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    组学与生物技术
  • 组学与生物技术
    聂智毅, 康桂娟, 覃怀德, 曾日中
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    橡胶树橡胶粒子上的蛋白质在橡胶生物合成一系列反应过程中起着关键作用,它们直接决定着橡胶烃分子的数量和大小,影响天然橡胶的产量和质量。小橡胶粒子蛋白(small rubber particle protein, SRPP)是丰度仅次于橡胶延伸因子(rubber elongation factor, REF)的橡胶粒子蛋白组分,与橡胶粒子发育和橡胶生物合成密切相关。目前已知橡胶粒子上存在多种SRPP家族蛋白,但大部分成员的功能尚不清楚。SRPP可能通过与其他橡胶粒子蛋白相互作用发挥功能。为了筛选SRPP蛋白家族成员之一HbSRPP7的互作蛋白,本研究利用位点特异性重组技术构建了原始库容为1.5×107 CFU的均一化橡胶树胶乳膜蛋白酵母双杂交系统(membrane yeast two-hybrid system, MYTH)cDNA文库,该文库插入片段平均长度大于1500 bp,重组率约为100%。构建了用于MYTH系统筛选HbSRPP7互作蛋白的pBT3STE-SRPP7和pBT3SUC-SRPP7诱饵载体并确认其能在NMY32酵母菌株中正确表达,无自激活活性。使用pBT3STE-SRPP7诱饵质粒对胶乳MYTH cDNA文库进行筛选,获得21个HbSRPP7候选互作的蛋白,包括3个REF家族蛋白(HbREF1、HbREF3和HbREF8)、2个SRPP家族蛋白(HbSRPP1、HbSRPP2)、2个活性氧清除相关蛋白(thioredoxin H-type-like、L-ascorbate peroxidase 2)以及5个胁迫相关蛋白(high mobility group B protein 2-like、RPM1-interacting protein 4-like、stress-related protein-like、salt stress-induced hydrophobic peptide ESI3-like和F-box/ kelch-repeat protein)。结果显示HbSRPP7除了可能通过与橡胶生物合成相关的橡胶粒子蛋白互作参与橡胶生物合成,也可能通过与生物和非生物逆境胁迫相关蛋白互作,响应橡胶树乳管生物和非生物逆境胁迫系统信号,参与橡胶粒子上的橡胶生物合成调控。该研究结果有助于了解SRPP家族蛋白的功能,为揭示橡胶粒子上参与橡胶生物合成的蛋白复合体组成,阐明橡胶生物合成及其调控的分子机制奠定基础。

  • 组学与生物技术
    刘荣, 张正学, 刘清国, 党志国, 吴小波, 黄海
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    杧果(Mangifera indica Linn.)是一种热带亚热带常绿乔木果树,果实香甜、营养丰富、肉质细滑多汁,富有“热带果王”之美誉。为了加速杧果品种(系)的分子鉴定,本研究根据19份试验材料的表型特征,选择其差异较大的5份杧果材料(红象牙杧、金煌杧、红杧6号、红玉杧、南逗迈4号杧)为模板,进行SSR标记引物筛选,PAGE电泳检测筛选得到多态性较好的引物;将得到的引物再采用HEX、FAM两个荧光标记进行5°端修饰,再通过毛细管电泳技术检测,其扩增片段大小通过数字和字母对每对引物的多态性位点进行编码,构建杧果的DNA指纹图谱和DNA分子身份证。结果表明:经PCR扩增以及PAGE电泳检测,从已开发得到115对SSR标记引物中筛选得到9对稳定性较好、多态性好的引物,引物名称分别为M9、M15、M35、M40、M53、M59、M101、M102、M103。经毛细管电泳检测,结合“数字+字母”处理获得19个杧果品种(系)的指纹图谱代码,如金煌杧的指纹图谱代码为9EE9F8933,黔山杧2号的指纹图谱代码为H6F7564IC,黔山杧4号的指纹图谱代码为3DGE47279。以19份材料的指纹图谱代码和基本信息为载体,通过在线条形码生成程序、二维码生成程序生成其条形码DNA分子身份证、二维码DNA分子身份证。该研究结果为标准化构建杧果DNA分子身份证库奠定基础,为杧果遗传育种、优异基因挖掘提供数据参考。

  • 组学与生物技术
    赖宝春, 戴瑞卿, 曾天宝, 陈淑妹, 姚锦爱
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    小串链霉菌(Streptomyces catenulae)XG40是一株对蜜柚黑斑病等真菌病害具有较好拮抗作用的生防放线菌。本研究通过第三代PacBio全基因组测序平台,对小串链霉菌XG40进行全基因组测序和分析,共获得3个contigs,包含1个染色体DNA和2个质粒DNA,其基因组全长为9 772 324 bp,GC含量为70.58%,蛋白编码基因8074个,占整个基因组的96.41%。利用antiSMASH软件,预测到46个次级代谢产物合成基因簇,其中包含聚酮合成酶(PKS)和非核糖体肽合成酶(NRPS)的基因簇共有24个,占总基因簇数量的52.17%。有7个基因簇与已知基因簇(desferrioxamin B、pristinol、Neoantimyci、2-methylisoborneol、nigericin、ectoine、geosmin)的相似性为100%,4个基因簇与已知基因簇(miharamycin A/B、SW-163C/E/F/G/UK-63598、gilvocarcin V、coelibactin)的相似性在80%以上,比较分析发现该菌株具备一定的合成尼日菌素和褐黄癌菌素V等抗菌物质的能力。共线性分析表明XG40与根霉链霉菌(S. rhizosphaericus)DSM 41760、马来西亚链霉菌(S. malaysiensis)DSM 14702、黑孢链霉菌(S. melanosporofaciens)DSM 40318和(S. himastatinicus)ATCC 53653四株链霉基因组之间存在插入和缺失、倒位、易位等基因组重排事件。该研究结果为深入挖掘XG40生防潜力,开发可用于农业生物防治的次级代谢产物提供理论基础。

  • 组学与生物技术
    陈汉鑫, 林艺辉, 马馨怡, 林秀芳, 黄婉莉
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    本研究旨在探明珍珠芦荟苗白化突变分子机制,挖掘相关功能基因,为珍珠芦荟品种选育提供依据。利用Illumina HiSeq测序平台对珍珠芦荟正常叶色苗WT、白化苗突变株lsqj进行转录组高通量测序,并对测序结果进行功能注释分析。结果表明:本研究共得到67.72 Gb的有效数据(clean data),共获得122 665条Unigenes;与正常株WT相比,突变株ls叶片中共筛选出914个差异表达基因(DEGs),其中453个上调,461个下调;突变株qj叶片中共获得1851个DEGs,其中868个上调,983个下调。通过GO功能富集和KEGG代谢途径分析,发现在2个突变株中,色素积累、细胞壁组成或生物发生、细胞壁、细胞外周、水解O-糖基化合物水解酶活性、作用于糖基键的水解酶活性过程,以及在次生代谢生物合成途径中被富集的差异表达基因较多,而与光合作用相关途径的差异基因未获得显著富集。在与光合作用相关途径中发现,突变株lsporA、cab13基因呈显著下调表达,突变株qjporA、moda基因呈显著下调表达。实时荧光定量检测结果证实了这些基因的相对表达量的变化趋势与转录组数据一致。porA为2个突变株共同下调表达的基因,porA基因下调会导致原叶绿素酸酯合成叶绿素酸酯的酶促反应受到影响,进而影响2个突变株的叶绿素合成,因此推测该基因下调对珍珠芦荟白化苗形成起着重要的作用。本研究探索了珍珠芦荟苗白化变异的转录组信息,筛选到表达差异显著的关键基因,为深入探讨珍珠芦荟苗白化突变分子机制提供重要的理论基础。

  • 种质资源与遗传育种
  • 种质资源与遗传育种
    卢赛清, 俞奔驰, 周时艺, 陈炯宇, 宋恩亮, 徐钏, 雷开文, 马崇熙, 王帝, 韦丽君
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    木薯桂热13号(GR13)以高产品种新选048(XX048)为母本,高粉品种南植199(NZ199)为父本,采用开花调控技术诱导亲本开花,并通过嫁接预测杂种优势的方法获得杂交F1代,经优良单株评选、单排试验、各级品比试验、区域试验和生产性试验,鉴定、评价、筛选等选育而成。GR13平均鲜薯产量47.06 t/hm2、淀粉含量32.0%,分别比对照NZ199和华南205(SC205)增产22.93%、21.48%,淀粉分别提高3.74、5.30个百分点;薯块干物质率45.2%,比对照高4.7、7.5个百分点;鲜薯平均氢氰酸含量25.7 mg/kg,均低于对照;粗纤维0.73%,与SC205相当;维生素C 42.87 mg/hg、蛋白质0.57 g/hg、总糖3%、可溶性糖1.1%,均与NZ199相当;GR13抗螨性田间鉴定结果为中抗,在植后180 d淀粉含量稳定在27.0%以上,说明其早熟、高产、高淀粉、氢氰酸含量低、适应性广,是早熟丰产稳产性好的鲜食及加工兼用型优良品种,具有耐旱耐寒和较抗螨、不易落叶等特点,适合在广西、江西和云南等木薯主产区推广种植。

  • 种质资源与遗传育种
    普天磊, 韩学琴, 罗会英, 邓红山, 邹枚伶, 金杰, 夏志强, 王文泉
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    基于SNP标记对辣木亲本及其子代群体的杂合度、遗传结构及遗传多样性进行分析,研究其遗传变异特征。利用AFSM技术对96份辣木材料进行简化基因组测序,将获得的测序过滤数据比对至参考基因组,使用VCFtools和BCFtools软件检测并统计SNP和Indel位点信息。利用AWK语言分析杂合位点,并比对出子代与亲本的差异位点,以分析辣木的繁育类型。利用Plink软件对变异位点进行过滤,保留高质量的变异位点,再通过ADMIXTURE软件进行群体结构分析,根据交叉验证错误率确定最佳K值,同时采用GCTA软件进行主成分分析,构建系统进化树,解析辣木材料的群体结构。采用VCFtools计算遗传多样性指数及群体分化指数,分析该群体的遗传多样性。通过LDBlockShow软件进行连锁不平衡分析,得出位点间的连锁不平衡程度。结果显示,共检测出1 187 831个SNP位点,150 861个Indel位点。将辣木子代基因与亲本比对后,发现辣木子代杂合的基因中,约有4.89%的基因为自身杂合基因,19.96%为外来遗传物质导致杂合的基因,基本表明辣木可通过自花和异花2种授粉方式繁衍后代。群体结构和主成分分析将辣木样品划分为3个亚群,与聚类分析的结果大概一致,即各亚群大致能聚在一起,且样品间有一定的交叉。辣木不同群体间的遗传分化指数(0.0049~0.0110)和遗传多样性指数(0.001)低,表明群体遗传分化弱,遗传多样性水平低。对检测到的136个scaffold的SNP进行统计并进行连锁不平衡分析后发现,scaffold 1的SNP数目最多,为62 225个,且其6 748 044~6 748 185位点之间具有强连锁不平衡关系。本研究通过对辣木及其子代的遗传分析,为辣木的杂交选育提供遗传学依据。

  • 作物栽培与生理生化
  • 作物栽培与生理生化
    成镜, 黄天带, 戴雪梅, 徐正伟
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    在橡胶树体胚发生再生体系研究中,如何快速获得胚性愈伤组织是能否成功建立再生体系的关键。本研究基于课题组前期的研究基础,以橡胶树花药为外植体,通过正交试验设计方案研究了毒莠定、KT、6-BA、IAA四种激素的不同浓度组合对橡胶树花药胚性愈伤组织诱导的影响,结果表明:橡胶树花药愈伤组织诱导的最优组合培养基为MS基础培养基,硫胺素0.4 mg/L、天冬酰胺300 mg/L、水解酪蛋白100 mg/L、脯氨酸100 mg/L、精氨酸100 mg/L、谷氨酰胺100 mg/L、L-半胱氨酸-盐酸盐50 mg/L、蔗糖70 g/L、椰子水50 mL/L、植物凝胶2.2 g/L,并添加毒莠定浓度20 mg/L、KT浓度2 mg/L、6-BA浓度1 mg/L、IAA浓度0 mg/L,愈伤组织诱导率达73.3%~100%。所有处理在诱导愈伤组织25~28 d左右,愈伤组织达到快速增殖时期,对胚性愈伤组织的诱导起主要作用的是毒莠定浓度,其浓度在20~30 mg/L之间时,对胚性愈伤组织的诱导有促进作用。低浓度的毒莠定虽然也能诱导愈伤组织产生,但是这些愈伤组织几乎为无胚胎发生能力的非胚性愈伤组织。同时用获得的11个体胚进行植株再生,其中出苗2株,7个只长根不抽芽,2个既不抽芽也不长根,植株再生率达18%。因此,在此研究的基础上,对愈伤组织诱导培养基配方进行进一步优化,使其能够更快地从花药中诱导出胚性愈伤组织,缩短胚性愈伤组织的诱导时间,降低变异几率,可为RITA生物反应器提供更好条件的愈伤组织起始原料。

  • 作物栽培与生理生化
    陈肖, 崔现亮, 罗娅婷, 赵利坤, 李学玲
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    为了解不同树龄咖啡C、N、P生态化学计量特征,以云南省普洱市思茅区南屏镇某咖啡庄园1、7、10、20 a四个树龄咖啡作为研究对象,测定咖啡叶片和土壤C、N、P含量及其化学计量比。结果表明:(1)咖啡叶片N、P含量与树龄呈正比,随树龄增加而逐渐增加,与C含量呈反比,随树龄增加逐渐减少;不同树龄咖啡N、P含量差异达到显著水平(P<0.05),化学计量比C:N、C:P均随树龄增长而降低,其中C:P在不同树龄存在极显著差异(P<0.01),叶片N:P阈值分析发现,叶片N:P比在4个树龄均小于14,说明咖啡的生长主要受N元素限制。(2)不同树龄土壤SOC含量存在显著差异(P<0.05),7 a的咖啡C、N、P含量均为最高;0~10 cm土层C、N、P含量均值略高于10~30 cm土层,0~10 cm土层C:N均值9.79高于10~30 cm土层的6.87;0~10 cm土层咖啡C:P变化范围为11.51~46.80,10~30 cm土层的为4.53~20.82,土层间差异较大;不同土层N:P变化范围分别是1.00~5.12、0.81~2.08,相关性表明N:P和P元素有显著相关性,P元素是造成C:N变化的主要原因。(3)从相关性分析来看,咖啡叶片C与N、P呈显著负相关(P<0.05);叶片N与C:N、C:P均有极显著正相关关系(P<0.01),叶片P与C:P呈极显著负相关(P<0.01),不同土层SOC和全N均呈正相关(P<0.05),叶片的C、N、P与土壤的SOC、TN无相关性,计量比也存在极少的相关性。因此,咖啡土壤SOC、TN和TP较低,主要受N养分的限制,咖啡叶片N、P吸收具有协同效应,且叶片和土壤元素存在广泛的计量耦合关系。

  • 作物栽培与生理生化
    李娟, 贺世雄, 涂攀峰, 潘建君, 高美玲, 吴韫里, 陈杰忠, 徐海权, 姚青
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    本研究探索不同砧木对砂糖橘的生长、光合性能和碳水化合物含量的影响,从而筛选出适合砂糖橘栽培的最适砧木。测定嫁接在2年生宜昌橙、枳壳、砂糖橘、香橙和粗柠檬砧上的砂糖橘的生长势、叶绿素含量、光合性能[净光合速率(net photosynthesis, Pn)、蒸腾速率(transpiration rate, Tr)、气孔导度(stomatal conductance, Gs)、胞间CO2浓度(intercellular CO2 concentration, Ci)]和碳水化合物含量等。结果表明:以宜昌橙为砧木的嫁接亲和性最差,砧穗粗度比值为2.08,嫁接苗生长势最弱,而以粗柠檬和香橙为砧木的砂糖橘生长势最强;不同砧木砂糖橘叶片中总叶绿素含量由高到低依次为:枳壳砧>粗柠檬砧>香橙砧>本砧>宜昌橙砧,其中,除了枳壳砧和粗柠檬砧的砂糖橘叶片中总叶绿素含量之间无显著差异外,其余砧穗组合之间均差异显著;香橙砧的PnGs均显著大于宜昌橙砧;香橙砧和粗柠檬砧砂糖橘叶片中的可溶性总糖、还原糖和蔗糖均显著高于宜昌橙砧。由此可知,宜昌橙砧砂糖橘光合效率较低,树体生长势较弱,而嫁接在香橙砧上的砂糖橘则树势健壮、光合性能较强,可推荐为砂糖橘的优良备选砧木,进一步研究其品质、产量、抗病虫性和抗逆性能等。

  • 作物栽培与生理生化
    权佳惠, 招礼军, 朱栗琼, 邱广龙
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    罗汉松(Podocarpus macrophyllus)是我国南方地区常见的庭院观赏和绿化树种,具有较高的经济和药用价值。为探究罗汉松幼苗在不同磷环境下添加氮的生理响应,以2年生罗汉松幼苗为研究试材,设置低磷(0.26 g/株)、高磷(1.08 g/株)以及低氮(0.53 g/株)、中氮(1.06 g/株)和高氮(2.12 g/株)处理,分析各处理组罗汉松幼苗生理特性、叶绿素含量、气体交换参数和叶片养分含量的差异。结果表明:(1)氮添加提高了罗汉松幼苗过氧化物酶(POD)活性,高浓度氮肥降低了超氧化物歧化酶(SOD)活性;低磷环境施加氮肥,罗汉松幼苗可溶性糖和可溶性蛋白含量增加,丙二醛(MDA)和游离脯氨酸(Pro)含量下降;高磷环境高氮浓度下,可溶性蛋白和可溶性糖含量积累量减少,MDA和Pro含量增加。(2)中浓度氮肥处理组罗汉松幼苗叶绿素含量最高;低磷环境氮添加提高了罗汉松幼苗叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs),罗汉松幼苗胞间CO2浓度(Ci)降低,高磷环境中浓度氮肥处理组罗汉松幼苗PnTrGs最高,Ci最低,高磷高氮下PnTrGs降低,Ci含量增加;PnTr相同的变化趋势以及相关性分析表明,罗汉松幼苗Pn主要受气孔因素限制。(3)氮添加促进了低磷环境下罗汉松幼苗叶片氮含量增加,但降低了高磷环境下叶片氮含量的增加;氮添加限制了罗汉松幼苗叶片对磷的积累,但土壤磷素的增加促进了叶片磷含量积累。(4)磷肥浓度增加提高了不同氮处理下罗汉松幼苗酶活性;增加氮肥浓度降低了低氮和高氮处理组MDA和Pro含量,可溶性糖和可溶性蛋白含量增加;高氮浓度下磷肥浓度增加,罗汉松MDA和Pro含量增加,可溶性糖和可溶性蛋白含量下降;增加磷肥浓度促进了低氮和中氮处理组罗汉松幼苗叶绿素含量,提升其光合效率;而高氮浓度下增加磷肥含量,罗汉松幼苗叶绿素和光合效率降低。

  • 作物栽培与生理生化
    陈丹, 罗东海, 余成华, 李可铖, 黄彬, 徐蔧声, 段绍凤, 梁艳丽
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    为了分析不同间作模式对滇龙胆生长状态、产量及品质的影响,选择茶树、核桃树、黄豆、薏仁、黑豆、蚕豆6种作物材料,组成滇龙胆单作和间作7种种植模式,通过检测旺盛生长期和采收期滇龙胆的生长指标(株高、株幅、叶长、叶宽、茎粗),根部产量及品质指标(干重、须根数、根长、根粗、龙胆苦苷含量),探讨不同间作模式对滇龙胆产量和品质的影响。结果表明:滇龙胆与核桃树和茶树间作地上部分的生长状态优于与黄豆、薏仁、黑豆、蚕豆间作的滇龙胆植株,其中与核桃树间作极显著促进滇龙胆植株株高的生长,而与茶树间作滇龙胆株幅大,叶片展开度高,植株健壮。不同间作栽培的滇龙胆产量依次为:茶树间作>核桃树间作>黄豆间作>黑豆间作>对照(单作)>蚕豆间作>薏苡间作,与茶树间作的滇龙胆产量最高,产量为142.4 kg/hm2,比对照处理高46.87%。在不同的间作模式中,滇龙胆与茶树间作后须根数最多,每株须根约6~9根,极显著高于对照的须根数。不同间作模式下,滇龙胆的龙胆苦苷含量多少依次为:茶树间作>核桃树间作>蚕豆间作>黑豆间作>黄豆间作>对照(单作)>薏苡间作>药典(1.5%),与茶树间作的根茎的龙胆苦苷含量最高,为3.36%±0.07%,显著高于对照和与薏苡间作。相关性分析表明,滇龙胆根茎的品质和产量与地上部分植株的株幅、叶长具有显著正相关关系,而与滇龙胆株高无显著相关性。通过隶属函数对根茎进行综合打分表明:茶树间作>核桃树间作>蚕豆间作>黄豆间作>黑豆间作>对照>薏苡间作,与茶树间作、核桃树间作、蚕豆间作、黄豆间作和黑豆间作的滇龙胆综合品质均优于对照,其中与茶树间作的综合评分最高,达到0.99。

  • 作物栽培与生理生化
    耿召良, 高华军, 李方友, 林北森, 颜统晶, 顾金刚, 蔡斌
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    全球优质雪茄烟叶产区基本以热带雨林或热带季风气候为主。因多种因素,国内各产区雪茄原料的综合质量离国外优质产区还有一定差距。为研究国内外不同产区雪茄烟叶的化学成分,对部分国内外雪茄烟叶样品的主要化学成分和香气成分进行比较和聚类分析。结果表明:烟叶样品中糖类物质含量、氨基酸种类分布等体现了雪茄烟的显著特点,国内外不同产区雪茄烟叶样品中的常规化学成分含量存在较大差异,各烟区的雪茄烟叶样品化学成分总体较协调。海南产区和国外产区雪茄烟叶样品的总糖、还原糖、新烟草碱、谷氨酸、亚麻酸和亚油酸的含量均值明显低于国内其他3个产区,但果胶含量均值则呈现相反规律。国内产区烟叶糖类、微量生物碱、谷氨酸等成分含量与国外优质产区样品有较大偏差。香气成分方面,国内其他3个地区雪茄烟叶样品的巨豆三烯酮、芳樟醇、大马酮等类胡萝卜素降解产物,吡嗪、糠醛等非酶棕色化反应产物,茄酮等含量均值均显著高于海南产区和国外产区。国内所有产区雪茄烟叶样品的新植二烯、异戊醇、吡啶、苯乙醇等香气成分均值均高于国外产区,且达显著或极显著差异水平。聚类结果将产区分为4类,美洲产区和国内海南产区为第一大类,印尼产区为第二大类,国内湖北、云南产区和四川产区分别被分为第三和第四大类。

  • 植物保护与生物安全
  • 植物保护与生物安全
    邓云双, 李桃, 邓晓玲, 郑正
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    茶枝柑(Citrus reticulata cv. chachiensis)在广东新会地区有悠久的栽培历史,其果皮可制作陈皮,具有一定的药用价值。茶枝柑黄龙病(Citrus Huanglongbing, HLB)发生历史悠久,危害严重,而目前尚无对感染黄龙病的茶枝柑症状描述及病菌Candidatus Liberibacter asiaticus(CLas)分布的相关研究。本研究通过采集广东新会感染CLas茶枝柑枝条和果实,对感病的茶枝柑叶片及果实的典型症状进行观察,同时通过实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR, qPCR)分析CLas在茶枝柑枝条不同部位及果实橘络中的分布规律,为筛选高浓度CLas材料提供依据。观察发现感染CLas的茶枝柑叶片呈现斑驳黄化症状,新叶尤为严重;感染CLas的茶枝柑果实表现出典型的“红鼻子”果症状,果实畸形形状不对称,种子败育。病原定量分析表明,CLas在同一染病茶枝柑枝条中呈不均匀分布:果实中轴组织中的CLas含量最高,为(2 770 162.87±544 972.11)个,其次为橘络(2 721 335.84±528 771.21)个,二者均显著高于其他部位。进一步对同一橘络不同片段中的CLas进行定量分析发现,CLas在同一橘络中亦呈不均匀分布,其中位于1~3 cm的片段组织中的CLas含量显著高于其他部位(P<0.05),CLas在橘络及果实中轴中的浓度显著高于其他部位。研究结果可为茶枝柑黄龙病的鉴定、CLas在柑橘枝条及果实中的转运规律探究及后续筛选高浓度CLas材料提供参考依据。

  • 植物保护与生物安全
    王娇娇, 武春媛, 谭华东, 李怡
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    新烟碱类杀虫剂(neonicotinoids, NEOs)吡虫啉(imidacloprid, IMI)、啶虫脒(acetamiprid, ACE)是目前世界上使用较为广泛的杀虫剂。本研究以赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)为土壤动物,采用生物学模拟方法,通过高通量测序、土壤理化性质测定,分析IMI、ACE污染红壤(BCK、DCK)和引入蚯蚓后红壤(B、D)中细菌群落结构变化及其与环境因子之间的关系,探究污染红壤的动物修复机制。结果表明:与自然红壤(CK)相比,加入IMI、ACE降低了红壤的微生物丰富度和多样性,显著改变了土壤原有的细菌群落结构,使土壤有机质(SOM)和全氮(TN)含量下降;而蚯蚓的加入,增加了土壤中具有杀虫剂耐药性和降解杀虫剂能力的放线菌门(Actinobacteriota)、变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidota)等的相对丰度,提高了污染土壤pH、TN、全磷(TP)、全钾(TK)含量;结合土壤理化性质的相关性分析可知,在属水平上,pH、TN、TK和SOM对各处理组细菌群落结构的影响较大。研究表明,IMI、ACE污染降低了土壤TN和SOM含量,破坏了土壤中原有的细菌群落结构;蚯蚓活动提高了污染红壤的土壤肥力,缓解了IMI、ACE对土壤中微生物菌群的不利影响,在一定程度上修复和丰富了NEOs污染土壤的微生物群落物种多样性,进而加速了土壤中NEOs的降解。该研究结果为从蚯触圈中筛选出高效IMI、ACE降解菌提供可行性,可为蚯蚓对IMI、ACE污染土壤的修复提供理论基础。

  • 采后处理与质量安全
  • 采后处理与质量安全
    敖颖, 徐飞, 朱科学, 吴刚, 张彦军
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    为确定快速粘度计(rapid visco analyzer, RVA)制备菠萝蜜淀粉-椰子油复合物的最佳工艺条件,探讨椰子油添加量、复合时间、复合温度3个因素对菠萝蜜淀粉-椰子油复合物的复合指数的影响。在此基础上,利用Box-Benhnken响应面法优化RVA制备菠萝蜜淀粉-椰子油复合物的工艺条件。此外,对比了菠萝蜜淀粉和复合物的糊化特性、膨胀力和溶解性。结果表明,菠萝蜜淀粉-椰子油复合物的最佳制备条件参数为:椰子油添加量为4%,复合时间为2.40 min,复合温度为90.70 ℃。在最佳条件下,菠萝蜜淀粉-椰子油复合物的复合指数理论值为24.64%,实际验证值为24.33%,拟合模型预测值与实际验证结果吻合。复合物的糊化温度、峰值黏度和谷值黏度高于原淀粉,而最终黏度和回生值有所下降,说明复合物的热稳定性提高;复合物的形成阻止了淀粉膨胀,导致膨胀力和溶解度相较原淀粉明显降低。

  • 采后处理与质量安全
    丁丽琼, 罗清, 覃茜, 唐毓玮, 吕丽兰, 池昭锦
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    墨兰(Cymbidium sinense)为典型的香花国兰,具有很高的经济价值和观赏价值。采用HS-SPME-GC-MS技术对墨兰不同花器官的挥发性成分进行分析,共检测出7类、54种挥发性成分,主要由21种醛类、12种醇类、10种酮类、5种苯类、2种呋喃类、2种酸类及2种萜类化合物组成。花瓣、萼片、唇瓣、蕊柱等4 种不同花器官均含有的化合物共48种,包括19种醛类、10种醇类、9种酮类、5种苯类、2种萜类、2种呋喃类和1种酸类。花瓣、萼片及蕊柱共有成分有3种,只在萼片中检测到的成分仅有2种,丙烯醛只在蕊柱中检测出。结果表明:花朵不同花器官所含的挥发物种类及含量差异明显,萼片共检测出49种挥发物,物质含量最高达99 106.15 μg/L,占总挥发性有机成分的35.88%,其中含量最高的挥发物为环戊基甲醛,具有薄荷的樟脑味。花瓣共检测出51种挥发物,物质含量为56 571.48 μg/L,占总挥发性有机成分的20.48%,含量最高的挥发物为1-戊烯-3-醇,具有水果香味。唇瓣共检测出48种挥发物,物质含量最低的为41 645.32 μg/L,占总挥发性有机成分的15.08%,其中含量最高的挥发物为环戊基甲醛。蕊柱共检测出具有香气成分的挥发物51种,物质含量为78 868.68 μg/L,占总挥发性有机成分的28.56%,其中含量最高的挥发物为己醛,具有生的油脂、青草气及苹果香味。通过主成分分析发现4种花器官中唇瓣和花瓣差异性小,蕊柱和萼片与其他器官差异性大。戊醛、己醛、E-2-戊烯醛、E-2-己烯醛、环戊基甲醛、E-2-庚烯醛、1-戊烯-3-醇、E-2-戊烯-1-醇是4个花器官香气释放的主要挥发性成分。盛花期墨兰花朵的萼片是挥发性成分释放的主要花器官,不同花器官花香成分的物质含量存在明显差异。

  • 采后处理与质量安全
    阳辛凤, 梅文莉, 李薇, 庞朝海, 董文化, 潘永波, 张群
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    为了明确沉香(Aquilaria spp.)药材中2-(2-苯乙基)色酮聚合物(PPECs)组分及其结构,本研究采用超高效液相色谱-串联四级杆-飞行时间质谱法(UPLC-Q-TOF-MS/MS)采集沉香样品一级与二级质谱图,对PPECs的质谱裂解途径进行分析,对沉香药材中PPECs组分进行筛查与结构确证。共鉴定出PPECs组分55个,根据结构特征,55个组分分属于3种结构类型,即2-(2-苯乙基)色酮二聚物(DPECs)、2-(2-苯乙基)色酮三聚物(TPECs)和萜类-2-(2-苯乙基)色酮二聚物(SPECs)。鉴定的全部组分包括44个DPECs、3个TPECs和8个SPECs,其中9个DPECs、1个TPECs和1个SPECs首次在沉香中被发现;其次,沉香PPECs的部分组分具有2~4个同分异构体。综上,沉香药材中PPECs组分及其同分异构体丰富,且DPECs类型的组分在总PPECs中所占比例最高(80%)。该研究结果可为沉香药效物质基础研究及开发利用提供参考。

  • 采后处理与质量安全
    黎善铭, 桂海霞, 梅朋飞, 刘鸿艳, 陈世坚, 吴文嫱
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    毛薯是海南的传统杂粮,富含植物多糖。本研究以毛薯块茎粉末为材料探究毛薯多糖的提取工艺和抗氧化活性。采用热水提取法分别进行单因素和三因素三水平L9(33)正交实验,优化毛薯多糖提取工艺。毛薯粗多糖溶液经Sveag法除蛋白、透析、DEAE-52纤维素柱和SephadexG-100凝胶柱层析分离纯化得到毛薯精多糖。采用DPPH法、羟自由基法、超氧阴离子法和还原法检测毛薯多糖的抗氧化活性。结果表明:热水提取法最佳工艺条件为温度70 ℃、料液比1:15、提取时间3 h,毛薯多糖提取率为1.94%;毛薯多糖经过多次分离纯化后,得到纯度均一的中性多糖;毛薯精多糖DPPH自由基清除能力较弱,1~5 mg/mL的清除率保持在10%左右,且随着多糖浓度的升高,清除能力逐渐下降;毛薯精多糖羟自由基活性随着多糖浓度的升高,活性逐渐增加,在5 mg/mL时清除率最高达到34.74%;毛薯精多糖超阴氧离子自由基活性随着多糖浓度的升高,活性逐渐降低,在1 mg/mL时清除率最高达67.35%;毛薯精多糖还原能力较弱,1~5 mg/mL的还原力最高为0.17。该研究优化了毛薯多糖的提取工艺,毛薯多糖具有一定的抗氧化活性,为后续毛薯功能性产品的开发和药物功能机理的研究奠定基础。

  • 采后处理与质量安全
    高洁, 李志英, 张玄兵, 谢龙海, 陈莹, 朱振芬, 符运柳, 徐立
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    以红掌腋芽为试材,探讨小滴玻璃化法对红掌超低温保存的影响因素,并对再生植株进行遗传稳定性检测。结果表明,红掌腋芽置于含0.4 mmol/L蔗糖和2 mmol/L甘油的MS固体培养基中预培养4 d后,在0 ℃下80% PVS2处理50 min,转到铝箔条上PVS2液滴中,将铝箔条迅速浸入液氮中,2 s后直接转入装满液氮的冻存管中,投入液氮至少保持30 min;室温下用含有1.2 mmol/L蔗糖的MS液体培养基复温并卸载20 min后置于恢复培养基上,腋芽存活率高达63.70%。通过ISSR和SSR分子标记检测,再生植株的遗传稳定性未发生改变。该研究结果为红掌种质资源的长期保存提供有效途径。

  • 农业生态与环境保护
  • 农业生态与环境保护
    崔鹏伟, 戴好富, 朱安红
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    南海岛礁是我国实施南海开发的重要支点,对于保障南海开发的可持续性,维护国家权益与领土完整具有重要作用。南海岛礁生物多样性丰富,生态功能结构复杂,但同时生态脆弱易受人为因素干扰。本文系统总结了南海岛礁气候、水分、土壤、生物、农业发展的基本特点,指出南海岛礁发展应以生态可持续性为根本任务,减少人为因素对岛礁生态的影响,注重岛礁农业、现代海洋牧场等发展,构建南海岛礁生态可持续发展综合评价体系等对于保障南海岛礁社会、经济、国家安全服务功能的实现具有重要意义。

  • 农业生态与环境保护
    李海亮, 戴声佩, 郑倩, 王祥军, 禹萱, 胡盈盈, 罗红霞
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    目前,我国天然橡胶资源安全问题日益突出,开展天然橡胶生产动态监测具有重要的理论意义和现实意义。本研究基于长面板数据集综合应用生产规模指数、生产集中度指数、生产重心分析法、效率比较优势、规模比较优势和综合比较优势等模型测算,研究1995—2020年我国天然橡胶空间分布特征及演变规律。结果表明:1995—2020年我国天然橡胶生产布局逐渐向云南和海南集中,2020年云南和海南两省合计的生产集中度指数达97.87%,云南已超越海南成为我国最具比较优势的植胶区,海南依然属于比较优势区域;同时,空间重心明显向西北方向移动,广东、广西和福建三省(区)的比较劣势更加突出。未来,基于多因子多尺度的空间统计分析研究方法,将成为天然橡胶生产布局时空演变和预测研究的重要发展方向。