为了解龙眼miRNA合成途径相关基因的生物学功能,本研究依据龙眼第3代基因组数据对龙眼miRNA合成途径相关基因进行了鉴定和生物信息学分析,并利用龙眼转录组对其在体胚发生早期定量表达进行分析。研究结果如下:共鉴定到12条龙眼miRNA合成途径相关基因,分别是DlDDL1、DlDDL2、DlDDL3、DlDCL1、DlSE、DlHYL1a、DlHYL1b、DlHYL1c、DlCBP20、DlCBP80、DlHEN1、DlHASTY。这些基因编码的氨基酸数目400~1000 aa,蛋白分子质量23.92~220.25 kDa;大部分蛋白均为酸性蛋白,所有蛋白均为不稳定蛋白,除DlHASTY外,其余蛋白均为亲水性蛋白;基因结构分析表明,各成员内含子数目差别较大,为2~23个;所有成员均含有保守结构域,数目差别较大,为1~7个;启动子顺式原件分析显示,基因启动子区域均含有大量光反应元件及激素响应元件;蛋白互作预测分析显示龙眼miRNA合成途径相关基因具有较强的互作关系。对龙眼体胚发生早期过程中表达分析显示,各基因在EC阶段具有较高的转录水平。本研究表明:龙眼miRNA合成途径相关基因可能参与龙眼体胚发育早期进程且在EC阶段发挥重要作用,同时响应多种激素应答及非生物胁迫,推测其在生物学功能方面具有多样性和差异性。
为了研究DlDCL家族中DlDCL4基因在龙眼中的功能,本研究通过氨基酸序列比对、系统发育进化树的构建、亚细胞定位验证、实时荧光定量PCR(qPCR)等方法,对其进行初步探究。结果表明:遗传进化分析显示,DCL4氨基酸序列在所选的物种间相似度高于50%,其中龙眼与甜橙(Citrus sinensis)的亲缘关系最近。在激光共聚焦显微镜观察下,洋葱细胞核发出绿色荧光,其他部位不发出荧光,表明龙眼DCL4蛋白定位于细胞核中。在24 h内,100 μmol/L的外源脱落酸(ABA)对 DlDCL4都有极显著的下调效果;100 μmol/L的水杨酸(SA)对其表达量有显著的上调效果,其中8 h时表达量最大,提示 DlDCL4对不同激素的响应效果不同且不同处理时长下响应效果也会有影响。
采用Illumina Novaseq 6000测序技术对火龙果果肉3个时期(幼果期、转色期、成熟期)的样品进行转录组测序,对获得的Unigene进行7大数据库注释,共有3617个Unigene成功注释在所有数据库中,进一步筛选与淀粉和蔗糖代谢途径相关的5个酶基因并进行实时荧光定量PCR(qPCR)基因表达验证。结果表明:转录组测序共得到115 193条转录本和47 855条Unigene,N50为2000。GO功能富集分析结果表明,18 582个Unigene在GO功能注释中被分为生物过程、细胞组成及分子功能3大类。KOG功能分类结果表明,6203个Unigene在KOG注释中被分为25个组,其中翻译后修饰、蛋白质周转、伴侣包含的Unigene最多,共854个。KEGG代谢通路注释结果表明,6554个Unigene获得功能注释,共有119条代谢途径,其中碳水化合物代谢所占比例最高。筛选出UGP2、glgC、glgA、Cluster-12747.5831、Cluster-12747.16617等5个参与淀粉和蔗糖代谢合成途径的关键酶基因,qPCR检测表达水平与转录组测序结果一致。
黄烷酮3-羟化酶(flavanone 3-hydroxylase,F3H)是黄酮类化合物合成途径中的一个关键酶。本研究基于前期转录组数据,以‘福菜薯7-6’叶片为材料成功克隆CDS序列长度为1107 bp的基因IbF3H,利用生物信息学分析甘薯F3H基因的序列特征、氨基酸序列对比、蛋白系统进化树、蛋白的二、三级结构、预测其跨膜结构和亚细胞定位,并利用qRT-PCR分析盐旱胁迫处理下基因的表达特性。结果表明,该基因含有3个外显子和2个内含子,编码368个氨基酸,蛋白分子量为41.12 kDa,等电点为5.83。存在多种类型的启动子顺式作用元件,如光响应元件G-Box、ACE,干旱胁迫相关的MBS元件,与脱落酸激素响应相关的ABRE元件等。与其他植物的氨基酸序列相似性达到了80%以上,可见IbF3H的编码区高度保守,且黄烷酮3-羟化酶在进化上具有较高的保守性。IbF3H蛋白含有非血红素双加氧酶结构域(DIOX-N superfamily)和典型的F3H蛋白功能结构域(2OG-FeⅡ-Oxy加氧酶结构域),属于双加氧酶超家族。IbF3H蛋白可能在细胞质中表达并且不具备跨膜结构。qRT-PCR研究结果表明,IbF3H基因并非组织特异性表达的基因,叶和茎表达量高于茎尖和根。模拟盐胁迫处理后,IbF3H基因表达量呈现先下降后上升的趋势;模拟干旱胁迫处理后,IbF3H基因表达量始终高于对照组,以响应逆境胁迫。本研究可为下一步探索IbF3H基因在调控甘薯类黄酮生物合成途径和功能作用奠定基础。
基于茉莉花叶转录组(GenBank登录号为GHOY00000000)筛选了2个在花瓣中及夜间优势表达,且与其他物种中香气调控转录因子同源度高的MYB基因进行克隆并分析了它们在花朵开放中的表达模式。2个MYB基因编码序列长度分别为864 bp和588 bp,编码287 aa和195 aa个氨基酸残基。分别与拟南芥AtMYB108及AtMYB24亲缘关系相近,与油橄榄(Olea europaeavar. sylvestris)MYB108-like protein和MYB305-like protein相似度最高,分别命名为JsMYB108和JsMYB305。JsMYB108和JsMYB305在夜间表达量显著高于白天,与4个茉莉花萜类合成酶基因JsTPS表达特征一致。为探究JsMYB108和JsMYB305是否参与萜类香气调控,将其构建至植物表达载体pK7FWG2.0(35 S启动子,GFP报告基因)中,利用茉莉花茎段愈伤组织遗传转化体系检测其对愈伤组织中4个JsTPS基因表达水平的影响。结果显示:转化了JsMYB108和JsMYB305的愈伤组织内能检测到GFP荧光和2个MYB基因转录本;JsMYB108可显著提高JsTPS2表达水平,JsMYB305可显著提高4个JsTPS基因的表达,暗示JsMYB108和JsMYB305可能不同程度地参与了萜类合成的调控。该研究结果为今后茉莉花香气调控的深入研究提供参考。
基于甘薯叶绿体基因组,利用cpSSR分子标记,对104份甘薯栽培品种和地方品种进行遗传多样性分析并构建指纹图谱,为甘薯资源的保护鉴定和遗传改良提供参考。使用了11对cpSSR引物,在104个甘薯材料中总共扩增得到58条条带,多态性条带为47条,单条引物平均扩增的条带数为5.27,平均多态性百分率为81.03%。根据引物在甘薯材料中的扩增结果,构建104个甘薯品种的指纹图谱。对104个甘薯品种的扩增结果进行聚类分析,每个品种间的遗传距离为0.0386~5.2723,平均遗传距离为0.2201,在遗传系数为0.74时将104个甘薯品种分为5组。
以30份不同来源的建兰种质资源为供试材料,测定其25个表型性状,计算其各性状的变异系数,并进行主成分分析和聚类分析,以期揭示建兰各品种间的亲缘关系及遗传差异。结果表明,30个建兰供试品种各表型性状的变异幅度为9.28%~76.17%,各表型性状间均存在较大程度的变异;表型性状聚类分析结果显示30个建兰供试品种欧式距离范围为3.612~38.796。‘汇翠粉荷’和‘峨眉水仙’的欧式距离最小,为3.612,表明二者的亲缘关系最近;‘素君荷’和‘富山奇蝶’之间的欧式距离最大,为38.796,表明二者的亲缘关系最远;其他材料之间的亲缘关系位于二者之间。对30个供试品种的表型性状使用层次聚类法进行树状图绘制,在欧氏距离为16处,30个建兰供试品种分成4个群集;主成分分析结果表明贡献值最大的花部性状有花葶高度、花长和唇瓣长等性状,均与花部质量有关,花部性状的综合评分表明广东佛山的‘红君荷’花部综合特性最好,观赏价值最高,广东佛山的‘水晶皇梅’综合特性最低。
为揭示不同种源多油辣木(Moringa oleiferaLam.)的形态多样性、变异程度以及各种源的表型特点。对云南省引种栽培的世界范围内10个种源多油辣木的15个表型数量性状和质量性状进行差异性研究。结果表明,不同种源多油辣木的形态学特征存在广泛的变异,其中复叶长变异幅度最大,变异范围为6.052~14.325 cm,变异系数为25.192%,其次为种子千粒重、小叶长、种子长和小叶宽,而小叶对数的变异幅度最小,变异范围为4~6,变异系数为9.420%,侧脉数目和可育花药数量无表型变异;主成分分析显示多油辣木种源间的形态差异主要来源于小叶面积、小叶长、花瓣颜色、小叶叶型和种子长;UPGMA聚类分析表明,10个种源可以归为两大类群,其中中国台湾、缅甸实皆与印度南部班加罗尔的种源归为一个类群,缅甸木各具、肯尼亚、美国、古巴与印度北部新德里的种源归为另一个类群。不同种源地的多油辣木在其种源地因人为筛选或环境适应而形成了在叶片和种子的形态指标上较高的形态分化,因此,建议不同种源在良种选育时可根据利用部位的不同而选择培育方向。
为探究苦瓜叶片叶绿素含量遗传特点,加快高产优质新品种选育进程,以苦瓜高代自交系$\otimes$04-17-6和$\otimes$25-6配组产生的6个世代P1、P2、F1、B1、B2和F2为材料,利用主基因+多基因混合遗传模型和ABC尺度测验2种方法,对苦瓜叶片叶绿素含量进行遗传分析。主基因+多基因混合遗传模型分析结果表明,叶绿素含量遗传受1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因控制,且高叶绿素含量对低叶绿素含量为不完全显性。3个分离世代B1、B2、F2的主基因遗传率分别为2.86%、75.35%、79.79%,多基因遗传率分别为87.81%、0%、0%,环境变异为9.33%~24.65%,主基因的加性效应da和显性效应ha分别为17.739和17.682,显性度ha/da 小于1。ABC尺度测验结果表明,叶绿素含量的遗传符合加性-显性模型。2种方法分析结果表明,苦瓜叶片叶绿素含量由1对主基因控制,同时受微效多基因及环境影响,适合进行早代选择。B2、F2世代应重点进行主基因选择,多基因在B1选择效率高,提高品系叶绿素含量应注重对加性效应和显性效应的利用。该研究结果为苦瓜产量及品质育种提供了理论基础。
以阴生桫椤(Alsophila latebrosa)、大叶黑桫椤(Alsophila gigantea)为研究对象,利用绿色球状体(Green Globular Bodies,GGB)途径,展开快繁体系的研究,以筛选最优的繁殖体系。结果表明:(1)阴生桫椤的快繁体系中,1/10 MS是孢子萌发最优培养配方;1/2 MS+NAA 0.3 mg/L+6-BA 0.5 mg/L,蔗糖30 g/L,琼脂6.5 g/L是诱导配子体产生GGB的最优培养配方;1/2 MS+KT 0.1 mg/L+IAA 0.1 mg/L是其诱导GGB分化的最优培养配方;孢子体幼苗在泥炭土:菜园土:珍珠岩=3:3:1的基质中成活率最高。(2)在大叶黑桫椤的快繁体系中,1/10 MS为相对较好的培养基;1/2 MS+0.3 mg/L IBA是诱导产生GGB的最优培养配方;1/2 MS+0.3 mg/L NAA对GGB分化的促进作用最显著;1/2 MS+0.1 mg/L IAA+0.3 mg/L NAA的组合可有效促进孢子体幼苗生根。(3)通过配子体诱导GGB途径,2种桫椤属植物从孢子萌发到幼苗移栽的整个培养过程为6~8个月。可见,GGB途径不仅能提高繁殖系数,也能大大缩短桫椤属植物的繁殖时间,为实现桫椤属植物的工厂化育苗奠定了基础。
以野生黄精不定芽为材料,以MS为基本培养基,添加不同浓度的植物生长调节剂6-BA、2,4-D、NAA、KT进行3因素4水平的正交设计试验,筛选黄精增殖的最佳培养条件;探讨不同培养温度对黄精组培苗继代增殖的影响;以1/2 MS为基本培养基,探讨不同生长素及其浓度和不同培养容器对组培苗生根的影响。结果表明,黄精组培苗最佳继代增殖培养基为MS + 2.0 mg/L 6-BA + 0.2 mg/L 2,4-D + 0.4 mg/L NAA,最佳培养温度为22 ℃,平均繁殖系数达6.88;最佳生根培养基为1/2 MS + 0.5 mg/L NAA + 0.2 mg/L IBA,平均生根率达96.2%;接种袋是黄精工厂化育苗的首选生根培养容器。
胶乳中的蛋白质对橡胶生物合成、胶乳稳定性和加工性能等方面有重要影响,但总蛋白质含量在不同种质间的差异及其年度变化未有系统研究。本研究以国家橡胶树种质资源圃种植的少花橡胶、光亮橡胶、巴西橡胶野生种和栽培种共13份种质为对象,于2018—2019年对总蛋白质含量及其年度变化进行分析研究。结果表明:胶乳总蛋白质含量为0.147~0.174 g/kg,在种质间的差异达到极显著水平。根据总蛋白质含量水平,可初步分为3类,大于0.17 g/kg的高蛋白质含量类,低于0.15 g/kg的低蛋白质含量类和蛋白质含量为0.15~0.17 g/kg的中间类型。总蛋白质含量在父/母本与子代间也可很好地区分,适合作为胶乳特性指标。总蛋白质含量5月下旬下降,11月中旬上升,其他时间则差异不显著。胶乳总蛋白质含量可采取每月下旬或代表性月份6月、8月、10月测定。干总比大多为89%~97%,年度变化上呈现逐步下降的趋势,有2个低凹期,即5月下旬和10—11月,间接反映这2个时期非胶组分较高,推测5月下旬和10月份非胶组分的上升与总蛋白质无关。
为探究木薯的耐寒性及其在低温胁迫下抗渗透响应,对耐寒‘F200’木薯和低温敏感品种‘华南8号’(‘SC8’)木薯幼苗在人工低温条件下进行4 ℃低温处理,分别观测处理前和处理3、6、12、24 h下不同木薯品种生长表型情况以及渗透性物质含量变化情况。结果表明:随着胁迫时间的增加,‘F200’木薯幼苗上部和下部叶片出现轻度萎焉,而‘SC8’所有叶片均严重萎焉,顶部叶片甚至出现脱水现象;‘F200’木薯叶片受H2O2的损害轻于‘SC8’,相对于‘SC8’的损伤持续增加,‘F200’呈现先加重后减轻的趋势;随着低温胁迫时间的延长,木薯叶片的相对叶绿素含量呈现先急剧下降、再上升、后下降的过程;相对电导率(REC)和丙二醛(MDA)、可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)、脯氨酸(Pro)的含量均逐渐升高;低温胁迫下,‘F200’木薯的总叶绿素减少64.23%,且小于‘SC8’的78.15%,二者差异不显著;REC增加11.48%,且显著小于‘SC8’的188%;MDA增加14.74%,且显著小于‘SC8’的20.98%;Pro增加90.53%,显著大于‘SC8’的27.95%;SP增加12.96%,且大于‘SC8’的17.82%,二者无显著差异;SP增加45.18%,且显著大于‘SC8’的2.16%。可见,低温胁迫下,‘F200’木薯通过增强H2O2的清除能力、增强光合作用、增加渗透调节物质含量等途径,缓解了低温对木薯幼苗造成的伤害。低温耐受型木薯‘F200’和低温敏感型木薯‘SC8’的形态结构和生理指标在低温胁迫下存在明显差异,可作为木薯种质资源耐低温性评价的参考指标。
以大粒种咖啡(Caffea liberica)1号为砧木、中粒种咖啡(Caffea canephora)热研1号高产无性系为接穗形成种间嫁接苗,以棕榈叶+表土、棕榈叶+椰糠和椰糠+表土不同比例配置基质,比较不同处理下嫁接苗的根系形态、光合特性、生物量及苗木质量指数,筛选适宜育苗基质。结果表明:以棕榈叶+表土体积比1:0(M1)、7:3(M2)、1:1(M3)处理植株根尖数、净光合速率(Pn)、总生物量及苗木质量指数较高,较常规育苗配比(CK),M1处理分别提高98.17%、25.88%、159.54%和142.86%,M2处理分别提高122.99%、39.11%、162.61%和151.40%,M3处理分别提高157.18%、40.47%、194.22%和214.29%,增幅均达显著水平,各处理植株根系形态指标、净光合速率、总生物量、苗木质量指数间呈极显著正相关。因此,M1、M2和M3处理混配基质均能较好的满足咖啡种间嫁接苗生长需要,建议推广应用。
通过室内盆栽试验,以不施磷作为对照,分别选用钙镁磷肥、聚磷酸铵和磷酸一铵进行施磷处理,研究施用不同类型磷肥对黑皮果蔗生物量、根系形态及磷吸收特性的影响。结果显示,施磷处理能够显著促进果蔗生长,与未施磷处理的相比较,钙镁磷肥、聚磷酸铵和磷酸一铵处理的果蔗地上部生物量分别增加了67.00%、58.38%、50.65%。在同一施磷水平下,钙镁磷肥处理的果蔗生物量显著高于聚磷酸铵和磷酸一铵处理。在不同类型磷肥处理下,果蔗的根系形态特征有显著差异。钙镁磷肥处理的果蔗根系总根长和总根系表面积均比其他两种磷肥处理有显著增加;钙镁磷肥和聚磷酸铵处理的果蔗根平均直径和根总体积之间无显著差异。不同类型磷肥处理下,果蔗地上部和根系的磷含量无显著差异;但钙镁磷肥处理的果蔗磷积累量显著高于磷酸一铵处理。
以香水菠萝为研究对象,采用“3414”施肥试验方案开展大田试验,研究氮、磷、钾肥不同施用量对香水菠萝产量和经济效益的影响,探讨海南香水菠萝生产适宜的施肥量推荐。结果表明:各施肥处理产量均高于无肥处理,缺素处理对香水菠萝产量的影响为氮>钾>磷;N2P2K2处理的产量和净收益最高,分别为50 350 kg/hm2和167 508元/hm2;对产量和施肥量进行肥料效应函数拟合分析,结果表明三元二次肥效函数为非典型肥效模型,二元和一元肥效函数拟合失真;应用产量频率分析方法得出施肥量N 317~422 kg/hm2、P2O5 66~92 kg/hm2、K2O 271~396 kg/hm2时,产量达30 870~50 350 kg/hm2的概率为95%,此时推荐施肥配比为1:0.16~0.29:0.64~1.25。
可可作为重要的特色热带经济作物,目前国内主栽品种单一,为鉴定筛选出优异的可可品系,以培育我国可可新优品种。本研究以XYS-1、XYS-2、XYS-3、XYS-4、XYS-5、‘热引4号’等6个可可品系(种)为材料,在海南万宁对其植物学、农艺和品质性状进行比较试验。结果表明:XYS-5果实成熟周期最长达192 d,XYS-1果实成熟周期最短仅为162 d;XYS-4果实长度最长,平均达到218.27 mm,与其他5个品系(种)差异显著;XYS-2的产量最高,平均单果种子干重为46.48 g,平均单株结果量为59个;XYS-2的产量除与’热引4号’差异不显著外,与XYS-1、XYS-3、XYS-4、XYS-5差异均显著;XYS-5可可脂含量最高,平均值达51.27%,显著高于’热引4号’,XYS-1可可脂含量最低,平均值为43.67%。XYS-2、XYS-4品系植株长势强、产量高、品质稳定,可作为可可新品系(种)在海南进行扩大种植和示范推广。
为明确红壤坡耕地的合理耕层厚度。以红壤坡耕地耕层土壤填充方式构建10、20、30、40、50 cm 5个耕层厚度,模拟土壤理化性质等相同条件下不同耕层厚度对根系生长特征和花生单株产量的影响,并分析作物产量与耕层厚度的相关性,探讨增加耕层厚度下花生的增产潜力。结果表明:(1)不同耕层厚度对花生各生育期主根根长及开花下针期和成熟期根系生物量、根系活力影响显著(P<0.05);耕层厚度为30 cm可以保证花生根系生长和根系生物量形成所需的纵向空间,并维持根系活力在较高的水平。(2)不同耕层厚度对花生单株产量影响显著(P<0.05),花生单株产量随着耕层厚度的增加呈现先增长后稳定的趋势。(3)整个生育期主根根长与花生单株产量相关性呈极显著线性关系(P<0.01);开花下针期和成熟期花生根系活力、根系生物量与花生单株产量呈极显著相关(P<0.01);说明耕层厚度可以通过影响花生根系发育进而影响产量的形成。(4)米氏方程符合花生单株产量与耕层厚度的关系(P<0.01,R2=0.8097),30 cm的耕层厚度可以保证花生产量较高,进一步增加耕层厚花生的增产潜力较小(<5%)。
通过对滇龙胆的开花物候与交配系统进行观测,统计不同处理的结实率和结籽率,分析滇龙胆开花物候与交配系统等繁育特征。结果表明:滇龙胆花期在10月中旬至12月中旬,单花花期持续17~19 d,单个花序花期可持续33~37 d,单株水平花期可持续8周,群体水平开花期持续时间为60 d以上,具有雌雄异位和雌雄异熟特征。滇龙胆杂交指数(OCI)值为5,花粉-胚珠比(P/O)值集中于(582.8±441.2)~(140 5.8±550.8)之间,结合人工授粉套袋试验结果,证实滇龙胆的繁育系统类型为兼性异交型,部分自交亲和,需要传粉者,不存在无融合生殖。自然状态下结实率较高,通过人工补充授粉,可显著提高滇龙胆结实率。
探究橄榄种子休眠生理与层积对种子萌发和幼苗生长的影响效应,为橄榄及其他核果类果树种子休眠生理研究和种苗繁育提供参考。以未层积种子(层积0 d)为对照,对橄榄种子进行不同时间(每10 d一处理,共10个处理)的层积处理,研究橄榄种子在层积过程中营养物质、激素水平等生理生化变化,以及不同层积时间种子的萌发和幼苗生长情况。结果表明:层积处理缩短了橄榄种子发芽启动时间,对橄榄种子萌发均有促进作用。层积90 d和100 d的橄榄种子发芽率最高,均为82.22%,比CK种子(53.33%)高54.17%,发芽指数也显著高于其他处理时间,层积100 d的橄榄种子发芽指数是CK的8.5倍(P<0.05)。层积能提高橄榄幼苗地上部生物量,以90、100 d处理的橄榄幼苗生长最好。橄榄种子的主要营养贮藏物质是粗脂肪(70.85%~81.67%),在层积过程中呈先升后降的趋势。新鲜橄榄种子(CK)中ABA含量较高(16.64 ng/g),而GA3未检测到。随层积时间延长,ABA与SA含量快速下降,GA3含量增加,IAA/ABA升高,利于种子休眠解除。层积处理橄榄种子有利于其营养物质达到萌发所需水平,加快内源激素变化,促进种子发芽和幼苗地上部生长,以层积90~100 d最佳。
木本植物茎的发育在木材形成中具有重要意义。以菠萝蜜叶绿素缺失突变体幼苗(Chlorophyll deficient mutant, CDM)为研究材料,选取正常幼苗作为对照(Control check, CK),观察并测量其株高和基部茎粗。使用石蜡切片法和光学显微技术对茎各节间进行观察,测量木质部、韧皮部、表皮和周皮的厚度,比较CDM与CK之间的差异。结果显示,CDM的株高和基部茎粗的增长受到一定的抑制,各节间木质部、韧皮部以及周皮的厚度均减小;相比次生木质部,次生韧皮部的抑制作用更显著。
研究沉香叶黄酮稳定性及对H2O2诱导HepG2细胞氧化损伤的保护作用。通过测定溶液吸光值,探讨温度、光照、金属离子、pH值对沉香叶黄酮稳定性的影响。建立H2O2诱导HepG2细胞氧化损伤模型,将细胞分为正常组、模型组以及沉香叶黄酮低、中、高剂量组,采用水溶性四唑盐法检测细胞增殖率,2′,7′-二氢二氯荧光黄双乙酸钠法(DCFH-DA)测定细胞内活性氧(ROS)水平,生化试剂盒检测细胞乳酸脱氢酶(LDH)释放量、丙二醛(MDA)含量、细胞内总超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和过氧化氢酶(CAT)活性。结果表明,沉香叶黄酮在温度70 ℃以下,pH 3~7范围内,Na+、K+、Mg2+、Ca2+金属离子中,黑暗环境与节能灯光中较稳定;能显著抑制H2O2造成的细胞死亡,降低胞内ROS与MDA的生成,减轻LDH向细胞外扩散程度,提高SOD、CAT、GSH-Px活性。沉香叶黄酮在低温、弱酸、部分金属离子、弱光条件下具有一定稳定性;对H2O2诱导HepG2氧化应激损伤具有保护作用,其作用可能与调节细胞氧化还原系统、清除胞内活性氧水平、提高细胞内抗氧化酶系活性有关。
为明确国内木薯花叶病毒病(cassava mosaic virus disease)的危害情况、田间症状及其病原类型,本研究于2018—2019年调查了该病在国内的分布情况、症状特征及种质来源等数据,采集了8省(区)19地的384份样品,利用特异性引物检测2种木薯花叶病毒侵染引起的症状类型,并通过序列比对明确其病原特点。结果表明:木薯花叶病毒病已经在我国发生,种茎调运是该病远距离传播的主要原因;国内木薯花叶病毒病病原有斯里兰卡木薯花叶病毒株系(Sri Lankan cassava mosaic virus, SLCMV)和木薯普通花叶病毒(Cassava common mosaic virus, CsCMV)2种病毒,可分为单独感染、复合感染,其中SLCMV的检出率为21.1%,CsCMV的检出率为36.5%,SLCMV-CsCMV复合侵染率为15.1%;检测到的SLVMV与东南亚SLCMV序列同源性为99.4%~99.7%,检测到的CsCMV与拉丁美洲的CsCMV序列相似性为91%~96%。推测国内木薯花叶病毒病主要由2种病毒侵染引起,且普通花叶病毒有产生序列变异的可能性。
香蕉枯萎病发生普遍,危害巨大,选择合理的轮作作物对该病防控意义重大。本研究在25个蔬菜品种接种香蕉枯萎病菌4号生理小种(Fusarium oxysporum f. sp. cubense, Foc 4)后,调查Foc 4对不同种蔬菜的致病性,测定不同时期蔬菜根际土壤中香蕉枯萎病菌的数量;通过菌丝生长速率法和孢子萌发法,测定不同蔬菜根系的水浸提液对Foc 4菌丝生长和孢子萌发的抑制作用,筛选适合与香蕉轮作的蔬菜品种,探索轮作防病的机理。结果表明,所调查的25个蔬菜品种在接种Foc 4后根系发育正常,长势良好。除甘蓝和冬瓜外,其余23个蔬菜品种对Foc 4都没有富集作用。种植大多数蔬菜后,土壤中的尖孢镰孢菌(Fusarium oxysporum)数量呈不同程度的下降趋势,尤其是蒜、香葱、韭菜、香芹、芫茜的根际土壤带菌量大大低于对照土样的带菌量,其次是南瓜、苦瓜、茄子、辣椒、菜豆、萝卜等蔬菜。研究9种蔬菜根系水浸提液对Foc 4生长的影响表明:9种蔬菜根系水浸提液对Foc 4菌丝生长和孢子萌发有不同程度的抑制作用,但浸提液对病菌菌丝生长的抑制效果并不因处理时间的延长而增加。第6天测定时显示,不同蔬菜根系水浸提液对病原菌生长抑制的作用表现为:韭菜>香葱>香芹>大肉西蒜>芫茜>南瓜>朝天椒>苦瓜;当测定时间为16 h时,蔬菜根系水浸提液对孢子萌发的抑制效果表现为:韭菜>香葱>香芹>芫茜>朝天椒>南瓜>苦瓜>大肉西蒜>紫长茄。9种蔬菜中,韭菜根系水浸提液对病菌的抑制效果最好,其抑制率、敏感度都明显优于其他蔬菜;香葱根系分泌物表现出良好的抑菌作用,仅次于韭菜;香芹及芫茜也具有一定的抑菌效果。本试验为筛选适合与香蕉轮作的蔬菜品种提供了依据。
番茄是世界上最重要的蔬菜作物之一,病害的发生和蔓延使番茄生产受到严重影响,培育多抗番茄品种是防治病害最为经济和有效的方法。本研究利用功能标记对234份番茄材料进行Cf-9、Mi-1、I-2、Ph-3和Tm-2a等5个抗病基因的检测,发现其中含Cf-9的番茄材料为136份,含Mi-1的材料为20份,含I-2的材料为124份,含Ph-3的材料38份,含Tm-2a的材料为24份。234份番茄材料中,不含这5个抗病基因的材料有29份;含1个抗病基因的材料有106份;含2个抗病基因的材料有70份;含3个抗病基因的材料有23份;含4个抗病基因的材料有6份,分别为11CT387-2M、11CHT164-2、11CT150、11CT271、11CT730和11CT774;同时含这5个抗性基因的番茄材料尚未检测到。该研究结果将为进一步开展多个抗病基因的聚合育种提供参考依据。
荔枝霜疫霉病是荔枝生产过程中的主要病害之一,严重影响荔枝品质和产量。本文以霜疫霉病抗病品种‘黑叶’和感病品种‘桂味’成熟果实为材料,研究霜疫霉悬浮孢子接种后果皮中苯丙烷类代谢通路相关酶活性及代谢产物含量的变化,分析苯丙烷代谢通路与荔枝对霜疫霉侵染抗性的关系。研究结果表明:抗、感病品种接种霜疫霉菌后,其苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(POD)活性均有不同程度的提高,且抗性品种‘黑叶’的POD活性高于感病品种‘桂味’。与之相反,‘桂味’的β-葡萄糖苷酶(BGLU)活性高于‘黑叶’。抗性品种‘黑叶’的总酚、类黄酮和花色素苷含量高于感病品种‘桂味’,而‘桂味’的香豆素含量高于‘黑叶’。接种霜疫霉菌后,总酚、类黄酮和花色素苷含量随贮藏时间的延长而逐渐下降,香豆素含量则有一定程度的升高。相关分析表明,上述指标与病情指数显著相关,暗示它们与荔枝对霜疫霉侵染的抗性密切相关。
利用标记基因追踪病原菌在植物体内的入侵和定殖,是研究病原菌-寄主互作的重要手段。本研究利用电转化法将广宿主载体pBBR1MCS2-Tac-EGFP导入青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)GMI1000菌株中,获得了青枯雷尔氏菌带绿色荧光标记的转化子。转接试验结果表明,转化子的抗生素抗性和绿色荧光强度有良好的遗传稳定性。pBBR1MCS2-Tac-EGFP不影响GMI1000菌株的致病力,且EGFP蛋白能够在植物中稳定表达。灌根法接种试验结果表明,病原菌在第1天即完成对根系的侵染,并在第6天扩散至其他组织,随后造成植株萎蔫。研究结果表明所获转化子可用于后续的病原菌侵染机理等方面的研究。
井上蛀果斑螟(Assara inouei Yamanaka)是云南石榴上的重要害虫。为系统评价乙基多杀菌素对井上蛀果斑螟的综合控制作用,研究了乙基多杀菌素对该虫卵和初孵幼虫的直接致死效应及对存活后续虫态生长发育的影响。结果表明,浸渍法处理井上蛀果斑螟不同日龄卵后,随着乙基多杀菌素浓度和卵日龄的增大,卵孵化率显著降低,幼虫的死亡率升高。饲喂法处理井上蛀果斑螟初孵幼虫后,幼虫死亡率随药剂浓度的增大和处理后时间的延长而升高,且低剂量乙基多杀菌素对存活幼虫及其后续虫态的生存产生显著影响。低剂量乙基多杀菌素可显著延长存活幼虫的发育历期、预蛹期和蛹期,显著降低其化蛹率、蛹质量、羽化率和单雌产卵量。乙基多杀菌素对井上蛀果斑螟卵和初孵幼虫具有良好的杀虫活性,同时低剂量下对该虫的生长发育亦有明显的抑制作用,可用于控制井上蛀果斑螟的种群发展。
当前,生产上普遍采用氨作为鲜胶乳的保存剂,但氨具有很强的挥发性和刺激性,存在严重的污染问题。本研究采用一种水溶性、不挥发的丙二醇衍生物广谱杀菌剂(HB)与碳酸钠复配作为天然鲜胶乳的无氨复合保存剂,研究其对鲜胶乳保存效果及生胶性能的影响。结果表明,HB复合保存鲜胶乳挥发脂肪酸值上升速度远低于氨保存的样品,HB用量在0.12%~0.14%(质量分数)时鲜胶乳保存到第10天时挥发脂肪酸值依然低于0.1;HB保存生胶的6项指标均符合GB/T 8081—2008 标准中对于SCR5的要求,其中塑性保持率(PRI)高于氨保存生胶样品20个单位;HB保存硫化胶样品的物理机械性能优于氨保存硫化胶样品的物理机械性能,其中撕裂强度比氨保存硫化胶高出4.14~ 7.01 KN/m;此外,HB复合保存生胶样品玻璃化转变温度略高于氨保存生胶样品,热降解性能与氨保存生胶基本一致,分子量大小和分布与氨保存生胶相比差别也很小。因此,HB复合保存剂对天然鲜胶乳具有优异的保存效果,所制备的生胶具有良好的物理机械性能。
研究二硫化钼用量、不同改性二硫化钼对天然胶乳胶膜力学性能的影响,在最佳用量之下,用硅烷偶联剂KH550、KH560、KH570以及Si69对二硫化钼进行改性,研究二硫化钼与天然胶乳硫化胶膜的力学性能,并通过热重分析仪分析其热稳定性,扫描电镜(SEM)分析二硫化钼在胶膜中的分散效果。结果表明:随着二硫化钼用量的增加,硫化胶膜的力学性能先增加后降低,当二硫化钼的用量为6份和9份时天然胶乳硫化胶膜的力学性能较好;使用KH560改性过的二硫化钼制得天然胶乳硫化胶膜的性能好,且KH560的最佳用量为2份时,硫化胶膜的力学性能最好,且此改性二硫化钼在天然胶乳中的分散效果好;热失重分析可知,改性的硫化胶膜的热稳定性有所提高。
为研究不同木薯品种的鲜食加工适宜性,以12份食用品种(系)为材料,加工成蒸木薯、木薯汁、木薯羹进行品质特性鉴定和感官评价,应用相关性分析和主成分分析等手段综合评价各品种(系)适宜性,分析其主要影响因子。结果表明,15个蒸木薯品质评价性状共提取了5个主成分,色度值a*、色度值b*、纤维感、综合评价、弹性、硬度和胶着性起主要作用;10个木薯汁品质评价性状提取了3个主成分,色泽、组织状态、pH和黏度共4个性状起主要作用;5个木薯羹感官评价性状共提取了2个主成分,感官综合评价和面度共2个性状起主要作用。另外,蒸木薯主要品质评价指标受到鲜薯淀粉、干物质、粗纤维和蛋白质含量的影响,木薯汁主要品质评价指标受鲜薯蛋白质、可溶性糖和直链淀粉含量的影响。12个品种(系)中P3适宜作为水果木薯,M33、M9、ST、NK-10适用于蒸木薯,ST、P9、M11、P3适宜作为木薯汁加工原料,M9、M11、ST、NK-10适宜作为木薯羹加工原料。
为筛选白牡丹茶的光照萎凋最佳光质,采用LED 精量调制光源,研究无光(对照)、蓝光、白光、红光、黄光对白牡丹茶的主要生化成分、香气成分及感官品质的影响。结果表明:红光萎凋组与无光萎凋组相比,不仅同时显著提高了白牡丹茶的氨基酸和可溶性糖含量(P<0.05),且显著降低了咖啡碱含量(P<0.05);其他光质萎凋组与无光萎凋组相比,仅蓝光萎凋组显著提高了白牡丹茶的氨基酸含量(P<0.05),白光萎凋组显著提高了白牡丹茶的可溶性糖含量(P<0.05),但蓝、白、黄光萎凋组显著降低了白牡丹茶的茶多酚和酯型儿茶素的含量(P<0.05),其中蓝光萎凋组降低最多。与无光萎凋组相比,黄光、红光和蓝光萎凋组分别增加了10、4和1种香气物质数量,且提高了良好香气物质含量的比例,其中黄光萎凋组的醛类、烷烃类、烯烃类、苯和萘类比例最高,红光萎凋组的酮类和杂氧化合物最高,蓝光萎凋组变化不大;虽然白光萎凋组的香气物质数量并未增加,但其成分比例变化最大,醇类和酯类比例增加最多,其他类型香气比例均降低。感官审评结果表明,红光萎凋组白牡丹茶的滋味得分最高,黄光萎凋组的白牡丹茶香气得分最高;综合得分由高到低依次为红光>黄光>白光>蓝光>无光。综合分析认为,要获得最佳滋味可选择红光萎凋,得到最佳香气可选择黄光萎凋。
为了对香蕉果实中水溶性维生素的营养质量有更直观的了解,对不同产区(海南、云南、福建、广东、广西5个主产区)和不同种(香蕉、大蕉、皇帝蕉、粉蕉、红香蕉5个种)香蕉果实中维生素B2(VB2)、维生素B6(VB6)及叶酸3种水溶性维生素含量的差异进行比较。分析水溶性VB2、VB6及叶酸含量,比较其产地间差异和种间差异,并与其他4种热带水果进行比较。结果表明:香蕉果实中VB2、VB6、叶酸含量分别为0.058、0.338、0.010 mg/100 g,其中以VB6含量最为丰富;不同产地间香蕉果实中VB6和叶酸含量差异明显,VB2含量差异不显著;不同种香蕉果实中,以皇帝蕉果实中VB2、VB6和叶酸含量最高。与其他4种热带水果进行比较发现,香蕉果实中水溶性VB6的含量最为丰富,是芒果的2.6倍,荔枝的1.7倍。可见,香蕉果实中含有丰富的VB6,其INQ值为5.60,完全能满足人体日常推荐摄入量,可作为人体补充VB6的良好来源。
研究了超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS)检测噻唑磷、戊唑醇、螺虫乙酯、嘧菌酯和氯虫苯甲酰胺5种农药残留时,香蕉、芒果、菠萝和哈密瓜4种热带水果样品对其残留测定的基质效应。结果表明,5种农药在0.005~0.5 μg/mL浓度范围内,线性关系良好,相关系数优于0.999,加标回收率为76%~130%,相对标准偏差为0.2%~ 12.9%( n=5)。4种热带水果基质中,噻唑磷、螺虫乙酯、嘧菌酯和氯虫苯甲酰胺普遍呈基质增强效应,为97.0%~178.8%;戊唑醇在低浓度时呈基质抑制效应,为56.6%~65.7%,其余为基质增强效应。4种热带水果中,芒果的基质效应较为明显,为63.0%~178.8%;5种农药中,戊唑醇和螺虫乙酯的基质效应较为明显,戊唑醇为56.6%~129.9%,螺虫乙酯为107.1%~178.8%。在日常检测工作中,建议采用基质匹配标准曲线进行定量分析,以提高检测结果的准确性。研究结果可为热带水果中农药残留的检测提供依据,并为减小基质效应提供参考。
准确把握森林群落特征与其物种多样性的耦合关系是林分管理的基础。选择亚热带3种地带性森林类型,分别为季风常绿阔叶林(米槠林)、天然针叶林(马尾松林)和落叶-常绿阔叶混交林(闽桦-闽楠林),调查了乔木层、灌木层、草本层和藤本植物群落特征(高度、胸径、冠幅、盖度等)并计算了不同层次物种多样性,旨在探讨森林群落特征与物种多样性的耦合关系。结果表明:(1)闽桦-闽楠林胸径显著大于马尾松林,而马尾松林和米槠林、闽桦-闽楠林和米槠林之间胸径无显著差异(P>0.05),此外,3种林分乔木层树高和枝下高均无显著差异(P>0.05),马尾松林和闽桦-闽楠林的灌木株高、地径和草本多度、盖度显著高于米槠林,草本层多度和盖度为马尾松林>闽桦-闽楠林>米槠林(P<0.05)。(2)3种森林类型的物种多样性基本都呈灌木层>乔木层>藤本层>草本层的趋势,群落的物种多样性取决于乔灌层多样性。(3)典范对应分析表明,3种林分群落特征与其物种多样性存在相互影响的关系。其中米槠林胸径、草本高度和盖度对乔灌层物种多样性具有明显的促进作用,马尾松林的灌木冠幅对草本物种多样性和均匀度有显著影响,是影响群落物种多样性的主导因子。闽桦-闽楠林灌木冠幅和地径,树高和枝下高对灌草层丰富度的提高具有促进作用,通过提高枝下高和灌木高度生长,降低草本盖度、灌木冠幅和大小,可增加群落物种多样性。研究结果对于科学评价森林空间结构,制定合理经营措施实现物种多样性保育和森林科学经营等方面具有指导意义。
对草地贪夜蛾发生情况进行了定点调查与监测。结果表明,海南6个调查点冬季均有草地贪夜蛾为害玉米,为害偏向于苗期、小喇叭口期和大喇叭口期,植株受害率分别为15.59%、13.16%和12.67%,抽雄期后为害显著减少;不同地区草地贪夜蛾幼虫发生程度不同,三亚和东方较为严重,峰值出现在2月,百株虫量分别为33.32头和30.72头,海口和儋州发生较轻,虫态以3龄幼虫所占比例最高;诱捕监测到草地贪夜蛾成虫出现2个峰值,三亚和东方诱虫数量(16.09头和15.07头)显著高于儋州(5.27头)。本研究明确了海南部分冬季玉米种植区草地贪夜蛾的发生动态,南繁区和东方市发生为害较为严重,西部和北部区域种群数量相对较低,研究结果为海南草地贪夜蛾的监测与防控提供依据。
为探讨茶园间作对茶园小贯小绿叶蝉(Empoasca onukiiMatsuda)的生态调控作用,本研究开展樱花(Cerasus sp.)、圆叶决明(Chamaecrista rotundifolia)、油菜(Brassica napus L.)间作茶园中小贯小绿叶蝉种群时序动态,及其天敌功能团组成结构、种群数量时序变化调查,分析间作茶园中小贯小绿叶蝉天敌功能团群落多样性和益害比。结果显示:樱花-茶、圆叶决明-茶和油菜-茶中小贯小绿叶蝉的时间动态变化趋势与常规茶园无显著差异,但发生量较同期常规茶园显著下降(P=0.034<0.05),全年分别下降25%~225%、20%~82.6%和20%~100%;经调查、鉴定得出,同期茶园小贯小绿叶蝉天敌功能团隶属于蜘蛛目、脉翅目和膜翅目,共计9个科、12个种,均为肉食性节肢动物;不同间作茶园中小贯小绿叶蝉天敌功能团种群的优势种、从属种和偶见种存在差异;与常规茶园相比,樱花-茶、圆叶决明-茶可显著提高蜘蛛、捕食性昆虫和寄生性昆虫的种群数量(P<0.05),油菜-茶可显著提高茶园中捕食性昆虫和寄生性昆虫的发生量,但对蜘蛛的发生量无显著影响;樱花-茶的小贯小绿叶蝉与天敌功能团益害比显著高于油菜-茶和圆叶决明-茶;多样性指数分析显示,樱花-茶、圆叶决明-茶、油菜-茶的小贯小绿叶蝉天敌功能团群落多样性与常规茶园存在显著差异,且通过聚类分析得出,当兰氏距离为4.79时,茶树间作模式分为2类,一类为常规茶园,一类为樱花-茶、油菜-茶和圆叶决明-茶。研究结果表明,间作樱花、圆叶决明、油菜能有效降低茶园中小贯小绿叶蝉的发生量,提高天敌功能团的种群数量和益害比,对小贯小绿叶蝉的发生起到明显的生态控制作用。
季节性干旱是限制菠萝增产提质增效的重要原因,发展“以水促肥,以肥促产,水肥高效耦合”的现代灌溉施肥技术,是应对季节性干旱,促进菠萝增产提质增效的重要途径。本文从华南地区季节性干旱时空分布特征、干旱胁迫对菠萝生长发育的影响、我国菠萝水肥管理现状、灌溉施肥技术对菠萝生长发育的影响等4个方面简要阐述了我国菠萝灌溉施肥技术发展的必要性,重点从现代灌溉施肥方式、耗水规律和养分吸收规律等3方面总结了菠萝灌溉施肥技术研究进展,并结合研究进展提出我国菠萝灌溉施肥技术目前存在的问题,探讨未来可能的研究重点和发展方向,为菠萝灌溉施肥技术的研究与应用提供参考。
花生是我国重要的油料和经济作物。随着全球气候变暖的加剧,水资源短缺的形势更加严峻,干旱已成为影响花生生产的主要环境因子。解析花生抗旱分子调控机制,培育抗旱花生品种对减轻干旱灾害及其造成的损失具有重要的意义。本文通过综述国内外在花生抗旱性研究方面取得的主要进展,表明花生的抗旱性鉴定方法主要有聚乙二醇模拟干旱、盆栽试验和旱棚鉴定池;发芽指数、幼苗鲜/干质量、相对植株鲜质量/干质量、饱果率、百仁重、出仁率等可以作为花生抗旱性的评价指标;编码转录因子、胚胎发育晚期丰富蛋白、热激蛋白、脂肪酸延长酶、组蛋白去乙酰化酶等的基因参与调控了花生抗旱及防御反应。今后要继续加强抗旱种质资源的收集与创制、抗旱花生品种的筛选与培育及配套农艺措施的研发,同时着重围绕花生抗旱基因克隆及调控网络解析开展工作,结合常规育种技术和现代生物技术改良花生的抗旱性。
椰子是热带地区主要木本油料作物,也是食品能源作物;不仅口感清凉,风味独特,并含有大量的营养成分,并且具有解毒、美容、消毒等功效。随着椰子产业发展,对椰子需求越来越大,因此,椰子规模化生产发展迅速,关于椰子各方面研究非常重要,同时也受到人们重视。然而,与其他经济作物相比,椰子种质资源、栽培、产品加工及作用等研究较晚,研究基础较为薄弱,但是,近20 a来,国内外在椰子种质资源、栽培、生理生化、分子生物学、产品加工等及作用研究取得一些重要进展,为椰子生产和发展提供理论基础和技术支撑。本文综合分析了椰子种植资源收集、鉴定评价、创新利用、耕作栽培、栽培生理等研究进展情况,并介绍了椰子产品加工利用的研究进展,就进一步的研究和利用提出具体建议,以期为今后椰子产业发展提供参考。