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    组学与生物技术
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    王艺玮, 冯仁军, 黄亚成, 刘晓东, 方永军, 罗红丽, 唐朝荣
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    天然橡胶是重要的工业原材料,主要来自橡胶树树皮中的乳管。乙烯能促进橡胶树乳管产胶和排胶,在树皮上施用乙烯利(一种乙烯释放剂)或乙烯可显著提高胶乳产量。基于本课题组前期获得的橡胶树基因组和转录组数据,克隆橡胶树中乙烯合成通路关键酶——1-氨基环丙烷基-1-羧酸(ACC)氧化酶基因家族(HbACOs)的全部8个家族基因,研究其组织表达模式。结果表明:在分析的7种组织中,尽管HbACO基因存在不同程度的冗余表达,但每种基因的组织表达模式具有明显的特异性,其中HbACO7是树皮中表达量最高的家族基因。HbACO7基因的表达在割胶季节的不同月份发生明显变化,其中在8月的表达量最高。成功构建了HbACO7基因的原核表达载体,实现其在大肠杆菌BL21中的诱导表达。纯化后的HbACO7重组蛋白具有明显的ACO酶催化活性,成功地催化了乙烯的体外合成。该结果将为后续橡胶树树皮中的乙烯生物合成调控机制研究提供参考。

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    邓治, 李德军
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    肌动蛋白细胞骨架可能在橡胶树乳管伤口堵塞过程中发挥重要作用。前纤维蛋白(profilin)是肌动蛋白动态平衡的重要调节子,但对橡胶树profilin基因家族系统研究的报道较少。通过分析橡胶树基因组和转录组数据,鉴定到6个橡胶树profilin基因,对其基本特性及蛋白保守基序、结构特征、进化关系和表达模式等进行分析。基因结构分析表明,橡胶树profilin基因都包含3个外显子2个内含子,编码的蛋白序列含有profilin蛋白特有的保守基序KYMVIQGE和VIRGKKG。进化分析显示,橡胶树profilin并未严格分为营养型和生殖型2种类型。profilin蛋白二级结构以无规则卷曲为主,三级结构均包含3个α螺旋和7个β折叠。表达分析结果显示,4个profilin基因在胶乳中高表达,橡胶树排胶和碘化钾处理调控这4个profilin基因表达,推测profilin基因参与橡胶树排胶过程。该研究结果为进一步阐明橡胶树profilin基因在乳管伤口堵塞和排胶中的作用奠定基础。

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    张议文, 刘辉, 冯成天, 胡义钰, 王真辉, 袁坤
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    氰丙氨酸合成酶(β-cyanoalanine synthase,β-CAS)是植物氰化物解毒的关键酶,在调节植物生长发育及逆境胁迫中扮演重要角色。本研究从巴西橡胶树中克隆氰丙氨酸合成酶基因HbCAS,并对其进行分析结果表明:HbCAS基因开放阅读框长为1113 bp,编码370个氨基酸,其理论分子量为40.15 kDa,等电点为8.90,属于色氨酸合成酶超家族。实时荧光定量PCR分析结果显示,HbCAS基因在橡胶树各种组织中均有表达,其中在胶乳中的表达量最高。同健康树相比,HbCAS基因在死皮树中的表达显著下调。过氧化氢及乙烯利、茉莉酸甲酯、水杨酸及脱落酸等多种激素均能调控HbCAS基因的表达。同时,HbCAS基因的表达也受干旱、低温、甲基紫精、高盐等多种非生物胁迫调节。本研究结果揭示HbCAS基因可能在橡胶树死皮发生、活性氧信号、激素调节及多种非生物胁迫应答中起重要作用。

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    范璟璋, $\boxed{\hbox{华玉伟}}$, 范月婷, 辛士超, 戴雪梅, 黄天带, 黄华孙, 李季
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    GDS-80手持基因枪是美国Wealtec公司2009年推出的基因传递系统,具有操作简便、高效的特点。已报道的橡胶树基因枪转化研究都是使用台式基因枪。本文首先利用考马斯亮蓝轰击滤纸去除明显不适合的参数,接着以绿色荧光蛋白(GFP)基因作为报告基因,轰击巴西橡胶树体细胞胚以及愈伤组织,用荧光显微镜观察绿色荧光,探究适合橡胶树的轰击参数。而且比较了Image J软件和肉眼统计荧光斑点数及GDS-80手持基因枪与PDS-1000/He台式基因枪的差异。结果表明:对于橡胶树体细胞胚和愈伤组织,仅依靠原厂配件难以获得较好的转化效果。本文设计了直径3 cm(与轰击范围相同),高度2.5 cm,孔径60目的过滤网。同时改进装试验材料的培养皿,用刀片在培养皿的中心割出一个直径3 cm的圆圈,轰击胚状体时,将上述设计的过滤筛网正向卡在圆圈上,胚状体放入过滤网中,轰击时将培养皿用试管架架高,压力就从筛网及底部的空洞分解,微弹完全轰击到试验材料。轰击胚状体最优参数为:轰击压力为60 psi,针状调节阀为3圈,目标间隔盘为6 cm。轰击愈伤时将材料放到普通培养皿中心的轰击范围内,反向盖上过滤筛网。最优轰击参数为:轰击压力为50 psi,针状调节阀为4圈,目标间隔盘为6 cm。本文采用Image J软件进行荧光斑点计数,准确率与肉眼相当,但较肉眼省时。GDS-80手持基因枪与PDS-1000/He台式基因枪转化效率相当,但GDS-80手持基因枪每打一枪比PDS-1000/He台式基因枪快12 min。研究结果为橡胶树遗传转化提供了高效的基因枪转化体系,为转基因研究提供了一个高效的统计荧光数的软件。

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    冯翠莲, 万玥, 冯小艳, 王俊刚, 赵婷婷, 王文治, 沈林波, 张树珍
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    转基因甘蔗BtG-2是利用农杆菌介导法把Cry1Ac-2A-gna融合抗虫基因导入‘新台糖22号’的转基因甘蔗株系,具有良好的抗虫特性和农艺性状。为了明确转基因甘蔗BtG-2的分子特征及其检测方法,推进其生物安全性评价工作,以BtG-2的T2代为研究材料,利用Southern杂交检测外源基因在转基因甘蔗基因组内的拷贝数;利用染色体步移技术分离外源基因在甘蔗基因组中插入位点的侧翼序列,并建立了该转化体高效灵敏的特异性PCR检测方法。结果表明:Southern杂交检测证明外源T-DNA以单拷贝方式插入BtG-2株系;经过3次的热不对称巢式PCR扩增,获得外源基因T-DNA左边侧翼序列984 bp和右边侧翼序列705 bp;以这2个序列和相应的T-DNA的左右端序列分别设计3对检测引物对,建立了BtG-2株系的转化事件特异性PCR检测方法,扩增效率最高的引物对LS011/LA451和RS160/RA588分别扩增到440 bp和428 bp的特异片段。其中T-DNA左侧设计的LS011/LA451检测引物对扩增的灵敏度高、特异性强,能够在甘蔗BtG-2基因组DNA相对含量为0.1%的模板中检测出转基因目的成分,相当于9个单倍体基因组拷贝数。本研究完成了转基因株系BtG-2的分子特征及其转化事件特异性检测,为该转基因甘蔗及其衍生产品的检测和身份识别提供技术依据。

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    郭树宽, 曾春茹, 吴翼, 李静, 李新国, 杨耀东
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    本研究依据前期已经完成的4个品种椰子外果皮转录组测序数据结果,筛选获得在4个品种椰子外果皮中表达水平显著差异的MYB类基因CnRADIALIS-like。从椰子(Cocos nucifera L.)外果皮中克隆获得CnRADIALIS-like,序列分析显示,CnRADIALIS-like基因的开放阅读框(ORF)长288 bp,编码95个氨基酸。结构域分析显示,CnRADIALIS-like含有1个典型的SANT/MYB结构域,属于MYB转录因子家族中的I-box-binding-MYB型。多序列比对发现,CnRADIALIS-like氨基酸序列与油棕MYB-RADIALIS(RAD)氨基酸序列相似度最高。理化性质、亲/疏水性和无序化分析显示,CnRADIALIS-like转录因子是亲水性蛋白且偏碱性,存在无序化区域。信号肽和跨膜结构域分析表明,其不存在信号肽和跨膜结构域。空间结构分析显示,CnRADIALIS-like有典型的α-螺旋结构。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)显示,CnRADIALIS-like基因在4个品种椰子外果皮中的表达量存在显著差异,在红矮椰子中表达量最高,红矮椰子不同组织中在外果皮表达量最高。该基因的表达在红矮椰果从幼果至成熟果的3个发育阶段依次降低,套袋条件下表达量低于正常光照条件下,表明该基因可能与光形态下细胞发育及代谢产物合成存在相关作用。通过对该基因的生物信息功能进行分析,为深入研究其功能及作用机制提供参考,同时以期为深入剖析椰子的外果皮颜色形成机制提供重要的理论依据。

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    谢小杰, 余海霞, 范志毅, 黄方, 刘源, 莫啸, 曾学梅, 何新华, 罗聪
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    SEPALLATA3SEP3)属于MADS-box基因家族,与植物的成花时间和花器官分化有关。在本研究中,从芒果转录组数据中挖掘获得了2个MiSEP3s基因,分别命名为MiSEP3-1MiSEP3-2。生物信息学分析显示,MiSEP3-1MiSEP3-2基因的基因组DNA长度分别为4189 bp和3721 bp,2个基因的开放阅读框长度一致均为732 bp,编码244个氨基酸,蛋白质分子量分别为59.29 kD和59.28 kD。2个MiSEP3s的氨基酸序列中含有典型的MADS结构域和K-box结构域。启动子序列分析显示,2个MiSEP3s基因启动子均包含光响应元件、激素响应元件、逆境响应元件和转录因子结合位点,但调控元件种类和数量存在差异。基因表达模式分析显示,2个MiSEP3s基因在营养期的茎、叶和芽中表达量较低,但在成花转变后期的芽中持续上调表达,在花中达到表达高峰。该结果为MiSEP3基因功能的研究提供参考。

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    梁群, 邓治, 雷柯煜, 黄华孙, 安泽伟, 程汉
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    低温寒害是制约我国天然橡胶种植的最主要的环境限制因子,阐明橡胶树抗逆机制有助于保障天然橡胶的种植安全。前期研究发现1个低温诱导的橡胶树MAPKKK基因参与橡胶树抗寒能力调控,序列比对发现该基因与拟南芥MAPKKK15基因同源,但AtMAPKKK15的功能仍不清楚。通过对拟南芥MAPKKK15基因功能的研究,揭示该类基因在植物逆境胁迫应答中的作用,将有助于进一步解析橡胶树MAPKKK基因的功能。本研究从DNA和转录水平鉴定拟南芥mapkkk15纯合突变体植株,评价mapkkk15突变体低温和干旱胁迫抗性。结果显示:低温抑制AtMAPKKK15基因表达。对2个mapkkk15纯合缺失突变体进行分析,发现与野生型植株相比,mapkkk15突变体植株的抗冻存活率提高,电解质渗漏率下降。脱水实验表明,突变体叶片脱水率要高于野生型。上述结果表明,AtMAPKKK15基因在拟南芥中可能反向调控抗寒性,正向调控抗旱性。

  • 组学与生物技术
    朱雅婷, 俞霞, 李笑平, 刘仲健, 吴沙沙, 兰思仁, 翟俊文
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    生物体受环境刺激,尤其是高温刺激时会迅速产生热激蛋白(Heat shock proteins,HSPs),帮助受逆境胁迫导致的变性蛋白恢复正常到折叠状态,以维持其正常生长。兰科(Orchidaceae)虾脊兰属(Calanthe R. Br.)植物海拔分布范围可从海平面至3 500 m,是研究HSP基因家族的理想材料。本研究通过虾脊兰属7种植物叶片转录组数据进行HSP70基因的筛选,再对各基因的理化参数、家族标签、保守结构域和选择压力等参数进行分析。结果显示,7种植物中共鉴定出47个HSP70基因,且发现随着物种海拔的降低基因数量依次增多,其中大黄花虾脊兰(C. striata)和三棱虾脊兰(C. tricarinata)分别为4个,三褶虾脊兰(C. triplicata)5个,香花虾脊兰(C. odora)7个,长距虾脊兰(C. sylvatica)8个,银带虾脊兰(C. argenteo-striata)9个,中华虾脊兰(C. sinica)10个,其基因数量可能与物种对温度的适应进化相关;HSP70s基因有典型的3个结构域和标签,且N-末端motif数量最多;选择压力Ka/Ks<1,基因家族较保守,表明其受到了纯化选择;系统发育分析显示,HSP70s基因聚为6组,相同亚细胞的基因聚为一组,说明同一细胞器的HSP70s可能具有相似的功能。该研究结果为虾脊兰属植物HSP基因家族的功能和对环境的适应性进化提供了新视角,为其适应性育种提供参考。

  • 组学与生物技术
    李哲理, 张林金, 谭颖, 吴朝晖, 肖丰, 苏雨婷, 谭炎宁, 肖应辉
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    水稻叶穗色泽突变体为解析不同器官叶绿素生物合成之间的内在联系提供了优良的遗传材料。本研究鉴定了1份白叶白穗突变体wlwp7(white leaf and white panicle 7),分析了wlwp7的形态、生理和遗传特点。结果表明:wlwp7对低温敏感,当环境温度为20 ℃时苗期叶片白化,但温度升高至30 ℃后叶色正常;大田环境下wlwp7抽穗后颖壳白化,叶绿素含量降低至野生型的40.73%;除结实率较野生型T98B下降6.28%外,其他产量性状不受影响;遗传分析发现,wlwp7与T98B的正反杂交F2群体中都未出现白叶绿穗和绿叶白穗重组单株,经卡方检测白叶白穗突变单株与绿叶绿穗野生型单株的理论分离比符合1∶3,表明白叶白穗性状受同一隐性核基因控制;利用BSA策略进一步将wlwp7定位在第3染色体上一个280 kb的区域内,该区域未有已报道的白叶白穗基因。本研究发现了wlwp7同时控制叶部和穗部叶绿素合成,精细定位结果为最终克隆wlwp7奠定了基础。

  • 种质资源与遗传育种
  • 种质资源与遗传育种
    陆彭城, 郑燕, 周小琴, 徐喆, 艾叶, 周育真, 朱尾银, 彭东辉
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    收集45个莲瓣兰(Cymbidium tortisepalum)主栽品种,对29个表型性状进行数据收集。计算性状变异系数,进行主成分分析、相关性分析及聚类分析探究莲瓣兰品种间亲缘关系及遗传差异大小。结果表明:45份材料各性状的变异幅度为10.1%~133.1%,具有丰富的遗传差异;主成分分析结果表明共得到7个特征值大于1的主要成分,累积方差贡献率高达75.461%,其中第一和第二主成分主要代表了花部综合性状;相关性分析结果表明大部分性状都具有相关关系,其中93对性状显著相关,65对性状极显著相关;聚类分析结果表明在欧式遗传距离15时可将45份莲瓣兰分为3个类群。

  • 种质资源与遗传育种
    王宏利, 卜朝阳, 曾艳华, 龙蔷宇
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    为揭示建兰种质间的亲缘关系,促进建兰种质资源的有效保护和利用。本研究利用ISSR标记分析了源于中国各地的39份建兰品种,并采用UPGMA方法进行了聚类分析。结果表明:6个ISSR引物对39份建兰品种的基因组DNA进行扩增,共扩増出64条清晰条带,其中57条为多态性条带。平均每条引物检测到的条带数为11条,多态性条带10条,多态性比率为89.88%。通过UPGMA法进行聚类分析表明供试材料的遗传相似系数在0.500~0.953之间,供试材料被分为6群集,说明ISSR标记在建兰的品种间具有丰富的多态性,能够很好地揭示建兰品种间的亲缘关系。本研究结果可为建兰种质资源品种鉴定及杂交育种等提供理论依据。

  • 种质资源与遗传育种
    王元忠, 沈涛, 张金渝
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    以滇重楼及其近缘种为对象,通过表型性状调查结合多元统计分析,研究重楼属药用植物的表型变异及各性状对药材产量的影响。结果显示:16个表型性状中,株高、茎粗、叶形、叶宽、叶柄长等性状变异较大(CV值大于40.00%),萼片长、萼片数、花瓣数种间变异较小(CV值均小于25.00%)。5种重楼属植物表型性状的遗传多样性指数(H°)为2.03~0.82;滇重楼和多叶重楼性状的遗传多样性指数平均值最高。主成分分析结合偏最小二乘-判别分析显示,多叶重楼、滇重楼的叶部和花部位性状与其他物种差异较大;南重楼和西畴重楼的株高、茎粗、叶宽、根茎长、根茎直径、根茎鲜重与其他重楼属物种差异明显;5种重楼属植物中南重楼与西畴重楼形态最接近,较难区分。相关性分析表明,重楼属植物地上性状与地下性状呈显著或极显著的正相关(P<0.05或P<0.01);进一步利用变量投影重要性指标分析发现,根茎直径、根茎长、叶柄长、叶长、叶宽、花梗长、株高和花瓣长是筛选药用重楼高产种源的关键性状。

  • 种质资源与遗传育种
    陈彬, 宋杰, 王倩, 梁俊峰
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    本研究报道一个中国红菇属新记录种——印度碗状红菇(Russula indocatillus)。文中提供了该物种详细的形态学描述、线条图以及系统发育分析,并且与近缘种进行了比较。印度碗状红菇的主要形态学特征为:棕黄色到赭黄色的菌盖中央,奶油黄色到淡黄色的菌盖边缘,孢子印白色到奶油色,担孢子近球形到宽椭圆形到椭圆形,表面具圆锥状或近圆柱状孤立的疣,单细胞的盖表囊状体,短而纤细,有分叉和分隔的菌盖表皮末端细胞。综合形态学特征和系统发育分析,表明印度碗状红菇属于红菇属异褶亚属劣味组(Russula subg. Heterphyllidia sect. Ingratae)。

  • 作物栽培与生理生化
  • 作物栽培与生理生化
    王大鹏, 吴敏, 韦家少, 薛欣欣, 马照娜, 王桂花, 茶正早
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    采用田间试验,研究4种施氮水平下(不施氮;低氮100 kg/hm2;中氮230 kg/hm2;高氮400 kg/hm2)橡胶树产量效应及胶乳矿质养分变化。结果表明,配施磷钾肥条件下,不同氮处理干胶产量介于4.65~6.37 kg,其中高施氮量显著地提高了干胶产量(P<0.05)。随着施氮量的增加,干胶产量呈增加趋势;干胶含量(30.84%~33.96%)和总固形物含量(34.80%~37.92%)呈下降趋势,但不同处理之间差异不显著;胶乳N(7.77~8.49 g/kg)和K(6.42~7.24 g/kg)含量呈增加趋势,而施用氮肥对胶乳P(3.35~3.51 g/kg)和Mg(1.99~2.23 g/kg)含量影响不大。施氮条件下,胶乳N、P、K含量与干胶产量均具有较好的正相关关系。施氮加大了割胶带走N、K和Mg量,且随着施氮的增加呈增加趋势。综上,施用氮肥有助于提升橡胶树干胶产量,高株产是以养分大量损失为代价。

  • 作物栽培与生理生化
    史敏晶, 张世鑫, 晁金泉, 吴绍华, 杨署光, 田维敏
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    巴西橡胶树树干中次生乳管列的多少与胶乳产量密切正相关,而割胶伤害能诱导次生乳管分化。分析不同魏克汉种质成龄树在预割伤害后树皮次生乳管的分化,不仅为不同种质鉴定和评价提供依据,也为成龄大树割胶后次生乳管分化能力提供预测。采用碘-溴染色方法和石蜡切片技术,对不同种质材料新分化的次生乳管进行了统计分析。研究结果表明,选取的110份魏克汉种质预割后新分化的次生乳管列数不同,具有明显的种质特征。根据分化次生乳管列数的多少,将预割诱导乳管分化的级别由低到高分为1、2、3、4级。在110份种质中,对应1级32份、2级49份、3级24份和4级5份的种质,所占比例分别为29.09%、44.55%、21.82%和4.55%,可见,分化能力强的种质占比较低,大部分种质为2级乳管分化。国外直接引种和国内自主选育的种质在预割诱导分化能力上也存在差异。在110份种质中,国外引种58份种质中对应分化能力1、2、3、4级的种质占比分别为29.31%、44.83%、22.41%以及3.45%;国内选育的52份种质中对应1、2、3、4级的种质占比分别为28.85%、44.23%、21.15%和5.77%;可见,国内选育种质受预割诱导乳管分化的能力优于国外引种的种质,尤其是4级分化能力的种质比例明显高于国外引种的种质。不同系列来源的种质乳管分化能力也存在差异,其中,国外PB、RRIM和RRIC系列和国内的大岭、海垦和大丰系列表现出较强的乳管分化能力。比较分析2个杂交组合后代的乳管分化情况发现,PB86×PR107的4份子代中次生乳管有3份为3级,1份为4级,后代表现出较强的乳管分化能力;而RRIM600×PR107的6份子代中1级2份,2级2份,3级2份,可见其后代乳管分化能力略差。PB86和PR107后代的乳管分化表现出较强的双超亲现象,可作为优良的育种亲本。通过预割判断乳管分化能力不仅为魏克汉种质鉴定和评价奠定基础,也为橡胶树高产育种以及早熟、晚熟品种的早期预测提供有效指标。

  • 作物栽培与生理生化
    彭杰椿, 何嘉楠, 吴玉, 邓英毅, 潘介春, 徐炯志
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    本文以‘桂丰早’‘桂冠早’‘桂龙1号’‘古山2号’‘石硖’5个早熟品种(系)为材料,研究不同品种(品系)果实生长发育和品质变化规律。结果表明:在果实发育过程中,5个早熟龙眼品种(系)的横纵径、单果重、可食率、色差a*c*值均呈上升或波动上升;色差L*b*值呈快速上升后缓慢波动;可溶性固形物含量和大多数品种的维生素C呈先快速上升后缓慢下降;色差值和大多数品种的可滴定酸呈逐渐下降或波动下降;可溶性糖在成熟前是逐渐上升的,到后期则波动变化;可溶性蛋白呈“M”或“W”型波动;‘桂丰早’和‘桂冠早’比‘石硖’提前1周进入成熟期;‘桂龙1号’的退糖最慢;‘桂丰早’的横径、单果重及可溶性蛋白质含量最大,‘桂冠早’的纵径最大,‘桂龙1号’的可溶性固形物含量、维生素C和可溶性糖含量最高而可滴定酸含量最低,‘石硖’的可食率最高;综合评价成熟期的果实品质,则‘桂丰早’最佳,其次是‘石硖’,最后是‘桂龙1号’‘古山2号’和‘桂冠早’。

  • 作物栽培与生理生化
    唐瑾暄, 秦晓威, 鱼欢, 吉训志, 邓文明, 张昂, 宗迎
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    为了研究槟榔间作香露兜对土壤养分和养分吸收的影响,采用盆栽试验的方法,对槟榔单作、槟榔间作香露兜和香露兜单作3种种植模式的土壤理化性质和养分吸收进行比较研究。结果表明:槟榔间作香露兜后,相对于单作槟榔,土壤EC值和碱解氮含量显著降低47.15%和25.74%,土壤速效磷含量显著增加32.32%,其中碱解氮与过氧化氢酶和过氧化物酶极显著负相关,速效磷与总根长、根系总表面积、根体积、根数目、脲酶和酸性磷酸酶显著正相关,速效磷与过氧化氢酶和过氧化物酶极显著正相关;槟榔地上部N浓度以及香露兜地上部P和K浓度分别显著增加41.56%、26.56%和25.69%;而槟榔和香露兜根系以及地上部N、P和K养分含量均高于单作,其中根系槟榔P和K含量和香露兜K含量显著增加;同时,间作后槟榔和香露兜对N的吸收效率均高于单作,香露兜的P和K的吸收效率高于单作并略高于槟榔的吸收效率,其中P和K的吸收效率与总根长、总表面积、根体积、根数目均显著正相关,氮的吸收效率与根系形态无显著相关关系。综上所述,槟榔间作香露兜增加了土壤中速效磷含量,促进了槟榔和香露兜对氮、磷和钾养分的吸收,土壤速效磷含量的增加、养分吸收效率的提高均与根系形态显著正相关。

  • 作物栽培与生理生化
    李萍, 庄秋怡
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    卷瓣凤梨属(Alcantarea)植物是凤梨科植物中较晚被引入中国的观赏凤梨之一,与目前国内常见的观赏凤梨商业品种不耐强光不同,卷瓣凤梨属植物较喜光,加上其体型硕大,既可观叶也可赏花,较适合应用于室外园林中。但是不同种和品种对光照的需求各有差异,特别是对于夏季室外全光照环境的耐受性尚未明确。为了研究不同卷瓣凤梨属植物对夏季强光和高温环境的适应性,以3种大型卷瓣凤梨的成熟植株为研究对象,运用Li-6400光合测定仪进行夏季全光照环境下光合特性日变化的测定,并进行光合生理指标与环境因子的相关性分析。3种卷瓣凤梨属植物在夏季高温季的日变化曲线都为双峰型,且都在8:00达到最高点,中午11:00出现谷底,其中帝王卷瓣凤梨(红叶型)的净光合速率(Pn)日变化曲线较为平缓,谷底高而浅,中午Pn显著高于其他2个种,表现出对夏季强光及伴随着的高温环境具有较强的耐受性,且9:00—13:00的Pn下降是由气孔限制引起的;‘优雅’和格拉齐卷瓣凤梨的Pn双峰曲线谷底较深,其中‘格拉齐’的Pn变化最为剧烈,在早晚光线和气温不太高的环境下具有较高的Pn,强光下光合作用下降明显,中午11:00到达谷底,次峰较高,出现在15:00;‘优雅’和‘格拉齐’在上午9:00—13:00的Pn下降是由非气孔限制引起的。气孔导度(Gs)是影响3种凤梨夏季全光照环境下Pn的主要光合生理指标,具有极显著或显著正相关性,但与其他光合生理指标及环境因子间相关系数较低,可能是各因素间存在交互影响所致。3种卷瓣凤梨中,帝王卷瓣凤梨(红叶型)对室外全光照环境的适应较强,植株生长正常,格拉齐卷瓣凤梨和‘优雅’卷瓣凤梨对强光比较敏感,其中‘格拉齐’叶色变黄,‘优雅’则发生叶丛中央的新叶不正常密集生长的现象,因此后2种更适合中午有一定荫蔽的环境,本研究为卷瓣凤梨属植物在室外园林中露地应用提供理论依据。

  • 作物栽培与生理生化
    姚艳丽, 付琼, 周迪, 朱祝英, 杨玉梅, 张秀梅
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    为了解水心病菠萝果实生理指标和内源激素含量的变化特征,本研究以菠萝主栽品种‘巴厘’为材料,采用液质联用(LC-MS)、高效液相色谱(HPLC)等方法测定了不同发病程度的水心病菠萝果实中主要内源激素、单糖、可溶性固形物、可滴定酸和维生素C(Vc)、丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,并分析了水心病发病程度、内源激素和抗氧化酶活性间的相关性。结果表明,不同发病程度水心病菠萝可溶性固形物、Vc和糖含量、SOD和POD酶活性以及内源激素玉米素(ZT)、茉莉酸(JA)和脱落酸(ABA)含量均比对照显著下降,且随着发病程度的加深下降幅度增加;不同发病程度水心病菠萝CAT酶活性、MDA含量和SA含量较对照显著提高;可滴定酸含量、果糖和葡萄糖含量在轻度发病果中含量较对照明显增加,在中度发病果中含量显著降低,而1-氨基环丙烷羧酸(ACC)含量变化趋势与其刚好相反。相关分析表明,菠萝水心病病害级别与内源激素ZT、JA和ABA含量呈显著负相关,相关系数分别为-0.98、-0.98和-0.94;与SA含量呈显著正相关,相关系数为0.93。一方面水心病降低了菠萝果实糖酸比和Vc含量,导致果实品质下降;另一方面菠萝通过调节内源激素ZT、JA、ABA和SA含量,进而调控SOD、POD和CAT活性,增强对水心病的防御反应。

  • 作物栽培与生理生化
    王吉平, 何铁光, 张雨, 徐亮, 苏天明, 李嘉维, 覃波
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    本研究通过田间试验,以不施肥为对照(T1),设置单施化肥(T2)和不同有机肥替代部分化肥(T3和T4)3个施肥处理,研究不同有机肥替代部分化肥对玉米产质量和土壤环境的影响。结果显示,施肥处理下玉米植株的农艺性状均优于不施肥处理,与单施化肥相比,施用有机肥能更好地促进玉米植株的生长,其中T3处理玉米植株的茎粗和叶片长较T2显著(P<0.05,下同)提高11.94%和4.53%;施肥能显著提高玉米产量,较不施肥可显著提高14.27%~17.17%;施用有机肥能提高玉米鲜果穗性状和品质,其中T3处理穗长较T2显著提高7.12%;与T2处理相比,T4处理的籽粒蛋白质含量较T3显著提高7.21%,T3处理籽粒的可溶性糖含量较T1和T4处理显著提高61.54%和77.97%;T3处理土壤中的有机质含量较单施化肥显著提高64.52%。各指标相关性分析中,籽粒蛋白质和脂肪含量与总氮含量呈显著正相关(r=0.868,P<0.01),说明有机肥可通过提高玉米对氮的吸收从而促进籽粒中蛋白质和脂肪等营养成分的积累。综上,有机肥替代部分化肥相比于不施肥和单施化肥能更好的促进玉米植株的生长,且在保证产量的同时能提高果穗品质,增加土壤有机质含量,可作为区域化肥减施下春玉米提质保产的推荐施肥方案。

  • 作物栽培与生理生化
    刘声传, 林开勤, 梁思慧, 何萍, 魏杰, 鄢东海, 徐霖, 何国菊, 周玉锋
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    为给茶园化肥减施增效提供依据和技术支撑,本研究以黔东北1个9龄无性系‘福鼎大白茶’茶园为研究对象,设置5个处理,CK:对照,不施肥;CF:习惯施肥;T1:化肥减施量32.1%;T2:化肥减施量33.8%;T3:化肥减施量46.0%,比较分析不同处理对茶叶产量、品质、养分利用率和经济效益的影响。结果表明T1、T2、T3的全年干茶叶产量分别为3524.1、3644.4、3835.7 kg/hm2,显著高于CF(3127.3 kg/hm2),T1、T2、T3、CF的这一指标显著高于CK (2172.6 kg/hm2);各季度T1的酚氨比最低,秋季CF、T1、T2之间的酚氨比无显著差异,春、夏季CF、T2、T3之间的酚氨比无显著差异;总体上,T1、T2、T3新梢年氮、磷、钾素的吸收量和利用率高于CF,T3效果最好;各施肥处理的年纯收入显著高于CK(3.69万元/hm2);相较于CF,T1、T2、T3每年分别节本增效1.48、1.39、1.52万元/hm2。茶园肥料沟施效果好于撒施,T1、T3化肥减施增效较好,T3更好。建议调整茶树专用肥氮、磷、钾元素配比,增加茶树专用肥的有机肥及其有机质含量;T3增加有机肥替代比例。

  • 作物栽培与生理生化
    蔡开朗, 陈伟玉, 姚海荣, 麦志通, 罗静, 洪文君
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    为给油茶的施肥管理提供科学依据,比较研究施用2种不同浓度的光合菌对不同品种油茶(‘海油1号’‘海油2号’‘海油3号’‘海油4号’)的生长、光合作用和叶片养分含量变化的影响。结果表明,除‘海油1号’外,其他油茶品种的苗高净生长量以光合菌稀释30倍最高;‘海油3号’的苗高和地径净生长量高于其他油茶品种。4个油茶品种的瞬时净光合速率随着光合菌浓度的增大呈先上升后下降趋势,也以光合菌稀释30倍最高;但4个油茶品种瞬时蒸腾速率在不同处理组间的变化存在差异。‘海油1号’‘海油2号’和‘海油4号’叶片N、K含量均随着光合菌浓度的增大呈上升趋势,而P含量则随着光合菌浓度的增大呈先上升后下降的趋势。相关性分析结果显示,苗高与瞬时净光合速率、瞬时蒸腾速率呈极显著相关,与叶片TP含量显著相关;叶片TN含量与TK含量极显著相关。可见,施用光合菌能促进油茶的生长和提高光合作用及叶片元素含量,其通过影响叶片三要素含量和光合作用而影响苗木生长。

  • 作物栽培与生理生化
    张燕, 彭凯悦, 马向丽, 王辉, 另如贵, 任健
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    利用水培法研究外源NO对铝胁迫(0.1 mmol/L)下生长的紫花苜蓿(WL525HQ)幼苗形态、生理特征的影响,揭示NO缓解紫花苜蓿铝毒的生理机制。结果表明:铝胁迫抑制了幼苗的生长,表现为株高、根长、叶面积、地上和地下部生物量显著降低。另一方面,降低了叶片中脯氨酸含量和超氧化物歧化酶活性,提高了根系脯氨酸含量(P<0.05)。施用外源NO后,紫花苜蓿在形态和生理方面对铝胁迫的响应发生了一些改变,且改变与NO的浓度有关。其中,低浓度NO缓解了铝胁迫对苜蓿幼苗主根伸长的抑制作用;中浓度NO则解除了铝胁迫对株高、根系表面积和体积的抑制作用,提高了地上和地下部生物量;高浓度NO显著地提高了苜蓿地上部和地下部脯氨酸含量和SOD活性。综上所述,外源NO能通过积累脯氨酸、增加SOD活性等方式,缓解铝胁迫对紫花苜蓿幼苗生长的抑制作用,促进地上部和地下部的物质积累。

  • 作物栽培与生理生化
    杨虎彪, 林鹏, 刘国道
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    为掌握吊罗山薹草在生境适宜性中对光照及水分的需求特性,采用人工控制光照强度和土壤含水量的方法(设置4个光照和3个水分水平的双因素实验),研究光照强度和土壤含水量对其生长的影响。结果表明,低水分条件抑制吊罗山薹草的生长,但40%(L3)光照和30%(W3)水分的互作下各项指标表现相对较好,说明适当的遮荫有助于减少水分亏缺对其造成的伤害;全光照(L1)条件下的净光合速率(Pn)显著降低,丙二醛(MDA)含量显著上升,生长受到抑制,而40%(L3)光照条件下,Pn值在不同水分条件下均出现最高值;在水分充足的条件下,40%(L3)光照和10%(L4)光照处理下的叶绿素含量和净光合速率之间不存在显著差异,但与全光照(L1)和70%(L2)光照条件下的差异显著,说明吊罗山薹草对高光敏感。综上,吊罗山薹草在生境选择上不适宜低郁闭度和低水分,40%光照和70%土壤水分是其最佳生长环境。

  • 作物栽培与生理生化
    武怀燕, 郭志铭, 山金凤, 陈婕, 吴向崇, 刘子嘉, 祝遵凌
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    皇后帝王花(Protea magnifica)种子具有休眠性,不经任何处理难以发芽。本研究以皇后帝王花种子为试验材料,通过测定皇后帝王花种子生活力、种子萌发率、种子各部分粗提液对白菜种子发芽的影响,并以不同的方式(短时高温+变温层积、酸蚀处理+变温层积、赤霉素处理+变温层积)处理种子,研究皇后帝王花种子的休眠原因及解除方法。结果表明:试验所用皇后帝王花种子的生活力高达90.00%,但不去除种皮的完整种子30 d内不发芽。种皮粗提液不仅抑制白菜种子的发芽,还显著影响白菜种子的根与地上部分的生长。皇后帝王花种子的休眠可能是种皮的机械障碍和种皮的内源抑制物共同引起的综合休眠。时长为2 min的不同高温(40~120 ℃)处理+变温层积、不同时间(10~ 70 min)的98%浓硫酸酸蚀处理+变温层积、不同浓度(0.3、0.5、0.7 mg/L)的赤霉素溶液处理+变温层积都可以打破种子的休眠,提高皇后帝王花种子发芽率和发芽势。其中各处理分别以60 ℃的短时高温处理、30 min的酸蚀处理、0.7 mg/L的赤霉素溶液处理效果最好。综合比较,30 min的酸蚀处理为解除皇后帝王花种子休眠的最佳方法。此外,赤霉素处理对皇后帝王花种子的休眠解除有着一定的促进作用,但相比其他两种处理方式效果并不理想。

  • 作物栽培与生理生化
    李秀玲, 范继征, 何荆洲, 廖宏英, 曾艳华, 龙蔷宇, 宁云芬, 卜朝阳
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    近些年兜兰产业发展迅速,但花期调控难成为限制兜兰产业发展的瓶颈。以较易开花的同色兜兰为试验材料,观测各时期功能叶长和宽及花朵发育的形态变化,并采用酶联免疫法检测功能叶片内源激素的变化动态,分析它们与花发育的关系。结果表明:(1)同色兜兰花苞显现期,功能叶具有高水平的ZR和低水平的IAA,以利于成花分化;(2)在激素平衡研究中发现,顶芽从营养生长向生殖生长转换时(大苗期),功能叶具有高比值的 IAA/GA3、ABA/GA3和低比值的ZR/ABA、ZR/IAA;(3)成花形态分化时(花苞显现期),功能叶具有低比值的IAA/ABA、IAA/GA3和高比值的ZR/GA3、ZR/IAA;(4)大苗期、花苞显现期内源激素水平和比值对同色兜兰花芽诱导和花芽正常分化具有重要影响。

  • 作物栽培与生理生化
    张瀚, 李晗, 陈奇, 杨福孙
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    以3年生红背型五唇兰组培苗为试验材料,分别用5%、10%、20%的PEG 6000溶液处理模拟干旱胁迫,研究不同程度的干旱对五唇兰光合系统的影响,结果表明:(1)干旱导致叶片的气孔密度、开度、长度逐渐降低,且随PEG胁迫时间的延长下降趋势越明显,处理15 d后PEG 10%以上处理与CK差异达显著水平。(2)干旱导致叶片中苹果酸含量逐渐降低,随着PEG处理时间的延长,五唇兰叶片的苹果酸含量下降趋势减缓,凌晨叶片的苹果酸含量显著高于傍晚,处理15 d后PEG 20%处理下傍晚的苹果酸含量差异达显著水平,与CK相比降低了27.16%。(3)干旱导致叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度逐渐降低,随PEG胁迫时间的延长下降越显著,胞间CO2浓度的变化趋势则相反,水分利用效率呈先升高后降低的趋势,处理后第15天PEG 5%以上处理与CK差异均达显著水平。(4)干旱导致五唇兰叶片叶绿素的初始荧光值(Fo)逐渐升高,可变荧光值(Fv)、最大荧光值(Fm)、PSⅡ实际光化学效率(Fv/Fm)、PS Ⅱ潜在光化学效率(Fv/Fo)则逐渐降低,表观电子传递速率(ETR)、光化学淬灭系数(qP)、PSⅡ实际光量子效率(Yield)随着PEG胁迫程度的增加而逐渐降低。非光化学淬灭系数(NPQ)随PEG胁迫浓度的增加显著提高,处理15 d后PEG 5%以上处理与CK差异达显著水平。结果表明,10%、20% PEG处理能够在较短时间内通过影响叶片的气孔关闭、降低气孔密度进而降低光合作用和阻碍光合代谢产物苹果酸的合成,同时影响五唇兰叶片对光能的吸收传递以及光化学转换,5% PEG处理在处理10 d后才表现出光合生理受到抑制的现象,说明中度、重度干旱能够在较短时间内影响五唇兰叶片的气孔性状,进而降低叶片的光合能力,导致光合产物的合成受阻,最终导致光合系统受到抑制。

  • 植物保护与生物安全
  • 植物保护与生物安全
    刘世科, 安邦
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    胶孢炭疽菌引起的炭疽病害是造成海南省橡胶减产的主要原因之一。研究该病原菌致病力的分子机制能够为新型防控策略的研发提供理论依据。在橡胶树胶孢炭疽菌中,存在1个编码组蛋白乙酰转移酶的基因CgGCN5。在本研究中,通过同源重组原理及原生质体转化法构建了橡胶树胶孢炭疽菌CgGCN5的敲除突变株和互补菌株,并对其生长、产孢及致病力等表型进行了初步分析。结果表明,与野生型菌株相比,CgGCN5敲除突变株的生长速率、产孢能力均显著下降;并且突变株对橡胶树叶片的致病力也显著下降;进一步分析表明,突变株丧失了对玻璃纸的穿透力。与此同时,互补菌株能够恢复突变株的相应表型。以上结果表明,CgGCN5在调控胶孢炭疽菌的生长及致病力中起重要作用。

  • 植物保护与生物安全
    裴月令, 孙燕芳, 冯推紫, 陈园, 龙海波
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    2015—2019年,笔者在对海南地区的辣椒病害进行调查时,发现一种和常见病害症状不同的新叶斑病。田间采集病样后,经病原菌分离、显微形态观察和分子生物学鉴定,证明该病由新月弯孢[(Curvularia lunata (Wakker) Boedijin]侵染引起,这是该种病原菌在中国危害辣椒的首次报道。生物学特性研究结果表明,玉米粉、30 ℃、pH 7.0、连续光照或光暗交替、麦芽糖和酵母提取物为病原菌最适培养条件,分生孢子最适萌发温度和致死温度分别为22~33 ℃和60 ℃(10 min)。12种杀菌剂的室内药剂筛选结果表明,45%咪鲜胺EW抑菌效果最好,浓度为1.0 mg/L时抑菌率达97.8%。16%乙霉威·10%嘧霉胺WP、25%三唑酮WP、65%代森锌WP和80%代森锰锌WP也有较好的抑菌效果,而70%甲基硫菌灵WP、80%多菌灵WP几乎无抑菌作用。

  • 植物保护与生物安全
    黄艳岚, 张超凡, 张道微, 董芳, 邹学校
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    采用PCR技术对2015—2016年从湖南省多个市县采集的180份甘薯种质资源进行两种DNA病毒(sweet potato leaf curl virus,SPLCV和sweet potato badnavirus,SPBV)检测,并以PCR扩增产物序列为基础,对这两种病毒的亲缘关系进行分析。结果表明:(1)180份甘薯种质资源中,22份检测出SPLCV,占总数的12.2%;32份检测出SPBV,占总数的17.8%;8份同时检出SPLCV和SPBV这两种病毒,占总数的3.9%。(2)检出SPLCV的市县有长沙、永州、怀化、邵阳、郴州、常德、娄底、益阳、岳阳和株洲;检出SPBV的市县有长沙、永州、怀化、衡阳和邵阳;检出两病毒复合侵染的市县有怀化、长沙、永州和邵阳。(3)基于病毒全基因组序列分析显示,全球已报道的36个SPLCV分离物可分为3组,本研究获得的12个湖南分离物可分别归于3个组中,其中6个归于组Ⅰ,1个归于组Ⅱ,5个归于组Ⅲ,表明湖南SPLCV具有高度多样性。(4)基于病毒运动蛋白和外壳蛋白编码基因部分序列分析显示,全球已报道的36个SPBV分离物可分为4组,绝大部分分离物属于组Ⅰ,我国1个安徽分离物单独成组(组Ⅱ),我国2个山东分离物和1个海南分离物构成1个组(组Ⅲ),本研究获得的2个湖南分离物其中1个归于组Ⅰ,而另1个与已报道各分离物的核苷酸序列均存在显著差异,相似性仅为74.92%,单独成组(组Ⅳ),表明我国SPBV具有高度的变异性,存在多个变异类型。本研究结果可为湖南地区这两种病毒病防控提供依据。

  • 采后处理与质量安全
  • 采后处理与质量安全
    史甲, 张福全, 邓东华, 李高荣, 彭政, 廖建和, 廖禄生
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    天然橡胶(NR)作为一种植物性高分子,其分子结构和性能既受橡胶树生物合成的影响,也与加工工艺有很大关系。为了科学对比加工工艺对NR结构和性能的影响,本文采用相同橡胶树品种所产胶乳,参照现行工厂生产条件,制备了5种典型加工工艺的NR,即全乳胶(WF)、烟片胶(RSS)、风干片(ADS)、恒粘胶(CV)和20号胶(TSR)。生胶结构分析表明,NR加工过程中会发生由熟化导致的非胶组分分解和橡胶烃的结构化,具体表现为氮含量降低、数均分子量增大、分子量分布变窄、凝胶含量上升、塑性初值和门尼黏度增加,其中以TSR的熟化程度最高,而CV能够保留其固有分子结构,熟化程度最低。硫化胶性能分析表明,非胶组分的分解有利于提高NR的硫化速度和交联密度,从而提高硫化胶的力学性能;橡胶烃的结构化能够增加硫化胶中的物理缠结网络,使其更容易发生应变诱导结晶,并通过增加能量耗散,提高硫化胶的疲劳性能。综合来看,硫化胶力学性能的优劣顺序为:TSR>ADS>RSS>WF>CV。

  • 采后处理与质量安全
    王媛媛, 沈晓君, 王挥, 张玉锋, 李永东, 宋菲
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    冷冻贮藏保鲜是目前普遍公认的最为安全的食品保鲜方法之一,已被工业化广泛应用。本研究采用冷冻贮藏食品中常用的4种温度(-80、-40、-18、-10 ℃)对椰肉进行冷冻处理,经过自然解冻后对椰肉质构、榨汁后椰浆流变学和脂肪球粒度特性进行研究与分析。结果表明,冷冻后椰肉硬度明显减小,且随着冷冻温度的升高而减小;椰浆表现出假塑性流体的特征,冷冻使椰肉榨汁后的椰浆黏度、剪切应力和脂肪球粒度都增加,且随着冷冻温度的升高而增加,脂肪球颗粒均匀度下降。

  • 采后处理与质量安全
    刘洋洋, 龚霄, 刘义军, 袁源, 刘飞, 李积华, 周伟
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    为了研究火龙果果粉的加工适宜性,以‘台农3号’红肉火龙果为材料,制备了淀粉全果粉、糊精全果粉、糊精速溶粉3种火龙果果粉,比较了三种果粉流动性、色泽、总多酚、总黄酮等理化性质差异,并探讨不同加工方式制备的火龙果果粉在工业生产中的应用前景。结果表明:淀粉全果粉呈颗粒状,休止角为36.6°、Carr index(CI值)为18.3,均小于糊精全果粉(休止角38.6°、CI值20)和糊精速溶粉(休止角42.1°、31.6),具有更好的流动性好;淀粉全果粉为红色,色泽a*值为34.64,比糊精全果粉(a*值为37.27)颜色略浅,但比粉色的糊精速溶粉(a*值为24.62)色泽深;分散性方面,糊精速溶粉分散所需时间最短,仅75 s,而淀粉全果粉和糊精全果粉分别为135、156 s;3种果粉中,糊精全果粉的营养及活性成分含量最高,蛋白质含量为1.7 g/100 g,总黄酮、总多酚和甜菜苷的含量分别为13.06、14.29、3.94 mg/g;糊精速溶粉可用于加工固体饮料等需要完全溶解的产品,而糊精全果粉和淀粉全果粉则适用于压片糖果、营养强化剂等溶解性要求不高的产品。总体表明,3种果粉各有优势,为满足不同加工需求提供了选择。

  • 采后处理与质量安全
    房一明, 李瑞, 贺书珍, 朱自慧, 赵溪竹
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    本研究采用高效液相色谱、酶标检测技术,确定可可豆加工过程中黄烷醇类物质组成变化趋势,分析抗氧化活性。在发酵及焙炒阶段检测黄烷醇物质儿茶素(C)、表儿茶素(EC)、表没食子儿茶素(EGC)、表儿茶素没食子酸酯(ECG)、原花青素B1(PC B1)、原花青素B2(PC B2)。结果表明:经7 d发酵各成分含量分别为EGC(8.521~ 3.017 mg/g)、C(15.521~6.633 mg/g)、EC(19.615~3.142 mg/g)、ECG(0.236~0.084 mg/g)、PC B1(19.152~10.774 mg/g)、PC B2(4.254~2.083 mg/g),发酵使得可可豆中儿茶素及低聚物含量大量减少;135 ℃不同时间焙炒下,各物质含量分别为EGC(3.079~2.221 mg/g)、C(8.611~5.143 mg/g)、EC(3.956~0.982 mg/g)、ECG(0.111~0.070 mg/g)、PC B1(10.987~ 8.223 mg/g)、PC B2(2.385~1.534 mg/g)。可可豆在高温焙炒时,DPPH、ABTS自由基清除率呈下降趋势,降低了可可抗氧化活性。研究结果为可可加工提供相关保健功能性的依据。

  • 采后处理与质量安全
    王刚, 王倩, 薛忠, 郭昌进, 宋刚, 王槊
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    为确定椰糠在离散元模拟过程中合理的仿真参数,本文基于离散元法Hertz-Mindlin(no slip)接触模型在仿真软件EDEM 2018中建立椰糠颗粒模型并生成颗粒工厂,通过测量比对物理试验和仿真试验椰糠堆积角的方法对其仿真参数进行标定。首先通过物理试验测得椰糠堆积角、堆积密度等本征参数,利用EDEM 2018内嵌GEMM数据库以及相关文献,综合分析得到椰糠待标定因素的高低水平;然后进行Plackett-Burman试验设计筛选出对椰糠堆积角影响显著的因素依次为:椰糠-椰糠静摩擦系数、椰糠-椰糠滚动摩擦系数和椰糠剪切模量;再进行Box-Behnken试验设计建立堆积角与3个显著性影响因素的回归模型,运用Design expert软件优化功能,以堆积角物理试验45.69°为目标,对回归方程寻优求解,得到显著性影响因素最佳组合:椰糠剪切模量为1.44 MPa,椰糠-椰糠静摩擦系数为1.11,椰糠-椰糠滚动摩擦系数为0.15;最后通过试验验证表明此组合参数可用于椰糠物料的离散元仿真,能为椰糠输送、混合等机械装备的设计研发提供理论参考。

  • 农业生态与环境保护
  • 农业生态与环境保护
    周霞, 谭燕华, 易小平, 伍苏然, 张丽丽, 郭安平
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    蜻蜓目(Odonata)昆虫生活在不同的湿地中,越来越多地被用作评估环境质量及其变化的生物指标。弄清海南稻田蜻蜓目成虫群落组成和种群发展动态,可以为评价海南稻田环境质量提供依据。本研究于2017年对热带地区三亚市和亚热带地区文昌市的第1季和第2季稻田蜻蜓进行抽样调查,结果显示:蜻蜓群落在海南两季水稻不同生长期都稳定存在,种类有5~15种,数量为每百丛(3.70±0.67)~(14.00±0.57)头。蜻蜓群落多样性指数(H′)为2.007~2.193,均匀性指数(J)为0.786~0.808,优势集中性指数(C)为0.148~0.190。三亚和文昌分别采集到蜻蜓成虫3科15种和2科17种,第2季种类多于第1季,共有物种11种,两季群落相似系数(Cs)为0.701,优势种相似系数(Cs)为0.857。在三亚两季的分蘖期、花期和结实期个体数量有显著差异,而文昌两季不同时期个体数量无显著差异。三亚位于南繁区,杯斑小蟌(Agriocnemis femina)、翠胸黄蟌(Ceriagrion auranticum)和截斑脉蜻(Neurothemis tullia)可能是对南繁稻田环境变化敏感的种类。

  • 农业生态与环境保护
    劳承英, 申章佑, 李艳英, 韦本辉, 周灵芝, 周佳, 胡泊, 黄渝岚
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    为研究不同耕作方式下水稻根际土壤真菌群落多样性,本研究以旋耕、免耕和粉垄耕作处理的水稻根际土壤为研究对象,采用高通量测序技术分析了真菌群落结构和多样性,并结合土壤环境因子进行相关性分析。结果表明:3种耕作处理水稻根际土壤中优势菌门为子囊菌门、接合菌门、担子菌门和球囊菌门,优势菌属为镰刀菌属、被孢霉属、Pyrenochaetopsis、柄孢壳属、毛壳菌属、支顶孢属、隐球菌属、Westerdykella、顶囊壳属、绿僵菌属。接合菌门和被孢霉属、支顶孢属、隐球菌属、顶囊壳属真菌相对丰度在不同处理间差异显著。Alpha多样性指数分析显示,3种耕作处理间无显著差异。PCoA分析表明,不同耕作处理下的土壤真菌群落分布特征存在明显差异。冗余分析表明前两个排序轴共解释了3种耕作处理间土壤真菌群落变化的87.46%。相关性分析显示,土壤pH与接合菌门真菌丰度呈极显著正相关关系,土壤速效磷、碱解氮和有机质含量与接合菌门真菌丰度呈极显著负相关关系,土壤速效磷与担子菌门真菌丰度呈显著正相关关系。综上表明,短期不同耕作方式处理下水稻根际土壤真菌群落结构和多样性存在差异,不同处理下真菌群落分布受土壤pH值、有机质、碱解氮和速效磷影响。

  • 农业生态与环境保护
    吴斌, 黄东梅, 马伏宁, 王必尊, 宋顺, 何应对, 王丽霞, 刘永霞
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    以海南莲雾(Syzygium samarangense)为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序技术,比较分析不同有机肥施用量对反季节莲雾园区土壤细菌群落多样性的影响。结果表明:(1)共检测到741 391条有效序列,32 778个OTU(operational taxonomic unit,操作分类单元),包含28门分类和418个属分类,其中酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和变形菌门(Proteobacteria)为优势群落;(2)土壤细菌群落多样性和丰富度顺序为BML(香蕉茎秆有机菌肥,低浓度,2 kg/株)=GML(羊粪有机肥,低浓度,2 kg/株)>GMM(羊粪有机肥,中浓度,4 kg/株)=BMH(香蕉茎秆有机菌肥,高浓度,6 kg/株)>CK(对照)>GMH(羊粪有机肥,高浓度,6 kg/株)=BMM(香蕉茎秆有机菌肥,中浓度,4 kg/株);(3)线性判别分析(linear discriminant analysis effect size, LEfSe)发现不同施肥处理组(CK处理组、GM处理组、BM处理组)中有37个显著差异的物种(5个纲,7个目,9个科,8个属,8个种),与维恩图的分析结果一致,即不同浓度的羊粪有机肥和香蕉茎秆有机菌肥处理下的细菌群落结构具有一定的相似性和差异性。研究表明,施用低浓度的羊粪有机肥和香蕉茎秆有机菌肥时,土壤细菌群落结构的多样性显著高于其他处理。因此,莲雾反季节催花时,施用低浓度的有机肥不仅有利于提高土壤细菌群落的多样性和稳定性,同时还可以减少有机肥施用量,达到精准施肥的目的。

  • 农业生态与环境保护
    马长旺, 郎月婷, 郭芮, 于靖, 杨东梅
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    为探究溪边凤尾蕨的地理分布规律,本文在野外考察的基础上,搜集了世界30个大型植物标本数据库中溪边凤尾蕨的标本采集信息,采用Arc-GIS软件、Excel软件建立溪边凤尾蕨不同地理范围的地理分布图和海拔高度分布图,分析其地理分布与河流分布、气候因素、地形等之间的相关性。结果表明:在世界范围内,亚洲为溪边凤尾蕨分布中心;在亚洲范围内,中国和日本为分布中心;在中国范围内,长江流域附近为分布中心;在日本范围内,中南部沿河地区为分布中心。从气候类型来看,溪边凤尾蕨主要分布在北回归线附近的亚热带季风气候区,少量分布在赤道附近的热带季风气候区和热带雨林气候区,这都表明其喜温暖的环境。同时,其分布地点主要为大陆内部的河流附近、临海地区或者岛屿,表明其喜欢湿润的环境。在海拔分布上,溪边凤尾蕨在洲间、国家间、省区间的海拔分布范围差异明显,这可能与经纬度、地形、细胞型等因素有关。