生长调控因子(growth-regulating factors,GRF)是植物特有的一类转录因子,该转录因子家族成员数目较多,在植物生长发育过程中发挥着重要作用。以巴西橡胶树优良品种‘热研7-33-97’为材料,通过RT-PCR方法进行HbGRF基因的克隆;利用生物信息学的方法对其蛋白序列、理化性质、基因结构、进化关系进行分析;利用IS-PCR技术和FISH技术对其进行物理定位分析;采用qRT-PCR对橡胶树中HbGRF基因的表达模式进行研究。结果表明:在橡胶树雌花中克隆到3个GRF基因,分别命名为HbGRF1、HbGRF2和HbGRF3,分子量分别为65.663、41.188、52.858 kDa,其编码的蛋白长度分别为609、384、494 aa,均为不稳定蛋白;3个基因均具有GRF完整的特征结构域WRC和QLQ,分别属于3个不同亚族。基因物理定位结果表明,HbGRF1、HbGRF2和HbGRF3基因分别位于橡胶树染色体的第11号长臂、第5号短臂和第9号长臂上,基因到着丝粒的平均百分距离是77.65、42.66和65.27。表达结果显示,橡胶树3个HbGRF基因在茎尖、雌花等生长旺盛的组织中表达量较高,用外源赤霉素和脱落酸处理后,发现表达量呈上升趋势,经过48 h后表达量和初始值基本持平,3个基因在茎尖、雌花中有明显的表达特异性,可能在橡胶树花芽分化及雌花的发育过程中起到了重要作用。该结果为研究橡胶树HbGRF基因的功能及作用机制奠定了理论基础,为橡胶树精准育种提供了分子细胞学依据。
从橡胶树叶片转录组数据库中调取花青素合成途径中的关键酶类黄酮3’-羟化酶(F3’H)基因序列信息,通过RT-PCR扩增得到2个橡胶树F3’H基因,分别命名为HbF3’H1和HbF3’H2。通过荧光定量PCR分析发现,只有HbF3’H1基因在不同发育时期的橡胶树叶片和嫩茎中的表达水平与花青素的合成积累趋势完全一致。HbF3’H1所编码的蛋白属于P450超家族,具有保守的F3’H结构域,而且HbF3’H1基因的启动子中包含多种环境效应元件,说明HbF3’H1基因的表达受环境因子调控。通过农杆菌转化烟草发现,过表达HbF3’H1基因的烟草花瓣大量累积花青素,其颜色较非转基因烟草显著加深,同时,荧光定量PCR发现HbF3’H1表达水平与转基因烟草花瓣颜色呈正相关,说明HbF3’H1基因表达促进花青素的累积。本研究为阐明橡胶树花青素代谢途径奠定基础。
采用RT-PCR技术克隆了1个编码NI基因的cDNA序列,命名为MiNI基因,并对不同来源的中性/碱性转化酶的分子特征及系统进化进行比较分析。结果表明:MiNI基因开放阅读框为2034 bp,编码677个氨基酸,相对分子量为76.6 kDa,理论等电点为6.24;生物信息学分析结果显示,NI二级结构α螺旋占38.85%,无规则卷曲占35.45%,伸展链占18.91%,β折叠占6.79%;MiNI具有glycoside hydrolase family 100结构保守域,与克里曼丁桔、龙眼、巴西橡胶树和番木瓜都具有一致的motif位点;MiNI基因编码的氨基酸序列与克里曼丁桔、龙眼氨基酸序列同源性最高;构建NI系统进化树分析表明,与芒果遗传距离最近的是克里曼丁桔,最远的是玉米和枸杞。qRT-PCR分析显示,果皮MiNI基因表达量远高于果肉;花后10~40 d,果皮MiNI基因表达量显著下降;花后40~100 d,果皮MiNI基因表达量维持在一个相对稳定水平;花后100~130 d,随着果实成熟,果皮MiNI基因表达量又显著上升;而花后10~40 d,果肉MiNI基因表达量显著下降,至果实发育后期果肉MiNI基因表达量始终处于极低水平。该研究为进一步了解MiNI基因在芒果果实蔗糖代谢过程中的作用以及从分子角度阐明芒果糖代谢机理奠定理论和技术基础。
植物KNOX(Knotted1-like homeobox)可通过蛋白质相互作用参与调控落果、纤维细胞发育、次生细胞壁发育、开花等事件。为筛选剑麻叶中与AhKNOX2相互作用的蛋白,采用SMART同源重组技术构建剑麻叶片酵母双杂交表达文库,利用AhKNOX2为诱饵筛选与之相互作用的蛋白。结果表明:文库总容量为3.9×106 CFU,转化效率为9.15×105 CFU/μg pGADT7-Rec,插入片段大小主要分布于0.5~3.0 kb之间,重组率为92%,保存的文库细胞密度为1.35×108/mL,文库滴度为2.22×107CFU/mL。构建的pGBKT7-AhKNOX2诱饵载体存在自激活性,5 mmol/L的3-氨基- 1,2,4-三唑(3-Amino-1,2,4-triazole,3-AT)能抑制诱饵载体的自激活,通过筛选获得了16个与AhKNOX2相互作用的蛋白。本研究成功构建剑麻叶片酵母表达文库,并筛选获得与AhKNOX2相互作用的蛋白,该结果为进一步研究AhKNOX2在剑麻中的功能奠定前期基础,为培育高纤维产量的剑麻新品种提供基因资源和理论基础。
新品种‘华南16号’(‘SC16’)(Manihot esculenta Crantz cv. SC No.16)是以木薯品种‘华南8号’(‘SC8’)为母本和引进品种‘Q10’(I93/0665)为父本进行人工杂交获得F1杂交种子,经实生苗试验、初级品比、高级品比、区域试验和生产性试验等选育而成。其鲜薯产量在区域试验和生产性试验分别为50.15 t/hm2和45.82 t/hm2,比我国主栽品种‘华南205’(‘SC205’)分别增产55.45%和35.85%;块根淀粉率分别为25.42%和26.10%,略低于‘SC205’(对照);鲜薯氰苷含量为29.70 μg/g,属于甜木薯品种。综合试验结果表明,‘华南16号’是1个株型优良、高产,且能够密植与机械化采收的工业用、食用兼饲用的新品种,适宜在我国广西、广东沿海、海南,以及东南亚地区推广种植。
对25份观赏型素馨属(Jasminum Linn.)种质资源的21个表型性状进行多样性和亲缘关系研究。结果表明:不同质量性状在群体中出现的频率不同,9个质量性状的变异范围为26.92%~59.54%,12个数量性状的变异范围为23.81%~88.08%,表明供试种质各表型性状间存在较大程度的变异;对实验材料的花部和叶部性状进行主成分分析发现,12个花部性状归于4个主成分中,9个叶部性状归于3个主成分中。根据表型性状各主成分进行聚类分析,供试25份种质被聚为3大类群,花苞直径、百花重等性状是表型聚类的依据。通过对花部和叶部性状的综合分析,筛选出综合特性最好,观赏价值最高的9号虎头茉莉,园林观赏应用潜力最佳。
通过运用层析分析法筛选出株型、株高、花色等14个酢浆草属(Oxalis)植物观赏性状评价指标,对随机选择的40个球根酢浆草属植物进行观赏性评价。结果表明:应用层次分析法,可以有效地从观赏性方面对酢浆草属植物进行评价。14个指标中,株型、花色、冠幅、花量所占权重值均较大(>0.09),是影响酢浆草属植物观赏价值最重要的指标。在评分标准中,心形叶、白花、肉质叶、大花径分值较高,均为5分。为酢浆草属植物观赏盆栽品种(种)的选择、DUS测试指南性状指标的筛选、育种亲本选择提供参考依据。40个参评植物中观赏价值较高的有钝叶酢‘锂辉石’(O. obtuse ‘Kunzite’)、芙蓉酢‘晨光’(O. purpurea ‘Alba’)和迷糊酢(O. ambigua)等6种,其得分均>3.499,这几种植物观赏性高、适应性强,是极具开发和应用价值的优良植物材料。
报道了福建兰科植物分布新记录4种,分别为箭药叉柱兰(Cheirostylis monteiroi S. Y. Hu)、秉滔羊耳蒜(Cestichis pingtaoi G. D. Tang, X. Y. Zhuang & Z. J. Liu)、裂距虾脊兰(Calanthe trifida T. Tang et F. T. Wang)、深圳香荚兰(Vanilla shenzhenica Z. J. Liu et S. C. Chen)。凭证标本现存于福建农林大学标本馆(FJFC)。
以海南本地种槟榔植株为材料,测量槟榔叶长(leaf length, LL)、叶宽(leaf width, LW)、叶片数(leaf number, LN)、花苞数(bud number, BN)、节数(node number, NN)、茎粗(stem diameter, SD)、株高(plant height, PH)、茎高(stem height, SH)和节间长度(internode length, IL)等可简单测量的特征指标,通过建立估测模型预测槟榔植株单片叶片干物质量(leaf dry weight, LDW)、茎杆干物质量(stem dry weight, SDW)及地上部分干物质量(aboveground dry weight, ADW)。结果表明:通过模型拟合和择优得到槟榔茎杆干物质量的估测模型为:SDW=0.2518 SD0+ 0.0423 PH-23.8883,槟榔茎杆干物质积累量主要受株高(PH)、0 m茎粗(SD0)的综合影响,决定系数R2=0.7157,样本株数为36株,另外18株进行外部验证,相关系数r=0.9165;槟榔单片叶片干物质量的估测模为:LDW=3.9726 LL+2.8402 LW-297.6869,槟榔单片叶干物质积累量主要受叶长(LL)、叶宽(LW)的综合影响,决定系数R2=0.6054,样本叶片数量为177片,另外88片进行外部验证,相关系数r=0.7528;槟榔地上部分干物质量的估测模型为:ADW=0.3283 SD0 + 0.0415 PH -23.7333,槟榔地上部分干物质积累量主要受0 m茎粗(SD0)、株高(PH)的综合影响,决定系数R2=0.6932,样本株数为36株,另外18株进行外部验证,相关系数r=0.9028。通过大量数据的观测分析,建立的槟榔生物量预测经验模型,可以将其作为最优生物量预测模型用于槟榔地上部分生物量的估算,具有一定应用价值。
研究以品种‘桂辐98-296’(‘GF98-296’)种茎直接补种‘桂柳05-136’(‘GL05-136’)宿根蔗地对甘蔗农艺性状及其经济效益的影响,以解决甘蔗宿根缺株断垄问题,为推广“种茎直接补种新技术”提供科学依据。试验设‘GF98-296’种茎直接补种‘GL05-136’宿根蔗地(处理A)、‘GL05-136’种茎直接补种‘GL05-136’宿根蔗地(处理B)、不补种自然状态下‘GL05-136’宿根蔗地(CK),共3个处理;在‘GL05-136’宿根苗期2~4张叶片时期实施补种,到工艺成熟期调查3个处理甘蔗的农艺性状及其单位面积产量,并进行比较分析。结果表明:处理A产量为79.55 t/hm2,分别比CK、处理B增产19.29、13.91 t/hm2,增幅分别达32.01%、21.18%,且差异达极显著水平;处理B产量与CK差异不显著;直接补种不影响‘GL05-136’宿根蔗的发株、产量和蔗糖分;工艺成熟期时,‘GF98-296’蔗茎的蔗糖分与‘GL05-136’宿根蔗茎的相当。经济效益分析表明,以‘GF98-296’种茎直接补种‘GL05-136’宿根蔗地,蔗农增收5071.0元/hm2;制糖企业可增加工业产值15 573.0元/hm2。表明‘GF98-296’适宜作为‘GL05-136’宿根蔗地种茎直接补种品种,可进行大面积示范和推广。
针对部分红壤地区土壤酸性强、有效养分含量低及透气性差等特性,研究了硫酸镁和海藻渣配施对红壤理化性质及烟草生长的影响,为烟区红壤改良提供理论基础。采用盆栽试验,设置6个处理,CK:对照,不加镁和海藻渣;MS:单独施用硫酸镁,每千克土施用0.375 g;SF:单独施用海藻渣,每千克土施用50 g;C1:每千克土施用MgSO4 0.375 g+海藻渣50 g;C2:每千克土施用MgSO4 0.563 g+海藻渣75 g;C3:每千克土施用MgSO4 0.75 g+海藻渣100 g。烟草收获时,测定并分析不同处理对土壤pH、有机碳、矿质养分含量、土壤容重、总孔隙度,以及烟草农艺性状、烟叶矿质养分含量等的影响。结果表明:单独施用硫酸镁或海藻渣以及硫酸镁与海藻渣配施后,烟草株高、茎粗和叶片数等农艺性状明显改善,生物量比对照显著提高;硫酸镁单施处理中烟叶的P和Mg含量比对照显著提高,海藻渣单施及硫酸镁与海藻渣配施的烟叶P、K和Mg含量比对照显著提高;C3处理土壤pH比对照提高0.38个单位,碱解氮、有效磷、速效钾、交换性钙和交换性镁含量分别比对照提高了42.85%、60.01%、33.73%、253.02%和689.07%;C1、C2和C3处理土壤有机碳含量分别比对照提高了212.9%、385.7%和540.7%;海藻渣单施及与镁配施对土壤有效磷、速效钾、交换性钙和交换性镁含量显著提高;海藻渣单施或与镁配施能显著降低土壤容重并提高土壤总孔隙度;C3处理土壤容重比对照显著降低9.78%,总孔隙度比对照显著提高8.87%。因此,海藻渣和硫酸镁配施能促进红壤中烟草的生长,并有效改善红壤的理化性状。
闽楠(Phoebe bournei)是我国乡土珍贵用材造林树种。本研究以6年生闽楠幼树的枝条为试材,采用随机区组试验设计,分别开展单种促根生长调节剂和混合促根生长调节剂高空压条试验,研究不同浓度植物生长调节剂对其高空压条生根的影响。结果表明,在吲哚乙酸、吲哚丁酸和萘乙酸3种促根生长调节剂中,萘乙酸为压条最适生长素,1000 mg/L萘乙酸处理组生根效果最佳,生根率为54.67%;对吲哚丁酸和萘乙酸混合的ABT1#生根粉而言,1000 mg/L为最适处理浓度,该处理浓度下压条的最大一级根长和根生物量皆优于对照。可见,闽楠幼树高空压条宜施用1000 mg/L的萘乙酸或ABT1#生根粉。
从解剖学、细胞生物学及遗传学角度对海南油茶不育株花器发育过程导致不育的原因进行研究。以海南油茶正常株和不育株为实验材料,对其花芽发育过程外部形态特性进行阶段性比较观察,并应用花粉原位萌发技术检测其花粉萌发及花粉管发育差异;应用石蜡切片法对花芽分化过程中雌雄蕊进行解剖学观察,分析雌雄蕊发育时期与其花芽外部形态的相关性。结果表明:不育花与正常花外部形态上并无明显差异,但不育株开花后子房即脱落,表明没有正常授精,不育株柱头授粉后花粉粒不萌发,花粉管并不伸长;从雌雄蕊石蜡切片可以看出,不育株花器发育失常,其花药的绒毡层降解异常,无法形成成熟花粉粒,而在其胚珠发育过程中不育株未能形成成熟胚囊,导致空心胚珠。
为探究外源甜菜碱对渗透胁迫下西瓜细胞生长的影响,以二倍体西瓜悬浮细胞为试验材料,利用甘露醇(Mannitol)模拟渗透胁迫,同时外源施用甜菜碱,通过测定细胞鲜重、细胞体积、细胞内活性氧(ROS)和细胞外pH,明确甜菜碱与西瓜渗透胁迫抗性的相关性。结果表明:渗透胁迫下西瓜细胞鲜重以及细胞生长量受到抑制,并且渗透胁迫可以诱导西瓜细胞外碱化、细胞活性氧迸发;外源甜菜碱可以一定程度上缓解渗透胁迫对西瓜悬浮培养细胞生长量的抑制作用,调节细胞pH以及细胞ROS的水平。总之,渗透胁迫下,外源甜菜碱可以维持西瓜细胞生长,并具有调节抗性反应的作用。
在室温盆栽实验条件下,研究了27种外源性丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌对云木香幼苗的根系菌根侵染率、生理生化特性、根生物量及萜类成分积累的影响。研究结果表明,云木香与AM真菌形成了良好的共生关系,但27种AM真菌菌株与云木香二者之间存在共生偏好性。与对照组(CK)相比,部分AM真菌提高云木香叶片中可溶性蛋白和可溶性糖含量及抗氧化酶活性,降低丙二醛含量,增强云木香抗不利环境的能力;部分AM真菌处理组云木香根生物量显著增加(P<0.05);大部分AM真菌处理组云木香根中木香烃内酯、去氢木香内酯及总内酯含量显著增加(P<0.05),也有部分AM真菌处理组差异不明显或降低。从综合接种效应来看,易误巨孢囊霉(Gigaspora decipiens,Gd)、美丽盾巨孢囊霉(Scutellospora calospora,Sca)、瑚状盾巨囊霉(Racocetra coralloidea,Rco)、沙荒球囊霉(Septoglomus deserticola,Sde)、哥伦比亚内养囊霉(Entrophospora colombiana,Ec)、巴西类球囊霉(Paraglomus brasilianum,Pb)等是人工栽培条件下接种AM真菌云木香幼苗的潜在优良菌株,可为提高云木香产量和品质开辟一条新的途径。
研究盆栽条件下,接种与未接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)摩西球囊霉(Glomus mosseae)对黄花蒿(Artemisia annua L.)生长和根系分泌物化学组成的影响。结果表明,接种AMF黄花蒿的株高、苗干重和根干重均显著增加,增幅均达到20%以上;接种AMF也改善了黄花蒿的根系形态,除了根系半径以外,根长增加了87.0%、根表面积增加了97.0%、根体积增加了10.7%、根尖数增加了38.4%、根分叉数增加了75.6%、根系活力提高了19.6%,差异均达到极显著水平;与未接种AMF的黄花蒿基质中的根系分泌物(NM-S)相比,接种AMF下黄花蒿基质中的根系分泌物(AM-S)可溶性蛋白含量增加了74.38%,可溶性糖含量增加了16.13%,游离氨基酸含量增加了203%,有机酸的种类增多且含量显著提高;但接种AMF对黄花蒿水培液中根系分泌物含量的影响却呈现出了相反的作用。说明接种AMF有助于改善黄花蒿的根系形态,提高根系活力,在基质中促进根系分泌物的分泌,从而使黄花蒿汲取更多养分、提高生物量。
本研究以武夷山御茶园、龟岩和旗山3个种植区的水仙茶树为研究对象,测定了土壤理化性质和土壤酶活性、水仙生长光合指标以及叶片品质指标,探讨武夷山茶园土壤对水仙茶树生长与品质的影响。结果表明,旗山茶园土壤总氮和有效氮高出一级肥力标准37%和45%,总磷和有效磷高出62%和38%,而有机质比一级肥力标准低44%。御茶园的有机质是旗山的2.35倍。除了过氧化氢酶活性,5个土壤酶活性趋势为御茶园>龟岩>旗山,且存在显著性差异(P< 0.05),土壤酶活性与pH、氮磷呈负相关,与钾和有机质呈正相关。水仙生长光合指标总体趋势为旗山>龟岩>御茶园,且与土壤pH、总氮和有效氮均呈正相关,与有机质呈负相关,与过氧化氢酶之外的4种土壤酶活性呈负相关。鲜叶品质指标总体趋势为御茶园>龟岩>旗山。御茶园鲜叶的茶氨酸、游离氨基酸、儿茶素和茶多酚含量分别是旗山的1.93、1.64、1.57和1.54倍。除咖啡碱外,6个品质指标与土壤pH、氮磷、过氧化氢酶活性呈负相关,而与钾、有机质和其他5个土壤酶活性呈正相关。大多品质指标与生长光合指标呈负相关。总之,高氮使局部土壤pH上升和过氧化氢酶活性增强,虽有利于茶树生长,但降低了其他酶活性,使养分循环转化利用降低,进而影响了叶片光合作用,降低了初生代谢和次生代谢物质合成,品质下降。因此,应以“减氮控磷补钾,增加有机质”为管理措施,以提高武夷水仙品质。
柑橘黄龙病(Citrus Huanglongbing,简称HLB)是柑橘的毁灭性病害,柑橘感染后不仅导致叶片黄化,影响果实品质,而且会使树势减弱直至植株死亡。本研究以感染黄龙病和健康沙田柚[Citrus maxima (Burm.) Merr. cv. Shatian Yu]为材料,对比分析黄龙病树(HLB+)和健康树(HLB-)在叶片形态特征、果实品质、矿质元素等方面的差异,旨在掌握黄龙病对沙田柚树体和果实的影响,为促进柑橘黄龙病的防控提供理论参考。沙田柚黄龙病植株与健康植株相比,叶片面积减少28.13%,叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素分别降低40.38%、44.00%和40.47%;果实外观着色异常且果实偏小,平均单果重下降45.62%,果皮变薄,种子败育增多,果实维生素C升高26.44%,达到显著水平,并且不同组织的多个元素发生显著变化。与健康植株相比,黄龙病叶片N和Ca元素分别减少19.00%和49.72%,果肉N元素减少18.00%,而果皮和果肉Ca元素显著升高;病树根、叶片、果皮和果肉S元素均显著低于健康树。病树叶片B和Cu元素分别降低了35.07%和54.45%,果皮Cu元素显著降低了42.96%,果肉Zn元素显著升高了41.30%。黄龙病严重影响了沙田柚叶片形态和果实品质以及矿质元素代谢,应高度重视提高沙田柚果园的黄龙病防控管理水平。
为明确国内橡胶树尖孢炭疽复合种内不同种的生物学特性及种间差异情况,评价了4个代表性菌株(Colletotrichum bannanense YNML52,C. laticiphilum YNJH17109,C. australisinense GX1655,YNJP162)对不同碳源、氮源的利用情况,以及在不同温度、pH、水活度下的生长情况,并评价了这些菌株对橡胶不同品种和不同作物的致病性。结果表明:供试菌株在碳源、氮源利用,适宜生长温度、致死温度、pH和水分活度等方面均存在显著差异;致病性分析表明,供试菌株的致病谱也存在显著差异,YNML52的寄主范围较窄,具有很强的寄主专化性。通过评价生态因子对橡胶树炭疽病病原菌生物学特性的影响,为深入了解橡胶病害发生规律和制定有效防控措施提供指导依据。
为了明确营养物质在木薯抗螨性中的重要作用,在获得遗传稳定的抗、感螨参照标准木薯品种的基础上,采用分光光度法开展了朱砂叶螨为害前后抗、感螨参照标准木薯品种叶组织中营养物质含量的差异分析。结果表明:朱砂叶螨为害1、4、8 d的抗螨参照标准木薯品种C1115叶组织中的游离氨基酸(FAA)、可溶性糖(WSS)、可溶性氮(SN)含量均显著降低,分别是为害前的69.69%、69.29%和63.42%,73.16%、73.71%和72.75%,45.97%、46.21%和46.13%(P<0.05);但糖氮比(S/N)显著升高,是为害前的159.15%、159.46%和157.83%(P<0.05),游离脯氨酸(Pro)含量无显著变化。螨害1、4、8 d的感螨参照标准木薯品种BRA900叶组织中的FAA含量和WSS含量与为害前无显著差异,SN含量显著升高,是为害前的148.50%、148.73%和148.77%;S/N显著降低,是为害前的62.61%、61.48%和61.92%;Pro含量显著升高,是为害前的373.82%、367.33%和362.61%,但为害前后无显著性差异(P<0.05)。
孢子囊的产生和发育过程是研究胡椒瘟病菌(Phytophthora capsici)及其病害防控的重要基础。本研究分析不同诱导条件下胡椒瘟病菌孢子囊的产生情况,并通过光学显微镜和共聚焦显微镜观察孢子囊及其内部游动孢子的发育过程。结果发现:(1)3种诱导方法均能诱导出大量孢子囊,其中在V8-A平板上光照和抹伤双重诱导法获得的孢子囊数量最多,其次是在V8-A平板上光照诱导法,获得孢子囊数量最少的是V8液体光照诱导法,但仅差异最大的2个处理间达到显著水平;(2)显微镜观察发现,孢子囊由气生菌丝顶端逐步膨大形成,初始为近球形逐渐发育成倒洋梨形,孢子囊成熟后从顶端排出大量游动孢子,偶尔可见孢子囊顶端直接发育出芽管;(3)共聚焦显微镜观察发现,首先孢子囊内部原生质体被膜结构隔裂成大约数十个独立小格,然后在每个格子中积累数倍于细胞核的DNA,最后每份细胞核DNA发育成一个游动孢子。本研究从微观角度揭示P. capsici孢子囊发育外观及内部的形态特征,为胡椒瘟病菌后续致病机制研究和胡椒瘟病田间防控提供技术基础。
为筛选出对琯溪蜜柚炭疽病有防治效果的生防菌,以琯溪蜜柚炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides)为靶标菌,采用平板对峙法进行初筛,用生长速率法和人工接种法对抑菌效果较好的菌株FX28进行抑菌谱及防治效果测定;通过形态学、生理生化特征,结合16S rDNA序列分析等方法研究其分类地位。结果表明:从25份土样中共分离到放线菌105株,对琯溪蜜柚炭疽病菌有较好拮抗作用的放线菌有16株,其中菌株FX28抑菌活性最高,其抑菌带宽度为15.3 mm,抑制率达86.4%,抑菌谱广,对琯溪蜜柚炭疽病菌、琯溪蜜柚黑点病菌、琯溪蜜柚黑斑病菌等14种供试植物病原菌均有抑制作用;其作用机制表现为菌丝分枝增多、变粗、顶端膨大等,对琯溪蜜柚炭疽病的预防效果和治疗效果分别为83.8%和71.1%。根据形态、生理生化特性及16S rDNA序列分析,初步确定菌株FX28为深红紫链霉菌(Streptomyces violaceorubidus)。
近年在海南各植桑区均发现桑小头木虱(Paurocephala sauteri Enderlein)严重为害,桑园被害株率达100%。在我国,该木虱仅记录于台湾省,为我国大陆新入侵害虫。本研究在实验室条件下[(27±1)℃、RH (70±5)%、12L∶12D],采用45日龄桑树扦插苗和离体叶片饲养,对桑小头木虱的发育与繁殖特性及各虫态的形态特征开展观察。结果表明,桑小头木虱生活史包括卵、1~5龄若虫和成虫期。各龄期主要形态特征为:卵呈水滴形,带短的卵柄,端部具细长的端丝,初产时乳白色,待孵化时可见淡红色眼点;1龄若虫头、胸部乳白色,复眼和腹部橘黄色,无翅芽;2~5龄若虫黄绿色,随着龄期增加,体长增加,翅芽随之变化。2龄翅芽出现,稍突起;3龄翅芽较小,呈三角形;4龄和5龄翅芽长椭圆形,其中5龄超过腹部第1节。各龄若虫和初羽化成虫均可分泌白色球形蜡质。雌雄成虫以两性生殖方式繁殖后代,羽化3 d后体色由黄绿色逐渐变为黄褐色并开始交配,交配时间为0.5~3 h,结束交配18~21 h后开始产卵,产卵量为20~42粒。卵单个散产于叶片背面叶脉处,偶尔可见产于新抽嫩叶正面边缘,5~7 d后孵化,孵化率为98.19%,雌性百分率为70.44%。若虫期12~18 d,完成一代的时间为18~24 d。本研究将为桑小头木虱的准确识别与监测,以及防控策略的制定提供前提条件和理论依据。
以明胶和阿拉伯胶为壁材,茶多酚为固化剂,采用复合凝聚法制备山茶油微胶囊。通过单因素和正交试验考察壁材比、pH、壁材浓度、凝聚时间、芯壁比等复合凝聚条件对山茶油微胶囊包埋率和微观形态的影响,确定山茶油微胶囊复合凝聚的最佳制备工艺,并对微胶囊化前后的山茶油氧化稳定性进行分析比较。结果表明:山茶油微胶囊的最佳复合凝聚制备工艺参数为壁材比1∶1 (W/W)、pH 4.2、壁材浓度1.0%、凝聚时间30 min、芯壁比3∶2 (W/W),在此最佳条件下制备的山茶油微胶囊产品呈浅棕色粉末状,平均包埋率达82.36%,休止角39.2°,含水率3.67%。热稳定温度280 ℃,具有良好的流动性和热稳定性。同时,加速氧化贮藏试验表明微胶囊化显著提高了山茶油的氧化稳定性。
在灌木茶树留养改造形成乔木茶树的过程中,出现了改造中的灌木茶树、乔木茶树以及改造后的乔木茶树3种类型的茶树。本文对不同季节的上述3类茶树加工的晒青茶叶的生化成分与抗氧化活性进行比较研究。应用分光光度法、高效液相色谱法测定晒青茶的各内含成分含量,发现除苏氨酸、精氨酸和γ-氨基丁酸外,乔木晒青茶的茶氨酸、谷氨酸等15种氨基酸含量与游离氨基酸总量均高于灌木晒青茶(P<0.05),而乔木晒青茶的茶多酚、没食子酸、1,4,6-O-没食子酰基-β-D-葡萄糖、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)的含量显著低于灌木晒青茶(P<0.05),感官审评表明灌木晒青茶滋味较乔木晒青茶苦涩;正交偏最小二乘法(OPLS-DA)分析表明,两类茶聚成不同簇,进一步证实了茶叶生化成分存在差异。春季样品中,除羟自由基清除能力无显著差异外,乔木晒青茶的总抗氧化能力、DPPH自由基和超氧阴离子清除能力均显著高于灌木晒青茶(P<0.05);秋季样品中,乔木晒青茶的总抗氧化能力显著高于灌木晒青茶(P<0.05),但乔木晒青茶的超氧阴离子清除率则显著低于灌木晒青茶(P<0.05),而DPPH和羟自由基清除活性二者差异不显著(P>0.05)。综上,与灌木晒青茶比较,改造形成的乔木晒青茶的氨基酸含量提高,多酚含量降低,苦涩度降低,部分抗氧化活性指标提高,表明灌木茶树留养改造成乔木茶树,能够提高晒青茶品质。
以纳米科技为基础的载运体系为提高农化投入品使用效率、减少农业成本提供了新的途径。本研究合成了颗粒直径约为20 nm,孔径为3.0 nm的介孔二氧化硅纳米颗粒(MSNs)。尿素肥料通过水溶液自由扩散,以物理吸附直接装载于纳米颗粒的介孔中。结果表明,当尿素溶液浓度为10 mg/mL时,MSNs的最大包载率为69.15%。通过接枝到MSNs表面的门控分子1-癸硫醇实现了对尿素的封堵,而拉曼光谱和氮吸附分析则证明了门控分子通过双硫键与纳米颗粒相互连接。利用激发因子谷胱甘肽(GSH)与门控分子产生的化学反应,促使双硫键断裂,实现对包载尿素的控制释放。体外释放测试表明,在没有GSH存在的条件下,尿素从1-癸硫醇封堵的MSNs中几乎“零”释放。当GSH存在时,肥料释放的速度由GSH的浓度控制。本研究研制了一种还原响应型介孔二氧化硅纳米肥料,实现了对尿素肥料的有效装载和控制释放,为进一步研究新型纳米肥料奠定了基础。
为了准确高效地检测土壤交换性铝含量,探寻适宜的检测方法。比较分析了氯化钾交换-中和滴定法、铝试剂法和羊毛铬花青R比色法所测交换性铝的差异性、精密度、准确性和适用性。结果表明,3种方法所测交换性铝无显著性差异。但羊毛铬花青R比色法的精密度优于氯化钾交换-中和滴定法和铝试剂法,羊毛铬花青R比色法平均回收率达99.28%,准确性高于另2种方法。羊毛铬花青R比色法的线性范围在0~0.32 mg/L,对应吸光值范围在0~0.778;铝试剂法的线性范围在0~0.8 mg/L,对应吸光值范围在0.006~0.157;与铝试剂法相比,羊毛铬花青R比色法的线性范围小于铝试剂法,但其吸光值范围大于铝试剂法。羊毛铬花青R比色法显色剂与显色物质吸收峰间隔较远,测定背景干扰小,方法灵敏度较高。羊毛铬花青R比色法检测单个样品的平均用时为4.2 min,检测效率高于另2种方法,且操作简捷,适用性较高。因此,推荐羊毛铬花青R比色法为土壤交换性铝的测定方法。
为明确不同沼液灌溉量下橡胶幼苗的生长状况及土壤肥力特征,以便科学指导施肥,本研究以橡胶树实生苗为研究对象,采用土培试验方法,设置7个不同沼液用量处理,分别为0 mL(T0)、471 mL(T1)、942 mL(T2)、1413 mL(T3)、1884 mL(T4)、2355 mL(T5)、2826 mL(T6),测定分析了不同沼液用量的橡胶幼苗长势及主要土壤肥力因子。结果表明:沼液灌溉有利于橡胶幼苗生长,不同处理间橡胶幼苗苗木质量指数大小顺序为:T4(1884 mL)>T3(1413 mL)、T5(2355 mL)>T2(942 mL)>T0(0 mL)、T1(471 mL)>T6(2826 mL),沼液施用量为T4处理时苗木质量指数最佳,株高、地径指标偏优,预示植株定植成活率高;同时施用沼液有利于土壤养分含量的增加,并提高土壤脲酶、过氧化氢酶、酸性磷酸酶和多酚氧化酶活性;采用主成分分析法和隶属度函数法对试验组土壤质量综合指数进行计算,结果表明,试验组土壤质量综合指数表现为T3(0.933)>T5(0.906)>T4(0.855)>T2(0.826)>T6(0.794)>T1(0.742)。研究认为,施加沼液可明显改良土壤化学性质,但过度施加沼液会降低苗木质量指数,且沼液量为1413~1884 mL时为最适灌溉量。
为了获取木薯根际土壤并研究其细菌群落特征,加深对木薯根际微生态的认知,开展根袋试验,以粘土和砂质壤土根袋内不同土壤质量(100~500 g)为处理。结果表明,根袋内土质量影响株高,但不影响茎叶重。根袋内100 g土的速效养分受到根系强烈影响,其中铵态氮和速效钾显著高于根袋外。Illumina Hiseq高通量测序结果表明,细菌优势菌门包括变形菌门(31.272%)、放线菌门(25.753%)、酸杆菌门(12.761%)、绿弯菌门(8.799%)等。2种土壤根袋内细菌α多样性增加,粘土细菌丰度也增加。RDA分析表明,土壤速效磷与放线菌门和绿弯菌门正相关,与变形菌门负相关;速效氮、速效钾、铵态氮、硝态氮与芽单胞菌门、酸杆菌门、Parcubacteria等负相关,与厚壁菌门、蓝藻门、梭杆菌门、拟杆菌门正相关;从根袋内外土壤速效养分和土壤细菌多样性综合判定,根袋内100 g土壤时可视为根际土壤,且铵态氮和速效钾可作为判断是否根际土壤的指示指标。根际微生物多样性显著提高。鞘脂杆菌目是木薯品种SC205在不同土质下共同富集的根际细菌。发现了土壤速效养分与部分细菌门的相关性。
无翼坡垒(Hopea reticulata)又称铁凌、铁垒,为中国特有种、国家二级重点保护植物,仅自然分布于海南三亚市崖州区与保亭县交界的甘什岭一带,但在分布区域内,其种群密度很大,并形成了一片以它为优势的单优热带雨林。对海南岛甘什岭无翼坡垒天然种群进行调查,通过建立种群静态生命表,绘制种群存活曲线描绘该种群的结构特征,利用种群数量动态预测和时间序列分析法定量探究其未来的发展走势。结果显示,海南岛甘什岭无翼坡垒种群发展稳定,为增长型种群。种群静态生命表分析表明,无翼坡垒种群Ⅱ龄级小树阶段个体死亡率较低,Ⅲ龄级中树阶段死亡率最高;种群存活曲线趋向于Deevey-Ⅱ型;死亡率和消失率曲线变化趋势一致。生存分析表明,无翼坡垒种群具有前期生长状况良好,中期竞争压力大,后期整体发展趋于平缓的特点。时间序列预测结果表明,发展成熟的无翼坡垒种群其抵抗力稳定性较强,一旦度过了由Ⅲ龄级中树阶段向Ⅳ龄级老树阶段发展的过渡期,其种群便能十分稳定地发展。因此,建议在目前建立自然保护区的基础上,加强对无翼坡垒中龄植株的保护,提高存活率,使其能有更多数量的个体进入下一龄级的生长发育阶段,有利于该种群的发展壮大。