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    组学与生物技术
  • 组学与生物技术
    熊军, 唐秀桦, 韦民政
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    甘薯(Ipomoea batatas)作为全球重要的粮食与功能作物,其紫肉品种因富含花青素而备受关注。花青素不仅赋予块根鲜明的色泽,更具有抗氧化、抗炎及预防慢性疾病的生理功能,因此在健康食品开发中具有重要价值。然而,花青素的生物合成受多层级调控网络影响,其中bHLH转录因子的功能尚未在甘薯中被充分解析。本研究聚焦甘薯基因Tai6.33665,旨在阐明其分子特性、亚细胞定位模式及其在花青素积累中的调控作用,为高花青素甘薯品种的分子育种提供理论依据。本研究以紫肉甘薯(PFSP)和白肉甘薯(WFSP)为材料,通过生物信息学分析Tai6.33665蛋白的结构与进化关系,利用qRT-PCR检测基因表达模式,构建Tai6.33665-GFP融合载体进行烟草瞬时转化,结合激光共聚焦显微镜明确亚细胞定位,分析基因表达与花青素含量的相关性及miRNA互作机制。结果表明:Tai6.33665编码的蛋白具有典型bHLH结构域,与花青素合成调控因子高度同源,其表达量与花青素积累呈显著负相关(P<0.05),且受ib-miR52靶向抑制;亚细胞定位显示该蛋白定位于内质网,推测其可能通过翻译后修饰或内质网通路间接调控代谢。本研究证实了Tai6.33665作为负调控因子抑制甘薯花青素生物合成,其功能实现依赖于亚细胞定位特异性及miRNA介导的转录后调控网络。这一发现不仅丰富了植物次生代谢调控的理论框架,更为分子育种提供了双轨策略:通过CRISPR/Cas9靶向敲除Tai6.33665或过表达ib-miR52,可突破花青素积累的遗传限制,培育高花青素含量甘薯新品种。未来工作将聚焦于解析该基因与MYB/WD40蛋白的互作机制,以及内质网定位对其转录活性的调控路径。
  • 组学与生物技术
    孟洁, 季贞希, 郭恒远, 钟彩奕, 梁启福, 陈庆河
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    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。

  • 组学与生物技术
    李英英, 李香振, 晏小霞
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    益智(Alpinia oxyphylla Miq.)作为我国著名的“四大南药”之一,具有抗氧化、抗炎、神经保护、抗肿瘤等现代药理活性,但随着野生资源日益减少,人工栽培面临病虫害、气候变化等压力,亟需通过生物技术手段提升种质品质与抗逆性。本研究通过解析益智叶绿体基因组的密码子使用偏好性,为其后续遗传工程和合成生物学应用提供理论依据。基于多重过滤条件筛选获得51条高质量的益智叶绿体基因组蛋白编码序列,利用CodonW 1.4.2软件结合在线分析平台CUSP解析其特征。结果显示:(1)益智叶绿体基因组的密码子存在显著的A/U末端偏好性:密码子GC含量呈梯度递减(GC1=45.69%>GC2=38.79%>GC3=27.50%),90.6%的高偏好密码子(RSCU>1)以A/U结尾;(2)密码子偏好性整体偏弱:ENC均值为46.56(67.78%基因的ENC>45),CAI均值为0.17;(3)自然选择主导密码子进化:中性绘图显示GC12与GC3无显著相关性,ENC-plot中实际值显著偏离理论曲线,PR2-plot揭示GC3位点存在A>T/C>G的偏倚特性;(4)确定了10个最优密码子。本研究首次揭示了益智叶绿体基因组保守的A/U偏好性规律及由自然选择主导的多因素协同调控机制,所确定的最优密码子可作为益智叶绿体遗传工程的关键元件,通过定向优化外源基因(如药用成分合成酶编码基因)的密码子,提升其表达效率,为益智品质改良与抗逆性育种提供技术支撑。
  • 种质资源与遗传育种
  • 种质资源与遗传育种
    康超, 刘凤听, 兰蜜
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    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。

  • 种质资源与遗传育种
    李扬, 宫丽丹, 马静, 龙青姨, 李志强, 耿建建, 吴超, 李婷玉, 罗勇, 黄妮娅, 陶亮
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    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。

  • 种质资源与遗传育种
    于晓云, 余焕林, 易双双, 廖易, 陆顺教, 罗小燕
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    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。

  • 种质资源与遗传育种
    窦秋玉, 罗佳霖, 李佳屹, 罗丽晶, 张晴, 陈浩文, 范源洪
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    优良种质的鉴定评价是种质资源研究和育种利用的基础。本研究以精油含量为导向,对来自海南、福建、贵州和云南等地的45份香茅草资源进行鉴定评价,在昆明对45份香茅草种质资源进行不同刈割期农艺性状、精油含量及精油主要成分分析。结果表明:全草长、叶长、叶宽、生物产量、精油含量等性状在不同刈割期间、不同材料间均存在显著差异。特征特性与精油含量的相关性分析显示,精油含量与叶长呈显著负相关,与叶宽呈显著正相关。基于农艺性状和精油含量的系统聚类分析,将45份资源分为5个类群,其中第Ⅰ类群有36个,所有材料种名均属于柠檬草;第Ⅱ类群有4个,4个爪哇香茅均聚集在此类群中;青香茅和扭鞘香茅分别被单独聚类到了第Ⅳ和第Ⅴ类群。建立了以精油产量为导向的优良种质鉴定和分级标准,并将45份香茅草资源分为3个等级,其中一级6个,二级18个,三级21个。此外,在元谋试验区,对16份香茅草种质的6个不同时期的精油含量和精油主要成分进行分析。结果表明,精油积累量并不会随种植时间的延长而增长;精油中的主要成分在不同时期中的含量也存在差异,香叶醇在1月达到最高值,芳樟醇于3月含量最高,乙酸香叶酯在9月达峰值,乙酸香茅酯含量最高时期为1月,β-月桂烯在5月含量最高。本研究为香茅草优良种质的鉴定评价、育种利用和优质高产原料生产利用提供科学依据。
  • 种质资源与遗传育种
    滑金锋, 李彦青, 黄咏梅, 陈天渊, 银捷, 李永珍, 黄学华, 廖金秀, 邓锡肖, 陈红操, 李慧峰
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    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。

  • 种质资源与遗传育种
    毕光林, 陈林杨, 杨永智, 李春, 丰国蕊, 李万云, 孙英, 李永慧, 赵东兴
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    为了分析不同类型柚类种质资源果实品质特点,建立柚类果实品质的综合评价体系,本研究测定了51份不同类型柚类果实的单果质量、果实纵径、横径、果皮厚度、可食率、可溶性固形物、可滴定酸等品质指标,并利用相关性分析和主成分分析法对果实品质进行综合评价。结果表明:果实纵径为64.00~191.00 mm,横径为76.00~170.90 mm,果形指数为0.82~1.35,单果质量为220.00~1750.00 g,果皮质量为50.00~996.00 g,可食率为19%~81%,果皮厚度为4.00~39.67 mm,嚢瓣数为10~20,可溶性固形物为4.50%~10.90%,可滴定酸为0.13%~2.96%,固酸比为2.70~41.70,种子数为0~224粒,可见,云南省河口柚子种质资源的表型多样性丰富。采用Pearson法对其主要品质特性进行相关性分析发现,纵径与果形指数、单果质量呈显著正相关,横径与单果质量、果皮质量呈极显著正相关,可食率与果皮厚度、可滴定酸与固酸比呈显著负相关;聚类分析得出,这些柚类种质大致分为4类,每个类群在果实外观和内在品质方面均存在较大差异。利用主成分分析法将13个性状分成4个主成分因子:第1主成分贡献率为31.614%,以果实形态为主,纵径、横径、单果质量、果皮质量贡献较大;第2主成分贡献率为16.842%,可食率、可溶性固形物、嚢瓣数贡献较大;第3主成分贡献率为15.397%,可滴定酸贡献较大;第4主成分贡献率为14.686%,种子数量等贡献较大。经过果实品质分析与综合评价,云青1号、青皮红心柚、黄金蜜柚、琯溪红肉蜜柚、东试早柚和晚白柚为综合品质优异的的种质资源,可优选作为云南河口主栽品种或育种亲本材料。
  • 作物栽培与生理生化
  • 作物栽培与生理生化
    陈明惠, 原慧芳, 李金威, 阮彦伟, 龚燕雄, 王何玮, 岩香甩
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    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。

  • 作物栽培与生理生化
    石代仁, 贾睿宏, 叶进刚, 李受鹏, 李昌珍, 李长江
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    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。

  • 作物栽培与生理生化
    蔡教聪, 杨宇, 沈思涵, 贯雨晴, 刘锋, 郑中兵
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    为探究外源5-ALA对盐碱条件下甜瓜幼苗生长的缓解效果,本研究以甜瓜品种众宝1号为试材,在盆栽基质条件下,研究150 mmol/L混合盐碱胁迫下根施5种不同质量浓度(25、50、100、150、200 mg/L)5-ALA对甜瓜幼苗生长变化、光合色素、活性氧(ROS)积累、渗透调节及抗氧化系统的影响。结果表明:在盐碱胁迫下,适宜浓度(100、150 mg/L)的外源5-ALA显著提高甜瓜幼苗的株高、茎粗、叶长、叶宽及叶面积;外源5-ALA提高其光合色素含量和可溶性糖含量,脯氨酸含量有所降低但较CK仍上升,MDA含量和O2-产生速率均显著下降;SOD、CAT、APX和GR活性及GSH含量均提高,而POD活性降低,但较CK仍显著上升。此外,对不同外源5-ALA处理所测定的指标进行TOPSIS综合评价分析,结果表明排名第1的是SA150处理。因此,外源5-ALA浓度为150 mg/L时对甜瓜幼苗盐碱胁迫后的缓解效果最佳,可为抗盐碱栽培提供理论依据。
  • 作物栽培与生理生化
    蒙青长, 宋灏明, 杨玉靖, 胡海燕, 吴文嫱, 黄小龙, 丁元昊, 黄东益, 王健, 赖杭桂, 练冬娣, 王日钲, 刘进平
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    合理施肥对于油茶增产意义重大,而施用生物有机肥在多方面优于目前以农家肥为主的油茶施肥实践。为研制适合热区油茶林土壤状况的专用生物有机肥,本研究对油茶叶片养分含量、油茶林地土壤的理化性质和土壤酶活性等指标进行测定,探讨不同生物有机肥对海南油茶林的影响。结果表明:施用生物有机肥及常规复合肥均可显著提高油茶叶片的含水量、叶绿素相对含量(SPAD值)和营养元素含量。不同施肥处理的土壤含水量和田间持水量均高于不施肥的对照组,但土壤容重和孔隙度在各处理和对照组之间差异不显著。4种生物有机肥均能提高土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量及不同土层的土壤酶活性。在改善油茶林土壤的化学性质方面,以处理T1和T4的综合表现较好,这对于针对性地提高海南油茶林地肥力和速效钾含量具有重要意义。该研究结果对筛选适合热带地区油茶的专用生物有机肥提供数据支撑,为油茶生物有机肥的后续大规模应用奠定科学基础。
  • 作物栽培与生理生化
    徐祥增, 邓乐晔, 陈学文, 张小娇, 程卯, 张彩虹, 万子龙, 高世德
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    为明确不同类型果袋套袋对东试早柚果实品质及采后贮藏性的影响,筛选出适宜的果袋类型,为生产应用提供参考。本研究以树龄23 a的东试早柚为试验材料,果实不套袋处理为对照组,采用8种类型果袋进行套袋处理,比较果实采收时和采收后贮藏品质差异,并采用隶属函数法进行综合评价。结果表明:白色单层纸袋套袋处理能够显著提高单果质量,外黄内黑双层纸袋处理能够显著降低果皮厚度,而外黄内黑单层纸袋处理果实的可溶性固形物(TSS)含量显著低于对照。此外,单侧透明纸袋、外黄内黑单层纸袋及外黄内黑双层纸袋处理显著降低果实的总酸(TA)含量,其中,外黄内黑单层纸袋和外黄内黑双层纸袋处理的固酸比(TSS/TA)显著提升。采收时果实品质综合评价结果显示,外黄内黑双层纸袋套袋果实综合得分最高(0.56),其次为外黄内黑单层纸袋(0.55),均高于对照(0.50)、白色单层纸袋(0.49)及其他套袋处理。采后贮藏期间,果实失重率随贮藏时间的延长呈逐渐升高趋势;除单侧透明纸袋套袋处理外,其他套袋处理果实失重率始终低于对照。失重速率则随贮藏时间延长呈先升高后降低趋势,于贮藏45 d达到峰值;采后贮藏过程中,不同类型果袋套袋,对果实可食率、出汁率、可溶性糖、可溶性蛋白、TSS、TA含量等内在品质指标的影响差异显著,且其变化趋势随果袋类型呈波动变化。另外,套袋处理果实贮藏期间表现出明显的“返酸”现象,其发生时间及程度因果袋类型而异。采后贮藏品质综合评价结果显示,白色单层纸袋套袋果实的综合得分随贮藏时间延长呈逐渐升高趋势,其平均综合得分(0.65)高于对照和其他套袋处理,且综合得分的变异系数最小(5.14%)。综上所述,外黄内黑单层纸袋和外黄内黑双层纸袋套袋处理在采收时果实综合品质优于不套袋处理,但采后综合品质变化幅度较大且耐贮藏性较差;而白色单层纸袋套袋果实采收时综合品质仅次于对照,但采后综合品质变化幅度较小且耐贮藏性较好。因此,兼顾果实采收时的品质和采后耐贮藏性,建议东试早柚生产上采用白色单层纸袋进行果实套袋。
  • 植物保护与生物安全
  • 植物保护与生物安全
    樊佳烨, 郭雪松, 田丽波, 商桑
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    为丰富芒果蒂腐病拮抗菌资源,寻找替代化学杀菌剂的无毒无污染的采后防治方法,以可可球二孢菌(Botryodiplodia theobromae Pat.)和拟茎点霉菌(Phomposis mangiferae Ahmad)为指示菌,使用平板稀释法、双重培养法从芒果树根际土壤中分离筛选出对蒂腐病菌有拮抗作用的放线菌,并明确其分类地位,测试活体防效,初步探究其抑菌机理。结果表明:筛选到对可可球二孢菌和拟茎点霉菌均有抑菌效果、遗传稳定性良好的拮抗菌A2、B85、D16,且对芒果胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)、芒果拟盘多毛孢(Pestalotiopsis mangiferae)、芒果链格孢(Alternaria alternate)、番茄灰霉菌(Botrytis cinerea)均有抑制效果,抑菌谱广。活体试验中,接种后第3天,拮抗菌株A2、B85、D16处理的果实病斑直径(分别为8.58、8.50、7.83 mm)和咪鲜胺处理(6.33 mm)无显著差异,但均显著低于对照(20.58 mm)。经形态特征、培养特征、生理生化特征和分子鉴定将菌株A2、B85鉴定为马来西亚链霉菌(Streptomyces malaysiensis),D16为利迪链霉菌(Streptomyces lydicus)。菌株A2、B85、D16通过产生具有抑菌效果的活性物质,抑制可可球二孢菌孢子萌发、营养竞争,提高果实超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性来抑制蒂腐病的发生,其中D16菌株还可产生具有抑菌效果的挥发性有机化合物来抑制蒂腐病的发生。研究表明这3个菌株均对蒂腐病菌有一定的拮抗作用,可进一步深入研究。
  • 植物保护与生物安全
    董昊, 黄春霞, 程秋芋, 谢丽红, 易萍, 王淑培, 韦琦, 黄方, 隆宇涵, 李丽, 孙健
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    由香蕉炭疽菌(Colletotrichum musae)引发的炭疽病是采后香蕉贮运期间的重要病害,影响果实品质与产业可持续发展。磷脂酶(PL)在植物抗病反应和病原菌代谢中具有双重作用,既是植物防御反应的关键酶,也是病原真菌的毒力因子,在逆境胁迫下使用PL抑制剂有助于维持细胞膜稳定性。本研究通过体外抑菌实验测定3种PL抑制剂——喹吖因二盐酸盐(QU)、新霉素硫酸盐(NE)和正己醇(Hex)对香蕉炭疽菌的抑制效果。结果显示:三者对香蕉炭疽菌菌丝生长和孢子生成均有显著抑制效果,半抑制浓度(IC50)分别为1.00、5.00、8.80 mmol/L。PL酶活性抑制试验显示,QU显著抑制香蕉炭疽菌及香蕉果皮PLA活性,NE显著抑制果皮PLC活性,Hex则显著抑制香蕉炭疽菌的PLD活性。此外,适宜浓度的3种PL抑制剂(2.00 mmol/L QU、3.00 mmol/L NE、13.20 mmol/L Hex)均能防控香蕉炭疽病的发展。研究结果表明,QU、NE和Hex通过不同机制干扰病原菌与寄主互作,从而有效控制香蕉炭疽病病害,为香蕉采后病害绿色防控提供理论依据。
  • 植物保护与生物安全
    冯可婧, 许丽, 杨春梅, 阮继伟, 吴丽芳, 瞿素萍, 余蓉培
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    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。

  • 采后处理与质量安全
  • 采后处理与质量安全
    李玉兰, 马尚圻, 何映平
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    天然胶乳是医用手套、避孕套、轮胎等产品的核心原料,对其进行配方优化可降低生产成本、提升产品性能,直接助力制造业竞争力提升。本研究采用球面对称设计方法,选用硫磺、氧化锌、促进剂UH-301和防老剂WSL进行胶料配方设计,并以断裂伸长率、撕裂强度和拉伸强度为综合考察指标进行假设模型、回归分析、规划求解,从而得到最优配方,检测优化配方与胶乳硫化基础配方的硫化特性和力学性能。结果表明:通过回归分析得到优化配方,即硫磺为1.50 phr(每百克胶乳添加克数),氧化锌为0.25 phr,促进剂UH-301为0.40 phr,防老剂WSL为1.36 phr,综合强度估计值为1.2891,验证试验表明通过球面对称设计构建的数学模型可信。将优化配方与胶乳硫化的基础配方进行比较,前者的硫化速率和力学性能远远优于后者,优化配方硫化胶膜的拉伸强度可达32.2 MPa,增幅达212.4%;撕裂强度可达60 kN/m,增幅达180.1%,进一步表明所得胶料优化配方具有应用价值,为天然胶乳胶膜高性能化奠定基础。
  • 采后处理与质量安全
    王兵兵, 李高荣, 彭文凤, 卫晋瑶, 孙娟, 邓珍达, 林宏图, 张福全, 廖禄生
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    氨保鲜和酸凝固是天然橡胶(NR)加工的重要工序,但其对NR结构与性能的影响规律尚缺乏系统性研究。本研究采用同一批鲜胶乳,按照3种氨浓度(0、0.05%、0.20%)进行胶乳保鲜和2种凝固方式(酸凝固、生物凝固)制备样品,从分子结构、组分、本征性能、纯胶配方和炭黑配方力学性能等方面综合评价氨保鲜与酸凝固对NR结构与性能的影响。结果表明:胶乳加氨保鲜导致样品的重均分子量呈降低趋势,酸凝固样品的塑性初值和门尼黏度降低,但对生物凝固样品无明显影响;加氨保鲜对纯胶配方力学性能影响不明显,但会导致酸凝固样品炭黑配方的疲劳温升显著升高,生物凝固样品炭黑配方的定伸应力和撕裂强度降低。凝固方式对NR的分子结构、化学组分、本征性能、力学性能产生显著影响。与生物凝固相比,酸凝固导致样品具有更高的氮含量、脂肪酸含量和重均分子量,更低的塑性初值和门尼黏度;与生物凝固相比,酸凝固样品的硫化速度慢、疲劳温升高。研究表明,鲜胶乳加氨保鲜和后续加酸凝固会影响天然橡胶的关键组分和本征性能,并对疲劳温升、永久变形等动态性能产生显著影响,炭黑配方时尤为显著。然而,通过与进口烟片胶(RSS)进行对比表明,鲜胶乳加氨保鲜和后续加酸凝固并非导致国产天然橡胶性能逊于进口天然橡胶的唯一因素,此外,国内标胶工艺与国外烟片胶工艺的差异也影响产品性能。该研究结果不仅揭示了国产与进口NR产品的性能差异本质,还为优化特种胶园生产管理提供技术支撑。
  • 采后处理与质量安全
    林青雯, 杨忠芳, 何荣强, 张刘宁颖, 姚东校, 李想, 王海灵
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    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。

  • 采后处理与质量安全
    高远会, 王鑫, 陈燕娇, 李金河, 李雯
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    为了探究乙烯利对芒果后熟过程中果实外观色泽及内在品质的影响,本研究以海南红贵妃芒果为材料,研究外源乙烯(ETH)、1-甲基环丙烯(1-MCP)和ETH+1-MCP复合处理对果实贮藏品质和生理变化的影响。结果表明:与对照相比,ETH和ETH+1-MCP复合处理显著加速了果实硬度、可滴定酸、叶绿素、类黄酮、总酚和抗坏血酸含量的下降,增强了细胞膜透性,促进了色度值a*、贮藏初期可溶性固形物(TSS)、类胡萝卜素含量的升高,其中ETH+1-MCP复合处理的果实TSS、胡萝卜素含量最高,1-MCP处理有效延缓了果实营养物质和硬度的下降,抑制了果皮叶绿素的降解。进一步对CK和乙烯处理组的代谢组进行分析,共发现140种差异代谢物,其中88种上调,52种下调,且其中大多数黄酮类物质在ETH处理组果实中的含量显著低于对照组,说明ETH处理加速了类黄酮物质的降解。本研究结合生理和代谢组揭示ETH对芒果催熟品质形成的代谢机理,为深入研究芒果后熟品质变化机制提供理论依据。
  • 农业生态与环境保护
  • 农业生态与环境保护
    王定程, 王春燕, 姬建波, 杨宗德, 郑文
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    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。

  • 农业生态与环境保护
    陶志强, 王晶晶, 吴炳孙, 叶回春, 杨珺, 程琦雯, 王紫璇, 蔡丰政, 林位卿, 朱锦龙
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    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。

  • 农业生态与环境保护
    赵秋芳, 魏长宾, 马海洋, 马智玲, 严程明, 冼皑敏, 汤昕明, 时晶, 曹鲁丹
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    研究热带砖红壤果园长期生草对土壤养分、酶活性及土壤微生物多样性的影响,为热带砖红壤肥力提升和土壤改良提供理论依据和技术支撑。试验以清耕为对照,设置热研2号柱花草、Ubon柱花草和自然生草3个处理,采集0~20、20~40 cm土壤样品,测定土壤有机质、pH、氮、磷、钾及其相关酶活性等指标,并利用高通量测序平台对土壤细菌和真菌群落进行检测,分析果园长期生草对砖红壤土壤理化性质、酶活性及微生物多样性的影响。结果表明:5 a果园长期生草显著提高了砖红壤有机质、全氮、碱解氮的含量,且热研2号、Ubon柱花草处理的有机质、全氮、碱解氮含量高于自然生草。自然生草显著提高了0~20 cm土层全磷含量,而热研2号、Ubon柱花草显著提高了20~40 cm土层土壤全磷含量。果园长期生草均显著增加了土壤脲酶、酸性磷酸酶和蔗糖酶活性,对过氧化氢酶活性影响不显著,且热研2号、Ubon柱花草处理的土壤脲酶、酸性磷酸酶和蔗糖酶活性高于自然生草。相关性分析表明,土壤酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性均与土壤有机质、全氮、碱解氮呈极显著正相关,土壤酸性磷酸酶活性与土壤pH呈显著正相关,过氧化氢酶活性仅与有机质、碱解氮呈显著相关。果园长期生草特别是Ubon柱花草处理增加了20~40 cm土层细菌OTUs数量,生草改变了土壤细菌和真菌群落组成结构。其中酸杆菌门、绿弯菌门、疣微菌门、变形菌门为细菌的优势菌门,在0~20 cm土层,生草增加了酸杆菌门、疣微菌门、变形菌门的相对丰度,降低了绿弯菌门的相对丰度。真菌的优势菌门是子囊菌门、担子菌门、毛霉菌门。生草降低了子囊菌门的相对丰度,提高了毛霉菌门的相对丰度。土壤环境因子与微生物群落的相关性分析表明,土壤主要环境因子与微生物群落呈显著相关,土壤酸性磷酸酶、有机质、脲酶、pH是细菌菌落结构改变的主要环境贡献因子,有机质、碱解氮、蔗糖酶、脲酶是土壤真菌群落结构改变的主要环境贡献因子。综上,果园长期生草特别是柱花草显著提高了砖红壤的有机质、全氮、碱解氮含量,增加土壤脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶活性,同时改变了土壤细菌和真菌的群落结构和多样性,起到提高土壤肥力,改善土壤微生态环境的作用。