矮化是荔枝重要的育种与栽培性状。本研究以矮化相关的候选基因LcGAMYB23为核心,基于前期QTL定位结果,系统评估MYB家族背景及其分子应用潜力。通过全基因组层面的生物信息学鉴定,共获得151个LcMYB家族成员。保守基序与结构域解析表明,所有成员均含Myb_DNA-binding结构域,表明该家族在荔枝中序列保守性较高。进一步克隆并比对3个乔化荔枝品种(9918、妃子笑、三月红)和3个矮化荔枝品种(糯米糍、鸭姆笼、紫娘喜)的LcGAMYB23序列,发现两类材料在该基因上存在稳定的序列差异。基于差异单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)位点设计分子标记,并在70个品种中验证,结果显示,该标记可在cDNA水平有效区分乔化与矮化类型,且在DNA水平判别结果一致。上述结果为荔枝矮化性状的分子分型与分子辅助育种提供了有效工具,并为LcGAMYB23的功能阐释奠定基础。
番茄成熟过程涉及色泽转变、质地软化及风味物质积累等关键农艺性状的协同调控,其分子机制解析不仅是采后生物学研究的核心目标,更是实现果实品质改良与贮藏期精准调控的重要基础。本研究通过多维度实验解析番茄转录因子BEL家族成员SlBEL1、SlBEL2和SlBEL11的功能,系统进化分析与氨基酸序列比对结果表明,SlBEL1/2/11具有高度保守的蛋白结构域,提示其存在潜在功能相似性。时空表达模式分析结果显示,三者在果实成熟关键阶段(破色期至完熟期)呈现同步高表达。利用CRISPR-Cas9基因编辑技术获得SlBEL1、SlBEL2和SlBEL11的单基因及三基因共编辑株系,单基因编辑株系CR-SlBEL1、CR-SlBEL2、CR-SlBEL11均出现果实成熟延迟表型,而三基因同时编辑的株系则导致植株生殖发育异常,无法完成开花结实。此外,逆转录实时荧光定量PCR分析结果表明,SlBEL1/2/11基因影响多个番茄成熟相关基因的表达。上述结果共同表明,SlBEL1/2/11存在功能冗余,协同调控番茄果实成熟进程。该研究为番茄果实成熟期的遗传改良发掘了新靶点。
椰枣(Phoenix dactylifera)具有丰富的营养价值,是阿拉伯国家和地区的主要粮食作物,开发利用潜力巨大。椰枣遗传资源对于椰枣产业创新和竞争力提升至关重要,近年来受到科研界广泛关注。尽管相关研究已经取得了阶段性进展,但整体仍处于发展初期。当前,椰枣面临气候变化、品种退化、遗传多样性丧失和病虫害威胁等风险挑战,亟需加快椰枣种质资源的保存、鉴定评价和创新利用等方面的深入研究,以突破产量、抗逆性与品质协同提升的瓶颈。本文系统综述了椰枣种质资源研究现状,涵盖资源收集保存技术、鉴定评价体系和创新利用策略等核心领域,同时深入剖析当前研究瓶颈和挑战,并提出针对性解决方案与未来发展方向。本研究旨在为椰枣种质资源的高效开发和创新利用提供理论支撑和战略方向,助力农业生产效能提升与资源管理优化。
椰枣(Phoenix dactylifera L.)是具有7000多年栽培历史的世界上最古老果树,因其优异的耐旱、耐高温和耐盐碱特性,已成为干旱与半干旱地区极具价值的经济作物。随着农业科技进步与生态保护意识增强,发展椰枣高效栽培技术在粮食安全、生态保护与区域经济效益提升等方面具有重要战略意义。本研究系统探讨智能栽培与绿色防控协同框架下椰枣优质高产栽培关键技术,重点综述种植环境优化策略,包括土壤适配、水分调控、光温优化;系统总结土壤准备、种植密度、精准施肥、整形修剪、节水灌溉及间作模式等高产栽培核心技术;探讨物联网、大数据、人工智能及无人机等智能技术在椰枣精准栽培中的应用现状与潜力;分析分蘖繁殖、组织培养等繁殖技术的研究进展与优化方向;提出以生物防治为核心的有害生物综合治理(IPM)策略。对椰枣从生态环境、栽培技术创新、产业融合及国际合作四大方向进行展望,以期为椰枣产业的优质、高效与可持续发展提供科学依据与技术支撑。
魔芋(Amorphophallus spp.)是我国重要的药食同源经济作物,然而其产业发展长期受软腐病威胁,魔芋软腐病被称为魔芋的“癌症”。海南作为新兴魔芋种植区,目前对魔芋软腐病病害流行规律及病原菌种群结构尚未明确,严重制约产业可持续发展。本研究开展海南魔芋软腐病病害调查和病原菌分离鉴定,旨在为海南魔芋软腐病高效绿色防控提供科学依据。对海南6个市(县)魔芋软腐病病害进行调查,结果表明:儋州试验场三队发病率最高(46.01%),文昌种植基地较低(8.25%)。结合形态学、分子生物学(16S rDNA、proA、gapA和mdh多基因系统发育分析)鉴定及病原菌分布调查,发现病原菌为方中达迪基氏菌(Dickeya fangzhongdai,占88.64%)、环状果胶杆菌(Pectobacterium aroidearum,占6.82%)和芋头果胶杆菌(P. colocasium,占4.54%)。致病力测定显示,D. fangzhongdai的致病力普遍高于其他病原菌;室内药剂筛选表明,0.3%四霉素对D. fangzhongdai的抑制效果最佳,最低抑制浓度(MIC)为1.825 μg/mL,80%乙蒜素(MIC为25 μg/mL)和25%溴菌腈(MIC为125 μg/mL)次之。通过盆栽接种试验测定魔芋响应D. fangzhongdai侵染过程中相关防御性抗氧化酶与丙二醛的动态变化,结果表明,侵染72 h后,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性分别达182.57 U/g和300.33 U/g,分别比对照提高2.27倍和7.03倍;过氧化氢酶(CAT)活性在24 h达峰值(1093.67 U/g),后期降至658.01 U/g(72 h);丙二醛(MDA)含量随侵染时间递增,72 h时较对照增加30.51%,β-半乳糖苷酶(β-GAL)活性持续上升[97 nmol/(min·g)],比对照组增加36.86%。
西沙群岛地处低纬度地区,位于印度季风和亚洲季风的中间地带,其独特而多样的生态系统,为众多微生物提供了栖息地,催生了丰富多样的微生物资源。由于大多数岛屿地理位置偏远且滨海植被处于寡营养的先锋阶段,因此微生物群落可能与植被复杂的岛屿存在差异。通过对西沙群岛滨海土壤的真菌多样性进行研究,从当地的珊瑚土壤样本中分离出2个曲霉属(Aspergillus)真菌新物种,即并黄柄曲霉(A. paraflavipes)和甘泉曲霉(A. ganquanensis)。根据形态学比对和多基因联合(ITS+BenA+CaM+RPB2)系统发育分析表明,这些物种表现出独特的分类地位和形态特征,综合结果可以确认为新的分类单元。并黄柄曲霉和甘泉曲霉分别属于曲霉属下环绕亚属(subgen. Circumdati)的黄柄组(sect. Flavipedes)和环绕组(sect. Circumdati)。根据系统发育分析结果显示,并黄柄曲霉在黄柄组(sect. Flavipedes)中是一个平行于黄柄系(ser. Flavipedes)的单独谱系;并且通过形态学比较,发现其孢梗茎(stipes)和顶囊(vesicle)尺寸远小于该组其他物种;此外,在生长速度方面,与并黄柄曲霉相近的黄柄系中仅有A. ardalensis和A. templicola能在40 ℃的察氏酵母培养基(CYA)上生长,且生长速度极为缓慢(生长速度<10 mm,7 d),而A. paraflavipes则能以相对较快的速度(21~24 mm, 7 d)生长。综上所述,本研究提出设立一个新系并黄柄系(ser. Paraflavipedes)以容纳并黄柄曲霉,详细的形态学比对以及鉴定结果描述在文中阐述。多基因联合系统发育分析显示甘泉曲霉在环绕组(sect. Circumdati)的菌核系(ser. Sclerotiorum)中呈现独特分支,且形态结构与该系中的物种相似。本研究分离并记录了2个源于西沙群岛的曲霉属真菌,拓展了对西沙群岛的真菌多样性认知,并且在人类活动影响该生态系统之前,记录其生物多样性的工作尤为重要。