AT-hook核定位蛋白(AT-hook nuclear localized proteins, AHLs)是一种小的DNA结合蛋白基序,在植物的生长发育、器官构建、逆境胁迫与激素信号应答等方面发挥重要作用。本研究从华南8号木薯(SC8)中克隆获得MeAHL17基因,利用生物信息学方法对MeAHL17基因进行启动子分析、蛋白理化性质分析、保守功能域的预测和序列比对。结果表明:MeAHL17基因的开放阅读框长度为939 bp,编码一个具有312个氨基酸的蛋白,其理论等电点为6.89,分子式为C1420H2215N415O451S11,分子量为32.669 38 kDa,带正电荷氨基酸残基总数(Lys+Arg)为23,带负电荷氨基酸残基总数(Asp+Glu)为24,脂肪系数为57.47,总平均亲水性系数(GRAVY)为-0.491,不稳定系数为58.06;该蛋白不含有信号肽,位于细胞膜内,无跨膜结构,含有5个糖基化位点和45个磷酸化位点,是一个不稳定的亲水性酸性蛋白;MeAHL17蛋白包含AT-hook保守核心序列和PPC结构域的保守核心序列,符合AT-hook家族的典型结构特征。通过亚细胞定位和转录活性分析实验证明MeAHL17是一个定位于细胞核且具有转录活性的转录因子。组织表达模式分析表明,MeAHL17基因主要在体胚、须根和愈伤组织中表达。不同激素处理表明,MeAHL17基因受到乙烯(ACC)、茉莉酸甲酯(JA)和生长素(IAA)等激素的诱导表达,推测其可能参与了乙烯、茉莉酸甲酯和生长素信号途径。非生物胁迫处理表明,MeAHL17基因响应干旱和盐胁迫。本研究初步确定了木薯MeAHL17基因在生长发育、激素信号和逆境胁迫等方面具有重要的作用,为进一步研究其功能提供理论依据和参考。
由橡胶树白粉菌(Erysiphe quercicola)引发的橡胶树白粉病是我国天然橡胶产业中的一个重要病害,其对乳胶产量造成了严重威胁。随着预测预报技术的不断进步,结合qPCR检测和孢子捕捉技术有望成为高效预测白粉病流行的新方法。本研究针对橡胶树白粉菌分生孢子DNA的微量提取,通过比较不同预处理方式、不同材质的研磨珠以及不同类型的研磨装置,筛选出了最适合的孢子样品研磨体系。进一步比较了CTAB法与几种商业提取试剂盒的提取效率,最终确定了一种可行的孢子DNA微量提取方法:将白粉菌分生孢子水溶液置于4 ℃超声处理10 min后加入2 mm氧化锆珠0.2 g、0.4~0.6 mm玻璃珠0.2 g以及0.2 mm氧化锆珠0.2 g,用组织研磨仪在4 ℃ 70 Hz条件下研磨40 s,停10 s,20个循环,最后使用CTAB法提取DNA。通过qPCR定量,可以在101 个/mL的孢子悬浮液当中检出橡胶树白粉菌DNA,且不受田间复杂情况的干扰,具有高灵敏度和强特异性,为橡胶树白粉病的预测预报提供了可靠的理论依据和有效的技术手段。
木薯花叶病毒病(cassava mosaic disease, CMD)对我国和世界木薯生产造成严重威胁和危害,目前尚无有效防治方法且缺乏抗性材料,造成严重经济损失,被认为是最有威胁性的病毒病之一,斯里兰卡木薯花叶病毒(Sri Lankan cassava mosaic virus, SLCMV)是引起木薯花叶病的主要病原之一。RNA沉默是植物和动物先天性的一种抗病毒免疫反应机制,寄主转录后基因沉默(post transcriptional gene silencing, PTGS)是真核生物中一种保守的基因表达调控机制,也是重要的抗病毒免疫机制之一。寄主基因沉默抑制子(suppressor of gene silencing 3, SGS3)是PTGS通路的关键蛋白,在寄主抵御病毒侵染中发挥着关键作用。为抵御宿主这种免疫反应,病毒通常编码病毒沉默抑制子(viral suppressors of RNA silencing, VSRs)来抵御寄主PTGS的病毒防御机制,与寄主蛋白互作是沉默抑制子发挥作用的主要作用机制之一。为探究SLCMV AC2是否通过与AtSGS3互作而抑制寄主PTGS的免疫功能,本研究采用酵母双杂交技术(yeast two hybrid system, Y2H)和双分子荧光互补技术(bimolecular fluorescence complementation, BiFC)分析SLCMV AC2与AtSGS3之间的相互作用。结果表明:SLCMV AC2与AtSGS3蛋白在酵母细胞和植物体内均存在相互作用的关系。亚细胞共定位研究进一步证明SLCMV AC2在与AtSGS3互作后,可与AtSGS3形成siRNA-body的RDR6发生共定位。这些结果表明SLCMV AC2可能通过与siRNA-body互作而影响寄主自身免疫机制,提高病毒致病性,SLCMV AC2与AtSGS3的互作可能是SLCMV侵染木薯导致花叶症状发生的分子基础。该研究结果为后续深入解析SLCMV致病机理提供新的理论依据。
香蕉枯萎病是我国香蕉生产中危害最大,且难以防治的一种真菌病害。由于香蕉枯萎病的影响,我国近年来香蕉种植面积逐年减少,给我国亚热带、热带香蕉产业带来了巨大的经济损失。该病害是由于香蕉的维管束受到病原菌尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f. sp. cubense, Foc)入侵而发生,其繁殖速度快,引起香蕉叶片黄化和植株萎蔫。通过比较Foc1号生理小种(Foc1)N2菌株和4号生理小种(Foc4)B2菌株的基因组及转录组序列,筛选出位于基因组特异区间并且表达量较高的分泌蛋白FoSP1。结果表明:FoSP1基因开放阅读框为387 bp,编码129个氨基酸,其信号肽切割位点位于第20~21位氨基酸残基之间,且该蛋白无任何已知的结构域和功能位点,因此推断出FoSP1是一个新的分泌蛋白。为了研究该蛋白在Foc4菌株中的生物学作用,本研究利用split-marker的方法敲除了B2菌株的FoSP1基因,并对获得的正确敲除突变体进行表型分析和致病性测定。结果表明:相比野生型B2菌株,FoSP1基因敲除突变体菌丝的营养生长无显著差异,对NaCl、山梨醇和H2O2等外源胁迫均表现不敏感,但敲除突变体的产孢量和分生孢子萌发率显著降低,且对巴西蕉苗的致病力明显减弱。由此推测分泌蛋白FoSP1不参与Foc4菌株B2的营养生长,但在其产孢及致病的过程中发挥着重要作用。此结果为进一步研究Foc4基因组特异区间分泌蛋白的致病机制奠定基础。
油莎豆是一种在块茎中高水平积累油脂的草本油料作物,其未成熟块茎的含水量高达85%,水分平衡对于块茎的发育与代谢至关重要。质膜内在蛋白(PIP)是介导细胞间水分跨膜运输的主要通道。本研究报道1个块茎高水平表达的PIP基因CePIP2;1,该基因含有3个内含子,预测编码288个氨基酸(aa),其理论分子量(MW)为30.34 kDa,等电点(pI)为8.60,总平均疏水指数(GRAVY)为0.529,不稳定系数(Ⅱ)为29.60,属于典型的稳定、碱性、疏水型蛋白。CePIP2;1含有保守的MIP结构域,ar/R选择性滤器为F-H-T-R,Froger位点为Q-S-A-F-W,符合高水分转运活性PIP的特征。进化分析显示,CePIP2;1与OsPIP2;1、OsPIP2;2和OsPIP2;3聚在一起,序列相似性分别为91.72%、90.31%和84.98%,支持其归为PIP2亚类。亚细胞定位分析显示,CePIP2;1定位在烟草叶片的细胞膜。进一步的表达分析显示,虽然CePIP2;1为主要的块茎表达PIP基因,但其在叶片、叶鞘、匍匐茎和根等组织中的表达丰度更高,最高的为叶片,而在芽尖中的表达丰度与块茎相当;在块茎的4个典型发育时期(S1~S4)中,CePIP2;1基因呈现先升后降的钟形趋势,表达丰度最高的是S2。这些结果为解析油莎豆的水分平衡机制奠定基础。
为比较不同文心兰品种耐热性差异,同时构建文心兰品种耐热性筛选的指标评价体系,本研究对38个文心兰(Oncidium hybridum)常见栽培品种的叶片厚度、叶片含水量和高温半致死温度(HLT50)等7个指标进行了测定,并在高温胁迫条件下对不同品种的黄叶率和热害等级(HIG)进行观测,通过分析不同指标间的相关性,结合主成分分析筛选文心兰耐热性评价指标,构建文心兰品种耐热性评价体系。结果表明:38个文心兰品种的耐热性存在显著差异;叶片厚度、叶片含水量、HLT50、黄叶率和HIG能较好地反映文心兰对高温胁迫的响应,可作为文心兰耐热性的评价指标。基于耐热指数进行聚类分析,可将38个文心兰品种分为耐热型品种(12个)、中等耐热型品种(3个)和不耐热型品种(23个)3个类别。本研究结果为热区文心兰选材提供参考依据,同时也为文心兰高耐热新品种的培育提供亲本资源。
钻喙兰属为兰科的一类附生型兰花,具有较高的观赏价值和经济价值。本研究基于前期收集的钻喙兰属3个常见种的10份不同种质资源,采用荧光标记毛细管电泳进行等位变异检测,筛选出21对SSR多态性引物,其中13对引物位点呈高多态性,共扩增出47个等位基因,平均观测等位基因数(Na)为2.238,平均有效等位基因数(Ne)为1.860。21个位点的观测杂合度(Ho)为0~0.778,均值为0.421,期望杂合度(He)为0.148~0.574,均值仅0.340,Shannon指数(I)为0.096~0.987,均值为0.567。10份种质的聚类结果和PCoA分析与传统植物学分类一致,可将10份种质按种划分成3个类群。在此基础上筛选出4对核心引物构建每份种质的分子身份证。本研究为后续钻喙兰属种质资源的收集保存、鉴评和开发利用奠定基础。
本研究报道了广东省兰科1个新记录属——拟万代兰属(Vandopsis pfitz.),2个新记录种——拟万代兰[V. gigantean (Lindl.) Pfitz.]和绒兰[Dendrolirium tomentosum (J. Koenig)],描述了它们的形态、生境分布,并附彩色照片。此次发现扩展了拟万代兰和绒兰的分布范围,对研究其植物区系具有重要意义。
斑马纹病是剑麻的主要病害之一,严重影响了剑麻产业的发展,目前关于斑马纹病的致病机制尚不清楚。为了培育出剑麻斑马纹病抗病新品种,本研究分别以剑麻斑马纹病抗病品种粤西114和感病品种H.11648为父母本进行回交,获得回交后代热麻1号剑麻。利用常规方法对热麻1号剑麻叶形、叶色、叶缘刺有无、叶缘刺类型、叶顶刺类型、叶长、叶宽、叶基厚度、顶刺长、顶刺基部宽、株高、花序形状、花轴高、花梗数、花、果实、种子、年展叶数、周期展叶数、生命周期、纤维率等进行分析,采用壁低渗火焰干燥法、流式细胞术结合菌斑接种法对热麻1号剑麻倍性、基因组大小以及对烟草疫霉的抗性等进行鉴定。结果表明:热麻1号剑麻叶片剑形、肉质、刚硬、叶片灰绿,叶面平整有蜡粉,叶顶有1.2~2.0 cm锐刺,叶缘无刺,叶片绕茎呈螺旋状排列上升;叶长约130 cm,叶宽约16 cm,叶基厚度约3.5 cm。株高1.8~2.5 m,圆锥形花序,花轴高3~7 m,花梗数20~32个,完全花、花黄色、花瓣6枚;蒴果、长圆形、成熟时黑褐色,种子半月形,黑色、纸质;周期展叶360~400片;纤维率约3.5%,纤维长约100 cm;生命周期6~9 a;热麻1号剑麻为四倍体(2X=4n),染色体数目为104~118,2C DNA含量为11.69 pg,对烟草疫霉高度抗病或免疫,有望成为剑麻斑马纹病发病区的先锋品种。
报道了云南省富源十八连山自然保护区1属3种云南省级种子植物分布新记录,即桑寄生科(Loranthaceae)新记录属大苞寄生属(Tolypanthus)及属内新记录种黔桂大苞寄生[T. esquirolii (Lévl.) Lauener],桑科(Moraceae)桑属(Morus)狭域分布新记录物种荔波桑(M. liboensis S. S. Chang)和唇形科(Lamiaceae)黄芩属(Scutellaria)新记录种岩藿香(S. franchetiana Levl.)。凭证标本存放于中国科学院昆明植物研究所标本馆(KUN)。
易碎胚性愈伤组织和胚性悬浮细胞系都是基因工程和细胞工程的理想受体材料。然而橡胶树(Hevea brasiliensis)易碎胚性愈伤组织诱导频率低、耗时长,且其胚性能力通常随继代次数的增加而下降甚至完全丧失,限制了相关研究的持续开展。因此,快速获得易碎胚性愈伤组织,建立具有高效体胚发生能力的胚性悬浮细胞系,并尽可能较长时间维持其胚性能力是当前橡胶树基因工程和细胞工程研究的重要内容。本研究以橡胶树热垦525未成熟花药为外植体进行愈伤组织的诱导和胚性悬浮细胞系的建立,分析比较固液2种长期继代方式对维持其胚性能力的影响。结果表明:花药外植体在愈伤诱导培养基中获得的黄色致密初代愈伤组织体胚发生能力低,分散性差,不适合进行悬浮培养。将初代愈伤组织转移至胚性愈伤组织诱导培养基中培养70~80 d后,可观察到有胚性结构的形成和早期体细胞胚发生,同时周围长出鲜黄色小颗粒状易碎胚性愈伤组织。通过常规方法建立的Ⅰ型胚性悬浮细胞系具备胚性细胞的典型特征,体胚发生能力显著高于胚性愈伤组织,但在体胚发生过程中容易重新愈伤化;而通过筛选特定形态的胚性愈伤组织低密度启动悬浮培养建立的Ⅱ型胚性悬浮细胞系,在显微镜下可观察到细胞处在有序的胚性结构中,其体胚发生频率可达100%。在含2 mg/L 2,4-D的液体培养中持续继代2 a后细胞明显老化且增殖缓慢,体胚发生能力几近丧失;而在去除2,4-D并添加低浓度脱落酸(0.1 mg/L)和水解酪蛋白(0.5 g/L)的固体培养基上持续继代2 a后,体胚发生能力仍能维持在较高水平。所建立的Ⅱ型胚性悬浮细胞系可为橡胶树遗传转化及原生质体培养等相关研究长期提供优质充足且状态相对稳定的材料来源。
通过研究长期养分亏缺对木薯农艺性状及产量、淀粉含量的影响,为木薯连作科学施肥提供理论依据。在长期定位田间试验时间轴上,选取2019—2021年(连作28~30年)的试验材料,对CK(施氮磷钾肥)、-N(不施氮肥)、-P(不施磷肥)和-K(不施钾肥)4个处理,测定木薯品种SC205和SC124的农艺性状及产量、淀粉含量。结果表明:(1)与CK相比,-N、-K均显著降低木薯的株高,-N、-P和-K显著降低木薯的茎径,-K显著降低叶片SPAD值;主体间效应检验表明,品种和施肥对各农艺性状均有显著影响,但二者的交互作用影响不显著。(2)与CK相比,-N显著提高2021年的鲜薯淀粉含量;-K显著降低鲜薯淀粉含量,3年平均降幅为14.2%。(3)-N、-P、-K较CK均显著降低鲜薯产量、淀粉产量、单株结薯数和单条薯重,各养分亏缺处理鲜薯产量的3年平均降幅均大于40.0%,各养分亏缺处理间的产量效应差异不显著;-K淀粉产量的3年平均降幅为53.3%,降幅显著高于-N、-P。(4)相关性分析结果表明,鲜薯产量、淀粉产量均与单株结薯数呈极显著正相关,与单条薯重呈显著正相关。综合分析结果显示,氮、磷、钾亏缺均显著抑制木薯生长,连作前期氮是木薯产量的首要限制因素,钾其次,磷效应不明显,随连作年限延长,钾、磷效应逐渐显著,氮、钾上升为最主要的限制因素,而后,氮、磷、钾肥间的鲜薯产量效应无显著差异,三者均同等重要。
橡胶树是全球重要的热带、亚热带经济林。为揭示微肥与促吸收剂配施对橡胶树幼苗生长的影响,以期为橡胶树微肥施用技术创新奠定基础。本研究以单施微肥(W)、促吸收剂配方1与微肥配施(C1+W)、促吸收剂配方2与微肥配施(C2+W)为处理,探讨微肥单施或与促吸收剂配施对橡胶树幼苗生长、干物质累积、光合作用、根系发育和氮素分配等影响及作用机制。结果显示:微肥能提高橡胶树幼苗根、茎、叶的干物质累积,进而提升其单株鲜重、干重、干鲜比。其中,C2+W处理可使植株鲜重和干重增加4.18倍和5.89倍,远大于C1+W和W处理。同时,微肥对橡胶树幼苗的干物质累积量与根长、根表面积、根体积呈正相关,也与橡胶树幼苗的叶绿素含量、蒸腾速率(Tr)、净光合速率(Pn)呈正相关。根系发育和光合作用与植株各器官氮积累量、叶片可溶性蛋白(SP)含量、硝酸还原酶(NR)活性、谷氨酰胺合成酶(GS)活性、谷氨酸脱氢酶(GDH)活性呈正相关。单施微肥对NR活性影响不显著,表明W处理对硝酸还原成亚硝酸的氮同化作用微弱。总而言之,微肥与促吸收剂配施强化了橡胶树幼苗的C同化和N代谢过程的联系,共同促进了橡胶树幼苗的生长发育。考虑到橡胶树叶片宽厚、细胞紧密、角质层厚,后续研究应继续筛选更合适的促吸收剂,并优化其与微肥的搭配。
为了探究荔枝园间作距瓣豆(Centrosema pubescens Benth.)、广东金钱草(Grona styracifolia)对土壤理化性质、微生物群落结构及多样性的影响,采集间作距瓣豆和广东金钱草不同模式下荔枝树行间0~40 cm深的土壤样本,测定土壤有机质、全氮、全磷、全钾、硝态氮、铵态氮、有效磷、速效钾和pH等理化因子,同时利用Illumina NovaSeq测序平台对荔枝园间作距瓣豆与广东金钱草模式下的土壤微生物进行16S扩增子检测。结果显示:0~20 cm土层的养分含量普遍高于20~40 cm土层;0~20 cm土层中,与CK相比,间作距瓣豆处理的土壤有机质含量提高7.06%,土壤全氮含量提高8.70%,土壤铵态氮含量提高103.29%;间作广东金钱草处理的土壤铵态氮含量提高69.41%,土壤硝态氮含量显著提高32.48%,土壤有效磷含量提高112.78%,土壤速效钾含量提高9.44%。20~40 cm土层中,与CK相比,间作距瓣豆处理的土壤铵态氮含量提高114.58%,土壤速效钾含量下降48.07%;间作广东金钱草处理的土壤硝态氮含量下降15.07%,土壤有效磷含量提高105.43%,土壤速效钾含量提高32.60%。在微生物多样性方面,0~20 cm土层的各项指数普遍高于20~40 cm土层;0~20 cm土层中,与CK相比,间作距瓣豆处理的ACE指数和Chao1指数分别降低7.65%和7.68%;20~40 cm土层,间作广东金钱草处理中的ACE指数和Chao1指数分别提升6.93%和6.74%。在土壤微生物群落结构方面,所有土层样品中主要的优势菌门均为酸杆菌门(Acidobacteriota)、绿弯菌门(Chloroflexi)、变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteriota);主要的优势菌属为酸杆菌门亚群Gp2、Gp13和Bryobacter、Candidatus Solibacter、Bathyarchaeia等菌属;间作后明显增加泉古菌门(Crenarchaeota)、拟杆菌门(Bacteroidota)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、Gp2、Gp13、Bryobacter的相对丰度。冗余分析结果表明,pH、全钾、全磷和速效钾是影响土壤微生物菌门结构的主要理化因子。综上所述,研究结果为荔枝园间作距瓣豆与广东金钱草模式提供了理论依据。
农田土壤有机碳库作为陆地土壤碳库的重要组成部分,其有机碳储量受到种植模式等人为干预的强烈影响。咖啡作为世界热带地区种植面积较大的的经济作物之一,其栽培模式的微小变化即可显著影响陆地生态系统的碳收支平衡。覆盖栽培是咖啡的传统栽培模式之一,然而其对咖啡园土壤有机碳组分的影响仍不明确。因此,本研究基于课题组前期使用咖啡果皮与枯落物等咖啡废弃物替代传统覆盖物对咖啡进行覆盖栽培,采用完全随机区组设计,分别设置未覆盖咖啡废弃物(CK)、覆盖咖啡枯落物(L)、覆盖咖啡果皮(P)和覆盖咖啡枯落物+果皮(PL)4种处理;监测咖啡园的土壤微环境、微生物群落多样性及生物量碳、有机碳组分等指标,通过分析土壤微环境、微生物群落结构与有机碳组分之间的内在关系,明确覆盖咖啡废弃物对土壤碳组分的影响及其关键驱动因子。结果显示:覆盖咖啡果皮与枯落物均不影响土壤有机碳、重组有机碳和可溶性有机碳含量,而分别显著提高土壤轻组有机碳含量13.31%和14.12%。覆盖咖啡废弃物不影响土壤微环境指标与微生物群落多样性。覆盖咖啡果皮显著提高土壤微生物量碳14.05%,并且分别显著增加变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度18.60%和80.77%,并减少蓝细菌门(Cyanobacteria)相对丰度70.14%,却对土壤真菌群落的影响较小;而覆盖咖啡枯落物分别显著增加变形菌门和厚壁菌门相对丰度14.43%和57.63%,并减少蓝细菌门相对丰度73.43%,同时显著提高真菌子囊菌门(Ascomycota)相对丰度14.79%。本研究中咖啡废弃物覆盖不影响土壤有机碳含量主要归因于重组有机碳等主要土壤有机碳组分对咖啡废弃物覆盖处理不敏感;而咖啡废弃物覆盖引起微生物量碳的提高以及厚壁菌门在土壤微生物群落相对丰度的增加,促进了外源有机碳输入引起的激发效应,是显著提高土壤轻组有机碳含量的主要原因之一。咖啡废弃物短期覆盖显著提高土壤轻组有机碳含量,有助于提升咖啡园土壤碳固存以及为优化咖啡绿色低碳生产模式提供理论支撑。
沉香[Aquilaria sinensis (Lour.) Gilg]是来源于瑞香科沉香属或拟沉香属含有树脂的木材。其中,沉香精油(agarwood essential oil, AEO)是沉香主要的功能活性组分,在神经保护作用方面具有良好效果,常被用来舒缓身心,缓解焦虑、抑郁和治疗失眠。大量研究表明,AEO的化学组成主要包括色酮类、倍半萜类、芳香族类、脂肪酸类以及其他化合物,其中2-(2-苯乙基)色酮和倍半萜类化合物是其特征组分。然而,AEO尚无明确的规范分级及质量检测标准,品质参差不齐,极大影响沉香产业的发展。AEO功效与其化学成分组成有着密切关联。从不同的原料(品种、产地、造香方式及时间)和不同的提取方法(水蒸气蒸馏、超临界流体二氧化碳萃取、有机溶剂萃取法)得到的AEO的化学成分及含量存在较大的差异。因此,建立健全AEO规范分级和质量检测标准,揭示AEO的化学成分与原料和提取方法之间的内在联系将是未来的研究方向。此外,由于人们对沉香的需求量不断增加,沉香属野生种群数量迅速下降,造成野生资源枯竭。但随着人工种植和人工诱导方法的推广,沉香产量有了很大的提高,为AEO的进一步研究提供了研究基础。本文综述了不同来源AEO的化学成分及其在神经保护作用方面的应用前景,并分析了目前AEO研究存在的问题。
本研究以云南4个产区即西双版纳(A、B、C)、普洱(D、E、F)、临沧(G、H、I)、保山(J、K、L)的12个咖啡生豆样品为原料,分析咖啡主要风味前体物质成分含量及感官品质的差异。采用理化分析法测定蛋白质、脂肪、还原糖的含量,采用全自动氨基酸分析仪测定氨基酸组成及含量,采用高效液相色谱法测定咖啡因、绿原酸含量,对12种咖啡豆样品进行烘焙,对咖啡熟豆采用色度学系统分析色差,采用杯品的方式测定感官品质。结果表明:12个咖啡样品的蛋白质含量在11.73~14.72 g/100 g之间,脂肪含量为9.1%~15.9%,还原糖含量为5.83~6.26 g/100 g;12个样品中均检测出16种氨基酸,而蛋氨酸均未检出,总氨基酸含量在10.18~17.25 g/100 g之间,孟连县勐马镇帕亮村(E)咖啡豆样品的总氨基酸含量最高,保山市隆阳区白花岭村(K)咖啡豆样品的总氨基酸含量最低;咖啡因含量在13.73~15.74 mg/g之间,绿原酸含量为20.97~32.51 mg/g。景洪市普文镇南岛河村(B)的咖啡熟豆色泽最明亮,色调度和色调角较好;保山市高黎贡山(J)的咖啡熟豆较其他咖啡更红润,色调角相对较差;E咖啡熟豆和临沧市永德县大雪山乡(I)的咖啡熟豆偏蓝,E咖啡豆色调度和色调角偏好。感官评价总分在42.79~46.09之间,保山市昌宁县老地基咖啡种植园(L)的咖啡豆感官评分最高,景洪市勐旺乡老黄寨村(A)的咖啡豆感官评分最低。综上,不同产区咖啡生豆的主要风味成分含量存在一定差异,不同产区咖啡熟豆的感官品质也存在一定差异。研究结果可为云南咖啡风味品质提升及对优质产品的筛选和鉴别具有重要意义。
为了研究不同浓度微量元素处理组培斑兰叶的挥发性物质及角鲨烯相关酶活性的变化,本研究以不同浓度锌(Zn)、镧(La)元素处理的组培斑兰叶为原料,采用GC-MS技术对其挥发性物质进行分析,并测定角鲨烯代谢关键酶活性。结果表明:不同浓度微量元素处理的组培斑兰叶挥发性物质的数量、含量均存在差异,与未处理的组培斑兰叶相比,4 mg/L Zn元素处理和1、2、4 mg/L La元素处理的组培斑兰叶中的挥发性物质较多。Zn、La元素处理均使组培斑兰叶中的醇类物质含量增加、烯烃类物质含量减少;Zn、La元素处理均使组培斑兰叶中的角鲨烯含量明显减少,2 mg/L Zn元素处理使组培斑兰叶中的β-谷甾醇、豆甾醇、棕榈酸乙酯、3-甲基-2-(5H)-呋喃酮、2,3-二氢-3,5二羟基-6-甲基-4(h)-吡喃-4-酮含量增加,角鲨烯和叶绿醇含量减少;8 mg/L La元素处理组培斑兰叶的叶绿醇含量最高。角鲨烯代谢相关酶活性在组培斑兰叶培养过程中有一定变化,羊毛甾醇合成酶(LSS)和鲨烯环氧酶(SE)在混合物(愈伤组织开始分化出芽)中活性较强,角鲨烯合成酶(SQS)在不定根中活性较强。不同浓度微量元素处理对角鲨烯相关酶活性有一定影响,不同浓度Zn元素处理的组培斑兰叶中角鲨烯含量与LSS、SE、SQS酶活性均呈正相关;La元素处理组培斑兰叶中角鲨烯含量与LSS、SQS酶活性呈负相关,与SE酶活性呈正相关。研究结果丰富了微量元素调控斑兰叶挥发性物质的相关理论研究,为挖掘提高斑兰叶香气品质的组培新技术提供理论依据。
石斛是著名的观赏和药用植物,为探讨石斛属寡花组和顶叶组石斛物种花朵中的挥发性成分,采用固相微萃取(SPME)法和气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术,对5种寡花组和7种顶叶组石斛植物盛花期花朵的挥发性成分进行测定和分析。结果表明:供试的12种石斛属植物花朵中共鉴定出挥发性成分74种,其中烯类36种、醛类13种、醇类12种、酯类3种、酮类5种、烷烃类3种、芳香族类2种;挥发性物质种类较多的是寡花组中的竹叶石斛,有47种,其次是顶叶组中的鼓槌石斛和苏瓣石斛,分别有37种和35种,最少的是顶叶组中的黄法式石斛,仅有18种,大多石斛的挥发性物质种类均在20种以上,并且大多以烯类化合物为主,仅有顶叶组中的小黄花石斛和密花石斛以醛类化合物为主。对挥发性成分进行聚类分析,发现除了少数石斛未聚到原先的分组外,其余的均聚到一起,说明石斛花朵挥发性物质可以作为石斛分组的依据。研究结果可作为顶叶组石斛植物品种选育、资源开发和利用提供一定的参考依据,对石斛属植物分组具有借鉴意义。
百香果(Passiflora edulis)作为贵州特色优势水果,在巩固脱贫攻坚成果和深入实施乡村振兴战略中具有重要意义。但近年来百香果病毒病危害日趋严重,造成产量和品质急剧下降,严重影响产业发展。为确定贵州百香果主要种植区病毒种类、分布及复合侵染情况,本研究从贵州省罗甸县、从江县、榕江县、镇宁县和贞丰县5个百香果主要种植区采集疑似感病叶片153份,采用RT-PCR技术对其进行检测。结果表明:样本共检测到7种病毒,分别是东亚西番莲病毒(East Asian Passiflora virus, EAPV)、夜来香花叶病毒(Telosma mosaic virus, TeMV)、黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus, CMV)、芜菁花叶病毒(Turnip mosaic virus, TuMV)、西番莲斑驳病毒(Passiflora mottle virus, PaMV)、西番莲潜隐病毒(Passiflora latene carlavirus, PLV)和马铃薯Y病毒(Potato virus Y, PVY)。EAPV检出率最高,达96.08%,以下依次为TeMV(81.70%)、CMV(78.43%)、TuMV(44.44%)、PaMV(26.80%)、PVY(24.84%)和PLV(15.03%);值得重视的是,PVY主要为害马铃薯,而侵染百香果为首次报道。本次检测到的7种病毒的测序结果与相应参考序列的核酸一致性均在95%以上,经构建进化树发现,EAPV、TeMV、PaMV、PLV、TuMV分别与中国各省份的百香果病毒分离物存在一定的地理聚集性,而CMV和PVY分别与西班牙CMV甜瓜分离物和卢旺达PVY辣椒分离物亲缘关系最近,这说明这些病毒来源及感染途径复杂,未在国内大面积传播。本次共检测到24种复合侵染类型,以3~5种复合侵染类型为主,复合侵染率达94.77%,其中EAPV+TeMV+CMV组合是复合侵染中出现最多的类型;EAPV、TeMV和CMV的检出率高达78.43%~96.08%,在5个百香果主要种植区均有检出,且在多种复合侵染类型中普遍存在,因此这3种病毒为侵染贵州百香果主要种植区的优势病毒。此外,本研究建立了EAPV、TeMV和CMV的多重PCR检测体系,为相关病毒的快速检测提供技术支持。
为阐明白木香结香前后根际细菌群落差异,并探讨与土壤理化性质的相关性。本研究采用高通量测序技术和生物信息学相关手段,对海南省3个种植地(海口市文山村、临高东光农场、乐东抱伦农场)白木香结香前后根际土壤细菌群落组成和多特征进行分析,并结合冗余分析对根际土壤理化性质与细菌群落进行相关性分析。结果表明:3个样地间共获得7 944 402条序列,隶属于51个门,151个纲,380个目,637个科,1296个属,2649个种;样地内结香前后细菌群落和多样性差异性不大,样地间存在显著差异。3个样地根际土壤细菌丰富度和多样性上均呈现为:LDJX>LDWJ>LGWJ>LGJX>WSWJ>WSJX。在群落结构上,乐东样地与文山和临高样地群落结构存在显著差异。在门水平上,乐东样地的优势细菌门为浮霉菌门(Planctomycetota)、绿弯菌门(Chloroflexi)、疣微菌门(Verrucomicrobiota);文山和临高样地的菌门为厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidota)、变形菌门(Proteobacteria)。在属水平上,文山和临高的优势属为拟杆菌属(Bacteroides)、uncultured_bacterium_f Muribaculaceae、粪杆菌属(Faecalibacterium);乐东优势属为未确定属(g_uncultured_f__Gemmataceae)、Candidatus_Udaeobacter和拟杆菌属(Bacteroides)。对RDA分析发现,不同样地间白木香根际土壤细菌群落受土壤理化因子的影响具有一定差异。全磷与细菌种群差异和多样性呈显著负相关,pH与细菌种群差异和多样性呈显著正相关。该研究结果对白木香根际微生物互作关系研究具有参考价值,对海南沉香产业发展具有指导意义。
根际是土壤-植物根系-微生物进行物质交换的活跃地带。根际放线菌是根系放线菌的重要组成部分,是生物活性物质的主要来源之一。本研究从海南东寨港红树林自然保护区采集了5份红树植物老鼠簕根际土壤样品,采用高通量测序和传统纯培养相结合的策略探究样品中根际放线菌的多样性和产生生物活性物质的潜力。利用Illumina Novaseq 6000测序平台对老鼠簕根际样品细菌的16S rRNA基因的V3~V4区域进行测序与分析,结果显示:(1)老鼠簕根际细菌共注释到32个门(包括25个有效鉴定的门),其中优势门是变形菌门;α多样性分析表明老鼠簕根际细菌群落多样性非常丰富;(2)对放线菌门的微生物群落进行分析,注释到33个有效鉴定的属、4个暂定的属和28个未培养的新放线菌属,KEGG功能预测分析显示老鼠簕根际放线菌主要参与次级代谢产物的生物合成。同时,利用传统纯培养方法分离放线菌,经形态特征分群和排重,通过PCR扩增、测序并比对16S rRNA基因序列后进行放线菌多样性分析,利用琼脂扩散法筛选抑菌活性,通过基于PCR的基因筛选技术检测代表菌株可能存在的PKS-I、PKS-II和NRPS抗生素生物合成基因,结果显示:(1)共得到4个属的33株放线菌代表菌株,其中链霉菌属为优势菌属,有2个属未被高通量测序分析结果注释到;(2)代表菌株的NRPS和PKS-II基因阳性率很高(90%以上),24.24%根际放线菌具有抗1种及以上指示菌的活性。本研究利用高通量测序和纯培养方法得出东寨港红树植物老鼠簕的根际放线菌多样性非常丰富,并具有较好的合成次生代谢产物的潜力,因此,该研究结果可为具有生物活性化合物的筛选提供丰富的菌种资源,同时也为后续新药的开发提供重要参考依据。
本研究通过样线法调查厦门岛8个滨海公园的植物种类,统计得出厦门岛8个滨海公园共有园林植物288种,其中外来园林植物127种,占总数的44.10%。排除部分在厦门岛不具有入侵性的外来植物,得到具有入侵可能的外来园林植物80种。通过文献整理法和专家咨询构建厦门岛滨海公园外来园林植物入侵风险评估体系,采用层次分析法确定评价指标权重。该评价体系包括1个目标层、5个一级指标以及20个二级指标。将80种具有入侵可能的外来园林植物代入厦门岛滨海公园外来园林植物入侵风险评估体系得出对应得分。得分在38.00~58.85之间的为高风险植物,共有13种;得分在23.00~38.00之间的为中风险植物,共有18种;得分在9.30~23.00之间的为低风险植物,共有49种。对于未列入《中国外来入侵植物志》中的高风险植物应及早发现并采取有效管理措施进行控制,对中风险植物实施阶段性清除并采用乡土植物替换,对低风险植物应进行监控和管理。厦门岛8个滨海公园的外来园林植物中,大多数为低风险植物,其中,五通灯塔公园、海湾公园以及牛头山公园应用外来植物种类数量居于前三,建议今后不再引进外来园林植物;音乐广场应用外来园林植物种类最少,建议适当引入低风险植物以增加公园的植被多样性。本研究对厦门岛滨海公园的外来植物种类进行梳理,针对外来植物提出相关防治建议,为保护厦门岛滨海公园的生态安全,进一步丰富小尺度区域外来植物的入侵风险评估研究,以及为其他地区滨海公园引入外来植物提供参考。