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  • 植物保护与生物安全
    汪军, 周游, 梁昌聪, 郭立佳, 杨扬, 黄俊生, 杨腊英, 他永全
    热带作物学报. 2025, 46(12): 2995-3008. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-2561.2025.12.017
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    从土壤养分和微生物群落结构及多样性角度,研究绿农林®41复合微生物菌肥改善胡椒连作障碍的机理和效果,为海南胡椒产业化种植提供技术措施。以往年胡椒枯萎病严重发生地块为试验地,分别设置4个处理:清水对照(CK)、绿农林®41复合微生物菌肥(LNL41)、复合微生物(CM)、菌肥基质(NS),测定根际枯萎病发病率、植株生长和土壤养分;采用16S rDNA测序技术,探究施用LNL41条件下胡椒枯萎病发生及根际土壤细菌群落结构的差异。结果表明:与CK相比,各处理均有一定效果,其中以LNL41处理的效果最为显著。LNL41和CM处理的土壤养分指标均显著高于CK;LNL41、CM和NS处理的叶绿素含量、穗长和千粒质量增幅分别达26.12%~67.87%、6.20%~18.33%和1.48%~6.44%;LNL41处理在不同生长期的发病率达2.67%~15.67%,防效达81.64%~90.06%。根际土壤细菌Ace指数和Chao1指数分别提高了12.82%~20.28%和12.89%~18.78%,Shannon指数提高了1.05%~3.53%,各处理的Simpson指数差异不显著。在目分类水平上,Chitinophagales、Rhizobiales和Burkholderiales是优势细菌目;在属分类水平上,Gaiella、P3OB 42、Lactobacillus、Pseudolabrys和Terrimonas是优势细菌属;各处理共有优势属Bacillus与Candidatus Omnitrophus丰度相似。线性判别分析(LEfSe)结果显示,LNL41处理中存在6个指示菌群;Ellin6067和Tepidisphaera与土壤pH、有机质、速效钾、铵态氮和有效磷呈显著或极显著正相关;网络分析结果进一步表明,LNL41处理能增加土壤细菌共发生网络的复杂性和稳定性;Bugbase功能预测表明,LNL41处理的stress tolerant功能类群丰度增加了5.38个百分点,而CM和NS处理则分别下降了10.43个百分点和7.25个百分点。LNL41能显著改善土壤养分比例,进而改善土壤细菌群落结构和功能特性,激发细菌压力耐受功能,促进胡椒生长,减少枯萎病的发病率。

  • 组学与生物技术
    张妍冰, 王曦奥, 黄丽芳, 吉训志, 方晓峰, 闫林, 胡丽松, 廖振阳
    热带作物学报. 2025, 46(12): 2840-2854. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-2561.2025.12.003
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    咖啡作为全球范围内重要的经济作物之一,广泛种植于热带和亚热带地区,是众多国家和地区的经济收入来源。咖啡因(1,3,7-三甲基黄嘌呤)是咖啡豆的主要次生代谢产物,不仅赋予咖啡独特的苦涩风味和提神功效,还发挥多重生物学功能。其中,N-甲基转移酶(NMT)基因家族在咖啡因生物合成途径中发挥关键作用。因此,系统鉴定咖啡NMT基因家族成员并解析其在不同发育时期的表达模式,对于探究咖啡因代谢、优化咖啡品质及抗逆育种具有重要意义。本研究在异源四倍体小粒种咖啡中共鉴定到27个NMT家族基因,其中C亚基因组14个基因,E亚基因组13个基因,分布在10条染色体上。基因结构显示,成员之间基序组成较为相似,但内含子排列和数量有差异。顺式作用元件分析发现,小粒种咖啡CaNMT基因启动子区富含多种顺式作用元件,涉及光应答、胁迫响应和激素信号转导,并包含MYB、MYC和W-box等转录因子结合位点。进一步通过转录组分析发现小粒种咖啡果实发育过程中基因呈现动态表达,果实变色期差异表达基因数目最多(14 703个),而果实膨大期数量最少(4419个)。小粒种咖啡NMT家族基因在果实不同发育时期及不同组织中也表现出明显的动态与特异性。通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)构建12个共表达模块,ivory、coral1和darkolivegreen模块分别富集环境应激与蛋白折叠、能量代谢、核酸代谢相关通路。核心基因网络阐明了CaNMT基因在咖啡因代谢、应激响应及发育调控中的关键作用。本研究系统鉴定了异源四倍体小粒种咖啡NMT家族基因,并研究了该家族在不同果实发育时期的表达模式,阐明了不同基因的功能,为咖啡育种提供理论依据。