以威廉斯香蕉(Musa spp. AAA group)‘8818’及其突变体‘8818-1’的假茎为试材,同源克隆MaGA20ox4和MaGA20ox5基因的gDNA及启动子序列,比较它们在基因组测序品种以及‘8818’和‘8818-1’中的序列差异。序列比对结果表明:MaGA20ox4和MaGA20ox5基因的gDNA相似性达93.82%,而二者的启动子序列相似性仅有40%,威廉斯品种与基因组测序品种间MaGA20ox4和MaGA20ox5基因无论gDNA还是启动子序列均存在较大差异,特别是启动子序列。威廉斯‘8818’和‘8818-1’间MaGA20ox4基因gDNA也存在一定的碱基序列差异,但启动子序列基本相同,MaGA20ox5结果同MaGA20ox4类似。启动子分析推测2个基因的启动子属于诱导性启动子,存在较多光响应和激素响应元件。进一步构建了MaGA20ox4和MaGA20ox5的亚细胞定位表达载体,定位结果显示,MaGA20ox4和MaGA20ox5蛋白均定位于细胞核上,可能定位于细胞质或细胞膜。在不同品种香蕉果实的不同发育时期qRT-PCR结果表明,MaGA20ox4和MaGA20ox5具有品种特异性,在威廉斯香蕉品种果实中可能不是主要的赤霉素合成调控基因。
生长调控因子(Growth regulating factor,GRF)是植物中重要的转录因子,参与植物生长、发育和逆境胁迫响应等多种生物学过程。本研究从油棕(Elaeis guineensis)基因组中鉴定出15个EgGRF基因家族成员,并对其理化性质、染色体定位、基因结构、保守功能域、进化关系、启动子顺式作用元件、组织表达模式和果肉不同时期表达模式进行分析。结果表明:EgGRF基因家族成员编码的肽链平均为409个氨基酸,分子量为27.62~65.51 kDa,等电点为6.24~9.38,蛋白不稳定指数为47.24~68.37,脂溶指数为47.52~67.69,总平均亲水性为-0.945~-0.400。EgGRF基因家族成员含有3~5个外显子,均含有特征结构域QLQ(Gln、Leu、Gln)和WRC(Trp、Arg、Cys),基于系统进化关系将EgGRF家族分为5个亚族,油棕EgGRF的亲缘性与拟南芥较近。启动子上鉴定出大量植物激素响应、逆境胁迫响应、光响应和分生组织特异表达顺式作用元件。不同组织的转录组数据分析结果表明,EgGRF基因家族在茎尖和花中表达量较高,8个EgGRF在果肉的不同时期特异表达。本研究为进一步探索EgGRF调控油棕生长发育过程的机制奠定基础。
采用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,对剑麻‘H.11648’中的100对SSR引物在丝兰麻和万年兰中的通用性进行分析,同时构建DNA指纹图谱。结果表明100对SSR引物,在龙舌兰属、丝兰麻属、中美麻属中分别有68对、52对和52对SSR引物扩增出目标产物条带,扩增产物所占比例分别为68%、52%和52%,多态性引物分别为18对、12对和9对,多态性引物所占比例分别为29.51%、23.08%和17.31%。检测位点数分别为76、44和40个,平均每对引物多态位点数分别为2.67、2.42和2.22个。引物C67656和C61418可将龙舌兰属的6份种质区分开来,引物C65059可将丝兰麻属的5份种质区分开,引物C24110可将中美麻属的4份种质区分开。以上研究结果表明,从‘H.11648’开发的SSR引物在龙舌兰及其近缘属中是可以通用的,筛选出的SSR引物可用于龙舌兰及其近缘属种质资源的鉴定和遗传多样性分析等研究。
利用生物信息学方法对甘薯(Ipomoea batatas)基因组中NAC转录因子进行鉴定、保守结构域分析、motif查找、染色体定位、系统进化树分析以及逆境胁迫下基因表达分析。结果表明:甘薯全基因组序列中含有91个NAC转录因子基因,非均匀分布于甘薯15条染色体上;系统进化树及motif分析结果显示,91个甘薯NAC家族成员可分为16个亚组,共包含20个motif,其中大部分家族成员中均含有motif 2、motif 4、motif 1、motif 8和motif 3,这5个motif分别对应NAC结构域中的5个子域A、B、C、D和E。在与拟南芥(Arabidopsis thaliana)NAC转录因子共同构建的进化树中,有64个甘薯NAC家族成员被归入拟南芥NAC基因家族的14个亚组,其中,NAC2亚组包含的成员数最多,有9个,TIP和AtNAC3亚组均仅有1个。转录组数据分析结果显示,在蔓割病菌(Fusarium oxysporum f. sp. batatas, Fob)胁迫下甘薯NAC基因家族中有10个基因的表达量发生变化;而在低温环境下有25个NAC基因差异表达。本研究结合利用基因组与转录组数据分析,该结果为进一步研究甘薯NAC基因家族的功能提供参考。
基于双瓣茉莉[Jasminum sambac (L.) Aiton]的花、叶转录组,筛选了一个在花朵中高表达且与香气释放规律对应的P450基因进行克隆和表达模式分析。利用cDNA末端快速扩增(RACE)技术获得该基因的5ʹcDNA序列,与转录组中序列进行拼接并验证,显示该基因是一个含1545 bp的开放阅读框、编码514个氨基酸残基的蛋白。此P450蛋白具有特征性的亚铁血红素结合结构域和半胱氨酸残基,与油橄榄、小叶咖啡等其他植物CYP71A氨基酸序列同源性较高,将其命名为JsCYP71A。遗传进化分析显示,该蛋白与拟南芥P450家族中CYP82亚族CYP82G亲缘关系最近。CYP71A和CYP82G多个成员与萜类香气代谢相关,推测JsCYP71A蛋白有相似功能。JsCYP71A在茉莉花白花苞里的表达量最高,在茎中的表达量较低,在叶片中几乎不表达,茉莉花开放过程中,JsCYP71A在夜间11点和1点表达量高,白天表达量低,与萜类香气物质释放呈正相关。JsCYP71A定位于细胞质中。为获得异源表达蛋白,构建真核表达载体,在酵母BY4742株系中表达JsCYP71A,经Western Blot检测发现株系能成功表达大小约60 kDa的蛋白,为后续JsCYP71A酶学功能分析奠定基础。本研究结果为分析JsCYP71A在茉莉花萜类香气合成代谢中的作用提供参考。
以非洲菊‘G088’为材料,基于本研究所测序得到的非洲菊转录组数据(SRA: SRR9937065)的基础上,采用RT-PCR技术克隆获得2个病程相关蛋白1(PR-1)基因,分别命名为GjPR-1-like1和GjPR-1-like2(GenBank登录号:MW057342和MW057343),GjPR-1-like1和GjPR-1-like2编码序列长度分别为534 bp和489 bp,可编码177和162个氨基酸。生物信息学分析表明,GjPR-1-like1属于碱性不稳定性蛋白,GjPR-1-like2属于弱酸性稳定蛋白;它们编码的蛋白质均含有CAP_PR-1和CAP superfamily保守结构域,属于富含半胱氨酸超家族蛋白,含有信号肽、跨膜结构和磷酸化位点;亚细胞定位表明均位于液泡中。PR-1基因在不同组织(叶、叶柄和根)、不同激素与逆境(SA、MeJA、ABA、NaCl)以及根腐病病原菌处理非洲菊的表达模式分析结果表明,GjPR-1-like1和GjPR-1-like2均在叶片中表达水平最高,在SA、MeJA、ABA和NaCl胁迫以及根腐病病原菌处理下,均显著影响GjPR-1-like1和GjPR-1-like2的表达水平。研究表明,GjPR-1-like1和GjPR-1-like2可能参与调控非洲菊生长发育过程,尤其是叶片的发育过程;且可能参与了非洲菊生物及非生物胁迫过程,尤其在响应非洲菊根腐病的抗病防御过程中发挥了一定的作用。
铝毒被认为是酸性土壤上抑制植物根系生长的重要胁迫因素之一。多药及毒性化合物外排转运蛋白(multidrug and toxic compound extrusion,MATE)在根系柠檬酸转运耐铝毒中起重要作用。以地毯草(Axonopus compressus)为材料,对AcMATE1基因进行克隆、生物信息学和基因表达分析。结果表明:铝处理抑制了地毯草根系的生长,包括总根长、根表面积和根体积。通过PCR克隆到地毯草AcMATE1基因,该基因cDNA全长1602 bp,编码433个氨基酸残基。AcMATE1蛋白分子量为45.9 kDa,属于疏水性蛋白。AcMATE1蛋白包含MatE保守结构域和9个跨膜结构域。亚细胞定位预测分析结果表明,AcMATE1定位于细胞膜上。实时荧光定量PCR结果表明,金属铝(Al)和镉(Cd)处理显著增强AcMATE1基因在地毯草根系中的表达,而镧(La)处理则抑制AcMATE1基因的表达。并且不同铝浓度和时间处理进一步验证Al可增强AcMATE1基因在地毯草根中的表达。此外,AcMATE1基因在地毯草根、茎和叶中均有表达,且在0~1 cm根段中的表达量高于其他根段中的表达量。本研究结果为解析地毯草响应铝毒害的机理提供候选基因资源。
草酰辅酶A合成酶参与了三七主要止血活性成分三七素的生物合成,研究三七草酰辅酶A合成酶基因(PnAAE41)的分子特征及表达特征,从而完善三七素生物合成途径以及成分积累调控机制等方面的研究。以三七为材料,在前期转录组研究基础上,设计特异性引物,通过RT-PCR扩增获得1个三七AAE基因的cDNA全长。采用生物信息学方法分析其分子特性,通过qRT-PCR技术分析PnAAE41基因的时空表达特异性。通过异源表达探索PnAAE41蛋白最佳的诱导条件,随后以颜色反应作为定性研究的基础。序列分析结果表明,PnAAE41的开放阅读框长度为1572 bp,编码523个氨基酸,登录号为MW242343。系统进化分析显示,PnAAE41蛋白与拟南芥AtAAE蛋白亲缘关系最近。预测PnAAE41蛋白主要定位于细胞质膜上,不含信号肽序列,二级结构中α-螺旋和无规则卷曲占大部分比例。qRT-PCR分析表明,PnAAE41基因主要在根和茎中优势表达。异源表达最佳诱导条件为0.5 mmol/L异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG),16 ℃诱导9 h,该蛋白对草酸具有催化作用。本研究结果为进一步深入研究AAE在三七素生物合成途径中的功能提供理论基础。
选用6个三系不育系和8个红米恢复系,按6×8不完全双列杂交设计,配制48个杂交红米组合,分析与产量相关的9个主要农艺性状的配合力及遗传力。结果表明:除不育系单株产量外,其余性状一般配合力和特殊配合力方差均达显著或极显著水平,受基因加性和非加性效应共同影响;亲本一般配合力和组合特殊配合力无明显的相关性;千粒重、株高、糙米率、结实率、有效穗数的狭义遗传力较高,主要受基因加性效应作用,可在低世代选择有效;每穗总粒数、每穗实粒数、穗长和单株产量的狭义遗传力较低,须在高世代进行选择。18Rr174在9个主要农艺性状上的一般配合力均达到正效应值,育种应用价值高;广8A×18Rr250、品红1A×18Rr175、荃9311A×18Rr175、品红1A×18Rr174和野香A×18Rr178的产量性状具有较好特殊配合力,具有较好的应用前景。
为了解引进花生资源的遗传多样性和适应性,筛选可用于广东地区花生遗传改良的优异资源和高产品种,本研究对33份从国内收集的花生资源进行表型鉴定和在粤西地区的适应性初步评价。结果表明:13个农艺和产量性状的平均变异系数范围为4.80%~30.80%,13个性状的平均遗传多样性指数范围为2.52~2.90,遗传多样性丰富。相关分析表明,多数性状间的相关关系在2019年春、秋两个环境保持一致,部分性状间的相关性受环境因素影响。聚类分析可将33份资源划分为4个类群。主成分分析中,前3个因子累计贡献率为82.19%,可以反映表型性状的绝大部分信息。通过表型性状综合评价筛选出10份综合排名超过全部本地对照品种的资源。适应性评价表明引种后种子长、百果重、百果仁重、百仁重和出仁率5个性状出现极显著下降,其中‘花育23’在2019年秋季的表现优于引种前,其余资源在这些性状上均有不同程度的下降;引进资源对早斑病和晚斑病抗性较弱,多数表现为感病;丛枝病发病鉴定表明共有19份资源感病,14份资源未见发病。研究结果可为引进资源在广东地区的利用和品种选育提供重要参考。
为有效利用茄子种质资源,基于17个表型性状对113份茄子种质进行鉴定与遗传多样性分析。结果表明:供试材料具有较为丰富的遗传多样性,变异系数变幅为8.2%~62.3%,平均32.7%,果形指数变异系数最大(62.3%),商品果光泽变异系数最小(8.2%);Shannon-Weaver遗传多样性指数为0.12~2.03,平均1.32,以始花节位最高(2.03),商品果光泽最低(0.12)。相关性分析表明株高、主茎高与始花节位互为正相关,熟性与主茎高、株高、始花节位正相关,与单果重负相关。主成分分析将17个性状提取为6个主因子、累计贡献率为70.936%,包含了全部指标的大部分信息;通过计算综合得分,有9份材料综合表现优良(F>0.8),可作为优势亲本材料加以利用。聚类分析显示,在遗传距离23.5处,将供试的113份种质资源划分为4个类群,第Ⅰ类群包含30份种质,多为早熟、紫黑色棒形果实;第Ⅱ类群包含26份种质,以中晚熟、果实紫红色棒形种质为主;第Ⅲ类群包含22份种质,平均果型指数最小,主要为紫色扁圆形或卵圆形果;第Ⅳ类群包含35份种质,大部分为中晚熟种质。本研究结果可为茄子种质资源的高效利用提供有益参考。
真姬菇是一种优质珍稀食用菌,已实现工厂化栽培,营养和保健价值较高。以真姬菇1个菌株B5为材料,用原生质体单核化和单孢分离的方法分别分离原生质体单核体和孢子单核体,进行四极性交配型的遗传学分析,在此基础上,结合核迁移试验,对4种交配型的孢子单核体进行交配型的准确鉴定。通过原生质体单核化获得567个原生质体单核体,采用标准测交菌株法,确定测交菌株T1、T2的交配型为A1B1、A2B2;通过单孢分离获得94个孢子单核体,常规鉴定出T1、T2、T3和T4 4种交配型的数量分别为24、27、25和17,另外还鉴定出1个重组交配型T5(ArBr);通过核迁移试验,准确鉴定出4种交配型分别为A1B1、A2B2、A1B2和A2B1;χ2检验同时证实真姬菇是四极性异宗结合担子菌。
通过分析研究幼龄橡胶树生长量与叶片养分的相关性,以实现幼龄橡胶树的养分诊断,为幼龄橡胶园的养分管理提供依据。在橡胶树定植后的第2~5年,每年9月采集叶片样品测定养分含量,同时测量橡胶树茎围与树高。在对测定结果进行相关性分析的基础上,利用多元逐步回归分析和聚类分析,研究橡胶树生长量与叶片养分的相互关系。结果表明:茎围与叶片的N、P、Mg、Fe、Cu具有显著的正相关关系,树高与叶片中的N、P、K、Ca、Fe、Cu、Zn具有显著的正相关关系;包含N和Ca的方程为橡胶树茎围的最优方程,包含N、P和Ca的方程为橡胶树树高的最优方程。通过聚类分析将橡胶树分成4种养分类型,不同类型的生长量及养分含量有明显差异,其中第4种类型茎围和树高相对较小,N、P含量也处于缺乏范围;K、Ca的含量较丰富,4种类型均处于正常范围以上;Mg的含量较低,4种类型均低于正常范围。幼龄橡胶树养分不均衡状况较显著,叶片中镁的含量整体较低,幼龄橡胶园的养分管理过程中,增加镁肥施用量的同时,还应调整不同养分间比例,以保证橡胶树的正常生长及养分间的平衡。
通过割胶,巴西橡胶树树皮中收集的胶乳被制成天然橡胶。橡胶树树皮的结构在天然橡胶的生产中具有重要地位。死皮是影响天然橡胶产量的重要因子之一,目前对死皮橡胶树树皮结构系统的研究较少。以无性系‘RY7-33-97’健康树、三级死皮树和五级死皮树树皮为研究材料,利用光学显微技术,对不同级别、不同死皮程度树皮中的乳管、筛管、石细胞、单宁等的形态结构等进行了研究。结果表明:随着死皮程度的增加,乳管排列逐渐紊乱,不易统计列数;膨大乳管的列数显著增多,从最早出现的砂皮层逐步深入至水囊皮;乳管染色变浅为黄色,甚至出现中空;与直径高达40 µm的膨大乳管相比,有效乳管的直径通常不足20 µm,且死皮严重情况下,其直径会进一步减小。筛管的直径在死皮时会发生减小,尤其是树皮不排胶的部位尤为明显。随死皮程度增加,石细胞不仅数量增多,并且形成的位置明显内移,甚至可深达水囊皮,靠近形成层。单宁细胞在树皮中数量随死皮程度增强而逐渐增多,且在水囊皮等幼嫩组织中增加较明显。本研究对比健康树,分析了三级和五级死皮树树皮中多种组织的结构特征,旨在为阐明橡胶树死皮的发生机理提供依据,为死皮防治技术的研发奠定基础。
为探究低温胁迫对木薯显微结构和光合效率的影响,对木薯耐寒品种‘F200’和常栽低温敏感型品种‘华南8号’(‘SC8’)在人工低温条件下进行4 ℃低温处理,观察处理前和处理3、6、12、24 h下幼苗叶片的扫描电镜、透射电镜及叶绿素荧光参数变化情况,并比较两品种间的差异。结果表明:(1)与‘SC8’相比,随着气温的降低‘F200’的叶片气孔会逐渐关闭且叶片蜡质形成自我保护机制;(2)低温胁迫状态24 h后,‘F200’叶肉细胞内细胞器仍维持工作状态,而‘SC8’叶肉细胞基本死亡;(3)2个品种最大叶绿素荧光强度下降且达到最大荧光所需时间均增加,‘F200’的最大荧光值高于‘SC8’;(4)低温胁迫下,‘F200’的各项叶绿素荧光参数应急反应强度低于‘SC8’,说明‘F200’对于在低温逆境环境中生长的能力强于‘SC8’。
为分析甘蔗宿根性的遗传特点与亲本特性,实施了4组家系试验及1组分区家系试验,采用方差分析、相关分析、方差占比与遗传力等对甘蔗宿根性进行了评价分析。结果表明:甘蔗的宿根性受到家系、试验地点、重复甚至试验规模大小等多种因素的影响,试验地点、地点×家系互作对甘蔗性状宿根性影响最重要,其次是家系。家系方差和亲本加性方差占比与遗传力都相对较低,属低遗传力性状;蔗产量宿根性与新植性状表现不存在正相关;宿根性优良组合与优良亲本评价表明,国内及美国亲本杂交生产宿根性优良组合的频率没有明显差异;然而,不同类型亲本间宿根性表现存在区别,桂糖、粤糖和云南亲本的宿根表现优于其他类型亲本。在甘蔗育种进行宿根性评价与选择时,宜在选择适宜地点的基础上,在宿根季进行选择。
以咖啡主栽品种大粒种、中粒种和小粒种咖啡为材料,进行8 ℃低温胁迫,研究其在胁迫条件下植株的伤害情况和生理生化指标变化,并利用隶属函数法对3种咖啡进行综合评价。结果表明:低温胁迫条件下,3种咖啡叶片受害程度差异显著,小粒种咖啡比大粒种和中粒种咖啡具有明显的耐寒表型;小粒种咖啡的可溶性糖和可溶性蛋白含量在胁迫72 h时,较大粒种和中粒种的高。3种咖啡的抗氧化酶变化趋势都是先升后降,大粒种和中粒种咖啡的抗氧化酶在各处理间都处于较低的水平,小粒种咖啡在胁迫48、72 h时仍表现活跃;咖啡的丙二醛和相对电导率的变化幅度与其抗寒性呈现负相关。通过隶属函数法综合评价,3种咖啡抗寒性由强到弱排序依次为:小粒种>大粒种>中粒种。
木本植物维管组织发育对木材形成意义重大。本研究利用石蜡切片法和光学显微技术,研究菠萝蜜(Artocarpus heterophyllus)叶绿素缺失突变体(chlorophyll deficient mutant,CDM)幼苗不同部位的维管组织结构,观察及测量导管分子、筛管分子的孔径和密度等,分析了维管组织和形成层的特点。结果表明,CDM幼苗的根、茎、叶柄和叶主脉维管组织中的木质部和韧皮部的结构均发生改变。与正常苗相比,CDM幼苗中次生木质部导管分子和韧皮部筛管分子的孔径和面积减小,密度增大;根和茎维管组织中形成层厚度减小,层数减少;CDM茎中的维管组织相比于根显示出更强的抑制作用。本研究为进一步探索木本植物维管组织发育提供了新材料。
以橄榄‘长营’和‘清榄1号’为试验材料,测定橄榄果实中N、P、K、B、Ca、Mg、Zn、Mn元素的含量,探讨橄榄果实发育过程中矿质营养元素含量的变化规律及相关性和品种间的差异性。结果表明,不同品种橄榄果实中矿质元素含量存在差异。随着橄榄果实的发育,‘长营’和‘清榄1号’的K元素含量总体呈上升趋势,‘长营’果实中的N、P、B、Ca、Mg、Zn、Mn元素含量呈先升后降的变化趋势;‘清榄1号’果实中N元素含量先降低后升高,B元素含量逐渐降低,P、Mg元素含量呈先上升,后下降,再上升的变化趋势,Ca、Zn、Mn元素含量表现为先升后降的变化趋势。整体上,‘长营’果实中N、P、K、B、Mg、Zn、Mn元素含量均高于‘清榄1号’,而Ca元素含量低于‘清榄1号’。综上,橄榄果实发育过程中,‘长营’和‘清榄1号’果实的N、P、B、Mg元素含量变化趋势不同;K、Ca、Zn、Mn元素含量变化规律一致,但在同期时,品种间含量差异较大。较高的Ca元素含量证实橄榄为高钙水果。
为明确锌对马铃薯叶片光合特性及超微结构的影响,以马铃薯品种‘粤引85-38’为试验材料,在出苗后第40 天,叶面喷施5个不同浓度ZnSO4•7H2O溶液[0(T0)、3.5 mmol/L(T1)、7.0 mmol/L(T2)、14.0 mmol/L(T3)和28.0 mmol/L(T4)]。结果显示,与缺锌处理T0相比较,较低浓度T1和T2处理显著提高了马铃薯叶片的SPAD值和净光合速率(Pn),显著增加了地上部鲜重、地上部干重、薯块鲜重及叶片和薯块锌含量;但当处理浓度达到T4时,马铃薯叶片SPAD值和Pn显著降低,各指标分别与T0处理差异不显著,而最大荧光产量Fm,PSⅡ最大光合量子产量Fv/Fm,非光化学淬灭系数qP和化学淬灭系数NPQ则显著低于T0处理,但叶片和薯块锌含量则显著升高。进一步对叶片显微和超微结构研究显示,T2处理下马铃薯叶片栅栏组织和海绵组织排列整齐,叶绿体形态结构完好,而T0和T4处理降低了叶片表皮厚度,增加了细胞间隙。T0处理下淀粉粒增多,叶绿体膨胀短缩,基粒片层模糊不清;T4处理下细胞凹陷,叶绿体形状改变。以上结果表明,在本研究中,T1~T2处理为较为适宜马铃薯生长的锌浓度。本研究从生理上揭示了锌缺失和过量对马铃薯光合作用和生长发育的影响,为马铃薯田间叶面喷施锌肥提供一定的理论参考。
以陆川油茶(Camellia vietnamensis)花粉为试验材料,检测不同湿度、不同贮藏温度和时间下的花粉活力,确定适宜的花粉贮藏方法;采用离体培养法,在单因素试验的基础上,设计正交试验,筛选适宜花粉萌发的培养条件。结果表明:短暂的泡水(时间≤3 h)对花粉活力的影响不大,长时间(时间>6 h)泡水或干燥严重影响陆川油茶的花粉活力。各贮藏温度下不同贮藏时间花粉活力差异显著,随着贮藏时间的延长,不同贮藏温度下新鲜花粉和干燥花粉活力均逐渐降低,在相同贮藏时间下,贮藏温度越低,花粉活力下降速率越慢。在室温和4 ℃贮藏温度下,干燥处理花粉能够适当延长花粉保存时间,采集新鲜花粉直接置于-80 ℃冰箱贮藏180 d花粉活力仍有69.64%,与其他处理相比,较利于陆川油茶花粉保存。陆川油茶花粉离体萌发最适条件为:蔗糖150 g/L,H3BO3 0.15 g/L,MgSO4 0.04 g/L,pH=6.4,温度25 ℃。研究结果可为今后陆川油茶花粉的收集、贮藏提供理论依据,也为有效解决花期不遇的问题,保障人工杂交育种工作的有效开展提供技术指导。
为探讨有机无机复混肥对旱藕生长发育及土壤理化性状的影响,本研究设置有机无机复混肥0、750、1500、2250、3000 kg/hm2 5个施肥量,进行不同施肥量对土壤理化性状、旱藕农艺性状、产量及品质的影响研究。结果表明:随着有机无机复混肥施用量的增加,土壤孔隙度先增加后减少,土壤碱解氮、速效磷、速效钾及有机质含量逐渐增加;旱藕株高、茎径及分蘖数逐渐增加,但旱藕倒伏率也随之增加;旱藕成熟块茎可溶性糖、还原糖、可溶性蛋白质及淀粉含量逐渐增加;旱藕块茎产量先增加后减少,其中施肥量为2250 kg/hm2的产量最高,比不施肥增产66.01%。综上表明,有机无机复混肥能有效改善土壤理化性状,提高旱藕块茎产量及品质,但施肥量过多会导致土壤板结及旱藕倒伏,块茎产量减少。本研究条件下,有机无机复混肥施肥量为2250 kg/hm2的效果最好。
为研究辣椒在不同施硒水平下硒的累积规律,以‘辣丰新辣王’为试验材料,在海南省澄迈县砖红壤地块中设置6个硒肥用量处理,分别为0、5、10、15、20、25 kg/hm2,测定辣椒产量、各器官硒含量分布特征。结果表明:(1)土壤施用硒肥显著提高了辣椒产量及各器官硒含量和硒累积量;(2)随着硒肥施用量的增加,辣椒各器官的硒含量、硒累积量均呈先升高后降低的趋势,收获期辣椒各器官硒含量和硒累积量在20 kg/hm2处理下最高,辣椒产量在15、20、25 kg/hm2处理下较高;(3)与不施硒肥相比,施用硒肥可以显著影响硒在辣椒不同器官中的分配规律,而且少量供硒(5、10 kg/hm2)条件下,还可以促进收获期果实中硒的富集;(4)收获期,辣椒果实硒肥利用率在20 kg/hm2处理下最高。表明土壤适量施用硒肥可显著提高辣椒产量、硒含量、硒累积量及硒肥利用率,在本研究中以施用20 kg/hm2的效果最好。
为研究不同替代施肥对热区辣椒植株形态、产量及养分累积的影响,明确不同施肥模式的施用效果,2017—2019年在海南省儋州市中国热带农业科学院试验场第7队基地布置了田间试验。试验保持相同的田间施肥量,设置5个替代施肥处理:(1)100%肥效的复合肥(CK);(2)50%肥效的复合肥+50%肥效的秸秆(T1);(3)50%肥效的复合肥+50%肥效的蚯蚓粪(T2);(4)50%肥效的复合肥+50%肥效的生物炭(T3);(5)50%肥效的复合肥+50%肥效的羊粪(T4)。研究中,与CK相比,在植株形态上,T2处理能显著促进植物的茎高生长,T2和T3处理能有效增加辣椒植株分叉;在植株干物质累积上,植株的地上部分差异不显著,地下部分仅T2处理达显著性差异;在辣椒植株养分累积上,各处理下的植株N、P含量无显著差异,T1处理植株的K含量差异显著,T2处理植株的P含量显著高于T3、T4处理;在产量上,各处理间差异不显著。研究结果表明,在保持田间施用等量肥效下,与施用100%复合肥相比,50%肥效的复合肥+50%肥效的蚯蚓粪(T2)和50%肥效的复合肥+50%肥效的生物炭(T3)具有促进辣椒植株生长发育的潜力。但施用50%肥效的复合肥+50%肥效的蚯蚓粪还能够保持辣椒植株的P含量。因此,土壤缺磷地区采用蚯蚓粪和化肥配施模式更有利于保证辣椒产量,并减少化肥投入量。
本研究以碎米莎草种子为材料,探讨了温度、光照、植物生长调节剂、水分、低温层积及人工老化处理对其休眠与萌发特性的影响,以揭示其休眠机制、破除方法及萌发关键环境因子,以期在农业生产中为碎米莎草的综合防治提供参考。结果表明:(1)碎米莎草为萌发喜光性植物,最佳萌发温度为20 ℃/35 ℃或25 ℃/35 ℃;(2)碎米莎草存在浅度生理休眠,氟啶酮(FL)和褪黑素(MLT)均可破除其休眠,显著提高种子萌发率(P<0.05);(3)碎米莎草种子只在20% PEG重度水分胁迫后萌发率显著下降(P<0.05)并低于50%,所以水分不是限制其萌发的主要因素;(4)碎米莎草在老化168 h后发芽率才低于50%,表明碎米莎草种子有较强的抗老化能力;(5)碎米莎草具有休眠循环特性,低温可诱导其进入次生休眠。研究认为,播种前深耕、播种早播或越年生作物品种是田间防控碎米莎草的有效方法。
剑麻是我国乃至世界热带地区最重要的麻类经济作物,用途广泛,综合利用价值高。而斑马纹病是剑麻生产上最为严重的病害之一,严重制约着剑麻产业的持续稳定发展。本研究通过农杆菌介导将抗病的Hevein基因导入,获得37株剑麻抗性植株,阳性率约为24.7%。经PCR检测,证明外源基因Hevein已成功整合到该剑麻植株的基因组中。并通过体外抑菌和抗病性检测,说明转基因剑麻植株中表达出一定的活性,而且还提高了对剑麻斑马纹病的抗性。研究结果为培育抗病高产转基因剑麻新品种奠定了坚实基础。
为了解香蕉蓟马(Thrips hawaiiensis Morgan)的最佳防控时机,评价精准喷雾的防治效果,本研究开展了最佳诱捕效果粘虫色板的筛选,在花蕾期监测蓟马迁入动态,调查蓟马在果穗上的为害分布,评价不同施药时机的防效,以期找到最佳防控方法。结果表明:在竞争和非竞争条件下,较白色和黄色,蓝色粘虫板的诱捕效果最好;蓟马迁入动态为植株现蕾后成虫大量迁入,呈逐渐增加趋势,花蕾向地弯垂后至第8梳苞片打开期间达高峰,色板上诱捕的蓟马数量最大,达290头;果穗上所有果梳均受到为害,并随着果穗生长呈逐渐加重趋势,最末端第7果梳的为害最严重,为害症状的黑点数为207个;在植株刚现蕾和花蕾向地弯垂时,对花蕾和果穗喷雾,2次施药的间隔期为5 d,对整个果穗有较好保护作用。香蕉蓟马的最佳防治时间为刚现蕾和花蕾向地弯垂的生育期。定向精准用药能够有效防控蓟马、保护果皮外观,实现蕉园农药减量施用,为香蕉产业提质增效提供技术依据。
诸多室内研究结果表明番石榴(Psidium guajava L.)是橘小实蝇[Bactrocera dorsalis (Hendel)]最嗜好的寄主。然而,自然条件下番石榴的果实成熟期均有明显的季节性,当其采收后橘小实蝇种群如何生存和繁衍尚不明确。假设番石榴果实成熟采收前后橘小实蝇会转移为害,且其转移为害规律与气象因子紧密相关。为验证该假设,本研究选择广西番石榴主产区,调查了橘小实蝇寄主种类、为害率、转移为害规律及其与气象因子的关系。结果表明,番石榴产区不同月份成熟的13种瓜果中有10种受橘小实蝇为害,番石榴的受害率最严重,最高达84.00%;橘小实蝇的转移为害规律为番石榴和杨桃(Averrhoa carambola L.)(1—2月)→番石榴、杨桃和桑葚(Morus alba L.)(3—4月)→番石榴和香水柠檬[Citrus limon (L.) Burm. f.](5月)→番石榴、香水柠檬、莲雾[Syzygium samarangense (Bl.) Merr. et Perry]、荔枝(Litchi chinensis Sonn.)和龙眼(Dimocarpus longan Lour.)裂果(6月)→番石榴、杨桃、香水柠檬和莲雾(7—9月)→番石榴、杨桃、香水柠檬、金橘[Fortunella margarita (Lour.) Swingle]和青枣(Zizyphus mauritiana Lam.)(10—12月);番石榴产区全年均可诱捕到橘小实蝇成虫,共有5个成虫发生高峰期,分别为5月下旬、7月下旬、8月下旬至9月下旬、11月上旬和12月上旬。气温和降水量分别是影响番石榴产区橘小实蝇转移为害规律的主要和次要因子。研究结果明确了番石榴产区橘小实蝇的转移为害规律及其与气象因子的相关性,为制定其种群控制策略和防治技术提供重要参考。
本研究以文昌市不同地域8月龄的椰子果为材料,对可溶性固形物、水分、灰分、粗纤维、脂肪、蛋白质、多糖含量等相关品质指标进行观测和测定。结果表明:不同地域椰子果的品质特性存在差异。尤其“文昌椰子”(HWY、CXY、DJW、DJJ)在粗纤维、水分、脂肪和多糖含量等方面优于其他地域;无论椰子水及椰子肉中的脂肪含量、粗纤维含量、蛋白质含量都是“文昌椰子”品质的关键指标。该研究对“文昌椰子”区域公共品牌在不同季节的建设、椰子果区分及标准化分类等方面,提供了重要理论依据。
槟榔是我国四大南药之首,然而目前关于海南槟榔抗炎活性的研究甚少。本文制备了海南槟榔籽75%乙醇提取物(EA-ANE),并依次得到石油醚部位(PE-ANE)、乙酸乙酯部位(EAC-ANE)、正丁醇部位(BU-ANE)和水相(W-ANE),考察了不同萃取部位对脂多糖(LPS)诱导的小鼠巨噬细胞(RAW264.7)产生一氧化氮(NO)、细胞因子和活性氧(ROS)的抑制作用,且测定了不同萃取部位的总多酚、总黄酮和原花青素含量,并采用超高效液相色谱-串联四极杆飞行时间质谱技术(UHPLC-QTOF-MS/MS)对抗炎活性较好的萃取部位进行了类黄酮组分的定性鉴定。结果表明,在浓度为0~200 μg/mL,EAC-ANE对LPS诱导RAW264.7细胞分泌NO、小鼠肿瘤坏死因子(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-1β(IL-1β)、前列腺素2(PGE2)和ROS具有抑制作用,且具有浓度依赖性;EAC-ANE中,总多酚、总黄酮和原花青素的含量分别为(517.18±21.81)、(406.40±8.16)、(91.23±5.01)mg/g;从EAC-ANE中鉴定出76种类黄酮化合物,其中,儿茶素的相对含量最高(58.35%),其次为L-表儿茶素、原花青素B1、原花青素B2、原儿茶酸、桔皮素、原儿茶醛等。
为高效利用澳洲坚果青皮资源,以及获得纯度较高的澳洲坚果青皮酚类物质,本研究优化了超声辅助提取澳洲坚果青皮总酚以及D101大孔树脂纯化工艺条件。结果表明,超声辅助提取澳洲坚果青皮总酚的最佳工艺条件为乙醇浓度30%、料液比1∶50 g/mL、超声温度70 ℃、超声时间24 min、超声功率250 W,在此条件下,总酚提取量为(1836.21±32.51) mg/100 g;D101大孔树脂纯化工艺的吸附条件为上样液总酚浓度2 mg/mL、上样速度2 BV/h、上样体积11.50 BV,解吸条件为10%、20%、30%乙醇溶液以3 BV/h洗脱速度进行梯度洗脱6 BV,在此条件下,总解吸率可达81.41%,各组分总酚纯度分别为57.64%、72.97%、65.54%。研究结果为澳洲坚果青皮酚类物质进一步开发与利用奠定了基础。
采用国际通用的FAO/WHO模式中的氨基酸评分结合氨基酸比值系数法,对竹屑为主要培养基质的棘托竹荪(Dictyophora echinovolvata)和大球盖菇(Stropharia rugosoannulata)各部位进行营养成分分析和评价,为竹加工剩余物在食用菌栽培中的利用提供参考。结果表明,2种食用菌主要营养成分、矿质元素和氨基酸含量在种间及部位间差异明显,菌(菇)柄氨基酸含量极显著低于其他部位(P<0.01),其中,棘托竹荪部位间的氨基酸总量差异大于大球盖菇。但棘托竹荪的必需氨基酸含量高于大球盖菇,其中菌裙养分含量更接近于鸡蛋。AAS、CS和RCAA表明,2种食用菌的苏氨酸(Thr)和苯丙氨酸+酪氨酸(Phe+Tyr)含量偏高(RCAA>1.0),其余氨基酸多相对偏低(RCAA<1.0),两食用菌以赖氨酸(Lys)和甲硫氨酸+半胱氨酸(Met+Cys)为限制性氨基酸。棘托竹荪菌裙EAAI值最高,达到0.78,其菌盖和菌柄均小于0.75,大球盖菇各部位EAAI值也小于0.75,同时,棘托竹荪SRCAA值整体上低于大球盖菇。本研究认为2种竹基质食用菌营养成分在种间和部位分布差异明显,但均具有低脂肪、高纤维、富含矿质元素等特点,棘托竹荪的营养均衡性要低于大球盖菇,从营养角度证明了竹加工剩余物在食用菌培育的可行性。此外,本研究发现以竹屑为主要营养基质所生产的棘托竹荪菌裙可作为蛋白源,应注重加强相关产品研发。
以有柄石韦(Pyrrosia petiolosa)为材料,制备有柄石韦叶柄、营养叶、孢子叶、孢子囊和去孢子叶5个部位的70%乙醇提取物和水提取物,测定其绿原酸(Chl)、芒果苷(Man)、咖啡酸(Caf)、芦丁(Rut)、总黄酮(TF)和总酚(TP)的含量以及抗氧化活性。结果表明:有柄石韦不同部位有效成分含量和抗氧化活性均有显著性差异(P < 0.05);去孢子叶的总黄酮和总酚含量最高,分别为(129.46 ± 4.03)mg/g和(47.85 ± 2.98)mg/g,与营养叶的含量相似;有柄石韦各部位醇提物的抗氧化活性均高于水提物;各部位抗氧化活性强弱顺序为:营养叶>去孢子叶>孢子叶>叶柄>孢子囊;去孢子叶和营养叶的绿原酸和芦丁含量较高;营养叶的芒果苷和咖啡酸含量最高,显著高于其他4个部位(P < 0.05);有柄石韦不同部位的ABTS+自由基清除能力、DPPH自由基清除能力及总抗氧化能力均与其有效成分含量呈正相关(r = 0.69~0.98)。综合分析得知,有柄石韦营养叶的有效成分较多,具有较强的抗氧化活性,本研究结果可为石韦药材的开发利用提供科学依据。
为推动闽北锥栗精深加工技术的发展,提高锥栗脆球的干燥效率和品质,以干基含水率、干基失水速率和感官质量评分为指标,探索微波强度、装载量及初始微波功率密度(微波功率与装载量的比值,Mp0)对蒸煮熟化锥栗球脱水规律的影响。结果表明,微波功率和装载量均对干燥时间有显著影响,Mp0越大,干燥速率越快,其中恒速阶段随着Mp0增大而缩短,而且Mp0对熟化锥栗质地结构的影响更显著,Mp0在5.5 W/g时锥栗脆球感官评分最高(80),膨化率最大(2.92),脆度(3.51 N)最佳,孔隙率为61.4%,水分活度低于0.3。然后通过Matlab建立锥栗脆球水分比与时间的动力学模型,发现Page模型拟合度很高(0.99),可以阐明锥栗脆球微波脱水各阶段对其干燥速率的影响;干燥后样品的颗粒含水量随机分布符合六次多项式分布,与平均含水量一致。说明根据锥栗脆球微波干燥的动力学规律,可以通过分段变功率的方式进一步优化锥栗脆球干燥制品的干燥参数。
了解7个产区火龙果的农药残留情况,并进行农药残留风险评估,为火龙果生产上合理使用农药提供参考依据。对7个产区抽取的175份火龙果样品进行113种农药残留检测与分析,并对检出的农药进行农药残留慢性膳食摄入风险(%ADI)评估、急性膳食摄入风险(%ARfD)评估。72份样品检出农药残留(占41.14%),2份样品(1.1%)氧乐果残留值高于我国制定的最大残留限量(MRL)。检出的28种农药的慢性膳食摄入风险(%ADI)范围为0.003%~7.013%,急性膳食摄入风险(%ARfD)范围为0.037%~25.77%。不同年龄人群通过食用火龙果摄入的农药残留慢性膳食摄入风险均小于100%。火龙果的农药残留慢性膳食摄入风险和急性膳食摄入风险均很低,但氧乐果残留超过限量值,在火龙果生产和监管中应重点关注。
为评价53科110种植物的杀虫活性,本研究采用小叶碟添加法和微量点滴法,测定了植物乙醇提取物对小菜蛾(Plutella xylostella)、粘虫(Mythimna seperata)和豌豆修尾蚜(Megoura japonica)的杀虫活性;进一步测定了活性较好植物提取物对小菜蛾、粘虫和豌豆修尾蚜的拒食、胃毒和触杀毒力。结果表明:在1 g/mL的供试剂量下,铁皮石斛(Dendrobium officinale)、荸荠(Eleocharis dulcis)和白棠子树(Callicarpa dichotoma)对小菜蛾3龄幼虫72 h的校正死亡率均在80%以上,LC50分别为321.94、352.46、457.14 mg/mL;鹿藿(Rhynchosia volubilis)对小菜蛾3龄幼虫72 h的拒食率在90%以上,AFC50为362.74 mg/mL。木蝴蝶(Oroxylum indicum)和铁皮石斛对粘虫3龄幼虫72 h的校正死亡率均在60%以上;铁皮石斛和木蝴蝶对粘虫3龄幼虫的拒食率均为90%以上,AFC50分别为318.06和329.94 mg/mL。荸荠、铁皮石斛、秋子梨(Pyrus ussuriensis)、单叶蔓荆(Vitex rotundifolia)和青藤仔(Jasminum nervosum)提取物对豌豆修尾蚜的LC50分别为21.87、190.22、225.51、233.47、273.76 mg/mL。由此可见,木蝴蝶、铁皮石斛、白棠子树和荸荠等4种植物的杀虫活性较好,具有进一步研究的价值。
通过对九连山保护区苔藓植物现有资料的统计分析和补充调查。结果表明:(1)九连山自然保护区共有苔藓植物66科137属289种(含种下等级);(2)九连山苔藓植物物种组成丰富,其丰富度指数在江西省的5个保护区中排第2;(3)九连山苔藓植物区系成分复杂多样,共有13种类型,以东亚成分(占36.01%)和热带性质成分(占34.87%)为主,其区系成分表现为由南亚热带向中亚热带的过渡类型;(4)聚类分析显示九连山苔藓区系成分和江西马头山、广西九万山苔藓区系成分的相似性最高。
在通过野外调查和查阅相关资料的基础上,对福建连江6个海岛的植物资源进行调查分析。结果表明:(1)6个海岛植物资源丰富,共记录维管植物217种,隶属于74科186属;其中被子植物占据优势,共64科174属202种;优势科明显,分别为菊科(Compositae)、禾本科(Gramineae)。(2)6个海岛生长型以草本为主;生活型以高位芽植物、地面芽植物和一年生植物居多;叶性状以单叶、全缘叶、叶被毛、纸质叶、小型叶占优势;果实类型以蒴果和瘦果占比高。(3)目屿岛的植物种类最丰富,共52科91属95种;物种数最少的是蛤沙青屿,仅为21科35属37种;目屿岛与蛤沙青屿的植物种类差异率最高,为61.05%,与兀屿岛的植物种类差异率最低,仅为1.05%。(4)6个海岛外来入侵植物共12科21属24种,占总种数的11.06%。其中以菊科和草本为主,外来入侵植物最多的是金牌岛,共15种,占外来入侵植物总种数的62.50%。本次调查掌握了这6个海岛的植物资源概况和植物功能性状特征,为研究区植物资源的保护与合理开发利用,以及海岛植被修复提供参考依据。
针对目前海南省果园土壤养分肥力情况尚不明确的问题,对海南省果园土壤肥力状况进行调研并取样分析,旨在为指导海南果园合理施肥提供科学依据。采用 “S” 型采样法采集海南省果园土壤样品271个,分析土壤肥力指标,其中包括有机质、全氮、有效磷、速效钾、阳离子交换量和pH,依据全国第二次土壤普查的土壤养分分级指标来评价单个肥力指标,采用相关性系数法确定各指标的权重,并采用模糊数学隶属度函数对海南果园土壤肥力状况进行了综合评价,分析了影响土壤肥力的因素。结果表明:海南省果园土壤pH、阳离子交换量、有机质、全氮和速效钾的平均值分别为5.4 cmol/kg、8.56 cmol/kg、13.4 g/kg、0.68 g/kg、62.5 mg/kg和109 mg/kg,研究区土壤酸化严重,土壤保水保肥能力弱,有机质和全氮含量处于缺乏水平,速效钾含量处于中等偏低水平,有效磷含量处于丰富水平,但其空间变异性较大;各市县土壤综合肥力指数IFI依次为海口(0.64,2级)>临高(0.62,2级)>琼中(0.48,3级)>澄迈(0.45,3级)>琼海(0.44,3级)>三亚(0.43,3级)>白沙(0.42,3级)=屯昌(0.42,3级)>儋州(0.36,4级)>东方(0.35,4级)>保亭(0.32,4级)>昌江(0.29,4级)=乐东(0.29,4级)>陵水(0.25,4级)>万宁(0.20,4级)>定安(0.19,5级)=文昌(0.19,5级),其中海口和临高的肥力状况处于中上水平;全省土壤综合肥力指数IFI变幅范围是0.13~0.95,平均值为0.37,土壤肥力等级为4级,仅13.3%的样本综合肥力处于丰富及以上水平。因此,海南省果园土壤综合肥力处于较低水平,土壤中有机质、全氮、速效钾和阳离子交换量对海南果园土壤肥力水平影响较大。海南果园应在原有管理措施下注重有机肥的施用,并根据不同区域的具体养分匮乏状况适当调整氮、磷、钾肥施入量比例,同时应当加强果园土壤酸化调控,以防止果园土壤继续酸化,实现海南果业长期可持续发展。