为了挖掘优异西葫芦(Cucurbita pepo L.)种质资源,提高外观品质优的嫩瓜选择效率,本研究利用色差仪对本单位创制的54份西葫芦自交系进行不同嫩瓜皮色分类,并以其中7份(重点4份)代表性材料为研究对象,对西葫芦嫩瓜皮叶绿素合成代谢与其皮色形成的关联性进行分析.结果表明,叶绿素是决定偏白色、浅绿色、翠(青)绿色、绿色和深绿色西葫芦嫩瓜皮色的主要色素.其中,叶绿素a含量占总含量的49.20％～60.58％,是决定嫩瓜皮色深浅的主要因素.颜色最鲜艳且更加偏绿色的翠(青)绿色嫩瓜皮材料,其色度值(C)显著大于其他皮色,而叶绿素a/叶绿素b和红绿值(a*)分别显著大于和小于偏白色、浅绿色和深绿色皮色.深绿色、翠(青)绿色和偏白色嫩瓜皮叶绿素合成存在胆色素原转化为尿卟啉原Ⅲ和粪卟啉原Ⅲ转化为原卟啉Ⅸ两个受阻点,且后一转换阶段是导致偏白色和翠(青)绿色嫩瓜皮叶绿素合成受阻、叶绿素含量骤降的主要原因.叶绿素合成减弱与叶绿素代谢中的叶绿素酶降解活性增强以及抗氧化酶中的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性减弱之间呈显著相关,这也证明了嫩瓜皮偏白色的成因.超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性与嫩瓜皮叶绿素含量呈显著相关,这两种酶延缓了翠(青)绿色和深绿色嫩瓜皮叶绿素含量降低速率.本研究结果为深入解析不同嫩瓜皮色,特别是翠(青)绿色嫩瓜皮呈色机理以及挖掘、利用相关优异特异资源提供了理论依据和技术支撑.

[目的]探究外源硅对盐胁迫下西葫芦幼苗水分代谢及光合作用的保护机制,可为西葫芦抗盐栽培提供理论参考.[方法]以西葫芦品种'寒绿7042'为试材,通过水培试验,共设置对照、硅处理(0.3 mmol/L Na2SiO3·9H2O)、盐胁迫(150 mmol/L NaCl)、盐胁迫+硅等4个处理,处理10 d后测定幼苗的根系形态和活力,叶片含水量、水势、光合气体交换参数、叶绿素含量、叶绿素荧光参数及根系质膜水通道蛋白基因的表达等指标.[结果]盐胁迫显著抑制了西葫芦幼苗根系的生长,降低了根系活力、叶片含水量、叶片水势和蒸腾作用,还破坏了植株的光合系统,导致净光合速率、气孔导度、叶绿素含量和PSⅡ光化学效率显著降低.外源硅显著改善了盐胁迫下西葫芦幼苗的根系形态,提高了根系活力,并通过促进根系质膜水通道蛋白基因PIP1;2、PIP1;3、PIP1;5、PIP1;7、PIP2;1、PIP2;4、PIP2;6、PIP2;8、PIP2;9和PIP2;12的表达改善植株体内的水分状况,提高叶片含水量和水势,增强蒸腾作用;外源硅还通过提高叶片气孔导度、叶绿素含量、净光合速率、PSⅡ最大光化学效率、PSⅡ实际光化学效率、光化学淬灭系数,降低胞间CO2浓度和非光化学淬灭系数来增强盐胁迫下幼苗的光合作用.[结论]盐胁迫下添加0.3 mmol/L的硅可以有效改善西葫芦幼苗的水分代谢和光合作用状况,从而提高西葫芦幼苗抗盐胁迫能力.

[目的]近年来,世界性检疫害虫瓜实蝇由我国南部省份传入河南省西南部地区,对当地多种经济作物的产量和品质造成较大影响.明确该虫在新传入地区不同寄主作物上的种群动态,有助于揭示其在田间的发生危害规律,为当地防治工作提供科学依据.[方法]2020-2022年在河南省南阳市内乡县对田间瓜实蝇成虫开展诱捕监测,比较分析其在丝瓜、南瓜和西葫芦3种寄主作物上的种群发生动态.[结果]瓜实蝇在河南省内乡县每年均有发生,成虫种群基本发生于6～7月下旬—10月下旬,发生盛期在8月中旬—9月下旬,有一个明显发生高峰期;其种群数量、种群动态以及发生期均受寄主植物和年代的影响.[结论]河南省内乡县瓜实蝇种群数量和危害程度呈逐年加重趋势,不同瓜类作物蔬菜田中应因地制宜及时采取防治措施.

为了解西葫芦(Cucurbita pepo)的WRKY2的功能,通过转录组测序技术从叶片中分离到1条长度为1 071 bp的cDNA,并对其进行序列分析.结果表明,该序列包含 1 个 840 bp 的开放读码框,预测编码 279 个氨基酸,与中国南瓜(Cucurbita moschata,XM_023091218.1)的WRKY核苷酸序列相似性为98.51%,命名为CpWRKY2(GenBank登录号:XM_023676898.1).CpWRKY2定位于细胞核内,CpWRKY2 蛋白包含有1 个保守的WRKY结构域(第201～267位),206～266位为WRKY蛋白DNA结合区域,锌指结构域(第232～264位)为C2H2型,且含有1个保守RTGHARFRRAP(第76～86 位)氨基酸序列,属于典型的Ⅱd亚类WRKY家族蛋白.CpWRKY2基因上游启动子区域(ATG前的1 513 bp的序列)含有ARE、ABRE、MBS、TC-rich repeat和W-box等可能的胁迫响应顺式作用调控元件.CpWRKY2具有组织表达特异性,在花中表达量最高,其次为根和茎,在叶片和果实中的表达量较低.经5℃、10%PEG 6000模拟干旱胁迫,0.1 mmol/L ABA、50 mmol/L ETH、10 mmol/L SA和50 mmol/L MeJA处理后叶片中CpWRKY2均出现上调表达,因此,推测CpWRKY2基因参与了西葫芦不同非生物胁迫的防御反应.

C002是蚜虫取食过程中的一种十分重要的水溶性唾液蛋白.本研究从棉蚜的转录组数据中,克隆得到棉蚜C002基因的cDNA序列(GenBank登录号:AHX71991.1).C002基因的开放阅读框全长为641 bp,编码213个氨基酸,推测其蛋白质的分子质量为24.1 kDa,等电点为9.06,具有由24个氨基酸组成的信号肽.运用荧光定量PCR技术,分析棉花型棉蚜和黄瓜型棉蚜的时间表达谱,结果表明,C002基因在两种寄主专化型棉蚜生长发育的早期阶段表达量均较高.将棉花型棉蚜和黄瓜型棉蚜分别转接到西葫芦后,C002基因的表达量在转接前后无显著变化,说明C002基因在棉蚜适应寄主过程中并没有起到关键性作用.

荧光定量PCR(qRT-PCR)是研究分子生物学中基因表达的一种新型核酸定量技术,具备快速高效、特异性强、重复性好、灵敏度高和自动化程度高等优点,因而根据相应的实验材料选择适宜的内参基因对于提高qRT-PCR分析的准确性显得尤为重要.Actin基因表达范围广且表达稳定,常常作为内参基因应用于qRT-PCR表达分析中.前期利用转录组测序(RNA-seq)技术获得了西葫芦低温弱光转录组数据库,本研究从中筛选到1条长达2543bp的cDNA,并对其进行了序列分析.生物信息学分析结果表明,该序列包含1个开放读码框(ORE),大小为2064 bp,预测编码氨基酸数为682个,理论分子大小约为79.67kD,蛋白质等电点为6.28.Wolf Psort分析发现,CpActin蛋白亚细胞定位于细胞核中.Motif Scan分析显示,CpActin蛋白质的氨基酸序列207～406位和558～682位分别为Actin的中端和C端保守区域.同源性分析表明,基因编码的蛋白质与同为南瓜属的中国南瓜和印度南瓜同源蛋白的相似性达到99％,具有高度的保守性.基于所获得的基因全长cDNA序列,设计了基因ORF全长引物对CpActin-F、CpActin-R,经PCR扩增得到一条特异、明亮的条带,经测序验证,序列与RNA-seq数据库的cDNA序列一致,基因命名为CpActin,GenBank登录号为MH211008.在此基础上,设计了一对荧光定量PCR引物CpActin-Fq、CpActin-Rq,分析显示,该引物具有较高的特异性和扩增效率,且在西葫芦不同组织(根、茎、花和果)和不同胁迫处理[正常(25℃,300μmol/m2·s)、低温处理(4℃,300 μmol/m2·s)、弱光处理(25℃,80μmol/m2·s)、低温弱光处理(4℃,80μmol/m2·s)、强光处理(25℃,2000μmol/m2·s)和高温处理(38℃,300μmol/m2·s)]叶片中均能稳定表达,适合在西葫芦基因qRT-PCR表达分析的研究中作为候选内参基因.

为探讨南瓜实蝇和瓜实蝇对不同寄主的产卵选择性及其与子代生长发育的关联度,采用生态测定方法,研究2种实蝇对南瓜、 黄瓜、 姜柄瓜、 西葫芦、 丝瓜和苦瓜6种寄主果实的产卵选择以及幼虫取食6种寄主后对其生长发育的影响.在产卵选择性试验中,2种实蝇对6种寄主的产卵选择性较为一致,均偏向于在丝瓜和黄瓜上产卵.在非产卵选择性试验中,南瓜实蝇在黄瓜和姜柄瓜上的产卵量较多;瓜实蝇在丝瓜和姜柄瓜上的产卵量较多;2种实蝇都对姜柄瓜有一定的偏好.在气味诱导的产卵选择性试验中,南瓜实蝇在姜柄瓜和黄瓜上的产卵量较多;瓜实蝇在黄瓜和丝瓜上的产卵量较多;2种实蝇都对黄瓜气味有一定的偏好;且南瓜实蝇和瓜实蝇都不偏好在苦瓜上产卵.南瓜实蝇分别取食黄瓜、 苦瓜时,其幼虫期、 蛹期较短;取食姜柄瓜时,蛹重最大;分别取食南瓜和黄瓜时的化蛹率、 羽化率最高.瓜实蝇取食西葫芦时,幼虫期较短;取食丝瓜时,蛹期较短,且蛹重最大;分别取食黄瓜和南瓜时的化蛹率、 羽化率最高.南瓜实蝇和瓜实蝇对不同寄主果实的产卵选择性均存在明显差异,寄主外部物理性状对实蝇的产卵选择有显著影响,2种实蝇对6种寄主果实产卵选择性和幼虫生长发育适应性的相关性不显著.

目的:对野三七中可能参与三萜皂苷合成的关键酶鲨烯环氧酶基因(PvfSE)进行克隆,并对其进行生物信息学分析和原核表达.方法:采用Trizol法提取野三七根的总RNA并反转录为cDNA第一链,基于野三七的转录组数据,设计PvfSE基因序列特异性引物,克隆基因全长,利用相关软件对该基因进行生物信息学分析,构建pMal-c2 X-PvfSE原核表达载体,在大肠埃希菌中诱导表达重组蛋白.结果:PvfSE开放阅读框为1 887 bp,编码628个氨基酸,蛋白相对分子质量为68.8 kDa,理论等电点为9.28,脂肪系数为95.18,亲水性系数为-0.060,不稳定指数为40.36,属于不稳定蛋白.生物信息学分析表明,PvfSE具有2个跨膜结构域,无信号肽,可能定位在叶绿体或细胞质膜上,具有FAD/NAD (P)结合域和鲨烯环氧酶结构域,属于混合型蛋白.PvfSE与西葫芦和芒柄花中参与三萜皂苷合成的鲨烯环化酶(CpSE1,CpSE3,OsSE1,OsSE2)亲缘关系较近.此外,在大肠埃希菌BL21 (DE3)中成功表达PvfSE的重组蛋白.结论:克隆得到PvfSE基因,并在大肠埃希菌中成功表达其重组蛋白,为进一步研究PvfSE的功能和解析野三七中三萜皂苷生物合成途径奠定了基础.

以攀西地区抛荒地、玉米连作、西葫芦-玉米轮作、豌豆-玉米轮作下红壤耕层(0～20cm)和亚耕层(20～40 cm)土壤为研究对象,探讨玉米种植制度对红壤磷素形态及其有效性的影响.结果 表明:耕层土壤全磷、有效磷含量和磷素活化系数均高于亚耕层,以豌豆-玉米轮作土壤最高.4种种植制度下红壤磷素均以有机磷为主,在耕层中占全磷的57.8％～81.1％,在亚耕层中占74.3％～85.5％.除豌豆-玉米轮作外,其余3种种植制度下土壤磷组分均以氢氧化钠提取态磷(NaOH-P)为主;而有效性较高的水溶性磷(H2O-P)和碳酸氢钠提取态磷(NaHCO3-P)含量较低,在耕层中仅占全磷的0.3％～2.1％、在亚耕层中仅占1.7％～10.0％;两层土壤的盐酸提取态磷(HCl-P)含量均以豌豆-玉米轮作最高,与其他3种种植制度差异显著.相关分析表明,两层土壤的有效磷、碳酸氢钠提取态有机磷(NaHCO3-Po)、氢氧化钠提取态有机磷(NaOH-Po)、盐酸提取态无机磷(HCl-Pi)含量与土壤pH、阳离子交换量、铁氧化物、铝氧化物和土壤质地呈显著相关关系.说明攀西地区豌豆-玉米轮作是提高红壤磷素有效性的最优种植制度.

[目的]番茄是一种受连作障碍影响明显的蔬菜作物,本试验旨在研究不同蔬菜作物与番茄轮作后对设施土壤微生物多样性、酶活性及土壤理化性质的影响,以期筛选出适宜与番茄轮作的蔬菜作物,为从设施栽培模式选择角度缓解或避免番茄连作障碍提供理论依据.[方法]试验以连续两茬种植番茄后分别种植大白菜(A)、黄瓜(B)、辣椒(C)、茄子(E)、秋葵(F)、西葫芦(G)6种作物为不同处理,以继续种植番茄(D)和休耕闲置土壤(H)为对照,采用16S rRNA和真菌ITS区测序、同时测定土壤酶活性、pH值、有机质含量、速效氮、磷、钾含量,研究不同蔬菜作物与番茄轮作对土壤微生物多样性、酶活性及土壤理化性质的影响.[结果]种植作物土壤细菌和真菌多样性指数均显著高于闲置土壤(H);番茄连作与轮作土壤中的细菌门水平群落结构比较固定,但不同物种的丰度差异较大.真菌对于环境变化的响应比细菌更加敏感,轮作各样本间真菌群落结构差异明显大于细菌群落结构,在物种丰度和门水平上均存在较大差异;轮作茄子和大白菜显著增加了土壤中硝化细菌[亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)、亚硝化螺菌属(Nitrosospira)]的丰度;PCA分析表明轮作茄子和空白闲置土壤细菌和真菌的群落结构与其他处理的差异较大;轮作不同作物土壤酶活性差异显著,但变化规律不明显.轮作大白菜、黄瓜和空白闲置土壤过氧化氢酶活性显著高于番茄连作和轮作其他作物.不同蔬菜轮作土壤肥力主成分分析结果表明土壤pH值、有机质、速效氮与速效磷是主要贡献因子,综合肥力排名第一的为空白土样,其次为轮作黄瓜的土样,综合肥力最低的为轮作茄子土样.[结论]种植作物可以显著提高土壤微生物多样性;轮作茄子和大白菜显著增加了土壤中硝化细菌的丰度,有利于土壤中氮素代谢和利用;轮作黄瓜和大白菜,显著提高土壤中过氧化氢酶的活性,有利于降低番茄连作产生的自毒作用.因此综合分析认为,茄子、黄瓜和大白菜是避免或缓解番茄连作障碍的潜在优势轮作作物.