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    组学与生物技术
  • 组学与生物技术
    于晓玲, 朱豫斐, 甘萍, 李淑霞, 阮孟斌
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    动物体内无法自主合成支链氨基酸(BCAAs),需依赖外源膳食供给,因此,BCAAs含量是作物重要的营养指标。支链氨基酸转移酶(BCAT)是BCAAs合成与降解的唯一共同酶,在BCAAs代谢中占据关键的调节位点。本研究以木薯栽培品种SC205为材料,整合代谢组与转录组数据,筛选鉴定出参与BCAAs代谢途径的关键基因MeBCAT1MeBCAT3。通过生物信息学分析和实时定量PCR技术,明确MeBCAT1MeBCAT3在木薯不同组织中的表达谱,并利用本氏烟草叶片表皮细胞的瞬时表达系统分析其亚细胞定位。结果表明,木薯叶片中的粗蛋白含量及BCAAs丰度均显著高于块根。木薯BCAT基因家族由8个成员组成,这些成员不均匀分布于5条染色体上。理化性质分析显示,木薯BCAT编码的蛋白长度介于387~1000个氨基酸残基之间,理论等电点(pI)在5.56~8.96之间。共线性分析表明,染色体片段复制事件是木薯BCAT基因家族扩张的主要驱动力。进一步转录水平分析发现,MeBCAT1MeBCAT3均在叶片中高水平表达,但前者的转录丰度显著高于后者。MeBCAT1MeBCAT3基因分别编码387个和450个氨基酸残基的蛋白,亚细胞定位实验证实这2个蛋白均定位于线粒体中。综上所述,本研究证实木薯叶片是畜禽生长发育必需支链氨基酸的丰富来源,并揭示MeBCAT1是调控BCAAs代谢的关键遗传因子。本研究为提升木薯作为饲用资源的营养品质提供理论依据,并为阐明木薯BCAAs代谢的分子机制奠定基础。

  • 组学与生物技术
    伍家海, 刘沁雲, 蔡杰, 安飞飞, 罗秀芹
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    MYB转录因子在植物的生长发育、次级代谢、环境胁迫响应等过程中发挥重要作用。本研究以华南8号(SC8)木薯为材料,通过RT-PCR技术克隆获得1个1R-MYB类转录因子基因,命名为MeMYBS1。利用ExPasy、NCBI-CDD等工具进行生物信息学分析显示,该基因全长1008 bp,编码335个氨基酸,分子量为36.3 kDa,等电点为6.46。利用PEG介导的木薯原生质体瞬时表达显示,MeMYBS1蛋白定位于细胞核。qRT-PCR组织表达分析发现,MeMYBS1在木薯块根中具有较高的表达丰度;在华南9号(SC9)木薯块根采后生理腐烂(PPD)过程中,该基因的表达量随贮藏时间延长呈显著下调趋势。本研究初步明确了MeMYBS1在木薯PPD过程中的表达响应特征,为进一步解析其调控木薯PPD的分子机制提供理论参考。

  • 组学与生物技术
    何永杰, 刘建成, 杨言晖, KAISER Iqbal Wani, 汪志伟
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    叶色突变体是研究植物光合作用、色素代谢及逆境响应机制的重要材料,但其白化类型的遗传机制尚不明确。本研究利用一年生辣椒白化突变体CA123(父本)与绿叶自交系CaY6(母本)杂交,构建F2分离群体,通过整合多组学方法[混池转录组测序(BSR-Seq)、转录组(RNA-Seq)和代谢组学],解析辣椒叶片白化的遗传机制。BSR-Seq分析显示,控制白化性状的关键基因定位在辣椒第12号染色体的2个基因座上。在这2个基因座内,共检测到90个功能性突变,并鉴定出5个候选基因:ZLC12G0008580 (CLC-A)、ZLC12G0018770 (CYP71AU50)、ZLC12G0017660 (PCMP-H81)、ZLC12G0009880 (PCMP-E26)和ZLC12G0018520 (FBN5)。比较转录组分析鉴定出大量差异表达基因(DEGs)。KEGG富集分析显示,这些基因显著富集于多种通路,包括MAPK信号通路-植物、谷胱甘肽代谢、光合作用-天线蛋白、卡尔文循环和油菜素内酯生物合成。多个关键基因的表达发生显著变化,包括受体激酶基因(XA21)、转录因子(WRKY24)以及过氧化物酶和谷胱甘肽S-转移酶等酶类。代谢组学分析鉴定出数百个差异表达代谢物,主要富集于乙醛酸和二羧酸代谢、生物碱生物合成以及ABC转运蛋白等通路。柠檬酸、亚麻酸、茉莉酸和苹果酸等代谢物在白化叶片中含量显著改变。WGCNA分析显示,antique white 4模块与白化表型显著相关,从中鉴定出多个核心基因(hub genes),包括转录因子PBF1HY5MOF1BBX22。本研究从遗传定位、转录调控和代谢组学3个层面分析辣椒叶片白化的相关特征,为研究辣椒叶色变异规律提供重要参考,并为深入开发辅助育种的辣椒叶色分子标记奠定基础。

  • 组学与生物技术
    杨燕飞, 王润风, 黄璐, 余倩霞, 刘浩, 李海芬, 李少雄, 洪彦彬, 陈小平, 徐振江, 鲁清
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    花生(Arachis hypogaea L.)是我国重要的油料和经济作物之一。本研究针对花生品质育种的需求,开展了蔗糖和油脂品质相关性状主效QTL位点挖掘,为分子育种提供理论支撑。以ZLA×DB杂交衍生的重组自交系(RIL)为研究材料,调查了4个环境下蔗糖含量、含油量及脂肪酸组分;利用3415个SNP标记构建高密度遗传图谱,通过复合区间作图法进行QTL定位。本研究共鉴定到25个QTL,分布在11条染色体上,LOD值为2.7223~10.8423,表型贡献率为5.8933%~21.5984%。其中,在A05染色体末端88.96~101.85 Mb区间内,同时定位到控制花生酸(qEA_A05.2,PVE=21.5984%)与硬脂酸(qSA_A05,PVE=17.1650%)的主效QTL,二者遗传置信区间高度重叠,加性效应均为正,与群体中两性状呈极显著正相关(r=0.860***)相印证。该共定位区段为花生C18:0向C20:0的碳链延伸过程提供遗传证据,推测存在一因多效或紧密连锁的调控位点,是调控超长链饱和脂肪酸合成的核心遗传区域。此外,在A06和A07染色体上分别检测到2个蔗糖含量QTL(qSC_A06qSC_A07),其中qSC_A07为新发现的调控位点;含油量QTL(qOC_A07,PVE=16.1874%)及棕榈酸、山嵛酸等QTL亦被定位在多条染色体上。本研究系统揭示了花生籽仁蔗糖、含油量及脂肪酸组分间的表型关联与遗传基础,证实含油量与脂肪酸组成相对独立调控,而硬脂酸与花生酸共享高度协同的遗传机制。研究结果可为花生品质性状关键基因挖掘及分子标记辅助育种提供重要理论依据与候选位点。

  • 组学与生物技术
    俞华先, 安汝东, 赵培方, 桃联安, 张钰, 郎荣斌, 边芯, 刘家勇, 昝逢刚, 赵丽萍, 刘新龙
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    甘蔗家系评价是筛选优良杂交组合、评估亲本育种价值的重要技术手段。本研究以云蔗05-51为亲本,与45个国内外优良亲本进行杂交,共配制48个组合;采用家系评价法,对有性杂交后代的蔗茎产量、糖产量、株高、茎径、有效茎数、锤度等9个性状,开展方差分析、遗传力估算、一般配合力与特殊配合力的测定以及聚类分析。结果表明:48个组合在9个性状上表现出丰富的遗传多样性,其中丛质量、锤重、蔗茎产量和糖产量等产量相关性状的变异系数均超过30.00%,显示出较大的选育价值;糖分相关性状锤度的变异系数最低(8.50%),说明其受遗传控制较强,稳定性较高。参试甘蔗亲本材料的株高、茎径、锤度、丛有效茎数、单茎质量和锤重等6个主要性状在父本、母本及组合中表现出显著或极显著差异(P<0.05或P<0.01);亲本及其选配组合对后代群体主要性状遗传力贡献大小为组合(73.30%)>父本(56.04%)>母本(48.22%);株高和茎径两性状表现优良,并在组合、父本和母本中遗传力均大于55.00%。从参试的48个甘蔗亲本组合中筛选出优良父本粤糖91-976、云瑞05-292、云瑞19-001和云瑞08-1609,优良母本云蔗05-51、云瑞13-38、云瑞10-456、云瑞14-199和云瑞09-315等;组合云瑞09-315×云蔗05-51、云瑞14-199×云蔗05-51、云蔗05-51×粤糖91-976、云蔗05-51×云瑞05-292和云蔗05-51×云蔗08-1609等在9个性状上均表现优异,兼具高产与高糖特性,是甘蔗育种的最佳理想组合。本研究筛选出一批优质亲本和优势组合,可为甘蔗高产高糖育种提供理论参考和种质基础。

  • 组学与生物技术
    王凯乐, 李亚梅, 郑碧兰, 李崇晖
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    秋石斛(Phalaenopsis-type Dendrobium hybrids)是重要的热带花卉,建立高效稳定的遗传转化体系是其基因功能研究和分子育种的关键。本研究旨在优化秋石斛遗传转化体系中的筛选条件,并评估不同发根农杆菌菌株的转化效率。以秋石斛品种诺贝尔和三亚阳光为试验材料,测试不同浓度L-甲硫氨酸亚砜亚胺(MSO)对胚性愈伤组织(ECs)、原球茎、愈伤组织和类原球茎(PLBs)不同外植体生长的影响,确定最佳筛选浓度;同时比较K599、ATCC15834和MSU440三种发根农杆菌菌株对2个品种外植体的转化效率,并通过GUS染色及bar基因PCR检测对转化结果进行验证。结果表明:不同品种的外植体对MSO的敏感性存在明显差异。诺贝尔秋石斛胚性愈伤组织和原球茎的完全致死浓度分别为20、15 μmol/L;三亚阳光秋石斛类原球茎和愈伤组织的完全致死浓度分别为8、10 μmol/L。基于上述结果优化的筛选压,在本试验体系中有效降低了转化材料的假阳性率。转化效率方面,ATCC15834和MSU440菌株在多数外植体上的转化效率显著优于K599,其中ATCC15834对诺贝尔秋石斛胚性愈伤组织的阳性率达7.45%,MSU440对三亚阳光秋石斛愈伤组织的阳性率达8.42%。本研究明确了2个秋石斛品种不同外植体对MSO筛选剂的适用浓度,并筛选出适用于秋石斛遗传转化的ATCC15834和MSU440两种发根农杆菌,为秋石斛遗传转化体系的进一步优化及分子育种应用提供技术参考。

  • 组学与生物技术
    农璐, 李慧峰, 黄咏梅, 李彦青, 李祯玮, 银捷, 陈天渊, 滑金锋
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    为选育兼具较高产量、优良鲜食品质和较高花青素含量的鲜食型紫甘薯新品种,以桂紫薇薯1号为母本,通过开放授粉系统选育获得新品种桂薯18号。基于2021—2022年广西及南方薯区多点鉴定试验数据,采用联合方差分析和GGE双标图对其丰产性、稳产性及适应性进行评价,并结合品质与抗病性进行综合分析。结果显示:在广西多点鉴定试验中,桂薯18号2021—2022年平均鲜薯产量为27.99 t/hm2,较对照品种桂薯2号增产9.69%;在南方薯区多点鉴定试验中,2021—2022年平均鲜薯产量为34.40 t/hm2,较对照品种宁紫薯1号增产37.38%,产量水平位居参试品种前列。联合方差分析表明,年份、环境、基因型及其互作对鲜薯产量均有显著影响。GGE双标图分析显示,桂薯18号具有较高平均产量水平、较好稳定性和较广生态适应性。该品种花青素含量为456.10 mg/kg,淀粉率较高,鲜食品质较好;抗病性鉴定表明其对Ⅱ型薯瘟病表现中抗(MR)。综上,桂薯18号是一个综合性状较优的鲜食型紫甘薯新品种,具有较好的示范推广前景。

  • 作物栽培与生理生化
  • 作物栽培与生理生化
    高小俊, 尹彦琴, 高茜, 熊延林, 杨耀文, 刘忠亮, 穆洪军, 何海宁
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    种植材料是保障胶园高产稳产的物质基础,选用优质种植材料,可有效缩短开割周期,提高胶园有效割株数,进而提升橡胶园整体产量。为探究不同种植材料对橡胶树早期产量及胶乳生理特性的影响,以橡胶树品种热研73397幼态接穗芽接苗(幼态苗)、老态接穗芽接苗(老态苗)和自根无性系苗(自根苗)为材料,采用随机区组设计,系统测定其1~5割年干胶产量和1~3割年的排胶初速度、堵塞指数及胶乳蔗糖(SUC)、无机磷(Pi)、硫醇(RSH)、总固形物(TSC)含量等生理指标。结果表明:(1)1~5割年平均干胶产量表现为幼态苗(644.40 kg/hm2)>老态苗(554.41 kg/hm2)>自根苗(481.10 kg/hm2),幼态苗显著高于自根苗(P<0.05);(2)排胶初速度与堵塞指数在不同材料间无显著差异,表明同一品种内排胶特性受种植材料类型影响较小;(3)胶乳无机磷、蔗糖含量均以幼态苗最高,且显著高于自根苗或老态苗(P<0.05);硫醇与总固形物含量在幼态苗中具有更优的物质与能量代谢水平,早期产胶性能显著优于自根苗,生产上可优先选用幼态苗建园。

  • 作物栽培与生理生化
    魏静, 杨浩南, 白亚东, 马云飞, 方梓安, 彭磊, 周玲
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    芒果幼叶由“红转绿”的转色期是叶片从异养向自养转换的关键节点,决定光合效率与树体养分积累,以往研究多集中在大量元素配方肥对芒果果实产量和品质的影响,本研究旨在探究镁铁氮磷肥配施对芒果幼叶转色过程的调控效应及代谢机制。本研究以芒果中熟品种帕拉英达为试验材料,设置镁铁氮磷肥施肥(T)与清水对照(CK)处理,测定5个生长时期的叶片色差、光合色素含量,并对差异显著的3个时期(8月26日、8月31日、9月5日)进行非靶标代谢组学检测。结果显示:施肥处理显著提高了芒果幼叶各时期光合色素含量,并在9月5日达到最大值,叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、总叶绿素(Chl a+b)和类胡萝卜素(Car)含量分别较对照提高56.65%、88.77%、65.76%和63.58%;施肥处理加速幼叶转绿进程,处理组叶片色差a*(红绿)值均极显著低于对照组,色差b*(黄蓝)值和L*(亮度)值均显著高于对照组。代谢组分析共检测到1704种代谢物,其中差异代谢物558个,主要富集在光合生物碳固定、淀粉和蔗糖代谢、柠檬酸循环(TCA)、氨基酸的生物合成等通路,差异代谢物中蔗糖、麦芽糖、海藻糖等碳代谢物显著上调,而丙酮酸、苹果酸等显著下调,谷氨酸、γ-氨基丁酸、精氨酸、脯氨酸、丙氨酸等氮代谢物显著上调。本研究结果表明镁铁氮磷肥配施方案可通过协同调控碳氮代谢核心通路,提高光合碳固定效率,促进蔗糖、麦芽糖等非结构性碳水化合物的积累,为氮代谢提供能量和碳骨架,并促进氮同化和氨基酸生物合成,增加谷氨酸、精氨酸和脯氨酸等,为叶绿素合成和光合作用相关酶系提供氮素前体,促进幼叶快速转色和光合系统成熟,为芒果幼叶转色期精准施肥提供理论依据与技术支撑。

  • 作物栽培与生理生化
    杨子琴, 王家保, 张蕾, 洪继旺, 李松刚
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    氯酸钾是诱导龙眼非季节成花的关键药物,其强氧化性可引发树体氧化胁迫,而活性氧(如H2O2)和活性氮(如NO)作为氧化胁迫关键信号分子,其在顶芽及叶片中的分布与积累可能调控产期调节龙眼(反季节龙眼)花芽分化进程。本研究以9年生储良龙眼为试材,通过土施氯酸钾催花,结合外源喷施H2O2发生剂(MV)、H2O2清除剂(DMTU)、NO发生剂(SNP)及NO合酶抑制剂(L-NNA),系统分析花芽分化过程中顶芽和叶片的H2O2、NO含量变化及组织分布特征。结果表明:MV和SNP处理可显著提早产期调节龙眼花芽分化进程,催花28 d时纯花芽率(即完全花比例)显著高于对照;DMTU和L-NNA处理则抑制或减缓成花过程。氯酸钾催花后H2O2在顶芽中主要分布于顶端分生组织及雏叶,叶片中先在主脉积累后扩散至叶肉,且叶片中H2O2峰值出现时间早于顶芽;SNP和MV处理可增强H2O2荧光强度,DMTU处理则显著清除H2O2。NO含量在催花7 d时达到峰值,SNP处理可显著提高顶芽和叶片NO含量,L-NNA处理对NO积累无显著影响,但抑制成花。综上,H2O2和NO作为关键信号分子,共同促进产期调节龙眼成花,其含量变化与组织分布特征为解析氯酸钾诱导龙眼花芽分化的氧化胁迫机制提供理论依据。

  • 作物栽培与生理生化
    付玉, 念瑶, 郝鑫, 刘亚慧, 张敬琳, 胡伟, 张宁
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    椰枣(Phoenix dactylifera L.)作为中东、北非等地区的特色经济树种,广泛种植于全球干旱及半干旱地区,“沙漠面包”的粮食属性与“生态固沙先锋”的环境价值使其在热带农业经济中占据重要地位。随着全球气候变暖和农业灌溉用水的日益短缺,干旱成为限制椰枣生长发育及生产能力的重要因素之一,严重制约椰枣产业的可持续发展。本文综述了干旱胁迫对椰枣营养生长、产量和品质的影响;从光合特性、渗透调节、抗氧化防御系统、内源激素调控等方面阐述椰枣对干旱胁迫的生理响应机制;概述包括渗透调节、氧化应激防御、细胞结构保护、激素信号调控等关键路径、抗旱相关基因表达和利用组学技术解析抗旱分子机制的研究进展;同时还从农艺与管理、微生物辅助、遗传改良与生物技术层面总结提出提升椰枣抗旱性的途径与措施,旨在为研究椰枣耐旱机制和选育耐旱性强的椰枣新品种提供参考依据和理论支持。

  • 作物栽培与生理生化
    徐祥增, 张彩虹, 张小娇, 邓琴霖, 万子龙, 高世德
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    本研究旨在探究不同类型果袋套袋处理对东试早柚果际微环境及果实品质形成的影响,为生产上合理选择果袋类型提供理论依据。以东试早柚为试验材料,不套袋为对照(CK),采用白色单层纸袋(BD)、无纺布袋(WF)、外黄内黑单层纸袋(HD)和外黄内黑双层纸袋(HS)4种类型果袋进行套袋处理。通过测定各处理组果际微环境中的温度、湿度、光合有效辐射,以及果实发育过程中果皮色素、可溶性糖、可溶性固形物、总酸含量等品质指标的变化,分析不同果袋对果际微环境及果实品质的影响。结果表明:套袋果际温度、相对湿度的动态变化与外界环境基本一致,即温度升高的同时伴随相对湿度的降低。套袋形成了“高温、低湿、弱光”的微环境特征,其中外黄内黑单层、外黄内黑双层纸袋处理的果际温度最大值和极差显著高于不套袋和白色单层纸袋处理,相对湿度平均值显著降低,光合有效辐射为0,同时显著促进了果皮中叶绿素和类胡萝卜素的降解。套袋处理显著影响果实发育过程中果皮可溶性糖的变化趋势和含量,且果实成熟期果皮可溶性糖含量显著高于不套袋处理。然而,套袋处理虽然未改变果肉中可溶性糖的变化趋势,但对其含量产生了显著影响。在果实发育过程中,套袋和不套袋处理间果实可溶性固形物含量差异不显著,但对总酸积累变化趋势和含量影响显著。采收时,无纺布袋处理的可溶性糖含量最高(2.82%),显著高于不套袋和外黄内黑双层纸袋处理;外黄内黑双层纸袋处理的总酸含量最低,固酸比(20.83)显著高于不套袋及其他处理。套袋通过改变果际微环境的温度、湿度和光合有效辐射,系统调控了东试早柚果皮色素代谢和糖酸积累进程,最终影响果实综合品质。外黄内黑双层纸袋有助于降低果实酸度、提高固酸比,无纺布袋则更利于可溶性糖的积累,生产中可根据品质目标选择适宜果袋类型。

  • 植物保护与生物安全
  • 植物保护与生物安全
    何全, 段雅婕, 刘毅, 李梅, 刘睿, 张凤英
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    尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种(Foc4)是引起香蕉枯萎病的主要病原之一,是制约全球香蕉产业绿色可持续发展的毁灭性土传病害。拮抗菌作为生物防治核心载体,具广谱抗菌活性。本研究从广东湛江健康香蕉根际分离获得拮抗菌9ZJF-4和6ZJF-5,通过形态观察及16S rRNA基因测序鉴定菌株分类地位,结合酶活性测定、营养利用谱分析、平板对峙法及盆栽试验,系统探究其生防潜力与环境适应性。结果表明:2株菌均为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens),对Foc4的平板抑菌率分别达35.3%和38.3%,且6ZJF-5的淀粉水解能力显著优于9ZJF-4(P<0.05);2株菌环境适应性极强,可耐受pH 4~10、15~45 ℃及0%~11% NaCl,能高效利用13种碳源和9种氮源,根际定殖稳定性良好;盆栽条件下对香蕉枯萎病的防治效果分别达52.2%和58.1%,6ZJF-5防控效果更优。本研究挖掘适配华南沿海蕉区的地域特异性生防菌资源,解析2株菌的功能互补特征,为香蕉枯萎病的绿色防控提供新的菌株材料与理论支撑。

  • 植物保护与生物安全
    陈健鑫, 朱幼娇, 马锐佳, 吴峰婧琳, 马焕成, 伍建榕
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    火龙果(Hylocereus undatus)是仙人掌科攀援肉质灌木,兼具食用、药用及观赏价值,已成为我国热带、亚热带地区重要的经济作物。云南省作为我国火龙果新兴优质栽培区,当地火龙果果实腐烂病的流行规律与病原组成尚未明确,已成为制约该产业可持续发展的关键瓶颈之一。为明确火龙果果实腐烂病的致病菌种类及侵染特征,本研究对云南省西双版纳傣族自治州、普洱市、元江县及河口县4个主产区的多个火龙果种植园开展病害系统调查,结合形态学观察、多基因序列分析及柯赫氏法则验证,鉴定病原菌种类;同时采用qRT-PCR检测病原菌在寄主组织中的生物量,明确其侵染动态。结果表明:火龙果果实腐烂病在调查区域普遍发生,田间平均发病率为29.23%。形态学特征与分子生物学鉴定证实,新暗色柱节孢菌(Neoscytalidium dimidiatum)和淡红镰孢菌(Fusarium incarnatum)是该病的主要致病菌,单独接种与混合接种均可引起典型腐烂症状,但混合接种处理的发病进程显著快于单一接种,病斑扩展速率及腐烂程度均显著高于单一接种处理,症状与田间自然发病特征高度一致。qRT-PCR检测结果显示,混合接种条件下F. incarnatum的生物量较单一接种组显著升高,推测其与N. dimidiatum存在复合侵染效应,共同加速病害进程。本研究明确了云南省火龙果果实腐烂病由F. incarnatumN. dimidiatum混合侵染引起,混合接种显著加重病害症状,提示复合侵染是田间病害严重发生的重要因子。研究结果为该病害的早期精准诊断、流行预警及综合防控策略的制定提供重要理论支撑。

  • 植物保护与生物安全
    吴伟怀, 朱孟烽, 梁艳琼, 陆英, 贺春萍, 陈振佳, 易克贤
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    类拟盘多毛孢属是一类重要的植物病原真菌,能危害多种热带、亚热带作物。本研究在云南普洱咖啡种植园调查发现一种疑似拟盘多毛孢引起的叶斑病,通过组织分离获得HPE1与HPE2菌株。2个菌株在PDA上菌落均呈圆形,菌丝体白色,边缘整齐,背面呈淡黄色。培养后期在菌丝体上产生黑色的分生孢子器。分生孢子5个细胞,直或稍弯曲,向基渐尖,大小为(18.07~31.25)µm×(4.81~9.55)µm。分生孢子中间4个隔膜,3个榄褐色细胞,大小为13.4~ 25.8 µm;顶胞无色透明,短圆锥形,顶生或顶侧生,1~3根附属丝,以2根居多,长为6.13~26.93 µm,弯曲。基胞圆锥形,具附属丝1根,长为3.51~11.85 µm。上述菌株接种小粒种咖啡出现感病症状,再分离后分生孢子形态特征与初始病原菌的特征一致。利用ITS、β-tubulinTEF单个序列以及ITS-β-tubulin-TEF加合基因序列聚类树分析表明,三序列聚类树清晰地将2个菌株与棕榈拟盘多毛孢(Pestalotiopsis trachicarpicola)聚类在一起,其节点的自举支持率为99%。结合菌株的形态与分子鉴定结果,最终将该叶斑病菌鉴定为棕榈拟盘多毛孢。生物学特性研究表明,病原菌最适菌丝生长温度为25 ℃,最适pH为8,在全日光照的环境下有利于菌丝体生长。药剂敏感性测定表明,咪鲜胺锰盐、戊唑醇、氟环唑等3种药剂的EC50值均小于1.000 000 μg/mL,对咖啡棕榈拟盘多毛孢菌丝体生长具有十分显著的抑制效果。棕榈拟盘多毛孢危害咖啡为首次报道,对中国咖啡病害监测预警、病原多样性研究及绿色防控技术开发具有重要意义。

  • 植物保护与生物安全
    汪军, 周游, 他永全, 梁昌聪, 郭立佳, 黄俊生, 杨腊英
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    从土壤养分和微生物群落结构及多样性的角度,研究绿农林®复合微生物肥料防控柑橘黄龙病(HLB)的机理和效果,为HLB可持续防控提供技术支持。以HLB严重发生地块为试验地,分别设置4个处理:对照(CK)、绿农林®复合微生物肥料(LNL)根部施用(T1)、叶部施用(T2)、根部+叶部联合施用(T3),测定不同处理的黄龙病病原菌带菌率、植株生长和土壤养分;利用高通量测序技术分析叶片中脉细菌和真菌的群落结构和多样性。结果表明:T3处理显著提高根际土壤有机质、铵态氮、速效磷、速效钾含量及pH,并有效降低土壤盐度,效果优于单一根部施用(T1)和单一叶部施用(T2)。与CK相比,各处理均表现出一定的防控效果,其中T3处理的综合效应最优,T3处理可将柑橘采收期叶片中脉的柑橘黄龙病病原菌(Candidatus Liberibacter asiaticus, CLas)带菌率控制在11.67%,平均防效达86.36%,且叶片中脉淀粉含量显著下降,叶绿素含量、单株产量、出汁率和果实糖度均显著提升。在叶片中脉内生微生物指标中,扩增子序列变异体(amplicon sequence variant, ASV)表现为T3处理的特有细菌ASV数量最多,T1处理的特有真菌ASV数量最多;细菌群落Chao1指数与Shannon指数表现为T3>T2>T1>CK,真菌群落则表现为T1>CK>T2>T3。PCoA分析显示,T2与T3处理的细菌、真菌群落结构相似,而CK与T1处理的细菌群落组内样本间差异较大。T3处理的Candidatus Liberibacter丰度最低,富集的细菌属有Burkholderia-Caballeronia-ParaburkholderiaSphingomonasBacillus仅在T1(4.32%)和T3(1.19%)处理中富集;T3处理还富集PhomaFusarium等真菌;LEfSe分析显示,T3处理的差异物种包括6种细菌和3种真菌;共现网络分析表明,T3处理在细菌网络中拥有最高节点数、边数及模块度,而在真菌网络中则最低。LNL根叶联合施用可有效改善根际土壤养分状况,优化叶片中脉微生物群落结构,促进柑橘生长,从而降低HLB发病率与危害程度。

  • 植物保护与生物安全
    张广奇, 陈国梁, 王博, 徐刚, 吴伟怀, 张亚玲
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    由植原体(phytoplasma)引起的水稻橙叶病(rice orange leaf disease, ROLD)是一种水稻重要病害。本研究旨在鉴定2025年海南省陵水县部分田块出现疑似水稻橙叶病植株的病原,并评估其在海南的分布与发生风险,为制定有效防控策略提供科学依据。对采自海南省陵水县疑似橙叶症状的水稻样本进行DNA提取,通过植原体通用引物和巢式PCR扩增其16S rRNA基因片段,经克隆测序后,利用iPhyClassifier在线软件进行模拟RFLP分析和系统发育树构建,以鉴定病原。同时,采用水稻橙叶病植原体特异性引物,对海南陵水、昌江、临高等地采集的疑似样本及无症状样本进行PCR检测,明确病害的区域分布。结果表明:从典型症状样本中扩增获得1246 bp的植原体16S rRNA基因序列,经鉴定,该病原为水稻橙叶植原体,归属于16SrⅠ-B亚组。区域调查发现,仅在陵水、昌江、临高3地发现疑似症状,其中陵水英州镇、隆广镇发病较重。特异性检测结果显示,陵水英州镇田仔村、鹅仔村及隆广镇丹录村采集的97份疑似样本中,植原体检出率分别为87.5%、90.0%和80.0%;30份无症状样本中,仅在英州镇田仔村检出2份阳性,检出率为6.7%;昌江、临高各采集的1份疑似病样均检测出植原体。总之,引起海南陵水水稻橙叶病的病原为16SrⅠ-B亚组植原体。目前该病在海南呈局部发生态势,主要风险区域为陵水县,建议加强对该县的英州镇、隆广镇水稻种植区域的源头管控与监测,严防病害扩散。

  • 植物保护与生物安全
    陈卫, 刘迎, 滑金锋, 杨新笋, 梁晓, 伍春玲, 陈青
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    为提高化学农药对甘薯小象甲(Cylas formicarius)的防治效果,解决传统农药利用率低、对非靶标生物安全性不足等问题,本研究采用溶剂热法制备氨基功能化金属有机框架UiO-66-NH2,并通过物理吸附负载啶虫脒,构建pH响应型纳米递送体系Ace@UiO-66-NH2。经扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱及N2吸附-脱附表征证实,啶虫脒主要以孔道封装与氢键作用实现高效负载,载药量达62.89%,载体骨架结构保持完整。体外释放试验表明,该体系具有明显pH响应特性,在碱性环境(pH为9.0)下释放速率最快,120 h累计释放率达93.80%,可匹配甘薯小象甲中肠碱性微环境实现靶向释放。生物活性测定结果显示,处理24、48 h后,Ace@UiO-66-NH2对甘薯小象甲成虫的半数致死浓度(LC50)分别为113.0382、21.2517 mg/L,杀虫毒力显著优于啶虫脒原药。非靶标安全性评价结果表明,Ace@UiO-66-NH2对蜜蜂48 h经口半数致死剂量(LD50)为啶虫脒原药的2.11倍,对蚯蚓48 h接触LC50值为原药的8.00倍,表现出对上述环境非靶标生物更高的安全性。本研究构建的Ace@UiO-66-NH2纳米递送系统兼具高载药率、pH智能响应、高效杀虫、环境友好等优势,可为甘薯小象甲绿色高效防控提供新型纳米农药技术与理论支撑。

  • 采后处理与质量安全
  • 采后处理与质量安全
    吴中琴, 苏圣岚, 王馨瑶, 李珂
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    为探究适宜椰肉长期贮藏的保鲜方法,以新鲜椰肉为原料,分别采用液氮速冻后-80 ℃、缓冻-18 ℃、常温25 ℃以及2.6 kGy和8 kGy剂量60Co γ射线辐照处理后-18 ℃贮藏5种方式,测定贮藏期间(0~16 d)感官品质、汁液流失率、pH、酸价及挥发性成分变化。结果表明:-80 ℃速冻处理可有效抑制汁液流失和脂肪氧化,贮藏16 d时汁液流失率仅5.6%、酸价0.254 mg/g,但特征香气成分δ-辛内酯和δ-癸内酯完全损失。2.6 kGy辐照结合-18 ℃处理显著改善δ-辛内酯和δ-癸内酯的保留效果,且贮藏后期酸价上升速率减缓,16 d时酸价低于未辐照-18 ℃组。25 ℃常温贮藏虽特征内酯积累显著,但酸价高达2.356 mg/g,已严重腐败。综合分析表明,2.6 kGy辐照结合-18 ℃冷冻处理可在抑制品质劣变的同时较好地保留椰肉特征风味,是实现椰肉长期贮藏的有效方法,而-80 ℃速冻适用于对风味要求不高、侧重理化品质保持的加工场景。

  • 采后处理与质量安全
    刘飞, 刘树平, 涂浩, 王鑫, 刘洋洋, 彭芍丹, 李积华, 周伟
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    为深入探究大米水解蛋白(rice hydrolyzed protein,RHP)对冻干火龙果粉品质的影响,在火龙果粉制备过程中添加果汁可溶性固形物质量的0%~25% RHP,并对制得果粉的吸湿性、粉体特性及感官品质进行分析测定。通过比较平衡吸湿率、休止角、颗粒密度、压缩度(CI值)、溶解率、色差值和感官评分等一系列关键指标,阐明不同RHP添加量下火龙果粉的品质变化规律。研究结果显示,在25 ℃、75% RH条件下,添加不同剂量RHP的火龙果粉其吸湿率变化趋势相似,即初期快速上升,随时间推移增速逐渐放缓,最终趋于平衡;同时,样品的平衡吸湿率随RHP添加量的增加,从17.71%降至14.49%。对比5个经典吸湿动力学模型的拟合参数,发现Logarithmic模型对6组样品吸湿曲线的拟合表现最优,其R²值均大于0.97,RMSE值均小于0.54;其次依次为二项式、一级动力学和Peleg模型。在粉体特性方面,火龙果粉的休止角、堆积密度、振实密度、CI值和溶解率均随RHP添加量的增加呈现下降趋势;这表明RHP能够有效增强果粉的流动性,但会对其溶解性产生不利影响。在感官品质方面,随着RHP添加量的增加,果粉的L*值由45.15显著上升至62.49,而a*值和b*值则分别从37.18和13.19下降至27.85和2.84;当添加量为5%时,ΔE值最小,说明此条件下火龙果的天然色泽能得到较好保留。不同RHP添加量火龙果粉的感官评价得分从高到低排序依次为:10%(43.91分)>5%(42.88分)>0%(42.14分)>20%(39.11分)>25%(37.72分),当RHP添加量为10%时,果粉色泽鲜红、分散均匀、香气浓郁、味道纯正,各感官指标达到最优平衡。

  • 农业生态与环境保护
  • 农业生态与环境保护
    段长风, 彭宗波, 郑定华, 赵春梅, 任常琦, 吴晓霜, 王禹, 张婧旻, 王文斌
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    为探究不同间作模式对橡胶园土壤氨氧化微生物群落组成的影响,本研究以橡胶单作为对照处理,选取橡胶-王草、橡胶-咖啡、橡胶-益智3种间作模式为研究对象,通过测定土壤理化性质,结合定量PCR(qPCR)和Illumina MiSeq高通量测序技术,分析不同间作模式下氨氧化细菌(AOB)、氨氧化古菌(AOA)和全程氨氧化菌(Comammox)的功能基因丰度、群落结构特征及其主要环境驱动因子。结果表明:(1)与橡胶单作相比,间作处理显著提升了土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量和碳氮比,同时降低了硝态氮含量。(2)在橡胶园土壤中,AOB的基因拷贝数分别是AOA和Comammox的1.7倍和2.1倍,表明AOB为优势类群;不同间作处理对氨氧化微生物基因丰度的影响存在差异:与王草间作和咖啡间作显著增加了AOA和AOB的基因拷贝数,但减少了Comammox的基因拷贝数;与益智间作显著降低了AOA、AOB和Comammox的基因拷贝数。(3)3类氨氧化微生物的操作分类单元(OTUs)数量表现为Comammox(428个)>AOA(73个)>AOB(34个)。在门/属水平上,AOA的优势类群为未分类古菌(unclassified__Archaea),其在与咖啡、王草和益智间作中的相对丰度分别增加41.95%、22.96%和21.37%;AOB的优势门为变形菌门(Proteobacteria),优势属为norank__Nitrosomonadaceae,后者在与益智间作中相对丰度增加58.35%,在与咖啡间作中则降低15.64%;Comammox的优势类群为未分类细菌(unclassified__Bacteria),其在与咖啡、王草和益智间作中的相对丰度分别增加18.29%、9.65%和38.91%。此外,间作处理均显著影响氨氧化过程关键功能菌属(NitrososphaeraNitrosospiraNitrospira)的相对丰度。(4)相关性分析表明,AOA主要菌属与全氮、铵态氮和有机质呈显著正相关,与有效磷、速效钾呈显著负相关;AOB主要菌属与全氮、铵态氮和有机质呈显著正相关;Comammox主要菌属与全氮、硝态氮和有机质呈显著正相关。综上所述,间作能够有效改善橡胶园土壤理化性质,调节氨氧化微生物的数量与群落结构,进而调控土壤氮素转化效率。因此,合理的间作模式对于提升橡胶园土壤生态功能和土壤质量具有重要意义。

  • 农业生态与环境保护
    冯明青, 彭志明, 李顶生, 薛欣欣, 薛杨, 龙笛笛
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    为揭示不同林龄橡胶林凋落物层的水源涵养功能,以海南省儋州市5个林龄阶段橡胶林为对象,包括幼龄林(5 a)、中龄林(10 a)、成熟林(20 a)、过熟林(30 a)和更新林(40 a)。系统测定凋落物现存量、持水率、吸水速率及有效拦蓄量,分析其随林龄的变化规律。结果表明:凋落物总现存量变幅为1153.9~3997.8 kg/hm2,林龄间表现为成熟林、过熟林>更新林>中龄林>幼龄林,叶凋落物占比变幅为62.4%~100.0%。各组分持水率、吸水速率与浸泡时间分别呈显著的对数函数和幂函数关系(P<0.01)。各组分间持水率、吸水速率的表现趋势为半分解叶>未分解叶>枝条>果皮>种子。幼龄林有效拦蓄量为3659.7 kg/hm2,显著低于中龄林(9371.1 kg/hm2)、成熟林(9880.0 kg/hm2)、过熟林(9579.4 kg/hm2)和更新林(9061.0 kg/hm2);叶凋落物占总有效拦蓄量的83.6%~100%。综上所述,橡胶林凋落物的水文功能随林龄发生动态变化,整体呈幼龄期最弱,中龄阶段后逐步趋于稳定,但凋落物的组分构成发生转移。研究结果可为橡胶林水源涵养功能评估与林分经营管理提供科学依据。

  • 农业生态与环境保护
    朱诗霞, 周春衡, 谭秋锦, 王升
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    为给不同林龄澳洲坚果园差异化水分管理提供科学支撑,明确其树干液流动态及环境响应规律,本研究于2024年9月至2025年9月在广西南亚热带农业科学研究所澳洲坚果示范园开展试验。以林龄5、7、22、31 a的澳洲坚果树为研究对象,采用热扩散式树干茎流计观测液流速率,结合自动气象站和土壤水分传感器监测相关环境因子,分析树干液流速率的林龄差异、季节特征及驱动机制。结果发现:(1)不同林龄的树干液流速率差异显著,整体随林龄的增加而降低,以林龄7 a的树干液流速率最高,为0.1254 mL/(cm2·min),林龄5、22、31 a的树干液流速率依次为0.1077、0.0830、0.0628 mL/(cm2·min);各林龄的树干液流速率均呈夏秋季高、冬季低的特征,幼龄树(林龄5、7 a)5月显著升高,成龄树(林龄22、31 a)6—7月显著升高。(2)太阳辐射是关键影响因子,但驱动机制存在林龄差异。林龄5 a的树干液流速率受气象因子主导,林龄7、22、31 a的树干液流速率受气象因子与土壤水分共同驱动,且土壤含水量对树干液流速率的影响受天气条件调控,非雨天时促进液流,雨天土壤水分饱和时则抑制液流。该研究揭示的不同林龄澳洲坚果树干液流动态及环境响应规律,可为各林龄澳洲坚果园的水分精准调控、高效利用及种植管理优化提供科学依据。

  • 农业生态与环境保护
    王俊宏, 何春梅, 王珂, 刘彩玲, 王飞, 黄毅斌
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    豆科绿肥可通过生物固氮与有机质积累持续影响土壤微生物群落结构与功能,但当前相关研究多聚焦于单一时间节点,缺乏对不同种植年限下微生物群落动态演替规律的系统比较;同时,现有研究多将细菌与真菌群落作为独立类群分别开展分析,往往忽视了两类微生物间的跨界共发生互作及其生态驱动机制。为探明果园套种豆科绿肥穗序木蓝(Indigofera spicata)对土壤微生物群落的影响及其驱动机制,以闽南亚热带果园为研究对象,设置未种植对照(CK)及种植3 a(T1)、4 a(T2)、5 a(T3)、6 a(T4)共5个处理,采用PacBio三代全长16S rRNA和ITS扩增子测序技术,结合土壤理化分析、冗余分析(RDA)和跨界共发生网络分析,系统研究不同种植年限对土壤理化性质、微生物多样性、群落组成及细菌-真菌互作网络的影响。结果表明:(1)套种穗序木蓝后显著提升土壤pH(由CK的6.257升至T4的7.010)和有机质含量(T2和T3达最高值,分别为14.190、14.127 g/kg),但全氮和碱解氮含量随种植年限总体下降,推测与植株持续生长对矿质氮的消耗有关;磷钾指标呈复杂的非线性响应。(2)各处理细菌和真菌的Shannon指数与Chao1指数均显著高于CK;基于Bray-Curtis距离的PCoA分析显示,细菌(R2=0.8189, P=0.001)和真菌(R2=0.8050, P=0.001)群落在各处理间均显著分离。(3)群落组成随种植年限发生明显的定向演替。细菌群落中酸杆菌门相对丰度持续下降(CK为29.84%,而T3为16.49%),厚壁菌门阶段性富集;真菌群落中子囊菌门相对丰度显著升高,担子菌门相对丰度大幅降低,新赤壳属(Neocosmospora)相对丰度在T2~T4中稳定维持在13.00%以上,成为核心优势属,被孢霉属在T3特异性富集。上述演替模式符合寡营养-富营养生态策略理论。(4)RDA分析表明,细菌群落前两轴共解释79.05%的变异,真菌群落前两轴共解释58.48%的变异;全氮、碱解氮和有机质是驱动两类群落演替的共同核心因子,pH对真菌群落的调控效应(R²=0.630)明显高于其对细菌群落的贡献(R2=0.452)。(5)跨界共发生网络包含181个节点和1204条边,正相关边占57.1%,跨界连接占35.2%,网络具有显著模块化结构(Q=0.335);共鉴定出21个Hub物种,其丰度与有机质、碱解氮和全钾呈显著正相关(R2>0.600, P<0.001),表明碳氮积累是维持跨界互作格局的关键驱动力。综合而言,种植4~5 a时土壤微生物改良效果最佳,可作为绿肥管理策略调整的参考。研究结果为豆科绿肥在亚热带果园土壤生态修复中的应用提供科学依据。