辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)寄主广泛,可引起茄科、葫芦科、豆科等多科植物的根腐、茎基腐和果实、叶片腐烂,严重制约相关产业的可持续性发展。辣椒疫霉菌分泌的RXLR效应分子可侵入植物细胞,靶向宿主免疫信号通路以干扰其防御反应,增强侵染能力。本研究通过筛选辣椒疫霉菌RXLR效应分子,鉴定到1个关键效应分子基因Pc13306,其编码区全长888 nt,编码295 aa,N端含典型RXLR基序(第34~37位)。酵母分泌系统验证Pc13306信号肽具有分泌活性,qRT-PCR结果表明,Pc13306在辣椒疫霉菌侵染后期表达量显著升高。在农杆菌介导下,将Pc13306转化本氏烟草(Nicotiana benthamiana),瞬时表达结果表明其能够增强病原菌的致病力,病斑面积扩展和病原菌生物量积累均显著升高。此外,Pc13306的表达可诱导活性氧(ROS)爆发及过敏性坏死反应(HR)。进一步研究发现,Pc13306能够激活SA信号通路、自噬及模式触发免疫(PTI)核心基因的显著上调表达,其能够诱导植物免疫反应的发生。研究结果可为解析辣椒疫霉菌-寄主互作机制及开发靶向效应分子的病害防控策略提供新的依据。
以百色主栽的6个芒果品种(桂七芒、台农芒、贵妃芒、金煌芒、象牙芒、玉芒)为研究对象,系统分析其22项外观及内在品质指标。研究结果显示:在外观品质方面,不同品种的芒果单果质量、果形指数等指标变异系数超10%;内在品质中,桂七芒在甜度相关指标(TSS、总糖、可溶性糖)及风味协调性(固酸比、糖酸比)上表现最优,其维生素C (Vc)含量最高,达36.6 mg/100 g,而台农芒的Vc含量最低,达28.7 mg/100 g;玉芒的酚类物质(4.33 mg/100 g)和黄酮类物质(1.12 mg/100 g)含量突出;贵妃芒和玉芒的蛋白质含量相对较高,均为1.0 g/100 g。进一步分析结果表明,芒果的多个品质指标变量间存在相对独立性和密切相关性,主成分分析提取的5个主成分代表了以上指标100%的信息,综合品质排序为:玉芒>桂七芒>台农芒>象牙芒>贵妃芒>金煌芒。系统聚类分析将22项品质指标划分为以下3类:生物活性成分(如维生素、黄酮类物质)、果实风味特征(如糖酸相关指标等)、矿物质元素(如钾、钙等)。研究结果揭示百色地区主栽不同品种芒果果实品质的特征差异,主成分分析、系统聚类分析可用于简化芒果果实品质评价工作。
以农业农村部景洪澳洲坚果种质资源圃内200份国内外澳洲坚果种质的10个花序性状,使用QGA Station软件组合筛选不同遗传距离、聚类方法、取样策略和取样比例,进行核心种质构建探究。澳洲坚果基于花序表型的核心种质最佳构建方法为“马氏距离+多次聚类偏离度取样法+重心法聚类+15%取样比例”,构建了包含30份资源的核心种质。核心种质和原始种质的均值差异百分率、方差差异百分率、极差符合率和变异系数变化率分别为0.00%、90%、99.31%和150.08%。核心种质与原始种质各性状均值T检验无显著差异,方差均大于原始种质,其中9个性状的方差达到显著水平;遗传多样性指数较原始种质有所减小,但符合率均大于80%。主成分分析显示,原始种质和核心种质前3个主成分累计方差贡献率分别为74.118%和84.350%,核心种质的主成分得分图几何结构与原始种质一致。相关性分析显示核心种质各性状相关关系与原始种质较为一致。核心种质由8份澳大利亚种质、10份夏威夷种质、9份中国云南种质和3份特殊种质构成,存在一定地域性。核心种质的聚类和主成分分析显示,国内和国外种质可依据花序表型进行一定程度的区分。本研究基于花序表型构建的澳洲坚果核心种质能较好代表原始种质,可为澳洲坚果种质资源研究提供依据。
为建立并优化秋石斛新品种热科夏末(Dendrobium Reke Xiamo)的高效组培快繁技术体系,解决传统繁殖方式中存在的低效性和高成本问题,本研究通过系统筛选细胞分裂素(6-BA)与生长素(NAA)的浓度配比、马铃薯粉添加量及生根培养基配方,成功构建一个高效且稳定的组培快繁体系。研究结果表明:在MS培养基中,3 mg/L 6-BA+ 0.5 mg/L NAA浓度组合为最佳芽诱导培养基,同时添加80 g/L马铃薯粉时,出芽率达到最高峰值;采用2 mg/L 6-BA+ 0.5 mg/L NAA的增殖培养基,平均增殖系数可达5.63;在生根阶段,0.5 mg/L NAA+0 mg/L IBA的组合效果最为显著。通过建立分阶段激素精准调控体系(诱导-增殖-生根)成功突破繁殖瓶颈,增殖系数提升超过30%。该技术体系为秋石斛新品种热科夏末的规模化生产和商业化应用提供技术支持。
为满足鲜食型甘薯品种及健康种苗的市场需求,本研究选育出了鲜食型甘薯新品种桂薯13号,并建立脱毒种苗繁育技术体系。桂薯13号以桂薯10号为母本进行自然授粉,经实生种子选育出的优良品系。该品种紫红皮橙黄肉,结薯集中,中大薯型。β-胡萝卜素含量为1790 mg/100 g,蛋白质含量为1860 mg/100 g,还原糖含量为1200 mg/100 g。生产试验中鲜薯产量29786.40 kg/hm2和淀粉产量4675.10 kg/hm2分别比桂薯2号(CK)增产5.52%和17.52%。桂薯13号中抗蔓割病、黑斑病和茎线虫病。最佳愈伤分化培养基为:MS+0.10 mg/L NAA+1 mg/L 6-BA;愈伤发芽率最高的培养基配方为:MS+0.20 mg/L NAA+2 mg/L 6-BA。桂薯13号丰产稳产性好,鲜食产量高,脱毒繁育体系的建立,为桂薯13号的开发及应用奠定基础。
为了解红豆蔻在雨季和旱季的光合生理特性,探究其生长适应性和生长习性,为橡胶林下推广种植提供理论依据,本研究选择橡胶林下间作年限分别为1 a(1年)和5 a(5年)的红豆蔻植株作为试验对象,在雨季和旱季条件下分别对其进行光合特性、叶绿素荧光、叶绿素含量和叶片结构解剖参数的测定。研究结果表明:(1)种植年限1 a和5 a的红豆蔻植株的光合参数之间差异显著。种植年限1 a的净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)均高于5 a,且雨季的Tr均高于旱季,表明红豆蔻具有耐旱性,说明其在幼苗期间生长速度更快,具备更强的光合能力。(2)种植年限1 a和5 a的红豆蔻植株的光响应曲线参数之间差异显著。种植年限1 a和5 a的光饱和点(LSP)和光补偿点(LCP)值介于阳生植物和阴生植物之间,表明红豆蔻为耐荫植物;旱季的LSP、表观量子效率(AQE)均高于雨季,而LCP则低于雨季,进一步说明红豆蔻具有耐旱性;(3)旱季的最大光化学效率(Fv/Fm)略高于雨季,说明在旱季条件下红豆蔻具有更强的光合能力。(4)种植年限1 a和5 a的叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、叶绿素总量(Chl a+b)和叶绿素a/b(Chl a/b)旱季均高于雨季,说明旱季更有利于红豆蔻的生长。(5)种植年限5 a的叶片上表皮厚度、栅海比均高于1 a,说明红豆蔻能够适应橡胶林下的荫蔽环境和干旱环境;种植年限1 a和5 a的叶片海绵组织厚度均高于栅栏组织,表明红豆蔻是耐荫植物。综上可知,红豆蔻是耐荫植物,具有较强的耐荫性和耐旱性,对弱光利用能力较强,说明旱季条件和适当遮荫更有利于红豆蔻生长,因此橡胶林下遮荫度40%~80%的遮荫条件能够为红豆蔻提供良好的生长环境。
为探究氮肥后移与镁肥耦合下对菠萝生长发育及产量品质的影响,于2023—2024年开展菠萝田间裂区试验,主区为施镁量水平,即MgO 0 kg/hm2(M0)、MgO 37.5 kg/hm2(M1)和MgO 75 kg/hm2(M2),副区为常规施氮处理(N1)与氮肥后移处理(缓慢生长期和催花期各30%的氮肥用量分别后移至快速生长期和果实膨大期施用)(N2),在菠萝关键生育时期测定菠萝叶片数、叶面积指数、叶绿素含量、干物质积累量、成熟期菠萝产量及品质指标。研究结果表明:N2较N1处理能显著提高成熟期菠萝叶片的叶绿素a、叶绿素b含量,增加菠萝催花现红期叶片数和叶面积指数;N2处理成熟期干物质量与产量分别较N1处理增加9.40%和7.65%,且果实维生素C含量和可溶性糖含量也显著高于N1处理(P<0.05),但产量之间差异不显著。同样,M1较M0、M2处理能显著提高叶片叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量,且催花现红期菠萝叶片数和叶面积指数显著提高,进而提高成熟期干物质量和产量,且差异显著(P<0.05);另外,M1处理果实干物质分配率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、维生素C含量和糖酸比均显著高于M0和M1处理(P<0.05)。从交互效应来看,N2M1处理较其他处理能提高菠萝叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量,进而叶片数、叶面积指数和干物质量均明显增加;其产量分别较N2M0、N1M2、N1M1和N1M0处理显著提高19.43%、17.39%、10.07%和24.96%(P<0.05),但与N2M2处理差异不显著。从品质来看,N2M1处理菠萝果实果形指数、维生素C、可溶性糖、可溶性蛋白含量及糖酸比均高于其他处理,且与N1M0处理之间差异显著(P<0.05)。相关性分析发现,菠萝产量与叶片数、叶面积指数、干物质积累量、叶绿素b、维生素C、可溶性糖、可溶性蛋白呈显著正相关,与可滴定酸含量呈显著负相关。可见,N2M1处理能显著提高菠萝植株的叶片数、叶面积指数及光合色素含量,提高果实干物质分配,从而提高菠萝产量,有效改善果实品质。因此,N2M1处理可以推荐作为热带地区菠萝施肥管理的最佳模式。
建兰花叶病毒(Cymbidium mosaic virus, CymMV)和齿兰环斑病毒(Odontoglossum ringspot virus, ORSV)是蝴蝶兰生产中的常见病毒,对组培苗CymMV和ORSV的携带情况进行监测是生产蝴蝶兰优质健康种苗的前提。本研究以20个蝴蝶兰品种为研究对象,从组培生产线上选取继代增殖周期间隔10个月的2个批次组培苗样品,同时采用RT-PCR和RT-qPCR进行CymMV和ORSV检测。RT-PCR检测结果显示,第1批次和第2批次样品的CymMV阳性率分别为25%和20%,ORSV阳性率均为15%。RT-qPCR检测结果显示,第1批次和第2批次样品的CymMV阳性率分别为100 %和91.67%,ORSV阳性率分别为50%和25%。与第1批次相比,第2批次组培苗分别有16个和9个品种的CymMV和ORSV含量减少,但V3的ORSV含量增加明显,由阴性增加至6.85×105~8.50×105copies/μL。研究结果表明,CymMV和ORSV广泛存在于蝴蝶兰组培苗中,且病毒含量随批次存在差异,检测为阴性的品种在继代增殖过程中亦存在病毒量增加的风险。因此,在蝴蝶兰组培苗生产过程中应定期进行CymMV和ORSV监测,以保证蝴蝶兰产业的优质种源。
椰子水在椰子果腔内部是无菌的,然而开口重新封装后的椰子水饮料可能会滋生细菌及真菌,从而产生有害的真菌毒素。本研究旨在检测市面上销售的瓶装椰子水中防腐剂、甜味剂的使用情况,以及常见的致癌污染物苯并[a]芘、有害真菌毒素含量。采用国家标准方法,本批椰子水饮料中未检出防腐剂苯甲酸、山梨酸,甜味剂糖精钠,以及致癌污染物苯并[a]芘。本研究还探究在低温4~8 ℃条件下存储21 d的瓶装椰子水中真菌毒素情况,结果显示,未检出玉米赤霉烯酮(ZEN)及脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)。在监测过程中,发现其中1份样品随着存放时间的延长,其黄曲霉毒素B1(AFT B1)响应信号呈增长趋势,但含量低于国家标准方法中所规定的定量限。通过电子显微镜监测低温存储的瓶装椰子水,发现1~3 d内有大量蠕动的微生物,且菌落总数呈倍数增长。存储21 d后红外光谱图显示,出现新的特征吸收峰,表明椰子水已发生质变。因此本研究建议鲜切椰子的瓶装椰子水,常规密封冷藏的条件下应在当天饮用。
生物源挥发性有机物(BVOCs)是森林植物释放的重要次生代谢产物,在植物生长发育和环境调节中发挥关键作用。本研究以海南岛广泛种植的橡胶树(Hevea brasiliensis)为研究对象,采用动态顶空采样结合热脱附-气相色谱质谱联用技术(GC-MS),系统分析不同林龄(5、15、20、25 a)橡胶树BVOCs的释放特征及其环境影响因子。研究表明:BVOCs日动态呈单峰曲线,释放高峰集中在10:30—13:00时间段;BVOCs释放速率基本呈现随林龄增长而显著递减的趋势,即5 a>15 a >20 a >25 a,雨季的释放量显著高于旱季;单萜烯类(MTs)、其他萜烯类(OTs)和含氧化合物(OVOCs)的种类随林龄增加而减少,而倍半萜烯类(STs)保持稳定;BVOCs释放与净光合速率、蒸腾速率、光照强度呈显著正相关(P<0.05),其中光照强度是主要影响因子;空气温湿度对BVOCs释放的影响随林龄增长而增强。该研究结果揭示了橡胶林BVOCs释放的树龄效应和季节动态,为评估热带人工林的生态环境效应提供科学依据。
玉米叶面积指数(leaf area index, LAI)是反映玉米生长和产量的关键参数,授粉期是决定玉米穗粒数与产量的关键时期。本研究旨在筛选合适的反演方法高效精确地估测授粉期南繁玉米LAI,以授粉期南繁玉米为研究对象,利用经纬M300RTK四轴无人机平台搭载ULTRIS X20 PLUS高光谱成像仪采集授粉期南繁玉米的冠层反射率数据。基于相关分析筛选28种LAI敏感的植被指数,使用单变量和多变量通过一元线性回归(unary linear regression, ULR),多元逐步回归(multiple stepwise regression, MSR)2种传统经验模型,以及偏最小二乘回归(partial least squares regression, PLSR)、随机森林回归(random forest regression, RFR)、支持向量回归(support vector regression, SVR)、BP神经网络(back propagation neural network, BPNN)4种机器学习模型构建玉米冠层LAI反演模型,比较不同植被指数与回归分析算法的预测精度,筛选最优反演模型,对授粉期南繁玉米的LAI状况进行精准预测。结果表明:大部分植被指数与LAI的相关性达到极显著(P<0.01);相较于一元回归模型,多元回归模型的预测精度更高,其中RFR模型、MSR模型和PLSR模型的决定系数(R2)建模精度最高,R2分别为0.96、0.85和0.80,均方根误差(RMSE)分别为0.18、0.35和0.41。本研究通过分析高光谱数据与玉米LAI的相关性与敏感性,并使用基于高光谱数据计算的植被指数结合回归算法成功构建了可靠的玉米LAI反演模型,并根据反演效果最好的RFR模型建立了南繁玉米授粉期LAI空间分布图,为南繁玉米LAI估测以及生长发育田间监测提供理论依据和技术支撑。