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    组学与生物技术
  • 组学与生物技术
    周艳, 莫雨杏, 刘淑艺, 李卫锦, 黎海利, 刘锴栋
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    鉴定番荔枝ARF家族基因,并分析其在花发育中的表达谱,为深入探索ARF家族基因调控花发育的机制奠定基础,为解决番荔枝产业上出现的“花而不实”、结果率低等问题提供理论依据。以番荔枝为研究对象,基于转录组测序,筛选鉴定出11个番荔枝AsARF基因。通过同源进化分析、蛋白结构域分析、亚细胞定位、qRT-PCR等技术,初步分析了AsARF家族基因的生物学功能。进化树分析结果显示,AsARF蛋白可以被分为5组。AsARF的预测蛋白分子量在73.85~112.51 kDa之间,等电点分布于5.42~7.63之间。所有AsARF蛋白均含有1个DNA结合结构域和1个中间区域结构域,除AsARF3a、AsARF6a和AsARF6b外,其他蛋白还存在1个C-末端二聚化结构域。基于蛋白中间区域的氨基酸富集情况,推测AsARF5a、AsARF5b、AsARF6c、AsARF6d、AsARF7和AsARF16这6个蛋白可能为转录激活子,而AsARF2、AsARF3a、AsARF3b、AsARF6a和AsARF6b这5个蛋白推测为转录抑制子。鉴定得到3个CTD结构域缺失的ARF基因:AsARF3aAsARF6aAsARF6b,它们可能有着独特的生物学功能。亚细胞定位预测结果显示,AsARF蛋白主要定位在细胞核中。亚细胞定位实验结果显示,AsARF2、AsARF3a和AsARF6a蛋白定位于细胞核,表明AsARF蛋白具有转录因子的核定位特征。qRT-PCR结果显示,AsARF3aAsARF3bAsARF5aAsARF5bAsARF6aAsARF7在花芽期表达量最高,AsARF2AsARF6b的表达量在花蕾期最高。AsARF2AsARF3aAsARF5aAsARF5bAsARF6bAsARF6cAsARF16基因在正常花中的呈现高表达,而AsARF3bAsARF6aAsARF6dAsARF7则在畸形花中表达量更高。AsARF6bAsARF6c在正常花中表达量高、而AsARF6aAsARF6d在畸形花中表达量更高,说明它们在花的正常发育中起到了重要作用。

  • 组学与生物技术
    张英杰, 刘民晓, 孙纪霞, 张京伟, 郭文姣, 吕晓惠, 吕英民
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    蝴蝶兰是我国销售量最大的年宵盆花花卉,为了在蝴蝶兰生产栽培中对花期精准调控,挖掘成花关键基因,本文研究了生长调节剂GA3和6-BA对大辣椒蝴蝶兰品种的成花影响,并对转录组数据中挖掘的PhPIF4基因进行克隆、生物信息学分析及对生长调节剂GA3的响应表达分析。结果表明:PhPIF4具有bHLH_SF super family(cl00081)同源异型盒家族的典型保守结构域,大辣椒PhPIF4与小兰屿蝴蝶兰亲缘关系较近,其次为建兰、墨兰和石斛兰。PhPIF4基因编码蛋白定位于非叶绿体的细胞器中。GA3处理增加了花梗长度,对花梗长度影响最大的处理组为200 mg/L GA3,GA3可使花期提前9~11 d。6-BA可显著增加蝴蝶兰花量,花量最多的处理组为300 mg/L 6-BA,但对花期和花梗长度无显著作用。二者混合使用时,对蝴蝶兰开花时间和花期的影响介于二者之间。PhPIF4与蝴蝶兰花发育过程紧密相关,随着花发育进程其表达量逐渐加倍。喷施生长调节剂GA3后,PhPIF4基因在花芽、叶和根中的表达量均显著增加,且在现蕾期增加量最大,表明PhPIF4基因的表达可能受GA3影响与调控,参与了赤霉素成花途径。本研究为揭示PhPIF4在赤霉素调控生长发育的调控网络中的作用奠定基础。

  • 组学与生物技术
    赖瑞联, 沈朝贵, 冯新, 陈义挺, 韦晓霞, 吴如健
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    简单重复序列标记(simple sequence repeats, SSR)和单核苷酸多态性标记(single nucleotide polymorphism, SNP)具有高灵敏度和高特异性特征,挖掘不同类型橄榄果实性状相关分子标记可为其分子辅助育种提供参考。本研究以充分成熟的长营和惠圆橄榄果实为材料,经总RNA提取和cDNA文库构建后采用Illumina Novaseq平台进行转录组测序,并采用MISA 1.0和GATK3软件分析转录组的SSR、SNP和插入缺失标记(Indel)位点特征。结果在橄榄果实转录组的10 124条unigenes上鉴定到13 935个SSR位点,发生频率为22.98%,平均每1 kb序列出现0.25个SSR位点,平均长度为14.34 bp;其中,单碱基重复基元类型的SSR位点数量最多(占比66.80%),长度为10~64 bp,平均长度为12.85 bp,重复基元的重复次数集中在9~12次,频率最高的基元为A/T(占比66.67%);六碱基重复基元类型的SSR位点数量最少(占比0.47%),长度为30~54 bp,平均长度31.76 bp,基元重复次数集中在5~8次,频率最高的基元为AGATGG/ATCTCC(占0.04%)。在橄榄果实转录组中共检测到284 992个SNP位点,平均每1 kb序列含有5.21个;其中,转换类型的SNP位点数量为166 162,包括C/T和A/G两种;颠换类型的SNP位点数量为118 830,包括A/T、A/C、T/G和C/G四种。此外,橄榄果实转录组中共挖掘到18 548个InDel位点,平均每1 kb序列存在2.95个,其中含有1个InDel位点的unigenes数量最多(7853条);通过比对预测发现,含有最多InDel位点的unigene可能是胼胝质合成酶基因。研究结果表明,通过转录组测序可有效开发橄榄SSR和SNP/InDel标记,不同性状橄榄果实中存在丰富多样的SSR位点且广泛分布SNP/InDel位点。该研究结果为橄榄果实性状鉴定标记的开发提供数据基础。

  • 组学与生物技术
    周芸芸, 郭敏, 彭英权, 金晨钟, 张雪娇, 胡一鸿, 陈功, 龚意辉
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    一年蓬(Erigeron annuus)作为一种入侵植物,对我国农林业发展、本地物种多样性及生态系统具有严重的影响。本研究利用 Illumina NovaSeq 6000测定一年蓬的DNA序列,采用 SPAdes v3.10.1软件组装一年蓬叶绿体基因组,以小蓬草(Erigeron canadensis, MT806101.1)叶绿体基因组为参考,对一年蓬叶绿体基因组结构、特征、SSR位点、IR边界以及进化树进行分析,结果表明:一年蓬叶绿体基因组全长为153 283 bp,AT、GC含量分别为62.95%、37.05%。包括大单拷贝区(LSC)84 833 bp,小单拷贝区(SSC)18 412 bp,反向重复区(IRa和IRb)25 019 bp,一年蓬叶绿体基因组共编码到132个基因,包括蛋白编码基因88个,转运RNA基因36个,核糖体RNA基因8个。按照功能分类将它们分成四大类:光合作用相关基因共45个、自我复制相关基因共73个、其他基因共6个、未知功能基因共8个。在一年蓬叶绿体基因组中共查找200个符合条件的SSR位点,分布在LSC、SSC、IR区域的SSR数量分别为126、40、34个,分别占总SSR位点数比重为63%、20%、17%,以单核苷酸重复占绝对优势,主要是A/T碱基,其次是三核苷酸重复单元类型,主要是TTA、TAA和TAT。进化树分析表明,一年蓬与小篷草亲缘关系最近。本研究揭示了一年蓬叶绿体基因组信息,并确定了一年蓬系统发育所属分支,为进一步开展一年蓬种群遗传学、系统发育地理学、适应性机制及防控与利用等研究提供分子理论支撑。

  • 种质资源与遗传育种
  • 种质资源与遗传育种
    郭强, 莫建文, 江清梅, 何洪良, 马文清, 莫勇武, 唐利球
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    本研究采用多元统计分析方法对29个甘蔗新品系进行适应性评价,以期筛选出综合性状表现优良的甘蔗新品系。结果表明:10个性状指标的变异系数在3.52%~184.52%之间,其中黑穗病率变异系数最大。相关性分析结果表明,蔗茎产量与株高和产糖量呈极显著正相关,黑穗病率与蔗糖分和蔗汁重力纯度呈极显著负相关。主成分分析结果表明,前4个主成分累计贡献率达到85.019%,其中第1主成分与产量-品质-病害性状有关,第2主成分与产糖量-产量性状有关,第3主成分与品质-茎径性状有关,第4主成分与纤维份有关。根据系统聚类分析法将31个甘蔗品系分为5个类群,第Ⅰ类群包含6个品系,蔗糖分最高;第Ⅱ类群包含10个品系,农艺性状最差;第Ⅲ类群包含5个品系,蔗茎产量最高,黑穗病发病率最低,产糖量最高;第Ⅳ类群包含4个品系,黑穗病发病率最高,蔗糖分最低;第Ⅴ类群包含6个品系,蔗茎产量最低,产糖量最低。聚类结果的逐步判别分析结果显示,各类群判别概率均为100%,较好地体现了各品系性状指标的实际表现,筛选出第Ⅲ类群中的桂南蔗151505、桂糖17-232、桂糖13-1154、桂糖17-929、桂糖16-151等5个综合表现优良的甘蔗新品系。第Ⅰ类群中的河糖15-5、桂糖15-1074、桂糖15-1131、桂糖13-1044、桂糖12-284和桂糖17-910等6个品系蔗糖分最高,黑穗病发病率低,可作为高糖、抗黑穗病亲本加以利用。

  • 种质资源与遗传育种
    刘林娅, 黄亚成, 杨那, 刘维侠, 赵艳妹, 龙彩凤, 党选民
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    本研究以81份辣椒为研究材料,对20个表型性状进行遗传多样性分析、相关性分析、主成分分析及聚类分析。结果表明:20个表型性状的Shannon-Wiener多样性指数(H°)的变化范围为5.91~6.32,其中叶形的H′值最高,1个数量性状的变异系数(coefficient of variation, CV)为29.28%,表明81份辣椒种质的表型性状具有丰富的遗传多样性。相关性分析表明,各表型性状间的相关系数中达到显著或极显著的性状有65对,说明大部分表型性状间相互影响。主成分分析结果表明,前4个主成分累计贡献率为57.526%,代表了辣椒表型性状的主要信息量,说明这4个主成分可反映20个表型性状的基本特征;从特征值和贡献率来看,果形、果肩形状、叶形、首花节位、辣味、果色表明光滑度、子叶颜色、主茎色、花药颜色、下胚轴颜色和花柱颜色是引起辣椒种质表型差异的主要因素。聚类分析结果表明,在遗传距离为16.0时,81份辣椒种质可聚为5个类群,有效区分了不同亲缘关系的种质;其中第Ⅰ类群包含21份种质,均为黄灯笼辣椒,主要特征是浅绿色子叶、扁灯笼果形、辣味极辣;第Ⅱ类群包含38份种质,以灯笼椒为主,主要特点为无茎茸毛、分枝性中等、灯笼果形、无辣味;第Ⅲ类群包含20份种质,以长形椒为主,主要特征是无果肩、紫色下胚轴、辣味辣;第Ⅳ类群和第Ⅴ类群分别由1份种质材料组成,表明这2份种质(L206和L508)与其他种质亲缘关系较远,可用于辣椒育种的亲本选配。本研究为辣椒种质资源的利用、创新及品种选育提供了重要参考。

  • 种质资源与遗传育种
    邹建文, 饶红欣, 陈灵, 罗先权, 何润华, 陈铭, 何艳
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    由于黑老虎种质的特异性评价以其果实及经济性状为主,未结实时仅依据形态性状较难区分,因此,构建黑老虎DNA指纹图谱有助于黑老虎种质的快速精准鉴定。选择15对引物对20个黑老虎品系进行SSR分析,依据Nei’s(1972)遗传距离,采用非加权组平均法(UPGMA)进行聚类分析,通过位点间的组合构建SSR指纹图谱。结果表明:15对引物在20个黑老虎品系中共扩增出15个位点75个等位基因,每个位点的等位基因数为2~15,其Shannon信息指数(I)为0.199~2.456,多态信息含量(PIC)为0.095~0.894。20个品系间遗传相似系数为0.328~0.891,基于UPGMA聚类可分为2个类群。所有15个位点均不能单独完全区分20个黑老虎品系,以KCZ023位点的区分能力最强;KCZ023与KCZ135、KCZ023与KCZ100以及KCZ023与KCZ147的2位点组合以及28个3位点组合能够将20个品系完全区分。20个黑老虎品系的遗传多样性较丰富,应用3个2位点组合和28个3位点组合能够完全区分各品系,该研究结果可为黑老虎种质鉴定以及杂交亲本选配提供科学依据。

  • 作物栽培与生理生化
  • 作物栽培与生理生化
    王蕾, 兰柳艳, 罗晓慧, 沈欢, 蒋潇, 武鹏
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    盐胁迫是农业中阻碍植物正常生长的常见因子。广西南端具有面向南海的绵长海岸线,海岸线上广泛种植香蕉,海水常常倒灌进陆地,造成高浓度的盐胁迫。每年8—9月为台风高发期,从南海上形成的水汽随台风进入内陆,则会引起低浓度的盐胁迫。本研究以粉蕉为研究对象,测定盐胁迫下粉蕉植株各部位的营养元素和土壤成分,研究营养元素的吸收与分布特征,分析其耐盐机制。结果显示:当土壤的盐浓度为0.01%时,各部位的营养元素含量与对照差异不显著;当盐浓度>0.01%时,随着盐浓度的升高,各部位的全氮、全磷、全钾、全镁和全钙均呈逐渐下降的趋势,这表明较高浓度的盐处理降低了粉蕉从土壤中吸收养分的能力,但叶片的全镁、全钙含量下降速度较其他部位慢,且下降比例也小于其他部位,这表明叶片可能具有选择性吸收Ca2+、Mg2+的能力;当盐浓度>0.01%时,根和假茎中的Cl、Na含量快速升高,且升高速度和幅度远大于叶片和球茎,因此,研究认为粉蕉耐盐机制是将较多的Cl、Na贮存于根部以及Cl、Na在向叶片运输过程中被茎吸收。当盐浓度>0.2%时,土壤的碱解氮、速效磷和速效钾的含量呈逐渐下降的趋势,表明高浓度的盐分对根远处土壤的矿质离子向根附近土壤的流动造成了阻碍。研究结果可为广西粉蕉在遭受海水倒灌以及台风天气时各部位的元素变化及土壤成分的变化提供数据基础。

  • 作物栽培与生理生化
    关文灵, 张海立, 荣辉, 孟静
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    墨脱花椒是产于西藏墨脱县的特色香料植物,具有较高的经济价值和开发潜力,但缺乏种苗是制约其产业化发展的主要因素,故解决墨脱花椒的人工繁育问题十分重要。播种育苗作为一种常见的种苗繁育方法,具有繁殖系数高、操作方便、便于运输保存等优势,更利于生产实践上的应用。墨脱花椒种子具有休眠特性,自然条件下萌发困难。因此,探究墨脱花椒种子的休眠特性、萌发限制因素和解除种子休眠的方法,为墨脱花椒种苗生产提供科学依据十分必要。以墨脱花椒种子为试验材料,采用种子吸水性测定、内源萌发抑制物质的生物学鉴定、低温层积、化学药剂浸泡等方法,探究墨脱花椒种子休眠的原因、休眠类型以及解除休眠的方法。结果表明:(1)墨脱花椒种子种皮厚,外层为光滑的油脂层,种子空壳率达25.67%,种皮对种子吸水具有明显机械阻碍作用。(2)墨脱花椒完整种子和种皮的甲醇浸提液对白菜种子萌发均存在抑制作用,完整种子的甲醇浸提液的抑制程度高于种皮浸提液,说明种仁本身存在发芽抑制物质。(3)在适当温度条件下,浓硫酸+GA3组合处理可有效打破墨脱花椒种子休眠。其中浓硫酸浸泡10 min+ 1500 mg/L GA3浸种48 h+30 ℃恒温培养处理的发芽率最高(83.33%)。(4)在30 ℃恒温条件下种子发芽效果好于25 ℃恒温和15 ℃/25 ℃变温。因此,由种皮造成的吸水障碍和种子含有内源抑制物是引起墨脱花椒种子休眠的主要原因,其休眠类型属于复合休眠(PY+PD)。浓硫酸处理10 min+1500 mg/L GA3浸种48 h+30 ℃恒温培养可有效解除种子休眠,提高墨脱花椒种子发芽率。

  • 作物栽培与生理生化
    刘慧斌, 朱周俊, 赵君茹, 卢元贤, 吴凯, 袁德义
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    研究高州油茶耐热性的评价指标体系以及筛选出耐热性强的品种,为耐热性品种的选育和栽培提供理论依据。以6个高州油茶无性系为试材,采用石蜡切片技术、指甲印迹法和图像软件分析,测量叶片形态、解剖结构和叶片气孔相关的14项指标,运用SPSS软件进行聚类分析和相关性分析,筛选出影响耐热性的主要指标,运用Excel软件分析平均隶属函数,并进行耐热性综合评价和排序。结果表明:高州油茶叶片由上下表皮细胞、叶肉组织细胞和主脉组成,叶片为异面叶,上表皮厚度大于下表皮厚度,气孔分布在下表皮,栅栏组织1~2层,排列紧密,海绵组织排列疏松,主脉主要由上下表皮和紧密排列的维管束组成。6个高州油茶无性系叶片形态和解剖结构均存在显著差异(P<0.05)。通过系统聚类将14项指标划分为4类,即第1类包括叶长、叶宽和叶面积;第2类包括叶厚、栅栏组织厚度、叶片结构紧实度和栅海比;第3类包括上表皮厚度、下表皮厚度、叶片结构疏松度、海绵组织厚度和气孔密度;第4类包括主脉厚度和维管束厚度。对4类中指标间的相关系数进行分析得出高州油茶耐热性的典型指标,即叶面积、栅栏组织厚度、海绵组织厚度和维管束厚度,对4个典型指标运用隶属函数公式计算,根据平均隶属度的大小进行综合计算和排序,6个高州油茶无性系耐热性大小顺序为:A16>A5>HMZ24>A11>HM19>HMZ25。影响高州油茶耐热性的叶片指标主要是叶面积、栅栏组织厚度、海绵组织厚度和维管束组织厚度,以某一项的指标进行分析时差异较大,通过隶属函数法进行综合比较分析,能够反映出高州油茶的耐热性差异。

  • 作物栽培与生理生化
    李慧婷, 徐诗涛, 王军, 张梦真, 王德立, 王露露, 李思
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    以白木香[Aquilaria sinesis (Lour.) Spreng.] 6个不同种质(3个已认定良种:海香1号、海香2号、海香3号;3个待审品种:皮油种、大叶种、囊泡种)为研究对象,其中皮油种来源于广东省揭阳市,大叶种来源于海南省定安县,其余均来源于海南省文昌市。分别采用GB/T 6043—2009《木材pH的测定》、蒽酮比色法、考马斯亮蓝法和硝酸-乙醇法测定树干木材的pH、淀粉含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和纤维素含量,并利用SPSS 26.0软件对以上5个指标的测定结果进行方差分析、多重比较(沃勒邓肯法、LSD法)分析和Pearson相关性分析。结果表明:白木香6个不同种质树干木材均为酸性,pH为5.40~6.06(海香3号最高,大叶种最低);淀粉含量为13.16~33.85 mg/g(大叶种含量最高,海香3号含量最低);可溶性糖含量为3.60~20.16 mg/g(大叶种含量最高,海香1号含量最低);可溶性蛋白含量为0.17~0.25 mg/g(海香1号含量最高,皮油种含量最低);纤维素含量为0.46~0.61 g/g(海香1号含量最高,海香2号含量最低)。白木香不同种质树干之间的pH、淀粉含量、可溶性糖、纤维素含量存在显著性差异(P<0.05),而可溶性蛋白含量无显著差异。pH与可溶性糖含量、淀粉含量之间均呈极显著负相关(P<0.01);淀粉含量和可溶性糖含量之间呈极显著正相关(P<0.01);可溶性蛋白、纤维素含量与其他生理指标无显著相关关系。

  • 作物栽培与生理生化
    袁汕, 林嘉蓓, 张恒, 奚如春
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    探究大花紫薇新品种紫婵的光合生理特征,为其栽培与推广应用提供理论基础。以2年生紫婵和大花紫薇幼苗为材料,采用Li-6400XT便携式光合仪,测定2个试验植物材料的光合日变化、光响应曲线及叶绿素含量。研究结果表明:(1)紫婵的叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、类胡萝卜素(Car)含量、叶绿素含量(Chl)以及叶绿素a/b(Chla/ Chlb)均显著大于大花紫薇(P<0.05)。(2)紫婵的净光合速率(Pn)日变化呈单峰曲线,峰值出现在10:00,为17.11 μmol/(m2·s);气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)日变化均呈单峰曲线,胞间CO2浓度(Ci)为早晚高中午低的单谷型,气孔限制值为早晚低中午高的单峰曲线。(3)大花紫薇的净光合速率日变化呈双峰曲线,峰值分别出现在8:00和12:00,分别为14.41 μmol/(m2·s)和13.16 μmol/(m2·s);气孔导度亦呈双峰曲线,峰值分别出现在8:00和12:00,蒸腾速率日变化呈单峰曲线,峰值出现在10:00左右,胞间CO2浓度为早晚高中午低的单谷型,气孔限制值为早晚低中午高的双峰型曲线。(4)灰色关联分析表明,2种植物材料的Pn与环境因子关联度排序均为PAR>Ca>RH。紫婵的Pn与生理因子的关联度排序为Tr>Gs>Ta>Ci,而大花紫薇为Gs>Tr>Ta>Ci。(5)紫婵的光饱和点为2388.729 μmol/(m2·s);光补偿点为55.590 μmol/(m2·s);大花紫薇的光饱和点为2080.297 μmol/(m2·s);光补偿点为29.871 μmol/(m2·s),与大花紫薇相比较,紫婵的光饱和点和光补偿点均较高,具有较强的光合同化能力,但对弱光环境适应性较差。紫婵为喜光型树种,适宜栽植在光照充足的环境。

  • 作物栽培与生理生化
    潘松, 赵玉梅, 袁峰均, 史正军
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    利用植物残体进行地表覆盖是农林生产中采用的普遍方式,对于土壤水分保持、改善土壤肥力条件、促进植物生长及解决表土裸露问题等均具有显著效果。园林废弃物用于城市绿地地表覆盖是近年来国内外园林行业关注的焦点,并且是继堆肥回归土壤之外的主要应用发展方向。目前在园林废弃物覆盖研究和应用方面主要侧重于堆肥化后覆盖、染色覆盖等,而鲜有对不同组分原生材料覆盖效果进行系统比较的研究报道。为探明经简易加工后的园林废弃物原生材料覆盖对植物生长发育的影响,本研究以龙船花(Ixora chinensis Lam.)为研究对象,将园林废弃物分为4种组分材料(草屑、树叶、枝叶、树枝),经粉碎、晾干后作为原生覆盖材料进行试验,设置3个覆盖厚度(3、6、9 cm),并以无覆盖的裸土为对照。植物生长维护21个月后,分析不同覆盖处理对龙船花地上部植株的生长参数、矿质养分含量和叶绿素相对含量(SPAD)的影响。结果表明,与对照相比,覆盖处理明显提高了龙船花的株高、茎粗、生物量、SPAD,以及茎、叶的氮含量,各处理植株茎、叶的磷含量和茎的钾含量因覆盖材料类型与厚度不同而有差异,但对叶片钾含量无明显影响。相关性分析表明,龙船花的各生长参数指标与茎、叶的氮含量与SPAD两两间呈极显著正相关,磷含量与鲜叶质量呈显著正相关。通过主成分分析综合评价表明,覆盖处理对龙船花各指标的综合表现均优于对照,并可根据主成分综合得分将其分为两类,一类为对龙船花促生效果较好的处理,分别是3、6、9 cm厚度的枝叶、树枝,6、9 cm厚度的树叶覆盖处理,另一类为对龙船花促生效果相对较差的处理,分别是3、6、9 cm厚度的草屑,3 cm厚度的树叶覆盖处理。综上,本研究通过对龙船花生长影响的指标比较评价,筛选出适宜用作有机覆盖物的园林废弃物原生材料组分和覆盖厚度,可为园林废弃物作有机覆盖物的推广应用提供参考。

  • 植物保护与生物安全
  • 植物保护与生物安全
    税军, 刘小强, 陈青, 梁晓, 伍春玲, 刘迎, 姚晓文, 乔阳, 毛立杰, 陈银华
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    根据蚜口密度及取食时间效应,明确桃蚜取食前后辣椒茉莉酸(JA)合成及信号途径基因表达差异,初步阐明JA途径介导的辣椒抗蚜性分子机理。本研究以抗蚜辣椒品种猪大肠(ZDC)和感蚜辣椒品种大羊角椒(DYJJ)为材料,采用实时定量PCR技术分析与植物防御相关的JA合成途径基因(LOX2、AOS、AOCOPR3)与信号途径基因(COI1JAR1)在桃蚜不同蚜口密度(20、30、40、50、60蚜/叶)及取食不同时间(6、12、24、48、72 h)后的表达量变化情况。结果表明:在不同蚜口密度和取食为害时间下,JA合成途径的4个基因在ZDC中表达量总体上显著高于DYJJ,而信号途径2个基因表达量总体上显著低于DYJJ。在桃蚜较低为害水平状态下,抗、感辣椒品种之间表达量差异显著,且在部分相同蚜口密度下部分基因表达量峰值和低谷出现时间基本一致。较高水平的为害情况下,抗、感辣椒品种之间差异显著性下降。以上结果表明,JA合成及信号途径AOSAOCJAR1基因可能具有作为鉴定评价辣椒抗蚜性水平的分子指标的潜力,可为将来辣椒抗蚜种质资源评价与创新利用提供理论依据。

  • 植物保护与生物安全
    姚锦爱, 黄鹏, 张杰, 侯翔宇, 余德亿
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    为明确多肉植物翡翠景天黑腐病病原菌山扁豆生棒孢(Corynespora cassiicola)的生物学特性,分别测定温度、pH、光照条件和碳、氮源对菌丝生长的影响,以及通过测定6种杀菌剂对该病原菌的室内毒力,筛选出高效安全的杀菌剂。结果表明:该病原菌的菌丝生长最适温度为30 ℃,最适pH为7,光照有利于菌丝生长,最适碳、氮源分别为葡萄糖和蛋白胨。室内毒力测定结果表明,6种杀菌剂对翡翠景天黑腐病病原菌的毒力差异较大,其中氯氟醚菌唑的毒力最强,EC50为0.0129 mg/L;其次为咪鲜胺,EC50为0.0135 mg/L;苯醚甲环唑和咯菌腈的EC50分别为0.0273 mg/L和0.0296 mg/L;吡唑醚菌酯的毒力一般,EC50为0.0768 mg/L;多菌灵的毒力最弱,EC50为0.9353 mg/L。掌握山扁豆生棒孢的生物学特性和筛选出室内具有良好毒力效果的药剂,可为多肉植物翡翠景天的栽培及其黑腐病的综合防治提供理论支撑和指导依据。

  • 植物保护与生物安全
    胡叠, 唐前君, 罗坤, 吴秋云, 夏志兰, 刘敏
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    烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus, TMV)是导致茄科(Solanaceae)作物减产的重大因素,为探寻防治烟草花叶病的食用菌源多糖材料,采用半叶法、五点注射试验和系统寄主侵染活性评价测定6种粗多糖对TMV的防治效果。结果表明:姬松茸(Agaricus blazei)粗多糖提取率最高,可达24.32%,其次是平菇(Pleurotus ostreatus)为18.56%,最低为杏鲍菇(Pleurotus eryngii)10.04%。总糖含量中,姬松茸总糖明显高于其他种类,达到37.71%,其次是桑黄(Phellinus igniarius)和灵芝(Ganoderma lucidum),总糖含量均超过32.00%,此外姬松茸粗多糖的硫酸基含量高达2.10%。半叶法测定6种粗多糖对TMV的防治效果,结果显示,多糖喷施48 h后对接种病毒能达到较好的预防效果,其中云芝粗多糖、姬松茸粗多糖、平菇粗多糖的预防效果均达到60.00%以上。尤其是24 mg/mL姬松茸粗多糖的预防效果达92.04%,叶片的枯斑数目明显少于清水对照组。在五点注射试验中,姬松茸粗多糖处理的荧光斑点亮度弱于对照组,同时新叶上未出现荧光点,抑制率达38.18%,在病毒侵入前期姬松茸粗多糖有抑制作用,能够延缓TMV的移动速度,减慢系统侵入进程。在系统寄主NC-89上,姬松茸粗多糖对TMV的防治效果高达76.81%,效果优于0.5%香菇多糖水剂和1.8%辛菌胺醋酸盐水剂处理组,当姬松茸粗多糖浓度为48 mg/mL时植株出现损伤,多糖浓度过高在植株表面形成沉淀,引起植株黄化。大田试验显示,姬松茸粗多糖对TMV的治疗效果为70.31%,对叶片扭曲、蜷缩、停止生长的植株有明显改善。同时对TMV有一定的抑制作用,喷施姬松茸粗多糖的烟草发病时间延后,烟草长势良好,叶片伸展。本研究结果为进一步研究真菌多糖防治烟草花叶病毒的作用方式和机制奠定基础,对绿色防控作物TMV有一定的理论意义和实际意义。

  • 采后处理与质量安全
  • 采后处理与质量安全
    喻文涛, 曲姗姗, 李萌萌, 王光, 朱世江
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    对采后果实用化学药剂实施浸泡处理是水果保鲜的通用方法。但由于消费者对农残的担忧、荔枝产区采后处理条件缺乏等原因,亟需研发绿色环保且简便易行的荔枝保鲜新技术。本研究在果实生长发育后期(采前10 d)用5 mmol/L蔗糖溶液喷施井岗红糯荔枝,采收后置于常温(20 ℃)贮藏。结果表明:与对照相比,采前蔗糖处理降低了采后荔枝的褐变指数、病情指数和腐烂率,降低了红绿色度(a*)值提高了亮度(L*)和黄蓝色度(b*)值,表明蔗糖处理改善了荔枝的外观品质。蔗糖处理的荔枝可溶性固形物(TSS)和可滴定酸(TA)含量与对照无明显差异,但维生素C(Vc)含量略低于对照,表明其对营养品质无明显不利影响。采前蔗糖处理抑制荔枝果皮多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)活性,降低果皮相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子(O2-$\bullet$)含量,以及提高荔枝果皮苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性和总酚含量,从而延缓荔枝的褐变和腐烂。研究结果表明采前蔗糖处理作为一项新型荔枝保鲜技术在我国荔枝产区具有一定的应用前景。

  • 采后处理与质量安全
    韩建成, 吴群, 蔺红玲, 徐志军, 周汉林
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    为合理开发和利用热带牧草资源,研究热研2号柱花草和热研4号王草混合青贮对其营养成分及发酵品质的影响,以期筛选出适宜的混合青贮比例,为调制高品质的青贮饲料提供理论依据。本研究将热研4号王草和热研2号柱花草混合青贮比例分别设置为100∶0(CK)、85∶15(A1)、70∶30(A2)、55∶45(A3)4组,青贮30 d后开封取样检测。结果表明:A2组混合青贮感官评价最佳,随着热研2号柱花草比例的升高,pH和氨态氮/总氮(NH3-N/TN)值逐渐升高,A1、A2、A3组与CK组差异显著(P<0.05);乳酸(LA)含量逐渐降低,A3组显著低于CK组(P<0.05);各试验组乳酸/乙酸(LA/AA)值均大于2.6;且A2组丁酸(BA)显著低于其他各处理组(P<0.05)。随着热研2号柱花草比例升高,各处理组粗蛋白(CP)、干物质(DM)和粗脂肪(EE)含量随之升高,且显著高于CK组(P<0.05);水溶性碳水化合物(WSC)含量呈上升趋势,且各试验组差异不显著(P>0.05);中性洗涤纤维(NDF)逐渐降低,且各处理组间差异不显著(P>0.05);各试验组酸性洗涤纤维(ADF)显著降低(P<0.05);与CK相比,各处理组粗灰分(Ash)有所下降,且A1、A2、A3组之间差异不显著(P>0.05);总之,热研2号柱花草和热研4号王草混合青贮可提高青贮饲料的发酵品质和营养价值。从发酵品质和营养价值综合考虑,A2组的混合青贮比例最为适宜。

  • 采后处理与质量安全
    陆建能, 麦碧仪, 刘义军, 赵雨诗, 陈云兰, 林丽静, 周大圣, 张明
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    灵芝多糖是灵芝子实体主要的功效成分之一,其在提高免疫力、抗肿瘤、护肝等方面具有显著疗效,为了揭示梯度乙醇沉淀工艺对灵芝多糖结构特征及生物活性的影响,本研究以赤灵芝为原料,采用无水乙醇除杂,热水浸提工艺提取灵芝多糖,采用不同乙醇浓度(40%、50%、60%、70%、80%、90%, V/V))梯度沉淀灵芝多糖,分别得到GLP40、GLP50、GLP60、GLP70、GLP80、GLP90等6个多糖组分,并采用气相色谱-质谱仪、近红外光谱仪、凝胶色谱仪等现代仪器对灵芝多糖组成、官能团特征、分子量分布等结构特征,以及体外抗氧化活性、鼠李糖乳杆菌LGG的生长效果等生物活性进行表征。研究结果表明:6个灵芝多糖组分由鼠李糖、木糖、阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖组成,且以葡萄糖、甘露糖和木糖为主,其中GLP40主要由甘露糖和木糖组成,GLP50、GLP60、GLP70、GLP80和GLP90主要由葡萄糖和甘露糖组成,6个多糖组分中GLP80和GLP90的葡萄糖占比最高。6个灵芝多糖组分在892.9、1048~1084 cm-1等处的典型官能团完整,相互之间无明显差异,皆为β-型葡聚糖构型。6个灵芝多糖组分的分子量存在差异,重均分子量、数均分子量与峰位分子量均呈正相关,GLP40、GLP50、GLP60、GLP70、GLP80、GLP90的分子量范围分别为97~14 925、99~49 410、98~32 030、3614~19 589、3614~10 795、4385~11 084 g/mol,低浓度乙醇下高分子量灵芝多糖优先沉淀。6个多糖组分均具有较强的DPPH自由基清除能力、羟基自由基清除能力和总抗氧化能力,其中GLP90比其他组分具有更强的抗氧化活性。6个灵芝多糖组分均有助于促进鼠李糖乳杆菌LGG的生长。本研究结果为灵芝多糖提取工艺研究及产品开发提供了基础数据支撑。

  • 采后处理与质量安全
    郭蒙, 郭纯, 蒋青, 高林晓
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    以黄果茄(Solanum xanthocarpum)果实为试材,采用超声波辅助乙醇提取法,对绿原酸的提取工艺进行研究。通过调整乙醇水溶液体积浓度、液体与物料的比值、超声时间、超声温度等4组单因素实验的数值及结果,优化出拟定的绿原酸提取工艺参数,即乙醇溶液浓度、液料比值、超声时间、超声温度分别为65%、50 mL/g、40 min、60 ℃。在上述单因素优化结果基础上,进一步通过Box-Behnken响应面法优化得到最终的二次多项数学模型。研究结果表明,提取工艺参数为64.7%的乙醇浓度、55.8 mL/g的液料比值、56.0 ℃下超声40.5 min,黄果茄绿原酸提取率最佳,为6.81%。黄果茄果中的提取物具有较好的抗氧化能力,相应的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-pierylhydrazy, DPPH)和2,2-连氮基-双-(3-乙基苯并二氢噻唑啉-6-磺酸) [2,2°-azinobis-(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonate), ABTS]自由基清除能力的IC50分别为55.7 mg/L和20.1 mg/L。

  • 农业生态与环境保护
  • 农业生态与环境保护
    宋书会, 焦静, 李普旺, 王超, 何祖宇, 周闯, 刘运浩, 张宇晗, 李云娜, 杨子明
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    为了明确热带典型有机物料对砖红壤理化性质及微生物群落结构的影响,本研究选取菠萝茎叶、椰糠、香蕉茎叶、有机肥为供试材料,开展为期90 d的混土培养试验,以砖红壤为对照,分析有机物料对土壤pH、有效磷,团聚体、微生物群落结构变化及酶活性的影响。结果表明,香蕉茎叶和有机肥能够提高土壤pH和有效磷含量,菠萝茎叶短期内加剧土壤酸化。菠萝茎叶和香蕉茎叶均有助于促进直径>0.25 mm团聚体的形成。菠萝茎叶、香蕉茎叶和有机肥均能提高土壤木糖苷酶、纤维素酶和亮氨酸氨基肽酶活性,以及土壤G+菌、G-菌、真核生物和真菌的数量,其中香蕉茎叶和菠萝茎叶培养的土壤中G+菌平均占比为27.8%,高于CK中G+菌(21.4%)。与CK相比,香蕉茎叶、菠萝茎叶、椰糠、有机肥中的真菌比例分别提高300.2%、232.1%,165.0%和51.9%。施用有机肥明显提高AM真菌的比例,菠萝茎叶和香蕉茎叶均有助于增加土壤中的真核生物数量。投入有机物料中的半纤维素含量和土壤pH分别解释了70.8%和8.5%的微生物群落结构变异。

  • 农业生态与环境保护
    黄歆怡, 谢强, 丁丽琼, 谢振兴, 陆祖正, 谢彦军, 余炳宁
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    采用样方调查法对广西猫儿山高山湿地湿生草本植物到木本植物阶段的群落类型、物种多样性、演替度和径级结构进行分析,探究植物区系特征与群落演替进程与趋势。结果共记录到维管植物136种,隶属于62科103属,单属科、单种属所占比例大。物种组成的地理成分较为复杂,属的地理分布兼具热带、亚热带和北温带的过渡特征,包含中国特有分布的3个属及特有树种铁杉,多样性程度较高。铁杉湿地很少见,该区域的铁杉湿地却保持得非常原始,保护意义重大。植物种类数量一般会随着演替进程先增加后减少,在演替中后期出现最大值,植物种类丰富度高低并不能很准确地衡量群落的演替程度。根据重要值划分植物群系,比较各演替度,推测出该区域湿生草本植物到木本植物阶段的演替顺序为笄石菖草丛→条穗薹草草丛→尾叶悬钩子灌丛→中华槭灌丛→华西箭竹灌丛→针阔混交林铁杉群落→常绿阔叶林褐叶青冈+山桂花群落→常绿落叶混交林吴茱萸五加林群落,为自然条件下的正向演替。演替的最终结果会形成顶级群落。分析乔木群落优势种的径级结构,在乔木群落阶段演替进程中,各优势种群落发展趋势为铁杉群落波动较大,褐叶青冈和山桂花为稳定群落,以吴茱萸五加为主要落叶树种的种群发展有衰退趋势。故猫儿山高山湿地自然植被还处在进展演替中,未形成最终稳定的森林群落。

  • 农业生态与环境保护
    王粤, 石明, 杜凡, 茶武婧, 白雪昕, 戴蓉
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    基于2003年和2019年多次调查数据,对云南剑湖省级自然保护区湿地维管植物的多样性进行研究,湿地植物依据国家林业局颁布的标准和相关文献的划分确定。结果表明:剑湖湿地区域分布湿地维管植物34科83属129种,可划分为12个分布区类型和12个变型,温带种比例最高,计97种,占保护区湿地维管植物总数的75.19%;中国特有种13种,占保护区湿地维管植物总数的10.08%,其中云南特有种4种,占保护区湿地维管植物总数的3.10%。按生活型分类统计得到湿生植物92种、沉水植物19种、挺水植物9种、漂浮植物5种、浮叶植物4种。湿地植被分布有湿生植物型、挺水植物型、漂浮植物型、浮叶植物型和沉水植物型5个植被亚型及水蓼-水芹-薹草群系和水蓼-两栖蓼-平卧蓼群系等17个群系。根据野外调查中掌握的物种习性、形态特征、生境及来源,确定剑湖湿地有次生维管植物4类63种,区系次生度48.84%。剑湖与滇西北区域内的拉市海共有湿地维管植物39种,二者物种相似度为22.29%,与滇中区域内的程海共有湿地维管植物18种,二者物种相似度为10.00%,与拉市海物种相似度更高。研究表明,剑湖湿地维管植物表现出物种丰富度较高、温带成分显著、特有率极低、生活型齐全、群落类型多样、区系次生度高、滇西北成分明显的特点。剑湖湿地维管植物多样性特征的主要形成原因是剑湖海拔偏高、纬度偏北、人为影响严重,并且与剑湖湖水较浅、湖水置换速度较快、污染小的水环境特点以及湖床倾斜度平缓、湖岸弯曲度大、湖底淤泥较厚的湖泊特征有直接关系。