热带作物学报
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2024年, 45卷, 第4期 
刊出日期:2024-04-25
  
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    组学与生物技术
  • 组学与生物技术
    杜晓愚, 赵一杰, 张世鑫, 田维敏, 晁金泉
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    磺肽素是一种高等植物特有的小肽类激素,广泛参与植物的生长发育、分裂分化、生物或非生物胁迫等生物学过程。磺肽素受体蛋白(phytosulfokine receptor, PSKR)是磺肽素的直接受体,对于磺肽素信号传导至关重要。本研究采用RT-PCR(reverse transcription-polymerase chain reaction)技术克隆了橡胶树的HbPSKR2基因,并对其进行生物信息学、基因表达模式、互作蛋白筛选及鉴定分析。结果显示HbPSKR2基因的开放阅读框全长3159 bp,编码1052个氨基酸,理论分子量为114.84 kDa,理论等电点为6.34。结构域分析显示HbPSKR2属于典型的跨膜蛋白,前640个氨基酸是由亮氨酸重复组成的天线结构,第692~714个氨基酸是跨膜结构域,第765~1052个氨基酸是膜内激酶结构域。对HbPSKR2膜内激酶结构域以及拟南芥和水稻的PSKR同源序列进行多重比对,结果显示均存在ATP binding site、CaM binding site、Activation segment、GC Centre等保守性位点。表达模式分析显示,HbPSKR2基因在橡胶树形成层区高丰度表达,其表达量在冠菌素处理前期显著上升。通过酵母双杂交技术筛选到12个与HbPSKR2互作的候选蛋白,并对其中的2个蛋白激酶(HbPBL8和HbPIX13)与HbPSKR2的互作关系进行荧光素酶互补成像验证。结果显示,在烟草中共转化HbPSKR2-nLUC/HbPBL8-cLUC和HbPSKR2-nLUC/HbPIX13-cLUC可以观察到强烈的荧光信号,进一步证明了HbPSKR2在体内可与HbPBL8激酶和HbPIX13激酶互作。橡胶树HbPSKR2基因克隆及互作蛋白鉴定将为深入揭示橡胶树乳管分化分子机制提供新的思路。

  • 组学与生物技术
    谢秀菊, 夏启玉, 刘帅, 麦贤俊, 贾瑞宗, 郭安平, 徐志胜, 李峰, 孔祥义, 赵辉
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    传统的检测转基因植物中外源基因拷贝数的方法是Southern杂交,该方法成本高、周期长,难以满足高通量检测外源基因拷贝数的育种需求,因此,本研究旨在建立快速且高通量检测转基因番木瓜中外源基因拷贝数的方法。本研究从番木瓜基因组中筛选出2个单拷贝基因Cpa03g018830Cpa03g018770,以已知外源基因为单拷贝整合的转基因番木瓜为参照,利用数字PCR鉴定其拷贝数,进一步以其为内参基因,以番木瓜转基因育种常用的筛选标记基因NPTⅡ为外源目的基因,建立利用数字PCR和荧光定量PCR技术检测转基因番木瓜中外源基因拷贝数的方法。结果表明:Cpa03g018830Cpa03g018770均为单拷贝基因;建立的数字PCR方法对转基因番木瓜中的外源基因拷贝数的检测准确可靠,而荧光定量PCR对转基因番木瓜中外源基因单低拷贝整合的检测准确度较高,对外源基因多拷贝整合的检测准确度则较低,因此,荧光定量PCR适合用来在大量转基因植株中初筛出单低拷贝整合的植株。本研究鉴定的单拷贝基因Cpa03g018830Cpa03g018770可作为转基因番木瓜中外源基因拷贝数检测的内参基因,且建立的利用数字PCR和荧光定量PCR技术检测转基因番木瓜中外源基因拷贝数的方法,操作简单,速度快,适合批量检测,可为番木瓜转基因抗病育种中单低拷贝株系的选育提供新的方法。

  • 组学与生物技术
    杨琳, 杨帆, 张杭颖, 黄勃诚, 邱清华, 张君诚
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    为探究五指毛桃(Ficus hirta Vahl)不同部位补骨脂素合成酶基因(psoralen synthetase, PS)表达与补骨脂素含量的关系,本研究分别采用实时荧光定量PCR法和高效液相色谱法测定来自广西和福建的五指毛桃根、茎、叶和果实PS基因的表达量及补骨脂素含量,分析不同五指毛桃种质不同部位PS基因表达及其代谢产物含量的差异。结果显示:PS基因在广西和福建五指毛桃的根、茎、叶和果实中均有表达,且其表达量具有组织特异性,在根中的相对表达量最高(侧根高于主根),叶中次之(全缘叶高于缺刻叶),茎和果实的表达量极低。使用高效液相色谱测得广西和福建的五指毛桃中补骨脂素含量存在差异,在2个五指毛桃种质的主根、侧根、缺刻叶、全缘叶、茎、果实中均有积累,侧根中的含量最高,分别为3.206、2.947 mg/g,主根次之(2.136、0.419 mg/g),缺刻叶中的含量分别为0.022、0.028 mg/g,全缘叶中的含量分别为0.069、0.035 mg/g,茎(0.003、0.003 mg/g)和果实(0.002、0.001 mg/g)中含量较低。五指毛桃PS基因表达与补骨脂素含量具有相关性,该研究结果为解析PS基因在五指毛桃补骨脂素合成中的作用提供参考。

  • 组学与生物技术
    陈建分, 曹振木, 秦于玲, 申龙斌, 刘维侠, 朱丹, 吴怡婷, 刘子记, 王旭
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    辣椒轻斑驳病毒(Pepper mild mottle virus, PMMoV)是世界范围内最严重的病原体之一,目前已报道的PMMoV包括P0、P1、P1,2、P1,2,3、P1,2,3,4五种致病型。辣椒轻斑驳病毒寄主范围广、致病力强,严重影响辣椒的产量和品质,开展抗病育种是防治该病毒最为经济有效的手段。本课题组前期研究已明确了感染海南儋州辣椒种质资源圃的PMMoV为P1,2 致病型,为了筛选抗PMMoV的辣椒种质资源,以110份种质为材料,利用已报道的与L3连锁的分子标记对辣椒种质进行检测。结果表明:在110份材料中共检测到46份辣椒种质含有与L3连锁的分子标记。采用苗期人工接种鉴定方法,对含有抗性分子标记的46份辣椒种质接种PMMoV P1,2致病型进行抗性鉴定。接种5 d后调查局部症状,接种20 d后调查系统症状,计算病情指数。结果表明:不同的辣椒种质在抗病性上存在显著差异,各种质的病情指数在8.86~60.00之间,对PMMoV P1,2致病型表现高抗(HR)的种质为CF19-34m和19FB6-1;表现抗病(R)的种质为CCJ93-1;表现中抗(MR)的种质包括17YB32、17SCa28m、15SM39-2、14SM555×14SM1、14SM567-2、14SM526-1、14SM565-1、14SM502-1、14SM519-1、14SM504m、14SM503m、14SM519-3、14SM518-2、14SM519-2、CCJ52-1等34份;表现感病(S)的种质包括14SM514m、CCJ22-1、CCJ113-2、CCJ135-1、CCJ157-1、L537-1m、L545、CCJ87-2、CCJ133-1,获得的高抗、抗病、中抗种质占总鉴定材料的80.43%。本研究结果为创制抗辣椒轻斑驳病毒种质资源和培育抗性品种奠定基础。

  • 种质资源与遗传育种
  • 种质资源与遗传育种
    刘慧转, 曹敏, 唐丽, 宋记明, 李均一, 冯亚亭, 骆凯, 陈银华
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    木薯(Manihot esculenta Crantz)作为热带地区第三大粮食作物,是世界近六亿人的口粮。木薯主要栽培于热带地区,常受到雨季水淹的危害,导致产量和品质严重下降,筛选耐水淹木薯种质具有重要意义。为研究不同木薯种质苗耐水淹性差异,采用盆栽模拟苗期水淹胁迫的方法,对水淹胁迫6 d下28份木薯种质的株高增长量、叶绿素相对含量、相对电导率和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化物酶(peroxidase, POD)、过氧化氢酶(catalase, CAT)活性进行测定,采用变异系数分析、方差分析、相关性分析、主成分分析和隶属函数分析对其苗期耐水淹性进行综合评价。结果表明:28份木薯种质耐水淹性存在较大的差异,水淹胁迫显著抑制了15份种质生长(P<0.05),不同木薯种质对水淹胁迫的响应机制并不一致。相关性分析结果表明:株高增长量和叶绿素相对含量呈极显著正相关关系(P<0.01),相关系数为0.253;叶绿素相对含量和相对电导率呈极显著负相关关系(P<0.01),相关系数为0.266。主成分分析结果显示:前4个主成分可代替6个指标的82.85%贡献率,其中第I主成分的载荷主要是CAT,第II主成分的载荷主要是株高增长量,第III主成分的载荷主要是SOD,第IV主成分的载荷主要是叶绿素相对含量。通过隶属函数综合分析,28份木薯种质耐水淹性从强到弱依次为琼中1号、SC6068、SC201、ME191、M-F532、GR891、C222、GR3、F2000、罗勇80、46-12、GR5、KU58、H660、SC5、F03P、M-GR911、CH20、M-F671、COL713、老板2号、JG1301、GR911、E407、F274、SC8、M-SC5、泰国。本研究结果将为木薯耐水淹性新品种培育和耐水淹机理研究提供理论基础和材料支持。

  • 种质资源与遗传育种
    周海琪, 夏玲, 吕顺, 曾莉莎, 王芳, 黄晓彦, 陈东仪, 刘文清, 梁少丽, 刘丽琴
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    香蕉分类是一个难题,利用形态学特征进行分类已无法满足需要。分子标记技术逐渐被应用到香蕉品种(系)的种群鉴定与分类、亲缘关系分析和遗传多样性研究等方面。本研究采用SRAP分子标记技术对89份香蕉种质资源的亲缘关系进行分析。利用10对正反引物两两组合成100对引物组合,从中筛选出扩增条带易于识别、带型清晰、多态性高的13对SRAP引物,共扩增出170条可辨认条带,平均每对引物扩增13.08条,其中表现出多态性的条带有140条,多态性比率为79.00%。89份香蕉种质资源的相似系数的变化范围在0.241~1.000之间,遗传多样性非常丰富,来源于同一个地方或者来源不同地方的同一类型的野生蕉的相似性系数较高。当相似性系数为0.49时可以将这89份香蕉资源分成六大类,包括香牙蕉、贡蕉和龙牙蕉为主的第一大类(AAA、AA、AAB基因型),粉大蕉、粉蕉和BB类野蕉为主的第二大类(ABB、BB基因型),大蕉、阿宽蕉类野蕉为主的第三大类,以及红花蕉、地涌金莲、蝎尾蕉分别所属的第四、五、六类群。其结果与现行的经典分类结论基本一致,只有部分香蕉种质分类地位有差异,说明用SRAP标记对香蕉种质资源进行分类是可行的。同时,栽培类香牙蕉、贡蕉和龙牙蕉具有相同的祖先,与AA基因型野蕉亲缘关系近,粉蕉、粉大蕉与BB基因型的野蕉亲缘关系较近,不同基因组的香蕉种质资源聚到一起,说明香蕉种质资源的起源影响后代的亲缘关系,单一的分类方法无法将香蕉种质资源完全区分。此外,大蕉与阿宽蕉亲缘关系较近,但是无法分辨大蕉是否含有A和B基因组,因此大蕉基因型和遗传背景有待进一步研究。

  • 种质资源与遗传育种
    黄渝岚, 李艳英, 周佳, 劳承英, 周灵芝, 韦本辉, 李素平, 申章佑
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    以木薯种质资源为对象,对其8个主要农艺性状数据进行统计学分析。结果表明:8个农艺性状数据呈正态分布,变异系数范围为7.2%~46.9%,其中淀粉产量的变异系数达46.9%,薯干率的变异系数最小,为7.2%。相关分析结果表明,不同性状之间存在一定的显著正相关,其中单株鲜薯质量与茎径呈极显著正相关。进一步利用主成分分析方法将8个农艺性状简化为3个主成分,发现2年的累计贡献率分别达92.55%、93.67%。第一主成分是单株鲜薯质量、鲜薯产量、淀粉产量、薯干产量,第二主成分是淀粉含量和薯干率。通过聚类分析表明,在欧式距离为6.0处,可将各年份的资源分为4个类群,其中第Ⅱ类群(单株鲜薯质量、鲜薯产量、淀粉产量、薯干产量)表现优异,可优先作为高产优质木薯新品种选育的亲本材料。

  • 种质资源与遗传育种
    杨思霞, 黄旭光, 陆炎松, 黄爱玲, 黄宇寒, 霍行, 廖堂贵
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    表型性状是育种的基础,可以在一定程度上反映物种遗传变异情况,探讨朱槿品种表型多样性,为种质资源利用和新品种选育提供参考。本研究以39份朱槿品种资源为研究对象,收集测量其25个表型性状数据,包括9个数量性状及16个质量性状,并进行多样性分析、相关性分析、聚类分析、主成分分析及综合评价。多样性分析结果表明:39份朱槿品种资源存在丰富的变异,9个数量性状的变异系数范围为9.49~31.05,其中花梗长度变异系数最大,叶片长宽比变异系数最小,多样性指数范围为1.7592~2.0299,其中花柱长度多样性指数最高,花梗长度多样性指数最低;16个质量性状的多样性指数范围为0.3898~1.3203,其中花心眼区大小多样性指数最高,花型多样性指数最低。相关性分析结果表明:花径和花瓣长度、最外层花瓣形态和花瓣次色、叶片长度和叶片宽度、花瓣长度和花柱长度、花径和花柱长度、花瓣长度和花瓣宽度、花径和花瓣宽度呈极显著正相关;花瓣宽度和花型、花柱长度和花型、叶片宽度和叶片长宽比、花瓣长度和花型呈极显著负相关。聚类分析结果表明:在欧氏距离为20时,可将39个朱槿品种分为4个类群,第Ⅰ类群包含33份朱槿品种资源,主要特征是花径在11~17 cm之间,可进一步划分成2个亚类;第Ⅱ类群包含2份品种资源,主要特征是重瓣,花径较小,在10~11 cm之间;第Ⅲ类群包含3份品种资源,主要特征是单瓣、花径大,花径在18~20 cm之间;第Ⅳ类群只包含1份品种资源。主成分分析共提取了9个主成分,累计方差贡献率达79.85%,通过主成分计算39份朱槿品种资源的综合评分,综合评分最高的品种是火凤凰,其次为情人节、茉莉亚空中花园、飞将军;综合评分最低的是月夜彩虹和巧克力蛋糕。

  • 种质资源与遗传育种
    范秋云, 云英英, 梁伟红, 史佑海
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    自生植物生长适应强,能自然生长繁衍并形成良好的自然景观,是建设节约型园林的重要材料。本研究采用典型样方法对海口市16处城市公园分布的自生植物进行调查,以便全面了解海口市城市公园自生植物的多样性水平,并为节约型园林建设提供依据和参考。研究结果表明:16处城市公园共记录自生植物220种,隶属于59科176属。其中本地种154种,占70.00%;外来种66种,占30.00%;外来入侵种48种,占22.27%。自生植物中以菊科、禾本科和豆科所含种类最丰富,3科共计64属75种,占自生植物总属数和总种数的36.36%和34.09%。自生植物中多年生草本和一年生草本最多,分别为113种(51.36%)和97种(44.09%)。自生植物具有良好的生态适应性和良好的园林应用潜力。在未来的城市园林建设中,应合理的规划和利用,提高乡土植物比例,并根据不同环境营造具有地域特色的自生植物景观。

  • 作物栽培与生理生化
  • 作物栽培与生理生化
    饶席兵, 钱禛锋, 曾丹, 张蓉琼, 吕绍芝, 沈庆庆, 吴华英, 何丽莲, 李富生
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    低温是影响甘蔗生长发育、产量以及分布的主要环境因子之一。探究甘蔗在低温逆境下的生理反应特性,筛选强耐寒性甘蔗亲本材料,对指导甘蔗育种及推动甘蔗产业发展有重要的意义。本研究以8份不同甘蔗品种及1份甘蔗近缘野生种(蔗茅99-1无性系)为试验材料,研究其在低温胁迫处理后的生理指标响应,并利用主成分分析、模糊隶属函数法和聚类分析对9份材料的耐寒性进行综合评价。研究结果显示:经低温胁迫处理(3 ℃,3 d)后,绝大部分材料的丙二醛(MDA)、叶绿素(Chl)、可溶性糖(SS)以及可溶性蛋白(SP)含量较CK升高;所有材料的脯氨酸(Pro)含量均较CK升高,而超氧化物歧化酶(SOD)活性均较CK降低;此外,绝大部分材料的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性也较CK升高。并且发现强耐寒性的材料(蔗茅99-1、崖城89-9、ROC10)经低温胁迫处理后能够维持较低的MDA含量,和较高的SS、SP、Pro含量以及POD、CAT活性。结合综合评价值(D),通过聚类分析将9份材料的耐寒能力分别划分为强耐寒类型(蔗茅99-1、崖城89-9、ROC10)、中度耐寒类型(ROC20、粤糖93-159、黄加利、ROC16)和弱耐寒类型(滇蔗01-58、ROC22)3个类群。这些结果表明,不同甘蔗品种对低温的适应能力不同,强耐寒性甘蔗品种在逆境下能够迅速通过自身调节,合理提高渗透调节物质含量及抗氧化酶活性,进一步清除体内的活性氧(ROS)等有害物质,平衡细胞代谢过程,从而更好地适应低温环境。本研究为探明甘蔗低温胁迫应答调控机理,选育强耐寒性甘蔗新品种奠定基础。

  • 作物栽培与生理生化
    陈文奕, 陈惠萍
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    种子萌发是植物进入营养生长阶段的关键性环节,在水稻(Oryza sativa L.)种子萌发过程中,糊粉层会合成并分泌一系列的酸性水解酶(如α-淀粉酶、蛋白酶)用于降解胚乳中的贮藏物质,为水稻幼苗生长提供营养。水稻种子贮藏蛋白的降解离不开蛋白酶体及蛋白酶的作用。为探究26S蛋白酶体、20S蛋白酶体及其亚基PBA1参与GA对萌发水稻种子糊粉层中贮藏蛋白的调节过程,本研究以水稻杂交种特优128为试验材料,通过采用酶联免疫吸附技术、实时荧光定量PCR技术等方法,检测26S蛋白酶体、20S蛋白酶体及PBA1的活性和OsPBA1转录水平,以及总蛋白含量的变化。结果表明:GA明显促进糊粉层细胞中贮藏蛋白的降解,加快水稻种子的萌发;而在GA合成受阻时,糊粉层细胞中贮藏蛋白的降解进程延缓,从而延迟水稻种子的萌发。正常培养条件下,水稻种子糊粉层中26S蛋白酶体活性和20S蛋白酶体活性的峰值分别出现在6 d和7 d,而OsPBA1表达水平及PBA1活性则在5 d和8 d均呈现峰值。进一步研究表明,GA可以诱导PBA1、20S蛋白酶体及26S蛋白酶体的活性,从而加快种子萌发的进程;而在26S蛋白酶体活性抑制剂MG132处理下,抑制了萌发水稻种子的生长,但提高了20S蛋白酶体和PBA1的活性。以上研究初步揭示了26S蛋白酶体在GA调节水稻种子糊粉层贮藏蛋白降解中的作用及其对种子萌发的影响。

  • 作物栽培与生理生化
    陈玥, 梁清干, 王蒙召, 陈艳丽, 朱国鹏
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    为探讨氮肥用量和种植密度对甘薯封垄期干物质积累和分配及收获期产量的影响,提升海南地区甘薯栽培技术,于2019—2020年进行田间试验,以鲜食型甘薯品种高系14为试验材料,设置3个种植密度,即47 600株/hm2(D1)、71 400株/hm2(D2)、142 900株/hm2(D3);4个施氮量,即0 kg/hm2(N0)、60 kg/hm2(N1)、120 kg/hm2(N2)、180 kg/hm2(N3),采用双因素裂区设计,以种植密度为主区,施氮量为副区,研究不同种植密度和施氮量组合对高系14封垄期的光合特性、叶绿素相对含量(SPAD)、茎叶生长、源库干物质积累与分配特性、封垄期结薯特性、收获期产量及其构成因素和商品性的影响。结果表明:在同一种植密度下,甘薯封垄期的叶片净光合速率(Pn)、茎叶鲜重、分枝数、最长蔓长、单株结薯数及商品薯单薯重随施氮量的增加先增加后降低,在N1处理时最大;甘薯产量随施氮量的增加先增加后降低,在N2处理时最大,较N0提高了32.0%,但N2与N1处理间无显著差异;在同一施氮量下,甘薯块根干物质分配比随种植密度的增加先增加后降低,D2处理达到最大但D2与D3处理间无显著差异;根冠比和产量随种植密度的增加显著增加,在D3处理时最大,其中D3产量较D1、D2分别提高了30.9%和24.1%。相关性分析结果表明,在对块根干物质积累和分配的影响效应中,施氮量和种植密度均有显著影响,而对甘薯收获期产量的影响效应中,种植密度与收获期产量呈极显著正相关,相关系数为0.704。综合本试验结果,当施氮量为60 kg/hm2、种植密度为142 900株/hm2处理(D3N1)时,高系14的产量最高,达到30.1 t/hm2,其对应薯块商品率为94.3%,均为所有处理中最佳。

  • 作物栽培与生理生化
    赵添, 辛曙丽, 黄哲瑞, 刘永华, 朱国鹏
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    施用多效唑(PBZ)可显著提高甘薯块根产量并改善其品质,同时蔗糖分解酶在甘薯块根发育中发挥着重要的调控作用。但目前尚不清楚PBZ调控甘薯块根发育的生理生化机制,更不清楚蔗糖代谢在其中发挥的具体作用。本研究以海南鲜食甘薯主栽品种高系14为材料,研究栽培早期(定植后20~30 d)喷施PBZ对其块根产量、单薯鲜重和单株结薯数,以及不同发育阶段(定植后30、60、90、120 d)块根中的淀粉和可溶性糖(葡萄糖、果糖和蔗糖)含量、蔗糖分解酶活性及其基因家族成员表达水平的影响,以明确PBZ调控甘薯块根发育的蔗糖代谢相关生理生化机制。结果表明:(1)PBZ可通过提高块根单薯鲜重而不是单株结薯数来增加甘薯产量,同时还可以增加块根中的可溶性糖含量和淀粉含量,改善块根品质;但PBZ的增产和改善品质的效果仅发生在处理后的定植早期(定植后30~60 d),在定植后期(定植后90~120 d),PBZ处理对产量和品质无显著影响。(2)PBZ处理显著增加块根的蔗糖合成酶(Sus)、细胞壁转化酶(CWIN)和细胞质转化酶(CIN)活性,但对液泡转化酶(VIN)活性无显著影响。与CWIN和CIN相比,Sus活性上升的时间更早、幅度更大,即PBZ处理下Sus的活性在定植后30 d即显著上升,而CWIN和CIN的活性在定植后60 d才显著上升;在其他时期(特别是定植后期),PBZ处理对Sus、CWIN和CIN活性均无显著影响。(3)对Sus、CWIN和CIN基因表达量的测定表明,在块根中表达的5个Sus基因(IbSus2IbSus5~7和IbSus9)的表达量在块根发育早期(定植后30 d)均受到PBZ的显著诱导。此外,在块根中表达的7个CIN基因中有3个CIN基因(IbCIN3IbCIN7IbCIN8)、在块根中表达的3个CWIN基因中有2个(IbCWIN2IbCWIN4)基因的表达水平在定植后60 d受到显著诱导。但在其他时期(特别是定植后期),PBZ处理对相关基因家族成员表达水平均无显著影响。结合前人的研究结果,推测PBZ处理下Sus表达和活性增加的时间更早、幅度更大,可以促进淀粉的快速积累和块根的快速膨大,而随后CWIN和CIN表达和活性的上升则可增加块根中的可溶性糖含量,改善甘薯品质,同时为淀粉的合成和块根的膨大提供一定的能量供应。本研究还鉴定出上述3种蔗糖分解酶基因家族中受PBZ诱导表达的特定成员。PBZ对甘薯块根产量、品质、蔗糖分解酶活性及其基因表达水平的影响主要发生在PBZ处理后的短时期内,随着时间的延长,PBZ对上述指标的影响逐渐消失。因此,生产上为了提高甘薯产量,有必要在全生育期进行PBZ处理。上述研究结果可为下一步通过品种选育和栽培措施等手段实现优质、高产甘薯生产提供理论依据。

  • 作物栽培与生理生化
    余若云, 杨伟波, 冯元姣, 罗子飞, 陈思婷
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    林下间作鹧鸪茶可破解用地瓶颈制约,应用绿色纳米技术提高其复合种植成效具有重要意义。为明确纳米铁在椰林间作鹧鸪茶中的调控作用,以鹧鸪茶一年生苗为研究对象,开展林下栽培试验,探讨5个浓度的纳米铁处理(CK:0 mg/L,T1:25 mg/L,T2:50 mg/L,T3:75 mg/L,T4:100 mg/L)对鹧鸪茶叶生长、光合及化学特征的综合影响。结果表明:第一次纳米铁处理后,仅T3处理的鹧鸪茶叶长、叶宽和叶干重显著高于CK,但所有处理叶片数均显著多于CK。4个浓度纳米铁处理的鹧鸪茶叶绿素含量与CK相比显著增加14.96%(T1)、16.18%(T2)、17.91%(T3)、20.58%(T4)。随纳米铁浓度提高,鹧鸪茶叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)和表观电子传递速率(ETR)均呈增加趋势。第二次纳米铁处理后,T1、T3、T4处理的鹧鸪茶叶长、叶宽、叶干重、叶片数均显著高于CK。各处理的鹧鸪茶叶绿素含量相比CK显著提升10.28%(T1)、7.53%(T2)、11.13%(T3)、11.41%(T4)。随纳米铁浓度提高,鹧鸪茶叶片PnTrGs显著增加,但浓度达到T3时,以上3项指标显著降低。鹧鸪茶叶片PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)和Fv/Fm也在T3处理中显著降低。2次处理后,与CK相比,鹧鸪茶叶片黄酮、脂肪和灰分含量在T1处理中显著增加,其脂肪和灰分含量随纳米铁浓度提高有所下降。因此,纳米铁对林下鹧鸪茶生长具有积极调控作用,但浓度过高会抑制其光合生长,使用浓度在25~50 mg/L为宜,本研究可为椰林间作鹧鸪茶中纳米铁的应用提供理论参考。

  • 采后处理与质量安全
  • 采后处理与质量安全
    陈林怡, 郭豪, 陈红梅, 张哿烨, 廖露露, 周婉婷, 张梦雪, 易志刚
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    茶叶品质与茶树(Camellia sinensis)的生长生态环境密切相关,其中昼夜温差的变化影响茶树代谢产物的合成与积累,进而影响茶叶品质。本研究选取福云六号茶树为研究对象,模拟设置0、5、10、15 ℃ 4个昼夜温差(DIF)处理,通过模拟DIF变化来探究其对茶树光合作用与茶鲜叶挥发性及非挥发性品质成分的影响。研究结果表明:随着DIF增大,茶树净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)显著增大(P<0.05)。DIF增大显著增加叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、叶绿素a+b[Chl (a+b)]、类胡萝卜素(Car)含量,并且在DIF为10 ℃时含量达到最大。DIF变化对茶鲜叶挥发性组分和主要组分的相对含量均有影响,茶鲜叶挥发性成分中醇类和醛类相对含量最大。DIF增大提高醛类物质的相对含量,并且茶鲜叶挥发性成分的种类与主要香气成分的相对含量随DIF变化有所差异,其中正己醛的相对含量随DIF的增大而增加,DIF为15 ℃时其相对含量最高,为39.94%,青叶醇的相对含量则随DIF的增大而降低。DIF的变化显著影响β-葡萄糖苷酶、β-樱草糖苷酶和脂氧合酶活性,其中β-葡萄糖苷酶、β-樱草糖苷酶活性随DIF的增大呈先增后降的趋势,在DIF为5 ℃时达到最大,而脂氧合酶活性则相反。游离氨基酸和咖啡碱含量随DIF的增大显著增加,DIF为15 ℃时其含量分别是DIF为0 ℃时的2.44倍和2.55倍;总黄酮含量与酚氨比则随DIF的增大显著降低(P<0.05),在DIF为15 ℃时均达到最低,分别为2.84%和3.24。茶鲜叶中的游离氨基酸含量与Pn呈极显著正相关,而酚氨比与Pn呈极显著负相关(P<0.01)。本研究发现DIF增大可明显影响茶鲜叶的挥发性香气物质,提高茶叶滋味品质,研究结论可为茶园选址和茶树种植提供理论依据。

  • 采后处理与质量安全
    林育钊, 冯梦棐, 陈洪彬, 蒋璇靓, 郑金水, 吴锦雯
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    黄皮[Clausena lansium (Lour.) Skeels]属于芸香科,原产于我国华南地区,内含大量生物活性物质,有利于人体健康。然而,黄皮果实因其果皮较薄、果肉较软,易受到机械损伤或发生果实腐烂、果皮褐变、贮藏特性丧失等症状,最终降低了果实采后商品价值及食用价值。因此,有必要开发一种安全、环境友好的采后保鲜技术,以提升黄皮果实贮藏特性及其采后品质,从而延长果实保鲜期。氧化白藜芦醇(OXY)是一种天然活性产物,具有抗褐变、抗氧化、抗菌、抗炎、抗病毒等功效。有研究表明,OXY在药用保健领域研究较多而在食品保鲜中研究较少。目前尚无关于外源OXY处理提高黄皮果实贮藏特性与采后品质的研究报道。因此,为探究外源OXY处理对黄皮果实采后保鲜效应的影响,以鸡心黄皮果实为试材,分别采用0.2 g/L OXY溶液与蒸馏水(CK)浸泡处理黄皮果实30 min,随后取出果实晾干并装袋(每袋装50颗果实),置于相对湿度为85%、温度为(25±1)℃的条件下贮藏10 d,每2 d取样观察,测定黄皮果实的贮藏特性与采后品质相关指标的变化。结果表明:与CK相比,OXY处理能减缓采后黄皮果实的果皮细胞膜透性、褐变度和褐变指数的上升趋势,维持较高水平的果实商品率与较低水平的果实失重率。另外,OXY处理能维持采后黄皮果实较高的果皮L*值、色调角h值和较高的果皮总酚含量,而降低果皮过氧化物酶和多酚氧化酶等酚酶活性。此外,OXY处理也可维持采后黄皮果实较高的果肉可溶性固形物、维生素C、可滴定酸、蔗糖与可溶性总糖含量。因此,外源OXY处理能有效提高黄皮果实的采后贮藏特性,稳定果实果皮的外观品质与果肉营养品质,进而延长黄皮果实的采后保鲜期。

  • 采后处理与质量安全
    张映萍, 徐飞, 穆明兴, 友胜军, 和俊才, 苏凡, 吉训志, 王灿, 郝朝运, 秦晓威, 谷风林, 吴桂苹
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    为了探究不同果型草果果粉的理化指标及其挥发性成分的差异,以怒江州泸水市草果果粉为原料,探究不同果型草果果粉的色差、挥发油含量、含水量、粒径、表面微观结构等理化指标,并采用顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术分析草果果粉的挥发性成分。结果表明:7种不同果型草果果粉的色差值△E为(19.17±0.29)~(25.15±0.17),L*值在(72.50±0.23)~(76.87±0.07)范围内,a*值为(5.17±0.05)~(6.97±0.15),b*值为(12.35±0.43)~(16.91±0.43);挥发油含量为(0.76±0.01)~(1.30±0.26)mL/100 g;含水量为(11.13%±0.12%)~(15.05%±0.23%);粒径方面NL5、NL6草果果粉粉体颗粒差异最大。7种不同果型草果果粉中共检测出31种挥发性成分,共有成分17种,主要为醛类和醇类物质,包括反-2-癸烯醛、桉叶油醇、柠檬醛、香叶醇、乙酸香叶酯等。其中NL2草果果粉检出的挥发性成分最多,共28种,且反-2-癸烯醛相对含量最高,为22.24%±2.29%,NL5草果果粉中桉叶油醇的相对含量最高,为17.52%±2.16%。因此,不同果型草果果粉在色差、挥发油含量、含水量、粒径、表面微观结构上均存在一定差异,不同果型草果果粉的挥发性成分既有共性特征又有差异性。该研究结果可为优质纯天然草果果粉的生产及应用提供理论指导。

  • 采后处理与质量安全
    张亚娇, 于福来, 元超, 陈晓鹭, 谢小丽, 王凯, 黄梅, 陈振夏, 官玲亮, 陈松笔
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    分析不同罗勒种质资源表型性状与化学型的遗传多样性,为罗勒种质资源创新利用和品种选育提供理论参考。调查测定15份罗勒种质资源植物学性状,采用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)测定其叶片挥发性成分,并结合相对气味活度值(ROAV)探究不同罗勒种质关键香气化合物,并且对供试罗勒种质进行主成分分析和聚类分析。结果表明:除分枝数外,15份罗勒种质的株高、株幅、叶长、叶宽及茎粗差异显著。通过GC-MS技术从15份罗勒种质中共鉴定出104种挥发性成分,包括烷烃类37种,萜烯类32种,酯类8种,酚类5种,醇类4种,醛类3种,醚类1种,其他14种,其中共有成分有2种,即2,4-二叔丁基酚和十七烷。根据查询并计算ROAV值,发现关键香气物质有丁香酚、芳樟醇、桉叶油醇、顺式-柠檬醛、肉桂酸甲酯、4-烯丙基苯甲醚等。挥发性物质主成分分析和聚类分析将罗勒分为5类,泰国罗勒、茴香罗勒、暹罗皇后罗勒和甜罗勒聚为一类;九层塔罗勒、热那亚罗勒、红鲁宾罗勒、紫黑蛋白石罗勒和紫夜罗勒聚为一类;柠檬罗勒和丁香罗勒聚为一类;托斯卡纳罗勒、冥王星罗勒和大叶罗勒聚为一类;肉桂罗勒单独聚为一类。而植物学表型性状聚类分析也将罗勒分为5类,冥王星罗勒聚为一类,丁香罗勒、茴香罗勒和紫黑蛋白石罗勒聚为一类,泰国罗勒单独聚为一类,大叶罗勒和肉桂罗勒单独聚为一类,其余8份种质聚为一类。15份罗勒种质植物学性状和挥发性成分差异显著,遗传多样性丰富,可针对性的进行罗勒特异种质的选育。

  • 植物保护与生物安全
  • 植物保护与生物安全
    吴清铧, 贾瑞宗, 郭静远, 杨牧之, 胡玉娟, 郝志刚, 赵辉, 郭安平
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    番木瓜是重要的热带经济水果。番木瓜环斑病毒(Papaya ringspot virus, PRSV)是番木瓜的重要病毒病,经常导致严重的产量损失和质量恶化。自从1998年第一例转基因番木瓜问世以来,使得基于“致病菌衍生的抗病性(pathogen-derived resistance, PDR)”的抗病育种策略获得成功广泛应用。然而依赖于序列同源性的抗病性与病毒突变导致多样性增加之间的矛盾成为番木瓜育种科学家的新挑战。本研究拟采用RNAi策略针对复制酶(nuclear inclusion b. Nib)获得广谱抗PRSV番木瓜新种质。通过团队已建立的胚性愈伤诱导-农杆菌介导转化-再生苗诱导的番木瓜遗传转化体系,共获得经过抗性筛选的再生苗52株,通过特异性PCR进行筛选共计获得24株转基因阳性植株。通过对T0代田间自然发病试验中,转基因番木瓜株系抗病性明显高于非转基因对照,其中NibB5-2田间抗病性最优。通过hiTAIL-PCR方法确定NibB5-2插入位点位于第2号染色体supercontig_30的1976766的位置。T1代接种试验中,无病毒积累且无发病症状,初步确认具有良好的病毒抗性,为番木瓜抗病育种提供新思路。

  • 植物保护与生物安全
    安宣鲜, 桑维钧, 张得平, 李昊熙, 杨江敏, 雷雪梅, 王五权, 杨茂发
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    烟草是重要的经济作物,其叶具有较高的经济价值。近年来,随着烟草种植面积增加,叶部病害种类呈上升趋势。前期从广西壮族自治区贺州市烟区烟叶病样中分离得到2株烟草叶斑病致病菌,经多基因系统发育分析,确定为Cumuliphoma indica,是国内关于该病原菌引起烟草叶斑病的首次报道。为明确该病原菌的生物学特性并筛选防治药剂,本研究采用菌丝生长速率法,研究分离菌株菌丝的致死温度,以及其在不同培养基、温度、pH、碳源、氮源、光照周期条件下的生长情况,并测定病原菌对9种化学药剂的敏感性。生物学特性研究结果表明:C. indica菌丝生长的温度范围广,最适温度为28 ℃;弱酸性环境更利于菌丝生长,最适pH为5;在玉米粉琼脂培养基(CMA)和察氏培养基(CDA)上生长最快;最适氮源为蛋白胨;最适碳源为可溶性淀粉;菌丝致死温度为49 ℃,水浴10 min;光照对菌丝生长有显著影响,24 h全光照对其最有利。室内防治药剂筛选结果表明:9种供试杀菌剂对C. indica菌丝生长均有不同程度的抑制作用,其中50%啶酰菌胺WG抑菌效果最好,EC50为0.025 mg/L;其次分别是50%咯菌腈FS(0.084 mg/L)、500 g/L异菌脲SC(0.217 mg/L)、450 g/L咪鲜胺EW(1.354 mg/L)、80%代森锰锌WP(6.565 mg/L)、10%苯醚甲环唑ME(9.576 mg/L)、25%吡唑醚菌酯(34.237 mg/L)和40%腈菌唑SC(38.804 mg/L);430 g/L戊唑醇SC的抑制作用最弱,EC50为42.574 mg/L。本研究揭示了C. indica的生物学特性,推荐50%啶酰菌胺WG作为防治候选杀菌剂,本结果可为由C. indica引起烟草叶斑病的有效防治提供参考和依据。

  • 植物保护与生物安全
    邹海平, 张京红, 李伟光, 陈小敏, 白蕤, 吕润
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    利用海南岛18个气象站的1971—2020年冬季(12月至翌年2月)气象数据和灾情资料,构建考虑阴雨寡照影响、能量化寒害过程影响程度且具备生物学特征的冬季瓜菜寒害气象指标。在此基础上结合Mann-Kendall趋势检验法和ArcGIS技术,得出海南岛冬季瓜菜寒害时空变化规律。结果表明:冬季各月及各月轻至重度瓜菜寒害发生概率较高的地区主要分布在海南岛西北部和中部,出现概率较低的地区主要分布在西部、南部、东部沿海一带。冬季各月瓜菜寒害均主要以轻、中度等级为主,二者占比高达88.3%。3个月中,1月瓜菜寒害发生次数最多(占比达48.6%),瓜菜轻至重度寒害亦均在1月出现最多(占比分别为50.2%、43.4%和40.2%)。近50年海南岛冬季各月瓜菜寒害年发生次数不显著减少的站点占多数(占比分别为83.3%、94.4%和72.2%),各月不同等级瓜菜寒害中除2月重度瓜菜寒害年发生次数呈增加趋势的站点较多(占比38.9%)外,其余等级瓜菜寒害年发生次数不显著减少的站点亦占多数(占比61.1%~88.9%)。冬季各月不同等级瓜菜寒害的影响范围均按寒害轻至重顺序明显缩小。3个月之间相比,12月和2月瓜菜寒害影响范围接近且明显小于1月,轻度和中度寒害影响范围月之间亦表现出类似规律,重度寒害影响范围12月和1月接近且明显大于2月。近50年海南岛冬季各月及各月所有等级瓜菜寒害影响范围均在缩小。总体而言,近50年海南岛冬季瓜菜寒害年发生次数减少、影响范围缩小,对海南岛冬季瓜菜种植有利。但2月东、中、西部地区瓜菜重度寒害年发生次数在增加,需加以关注。

  • 植物保护与生物安全
    林兆威, 牛晓庆, 唐庆华, 王晔楠, 孟秀利, 宋薇薇
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    2022年8月在海南省文昌市一个槟榔黄化病园内,分别发现叶片黄化和丛枝症状的叶下珠,前期检测均为植原体感染。为了明确叶下珠黄化植原体和丛枝植原体的分类鉴定,本研究通过克隆16S rDNA基因和核糖体蛋白(rp)基因,并进行基因序列一致性、系统发育树及虚拟RFLP等分析。结果显示:克隆获得叶下珠黄化植原体16S rDNA片段1246 bp,rp基因1212 bp;叶下珠丛枝植原体16S rDNA片段1827 bp,rp基因1240 bp。基因序列一致性显示,叶下珠黄化植原体与丛枝植原体的16S rDNA基因序列均与16SrⅠ组的植原体一致性高达98%以上,与槟榔黄化植原体海南株系的16S rDNA序列一致性达100%;而二者的rp基因序列均与rpⅠ组的植原体一致性高达99%以上。系统发育树分析显示,叶下珠黄化植原体和丛枝植原体16S rDNA基因均与翠菊黄化组(16SrⅠ)植原体聚于一个大分支,且与16SrⅠ-B亚组的槟榔黄化植原体聚于同一个小分支,亲缘关系接近;而rp基因均与翠菊黄化组(rpⅠ)植原体集聚于一个大分支,且与rpⅠ-B亚组的翠菊黄化植原体聚于同一个小分支,亲缘关系接近。虚拟RFLP分析显示,叶下珠黄化植原体和丛枝植原体的16S rDNA基因序列虚拟RFLP图谱与16SrⅠ-B的洋葱黄化植原体的参考图谱相同,且相似系数为1.00。综上表明,叶下珠黄化植原体和丛枝植原体均属于16SrⅠ-B亚组成员。研究结果可对采用铲除槟榔黄化病中间寄主的防控手段提供理论依据。