供理论参考依据。【方法】以引种资源圃中3株疑似矮化的同一种下类型的新疆野苹果GB-21-1、GB-21-2和GB-21-3为研究材料,以乔木烟富3号(以下简称为“YF3”)为对... 详细信息

【目的】确定新疆野苹果GB-21是否具有矮化性,为苹果矮化资源的鉴定和筛选提供理论参考依据。【方法】以引种资源圃中3株疑似矮化的同一种下类型的新疆野苹果GB-21-1、GB-21-2和GB-21-3为研究材料,以乔木烟富3号(以下简称为“YF3”)为对照,选择新梢生长量、节间长、枝皮率、叶面积、栅海比、枝条电阻、叶片水势、叶绿素含量和酶活性等形态学及生理指标进行测定,应用综合指标对材料的矮化性进行评价。【结果】不同日期测定的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3的新梢生长量均大于YF3的;除4月28日外其余日期测定的GB-21-1、GB-21-2和GB-21-3的1年生枝条基部粗度均大于YF3的;GB-21-1、GB-21-2和GB-21-3的节间长分别为1.681 1、1.682 7、1.618 8 cm,均极显著小于YF3的(1.903 9 cm);GB-21-1、GB-21-2和GB-21-3的枝皮率分别为0.214 3、0.218 1、0.255 0,均极显著大于YF3的(0.177 3);不同日期测定的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3叶片的面积与厚度均小于YF3的;GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3叶片的栅海比分别为1.21、1.44、1.37,均大于YF3的(0.99);GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3的枝条电阻分别为5.80、5.57、5.20 MΩ,均极显著小于YF3的(7.98 MΩ);除4月28日外其余日期测定的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3的叶片水势均小于YF3的;除4月28日、5月23日外其余日期测定的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3的叶绿素相对含量均极显著高于YF3的;7月12日、8月6日、8月31日测定的GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3的叶片过氧化物酶活性(POD)均极显著低于YF3的,而不同日期测定的其超氧化物歧化酶活性(SOD)均高于YF3的,7月12日、8月6日、8月31日和9月25日测定的其过氧化氢酶(CAT)活性均高于YF3的。【结论】GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3的枝条节间短、枝皮率高,其叶片小而厚、栅栏组织较海绵组织发达,且其枝条电阻、叶片水势均较低,而其叶片CAT、SOD活性均较高,除叶片厚度、水势等个别指标外,其余指标的测定值与乔木YF3的差异均极显著。因此认为,GB-21-1、GB-21-2、GB-21-3极有可能均具矮化特征。

关键词：新疆野苹果形态生理矮化性评价

新疆野苹果树内生细菌分离与鉴定及其对3种苹果病原菌的抑制作用

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林业科学 2020年第5期56卷 97-104页

作者：李永丽王亚红常乐余海如周洲赵文霞曲良建河南科技大学林学院洛阳471003 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所国家林业和草原局森林保护学重点实验室北京100091

【目的】从我国优良的种质资源新疆野苹果树中分离和筛选用于苹果病害防治的内生细菌,以期为苹果病害生物防治提供新的菌种资源。【方法】采用稀释分离法和组织分离法从新疆野苹果枝干中分离内生细菌,通过平板对峙试验筛选出对葡萄座腔... 详细信息

【目的】从我国优良的种质资源新疆野苹果树中分离和筛选用于苹果病害防治的内生细菌,以期为苹果病害生物防治提供新的菌种资源。【方法】采用稀释分离法和组织分离法从新疆野苹果枝干中分离内生细菌,通过平板对峙试验筛选出对葡萄座腔菌、胶孢炭疽菌、苹果拟茎点霉3种苹果树的致病菌均具有显著抑菌效果的菌株,结合形态学、生理生化特征及16S rDNA序列分析,明确分离和筛选出内生细菌的分类地位,经离体接种试验证实其是否具有致病性。【结果】共分离获得内生细菌217株;筛选出对苹果3种病原菌均具有较强抑菌作用的菌株7株(M-m7、M-m12、M-r12、P-m9、P-m11、L-m12、P-r21),对葡萄座腔菌的抑菌率分别为77.00%、72.60%、76.60%、60.64%、65.96%、65.81%、71.79%,对胶孢炭疽菌的抑菌率分别为69.85%、64.95%、68.87%、68.37%、56.12%、53.54%、65.66%,对苹果拟茎点霉的抑菌率分别为77.63%、79.22%、72.60%、69.37%、70.27%、69.30%、71.05%。经鉴定,M-m7、M-m12、P-m11、L-m12为枯草芽孢杆菌,M-r12、P-m9为贝莱斯芽孢杆菌,P-r21为解淀粉芽孢杆菌,接种试验证明这些生防菌株对苹果枝条不具致病性。【结论】从新疆野苹果枝条中筛选并鉴定出对苹果3种病原菌具有抑制作用的内生细菌菌株7株,对苹果树不具致病性。

关键词：新疆野苹果内生细菌抑菌作用芽孢杆菌属

新疆野苹果GRAS转录因子家族全基因组鉴定与响应腐烂病菌侵染的表达分析

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基因组学与应用生物学 2023年第8期42卷 808-820页

作者：张雪纯赵明奇贾珊珊牙库甫江·阿西木刘晓洁赵惠新张道远新疆特殊环境物种保护与调控生物学自治区重点实验室乌鲁木齐830054 新疆抗逆植物基因资源保育与利用重点实验室乌鲁木齐830011 中国科学院吐鲁番沙漠植物园吐鲁番838008 中国科学院大学北京100049

在植物中,GRAS转录因子通过参与光信号通路和赤霉素通路等多种信号传导途径来响应植物非生物胁迫过程已被广泛研究,但对其在生物胁迫中的响应机制研究较少。本研究基于新疆野苹果(Malus sieversii)基因组,通过TBtools、Pfam和NCBI-CDD... 详细信息

在植物中,GRAS转录因子通过参与光信号通路和赤霉素通路等多种信号传导途径来响应植物非生物胁迫过程已被广泛研究,但对其在生物胁迫中的响应机制研究较少。本研究基于新疆野苹果(Malus sieversii)基因组,通过TBtools、Pfam和NCBI-CDD分析软件,对新疆野苹果GRAS家族基因(MsGRAS)进行筛选与验证;随后利用Protein Paramter Calc分析MsGRAS家族成员蛋白的理化性质,用MEGA构建系统发育树;最后利用PlantCARE和Graphics软件分析MsGRAS的2000 bp顺式作用元件。此外,分析MsGRAS基因与栽培苹果(Malus domesitica)MdGRAS基因的共线性关系。通过腐烂病菌(Valsa mali)侵染后的全长转录组数据和RT-qPCR实验对MsGRAS基因家族在响应新疆野苹果抵抗腐烂病菌过程中的表达模式进行分析和验证。结果显示:(1)在新疆野苹果中共鉴定获得83个GRAS基因,涵盖DELLA、LS、SCR、SCL3和DLT等11个亚家族;蛋白结构域预测结果表明,83个MsGRAS蛋白均包含GRAS结构域,其中有4个蛋白单独具有DELLA结构域。顺式作用元件分析显示,81个MsGRAS基因的启动子区域含有多种激素相关元件。MsGRAS基因家族共线性分析结果显示,65个MsGRAS基因和68个MdGRAS基因之间存在152对共线性关系,在栽培苹果的驯化过程中丢失了18个MsGRAS基因。(2)RNA-seq数据表明,有18个MsGRAS基因在腐烂病感染过程中差异表达,其中LISCL亚家族中差异表达基因数量最多(6个)。(3)RT-qPCR结果表明,共有6个MsGRAS基因在新疆野苹果抵抗腐烂病感染过程中显著差异表达,其中包括4个上调的MsGRAS基因,主要为LISCL亚家族成员,并且PAT1亚家族成员Ms02G03400在腐烂病菌侵染5天时,其表达量上调50倍。综上结果表明,PAT1和LISCL亚家族成员在新疆野苹果抗腐烂病过程中可能发挥重要作用,可作为后续抗病基因研究的候选基因。该研究结果为新疆野苹果GRAS基因响应腐烂病菌侵染的功能和机理研究奠定了基础。

关键词：新疆野苹果苹果腐烂病抗病基因 GRAS基因

新疆野苹果种子低温层积过程中生理生化指标变化趋势

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分子植物育种 2023年

作者：马娟杨巧玲徐昕洁苏布哈尼·买买提江尼杂木丁·吐逊叶春秀新疆农业大学林学与风景园林学院

为了探索影响新疆野苹果种子休眠的主要生理生化因子，本研究以新疆野苹果种子为研究材料，采用低温(4 ℃)层积方法处理苹果种子，同时以常规保存(室温)种子作为对照，测定和分析0、30、60、90、120 d种胚SS含量、Pro含量、MDA含量、PO... 详细信息

为了探索影响新疆野苹果种子休眠的主要生理生化因子，本研究以新疆野苹果种子为研究材料，采用低温(4 ℃)层积方法处理苹果种子，同时以常规保存(室温)种子作为对照，测定和分析0、30、60、90、120 d种胚SS含量、Pro含量、MDA含量、POD活性、SOD活性、IAA含量、CTK含量、GA3含量、ABA含量等指标。结果表明：(1)随着层积时间的延长，SS含量呈先上升后下降的变化趋势，Pro含量和SOD活性呈先升高后下降再升高的变化趋势，MDA含量和POD活性呈先升高后下降再升高的变化趋势。(2)通过分析可初步推测出低温层积处理IAA、GA3、CTK含量增加，ABA含量降低，导致GA3/ABA、IAA/ABA、CTK/ABA、(GA3+IAA)/ABA比值整体呈上升趋势；IAA、GA3、CTK含量的上升有助于种子休眠的解除。本研究为深入研究种子休眠机理提供一定的参考。

关键词：新疆野苹果种子低温层积休眠生理生化指标