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    组学与生物技术
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    邹智, 郑玉皎, 乔雪莹
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    质膜内在蛋白(PIP)隶属于水通道蛋白家族,其以细胞膜定位并具有高效的水分转运活性而著称。PIP高度保守,主要包含PIP1和PIP2两个亚类。天然橡胶是重要的工业原料和战略物资,其主要来源为巴西橡胶树。作为橡胶合成和储藏的特异组织,乳管与邻近的薄壁细胞之间缺乏胞间连丝,其水分平衡主要由PIP介导。通过前期研究,团队鉴定到一个PIP1亚类成员HbPIP1;4,该基因在乳管中高水平表达,然而,其在蟾蜍卵母细胞中异源表达却无水分转运活性,推测因不能有效定位到细胞膜所致。为探讨HbPIP1;4在植物体内的功能部位及作用模式,本研究构建了其亚细胞定位和双分子荧光互补(BiFC)载体。通过利用农杆菌介导法瞬时转化烟草叶片,再用激光共聚焦显微镜进行观察,发现荧光信号出现在细胞膜,这与生物信息学预测的细胞膜定位结果一致。BiFC实验进一步证实HbPIP1;4定位在细胞膜,结果同时显示,HbPIP1;4可形成同源多聚体,这与3D结构预测结果一致。上述结果为深入揭示乳管的水分平衡机制奠定了坚实的基础。但HbPIP1;4的异源互作模式还有待进一步研究。

  • 组学与生物技术
    王致远, 梁鸿翠, 蔡健和, 陈保善, 许雄彪
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    甘蔗鞭黑粉菌(Sporisorium scitamineum)是引起甘蔗鞭黑穗病(sugarcane smut)的重要病原菌,侵染甘蔗后通常诱导顶端分生组织产生灰黑色“黑鞭”,在部分甘蔗品种(系)中能诱导植株提前开花,但其作用机制仍不明确。为了探究甘蔗响应鞭黑粉菌侵染的开花相关基因及其表达模式,本研究以同期健康和感染鞭黑粉菌的桂糖42甘蔗品种为实验材料进行转录组测序分析,共筛选出了3276个显著差异表达基因,其中1677个基因上调表达(P<0.05),1599个基因下调表达(P<0.05)。GO富集分析发现差异表达基因主要集中在生物合成过程、核糖体、核糖核蛋白复合体、核糖体结构成分等小类中。KEGG富集结果显示差异表达基因主要集中在氨基酸的生物合成、嘌呤代谢、碳代谢、吞噬作用等代谢通路。筛选到30个与开花途径相关的差异表达基因,并对其中的FT1PIE1GID1GA20ox-1GA20ox-2等基因进行了qRT-PCR验证,qRT-PCR结果与转录组测序结果基本一致,验证了转录组测序结果的可靠性。本研究结果为解析甘蔗鞭黑粉菌诱导甘蔗提前开花表型的分子机理提供了重要的候选基因,对甘蔗的育种也有重要的参考价值。

  • 组学与生物技术
    杨为海, 郭善祥, 徐婷, 肖逸, 雷文君
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    叶片光合作用是维持植物生命活动的能量来源,但在华南地区一些澳洲坚果品种的新梢叶片通常在夏季持续高温条件下发生黄化,严重影响了植株生长和果实生产。为了探究澳洲坚果黄化叶片的光合能量发生机制,本研究基于前期获得的HAES344澳洲坚果不同黄化时期叶片转录组测序数据,鉴定与筛选光合能量代谢相关基因,并通过qRT-PCR分析光合能量代谢中的关键基因在HAES344澳洲坚果叶片黄化过程中的表达变化。结果表明:通过KEGG功能注释和富集分析,在HAES344澳洲坚果叶片黄化期间共鉴定出96个差异表达基因与能量代谢相关,以氧化磷酸化路径富集的差异基因数量最多,其次是碳固定路径,而富集到天线蛋白的差异基因最少;经过筛选(RPKM>0.5),共获得43个基因与光合能量代谢相关,其中有27个基因的表达量在黄化叶片中明显降低,另有16个基因的表达量变化则相反。利用qRT-PCR分析光合能量代谢中重要功能基因的相对表达量发现,在HAES344澳洲坚果黄化叶片中有关光系统Ⅱ(PSⅡ)天线蛋白编码基因CAP10A、ATP合酶亚基蛋白编码基因(ATPCATPF)、碳同化酶基因(GAPAGPDAt4g2652rbcL)、硫氧还蛋白编码基因(Os05g0200100CXXS1)及质体蛋白跨膜转运基因TIC32的转录水平均显著低于其正常叶片,而有关硫代谢基因(SIRAPR3)和环式电子传递介导基因(PGR5、ndhBndhD)的相对表达量则显著高于其正常叶片,表明澳洲坚果黄化叶片中光合能量代谢相关基因的表达模式发生了较大改变,进而影响了光合能量的产生。该研究结果为深入探讨光合能量代谢相关基因在澳洲坚果黄化叶片中的作用机制提供参考依据。

  • 组学与生物技术
    林兆威, 孟秀利, 唐庆华, 牛晓庆, 宋薇薇
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    槟榔是海南省重要的热带经济作物,由植原体侵染引起的槟榔黄化病(areca palm yellow leaf disease, YLD)是当前我国槟榔生产上的一种毁灭性病害。为了建立精准高效的槟榔黄化植原体检测方法,本研究基于槟榔黄化植原体16S rDNA基因,设计并合成特异性引物AMf/AMr和探针AM-Prode,使用该方法进行准确性、敏感性、特异性及重复性测试,并在其他植物的植原体病害进行检测。结果显示:本检测方法能够准确的检测出阳性样品,健康样品无扩增曲线;在敏感性测试中,该检测方法能检测到1.16×101 copies/μL样本浓度水平,其标准曲线方程为y=-3.4185x + 43.624,扩增效率为96.12%,相关系数R2=0.9833;在特异性测试中,该检测方法对YLD的检测具有较好的特异性,槟榔、槟榔其他病害病原及其内生菌的基因组对本方法未造成干扰;在重复性测试中,该检测方法对槟榔黄化病的检测具有较好的重复性;并且该检测方法可对苦楝黄化病、细圆藤丛枝病及辣椒黄化病等8种植原体病害进行检测,对植原体的检测具有一定的通用性。本检测方法的建立,有利于为槟榔黄化病的精准诊断、病原监测及媒介昆虫的检测等研究提供可靠的技术手段。

  • 组学与生物技术
    王丹, 徐兵强, 孙勇, 彭存智, 常丽丽, 仝征
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    巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)是重要的产胶植物,胶乳中的橡胶粒子(RP)是合成天然橡胶的重要细胞器,但其响应外源乙烯刺激调控天然橡胶合成的具体机制还不清楚。为了明确不同大小RP在此过程中的作用,本研究通过分离外源乙烯刺激后胶乳中不同直径的RP,并与对照组进行差异蛋白质组学分析。结果发现:在直径较大的大橡胶粒子(LRP)中鉴定出响应乙烯刺激差异蛋白37个,分别参与天然橡胶合成、糖酵解/糖异生、碳代谢及氨基酸生物合成等代谢通路,其中包含4个REF/SRPP家族成员;在直径较小的小橡胶粒子(SRP)中鉴定出56个差异蛋白,分别参与内质网中的蛋白质加工、内吞及剪接体等代谢通路,其中包含5个REF/SRPP家族成员。关键差异蛋白REF138具有较多等电点(pI)和分子量不同的蛋白亚型,LRP中低于标准等电点(4.80)的REF138亚型响应乙烯刺激积累减少,高于标准等电点的REF138亚型响应乙烯刺激积累增加;与LRP不同,SRP上有更多的REF138亚型响应乙烯刺激发生变化,具有标准分子量(14.7 kDa)的REF138亚型响应乙烯刺激积累增加,高于标准分子量的亚型响应乙烯刺激积累减少。针对关键差异蛋白的互作蛋白功能分析发现,REF/SRPP家族成员REF138、REF175、REF258、SRPP117及SRPP204间存在相互作用,可能形成蛋白复合体结合在RP上。除REF/SRPP家族成员外,REF138的互作蛋白主要参与剪接体及内吞代谢通路,REF258的互作蛋白主要参与脂代谢过程与次生代谢产物合成调控。综上,通过对LRP及SRP上响应乙烯刺激差异蛋白及其互作蛋白的功能分析初步揭示了LRP和SRP响应外源乙烯刺激调控天然橡胶合成的代谢调控机制。

  • 组学与生物技术
    付兰平, 辛曙丽, 刘永华, 朱国鹏
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    由死体营养型病菌(necrotrophic pathogen)灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)侵染引起的灰霉病是番茄生产上的常见病害,可导致番茄大面积减产甚至绝收。蔗糖分解代谢在植物抗病中发挥着重要作用,不仅可为植物防御反应提供碳骨架和能量,还可通过信号途径调控抗病基因的表达。研究表明,分解蔗糖的细胞壁转化酶(cell wall invertase, CWIN)可增强植物对死体营养型病害的抗性。然而,目前尚无CWIN对番茄灰霉病抗性影响的相关研究。本研究以CWIN活性上调的转基因番茄(RNAi/R)及野生型番茄(WT/W)为材料,对其叶片进行灰霉菌(Bc)离体接种,研究CWIN对番茄灰霉病抗性的影响,同时对接种后12、60 h的叶片进行取样,通过转录组测序初步阐明CWIN调控番茄灰霉病抗性的分子机制。结果表明:(1)提高番茄CWIN活性可增强番茄叶片对灰霉病菌的抗性。(2)KEGG注释表明,接种12 h的DEGs(W-Bc-12 h-vs-R-Bc-12 h)共获得5个显著性富集通路,包括次生代谢物生物合成(biosynthesis of secondary metabolites)、代谢途径(metabolic pathways)、DNA复制(DNA replication)、淀粉和蔗糖代谢(starch and sucrose metabolism)以及甾族化合物生物合成(steroid biosynthesis);接种60 h的DEGs(W-Bc-60 h-vs-R-Bc-60 h)则未发现显著性富集通路,表明接种早期是CWIN调控番茄抗病性的关键时期。(3)植物-病原菌互作图分析表明,参与超敏反应和防御相关基因诱导的富含亮氨酸重复(LRR)受体类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因FLS2和热激蛋白基因HSP90在接种后的RNAi叶片中上调,其可能是CWIN增强番茄抗病性机制中的重要基因。(4)植物激素信号通路和MapMan作图分析表明,接种后RNAi番茄的抗病激素茉莉酸(JA)和乙烯(ET)信号途径上调,同时水杨酸(SA)信号途径减弱,表明其可能共同作用提高RNAi番茄的抗病性。此外,接种后RNAi番茄叶片的生长促进激素生长素(IAA)和细胞分裂素(CTK)信号途径增强,而衰老促进激素脱落酸(ABA)信号途径减弱,这样可以抑制病菌侵染期间细胞的死亡,从而阻止死体营养型病菌灰霉病菌从死亡寄主细胞上获得必要的养分用于侵染。此外,MapMan作图还揭示接种后RNAi番茄叶片在细胞壁增厚、蛋白水解、活性氧(氧化还原状态和过氧化物酶)、次生代谢物方面也得到极大的加强,这些途径均有助于提高番茄的抗病性。综上,提高CWIN活性可增强番茄灰霉病抗性,转录组分析不仅验证已有的CWIN抗病分子机制,如细胞壁加厚、活性氧积累和超敏反应(HR)、抗病激素积累(SA和JA/ET)、病程相关蛋白(如HSP和PR)和次生代谢物的合成(如植物毒素和多酚等)等,而且还挖掘出一些新的CWIN抗病机制,包括生长促进激素(IAA和CTK)和衰老促进激素(ABA)信号途径和蛋白水解途径。研究结果可为下一步利用基因工程、分子育种等现代生物技术手段提高番茄灰霉病抗性提供理论指导。

  • 种质资源与遗传育种
  • 种质资源与遗传育种
    张映萍, 吉训志, 余少洪, 苏凡, 秦晓威, 郝朝运, 吴莲张, 徐飞, 和俊才, 和卫东, 友胜军
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    为了探究不同地区草果种质资源农艺表型性状的遗传多样性。以云南怒江州不同地区的草果种质资源为材料,通过测定其8个农艺表型性状,运用变异系数、遗传多样性指数、方差分析、相关性分析、聚类分析、主成分分析与综合评价的方法分析草果农艺表型性状的遗传多样性。结果表明:各农艺表型性状均存在较大变异,变异系数为7.63%~ 32.51%,其中分蘖数的变异系数最大;各性状间表现出较好的多样性,shannon-wiener指数(Hʹ)范围为1.933~2.355,平均值为2.024;各农艺表型性状不同种质间存在显著差异(P<0.05);果实纵径与果型指数、果重存在极显著的正相关关系,果实横径与果重存在极显著的正相关关系,果型指数与叶宽存在显著负相关关系;聚类分析将不同地区草果种质资源分为2个类群,其中来自福贡县与来自泸水市的草果种质资源各自聚成一类;从8个农艺表型性状中共提取出3个主成分,累计贡献率达到76.940%,能综合反映草果农艺表型性状的大部分信息;综合评价结果表明,SD12、SD20、SD7、SD17、SD18、SD5排在前6位,综合表现较好。上述结果说明,云南怒江州不同地区24份草果种质资源农艺表型性状的遗传多样性较为丰富,不同地区的草果种质资源变异性较明显,其中SD12、SD20、SD7、SD17、SD18、SD5草果的农艺表型性状综合表现较好,是较适合用于育种的优质种质资源。

  • 种质资源与遗传育种
    林妃, 康勇, MUHAMMAD Dawood, 周晨冉, 李亚梅, 郭玉华, 尹俊梅
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    木棉是木棉科木棉属落叶乔木植物,是我国南方重要的观赏植物,是广州市和攀枝花市的市花,不仅具有较高的观赏价值,还具有有较高的经济价值、药用价值和食用价值。木棉传统的繁殖方式为播种和嫁接繁殖,其种子不易保存、易变质从而降低种子萌发率;而嫁接繁殖成活率更低。因此,本试验开展木棉组织培养快繁技术研究,以木棉种子为试验材料,通过开展对木棉种子不同消毒方法试验,确定最适合木棉种子的消毒方法,获得无菌种苗;并以无菌种苗为外植体,开展不同基础培养基、顶芽诱导激素组合、顶芽和丛生芽诱导和增殖培养基、生根培养基的筛选及炼苗试验,探索最佳基础培养基、激素组合、诱导培养基和增殖培养基、生根培养基及炼苗方法。结果表明:木棉组织培养最佳基础培养基为MS+蔗糖30 g/L+卡拉胶7.5 g/L;木棉种子最佳消毒方法为A2:75%乙醇消毒1 min→无菌水清洗5次→50% H2O2溶液消毒4 h→无菌水清洗5次;最佳木棉种子苗顶芽诱导分化幼芽的植物生长调节剂为6-BA+NAA的组合;最佳诱导及增殖培养基为C2:MS+6-BA 0.5 mg/L+IBA 0.5 mg/L+蔗糖30 g/L+卡拉胶7.5 g/L;最佳生根培养基为E3:1/2 MS+IBA 0.5 mg/L+蔗糖30 g/L+卡拉胶7.5 g/L+活性炭0.2 g/L;最佳炼苗基质为沙子∶泥炭土∶蛭石=1∶1∶1。通过对木棉种子消毒方法、培养基的筛选、激素组合及炼苗试验,对木棉组织培养技术进行优化,并建立了高效木棉组织培养技术体系,为木棉种苗离体保存、优良单株扩繁、健康种苗繁育及工厂化育苗提供技术支持,也可为木棉遗传转化体系奠定基础。

  • 种质资源与遗传育种
    李志晴, 李亚梅, 李崇晖, 尹俊梅
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    秋石斛(Phalaenopsis-hybrid Dendrobium)花姿优美、花色丰富,是热区重要观赏植物,具有极高的产业价值。本研究以秋石斛杂交种迷你(Den. Yaya Victoria)、水蜜桃(Den. Swirl)、三亚阳光(Den. Sonia Hiasakul)原球茎和无菌苗幼嫩茎段为外植体,探讨不同植物生长调节剂组合对不同品种秋石斛胚性愈伤诱导、不定芽分化及植株再生的影响。结果表明:在胚性愈伤组织诱导阶段,原球茎和生长2个月的幼苗茎段作为外植体诱导效果最佳,暗培养30 d即可获得胚性愈伤。3个品种的愈伤组织诱导最佳培养基是以MSD(MS+30 g/L葡萄糖+1 g/L花宝1号+8 g/L琼脂)为基本培养基,添加0.5 mg/L KT和0.2~0.5 mg/L 2,4-D。迷你、水蜜桃、三亚阳光的胚性愈伤诱导率最高分别为31.11%、22.78%和50%,其中迷你品种仅需15 d即可获得胚性愈伤。最佳胚性愈伤增殖培养基为MSD+0.5 mg/L IBA+ 0.5 mg/L KT,胚性愈伤状态保持良好且不发生分化,增殖倍数0.9。最佳分化培养基为1/2 MS+0.5 mg/L IBA+0.15 mg/L KT,在光照条件下,接种后的胚性愈伤组织能够快速诱导形成芽点,30 d内分化形成2~3片叶的幼苗,相同培养基中保持60 d能够自行生根获得完整再生苗。最佳生根培养基为1/2 MS+30 g/L蔗糖+0.5 mg/L NAA+8 g/L琼脂,生根率为100%,平均生根数5条,根长约1.3 cm。本研究所使用的胚性愈伤组织诱导、增殖和分化培养基具有一定的广谱性,可为后续秋石斛胚再生途径及分子育种研究奠定基础。

  • 种质资源与遗传育种
    江金兰
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    粉佳人是三明市农业科学研究院选育的观赏石斛新品种,在工厂化育苗中,发现粉佳人丛芽增殖慢,增殖系数低,组培苗根系不够发达等问题,影响该品种大规模生产。为提高石斛新品种粉佳人工厂化育苗效率,以粉佳人无菌苗为外植体,采用L9(33)正交试验探讨植物生长调节剂6-BA、NAA及添加物香蕉泥、活性炭AC对粉佳人茎段不定芽增殖及组培苗生根的影响。结果表明,粉佳人茎段不定芽增殖适宜的培养基为1/2 MS+6-BA 3 mg/L+香蕉泥100 g/L+白糖30 g/L+AC 1 g/L+琼脂粉5.6 g/L。培养4个月后,茎段不定芽增殖系数为5.08。极差分析结果表明,3种因素(6-BA、NAA、香蕉泥)的主次关系为6-BA>NAA>香蕉泥,主体间效应检验表明6-BA对生长速度系数的影响达显著水平(P<0.05)。粉佳人生根壮苗最适宜的培养基为1/2 MS+NAA 1 mg/L+香蕉泥100 g/L+白糖15 g/L+琼脂粉5.6 g/L,培养2个月后,组培苗生根的生长速度系数为12.82,苗平均株高12.66 cm,平均叶长4.02 cm,平均根数11.80 条,平均单株重1.67 g。极差分析表明3种因素(NAA、AC、香蕉泥)的主次关系为NAA>AC>香蕉泥,主体间效应检验表明,3种因素(NAA、AC、香蕉泥)对粉佳人生根的影响均不显著。表型性状相关性分析结果表明,苗单株重与株高、叶长、叶宽、根数呈极显著正相关(P<0.01)。本研究对石斛新品种粉佳人的增殖及生根条件进行了优化,可为石斛新品种及其他兰科植物的种苗繁育提供技术参考。

  • 作物栽培与生理生化
  • 作物栽培与生理生化
    李承臻, 袁秉琛, 王燕茹, 蓝俊, 罗丽娟, 虞道耿
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    探究荔枝园间作柱花草对土壤理化性质和土壤细菌群落结构的影响,为荔枝园间作柱花草提供理论依据。以荔枝园间作柱花草和荔枝单作2种模式的土壤样品进行土壤理化性质的测定,并进行细菌扩增子16S测序分析。结果显示:在荔枝园间作柱花草后,0~20 cm土层中,硝态氮含量显著提高47.52%,有效磷含量极显著提高141.53%,速效钾含量极显著降低125.59%;20~40 cm的土层深度,硝态氮含量极显著提高76.02%,有效磷含量显著提高48.52%,速效钾含量极显著降低188.57%。Alpha细菌多样性方面,在荔枝园间作柱花草后,0~20 cm土层和20~40 cm土层中,Chao1指数、AEC指数、Simpson指数和Shannon指数并无显著变化。在土壤细菌群落结构方面,土壤样品中主要的优势菌门均为Acidobacteriota、Proteobacteria、Firmicutes、Chloroflexi、Bacteroidota、Verrucomicrobiota、Actinobacteriota、Gemmatimonadota、Myxococcota,Crenarchaeota为0~20 cm土层深度下间作柱花草后土壤特有相对丰度大于1%菌门,Proteobacteria、Verrucomicrobiota、Gemmatimonadota的相对丰度在间作柱花草后的各土层深度均有提高;在属水平上,在0~20 cm土层,Candidatus_Nitrosotalea为间作柱花草后土壤特有相对丰度大于1%菌属,在0~40 cm土层,Nitrospira为间作柱花草后土壤特有相对丰度大于1%菌属;冗余分析结果表明,土壤细菌群落主要受有效磷、硝态氮和有机质的影响。综上所述,荔枝园间作柱花草会改善荔枝园土壤的理化性质和改变土壤细菌群落结构,对荔枝园土壤的环境条件起到一定的优化作用。

  • 作物栽培与生理生化
    王露露, 刘欣怡, 王辉, 王军
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    黄檀属(Dalbergia L. f.)大部分树种的木材都具有世界高知名度,有关木材解剖学的研究主要为针对乔木树种,而对藤本或攀援植物树种研究甚少。本研究旨在探讨7种黄檀属藤本或攀援植物的木材宏观、微观构造,系统地归纳总结,并与乔木树种降香黄檀进行比较分析,为黄檀属植物的木材识别、物种鉴定及其保护、繁育、开发和利用等方面提供科学依据。结果表明:宏观构造均表现为心边材区别不明显,几无光泽;富含树胶时气芳香,显油性。生长轮不明显;管孔明显,常含丰富的树胶,初生木质部的管孔较小且分布稀疏,次生木质部的管孔较大且分布密集;内含韧皮部呈圆形。微观构造显示均为散孔材,单管孔、径列复管孔,管孔排列分散,单穿孔,管间纹孔互列,系附物纹孔,椭圆形至近圆形,弦切面上明显;轴向薄壁组织量较多,叠生,主为傍管带状、环管状;木射线非叠生、较细密。与乔木树种降香黄檀的比较发现,降香黄檀为散孔材至似半环孔材;内含韧皮部无;髓心较小;轴向薄壁组织主要为傍管型以翼状、聚翼状,离管型为极小的带状;管孔密度较小。综上所述,7种黄檀属藤本或攀援植物的木材解剖构造上有很多相似之处,但也存在较大差异,主要在于:(1)木射线。红果黄檀和滇黔黄檀相同,以同形多列为主,偶见同形单列;斜叶黄檀和两粤黄檀相似,同形单列或多列,而前者为稀异形Ⅲ型;藤黄檀和白沙黄檀相似,以异形单列为主,偶见异形Ⅰ型,而前者极少异形Ⅲ型;弯枝黄檀以异形Ⅱ型为主,其次异形Ⅰ型、异形单列。(2)木射线宽度。藤黄檀和白沙黄檀1~2个细胞;斜叶黄檀、两粤黄檀和弯枝黄檀1~3个细胞;滇黔黄檀1~4个细胞、多数2~3个;红果黄檀1~5个细胞、多数3~4个。(3)髓心内含物。以金黄色为主,但红果黄檀为银白色,斜叶黄檀无或不明显。

  • 作物栽培与生理生化
    彭素娜, 徐正伟, $\boxed{\hbox{华玉伟}}$, 顾晓川, 成镜, 黄华孙, 黄天带
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    天然橡胶是我国重要的战略物资和工业原料,主要来源于橡胶树。橡胶树生长周期长,其苗木质量直接影响天然橡胶产业的发展,橡胶树体胚苗在前期研究中表现一致性好,且具有速生、高产的优势。海南省天然橡胶新型种植材料创新基地是当前规模生产的橡胶树体胚苗的基地,现生产品种有热研73397和热研917。本研究分析比较了热研73397体胚试管苗在2018—2020年间的株高、茎粗、叶片数、主根长等指标的差异性,比较了2020年2个品种各指标的差异性,并对不同年份不同品种进行分级比较,以期阐明橡胶树体胚苗规模生产的情况。结果表明:(1)2018—2020年,热研73397的株高、茎粗、叶片数、主根长度在各区间的比例相当;株高、叶片数、主根长度在3 a间的差异不显著;茎粗在2018和2019年之间差异显著,且3 a均值均在2.00 mm以上,最大值和最小值的差值仅为0.09 mm。(2)2020年,热研73397和热研917体胚苗的株高一致,均值均为8.0 cm,且大部分集中在5.0~10.0 cm,分别占66.13%、66.91%;热研73397和热研917的茎粗范围分别为0.80~4.23 mm、1.13~3.73 mm,均值分别为2.11 mm和2.18 mm,2个品种的茎粗在1.50~3.00 mm之间高度集中,分别占85.94%、83.82%;热研73397和热研917叶片数范围分别为0~6片和1~4片,2个品种叶片数绝大多数为1~3片,分别占88.82%、96.32%,其中热研917叶片数为2片的占比高达52.94%;热研73397的主根长度均值为9.5 cm,而热研917的为9.1 cm,2个品种的主根长度多数集中在8.0~12.0 cm之间,分别占74.12%、79.41%;方差分析结果表明,2020年2个品种的株高、茎粗、叶片数差异不显著,主根长度差异显著(P<0.05)。(3)2018—2020年调查的橡胶树体胚苗中,不同年份不同品种的橡胶树体胚苗,一级苗比例为19%~22%,二级苗比例为56%~62%。据此,规模化生产橡胶树体胚试管苗质量稳定,为橡胶树体胚苗生产工艺的推广应用提供参考。

  • 采后处理与质量安全
  • 采后处理与质量安全
    覃怀德, 张安洋, 聂智毅, 康桂娟, 位明明, 曾日中, 罗微, 湛瑞芳
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    天然橡胶的质量和性能与橡胶树品种、割胶生产、气象、物候等遗传和环境因素密切相关。为了探明橡胶树不同品种之间及4—12月全年割胶周期内生胶质量的差异与变化规律,本研究分析比较了PR107、RRIM600、热研917、热研73397和热研879等5个橡胶树品种胶乳所制备生胶的质量,并分析了各品种5月份胶乳所制备生胶的硫化特性和硫化胶的力学性能。结果表明:5个橡胶树品种生胶的门尼黏度值、氮(蛋白质)含量、挥发物含量、P0和PRI值等在4—12月全年割胶周期内表现出增加或下降的趋势,这些质量指标既反映出橡胶树品种间的基因型差异,又表现出受气象等环境因素变化的影响。其中,4个品种12月生胶的蛋白质含量均超过3.0%;热研917混炼胶的硫化特性与其他4个品种有明显差异;在S/2 d/3割制下,热研879硫化胶的拉断伸长率和拉伸强度最小。本研究结果一方面有助于指导橡胶树品种选育和割胶生产,另一方面也可以为高性能天然橡胶生产加工提供科技支撑。

  • 采后处理与质量安全
    潘晓威, 赵祉芳, 占国艳, 梁耀辉, 潘政, 陈淑贤, 叶剑芝
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    以农业废弃物橡胶籽壳为原料,以KOH为活化剂,与超声处理相结合制备活性炭,通过调整制备处理条件对活性炭的表面结构进行调控,以获得最佳制备条件。采用傅里叶显微红外、扫描电镜、元素分析、热重分析等手段,研究活性炭的物理化学特性,考察其吸附能力,并比较超声预处理与未超声预处理的活性炭的特性。研究得出最优制备条件为:剂料比为1∶1,超声作用时间为60 min,活化时间为60 min,活化温度为700 ℃。超声预处理后的活性炭(UAC)的亚甲基蓝吸附值为400 mg/g、碘吸附值为1340.2 mg/g、得率达25.9%,总孔容为0.9511 cm3/g,比表面积为1034.5009 m2/g;未经超声预处理的活性炭(NAC)的亚甲基蓝吸附值为300 mg/g,碘吸附值为894.0 mg/g,得率为20.8%,比表面积为690.2461 m2/g,总孔容为0.6830 cm3/g。二者均含羟基、醇羟基、羰基官能团,橡胶籽壳活性炭的氮气吸附等温线为Ⅰ型。KOH活化后的活性炭表面存有大量孔结构,UAC活性炭表面光滑平整,有许多丰富规则的孔结构,优于NAC活性炭。橡胶籽壳的碳(C)含量丰富,经过KOH活化后,UAC和NAC的C含量由原来的56.81%,分别提高到75.97%、64.89%。KOH活化后的样品比橡胶籽壳更加稳定,UAC和NAC样品的总重量分别损失62%和68%之后趋于稳定。综上所述,超声处理制备的活性炭性能更佳,说明超声波的空化效应作用在活性炭结构表面,使其结构发生变化,进而提高其吸附性能、比表面积等。

  • 采后处理与质量安全
    陈元杰, 徐静, 刘常涛, 黄锦华, 岑举人
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    为了深入探索海南地方特色茶的抗氧化活性及总多酚、总黄酮含量的差异,本研究对7种海南特色茶(辣木茶、苦丁茶、五指山绿茶、白沙绿茶、五指山红茶、兰贵人和鹧鸪茶)提取液的抗氧化活性及总多酚、总黄酮含量进行测定。结果表明:不同品种茶叶的抗氧化活性存在差异,茶叶提取液的抗氧化活性与样品浓度均表现出量效关系,同时热稳定性较好。7种茶的总多酚和总黄酮含量分别在9.80%~22.84%和0.90%~4.67%之间,五指山绿茶的总多酚含量最高,是辣木茶的2.33倍;苦丁茶、五指山红茶、兰贵人、鹧鸪茶的总多酚含量差异不显著。五指山绿茶的总黄酮含量最高,是辣木茶的5.18倍;五指山红茶、兰贵人、鹧鸪茶总黄酮含量差异不显著,五指山绿茶的总多酚和总黄酮含量均为7种茶叶中最高。7种茶叶提取液均具有抗氧化还原能力,并且茶叶中的茶多酚含量、总黄酮含量与自由基清除能力呈现良好的量效关系,辣木茶的清除ABTS能力最强,五指山红茶的清除超氧自由基能力最强,白沙绿茶整体的抗氧化效果最好,其还原能力、DPPH清除能力、羟自由基清除能力最强。7种茶叶提取液在不同温度条件和沸水孵育,其抗氧化性并未发生显著变化,说明7种茶叶提取液的热稳定性较佳。研究表明供试7种茶不仅富含总多酚和总黄酮,而且具有较强的抗氧化活性,为海南特色茶的进一步开发利用提供理论基础。

  • 采后处理与质量安全
    孙源, 王丹阳, 孙晶, 白亚娟, 范蓓, 宋洪波, 吉建邦, 卢聪, 王凤忠
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    本研究通过建立过氧化氢(H2O2)诱导的SH-SY5Y神经细胞氧化应激模型,旨在探究槟榔碱对氧化应激诱导神经细胞损伤的保护作用及其作用机制。采用CCK-8法检测细胞活力,采用分光光度法检测乳酸脱氢酶(LDH)释放、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性,采用流式细胞术检测细胞凋亡、线粒体膜电位,采用Western blot技术检测Nrf2、HO-1、Keap1、Bcl-2、Bax、Caspase-3的表达。结果表明:槟榔碱干预均能有效降低细胞凋亡并显著上调线粒体膜电位;在提高SOD、CAT水平的同时降低MDA水平;140 μmol/L槟榔碱处理能够显著上调Nrf2、HO-1、Bcl-2蛋白的表达(P<0.001,P<0.0001),并下调Keap1、Bax、Caspase-3蛋白的表达(P<0.001,P<0.0001)。表明槟榔碱能够有效改善H2O2诱导的氧化应激损伤,其作用机制与激活Nrf2/HO-1信号通路、提升细胞抗氧化活力、调控Bcl-2/Bax/Caspase-3信号通路和抑制细胞凋亡有关。

  • 采后处理与质量安全
    宋书会, 杨爽, 王超, 李普旺, 焦静, 刘思汝, 何祖宇, 刘运浩, 周闯, 杨子明
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    为研究过氧化氢(H2O2)对香蕉秆生物炭的改性效果及改性后生物炭对铬(Cr)胁迫下玉米Cr吸收的影响,采用不同浓度H2O2对300 ℃下制备的生物炭进行改性,分析其结构特征的差异,并将改性生物炭应用于Cr胁迫下的玉米生长体系中,研究改性生物炭对Cr胁迫下玉米植株生长及Cr吸收积累的影响。结果表明:随着H2O2浓度的升高,生物炭表面含氧官能团数量增多,其芳香性减弱、极性增强。改性后生物炭表面光滑,孔直径增大,其比表面积和孔隙体积随H2O2浓度的升高而减小。20%、30% H2O2改性生物炭主要通过官能团的吸附作用固定重金属,降低其生物活性,减少玉米对Cr的吸收积累。20%、30% H2O2明显改变生物炭的表面结构,有利于缓解重金属Cr对玉米植株的毒害,30% H2O2改性生物炭对Cr胁迫下玉米的生长具有促进作用。

  • 植物保护与生物安全
  • 植物保护与生物安全
    李学俊, 任圆, 陈红梅, 曲鹏, 杜华波, 何鹏搏, 谭万忠
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    大粒咖啡是重要的遗传种质资源和风景园林植物,在我国部分地区有少量种植。咖啡炭疽病是影响咖啡生长发育和产量的重要真菌病害。本研究对感染炭疽病的大粒种咖啡叶片采用组织分离法进行分离,纯化后进行组织培养,利用柯赫氏法则验证其致病性,结合菌株的形态学特征和多基因序列系统发育分析对病原菌进行鉴定;用菌落生长速率法对10种药剂进行抑菌率测定。分离纯化获得4个真菌纯培养菌株,通过科赫氏法则实验结果确认,菌株KFTJ01是导致大粒种咖啡炭疽病的病原菌。采用PCR扩增成功获得菌株KFTJ01的rDNA-ITS、CALTub2基因序列,其长度分别为554、489、706 bp。分别上传到NCBI GenBank进行blastn比对。结果表明,菌株KFTJ01与卡哈瓦刺盘孢(Colletotrichum kahawae)菌株WZ-135(MN856281.1)、CREADC-ER2212(MT409131.1)和YMTJ4(MK569149.1)的相似率分别达99.62%、100%、100%。用KFTJ01菌株和下载的刺盘孢属同源种菌株的3个DNA序列构建系统演化树,菌株KFTJ01与卡哈瓦刺盘孢(C. kahawae)聚集于同一分枝上(可信度为98%),因此将菌株KFTJ01鉴定为卡哈瓦刺盘孢。这是我国的一个检疫对象物种,在咖啡类作物上尚未报道,应引起高度重视。杀菌剂筛选试验结果显示,70%甲基硫菌灵WP和25%甲硫·乙唑醇SA可完全抑制KFTJ01的生长(抑菌率均为100%),抑菌中浓度(EC50)分别为0.0607、0.0809 mg/mL,表明这2种药剂对抑制病菌非常经济有效。由此可见,引起大粒种咖啡炭疽病的病原菌为卡哈瓦刺盘孢,这是在我国报道的一种新记录咖啡炭疽病病原菌;甲硫·乙唑醇和甲基硫菌灵对病原菌具有很好的抑菌效果。本研究结果可为大粒咖啡炭疽病的准确诊断和防控提供重要参考依据。

  • 植物保护与生物安全
    刘卓凡, 孙世伟, 孟洋, 苟亚峰, 宋国敏, 田甜, 温思为
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    咖啡果小蠹(Hypothenemus hampei)是近年来新入侵我国大陆的一种检疫性害虫,对我国咖啡产业的健康发展具有巨大的潜在威胁。本研究旨在明确该虫的生物学特性及田间发生规律,为后期开展监测预报和综合治理提供理论基础。在室内饲养条件[(26.5±1)℃,相对湿度为75%±5%,光照14L∶10D]下,观察咖啡果小蠹各龄期的形态特征、发育历期及繁殖能力,并结合田间观察明确该虫的年生活史;2021—2022年通过田间系统调查,分析该虫在海南省万宁市的发生动态规律及空间分布类型,旨在明确该虫的生物学特性及田间发生规律,为后续进行综合防治提供理论依据。结果表明:咖啡果小蠹卵、幼虫、蛹和成虫的发育历期分别为(6.75±0.65)、(17.41±1.63)、(6.45±1.15)、(42.74±9.55)d,平均世代历期为(73.35±11.26)d。各龄期主要形态特征为:卵椭球形,乳白色,表面光滑有光泽;幼虫通常呈“C”字型,乳白色,略透明,头部呈褐色,无足;蛹初期为乳白色,后期变为褐色,头部藏于前胸背板之下;成虫体呈圆柱形,暗褐色到黑色,有光泽,雄虫比雌虫小。雌成虫通常在黑暗条件下产卵,单雌产卵量为(11.85±1.69)粒,雌雄比为10.25∶0.95。室内和田间观察结果表明,咖啡果小蠹在海南1年发生7代,无明显越冬现象。2021—2022年田间调查结果表明,1月开始咖啡果小蠹种群数量缓慢上升,4—5月咖啡果小蠹发生率呈暴增状态,最高可达到60.15%,5月升至顶峰后又急速下降,6—10月始终维持在相对稳定的水平,11月种群数量又呈增长状态,出现一个小高峰,达到19.87%,12月有所下降但至次年3月均呈现缓慢增长态势,咖啡果小蠹的发生率与上一年遗留的果实数量有关。对空间和方位的调查结果表明,果实发育期内咖啡果小蠹在空间上偏好中层(0.5~1.0 m)果实,在方位上偏好东和北2个方向,可能与光照和温度有关。通过4种聚集度参数的结果显示,咖啡果小蠹在水平方向和垂直方向均属于聚集分布。

  • 植物保护与生物安全
    项佳胤, 商桑, 田丽波
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    为探究贝莱斯芽孢杆菌N46对苦瓜白粉病的防治机理,以前期分离得到的贝莱斯芽孢杆菌N46处理盆栽苦瓜,通过检测白粉病病原菌Podosphaera xanthii的孢子萌发率、叶片防御酶活性的变化、活性氧积累、细胞过敏性坏死、木质素积累、抗病相关基因表达量的变化以及抗病表现的依赖途径,开展N46的防治机理研究。结果表明:高浓度(6× 108 CFU/mL)的贝莱斯芽孢杆菌N46对苦瓜白粉病的防治效果达到59.05%;N46处理的苦瓜在病原菌侵染时其防御酶过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性的变化幅度和峰值出现了大幅增加,活性氧(ROS)积累显著增加,过敏性坏死率显著提高,显著增强了细胞壁的木质素积累率,同时观察到N46对叶面白粉病病原菌孢子萌发有显著的抑制作用。本研究检测了经N46处理的苦瓜的抗病相关基因:茉莉酸(jasmonic acid, JA)反应性标记脂氧合酶基因(LOC111018837)、水杨酸(salicylic acid, SA)反应性标记基因(LOC111017362)、与过敏反应和细胞壁强化相关的过氧化物酶基因(LOC111021192)表达量的变化,与对照相比,这些基因在苦瓜被白粉病菌侵染时表达量显著增加,其中处理组的JA反应性标记基因在未接触病原菌时也高于对照组的表达水平。说明N46处理的苦瓜在未接触病原菌时即保持了一定水平的抗性基因的“预启动”,而在病原菌侵染时才出现更高的表达水平。通过布洛芬(IBU)抑制植株的JA反应途径,使贝莱斯芽孢杆菌N46对于苦瓜白粉病的防效几乎消失,表明N46诱导的苦瓜白粉病抗性的产生依赖于JA途径。综上所述,贝莱斯芽孢杆菌N46通过抑制叶面白粉病菌孢子萌发和诱导苦瓜产生依赖于JA途径的抗病性起到对苦瓜白粉病的良好防治效果。本研究为苦瓜白粉病的生物防治提供了新方法,为贝莱斯芽孢杆菌对苦瓜白粉病的防治作用提供理论依据。