科研产出
西番莲HSF基因家族的全基因组鉴定及成花期对高温胁迫的响应
《热带作物学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：热激转录因子（heat shock transcription factor, HSF）是重要的调节因子，在植物响应高温胁迫中发挥重要作用。高温胁迫对西番莲成花造成了严重的负面影响，因此研究HSF调控西番莲耐热性的意义重大。本研究利用生物信息学技术在西番莲基因组上鉴定了26个热激转录因子基因，分别命名为PeHSF1～PeHSF26。西番莲HSF基因编码蛋白长度为100～1589个氨基酸，分子量为11 544.9～177 157.8 g/mol，理论等电点为4.25～10.80。西番莲26个HSF基因分布在第1、4、5、6、7、8和9染色体上，分为10个亚群。西番莲全基因组复制事件分析结果表明，ZX01G0033270、ZX01G0052790和ZX01G0052980等5个HSF基因位于重复片段内。西番莲HSF基因有1～12个内含子和2～13个外显子，都包含HSF-DNA结合结构域。利用RNA-seq分析黄果原生种与金陵紫果HSF基因对高温环境的响应，发现ZX01G0002530、ZX01G0052790和ZX01G0121040等基因在花蕾中表达量差异显著，并通过RT-qPCR验证候选HSF基因表达水平。综合分析，推测西番莲响应高温胁迫的最理想的候选HSF基因为ZX01G0121040。这些结果有助于了解HSF在西番莲成花期响应高温胁迫过程中的功能，为西番莲耐高温的遗传改良提供重要基因资源和理论依据。
关键词： 西番莲 高温胁迫 热激转录因子 同源基因 成花 转录组测序 候选基因
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基于外壳蛋白基因的广西西番莲夜来香花叶病毒的遗传多样性分析
《中国南方果树 》 2025 北大核心
摘要：为明确夜来香花叶病毒(Telosma mosaic virus,TeMV)在广西地区的发生情况和群体遗传特征,对采集自广西13个市西番莲种植基地的187份疑似感病的西番莲样品进行RT-PCR检测,并选取来自不同产区样品的外壳蛋白(coat protein,CP)基因进行克隆和测序,分析其系统发育、遗传进化、种群结构等特征.结果表明,187份样品中162份检出TeMV,检出率为86.6%,获得22个TeMV CP基因序列(GenBank登录号OR786355~OR786369,PP544171~PP544177).相似性结果表明,22份西番莲TeMV分离物CP基因的核苷酸序列一致性为94.7%~100%,氨基酸序列一致性为95.7%~100%.结合GenBank下载的19条序列的系统发育分析表明,41条序列分为3个大分支,广西西番莲TeMV分离物属于Ⅰ组;不同国家或地区来源的分离物相互分离,且相同寄主来源的分离物亲缘关系最近.西番莲TeMV分离物CP基因序列无重组现象,进化的主要驱动力是负选择压力.不同群组间的遗传分化显著,基因交流频率低,易发生遗传漂变,群体处于扩张趋势.本研究是针对广西地区西番莲上TeMV遗传变异的首次报道,为广西西番莲TeMV防控提供参考.
关键词： 广西 西番莲 夜来香花叶病毒(Telosma mosaic virus,TeMV) TeMV CP基因 遗传多样性 遗传变异
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广西西番莲产区东亚西番莲病毒的发生情况及其遗传多样性分析
《西南农业学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：[目的]调查广西西番莲产区东亚西番莲病毒(East Asian passiflora virus,EAPV)发生情况,分析病毒种群遗传结构特征,为明确该病毒在田间的流行规律及制定防控策略提供参考依据.[方法]从广西13个市的西番莲主产区采集187份疑似被EAPV感染的西番莲样品,利用RT-PCR和核苷酸序列比对分析对样品进行鉴定.选取具有地域代表性的EAPV阳性样本,基于完整的外壳蛋白(Coat protein,CP)基因序列,分析其序列相似性、遗传多样性、遗传变异、种群结构等特征.[结果]经RT-PCR验证,共有132份西番莲样品为EAPV阳性,检出率为70.6%.从EAPV阳性样品中测序获得23株EAPV CP基因序列,上传至GenBank获得登录号.23株EAPV分离株的CP基因核苷酸序列和氨基酸序列相似性分别为80.9%~100.0%和83.4%~100.0%.系统发育进化树分析表明,23株EAPV分离株分别属于AO株系(8个分离株)和IB株系(15个分离株).IB株系CP蛋白编码区第87~95位核苷酸比AO株系多9个核苷酸.遗传差异分析结果显示,EAPV两个株系间遗传分化显著.基因交流结果显示,2个株系间基因交流频率低,株系间易发生遗传漂变.遗传多样性分析结果表明,AO株系和IB株系的基因进化主要受负选择压力,2个株系处于扩张趋势.[结论]EAPV在广西西番莲主产区发生普遍.本研究获得的23个EAPV分离株包含AO株系和IB株系.遗传漂变和负选择压力是影响EAPV遗传变异的重要机制.
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耐热型西番莲品种"钦蜜9号"花器官发育特征与繁育系统研究
《中国南方果树 》 2024 北大核心
摘要：为明确耐热型黄果西番莲品种“钦蜜9号”花器官发育进程特性和繁育系统类型，测定其花器官表型性状、花粉活性、柱头可授性、异交指数和花粉胚珠比。结果表明，“钦蜜9号”花器官发育进程为现蕾期—花冠发育期—雌雄蕊发育期—裂蕾期—开花授粉期—谢花期，时间持续25～27 d,开花时间为下午13:00—15:00,单花开放时长约24 h,开花前3 d左右（花药即将开裂时）至裂蕾时柱头可授性最强；花粉数量为7.94×10~5个/花药，活性为90.11%,繁育系统类型为异交型，自交亲和，异交需要传粉者。这些特征为“钦蜜9号”35℃以上高温还能正常开花结果提供重要参考条件。
关键词： 耐热 “钦蜜9号” 西番莲 花 可授性 花粉活性 繁育系统
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西番莲花芽分化过程观察及花生长模型的拟合
《中国农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]明确我国南方生态区主栽西番莲品种的花芽分化过程,建立西番莲花芽形态分化的花生长模型,为西番莲促花保花提供参考.[方法]以紫果类主栽品种'台农1号'(TN)和黄果类广西主推新品种'壮蜜05'(同'壮乡蜜宝',MB)为试验材料,通过扫描电镜和石蜡切片解剖观察两品种花芽分化过程,观察茎顶端分生组织以下各节位分化进程,并测量各节位花芽的第一苞片长、叶片长、卷须长;通过将茎顶端分生组织以下第7节记为初始标记节位,此时花芽为第一苞片分化期,跟踪调查标记后0-16 d花芽分化进程及标记后至开花的第一苞片长、花蕾长等5个花形态指标的动态变化,构建花生长模型.[结果]供试的两个西番莲品种花芽分化的主要过程包括第一苞片形成期、额外苞片形成期、萼片形成期、花瓣形成期、雄蕊形成期、雌蕊形成期和副花冠形成期等,其中第一苞片形成到雌蕊形成历时10-12 d,TN较MB进程快1-2 d,雌蕊形成是西番莲花芽发育成功的重要标志,此时花芽第一苞片长度为 3-4 mm,第一苞片形成到开花历时 36-44 d,TN较MB进程快 3-4 d.茎顶端分生组织以下第 4-5 节位可见卷须分化,第 6 节位花原基分化,着生于卷须旁侧,第 7 节位可见第一苞片分化,第9节位出现腋生营养分生组织,单独位于卷须和花芽内侧,第10-11节位可见腋芽形成,第14-15节位雌蕊原基分化.利用Origin软件对MB和TN的第一苞片长度、第一苞片宽度、花梗长、花蕾长、花梗和花蕾总长共 5个花形态指标和标记后天数进行 Logistic 模型的非线性回归拟合,决定系数 R 2 为 0.9524-0.9988,标准化均方根误差(nRMSE)为 8.54%—19.62%,模型方程的拟合效果较好.根据模型参数和实际观察,苞片的长度在标记后即第一苞片形成期后11-12 d进入快速增长期,标记后24-26 d进入缓慢增长期后趋于稳定;之后花梗和萼片迅速生长,萼片长度超过苞片,花蕾和花梗总长在标记后 24-25 d进入快速增长期,标记后 41-42 d进入缓慢增长期到最大值后开花.[结论]西番莲的花芽与卷须紧靠,而与营养芽分开独立;西番莲花芽分化和形态分化可分为3 个阶段,第一苞片形成期到雌蕊形成期,历时10-12 d;苞片生长期,历时12-14 d;花梗和花蕾生长期,历时15-17 d.在西番莲实际生产中,可通过花生长模型预测开花时间,通过苞片长度等形态指标判断花芽分化进程,为促花保花方案提供参考依据.
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8个西番莲品种的开花特性与花粉柱头形态观察
《分子植物育种 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为明确西番莲不同品种的开花特性、花器官形态结构特征,本研究通过对广西南宁栽培的8个西番莲品种的开花特性进行分析,并通过扫描电镜对花粉、柱头细胞学形态进行观察.结果表明:8个西番莲品种的开花习性有差异.'桂百一号'在八月上旬进入初花期;其次为'JD-BX''JD-42''JD-77''JD-67'在8月中旬进入初花期;'金都百香2号''金都百香3号''金都百香4号'较晚,在8月下旬进入初花期.根据其花萼开裂的时间区分开花类型,'桂百一号''金都百香3号''金都百香4号'为上午开花型,其余五个西番莲品种为下午开花型;单花开花动态时序上,花完全开放到雌雄蕊展平至90°的8个品种所需时间由长到短依次为:'桂百一号'>'JD-BX'>'JD-42'>'金都百香4号'>'金都百香2号'>'金都百香3号'>'JD-67'>'JD-77'.通过显微观察发现8种西番莲品种在花粉粒大小、萌发沟长度、柱头形状上具有一定差异.本研究明确了 8种西番莲品种的开花特性、花粉柱头形态结构特征,确定了授粉时花器官最佳空间位置,为实现高效生产及百香果授粉生物学研究提供参考.
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西番莲3种病毒多重RT-PCR检测方法的建立与应用
《农业研究与应用 》 2024
摘要：【目的】西番莲是一种具有很高经济价值的热带和亚热带水果，但无性繁殖方式导致病毒病成为西番莲产业发展的严重威胁。为了更好地监控田间西番莲病毒病的发生，特开展本研究，以期建立针对西番莲夜来香花叶病毒（telosma mosaic virus,TeMV）、东亚西番莲病毒（East Asian passiflora virus,EAPV）和黄瓜花叶病毒（cucumber mosaic virus,CMV）的多重RT-PCR检测方法。【方法】根据已在GenBank上登记的3种病毒CP基因的保守序列，分别设计了针对TeMV、EAPV和CMV的3对特异性检测引物，通过试验确定了引物浓度、循环数、退火温度等条件，从而获得优化的多重RT-PCR反应体系，并验证了多重RTPCR的检测灵敏度，然后应用优化体系对广西田间采集的40个西番莲叶片样品进行3种病毒的检测。【结果】通过优化筛选，在20μL的PCR反应体系中实现了西番莲TeMV、EAPV、CMV 3种病毒的多重检测，最优反应条件是引物体积TeMV和EAPV各2μL、CMV3μL，循环数35次，退火温度54.9℃；验证结果表明，检测灵敏度最高可达104拷贝/μL。检测结果表明，3对特异性检测引物的扩增产物大小分别为496 bp、279 bp、157 bp。对西番莲叶片样品病毒进行检测的结果表明，TeMV、EAPV和CMV的检测结果分别是97.5%(39/40),95%(38/40)和2.5%(1/40)，而用单一RT-PCR的检测结果分别是100%(40/40), 95%(38/40)和2.5%(1/40)，多重RT-PCR检测结果和单一RT-PCR检测结果的符合度为99.16%(119/120)。同时，TeMV和EAPV倾向于复合侵染，其复合侵染率高达95%(38/40)。【结论】本研究建立了西番莲病毒多重RT-PCR检测的优化体系，能够同时快速、灵敏和可靠地检测TeMV、EAPV和CMV，为这3种西番莲病毒田间控制、检疫规划和诊断提供了基础。
关键词： 西番莲 TeMV EAPV CMV 多重RT-PCR
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西番莲自交和异交的花粉管荧光显微观察及授粉亲和性分析
《果树学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]通过比较不同西番莲品种(系)自交和异交授粉后花粉萌发及花粉管生长差异和授粉亲和性的强弱,阐明不同亲和性类型的花粉管生长行为,为西番莲授粉及杂交育种提供参考.[方法]以主栽品种台农1号(TN)和编号为H2、MB、H6、ZS的西番莲品系为试验材料,试验共设置4个自交授粉组合,分别为TN、H2、MB、H6自交,以及6个异交授粉组合,分别为H6×MB、H6×TN、MB×H6、MB×TN、ZS×MB、ZS×H6,分别对授粉后0.5~24 h的花粉管进行荧光显微观察并计算授粉亲和性指数,同时对雌蕊进行解剖观察,并统计H6×MB等4个组合的坐果率.[结果](1)西番莲雌蕊柱头上密布乳突,花粉管穿过柱头乳突细胞间隙进入柱头引导组织,引导组织呈漏斗形,从柱头延伸至花柱基部.(2)具有亲和性的西番莲自交和异交组合的花粉粒附着在柱头后,萌发出花粉管进入柱头乳突,之后经过柱头和花柱引导组织,于授粉后18~24 h进入胚珠;而具有不亲和性的西番莲自交和异交组合的花粉粒可以附着在柱头上并萌发出花粉管,但花粉管出现末端膨大变粗的畸形形态,不能正常伸长,最终只能停留在柱头乳突中,表现出孢子体不亲和类型的特征.(3)4个自交授粉组合的授粉亲和性为TN>H2>MB>H6,其中H6为自交不亲和类型;6个异交授粉组合的授粉亲和性为H6×MB>H6×TN、MB×H6>MB×TN、ZS×MB>ZS×H6,其中H6×TN为异交不亲和类型;除MB×TN外,H6×MB、H6×TN、MB×H6的坐果率与花粉管观察结果一致.(4)亲和性组合的花粉管生长会伴随规则的胼胝质塞;柱头乳突的胼胝质堆积与授粉亲和性存在关联,表现出乳突细胞胼胝质堆积量随着亲和性的减弱而增加.[结论]具亲和性的西番莲自交和异交组合于授粉后18~24 h花粉管进入胚珠,而不亲和组合的花粉管畸形无法穿过柱头乳突;柱头乳突细胞胼胝质堆积增多则亲和性降低.
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广西不同产区西番莲果实香气成分研究
《农业研究与应用 》 2022
摘要：为了解广西地区西番莲果实香气成分,利用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用仪分析西番莲香气成分,对提取的香气成分总离子流色谱图结合NIST谱库捜索.结果表明,广西不同产地西番莲共有的特征香气成分有12种:乙酸乙酯、丁酸乙酯、巴豆酸乙酯、2-庚酮、庚烷-2-基丁酸酯、己酸、己酸乙酯、4-辛烯酸乙酯、丁酸己酯、辛酸乙酯、二氢-β-紫罗兰酮、邻苯二甲酸二辛酯,其中,南宁地区西番莲主要香气成分是乙酸乙酯,相对含量为24.50%;玉林地区西番莲主要香气成分是己酸乙酯,相对含量为10.91%;贵港地区西番莲主要香气成分是丁酸乙酯,相对含量为21.86%.广西不同地区西番莲主要香气物质、物质含量间存在差异,结果可为广西西番莲品质鉴定、果实加工提供借鉴与参考.
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基于RAD-seq的西番莲系统进化分析及种间SSR标记开发
《农业生物技术学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：西番莲(Passiflora spp.)是中国南方重要的果树,其种间进化关系尚不清楚,且缺乏通用性分子标记.本研究基于酶切位点相关DNA测序(restriction site-associated DNA sequencing,RAD-seq)技术对西番莲属6个种共10份种质的系统进化、SSR位点及标记通用性进行了研究.结果表明:EcoRⅠ是西番莲基因组简化测序较为适应的酶;依据剩余读长数/读长数,以'紫果7号'(P.edulis)(P4)的部分组装序列为参考基因组,利用检测到的46451个高质量SNPs构建系统发生树,结果显示,蓝冠西番莲(P.caerulea)(P6)、红花西番莲(P.coccinea)(P7)、版纳西番莲(P.xishuangbannaensis)(P8)和大果西番莲(P.quadragularis)(P9)为一支,绿皮百香果(P.edulis)(P5)和哥伦比亚激情果(P.ligularis)(P10)为一支,金陵紫果(P.edulis)(P1)、芭乐味黄金果(P.edulis var.flavicarpa)(P2)、云南黄果原生种(P.edulis var.flavicarpa)(P3)和'紫果7号'在亲缘关系上更近;以版纳西番莲为参考基因组,利用12452个高质量SNPs构建系统发生树,云南黄果原生种、'紫果7号'、红花西番莲、版纳西番莲、大果西番莲和哥伦比亚激情果都单独为一支,金陵紫果和芭乐味黄金果聚为一支,绿皮百香果和蓝冠西番莲聚为一支;在10份西番莲种质的基因组中共鉴定到2614个SSR,其核心基序为AT、GA和AAG等2~6个碱基,重复数为4~16次,并成功开发了2515对SSR引物;利用50对SSR标记评估西番莲各种质间的标记通用率为54.22%,栽培种西番莲(P1~P5)明显高于其他5个种属(P6~P10),而中国云南野生种版纳西番莲的通用率为0,推测是由于版纳西番莲与其他种质的亲缘关系较远,基因组序列上存在着较大的差异.本研究明确了不同种西番莲间的亲缘关系,为西番莲遗传改良提供理论依据,为西番莲分子标记辅助选择育种提供实用的SSR标记.
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