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    组学与生物技术
  • 组学与生物技术
    郑婉茹, 丁凯旋, 陆小花, 李琳琳, 王超群, 陈银华, 姚远, 陈新, 耿梦婷
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    木薯是华南地区重要的经济作物,其块根富含淀粉。解析木薯块根淀粉合成调控机理将有助于木薯高产、高淀粉分子改良。AGPase由大亚基和小亚基构成,催化1-磷酸葡萄糖和ATP形成腺苷二磷酸葡萄糖和焦磷酸,其中腺苷二磷酸葡萄糖为淀粉生物合成的底物。AGPase酶是植物淀粉合成的限速酶,提高AGPase酶活性,有利于作物淀粉的积累及产量的提高。木薯MeAGPS1a基因编码的小亚基是AGPase的催化中心,前期研究表明生长素响应因子MeSAUR1作为转录因子正调控MeAGPS1a基因表达,酵母双杂交筛选木薯cDNA文库显示钙调素类似蛋白(CaM-like, CML)成员MeCML24为MeSAUR1的候选互作蛋白。为了确定MeCML24和MeSAUR1的互作关系,本研究从‘SC8’木薯品种基因组克隆了MeCML24基因,该基因的CDS区长度为492 bp,编码163个氨基酸。MeCML24蛋白的理化性质及二级结构分析显示,该蛋白理论等电点pI值4.38,属于亲水性蛋白,α-螺旋占52.76%,无规则卷曲占30.06%,β-转角结构占11.04%。构建酵母双杂交载体BD-MeCML24,自激活实验表明MeCML24不具有自激活活性。酵母双杂交点对点实验发现,共转AD-MeSAUR1和BD-MeCML24质粒的酵母菌株在SD/TLHA+x-α-gal培养基上变蓝,表明MeCML24与MeSAUR1存在互作关系。采用双分子荧光互补(BiFC)实验,将融合蛋白MeSAUR1-nEYFP和MeCML24-cEYFP在烟草叶片中共表达,在激光共聚焦显微镜下检测出黄色荧光蛋白EYFP的荧光信号,进一步证明了MeCML24与MeSAUR1互作。最后利用双荧光素酶实验证明MeCML24与MeSAUR1互作负调控MeAGPS1a基因表达。本研究揭示了木薯MeSAUR1与MeCML24协同调控MeAGPS1a基因表达的机制,发现钙调素类似蛋白MeCML24参与调控木薯块根淀粉合成关键基因MeAGPS1a表达,为利用分子生物学技术培育木薯优良品种提供了理论基础。

  • 组学与生物技术
    李琳琳, 王超群, 李春霞, 骆凯, 王红刚, 陈银华, 张肖飞, 耿梦婷
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    木薯是热带地区重要的粮食作物,菜豆黄单胞菌属木薯细菌性枯萎病致病种(Xanthomonas phoseoli pv. manihotis, Xpm)侵染引起的细菌性枯萎病是木薯的重要病害。挖掘、鉴定木薯抗Xpm病原菌侵染的基因,并解析其抗病机制有利于开发木薯抗病种质。植物热激转录因子(heat shock transcription factors, Hsfs)在植物抵御生物胁迫和非生物胁迫的过程中发挥重要作用。本研究利用RT-PCR技术从‘华南8号’(‘SC8’)木薯品种克隆热激蛋白转录因子基因MeHsfB3a的全长。生物信息学分析发现MeHsfB3a含有2个外显子和1个内含子,全长729 bp,编码242个氨基酸,蛋白理论相对分子质量27.9 kDa,理论等电点pI为7.59,理论不稳定系数为56.86,属于不稳定蛋白质,亲水性平均指数-0.880,表明该蛋白水溶性较好,脂溶指数为65.98。亚细胞定位预测该蛋白可定位于细胞核。利用qRT-PCR技术分析发现MeHsfB3a在嫩叶、成熟叶、顶芽、叶柄、块根、须根均有表达,在成熟叶中的表达量最高,在其他器官中的表达量较少。采用XpmHN11病原菌侵染木薯‘SC8’叶片0、3、6 h和1、3、6 d后分析MeHsfB3a表达,发现1 d以后该基因的表达显著提高。说明MeHsfB3a参与‘SC8’木薯对XpmHN11病原菌的响应过程。采用VIGS技术沉默木薯‘SC8’的MeHsfB3a基因,该基因沉默效率降低了68.26%~82.44%。接种XpmHN11病原菌至沉默植株叶片,于接菌0、3、6 d进行发病情况分析,发现沉默植株的病斑面积显著高于对照。本研究鉴定了热击蛋白转录因子基因MeHsfB3a参与木薯抗XpmHN11病原菌侵染的过程,有助于进一步解析木薯对细菌性枯萎病的抗病机理。

  • 组学与生物技术
    敖茂宏, 马伏宁, 彭杨, 黄东梅, 邢文婷, 吴斌, 许奕
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    西番莲作为新兴的热带果树,在热带农业中具有非常重要的作用,然而干旱、高温等非生物胁迫严重影响其正常生长发育。相关研究表明水通道蛋白(AQP)能够提高植物的抗逆性,本研究以西番莲‘台农’(Passiflora edulia Sims)为实验材料,利用西番莲的基因组数据,通过同源克隆法从西番莲中克隆得到了一个水通道蛋白基因PePIP2,其开放阅读框(open reading frame, ORF)为861 bp,编码286个氨基酸。对其进行生物信息学分析,其分子式为C1417H2156N360O373S8,预测分子量为30 459.37 Da,等电点为8.84,亚细胞定位于细胞膜上。启动子区域分析显示其含有参与胁迫应答的顺式作用元件。对其进行干旱、高盐、低温、高温胁迫下的表达分析,结果表明:PePIP2能够受到干旱、高温和低温胁迫的诱导表达,其中在土壤含水量为50%,在45℃高温处理4 h和0℃低温处理48 h,其表达量最高。在烟草中进行瞬时表达,在不同时间的干旱胁迫处理下,PePIP2的表达水平也受到不同程度的诱导。该研究结果将为西番莲抗逆机制解析和分子育种等方面打下基础。

  • 组学与生物技术
    邹智, 肖艳华, 张丽, 赵永国
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    起源于非洲和地中海沿岸的油莎豆以适应性广、产油量高而成为我国的新型油料作物。为促进该物种的开发与利用,研究基于基因组和转录组数据对油莎豆及代表性单子叶植物的EPSPS基因进行系统鉴定。结果表明:与大多数植物类似,油莎豆仅含有1个EPSPS基因,其包含7个内含子,命名为CeEPSPS;RT-PCR分离到的CeEPSPS编码区序列为1584 bp,预测编码514个氨基酸,其N端的前70个残基为叶绿体信号肽,77~508位残基为高度保守的EPSP合酶结构域(PF00275);与EPSP合酶结构域相比,信号肽在不同植物中变异较大;CeEPSPS成熟蛋白的理论分子量为47.32 kDa,等电点为5.49,总平均疏水指数为0.069,脂肪族指数为93.76,不稳定系数为31.73,与其他物种相近,均属于稳定的疏水型酸性蛋白;进化分析支持油莎豆划归为禾本目莎草科。序列比对和基因组测序分析结果显示,56份油莎豆种质不存在已报道的草甘膦抗性变异。qRT-PCR分析结果显示,CeEPSPS主要在成熟叶片和块茎中表达,其表达水平显著高于芽、幼嫩叶片、衰老叶片和芽茎。此外,本研究还构建了CeEPSPS的植物过表达载体,这为下一步的草甘膦抗性育种奠定了坚实的基础。

  • 组学与生物技术
    黄泳谚, 易景怡, 王斌
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    采后黄瓜对低温敏感,在低温贮藏期间很容易发生冷害,会造成较大的采后损失。本研究采用转录组测序结合生物信息学分析的方法,分析了采后黄瓜在短时冷害温度处理后的转录组变化。结果显示,采后黄瓜在5℃贮藏期间,冷害指数和相对电导率逐渐增加,叶绿素荧光逐渐降低,表明采后黄瓜在5℃贮藏期间产生了明显的冷害。与处理前相比(0 h),处理12 h导致1500个基因差异表达,其中706个基因表达上调,794个基因表达下调。与0 h相比,处理72 h导致7799个基因差异表达,其中3995个基因表达上调,3804个基因表达下调。KEGG富集结果显示,低温处理导致的差异表达基因显著富集在植物激素信号转导、苯丙氨酸代谢、植物与病原菌互作和苯丙烷素合成途径中。GO富集分析的结果显示,在生物过程分类下,差异表达基因主要参与以DNA为模板的转录调控、蛋白磷酸化和跨膜转运等过程;在细胞组份分类下,差异表达基因主要富集在细胞膜组份和细胞核;在分子功能分类下,差异表达基因主要与ATP结合、蛋白苏氨酸/丝氨酸激酶活性、DNA结合和转录因子活性等功能有关。在低温处理12 h时,与激素信号有关的基因显著表达。但在低温处理72 h时,与植物-病原菌互作以及苯丙烷素合成有关的基因被显著诱导,表明植物激素参与了早期的低温信号传递,诱导病程相关基因表达以及苯丙烷素合成可能是采后黄瓜提高耐冷性,应对低温胁迫的重要机制。本研究结果为采后黄瓜适应低温胁迫,并对低温胁迫作出抗性的分子机理提供了新见解,也为耐冷黄瓜新品种培育提供了重要基因资源。

  • 种质资源与遗传育种
  • 种质资源与遗传育种
    俞华先, 安汝东, 董立华, 桃联安, 刘家勇, 田春艳, 经艳芬, 郎荣斌, 边芯, 周清明, 孙有芳, 张钰
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    本研究以100份云南八倍体割手密84-268血缘F2群体创新种质为材料,对其株高、茎径、锤度、有效茎数、单茎重、蔗茎产量和糖产量等7个主要农艺性状进行频率分布直方图分析、遗传多样性分析、相关分析、主成分分析和聚类分析。结果表明:该群体的7个农艺性状数据表现出较好的正态分布、变异较丰富,变异系数在9.91%~50.76%之间,其中糖产量的变异系数最大达到50.76%;相关和逐步回归分析表明,蔗茎产量与株高、茎径和有效茎数呈极显著正相关,决定系数为0.9282;糖产量主要由株高、茎径、锤度、单茎重和有效茎数5个因素决定,决定系数为0.9160;主成分分析将7个农艺性状综合为3个主要成分,其累积贡献率达86.985%,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47.615%;在欧氏距离为6.00处将100份创新材料分为3类,结果与主成分得分结果一致,其中第Ⅰ类群的7个性状指标均优异,共筛选出15个优质材料,其主成分综合得分较高,尤其值得关注的是云割F218-226-7、云割F218-226-14、云割F218-226-89、云割F218-226-48、云割F218-226-96、云割F218-226-21、云割F218-226-43和云割F218-226-5等8份材料,可以进一步筛选作为亲本材料或后备核心种质。

  • 种质资源与遗传育种
    袁秉琛, 王燕茹, 孙郁婷, 李承臻, 虞道耿
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    假木豆(Dendrolobium triangulare)为多年生灌木,假木豆叶量大、产量高,营养价值高,是优良的高蛋白青饲料。目前仅有山蚂蝗亚族之间的遗传多样性研究,假木豆属的形态学遗传多样性的分析研究比较匮乏,缺少大范围的种质形态学遗传多样性研究。对优质育种资源植物学性状综合评价是育种的前提。为了培育优质豆科牧草品种,满足南方畜牧生产需求,本研究采用随机区组设计,研究材料为76份假木豆属种质资源,对35个植物学性状进行观测,分析假木豆属的遗传多样性特点,为假木豆选育工作提供基础材料。通过形态学观测分析研究其遗传多样性,结果表明:35个植物学性状中叶背面毛况(CV=46.92%),茎的颜色(CV=39.77%)和叶柄毛况(CV=39.52%)变异系数(CV)最大,说明假木豆属遗传多样性较为丰富;多个植物学性状之间存在相关性,叶长与叶宽(r=0.887)之间存在极显著正相关,长宽比在2.0左右,叶形比较接近椭圆形。茎的形状与叶长(r=-0.459)、叶宽(r=-0.491)存在相关性,这表明如果假木豆产量以叶面积为主,应尽量选择圆柱形的茎。中央小叶叶形与荚果长(r=0.360)存在极显著相关,所以选育时选择倒卵圆形的叶,可以提高种子产量。叶背面毛况与叶柄毛况(r=0.462)、荚果毛况(r=0.589)存在极显著相关,说明同一植株毛被状况具有较高的关联性,可进行筛选整株毛被较少的资源。通过聚类分析与系统评价筛选出4份高产优质资源(070314022假木豆、GX121121004假木豆、050218087假木豆、050307492假木豆)。本研究探究了假木豆属种间的植物学性状遗传多样性的特点,可为后续的育种工作提供基础材料。

  • 种质资源与遗传育种
    肖仲久, 刘婷, 钱正敏, 李小霞, 杨泽, 陆铮铮, 宋培勇, 陈模芳
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    本研究报道了暗色丝孢菌中2个中国新记录种(Beltraniella fertilis Heredia, R.M. Arias, M. Reyes & R.F. Castañeda、Subulispora cylindrospora P.M. Kirk)和1个中国大陆新记录种(Subulispora procurvata Tubaki),标本采集于贵州省宽阔水国家级自然保护区和习水国家级自然保护区。本研究提供了各种详细的形态学描述、图片及B. fertilisS. procurvata的ITS和LSU序列。标本保存于在遵义师范学院真菌学标本室(HMZNC)。

  • 种质资源与遗传育种
    赵熙, 赵洋, 杨培迪, 宁静, 杨阳, 成杨, 刘振
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    汝城白毛茶是湖南四大茶树地方群体资源之一,也是白毛茶变种(Camellia sinensis var. pubilimba Chang)的典型代表,已有研究表明汝城白毛茶在演化地位上与湖南其他3个地方群体资源差异较大,且在植物学特征、生化成分、制茶品质等方面特色鲜明。但目前对汝城白毛茶种质资源次生代谢物的差异研究较少。本研究采用UPLC-MS/MS分析技术,以汝城白毛茶为研究对象,湖南典型地方茶树资源安化群体(AHQT, C. sinensis var. sinensis)、城步峒茶[CBDC, C. sinensis var. assamica (Masters) Kitamura]、江华苦茶[JHKC, C. sinensis var. assamica (Masters) Kitamura]为对照,筛选汝城白毛茶中的显著差异代谢物,并进行K均值聚类(K-means)分析和差异代谢物富集通路分析。结果表明,与AHQT、CBDC、JHKC相比,分别在汝城白毛茶中筛选到显著差异代谢物189、180、162个,种类最多的为黄酮类(69、51、60个),其次为酚酸类(31、40、25个),最少的为木脂素和香豆素(5、4、4个)。汝城白毛茶较对照量均增加的代谢物共15个,含量增加种类最多的均为黄酮和酚酸类,其中增加最多的均为乔松素、其次为1,2,3,6-四-O-没食子酰-D-葡萄糖;将差异代谢物进行K均值聚类(K-means)分析,4个群体中变化趋势一致的代谢物可分为9类,且在汝城白毛茶中含量最高的代谢物共有32个,主要为黄酮和鞣质类。差异代谢物的KEGG通路富集结果表明,汝城白毛茶的差异代谢物主要富集于类黄酮生物合成途径、黄酮与黄酮醇生物合成途径、苯丙烷生物合成途径等。本研究除检测到一些茶叶中已有研究报道的差异代谢物外,筛选出了一些茶叶研究中关注较少的差异代谢物,如乔松素、鞣花酸、山奈酚等,这些物质将为后期汝城白毛茶特色茶树种质资源的挖掘和选育研究提供重要参考。

  • 种质资源与遗传育种
    杜珊, 余雪标, 史茂源, 周华, 陈海辉, 黄海, 吴金群
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    为探究海南桉树人工林林下植物多样性特征,对不同区域桉树人工林进行植被调查,采用标准木法和收获法相结合的方法,测定样方内地上部分的生物量,再结合灌木层、草本层α多样性指数与地上部分生物量构建综合功能指数,并比较新指数与α多样性指数。结果显示:(1)桉树人工林林下植物共101种,其中灌木层植物共49种,隶属31科45属,草本层植物共52种,隶属28科48属。(2)不同区域桉树人工林林下灌木层多样性指数差异不显著,仅临高的草本层α多样性指数显著大于其他区域,说明灌木层多样性水平相近,而草本层多样性水平更易受环境影响。(3)不同区域桉树人工林下灌木层、草本层的地上生物量分配差异显著,灌木层大于草本层,但是分配比例波动范围较大。(4)不同区域桉树人工林灌木层综合功能指数(Yd)无显著差异,临高和定安的草本层Yd指数显著大于屯昌和东方,表明不同区域桉树林灌木层的综合功能相近,草本层的综合功能则是临高和定安明显较强。(5)灌木层Yd指数与α多样性指数的相关性很强;草本层Yd指数与α多样性指数的相关性一般,与地上生物量相关性很强。结果表明,桉树林下植物多样性特征受区域环境影响,其中草本层比灌木层更易受影响;灌木层α多样性指数对Yd指数的影响更大,草本层则是地上生物量对Yd指数的影响更大。Yd指数可同时反映林下植物的α多样性水平和生物量2个方面,是评价桉树人工林林下植被生态功能的良好补充。

  • 作物栽培与生理生化
  • 作物栽培与生理生化
    王楚侨, 罗斓, 罗弦, 贾永霞, 黄一梅
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    低温是限制火龙果生长发育和产量的重要因素。2,4-表油菜素内酯(2,4-epibrassinolide, EBR)能够增强植物对低温等多种逆境的抗性。为提高火龙果的耐寒性,缓解低温对其造成的伤害,以‘台湾6号’红心火龙果扦插苗为材料,外源喷施0.5 mg/L的EBR,在低温胁迫下(4℃/0℃,12 h/12 h)处理7 d,测定火龙果苗活性氧(ROS)含量、抗氧化酶活性、相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)含量、脂肪酸组分及含量等,明确EBR对火龙果苗耐寒性的调控作用,进一步研究低温胁迫下抗氧化系统与膜脂脂肪酸不饱和度之间的关系,阐明EBR的作用机理。结果表明:(1)低温胁迫使火龙果苗ROS含量增加,不饱和脂肪酸含量显著下降,脂肪酸不饱和度(UFA/SFA)和双键指数(DBI)分别降低了32.1%和32.4%,导致膜稳定性降低,膜透性增大,MDA含量及REC显著升高,植株出现明显的水渍状斑点与轻微萎焉,寒害指数达0.60。(2)低温下,外源EBR处理提高了火龙果苗超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性,有效清除了过量积累的ROS,超氧阴离子产生速率、过氧化氢含量显著降低,从而缓解了ROS与膜脂中不饱和脂肪酸的氧化反应,提高了火龙果苗不饱和脂肪酸相对含量,饱和脂肪酸的比例显著降低,UFA/SFA和DBI均显著增加,维持了细胞膜稳定性,减少了膜脂过氧化产物MDA含量和REC,植株水渍状斑点大量减少,寒害指数降低至0.25。综上,低温胁迫下,外源EBR有效提高了火龙果苗的耐寒性,其作用机理为通过增加火龙果苗抗氧化酶活性,清除过量积累的ROS,显著提高细胞膜脂肪酸不饱和度,从而减轻膜脂过氧化程度和电解质外渗,维持细胞膜稳定性和功能。

  • 作物栽培与生理生化
    李孟周, 王智能, 陆鑫, 陈浩文, 李登宇, 范源洪
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    畜牧产业的快速发展对饲草饲料的需求日益增加,筛选新的饲料作物品种是当务之急。本研究以2个国审牧草甘蔗品种为对照,对15个甘蔗品种的生物产量和10个青饲料常规营养成分指标进行测定分析,探究甘蔗不同刈割期的主成分变化规律,评价甘蔗饲用价值,为甘蔗一年多采和全株饲用提供科学依据。通过因子主成分分析筛选出粗蛋白(CP)、酸性洗涤纤维(ADF)、水溶性碳水化合物(WSC)、粗脂肪(EE)、钙(Ca)5个主要指标,基本包含了所测指标的全部信息。结果显示:15个甘蔗CP含量最高的是‘云蔗12-201’,为8.80%;ADF含量最低的是‘ROC22’,为35.25%;WSC含量最高的是‘云蔗00-290’,为6.16%;EE含量最高的是‘云蔗01-286’,为1.40%。其中‘ROC22’‘云蔗12-201’的CP含量超过CK1、CK2;‘Q27’‘ROC22’‘云蔗01-286’‘云蔗06-160’‘云蔗12-142-1-J’‘滇蔗11-728’的ADF含量均低于CK1、CK2;‘Q27’‘云蔗00-290’‘云蔗12-142-1-J’‘云蔗16-16’‘滇蔗11-726’‘滇蔗11-728’的WSC含量均高于CK1、CK2;15个甘蔗的EE含量与CK1无显著差异,除‘云蔗06-160’外,其余14个甘蔗EE含量与CK2差异不显著;除‘滇蔗11-726’外,其余14个甘蔗的Ca含量与CK1、CK2均不存在显著差异。所有甘蔗品种第一次刈割期的CP含量均超过第二次,第一次刈割期的ADF、WSC、EE、Ca含量高于第二次的分别有12、5、4、14个甘蔗品种。15个甘蔗品种的2次刈割合计产量在71.40~163.95 t/hm2之间,均大于CK1、CK2。15个甘蔗品种的CP、ADF、WSC、EE单位面积产量均超过CK1和CK2,15个甘蔗品种的Ca产量超过CK2。综合评价表明,甘蔗可以作为反刍动物饲料,营养价值和经济效益较高。本研究筛选出‘Q27’‘ROC22’‘云蔗01-286’‘云蔗12-201’‘滇蔗11-728’等5个甘蔗品种作为饲用甘蔗来源,这不但可以满足饲草动物的原料需求,而且可以形成糖畜联动的产业发展模式。

  • 作物栽培与生理生化
    王升, 黄玉清, 丁亚丽, 赵银军
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    百色市右江河谷是我国著名的干热河谷之一,干旱是该地区最严重的气象灾害。芒果是该地区地理标志农产品,但其水分利用策略尚不清楚。本文基于氢氧稳定同位素示踪技术研究该地区降雨同位素特征及影响因素,利用多元线性混合模型方法量化不同来源水分对芒果树根系吸水的贡献比例,揭示芒果树生育期内水分利用策略。结果表明:(1)研究区氢氧稳定同位素具有明显的季节变化,δ值和氘盈余(d)具有旱季富集、雨季贫化的规律,建立了研究区的大气降水线方程:δD=8.2587δ18O+12.308,δD和δ18O值有极显著相关性(r=0.9968, n=35, P<0.001);(2)季风气候影响下大气降水稳定同位素值具有显著的降雨量效应和反温度效应(P<0.05);(3)在芒果花期、幼果期、果实膨大期和成熟期,土壤水氢氧稳定同位素总体上随土壤深度的增加而变贫;在花期和幼果期,芒果树对各层次土壤水分及地下水利用比例较为均匀,果树膨大期和成熟期则主要利用深层次土壤水及地下水,表明该地区芒果树主要以深层次土壤水及地下水为水源,说明芒果树更接近于保守型水分利用策略。降雨氢氧稳定同位素特征反映了该地区干热的气候特征,芒果树主要以深层土壤水和地下水为水源。研究结果可为百色干热河谷地区芒果园种植结构调整及芒果产业的可持续发展提供科学依据。

  • 作物栽培与生理生化
    吴晓君, 曾子鑫, 郭佩佩, 王曙光, 李京晨, 张丽
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    采用田间肥料定位试验研究了磷肥用量与石灰配合施用对甜玉米产量、生物量、磷素累积及磷肥利用效率的影响,旨在为甜玉米高产及磷素高效利用途径提供理论依据。试验采用裂区设计,主区为磷肥用量,设置P0(0 kg/hm2)、P60(60 kg/hm2)、P120(120 kg/hm2)、P180(180 kg/hm2)4个磷肥水平;副区为石灰处理,设置L0(0 kg/hm2)和L1(750 kg/hm2)2个石灰水平,研究甜玉米鲜食期产量、磷素累积、土壤速效磷及磷肥利用效率对磷肥用量和石灰施用的响应。结果表明,L0处理下,与P0处理相比,P120和P180处理甜玉米鲜穗产量均显著提高,分别增产19.4%和18.5%,P0与P60处理间差异不显著;L1处理下,P60处理较P0处理甜玉米鲜穗产量显著提高,增产14.0%,而P60、P120和P180处理间差异不显著。且在P60处理下,L1处理较L0处理甜玉米鲜穗产量显著提高,增产12.7%。与P0处理相比,施磷处理甜玉米总生物量和磷素累积量显著提高。连续种植2季甜玉米后,P60处理的土壤速效磷含量较初始值无显著差异,土壤速效磷含量基本维持平衡;P120和P180处理的土壤速效磷含量较初始值分别增加了103.8%和228.4%,土壤速效磷在0~20 cm土层积累明显。施磷显著降低1 kg磷素生产鲜穗产量和磷素生理效率,且随施磷量的增加磷肥利用率显著下降。在P60处理下,与L0处理相比,L1处理甜玉米磷肥农学效率、磷肥利用率和磷肥偏生产力均显著提高。因此,磷肥用量60 kg/hm2配合石灰施用不仅能满足甜玉米高产需求,同时可以达到较好的磷肥利用效率和维持土壤速效磷平衡,可作为该地区甜玉米高产增效与环境友好的磷肥管理措施。

  • 作物栽培与生理生化
    杨丽冉, 和明珠, 周大鹏, 蒋宾, 杨广容
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    为研究不同茶树品种的光合特性差异,在自然条件下测定云南省9个主要栽培茶树品种叶片的光合与生理参数,并绘制相应光响应曲线。通过统计分析、主成分分析、聚类判别分析和相关性分析方法,对不同茶树品种的光合特征参数进行综合评价。结果表明,叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)的品种间差异较大,其中,‘云山’和‘云抗10号’的PnTr显著高于其他茶树品种(P<0.05),‘天生’‘宝洪’和‘十里香’的Gs显著低于其他茶树品种(P<0.05),‘昌宁大叶种’的Ci显著低于其他茶树品种(P<0.05);在低光合有效辐射(PAR)条件下,9个茶树品种的Pn差异较小,随PAR增大各品种表现出较大差异;GsTr随PAR增大呈现2种变化趋势,‘香归银毫’表现出先上升后趋于平稳的变化趋势,其他品种总体呈上升趋势;各茶树品种Ci总体呈先急速下降后趋于平稳的变化趋势;水分利用效率(WUE)和内禀水分利用效率(iWUE)随PAR增加呈先上升后下降的总体趋势,‘昌宁大叶种’和‘香归银毫’的WUE、iWUE相对较高,耐干旱能力强,可应用于耐旱茶树品种选育;‘云抗10号’‘香归银毫’和‘云山’的最大净光合速率(Pnmax)高于其他茶树品种,光合潜力较强,可应用于高光效茶树品种选育;‘十里香’‘昌宁大叶种’和‘紫娟’的光饱和点(LSP)显著高于其他茶树品种(P<0.05),利用强光能力较强;‘香归银毫’和‘十里香’的光补偿点(LCP)显著低于其他茶树品种(P<0.05),具有较强的适应弱光能力;主成分和聚类分析将9个茶树品种划分为4个类群;相关性分析表明,PnGsTr呈极显著正相关(P<0.01)。

  • 作物栽培与生理生化
    孔春艳, 赵静, 徐照丽, 龚明
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    烟草苗期冷害是影响烟草农业生产的一个重要问题,通过各种农艺措施来提高烟苗抗冷性有重要的实际意义。以2个烟草主栽品种‘云烟97’和‘K326’为材料,用浓度为0、0.5、1.0、1.5 mmol/L的水杨酸(SA)对其幼苗进行预处理后进行10℃的低温处理12 d。结果表明,与未处理的对照相比,SA预处理能显著降低‘云烟97’和‘K326’幼苗在低温胁迫过程中叶片的丙二醛(MDA)含量和电解质渗漏率,减缓干物质的消耗速度,增加叶绿素含量和增强根系活力,改善幼苗的根长、表面积、体积和根尖数,促进根系的生长,最终提高烟草幼苗的抗冷性。不同品种有不同的适宜的SA浓度,‘云烟97’的最适浓度为1.5 mmol/L,‘K326’的最适浓度为1.0 mmol/L;SA预处理后,与未预处理的对照相比,在进入低温处理前和低温处理期间,烟草幼苗抗氧化系统中的主要抗氧化剂还原型抗坏血酸(ASA)和谷胱甘肽(GSH)含量均保持在较高的水平,而氧化型ASA和GSH含量则保持在较低水平,还原型抗氧化剂在总抗氧化剂中的比例提高;主要的抗氧化酶抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)、愈创木酚过氧化物酶(GPX)、谷胱甘肽还原酶(GR)和超氧化物歧化酶(SOD)均保持较高的活性。这些结果表明,SA预处理后,与未处理对照相比,烟草幼苗均能保持较高的还原型抗氧化剂水平和抗氧化酶活力,并且在低温胁迫期间依然能维持较高的抗氧化能力,这是SA处理能诱导烟草幼苗抗冷性提高的重要生化基础。研究结果不仅对烟草抗冷育苗有参考意义,也对其他农作物、蔬菜的育苗和早期栽培有借鉴作用。

  • 作物栽培与生理生化
    张建海, 王向平, 冯彬彬, 潘声旺
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    本研究以适宜在万州种植的佛手为研究对象,采用“3414”不完全区组正交设计的N、P、K三因子施肥试验,选取最优施肥效应模型进行验证,并以佛手的单果干重和橙皮苷含量为指标进行统计分析。结果表明:N、P、K肥对佛手单果干重和佛手中橙皮苷含量有影响,在不同施肥处理中N2P2K2(N为40 g/株、P为40 g/株、K为45 g/株)的处理效果最佳,不施或者少施肥均不同程度导致万州佛手的品质下降;单因子效应分析表明,随着氮、磷和钾施肥量的提高,佛手单果干重和橙皮苷含量呈先升后降的趋势;双因素交互效应分析表明,当N、P、K肥任一因素处于2水平时,随着另外2个因素施肥量的增加,佛手单果干重和橙皮苷含量均表现为先增加后减少的趋势,说明任意2个因素在一定范围内存在着相互作用,N、P、K三因子中两因子存在着交互效应,对万州种植佛手产量和橙皮苷的含量有一定影响;施肥模型优化结果表明,万州佛手栽培N、P、K肥的最佳施用量分别为38.78~51.25、35.67~42.35、48.17~ 60.37 g/株。在最优施肥效应模型中间值条件下验证实验,结果显示佛手单果干重产量较“3414”组的最高组高出8.14%,橙皮苷含量较“3414”的最高组高出1.94%。说明最优配方施肥模型合理,这对佛手的大田栽培具有一定的实践指导作用。

  • 采后处理与质量安全
  • 采后处理与质量安全
    张晓南, 王建豪, 王佳丽, 朱鸿维, 牛亚倩, 熊婷婷, 张英迪, 徐福
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    分别由酸疮痂链霉菌(Streptomyces acidiscabies, SA)、茄科雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum, RS)和胡萝卜软腐欧文氏菌(Erwinia carotovora subsp. carotovora Borgey, ECCB)引起的植物疮痂病、青枯病、软腐病是农作物生产中常见多发的细菌病害。番石榴叶挥发油由多种活性物质组成,具有广谱抗微生物活性。本研究旨在提取并配置番石榴叶挥发油抗菌液,针对酸疮痂链霉菌、茄科雷尔氏菌、胡萝卜软腐欧文氏菌等3种病原菌进行挥发油的抗性研究,为农作物病害生物防治储备资源。采用添加锂盐结合微波辅助水蒸馏法提取番石榴叶挥发油,通过滤纸片扩散法和最小抑制浓度(MIC)评价了番石榴叶挥发油对3种供试菌株的抗菌效果,单因素结合响应面试验优化提取工艺,采用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)测定番石榴叶挥发油的化学成分。结果表明:番石榴叶挥发油对酸疮痂链霉菌、茄科雷尔氏菌、胡萝卜软腐欧文氏菌均表现出良好的抑制效果,抑菌圈直径范围为20.57~23.24 mm,抑菌率均达到60%以上,MIC值分别为3.13、1.56、3.13 μg/mL。挥发油对茄科雷尔氏菌的抑制效果最好,抑菌圈直径为(23.24±0.47)mm,属于高度敏感,对酸疮痂链霉菌、胡萝卜软腐欧文氏菌也具有一定的抑制效果。提取的最佳工艺条件为:液料比10 mL/g(干重)、微波功率660 W、微波时间43 min,在此条件获得的挥发油得率为(10.23±0.17)mL/kg(干重),3次平行试验验证了该方法的有效性和重现性。检测出番石榴叶挥发油的主要成分为萜烯类、醇类等物质,其中β-石竹烯(28.36%)、去氢白菖烯(11.47%)、蓝桉醇(11.31%)、α-蒎烯(10.01%)的含量相对较高;抗菌试验中,发挥主要作用的物质为β-石竹烯、α-蒎烯、丁香酚、D-柠檬烯,推测番石榴叶挥发油对供试菌株的抑菌机理是对其细胞结构造成了破坏,导致细胞内物质泄漏。上述结果表明,番石榴叶挥发油具有良好的抗菌活性以及可观的提取得率,研究结果为番石榴叶的开发应用和农作物病害综合防治提供参考。

  • 采后处理与质量安全
    刘璨, 陈华, 唐敏敏, 宋菲, 张玉锋, 罗诗怡
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    为探究不同涂膜处理对槟榔鲜果储藏过程中品质的影响,以无菌蒸馏水(CK)、壳聚糖(T1)、壳聚糖-茶多酚-百里香酚(T2)3组涂膜剂分别对槟榔鲜果进行表面涂膜处理后装于PE带孔包装袋中,测定13℃、65%相对湿度下贮藏40 d鲜果的品质变化规律。结果表明,T1和T2涂膜处理有效延缓和抑制了鲜果腐烂软化、果仁褐变、黄化、失水皱缩,货架期可从常温5 d延长至处理后35 d。相较于CK组,T1处理有效抑制了鲜果黄化,但T2处理综合保鲜效果最佳,除可增强鲜果初期抗氧化能力外,还可显著抑制失重率和腐烂率上升,第35天时腐烂率仅为8%。同时,T2处理的鲜果色泽更加稳定,果仁褐变不明显。另外,呼吸强度、硬度、纤维素和木质素含量等指标的变化情况表明,储藏25 d后,T2涂膜处理可稳定维持储藏期内鲜果生理代谢能力,保鲜效果显著优于CK组,因此T2涂膜处理可作为一种绿色安全、经济、有效的槟榔鲜果保鲜方法。

  • 采后处理与质量安全
    郭兆宽, 王益娜, 李志远, 冯孝林, 陈庚, 舒彦宇, 张广辉, 郝冰, 杨生超
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    葫芦素具有显著的抗癌活性,解析其生物合成途径对异源生产葫芦素具有重要意义。葫芦素首先由葫芦二烯醇(Cuol)在氧化鲨烯环化酶(OSCs)家族的葫芦二烯醇合酶(CBS)催化下生成2,3-氧化鲨烯,后者在细胞色素P450(CYP)等酶催化下氧化修饰产生葫芦素系列化合物。本研究在建立高效的根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的瞬时表达体系的基础上,将雪胆(Hemsleya chinensis Cogn.)CBS基因(HcOSC6)与截短的燕麦(Avena strigosa)3-羟基-3-甲基-戊二酰辅酶A还原酶基因(tHMGR)共表达,通过不断优化烟草共表达体系,将本氏烟草(Nicotiana benthamiana)叶片中的Cuol产量从2.832 mg/g(干重)提高到9.48 mg/g(干重)。同时,将雪胆的HcCYP87D20共渗入烟草叶片,获得葫芦素生物合成的重要中间体11-羰基-20β-羟基-葫芦二烯醇。本研究结果将为葫芦素的高效异源合成提供理论依据。

  • 采后处理与质量安全
    郭芮, 贺丹, 黄航, 于靖, 徐诗涛, 严岳鸿, 杨东梅
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    海岸凤尾蕨是海岸带少有的蕨类植物之一。由于其植株形态和傅氏凤尾蕨相似,因长期被误定为傅氏凤尾蕨而缺乏关注。其实,二者在生境、植株形态、孢子形态及染色体倍性上有明显区别。所以,海岸凤尾蕨由傅氏凤尾蕨的变种提升为种。为厘清海岸凤尾蕨的分布区域和生存现状,通过整理前人的采集记录和研究结果,结合野外考察,使用Arc-GIS 10.7软件构建海岸凤尾蕨不同范围的地理分布信息图,并依据IUCN 3.1的标准,对其保护价值进行评估。研究结果显示:(1)从世界地理分布格局来看,海岸凤尾蕨主要分布在亚洲;亚洲主要分布在中国、日本和菲律宾;中国主要分布在浙江、福建、澳门、香港和台湾;日本主要分布在琉球群岛;菲律宾主要分布在北部岛屿。(2)根据IUCN 3.1标准,海岸凤尾蕨的保护等级暂时定为近危(NT)。从目前的数据来看,海岸凤尾蕨的分布范围狭窄,其生境容易受到人类活动的干扰,却长期缺乏保护。因此,最后提出相应保护建议。

  • 采后处理与质量安全
    李磊, 柳佳莹, 徐艳萍, 荣俊冬, 施成坤, 郑郁善
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    研究滨海沙地不同竹林土壤理化性质差异并评价土壤质量,旨在充分了解滨海沙地竹林防护林土壤肥力状况,指导滨海沙地竹林防护林建设和经营。在福建省东山县赤山国有防护林场选取8种滨海沙地适生竹林,分别测定各竹林0~20 cm土层土壤理化性质;采用单因素方差分析对各项指标进行显著性检验,运用主成分分析、加权综合指数法和模糊数学法,对不同竹林土壤肥力质量进行综合评价。四季竹(Oligostachyum lubricum)的土壤含水率、土壤密度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、土壤总孔隙度等物理性质指标与其他竹林对应物理性质指标皆存在显著性差异(P<0.05)。土壤pH平均变化范围为5.01~7.36,除绿竹(Bambusa oldhamii)土壤pH偏中性外,其他竹林土壤pH呈弱酸性,且均不存在显著性差异(P>0.05)。土壤有机质平均变化范围为4.43~11.06 g/kg,福建茶秆竹(Pseudosasa amabilis var. convexa)有机质含量显著低于其他竹林。土壤全钾和速效钾平均变化范围分别为4.59~79.33 g/kg和0.78~43.11 mg/kg,土壤全氮和全磷平均变化范围分别为0.47~2.42 g/kg和0.09~0.37 g/kg,土壤电导率,氮、磷、钾全效及速效等养分指标在不同竹林间存在显著性差异(P<0.05)。8种竹林土壤质量由高到底依次为:矢竹(Pseudosasa japonica)>四季竹>实肚竹(Phyllostachys nidularia f. farcata)>绿竹>花吊丝竹(Dendrocalamus minor var. amoenus)>鼓节竹(Bambusa tuldoides ‘Swollenintrnode’)>青丝黄竹(Bambusa eutuldoides var. viridi-vittata)>福建茶秆竹。滨海沙地竹林防护林土壤理化性质和总体质量均受竹林类型的显著影响,矢竹林能有效改善土壤质量,福建茶秆竹林对土壤的改善作用不明显,滨海沙地竹林防护林建设经营应合理选择竹种和种植方式。