【背景】番茄(Solanum lycopersicum)作为连续发芽分化和坐果的重要园艺作物,早衰是限制其生长期长短、产量和品质的重要因素。NAC(NAM、ATAF1/2和CUC2)转录因子家族参与调控拟南芥、水稻等多种植物衰老进程,但在番茄中的研究尚不深入。目前已知,SlNAP2(NAC-like, activated by apetala3/pistillata)参与番茄植株衰老进程。【目的】SlNAC29为SlNAP2的同源基因,对其在番茄植株衰老中的功能及调控机制进行研究,以期为园艺栽培中番茄的衰老调控及种质创新提供科学依据。【方法】以野生型番茄(Condine Red,CR)为背景,采用qRT-PCR技术明确SlNAC29在不同衰老阶段叶片中的相对表达量,并分别利用CRISPR/Cas9基因编辑技术和基因过表达技术构建Slnac29纯合突变体及OE:SlNAC29稳定过表达植株。在此基础上,在自然生长状态下和黑暗处理诱导衰老条件下,对野生型、Slnac29突变体和OE:SlNAC29过表达植株的生长、叶绿素含量、光合作用、叶片衰老和叶绿素降解相关基因的相对表达量等参数进行分析,明确SlNAC29转录因子在调控番茄植株衰老中的生物学功能;进一步利用聚类热图分析过表达植株OE:SlNAC29中29个衰老相关基因、叶绿素降解基因以及ABA合成/信号转导相关基因的相对表达量。并选取在黑暗诱导衰老条件下不同株系植株中表达差异明显的4个基因进行凝胶迁移阻滞分析(electrophoretic mobility shift analysis,EMSA),以鉴定SlNAC29直接转录调控的靶标基因及其与衰老调控的关系。【结果】SlNAC29在初老叶和衰老叶片中的相对表达量较嫩叶和成熟叶显著上升。自然生长状态下,突变体材料Slnac29与野生型长势以及光合速率无明显差异,而过表达材料OE:SlNAC29株高则显著低于野生型植株,叶绿素含量和光合速率分别是野生型植株的25%和50%。在黑暗诱导衰老的条件下,野生型植株叶片明显变黄,叶绿素含量显著下降。Slnac29突变缓解了叶片衰老程度,叶片无明显变黄,叶绿素含量是野生型的3倍,衰老相关基因(senescence-associated genes,SAGs)和叶绿素降解基因的表达量均较低。OE:SlNAC29则相反,叶片衰老程度比野生型和Slnac29突变体均明显严重。基因聚类分析表明多个衰老相关基因和叶绿素降解基因在OE:SlNAC29植株中显著上调表达。EMSA鉴定到SlNAC29能够直接与衰老相关基因家族SAGs成员SlAGT1(Glyoxylate aminotransferase)启动子绑定,且SlAGT1在OE:SlNAC29中的相对表达量较野生型和Slnac29突变体显著增加。【结论】转录因子SlNAC29调控番茄植株的衰老,促进番茄叶片在黑暗诱导条件下的衰老进程。SlNAC29直接绑定衰老相关基因SlAGT1启动子区域调控其转录表达。

为进一步明确该基因的分子特征及表达特性,通过RT-PCR从番茄中克隆了低温响应NAC转录因子SlNAC80,该基因开放阅读框1 023 bp,编码340个氨基酸。Sl NAC80蛋白相对分子量为38.19 k Da,等电点为5.27,N-端具有典型的NAC保守结构域,包含A、B、C、D、E 5个亚结构域。实时荧光定量PCR(q PCR)分析表明,Sl NAC80在番茄各组织中均有表达,以在绿果和衰老叶中的表达量最高,在红熟果中的表达量最低。对启动子区序列进行预测分析发现,Sl NAC80启动子区含有许多响应激素(ABA、GA、SA及ETH)和逆境(低温、脱水及盐胁迫)的顺式作用元件,如EREL...

番茄果实成熟衰老是一个有序而复杂的过程,也是一个多因子高度协调的遗传调控过程,影响番茄果实成熟衰老的因子很多,包括各种植物激素﹑相关酶类以及各种外源物质等。本文论述了与番茄果实成熟衰老相关的植物激素及其类似物(乙烯﹑脱落酸﹑水杨酸﹑茉莉酸﹑多胺)﹑相关酶类(脂氧合酶﹑保护酶类﹑软化酶类),以及外源物质(1-甲基环丙烯﹑一氧化氮﹑钙)对番茄果实成熟衰老的影响,并探讨了各种相关因子对其成熟衰老的影响机理。

为了重塑番茄在环境因素控制下的生长发育过程,进而实现产量预测,基于库源关系的结构功能互反馈模型GreenLab,结合温室温度、湿度、光照等可控环境因子,研究了生长环境对番茄果实产量的影响。试验结果表明:种植密度不影响植株的营养生长;但果实产量受季节、种植密度影响而不同,随密度增大单株产量下降,而每m2产量上升。环境因素影响植株生长过程中植株物质生产量与器官物质需求量比值Q/D的变化,从而影响坐果率,模型中可利用密度试验数据校准器官的汇源关系,进而确定其变化规律,通过分析不同环境下番茄果实对同化物的竞争水平可实现坐果定量化。

通过根癌农杆菌介导转化番茄 (LycopersiconesculentumMill.)下胚轴 ,将外源双价基因导入番茄 ,获得了一批卡那霉素抗性苗 ,经PCR检测证明外源基因已经整合到番茄基因组中。研究表明番茄下胚轴是良好的遗传转化受体 ,具有操作简便 ,节省番茄材料和再生速度快的特点。烟草细胞看护培养能够提高外植体的转化效率和减少农杆菌对外植体的污染

以土壤栽培为对照,采用山崎番茄营养液配方研究了雾培对番茄的生长、产量和品质的影响。结果表明:雾培番茄植株长势旺盛,叶片叶绿素含量和净光合速率增加,每穗果的单果重和单株产量提高。而茎粗和单株结果数变化不大。此外,果实VC含量、可溶性糖含量与有机酸含量,以及糖酸比均下降,风味降低。这说明雾培可促进植株叶片光合作用的提高,并促进光合产物的运转,增加番茄果实产量,但不利于果实的品质的改善。

为解析环境因子耦合对番茄光合作用及生长的驱动和调控作用,实现温室番茄生长环境精准管理。对温室内空气温度、相对湿度、光合有效辐射采用二次正交旋转设计组合,分析环境多因子耦合对结果期番茄生长及光合作用调控效应。以番茄相对生长速率和净光合速率综合最优为评价目标,建立生长光合复合评价指标对环境多因子的综合响应模型。结果表明:环境多因子对番茄相对生长速率、净光合速率的调控效应和路径不同。单因子效应分析表明空气温度、相对湿度与相对生长速率关系均为开口向上抛物线,但与净光合速率关系均为开口向下抛物线。边际效应分析表明,对相对生长速率,3种环境因子均为正效应;对净光合速率,空气温度、相对湿度为负效应,光合有效辐射为正效应。通径分析表明,相对生长速率的主控因子为叶绿素含量、净光合速率,受环境因子的间接调控;净光合速率的主控因子为植株含水量,叶绿素含量,受环境因子的直接调控。生长光合复合指标响应模型中,温度与湿度、温度与光照均存在显著负交互作用,表明光照强或湿度大时提高空气温度会抑制番茄生长。综合考虑番茄生长及光合作用,秋冬及早春季节温室结果期番茄最适生长环境为温度29.2℃,湿度75%,光照400μmol·m~(-2)·s~(-1)。

采用室内生物测定的方法,研究了辣椒全株、根、茎、叶水浸液的化感效应。结果表明,辣椒全株、根、茎、叶水浸液对辣椒和番茄种子萌发的影响依供体部位、水浸液浓度和受体不同而有差异,辣椒植株水浸液对辣椒和番茄种子发芽存在自毒作用。辣椒植株全株、根、茎、叶水浸提液对辣椒和番茄种子发芽表现为抑制作用,并随着浓度的增大,抑制作用增强,这表明辣椒植株水浸液对辣椒和番茄种子发芽有较强的自毒作用。综合而言,辣椒全株、根、茎、叶水浸液对辣椒的自毒作用强弱依次为叶>根>茎>全株,对番茄的自毒作用强弱依次为叶>全株>根>茎,显示辣椒叶水浸液的自毒作用最强。

【目的】探究水肥耦合对番茄植株养分吸收和光合参数的影响及其相互关系,为西北温室番茄科学水肥管理提供理论依据。【方法】通过日光温室番茄试验,基于水分蒸发量设置3个灌水量:1.00E(W1)、0.75E(W2)、0.50E(W3)和3个施肥水平(N-P_2O_5-K_2O):高肥320-160-320 kg·hm~(-2)(F1)、中肥240-120-240 kg·hm~(-2)(F2)和低肥160-80-160 kg·hm~(-2)(F3),以当地常规灌水施肥为对照(CK)。【结果】结果表明,不同水肥处理对番茄叶面积指数(LAI)和叶绿素含量影响显著(PK>P,分别在22.83—47.20、4.45—7.08和22.00—34.92 g·kg~(-1)间变化,提高灌水量与施肥量利于提高叶片养分含量、植株养分累积及养分向果实的转移,W1F1处理下叶片N、P、K含量及植株N、K和果实养分累积量均达到最大(除51 d叶片N和89 d叶片P含量外)。灌水和施肥对植株净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)影响显著(P

【目的】建立土壤水肥影响下的番茄株高、单株展开叶数及单叶面积随辐热积的变化模型,为番茄施肥和灌溉提供依据。【方法】以灌水上限和施肥量为因素,采用二元二次正交旋转组合设计,建立基于辐热积的番茄株高及单叶面积的logistic模型和单株展开叶数的指数函数模型,并根据建立的单株展开叶数模型和单叶面积模型,模拟番茄叶面积指数。【结果】所建模型对不同水肥处理下的番茄株高、单株展开叶数、单叶面积和叶面积指数的预测效果较好,其预测值与实测值之间基于1∶1直线的决定系数R2分别为0.962 7,0.947 1,0.854 8和0.926 3,相对误差(RE)分别为9.41%,7.50%,17.80%和18.2...

本试验在研究１３个番茄品种吸钾特性的基础上，选用６个品种进行不同嫁接组合比较。结果表明：嫁接植株地上部的生育状况与接穗密切相关。在霍克兰特营养液（Ⅱ）１／３份额钾和全份额钾水平下基本上保留了接穗营养体生长和生殖生长的特性。嫁接植株的吸钾特性则取决于砧木和接穗的联合效应。选用吸钾能力强的番茄品种为砧木，与早花、早果、需钾量多的品种为接穗进行嫁接后，其总吸钾量为最高，输送到花、果实中钾量也较多，且抗性增强。其中，以吸钾能力强、总吸钾量高、向地上部运输的钾亦多的抗青枯龙虎号作砧木，与早熟类型如北京早红接穗进行嫁接后，其嫁接植株对提高吸钾能力、抗逆性、早熟和高产的影响最为显著。

以5个番茄F1杂交种为试材,研究了基因型、植物生长调节剂、变温处理和椰乳对愈伤组织发生及植株再生的影响,旨在优化番茄花药培养的技术方法。结果表明:不同基因型愈伤组织发生率不同;培养基中添加0.5mg·L-1的2,4-D较NAA,5个材料的愈伤组织平均诱导率提高了10.04%;4℃48h+33℃72h的处理对愈伤组织的诱导有明显的促进作用;培养基中加入50mg·L-1的椰乳可提高愈伤组织诱导率。植株再生的较优培养基为MS+0.2mg·L-1 IAA+2.0mg·L-16-BA+0.5mg·L-1ZT。基因型和培养基是愈伤组织的发生和植株再生的主要影响因素;适当的低温处理配合高温热激,及在培养基中...

为了研究在非耕地区域种植蔬菜的问题,以菇渣、麦秆、菊芋杆、油菜杆、河沙、牛粪、羊粪为试验材料,采用不同基质配方设计对设施内番茄的生长特性和光合特性等进行了研究。结果表明:处理A(纯牛粪)、C(菇渣∶麦秆∶河沙=4∶4∶2)和L(牛粪∶羊粪∶河沙=4∶4∶2)3种基质配方的番茄植株生长特性、光合特性在各生育期都较高,明显好于其它基质配方。因此,利用本地农业废弃物菇渣、麦秆、河沙、牛粪、羊粪等材料配置不同基质配方可完全满足设施番茄的生长,A、C和L 3种基质配方可作为青海省非耕地设施番茄栽培基质推广应用。

[目的]探究嫁接对番茄植株根际微生物群落组成的影响，旨在揭示嫁接提高番茄植株抗性的机制并为构建解决番茄连作障碍体系提供参考。[方法]基于高通量测序技术，以番茄品种新砧1号和宝砧1号为砧木，桃太郎品种为接穗进行以下处理：新砧1号实生植株（简称：新砧）；新砧1号×桃太郎嫁接植株；（简称：桃太郎/新砧）；宝砧1号实生植株；（简称：宝砧）；宝砧1号×桃太郎嫁接植株；（简称：桃太郎/宝砧）；桃太郎实生植株。（简称：桃太郎）。采集番茄实生与嫁接处理植株根际土壤，比较分析番茄各处理根际土壤细菌和真菌的群落组成。[结果]与新砧、宝砧、桃太郎处理植株相比，桃太郎/新砧和桃太郎/宝砧处理植株细菌和真菌群落在不同分类水平上可操作分类单元(OTU)数量均发生明显变化。与砧木和接穗实生植株相比，番茄嫁接植株根际土壤中拥有更丰富的微生物OTU和特有OTU数量。番茄实生与嫁接植株间在根际土壤细菌和真菌多样性与丰富度上无显著差异（P>0.05）。在门分类水平上，在桃太郎/新砧处理植株根际土壤中，放线菌门和厚壁菌门细菌丰度占比均高于新砧和桃太郎处理植株；在桃太郎/宝砧处理植株中，绿弯菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门细菌丰度占比均高于宝砧和桃太郎处理植株。在属分类水平上，与新砧和桃太郎处理植株相比，桃太郎/新砧处理植株根际土壤中鞘氨醇单胞菌属、芽孢杆菌属、链霉菌属、unclassified＿f＿＿Micrococcaceae、norank＿f＿＿norank＿o＿＿Gaiellales细菌属丰度占比增加；与桃太郎处理植株相比，桃太郎/新砧处理植株根际土壤中增加特有优势菌属栖大理石菌属。与宝砧和桃太郎处理植株相比，桃太郎/宝砧处理植株根际土壤中，norank＿f＿＿norank＿o＿＿norank＿c＿＿Subgroup＿6、类诺卡氏菌、norank＿f＿＿norank＿o＿＿norank＿c＿＿Gitt-GS-136、norank＿f＿＿norank＿o＿＿norank＿c＿＿KD4-96、norank＿f＿＿JG30-KF-CM45属细菌丰度占比增加，同时增加特有优势菌属norank＿f＿＿norank＿o＿＿norank＿c＿＿JG30-KF-CM66菌属。在真菌门分类水平上，与番茄实生植株相比，嫁接植株根际土壤中油壶菌门真菌丰度占比提升，而子囊菌门真菌丰度占比下降。此外，桃太郎/新砧嫁接植株根际土壤中unclassified＿k＿＿Fungi菌门丰度占比增加，而桃太郎/宝砧嫁接植株根际土壤中unclassified＿k＿＿Fungi菌门丰度占比减少。在属分类水平上，与对应实生植株相比，桃太郎/新砧处理植株根际土壤中，根囊壶菌属、unclassified＿k＿＿Fungi、分枝孢子霉属真菌的丰度占比增加，桃太郎/新砧处理植株根际土壤中还缺失木霉属、曲霉菌属、unclassified＿o＿＿Eurotiales、unclassified＿o＿＿Sordariales等菌属，但与新砧处理植株相比，增加了镰刀菌属；在桃太郎/宝砧处理植株根际土壤中，根囊壶菌属、青霉属丰度占比增加，而分枝孢子霉属、木霉属、曲霉菌属、镰刀菌属、unclassified＿o＿＿Eurotiales、蛛网霉属等菌属缺失。[结论]与实生植株相比，嫁接不仅改变了番茄植株根际土壤微生物群落丰度占比，还改变了根际土壤微生物的群落组成。番茄嫁接植株根际土壤微生物群落组成的改良是嫁接植株抗性增强的重要原因之一。

番茄红素的提取方法一直存在着溶剂残留严重与萃取成本过高的问题。对超临界二氧化碳流体萃取法去除番茄红素中的有机溶剂残留,以及番茄红素对果蝇寿命的影响、对老龄小鼠心肌脂褐素和血清SOD的影响进行了研究。结果表明:超临界二氧化碳流体萃取法去除溶剂残留的最佳工艺参数为:压力20.67MPa,提取温度35℃,二氧化碳流量0.5L/min,提取时间为2h。试验还证实番茄红素可以显著延长果蝇寿命,同时可以降低老龄小鼠心肌脂褐素的含量,提高其血清SOD的活性。