为了探究高良姜的叶绿体基因组特征及其系统进化发育关系,本研究以高良姜总DNA为材料,采用NovaSeq高通量测序平台进行高良姜叶绿体基因组测序,并基于生物信息学方法进行高良姜叶绿体基因组的图谱构建及注释分析。结果表明:高良姜叶绿体基因组全长162 137 bp,呈典型的环状四段式结构,包括87 264 bp的大单拷贝区、15 349 bp的小单拷贝区以及2个29 762 bp的反向互补重复区;共编码132个基因,其中蛋白编码基因86个、核糖体RNA基因8个以及转运RNA基因38个。高良姜叶绿体基因组密码子偏好性较弱,偏向于以A/T碱基结尾。碱基替换分析表明,高良姜叶绿体基因组中大多数编码基因的碱基替换没有引起氨基酸的改变。基于20种物种叶绿体基因组的系统发育分析发现,高良姜与同属植物艳山姜、益智的亲缘关系更近。本研究获得了高良姜的叶绿体基因组特征信息,为高良姜资源保护、遗传进化和品种选育奠定了基础。
COL(CONSTANS Like)基因不仅响应光周期调控,还参与植物器官的发育及非生物胁迫的响应。本研究克隆了4个菠萝COL(AcCOL)同源基因,预测其蛋白的结构理化性质和启动子顺式作用元件,并探究AcCOL基因在乙烯利处理后的时空表达模式。结果表明:AcCOL1、AcCOL2基因分别编码387、243个氨基酸,都含有CCT结构域,属于第Ⅳ类COL基因;AcCOL3、AcCOL4基因分别编码394、411个氨基酸,均含有1个B-box和1个CCT结构域,属于第Ⅲ类COL基因。启动子顺式作用元件预测表明4个AcCOL的启动子中均含有光响应元件、昼夜节律表达相关元件。AcCOL1和AcCOL2启动子均含有生长素响应元件和乙烯响应元件;AcCOL3和AcCOL4启动子均含有细胞分裂素响应元件。实时荧光定量PCR分析结果显示,AcCOL基因主要在叶中表达。乙烯利处理后,4个AcCOL同源基因均有不同程度上调。与各自时期的对照相比,AcCOL1和AcCOL4在茎中表达上调较多;AcCOL2和AcCOL3在叶中表达上调较多。另外,AcCOL2基因在3个组织部位中与各自时期的对照相比均有显著上调。研究表明,4个AcCOL同源基因在乙烯利处理后,表达水平均有上调;其中AcCOL2更为显著,在3个组织部位中,与另外3个基因相比表达上调更多。说明AcCOL2基因对外施的乙烯利信号更加敏感,可能在乙烯作用途径中发挥作用。
FRIGIDA(FRI)是植物春化途径中影响成花的关键基因之一。本研究克隆了2个芒果FRI基因,分别命名为MiFRI1和MiFRI2。序列生物信息学分析结果显示,MiFRI1和MiFRI2基因的ORF长度分别为1752、1815 bp,编码584、605个氨基酸,蛋白质分子量为64.98、66.86 kDa。进化树分析结果显示,MiFRI1和MiFRI2分别属于FRIGIDA和FRIGIDA-like两个分支。表达模式分析结果显示,MiFRI1和MiFRI2基因在芒果的叶、茎和芽(花)中均表达。MiFRI1在芒果的营养期和成花转变期之间的各个组织中表达水平均较低,而在花芽分化后期的叶片和芽中表达水平显著升高且达到顶峰。MiFRI2的表达高峰在不同组织中出现的时间不同。2个MiFRIs基因在营养芽转向花芽发育的过程中的顶芽中表达水平均下降,但在花芽分化后期的顶芽中表达水平又再次上升,而在叶片中2个基因的表达高峰均出现在花芽分化后期,但MiFRI1的表达水平高于MiFRI2。说明MiFRIs与芒果的花发育有关,但2个基因发挥功能的程度可能存在差异。
建立石斛属(Dendrobium)植物SRAP-PCR反应体系,为石斛的品种鉴定与分类提供理论和技术基础。采用单因素及正交试验对反应体系中的各因子进行优化,确定最优退火温度,并筛选有效引物。结果表明:适用于石斛属植物SRAP最佳的反应体系为:Mg2+ 2.5 mmol/L,dNTPs 0.25 mmol/L,Taq DNA聚合酶1.25 U,引物0.4 μmol/L,模板DNA 30 ng,10×PCR buffer 2.5 μL,其余用灭菌后的ddH2O补足至25 μL。最优扩增程序为:94 ℃预变性5 min;94 ℃变性1 min,36 ℃复性1 min,72 ℃延伸1 min,5次循环;94 ℃变性1 min,根据不同引物的不同退火温度复性1 min,72 ℃延伸1 min,30次循环;最终72 ℃延伸7 min,保存于4 ℃恒温箱中。应用所建立的优化反应体系成功地筛选出15条多态性较高的引物。
以龙眼成熟叶片为材料,通过转录组测序及生物信息学分析得到龙眼ZAT10基因全长序列,命名为DlZAT10(GenBank登陆号:MT117769),进一步设计特异引物对其开放阅读框(ORF)全长序列进行克隆和生物信息学分析。DlZAT10基因属于C2H2锌指蛋白家族的C1-2i亚家族,ORF长度为738 bp,编码245个氨基酸,无内含子,有2个典型的C2H2结合位点。该蛋白属于非跨膜亲水蛋白,预测定位于细胞核,存在40个氨基酸磷酸化位点。其二级结构主要由无规则卷曲,以及α-螺旋和β-折叠构成,二级结构与三级结构预测结果高度一致。同源基因进化树分析表明,该基因与柑橘和阿月浑子亲缘关系最近。同时成功构建了植物超表达载体PBI121- DlZAT10,为DlZAT10基因功能的深入研究奠定了基础。
低温胁迫严重影响木薯的生长、产量以及块根品质。长链非编码RNAs(lncRNAs)作为关键的调节因子,在植物响应非生物胁迫过程中发挥重要的功能。然而,lncRNAs在木薯中的功能和调控机制尚无报道。因此,为了研究木薯lncRNAs在低温胁迫应答中的功能,本研究以木薯主栽品种‘60444’为材料,利用低温处理前后的叶片转录组数据,鉴定到一个受低温胁迫调控的lncRNA(cold-responsive lncRNA5,CRR5)。通过对其序列比对进行同源性分析, RNA二级结构预测和共表达分析鉴定来分析lncRNA-CRR5响应低温胁迫的分子功能。并根据基因的共表达分析推测CRR5的顺式作用和反式作用靶基因。这些结果为更进一步研究CRR5的功能提供了理论依据。
为明确火龙果种质资源的遗传多样性水平和亲缘关系,以69份火龙果核心种质为研究对象,采用ISSR分子标记进行火龙果遗传分析。结果表明:13条ISSR引物共检测到247个位点,其中多态性位点数为232个,多态性条带百分比(PPB)为93.93%,平均多态性信息含量(PIC)为0.9189;平均观测等位基因数(Na)为1.9084,有效等位基因数(Ne)为1.4606,期望杂合度(He)为0.2750,Nei氏基因多样性(H)为0.2616,香农信息指数(I)为0.4190。火龙果种质资源的遗传距离为0.0707~0.6741。基于遗传距离聚类分析结果,火龙果种质资源分为6大类群,第Ⅰ类群为红皮白肉类型,包括25份种质;第Ⅱ类群有19份种质,全部为红肉或紫红肉类型,包括红皮、青皮、橘黄皮类型;第Ⅲ类群包含类型较杂,包括粉肉、双色类型和水晶系列品种;第Ⅳ大类为黄皮白肉类型;第Ⅴ类和第Ⅵ类群均仅有一个种质,单独自聚一类。研究结果为火龙果种质资源的分类、保存与利用、遗传进化等研究及杂交组合选配提供理论指导和技术支持。
对白楼蔗与云瑞14-252杂交所创制的45份云南割手密F2群体创新材料,采用主成分分析和聚类分析法对其农艺性状指标进行综合评价。结果表明:7个农艺性状的变异较丰富,变异系数在7.68%~58.68%之间,某些创新材料有一定的优势可利用。选出的影响云南割手密F2群体创新材料的3个主成分累积贡献率达87.646%,其中第一主成分即蔗茎产量糖分因子是最重要的因子,其贡献率达50.998%。经综合评价表明,45份云南割手密F2群体创新材料农艺性状综合得分较高的是云割F218-38-17、云割F218-38-45、云割F218-38-15、云割F218-38-3、云割F218-38-43、云割F218-38-5和云割F218-38-8。聚类分析将45份创新材料分为3类,结果与主成分得分结果一致。
株高与穗长是水稻品种的关键性状,有效利用水稻性状间的杂种优势是培育高产品种的关键技术手段。以“华占”配制的‘天优华占’‘恒丰优华占’‘五丰优华占’3个杂交组合为供试材料,构建了包含P1、P2、F1、F2、BC1-1、BC1-2等6个遗传世代群体。采用植物数量性状“主基因+多基因”混合模型分析了株高和主穗长的遗传方式。结果表明:3个杂交组合的株高和主穗长遗传均符合MX2-ADI-ADI遗传模型。在“华占”为遗传背景中,3个群体F2、BC1-1、BC1-2的株高均以多基因控制为主,多基因遗传率变幅分别为72.11%~75.42%、76.92%~86.28%和68.13%~75.13%,育种后代中应在高世代选择。3个群体F2代中的主穗长主基因遗传率分别为81.99%、68.95%和90.01%,多基因遗传率分别为12.16%、23.78%和3.52%;在回交群体中,3个组合的主穗长主基因和多基因遗传率与回交亲本密切相关,育种上应根据群体遗传特性进行相应的选择策略。
根据第4次全国中药资源普查的技术规范与要求,采用样地与样线调查法,对珠海市凤凰山野生药用植物资源的科属组成、区系特征、生活型、药用部位、药性、药味、药效等方面进行研究。结果显示:该地区野生药用维管植物共有106科276属385种;药用植物属的分布区类型以热带性质为主;根及根茎类药物是该地药用植物的主要组成部分,占总种数的47.53%;药性以凉性药用植物为主,占总种数的33.25%;药味以苦味药用植物为主,占总种数的58.18%;药效以清热药用植物为主,占总种数的63.90%。凤凰山是珠海市野生药用植物主要分布区域,但近年来该地土建工程项目较多,森林生态环境遭到破坏,建议制定合理的保护方法与措施,使药用植物资源得到可持续性发展。
对采自贵州习水国家级自然保护区的凋落枯枝标本进行处理,对其上的暗色丝孢菌进行形态学鉴定,通过查阅相关资料和文献,鉴定出一中国新记录属——厚隔孢属(Chlamydopsis),唯一种——增殖厚隔孢(Chlamydopsis proliferans),在中国属首次报道。标本保存在遵义师范学院真菌学标本室(HMZNC)。
以甘蔗单芽种茎为材料,研究甘蔗单芽种茎包衣处理对不同保存时间和温度的影响,为甘蔗种茎包衣技术推广应用提供参考。结果表明:包衣和未包衣处理甘蔗单芽种茎,其可溶性糖、氨基酸含量均从高到低排列依次为10 ℃> 13 ℃>15 ℃>常温,同处理比较,包衣甘蔗单芽种茎可溶性糖含量均高于未包衣处理。包衣甘蔗单芽种茎在不同保存温度和保存时间下,病菌感染率明显低于未包衣处理。其中,10 ℃、13 ℃、15 ℃和常温保存20 d,包衣比未包衣病菌感染率分别低189%、226%、256%和191%;10 ℃、13 ℃、15 ℃和常温保存30 d,包衣比未包衣病菌感染率分别低112%、106%、174%和94%;包衣保存30 d,13 ℃低温下甘蔗单芽种茎病菌感染率最低为27.35%。综合得知,甘蔗单芽种茎包衣处理可延长保存时间至30 d左右,并以13 ℃保存温度效果最佳,其能有效延缓营养物质的下降,减少病菌对甘蔗单芽种茎的侵染,增强蔗种抗逆性,较好的保持甘蔗种茎活力。
以热带地区典型酸性水稻土为载体,通过设置不施肥处理(CK)、常规化肥(T)、有机无机复混肥(OF)、有机无机复混肥减施10%(10%OF)和有机无机复混肥减施20%(20%OF)等不同试验处理,研究化肥、有机无机复混肥和减量施用对海南省双季稻的产量、养分积累和肥料利用率的影响,评估有机无机复混肥及其减量施用对热带地区土壤化学性质的影响。研究结果表明,各施肥处理较CK均能显著提高水稻籽粒产量,OF处理较常规化肥能显著增加晚稻有效穗数,涨幅为29.79%。同时OF处理较常规化肥处理能显著提高早稻氮、磷累积量,增加幅度分别为19.31%和27.94%,20%OF处理能显著提高早稻氮、磷、钾肥农学效率;不同有机无机复混肥处理较常规化肥处理对土壤养分影响无显著性差异。
果蔗含有丰富的糖分、纤维分、水分、矿质元素、氨基酸等,这些成分指标受环境条件与品种因素的影响。本文分析了我国主栽的2个果蔗品种的矿质养分含量及品质指标在不同蔗区之间的差异。于果蔗成熟期,分别在广东、广西、云南、海南4个甘蔗主产区,选取在我国具有代表性的2个果蔗品种(‘Badila’和‘粤糖54-474’)为材料,对其主要矿质元素含量(N、P、K、Ca、Fe、Mn、Zn、Cu)和品质(糖度、纤维分、简纯度、还原糖、水分)的差异性和相关性进行了分析。结果显示,当蔗区改变时,甘蔗对N、P、K吸收转化的稳定性为:K>P>N;对中微量元素吸收转化的稳定性为:Mg>Ca、Cu、Fe>Mn、Zn;品质指标的稳定性为:糖度>水分含量、出汁率>还原糖分、纤维分、简纯度。N与K、蔗汁糖度、简纯度之间,Mn与Cu、Zn,Fe与Zn,蔗汁糖度与简纯度之间呈极显著正相关;N、K与还原糖分,Ca与Mn,Mn与糖度,纤维分与水分含量,蔗汁糖度、简纯度与水分之间呈极显著负相关;P与出汁率,Ca与蔗汁糖度,Mg与水分含量,Zn与Cu,Mn与Cu,纤维分与出汁率之间呈显著正相关;P与Mg、Cu之间,Ca与Cu,Mg、Fe与纤维分,Zn与出汁率,Mn与简纯度之间为显著负相关关系。研究表明,同类型数量性状指标之间的稳定性存在一定的差异,K、Mg含量,蔗汁糖度指标在环境变化时表现最为稳定,品种、基因型能表现出其相应性状指标的种性优势;其次是P、Ca、Cu、Fe含量,水分含量、出汁率;而受环境影响最大的是N、Mn、Zn含量,还原糖分、纤维分、简纯度。相似数量性状指标可按环境效应和基因效应对其影响程度分为“环境效应优势型数量性状”“环境效应和基因效应对等型数量性状”和“基因效应优势型数量性状”3类。
以2个木薯品种‘SC205’和‘SC124’为研究对象,设置不施钾(K0,K2O 0 kg/hm2)、低钾(K50,K2O 50 kg/hm2)、中钾(K100,K2O 100 kg/hm2)和高钾(K200,K2O 200 kg/hm2)4个施钾量处理,测定收获期木薯的农艺性状、鲜薯产量及其构成指标、可溶性糖组分含量、淀粉组分含量等指标。结果表明:(1)与不施钾相比,施钾量达100 kg/hm2以上时,能显著提高木薯株高、茎径、单条薯重;施钾量达50 kg/hm2以上时,能显著提高鲜薯产量,其中‘SC205’和‘SC124’的鲜薯产量增幅分别达59.2%~131.7%和51.4%~127.9%,在施钾量(K2O)为100 kg/hm2时鲜薯产量达到最大值;(2)施钾量对不同组织可溶性糖组分含量及总淀粉含量、支链淀粉含量均有显著影响;品种与施钾量间交互作用对蔗糖含量具有显著影响,对其他可溶性糖组分及淀粉各组分均无显著影响(P>0.05);(3)相关性分析表明,各组织的可溶性糖组分含量与块根淀粉组分含量间具有负的相关性,其中块根的可溶性糖组分与块根总淀粉含量具有显著或极显著的负相关,茎秆的葡萄糖和蔗糖含量与块根总淀粉含量具有显著负相关。综上所述,合理施钾促进了可溶性糖向淀粉的转化,进而有利于木薯鲜薯产量和品质的形成,对连作条件下木薯的提质增效具有重要的实践意义。
以橡胶树为材料,用0(CK)、0.05、0.10、0.20、0.40 g/L浓度稀土喷施橡胶树叶面3 d,研究橡胶树树叶和胶乳过氧化氢(H2O2)含量、树叶丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性。结果表明:0.10 g/L稀土处理橡胶树叶面,树叶和胶乳H2O2含量、树叶MDA含量达到最大值,分别为对照(CK)的168%、156%、518%;0.05 g/L稀土处理橡胶树叶面,树叶POD活性为对照(CK)的7.35倍;随稀土浓度的升高,树叶和胶乳H2O2含量、树叶MDA含量出现先上升后下降的趋势,SOD、POD活性也呈现类似的趋势,而稀土对CAT活性则有明显的抑制作用。相关性分析表明,不同浓度稀土处理橡胶树叶面,胶乳H2O2含量、树叶H2O2和MDA含量之间呈显著正相关;胶乳H2O2含量、树叶H2O2含量与树叶POD活性呈一定负相关;树叶CAT、SOD活性与胶乳H2O2含量呈一定负相关,而与树叶H2O2含量无相关性。表明适度浓度(0.05~0.10 g/L)的稀土处理能够提高橡胶树抗氧化酶活性,清除活性氧自由基,缓解外界刺激对细胞膜氧化损伤,从而提高抵御外界刺激的能力。
对秋石斛‘三亚阳光’中苗进行15、10和5 ℃胁迫处理,测定各处理样品的电导率、可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸、丙二醛、叶绿素含量、恢复生长之后的落叶率等耐寒生理指标,分析这些耐寒指标在胁迫下的变化规律,筛选出有效的耐寒评价生理指标。结果表明,电导率及可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸、丙二醛含量和落叶率均随着处理温度的降低和处理时间的延长呈现上升趋势,而叶绿素含量则呈现逐渐下降的趋势。相关性分析发现,可溶性糖、游离脯氨酸、丙二醛、叶绿素含量和落叶率都与半致死温度有极显著的相关性,表明可溶性糖、游离脯氨酸、丙二醛、叶绿素含量和落叶率可作为秋石斛‘三亚阳光’耐寒性综合评价的有效评价指标。研究结果可以为秋石斛种质资源的耐寒性评价提供了理论依据和技术方法。
以“铁观音”和“本山”乌龙茶品种为研究对象,开展专用配方氨基酸叶面肥对乌龙茶树的萌芽和产量、叶片形态特征、生理特性及品质成分的影响。结果显示:“铁观音”和“本山”茶树喷施专用配方氨基酸叶面肥,萌芽期可提早5~6 d,叶面积、叶片厚度和气孔密度均显著提高,鲜叶产量提高22.87%~35.68%,总叶绿素含量、可溶性糖和蛋白质含量均明显高于对照,茶的氨基酸含量显著高于对照,且1.5 g/L专用配方氨基酸叶面肥处理达到最大值。表明专用配方氨基酸叶面肥可促进“铁观音”和“本山”乌龙茶树的生长,提高叶片光合产物和品质成分含量。
为了筛选耐淹护坡植物,本研究以双穗雀稗(Paspalum paspaloides)、伪针茅(Pseudoraphis spinescens)、海滨雀稗(P. vaginatum)和假俭草(Eremochloa ophiuroides)4种暖季型草坪草为材料,研究不同淹水时间(0、6、12、18、24、30 d)处理对上述材料生长、叶绿素含量和叶片光合参数的影响。结果表明:淹水胁迫对双穗雀稗和伪针茅地上与根系生长未产生显著影响,但显著抑制了海滨雀稗和假俭草地上和根系生长;假俭草和海滨雀稗的光合色素含量呈明显的下降趋势,而双穗雀稗和伪针茅的光合色素含量保持相对稳定,到淹水后期其含量反而有所升高。此外,海滨雀稗和假俭草的净光合速率(Pn)随淹水时间的延长显著下降,而双穗雀稗和伪针茅的光合作用保持相对稳定,在淹水胁迫30 d时反而有所提高;淹水胁迫对伪针茅和双穗雀稗的气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)没有显著影响,而在淹水胁迫30 d时,海滨雀稗和假俭草的Gs分别较对照降低了25.7%和37.7%。结果表明,双穗雀稗和伪针茅在淹水胁迫下能够保持稳定的光合作用,生长未受到明显的影响,具有很强的耐淹性,是河湖库区优良的固土护坡植物。
本研究通过解剖形态学观察,并检测主要代谢物质、抗氧化酶活性以及内源激素含量的变化,阐述竹叶兰花器官发育特征及生理特性,为新花卉作物的开发利用提供理论依据。结果表明:(1)广州地区户外栽培条件下,竹叶兰全年可开花,为总状花序,单朵次第开花,整枝花期188 d;(2)根据花器官发育特征分为5个时期:花芽分化期、萼片伸长期、合蕊柱发育期、花瓣着色期及花朵绽放期,单花发育仅需32 d;(3)进入生殖生长后,可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白含量均显著上升,可溶性糖含量最高,其次为可溶性蛋白;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性呈平稳上升趋势;(4)生长素(IAA)、赤霉素(GA3)含量在营养生长期持续上升,在花芽发育期呈先下降后上升趋势;与之相反,脱落酸(ABA)含量在花芽分化期显著上升,在花芽发育后期下降;推测竹叶兰体内低水平的IAA、GA3和高水平的ABA可能对花芽分化起重要调控作用。
为探究甘蔗促生长菌株B9对不同基因型甘蔗品种的促生长效果,本研究采用6个不同基因型的甘蔗栽培种作为研究对象,以接种菌株与否分为处理组及对照组(CK),分别测定各甘蔗幼苗的株高、根长、鲜重、干重、株高、茎径、茎长等农艺性状以及叶绿素含量、根系活力、可溶性糖、可溶性蛋白等生理指标。通过综合生理指标及各方面农艺性状分析B9菌株对不同基因型甘蔗的促生长情况。由试验结果可知,在接种B9菌株后,不同甘蔗品种在株高、茎径、叶长、叶片数、地下部分和地上部分的鲜重、干重等农艺性状均显著优于CK;同时处理组中各甘蔗品种叶绿素含量、植株光合指标、蛋白质含量、可溶性糖含量、谷氨酰胺合成酶(GS)及谷氨酸合成酶(GOGAT)活性、根系活力等生理指标较CK均明显提升,其中‘桂糖11’在叶绿素含量、气孔导度(Gs)、可溶性糖含量、谷氨酰胺合成酶活性等方面促进效果较为显著;对‘粤糖93-159’的谷氨酸合成酶活性促进效果最为显著;‘柳城09-182’的可溶性蛋白含量、根系活力等方面相比其余品种增幅最大;‘滇糖01-58’中净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)促进效果最佳。可见,内生菌B9对不同基因型的甘蔗品种均存在一定促生长作用,但促生长效果因基因型不同而存在差异,研究证明了促生菌株B9的普适性,为甘蔗的选种问题提供了参考依据。
本研究以26份来源于6种金花茶组植物、不同表型防城金花茶和不同月份采收的防城金花茶的成熟叶片为材料,建立同时测定芦丁、槲皮素、木犀草素、山奈酚4种黄酮成分的HPLC法,以及优化了测定茶多酚、总黄酮、总多糖和总皂苷成分含量的紫外分光光度法,基于以上8种成分含量,结合主成分综合评分和聚类分析的化学计量学方法,对不同来源金花茶叶片生化成分进行综合评价。结果表明:8种成分含量在不同来源金花茶叶片中存在差异,其中无名金花茶8种成分含量均较高,四季金花茶、防城金花茶次之;8年生1—12月份采收的防城金花茶叶片中,总皂苷、总黄酮和总多糖含量均表现为升-降-升-降的变化规律,并在10月含量达到最高;5年生不同种(S1~S14)主成分综合评分顺序为:无名金花茶>四季金花茶>防城金花茶(花蕾大、花多、不抗寒、花黄且大、尖果)>显脉金花茶>凹脉金花茶>小果金花茶;8年生不同月份(S15~S26)主成分综合评分顺序为:10月采>2月采>3月采>4月采>5月采>7月采>6月采>1月采>8月采>12月采>11月采>9月采,其中无名金花茶、四季金花茶及防城金花茶中花蕾大、花多、花黄且大等表型的金花茶叶片与2—4月份和10月份采集的8年生金花茶叶片的多指标综合评分排序位列前10;聚类分析结果将供试26份样品分为5类。综上所述,金花茶叶片的生化成分与金花茶植物种类和采收期有关,无名金花茶、四季金花茶和防城金花茶中花蕾大、花多、不抗寒、花黄且大的表现型的综合生化成分较高,初步确定防城金花茶叶片的适宜采收期为2—4月份和10月份,所建立的多指标定量结合化学计量学分析方法为金花茶组植物叶片的生化成分评价提供依据。
以紫色茶树品种‘紫嫣’和‘紫娟’为材料,以绿色品种‘福鼎大白茶’为对照,探究不同季节紫色茶树新梢花青素及主要生化成分含量的变化。结果表明:春、夏、秋季‘紫嫣’和‘紫娟’花青素总量变化均表现为先升高再降低的趋势,且夏季含量最高,分别为129.83 mg/100 g和109.73 mg/100 g,花青素各组分的季节性变化规律与花青素总量基本一致。‘紫嫣’和‘紫娟’水浸出物、氨基酸和咖啡碱含量在春季最高,茶多酚含量在夏季最高,且不同季节间差异显著。与‘福鼎大白茶’相比,‘紫嫣’和‘紫娟’中茶多酚、儿茶素和花青素含量较高。‘紫嫣’和‘紫娟’氨基酸组分中,茶氨酸占总量比例最高,分别为52.13%和59.13%;儿茶素组分中,表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)含量最高,且酯型儿茶素含量显著高于简单儿茶素。综合结果显示,‘紫嫣’和‘紫娟’春梢具有适制绿茶、夏梢适制红茶的物质基础。
为了筛选稳定内参基因分析六点始叶螨超氧化物歧化酶基因EsSOD的表达量,本研究采用geNorm、Bestkeeper、Normfinder和RefFinder软件分析6个候选内参基因actin、gapdh、rpl13、α-tub、β-tub和18sRNA在六点始叶螨幼螨、前若螨、后若螨和雌成螨中的表达稳定性。结果表明,根据geNorm软件分析得出6个候选内参引物的稳定性从大到小的排序为:actin>β-tub>rpl13>α-tub>gapdh>18sRNA;根据NormFinder软件分析得出的稳定性从大到小的排序为:rpl13>β-tub>actin>α-tub>18sRNA>gapdh;根据BestKeeper软件分析得出的稳定性从大到小的排序为:β-tub>rpl13> actin>gapdh>α-tub>18sRNA;最终根据RefFinder软件的综合分析结果,actin和β-tub是稳定性最佳的2个内参引物。分别以actin和β-tub为内参进行EsSOD基因表达量的RT-qPCR分析,结果表明,与取食感螨橡胶树种质‘IAN2904’后EsSOD表达量相比,不同龄期六点始叶螨取食抗螨橡胶树种质‘IRCI12’后EsSOD表达量均降低。本研究获得了可用于六点始叶螨EsSOD表达量分析的稳定内参引物,为橡胶树种质抗螨性分子机理研究奠定了理论基础。
由灵芝菌(Ganoderma pseudoferreum)引起的红根病是橡胶上危害面积最广、影响最大的世界性根部传染性病害。本研究利用环介导等温扩增技术(LAMP),以G. pseudoferreum线粒体Large rDNA特异片段为靶标序列,设计出G. pseudoferreum 特异性LAMP引物,以SYBR Green I为指示剂,建立基于颜色判断的直观、快速、灵敏的G. pseudoferreum LAMP检测方法,优化了反应体系和条件,进行了特异性、灵敏度及田间疑似病样的检测验证。结果表明:整个试验检测时间仅需80 min,在等温64 ℃条件下反应1 h能特异性检测出G. pseudoferreum;特异性检测中,G. pseudoferreum菌株扩增后呈阳性(绿色),而其他真菌均为阴性(橙色)。该技术最低检测限为1′10-5 ng/μL。田间疑似病样LAMP体系检测,病原检出率为85%。本研究建立的LAMP检测技术为橡胶树红根病菌的快速鉴定提供了新技术。
为筛选黄翅绢野螟(Diaphania caesalis)逆境胁迫下稳定表达的内参基因,使该虫抗逆基因的定量表达分析标准化。本研究根据黄翅绢野螟成虫转录组注释结果,利用qPCR技术分析了9个分别编码ACT、β-TUB、GAPDH、G6PDH、RPS3a、RPL13a、EF1α、EIF4A、β-ACT的候选内参基因在温度及药剂胁迫下mRNA的表达水平,并通过geNorm、NormFinder、BestKeeper和RefFinder软件(算法)分析各基因的稳定性。结果表明:温度胁迫下,geNorm分析表明ACT和RPS3a为表达最稳定的基因,NormFinder和BestKeeper分析结果表明GAPDH和EIF4a的表达最稳定。药剂胁迫下,geNorm和NormFinder分析结果均表明EIF4a和ACT为最稳定的内参基因,而BestKeeper分析结果表明GAPDH和RPS3a为最稳定内参基因。全样品条件下,geNorm和NormFinder分析结果相似,表明EF1α和EIF4a为最稳定的内参基因,BestKeeper表明GAPDH和RPL13a为最稳定的内参基因。根据geNorm软件成对变异值Vn/Vn+1<0.15的原则,确定3种条件下对靶标基因表达进行标准化时需引入的内参基因的数目均为2个。利用在线分析软件RefFinder综合评价上述3个分析结果,最终确定温度胁迫下最合适的内参基因为EIF4A和GAPDH,药剂胁迫下最适内参基因为ACT和EIF4A,全样品下最适内参基因为EF1α和EIF4A。本研究结果为利用qPCR技术分析黄翅绢野螟温敏及抗药性相关基因表达差异提供了稳定的内参基因,进而为基因的功能分析奠定了基础。
炭疽菌(Colletotrichum siamense)是橡胶树等多种热带作物炭疽病的主要病原。双组分系统(two component system)在病原真菌中参与菌体对外界环境变化的适应、耐药性和毒力的调控。该系统包括感受器和应答调节蛋白,SSK1(SLF-interacting SKP1-like1)是双组分系统中的应答调节蛋白。为了了解炭疽菌中SSK1互作蛋白,本研究克隆获得橡胶树炭疽菌的一个应答调节蛋白编码基因CsSSK1,大小为2750 bp,cDNA大小为2190 bp,编码729个氨基酸,包含1个内含子,具有1个cheY同系物接收结构域和10个复杂结构。并利用酵母双杂交技术,在橡胶树炭疽菌cDNA文库中对CsSSK1互作蛋白进行筛选,共筛选到10个互作蛋白,分别为转酮醇酶、金属内酰胺酶、锌乙醇脱氢酶、泛素亚型X1、微管蛋白以及5个未知或假定蛋白。该结果为进一步研究CsSSK1的功能、互作蛋白及调节机制提供基础。
木薯细菌性萎蔫病(cassava bacterial blight, CBB)是当前国内木薯生产上最为严重的病害。为了明确抗细菌性萎蔫病木薯种质的抗病机理,本研究比较木薯抗感种质叶片的自身组织结构,与木薯细菌性萎蔫病菌(Xanthomonas axonopodis pv. manihotis, Xam)互作过程中组织结构和生理生化物质变化的差异。结果发现,在叶片自身组织结构上,抗病种质叶片单位面积气孔开口总面积、表面蜡质含量及角质层厚度显著高于感病种质;受Xam侵染后,抗病种质叶片病/健处产生木栓质积累和形成部分侵填体结构,且产生的胼胝质比感病种质多,过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)和多酚氧化酶(PPO)活性及H2O2含量显著高于感病种质。表明3份抗病新种质的抗病性与叶片单位面积气孔开口总面积、表面蜡质含量、角质层厚度以及Xam侵染所诱导的木栓质、侵填体、胼胝质、防御酶活性、H2O2含量有关。
为实现植保无人机施药技术在荔枝病虫害防控中的高效应用,研究了油动六旋翼植保无人机的飞行高度(5、6、8 m)和飞行速度(2.8、3.4 m/s)对雾滴在荔枝冠层的沉积分布及穿透性的影响。结果表明:不同飞行高度对雾滴在荔枝冠层的沉积分布及穿透性影响显著,飞行高度为5 m和6 m时雾滴在荔枝冠层分布及穿透性较好,飞行高度为8 m效果较差。飞行高度为5 m时:飞行速度的变化对雾滴在荔枝冠层分布影响不显著,而对穿透性影响显著,飞行速度2.8 m/s的穿透性显著好于3.4 m/s;飞行高度为6 m时:飞行速度2.8 m/s雾滴在荔枝冠层分布和穿透性均显著好于3.4 m/s;飞行速度为2.8 m/s时:飞行高度6 m雾滴在荔枝冠层分布和穿透性均显著好于5 m。油动六旋翼植保无人机飞行高度和飞行速度均对雾滴在荔枝冠层沉积分布和穿透性有显著影响,此种机型对荔枝树进行植保作业最佳施药参数为飞行高度6 m、飞行速度2.8 m/s。
紫糙米口感较粗糙,营养素有进一步提升空间。本研究以紫米稻谷为原料,研究浸泡及培养工艺,制备富含γ-氨基丁酸(GABA)和花色苷的发芽紫糙米,改善了口感。单因素实验结果表明,浸泡温度、浸泡时间、培养温度和培养时间对发芽紫糙米中GABA和花色苷含量有显著影响,再以GABA和花色苷含量综合评分为指标,经正交实验得到发芽工艺参数;在该参数条件下,进一步研究金属离子、谷氨酸钠及谷氨酸(L-Glu)对发芽紫糙米GABA和花色苷含量的影响,并通过响应面实验优化发芽工艺,得到最佳工艺为将紫米稻谷置于Ca2+浓度为61.05 mmol/L、L-Glu浓度为20.42 mmol/L的溶液中,30 ℃浸泡24 h,沥水后30 ℃培养30 h。此优化工艺下发芽紫糙米GABA含量达到180.27 μg/g,是未发芽紫糙米的20.49倍,花色苷含量为1233.88 μg/g,保留率是未发芽紫糙米的87.75%。
为了改善搅拌型杧果酸奶流动输送及贮运过程中的稳定性问题,研究了由海藻酸丙二醇酯(PGA)、乙酰化二淀粉己二酸酯(ADA)、瓜尔豆胶组成的复配稳定剂对搅拌型杧果酸奶流变特性的影响机理。使用L9(34)正交表优化了3种稳定剂的配比,测定了杧果酸奶的感官分值、持水力、流变性质,并观察其微观结构。结果表明:杧果酸奶是一种假塑性流体。当PGA、ADA及瓜尔豆胶的添加质量比为0.03%+0.2%+0.008%时,能最大程度的改善杧果酸奶的品质,且不影响其发酵进程。其感官分值为76.3分,较空白组高出了9.3分;持水力达到了75.57%,较空白组高出了16.17%;滞后面积较空白组减少了272 Pa/s,剪切复原性得到了较大程度的改善;表观粘度较空白组降低了80.8 mPa·s,更为适口;粘度系数K和流动指数n都有所下降,更利于产品的输送。扫描电镜图显示,添加复配稳定剂后,瓜尔豆胶、变性淀粉与蛋白质形成规则的网络结构,稳定了杧果酸奶的凝乳结构,因此改变了杧果酸奶的感官品质及流变学性质。复配稳定剂能有效改善杧果酸奶的稳定性,这为搅拌型热带亚热带水果酸奶的后续研究提供理论和数据基础。
为明确热风干燥温度对高良姜片品质特性的影响,以高良姜为原料,分别对60、70、80、90 ℃条件下干燥获得的高良姜片的干燥时间、色泽、总酚、总黄酮和挥发性成分进行了比较分析。结果表明:高良姜片的干燥时间随温度升高而减小,60 ℃时干燥时间为29 h,90 ℃时缩短为11 h;高良姜片L*值随温度的升高而增大,a*值和b*值则整体呈下降趋势;总酚和总黄酮含量随干燥温度升高呈现波动趋势,在80 ℃时,总酚和总黄酮的含量最高,分别为(5.70±0.06)mg/g和(37.71±0.44)mg/g;从不同温度干燥的高良姜片中共鉴定出61种挥发性化合物,主要包括醇类、醚类、酮类、萜烯类和酯类,其中特征成分1,8-桉叶素相对含量随温度升高而逐渐降低,70 ℃时最高为21.15%,90 ℃时最低为17.46%。研究结果表明,兼顾高良姜的干燥效率和品质因素,80 ℃是较为适宜的热风干燥温度,这可为高良姜片干燥的实际应用提供技术指导。
辣木籽渣是辣木籽提取油之后的副产物,为了提高其综合利用价值,本文以辣木籽渣为原料,通过奥斯本(Osborne)四步法提取清蛋白、球蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白,分析比较了4种组分蛋白的理化性质及功能特性。结果表明:清蛋白、球蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白的提取率分别为10.34%、0.69%、3.40%和3.65%,纯度均在82%以上,清蛋白、球蛋白、谷蛋白的分子量均较低(5~25 kDa),且清蛋白的蛋白条带浓度最高。此外,清蛋白的溶解性、乳化性、乳化稳定性及起泡性均为最优,但泡沫稳定性最差,在静置120 min后消散。4种组分蛋白的持油性均受温度的影响,球蛋白受温度影响最小。本研究表明辣木籽渣是一种较优质的植物蛋白资源,可为其在食品工业的加工利用提供理论依据
为建立同时测定蔬菜中阿维菌素和氟吡菌酰胺残留的超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)方法,采用乙腈高速匀浆提取蔬菜样品中的阿维菌素和氟吡菌酰胺,利用无水硫酸镁和PSA吸附剂进行净化,在UPLC-MS/MS的正离子电离和多反应离子监测模式下进行测定。结果表明,阿维菌素和氟吡菌酰胺的检出限分别为1.0、0.2 μg/kg;在0.005~0.200 mg/L浓度范围内,其线性相关系数均大于0.999。阿维菌素和氟吡菌酰胺在3个试验水平(0.01、0.02和1.0 mg/kg)的添加回收率分别为83%~106%和90%~108%,相对标准偏差分别在0.5%~5.2%和1.2%~8.4%。本方法前处理过程快速简单,仪器分析灵敏度好,方法准确度高,可用于蔬菜样品中阿维菌素和氟吡菌酰胺农药残留量的检测分析。
为了分析土壤酸度对茶叶产量及品质成分的影响,本研究选择4个不同酸度土壤的茶园(pH分别为3.29、4.74、5.32、6.38)为研究点,于2016年4月种植铁观音茶树,于2018年5月、2019年5月(春茶采摘时间)和2018年10月、2019年10月(秋茶采摘时间)采样测定茶叶鲜叶产量及鲜叶品质成分(茶多酚、茶氨酸、氨基酸、咖啡碱、儿茶素组分)含量,分析土壤酸度对茶叶产量及品质成分的影响。结果表明,2018、2019年春茶、秋茶的茶叶产量及茶多酚、茶氨酸、氨基酸、咖啡碱、儿茶素组分含量均随着土壤pH的增大呈现先上升后下降的趋势,且不同pH土壤种植下,相应指标的差异均达到显著水平。当土壤pH为5.32时,茶叶的产量和品质成分含量均达到最大值,以2018年春茶和秋茶为例,茶叶产量为5876、6102 kg/hm2,茶多酚含量为273.42、281.57 mg/g,茶氨酸含量为13.41、10.89 mg/g,氨基酸含量为34.89、35.18 mg/g,咖啡碱含量为28.16、25.23 mg/g,儿茶素组分总量为98.30、100.84 mg/g。可见,随着茶园土壤酸度加剧,茶叶产量和品质呈下降趋势。
建立土壤重金属安全阈值是保障我国农产品质量安全的一道重要屏障。本研究通过盆栽模拟实验研究香蕉对砷(As)、镉(Cd)、铅(Pb)3种重金属的富集转运特点,进一步通过建立香蕉茎叶与土壤As、Cd、Pb总量和有效态含量的关系,推导香蕉种植系统的土壤As、Cd、Pb的安全阈值。结果显示,Cd、Pb对香蕉生物量表现出“低促高抑”的作用。香蕉各组织对As的富集规律为:根>叶>茎;而对Cd、Pb的富集规律表现为:根>茎>叶。根茎向叶转运As的能力强于转运Cd和Pb。采用回归分析方法,建立香蕉茎叶中重金属与土壤重金属总量和有效态含量之间的回归模型共12个,根据GB 13078—2017《饲料卫生标准》中对原料As、Cd、Pb的限量规定推导出香蕉土壤中As、Cd、Pb总量安全阈值分别为102.40、0.46、15.39 mg/kg,有效态含量安全阈值分别为4.77、0.10、5.27 mg/kg。
为探究生草大叶油草种植对芒果园节肢动物群落的影响,将种植大叶油草的芒果园与传统清耕生境节肢动物群落结构进行比较,对2种不同生境2018年8月—2019年6月的节肢动物群落物种数量、物种多样性、群落稳定性进行了分析。结果表明,大叶油草生境下芒果园节肢动物物种数量、个体数量约为清耕生境的2倍;物种多样性指数、群落稳定性显著高于清耕生境,在天敌亚群落方面也表现出相似差异。而害虫亚群落方面,清耕生境害虫数量(4730头)约为大叶油草生境(2027头)的2倍。综合分析表明,芒果园种植大叶油草有利于增强节肢动物群落稳定性,减少害虫、提高天敌的种群数量、便于发挥天敌的自然控制作用,是一种较好的绿色防控措施。
本研究运用Biolog-Eco微平板培养技术对海南橡胶人工林4种母质(花岗岩、玄武岩、变质岩和浅海沉积物)发育土壤微生物群落功能特征进行研究,同时测定土壤理化特性,探究不同母质发育橡胶人工林土壤微生物群落的代谢活性和功能特征及其与土壤理化性质的相关性。结果表明:不同母质之间橡胶人工林土壤理化性质存在显著差异,总体上玄武岩土壤肥力水平最高,其次是浅海沉积物和变质岩,花岗岩最低;随着培养时间的延长,土壤微生物吸光值(AWCD)逐渐增加并在216 h达到最大值,土壤碳源利用能力也逐渐增强并趋于稳定;花岗岩和浅海沉积物发育土壤中微生物利用碳源功能强于变质岩和玄武岩;橡胶人工林土壤微生物群落碳源代谢对碳水化合物类、氨基酸类和羧酸类较强,对胺类和多聚物类较弱;土壤微生物吸光值(AWCD)、均匀度(McIntosh指数)和优势度(Simpson指数)均与土壤孔隙度、有机碳、全氮、pH值、碳氮比等理化因子显著相关;孔隙度、pH值、全氮是影响土壤微生物功能多样性的主要环境因子。
随着现代化工业以及城市发展步伐的不断加快,海洋生态环境保护意识的缺乏以及人为干扰等问题,产生了一些对红树林湿地的面积及生态环境的影响,如水体富营养化的破坏。本文采用酸催化法、碱催化法和BF3催化法进行甲酯化方法筛选,选取最优甲酯化法对海南红树林湿地保护公园(海南澄迈)内8个采样地点的水体样品的有机溶剂提取物进行甲酯化衍生预处理,采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术选择离子的检测方法进行分离鉴定和归一法分析,并用碳数组成参数和分布特征探索园区内水体油状污染物来源,提出改善园区内水体改善的合理建议,为红树林湿地生态环境保护提供科学依据。结果表明:海南红树林湿地保护公园内水体油状污染物主要成分为烷烃(占比超过70%),其中正构烷烃呈现出以低碳数为主的分布特征,碳数分布范围在C10~C33,其主峰为nC17且L/H分布范围为1.51~2.19,发现水体污染源主要来自浮游生物和藻类输入。