对甜瓜CmPIPs基因家族鉴定和表达模式分析,为进一步探究甜瓜CmPIPs基因家族功能及甜瓜遗传改良提供理论依据和支持。利用TBtools、MEME、MEGA X、Plant-CARE工具对CmPIPs进行生物信息学分析,利用GraphPad Prism 10软件对CmPIP2;7在甜瓜授粉后不同时期中果皮中的表达量以及CmPIPs各成员在不同组织和不同浓度的植物激素处理幼叶中的表达量进行可视化解析。结果显示,CmPIP2;7与CsPIP2;8亲缘关系最近;12个CmPIPs家族成员主要分布在1,3,4,5,9,10,11号染色体上;除CmPIP2;8有3个外显子区,其余成员均有4个外显子区;CmPIPs各成员的启动子区域有多个顺式作用元件,如生长素、赤霉素、脱落酸等激素应答元件;CmPIP2;7在甜瓜的快速生长期以及成熟期的表达量显著上调;CmPIPs各家族成员在甜瓜的不同组织中均有表达;生长素浓度为40.0 μmol/L时,CmPIP2;4表达量显著上调,CmPIP1;1、CmPIP2;1、CmPIP2;2和CmPIP2;3的表达量极显著下调;脱落酸浓度为0.4,4.0,40.0 μmol/L时,CmPIP1;1、CmPIP2;1、CmPIP2;3、CmPIP2;9表达量均显著下调;茉莉酸甲酯浓度为44.640 μmol/L时,CmPIP2;1和CmPIP2;5表达量显著下调,CmPIP2;2、CmPIP2;3、CmPIP2;7、CmPIP2;9表达量显著上调;乙烯利浓度为4.0 mmol/L时,CmPIPs各成员表达量均显著上调。明确了CmPIPs基因家族成员的基因结构、序列特征、进化关系以及共线性关系,对其表达模式进行了解析。

为探究氨基酸肥与尿素配施对辣椒土壤活性有机碳组分及酶活性的影响,明确提高辣椒土壤活性有机碳组分含量的施肥模式。在同一施氮水平下,设不施肥(CK)、单施尿素(N0)、80%尿素N+20%氨基酸肥N(N20)、60%尿素N+40%氨基酸肥N(N40)、40%尿素N+60%氨基酸肥N(N60)、20%尿素N+80%氨基酸肥N(N80)和单施氨基酸肥(N100)7个处理,分析各处理土壤理化性质、土壤活性有机碳组分含量和酶活性变化。结果表明: 氨基酸肥与尿素配施能有效提升土壤活性有机碳组分含量及土壤酶活性。土壤有机碳含量随着氨基酸肥施入量的增加而增加,土壤活性有机碳组分含量和酶活性随着氨基酸肥施入量的增加呈现先增加后平稳或者微降的趋势。其中N60处理的土壤易氧化有机碳含量、颗粒态有机碳含量、微生物量碳含量、纤维素酶活性、过氧化氢酶活性和淀粉酶活性提升效果最佳:在0~20 cm土层,对比CK处理分别提高了105.50%,19.43%,142.60%,126.57%,22.28%,308.20%;在20~40 cm土层,对比CK处理分别提高了39.75%,59.32%,59.00%,130.27%,33.24%,342.16%。相关性分析表明:土壤总有机碳及各活性有机碳组分与酶活性均呈显著正相关。可见,氨基酸肥与尿素配施能够有效提高辣椒土壤中的活性有机碳含量和酶活性,且以40%尿素N配施60%氨基酸肥N提升潜力最大。

对多毛番茄全基因组的Dicer-like(DCL)、Argonaute(AGO)和RNA依赖性RNA聚合酶(RDR)基因家族进行生物信息学和表达模式分析,为深入研究DCL、AGO和RDR基因家族在多毛番茄响应非生物胁迫和病毒感染过程中的功能提供参考。以拟南芥DCL、AGO和RDR基因为参考序列,利用本地Perl语言和Pfam、SMART等软件检索多毛番茄LA1777基因组并确定多毛番茄DCL、AGO和RDR基因家族成员。通过ExPASy、GSDS 2.0、MEGA、Tbtools、SWISS-MODEL等工具对多毛番茄DCL、AGO和RDR家族基因进行生物信息学分析。根据非生物胁迫、番茄褪绿病毒(ToCV)处理和实时荧光定量PCR技术分析该类基因的表达模式。从多毛番茄中鉴定得到7个ShDCL、15个ShAGO和6个ShRDR基因,分别分布在第5,7,6条染色体上,其编码的蛋白与其他植物DCL、AGO和RDR结构相似,均含有该家族特有的保守结构域。系统发育分析表明,这些基因被分为4个亚组,与普通番茄之间具有较高的结构和功能相似性。ShDCL2a、ShDCL2c、ShDCL3、ShDCL4、ShAGO1b、ShAGO3、ShAGO4b、ShAGO5、ShAGO7、ShAGO10a、ShAGO10b、ShRDR1、ShRDR2、ShRDR3a、ShRDR6a和ShRDR6b在多种非生物胁迫和ToCV感染后显著上调表达,推测这些基因在非生物胁迫和病毒侵染过程中发挥着重要作用。

为了探究硅改性生物炭(MSC)对酸性土壤化学特性、有机碳组分、硅化学形态及有效性和番茄生长的影响,以入侵植物为原料制备生物炭,研究硅改性生物炭对酸性土壤碳、硅化学形态转化及有效性的影响,评估其对番茄植株生长、土壤酶活性的影响。结果表明,硅改性生物炭显著提升土壤pH值、CEC(阳离子交换量)、EC(电导率)、速效磷和速效钾含量,同时提高土壤水溶性钠和铁的含量,以及增强过氧化氢酶和蔗糖酶的活性,从而提高土壤质量。生物炭改性与未改性均显著增加土壤碳不同组分的含量;与未改性生物炭相比,硅改性生物炭显著增加土壤微生物生物量碳(21.9%)和水溶性有机碳(898.3%)的含量。硅改性生物炭增加土壤有效硅、水溶性硅、游离态硅、活性硅、铁锰结合态硅和无定形硅含量,增幅分别为362.6%,158.9%,18.1%,34.9%,193.8%,74.1%。与此同时,生物炭处理促进番茄植株生长和硅素养分吸收,其中改性生物炭效果更为明显,植株干物质积累、硅含量与吸收量分别增加82.0%,98.9%,261.5%。综上所述,硅改性生物炭显著影响土壤的碳、硅化学形态及转化,增加土壤的有效性和酶活性,从而促进了作物的养分吸收和生长,显示出其在农业生产中具有良好的应用潜力。

大白菜叶球的抱合方式是决定商品器官外观形状、口感和抗逆性的主要性状。为探究大白菜抱合方式形成的内在分子机理,以叠抱和舒心大白菜为试验材料,克隆得到转录因子BrPIF5基因的全长序列,并进行生物信息学分析,构建植物过表达载体以及利用农杆菌介导转化到烟草,获得阳性转化植株,通过qRT-PCR检测了BrPIF5基因在烟草中的表达水平。结果表明,BrPIF5基因编码的蛋白为亲水性蛋白,具有连续且完整的634 bp开放阅读框,蛋白内共含有210个氨基酸,该蛋白由较多α螺旋结构和无规则卷曲构成,其中存在1个AP2/ERF结构域。BrPIF5蛋白与其余9个基因家族成员共含有1个1号保守基序,且位置相较于其他基因家族成员存在差异,位于蛋白序列前端。系统进化树显示,BrPIF5基因与家族内的SoPIF15、BhPIF1、BoPIF4、AtPIF4和BrPIF4家族成员具有较近的进化关系。通过农杆菌介导的遗传转化方法获得过表达BrPIF5烟草株系,烟草阳性转化株表现出叶片向内卷曲,通过qRT-PCR检测发现,该基因在叠抱类型大白菜中表达量高于舒心大白菜,阳性烟草植株的基因表达量高于对照。进一步证明了BrPIF5基因控制大白菜叶片向内卷曲,从而促进叶球叠抱类型的形成。

为探讨西瓜钙依赖蛋白激酶(CDPK)在嫁接以及非生物胁迫环境下的功能,利用RT-PCR技术从西瓜嫁接苗中克隆了ClCDPK(Cla97C01G019720)基因,对其进行了生物信息学分析。进一步根据ClCDPK序列设计带有Kpn Ⅰ和Sal Ⅰ酶切位点的特异引物,进行扩增,双酶切后与pCAMBIA1300连接,成功构建目标基因的表达载体pCAMBIA1300-35S-ClCDPK。利用 RT-qPCR 技术,测定ClCDPK在自根苗(ZG)与嫁接苗(JJ)分别遭受盐、干旱胁迫后的基因表达量。结果表明,ClCDPK基因ORF为1 647 bp,编码548个氨基酸。其蛋白存在STKc_CAMK和FRQ1功能结构域,为亲水性蛋白,亚细胞定位预测该蛋白位于细胞核,对ClCDPK与其他6种植物的CDPK进行进化树分析发现,其与葫芦科甜瓜、南瓜的CDPK亲缘关系较近,蛋白序列同源比对超过92.64%,具有较高的同源性。RT-qPCR表达结果显示,ClCDPK在嫁接苗表达量显著高于自根苗,随着胁迫时间的持续,嫁接苗和自根苗的ClCDPK表达量先升后降,并且同一胁迫处理下,嫁接苗的ClCDPK表达量高于自根苗。试验表明,ClCDPK正响应盐和干旱胁迫,并且嫁接苗抵御胁迫的能力高于自根苗。推测ClCDPK是西瓜响应嫁接的关键因子之一,从而提高了西瓜嫁接苗的抗盐抗旱能力。

丝氨酸羟甲基转移酶(SHMT)作为参与基础代谢的一类重要酶,在植物细胞代谢、光呼吸和防御活动中起重要作用。为了解西瓜中SHMT基因家族生物信息学功能,探究其在非生物胁迫下基因表达特性,进而为西瓜SHMT基因家族的功能开发以及选育西瓜抗逆基因提供基础。采用生物信息学方法鉴定西瓜SHMT家族成员,进一步利用RT-qPCR技术分析ClSHMTs在不同组织和非生物胁迫下的表达模式。结果显示,在西瓜全基因组中,共鉴定到8个ClSHMTs基因家族成员,该家族成员随机分布在6条染色体上,依次命名为ClSHMT1~ClSHMT8。每个基因家族成员的理化性质,如氨基酸数目、分子量、等电点等存在一定的差异。其编码的氨基酸个数为471~585,分子量为51.87~65.00 ku,等电点为6.57~8.52,均为亲水性蛋白;亚细胞定位预测主要分布于线粒体上。基因结构和蛋白保守基序分析显示,ClSHMTs结构由4~15个外显子以及3~14个内含子组成,且均含有SHMT保守结构域。进一步与黄瓜、小麦等6个物种进行系统进化分析可知,50个SHMTs分3个亚族,Group Ⅰ~Ⅲ。启动子顺式作用元件分析显示,ClSHMTs启动子上均含有大量光响应、植物激素、逆境胁迫等元件。表达模式分析显示,6个ClSHMTs在西瓜不同组织中均有表达,其中,ClSHMT1、ClSHMT4、ClSHMT5、ClSHMT8在叶中表达量显著高于其他组织;在低温、干旱和盐胁迫下,ClSHMTs表达丰度各异,但集中为上调表达。综上,本研究对西瓜SHMT基因家族进行系统性分析和下一步ClSHMTs的生物功能开发提供了基础。

为探究高温胁迫对不同耐热型西瓜自交系的影响,以热敏感型(D27)和耐热型 (K53)西瓜幼苗为试验材料,在42 ℃高温胁迫下持续处理48 h,每12 h取样测定分析幼苗的表型、组织结构、光合特性、抗氧化酶活性和渗透调节物质等生理指标。结果显示,在高温胁迫后,耐热型K53的叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度和组织紧密度均比热敏感型D27大;D27栅海比的下降幅度大于K53。随着高温胁迫时间的增加,2个自交系的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均下降,胞间CO₂浓度(Ci)上升;且D27的变化幅度大于K53。在4个光合色素含量中,高温胁迫下,不同处理时间耐热型均高于热敏感型。2个自交系的超氧化物歧化酶活性(SOD)、过氧化物酶活性(POD)随着高温胁迫时间的增加均先升后降,24 h酶活性最大,且K53的酶活性均显著高于D27。高温胁迫后,2个自交系的相对电导率均升高,K53的相对电导率上升幅度小于D27;D27的丙二醛(MDA)含量降低;K53的MDA含量升高后降低。随着高温胁迫的时间增加,24 h时K53的可溶性蛋白含量和脯氨酸含量(Pro)均显著高于D27。综上所述,耐热型K53较热敏感型D27具有较强的抵抗高温胁迫能力。

研究不同生物反应堆处理对设施黄瓜根际土壤细菌群落结构及多样性的影响,旨在为黄瓜根际土壤改良和设施土壤可持续利用提供理论依据和现实基础。以16S rRNA基因V3-V4区为基础,设置原始温室土壤(CK),未经处理的黄瓜根际土壤100(CK1),200 d(CK2),玉米秸秆生物反应堆处理100(S1),200 d(S2)的根际土壤,羊粪生物反应堆处理100(M1),200 d(M2)的根际土壤7个处理,使用Illumina Miseq高通量测序技术对不同生物反应堆处理下的设施黄瓜进行根际土壤细菌群落多样性、结构、理化性质分析。结果表明,土壤样品经测序后共得到6 344个OTUs,主要隶属于39门315目980属;M2处理可提高黄瓜根际土壤细菌丰富度,并显著增加细菌群落多样性。在门水平上,玉米秸秆生物反应堆处理和羊粪生物反应堆处理土壤细菌门水平优势种群结构相似,其中放线菌门和变形菌门是优势菌门;在属水平上,norank_f_JG30-KF-CM、节杆菌属、norank_f_norank_o_Gaiellales、norank_f_67-14、芽球菌属、Gaiella、火山岩海球菌属(Marmoricola)在不同处理之间有显著差异;从细菌群落丰度组成情况来看,M2处理和S2处理在一定程度上提高了黄瓜根际部分有益细菌类群相对丰度;RDA分析表明,土壤细菌群落受土壤环境因子的影响显著,铵态氮含量(P=0.015)、全钾含量(P=0.002)、速效钾含量(P=0.005)对细菌群落影响显著。因此,M2处理可提高设施黄瓜根际土壤细菌丰富度、增加细菌群落多样性、改变细菌群落结构,有利于设施黄瓜根际土壤的改良。

MADS-box转录因子广泛存在于植物中,在生长发育和次生代谢过程中发挥重要作用。为探究MADS-box转录因子家族在辣椒素不同积累时期的表达情况。利用辣椒素不同积累时期转录组数据,鉴定辣椒MADS-box转录因子家族成员,并进行亚细胞定位、保守基序、系统进化树和染色体定位分析,对其功能进行初步分析。结果表明,在辣椒转录组数据中共鉴定出95个MADS-box转录因子;含有105~395个氨基酸;分子质量为11.55~44.46 ku;理论等电点为5.16~10.01;主要在细胞核表达,均含有MADS 保守结构域,系统发育分析表明,MADS蛋白可分为8个亚家族。有73条CaMADS家族成员定位到12条染色体上。差异表达的MADS-box基因有26个,其中6个基因在C1 vs C2时期上调,在C2 vs C3时期下调。基于KEGG富集和蛋白互作预测到CaMADS13可能参与辣椒中木质素的合成。CaMADS24可能参与辣椒素和木质素合成前体香豆酰辅酶A的合成。利用生物信息学分析,鉴定了辣椒MADS-box家族转录因子,为深入研究辣椒素次生代谢中的分子调控机制提供理论基础。

为了挖掘西瓜果皮硬度关键调控基因,选育耐裂高硬度果皮西瓜品种。以西瓜果皮硬度差异显著的高硬度材料901和低硬度材料BSH为亲本,构建F₂分离群体,采用极端性状混池重测序接合BSA(BSA-seq)方法进行定位,并结合转录组测序(RNA-seq)数据进行关联分析,挖掘果皮硬度关键调控基因。BSA-seq结果表明,SNPs和InDels关联区域交集位于10号染色体1 620 000-3 760 000 bp区间内共2.14 Mb的区段,包含150个候选基因,其中2个非同义突变基因和1个移码突变基因。将BSA-seq测序结果与RNA-seq测序结果进行联合分析发现,共有Cla97C10G187120、Cla97C10G187020、Cla97C10G187430、Cla97C10G187510、Cla97C10G187280和Cla97C10G186540 6个基因相关联,经生物信息学分析,确定Cla97C10G187120基因为西瓜果皮硬度候选基因。实时荧光定量(qRT-PCR)试验结果表明,转录组试验数据可靠,并且候选基因Cla97C10G187120在901中表达较BSH明显降低。本研究为进一步精细定位西瓜果皮硬度调控基因奠定了基础。

为了筛选适宜宁夏引黄灌区设施西瓜适宜的水氮组合,试验设计不同水氮处理,研究水氮互作对西瓜叶片SPAD值、果实品质、产量和氮素吸收及利用等影响。结果表明,W1N4、W2N3、W2N4、W3N3、W3N4处理的SPAD值较高,施氮量为N2、N3时品质较佳,W3N4处理产量最高,为76 565.36 kg/hm²,较其他处理显著增加8.34%~37.57%;相比较其他灌水水平,灌水量为W1时,设施西瓜灌溉水分利用效率较高,其中,W1N3、W1N4处理灌溉水分利用效率较高,分别达到43.91,45.32 kg/m³,较其他处理显著增加14.00%~56.40%;W3N4处理果实氮积累量和总氮积累量显著最高,较其他处理分别增加22.75%~192.36%,17.00%~123.39%;W3N2处理氮肥偏生产力与氮肥利用率显著最高,氮肥偏生产力较其他处理显著增加11.00%~343.68%,氮肥当季利用率比其他处理提高了3.34~10.02百分点。相关性分析表明,SPAD值、中心可溶性固形物含量、Vc、产量、灌溉水分利用效率、氮积累量相互间均呈显著正相关,与氮肥偏生产力、氮肥利用率之间均呈显著负相关;边缘可溶性固形物含量与植株氮积累量呈正相关,与氮肥偏生产力、氮肥利用率呈负相关。总之,施氮量为N2(80 kg/hm²)、N3(160 kg/hm²)时设施西瓜品质较好,灌水量W3(2 200 m³/hm²)与施氮量N4(240 kg/hm²)组合的增产效果最佳,高灌水量与高施氮量互作有利于西瓜吸收氮素,而低施氮量与高灌水量互作有利于氮肥的利用。

为探究高量施肥地区化肥氮磷钾同步减施条件下,磷肥减施比例以及磷肥运筹方式对番茄产量、化肥磷利用率和土壤肥力水平的影响,试验于河北省定兴县日光温室,种植越冬长茬番茄,共设计6个处理,其中PB2处理化肥磷全部基施,其他减施处理化肥磷采用“基施+追施”运筹模式,分别是:农户常规施肥(CF,N-P₂O₅-K₂O为1 009.5-774.0-1 458.0 kg/hm²)、化肥磷减施1(P1,N-P₂O₅-K₂O为750.0-375.0-1 125.0 kg/hm²)、化肥磷减施2(PB2,N-P₂O₅-K₂O为750.0-225.0-1 125.0 kg/hm²)、化肥磷减施3(PT2,N-P₂O₅-K₂O为750.0-225.0-1 125.0 kg/hm²)、化肥磷减施4(P3,N-P₂O₅-K₂O为750.0-75.0-1 125.0 kg/hm²)、化肥磷减施5(P4,N-P₂O₅-K₂O为750.0-0.0-1 125.0 kg/hm²)。研究表明,3 a间PT2处理与常规施肥处理相比产量平均增加12.0%,增幅最高。P1、PB2和PT2处理连续3 a减施后根系干质量增幅明显,植株化肥磷利用率、化肥磷收获指数和化肥磷农学利用效率显著提升;PT2处理根冠与CF处理相比,平均增加48.2%,化肥磷利用率、化肥磷收获指数分别平均高32.9,2.7百分点,农学利用率较CF处理提升9.02倍,在所有减施处理中最高。土壤硝态氮、速效钾和速效磷含量较CF处理3 a间分别平均降低了8.2%~14.9%,4.4%~19.9%,7.3%~24.8%。综上,在过量施用化肥的设施菜地,化肥减施35.2%(其中化肥磷减施70.9%)不会降低作物产量,化肥磷采用“基施+追施”运筹模式番茄产量也较全部基施有所提高,一定程度上降低了土壤速效磷含量并增加了化肥磷肥利用率。

类钙调素蛋白(CMLs)是植物中的Ca²⁺感受器之一,参与植物的生长发育和适应环境变化的过程。为了解大蒜CML的序列特征及其对渗透胁迫的响应,从大蒜品种苍山四六瓣中克隆得到AsCML15和AsCML42基因,并对其在干旱以及盐胁迫条件下的表达模式进行了分析。结果表明,AsCML15和AsCML42基因开放阅读框长度分别为498,543 bp,编码165,180个氨基酸残基。AsCML15和AsCML42分别含有4,3个EF-hand结构域。AsCML42与拟南芥AtCML42和AtCML43在进化关系上更为接近,而AsCML15与拟南芥AtCML15、AtCML16亲缘关系较近。荧光定量PCR结果表明,AsCML15和AsCML42在鳞茎、叶片、根都有表达,且均能被200 mmol/L NaCl和15% PEG6000所诱导。AsCML15和AsCML42基因可能参与了大蒜抵御盐胁迫和干旱胁迫的过程,可进一步鉴定其生物学功能。

为了研究PSY1基因在辣椒不同成熟果色形成过程中的作用机理,以Y15016、Y15016-2、SP01、SP02、Z1为材料,克隆PSY1基因并进行时空表达分析,结合部分生物信息学方法,对PSY蛋白功能性质及辣椒不同果色材料中PSY1基因的表达情况进行研究分析。结果表明:5个品种辣椒中均能克隆到PSY1全长基因,且序列无差异;基因结构分析表明,辣椒PSY1基因包含6个外显子、5个内含子,全长为2 844 bp,其CDS全长为1 260 bp,编码419个氨基酸。序列比对和进化树分析表明,辣椒PSY蛋白与同科的番茄、烟草同源PSY蛋白在亲缘关系上最为接近。qRT-PCR分析结果显示:PSY1基因在试验选用的5个品种辣椒根、茎、叶、花组织中均显示表达,在根组织中表达量最低,叶组织中的表达量最高;在橙色突变体Y15016-2的表达量总体高于其在野生型Y15016中的表达量,而在黄色突变体SP02中,其表达量明显低于野生型SP01;在果实不同发育阶段,PSY1基因除Ⅲ期表达有所降低外,其表达量随果实发育总体呈现上升趋势,且在不同果色材料的成熟期(Ⅳ—Ⅴ期)达到最大值。PSY1基因启动子分析结果显示,供试材料中其序列未见差异。结果表明,在不同果色辣椒的果色形成过程中,PSY1基因的差异表达可能起到了较为重要的作用。

为了确定张家口及银川番茄产区是否发生番茄褐色皱纹果病毒病(ToBRFV),探究番茄ToBRFV的遗传信息和演化,为番茄褐色皱纹果病毒的诊断和防治及番茄抗病毒病基因工程提供重要的科学依据,采用张家口和银川两地区疑似病果进行分子检测,并利用相关分子生物学软件对该病毒基因进行序列分析及全基因组的系统进化分析。结果表明,张家口及银川果实病毒分离物与GenBank中大部分ToBRFV分离物的基因组结构相似性在99%以上,确定两地区番茄果实病毒为番茄褐色皱纹果病毒。ToBRFV分离物的地域性很强,中国不同地区的ToBRFV病毒,与来自欧洲和亚洲的多个国家地区都有关联,张家口分离物与中国分离物(MT018320.1)亲缘关系最近,银川分离物与秘鲁分离物聚类到一起,说明银川分离物可能来自南美洲。张家口分离物与中国分离物(MT018320.1)的4个ORF氨基酸相似性最高,而银川分离物与张家口分离物相似性较低。另外,研究结果首次发现,银川分离物CP蛋白的第444位碱基由A突变成G,从而导致CP蛋白的氨基酸第131位由V(缬氨酸)突变为A(丙氨酸),CP蛋白发生了有义突变。综上所述,张家口及银川番茄产区发生了番茄褐色皱纹果病毒病,且两地区的病毒来自不同的地方。

为了快速获得纯合稳定的抗根肿病大白菜DH系,为大白菜抗根肿病育种提供基础材料,以5个大白菜抗根肿病基因型为试材进行游离小孢子培养,并结合分子标记、形态观察和根肿菌人工接种对获得的小孢子再生植株进行了表型和抗性鉴定。结果表明,5个基因型均诱导出胚,出胚率变异在0.02~1.72个胚/蕾,3个基因型20aCR12、21aCR6、21aCR12获得再生植株,再生植株率分别为27.09%,1.45%,26.07%。抗性标记鉴定表明,与CRa、CRb^kato连锁的分子标记在获得的50个小孢子再生植株均扩增出了抗性条带。表型调查表明,50个小孢子株系生殖期基生叶片形状、颜色、抽薹早晚、育性等差异很大,自交获得的29个DH系营养期株型、叶片性状及结球性状表现出多样性。抗性接种表明,11份DH系对根肿菌4号和1号生理小种侵染病情指数均小于33.33,表现为抗病或耐病,其中2种菌侵染病情指数均小于5.0的高抗DH系有3份,分别为20aCR12-23、20aCR12-29和21aCR12-39。研究表明,单倍体培养结合分子标记辅助鉴定可快速获得纯合的抗根肿病DH系。

光周期是影响植物抽薹开花最重要的环境因子之一,光周期信号通过植物的光敏色素蛋白调控植物的抽薹开花,其中PHYB介导的信号网络对植物抽薹开花有重要的抑制作用。前期研究发现,大白菜耐抽薹材料06-247与易抽薹材料He102的PHYB基因启动子存在大片段插入/缺失差异,为了进一步研究启动子突变对PHYB及其下游途径关键基因的影响,以耐抽臺材料06-247与极易抽臺材料He102为试验材料,采用生物信息法分析了大白菜基因组中光敏色素基因的冗余特点,发现大白菜基因组包含6个光敏色素基因,其中PHYA有2个拷贝,PHYB、PHYC、PHYD和PHYE都仅有1个拷贝。进一步通过氨基酸序列比对筛选出了PHYB的特异序列、设计了抗原决定簇并制备了抗大白菜PHYB的特异抗体,采用荧光定量RT-PCR技术和Western Blot技术研究了06-247与He102中PHYB的相对含量,同时比较了PHYB下游光周期通路关键调控基因CCA1、FLC、CO和FT的动态变化。结果表明:启动子突变造成PHYB在06-247中表达水平显著升高并进而造成PHYB蛋白水平显著升高,同时下游调控基因CCA1、FLC、CO和FT均在06-247中高水平表达,这对06-247的耐抽薹特性有重要影响。

为了探讨辣椒果实对UV-B辐射的生理应激反应机制,进一步阐述高UV-B辐射地区蔬菜果实品质劣变的机理,以紫外敏感型品种华美105和耐紫外型品种乐都长辣椒的幼果、青果、红果的果实为试材,研究0(CK),2,4,6 h不同UV-B辐射时长(剂量)对果实生长发育、还原型保护及营养品质相关的物质含量的影响。结果表明:随着辐射时间的延长,华美105青果期和红果期的单果质量、纵横径显著降低,从而抑制其果实的生长;2个品种各个生育期的果实中保护性物质Vc、总酚含量随着处理时长的延长逐渐增加,可溶性蛋白含量逐渐下降,其中6 h大幅度提高了Vc、总酚的含量,可溶性蛋白含量下降幅度最大,且华美105各处理下Vc、总酚、可溶性蛋白含量的变化幅度较乐都长辣椒要大;2个品种果实各生育期营养风味品质物质可溶糖随着辐射时间的延长其含量表现为先升高后降低的趋势,纤维素含量表现为先降低后升高的趋势。总之,UV-B对2个品种幼果期生长发育指标的影响不大,高剂量UV-B可以显著抑制紫外敏感型品种青果期和红果期的生长,并能显著增加2个品种Vc、总酚、纤维素等物质的含量,显著减小可溶性蛋白、可溶性糖含量;而低剂量的UV-B能大幅度提升可溶性糖含量,且上升或下降幅度为紫外敏感型品种>耐紫外性品种。因此,低于1/4致死剂量的UV-B能促进果实品质,高于1/2致死剂量的UV-B使得辣椒果实品质开始劣变。

为探究高温胁迫下不同浓度外源GABA对番茄幼苗干物质积累、根系发育、抗氧化酶活性及光合特性的影响。选用番茄品种粉特利为试材,设置叶面喷施清水(CK)、1 mmol/L GABA(T1)、5 mmol/L GABA(T2)、10 mmol/L GABA(T3)、20 mmol/L GABA(T4)5个处理。每2 d进行1次喷施,连续喷施2次。然后,将幼苗置于40 ℃/35 ℃(昼/夜),14 h(光)/10 h(暗),光强250 μmol/(m²·s)条件下,高温胁迫处理7 d。结果表明,与CK相比,叶面喷施10 mmol/L及以下浓度的GABA(T1、T2和T3)显著促进番茄幼苗的生长,其中株高、茎粗、地上部干物质量和壮苗指数分别提高4.96%~6.92%,7.65%~19.26%,29.41%~52.94%和20.00%~26.67%。其中,T2较CK处理,显著提高了根系的总根长、总表面积、总体积和根尖数,增幅分别为23.04%,13.95%,11.76%和18.30%。此外,与CK相比,T2处理会通过增加叶片的(超氧化物歧化酶)SOD、(过氧化物酶)POD和(过氧化氢酶)CAT酶活性(增幅分别为22.58%,51.73%和148.80%),同时降低叶片的相对电导率和丙二醛含量(降幅分别为12.84%和21.89%),从而保证叶片细胞膜结构和功能的完整,进而提高叶片的光合速率、气孔导度和蒸腾速率(增幅分别为 81.38%,36.19%,41.26%)。然而,高浓度的GABA(T4)与CK处理的幼苗干物质积累、光合特性及叶片相对电导率差异不显著,甚至会抑制根系的生长发育。综上,叶面喷施适宜浓度的GABA既可通过提高叶片渗透调节能力和抗氧化酶活性,保护叶片细胞膜的完整性,进而缓解高温胁迫对光合作用的抑制,亦会通过促进番茄幼苗干物质积累和根系发育,从而提高番茄幼苗的耐热性。本试验条件下,以5 mmol/L的GABA效果最优。

以番茄为试验材料,采用砂培的栽培方法,探究外源添加腐植酸钾和氨基酸肥料对番茄苗期代谢通路、植株生物量、茎叶果养分吸收量、产量和品质指标的影响。结果表明,腐植酸钾处理下番茄根长在苗期和开花结果期显著增加118%,13%,茎中氮、磷、钾携出量显著增加31%,45%,26%;叶中磷携出量显著增加92%;果实中磷携出量也显著增加45%。代谢组学结果表明,腐植酸钾处理主要影响番茄谷胱甘肽代谢、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢、卟啉与叶绿素代谢,氨基酸肥料处理则主要影响番茄丙酸代谢、泛酸和辅酶A生物合成以及TCA循环。与空白对照相比,腐植酸钾处理下的番茄产量显著增加35%,地上部鲜质量和干质量显著增加21%,5%,同时也显著提高番茄果实中可溶性糖含量、糖酸比和可溶性固形物含量,增幅分别为30%,41%,0.39百分点。施用氨基酸肥料显著提高了番茄开花结果期的根长、地上部鲜质量和果实产量,其增幅分别为19%,18%,26%,番茄果实可溶性固形物含量提高0.30百分点,固酸比提升16%,单果质量提高15.6%。综上所述,腐植酸钾和氨基酸肥料的施用可显著改变砂培番茄植株碳氮代谢过程,促进番茄生长和果实品质的形成,是实现高产优质番茄栽培的有效农艺措施。

WRKY转录因子是植物中特有的转录因子家族之一,研究证实WRKY转录因子在植物的生长发育及对生物与非生物胁迫响应中具有重要的调控作用。为揭示番茄WRKY基因的功能,基于前期转录组数据,以番茄高抗青枯病Hm 2-2(R)与高感青枯病BY 1-2(S)2个自交系株系为试验材料,克隆得到1个番茄WRKY转录因子SlWRKY75基因(Solyc05g015850.3)。通过生物信息学分析、氨基酸序列多重比对、系统发育树构建、实时荧光定量PCR(qRT-PCR)和病毒诱导的基因沉默(VIGS)等技术方法对其基因及编码蛋白的结构、表达模式与功能进行分析。结果表明,该基因的cDNA全长为653 bp,其最大开放阅读框为519 bp,编码172个氨基酸,其蛋白相对分子量为19.878 51 ku,理论等电点为9.32,属于亲水性非分泌蛋白,且不存在跨膜结构,同时,该蛋白具有1个高度保守的WRKY结构域和一个CX₄CX₂₃HXH锌指基序,且同属于第Ⅱ类家族。系统发育树分析表明,SlWRKY75与潘那利番茄SpWRKY75亲缘关系最近,并与其他茄科聚为1组,而与橡胶树HbWRKY75、陆地棉GhWRKY75等的亲缘关系较远,在系统发育树上处于不同的分支。qRT-PCR结果表明,SlWRKY75基因的表达具有组织特异性,并可被青枯菌、水杨酸和茉莉酸所诱导。利用VIGS技术得出,沉默SlWRKY75降低了植株对青枯病的抗性,表明SlWRKY75正调控番茄对青枯病的抗性。通过以上研究结果得出,SlWRKY75基因在番茄调控青枯病抗性响应过程中扮演着重要的角色。

谷氨酸脱羧酶(GAD)是催化谷氨酸脱羧的裂解酶,对GABA合成通路起关键作用,并对植物抵御非生物胁迫有重要调控作用。前期通过代谢组和转录组关联分析筛选得到3个西瓜GAD基因家族成员(Cla97C01G007270、Cla97C01G007290和Cla97C04G079700)。在此基础上克隆了3个西瓜GAD家族基因,分别命名为ClGAD1、ClGAD2和ClGAD3,并对其进行生物信息学及表达模式分析。结果显示,ClGAD1、ClGAD2和ClGAD3的CDS分别为1 524,1 497,1 497 bp,其编码的氨基酸数量分别为507,498,498。3个蛋白均为亲水性蛋白;亚细胞定位于线粒体中;具有高度的保守性,保守结构域为谷氨酸脱羧酶;其启动子区域含有大量CAAT-box和TATA-box,以及与逆境胁迫相关的MYB、MYC等相应元件。3个GAD蛋白的二级结构均以α-螺旋、无规卷曲为主;三级结构均为同源六聚体结构。系统进化树显示,GAD基因家族成员与苦瓜、拟南芥的GAD亲缘关系最近。qRT-PCR分析显示,ClGAD1和ClGAD2在茎中表达量最高,而ClGAD3在花中表达量最高。ClGAD1、ClGAD2、ClGAD3分别在盐胁迫12,24,48 h表达量最高;冷和干旱胁迫下3个GAD基因的表达模式较为相似,均在胁迫早期发生大量表达,且ClGAD3在非生物胁迫下的表达量均高于其他2个家族成员。获得了西瓜3个GAD基因的cDNA全长,并对其进行生物信息学和表达模式分析,为丰富西瓜抗非生物胁迫基因资源提供了试验依据。

为研究ARP在观赏辣椒低温胁迫下的响应情况,旨在为后续观赏辣椒低温下基因功能研究提供理论基础。通过RT-PCR技术从观赏辣椒中克隆得到与辣椒、番茄、马铃薯的同源ARP基因,命名为CfARP,分析其在观赏辣椒不同组织以及低温处理下的表达情况;通过利用生物信息学分析进行基因蛋白编码情况、理化性质、基因亲缘关系研究,并利用qRT-PCR技术检测CfARP在观赏辣椒不同组织以及低温处理下的表达量。结果表明,CfARP基因CDS序列为342 bp,与辣椒(遵辣1号)同源性为100%,可编码113个氨基酸,含有一个保守的Auxin-repressed结构域;蛋白理化分析发现,CfARP蛋白分子量为12.156 ku,等电点为10.22,亲水性平均系数为-0.913,初步预测CfARP为亲水性蛋白;与其他物种ARP氨基酸序列对比发现,CfARP在茄科植物中高度保守。实时荧光定量PCR结果显示,CfARP基因在观赏辣椒茎中表达量最高,根中次之,叶和花中相对较少;CfARP基因的表达量随着低温处理时长的增加而不断升高。初步推测CfARP在观赏辣椒响应低温胁迫过程中具有一定作用。

为提高不同果肉硬度类型甜瓜材料的选择效率,加速良种培育,以脆肉甜瓜材料19A21、19A75和软肉甜瓜材料N84、20S66为亲本,分别构建F₂与BC₁F₁群体,采用感官测试统计,脆肉材料与软肉材料符合3∶1与1∶1理论值,说明甜瓜果肉硬度性状为单基因遗传,且脆肉相对于软肉为显性;以4份甜瓜亲本为供试材料,分析不同硬度类型果实的ACO活性变化及CmACO1的表达模式,结果显示,软肉甜瓜果实发育中ACO活性出现峰值,而脆肉甜瓜未出现,软肉甜瓜CmACO1表达量显著高于脆肉材料,说明该基因可能参与调控甜瓜果肉硬度。根据CmACO1在不同材料中的插入缺失位点(Insert/Deletion)差异,开发InDel-Pf标记,利用该InDel标记对32份甜瓜材料进行基因型检测,其中脆肉甜瓜表现为缺失带型,软肉甜瓜表现为非缺失带型,标记多态性与果肉硬度共分离。利用2个F₂群体对InDel-Pf标记进行验证,分子标记鉴定与表型鉴定符合率达到95.3%,98.1%。研究结果表明,InDel-Pf标记对甜瓜果肉硬度的实际鉴定有较高准确性,能够有效提高育种选择效率,缩短良种培育周期。

GDSL脂解酶是影响角质层发育的重要基因,克隆黄瓜GDSL脂解酶基因,并分析其表达模式,旨在为黄瓜角质层发育及黄瓜果实光泽的研究奠定基础。根据黄瓜基因组数据库中的参考序列,对黄瓜GDSL脂解酶基因进行克隆,并进行生物信息学分析。利用qRT-PCR技术明确该基因在黄瓜各组织部位中的表达情况。以6份光泽性不同的黄瓜为材料,对该基因序列进行克隆,以明确该基因在不同光泽性黄瓜中的作用。对黄瓜GDSL脂解酶基因启动子进行克隆并分析其作用元件。参照黄瓜基因组数据库设计扩增引物进行PCR扩增,获得CsGDSL基因,CDS长度1 059 bp,编码352个氨基酸,二级结构以无规卷曲(45.45%)与α-螺旋(33.24%)为主;该基因在进化过程中较为保守,与甜瓜CmGDSL亲缘关系最为紧密;在黄瓜花后3 d的子房中表达量较开花0 d的子房高;在6个品种中CsGDSL基因CDS序列保守; CsGDSL基因与逆境胁迫、激素及光等具有响应。获得了CsGDSL脂解酶基因,明确了其在黄瓜不同组织部位中的表达情况,该基因在不同材料中较为保守,由此推测,黄瓜CsGDSL可能影响黄瓜果皮光泽。

中性/碱性转化酶作为植物蔗糖代谢的关键酶,主要参与植物生长发育、逆境胁迫响应等过程。为探究大蒜AsNI对逆境胁迫的响应模式,以乐都紫皮大蒜为试验材料,克隆得到2个中性/碱性转化酶基因,并进行了生物信息学和表达特性分析。结果表明,AsNI1和AsNI2的开放阅读框分别为522,1 203 bp,编码173,400个氨基酸;AsNI1与AsNI2均为亲水性蛋白,预测定位于细胞质,具有Glyco_hydro_100结构域;但二者的氨基酸序列相似性仅为25.75%,AsNI2含有1个糖基化位点,而AsNI1未检测到糖基化位点,二者的亲缘关系较远。蛋白互作网络分析结果表明,AsNI2与AsNI1可能参与不同的生化过程。启动子序列分析发现,AsNI1和AsNI2的启动子区域含有多个与响应相关的顺式作用元件,其中AsNI2启动子的干旱和低温胁迫响应元件个数显著大于AsNI1。通过对启动子转录因子结合位点进行预测发现,二者含有不同种类及数量的结合位点,表明AsNI1和AsNI2可行使不同的基因功能。qRT-PCR检测发现,AsNI的表达具有明显的组织特异性,AsNI1和AsNI2分别在根和鳞茎中表达量最高。同时,逆境胁迫能够诱导AsNI表达,低温和干旱处理下均以AsNI2的响应程度强于AsNI1。其中,低温胁迫以诱导叶片AsNI2的表达为主,干旱胁迫以诱导根系AsNI2的表达为主。通过分析AsNI的序列特征和表达模式,验证了AsNI的抗逆功能。

为探讨化肥减量和配施有机肥对河西绿洲土壤微生物数量、养分含量变化以及茄子产量、品质和水分利用效率的影响,以紫红长茄天龙八号为供试材料,于2019,2020年开展2 a 7个不同处理大田试验,设置施用100%普通化肥(FH)、施用80%普通化肥+20%有机肥(FE)、施用60%普通化肥+40%有机肥(FS)、施用40%普通化肥+60%有机肥(FF)、施用20%普通化肥+80%有机肥(FT)、施用100%有机肥(FZ)、不施肥对照处理(CK)7个处理,分析茄子收获后0~20 cm土壤微生物数量、养分含量变化和产量变化。结果表明:化肥减量配施有机肥均能提高土壤细菌、真菌、放线菌数量和全氮、全磷、全钾、有机质含量,其中,施用60%化肥+40%有机肥改善效果最佳,其次为施用80%化肥+20%有机肥处理。配施纯化肥处理对茄子生长动态影响较小,但配施有机肥可显著促进茄子养分吸收,提高株高、茎粗和叶面积指数,并调节产量构成要素,为茄子高产奠定基础。化肥减量配施有机肥可促使茄子光合产物向果实分配,提高茄子产量,其中施用60%化肥+40%有机肥处理经济产量最高(42 716.15 kg/hm²),其次为施用40%普通化肥+60%有机肥(41 922.06 kg/hm²)和施用80%普通化肥+20%有机肥(40 302.74 kg/hm²),较CK显著提高53.64%,50.78%,44.96%。化肥减量配施有机肥能改善土壤耕层水热状况,提高茄子水分利用效率,处理FS水分利用效率最高(10.46 kg/m³),其次为FF(10.37 kg/m³)和FT(9.79 kg/m³),较CK显著提高47.53%,46.19%,38.08%。因此,综合考虑土壤环境、产量以及水分利用效率等指标,施用60%普通化肥+40%有机肥为最佳推荐处理。

钙调蛋白是植物体内一种重要的Ca²⁺受体蛋白,在钙信号途径及抗逆反应中发挥着重要作用。为研究番茄CaM蛋白在低温胁迫下的作用机制,以番茄品种Heinz1706、LA3969、冀粉2号、冀粉3号和农博粉霸15为材料,克隆得到了番茄钙调蛋白基因SlCaM3、SlCaM4和SlCaM5,并进行序列分析和启动子区顺式作用元件分析;利用qRT-PCR技术分析SlCaM3、SlCaM4和SlCaM5在不同番茄品种中15,5 ℃低温胁迫下的表达模式,并结合RNA-seq数据分析组织特异性表达情况。结果显示,SlCaM3、SlCaM4和SlCaM5的CDS序列均为450 bp,三者相似度为93.63%;所编码的氨基酸序列完全相同,属酸性稳定亲水蛋白,具有典型的CaM蛋白保守结构域。启动子顺式作用元件分析表明,3个基因的启动子区除含有必需的核心元件外,还含有多种生物及非生物胁迫响应元件,并呈现互补模式分布。不同程度低温胁迫表达模式分析表明,15 ℃胁迫下,SlCaM3、SlCaM4和SlCaM5基因在5种番茄材料中的表达模式均呈现出先降低后升高的趋势,其中SlCaM5基因的表达量升高更为显著;5 ℃胁迫下,SlCaM3、SlCaM4基因的表达水平变化不明显,而SlCaM5基因在处理后期表达量显著升高;表明SlCaM5在低温下维持着CaM蛋白的翻译水平。SlCaM3、SlCaM4和SlCaM5基因在Heinz1706不同组织中的特异性表达情况显示,SlCaM3和SlCaM4在分生组织中具有较高的表达,而SlCaM5基因在不同组织中表达水平差异不明显。

为了揭示南方根结线虫MiPDCD6蛋白抑制番茄PTI免疫的分子机理,以番茄品种新金丰1号 MiPDCD6超表达苗为试验材料,以番茄品种新金丰1号组培苗为对照,通过转录组测序技术分别对番茄MiPDCD6超表达苗和对照苗进行转录组测序。 以番茄栽培品种Heinz 1706基因组作为参考基因组进行对比,利用FPKM法计算基因表达量,设定参数(|log₂ FC|>1且P<0.05)筛选差异表达基因。利用Gene Ontology(GO)数据库进行差异表达基因GO功能富集分析,统计每个GO term中的差异表达基因数目,计算出基因富集的显著性,找出富集显著的功能条目。利用KEGG数据库对差异表达基因进行Pathway富集分析,超几何分布检验方法计算每个Pathway中差异表达基因富集的显著性。以FDR和基因数量来衡量KEGG的富集程度。结合基因差异表达分析和功能富集分析,研究MiPDCD6蛋白对番茄PTI免疫相关通路基因的影响。结果发现:在超表达MiPDCD6番茄植株中,与野生型番茄相比,MiPDCD6过表达番茄植株中有2 366个差异表达基因(DEGs),其中1 354个上调基因,1 012个下调基因。 这些DEGs中,通过GO和KEGG注释,植物激素信号转导(sly04075)、植物-病原互作(sly04626)、植物MAPK信号通路(sly04016)和丙环素生物合成(sly00940)等KEGG通路中富集到大量的差异表达基因。SA生物合成途径包括ICS和PAL,MiPDCD6过表达番茄植株中SA合成通路PAL1和PAL-like基因以及SA信号转导途径TGA9、TGA10-like和PR1a2基因均显著下调,表明MiPDCD6基因可能抑制SA合成,从而抑制植物PTI免疫。

为探究CaMADS6表达量与辣椒花器官发育之间的关系,以辣椒不育系9704A和保持系9704B为试验材料,克隆CaMADS6进行生物信息学预测,并分析该基因在两系中的时空表达特性。结果表明,从9704A和9704B中克隆得到的CaMADS6编码区序列一致,序列长744 bp,编码247个氨基酸残基。CaMADS6蛋白相对分子量为28.67 ku,理论等电点为8.98,为亲水性蛋白,无跨膜结构,二级结构中α螺旋占57.49%、延伸链占8.91%、无规则卷曲占28.74%。CaMADS6与辣椒CaFUL2同源性100%,蛋白结构域具有典型的MADS-box特征;CaMADS6在两系各发育时期不同器官中均有表达,表达量大小均为花蕾中最高、其次为叶和茎,根中几乎不表达。9704A茎中CaMADS6表达量在苗期、花蕾期和成株期3个发育时期中均显著低于9704B茎中的表达量,叶中CaMADS6表达量在成株期极显著低于9704B叶中表达量。花蕾中CaMADS6表达量在花蕾期和成株期均极显著高于9704B花蕾中表达量,分别为9704B的2.2,3.5倍;CaMADS6在两系植株花器官不同部位均能表达,表达量由大到小依次为花萼、花冠、子房、花药,其中9704A花萼和花冠中CaMADS6表达量极显著或显著低于9704B,分别为9704B花萼、花冠中CaMADS6表达量的66%,83%,花药中CaMADS6表达量为9704B表达量的34倍,两者差异极显著,推测CaMADS6基因在花药中的异常表达与辣椒雄性不育密切相关。

赤霉素途径是植物开花调控中的一条重要途径。为了解赤霉素途径相关基因在萝卜开花调控中的作用,利用生物信息学方法对萝卜赤霉素生物合成和信号转导相关基因的结构、理化性质、染色体分布、启动子顺式作用元件和组织特异性表达进行了分析,并对不同开花期萝卜材料中这些基因的表达水平进行了实时荧光定量 PCR检测。结果表明,萝卜基因组含有46个赤霉素生物合成和信号转导相关基因,CPS、KS、KO、KAO、GA20OX、GA3OX、GA2OX、GAI、RGA、RGL、GID1、SKP2分别有2,1,2,2,9,5,12,1,1,4,3,4个,它们不均匀分布于9条染色体上,其编码蛋白质分子质量为21.32~127.80 ku,等电点为4.72~9.04;基因结构和保守结构域分析发现,这46个基因的外显子数为1~21个不等,且一些保守基序为大部分基因所共有。启动子顺式作用元件分析表明,这46个基因的启动子含有与光、赤霉素、生长素、ABA、SA、低温、干旱等响应的顺式作用元件。利用萝卜基因表达数据库分析发现,这46个基因在不同组织和不同发育时期的表达量不同;实时荧光定量PCR检测表明,这些基因在早开花材料心里美萝卜和晚开花材料野萝卜中的表达量有明显差异,暗示其可能与萝卜的生殖生长有较密切的关系。

为了进一步分析粉红单端孢中TrPLD家族基因的生物学特性和在致病过程中的表达特性,通过对粉红单端孢全基因组测序得到的4个TrPLD基因,利用SMART、MEGA 7、ProtScale、SOPMA等软件对TrPLD基因家族进行生物信息学分析;应用RT-qPCR技术分析粉红单端孢在模拟侵染甜瓜果实过程中不同TrPLD基因的表达情况。系统发育树分析表明,TrPLD1与炭疽菌亲缘关系最近,同源性为63.89%;TrPLD2与淡紫拟青霉同源性为74.57%;TrPLD3和TrPLD4分别与禾谷镰刀菌和铜绿假单胞菌亲缘关系最近,同源性分别为65.38%和55.45%。生物信息学分析表明,TrPLD1、TrPLD2、TrPLD3和TrPLD4蛋白均具有PLD的2个保守结构域HKD基序,除HKD结构域外,TrPLD3还包含PX和PH结构域,且4种蛋白均属于亲水性不稳定蛋白,不含信号肽和跨膜结构,属于非分泌蛋白,4种蛋白包含不同数量的磷酸化位点,其中TrPLD3包含的数量最多;通过亚细胞定位预测发现,TrPLD1和TrPLD3主要定位于细胞核上,TrPLD2和TrPLD4主要定位于质膜上;RT-qPCR分析表明,在粉红单端孢模拟侵染甜瓜果实过程中,以CK表达量为对照,TrPLD1、TrPLD2、TrPLD3和TrPLD4的基因表达量随侵染过程的发生显著上调,其中TrPLD3基因表达量显著高于TrPLD1、TrPLD2和TrPLD4。综上表明,4个TrPLD具有不同的结构和生物学功能,其中,TrPLD3在粉红单端孢侵染甜瓜果实过程中发挥重要的调控作用。

为了在表型和分子层面分析中国南瓜×印度南瓜种间杂种拓宽南瓜遗传背景的可能性,利用30个表型性状和20对SSR分子标记,同时对当前市售食用南瓜品种、宁波市农业科学研究院多年积累的骨干亲本、以及中印南瓜种间杂种自交系及其新配组合共53份南瓜材料进行遗传多样性分析。结果表明,骨干亲本和中印南瓜种间杂种后代在株型、生长势、果实皮色、果型等方面增加了南瓜品种多态性的丰富度。20个SSR标记在53份南瓜材料的多态性比例为90%。在主成分分析的基础上,表型聚类和分子聚类的结果吻合度提高。2种方法3次聚类的结果都将供试印度南瓜商品种及骨干亲本聚为一类,表明其相似度较高,同质化严重,不利于培育突破性品种。其次,聚类结果都将中印南瓜远缘杂交后代及组合单独聚为一类,与印度南瓜商品种、印度南瓜骨干亲本,以及中国南瓜材料显著分开。表明中印南瓜远缘杂交后代无论在分子层面还是表型层面都与供试南瓜品种和育种材料有显著差异,增加了南瓜的遗传多样性。通过种间杂种,可以为食用南瓜新品种选育提供异质基因。主成分分析获得的6个主成分因子,可简化食用南瓜性状调查指标。

为了在宁夏地区筛选高产抗病的优良组合。连续2 a(2020,2021年)对种植于日光温室的50个粉果番茄初配制的杂交组合和2个对照(丰收128和美粉869)利用Dtopsis法进行了组合综合评价,并分别对植物学性状、果实性状、产量性状和抗病性等性状进行描述统计分析。52个杂交组合各果实性状在杂交组合间的差异较大,但熟性较为一致。最优组合为33,该组合的理论产量相比于2个对照2 a都增产20%以上;它对3种病害达中抗等级及其以上,它的硬度达5.0 kg/cm²以上,果肉厚达8.0 cm以上,是1个耐储运的组合。其次为组合47和1,这2个组合的理论产量较大,且47理论产量2 a的增幅达45%以上。组合1为商品性较优的组合,可溶性固形物含量较高硬度较大,且外观品质较好。通过2 a的综合评价最终筛选出组合33、47和1这3个组合适合在宁夏日光温室种植。

为探究采用有机废硫酸低温炭化技术制备的新型生物炭基磺化复合肥的施用效果,以小顶八寸参为供试胡萝卜品种,盐化潮土为供试土壤,采用盆栽试验的方法,设置5种复合肥及其加炭复合肥配方处理,共11个处理,对比研究了5种炭基复合肥配方对胡萝卜产量及土壤养分含量的影响。结果表明:施肥显著促进了胡萝卜肉质根鲜质量增产,其中12-6-10硫基生物炭基复合肥处理的胡萝卜肉质根生物量鲜质量最高,鲜质量达到了313.85 g/株,10-5-20氯基复合肥处理的胡萝卜产量最低。与普通复合肥相比,5种生物炭基复合肥对胡萝卜肉质根鲜质量均有显著的增产效果,增产幅度为2.1%~11.3%,而且不同程度地提高了胡萝卜氮、磷、钾素养分累积量。另外,在减少氮、磷、钾养分施用量15%的情况下,施用炭基复合肥可维持全量常规复合肥的土壤速效氮、磷、钾供应水平,个别时期养分仍然有显著增加的情况。施用生物质磺化炭基肥可降低胡萝卜生长前期土壤pH值,各施肥处理对胡萝卜成熟期土壤pH值无显著性差异。与普通复合肥相比,施用生物质磺化炭基肥可降低胡萝卜生长前期土壤pH值,提高胡萝卜氮、磷、钾素养分累积量和土壤速效氮、磷、钾供应水平,有利于胡萝卜增产。

CYP79B2是拟南芥中调控生长素合成的有关基因,通过克隆普通白菜CYP79B2的同源基因BrcCYP79B2-1,分析其在不同组织及时期的表达情况,研究其对普通白菜春化开花的调控作用机理,旨在为后续普通白菜生长素编码基因的功能验证奠定理论基础。通过qRT-PCR方法从普通白菜中克隆到CYP79B2的同源基因,命名为BrcCYP79B2-1,利用生物信息学方法对其蛋白的结构、理化性质和亲缘关系进行分析,并利用qRT-PCR方法分析其在普通白菜中不同组织和生育期的表达量。结果表明,BrcCYP79B2-1基因编码序列全长为1 623 bp,编码540个氨基酸;对其蛋白质的理化分析结果表明,蛋白质分子质量为60.849 73 ku,理论等电点为8.71。与其他物种的氨基酸序列进行比对发现,BrcCYP79B2-1在十字花科植物中高度保守,且与芜菁同源性最高,达99.52%;采用qRT-PCR分析普通白菜不同器官的表达量发现,BrcCYP79B2-1在根中的表达量最高,在叶中次之,而在花蕾中的表达量最低;分析幼苗在低温处理0,10,15,16 d的表达发现,BrcCYP79B2-1在低温处理第10天,即营养生长期的表达量达到峰值,而在花芽分化期的表达量有所降低,说明该基因的表达与低温春化有关,可以影响花芽分化。

为了筛选出适宜晋东南地区种植的最佳旱地番茄轮作作物,设置番茄轮作玉米(LVZm)、西葫芦(LVCp)、花生(LVAh)、葱(LVAf)、秋葵(LVAe)、黄瓜(LVCs)以及番茄连作(LLLe,CK)7种模式处理,测定后茬番茄品质指标(可溶性糖、有机酸、糖酸比、硝酸盐、Vc、可溶性蛋白、可溶性固形物、番茄红素)、产量指标(单果质量、产量)以及根际土壤真菌ITS1区域土壤微生物群落结构和多样性变化。结果表明,子囊菌是7个处理中的优势菌门,其余菌的种类与丰度存在较大差异;LVCs、LVZm、LVAh、LVAe这4种轮作模式可提高土壤真菌多样性指数,而LVCp轮作模式会降低土壤真菌多样性指数。LVZm轮作模式口感较佳;LVAe轮作模式、LLLe(CK)连作模式的Vc含量最高;可溶性蛋白含量没有显著差异;可溶性固形物含量以LLLe连作模式、LVCp轮作模式较高;LVCp轮作模式番茄红素含量最高;LVAe轮作模式硝酸盐含量最高。LVAe、LVCp轮作模式产量较LLLe(CK)显著提高,且LVCp轮作模式单果质量较LLLe(CK)显著增加。主成分分析(PCA)结果表明,不同作物轮作品质、产量综合得分从高到低为LVCp>LVAe> LLLe> LVAh>LVAf>LVZm>LVCs。综上所述,不同作物的轮作会改变土壤真菌群落结构,影响真菌多样性及后茬番茄品质与产量,综合各因素认为,西葫芦、秋葵是较为适宜晋东南地区番茄生长的优势轮作作物。

为研究辣椒CaWRKY30转录因子与番茄斑萎病毒互作的响应机制,以辣椒湘研11为试验材料,通过RNA提取、RT-PCR、切胶纯化及克隆等试验获得CaWRKY30编码序列。生物信息学分析结果表明,CaWRKY30全长1 122 bp,编码373个氨基酸,该基因编码的蛋白含有1个WRKY保守结构域和1个C₂H₂结构域,属于典型的Ⅱ(e)亚家族成员。系统发育分析表明,与马铃薯StWRKY22氨基酸序列的亲缘关系最近。本氏烟叶片亚细胞定位试验发现,CaWRKY30在本氏烟幼苗中定位于细胞核和细胞膜,并且导致细胞膜加厚。实时荧光定量PCR分析结果表明,观察番茄斑萎病毒机械摩擦接种辣椒后的病毒积累量,发现病毒积累量在接种1~14 d逐渐上升,在接种后14 d处于最大值,接种14 d后病毒积累量逐渐下降;同时,CaWRKY30受番茄斑萎病毒接种后诱导,在接种病毒1~14 d CaWRKY30表达量上调,14 d达到峰值,14 d以后表达量逐渐下降。综上,获得了CaWKRY30转录因子基因序列,该转录因子定位于细胞核和细胞膜,并初步阐述了辣椒CaWRKY30转录因子在番茄斑萎病毒胁迫下的表达趋势。

为解析西瓜果皮硬度不同的相关分子机制,挖掘西瓜果皮硬度相关的关键基因提供理论基础,以生育期相似但果皮硬度差异显著的高硬度(901)4-1-1-M和低硬度BSH为试验材料,选取果皮硬度差异最大时期即西瓜授粉30 d后的果皮,利用Illumina HiSeq^TM测序平台进行转录组测序分析,采用实时荧光定量的PCR技术对测序结果进行验证。结果显示,转录组测序共筛选获得1 085个差异表达基因,其中,上调表达基因555个,下调表达基因530个。GO富集分析表明,1 085个差异表达基因显著富集在细胞组分、分子功能和生物过程中的细胞壁、细胞外围、外部封装结构、胞外区、四吡咯骨架、氧化还原酶活性、转移酶活性、果胶酯酶活性等功能类别。KEGG富集分析表明,Cla97C04G075800、Cla97C02G044950、Cla97C09G165820、Cla97C10G195660、Cla97C01G025380等19个差异基因被注释富集程度最高的苯丙烷代谢通路,该路径最终形成木质素、5羟基愈创木酚木质素、愈创木酚木质素和对羟基苯酚木质素代谢物,qRT-PCR和转录组测序数据相关系数R²为0.791,证明转录组试验数据可靠,从转录水平解释了(901)4-1-1-M和BSH西瓜果皮硬度存在差异的原因。

类胡萝卜素是自然界中分布最为广泛的一大类色素,赋予植物花、果实等器官鲜艳的色彩,其合成过程中含有多种代谢酶基因。为了揭示黄皮西葫芦类胡萝卜素积累的分子机制,为进一步研究西葫芦类胡萝卜素合成酶基因的功能奠定基础,首先基于西葫芦基因组数据库对西葫芦类胡萝卜素合成代谢家族基因进行全基因组鉴定;进一步利用已公开发表的相关转录组数据筛选、qRT-PCR验证并克隆类胡萝卜素合成代谢关键酶基因。结果表明,在西葫芦基因组数据库中共发现48个类胡萝卜素代谢酶基因成员;根据Sweet REBA和Lady Godiva这2种不同颜色果皮材料不同发育时期果肉的转录组数据筛选出类胡萝卜素关键酶基因PSY1和LCYE2等在不同颜色果实发育时期存在显著性差异表达。qRT-PCR定量分析结果显示,除PSY1基因0 d和LCYE2基因2 d外,PSY1、LCYE2基因在黄皮西葫芦不同发育时期果皮中的相对表达量显著高于白皮西葫芦对应时期。对白皮西葫芦和黄皮西葫芦果皮PSY1和LCYE2等基因的全长CDS分别进行克隆、测序分析发现,白皮西葫芦和黄皮西葫芦2个材料的PSY1基因均比西葫芦参考基因组预测编码区序列多了一个51 bp的外显子,与已经公开的PSY基因序列(GenBank登录号:XM_023695146.1)一致;而LCYE2基因均与参考基因组无显著差异。系统进化树分析也表明,西葫芦PSY1与克隆报道的中国南瓜PSY(JN176311.1)同源,相似性高达98.80%。

为了揭示果期高温胁迫下氮素施用水平对黄瓜叶绿素荧光特性的影响过程与机制,以津优101号黄瓜为试验材料,以28 ℃/18 ℃为对照,设置了35 ℃/25 ℃、38 ℃/28 ℃、41 ℃/31 ℃ 3个高温处理,施氮量设置0(N0),160(N1),240(N2),320(N3)kg/hm² 4个水平,共16个处理,每个处理3次重复。果期高温胁迫9 d后测定了黄瓜功能叶片的荧光诱导动力学参数,并探讨了各处理间变化差异的原因。结果表明,果期高温胁迫后黄瓜叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心显著受损,叶片的最大荧光(Fm)、最大光化学量子产量(Fv/Fm)、光合性能指数(PIabs)、Fm与荧光曲线围成的面积(Area)均显著降低。35 ℃胁迫下各施氮处理黄瓜叶片的ΔW_O-J和ΔW_O-K均为负值,放氧复合体(OEC)未失活且PSⅡ中心类囊体之间的能量传递顺畅; 而38 ℃胁迫下N2处理和41 ℃胁迫下N1处理黄瓜叶片的ΔW_O-J均为正值,OEC失活,且N1~N3处理的叶片ΔW_O-K均为正值,PS Ⅱ中心类囊体之间的能量传递受阻。高温胁迫下施氮可显著增加黄瓜叶片的叶绿素含量及Fm、Fv/Fm、PIabs、PItotal、Area、Sm,增强OEC活性且促进PS Ⅱ中心类囊体之间的能量传递; 高温胁迫下黄瓜叶片PS Ⅱ单位活性反应中心的吸收光能(ABS/RC)、捕获光能(TRo/RC)、热耗散光能(DIo/RC)均表现为随着施氮水平的提高呈下降趋势,而电子传递的能量(ETo/RC)则呈上升趋势。施氮量和温度对黄瓜叶片荧光特性和产量存在显著的交互效应,在果期35,38,41 ℃高温环境中,施氮量分别为236,283,177 kg/hm²时黄瓜叶片光合作用较旺盛,且能获得较高产量。因此,果期高温胁迫下合理施氮可以提高黄瓜叶片PS Ⅱ的OEC活性,促进能量传递,减缓PS Ⅰ受体侧末端电子受体库的抑制,促进叶片光合作用的有序进行。

为探讨沸石及钙镁基膨润土对北方石灰性土壤中镉的钝化效果以及小白菜生长的影响,采用盆栽试验,研究了不同添加剂量下(沸石:0.5%,1.0%,2.0%;钙镁基膨润土:0.2%,0.3%,0.4%,0.5%,0.6%,0.8%)2种改良剂对北方石灰性镉污染土壤的pH值、有效镉含量,小白菜地上部镉含量、干物质积累量及叶绿素含量等指标的影响。结果表明:与对照相比,添加不同剂量沸石会提升土壤pH值,随着沸石施用剂量的增加,土壤有效镉含量、小白菜地上部镉含量、干物质积累量及叶绿素含量逐渐下降,小白菜发芽率逐步上升,但各沸石处理对试验中测定指标的影响均不显著;施用钙镁基膨润土会显著提高土壤pH值(0.70~1.07)、降低小白菜地上部镉含量(63.83%~93.62%),不同程度地提高小白菜地上部干物质积累量(5.56%~29.22%)和叶绿素含量(5.42%~11.72%),施用较高剂量(≥ 0.4%)可显著降低土壤有效镉含量,但小白菜发芽率会显著降低,抑制种子萌发。研究表明,较沸石而言,钙镁基膨润土更适合北方石灰性土壤中镉的钝化;通过施用钙镁基膨润土可以降低污染土壤中有效镉含量及小白菜地上部镉含量,但施用量需严格把控,避免影响小白菜的萌发而造成减产;综合质量和产量因素分析,当添加剂量为0.3%时,钙镁基膨润土可以在有效减少小白菜地上部镉含量的同时,增加小白菜地上部干物质积累量和叶绿素含量。

为了挖掘番茄青枯病抗性基因,对青枯菌侵染前后的不同番茄自交系进行转录组测序(RNA-seq)。结果发现,在12个样本中共获得75.02 Gb的高质量数据,以差异倍数(FC)≥2且错误发现率(FDR)<0.01为标准,在抗、感番茄中分别获得970,695个差异表达基因(DEGs),共计1 312个,占基因总数的3.71%。其中,上调基因数目分别为457,450个,共计693个;下调基因数目分别为513,245个,共计621个。这些DEGs中,有836个材料特异DEGs。通过GO和KEGG注释,这些DEGs主要分为代谢、调控、响应、结合和催化等47个功能组和DNA复制、次生物质合成、植物-病原物互作、信号转导等88个代谢通路,涉及4个NBS类抗病基因、6个植病互作基因、11个植物激素信号转导基因、22个防御反应基因、32个蛋白激酶、65个转录因子和多个其他重要功能基因,表明这些基因在响应Rs方面扮演着重要角色。启动子分析发现,这些基因含有多个防御与胁迫响应相关元件。选取50个代表基因进行RT-qPCR验证,发现超过1/2的基因表达变化趋势与RNA-seq结果一致。Solyc02g086980.3和Solyc04g011670.3可能参与抗病反应,Solyc01g073985.1、Solyc09g092580.4、Solyc09g098100.4和Solyc10g081300.1可能参与感病反应。这些基因表达谱有助于认识番茄青枯病抗性分子基础,进而加快基因改良和分子育种应用。

番茄属于冷敏感模式植物,在生长过程中极易受冷害进而影响其产量。为进一步揭示番茄植株抗寒的分子机制以及对选育番茄抗寒品种提供理论依据,以蔬菜遗传育种与生物技术实验室种质资源编号25的番茄品种为材料、番茄转录因子SlMYB-related 2为研究对象,基于CRISPR/Cas9基因敲除载体,通过农杆菌转化法转化获得番茄阳性植株;构建VIGS瞬时沉默表达载体,以野生型和未插入目的基因片段的病毒转化植株为对照,将3组植株进行4 ℃(16 h光照/8 h黑暗处理,60%湿度)低温处理后,测定抗冷相关生理指标的含量,比较其耐寒性。结果表明,构建了CRISPR/Cas9基因敲除载体,共获得了CRISPR沉默阳性植株2株;构建了VIGS沉默表达载体,经低温处理后发现,随着低温处理时间的延长,SlMYB-related 2基因转化组番茄植株的脯氨酸和可溶性糖的增长趋势比对照番茄组(野生型携带TRV空载,CK)和野生组(WT)慢,且含量低于CK组和野生组,但丙二醛含量高于CK组和野生组,证明VIGS瞬时表达番茄植株抗寒性显著低于CK组和野生组。通过对基因瞬时沉默表达后番茄植株的抗寒性分析,发现SlMYB-related 2基因在低温胁迫中起到了正调控作用。

MLO基因作为感病因子在调控寄主植物对白粉病的应答反应中发挥着重要作用。为明确苦瓜McMLO1基因在白粉病胁迫下的基因功能,以苦瓜自交系K24为材料对该基因进行了克隆、生物信息预测及表达分析。结果表明,McMLO1基因全长4 019 bp,包含15个外显子,其中CDS序列长为1 707 bp,编码568个氨基酸。ProtParam预测显示,McMLO1蛋白的分子质量为65.40 ku,理论等电点为9.36,属不稳定亲水蛋白,主要位于细胞膜上;McMLO1蛋白包含一个由477个氨基酸组成的MLO保守结构域,其二级结构主要由无规则卷曲和α-螺旋组成。氨基酸多重序列比对和系统进化分析表明,McMLO1与黄瓜MLO蛋白的同源性较高。qRT-PCR检测结果发现,McMLO1在叶片中的表达量显著高于根、茎、果实等组织。白粉病接种后,McMLO1基因的表达量显著提高,并在6 h达到峰值,推测该基因参与了苦瓜对白粉病侵染的早期应答反应。

为探究以玉米秸秆为主要成分的栽培基质在微咸水和淡水灌溉下对作物生长和品质影响。以单一玉米秸秆为对照（S）、设置添加生物炭（SB）、蚯蚓粪（SE）、生物炭+蚯蚓粪（SBE）4个栽培基质处理，分别进行微咸水和淡水灌溉，共8个处理。结果表明，相同栽培基质下，不同灌溉水处理对苗期株高和茎体积相对生长率无显著影响，在拉秧期SE微咸水相对淡水灌溉增加了株高相对生长率，相对淡水增加了79.49%，且总生物量和根冠比无显著差异；S和SB处理，微咸水相对淡水灌溉显著增加光合速率和蒸腾速率，SE降低蒸腾速率，SBE和SB增加水分利用效率，且SB缓解微咸水胁迫效果最优；相同栽培基质下，微咸水相对淡水灌溉显著增加可溶性固形物含量，在SB处理下含量最高，相对淡水增加了5.56%。SE和SB处理，微咸水相对淡水灌溉显著增加了可溶性糖含量，分别增加53.84%，50.15%，但产量间无显著差异。相对S处理，SE处理增加淡水灌溉下蒸腾速率，具有最高的Fv/Fm，在淡水和微咸水灌溉下，SBE降低了根冠比，SB增加水分利用效率。相对S处理，SB在微咸水灌溉下增加可溶性固形物效果最显著，SE降低有机酸含量和增加可溶性糖含量效果最显著。因此，在不同水灌溉下添加生物炭和有机质可以促进番茄生长、缓解盐胁迫危害以及改善果实品质。

为研究有机无机肥减量及其配施等措施对设施栽培番茄产量及土壤养分含量的影响。在设施栽培条件下，以番茄为试验材料，采用田间小区试验方法研究了有机无机肥减量及其配施等措施对番茄产量及土壤养分含量的影响。与传统有机肥施用量105.00×10³ kg/hm²相比，有机无机配施较番茄传统施肥模式增产12.99%；施用有机肥减量25%，50%时，番茄产量较传统施用有机肥分别增产8.55%，8.84%，施用无机肥减量至50%，番茄产量显著降低。在番茄生长中期，有机肥和无机肥减量施肥处理中土壤中各养分含量差异不显著，而当有机肥减量25%，土壤中有机质含量、全氮含量、速效钾含量较传统施用有机肥模式分别增加1.41%，2.64%，10.34%；在番茄收获后，各施肥处理土壤中养分含量随施肥量减少而降低，无显著性差异；与番茄生长中期相比，有机无机配施处理0~20 cm，20~40 cm土壤中硝态氮含量分别由67.33，28.93 mg/kg增至90.95，40.66 mg/kg，40~60 cm土壤中硝态氮含量由21.40 mg/kg降至14.97 mg/kg，而60~80 cm和80~100 cm土层中硝态氮含量基本持平；随施氮量减少，土壤中硝态氮累积量降低，也降低其淋溶风险。与传统施用量105.00×10³ kg/hm²相比，当地设施番茄施肥总量可降低25%~50%，并适当采用有机无机肥料配施，既可使番茄略微增产、降低土壤中硝酸盐淋溶风险，也能使土壤养分含量更适宜作物生长，维持土壤生产力。

旨为研究Phyto-Cat^TM土壤调理剂对土壤理化性状改良效果以及不结球白菜生理特性的影响，探索其对传统化肥的替代效果。以不结球白菜植株为试验对象，采用多因素单水平方法：研究只施加基肥（CK）、基肥+Phyto-Cat^TM土壤调理剂（T₁）、基肥+常规施肥（T₂）、基肥+常规施肥+Phyto-Cat^TM土壤调理剂（T₃）4种处理对不结球白菜的生理特性和土壤理化性质及肥力水平的影响。结果表明，与CK处理相比，T₁、T₂、T₃处理均可显著提高不结球白菜产量、叶绿素含量、叶片可溶性糖以及植株根系活力，其中3个处理各指标分别提升了11.5%~27.9%，9.8%~22.7%，7.8%~16.3%，12.4%~24.8%；与CK处理相比，T₁处理使试验土壤的pH值、水稳性团聚体含量、田间持水量、土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾含量分别提高5.9%，5.3%，2.1%，18.42%，7.32%，29.89%，33.97%，而土壤容重却下降了9.5%。结果表明，Phyto-Cat^TM土壤调理剂对不结球白菜的生理特性及土壤性状改良效果明显。在不施化肥的条件下，其在修复土壤、提高作物产量方面作用明显，可在保证作物产量的前提下替代化肥施用，为农业无公害生产开辟了一条新的途径。

为探究不同浓度盐胁迫对萝卜幼苗生长及相关基因表达的影响，首先以11个不同类型萝卜品种为试材，通过盐胁迫对发芽率的影响，筛选出耐盐品种Yura Hama Daikon和盐敏感品种五斤红；以Yura Hama Daikon和五斤红为试材，研究了不同浓度盐胁迫对幼苗株高及叶焦指数的影响。结果表明：在100，200 mmol/L盐胁迫下，Yura Hama Daikon和五斤红的株高均显著下降，叶焦指数显著上升。相比盐敏感品种，耐盐品种株高下降幅度小，叶焦指数小。在200 mmol/L盐胁迫下，耐盐品种Yura Hama Daikon的株高下降幅度和叶焦指数分别为46.18%和20.56，而盐敏感品种五斤红为75.25%和56.11。利用qPCR对不同浓度盐处理下RsCAT和RsSOD基因在耐、感盐品种的表达模式进行分析，结果表明：低浓度盐处理后RsCAT的表达量先升后降，峰值出现在7 d左右；高浓度盐处理时，感盐品种该基因的表达量在48 h最高，而耐盐品种中表达量逐渐升高，维持时间较长，在7 d最高。RsSOD基因的表达模式表现为，高盐浓度处理后，耐盐品种的应激响应更迅速，24 h表达量最高，之后维持较高的水平，而在盐敏感品种RsSOD的表达量最大值出现在14 d。相关研究结果将为揭示萝卜响应盐胁迫机制提供参考，为创制耐盐萝卜新品种提供技术支撑。