从二倍体杧果‘桂热82’中克隆和鉴定了4个Fe-S簇装配所需的NFU支架蛋白编码基因,命名为MiNFU1~ MiNFU4。MiNFU2和MiNFU3拥有全部3个NFU蛋白典型的Motif基序,MiNFU1缺失Motif 3而MiNFU4缺失Motif 1和Motif 2;MiNFU1~MiNFU3拥有相似的三级结构,而MiNFU4的三级结构与其差异较大,极为独特;13种不同科属植物之间的NFU家族成员数目略有差异,拟南芥、盐芥和短柄草3种一年生草本植物基因组中含有更多的支架蛋白,而非功能性支架蛋白在杧果、草莓、桃、苹果、柑橘和葡萄等多年生果树作物中更易发生丢失;植物NFU同源蛋白在系统发育树上可以分为2个亚家族,且在遗传进化关系上差异较大,同为十字花科、禾本科或蔷薇科植物的NFU同源蛋白分别倾向于紧密聚在一起,杧果NFU蛋白与柑橘和番茄相应的同源蛋白紧密聚在一起;杧果NFU家族基因在不同组织/器官中的表达水平差异显著,MiNFU2在所有检测组织中的整体表达表达水平最高,其次是MiNFU4和MiNFU1,而MiNFU3整体表达水平最低,杧果NFU家族基因均在幼苗叶片中的表达量最高,其次是韧皮部和盛开期花朵,在果实（幼果和熟果）中的表达水平相对较低;杧果NFU家族基因在转录水平对缺铁、高铁毒害、NaCl、PEG和低温处理的响应差异明显,虽然MiNFU3的整体表达最低,但却不受5种非生物胁迫的影响,MiNFU1和MiNFU4对高铁处理最为敏感,其表达水平在‘桂热82’幼苗全身组织均受高铁处理的调控而显著增加。此外,NaCl处理显著增加MiNFU1在根部的表达量,缺铁和PEG处理倾向于降低根部响应的NFU基因的表达水平,而低温处理倾向于降低叶片中响应的NFU基因的表达水平。本研究为明确杧果Fe-S簇装配分子机制提供基因资源,并为解析热带作物果树铁素营养和铁代谢奠定理论基础。
木薯是热带和亚热带地区重要的经济作物和粮食作物,它不仅是近10亿人消费的第三大碳水化合物来源,也是工业淀粉和生物乙醇的主要资源之一。糖基化是一种广泛存在的修饰方式,它通过糖基转移酶（glycosyltransferase, GTs）来催化修饰反应。GTs以糖苷键的形式在底物分子上添加糖基来形成更加稳定的天然糖苷或糖酯,糖基主要包括葡萄糖、鼠李糖、木糖、半乳糖等。UDP依赖型糖基转移酶（UDP-glycosyltransferases, UGTs）基因家族属于糖基化转移酶中的一类。UGTs基因在植物的生长发育过程中发挥着重要的作用,其中最普遍的功能是转移反应,如植物中次生代谢产物（植物激素）的激活和影响相关物质的溶解度从而响应生物和非生物胁迫。为分析UGTs基因在木薯中的功能,本研究采用RT-PCR技术从木薯叶片（SC124）中克隆得到MeUGT14基因。MeUGT14基因的表达显著受到病菌（Xanthomonas axonopodis pv. manihotis, Xam）的诱导。因此,构建MeUGT14基因的病毒诱导的基因沉默（virus induced gene silencing, VIGS）载体,沉默片段为285 bp。通过对木薯叶片进行基因沉默,qRT-PCR检测结果显示木薯叶片中MeUGT14基因的表达量显著下降。不同干扰植株中MeUGT14基因的表达量被不同程度地降低,分别降低了69%,45%和68%。随后对干扰植株和对照植株进行Xam侵染实验,接种Xam 6 d后,MeUGT14基因表达量的降低导致叶片上细菌数量显著增加,叶片表型也显示MeUGT14基因表达量的降低会导致叶片上菌斑更明显。研究结果表明干扰MeUGT14基因表达使得植株对Xam病菌侵染的抵抗能力显著降低。根据MeUGT14基因和UGT76B1/UGT74F1基因有较近的进化关系及UGT76B1/UGT74F1的功能研究,推测MeUGT14基因可能通过影响水杨酸和茉莉酸的合成来响应Xam病菌侵染。研究结果表明MeUGT14基因在木薯抵抗病菌侵染中发挥了作用,为进一步研究MeUGT14基因在木薯抗生物胁迫中的机制提供了线索。
MYB转录因子家族成员广泛参与植物的各种生物学过程,在调控植物适应非生物逆境过程中起关键作用。为分离甘蔗（Saccharum spp.）逆境响应MYB基因并研究其功能,本文应用3°RACE的方法,从甘蔗品种ROC22中克隆到一个R2R3-MYB转录因子基因,命名为ScMYB52-1。生物信息学分析表明,该基因cDNA序列长度为1072 bp,开放阅读框（ORF）长度为696 bp,5°非翻译区长54 bp,3°非翻译区长322 bp。该ORF编码231个氨基酸,推导蛋白的分子量为26.65 kDa,含有2个串联的MYB结构域。ScMYB52-1推导蛋白与模式植物拟南芥中的MYB家族蛋白的进化树聚类分析结果表明,ScMYB52-1蛋白与AtMYB52和AtMYB54的亲缘关系较近;进一步的多序列比对分析结果表明,上述三者蛋白质N端的MYB结构域序列高度一致,且三者的预测蛋白质三级结构类似,表明它们可能具有类似的功能。实时荧光定量PCR结果显示,ScMYB52-1在甘蔗组培苗的根中对PEG处理总体上不敏感,在叶中仅在3 h时短暂上调;ScMYB52-1在叶中受外源ABA和NaCl胁迫的诱导,在处理0.5 h均迅速上调表达,表达量分别为对照的3.35倍和2.75倍,并在处理期维持高于对照的水平;在根中受外源ABA和NaCl胁迫的抑制,在处理0.5 h时就开始下调表达,在处理24 h时表达量分别下调为对照的12%和40%,并在处理周期内总体上维持低于对照的水平。亚细胞定位分析表明,ScMYB52-1-GFP重组蛋白定位在烟草叶肉细胞的细胞核中。酵母双杂交自激活活性鉴定结果表明,ScMYB52-1蛋白无自激活活性。以上结果表明ScMYB52-1参与了甘蔗对高盐胁迫的应答,并可能受ABA信号通路的调控,在叶和根中存在差异的调控机制。本研究结果为进一步理解该基因在甘蔗非生物逆境适应过程中的功能及分子调控机制提供了初步的信息。
实时荧光定量PCR（qPCR）技术因其具有简单灵敏、准确高效等诸多优点,成为目的基因表达水平研究最常用的技术手段。而结果的可靠性取决于很多因素,其中使用合适的内参基因是qPCR技术最基本的应用前提。许多研究表明没有一种内参基因可以在任何条件下都能稳定地表达。目前尚未见到关于蝴蝶兰低温生长条件下最佳内参基因选择的有关报道。蛋白磷酸酶2A（PP2A）是真核生物体内一种主要的细胞内源丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶。本研究根据蝴蝶兰低温转录组测序结果克隆得到1个PP2A的A亚基基因,其cDNA开放阅读框（ORF）长度为1764 bp,编码1个含有587个氨基酸的蛋白,将该基因命名为PhPP2Aa,GenBank登录号为MW847782。序列分析结果表明,该基因与其他植物PP2A核苷酸序列相似性均在80%以上,氨基酸序列与小兰屿蝴蝶兰PP2A序列相似性为99.66%。基于氨基酸序列进化分析结果表明,蝴蝶兰PhPP2Aa与小兰屿蝴蝶兰和铁皮石斛的亲缘关系最近。将蝴蝶兰PP2A与其他7种候选内参基因（TUA、TUB、ACTIN、F-box、RPL19、RPL36及RPL41）进行实时荧光定量PCR,用3种常用内参基因分析软件对各个基因Ct值进行稳定性分析,结果表明蝴蝶兰8个候选内参基因在低温胁迫条件下表达水平最稳定的内参基因为PP2A,其次为ACTIN;最不稳定的基因为F-box,其次为TUA。以蝴蝶兰PP2A作为内参基因探讨低温胁迫响应基因PhNAC1的表达情况,结果显示蝴蝶兰PhNAC1的表达模式符合低温胁迫条件下的表达特性。该结果表明蝴蝶兰PhPP2Aa基因可作为低温胁迫条件下目的基因转录水平研究的内参基因。
本研究以中国5个主栽甘蔗品种‘桂柳05-136’‘桂糖42号’‘云蔗05-51’‘福农41号’‘新台糖22号’为研究材料,分别在新植蔗和宿根蔗的伸长初期、伸长盛期、成熟期,对不同品种甘蔗叶面积指数（LAI）,完全展开绿叶（+1、中部、基部）的叶面积,株高和茎径进行测定。在甘蔗伸长盛期、成熟期对甘蔗叶片总数、绿叶数进行测定,在甘蔗成熟期对产量、蔗糖分、纤维分、干物质含量等品质指标进行测定,并分析甘蔗的表型发育特征与成熟期产量和糖分的相关性。结果表明,伸长初期各品种新植蔗株高生长速度高于宿根蔗,‘云蔗05-51’的生长速度最快;‘福农41号’的新植蔗和宿根蔗茎径高于其他品种;各品种叶片LAI呈先上升后降低的趋势,伸长盛期宿根蔗LAI高于同时期新植蔗;宿根蔗叶面积在伸长初期显著高于新植蔗,新植蔗叶面积呈现先上升后降低的趋势;宿根蔗较新植蔗具有更高的绿叶率,其中‘桂柳05-136’各时期绿叶率均处于最高。成熟期甘蔗产量和品质检测表明：‘云蔗05-51’产量最高,‘桂柳05-136’蔗糖分最高,‘桂糖42号’纤维分和干物质含量最高,新植蔗‘桂糖42号’产糖量最高,宿根蔗‘桂柳05-136’产糖量最高。相关性分析表明,新植蔗蔗糖分与伸长初期株高、茎径、叶面积显著负相关,宿根蔗产量与生长各时期株高呈显著正相关。本研究发现‘桂柳05-136’宿根蔗具有较好的单位面积产糖量,‘桂糖42号’新植蔗单位面积产糖量较高,‘云蔗05-51’具有较高的产量,不同品种具有的生物学特性有所差异,应结合气候条件和栽培模式,因地制宜地选择合适的品种进行种植。
为科学评价黄皮种质果实品质奠定基础,采用主成分分析和聚类分析的方法,以23份黄皮种质资源的成熟果实为试材,测定单果重、果实纵径、果实横径、果形指数、可食率、可溶性固形物、蛋白质、VC含量、总酸、可溶性糖、糖酸比11项品质指标,从中筛选出具有代表性的黄皮品质评价指标,并对23份黄皮种质进行聚类。结果表明,单果重、VC、蛋白质、可溶性糖、总酸和糖酸比的变异系数均在20%以上,其中黄皮果实的糖酸比变异系数最大,高达108.57%,不同黄皮种质间营养成分的含量差异大,具有丰富的遗传信息和多样性;而果实横径、果形指数的变异系数均在10%以下,果形指数的变异系数最小,仅6.98%,黄皮外观形状、大小遗传比较稳定、改良空间较小;23份黄皮种质的各品质指标之间存在显著或极显著的相关性;将数据标准化处理后,进行主成分分析,提取出4个具有代表性的主成分,累计方差贡献率达到85.41%;通过计算得到第1~4主成分因子得分和品质指标的综合得分,其中第1、2主成分在黄皮品质综合评价中起到关键作用,综合评价得分最高的为A3,得分最低的为G1;对黄皮种质资源的品质影响较大且相对独立的有单果重、果形指数、可食率、可溶性糖、总酸和糖酸比这6个指标;将6个具有代表性的品质指标的数据标准化处理后进行系统聚类分析,在欧氏距离15处,可得到4大类群,第I大类群有A3和Y-2,果实大、可食率较高、糖酸比高,风味偏甜,品质优良,第II大类群有X1、Y-1、G2和B1,果实较大,形状多样,可食率高,可溶性糖和糖酸比较低,品质较差,第III大类群包括300-1、J2、300-2、9-3、H1、A1、Z1、A2、N-3这9份黄皮种质,其果实大小偏低,可食率较高,酸甜适中,第IV类群包括A5、N-1、H2、A6、T1、G1、J1、J3这8份种质,其果小,可食率低,可溶性糖较低,总酸较高,糖酸比极低,口感较差。
为从湖南省常用的薏苡（Coix lacryma-jobi）种质资源筛选出不同用途的良种,本研究以51份薏苡种质资源为材料,测定表型性状、农艺性状和营养品质等性状的16个指标,并分析其遗传特性。结果显示：农艺性状和营养品质的变异系数为5.36%~26.41%,表型性状遗传多样性指数为0.52~1.87。5个主成分的累计贡献率为67.13%。供试种质可划分为4类：第1类类群包含7份种质,籽粒及鲜秸秆产量均高,属于籽饲兼用型;第2类类群包含12份种质,株高及鲜秸秆产量高,茎杆粗,籽粒产量中等,属于饲用型;第3类类群包含5份种质,综合性状排名靠前,粒小,产量低,属于生态用型;第4类类群包含27份种质,农艺性状及营养品质均一般,作筛选特异性状亲本型。16个指标综合隶属函数系数值>0.5的有7个种质,其中,籽饲兼用型为HNYY-34,饲用型为HNYY-39、HNYY-40,籽实利用型为HNYY-22、HNYY-38,其他综合利用型为CQYY-01、HNYY-43。本研究为湖南薏苡优异性状的筛选和高效利用及后续薏苡在食用、药用、饲用及生态用方面的新品种选育提供材料。
延药睡莲（Nymphaea nouchali Burm. f.）是海南原产的睡莲属原生种和珍稀水生花卉,具有重要的观赏、生态价值及一定的药用和食用价值,也是开展热带睡莲新品种培育的良好材料。为了全面了解海南岛延药睡莲的资源分布及保护现状,为其科学保护和有序利用提供参考依据,对延药睡莲资源进行多次野外调查,记录观测延药睡莲分布、生境条件及生存状况。结果表明：延药睡莲在海口、万宁、昌江、三亚、乐东等市县有自然分布,各分布点野生植株数量及生长势不一,其中三亚甘什岭分布点延药睡莲的生长状况较好,而乐东球港村分布点的植株数量最多;延药睡莲主要生长于水深0.2~1.6 m的静态水体中,对水质和水位等生活环境的要求较高,极易因环境因素的干扰而导致种群规模减少乃至消失;延药睡莲的自然分布点大多处于未保护状态,受外来生物入侵和人为因素干扰严重,野生数量稀少,已处于濒危状态,亟待保护。
加强热带作物新品种知识产权保护、推动种业自主创新,对于维护国家战略安全和满足人民美好生活的需求具有重要意义。在过去的20 a里,我国热带作物共有20个属（种）纳入新品种权保护目录,新品种保护工作取得了长足的发展。本文运用农业农村部科技发展中心的公开数据,从热带作物的属（种）、类型、申请授权时间和育种主体等不同角度,统计分析了当前我国的热带作物品种权保护现状,归纳剖析了新品种权保护工作存在的保护意识不强、保护难度大、育种主体单一、创新能力不足、品种权授予不及时等问题,最后,针对性地提出了提高品种权保护意识、强化侵权打击和技术保护、加大政策支持和经费投入、加强热带作物种质资源收集与利用、加快热带作物新品种测试能力建设等建议。
氨挥发和氮淋洗是氮肥损失的重要途径,导致严重的环境污染。有关橡胶林氮肥穴施后的氨挥发和氮淋洗损失问题的研究鲜见报道。本研究设置0 kg/hm2（对照）、100 kg/hm2（低氮）、230 kg/hm2（中氮）、400 kg/hm2（高氮）的施氮水平,分别采用通气法和渗漏盘法研究橡胶林尿素穴施后的氨挥发和氮淋洗损失特征。结果表明,旱季氨挥发损失过程大致在14~20 d内完成,雨季基本在7~10 d完成;氨挥发峰值在旱季较雨季延迟,旱季大概施肥后6~13 d达到峰值,而雨季1~3 d即达到峰值;与对照相比,低氮、中氮和高氮处理的氨挥发损失大致为9.32~21.54 kg/hm2。氮淋洗损失主要发生在雨季（5—11月）,且以硝态氮淋洗为主;橡胶林氮肥穴施条件下的氮淋洗损失约为2.36~9.00 kg/hm2;随着施氮量的增加,氨挥发和氮淋洗损失均呈增加趋势。综上,橡胶林氮肥穴施后的氨挥发和氮淋洗损失并不高,其施氮量不宜超过230 kg/hm2。
了解我国蕉园土壤肥力现状对明确土壤障碍因子,制定有效的消障措施和合理的养分管理方案具有重要指导意义。收集已公开发表有关蕉园土壤肥力的文献数据及结合实地调研测定的数据,建立土壤养分数据库,包括土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁、有效铁、有效锰、有效铜、有效锌和有效硼含量。参考第二次全国土壤普查养分分级指标,明确我国蕉园土壤养分现状,并分析海南、广东、广西、云南和福建香蕉种植区域土壤养分分布特征。我国蕉园土壤pH平均为5.3、有机质含量平均为14.9 g/kg、碱解氮含量平均为77.3 mg/kg、有效磷含量平均为96.0 mg/kg、速效钾含量平均为227 mg/kg、交换性钙含量平均为1039 mg/kg、交换性镁含量平均为102 mg/kg、有效铁含量平均为169 mg/kg、有效锰含量平均为41.8 mg/kg、有效铜含量平均为2.84 mg/kg、有效锌含量平均为4.82 mg/kg、有效硼含量平均为1.16 mg/kg。86.3%的蕉园土壤有机质处于潜在缺乏及以下水平,97.1%的蕉园土壤碱解氮处于中等以下水平,60.8%的蕉园土壤交换性镁处于潜在缺乏及以下水平,50%以上的蕉园土壤速效磷、有效钾和微量元素含量处于极高水平。不同省份蕉园土壤养分含量及有机质、大中量元素、有效锰和硼处于中等以下水平的蕉园存在差异。我国蕉园土壤综合肥力指数平均为0.71,福建蕉园土壤肥力综合指数为0.78,显著高于其他省份;广东（0.71）和云南（0.69）蕉园土壤综合肥力指数显著高于海南（0.62）和广西（0.61）,不同省份13.3%~37.1%蕉园土壤综合肥力指数在中等以下水平。我国蕉园土壤有效磷、速效钾、交换性钙、微量元素（除有效硼外）处于中等偏上水平,土壤pH偏低,有机质、交换性镁和有效硼处于中等或缺乏水平,成为蕉园土壤肥力潜在限制因子。因此,我国香蕉生产中,应重视有机肥、镁肥和硼肥的施用,不同香蕉种植省份要因地制宜,制定有效障碍因子消减措施,提升蕉园土壤肥力,促进香蕉提质增效和产业绿色发展。
为了探明影响广西甘蔗种茎出苗及苗期生长的气象因子,本研究选用2个广西当家甘蔗品种‘新台糖22号’（T22）和‘桂糖42号’（G42）为研究对象,从2—5月开展甘蔗分期播种试验,每半个月播种1期。通过观测每期甘蔗的出苗率、苗期生长状况以及同期的气象因子（降雨量、平均气温）,并对数据进行相关统计分析。结果表明,T22、G42蔗种的出苗率与播种后20 d的累积降雨量呈显著正相关,而与播种后10 d的累积降雨量呈正相关,差异未达显著水平。由播种后20 d的累积降雨量与甘蔗出苗率的对数函数方程进一步显示,为了使甘蔗种茎出苗率达80%以上,甘蔗播种后20 d的累积降雨量要达到75 mm以上;播种后的平均气温、降水量和日照时数与甘蔗苗茎伸长期株高/茎粗相关性达到5%显著性水平以上,进一步逐步回归分析显示,降水量是影响甘蔗茎伸长期株高/茎粗的显著性自变量。推断甘蔗播种后10~20 d的累积降雨量是决定甘蔗出苗的关键气象因子,在甘蔗苗期生长过程中,降雨量对甘蔗生长至关重要,可以通过降雨量预测甘蔗苗期株高/茎粗。鉴于以上研究结果,在广西甘蔗生产过程中,为了提高甘蔗出苗率,要加强甘蔗种植后20 d内的水分管理,在这期间累积降雨量需达到75 mm以上才能达到甘蔗齐苗的目的,甘蔗出苗后也需加强水分管理,利于苗期快速生长,从而提高蔗苗质量。
为明确机械收获对蔗地土壤物理性状和宿根蔗产量的影响,以消除蔗农对大型机械收获系统对甘蔗耕层土壤严重压实的顾虑。以广西红壤坡耕地为研究对象,设置机械收获和人工收获2种处理,研究机械收获对耕层土壤物理性状和宿根蔗产量的影响。结果表明：蔗垄0~40 cm土层,土壤容重、贯入阻力、抗剪强度、田间持水量和总孔隙度等土壤物理性状在机械收获和人工收获间均无显著差异。蔗沟0~20 cm土层,机械收获后,土壤紧实度、贯入阻力和抗剪强度显著提高,总孔隙度和通气孔隙度下降。同人工收获相比,机械收获过程中,机具行走对蔗沟土壤造成压实,但对蔗垄土壤影响不显著。蔗垄土壤紧实度在垂直梯度上存在2个明显交替变化的界面,0~20 cm土层以人工收获的土壤紧实度较高,20~40 cm土层以机械收获的土壤紧实度较高。第1年宿根季和第2年宿根季人工收获处理蔗茎产量均高于机械收获处理,但差异不显著。综上所述,在固定道技术下,甘蔗机械收获对蔗垄土壤物理性状和宿根蔗产量的影响不显著。本研究为规范甘蔗机械收获操作,减少大型机械对蔗地土壤压实提供了科学依据。
三熟制模式下南方双季稻茬口衔接季节紧张是协调双季稻周年增产中存在的主要问题。虽然前人在三熟制模式下水稻品种搭配以及肥料利用率方面做了大量研究，但是三熟制模式下南方双季早稻产量及其养分积累分配相关性的研究鲜有报道。为了比较南方双季早稻养分积累分配特征，本文以15个水稻早稻品种为研究对象，对不同水稻品种的秧苗素质、基本苗及分蘖动态、经济性状、营养元素积累及分配、产量及产量构成因素进行比较分析。结果表明，不同品种间秧苗素质存在显著差异，‘株两优819’的叶龄、苗高、百株鲜重等多项指标优于其他品种，秧苗素质表现佳。分蘖动态调查表明不同品种达到分蘖峰值的时间不同，其中以‘株两优929’的高峰苗最大，1 hm2达616.65万茎蘖数，‘株两优929’与‘中早39’高峰苗差异最为显著，‘株两优929’较‘中早39’显著增加33.62%。氮、磷、钾总养分的积累方面，‘株两优929’和‘陵两优942’养分积累量显著高于其他品种，分别为311.88 kg/hm2和376.35 kg/hm2。‘陵两优942’的地上部干物质积累量最高，为12 028.09 kg/hm2。‘株两优929’的实际产量最高，为7873.01 kg/hm2。成熟期水稻品种养分积累量与子粒产量的相关性分析表明，氮、磷积累与有效穗均呈显著正相关（r=0.62*，r=0.50*），株高与千粒重之间呈极显著正相关（r=0.80**），有效穗数与每穗粒数之间呈极显著负相关（r=-0.76**），结实率与千粒重之间呈极显著负相关（r=-0.68**）。通过关联度分析表明，‘陵两优942’和‘株两优929’的综合表现明显优于其他品种。本研究对南方多熟制稻区早稻品种筛选及高效栽培具有重要意义。
根是植物的重要营养器官,控制水分和养分的吸收,很大程度上影响了作物的产量,因此,健康庞大根系网络的建成,对促进作物生产具有决定性意义。火龙果（Hylocereus polyrhizus）属于仙人掌科量天尺属,是热带地区重要的经济作物,具有很高的食用价值和工业价值,近年来其在热带和亚热带地区的种植面积呈现出急剧扩大的趋势。火龙果是浅根系作物,而关于如何促进火龙果根系生长的研究依然非常匮乏。氨基酸态氮是植物重要氮源,对改善根系生长和作物品质有重要作用,而外源氨基酸态氮如何影响火龙果根系生长以及养分吸收尚无相关报道。本研究以‘软枝大红’火龙果为研究对象,在水培条件下,分析了不同外源氨基酸态氮（甘氨酸、谷氨酸、精氨酸）对火龙果幼苗根系和养分吸收的影响,探究适合火龙果生长所需的外源氨基酸类型。结果表明：甘氨酸处理条件下,火龙果幼苗地上部分生物量和侧枝长度分别为18.12 g/株和59.0 cm,显著高于无机氮（NH4++NO3?）、谷氨酸或精氨酸等处理。地上部养分吸收量也显著受氨基酸类型的影响,甘氨酸处理氮、磷、钾以及中微量元素的吸收量均显著高于其他氨基酸处理。同谷氨酸和精氨酸相比,甘氨酸处理显著促进了根系的生长,幼苗总根长和根表面积分别达到2578 cm/株、401 cm2/株,但低于对照无机氮处理。甘氨酸处理火龙果幼苗根系FTIR光谱在1604 cm?1和1380 cm?1波数附近的透射率均高于其他处理,表明甘氨酸处理降低了火龙果根系氨基酸等物质的含量,可能由于含氮素等物质更多向地上部分配引起。综上所述,同谷氨酸和精氨酸相比,甘氨酸能显著促进火龙果幼苗根系生长,并提高地上部生物量以及养分吸收。
菜用甘薯存在产量低、品质差以及在种植过程中由于不合理施肥造成生态环境恶化等问题,因此,针对以上问题开展本研究。氮肥作为农业肥料投入的主要部分,是影响菜用甘薯产量和品质的重要因素,通过设置不同氮素形态配比处理,根据菜用甘薯茎尖产量和品质相关指标的变化,揭示菜用甘薯产量和品质对氮素形态配比的响应机制,为提升菜用甘薯产量和品质的同时减轻因不合理施肥造成环境污染提供理论依据。本研究为大田试验,供试品种为生产上主栽的2个菜用甘薯品种‘福薯18’（F18）和‘鄂薯10号’（E10）,采用两因素裂区试验设计,设5个氮素形态配比处理为：（1）NH4+-N∶NO3--N∶CONH2-N =1∶1∶1 (N1);（2）NH4+-N∶NO3--N∶CONH2-N = 1∶0∶2 (N2);（3）NH4+-N∶NO3--N∶CONH2-N = 2∶0∶1 (N3);（4）NH4+-N∶NO3--N∶CONH2-N = 1∶2∶0 (N4);（5）NH4+-N∶NO3--N∶CONH2-N = 2∶1∶0 (N5)。研究结果表明,N4和N5处理均可显著提高菜用甘薯的茎尖产量、总酚含量、总黄酮含量、可溶性糖含量、苯丙氨酸解氨酶(PAL)酶活性和IbPAL基因表达量;同一时期不同处理间差异显著,随着生育期的不断推进,各项指标的变化呈先升后降的趋势,其中以N4处理效果更为显著,除可溶性糖含量在N3处理下最低外,其他各项指标均在N2处理下最低,由相关性分析证实,总酚、总黄酮和可溶性含量及PAL酶活性与IbPAL基因表达量呈显著正相关,而可溶性糖含量与基因表达量呈负相关,表明可溶性糖含量的变化与IbPAL基因表达无相关性;由氮素形态配比处理可知,相对于N2和N3处理,N4和N5处理为植株提供了更多的NO3--N,由此推断NO3--N在菜用甘薯生长发育过程中起到更为重要的促进作用,而CONH2-N在本研究中对甘薯产量和品质的促进作用并不突出。而N4处理即NH4+-N∶NO3--N∶CONH2-N = 1∶2∶0的配肥方案是促进菜用甘薯产量和品质提升的最佳配施组合。本研究结果可为合理配肥以获得理想的作物产量和品质提供理论依据,为在其他作物上开展相关研究提供参考。
为探究三角梅属植物不同品种的花粉活力和柱头可授性,从而提高其杂交效率。以‘伊娃夫人’（Bougainvillea glabra ‘Mrs Eva’）、‘小叶紫’（B. glabra ‘Sao paulo’）、‘伊娃白’（B. glabra ‘Mrs Eva White’）、‘加州黄金’（B. × buttiana ‘California Gold’）和‘橙红’（B. × buttiana ‘Afterglow’）等5个三角梅品种为试材,采用FDA、液体培养基萌发法检测5个品种的花粉生活力,探究不同保存方法对其花粉活力的影响;利用联苯胺-过氧化氢法对5个品种的柱头可授性进行比较分析。结果表明：（1）0.01%FDA染色液均能使5个三角梅品种染色,其中,‘伊娃白’花粉活力最高,花粉活力为27.16%;其次是‘伊娃夫人’和‘小叶紫’,分别为13.98%和11.86%;活力最低的是‘橙红’和‘加州黄金’,分别为7.17%和4.01%。（2）不同保存条件下,5个三角梅品种的花粉活力存在显著差异。28℃干燥保存条件下,各品种花粉活力大小顺序为‘小叶紫’>‘伊娃夫人’>‘伊娃白’>‘橙红’>‘加州黄金’;4℃冰箱保存条件下,各品种花粉活力大小顺序为‘伊娃夫人’>‘伊娃白’>‘小叶紫’>‘加州黄金’>‘橙红’。（3）通过液体培养基培养12 h后5个三角梅品种的花粉萌发率均较低,其中‘小叶紫’萌发率相对较高,为4.50%;其次是‘伊娃白’和‘伊娃夫人’,分别为2.78%和2.51%;‘加州黄金’和‘橙红’萌发率最低,分别为0.98%和0.08%。（4）5个三角梅品种的柱头可授性差异明显,其中‘小叶紫’和‘伊娃夫人’柱头可授性较好,其次是‘伊娃白’,而‘加州黄金’和‘橙红’柱头可授性均较低。综上,‘小叶紫’‘伊娃夫人’和‘伊娃白’3个三角梅品种适合作为杂交育种中的亲本材料。
沉香是国际上极负盛名的药用和香料资源之一。在亚洲许多国家,沉香产业既是传统行业也是发展迅猛的新兴产业。沉香优良种质的大规模应用对沉香产业的可持续发展具有重大意义。因此优良沉香种质资源是近年沉香产业关注的重点和热点,但一些优良种质的品质特性无法通过有性繁殖遗传,大规模繁育存在技术障碍。植物组织培养技术在品种优良性状保持、种子资源保存、快速繁殖等方面具有非常突出的优越性,被广泛应用于中药资源保护和中药产业发展。为建立工业化生产的沉香广谱再生体系,本文以白木香无菌苗和成龄植株的枝条为材料从外植体消毒、丛生芽诱导和生根培养三方面进行组织培养研究。结果表明,通过0.1%多菌灵溶液浸泡3 min,流动水冲洗3 h处理,对采摘自大田的白木香枝条有较好的除菌效果。0.1%升汞溶液消毒6~8 min,可有效保持外植体的成活率。在培养基中适当添加灭菌剂也能有效控制材料染菌。无菌苗茎段丛生芽诱导较易,大田枝条的丛生芽诱导较难。WPM + 20 g/L蔗糖+0.5 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA (G4)有利于无菌苗的丛生芽诱导;1/2 MS+25 g蔗糖+2 mg/L 6-BA+0.01 mg/L NAA (I3),1/4 MS+20 g/L蔗糖+ 2 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA (J2)和WPM+20 g蔗糖+1 mg/L 6-BA+0.01 mg/L NAA (K2)有利于成龄植株枝条外植体的丛生芽诱导,将膨大的丛生芽团切割后转接于不含植物生长调节剂的WPM培养基中可促进丛生芽伸长。WPM培养基中添加10~20 g/L蔗糖,并加入0.1~0.5 mg/L NAA可诱导无菌苗和茎段外植体的新芽生根。本研究以沉香2种外植体进行组织培养,成功获得再生植株,为沉香优良种质的无性繁殖提供技术参考。
以闽西地方茄子品种‘胭脂茄’种子和幼苗为试材,用不同浓度SNP（0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1.0、1.5 mmol/L）浸种6 h,分别在28℃和4℃暗培养处理3 d后转入培养箱进行常规培养萌发,统计各处理的发芽指标;对胭脂茄幼苗叶面喷施不同浓度SNP（0、0.1、0.3、0.5、0.8、1.0、1.2、1.5 mmol/L）预处理3 d后,于10℃/5℃下进行低温胁迫,通过测定幼苗的株高、茎粗、鲜重、干重及叶片中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）的活性,可溶性蛋白和脯氨酸含量以及丙二醛（MDA）含量,研究低温胁迫下外源一氧化氮（NO）预处理后对种子萌发、幼苗生长及相关生理生化特征的影响。结果表明,外源NO供体SNP预处理后,胭脂茄种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数的变化趋势均随着SNP浓度的升高呈先增加后减少变化,SNP浓度为0.2 mmol/L时,种子萌发各指标达到最大,SNP浓度超过0.5 mmol/L时各指标降低;施加低浓度（0.1~1.0 mmol/L）SNP预处理能够增加胭脂茄幼苗株高、茎粗、鲜重和干重,可以增加幼苗叶片中可溶性蛋白和脯氨酸含量、提高超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性,降低幼苗叶片中MDA累积,SNP浓度为0.5 mmol/L时CAT活性最高,其余各项指标以SNP浓度为0.8 mmol/L时达到最佳,高浓度SNP对各项指标产生抑制作用。研究结果表明低温胁迫下低浓度SNP预处理后可有效保护胭脂茄种子萌发和幼苗生长,浓度过高反而造成伤害。本研究结果为合理使用外源NO促进胭脂茄种子萌发和幼苗生长提供理论依据,为闽西地区有效防御茄子低温冷害提供应用价值。
甘蔗优良亲本的选择和利用是决定甘蔗品种选育的关键因素,甘蔗亲本资源单个性状研究较多,但是,多种病害的综合性评价较少。为了解甘蔗亲本抗病性,优化甘蔗杂交亲本选择和组合,在广西农业科学院甘蔗研究所海南甘蔗杂交基地筛选常用甘蔗亲本274个,包括引进美国（US）15份、引进其他国家（GW）31份、引进中国台湾（TWCHN）25份、引进国内其他地区（GN）92份和自育亲本（GT）111份,进行甘蔗叶部白条病、叶焦病、赤腐病、轮斑病、花叶病、黄叶综合症（黄叶病）、梢腐病、黄斑病8种甘蔗叶片主要病害的抗病性评价和甘蔗黑穗病发病率调查,并利用灰色关联度分析锤度与中国甘蔗8个主要病害的关联度和亲本的抗病性加权关联度分析。结果表明,轮斑病是甘蔗常用亲本群体中发病最普遍的病害,有214个亲本发生病害,发病比例达78.10%,但其抗病级别7~9级只有9个亲本,总体感病程度较轻。亲本群体感病数最少的3个病害分别为白条病、梢腐病和黄斑病。美国和中国台湾是我国大陆甘蔗最重要的亲本来源地,已育成多个优良品种。美国引进亲本群体感染白条病、叶焦病和黄叶病的发病比例最高,分别为20.00%、33.33%和33.33%,但其他叶部病害的发病比例较低;中国台湾引进亲本群体中,轮斑病、黄叶病和叶焦病的发病比例较高;国内其他地区引进和自育亲本群体的发生病害比例较一致,属于中间水平,但自育亲本群体的轮斑病发病比例高达80.18%。黑穗病是中国大陆危害最严重的甘蔗病害。美国15个亲本群体的黑穗病发病比例为13.33%,且其中最大发病率仅为2.17%,属于感染亲本多但病害发病较轻;中国台湾引进亲本群体的黑穗病发病比例为24.00%,且其中最大发病率为10%,在各来源地亲本中发病率最高;甘蔗亲本叶部病害与锤度之间的相关性分析表明,其中梢腐病与锤度关联度最高为0.960,而黑穗病最低为0.711。灰色关联度加权分析常用亲本的抗病性表现为：F171、Tai98-2817、RB92-579、YuanL7、YueY R1、GF2、GT03-1462、GT08-120抗病性优良,而YZ99-596、CP01-1178、YunY06-450、CP94-1100、CP09-4256抗病性差。以欧式距离分类法对274个常用亲本的8个叶部病害和黑穗病进行模糊聚类分析,常用亲本可分为6类,其中第一类群是ROC28、MeiY8、YG45、YZ11-1204、GT05-1141和GT09-268,中抗轮斑病和黄斑病,高抗其他病害。本研究对甘蔗杂交亲本材料的选择和优化提供参考,对甘蔗育种材料的创制具有重要意义。
由甘蔗鞭黑粉菌引起的甘蔗黑穗病是我国甘蔗生产中危害最大的病害,给甘蔗产业造成严重的产量和经济损失。化学防治是作物病害综合防治的重要措施之一,开展甘蔗黑穗病高效、低毒、低残留防治药剂的筛选,进行田间防治试验,对甘蔗黑穗病的有效防治和提高甘蔗产量具有重要意义。为筛选适合大田防治甘蔗黑穗病的推荐化学药剂,通过测定11种杀菌剂对甘蔗鞭黑粉菌的抑菌试验,采用扫描电镜解析有效杀菌剂的抑菌机理,通过新植蔗和宿根蔗的甘蔗黑穗病大田防治试验,评价杀菌剂的防治效果和对产量、株高、茎径、公顷有效茎数、锤度、单茎重等甘蔗主要农艺性状的影响。结果表明,经室内生物活性测定,获得4种杀菌剂对甘蔗鞭黑粉菌单倍体生长、有性配合、冬孢子萌发有抑制作用,分别是42.4%唑醚·氟酰胺悬浮剂、75%肟菌·戊唑醇水分散粒剂、250 g/L吡唑醚菌酯乳油和325 g/L苯甲·嘧菌酯悬浮剂。扫描电镜显示,这4种杀菌剂均对甘蔗鞭黑粉菌冬孢子和单倍体孢子细胞组织造成不同程度的破坏,使甘蔗鞭黑粉菌失活。在大田新植蔗的甘蔗黑穗病防治试验中,42.4%唑醚·氟酰胺悬浮剂、75%肟菌·戊唑醇水分散粒剂、250 g/L吡唑醚菌酯乳油和325 g/L苯甲·嘧菌酯悬浮剂的防治效果分别为91.81%、82.84%、81.76%、70.92%,各药剂防治区产量分别比对照增产20.84%、17.13%、15.92%、13.35%。在宿根蔗的甘蔗黑穗病防治试验中,以上杀菌剂防治效果分别为89.35%、82.21%、81.51%、70.18%,其产量分别比对照增产30.15%、24.05%、20.33%、16.58%。新植蔗和宿根蔗药剂防治区的甘蔗其他农艺性状均优于对照区。这4种杀菌剂对甘蔗黑穗病均有良好的防治效果和增产作用,可作为大田防治甘蔗黑穗病的推荐杀菌剂。
果蔗是我国华南地区的特色水果,条螟（Chilo sacchariphagus Bojer）是危害果蔗的主要害虫之一,严重影响果蔗的产量和品质。农药防治是目前最主要的技术手段,但是大量的化学农药施用不仅危害环境,而且对人们健康存在安全隐患。为了推进化学农药减量增效以及果蔗行业的绿色发展,本研究根据果蔗条螟预测预报技术,建立了“2%噻虫胺颗粒剂+性诱剂”技术模式,并在广州市南沙区东涌镇和榄核镇开展了试验与示范工作。结果表明,条螟性诱剂预测预报结果与人工花叶调查结果基本一致,但是花叶率高峰期与同期诱蛾量高峰期相比具有7~10 d的滞后;甘蔗苗期2%噻虫胺颗粒剂处理后30 d,在东涌镇处理组枯心率为0.47%±0.04%,榄核镇枯心率为0.66%±0.23%,对照组为5.03%±3.09%。东涌镇、榄核镇处理苗期果蔗枯心的防效分别为90.60%±0.85%和86.88%±2.69%,花叶防效分别为77.60%±7.34%和74.65%±6.36%,2个试验地的防效差异不显著;中期挂迷向丝15 d后性诱剂迷向防控在东涌镇和榄核镇的螟害株防治效果分别为86.52%±2.56%和89.64%±3.00%,螟害节防治效果分别为77.48%±7.97%和89.64%±2.38%;收获前最终调查显示,东涌镇和榄核镇的最终螟害株防效分别为75.44%±3.56%和82.63%±5.13%,螟害节防效分别为74.08%±11.00%和78.84%±6.44%。研究表明,“2%噻虫胺颗粒剂+性诱剂”技术模式对果蔗条螟具有良好的防治效果,将为果蔗条螟的防控以及农药减量增效提供技术参考。
针对热带农业废弃物资源化过程中生物炭安全利用数据不足,以热带农业废弃物[香蕉茎（banana stem, BS）、菠萝叶（pineapple leaves, PL）、荔枝杆（litchi stem, LS）、水稻秆（rice stalk, RS）、椰子壳（coconut shell, COS）、蘑菇渣（mushroom residue, MR）和木薯茎（cassava stem, CAS）]为原料于不同温度（300、500、700℃）下制备生物炭,利用超声辅助提取-QuEChERS-GC-MS测定其中的16种优控多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs）分布特征,结合原料/生物炭理化因子与制备温度解析PAHs残留影响因素,基于苯丙a芘毒性当量浓度（toxic equivalent concentration of benzo[a]pyrene, TEQ-BaP）和风险熵值法评价生物炭中PAHs的生态风险。结果表明,∑16 PAHs处于1217.6~9547.1 μg/g,检出率与浓度最高均为萘（naphthalene, NAP）与菲（PHE）,2~4环PAHs是生物炭中主要的PAHs类型;生物炭中∑16PAHs呈现BS>PL>LS>RS>COS>MR>CAS,不同生物炭中PAHs种类与含量不同,与来源及制备温度相关。冗余分析（RDA）结果显示,生物炭中PAHs含量与生物炭的电导率（electric conductivity, EC）、碳氧比（carbon oxygen ratio, C/O）呈正相关,而与碳氢比（hydrocarbon ration, C/H）呈负相关（P<0.05）,且与温度密切相关。从毒性当量浓度和风险商（risk quotient, RQ）看,生物炭中PAHs的毒性来源于低环PAHs,且致癌毒性效应较小;生物炭中NAP浓度存在生态风险,其他单体PAH的RQ<0.1,无生态风险,但值得注意的是总PAHs的RQ>1,需加以关注。该结果可为今后热带土壤中生物炭安全利用提供科学依据。
