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基于全基因重测序的芒果细菌性角斑病抗性相关SNP分析

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分子植物育种 2024年第9期22卷 2952-2958页

作者：徐志豪周思思詹儒林姚全胜柳凤海南大学园艺学院海口570228 中国热带农业科学院南亚热带作物研究所海南省热带园艺产品采后生理与保鲜重点实验室农业部热带果树生物学重点实验室湛江524091

芒果细菌性角斑病是芒果生产上的重要细菌病害之一,为揭示芒果品种对细菌性角斑病的抗性差异,本研究通过全基因组重测序技术对高抗细菌性角斑病品种‘热农1号’和高感细菌性角斑病品种‘凯特’进行测序,通过与参考基因组‘红象牙’进行... 详细信息

芒果细菌性角斑病是芒果生产上的重要细菌病害之一,为揭示芒果品种对细菌性角斑病的抗性差异,本研究通过全基因组重测序技术对高抗细菌性角斑病品种‘热农1号’和高感细菌性角斑病品种‘凯特’进行测序,通过与参考基因组‘红象牙’进行比对,进行数据统计与质量检测、序列比对及多态性SNP位点分析。结果表明,在测序深度10X下,‘凯特’和‘热农1号’分别获得5.93 Gb和4.55 Gb的数据量,过滤后的Q30达到92.4%和92.3%。将获得的原始数据与参考基因组对比,‘凯特’和‘热农1号’比对上的reads数目分别是31108817和30217182。‘凯特’和‘热农1号’分别检测到3530706和3325884个SNP位点,产生非同义突变的SNP位点数分别为133283和127148个,杂合度为0.43%和0.36%,转换和颠换的比值为2.24和2.25。基于抗病品种‘热农1号’和感病品种‘凯特’全基因组重测序数据比较的结果,获得到了3258857个差异SNP位点和33161条基因信息,其中有937个基因参与抗病蛋白的调控。本研究结果可以在一定程度上反映抗感细菌性角斑病的芒果品种在基因组水平抗性差异,可为下一步细菌性角斑病杂交群体材料的抗性评价和抗病特异性分子标记开发提供基础数据,同时为后期芒果抗病优质品种的创制和选育提供理论依据。

关键词：全基因组重测序芒果细菌性角斑病单核苷酸多态性

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菠萝AcCAX1克隆及表达分析

山西农业大学学报(自然科学版) 2024年

作者：陈金绘姚艳丽王文波谭丹吴青松贺军军朱祝英付琼徐娟李川玲张秀梅华中农业大学园艺林学学院中国热带农业科学院南亚热带作物研究所/农业农村部热带果树生物学重点实验室/海南省热带园艺产品采后生理与保鲜重点实验室

[目的]克隆鉴定菠萝Ca2+/H+反向转运蛋白AcCAX1，并对其全长序列和表达谱进行分析，为该蛋白的功能研究奠定基础。[方法]利用PCR扩增和基因克隆技术获得AcCAX1的cDNA全长序列；通过生物信息学方法对该基因编码的氨基酸序列进行结构预测... 详细信息

[目的]克隆鉴定菠萝Ca2+/H+反向转运蛋白AcCAX1，并对其全长序列和表达谱进行分析，为该蛋白的功能研究奠定基础。[方法]利用PCR扩增和基因克隆技术获得AcCAX1的cDNA全长序列；通过生物信息学方法对该基因编码的氨基酸序列进行结构预测、序列比对和进化树分析；最后结合实时荧光定量PCR技术检测AcCAX1对不同离子、不同温度胁迫以及不同植物激素的响应。[结果]该基因开放阅读框为1428 bp，编码一个由475个氨基酸组成，相对分子质量50 801.11 Da，理论等电点为6.24的稳定疏水蛋白。序列分析表明，AcCAX1氨基酸序列中包含11个典型的跨膜结构域，组成了两个保守的Ca2+/H+反向转运蛋白结构域。CAX1蛋白二级结构中α螺旋占比最大为58.74%，其次是无规则卷曲、延伸链和β-折叠，占比分别为21.68%、14.95%和4.63%。实时荧光定量PCR分析表明，AcCAX1的转录水平可以受外源CaCl2和NaCl诱导升高，受MnCl2处理降低。AcCAX1在菠萝老叶和茎中转录水平较高，在果实和花蕾中较低。烟草亚细胞定位结果显示，AcCAX1在细胞膜、细胞质以及细胞核中均存在表达。此外，AcCAX1启动子区域包含大量非生物胁迫响应元件，并且AcCAX1转录水平受4℃低温和37℃高温胁迫显著抑制。[结论]AcCAX1作为菠萝中Ca2+/H+反向转运蛋白，可能在菠萝非生物胁迫响应中发挥重要作用。

关键词：菠萝 AcCAX1 Ca /H 反向转运蛋白基因表达胁迫响应

基于简化基因组技术的33份芒果品种遗传分析

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分子植物育种 2024年第11期22卷 3627-3637页

作者：王露露王磊姚全胜周开兵柳凤海南大学园艺学院海口570100 中国热带农业科学院南亚热带作物研究所海南省热带园艺产品采后生理与保鲜重点实验室农业农村部热带果树生物学重点实验室湛江524091

芒果具有丰富的种质资源,目前关于芒果育种材料与抗病性遗传结构和亲缘关系相关性的研究较少。为分析探究不同抗、感细菌性角斑病芒果品种的遗传结构和亲缘关系,本研究采用GBS(Genotyping by sequencing)简化基因组测序技术对33份芒果... 详细信息

芒果具有丰富的种质资源,目前关于芒果育种材料与抗病性遗传结构和亲缘关系相关性的研究较少。为分析探究不同抗、感细菌性角斑病芒果品种的遗传结构和亲缘关系,本研究采用GBS(Genotyping by sequencing)简化基因组测序技术对33份芒果材料进行测序,基于数据处理后的SNP信息进行系统进化树分析、主成分分析和群体遗传结构分析,分析芒果种质材料的遗传进化和亲缘关系,结合前期抗病性评价实验结果探究其遗传分化特点及与抗病性的相关性。结果表明,33份芒果品种可划分为7个类群,类群Ⅰ包含7个高、中抗品种中的5个;类群Ⅲ与类群Ⅳ遗传距离近,包含了4个高感品种中的3个;群体结构分析最佳分群数为9;主成分分析显示这些芒果品种整体没有产生特别明显的分组,但是各品种间的遗传距离远近关系和进化树结果基本一致;遗传多样性分析中,所有芒果品种的期望杂合度为0.3361,多态性信息含量(PIC)为0.2694,有效等位基因数1.5732个,Shannon信息指数为0.5041,表明芒果遗传多样性较低;且从高抗品种到感病品种的各项遗传多样性指标由高到低分别为中感>感病>中抗>高感>高抗,说明这些品种中高感品种、高抗品种相对其他抗感病梯度的品种,各自之间的遗传一致性较高,而中感品种的遗传多样性高。以上结果表明芒果高感品种与高抗品种之间遗传差异大,亲缘关系远;群体血统混合在一定程度上可能有助于提高品种抗病性。该研究结果为今后芒果杂交育种、种质创制、芒果种质资源开发利用等提供理论依据。

关键词：芒果简化基因组测序遗传分析

绿色荧光蛋白(GFP)标记杧果细菌性角斑病病原菌及其定殖规律

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中国南方果树 2024年第4期53卷 71-79页

作者：於浩然吴婧波詹儒林柳凤姚全胜李国平魏卿中国热带农业科学院南亚热带作物研究所/海南省热带园艺产品采后生理与保鲜重点实验室/农业部热带果树生物学重点实验广东湛江524091 云南农业大学昆明665099 中国热带农业科学院海口实验站海口571101 中国热带农业科学院三亚研究院海南三亚572025

为研究杧果细菌性角斑病病菌在杧果不同器官组织中的定殖规律。利用电击转化法将质粒pBBR1MCS2-Tac-EGFP导入野油菜黄单胞菌杧果致病变种(Xanthomonas citri ***)菌株Xcm003中,通过转化子生长表型和外源基因的PCR鉴定,成功获得带绿色荧... 详细信息

为研究杧果细菌性角斑病病菌在杧果不同器官组织中的定殖规律。利用电击转化法将质粒pBBR1MCS2-Tac-EGFP导入野油菜黄单胞菌杧果致病变种(Xanthomonas citri ***)菌株Xcm003中,通过转化子生长表型和外源基因的PCR鉴定,成功获得带绿色荧光蛋白(GFP)标记的转化子Xcm003-EGFP,采用室内刺伤和盆栽苗灌根接种试验,结合组织学观察法,追踪该病原菌在不同杧果器官组织中的定殖规律。结果表明,病原菌通过伤口侵入杧果果实果皮外层细胞层,随着侵染时间推移,向内层果皮细胞层垂直扩散并定殖,后期病原菌在伤口处大量聚集,出现隆起开裂状病斑。在杧果叶片中,病原菌从伤口侵入叶片上表皮细胞层,随后迁移到叶肉细胞间隙,侵染后期,病原菌在气孔和伤口定殖,造成气孔和伤口堵塞,导致接种点出现黑褐色水浸病斑。盆栽苗灌根后发现,该病原菌可在土壤中定殖,入侵杧果根部,但并不扩散至其他杧果组织,不会为害整株幼苗。说明杧果细菌性角斑病病菌可在不同杧果组织中定殖,但仅表现为局部侵染特性。

关键词：杧果细菌性角斑病野油菜黄单胞菌杧果致病变种Xanthomonas citri pv.mangiferaeindicae GFP标记质粒定殖

香蕉AP2/ERFs超家族的重新鉴定及在果实采后成熟过程中的差异表达特性

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果树学报 2024年第5期41卷 861-874页

作者：张海波郑云柯付毛妮张建斌贾彩红李新国刘菊华海南大学热带农林学院·热带作物生物育种全国重点实验室海口570228 中国热带农业科学院三亚研究院海南三亚572000 中国热带农业科学院热带生物技术研究所·农业农村部热带生物技术重点实验室海口571101

【目的】在全基因组水平上重新鉴定香蕉A基因组中的AP2/ERF家族成员,研究其在香蕉果实采后成熟过程中的差异表达特性,明确可能参与香蕉果实成熟调控的关键基因。【方法】对香蕉A基因组中AP2/ERF家族成员进行系统进化、结构特征、蛋白质... 详细信息

【目的】在全基因组水平上重新鉴定香蕉A基因组中的AP2/ERF家族成员,研究其在香蕉果实采后成熟过程中的差异表达特性,明确可能参与香蕉果实成熟调控的关键基因。【方法】对香蕉A基因组中AP2/ERF家族成员进行系统进化、结构特征、蛋白质特性、保守结构域分析和两大类主栽品种巴西蕉(AAA)和粉蕉(ABB)果实采后成熟不同阶段的转录组分析。【结果】发现AP2/ERFs家族共有317个家族成员,分为AP2(49个)、ERF(253)和RAV(15)三个亚家族,他们不均匀地分布在染色体上。根据保守结构域和基因结构特征,ERF又分为a、b、c、d、e、f、h、i、j和k共10个亚类。转录组分析结果表明,在巴西蕉果实采后成熟过程中差异表达的AP2/ERFs家族成员有77个,其中高水平表达的有MaERF15、36、42和AP2-28。在粉蕉果实采后成熟过程中差异表达的AP2/ERFs家族成员有74个,其中高水平表达的有MaERF42和AP2-28。同时在巴西蕉和粉蕉果实成熟过程中差异表达的基因有57个,其中高水平表达的基因有MaERF15、42和AP2-28,只在巴西蕉果实中特异表达的有20个,只在粉蕉中特异表达的有17个。【结论】重新鉴定了香蕉AP2/ERFs超家族成员及其在果实后熟过程中的差异表达特性,为系统深入解析香蕉AP2/ERF基因功能奠定了基础,对为调控香蕉果实成熟提供靶标基因具有一定的理论意义。

关键词：香蕉 AP2/ERFs 全基因组分析果实成熟差异表达分析

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云南杧果种质资源矮化相关形态指标的鉴定及综合评价

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中国南方果树 2024年第3期53卷 124-132页

作者：连文斌姚全胜马武强柳凤张国辉詹儒林马小卫海南大学园艺学院海口570000 中国热带农业科学院南亚热带作物研究所/海南省热带园艺产品采后生理与保鲜重点实验室/农业部热带果树生物学重点实验室广东湛江524091 华坪县有机晚熟杧果研究中心云南华坪674800

杧果是重要的热带水果,研发有效的矮化鉴定评价方法对于挖掘和利用杧果矮化种质资源,加速矮化品种选育至关重要。本研究以云南华坪县杧果种质资源圃180份杧果种质资源为试材,测定秋梢长度、秋梢直径、节间长度、叶柄长度、叶柄宽度、叶... 详细信息

杧果是重要的热带水果,研发有效的矮化鉴定评价方法对于挖掘和利用杧果矮化种质资源,加速矮化品种选育至关重要。本研究以云南华坪县杧果种质资源圃180份杧果种质资源为试材,测定秋梢长度、秋梢直径、节间长度、叶柄长度、叶柄宽度、叶长、叶宽等7个可能与矮化相关的形态指标,采用相关性分析、正态分布检验、隶属函数和主成分分析相结合的方法,对180份杧果资源进行矮化等级评级并鉴定,筛选适合杧果矮化的综合评价体系。结果表明,秋梢长度等7个相关形态指标均具有较好的遗传多样性,符合或近似符合正态分布特点;主成分分析获得3个主成分可解释相关指标71.84%的原始数据信息量,初步明确了秋梢长度等7个相关性状作为杧果矮化综合评价的主要形态指标,可用于有效评价杧果种质的矮化性状。综合评价将180份杧果种质划分为5个矮乔化等级,即Ⅰ级,矮化,8份种质;Ⅱ级,半矮化,12份种质;Ⅲ级,亚乔化,66份种质;Ⅳ级,乔化,60份种质;Ⅴ级,极乔化,34份种质,筛选出桂热杧71号、红光3号、Bangchpalli(板迟黎)、爱文、高州吕宋、凌水大杧、龙井大杧、墨西哥杧、巴西红杧、陈皮杧、翠云、桂热杧3号、凯豪杧、凯特、南豆杧4号、热研16号、Appee(苹果杧)、krs(凯瑞斯)、肯特、热农2号等一批矮化或半矮化的种质资源。本研究结果表明采用秋梢长度等7个主要形态指标为测定参数,基于主成分分析的综合评价方法进行杧果矮化性状的鉴定评价是准确可靠的,为杧果矮化资源的深入发掘和开发利用提供了参考。

关键词：云南杧果种质资源矮化形态指标主成分分析正态分布

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UV-C处理在水果采后保鲜上的应用进展

热带作物学报 2024年

作者：贾文君王宇谷会邓云上海交通大学农业与生物学院海南大学热带农林学院海南大学食品科学与工程学院中国热带农业科学院南亚热带作物研究所/海南省热带园艺产品采后生理与保鲜重点实验室

UV-C照射处理属于非生物胁迫下非电离辐射和非加热的物理处理技术。果实在能接受的合适剂量内经过UV-C照射后，可以表面杀菌，抑制腐烂变质，保持化学物质含量、感官品质和营养品质，诱导提高果实的抗氧化成分含量和抗氧化能力，从而增... 详细信息

UV-C照射处理属于非生物胁迫下非电离辐射和非加热的物理处理技术。果实在能接受的合适剂量内经过UV-C照射后，可以表面杀菌，抑制腐烂变质，保持化学物质含量、感官品质和营养品质，诱导提高果实的抗氧化成分含量和抗氧化能力，从而增强果实自身的抗病性，最终改善果实的贮藏品质，延长货架期。与其他处理比如1-MCP、涂膜和气调包装等结合使用，形成耦合的栅栏技术，可以起到叠加的保鲜效果。另外，UV-C处理技术对环境友好，成本低，效益好，易于推广，处理手段简单易行，使其逐步成为农产品保鲜的主推技术，在电商流通过程中可以用于商品化前处理，该文综述了近5年UV-C处理在采后新鲜和鲜切水果上的应用效果，并对未来的使用进行展望，有望对UV-C技术的推广应用提供理论支持。

关键词：感官品质理化品质次生代谢货架期

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澳洲坚果种质资源耐热性调查与分析

中国南方果树 2024年第3期53卷 80-86,95页

作者：万继锋曾辉邹明宏宋喜梅杨玉春杨倩白海东中国热带农业科学院南亚热带作物研究所/农业农村部热带果树生物学重点实验室/海南省热带园艺产品采后生理与保鲜重点实验室广东湛江524091 国家林业草原局澳洲坚果工程技术研究中心/临沧市林业科学院云南临沧677099

随着全球气候变暖,在夏季持续高温干燥天气下,我国广东、广西澳洲坚果产区不耐热的澳洲坚果种质新梢叶片出现黄化现象,直接或间接影响光合作用,进而影响产量和品质。为了筛选耐热种质应对气候变化,以位于广东省湛江市的国家热带果树种... 详细信息

随着全球气候变暖,在夏季持续高温干燥天气下,我国广东、广西澳洲坚果产区不耐热的澳洲坚果种质新梢叶片出现黄化现象,直接或间接影响光合作用,进而影响产量和品质。为了筛选耐热种质应对气候变化,以位于广东省湛江市的国家热带果树种质资源(澳洲坚果)圃内的145份种质资源为试材,调查不同种质的耐热性,分析比较不同程度热敏感种质的生理特性。结果表明,湛江地区6-7月下半昼(12:00-18:00)和上半夜(18:00-24:00)经历了6次较长时间的气温高峰和湿度低谷,导致热敏感种质新梢叶片黄化。不同种质新梢叶片黄化程度因其热敏感程度不同而异,供试145份种质可划分为耐热、轻度热敏感、中度热敏感、重度热敏感种质4类。随着种质热敏感程度的加剧,叶片的叶绿素(叶绿素a+叶绿素b、叶绿素a、叶绿素b)含量均显著下降而呈现褪绿黄化;超氧阴离子自由基(O_(2)^(-))大量积累,脂氧合酶(LOX)活性显著增强,丙二醛(MDA)含量显著增加,表明由活性氧积累引发的细胞膜脂过氧化加剧。与耐热种质相比,轻度热敏感种质的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著增强;随着热敏感程度加剧,中度热敏感种质和重度热敏感种质的SOD活性均显著低于耐热种质,POD活性仍显著增强,而中度热敏感种质和重度热敏感种质的CAT活性无显著性差异,表明细胞抗氧化代谢失调。

关键词：澳洲坚果种质资源耐热性热敏感生理特性叶绿素

菠萝AcNINV家族全基因组分离及表达分析

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果树学报 2024年第4期41卷 598-610页

作者：吴建阳陈妹姚艳丽张秀梅湛江幼儿师范专科学校广东湛江524037 岭南师范学院基础教育学院广东湛江524037 中国热带农业科学院南亚热带作物研究所·农业农村部热带果树生物学重点实验室广东湛江524091 热带作物生物育种全国重点实验室海南三亚572024

【目的】鉴定出菠萝NINV家族全基因组成员,初步阐明NINV基因与蔗糖代谢的关系。【方法】采用生物信息学方法鉴定并分析菠萝NINV家族全基因组成员,通过实时荧光定量PCR分析其表达特性,利用HPLC对蔗糖含量进行测定。【结果】在菠萝中共鉴... 详细信息

【目的】鉴定出菠萝NINV家族全基因组成员,初步阐明NINV基因与蔗糖代谢的关系。【方法】采用生物信息学方法鉴定并分析菠萝NINV家族全基因组成员,通过实时荧光定量PCR分析其表达特性,利用HPLC对蔗糖含量进行测定。【结果】在菠萝中共鉴定出6个NINV基因,分布于5条不同染色体上,其二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲组成,该基因家族启动子区域光反应元件数量最多。AcNINV外显子数量介于4~6个之间,其中AcNINV3、6外显子的数量为6个,亚细胞定位预测发现这2个基因都分布于叶绿体,属于α亚族;AcNINV1、2、4、5外显子的数量为4个,亚细胞定位预测发现这4个基因都分布于质膜,属于β亚族。在果柄、果皮、果心中表达量最高的是AcNINV2基因,在果肉中表达量最高的是AcNINV6基因。蔗糖含量随着菠萝果实成熟呈先升高后降低的变化趋势,而AcNINV4基因在菠萝果实成熟过程中呈下调表达。【结论】AcNINV4可能是催化果实蔗糖降解的水解酶基因。

关键词：菠萝(Ananas comosus) 蔗糖含量碱性/中性转化酶基因家族基因表达