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2022年, 第43卷, 第1期 刊出日期:2022-01-25 上一期   
组学与生物技术
橡胶树KT/HAK/KUP基因家族成员的鉴定与表达分析
肖小虎, 林显祖, 龙翔宇, 秦云霞, 阳江华, 方永军
2022 (1):  1-8.  doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.01.001
摘要 ( 13 )   HTML ( 2 )   PDF(2001KB) ( 9 )  

为研究巴西橡胶树钾转蛋白(KT/HAK/KUP)基因家族在生长发育和逆境胁迫方面的生物学功能,从橡胶树基因组中鉴定得到31个KT/HAK/KUP基因家族成员,并从基因结构、染色体定位、系统进化和表达分析等方面进行全面系统的分析。研究结果发现,KT/HAK/KUP基因家族31个成员分布在3个Contig和15个染色体上,8号染色体上数目较多为8个成员,其中5个为串联重复;各成员编码的氨基酸残基数目在288~881个不等,蛋白分子量分布在31.82~98.96 kDa,其蛋白产物均定位于细胞质膜上;内含子数目为5~11个,进化上分为4个明显分支。在表达方面,部分成员呈现明显的组织特异性,在叶片发育过程中成员HbKUP5HbKUP6HbKUP9HbKUP14表达发生明显变化,乙烯利刺激后HbKUP30HbKUP31在胶乳中的表达明显上调,在抗寒品种‘93~114’中,HbKUP5HbKUP9在低温处理后明显下调表达。本研究结果为深入解析KT/HAK/KUP基因家族的功能和培育高钾抗逆的橡胶树品种提供了理论基础。

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香蕉系统获得抗性相关基因对外源水杨酸的响应分析
段雅婕, 郭志祥, 曾莉, 李舒, 刘立娜, 胡会刚, 李伟明, 白亭亭
2022 (1):  9-18.  doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.01.002
摘要 ( 4 )   HTML ( 1 )   PDF(1504KB) ( 5 )  

香蕉生产受多种病虫害和逆境胁迫的影响,由真菌病原引起的香蕉枯萎病、叶斑病和黑星病,细菌性病害软腐病和鞘腐病,以及非生物胁迫寒害等,是阻碍香蕉绿色可持续生产的严重问题。为探索香蕉生产上多种病害和寒害逆境的有效防控措施,本研究从外源水杨酸(SA)诱导植物系统抗性机理出发,通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)方法,分析外源水杨酸对香蕉系统抗性相关基因的诱导表达情况。结果显示,外源水杨酸能诱导感病品种‘巴西蕉’和抗病品种‘农科1号’香蕉植株内水杨酸合成途径关键基因显著上调表达,‘巴西蕉’中SK基因的相对表达量为对照的1.5倍以上,而‘农科1号’中该基因的相对表达量为对照的30倍以上;PAL基因在施用SA的‘巴西蕉’和‘农科1号’中整体表现出显著上调的趋势,在SA处理的‘农科1号’中,最高显著上调表达12.5倍,最低显著上调表达1.4倍,而在‘巴西蕉’中,最高显著上调表达3.1倍,最低显著上调表达1.7倍,SKPAL 2个基因在抗病品种‘农科1号’中的上调幅度远远高于感病品种‘巴西蕉’;SA对CSICS基因的诱导上调幅度低于3倍,但在抗病品种‘农科1号’中的上调幅度仍高于感病品种‘巴西蕉’。信号传导途径转录因子NPR1TGAPR1基因显著上调表达,并且‘农科1号’比‘巴西蕉’诱导效果更明显。通过测定水杨酸处理的香蕉抗病相关基因对尖孢镰刀菌古巴专化型热带4号生理小种(Fusarium oxysporum f. sp. cubense tropical race 4, TR4)的响应情况,结果表明,TR4接种3 d可抑制‘巴西蕉’中多数PALNPR1PR1基因的表达,但不会抑制‘农科1号’中多数PALNPR1PR1基因的表达;在SA和TR4双重作用时,2个香蕉品种中的PALNPR1PR1抗病相关基因被强烈诱导上调表达,PAL和POD防御酶活性显著增强。表明外源水杨酸具有诱导香蕉系统抗性抵御多种生物和非生物胁迫的潜在作用。本研究为香蕉生产上综合防控各种病害及提高香蕉抗逆性提供理论基础。

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小RNA测序揭示miRNAs在油棕合子胚发育中的作用
张安妮, 曹红星, 陈萍, 金龙飞
2022 (1):  19-26.  doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.01.003
摘要 ( 4 )   HTML ( 0 )   PDF(1225KB) ( 4 )  

油棕是世界上产油效率最高的热带木本油料作物,其棕榈油产量与合子胚发育密切相关。油棕的合子胚发育是一个系统且复杂的生物过程,其中涉及许多基因的精确调控。MicroRNAs(miRNAs)是重要的信号分子,调节植物的各种发育过程。一些miRNAs已经被整合到基因调控网络中协调植物胚发育的可塑性,但对于其在油棕合子胚发育过程中的作用知之甚少。本研究采用小RNA测序对油棕S1(早期)、S2(中期)和S3(晚期)的合子胚进行高通量测序分析,鉴定了6个已存在的和334个已知的miRNAs,并预测到376个新的miRNAs。其中97、102和19个miRNAs在S1与S2、S1与S3、S2与S3之间差异表达;从S1到S3共有7个miRNAs持续差异表达。另外,miRNAs在调控胚胎早期和晚期的发育差异明显,即与S1相比,S2有36个miRNAs上调和61个miRNAs下调,但与S2相比,S3只有12个miRNAs上调和7个miRNAs下调。依据表达量的变化将135个miRNAs划分为4种趋势,并将对应的938个靶基因与转录组数据进行关联分析,检测到71个miRNA靶基因对。GO富集分析显示7个miRNAs的9个靶基因富集到152个生物过程,且与生长发育相关的基因被鉴定为miRNAs的靶标,表明miRNAs可能在调控油棕胚发育的激素信号、生殖生长等生物学过程中发挥作用。另外,KEGG分析表明miRNAs通过调控次生代谢途径相关基因影响合子胚的成熟。进一步筛选出4个miRNAs家族参与植物激素的合成和信号传导调控:miR159-MYB调控赤霉素和脱落酸来维持胚的发生潜力以及诱导胚成熟,miR164-NAC调控乙烯和生长素参与胚细胞扩增,miR172-AP2调控乙烯和脱落酸诱导胚成熟,novel-m004-SPL调控赤霉素来诱导胚的形态建成。本研究初步鉴定了参与油棕合子胚发育相关的miRNAs,为后续研究miRNAs调控合子胚发育的分子机制奠定基础。

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油棕脂肪酸外运蛋白基因FAX1的克隆及表达分析
金龙飞, 李睿, 曹红星, 颜彦
2022 (1):  27-33.  doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.01.004
摘要 ( 6 )   HTML ( 1 )   PDF(1977KB) ( 6 )  

油棕(Elaeis guineensis Jacq.)原产非洲,是重要的热带木本油料作物,产油效率极高。目前油棕广泛种植在东南亚、非洲、中南美洲和我国的海南、云南、广东、广西等省(区),油棕果实压榨的棕榈油是重要的食用油和工业原料。脂肪酸在植物质体中合成,然后转运到内质网上进行加工和修饰。为了研究油棕脂肪酸的转运机制,以‘热油4号’油棕为研究对象,采用生物信息学和荧光定量PCR挖掘控制油棕脂肪酸转运的关键基因。脂肪酸外运蛋白1(fatty acid export 1, FAX1)是植物脂肪酸转运蛋白,介导细胞内脂肪酸从质体向外运输,在脂质合成中起着重要的调控作用。本研究从油棕中克隆了3个EgFAX1基因(EgFAX1-1,EgFAX1-2,EgFAX1-3),对其氨基酸长度、分子量、等电点、蛋白不稳定指数、脂肪族系数、总平均亲水性、染色体定位、基因结构、保守功能域、进化关系和表达特征进行分析。结果表明:3个EgFAX1基因编码的肽链氨基酸长度分别为189、231和232,分子量分别为20.43、24.85、24.92 kDa,等电点为分别9.82、9.82和9.93,蛋白不稳定指数分别为48.01、49.71和50.09,脂肪族系数分别为81.06、84.07和83.28,总平均亲水性分别为为0.071、0.121和0.106,分别含有2、5、7个外显子,都含有FAX1的特征结构Tmemb_14蛋白结构域。将油棕与拟南芥、水稻、大豆、油菜、番茄、绿藻、红藻、盘藻、团藻、长囊水云、细小微胞藻和小球藻的FAX1氨基酸序列做进化分析,发现EgFAX1与大豆和番茄的亲缘关系较近。采用荧光定量PCR分析3个EgFAX1基因EgFAX1在油棕根、茎、叶、花和果中的表达特征,发现EgFAX1在花和果实中的表达量较高;同时分析3个EgFAX1基因油棕花后15周、17周、21周和23周果实中的表达特征,发现3个EgFAX1基因均在油棕果实发育过程中先升高,到达峰值后逐渐降低,其中EgFAX1-1在花后17周的果实达到峰值,EgFAX1-2EgFAX1-3在花后21周的果实中达到峰值。本研究为进一步探索EgFAX1调控油棕脂肪酸运输的机制奠定基础。

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甘蔗镰孢菌碳水化合物结合模块效应基因Fs11724的分离鉴定及功能分析
李慧雪, 黄振, 周宇明, 暴怡雪, 姚姿婷, 张木清, 姚伟
2022 (1):  34-42.  doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.01.005
摘要 ( 5 )   HTML ( 0 )   PDF(4952KB) ( 7 )  

甘蔗镰孢菌(Fusarium sacchari)是引起毁灭性病害甘蔗梢腐病(sugarcane pokkah boeng disease, PBD)的主要病原菌之一。病原菌分泌的效应蛋白在病原与植物互作中发挥至关重要的作用。本研究基于课题组前期甘蔗镰孢菌全基因测序数据,设计基因特异性引物,通过RT-PCR扩增得到一个新的含CBM4_9结构域的效应蛋白基因,并对其功能进行了初步探索。序列分析表明Fs11724基因开放阅读框822 bp,编码273个氨基酸,分子量为28.24 kDa,理论pI值为4.29,亲水性平均系数-0.072,属于亲水性分泌蛋白;通过农杆菌介导的烟草瞬时表达系统证实Fs11724抑制由BAX诱导的细胞程序性死亡,表明Fs11724具有潜在抑制寄主防御反应的毒性功能;同时,利用酵母分泌系统对其编码蛋白信号肽的分泌功能进行验证,确定该基因编码蛋白为典型分泌蛋白;qRT-PCR结果分析表明Fs11724在甘蔗镰孢菌侵染前、后期上调表达,表达量在168 hpi达到峰值。该研究表明Fs11724编码蛋白为甘蔗镰孢菌F. sacchari的一个效应蛋白,其信号肽具有分泌功能,并且可以在非寄主植物烟草上抑制BAX诱导的细胞坏死,在真菌侵染植物过程中显著表达,可能在调控植物免疫反应中发挥作用。研究结果为进一步研究病原-甘蔗互作,揭示甘蔗镰孢菌发病机制奠定基础。

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茉莉花香气相关基因JsTPS启动子的克隆与活性分析
林俊杰, 李小婷, 陈雪津, 崔萌, 吉玉婷, 叶乃兴, 陈桂信
2022 (1):  43-50.  doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.01.006
摘要 ( 8 )   HTML ( 1 )   PDF(2944KB) ( 5 )  

以茉莉(Jasminum sambac)的花苞为材料,采用染色体步移技术,分离出JsTPS基因的5°端调控序列,对该启动子序列进行顺式作用元件预测。根据茉莉花TPS基因启动子的顺式作用元件分布,扩增出5个不同片段长度的启动子,分别命名为JsTPS-1(494 bp)、JsTPS-2(689 bp)、JsTPS-3(1016 bp)、JsTPS-4(1466 bp)和JsTPS-5(2040 bp),应用GATEWAY技术,构建5个不同长度融合GUS基因的植物表达载体,用农杆菌GV3101侵染烟草叶片,对转化后的烟草叶片进行GUS染色。检测不同片段长度启动子活性,找出该启动子的关键活性区域,对其功能进行初步分析,序列分析结果表明:克隆得到的JsTPS启动子序列长度为2040 bp,该序列包含TATA-box、G-box、CAAT-box等启动子核心元件、光响应元件(ACE、ATCT-motif、Box 4、3-AF1 binding site、G-Box、Sp1和GT1-motif)和激素响应元件[茉莉酸甲酯响应元件(TGACG-motif、CGTCA-motif)、ABRE脱落酸响应元件、生长素响应元件(TGA-box、TGA-element)、水杨酸响应元件(TCA-element)、赤霉素响应元件(GARE-motif)]等,说明该基因的表达可能受到光照、激素(ABA、生长素、茉莉酸、茉莉酸甲酯和水杨酸)的诱导。GUS染色结果表明:其JsTPS-1启动子几乎不染色,JsTPS-2染色相对较弱,而JsTPS-3的染色程度高于JsTPS-4JsTPS-5,且是5个不同缺失片段中染色最深的片段;GUS酶活性检测结果显示,不同缺失片段长度酶活性与染色结果一致,JsTPS-1的GUS酶活性最低,随着启动子片段加长,GUS酶活性增强,在片段长度为JsTPS-3时酶活性最强,在JsTPS-4JsTPS-5片段长度,GUS酶活下降。JsTPS启动子至少包括-788~0 bp这段区域才能驱动JsTPS起始转录,相比较其他片段,发现在-1016~0 bp区域时启动子的活性表现最强。推测可能在-1016~-689 bp中含有水杨酸响应(TCA-element)、光响应(3-AF1 binding site)等元件增强启动子的活性,而在-1466~-1016 bp中含有赤霉素负调控响应元件减弱JsTPS启动子的活性。本研究为进一步开展调控茉莉花香气释放研究提供理论基础。

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EaDREB2B互作蛋白的筛选及分析
蒋夏兰, 黄翠霖, 徐世强, 张木清
2022 (1):  51-59.  doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.01.007
摘要 ( 7 )   HTML ( 1 )   PDF(4024KB) ( 3 )  

甘蔗(Saccharum officinarum)是我国重要的糖料作物之一,90%以上的食用糖是由甘蔗产生的,我国有85%以上的甘蔗种植区是分布在旱地,干旱是限制甘蔗生产重要的因素之一。因此,改良和培育抗旱甘蔗新品种对甘蔗产业的发展具有重要意义。AP2/ERF转录因子是植物中特有的基因家族之一,该基因家族成员通过调控逆境胁迫相关基因的表达,从而在植物的干旱、盐害、冷冻等非生物胁迫中发挥重要作用。前期研究表明斑茅转录因子EaDREB2B在近缘种甘蔗中异源表达可提高甘蔗的抗旱性,但EaDREB2B在甘蔗中的互作蛋白有待挖掘,其调控甘蔗抗旱的分子机制尚待阐明。本研究在前期研究基础上,构建了干旱胁迫下转EaDREB2B基因甘蔗GN18的酵母cDNA文库,拟利用生物信息学和酵母双杂交技术筛选EaDREB2B的互作蛋白,为阐明EaDREB2B调控甘蔗抗旱的分子机制奠定基础。结果表明:EaDREB2B编码325个氨基酸,含有一个位于N端71~129氨基酸区域的AP2保守结构域,EaDREB2B存在转录激活活性,其自激活区位于EaDREB2B的C端255~325氨基酸区域;利用截短的EaDREB2B(1~255氨基酸)作为诱饵蛋白在甘蔗酵母cDNA文库中筛选其互作蛋白,初步筛选出498个候选阳性克隆,通过PCR检测筛选到432个有效阳性克隆,经测序和比对去除重复克隆后,成功筛选出269个与EaDREB2B互作的候选蛋白,候选互作蛋白主要包括转录因子、泛素蛋白酶、乙烯不敏感蛋白、脱水诱导蛋白、核糖体蛋白、延伸因子、解旋酶、蛋白激酶和一些未知蛋白等。通过KEGG功能分析显示,162个候选蛋白被KEGG注释,并且参与44条KEGG信号通路,主要涉及泛素介导蛋白水解、光合作用、核糖体、氨基酸的生物合成、半胱氨酸和蛋氨酸、调节自噬、内质网中的蛋白质加工、碳代谢和RNA转运等通路;通过KEGG富集分析发现互作蛋白在光合作用、泛素介导蛋白水解和氨基酸生物合成等途径显著富集,推测EaDREB2B可能通过其相互作用蛋白泛素化介导蛋白降解参与逆境响应,推测EaDREB2B可能通过蛋白泛素化介导蛋白降解参与逆境响应。

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暹罗炭疽菌转录因子CsAtf1互作蛋白的筛选和鉴定
宋苗, 方思齐, 李潇, 刘文波, 林春花, 缪卫国
2022 (1):  60-66.  doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.01.008
摘要 ( 6 )   HTML ( 0 )   PDF(2824KB) ( 4 )  

碱性亮氨酸拉链bZIP是真核生物转录因子家族之一,通过调控基因的表达来参与调控生长发育及生物、非生物胁迫应答等生理过程。已有报道表明bZIP转录因子Atf1与多种病原真菌的生长发育及致病力相关。由于转录因子通常能够在其他互作蛋白的参与下与顺式作用元件特异性结合,从而调节靶基因表达,因此筛选其互作蛋白对深入了解转录因子的调控机制有重要意义。本研究克隆获得来自橡胶树炭疽病的暹罗炭疽菌(Colletotrichum siamense)的一个bZIP转录因子CsAtf1,并对CsAtf1互作蛋白进行了筛选和鉴定。研究结果显示,暹罗炭疽菌CsAtf1的DNA大小为1758 bp,cDNA为1611 bp,编码536个氨基酸,包含2个内含子,具有3个Aft1结构域和1个BRLZ结构域;利用酵母双杂技术,以pGBKT7-CsAtf1为诱饵,从暹罗炭疽菌cDNA酵母文库中筛选获得12个候选互作蛋白,包括细胞壁蛋白PhiA、Rodlet蛋白、乙醇脱氢酶、线粒体缺氧反应区蛋白、发育调控的MAPK相互作用蛋白、自噬相关蛋白、葡萄糖-甲醇-胆碱氧化还原酶、β-葡萄糖苷酶、c-4甲基固醇氧化酶、甲基转移酶和2个假定蛋白;研究还进一步利用免疫共沉淀技术证实了转录因子CsAtf1能够与线粒体缺氧反应区蛋白CsHIG发生体内互作。

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种质资源与遗传育种
中国西藏贝母兰属(兰科)新资料
李孟凯, 邢震, 王伟, 罗艳, 李惠玲
2022 (1):  67-71.  doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.01.009
摘要 ( 7 )   HTML ( 0 )   PDF(6650KB) ( 5 )  

贝母兰属植物隶属兰科,多数种类具较高的观赏价值,但西藏自治区的贝母兰属植物资源考察不充分。本文报道了兰科贝母兰属植物1个中国未详知种:细茎贝母兰(Coelogyne mishmensis Gogoi);4个西藏新记录种:褐唇贝母兰(Coelogyne fuscescens Lindl.)、密茎贝母兰[Coelogyne nitida (Wall. ex D. Don) Lindl.]、疣鞘贝母兰(Coelogyne schultesii Jain et Das)、禾叶贝母兰(Coelogyne viscosa Rchb. F.)。其中,细茎贝母兰与流苏贝母兰(C. fimbriata Lindl.)极为相似,但细茎贝母兰花大,唇瓣边缘为厚绒毛状,与流苏状唇瓣相区别;褐唇贝母兰的近似种为云南贝母兰(C. assamica Linden & Rchb. f.)和斑唇贝母兰(C. fuscescens Lindl. var. brunnea Lindl.),但三者的界限划分不明确,通过搜索模式标本,从植株和花的形态、颜色看,本文报道的种更接近褐唇贝母兰原变种;密茎贝母兰近似眼斑贝母兰(C. corymbosa Lindl.),本研究提供鉴别特征将2种区分开;疣鞘贝母兰未在花期时,外观极易与黄绿贝母兰(C. prolifera Lindl.)混淆,但细微特征如鞘上具疣状突起,花唇瓣上具两条褶片等特征极易区别,本文提供了重要形态特征描述及详细特征图片等信息。该新记录的发现扩充了我国西藏自治区贝母兰属植物的记录,为今后兰科植物调查和保护研究提供新资料。

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Kionochaeta中2个中国新记录种和2个大陆新记录种
李小霞, 肖仲久, 刘婷, 赵燚
2022 (1):  72-77.  doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.01.010
摘要 ( 9 )   HTML ( 0 )   PDF(1385KB) ( 5 )  

对采自贵州省习水国家自然保护区(长嵌沟管理站)和贵州省燕子岩国家森林公园若干份枯枝进行室内的标本保湿处理,对其上的暗色丝孢菌采用形态学鉴定法。根据Kionochaeta(悬刺毛孢属)的典型特征:由菌丝体分枝产生分生孢子梗。分生孢子梗粗大、单生、直立、直或稍弯曲、光滑、具隔、厚壁、褐色至黑褐色、锥形、刚毛状,无或伴生侧生刚毛状分枝的分生孢子梗。可育区域通常在分生孢子梗的中下部,极少在顶端;由紧凑或松弛,不规则或流苏状排列,其上产生产孢细胞。产孢细胞安瓿形,烧瓶形或圆柱形,具2种增殖类型:(1)内壁芽生式,没有持续导致平周变厚;(2)内壁芽生式,持续的及顶式产生新的产孢位点。分生孢子内壁芽生式,顶生,单生,产生一个液滴(在基质上),透明,无隔膜,光滑,椭圆形、梭形、镰状或棒状,极少在两端具一个简单的刚毛。HMZNC0426菌株的典型特征:较长刚毛状分生孢子梗在整个生长过程中缺乏紧密、分枝的产孢结构,但顶端可能产生一系列短的不规则分枝的产孢细胞,刚毛状分生孢子梗基部常伴生一种顶端具产孢结构,较短的分生孢子梗;HMZNC0356菌株的典型特征:分生孢子梗无侧生刚毛状分枝,产胞结构产生在分生孢子梗近中部单一位点上,产孢细胞紧密、无规则排列在分生孢子梗中部;HMZNC0381菌株的典型特征:分生孢子梗中下部着生2~5根侧生的刚毛状分枝,主轴和侧枝的部分顶端着生一系列不规则、短的分枝,其上产生产孢细胞,从而形成可育区域;可育区域位于侧枝下端,构成紧密、分枝、透明至浅褐色的产孢细胞;HMZNC0427菌株的典型特征:分生孢子梗中部着生一根侧生的刚毛状分枝,较短,可育区域位于侧枝下端。根据上述特征鉴定出:Kionochaeta内的K. nanophora Kuthub. & Nawawi (HMZNC0426)和K. spissa P. M. Kirk & B. Sutton (HMZNC0356)为中国新记录种,K. australiensis Goh & K. D. Hyde (HMZNC0427)和K. pughii Kuthub. & Nawawi (HMZNC0381)为中国大陆新记录种。该标本保存在遵义师范学院真菌学标本室(HMZNC)。

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国家橡胶树种质资源圃资源安全保存
胡彦师, 周世俊, 安泽伟, 张晓飞, 方家林, 涂敏, 程汉, 曾霞, 黄华孙
2022 (1):  78-86.  doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.01.011
摘要 ( 9 )   HTML ( 0 )   PDF(1115KB) ( 4 )  

橡胶树种质资源是橡胶科技创新和天然橡胶产业发展的基础,对促进我国橡胶树新品种选育种研究和热区农业经济发展发挥着重要的支撑作用。国家橡胶树种质资源圃构建了初级核心种质库,建立了苗圃保存和大田鉴定评价相结合的橡胶树种质资源保存体系,确保了资源安全保存,推动了资源鉴定评价;近20年种质圃共收集优异资源256份,在支撑基础研究、新品种选育等方面发挥了重要作用。本文系统阐述了国家橡胶树种质资源圃资源安全保存的主要技术与方法,简要介绍了橡胶树种质资源的有效利用并提出了我国橡胶树种质资源今后工作重点,旨在加强我国橡胶树种质资源的长期安全保存与创新利用。

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海南乡土草蔓草虫豆种子的耐干特性
张瑜, 郇恒福, 王文强, 杨虎彪, 李欣勇, 刘国道
2022 (1):  87-93.  doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.01.012
摘要 ( 9 )   HTML ( 0 )   PDF(1085KB) ( 5 )  

蔓草虫豆叶量丰富,粗蛋白质和粗脂肪含量均较高,各类家畜均喜食,是亚热带地区较好的豆科牧草。幼苗生长迅速,可在较短时间内覆盖地面,为林下间作、水土保持等生态利用。蔓草虫豆为本属地域分布最广的一种,具有热带乡土草的所有独特特点:顽拗性、寿命较短。种子脱水能降低胞内分子扩散、减少活性氧危害,生理生化反应被限制到极点,且不易受温度影响,是种子有利的保护状态,也是种子存储的最有利条件。通过超干保存技术将热带乡土草种子含水量降低到传统下限以下,提高种子贮藏活力,增加在常温和低温条件下的保存时间,还可降低常规保存方法成本。本文采用硅胶干燥法对蔓草虫豆种子进行超干处理,不同的含水量梯度2.22%、3.35%、4.90%、6.09%的种子发芽率、发芽势、活力指数、相对电导率、丙二醛含量、脯氨酸含量和脱氢酶活性等生理生化指标测定,干燥到2.22%的含水量对种子萌发有抑制作用,蔓草虫豆的超干保存适宜含水量范围为3.35%~4.90%,蔓草虫豆的耐脱水性较好。并对种子的生理生化特性变化规律分析,得出蔓草虫豆不同含水量种子的相对电导率和丙二醛含量与种子发芽率变化大致上呈相反的趋势,脯氨酸含量与发芽率变化呈正相关趋势,种子脱氢酶活性与种子发芽率和发芽指数的变化趋势一致。本试验采用种子活力和生理特性的相互验证的方法,使结论更加可靠,蔓草虫豆的超干种子在室温下贮藏,不仅种子种质得以很好保存,而且耐贮性大大提高。研究结论为蔓草虫豆种子超干贮藏的深入研究奠定基础,为热带乡土草种质资源的保护提供科学的参考依据。

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益智种质资源表型性状的遗传多样性分析
李英英, 郑云柯, 晏小霞, 王清隆, 羊青, 汤欢, 王茂媛, 王祝年
2022 (1):  94-100.  doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.01.013
摘要 ( 10 )   HTML ( 0 )   PDF(1379KB) ( 3 )  

对收集的90份益智种质资源的18个表型性状进行遗传多样性分析,以期为益智品种改良和种质创新提供依据。结果表明:供试的益智种质具有丰富的遗传多样性,质量性状中多样性指数最高的为果形(1.1507),数量性状中多样性指数最高的为株高(2.0700),变异系数最大的为结果枝数(41.32%);提取的6个主成分累计贡献率为68.339%,第一主成分主要反映的是益智植株的叶片形态和株高,第二主成分主要反映的是益智外观形态及生长状态,第三主成分主要反映的是益智植株的分枝状况,第四主成分主要反映的是益智的产量,第五主成分主要反映的是益智的花果量,第六主成分主要反映的是益智的果产量。通过聚类分析将供试材料划分为4大类群,其中第I类群可作为益智抗倒伏及矮化品种进行开发,第II类群可作为益智品种改良和杂交育种的材料,第III类群可作为益智育种生产材料,第IV类群可用于观赏益智材料的筛选。本研究为益智优异种质筛选、资源合理利用、品种改良和品种选育提供参考依据。

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作物栽培与生理生化
槟榔间作香露兜对土壤微生物丰度与多样性的影响
钟壹鸣, 王志勇, 秦晓威, 廖丽, 张昂, 鱼欢, 吉训志
2022 (1):  101-109.  doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.01.014
摘要 ( 4 )   HTML ( 0 )   PDF(2691KB) ( 3 )  

研究槟榔林下间作香露兜对土壤微生物群落丰度及多样性的影响,不仅为维护热区农田土壤健康提供理论依据,还为优化槟榔林下间作香露兜模式提供数据支撑。本研究采用大田试验的方法,选择万宁、琼海和陵水3个地区建立试验样地,每个试验样地分别设置槟榔单作、香露兜单作和槟榔间作香露兜3种种植模式,测定土壤理化性质、养分含量、土壤微生物丰度与多样性等指标,以槟榔和香露兜单作为对照,探究槟榔间作香露兜模式对土壤微生物群落结构的影响。槟榔间作香露兜模式下真菌丰度显著提高,但多样性没有变化,而间作模式下土壤细菌丰度显著低于香露兜单作和槟榔单作;不同地区试验样地的真菌丰度与多样性不存在差异,但细菌丰度与多样性差异显著;土壤细菌丰度和多样性指数与土壤pH、速效钾、土壤容重以及有机质含量之间存在显著正相关关系,与土壤含水量之间呈显著负相关关系。本研究中,槟榔间作香露兜模式通过降低土壤有机质和速效钾等养分含量,抑制土壤细菌群落丰度与多样性。在不同地区或种植模式下,维持较高的土壤养分水平有助于保持土壤微生物群落结构相对稳定以及维护土壤健康。

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加气灌溉下红壤土呼吸速率变化及其与土壤水氧的关系
于珍珍, 王宏轩, 邹华芬, 孙海天, 汪汇源, 汪春, 李海亮
2022 (1):  110-118.  doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.01.015
摘要 ( 5 )   HTML ( 0 )   PDF(1345KB) ( 3 )  

加气灌溉技术是在地下滴灌的基础上发展起来的一种土壤通气增氧的新型灌溉方式,可以有效避免土壤含氧量低、通气性差给作物带来的危害。探明加气灌溉(AI)技术下红壤土呼吸速率变化规律与作用机理,为加气灌溉技术的推广提供理论依据。本研究基于中国热带农业科学院国家土壤质量湛江观测实验站,对比研究了加气灌溉与不加气灌溉处理下土壤呼吸速率的动态变化,并分析了土壤呼吸速率变化对土壤含水率及土壤含氧量的响应关系。结果表明:2种处理下土壤呼吸速率的日变化特征曲线基本一致。总体上呈现出单峰曲线变化,土壤呼吸速率峰值出现在11:00左右,最小值出现在23:00—次日3:00,2种试验处理日变化规律相似,AI和CK处理下土壤呼吸速率日均值分别为1.64 μmol/(m2·s)和1.53 μmol/(m2·s),AI处理显著高于CK处理(P<0.05)。季节变化下AI处理下的土壤呼吸速率一直高于对照组CK,在整个生长期内基本均存在一定的差异性。与常规种植方式(CK)相比,加气灌溉分别提高了土壤呼吸速率和土壤含氧量7.50%和27.75%,降低了土壤含水率4.90%,土壤含水率和含氧量分别可以解释AI和CK处理下红壤土呼吸变化的85.04%、61.15%和69.92%、41.61%,土壤含水率和含氧量共同解释了AI和CK处理下土壤呼吸变化的41.2%~58.4%。AI处理下土壤含水率和含氧量对土壤呼吸交互作用拟合效果更优。该研究证明加气灌溉技术主要通过提高土壤氧气含量进而提高土壤呼吸速率,研究结果为补充完善加气灌溉下土壤呼吸排放机理及加气灌溉技术在我国红壤地区的推广应用提供数据支撑和技术参考。

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60Co-γ射线辐照对茉莉花种子萌发和幼苗生长及生理的影响
李春牛, 李先民, 黄展文, 卢家仕, 苏群, 王虹妍, 卜朝阳
2022 (1):  119-127.  doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.01.016
摘要 ( 9 )   HTML ( 0 )   PDF(1166KB) ( 5 )  

以6种不同剂量(0、20、40、60、80、100 Gy)的60Co-γ射线辐照处理茉莉花[Jasminum sambac (L.) Ait]果实,观测其对茉莉花种子萌发、幼苗生长及生理的影响。结果表明:(1)低剂量(20~40 Gy)60Co-γ射线辐照加快茉莉花种子萌发;高剂量(60~100Gy)辐照推迟萌发,并极显著降低茉莉花种子生根率、根长及成苗率;随着辐照剂量的增加,幼苗株高先增后降,不同处理间差异显著,茎粗有降低的趋势,但除80Gy剂量处理外,其他处理与对照差异不显著。(2)随着辐照剂量的增加,幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)活性先升后降,过氧化氢酶(CAT)活性极显著降低(P<0.01),过氧化物酶(POD)活性先降后升,丙二醛(MDA)含量出现波动,对照的含量与所有辐照处理均无显著差异。(3)茉莉花种子幼苗叶片内叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b均随着辐照剂量的增加呈先降低后上升趋势,不同处理间差异极显著。(4)横县双瓣茉莉花种子的60Co-γ射线辐照半致死剂量(LD50)为73.51 Gy,临界剂量(LD40)为81.71 Gy。综上,低剂量率(1.0 Gy/min)条件下,60Co-γ射线辐照诱变茉莉花果实的适宜辐照剂量为73.51~81.71 Gy。

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元谋干热河谷青枣光合及产量对不同比例有机肥与生物炭配施的响应
王春雪, 岳学文, 史亮涛, 李坤, 李小英, 方海东, 潘志贤
2022 (1):  128-136.  doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.01.017
摘要 ( 8 )   HTML ( 0 )   PDF(1272KB) ( 5 )  

青枣是一种清甜多汁、营养丰富的热带水果,在云南干热河谷区广泛栽培。近年来由于化肥的过量施用,导致青枣的产量和品质都有所下降,由此导致的农业环境问题也不容忽视。而有机肥和生物炭能够有效缓解过量施用化肥而带来的一系列问题。本研究立足云南元谋干热河谷,研究了有机肥与生物炭配施对青枣光合和产量的影响,以期为当地果农提供有效的施肥措施,同时也为元谋干热河谷区的农业环境问题提供重要数据支撑。为了研究元谋干热河谷引种的青枣在不同有机肥和生物炭配施比例下的光合特征及产量水平,本文设计了3个梯度的有机肥处理,即20 kg/株(H)、10 kg/株(M)、5 kg/株(L),和3个梯度的生物炭处理,即添加6%(Y1)、3%(Y2)、0%(CK),有机肥和生物炭添加处理间两两组合共9个处理,分别为:HY1、HY2、HCK、MY1、MY2、MCK、LY1、LY2、LCK,并对其进行了连续6个月的光合指标测定及最终的产量测定。双因素方差分析结果表明,有机肥施用量和生物炭施用比例对青枣的光合参数和产量不存在显著性交互作用(P>0.05),有机肥的施用量对青枣的光合参数和产量的影响不显著,而生物炭的施用比例对气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和产量有显著的影响。单因素方差分析表明,青枣的光合能力和产量不是随着有机肥与生物炭配施量的增加而增加,而是表现为中、高用量有机肥无生物炭添加的处理青枣产量最高,低有机肥无生物炭配施的处理青枣光合能力最强。相关性分析显示,青枣的光合速率受到气孔因素的影响,说明生物炭是通过影响气孔导度从而影响光合速率,最终影响产量的。有机肥与生物炭配施对于青枣而言,短期内不是最佳的施肥模式。

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不同砧木材料嫁接冬瓜苗期氮营养特性综合评价
黄项心兰, 廖道龙, 刘子凡, 洪启亮, 云天海, 马星航宇, 符厚隆
2022 (1):  137-144.  doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.01.018
摘要 ( 5 )   HTML ( 0 )   PDF(2491KB) ( 3 )  

评价冬瓜砧木的氮素营养效率,解决冬瓜氮肥施用过量的问题。以‘铁柱168’为接穗,获得11种嫁接苗,以自根苗为对照,分别在低氮(0.5 mmol/L)和正常氮(14.0 mmol/L)水平下进行水培试验,测定11种砧木材料的嫁接冬瓜苗期的植株干物量、氮含量和氮素累积量等指标。通过主成分分析计算嫁接苗与自根苗在正常氮和低氮水平下的氮效率综合值,并由聚类分析将砧木材料进行氮素营养效率的划分。结果表明,除正常氮水平下的根干物量小于低氮水平外,植株氮含量、氮积累量、茎干物量、叶干物量、地上部干物量和整株干物量均大于低氮水平;氮积累量和干物量为氮效率评价的最主要指标,其中正常氮水平下主要与茎、叶的干物量和氮积累量有关,低氮水平下主要与根、茎、叶干物量及其氮积累量有关;正常氮水平下,黑杆为氮高效型,‘京欣砧1号’和‘301’为氮低效型,‘海砧1号’‘冬砧1号’‘黄砧1号’‘雪藤木’‘铠甲’‘果砧2号’‘京欣砧2号’和‘京欣砧5号’为氮中效型;低氮水平下,‘京欣砧1号’为氮高效型,‘黄砧1号’和‘铠甲’为氮低效型,‘海砧1号’‘冬砧1号’‘雪藤木’‘301’‘黑杆’‘果砧2号’‘京欣砧2号’和‘京欣砧5号’为氮中效型。当前“一控两减三基本”的背景下,推荐选用‘京欣砧1号’作为冬瓜的嫁接砧木。

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一氧化氮对甘蔗锰积累的影响
肖京林, 覃美, 杨曙, 唐新莲, 黎晓峰, 凌桂芝
2022 (1):  145-152.  doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.01.019
摘要 ( 6 )   HTML ( 0 )   PDF(3188KB) ( 4 )  

近年来在广西主要的甘蔗种植区出现了土壤中锰含量过高所导致的甘蔗宿根蔗幼苗黄化问题,这严重降低了甘蔗的产量和品质,制约了甘蔗产业发展。一氧化氮(NO)是植物体内介导植物响应重金属胁迫的信号分子,在缓解重金属毒害方面起着重要作用。采用水培试验方法研究了锰胁迫下NO积累与甘蔗植株锰含量及细胞壁多糖组分的关系,旨在为揭示甘蔗锰毒耐受机制提供科学依据。结果表明,锰处理后植株锰含量显著增加,并且植株中的锰主要积累在细胞壁及其果胶组分中;0.5、1.0 mmol/L锰处理24 h,后根尖中NO的积累量显著增加。在0.5 mmol/L锰溶液中添加NO供体硝普钠(SNP,0.2 mmol/L)增加植株NO积累后,根系锰含量为1215.4 mg/kg,叶片锰含量为525.5 mg/kg,相对于对照增加了37.1%,根及叶片中的锰含量、根细胞壁及其果胶组分中的锰含量均显著增加;一氧化氮清除剂(cPTIO,0.1 mmol/L)处理后,有效减少植株NO积累,并降低了根系、根系细胞壁及细胞壁果胶组分中的锰含量,根系锰含量相较于对照降低了78.2%,根系细胞壁和细胞壁果胶的锰含量相对于对照分别降低57.4%、40.6%;与此相同,硝酸还原酶抑制剂钨酸钠(0.3 mmol/L)处理抑制了硝酸还原酶(NR)活性并降低了植株NO积累,甘蔗植株、根系细胞壁及其果胶组分中的锰含量均显著下降。虽然钨酸钠处理后根系细胞壁中的半纤维素I和半纤维素II组分含量变化不显著,但细胞壁果胶组含量、果胶甲酯酶活性以及果胶去甲酯程度显著降低,从而减少了细胞壁的锰吸附。可见,锰胁迫引起甘蔗细胞积累NO,而NO通过调控细胞壁的多糖组分及果胶甲酯化程度介导植株锰积累与分布。

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植物保护与生物安全
香蕉果实中杀菌剂的残留、分布与膳食评估
马晨, 张群, 刘春华, 王明月
2022 (1):  153-164.  doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.01.020
摘要 ( 4 )   HTML ( 0 )   PDF(1606KB) ( 5 )  

为掌握常用杀菌剂在香蕉中的残留和分布情况以及对消费人群的膳食风险,测定344份香蕉样品中14个杀菌剂残留,分析其在果实中的残留分布,评估其对成人和1~6岁儿童的急性和慢性膳食风险以及现有最大残留限量(maximum residue level, MRL)对消费者的保护水平。结果表明,56.10%全果样品和25.58%的果肉样品中检出杀菌剂残留,全果中共检出13种杀菌剂,吡唑醚菌酯(32.27%)的检出率最高,果肉中共检出11种杀菌剂,氟唑菌酰胺(9.88%)的检出率最高。根据我国MRL判定,香蕉中腈苯唑超限量2次,吡唑醚菌酯、苯醚甲环唑和氟唑菌酰胺各超限量1次。云南产区香蕉和香牙蕉品种的农药残留风险最高。只有11份样品果肉中杀菌剂的残留量高于全果(占5.70%),果肉中的残留量是全果的1.14~2.03倍。其余香蕉样品中检出杀菌剂在果肉中的残留量显著低于全果。香蕉果肉中杀菌剂的慢性、急性膳食风险以及累积风险均小于100%,说明通过香蕉摄入的杀菌剂残留不会对人体产生健康风险。我国制定的香蕉中各类杀菌剂MRL值对消费者慢性膳食风险的保护水平普遍较高(1~1354倍),但氟硅唑、咪鲜胺和抑霉唑对成人和儿童以及吡唑醚菌酯对儿童的急性膳食风险的保护水平很低(小于1倍),达不到保护作用。

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中国辣椒(Capsicum chinense)对象耳豆根结线虫的抗性鉴定及机理研究
田潇潇, 姜秉政, 曹振木, 刘子记, 凌鹏, 谢尚潜, 朱婕
2022 (1):  165-172.  doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.01.021
摘要 ( 5 )   HTML ( 0 )   PDF(1510KB) ( 3 )  

根结线虫(Meloidogyne spp.)是一类高度专化性的杂食性植物病原线虫。目前,世界上已报道的根结线虫种类有98种,我国危害农作物最为严重的根结线虫有6种,包括南方根结线虫(M. incognita)、北方根结线虫(M. hapla)、爪哇根结线虫(M. javanica)、花生根结线虫(M. arenaria)、拟禾谷根结线虫(M. graminicola)和象耳豆根结线虫(M. enteroloblii)。象耳豆根结线虫寄主范围广、致病力强,选育抗病品种是防治该线虫最为经济有效的手段。由于象耳豆根结线虫在辣椒生产中造成的危害越来越大,急需筛选高抗象耳豆根结线虫的辣椒种质,为抗病育种工作提供物质前提。本研究采用苗期接种鉴定法,对27份中国辣椒(Capsicum chinense)接种象耳豆根结线虫,60 d后开展抗病性鉴定工作。从根结指数和卵粒指数可以看出,不同种质材料在抗病性上存在显著差异。L529-10-1-2-1的根结指数和卵粒指数均最大,L550-1-3的根结指数最小,L518×L535的卵粒指数最小,可推测L529-10-1-2-1对象耳豆根结线虫的抗病性最弱,L550-1-3和L518×L535抗病性最强。结合隶属函数值和聚类分析,将27份供试辣椒种质分为抗病、低抗、感病和高感4类。其中抗病种质16份,隶属函数值在1.60以上;低抗种质4份,隶属函数值在1.26~1.51之间;感病种质5份,隶属函数值在0.64~0.93之间;高感种质2份,隶属函数值在0.42以下。选取高抗的L501M-1M和高感的L529-10-1-2-1接种象耳豆根结线虫,并在接种后0、3、6、9、12、15、20、25、30 d观察线虫侵染量和根系木质素含量。发现L501M-1M根系中的根结线虫数量远远少于L529-10-1-2-1,且L501M-1M中根结线虫的发育受到了阻滞。L501M-1M和L529-10-1-2-1在接种前木质素含量均较低,而接种后抗感种质木质素含量均有所上升,且L501M-1M的木质素含量明显高于L529-10-1-2-1,从而推测木质素与中国辣椒的象耳豆根结线虫抗性存在一定关联。该结果将为深入开展辣椒的根结线虫抗性机理研究奠定基础。

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韭菜根系分泌物对苦瓜枯萎病菌的化感作用
谢一琪, 牛玉, 刘子记, 于仁波, 韩旭
2022 (1):  173-184.  doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.01.022
摘要 ( 5 )   HTML ( 0 )   PDF(12467KB) ( 4 )  

为探究韭菜根系分泌物对苦瓜枯萎病菌的化感作用,本研究以‘山东雪韭6号’韭菜和苦瓜枯萎病菌为试验材料,水培法收集韭菜根系分泌物,采用菌丝生长速率和孢子萌发法研究韭菜根系分泌物对苦瓜枯萎病菌的化感作用;利用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)鉴定根系分泌物组成成分,筛选可能的主效化感物质,进一步通过体外抑菌试验验证其化感作用,明确主效化感物质。结果表明,随着韭菜根系分泌物浓度的升高,苦瓜枯萎病菌的菌落直径和孢子萌发数均呈先降后升的趋势,当分泌物浓度为3.22 mg/mL时,抑制作用最大,满足化感作用低浓度促进、高浓度抑制的特性。通过GC-MS鉴定出韭菜根系分泌物中的主要成分为酚类、酯类、烷烃类、醇类、烯类、芳香类,可能的化感物质为邻苯二甲酸二丁酯、2,4-二叔丁基苯酚、2,2°-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)。通过体外抑菌试验证实这3种物质对苦瓜枯萎病菌菌丝生长和孢子萌发都有不同程度的化感抑制作用,且抑菌效果为2,4-二叔丁基苯酚>邻苯二甲酸二丁酯>2,2°-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚),明确其为化感物质。由此可知,韭菜根系分泌的主效化感物质对苦瓜枯萎病菌有显著的化感抑制作用,这为苦瓜间套轮作韭菜防控苦瓜枯萎病和研制植物源抑菌剂提供了理论依据和技术支撑。

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多效唑影响朱顶红植株生长的转录组分析
黄宝华, 许小琼, 陈晓慧, 徐小萍, 张春渝, 林玉玲, 赖钟雄
2022 (1):  185-195.  doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.01.023
摘要 ( 3 )   HTML ( 0 )   PDF(9825KB) ( 3 )  

朱顶红具有较高观赏价值,但其高花茎和叶太长成为其发展盆栽的限制因素。本研究应用不同浓度的多效唑(paclobutrazol, PBZ)对朱顶红进行处理,观测其表型性状的特征,并应用RNA-seq技术进行转录本分析。结果表明,PBZ对朱顶红的株高及叶片长度具有抑制作用,随着PBZ浓度的增加,其株高越矮,叶长逐渐变短,各处理间呈显著差异,成熟的花茎高度也随PBZ浓度的增加而降低。经转录组分析,Q20介于98.320%~98.450%之间,均值为98.385%,说明测序质量较好,可以用于后续分析。差异基因富集最显著的途径为苯并噁唑嗪酮类化合物生物合成途径。对差异表达基因的GO功能分类进行分析,在生物过程分类下的6个比对中,差异表达基因富集到的前3个词条分别是:代谢过程、细胞过程、单一生物过程。在细胞组成的6个比对中,差异表达基因富集到的前7个词条都是一致的,分别是细胞、细胞部分、膜、细胞器、膜部分、细胞器部分、大分子复合物,其富集相似度很高。在分子功能的6个比对中,前3个的富集词条分别是催化活性、绑定、运输活动。表明不同浓度PBZ主要通过影响植物体内各种生物学过程来调控朱顶红矮化,同时也涉及改变植物组织细胞组分以及调控分子功能来影响朱顶红矮化。KEGG功能分类中,代谢占比最大,都达60%以上。Pathway富集分析也显示差异基因显著富集在代谢途径和次生代谢产物的生物合成中。通过对代谢通路进行分析,表明影响脂肪酸的合成及丙二酰COA的提升是矮化的影响因素之一。木质素的大量合成和微管蛋白TUBA、TUBB的提升促使茎粗的增加。茉莉酸甲酯和不饱和脂肪酸类的提升和合成促使其抗性的提升。HSFhsp70HSP90基因表达的提升,提高了其耐热性。研究结果为进一步了解PBZ对朱顶红的影响机理奠定了基础,也为朱顶红育种提供了参考。

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采后处理与质量安全
4种沉香树叶片挥发油化学成分GC-MS分析
刘欣怡, 王雅丽, 王昊, 王露露, 梅文莉, 戴好富, 王军
2022 (1):  196-206.  doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.01.024
摘要 ( 10 )   HTML ( 0 )   PDF(1653KB) ( 5 )  

比较3个白木香良种‘热科1号’(Aquilaria sinensis ‘Reke 1’)、‘热科2号’(A. sinensis ‘Reke 2’)、‘热科3号’(A. sinensis ‘Reke 3’)及国外引种的印度沉香(A. agallocha Roxb.)植物叶片挥发油成分的异同,旨在为其进一步开发利用提供依据。采用水蒸气蒸馏法提取4种叶片中的挥发油,用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术对其成分进行分析获得总离子流图,通过Date Analysis化学工作站,结合Nist2005和Wiley275质谱库及前人鉴定方法等对检测到的色谱峰进行检索及人工解析;利用峰面积归一化法测定其化学成分的相对百分含量,统计数据后进行对比分析。结果表明,3个白木香良种与印度沉香叶片挥发油仅5个共有成分,独有成分数量较多占半数以上;‘热科1号’(34.44%)、‘热科3号’(25.08%)及印度沉香(37.06%)叶片挥发油中萜类总相对百分含量较高,‘热科2号’(13.20%)中相对较低,其中‘热科1号’(9.82%)与‘热科2号’(8.17%)沉香叶挥发油中分别有3种、8种倍半萜类化合物且均为独有;‘热科2号’(5.03%)沉香叶挥发油中二萜类成分远低于其他三者(‘热科1号’为19.25%、‘热科3号’为24.18%、印度沉香为35.45%);‘热科1号’(5.37%)与印度沉香(1.61%)叶片挥发油中含三萜类成分,其他二者未检出。综上,萜类多具有抗菌抗炎活性,故‘热科1号’‘热科3号’及印度沉香叶片挥发油更适合发掘其在药用、保健方面的功能,印度沉香叶挥发油的二萜类化合物中致香成分含量较高,适合发掘香料、烟草等方面的应用价值,‘热科2号’叶挥发油具有苦味的二萜类化合物含量低,在食品、茶饮方面具有较好的开发潜能及应用前景。因此,对不同沉香树叶及挥发油的开发利用应更具针对性,充分挖掘其价值,开发高附加值产品并推动沉香树种植产业调整升级,促进沉香产业发展。

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蔗茎机械强度精准评价及机制解析
沈银娟, 马富民, 王茂瑶, 李欣茹, 张木清, 黄江锋
2022 (1):  207-215.  doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.01.025
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倒伏是限制我国糖料蔗生产的核心问题之一。茎秆机械强度是决定蔗茎抗倒伏性能的重要性状,由于缺乏精准评价甘蔗机械强度的有效方法,甘蔗抗倒伏研究进展严重受阻。本研究针对甘蔗倒伏、折断的问题,分别建立一套基于穿刺力和折断力的蔗茎力学表型测定方法,对117份甘蔗品系蔗茎机械强度精准评价,并对茎秆抗倒伏差异品种(‘桂糖42号’和‘柳城05-136号’)的茎秆生物学特性和细胞壁成分进行分析,探究蔗茎机械强度形成的生物学机制。结果显示:(1)各力学参数在不同试验小区间呈极显著正相关关系(P<0.001),茎秆力学性状测定对甘蔗自然群体茎秆的评价具有可靠性与准确性;(2)甘蔗成熟节间的穿刺力与未成熟节间的折断力呈极显著正相关(P<0.001),暗示成熟节间与柔嫩节间力学性状存在内在联系;(3)‘桂糖42号’蔗茎穿刺力显著高于‘柳城05-136号’,尤其中部节间差异达最大化,但二者茎髓穿刺力无显著差异,表明蔗茎穿刺力大小取决于茎皮组织,与髓无关;(4)分析茎皮组织细胞壁成分,发现‘桂糖42号’的纤维素、半纤维素和木质素含量均显著高于‘柳城05-136号’,其中纤维素含量与穿刺力呈极显著正相关(r=0.925,P<0.001),半纤维素和木质素与穿刺力无显著相关性,表明茎皮纤维素含量是决定茎秆机械强度的内在因素。因此,本研究针对甘蔗生产中“茎倒”和“茎折”的生物学问题,在建立蔗茎机械强度精准评价体系的基础上,初步探究了甘蔗不同品种、节间茎秆机械强度的变化规律,并揭示了其内在决定机制。该研究方法及结果可为甘蔗抗倒伏优良品种选育提供参考。

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裂解温度对海南不同材料生物炭理化特性的影响
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2022 (1):  216-223.  doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.01.026
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为探求热带地区生物质在制备生物炭时对温度的响应,以热带地区植物桉树、橡胶树和椰糠为原料,在300、500和700℃下制备成桉树炭(E)、橡胶树炭(RT)和椰糠炭(SC),利用元素分析仪、扫描电镜(SEM)、X射线能谱分析仪(EDS)和傅立叶红外光谱分析仪(FTIR)等研究不同裂解温度对生物炭的酸碱度、结构及元素组成和含量的影响。结果表明,随裂解温度升高,3种生物炭的灰分含量和pH均升高,其中300~500℃的增幅(17.60%~27.59%)要明显高于500~700℃(4.97%~10.47%);3种材料生物炭对比,裂解温度为300和500℃时,pH值E>SC>RT,温度为700℃时SC>E>RT。随温度升高,3种生物炭的产量降低,各温度下,SC的产率明显高于E和RT。C/N对比,各温度条件下均为RT>E>SC。SC含有更多的元素,而E和RT的C含量更高。裂解温度在300~500℃时,E和RT的-OH振动峰(3432 cm?1)随温度升高而升高,温度升高至700℃,峰值出现降低;SC在300~700℃内,-OH振动峰随温度升高而升高。波数在1659~1744 cm?1时,E和RT的C=C振动峰在300~500℃时,随温度升高而升高,此时,温度再升高,峰值差异不大,SC在300~700℃内,峰值随温度升高而升高。2800~3000 cm?1,脂肪族的CH3和CH2基团出现,裂解温度高于500℃时,E的振动峰与700℃基本持平,而RT的振动峰在700℃出现了降低。785~880 cm?1波段的吸收峰为芳环C-H弯曲振动,裂解温度高于500℃时,随温度升高,3种原料所形成的振动峰均降低。本研究结果显示,椰糠制备的生物炭其元素组成、表面特征以及官能团与桉树和橡胶树制备的生物炭存在较大差异性,且对裂解温度的响应更敏感。

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