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    组学与生物技术
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    李季, 王秋润, 郭力鑫, 杨鸿丽, 周权男, 吴日智, $\boxed{\hbox{华玉伟}}$, 成镜, 黄天带
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    植物的开花诱导受内源和环境信号关键调控因子的严格控制,一般分为6条主要途径,其中Flowering Locus T (FT)作为PEBP家族的重要成员在不同途径中起着关键作用。橡胶树中有2个FT基因,异位过表达拟南芥和烟草均可促进早花,通过对一年中不同月份的叶片定量表达分析发现,2个基因的表达并不相同,其中HbFT2可能是候选基因。本研究通过体细胞胚遗传转化的方法将35S::HbFT1和35S::HbFT2转到橡胶树中,分别获得2个和3个阳性胚,并通过GUS染色鉴定为阳性。当代再生植株或经次生体胚发生扩繁后再生的植株通过芽接的方式扩繁,获得HbFT1HbFT2的超表达转基因阳性植株,分别有4株和7株,但是田间定植7 a仍未见开花。将定植后的转基因植株取叶片进行PCR检测和GUS染色确定其均为阳性植株。对HbFT1HbFT2和抑制开花基因HbTFL1/CEN的qRT-PCR表达分析表明,35S::HbFT1过表达阳性植株中HbFT1的表达均显著高于野生型对照,HbFT2基因的表达相对较低;而35S::HbFT2过表达阳性植株中HbFT2的表达仅有2株显著高于对照,其他5株均与对照无差异,HbFT1基因的表达也相对较低;35S::HbFT1过表达阳性植株中HbFT1的表达虽然均比对照显著提高,但有一阳性胚芽接获得的后代间差异显著,而且35S::HbFT2过表达阳性植株2个阳性胚芽接获得的后代间的差异也显著,推测和胚状体转化的嵌合性有关。而对抑制开花基因的表达分析显示,部分抑制开花基因均显著高于FT基因的表达,推测未实现早花表型的原因可能是因为抑制开花基因的高表达所致,且在橡胶树中也同样存在FT/TFL的平衡调控。

  • 组学与生物技术
    杨祥燕, 蔡元保, 曾黎明, 杨为海, 林玉虹, 巫辅民, 赵渊, 胡玲
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    CCCH型锌指蛋白在植物生长发育及响应逆境胁迫中发挥重要的调控作用。本研究以澳洲坚果JW和桂热1号品种为试验材料,采用RT-PCR技术获得澳洲坚果锌指蛋白基因MiZFP11,分析其编码蛋白的结构特征和亚细胞定位,并利用实时荧光定量PCR技术分析其在不同组织中以及干旱、高温胁迫下的表达水平。RT-PCR克隆结果表明,克隆获得的澳洲坚果锌指蛋白基因MiZFP11(GenBank注册号为MT332641),与CCCH型锌指蛋白基因较高同源。生物信息学分析表明,澳洲坚果MiZFP11蛋白相对保守的C端含有LCCL结构域,属于C3H13亚类锌指蛋白。蛋白基本性质分析表明,MiZFP11蛋白是不稳定的亲水蛋白和非分泌非跨膜蛋白,且以丝氨酸磷酸化修饰为主。蛋白高级结构分析表明,MiZFP11蛋白的二级和三级结构主要由无规则卷曲、α-螺旋和延伸链交错组成。烟草叶片的瞬时表达和共聚焦显微分析显示,MiZFP11蛋白定位于细胞核,与亚细胞定位预测结果一致。实时荧光定量PCR分析表明,澳洲坚果JW和桂热1号品种的MiZFP11基因在叶片中的表达量最高,在根、小花和小果中也有较高的表达量,在茎中的表达量则最低。干旱胁迫1~36 h,叶片中的MiZFP11基因在JW品种中表现出“升-降-升-降”的表达模式,在桂热1号品种中表现出“升-降”的表达模式,2个品种整体上均受诱导上调表达。高温胁迫1~36 h,叶片中的MiZFP11基因在JW和桂热1号品种中均表现出“升-降”的上调表达模式,且JW品种的表达量明显高于桂热1号品种。因此,MiZFP11基因在不同组织中均有显著差异表达,且受干旱和高温胁迫诱导后显著上调表达,推测MiZFP11基因在澳洲坚果组织生长发育,尤其在响应干旱和高温胁迫中起重要作用。

  • 组学与生物技术
    范晓康, 樊松乐, 刘明洋, 郭冰冰, 杨洪, 代龙军, 张宇, 王立丰
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    植物bHLH转录因子是乙烯和茉莉酸激素信号转导的关键环节之一,在橡胶树胶乳产量形成和排胶过程中起到重要调控作用。本研究从橡胶树热研73397叶片中克隆了1个bHLH转录因子基因,命名为HbbHLH48(GenBank号:PQ303617),编码区全长1128 bp,编码375个氨基酸。其编码蛋白与拟南芥AtbHLH48相似度最高属于XVII亚组。生物信息学分析表明,HbbHLH48含有bHLH_SF superfamily结构域,不含跨膜结构域和信号肽。表达分析发现HbbHLH48在花、叶片和胶乳中的表达量高于根和茎中的表达量。在割胶树中,机械伤害处理使其表达下调。茉莉酸甲酯、水杨酸和乙烯利处理后,HbbHLH48先显著上调表达而后下调表达,赤霉素处理的表达模式与其相反。亚细胞定位分析显示HbbHLH48定位在细胞核中。综上,HbbHLH48是植物bHLH转录因子家族的一员,其在橡胶树中可能参与赤霉素过程中进而调控开花过程和胶乳合成过程,为进一步深入研究其功能奠定基础。

  • 组学与生物技术
    王文婷, 任驰, 丁建华, 荆恩荣, 卢秋巍
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    狄克氏菌(Dickeya fangzhongdai)是引起兰科植物毁灭性病害软腐病(soft rot disease)的主要病原菌之一。病原菌致病基因在病原菌与植物互作中发挥至关重要的作用。软腐病菌D. fangzhongdai Onc5从福建南茜文心兰(Oncidium,Gower Ramsey)软腐病患病植株中分离而来。本研究旨在明确D. fangzhongdai Onc5 vfmE基因的分子生物学特征,并分析其在侵染寄主过程中的作用,为揭示vfmE基因在D. fangzhongdai Onc5侵染寄主过程中的致病机制提供理论依据。本研究以D.fangzhongdai Onc5基因组DNA为模版,通过RT-PCR扩增,成功获得vfmE基因,并进行生物信息学分析;利用RT-qPCR分析vfmE基因在D. fangzhongdai Onc5侵染文心兰过程中的表达情况。结果表明:D. fangzhongdai Onc5 vfmE基因的ORF为564 bp,编码187个氨基酸;vfmE蛋白质的分子质量为21.93 kDa,理论等电点(pI)为9.01,含1个AraC超家族结构域;vfmE蛋白质为结构不稳定的亲水性蛋白,无信号肽,不存在跨膜结构域;其蛋白质二级结构主要为α-螺旋(58.29%)和无规则卷曲(40.64%);同源性分析表明,其氨基酸序列与Dickeya属其他菌种的vfmE序列具有很高的相似性(>86%);RT-qPCR分析表明:vfmE基因在D.fangzhongdai Onc5侵染文心兰叶片和假鳞茎后均持续高表达,在12 h的表达量最高(P<0.01),表明vfmE蛋白在D. fangzhongdai Onc5侵染文心兰的过程中发挥着重要的作用。本研究结果为进一步研究vfmE基因功能和Dickeya属病原菌致病机制提供提论基础,同时也有利于发展植物软腐病新的防治靶标。

  • 组学与生物技术
    杨胤延, 孙东宇, 蔡昕成, 胡志群, 吴国麟, 周碧燕
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    SOC1SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS 1)是植物中的一个开花时间调节因子,属于MADS-box转录因子家族,在植物从营养生长向生殖生长的转变中发挥关键作用。SOC1参与多种生物过程,包括花器官发育、开花时间控制以及对环境刺激和激素信号的响应。本研究通过遮荫和喷施乐斯本的方式对莲雾进行催花处理,统计处理后的叶芽和花芽数量以及成花枝率,同时,利用课题组现有的莲雾转录组进行分析,筛选出调控莲雾开花的候选基因SsSOC1,并通过实时荧光定量PCR技术研究遮荫处理和喷施乐斯本药剂处理下莲雾不同时期和组织中SsSOC1表达量的差异。结果显示:经过遮荫处理的莲雾树体芽点、叶片、叶尖以及叶柄中的SsSOC1基因表达量显著增加,其中叶尖的相对表达量最高。本研究成功克隆了莲雾黑糖芭比品种的SsSOC1基因,并利用生物信息学方法对其进行启动子分析、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:SsSOC1基因的开放阅读框长度为654 bp,共编码217个氨基酸,其编码蛋白的理论等电点为9.37,分子式为C1076H1794N322O334S10,分子量为24.91 kDa,带正电荷氨基酸残基总数(Lys+Arg)为40,带负电荷氨基酸残基总数(Asp+Glu)为32,脂肪系数为80.64,总平均亲水性系数(GRAVY)为-0.729,不稳定系数为66.17;莲雾SsSOC1蛋白结构不含β-折叠,不属于分泌蛋白与膜结构蛋白,亚细胞定位显示其主要存在于细胞核中,属于不稳定的亲水性碱性蛋白,该蛋白具有MADS_MEF2_like和K-Box保守结构域,同时隶属于MADS超级家族和K-Box超级家族,该结构域的起止氨基酸位点为第3~75位和第88~171位,符合MADS蛋白家族与K-Box家族的典型结构特征;系统进化树分析显示,莲雾SsSOC1序列与油叶蒲桃的同源性最高;通过花序侵染法将SsSOC1基因转化拟南芥,发现35S::SsSOC1表现出早花表型,莲座叶数量比野生型要少。本研究初步确定了SsSOC1基因在成花方面的重要作用,并揭示莲雾遮荫与成花相关的内在调控机理,为莲雾生产提供指导意义,以及为莲雾反季节栽培技术改良提供理论依据。

  • 组学与生物技术
    王菲, 王焱, 杨伟光, 代世文, 熊程, 邹学校, 裴真明, 裴宋雨, 远方
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    干旱是陆地植物面临的严重非生物胁迫之一,干旱环境会造成植物水分缺失从而产生高渗胁迫,OSCA1是植物中第一个被鉴定的渗透感受器,OSCA基因在不同物种中广泛存在。植物对干旱胁迫的感受和响应对其生长发育至关重要,番茄作为经济作物和模式植物在蔬菜研究中具有重要作用,番茄抗旱性研究是保障蔬菜产量的重要途径,因此,研究番茄SlOSCA基因家族在番茄应对干旱胁迫过程中的生理功能方面具有重要意义。本研究以反向遗传学为基础,通过SlOSCA基因家族在叶片中的表达量分析,选定SlOSCA1.1/1.2/1.6/2.3/3.1共5个基因作为番茄抗旱研究的目标基因,利用CRISPR/Cas9定点基因编辑技术构建番茄slosca突变体,以探索番茄SlOSCA蛋白家族成员在番茄响应渗透胁迫过程中的作用。研究结果显示,番茄slosca3.1/1.1突变体在细胞水平对渗透胁迫的响应减弱,SlOSCA3.1/1.1参与了番茄保卫细胞对渗透胁迫的响应过程;番茄slosca1.6/1.2/2.3突变体整株水平对渗透胁迫的响应能力减弱,SlOSCA1.6/1.2/2.3参与了番茄对PEG渗透胁迫以及土壤干旱胁迫的响应过程,再次证明OSCA蛋白家族成员之间存在功能冗余。本研究通过构建slosca突变体,研究slosca突变体的生理表型,揭示SlOSCA蛋白家族成员协调作用于番茄抗旱过程,为后续解析OSCA基因家族成员在不同胁迫条件和不同生理过程中的生物学功能提供参考。

  • 组学与生物技术
    陈宇, 胡平
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    桉蝙蛾(Endoclita vietnamensis Buchsbaum & Grehan)是近年来新发现的桉树蛀干害虫,是一种典型的本地昆虫适应外来寄主的实例。成虫将卵散产于林下地面,其幼虫孵化后在落叶层地栖至3龄,后转移树上危害,即使在混交林中幼虫也能准确定位寄主,可推测出幼虫的嗅觉系统有助于其选择宿主。此外,嗅觉系统在成虫求偶交配过程中也发挥着重要作用。在此,本研究对桉蝙蛾5龄幼虫头部、12龄幼虫头部及胸腹和成虫触角转录组进行研究,并探讨嗅觉蛋白的表达谱。结果共鉴定出66种嗅觉蛋白,其中14种为新鉴定的嗅觉蛋白,包括3种气味结合蛋白(OBPs)、4种气味受体(ORs)、1种味觉受体(GRs)和6种离子型受体(IRs)。表达谱显示除OR22和OR25在5龄幼虫头部中不表达外,所有的OBPs、ORs和GRs在测定的3个时期内均有不同程度的表达。其中EsigOR23在所有嗅觉蛋白中表达量最高,且在5龄幼虫头部显著高表达;EsigGOBP9在成虫触角中的表达量显著高于5龄和12龄。本研究结果为进一步研究桉蝙蛾的化学感觉提供分子基础。EsigOR23和EsigGOBP9具有独特的表达模式,可能分别是影响幼虫寄主选择的因素和成虫求偶行为中的重要蛋白,值得进一步探索。

  • 种质资源与遗传育种
  • 种质资源与遗传育种
    丁玲, 赵莹, 冯可婧, 杨春梅, 阮继伟, 瞿素萍, 吴丽芳, 余蓉培
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    为探究不同蝴蝶兰种质资源表型性状的遗传多样性特征,提高种质资源利用效率,本研究以76份蝴蝶兰种质资源为研究对象,通过表型性状的差异性分析、相关性分析、主成分分析以及聚类分析进行表型遗传多样性研究,并分别对大花型、中花型和小花型蝴蝶兰进行观赏性综合评价。结果显示:蝴蝶兰品种间差异性最显著的是株高,变异系数最大的是单株花朵数,大部分性状之间呈现显著或极显著正相关,花朵宽度和花朵长度是导致蝴蝶兰表型遗传多样性的主要因素。R型聚类分析将11个表型性状分为3个大类,其中花朵长度和花朵宽度在欧式距离为1.1时最先聚为1类,表明其相关程度最高;Q型聚类分析显示76份种质资源可划分大花型、中花型和小花型3个类别。在观赏性综合评价中,大花型包括白花红心、幻影、V3,中花型:初恋、黄袍、吉祥、孟菲斯、79、阿玛等,小花型包括吉祥如意、小梅花、宝贝、圣诞树、LL29、满天红等品种综合评分较高。本研究结果将为蝴蝶兰种质资源的高效利用以及杂交亲本选择提供参考依据。

  • 种质资源与遗传育种
    罗佳琳, 傅阳阳, 刘青青, 吴砚农, 张文丽, 郑福军, 杨帆, 王健, 田代科
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    为了解不同资源的莲子形态多样性及变异程度,以81份来自不同地点的成熟干莲子(包括59个野生居群,15个栽培居群,7个子莲品种)为材料进行形态学测量分析和系统聚类分析。结果表明:(1)81份莲子资源形态变异幅度大。其中纵径变化幅度为12.03~19.58 mm,横径变化幅度为7.93~15.72 mm,纵横径比变化幅度为1.01~1.97,单粒重变化幅度为0.41~2.26 g。(2)不同来源的莲子形态存在差异。美洲莲莲子平均纵径、横径、纵横径比与单粒重分别为13.97 mm、11.98 mm、1.17、1.13 g;野生(型)亚洲莲莲子平均纵径、横径、纵横径比与单粒重分别为16.52 mm、10.51 mm、1.58、0.98 g;15个栽培亚洲莲居群平均纵径、横径、纵横径比与单粒重分别为15.81 mm、11.18 mm、1.42、1.07 g;7个子莲品种平均纵径、横径、纵横径比与单粒重分别为16.71 mm、13.20 mm、1.27、1.53 g。(3)相关性分析表明,莲子单粒重与纵径、横径呈显著正相关(P<0.05),与纵横径比呈显著负相关(P<0.05),但不同居群来源存在差异。经纬度与美洲莲莲子形态指标相关性均不显著;经度与亚洲莲莲子纵径和纵横径比呈极显著正相关(P<0.01),与横径和单粒重呈负相关,但相关性不显著;纬度与亚洲莲莲子纵径呈显著正相关(P<0.05),与纵横径比呈极显著正相关(P<0.01),与横径呈显著负相关(P<0.05),与单粒重呈负相关,但相关性不显著。(4)莲子形态的系统聚类分析表明,59份野生莲莲子材料可分为2~5个分支。所有的美洲莲和泰国清迈居群莲子聚为一类,剩余的亚洲莲聚为一类。(5)不同年份采摘的莲子形态指标存在差异。研究结果为莲资源保护和辅助鉴定、种质创新、莲子生产等提供科学依据。

  • 种质资源与遗传育种
    王敏瑞, 荆永琳, 陈浪欣, 王小冰, 孟春阳, 黄碧兰, 徐立, 李志英
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    热带地区植物资源种类丰富,有极大的种质资源安全保存需求。超低温(液氮)冻存是植物种质资源长期保存的重要手段,虽需针对特定物种进行技术优化,但在实际应用后最为节省空间,且只需定期补充液氮,极大降低了种质资源长期保存过程中的人力物力投入。经过半个多世纪的发展,植物超低温保存技术现已在种子、茎尖、花粉等多种类型材料上实现冷冻后成活与再生。为系统总结并全面介绍超低温保存技术在热带作物种质资源安全保存和农业科技发展中的应用,本综述以休眠茎段和试管苗茎尖的超低温保存为主线,回顾了植物超低温保存的研究历史与技术发展,侧重介绍了超低温保存技术在热带作物茎尖、种子(胚)、花粉、细胞悬浮系和愈伤组织中的研究进展;同时也对热带作物超低温保存后遗传稳定性评价研究进行介绍,展望了超低温保存在热带作物茎尖、顽拗性种子和胚性愈伤组织和细胞等材料长期保存中的重要作用。

  • 种质资源与遗传育种
    梁振华, 陈会鲜, 李恒锐, 韦婉羚, 黄珍玲, 阮丽霞, 何文, 兰秀, 杨海霞
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    为选育株型好、高产、高淀粉、广适性等综合性状优良的木薯新品种,本研究以高产品种新选048为母本,通过杂交获得F1优良单株的无性系后代,后经播种育苗、大田移栽、单株评选、单排试验、系比试验、区域性试验、生产性试验等一系列系统选育程序,育成了具有高产、高淀粉、低氢氰酸、适应性强等特点的鲜食及加工兼用型木薯新品种桂薯1505。该品种主要特征为株型直立,成熟种茎外皮为灰白色,内表皮为绿色;块根呈无规则集中分布,薯形为圆柱-圆锥形,块根外表皮呈淡褐色,内表皮呈浅红色,块根肉质白色。桂薯1505在区域性试验和生产性试验中平均鲜薯产量分别达到46.68、49.69 t/hm2,均高于对照NZ199;块根淀粉含量稳定在29.05%以上;鲜薯平均氢氰酸含量为20~30 mg/kg,低于对照;抗螨性田间鉴定结果为中抗。适合在广西、广东和云南等木薯主产区推广种植,本研究为我国实现木薯良种化生产提供新的种质资源,对促进薯农增收、企业增效具有重要意义。

  • 作物栽培与生理生化
  • 作物栽培与生理生化
    孔意鹏, 王万新, 金东奇, 刘海林, 李建宏, 赵庆杰, 林清火
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    锰(Mn)元素是影响天然橡胶性能的重要因素之一,探究不同施肥措施对橡胶园土壤、橡胶树根系和叶片、胶乳和生胶中Mn含量以及生胶性能的影响,以期对橡胶树合理施肥及提高天然橡胶生胶性能提供理论依据。于2022—2023年选用热研73397橡胶品种进行大田试验,采用单株橡胶树定量施肥,主要为穴施与割面涂施的复合施肥措施,以不施肥为对照(CK),设置5个施肥处理:2 kg硅酸钠(T1)、0.5%锌钼肥(T2)、5 kg生物炭(T3)、5 kg生物炭+0.5%锌钼肥(T4)、5 kg生物炭+0.5%锌钼肥+2 kg硅酸钠(T5)。在产胶期不同月份采集样品,通过测定不同施肥模式下的干胶产量、各样品(土壤、根系、叶、胶乳、生胶)Mn含量和生胶性能,分析不同施肥措施对土壤-橡胶树系统中Mn含量及生胶性能的影响。结果表明:不同处理的橡胶树干胶产量在44.96~62.90 g之间;T1、T3、T4、T5处理可提升土壤pH,把土壤中易被植物利用的Mn形态转变成难利用的形态,其中T5处理的效果更好,且T5处理能显著降低橡胶树根系中的Mn含量;T4、T5处理能显著降低胶乳中的Mn含量;T1处理能提高塑性保持率,T2、T3、T4、T5处理能提高生胶塑性初值,T4、T5处理能提高门尼黏度,T2、T3、T4、T5处理后的生胶塑性初值、塑性保持率、门尼黏度均达到航空轮胎用天然橡胶通用规范;不同处理生胶的数均分子量和重均分子量分别在35.25×104~39.57×104和161.84×104~167.32×104之间,各施肥处理均降低了分子量分散程度。综上所述,生物炭、硅酸钠和锌钼肥配施能改善土壤环境,能够影响橡胶树的产量、胶乳和生胶中的Mn含量,进而影响生胶性能。基于本研究结果,对于综合提高橡胶树产量和生胶性能而言,可推荐T5处理,即单株施用5 kg生物炭+0.5%锌钼肥+2 kg硅酸钠。

  • 作物栽培与生理生化
    匡自有, 刀静梅, 杨绍林, 艾静, 王禹童, 张仲富, 李如丹, 邓军, 赵勇
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    为探究甘蔗不同生长角度根系分布与甘蔗宿根性的关系,筛选出强宿根甘蔗根系的标志性指标。本研究以宿根性有差异的3个甘蔗品种云蔗08-1609(A)、云蔗05-51(B)、粤糖93-159(C)及强宿根性甘蔗近缘种质斑茅(D)、割手密(E)为材料,大田常规种植,连续测定一新一宿的根系形态。结果表明:强宿根性甘蔗品种新植伸长期根生物量和数量持续增加,在与竖直方向夹角0°~30°范围内最高,其次是30°~45°;宿根蔗的根生物量和数量较新植蔗明显增加,品种A和B根生物量和数量分布在30°~45°范围内最高,品种C则在45°~65°范围内最高。强宿根性近缘种斑茅、割手密根生物量不论新植还是宿根均远高于甘蔗品种,而根数量则是割手密最多,斑茅根数量与甘蔗品种接近,二者新植在0°~30°范围内根生物量最大;斑茅宿根在3个角度的根数量分布相近,割手密宿根则在30°~45°和45°~65°范围内分布相近。品种A在0°~30°范围内新植伸长后期根数量占比最高(46.43%),其次是在30°~45°范围内宿根伸长后期(42.74%)。割手密和斑茅根数量占比在0°~30°范围内新植伸长期最高,其次是45°~65°宿根伸长期。与宿根能力相关排名前5的指标分别是新植与竖直方向呈0°~30°夹角范围内的根系表面积、根系体积、根长、根鲜质量以及总根数量。在研究甘蔗宿根能力时可参考新植材料与竖直方向夹角0°~30°范围内的根系指标,该角度根鲜质量可作为初步筛选宿根性的关键指标。另外,若无横走茎则可通过宿根与新植的平均单条根鲜质量比值进行宿根性判定。

  • 作物栽培与生理生化
    刘涵, 谢林艳, 狄义宁, 曹莉斯, 李富生, 刘鲁峰
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    本研究在常规化肥量减半条件下,研究黄腐酸钾(FA-K)和内生菌剂(单/复合)对云蔗08-1609甘蔗生长的影响,以期为糖蔗产业研制高效有机复合菌肥提供参考依据。通过浸种催芽试验和盆栽试验,探究内生菌剂对甘蔗种苗生长的作用,不同施肥配方处理[常规施化肥(F1)、50%常规施化肥量+黄腐酸钾(F2)]和内生菌剂处理对甘蔗苗期生长的促生效应及其交互作用。结果表明:B9+YC89复合菌剂可以显著促进甘蔗种苗生长,采用F2施肥配方和施内生菌剂可以显著提高甘蔗苗期农艺性状、光合及生理指标,F2较F1处理能显著提高蔗苗的茎粗、鲜干质量、+1叶面积、根系活力、光合参数、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase,GS)活性、谷氨酸合成酶(glutamate synthase,GOGAT)活性;F2 B9+YC89处理促进+1叶长、+1叶面积、主茎叶片数、干质量、根系活力、光合作用、可溶性物质含量及GS、GOGAT活性效果最为显著。因此,在甘蔗生产中,采用B9+YC89复合菌剂浸种催芽可促进甘蔗种苗萌发;在50%常规施化肥条件下,黄腐酸钾较常规施化肥处理进一步促进云蔗08-1609甘蔗苗期生长,黄腐酸钾与B9+YC89复合菌剂配合施用能有效促进云蔗08-1609甘蔗苗期生长。本研究结果有利于推动甘蔗产业减肥增效方向的发展,为新型栽培种植技术提供思路。

  • 作物栽培与生理生化
    冯鸿瑜, 王静, 廖道龙, 尤志聪, 伍壮生
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    为筛选出适宜海南樱桃番茄砧木育苗的基质配方,本研究以海茄砧1号为试材,将发酵好的牛粪、椰糠和商品育苗基质按不同体积比配制成8种基质配方,以商品育苗基质为对照(CK),研究不同育苗基质的理化性状及其对砧木幼苗生长及生理特性的影响。结果表明:添加椰糠、牛粪的育苗基质容重和通气孔隙度均低于CK,而总孔隙度、持水孔隙度、pH和电导率(EC)均高于CK;各处理的养分含量基本上高于CK,且达到极显著差异。各处理的出苗率均超过90%,除T8外均极显著高于CK。随着幼苗生长期的延长,株高和茎粗也随着增大,且不同处理间存在较大差异,其中,T2和T4处理优于其他处理。同时,添加椰糠、牛粪的育苗基质(除T5、T6外),还可提高砧木幼苗全株干鲜质量、地上部、地下部干质量和壮苗指数,以T4处理最好,壮苗指数达到0.106,显著高于CK,较CK提高36.05%。与CK相比,不同育苗基质对幼苗主根长影响不大,可促进根平均直径、根表面积和根体积的提高,但根系活力却极显著降低。经主成分综合评价依次为T4>T3>T2>T6>T7>T5>T8>T1>CK。综上所述,T4处理对海茄砧1号的育苗效果最好。

  • 作物栽培与生理生化
    许泽康, 石琨, 欧阳宇珺, 吴建燕, 马洪波, 张小贝, 汪吉东
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    甘薯田间施氮通常采用一次性基施氮肥后不再追施氮肥,因此研发和遴选符合甘薯不同生育期氮素需求的缓控释氮肥对甘薯增产、氮肥减施很重要。本研究以苏薯16为试验材料,采用盆栽试验,在等量氮、磷、钾投入下,分析不同缓控释氮肥(草酰胺、硫包衣尿素、脲甲醛、尿素结合硝化抑制剂)对甘薯不同生育期(苗期、封垄期、膨大期和收获期)生长和氮含量、氮利用效率及土壤矿质氮含量的影响。结果表明:(1)与对照相比,硫包衣尿素和草酰胺控释氮肥分别提高甘薯的块根生物量96.79%和103.59%,且显著高于脲甲醛和尿素结合硝化抑制剂处理(P<0.05)。在膨大期和收获期,硫包衣尿素处理的光合速率显著高于对照,有利于提高块根的生物量。(2)硫包衣尿素和草酰胺在甘薯苗期和封垄期氮素释放量较少,在甘薯膨大期和收获期释放量较多,铵态氮和硝态氮之和是脲甲醛和尿素结合硝化抑制剂的1.24~1.60倍,氮肥利用率提高了1.17~1.80倍。因此,硫包衣尿素和草酰胺较为符合甘薯生产上的一次性氮肥投入。本研究结果可为甘薯的养分管理和氮肥减施增效提供科学依据。

  • 作物栽培与生理生化
    刘艳菊, 徐玉芬, 于钊妍, 吴坤林, 曹秋林, 龚涵, 贾效成
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    探讨外源脱落酸(ABA)、氯化钙(CaCl2)、水杨酸(SA)对NaCl胁迫下油茶幼苗生长和生理特性的影响,为提高油茶抗性提供理论依据。以一年生油茶幼苗为材料,NaCl胁迫下外施不同浓度ABA、CaCl2、SA处理,研究其对油茶幼苗生长及相关生理指标的影响。结果表明:(1)单独NaCl胁迫下油茶幼苗株高增长量、全株干质量、根冠比、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、质膜透性、丙二醛(MDA)含量、H2O2含量、SOD和POD活性均显著提升;(2)NaCl胁迫下外施不同浓度ABA、CaCl2、SA处理后可增加油茶幼苗株高增长量、全株干质量,提高幼苗可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、SOD和POD活性,降低油茶幼苗根冠比、质膜透性、MDA含量;(3)利用隶属法进行综合评价结果发现,外施40 mmol/L CaCl2最能减少NaCl胁迫对油茶幼苗的伤害,其次是200 µmol/L SA、100 µmol/L SA处理。

  • 作物栽培与生理生化
    罗朝丹, 王秋菊, 李建强, 冯春梅, 任二芳, 黄燕婷, 宁琳, 罗小杰
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    为了联合评价浸渍法、热回流法、超声辅助乙醇和超声辅助低共溶试剂法(UADEE)对番石榴叶的提取效果,通过扫描电镜观察番石榴叶样品的显微结构,以香草醛-冰醋酸比色法、NaNO2-Al(NO3)3比色法、福林酚法分别测定番石榴叶提取液的总皂苷、总黄酮、总酚含量,采用HPLC法测定番石榴叶中黄酮单体的含量,LC-MS法分析其代谢物,并评估其抗氧化与α-糖苷酶抑制活性。结果表明:UADEE对番石榴叶细胞内部结构的破坏性最强,样品总皂苷、总黄酮与总酚含量分别为79.28、80.51、120.52 mg/g,黄酮成分番石榴苷、萹蓄苷、瑞诺苷含量分别为7.96、7.74、3.99 mg/g,显著高于其他3组(P<0.05);UADEE处理组中黄酮类、三萜类、酚类成分在番石榴叶总代谢物中分别占9.830%、27.267%、1.013%。UADEE组样品清除DPPH自由基的IC50值和抑制α-葡萄糖苷酶的IC50值分别为45.18、904.67 μg/mL,活性显著强于其他3组(P<0.05)。本研究结果为番石榴叶有效成分的高效提取及其加工产品的开发提供实验依据。

  • 作物栽培与生理生化
    刘飞, 王文凤, 刘洋洋, 邹颖, 彭芍丹, 周伟, 李积华
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    为探究谷朊粉(wheat gluten,WG)抑制菠萝果粉吸湿行为的作用机制,给菠萝果粉的加工及贮藏提供理论指导,采用静态称量法绘制4种不同WG添加量(0、10%、20%、30%)菠萝果粉的水分吸附等温线。选用7个经典数学模型对吸附实验数据进行非线性拟合,以决定系数(R2)和均方根误差(RMSE)为评价指标,筛选出拟合度最高的模型并确定其数学表达式,进而推算菠萝果粉的安全贮藏水分。通过水与物料的结合能分析,绘制出样品平衡水分含量(equilibrium moisture content,Xeq)与结合能的关系图,从热力学角度阐述WG对菠萝果粉水分吸附特性的影响。结果表明,在25 ℃室温条件下的水分吸附过程中,样品Xeq会随着水分活度(aw)的升高而升高,而且WG添加量越高的样品,其升高幅度越小。在0.753的aw下,4种样品的Xeq分别为0.2068、0.1921、0.1763、0.1530 g/g。菠萝果粉的水分吸附等温线属于Ⅲ型等温线,Peleg模型对其拟合效果最好,其次分别是GAB、Henderson、Mod-BET、Oswin模型,而Halsey、Smith模型的拟合效果较差。Peleg模型对所有样品拟合的R2均在0.995以上,RMSE为0.0112~0.0137。模型拟合验证结果表明,Peleg模型预测值与实测值有较高的线性关系,能较准确地反映菠萝果粉的Xeq。根据食品安全贮藏水分理论,利用上述拟合模型表达式推算出4种样品的相对安全水分分别为0.1421、0.1308、0.1168、0.1017 g/g,绝对安全水分分别为0.0803、0.0721、0.0615、0.0501 g/g。此外,结合能分析结果表明,水与物料的结合能随着Xeq的升高而下降,同时WG的添加可有效降低结合能,从而降低物料对水分子的吸附能力。当Xeq为0.20 g/g时,WG添加量每增加10%,物料与水的结合能平均下降0.0396 kJ/mol。

  • 植物保护与生物安全
  • 植物保护与生物安全
    邱海燕, 王建赟, 赵菁, 宋凡, 何志新, 韩冬银, 符悦冠, 李磊
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    本研究报道了榴梿重要害虫——马来异裂木虱[Allocarsidara malayensis (Crawford)]在海南的发现,详细描述了其形态特征,克隆了其COI基因,描述了其对榴梿的危害情况,并预测了该害虫在我国的潜在适生区。通过25个有效分布点位和19个气候环境因素,采用最大熵(MaxEnt)模型结合地理信息系统(ArcGIS),预测马来异裂木虱的潜在适生区,并使用受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线分析法进行验证,同时运用刀切法分析影响马来异裂木虱分布的主要环境因素。结果表明:马来异裂木虱的潜在分布区主要在东南亚、南亚、非洲、南美州和北美洲的赤道附近的热带地区。我国海南、广西、广东、福建、台湾、云南、四川、贵州均存在马来异裂木虱的适生区,且海南全省及台湾部分沿海地区为高适生区。在影响马来异裂木虱潜在地理分布的环境因素中,最湿月份的降水量(Bio13)和最湿季度的降水量(Bio16)为最重要影响变量。由于马来异裂木虱的适生区与榴梿的种植区较为一致,为防止马来异裂木虱的进一步传播和扩散,保障我国榴梿产业的健康发展,应加强马来异裂木虱的监测,同时开展该害虫的生物学、生态学特性及消长规律研究,研究结果为该虫经济高效防治策略的制定提供理论依据。

  • 植物保护与生物安全
    林宏, 黄玉莲, 黄卫红, 李若雨, 薛喜枚, 张英娇, 张秋芳
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    作为一种非生物胁迫,干旱导致经济作物产量和质量下降,从而严重影响其经济效益,因此,一些能够替代化学抗旱制剂且对植物具有促生作用的功能微生物亟待发掘。本研究以武夷山茶园土壤细菌为研究对象,筛选获得高分泌吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)能力的强抗旱菌株,并对其进行最佳培养条件优化和全基因组测序分析。结果表明:获得1株具有高分泌IAA能力的强抗旱菌株SZF7,其抗旱能力强于其他同批次筛选的菌株,经鉴定SZF7为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus);SZF7分泌IAA的最佳培养条件为pH 5.0、温度37 ℃和培养时间24 h,且pH和温度对其IAA分泌量具有显著影响;SZF7基因组的COG和KEGG代谢途径中,参与生物代谢大类的基因数量分别占总功能基因的47.96%和68.52%,且其基因组包含IAA、铁载体、非核糖体肽合成酶(nonribosomal peptide synthetase, NRPS)、脂肽类化合物和嗜铁素等植物促生相关基因;SZF7的IAA合成途径分别为由吲哚-3-丙酮酸脱羧酶催化的吲哚-3-丙酮酸途径和吲哚-3-甘油磷酸合成酶催化的色胺酸途径。本研究结果为抗旱促生菌剂在茶叶等经济作物生产上的应用提供科学依据。

  • 植物保护与生物安全
    秦加敏, 陶玉波, 晏天皓, 岩理, 张芬, 邓尚靠, 展江, 张洋逸, 赵必安, 梁铖
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    为科学评价蜜蜂对澳洲坚果(Macadamia integrifolia)的授粉性能,本研究调查了云南省西盟县种植的澳洲坚果的开花生物学特性、蜜蜂的采集行为以及蜜蜂授粉对澳洲坚果产量和品质的影响。结果表明:澳洲坚果A4品种每个花序的单花数量符合正态分布,在174~532朵之间,平均为(334.0±48.8)朵,出现频率最高的是272~374朵,占72.17%,其中60.24%的花序自轴基部向顶端依次开放,自花序轴中部向两端依次开放的占34.94%,自花序轴顶端向基部依次开放的占4.82%。在澳州坚果盛花期,中华蜜蜂(Apis cerana cerana)出巢、归巢及携粉工蜂数量随着时间的推移先增加后减少,出巢和归巢主要集中在12:00—15:00之间,高峰期在15:00,16:00以后活动蜜蜂数量急剧减少;中华蜜蜂携粉归巢主要集中在12:00—14:00之间,并在13:00达到高峰期;访花中华蜜蜂的数量显著高于大蜜蜂(A. dorsata)和小蜜蜂(A. florea),但工蜂单次在花序上停留时间较短,访花工蜂的数量随时间变化先增加后减少,访花活动时间主要集中在13:00—17:10;相关性分析显示,中华蜜蜂的日采集活动受光照强度、温度及湿度的影响较大,访花工蜂数量与引入授粉蜂群出巢、归巢工蜂数量显著相关。经蜜蜂授粉的澳洲坚果单花序平均坐果率较对照组显著提高64.15%,花序脱落比例较对照组降低55.39%。此外,蜜蜂授粉的澳洲坚果单果质量、单果横径和纵径、出种率、出仁率,果仁全氮含量、粗蛋白含量、粗脂肪含量及22种脂肪酸含量均高于对照组,其中饱和脂肪酸辛酸、癸酸和山嵛酸,不饱和脂肪酸11,14-二十碳二烯酸4种脂肪酸的含量显著高于对照组(P<0.05)。由此可见,引入中华蜜蜂为澳洲坚果授粉可减少果树花序的脱落,增加坐果率,改善果实品质。

  • 植物保护与生物安全
    周玉杰, 贺治洲, 胡伟, 林秋云, 林越辉, 龙开意, 谢振宇
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    盐分是制约沿海滩涂盐渍化土地利用的主要因素之一,水稻(Oryza sativa L.)是盐渍化土地利用的首选粮食作物,而某些根际微生物可以提高水稻的抗盐能力。本研究选取不同品种水稻在NaCl胁迫下进行全生育期培育,采用Illumina Miseq测序技术,测定并分析不同品种水稻根际土壤细菌群落多样性和结构,旨在筛选适宜盐渍化土地种植的水稻品种。结果表明:就根际土壤细菌群落多样性而言,0.6% NaCl处理下,B3和B6品种的物种丰富度显著高于B1品种。根际土壤细菌群落结构方面,不同浓度NaCl处理下,B1、B3和B6品种的相对丰度大于10%的优势细菌门均为绿弯菌门(Chloroflexi)、变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteriota);不同品种水稻根际土壤细菌群落结构存在差异,富集的物种数量和种类也不同,0.6% NaCl处理下B6品种富集了14个细菌类群分支,如酸杆菌门(Acidobacteriae)、念珠藻科(Nostocaceae)、Vicinamibacterales、热微菌目(Thermomicrobiales)、KD4-96等。因此,沿海滩涂盐渍化土地种植B6品种水稻有利于根际土壤优势细菌群落的形成。

  • 植物保护与生物安全
    张学丰, 余雪标, 余慧霖, 黄海, 陈海辉, 张建龙, 陈佳欣, 韦建杏
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    为探究海南热带雨林国家公园不同海拔梯度上桉树(Eucalyptus)人工林土壤-微生物碳氮磷特征,以五指山片区不同海拔(500、700、900 m)的典型桉树人工林为研究对象,以同海拔天然次生林作为对照。研究表明:(1)桉树人工林土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)含量随海拔升高呈逐渐上升的趋势,全磷(TP)含量随海拔升高呈逐渐下降的变化规律,变化范围分别为13.16~13.58、0.93~1.15、0.17~0.19 g/kg,SOC、TP含量低于天然次生林,并且SOC、TN、TP含量低于全国森林平均值。(2)桉树人工林土壤微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)含量随海拔升高呈逐渐上升的趋势,而微生物量磷(MBP)含量随海拔升高呈下降趋势,变化范围分别为237.46~398.26、23.04~30.74、4.77~9.59 mg/kg,且与TP呈极显著正相关关系(P<0.01)。与同海拔天然次生林均无显著差异。(3)桉树人工林土壤MBC/MBN、MBC/MBP、MBN/MBP均随海拔升高呈逐渐上升的趋势,比值变化范围分别为9.05~13.17、24.73~80.99、2.76~6.60。500 m处桉树人工林MBC/MBP、MBN/MBP与天然次生林有显著差异。(4)不同海拔桉树人工林土壤微生物熵碳(qMBC)、微生物熵氮(qMBN)、微生物熵磷(qMBP)的变幅为1.89%~3.34%、2.90%~3.23%、1.33%~5.41%。qMBC随海拔升高逐渐上升,而qMBP随海拔的升高逐渐下降。桉树人工林土壤qMBC、qMBP高于天然次生林。土壤有机碳和全氮是影响其变化的关键因子。综上所述,海拔梯度显著影响桉树人工林土壤-微生物碳、氮、磷含量及化学计量比。与同海拔的天然次生林相比,桉树人工林土壤均表现出碳、磷含量的匮乏,但提高了土壤碳、磷向微生物量碳、磷的转化效率。基于此,海南热带雨林国家公园的桉树人工林应采取保留处理,在后续的管理中应注重碳、磷元素养分的影响。