欢迎访问《热带作物学报》,
2025年, 46卷, 第12期 
刊出日期:2025-12-25
  
  • 全选
    |
    组学与生物技术
  • 组学与生物技术
    赵留春, 肖明娟, 张华金, 马云飞, 王少河, 彭磊, 周玲
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML ( )   可视化   收藏

    花芽分化是植物从营养生长向生殖生长转变的一个关键时期。在这一过程中,类黄酮作为植物体内一类关键的次生代谢产物,并非直接影响花芽分化,而是在花芽形态建成与发育调控中发挥重要作用,是花器官正常形成与发育不可或缺的物质基础。其调控芒果腋芽分化所需的内部环境稳态,为腋芽向花芽的转变创造适宜条件,通过调节激素平衡、介导信号传导及维持细胞代谢稳定等途径,间接推动芒果腋芽完成向花芽形态与生理特征的转变。本研究基于课题组前期发现,在芒果腋芽转化为花芽的进程中,通过芒果顶部摘花处理能够推迟芒果开花时间,从而有效避免倒春寒等低温天气的危害,为芒果产量保障提供重要技术方向。为深入探究其调控机制,以云南省玉溪市元江县干庄镇芒果基地(23.4210°N,102.57189°E)的贵妃芒果腋芽为研究材料,经顶花序摘除后采集腋芽,进行转录组与代谢组联合分析,探究摘除顶花花序后与黄酮类物质生物合成相关的基因表达及物质代谢变化,揭示黄酮类物质生物合成途径与花芽分化的关联性,以有效规避芒果倒春寒的损害。结果表明:摘花处理后,黄酮类生物合成途径中CHS1、CHI、F3'H、F3'5'H1F3H等基因表达变化对柚皮苷查尔酮、柚皮苷、二氢槲皮素、矢车菊素、天竺葵色素、(+)-没食子儿茶素、2',3,4,4',6'-五羟基查尔酮及松属素等黄酮类化合物的合成与代谢产生影响。推测CHS1、CHI、F3H、F3'HF3'5'H1基因通过调控黄酮类化合物生物合成,加速芒果腋芽向花芽的转化,促使芒果花器官的形成,为后续研究黄酮类化合物生物合成与花芽分化之间的关联提供新线索。

  • 组学与生物技术
    蔡政, 张凡, 刘坤行, 邓诗婷, 李有志, 朱平川, 樊宪伟
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML ( )   可视化   收藏

    木薯(Manihot esculenta Crantz)属于热带粮食作物,对低温的敏感性严重制约了种植区域。木质素是细胞壁中的组分,在抗低温胁迫中发挥关键作用,但木质素合成关键酶肉桂酸脱氢酶(CAD)在低温响应中的作用尚不明确。本研究通过分析低温胁迫下木薯的生理表型、CAD酶活及木质素变化,发现10 ℃低温处理显著诱导木薯中CAD酶活上升66.7%,且木质素增加14.8%。同时表达谱分析筛选出低温响应的核心基因MeCAD2。经原核表达证实其编码蛋白具有CAD催化活性,VIGS沉默该基因后,植株CAD酶活降低18.9%,木质素含量下降12.3%~22.4%。在低温胁迫下,MeCAD2沉默株系叶片损伤加剧,丙二醛积累量升高172.5%,活性氧染色加深,表明MeCAD2基因通过调控木质素沉积增强了木薯抗低温胁迫的能力。本研究揭示MeCAD2在木薯低温胁迫中的关键作用,为抗低温分子育种提供新靶点。

  • 组学与生物技术
    张妍冰, 王曦奥, 黄丽芳, 吉训志, 方晓峰, 闫林, 胡丽松, 廖振阳
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML ( )   可视化   收藏

    咖啡作为全球范围内重要的经济作物之一,广泛种植于热带和亚热带地区,是众多国家和地区的经济收入来源。咖啡因(1,3,7-三甲基黄嘌呤)是咖啡豆的主要次生代谢产物,不仅赋予咖啡独特的苦涩风味和提神功效,还发挥多重生物学功能。其中,N-甲基转移酶(NMT)基因家族在咖啡因生物合成途径中发挥关键作用。因此,系统鉴定咖啡NMT基因家族成员并解析其在不同发育时期的表达模式,对于探究咖啡因代谢、优化咖啡品质及抗逆育种具有重要意义。本研究在异源四倍体小粒种咖啡中共鉴定到27个NMT家族基因,其中C亚基因组14个基因,E亚基因组13个基因,分布在10条染色体上。基因结构显示,成员之间基序组成较为相似,但内含子排列和数量有差异。顺式作用元件分析发现,小粒种咖啡CaNMT基因启动子区富含多种顺式作用元件,涉及光应答、胁迫响应和激素信号转导,并包含MYB、MYC和W-box等转录因子结合位点。进一步通过转录组分析发现小粒种咖啡果实发育过程中基因呈现动态表达,果实变色期差异表达基因数目最多(14 703个),而果实膨大期数量最少(4419个)。小粒种咖啡NMT家族基因在果实不同发育时期及不同组织中也表现出明显的动态与特异性。通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)构建12个共表达模块,ivory、coral1和darkolivegreen模块分别富集环境应激与蛋白折叠、能量代谢、核酸代谢相关通路。核心基因网络阐明了CaNMT基因在咖啡因代谢、应激响应及发育调控中的关键作用。本研究系统鉴定了异源四倍体小粒种咖啡NMT家族基因,并研究了该家族在不同果实发育时期的表达模式,阐明了不同基因的功能,为咖啡育种提供理论依据。

  • 组学与生物技术
    王翊冰, 陆楚桥, 林增裕, 杨凤玺, 王亚琴
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML ( )   可视化   收藏

    墨兰作为一种重要的观赏花卉,在其花发育过程中需要经历漫长的低温休眠时间才能开花。SHORT VEGETATIVE PHASE(SVP)基因是植物开花途径中的关键调控因子,在植物休眠开花中发挥着重要作用。本研究以小香墨兰为材料,克隆3个SVP同源基因,分别命名为CsSVP1CsSVP2CsSVP3。生物信息学分析结果表明,3个CsSVP基因全长分别为651、687、714 bp,分别编码216、228、237个氨基酸,均含有保守的MADS-box和K-box结构域。氨基酸序列比对和系统进化分析结果显示,CsSVP1与春兰CgSVP相似性最高,CsSVP2与扇形文心兰EpMADS18相似性最高,CsSVP3与秋石斛DhcSVP相似性最高。CsSVP1与春兰CgSVP亲缘关系较近;CsSVP2与扇形文心兰EpMADS18亲缘关系较近,而CsSVP3与秋石斛DhcSVP亲缘关系较近。启动子顺式元件分析表明,CsSVPs基因含有许多光响应、激素响应及其他元件。qRT-PCR结果表明,3个CsSVPs基因在墨兰根、茎、叶、花、果各组织中均有表达,其中CsSVP1CsSVP3基因的表达模式相似,均在叶、茎中积累,在花和果中表达量显著下降;而CsSVP2则在果中的表达量最高,其次在叶、茎和花中均有明显表达。同时检测其在不同花器官中的表达情况发现,3个CsSVPs均在萼片中表达量最高。不同花发育时期的表达结果显示,CsSVP2基因在发育早期(S1)阶段表达量最高,随着花器官的发育其表达量下降,在成熟的花朵(S5)时期表达量最低。CsSVP1CsSVP3在花器官中的整体表达水平不高,其中CsSVP1的表达量在S2时期最高,在S5时期表达量最低;而CsSVP3则在S2时期表达量最低,在花发育后期表达量持续升高。低温处理发现,CsSVP1CsSVP2在低温处理后的表达量略有提升,CsSVP3则显著下降;而在ABA的处理中,仅CsSVP1的表达受到明显抑制,CsSVP2CsSVP3则无响应。这些结果表明不同的CsSVP基因其功能存在差异,在兰花低温休眠促进开花过程中可能发挥不同作用,为进一步解析墨兰SVP基因在花发育过程中的具体功能提供实验依据。

  • 组学与生物技术
    刘兰舒, 梅文莉, 朱家红, 董文化, 李玉姬, 刘寿柏, 戴好富
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML ( )   可视化   收藏

    白木香(Aquilaria sinensis)为瑞香科(Thymelaeaceae)沉香属(Aquilaria)植物,在受到自然因素(雷劈、火烧、虫蛀等)或人为因素(砍伤、打洞、接菌等)胁迫下会产生沉香。MADS转录因子在植物生长发育和逆境胁迫响应过程中发挥着重要的转录调控作用,但其在白木香中的作用尚不清楚。为了解MADS在白木香受到伤害后的胁迫响应机制,本研究基于白木香转录组数据,绘制表达量热图,筛选并克隆到一条表达差异较大且表达量较高的MADS转录因子AsMADS12基因,对其结构域、理化性质、系统发育及蛋白二、三级结构等进行分析,并通过实时荧光定量(RT-qPCR)检测AsMADS12基因在茉莉酸甲酯处理不同时间后的表达量以及通过浸染洋葱在激光共聚焦显微镜下观察AsMADS12蛋白亚细胞定位。结果显示:AsMADS12具有完整的开放阅读框,长度为678 bp,可编码255个氨基酸,其编码蛋白的分子量为25.28 kDa,拥有典型的MEF2_like MADS结构域,属于MIKC 型转录因子;AsMADS12蛋白的二级结构主要由52.00%的α-螺旋、11.56%的延伸链和36.44%的无规则卷曲组成;系统进化聚类分析发现AsMADS12与甜橙(Citrus sinensis)和枳(Citrus trifoliata)的MADS聚于同一分支;亚细胞定位试验显示,AsMADS12蛋白定位于细胞核;实时荧光定量结果表明,茉莉酸甲酯处理能诱导AsMADS12基因的表达,且在处理24 h时的表达量最高,推测AsMADS12在白木香结香过程中具有潜在作用。本研究首次完成AsMADS12基因的克隆并开展初步探索,为后续深入研究其是否参与结香过程,以及在生物或非生物胁迫响应中的作用奠定基础,为解析白木香结香的分子调控机制提供理论依据。

  • 种质资源与遗传育种
  • 种质资源与遗传育种
    张源源, 李维国, 张晓飞, 高新生, 王祥军, 位明明, 黄肖, 周元元, 黄华孙
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML ( )   可视化   收藏

    橡胶树作为重要的经济树种,其特殊代谢产物——天然橡胶是我国的战略资源。自19世纪从南美洲引种至东南亚以来,通过持续遗传改良,橡胶树产量获得大幅度提高。本文全面综述橡胶树的植物学特性,回溯其引种驯化历程,剖析传统育种技术(包括杂交育种、多倍体育种、诱变育种等)与现代生物育种技术(包括分子标记辅助选择、基因组选择、转基因、基因编辑等)在橡胶树育种中的应用现状、取得的成果、面临的挑战及未来研究方向。旨在为橡胶树遗传育种领域研究者提供参考,助力该领域研究发展,推动天然橡胶产业可持续发展。

  • 种质资源与遗传育种
    赖杭桂, 苏倩倩, 林波, 罗升, 高洁, 胡海燕, 吴文嫱, 丁元昊, 刘进平, 王健, 黄小龙, 黄东益
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML ( )   可视化   收藏

    海南油茶在海南称为山柚,其在季风性热带气候下生长,形成区域性十倍体树种,具有独特的风味和品质。本文综合分析近年来山柚相关研究,从山柚十倍体资源的演化分布、生长习性、山柚油品质的优异性以及鉴定山柚等方面进行论述,并提出山柚产业发展的建议和对策,为后续山柚研究与开发、打造山柚油高端品牌提供重要依据,以推动山柚产业的特色化发展。

  • 种质资源与遗传育种
    符明珠, 杜尚嘉, 符生波, 符溶, 吴挺聪, 郭霞
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML ( )   可视化   收藏

    海南岛作为中国唯一的热带岛屿省份,拥有得天独厚的自然生态条件,孕育了丰富的野生茶树资源。本研究以海南岛野生茶树为研究对象,通过文献查阅和实地调查相结合的方法,系统研究海南岛野生茶树资源的分布范围,并采用曲线回归分析法,构建树高、冠幅、胸径和地径之间的生长模型。结果表明:(1)海南岛五指山、保亭、琼中、白沙、乐东和陵水等市(县)野生茶树资源分布的经度范围为108.85°E~109.91°E,纬度范围为18.21°N~19.19°N,海拔范围为357.0~1410.6 m,主要分布于次生林和人工茶园中,郁闭度波动较大;(2)研究区域内野生茶树资源以片状分布为主,初步调查到野生茶树共6915株,其中,五指山的野生茶树数量最多,共4461株,占总量的64.51%。野生茶树径级结构呈现正态分布,Ⅱ级幼树占主体(40.68%),Ⅰ级幼苗次之(25.29%),Ⅴ~Ⅵ级大径级野生茶树仅有2.22%,显示出明显的幼龄化结构。(3)五指山冠幅最大值(11.5 m)和树高最大值(26.0 m)均高于其他调查地,其冠幅变异系数(56.53%)和树高变异系数(53.87%)也高于其他调查地,冠幅/树高比值为0.62;(4)海南岛野生茶树树高-冠幅、树高-胸径和胸径-地径最优回归曲线为三次函数曲线,表达式分别为:H=0.614+0.014C‒0.258C2+2.13C3R2=0.488,h<700 m)、H=1.949‒0.001D+0.020D2+0.248D3R2=0.340,700 m≤h<1300 m)、D=‒0.726+ 0.001d‒0.024d2+1.026d3R2=0.887,h≥1300 m)。通过研究海南岛野生茶树资源分布特点,探讨野生茶树生长模型曲线回归方程拟合,为海南省国家公园生态监测、茶树种质资源库建设及茶叶产业绿色认证提供服务,助力“碳中和”目标下的热带森林碳汇管理与生态产品价值实现。同时,海南野生茶树在生物多样性保护、茶树种质创新及地方经济发展中具有重要意义,亟须科学保护与可持续利用。

  • 作物栽培与生理生化
  • 作物栽培与生理生化
    王祥军, 黄肖, 张源源, 李维国, 张晓飞, 高新生, 张红亮
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML ( )   可视化   收藏

    胶园林下间作是应对天然橡胶价格持续低迷、植胶普遍长期亏损的有效途径。其中,林下光照条件是决定胶园林下间作模式的关键驱动因素。因此,解析不同品系胶园林下光照差异及其成因,能够为胶园林下间作的品种选择和模式优化提供理论支持。本研究以不同品系、不同树龄及不同种植模式的胶园作为研究对象,测定并对比其林下光照强度的差异。同时,利用无人机激光雷达点云技术提取橡胶树的株型参数,依据株型差异剖析不同品系胶园林下光照条件差异的成因。研究结果显示,不同品系、不同树龄及不同种植模式的胶园,其林下光照强度存在显著差异。总体而言,不同树龄、不同行向的热垦628胶园,林下光照强度均显著高于热研72059、热研73397等其他品系。通过无人机冠层图像和点云数据发现,热垦628胶园行间空隙较大,郁闭度明显低于其他品系。株型结构分析进一步表明,热垦628树体高大,分枝位置较高,树冠比例较小,树冠结构更为紧凑疏朗,一级分枝数量少且分枝角度小,树冠圆满度高,存在明显的自下而上自然疏枝现象,这使得其胶园郁闭度较低;而热研73397冠幅较大,冠长率高,分枝数量多且分枝角度大,树冠交叠现象严重,导致其胶园郁闭度较高。综合考虑株型结构和林下光照条件,热垦628是适用于胶园林下间作模式的优良品种。本研究对于推动胶园林下间作模式的推广及实现其可持续发展具有重要的应用价值。

  • 作物栽培与生理生化
    田梦, 李晗, 姚伟科, 吉昌磊, 张汉英, 鲍庆雨, 王美琪, 杨福孙
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML ( )   可视化   收藏

    为解决槟榔青果缺乏采收标准,导致鲜果品质混乱的问题。本研究以海南槟榔为试验材料,自坐果30 d开始,每30 d进行取样,测定槟榔果实表型及内含物发育动态,找出槟榔果实的发育规律,以确定槟榔青果的最佳采收期。结果表明:(1)果形指数呈先升高后降低的趋势,变化幅度为1.69~1.87,其中果实发育至120 d(1.79)~150 d(1.61)的果形指数达一级果标准,呈长椭圆形;叶绿素含量在120~180 d时较高,果实颜色翠绿。(2)果肉硬度呈先升高后降低的趋势,变化幅度为85.2~274.49 gf,其中在120~150 d的硬度均低于平均值(197.34 gf),达一级果标准;(3)果肉和果核可溶性糖含量均呈先升高后降低的趋势,变化幅度分别为1.23%~4.47%和5.56%~7.12%,其中果肉和果核在120~180 d时的可溶性糖含量较高;(4)果肉和果核的槟榔碱均呈逐渐降低的趋势,变化幅度分别为3.55%~0.19%和3.42%~0.40%。其中在120~180 d时槟榔果实中槟榔碱含量达到较高水平;针对几个关键节点标准化数据后进行主成分分析得出,开花后约150 d果肉和果核的综合评分最高,为1.18。结合槟榔果实发育表型与内在品质变化规律,青果以坐果后约150 d为最佳采收期。

  • 作物栽培与生理生化
    朱银潇, 张碧蓉, 丁海云, 刘伟杰, 闫素云, 段敏仙, 程运江, 李健文, 李健琪, 周先艳
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML ( )   可视化   收藏

    为探究云南干热河谷4个番荔枝品种的果实品质,以及果肉初级代谢物组分与含量差异,筛选适宜在干热河谷区种植的高营养价值与高糖的番荔枝品种。本研究以云南干热河谷区的4个番荔枝品种[AP(African pride)番荔枝、大目释迦、凤梨释迦、榴莲释迦]为试验材料,测定其果实品质,并运用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术测定果肉初级代谢物的组分与含量。通过单因素方差分析(ANOVA)、主成分分析(PCA)和偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)进行综合评价。结果显示,在云南干热河谷区4个番荔枝品种中,AP番荔枝的单果质量最大;大目释迦的果形为扁圆形,其余3个品种均为椭圆形;凤梨释迦的果实偏斜度(DD)最小;榴莲释迦的果实可溶性固形物(TSS)含量最高。4个番荔枝品种的果肉共检出43种初级代谢物,其中氨基酸9种,有机酸13种,肌醇1种及可溶性糖20种。通过主成分分析(PCA),榴莲释迦和大目释迦与其他品种明显分离;偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)以VIP≥1筛选出19种初级代谢物为特征性差异代谢物。从基本品质和初级代谢物水平来看,榴莲释迦的果实TSS及初级代谢物含量均最高,凤梨释迦的TSS含量适中且外规最规整。因此,这2个番荔枝品种可作为高营养价值和高糖品种在干热河谷区推广种植。

  • 作物栽培与生理生化
    张宁, 吴巨友, 张馨月, 胡伟, 符海泉, 李杰
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML ( )   可视化   收藏

    椰枣作为棕榈科作物,雌雄异株,基因高度杂合,性状分离严重,种苗繁育主要通过无性繁殖实现,组织培养技术是目前实现椰枣种苗商业化生产的主要手段,但是体胚萌发率低、成苗周期长,导致体系构建困难、组培成本高,研究激素调控对椰枣不定芽诱导的生理响应,优化不定芽诱导体系已成为当务之急。本研究在前期对椰枣外植体种类的筛选、愈伤组织及胚性愈伤组织诱导的基础上,利用正交试验设计,通过对MS培养基中植物生长调节剂种类及其浓度进行筛选配比,从体胚中诱导出不定芽,统计不定芽萌发率及芽的诱导时间,观察不同激素水平下获得的椰枣不定芽,研究不定芽的形态变化规律;测定不定芽样品中抗氧化酶活性(过氧化物酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽还原酶、过氧化氢酶)、过氧化氢含量等指标。结果表明:芽诱导率为P8>P6>P5>P4,P8(MS+30 g/L蔗糖+3 mg/L NAA+ 2 mg/L 6-BA+1 mg/L KT)处理下的芽诱导率最高;在P6(MS+30 mg/L蔗糖+2 mg/L NAA+3 mg/L 6-BA+1 mg/L KT)处理下,芽诱导时间最短;在P8处理下,谷胱甘肽还原酶活性最高;变异系数最大的为谷胱甘肽还原酶活性,极差最大的为超氧化物歧化酶活性。主成分分析表明,前3个主成分累计贡献率达到94.614%,第1主成分的特征值为2.365,贡献率为50.729%,在第1主成分中,主要包含谷胱甘肽还原酶、过氧化氢酶和过氧化物酶活性这3个指标共同影响,其中谷胱甘肽还原酶活性的特征值最大,为0.821,主要反映了谷胱甘肽还原酶活性对不定芽诱导的影响。本研究筛选出谷胱甘肽还原酶是不定芽形成过程中抗氧化保护系统起关键作用的物质,高谷胱甘肽还原酶活性有利于提高芽诱导率。该研究结果为实现椰枣高效快繁奠定技术基础。

  • 作物栽培与生理生化
    张华玲, 余庆仙, 才晓玲, 方睿霞, 白玉英, 杨鑫鑫, 周启武, 刘艳红, 李进学
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML ( )   可视化   收藏

    为探究澳洲坚果花在萌动期、初花期、盛花期的基础营养成分、活性物质含量及抗氧化活性的变化情况,为其开发利用提供科学依据。本研究以处于这3个花期的澳洲坚果花为研究对象,对其基础营养成分、活性物质含量及抗氧化活性的变化进行系统分析,研究结果表明:在3个花期的澳洲坚果花基础营养成分方面,水分含量呈递减趋势,其中萌动期最高,为(70.99±2.58)%;可溶性蛋白质含量在萌动期最高,为(0.054±0.009)%;粗脂肪含量呈先升高后降低,其中初花期最高,为(2.20±0.021)%;总灰分含量呈先降低后升高,其中盛花期最高,为(3.73±0.02)%;总糖含量在初花期最高,为(1.65±0.19)%。澳洲坚果花含有16种丰富的氨基酸,包括7种必需氨基酸和9种非必需氨基酸。且随着花期的发育,总氨基酸含量不断减少,其中必需氨基酸的占比及E/N值均接近国际优质蛋白标准,蛋白质营养价值较好。在不同花期澳洲坚果花的矿物质元素含量方面,5种常量元素在3个花期的含量排序均为:钾>钙>磷>镁>钠,表现出高钾低钠的优势。其中,盛花期钾含量是香蕉的5.2倍,钙含量为牛乳均值的5.0倍。但若将其作为食品进行开发,需关注砷、铬等有害元素超标的风险。在挥发性成分方面,经检测共鉴定出萌动期22种、初花期14种、盛花期20种挥发性成分,主要以己醛、d-柠檬烯等为主,共同构成了澳洲坚果花独特的花香特征。活性成分分析显示,总多酚含量随花期的延长呈显著降低,萌动期总多酚含量为(18.47±2.3)mg/g;总黄酮含量呈先高升后降低的趋势,初花期含量最高,达(8.09±0.63)mg/g。抗氧化活性评价表明,萌动期的DPPH与ABTS自由基清除率最高,分别为(89.96±0.61)%、(99.50±0.22)%,说明其抗氧化能力较强。综上所述,澳洲坚果花在从萌动期到盛花期的阶段富含氨基酸、矿物质及活性物质,且具有较高的抗氧化能力,为其后续开发利用提供科学依据。

  • 作物栽培与生理生化
    李静, 李金隆, 常静静, 连奕璇, 栗振, 陈雷, 郝艳淑, 张白鸽
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML ( )   可视化   收藏

    本研究以黑皮冬瓜铁柱二号为研究对象,于2022、2023年分别从长期镁肥梯度定位试验平台中选取MgO施用量为0、60、120 kg/hm2的处理(分别记为Mg0、Mg60、Mg120),测定果实贮藏过程中的硬度、失重率、镁含量及形态、果胶含量及形态、果胶代谢酶活性等指标,探究镁营养通过调节果胶代谢提高冬瓜果实耐贮性的生理机制。研究结果表明,镁肥施用后,冬瓜产量提高8.5%~16.9%,其中Mg60处理增产幅度最大。与Mg0处理相比,Mg60处理在贮藏0、30、60 d后,果肉硬度2年平均提高12.9%、11.7%和18.9%;而Mg120与Mg0处理仅在2022年贮藏30 d时果肉硬度存在显著差异。适宜的镁肥施用能够延缓果实贮藏过程中失重率的上升,Mg60处理果实在贮藏60 d后,失重率较Mg0、Mg120处理2年平均降低34.4%、35.1%。施用镁肥后,果实中的镁含量显著提高,醇溶性镁(MgEth)、水溶性镁(MgWat)和盐溶性镁(MgNaCl)是果实中主要的镁形态,且其含量随着贮藏时间的延长而逐渐上升。在果实贮藏期间,总果胶含量逐渐降低,但适宜的镁肥供应(Mg60)能够延缓水溶性果胶(water-soluble pectin,WSP)、离子结合型果胶(chelate-soluble pectin,CSP)和共价结合型果胶(sodium carbonate-soluble pectin,SSP)含量的下降,从而维持总果胶含量。此外,适宜的镁肥(Mg60)施用能够抑制多聚半乳糖醛酸酶(PG)和β-半乳糖苷酶(β-Gal)的活性,减缓果胶的降解进程;同时提高果胶甲酯酶(PME)的活性和游离态Mg2+(MgEth和MgWat)的含量,使带负电荷的果胶酸与Mg2+结合,进而增加CSP和SSP的含量,从而减缓果实贮藏过程中因果胶降解导致的硬度下降和失重率上升的速度。综上所述,当镁肥用量为60 kg/hm2时,通过调节果胶代谢可以提高冬瓜的耐贮性,这一发现有利于优化冬瓜的养分管理,提升其贮藏品质,并推动冬瓜产业的可持续发展。

  • 植物保护与生物安全
  • 植物保护与生物安全
    高蕊, 郑丽旧, 符悦冠, 林江, 陈俊谕
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML ( )   可视化   收藏

    六点始叶螨(Eotetranychus sexmaculatus Riley)是橡胶树上的重要害螨,该螨为害致橡胶树叶片由局部褪绿黄斑扩展至全叶黄化,严重时造成叶片大量脱落,影响正常割胶,造成产量损失。然而,橡胶树叶片受螨害后生理生化指标的变化及其与螨口密度、为害时间的关系尚未明确。本研究旨在揭示六点始叶螨不同密度及为害时间对橡胶树叶片生理生化指标的影响,为该螨监测预警和精准防控提供理论依据。本研究以热研7-33-97品系橡胶盆栽苗为材料,分别设置六点始叶螨不同螨口密度和不同为害时间的胁迫处理,测定叶螨为害后橡胶树叶片丙二醛(MDA)、可溶性糖、可溶性蛋白及保护酶(SOD、POD、CAT)活性的影响,同时结合双因素方差分析法分析六点始叶螨螨口密度与为害时间的交互作用。研究结果表明,在膜脂过氧化损伤方面,螨口密度与为害时间均显著影响MDA含量且随为害时间的延长呈先升后降趋势,40头/叶处理15 d MDA含量达到峰值(73.91±1.89)nmol/g,与CK相比上升43.15%,为害20 d时MDA含量下降,含量为(65.09±0.29)nmol/g。可溶性糖和可溶性蛋白含量均表现为随着螨口密度增加和为害时间延长而下降。当螨口密度为40头/叶持续为害20 d时,可溶性糖和可溶性蛋白含量均降至最低值,分别为(34.42±1.43)mg/g和(17.74±0.63)mg/g,分别较CK显著下降44.20%和45.30%。在应对螨害诱导的氧化胁迫时,橡胶树叶片保护酶中SOD、POD和CAT的活性总体表现为在螨害早期呈显著上升趋势,且高密度螨口处理(30头/叶与40头/叶)的酶活性峰值出现时间更早。其中,40头/叶为害5 d时SOD活性达到峰值(13 086.92±613.39)mg/g,较CK显著增加91.74%;30头/叶与40头/叶在第10天时POD活性达到小高峰[(6293.13±80.75)U/(min·g),(6655.54±51.44)U/(min·g)],随后呈下降再上升趋势;CAT活性在40头/叶处理10 d达到峰值(165.77±0.41)μmoL/(min·g),较CK上升62.74%。交互作用分析结果表明,螨口密度与为害时间的交互作用对可溶性糖(F=21.296,P<0.001)、可溶性蛋白(F=17.782,P<0.001)含量以及SOD(F=20.252,P<0.001)、POD(F=9.821,P<0.001)和CAT(F=145.095,P<0.001)活性产生极显著影响。六点始叶螨的螨口密度与为害时间均可对橡胶树叶片的MDA、可溶性糖、可溶性蛋白、保护酶(SOD、POD、CAT)生理生化指标含量造成影响,且受螨口密度和为害时间二者交互作用极显著(P<0.001)。本研究证实胁迫强度与持续时间并非独立作用,而是以复杂的协同方式共同决定了橡胶树叶片的生理损伤程度、营养状态及抗氧化防御效能。

  • 植物保护与生物安全
    蒲景洁, 胡言佟, 刘铜, 王伟伟
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML ( )   可视化   收藏

    油茶(Camellia oleifera)是中国南方地区重要的木本油料作物,油茶抗病能力普遍较弱,受多种病害侵袭,油茶白绢病为影响油茶生产的主要病害之一。本研究对木霉FJ059固体发酵产物中对油茶白绢病菌具有拮抗作用的非挥发性代谢产物及其潜在抑菌活性成分进行了系统分析与筛选。采用生长速率法比较不同固体发酵培养基下木霉FJ059非挥发性代谢产物的抑菌率,结果显示大米为培养基质的代谢产物的抑菌率最高,达到99.61%;使用不同提取溶剂对大米固体发酵物进行提取,乙酸乙酯提取物的抑菌活性显著高于相同浓度的水相提取物,当浓度为500 μg/mL时抑制率分别为98.84%和44.18%,表明不同的溶剂对有效抑菌活性成分的提取有重要影响。通过LC-MS分析鉴定,发现乙酸乙酯提取物中,努特卡酮、石竹素、法呢醇、吡咯-2-羧酸和阿魏酸等化合物对油茶白绢病菌具有显著抑制作用,其中200 μg/mL努特卡酮和300 μg/mL石竹素的抑菌率达到100%,浓度400 μg/mL的法呢醇、吡咯-2-羧酸和阿魏酸抑菌率分别为78.30%、69.38%、69.77%。结果表明,木霉FJ059固体发酵乙酸乙酯提取物中检测到的中等极性或疏水性的小分子化合物与抑菌活性密切相关,提示乙酸乙酯提取物可能富集部分具有抑菌潜力的化合物,为油茶白绢病开发新型高效生防菌剂提供新的理论依据和活性物质资源。

  • 植物保护与生物安全
    汪军, 周游, 梁昌聪, 郭立佳, 杨扬, 黄俊生, 杨腊英, 他永全
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML ( )   可视化   收藏

    从土壤养分和微生物群落结构及多样性角度,研究绿农林®41复合微生物菌肥改善胡椒连作障碍的机理和效果,为海南胡椒产业化种植提供技术措施。以往年胡椒枯萎病严重发生地块为试验地,分别设置4个处理:清水对照(CK)、绿农林®41复合微生物菌肥(LNL41)、复合微生物(CM)、菌肥基质(NS),测定根际枯萎病发病率、植株生长和土壤养分;采用16S rDNA测序技术,探究施用LNL41条件下胡椒枯萎病发生及根际土壤细菌群落结构的差异。结果表明:与CK相比,各处理均有一定效果,其中以LNL41处理的效果最为显著。LNL41和CM处理的土壤养分指标均显著高于CK;LNL41、CM和NS处理的叶绿素含量、穗长和千粒质量增幅分别达26.12%~67.87%、6.20%~18.33%和1.48%~6.44%;LNL41处理在不同生长期的发病率达2.67%~15.67%,防效达81.64%~90.06%。根际土壤细菌Ace指数和Chao1指数分别提高了12.82%~20.28%和12.89%~18.78%,Shannon指数提高了1.05%~3.53%,各处理的Simpson指数差异不显著。在目分类水平上,Chitinophagales、Rhizobiales和Burkholderiales是优势细菌目;在属分类水平上,GaiellaP3OB 42LactobacillusPseudolabrysTerrimonas是优势细菌属;各处理共有优势属BacillusCandidatus Omnitrophus丰度相似。线性判别分析(LEfSe)结果显示,LNL41处理中存在6个指示菌群;Ellin6067Tepidisphaera与土壤pH、有机质、速效钾、铵态氮和有效磷呈显著或极显著正相关;网络分析结果进一步表明,LNL41处理能增加土壤细菌共发生网络的复杂性和稳定性;Bugbase功能预测表明,LNL41处理的stress tolerant功能类群丰度增加了5.38个百分点,而CM和NS处理则分别下降了10.43个百分点和7.25个百分点。LNL41能显著改善土壤养分比例,进而改善土壤细菌群落结构和功能特性,激发细菌压力耐受功能,促进胡椒生长,减少枯萎病的发病率。

  • 植物保护与生物安全
    吴洪梅, 吴浩锋, 丁海霞, 陆铮铮, 彭丽娟
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML ( )   可视化   收藏

    本研究旨在探究贵州烟田杂草香附子(Cyperus rotundus)根系分泌物对烟草青枯病病原菌青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)AS-1和生防菌贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)JXF-16的影响。采用非靶向代谢组学(LC-MS)技术对香附子根系分泌物的化学组成进行鉴定,并探究根系分泌物中部分活性物质对上述2种细菌的影响。使用比浊法测定根系分泌物活性物质对青枯菌和贝莱斯芽孢杆菌生长量的影响;采用结晶紫染色法测定其对细菌生物膜形成量的影响;利用半固体平板培养法评估其对青枯菌和贝莱斯芽孢杆菌运动活性的影响;最后通过盆栽防治试验评价外源活性物质对烟草青枯病的防治效果。结果表明:通过LC-MS分析共鉴定出21类化合物,共计3176种活性物质,其中肉豆蔻酸、4-乙基辛酸、川芎嗪和甜菜碱4种物质在浓度为50 μmol/L时均显著促进青枯菌生长与生物膜形成,并促进其运动活性,但高浓度下4种物质均对其生长和生物膜形成呈抑制作用;50 μmol/L川芎嗪和100 μmol/L甜菜碱可有效促进贝莱斯芽孢杆菌生长和生物膜形成,并增强其运动活性;月桂酸和2-十二烷基苯磺酸浓度高于50 μmol/L时均对青枯菌和贝莱斯芽孢杆菌的生长、生物膜形成及运动活性产生显著抑制作用(P<0.05)。盆栽防治试验表明,150、200 μmol/L月桂酸和2-十二烷基苯磺酸对青枯病均具有较好防治效果,且相对防效均高于化学农药和生防菌处理,其中200 μmol/L 2-十二烷基苯磺酸的相对防效高达80.28%。该研究结果不仅为阐释香附子根系分泌物在烟田生态系统中的作用机制提供重要理论依据,也为研发基于活性物质的烟草青枯病新型防治措施奠定基础。

  • 植物保护与生物安全
    杜丽君, 李银银, 陈雪虹, 徐韵淇, 林泽尧, 邓春琼, 林小苹, 李永裕
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML ( )   可视化   收藏

    本文研究了肉桂叶精油的抑菌性和作为群体感应抑制剂的可行性,以期获得价格低廉且安全高效的新型绿色杀菌剂。利用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS),分析肉桂叶精油的化学组成成分,进而研究肉桂叶精油对细菌性软腐病的生防效果,并测定肉桂叶精油对软腐病菌Dickeya fangzhongdai Onc5的抑制作用。结果表明:肉桂叶精油含有16种化学组分,其中主要为棕榈酸异丙酯(52.15%)、桂皮醛(23.02%)和肉豆蔻酸异丙酯(18.80%);广谱性抑菌试验表明,肉桂叶精油对野生型紫色杆菌(Chromobacterium violaceum ATCC31532)、胡萝卜软腐果胶杆菌胡萝卜亚种(Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum)、大肠杆菌(Escherichia coli ATCC25922)、红色粘性沙雷氏菌(Serratia marcescens H30)、软腐病菌(D. fangzhongdai Onc5)5种病菌均具有显著的抑制作用;肉桂叶精油对软腐病菌D. fangzhongdai Onc5的最低抑菌浓度(MIC)为2.5‰;在不影响软腐病菌正常生长下,精油会削弱软腐病菌鞭毛的运动能力,控制软腐病菌的游动运动(swimming)和扩散运动(swarming),有效抑制软腐病菌;亚抑菌浓度(1/2MIC和1/4MIC)的肉桂叶精油具有抑制软腐病菌的植物细胞壁降解酶(Cel、Pel、Prt)活性的能力,使病菌侵入植物细胞的能力受限;为了进一步验证肉桂叶精油的抑菌效果,将经1/2MIC肉桂叶精油处理的软腐病菌接种到胡萝卜、大白菜、马铃薯和白萝卜上,结果显示,菌液的致病力显著减弱。肉桂叶精油通过抑制软腐病菌的胞外降解酶分泌活力和鞭毛运动能力,影响软腐病菌的群体感应系统,发挥其抑菌作用。表明肉桂叶精油在果蔬软腐病生物防治方面具有一定应用前景,研究结果可为农产品的保鲜以及病害的绿色防控提供理论基础和技术支持。

  • 采后处理与农业生态
  • 采后处理与农业生态
    沈思涵, 贯雨晴, 孙涵嘉, 郑中兵, 陈萍
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML ( )   可视化   收藏

    红毛丹果实口感香嫩多汁,但不耐储藏,采后2~3 d易发生褐变,对红毛丹的市场流通产生了限制。因此,绿色、安全、便捷的采后保鲜技术对红毛丹产业发展至关重要。本研究旨在探究外源硝普钠(SNP)处理对采后红毛丹果皮褐变及其活性氧代谢的影响,为采后红毛丹褐变问题提供新思路。以保研7号红毛丹品种为材料,采用200 μmol/L的SNP浸泡处理,以蒸馏水处理为对照,测定处理后红毛丹贮藏过程中的失重率、褐变指数及抗氧化相关酶活性。结果表明:SNP处理可以有效抑制采后红毛丹果皮褐变指数的上升,较好地维持果皮颜色;SNP处理的红毛丹果皮与对照组相比,活性氧(ROS)清除酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)]活性显著提高,使得果皮中活性氧自由基清除能力提升;多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)活性均低于对照,有效抑制酶促褐变发生;此外,与对照组相比,SNP处理还可以显著抑制红毛丹果皮的膜脂降解相关酶活性[脂氧合酶(LOX)]的上升,维持果皮细胞结构完整性,同时褐变相关基因NlWRKY23、NlWRKY57的表达量显著上调。由此可见,SNP处理可增强红毛丹果皮抗氧化能力,减轻活性氧的氧化破坏,延缓果皮褐变的发生。该研究结果可为SNP在采后红毛丹的应用提供理论依据及实践基础。

  • 采后处理与农业生态
    毕珏, 张惠云, 宋云连, 郑健, 杜朝金, 王跃全, 刘杨武, 章勇, 刘能翠, 罗心平
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML ( )   可视化   收藏

    通过分析云南省荔枝主产区土壤基本化学性质、养分含量及其分布特征,以期为该区荔枝园土壤养分管理与科学施肥提供基础数据和理论依据。于2023年采集云南省6个主产区的22个荔枝园土壤样品,测定土壤pH、有机质含量、大中微量元素有效态含量,通过模糊综合评判法,分析和评价云南荔枝园土壤肥力水平。结果表明:云南荔枝种植区土壤pH为5.62,22.73%土壤的pH适宜荔枝生长(pH为5.0~5.5),27.28%土壤的阳离子交换量(CEC)低于10.00 cmol/kg,表明保肥能力还需提高;有机质含量整体较高(14.81~57.06 g/kg);除保山外,其他园区的土壤全氮含量(0.84~2.70 g/kg)达中等水平(>1.00 g/kg);除永德县一果园的速效钾含量(36.67 mg/kg)处于缺乏水平(<50.00 mg/kg),其他样点的土壤水解性氮(78.61~259.19 mg/kg)、有效磷(21.14~92.48 mg/kg)及速效钾含量(35.00~642.50 mg/kg)均达到中等水平以上;中微量元素中,有效钙(415.63~4900.00 mg/kg)、有效硫含量(20.43~127.89 mg/kg)较为丰富;有效镁含量(3.13~512.50 mg/kg)为中等水平以上,其中42.43%土壤低于临界值(4级,<100.00 mg/kg);有效锌(0.51~ 9.68 mg/kg)、有效铁(7.18~124.82 mg/kg)含量丰富;有效锰(2.56~104.78 mg/kg)、有效铜(0.76~6.06 mg/kg)含量为中等水平以上,9.09%土壤有效锰含量低于5.00 mg/kg;盈江产区的硼(B, 0.88 mg/kg)和钼(Mo, 0.43 mg/kg)均值含量处于丰富水平,屏边的B(0.44 mg/kg)和Mo(0.13 mg/kg)、元阳的B(0.31 mg/kg)和Mo(0.15 mg/kg)、保山的Mo(0.10 mg/kg)、永德的B(0.42 mg/kg)和Mo(0.10 mg/kg)、新平的B(0.41 mg/kg)和Mo(0.10 mg/kg)均处于缺乏水平。综合肥力指数(integrated fertility index, IFI)为0.51~0.97,均值为0.79,表明研究区荔枝园的土壤肥力良好,除保山样点处于Ⅲ级外,其余果园的肥力水平均达Ⅱ级以上。主成分分析结果表明,全氮含量、有机质含量、水解性氮含量和pH是影响土壤肥力的主要因素。本研究中的22个荔枝园土壤养分整体处于中等及以上水平,建议保山种植区需补充镁肥和钼肥,屏边、元阳、永德、新平种植区需补充硼肥和钼肥。

  • 采后处理与农业生态
    羊有学, 李蕊, 陆智, 陈昊苒, 吴敏
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML ( )   可视化   收藏

    本研究以海南省儋州市花岗岩母质发育的土壤为研究对象,比较桉树林、果园和橡胶园3种不同土地利用方式下土壤理化性质的特征差异。结果表明:橡胶园土壤有机质和全氮含量显著高于其他利用方式,但酸化程度最为严重,交换性铝含量约为桉树林和果园的3.06倍和3.53倍。果园土壤有效磷含量显著富集,分别为橡胶园和桉树林的5.62倍和10.46倍,但盐基离子淋失强烈,阳离子交换量(CEC)最低。桉树林土壤各项指标总体处于中等水平。在结构组成方面,橡胶园土壤以>5 mm团聚体为主,结合其最强的酸化程度和最高的交换性铝含量,表明其>5 mm团聚体在强酸和高铝环境下稳定性较差。尽管橡胶园CEC分别约为桉树林和果园的2.47倍和3.02倍,但盐基饱和度极低,表明保肥能力与实际有效肥力之间存在矛盾。研究初步推断,橡胶园土壤中高有机质的积累可能与橡胶树凋落物大量输入有关,而强酸化与高铝毒现象则可能由持续的氮循环过程所驱动。果园磷富集主要源于长期过量施用磷肥。该研究结果可为热带花岗岩母岩区不同土地利用方式的土壤管理和酸化防控提供依据。

  • 采后处理与农业生态
    陈佳欣, 杜尚嘉, 吴海霞, 符生波, 符明珠, 涂志华, 郭霞
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML ( )   可视化   收藏

    热带山地生态系统是药用植物资源的重要宝库,解析热带山地生态系统中药用植物资源的海拔分布格局对资源可持续利用、生物多样性保护及药用活性成分环境驱动机制研究具有重要价值。为揭示海南五指山药用植物沿海拔梯度的分布规律,本研究基于不同海拔梯度(低海拔200~400 m、中海拔400~600 m、中高海拔600~800 m、高海拔800~ 1100 m)设置样方调查,共记录药用植物99科260属447种,其中被子植物占总种数的93.51%。结果表明:(1)热带分布科、属分别占83.35%和86.55%(排除世界广布成分),温带成分随海拔升高显著增加;被子植物在各海拔段均占据绝对优势,低海拔蕨类植物仅占1.80%;随海拔升高,蕨类植物比例显著增加,中高海拔和高海拔分别占4.79%和6.50%,成为关键类群;(2)乔木层综合重要值呈双峰分布,优势物种由低海拔热带种向高海拔温带过渡种演替,体现热带向温带区系的过渡特征;灌木层重要值沿海拔升高呈波动下降,反映其对上层乔木结构的协同响应;草本层优势类型沿海拔升高从耐阴草本向药用蕨类显著转变。(3)α多样性分析显示,乔木层物种丰富度、Shannon多样性指数在中高海拔达到峰值,符合“中域效应”;草本层多样性在中海拔形成显著峰值,Simpson优势度指数显著高于乔灌木层。(4)β多样性分析表明,乔木层物种更替受水热梯度驱动,而灌草层主要受微生境异质性调控。本研究系统阐明了五指山药用植物的垂直分布格局,不仅为热带山地药用植物资源保护与利用提供理论依据,同时为探究药用植物品质形成的环境驱动机制奠定基础。后续可重点加强中高海拔(600~1100 m)药用蕨类富集区的生态因子解析。

  • 采后处理与农业生态
    周佳, 黄艳艳, 杨红竹, 李建宏, 刘海林, 张婧旻, 颜安, 林清火
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML ( )   可视化   收藏

    本研究旨在探索长期不同土地利用方式对热带土壤理化性质及团聚体稳定性的影响机制,从而为热带地区土壤培肥与结构改良提供科学依据。本研究选取近30年来的3种土地利用模式作为研究对象,分别为人工管理橡胶林(MR)、自然管理橡胶林(NR)及低人为扰动龙眼果园(NL),并具体分析0~20、20~40、40~60 cm这3个土层的土壤基本理化性质、水稳性团聚体分布及团聚体稳定性特征。研究结果表明:随着土层深度的增加,MR与NL模式下的土壤pH均呈递减趋势;在不同土壤层次上,MR模式的土壤pH均低于NL与NR模式。在各土层中,NR模式下的土壤大团聚体(>2 mm、1~2 mm)含量显著高于MR和NL模式,而土壤微小团聚体(<0.25 mm、0.25~0.5 mm)含量则显著低于MR和NL模式;NR模式下的土壤水稳性团聚体平均重量直径(mean weight diameter,MWD)和平均几何直径(geometric mean diameter,GMD)均显著高于MR和NL模式,分形维数(fractal dimension,D)值显著低于MR和NL模式,说明在自然管理模式下,土壤团聚体更加稳定。方差分析结果表明,土地利用方式对土壤粒径分布及团聚体稳定性具有极显著影响,土层深度显著影响<0.25 mm、0.25~0.5 mm、0.5~1 mm、1~2 mm粒级团聚体的分布,且粒级越小,受土层深度影响的程度越大,土地利用方式和土层深度的交互作用仅显著影响土壤大团聚体(>2 mm、1~2 mm)及D值。相关分析结果表明:土壤团聚体稳定性指标(>2 mm团聚体含量、MWD、GMD)与土壤速效磷(available potassium,AP)含量呈负相关,与土壤有机质(soil organic matter,SOM)含量呈正相关;D值与土壤大团聚体(>2 mm)含量呈负相关,而与土壤微小团聚体(<0.25 mm)含量呈显著正相关。综上所述,土地利用方式是影响土壤团聚体稳定性的最关键因素,自然管理橡胶林模式可显著提升土壤大团聚体含量,提高土壤团聚体稳定性,进而改善土壤结构。