为明确用于贮藏的维纳斯黄金苹果果实最佳采收期和最适贮藏温度。研究了3次采收期结合(-1.5±0.5),(0±0.5),(3±0.5) ℃ 3个精准贮藏温度对维纳斯黄金苹果冷藏后20 ℃货架期果实品质和防褐变保鲜的效应。结果表明,采收期Ⅰ(相对早采)结合-1.5 ℃(相对低温)贮藏能保持果实较高的硬度,但果实可溶性固形物含量(SSC)低、口感和风味较差,货架期间出现了不同程度的果皮、果心和果肉褐变;采收期Ⅲ(相对晚采)结合3 ℃(相对高温)贮藏至1月20日,果实SSC高、口感和风味好,但贮藏至3月20日+20 ℃平衡24 h和货架放置7 d,果肉发绵并严重褐变。结果还表明,与-1.5,3.0 ℃相比,0 ℃维持了贮藏后期果实较高的硬度、SSC、可滴定酸(TA)和抗坏血酸含量,并更好地保持了果实叶绿素荧光活力,延缓了果实衰老。对于同一贮藏温度来说,采收期Ⅱ果实的TA和抗坏血酸含量高于采收期Ⅰ、Ⅲ。采收期Ⅱ、Ⅲ结合0,3 ℃能保持中短期贮藏的维纳斯黄金苹果较好的商品性和内在品质。对于中长期贮藏的维纳斯黄金苹果来说,采收期Ⅱ结合0 ℃精准温度贮藏,既能有效抑制果实褐变、减缓果实软化衰老,又能维持货架期果实较好的风味和品质。

为了探讨1-甲基环丙烯(1-MCP)对红星苹果贮藏品质、生理以及电子鼻特性的影响,以红星苹果为研究对象,测定1-MCP处理后常温贮藏(20±1)℃过程中果实呼吸速率、乙烯释放速率、内在品质及外观色泽和电子鼻响应情况。结果表明:随着贮藏时间延长,红星苹果采后呼吸速率、乙烯释放速率升高,分别于10,15 d达峰值后降低。同时,果实硬度下降、可滴定酸含量降低,SSC先升高后降低;果皮a^*值、b^*值、C^*值和ΔE^*值升高。1-MCP处理抑制红星苹果贮藏期呼吸速率和乙烯释放速率,延缓果实硬度、SSC和TA含量下降,同时抑制果皮a^*值、b^*值、C^*值和ΔE^*值升高。电子鼻检测表明,1-MCP处理明显减少了硫化物和萜烯类化合物(W1W)、氮氧化合物(W5S)、有机硫化物和芳香族化合物(W2W)、甲基类芳香物(W1S)以及醇类和醛酮芳香化合物(W2S)的生成。判别分析(LDA)能区分不同贮藏时期对照和1-MCP果实的电子鼻感应值。载荷分析表明,W1W、W5S、W2W、W1S和W2S等5个传感器对区别不同贮藏时期对照和1-MCP处理的贡献较大。1-MCP处理可延缓红星苹果软化,使其保持较低的固酸比,对于维持常温贮藏下果实风味和色泽具有显著效果;但1-MCP降低了果实电子鼻敏感传感器的响应值,在一定程度上减少了挥发性物质的生成。相关分析表明,红星苹果电子鼻敏感探头响应值与果实品质显著相关,为电子鼻作为红星苹果快速无损检测提供了依据。

研究旱作区果园土壤水肥管理模式效应,为优化苹果园水肥管理、实现水肥最佳匹配提供依据。在甘肃陇东旱作区苹果园,选择水肥膜一体(T1)、垄膜集雨+沟内覆草(T2)、施肥枪“肥水一体”(T3)等3种主要模式,以传统清耕果园土壤施肥(T4)为对照,测定分析苹果园土壤有机质和矿质营养、叶绿素和叶片养分含量及果实品质特征。结果表明,旱作区苹果园0~60 cm土壤中,不同水肥管理模式土壤有机质、全氮和碱解氮、全磷和有效磷以及速效钾含量均随土壤深度增加呈递减趋势,且递减幅度逐渐减弱;浅层(0~20 cm)土壤有机质和矿质养分含量显著高于中、下层(20~60 cm)土壤;不同水肥模式、土壤深度全钾含量均较高,表现出明显的土壤养分浅层富集和土壤富钾特征。苹果幼果期、果实膨大期和果实成熟期土壤全氮、全磷和全钾含量降幅均显著低于碱解氮、有效磷和速效钾等速效养分。不同水肥模式土壤矿质养分的消耗程度不同,浅层土壤表现更加明显。在0~20 cm土壤中,T4(CK)幼果期和果实膨大期土壤有机质含量均显著高于其他处理模式,而果实成熟期又显著降低,表明清耕管理土壤保肥及养分持续供应能力较低。不同水肥管理模式下,苹果幼果期和果实膨大期叶绿素含量变化较大,T3幼果期叶绿素a、b和总叶绿素含量显著高于T1和T4,但与T2差异不显著。不同模式不同时期叶片矿质营养含量差异均不显著;叶片全氮和全磷含量随苹果生育进程呈下降趋势,而叶片钾含量呈“升-降”态势;至果实成熟期叶片氮、磷、钾含量达到最低。T2的可溶性糖、总糖和固酸比均显著高于其他处理;VC含量显著高于T4,但与T1和T3差异不显著。旱作区苹果园推广应用“垄膜集雨+沟内覆草”技术措施,能显著改善果实品质。

为探究苹果各器官不同部位的RNA提取和病毒检测效果,以携带3种病毒的苹果植株为试验材料,采用吸附柱法提取苹果的花(雌蕊、花药、花丝、花瓣、花萼、花托和花柄)、叶片(叶柄、叶肉和叶脉)、果实(果柄、果皮、果肉、果核、种皮和胚乳)和枝条(韧皮部)4个器官共17个组织部位的总RNA,利用常规RT-PCR对不同部位进行病毒检测,并采用实时荧光定量PCR分析病毒在不同部位的相对含量。结果表明,苹果不同器官的RNA提取效果存在差异,叶片的浓度最高,其次是花和枝条,果实的浓度最低。花药、花丝、花柄在花中提取效果较好、胚乳和叶柄分别在果实和叶片中提取效果最好。除胚乳外,其余16个组织部位均能检测出3种苹果病毒。定量分析表明,苹果病毒在花中的相对含量最高,在雌蕊、种皮和叶柄中的相对含量分别高于花、果实和叶片的其他组织部位。此外,3种病毒在果实和叶片的不同组织部位的含量变化趋势相似,在花的不同组织部位的分布存在一定的差异。

为了明确苹果园种植长柔毛野豌豆对土壤微生物群落结构的影响,以自然生草为对照,采用高通量测序技术分析山东省7个地区苹果园种植长柔毛野豌豆及同一果园不同物候期的土壤微生物群落结构变化,并进行生草土壤微生物群落结构与理化性质的相关性分析。结果表明,7地区种植长柔毛野豌豆处理的绿僵菌属相对丰度均高于对照,其中东营地区的差异最大;除邹城外,其余6地区种植长柔毛野豌豆处理的镰刀菌属相对丰度均低于对照;除荣成外,其余6地区种植长柔毛野豌豆处理的赤霉属相对丰度均低于对照;在邹城和龙口地区,种植长柔毛野豌豆处理的链格孢属相对丰度均低于对照。同一果园不同苹果物候期的微生物群落结构分析发现,种植长柔毛野豌豆处理在苹果花期土壤中的曲霉相对丰度远低于自然生草;坐果期的镰刀菌和曲霉相对丰度均低于自然生草;果实膨大期的芽孢杆菌属相对丰度较高;成熟期的慢生根瘤菌相对丰度较高,赤霉菌、枝孢属和平脐蠕孢菌相对丰度均远低于自然生草。苹果园种植长柔毛野豌豆,在不同地区和同一果园不同物候期对果园土壤微生物群落结构的影响并不相同,但均可提高土壤有益细菌的相对丰度,同时降低病原真菌的相对丰度,有助于改良果园土壤微生态环境,促进果树健壮栽培。

为了探讨华红、华月苹果经不同货架温度结合1-MCP处理在货架期间质地性状的差异和变化规律,以期确定苹果适宜的货架温度和时间,以华红和华月为试验材料,采用物性分析仪质地多面分析法(TPA)和穿刺试验,测定果肉弹性、胶黏性、咀嚼性、果肉硬度、破裂功、破裂力、破裂位移、屈服功、屈服力和屈服位移等10个质地性状,并对这些指标采用因子分析法,将原始指标降维,从而使用1个综合指标评价经1-MCP(1.0 μL/L)处理后,放置于5,10,15,20 ℃的货架温度下对华红和华月苹果质地性状的保持效果。结果表明,经1-MCP处理可延长华红、华月果实质地性状的货架期,尤其对华红果实效果更佳;相同处理温度下,经1-MCP处理的2个品种果实下降幅度显著小于未经处理组的降幅,可大约减少10%。相关性分析表明,苹果果实的质地指标之间均存在极显著正相关性,但紧密程度存在一定差异。经因子分析并基于特征值大于1的原则,提取了2个主因子,累计方差贡献率为91.194%,根据各主因子代表性指标,依次命名为穿刺因子F₁、TPA因子F₂,方差贡献率分别为79.870%,11.324%,根据主因子得分可知,未经处理的华红果实最适宜货架温度为5 ℃,经处理的果实温度为15 ℃;而华月果实未经处理最适宜的货架温度为10 ℃,经1-MCP处理果实的适宜货架温度为5,10 ℃。华红果实CK组在最适宜货架温度5 ℃下可存放8 d,处理组在货架温度15 ℃下可延长至16 d;华月果实CK组和处理组都可选择10 ℃的货架温度,均可存放16 d。

为明确木醋液改良再植病土壤的作用机理,以苹果砧木-八棱海棠为试材,通过田间试验研究木醋液处理对植株生长的影响以及7月和10月土壤主要理化性质和酶活性,基于Illumina高通量测序分析植株根际土壤微生物多样性的变化。结果表明:与对照相比,100倍木醋液灌根后,八棱海棠幼苗株高、地径和叶面积年增长量均有显著提高。木醋液灌根处理显著提高了再植病土壤主要养分含量和酶活性,其中7月土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾的含量分别为CK1的1.31,1.38,1.20,1.60,1.65倍,10月分别为CK2的1.12,1.03,1.58,1.40,1.25倍,且均有显著差异;7月和10月蔗糖酶和脲酶活性均显著增加。木醋液提高了夏秋两季根际土壤微生物多样性。7月和10月对照和木醋液处理,根际细菌前5优势门均为变形菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门、绿弯菌门和棒状杆菌门;在属水平上主要为uncultured_bacterium_c_Subgroup_6、uncultured_bacterium_f_Gemmatimonadaceae、uncultured_bacterium_o_Rokubacteriales、RB41和MND1。根际真菌前5优势门均为子囊菌门、担子菌门、被孢霉门、壶菌门和球囊菌门;在属水平上主要为枝孢属、被孢霉属、土赤壳属、久浩酵母属和镰刀菌属。由相关性网络图可知,根际有益细菌RB41和uncultured_bacterium_f_Gemmatimonadaceae及致病真菌镰刀菌属和土赤壳属与其他种群呈负相关。木醋液灌根可提高苹果再植土壤养分和酶活,增加土壤微生物多样性,改善土壤微生物群落结构,有利于促进植株生长,增强植株抗性,减轻再植病的危害。

STAYGREEN(SGR)基因在植物叶绿素降解代谢过程中起重要作用。为探究苹果SGR2基因的生物学功能,利用RT-PCR技术从澳洲青苹成熟果皮中克隆得到MdSGR2基因,利用生物信息学分析软件对其编码蛋白进行了同源性、理化性质、蛋白结构、启动子顺式作用元件等预测和分析,并构建其植物超表达载体。结果表明,MdSGR2基因完整开放阅读框(ORF)cDNA序列为840 bp,编码279个氨基酸,该蛋白属于Staygreen超家族。理化性质分析表明,该蛋白分子质量为31.27 ku,等电点pI为8.52,属不稳定亲水蛋白。同源性分析表明,MdSGR2蛋白与秋子梨SGR同源性最高,达84.12%。蛋白质结构分析表明,该蛋白二级结构和三级结构主要由α-螺旋、无规则卷曲构成,二者比例分别为40.50%,44.44%。启动子分析表明,该基因启动子区域包含低温顺式作用元件、光响应元件和脱落酸、水杨酸、茉莉酸甲酯响应元件等诱导型顺式作用元件,说明MdSGR2基因可能受环境和激素等多种因素的调控。同时研究成功构建了MdSGR2基因植物超表达载体pCAMBIA2301-MdSGR2。

为探究不同浓度外源喷施CaCl₂对盐胁迫下苹果幼苗生理特性的影响，以二年生T337实生苗为试材，通过盆栽试验法，设置100 mmol/L NaCl （T1）和100 mmol/L NaCl+4种不同浓度CaCl₂（5.0（T2），7.5（T3），10.0（T4），12.5 mmol/L （T5））处理，以去离子水浇灌为对照（CK）。测定各处理组的叶绿素含量、光合与荧光参数、抗氧化酶活性及渗透调节物质含量，并对其进行相关性和主成分分析。结果表明，随胁迫时间延长，T337叶片的过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）呈先升后降趋势，丙二醛（MDA）、胞间CO₂浓度（Ci）、脯氨酸（Pro）和相对电导率（REC）呈不断上升趋势，初始荧光（F0）、PSⅡ最大光能转化率（Fv/ Fm）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）呈下降趋势；相比CK和T1，外源CaCl₂处理后T337叶片各指标的变幅均减小，存在明显浓度效应。其中，T4（10 mmol/L）处理下相对叶绿素含量（SPAD）、Pn、Tr、POD、F0及SOD降幅最小，显著高于其他处理组；MDA、REC和Ci升幅最小，显著高于CK，低于其他处理组。14个指标相关性分析表明，Pn与CAT、Tr、Gs、F0、Fv/ Fm、ETR、SPAD、SOD和POD呈正相关，与Pro、MDA、Ci、REC呈负相关。将盐胁迫处理后相关的14个指标进行主成分分析，提取特征值大于1的2个主成分，其特征值分别为11.190，2.295；第一、二主成分方差贡献率依次为79.930%，16.394%，累计方差贡献率达到96.324%，符合分析要求。依据主成分得分排序，外源CaCl₂对T337盐胁迫缓解能力由高到低为T4>T3>T2>T5。因此，10 mmol/L的CaCl₂能更好地改善盐胁迫下T337砧木叶片的光合荧光特性、提高抗氧化酶系统和渗透调节能力、增强生物膜稳定性和通透性达到缓解盐胁迫的效应。

为了明确SH1和Y-1矮化中间砧对富士苹果幼树生长及叶片光合作用的影响，为生产上矮化砧的选择利用提供理论依据，以分别嫁接在SH1和Y-1中间砧上的长富2号苹果树为材料，比较研究了2种中间砧对富士幼树生长、枝类组成和叶片光合指标的影响。结果表明，SH1、Y-1中间砧富士周年生长趋势基本一致，但Y-1春秋梢生长和新梢长度均显著低于SH1，短枝比率显著高于SH1，果实着色指数、硬度、可溶性固形物含量和固酸比均有显著提高。SH1、Y-1中间砧富士叶片净光合速率（Pn）的日变化和年动态变化趋势存在差异，生长前期SH1组合叶片Pn高于Y-1，生长后期Y-1组合叶片Pn显著高于SH1；光响应参数和叶绿素荧光参数分析表明，生长前期Y-1的光饱和点（LSP）低于SH1、光补偿点（LCP）高于SH1，非光化学猝灭系数（NPQ）极显著高于SH1，光系统Ⅱ（PSⅡ）原初光能转化效率（Fv/Fm）、光合电子传递量子效率（ΦPSⅡ）和表观电子传递速率（ETR）极显著低于SH1，生长后期Y-1的LSP、ΦPSⅡ和ETR显著高于SH1，Y-1的叶绿素含量和净光合速率生长前期显著低于SH1，生长后期极显著高于SH1；不同中间砧木对嫁接品种生长和叶片光合特性的影响具有较大差异。Y-1中间砧富士树体矮化早花特性和易成型性均优于SH1，在生长前期Y-1中间砧富士叶片成熟滞后于SH1，叶片光合效能较低，而生长后期Y-1中间砧富士叶片光合色素积累、Fv/Fm等指标高于或显著高于SH1；总体Y-1中间砧富士叶片光合效能显著高于SH1，并能有效控制秋梢生长，有利于后期营养积累和花芽的形成。

为了挖掘防控苹果轮纹病的植物源药剂，检测了韭菜、大蒜、洋葱和大葱等4种常见的葱属植物的提取物对苹果轮纹病菌菌丝生长的抑制作用，在此基础上通过代谢组学分析了4种葱属植物代谢物差异，并检测了其中主要活性成分的对苹果轮纹病菌丝生长及苹果果实轮纹病害发生抑菌作用。结果显示：在整个试验过程中，4种粗提取原液（1×）对苹果轮纹病菌丝生长的抑制率高达100%；在4种葱属植物中检测到78种代谢物。其中3种主要成分焦谷氨酸、磷酸和柠檬酸对苹果轮纹病菌菌丝生长的抑制率在29.10%~100.00%，对苹果果实轮纹病发生的抑制率高达44.38%~91.45%。研究表明，4种葱属植物及其主要成分均能高效抑制苹果轮纹病菌的生长，从而显著抑制苹果轮纹病的发生。研究结果为进一步认识和开发葱属植物中抗菌成分奠定了理论基础，并为苹果轮纹病的防治提供了一种可能方法。

从叶绿体基因水平上研究中国原产苹果属植物的遗传多样性以及不同种在不同区域范围的单倍型的系统进化关系，为其起源演化、保护和利用提供依据。基于叶绿体基因间区trnH-psbA、trnS-trnG spacer+intron、trnT-5'trnL和5'trnL-trnF，对来源于12个省区的722份苹果属植物种质进行序列分析，4个区域合并之后片段长度为4 120 bp，共有579个多态性变异位点和100个单倍型，核苷酸多样性（Pi）和单倍型多样性（Hd）分别为0.009 52和0.879，两者最高的区域为trnH-psbA（Hd=0.808，Pi=0.034 09）。Tajima's D检验中，4个cpDNA区域合并后的Tajima's D值为-1.503 16，在P>0.10检测水平上不显著，遵循中性模型。AMOVA分析表明，遗传变异主要存在于种群间和种内居群内。单倍型分布及网络结构分析结果表明，邻接网络中心位置的缺失单倍型闭合成环，苹果属不同种具有不同的演化路线，各个种间以及同种种质在不同地域起源演化过程中具有错综复杂的关系，相对古老的单倍型H_6和H_15经历种群扩张，衍生支系较多。苹果属植物叶绿体基因的遗传多样性水平较高，其遗传变异主要发生在种群间和各种居群内，其遗传进化以种群内突变或者随机漂变为主，种内差异和地理隔离造成的各种居群内差异是苹果属植物遗传变异的主要因素。

苹果早熟品种果实易软化是影响其在生产中推广的重要原因，阐明其果实软化机理对于延长果实贮藏期，保持其品质具有重要意义。以藤木1号、XU2-5为试材，分析了果实软化过程中果实硬度、乙烯释放速率、相关酶活性及相关基因表达的变化，结果表明，随着果实成熟，果实硬度下降，乙烯释放速率升高，藤木1号的乙烯释放速率显著高于XU2-5；两品种（系）的MdACS6基因相对表达量变化基本一致，前期基因相对表达量较低，之后相对表达量逐渐升高。随着果实成熟藤木1号果实的MdPG1基因相对表达量和酶活性变化趋势一致，均在盛花后100 d达最高，而XU2-5则表现为盛花后80~90 d基因相对表达量和酶活性变化趋势一致，在盛花后90 d基因相对表达量最高，酶活性则在盛花后100 d达最高。盛花后80~85 d两品种（系）的PE活性与MdPE基因相对表达量均呈升高趋势，此时酶活性达一高峰，盛花后90~100 d，两品种（系）的MdPE基因相对表达量下降，而PE活性逐渐升高；两品种（系）的LOX活性均呈现先降低后升高的趋势，最低点出现在盛花后85 d，XU2-5的MdLOX基因相对表达量变化则呈现先升高后降低的趋势，高峰出现在花后85 d，而藤木1号的MdLOX基因相对表达量呈逐渐升高趋势，最高值出现在花后100 d。综上所述，采取措施调控基因的表达可能可以有效调控果实软化。

为了定位苹果果锈的QTL，鉴定果锈基因的遗传位点，以解析苹果果锈基因的分子遗传基础。以宫崎短枝富士×坂田津轻分离群体及其亲本为材料，基于SLAF-seq技术开发分子标签，并构建高密度遗传图谱，结合3个年份的田间表型数据，采用mapqtl进行果锈基因的QTL分析。结果表明，获得了522 122 315 reads（110.32 Gb）的测序数据，测序平均Q30为95.07%，平均GC含量为40.11%；开发了20 440个SLAF标签，7 309 729个SNP；构建了17个连锁群，4 075个上图标记，总图距为2 235.23 cM，平均图距达0.55 cM，上图标记的完整度为99.92%。共检测到了9个果锈相关的QTL，分别分布在Chr3、Chr9、Chr11、Chr15染色体上，标记距离为0~4.9 cM，贡献率为18.0%~85.5%。其中，检测到控制果锈的Qru-9、Qru-15、Qru-3的贡献率较高，可能是控制苹果果锈的关键位点。构建了苹果SLAF遗传图谱，获得了9个与果锈相关的QTL，研究结果对于苹果果锈及其相关基因的进一步挖掘与利用具有重要意义。

为了探讨来自苹果的β-微管蛋白基因家族成员之一（转录本号：MDP0000749824.1）对茎生长的影响，以普通型苹果品种烟富3号和柱型苹果品种舞姿的茎尖为材料，克隆到了该基因的编码序列，该序列全长1 332 bp，编码443个氨基酸。DNAMAN比对结果表明，烟富3号和舞姿上该基因的编码序列完全一致。以舞姿及烟富3号的DNA为模板，用启动子特异性引物PCR扩增后，均获得一段1 661 bp的核苷酸序列，二者有6处碱基差异。启动子序列分析发现，其中具有赤霉素、脱落酸、茉莉酸甲酯和水杨酸等激素响应元件。构建Cam35S-MDP0000749824-GFP重组载体，在烟草叶片中完成瞬时表达，激光共聚焦显微镜观察结果表明，MDP0000749824.1编码蛋白位于细胞膜和微管上。以普通型苹果品种烟富3号和柱型苹果品种舞姿的茎尖组织为试材，实时荧光定量PCR （qRT-PCR）分析表明，该基因在柱型苹果舞姿茎尖中的转录水平显著低于普通型的烟富3号。因此，推测该基因的表达水平可能受激素调控的作用，进而对茎的伸长生长造成影响。

为了筛选出苹果中的抗冻负调控基因，培育抗冻苹果新品种奠定基础，通过生物信息学的方法从苹果中克隆了4个具有完整开放阅读框的CBF基因，命名为MdCBFL1~MdCBFL4。通过与其他植物CBF/DREB蛋白氨基酸序列的多重比对发现，这4个蛋白具有CBF蛋白典型的结构特点，即1个AP2结构域，2个特征序列，即核定位信号区PKRPAGRTKFRETRHP和DSAWR保守序列。从系统进化树中可以看出苹果MdCBFL1~MdCBFL4蛋白与AtDREB1蛋白聚在A-1亚族，推测它与拟南芥A-1转录因子功能相似，MdCBFL1~MdCBFL4蛋白表达受干旱、盐碱、低温等逆境胁迫的诱导。采用半定量RT-PCR的方法检测分析苹果中MdCBFL1~MdCBFL4基因在高盐（200 mmol/L NaCl）、干旱和低温处理下基因的表达情况，结果表明，MdCBFL1基因对低温、干旱、盐胁迫3种逆境胁迫均有一定程度的响应，MdCBFL2~MdCBFL4基因受低温与高盐的诱导。为进一步阐明苹果MdCBF基因在逆境应答中的功能、机制提供了有益线索。

为探究苹果树腐烂病菌β-葡萄糖苷酶基因VmGluI的序列特征及其在病菌侵染致病过程中的表达，以强致病力菌株LXS080601为材料，利用RT-PCR技术克隆基因cDNA序列，通过生物信息学软件对VmGluI编码蛋白的系统进化关系、理化性质和二级结构进行分析，采用实时荧光定量PCR技术测定VmGluI的表达量。结果显示，苹果树腐烂病菌VmGluI的开放阅读框为1 689 bp（GenBank登录号KY646110），编码562个氨基酸，蛋白分子量62.7 kDa。VmGluI编码的蛋白具有糖基水解酶1家族的保守功能域，其二级结构主要以α-螺旋和无规则卷曲为主，β-转角较少。VmGluI编码氨基酸序列与苹果和梨树腐烂病菌β-葡萄糖苷酶基因（KUI68239.1和KUI56905.1）同源性最高，分别为98.7%和87.8%，而与非植物病原真菌β-葡萄糖苷酶基因亲缘关系较远。接种苹果树腐烂病菌的富士枝条中，VmGluI显著上调表达，推测其在腐烂病菌侵染致病过程中起重要作用。离体枝条接种48 h后基因表达量开始显著升高，72 h时表达量最高为对照6.3倍；活体枝条接种12 h后，基因表达量已为对照的11.2倍，接种后48 h基因表达出现低谷，但96 h时表达量为对照的16.8倍，表明苹果树腐烂病菌在侵染离体和活体枝条过程中，VmGluI表达水平和时序变化存在明显差异。

为全面了解苹果基因组中热激转录因子（Hsf）的序列特征及进化，采用生物信息学手段，在苹果全基因组水平上鉴定出50个MdHsf基因，并对其系统发育关系、序列特征、表达情况以及选择压力进行详细分析。系统发育与序列分析显示：与拟南芥和水稻相似，50个MdHsf基因可分为A、B、C 3个亚族；2个或多个MdHsf基因位于同一个末端进化支，说明该基因家族在苹果中发生了物种特异性扩增；尽管MdHsf基因的内含子数目和长度变异较大，但其蛋白的保守基序和功能结构域具有较高的保守性，这可能与功能约束有关。基于EST数目，可推知：除了MdHsfA2a和MdHsfA3a/b/c等14个基因没有相应的EST外，其余72%的基因都有转录活性。选择压力检测和结构建模分析显示：在36个MdHsf蛋白的选择压力检测中，位点模型未鉴定到正选择位点的存在；而在显著水平下（P<0.05），分支-位点模型在d和e进化分支上，共检测到5个正选择位点，它们是28R、30L、35D、51M、67V，其中28R和30L位于Hsf结构域中，35D、51M和67V位于Hsf结构域之外，这说明除了MdHsfA4d/e和MdHsfC1a/b发生快速进化外，其他成员受控于纯净选择，具有高度保守性。综合以上研究结果，苹果基因组中存在多种热激转录因子，其蛋白的保守基序和功能结构域具有较高保守性，大多具有转录活性，在进化上该家族受纯净选择主导。

为解析苹果钙调蛋白基因MdCaM在非生物胁迫过程中的功能。以秦冠苹果为材料，克隆了苹果MdCaM基因，并利用MEGA 5.0软件对其编码的蛋白进行了聚类分析，利用qPCR分析了MdCaM在釆后损伤、低氧、高温等胁迫条件下的表达模式。结果表明，不同物种间钙调蛋白具有较高的同源性，MdCaM与拟南芥的钙调蛋白 CaM₁基因关系较近；qPCR结果表明，MdCaM在损伤、低氧胁迫（0 O₂或3% O₂）后均呈先升高后恢复正常水平的表达模式，损伤后6 h达到峰值，低氧（0 O₂）处理1 h后达到峰值；高温（20℃/40℃）诱导后其表达量高于同期对照组，并在处理后12 h达到峰值，表明该基因可能参与了高温胁迫下的全程响应。因此推测，MdCaM基因可能在苹果适应损伤、高温、低氧等逆境胁迫过程中发挥重要作用，可能参与了苹果生长发育过程中的逆境调控。为后继研究MdCaM的功能和作用机制奠定基础。

为了研究GA20氧化酶基因在苹果矮化砧木中的分子特征和表达特征，利用RT-PCR方法从苹果矮化砧木2号和36号cDNA中克隆了GA20氧化酶基因（GA20ox1），并对该基因及其编码氨基酸序列以及在不同时期砧木及嫁接品种中的表达分别进行了分析。结果表明，GA20ox1基因cDNA编码序列长1 179 bp，推导编码393个氨基酸（包括终止密码子），预测蛋白相对分子质量44.3 kDa，理论等电点5.89，编码的蛋白质包含GA20ox1基因家族所具有的特征保守结构域，系统进化分析表明该蛋白序列与苹果SH40的同源性达到96.9%。实时荧光定量PCR分析显示：36号砧木在6月份GA20ox1基因表达强度显著低于八棱海棠对照，而7-8月份的均显著高于对照，其上嫁接的品种7月份表达强度显著低于对照。在7-8月份2号砧木及嫁接品种GA20ox1基因的表达强度均显著低于对照。

为获得抗病毒的转基因植物新材料，采用同源重组法构建了抗苹果茎痘病毒的植物表达载体，并对苹果砧木材料M26进行了遗传转化，成功获得了转基因阳性植株。首先以感病的皇家嘎拉叶片为材料，反转录合成cDNA第一链，采用PCR方法克隆获得了489 bp的ASPV外壳蛋白基因的保守片段，通过TOPO克隆技术将该基因片段连接进入载体pENTR/SD/D，构建了入门克隆载体pEN-ASPV，再通过LR反应置换该片段连接进入目标载体pHellsgate12，构建了RNAi植物表达载体Phe-ASPV，并采用冻融法转入根癌农杆菌菌株EHA105中，获得了可用于植物遗传转化的工程菌EH-ASPV。采用农杆菌介导的方法转化苹果砧木M26叶盘，经抗生素筛选和脱菌培养获得了Kan抗性芽，进一步进行生根培养后获得了完整的Kan抗性植株，对生根植株提取总RNA后RT-PCR检测结果显示，RNAi表达载体上携带的外源基因片段（489 bp）已成功转入苹果砧木材料M26中，并在转基因植株内RNA水平上得到表达。获得的转基因新材料，为进一步通过病毒接种进行抗病性评价及抗病毒分子育种奠定了基础。

为了明确不同中间砧嘎啦苹果幼树的树体形态和不同径级根系养分分布特征，揭示树体矮化与根系矿质营养分布和积累之间的关系，选取GM256、辽砧2号、SH1、SH6、SH38和SH40矮化中间砧和乔砧的3年嘎啦苹果盆栽幼树为试材，测定树体的形态指标和根系结构特征，将根系分不同径级解析后，测定矿质营养含量和养分累积量。结果表明，与乔砧嘎啦苹果相比，不同中间砧嘎啦苹果的树体高度和干截面积明显减小，致矮程度由强到弱依次为：SH38、SH1、SH6、GM256、SH40和辽砧2号。不同矮化中间砧、不同径级根系矿质营养的含量存在明显的差异，矮化中间砧嘎啦苹果<0.5 mm根系中矿质营养含量最高，随着根系直径的增加，矿质营养含量呈递减趋势，SH38中间砧嘎啦苹果根系对K和Mg的吸收能力较强，SH1中间砧嘎啦苹果根系对Cu、Fe和Zn的吸收能力强。GM256中间砧嘎啦苹果各径级根系中P、Ca、Fe累积量以及直径>3 mm粗根中的K、Mg、Zn累积量最高，辽砧2号直径<3 mm细根中的K、Mg和Zn累积量高于乔砧和其他中间砧。生长势较弱的SH38、SH1和SH6嘎啦苹果根系养分的累积量较低，可作为冷凉气候苹果产区嘎啦苹果适宜的矮化中间砧。实际应用中应当充分考虑果园的立地条件、土壤供肥能力以及不同砧穗组合的营养需求特性，以实现苹果的优质高效生产。

为获得苹果砧木逆境胁迫相关转录因子,以QZ1(平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)×柱型苹果株系CO(Malus domestica Borkh.)和M26为试材,利用同源克隆法克隆得到苹果SBP基因cDNA的全长序列,命名为MdSBP20。对扩增得到的cDNA序列进行生物信息学分析,结果表明,该序列全长1362bp,包含完整开放阅读框1362bp,编码454个氨基酸,具有明显的SBP结构域,包含2个锌指结构Zn-1、Zn-2和双向核定位信号区NLS。系统进化树分析,结果表明MdSBP20与白梨(XM_009339726.1)和苹果(XM_008376435.1)亲缘关系较近。实时荧光定量分析结果表明,MdSBP20基因在低温、干旱、盐害中发挥一定功能,推测QZ1的耐寒性、耐旱性及耐盐性均强于M26。研究表明,MdSBP20基因在苹果响应非生物逆境胁迫中具有重要调控作用。

为了解新疆野苹果盐胁迫下的生理特性,以新疆野苹果实生幼苗为试材,设置6个NaCl梯度(0,0.2%,0.4%,0.6%,0.8%,1.0%)处理4 h和0.4%NaCl溶液处理7个时间梯度(0,4,8,12,16,20,24 h),采样测定其叶片中脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、叶绿素(Chl)和可溶性糖含量以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性的变化。结果表明:叶片中脯氨酸的含量在NaCl浓度为0.6%时和NaCl浓度为0.4%处理12 h时,达到峰值,分别比对照提高了63.1%和27.0%。随着盐浓度的升高和盐胁迫时间的延长,丙二醛的含量呈现出逐渐增加的趋势。叶绿素变化呈现出先降低后升高再降低的趋势,所有处理中,叶绿素含量均低于正常水平。可溶性糖含量、SOD和POD的活性均呈现先上升到达峰值后再下降的趋势。新疆野苹果幼苗在盐胁迫下可通过积累脯氨酸和可溶性糖,提高SOD和POD的活性,以减缓盐胁迫对植株的伤害且具有一定的耐盐性。