南方农业学报杂志2026年第1期
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- 林下三七-白及轮作缓解连作障碍效应和病原菌交叉侵染分析
- 江冰冰, 段生双, 李瑞, 王正平, 侯国喜, 朱罗娟, 毕玲芳, 朱书生, 杨敏, 郭存武,
- 【目的】 探明林下三七—白及—三七轮作模式对三七连作障碍的调控效应及潜在的病原菌交叉侵染风险,评估三七根围土壤对白及生长、品质和病害的影响,以期阐明三七—白及—三七轮作模式的可行性,为林下筛选用于缓解三七连作障碍的轮作作物,实现三七可持续种植提供理论依据。【方法】 以林下三七连作土和林下自然土种植白及,测定2种土壤下白及生长指标、品质和病害的差异,探究三七连作土对白及的影响;进一步利用三七连作土轮作白及后的土壤复种三七,通过测定三七存苗率、干重和皂苷含量,评价轮作白及对后荐三七连作障碍的缓解效果。分别将三七根腐病菌和叶部病菌接种白及根部和叶片、将白及根腐病菌和叶部病菌接种三七根部和叶片,探究三七致病菌与白及致病菌之间的交叉侵染情况,并对共同交叉侵染的致病菌进行实时荧光定量PCR分析测定。【结果】 与自然土种植白及相比,三七连作土对白及生长(株高、生物量、叶绿素含量)、品质(总酚、多糖和Militarine含量)、病害(炭疽病、锈病和根腐病发病率)无显著负面影响(P>0.05);三七轮作白及后再种植三七,与连作土相比,复植三七可显著提高根干重(P<0.05,下同)、极显著提高存苗率(P<0.01,下同),同时极显著提高三七总皂苷、Rg1、Rb1、R1和Rd含量。三七和白及会同时被根腐病菌土赤壳属(Ilyonectria spp.)侵染,但三七连作土壤轮作白及后,其致病菌土赤壳属含量显著下降。【结论】 林下三七连作土对白及的生长、品质和病害无显著影响,而轮作白及后能提高后荐三七的存苗率和品质,并降低土壤中的土赤壳属含量,林下三七—白及—三七轮作模式切实可行。三七和白及根腐病病原菌存在交叉侵染现象,建议在规模化种植中持续监测其潜在危害。
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- 木薯MeNPR4互作蛋白筛选及其抗病功能分析
- 康虹艳, 谭晴, 韦运谢,
- 【目的】 筛选木薯水杨酸(SA)受体MeNPR4的互作蛋白,并分析互作蛋白的抗病功能,为探究MeNPR4与其他激素互作介导的防卫机制及木薯遗传改良和育种提供科学依据。【方法】 以木薯品种华南124的叶片cDNA为模板克隆MeNPR4基因,利用酵母双杂交(Y2H)系统筛选MeNPR4的候选互作蛋白,再结合双分子荧光互补试验(BiFC)进行验证,并通过构建pCAMBIA2300-MeERS2-GFP融合表达载体对筛选出的互作蛋白乙烯(ET)受体(MeERS2)进行亚细胞定位。在MeERS2基因的沉默植株中接种木薯普通花叶病毒(CsCMV)侵染性克隆,通过实时荧光定量PCR检测侵染过程中CsCMV积累量,使用叶绿素荧光成像系统测定光合参数,分析抗病功能。【结果】 从木薯中克隆获得MeNPR4基因,长度为1698 bp,与Phytozome数据库的参考序列(登录号:Manes.14G155900)一致。构建诱饵表达载体pGBKT7-MeNPR4,利用Y2H试验筛选到63个候选互作蛋白,通过Y2H试验证实MeERS2与MeNPR4在体外直接互作。将MeNPR4和MeERS2分别构建到双分子荧光互补载体pFGC-cYFP和pFGC-nYFP中进行BiFC试验,结果发现MeNPR4与MeERS2在体内直接互作。亚细胞定位结果显示,MeERS2蛋白定位于细胞核和细胞质。将MeERS2基因特异性片段与pTRV2载体连接,成功构建沉默植株。对CsCMV侵染性克隆注射木薯叶片后进行实时荧光定量PCR检测,发现2个沉默植株中的CsCMV积累量显著高于对照(P<0.05,下同),且随着时间的延长,CsCMV积累量也逐渐增高。沉默植株的最大光合效率(Fv/Fm)、实际光合效率Y(II)、光化学淬灭系数(qP)显著低于对照组,而非调节性能量耗散的量子产额Y(NO)显著高于对照组,且沉默MeERS2植株与对照相比叶片黄化更明显。【结论】 SA受体MeNPR4及ET受体MeERS2互作,且MeERS2基因正向调控木薯对普通花叶病的抗性。
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- 木薯糖转运蛋白MeSWEET10-8基因克隆与功能分析
- 杨琦, 李慈云, 杨静, 杨建飞, 张淑娟, 李若彤, 牛晓磊,
- 【目的】 克隆木薯糖转运蛋白MeSWEET10-8基因,并对其进行功能分析,为探究MeSWEET10-8基因的糖转运调控机制及其与植物病原菌互作功能提供理论参考。【方法】 以木薯品种华南9号为材料,以接种木薯黄单胞菌(Xanthomonas axonopodis pv. manihotis,Xam)成熟叶片的cDNA为模板,PCR扩增MeSWEET10-8基因,对其进行生物信息学分析,并通过MEGA 11.0构建不同物种SWEET蛋白的系统发育树;结合亚细胞定位、糖转运试验、转录组测序(RNA-seq)分析基因功能;实时荧光定量PCR检测接种Xam对MeSWEET10-8基因表达量的影响。【结果】 从木薯感病的成熟叶片中克隆获得MeSWEET10-8基因的编码区(CDS)序列,长度为840 bp,与Phytozome数据库的参考序列(登录号:Manes.14G047700)完全一致,其编码蛋白的相对分子质量为31.81 kD,理论等电点(pI)为8.18,不包含信号肽,具有2个保守的MtN3_Slv功能域和7个跨膜结构域,启动子区包含5种光响应元件(Box 4、G-box、GA-motif、GT1-motif、TCT-motif)、1种水杨酸(SA)响应元件(TCA-element)、1种脱落酸(ABA)响应元件(ABRE)、1种茉莉酸甲酯(MeJA)响应元件(TGACG-motif)、2种赤霉素(GA)响应元件(CGTCA-motif、GARE-motif)、3种生物和非生物胁迫响应元件(ARE、LTR、TC-rich repeats)。系统发育分析结果显示,MeSWEET10-8蛋白与拟南芥AtSWEET10亲缘关系最近,与感病蛋白OsSWEET13和OsSWEET14同属于Clade Ⅲ分支。亚细胞定位和糖转运试验证明MeSWEET10-8蛋白定位于细胞膜上,具有转运木糖的功能。RNA-seq结果显示,MeSWEET10-8基因在木薯茎部组织中表达水平较高,叶柄和根顶端分生组织次之,在叶和贮藏根中则不表达。实时荧光定量PCR检测结果显示,MeSWEET10-8基因受Xam诱导,其相对表达量在接种前期逐渐升高,在72 h时达最高值,之后开始下降。【结论】 木薯MeSWEET10-8蛋白具有转运木糖的功能,在Xam的侵染下也被诱导表达,表明MeSWEET10-8蛋白参与植物与病原菌互作过程,且其可能对植物茎部发育起到重要的生理作用。
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- 铝胁迫对木薯生长和根系分泌物的影响
- 王梦月, 安锋, 张秀春, 李淑霞, 阮孟斌, 刘子凡, 赵平娟,
- 【目的】 探究铝胁迫对木薯生长及根系分泌物的影响,解析铝胁迫对木薯的毒害作用,为探究木薯响应铝胁迫的机制及培育耐铝毒的木薯种质提供理论参考。【方法】 以扦插47 d的木薯品种SC205幼苗为试验材料,经200 mmol/L AlCl3溶液胁迫处理19 d后,测定株高、叶片丙二醛(MDA)含量和根系脯氨酸(Pro)含量,以未胁迫处理的幼苗为对照。运用超高效液相色谱—串联质谱(UPLC-MS/MS)检测处理组和对照组根系分泌物的种类和组成,通过非靶向代谢组学分析铝处理对根系分泌物的影响,筛选出差异代谢物,并利用HMDB、Lipidmaps、KEGG等数据库进行功能注释及代谢通路富集分析。【结果】 铝胁迫处理后,木薯叶片逐渐萎蔫,株高显著低于对照组(P<0.05,下同),且叶片MDA含量和根系Pro含量显著升高。从木薯根系分泌物中检测出2948个代谢物,从中筛选到1882个差异代谢物,其中上调的差异代谢物768个,下调的差异代谢物1114个。KEGG富集结果显示差异显著性较高的代谢物主要分布在泛酸盐和CoA生物合成,β-丙氨酸代谢,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢,嘧啶代谢,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成,嘌呤代谢,酪氨酸代谢等7条通路。N,N-二甲基甘氨酸、乙酰乙酸酯、4-氨基丁酸、草酸、黄嘌呤核苷、苯酚、腺嘌呤、L-酪氨酸、L-苯丙氨酸、L-色氨酸、L-天冬氨酸、L-组氨酸、L-谷氨酰胺等代谢物显著上调,其中N,N-二甲基甘氨酸、乙酰乙酸酯、4-氨基丁酸、草酸4个代谢物上调倍数在35.40以上,而胆碱、3-磷酸羟丙酮酸、L-多巴色素、甘油酸、泛醇等显著下调,其中胆碱下调倍数为33.75。【结论】 铝胁迫对木薯产生了明显毒害,使细胞膜脂受损,抑制了木薯的正常生长,使木薯根系分泌物的组成,如泛酸盐、氨基酸类和草酸等重要代谢物发生明显改变。
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- 基于KASP分子标记的木薯种质资源遗传多样性分析及DNA指纹图谱构建
- 丘鸿, 王明, 肖鑫辉, 李开绵, 叶剑秋, 应东山, 杨延青, 孟俊霖, 袁爱娟, 宁佳慧,
- 【目的】 基于全基因组重测序数据开发木薯KASP分子标记,利用其对木薯种质进行遗传多样性分析及DNA指纹图谱构建,以期为木薯种质鉴定、优异资源挖掘及新品种选育提供分子工具和理论参考。【方法】 基于377份木薯种质全基因组重测序数据,以位点完整性、次要等位基因频率、杂合率、多态性信息含量(PIC)、GC含量、序列同源性、连续单碱基重复及位点分布密度等条件,筛选出高多态性KASP分子标记,并对184份木薯种质资源进行遗传多样性分析及DNA指纹图谱构建。【结果】 从木薯全基因组重测序数据中位于基因组不同位置的52722个SNP位点进行筛选,最终获得了9443个SNP位点。从木薯的18条染色体上分别选择分布相对均匀的20个SNP位点,共计360个位点。利用360对KASP引物对22份木薯种质进行引物初筛,筛选出27个高多态性KASP分子标记。通过27个KASP分子标记对184份木薯种质资源的遗传多样性分析,结果显示,主要等位基因频率(MAF)为0.440~0.842,平均为0.637;基因多样性(GD)为0.270~0.591,平均为0.464,有26个KASP分子标记的GD高于0.300;观测杂合度(Ho)为0.173~0.538,平均为0.344,45.3% KASP分子标记的Ho分布在0.300~0.400;PIC为0.234~0.545,85.18% KASP分子标记的PIC大于0.300,显示出较高的多态性。184份木薯种质被划分为9个类群,群体划分与其地理来源未呈明显相关性,说明木薯种质间存在较高程度的基因交流与混合。将27个KASP分子标记分型结果转为二元编码数据,构建184份木薯种质资源的DNA指纹图谱,有效地揭示不同木薯种质之间的遗传差异。【结论】 基于木薯全基因组重测序数据开发出27个KASP分子标记,能有效评估木薯种质遗传多样性,并鉴定种质间的亲缘关系,可用于木薯种质资源鉴定、基因定位及分子标记辅助育种。
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- 木薯HOS15基因克隆、表达模式分析及原核表达
- 王萌媛, 程科, 赵惠萍,
- 【目的】 对木薯高表达渗透反应因子基因(MeHOS15)进行克隆、表达分析及原核表达,为探究其在木薯生长发育和免疫应答中的调控功能提供理论参考。【方法】 以木薯品种SC124为材料,通过PCR克隆MeHOS15基因,对其进行生物信息学分析,并结合拟南芥和水稻的HOS蛋白序列构建系统发育树。采用实时荧光定量PCR检测MeHOS15基因在不同胁迫处理下的表达模式。通过构建pEGAD-MeHOS15-GFP融合表达载体对MeHOS15蛋白进行亚细胞定位。通过原核表达系统诱导MeHOS15蛋白表达,同时采用SDS-PAGE和蛋白质免疫印迹(Western blotting)检测其表达情况。【结果】 从木薯叶片中成功克隆获得MeHOS15基因,编码区(CDS)序列为1725 bp,编码574个氨基酸,与Phytozome数据库中的参考序列(登录号:Manes.12G109000)相似性达99.65%,蛋白相对分子质量为64.67 kD,理论等电点为5.41,属于稳定的非分泌型亲水性蛋白,含有WD40蛋白家族的典型保守结构域WD40。系统发育分析结果显示,MeHOS15蛋白与拟南芥HOS15蛋白亲缘关系最近,具有相似的结构域。实时荧光定量PCR检测结果显示,在地毯草黄单胞菌(Xanthomonas axonopodis pv. manihotis,Xam)、盐(NaCl,200 μmol/L)、过氧化氢(5% H2O2)、水杨酸(SA,50 μmol/L)、脱落酸(ABA,50 μmol/L)胁迫处理下,MeHOS15基因相对表达量呈先升高后降低的变化趋势。亚细胞定位结果显示,MeHOS15蛋白定位于细胞核和细胞膜。SDS-PAGE和Western blotting结果显示,MeHOS15蛋白在28 ℃的条件下成功表达。【结论】 MeHOS15属于WD40基因家族成员,NaCl、ABA、H2O2、SA和Xam胁迫可诱导其高表达,推测MeHOS15基因参与木薯对生物与非生物胁迫的响应调控。
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- 木薯PP2基因家族鉴定及其在非生物胁迫下表达特性分析
- 薛晶晶, 韦卓文, 罗秀芹, 安飞飞,
- 【目的】 鉴定木薯韧皮部蛋白2(PP2)基因家族成员,并进行表达特性分析,为深入探究木薯PP2基因家族在非生物胁迫响应中的作用机制提供理论依据。【方法】 基于木薯全基因组数据,系统鉴定出PP2基因家族成员,分析其染色体定位、基因结构及编码蛋白的理化性质、系统发育、进化特征、保守基序等,并采用实时荧光定量PCR检测MePP2s基因在不同非生物胁迫下的表达模式。【结果】 从木薯基因组中鉴定出18个PP2基因家族成员(MePP2s),按照各基因在染色体上的定位顺序依次命名为MePP2-1~MePP2-18,分布于10条染色体上,编码氨基酸数量为166~346个,蛋白相对分子质量为19252.29~38785.00 Da,理论等电点为5.46~8.83,其中酸性蛋白10个,中性蛋白1个,碱性蛋白7个,分别定位于细胞核、细胞质、叶绿体、细胞骨架。系统发育分析结果显示,18个木薯MePP2s蛋白和30个拟南芥AtPP2s蛋白分为4个类群,MePP2s蛋白主要聚集在Group Ⅰ和Group Ⅲ,而AtPP2s蛋白则主要聚集在Group Ⅰ和Group Ⅱ,显示出物种间进化特征的差异性。同一类群具有相似的基因结构和保守基序。启动子顺式作用元件主要包含光响应元件、激素响应元件、非生物胁迫响应元件等。共线性分析结果显示,共鉴定出3对片段重复基因和4对串联重复基因,这些重复基因主要集中于Group Ⅰ与Group Ⅲ类群中,且进化过程主要受到纯化选择。实时荧光定量PCR结果显示,在盐胁迫、干旱胁迫、低温胁迫、氧化胁迫下,大部分基因的表达随胁迫时间延长呈上升趋势,或呈先升高后降低的变化趋势,但不同基因、不同组织及不同胁迫之间存在明显差异。【结论】 木薯PP2基因家族成员的表达受多种环境信号和植物激素调控,具有明显的组织特异性和胁迫特异性,推测该家族基因在木薯生长发育及胁迫应答中发挥重要作用。
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- 木薯—鲜食大豆间作对木薯生长及间作系统的影响
- 王君, 陈佳富, 李双江, 谢海弘, 张惠林, 张欣, 朱杰辉, 宋勇,
- 【目的】 系统探究木薯与鲜食大豆间作对木薯生长及间作系统的影响,揭示木薯与鲜食大豆间作的潜在优势,为破解我国木薯产业低自给率的难题提供科学依据,同时为提升木薯种植区土地利用率与经济效益提供理论参考。【方法】 以木薯品种南植199与鲜食大豆品种交大18为试验材料,种植方式为木薯行间种植2行大豆,设3个间作处理(间作大豆株距分别为0.10、0.15和0.20 m,记为CS1、CS2和CS3处理),以木薯单作(CC)和鲜食大豆单作(SS)为对照。分析不同间作处理对木薯生长及间作系统作物产量与品质、土地当量比和土壤酶活性的影响,并采用隶属函数法对不同间作处理进行综合评价。【结果】 苗期至块根膨大期,各间作处理的木薯株高和茎粗均显著低于CC处理(P<0.05,下同);块根成熟期时,CS1处理的株高显著高于CC处理,茎粗在各处理间无显著差异(P>0.05)。苗期时,各间作处理的木薯叶片叶绿素相对含量(SPAD值)和净光合速率(Pn)均低于CC处理;块根膨大期时,各间作处理的Pn显著高于CC处理,较CC处理提高18.86%~37.64%;块根成熟期时,CS1处理的SPAD值和Pn显著高于CC处理。与单作相比,间作降低了作物单产,但提高了系统的群体产量、作物品质及整体经济效益,其中间作处理的木薯淀粉含量较CC处理显著提高7.42%~16.97%。间作处理的土地当量比为1.68~1.92,均表现出间作优势。此外,间作处理均较单作处理提高了土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性,其中土壤蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性随着间作密度的增大而提高,过氧化氢酶活性随着间作密度的增大而先降低后升高,且各处理间差异显著。采用隶属函数法对不同间作处理进行综合评价,结果表明,间作处理的综合评分均高于单作处理,其中以CS1处理的综合评价指数最高。【结论】 木薯—鲜食大豆间作具有较强的农业生产优势,其中以木薯行间间作2行大豆、大豆株距0.10 m为较佳的间作种植方式。
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- 基于有效积温的玉米叶片和叶鞘干物质动态积累模型及特征参数分析
- 张伟彬, 刘沛义, 许海涛, 郭海斌, 王月, 王素奇, 张军刚,
- 【目的】 探索基于有效积温的玉米叶片和叶鞘干物质动态积累模型并分析其特征参数,为选育高效利用光热资源的玉米品种及挖掘品种产量潜力提供理论依据。【方法】 以玉米品种驻玉216、裕丰303、中科玉505和郑单958为试验材料开展春、夏播田间试验,采用Logistic方程基于有效积温构建不同玉米品种叶片、叶鞘干物质动态积累模型,利用田间实测值对模型进行检验,并分析其模型特征参数。【结果】 春、夏播玉米叶片和叶鞘干物质量与有效积温均呈极显著正相关(P<0.01),叶片和叶鞘干物质量均历经渐增期—快增期—缓增期3个过程,随有效积温呈S形变化趋势,且不同玉米品种间叶片和叶鞘干物质积累规律基本一致。基于有效积温构建的玉米叶片和叶鞘干物质增长Logistic模型具有实际生物学意义,决定系数R2分别为0.9799~0.9922、0.9781~0.9963,标准化均方根误差nRMSE分别为10.38%~23.71%、12.71%~28.80%,实测值均匀分布于模拟曲线两侧,且极接近于模拟曲线,达到良好预测水平。玉米叶片和叶鞘干物质进入快增期所需有效积温分别为479.21~576.75 ℃·d、550.39~665.42 ℃·d,达最大生长速率所需有效积温分别为579.74~731.68 ℃·d、647.94~810.14 ℃·d,快增期平均生长速率分别为0.0680~0.1276 g/(℃·d)和0.0404~0.0706 g/(℃·d)。【结论】 基于有效积温构建的Logistic模型对玉米叶片和叶鞘的干物质积累动态变化具有较好的预测性与解释性,可用于不同玉米品种叶片和叶鞘干物质积累的动态估测,具有较强的应用价值。
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- 3株解钾菌的鉴定及其对烤烟产量和品质的影响
- 高成玉, 高贵, 陈孝静, 何语涵, 刘国琴, 丁海霞, 张维, 彭丽娟,
- 【目的】 探究不同解钾菌及其复合菌剂对烤烟产量和品质的影响,旨在揭示解钾菌在提升烤烟化学品质方面的潜力,为其在烤烟生产中的应用提供理论依据。【方法】 结合形态学观察、生理生化和构建系统发育树的方法,对3株从葡萄根际土壤中分离得到的解钾菌GUSC5、GUSC13和GUSC18进行鉴定,并采用H2O2消煮法测定其解钾效率。以烤烟品种云烟87为试验材料开展田间小区试验,以清水处理为对照,设单一解钾菌GUSC5(T1)、GUSC13(T2)、GUSC18(T3)及复合解钾菌GUSC5和GUSC13(T4),GUSC5和GUSC18(T5),GUSC13和GUSC18(T6),GUSC5、GUSC13和GUSC18(T7),均为等比例混合灌根处理,移栽后45、70和95 d测定烟株根围土壤养分含量及烟叶钾含量,统计烤后烟叶经济性状,并测定上桔二(B2F)、中桔三(C3F)、下桔二(X2F)烟叶的主要化学成分含量。【结果】 经鉴定,解钾菌GUSC5为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)、GUSC13为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、GUSC18为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis),解钾效率分别为129.28%、158.95%、131.39%。移栽后95 d,单一解钾菌处理均显著提高了土壤有机质含量(P<0.05,下同),T2、T3和T4处理显著提高了土壤有效磷含量。移栽后70和95 d,单一解钾菌和两两复合解钾菌处理均显著提高了土壤速效钾含量。移栽后45、70和95 d,T2和T7处理显著提高了土壤碱解氮含量。T5处理显著提高了移栽后95 d烟叶钾含量,且其中上等烟比例最高,达91.07%。T7处理改善B2F等级烟叶化学成分及协调性的效果较好;T1处理C3F等级烟叶的化学成分及协调性均达优质烟叶要求;T5处理X2F等级烟叶的化学成分及协调性均达优质烟叶要求。【结论】 单一解钾菌和复合解钾菌处理均可改善土壤养分状况,并改善烤烟经济性状和烟叶化学成分及协调性,复合解钾菌GUSC5和GUSC18处理在提高鲜烟叶钾含量,烤后烟叶中上等烟比例及改善X2F等级烟叶化学成分和协调性方面的效果较好,单一解钾菌GUSC5处理在提高烤烟产值及改善C3F等级烟叶化学成分和协调性方面的效果较好。
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- 不同颜色遮阴网对雪茄烟生长及茄衣烟叶品质的影响
- 王媛, 赵高坤, 张光海, 任龙辉, 王学坚, 周厚发, 张定理, 李孟霞,
- 【目的】 研究不同颜色遮阴网对云雪2号雪茄烟生长及品质的影响,以期为国产雪茄烟原料生产中选择合适的遮阴材料及提高烟叶品质提供理论依据。【方法】 以阳植(不使用遮阴网)为对照(CK),设白色(T1)、银色(T2)、灰色(T3)和灰黑(T4)4种颜色的遮阴网处理,移栽后10 d搭建遮阴网,测定不同处理下烟株生育期的平均光照强度,打顶后7 d调查烟株农艺性状,测定发酵后烟叶的物理特性、化学成分、外观质量和中性致香物质含量,对比分析不同颜色遮阴网处理对茄衣烟叶生长和品质的影响。【结果】 与CK相比,T1、T2、T3和T4处理的光照强度分别降低23.26%、45.54%、46.31%和51.22%。遮阴网处理提高了茄衣烟叶的叶长、叶宽和叶面积,其中叶宽和叶面积均以T1处理最高,分别较CK显著提高19.51%和57.61%(P<0.05,下同)。晾制后茄衣烟叶的物理特性中,随着遮阴网颜色的加深,4个遮阴网处理的叶宽先减小后增加,叶面密度和叶面厚度逐渐降低;化学成分中,4个遮阴网处理的烟叶还原糖和总氮含量及两糖比、氮碱比、钾氯比均较CK显著提高,而烟碱和氯含量均较CK显著降低;外观质量中,4个遮阴网处理的烟叶成熟度、油分、身份、完整度、光泽得分均优于CK,综合得分以T1处理最高(67.33分)。中性致香物质含量测定结果表明,叶绿素降解产物和类胡萝卜素降解产物含量及中性致香物质总量均以T1处理最高。【结论】 在云雪2号雪茄烟叶生产中,采用白色遮阴网处理有利于改善烟叶物理结构、优化主要化学成分比例及提高中性致香物质含量,可作为提升雪茄烟外观质量和品质的重要调控手段。
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- 不同微生物菌剂对羊粪堆肥腐熟特性及温室气体排放的影响
- 王吉根, 运玲, 王蕾, 傅文栋, 何丹, 赵茜, 王志方, 姚瑞, 代金平, 邵伟,
- 【目的】 探究微生物菌剂对羊粪好氧堆肥腐熟过程中理化指标和温室气体排放的影响,为羊粪好氧堆肥的温室气体减排技术提供理论支持。【方法】 试验设4个处理组:CK,不接种微生物菌剂对照组;A组,接种金山菌剂;B组,接种欧克菌剂;C组,接种自配液体微生物菌剂。每个处理组菌剂接种量为10 mL/kg。堆肥周期42 d,每7 d翻堆1次,于第0、7、14、28和42 d采集堆体样品,分析理化性质;同时采用静态箱法每隔1 d采集气体,监测气体排放特征。【结果】 与CK相比,A和C组的堆肥高温期延长8 d。第42 d堆肥结束时,C组的含水率和电导率较CK显著降低(P<0.05,下同),堆肥产品种子发芽指数最高,达127.0%;A和B组的铵态氮含量分别较CK显著或极显著(P<0.01,下同)降低9.35%和14.58%;A和C组的硝态氮含量分别较CK极显著升高43.14%和47.83%;A和C组的总氮含量分别较CK升高5.05%和6.26%;B和C组的总有机碳含量分别较CK升高12.61%和9.59%。与CK相比,第42 d堆肥结束时,A和C组的N2O累计排放量分别降低46.37%和13.20%,CH4累计排放量分别降低51.04%和29.51%;A、B和C组的CO2累计排放量分别提高21.06%、0.87%和38.58%。【结论】 接种金山菌剂和自配菌剂可促进羊粪好氧堆肥腐熟过程中堆体升温,延长堆肥过程的高温期,有效降低电导率,减少氮素损失,并降低N2O和CH4排放,从而减轻温室气体环境污染风险;接种欧克菌剂能有效保留堆体内碳素,但会增加N2O和CH4排放。综合比较,接种自配菌剂在羊粪好氧堆肥腐熟中的效果较佳。
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- 油菜根系分泌物对油菜生长及镉吸收积累的影响
- 邓裔华, 邹颜竹, 文佳骏, 林禹翔, 何大卫, 罗劲松, 夏银行, 张振华,
- 【目的】 探究油菜根系分泌物对油菜生长及镉(Cd)吸收积累的影响,为揭示其在自然修复重金属污染土壤方面的作用提供理论依据。【方法】 以高Cd富集油菜品种H38和低Cd富集油菜品种L58为研究对象,通过土培盆栽试验探究其根系分泌物对油菜生物量、Cd含量和Cd积累量的影响,利用非靶向代谢组学技术筛选2个油菜品种的关键根系分泌物,进一步探究其对油菜Cd吸收积累的影响,并对油酸处理后的H38和L58油菜品种根部样品进行扫描电镜—能谱(SEM-EDS)分析。【结果】 土培盆栽试验结果显示,H38根系分泌物可提高H38和L58油菜品种的生物量、Cd含量和Cd积累量,但均无显著影响(P>0.05,下同);L58根系分泌物对2个油菜品种的Cd含量和Cd积累量均具有抑制作用,且在L58油菜品种中影响显著(P<0.05,下同)。非靶向代谢组学分析结果显示,H38油菜品种相对含量较高的根系分泌物为棕榈酸、油酸和D-亮氨酸;L58油菜品种相对含量较高的根系分泌物为油酸、棕榈酸和肉豆蔻酸,并筛选出雌二醇和4-胍基丁酸2种差异倍数较大的代谢物。关键根系分泌物添加试验结果显示,添加油酸和雌二醇处理均可显著降低H38油菜品种的Cd含量和Cd积累量,且雌二醇还可显著降低H38油菜品种的生物量;添加D-亮氨酸和4-胍基丁酸处理均可显著提高L58油菜品种的生物量和Cd积累量,且D-亮氨酸可显著降低L58油菜品种的Cd含量;添加棕榈酸处理可显著降低H38油菜品种的Cd积累量,显著提高L58油菜品种的Cd含量和Cd积累量;添加肉豆蔻酸处理对H38和L58油菜品种的生物量、Cd含量和Cd积累量均无显著影响。SEM-EDS分析结果显示,油酸处理后H38油菜品种根表的Cd和铁(Fe)原子百分含量下降,碳(C)的原子百分含量上升;L58油菜品种根表的Cd、C和Fe的原子百分含量均下降。【结论】 D-亮氨酸和4-胍基丁酸可促进油菜对Cd的吸收积累,而油酸和雌二醇可抑制油菜对Cd的富集,可作为耕地土壤重金属Cd的天然活化剂或钝化剂进行开发与利用。
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- 2种生态型蚯蚓对滨海农田土壤质量和微生物群落结构的影响
- 钟晓岚, 杨贵琼, 阳长洪, 蔺中, 李进, 宋孟珂, 李金成, 甄珍,
- 【目的】 探究不同生态型蚯蚓对滨海盐渍化农田土壤质量和微生物群落结构的影响,揭示蚯蚓修复滨海盐渍化土壤的作用机制,为滨海盐渍化土壤的修复和改良提供理论依据。【方法】 以滨海盐渍化农田土壤为研究对象,选取赤子爱胜蚓和威廉环毛蚓2种生态型蚯蚓为试验材料,设5个处理:低密度(30条/瓶)赤子爱胜蚓处理(SE1)、高密度(90条/瓶)赤子爱胜蚓处理(SE2)、低密度(10条/瓶)威廉环毛蚓处理(SP1)、高密度(30条/瓶)威廉环毛蚓处理(SP2)和不添加蚯蚓处理(CK),测定土壤理化性质和酶活性相关指标,探析土壤微生物群落结构的变化,并采用RStudio分析土壤微生物与环境因子之间的相关性。【结果】 土壤理化性质分析结果显示,蚯蚓处理可降低滨海盐碱土的全盐含量和有机质含量,提高pH和腐殖质含量。培养第40 d,SE1、SE2、SP1和SP2处理的全盐含量较CK显著降低16.26%~20.73%(P<0.05,下同);有机质含量较CK显著降低5.75%~12.18%;pH较CK提高0.29~0.44;腐殖质含量较CK显著提高27.11%~37.20%。此外,蚯蚓处理可提高滨海盐碱土的全氮、铵态氮和硝态氮含量。土壤酶活性分析结果显示,除第0 d外,蚯蚓处理可提高滨海盐碱土的脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性;培养第40 d,与CK相比,脲酶活性显著提高21.84%~31.74%,蔗糖酶活性显著提高52.63%~67.89%,过氧化氢酶活性显著提高22.96%~35.54%。微生物群落结构分析结果显示,蚯蚓处理可提高鞘脂单胞菌科(Sphingomonadaceae)、黄单胞菌科(Xanthomonadaceae)、芽单胞菌科(Gemmatimonadaceae)、噬几丁质菌科(Chitinophagaceae)、亚硝化单胞菌科(Nitrosomonadaceae)和丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)的相对丰度。相关分析结果显示,亚硝化单胞菌科、噬几丁质菌科、黄单胞菌科、丛毛单胞菌科和芽单胞菌科均与全盐含量呈显著负相关;黄单胞菌科、鞘脂单胞菌科、噬几丁质菌科和芽单胞菌科均与硝态氮含量、铵态氮含量和脲酶活性呈显著正相关。【结论】 添加不同生态型和密度的蚯蚓可改善土壤理化性质、增强氮循环及相关酶活性、调控微生物群落结构,进而促进盐碱地土壤氮转化,加速土壤盐分下降,有效修复和改良滨海盐渍化土壤,以高密度威廉环毛蚓处理的综合效果最优。
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- 火龙果溃疡病菌新暗色柱节孢自噬相关基因鉴定及其在非生物胁迫下的表达分析
- 姚姿婷, 赵燕灵, 王倩, 李瑞芳, 韦小妹, 贤小勇, 邹承武, 朱桂宁,
- 【目的】 鉴定火龙果溃疡病菌新暗色柱节孢(Neoscytalidium dimidiatum)的自噬相关基因,并分析其在过氧化氢、吡唑醚菌酯和苯醚甲环唑胁迫下的表达变化,为深入研究其功能提供理论依据。【方法】 通过同源比对从新暗色柱节孢基因组中鉴定自噬相关基因并进行生物信息学分析;利用转录组数据分析和实时荧光定量PCR验证新暗色柱节孢自噬相关基因在过氧化氢、吡唑醚菌酯和苯醚甲环唑胁迫下的表达情况;通过显微观察自噬泡,并分析新暗色柱节孢受非生物胁迫后对刚果红及碳/氮源缺乏的耐受性。【结果】 从新暗色柱节孢基因组中鉴定出30个自噬相关基因,系统发育分析显示这些基因多数与子囊菌门真菌的同源基因亲缘关系较近。表达分析显示,氧化(过氧化氢)胁迫对新暗色柱节孢自噬相关基因表达的调控作用相对较弱,仅诱导5个基因差异表达(1个上调、4个下调);相比之下,2种杀菌剂(吡唑醚菌酯和苯醚甲环唑)胁迫主要表现为抑制作用,分别导致12和17个基因表达下调,且2组处理均无基因表达上调。显微观察显示,过氧化氢胁迫对新暗色柱节孢的细胞自噬水平抑制作用最轻,苯醚甲环唑胁迫的抑制作用最强。菌落表型分析显示,吡唑醚菌酯胁迫后的新暗色柱节孢对刚果红的耐受力下降;此外,2种杀菌剂胁迫均降低新暗色柱节孢对碳/氮源缺乏的耐受能力。【结论】 在氧化胁迫和杀菌剂胁迫下差异表达的自噬相关基因通过调控自噬活性在新暗色柱节孢维持细胞稳态及应对非生物胁迫过程中发挥关键作用。
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- 木霉与被孢霉合成菌群对三七的促生防病效果
- 田光祥, 陈朝苍, 李梦琪, 刘应品, 赵晨景, 朱书生, 杨敏,
- 【目的】 比较不同浓度和比例混合的木霉与被孢霉合成菌群对三七连作障碍的缓解效果,筛选能显著促进三七生长和增强其抗病性的合成菌群,为开发安全高效的三七根腐病防治菌剂提供理论参考。【方法】 采用平板对峙法从7株木霉菌(50FZ1、Z2-2-2、3NG-1、2ZG-3、200FN6、2ZG和500FZ1)和4株被孢霉菌(B27、B28、B28-1和NB28)中筛选出既无相互抑制作用又能明显拮抗三七根腐病菌的菌株;对筛选出的木霉菌和被孢霉菌设置单菌株及二者按不同浓度和比例混合的合成菌群处理,以等体积无菌水为对照组(CK),比较测定合成菌群及相应单菌株对缓解三七连作障碍的影响,以及合成菌群和相应单菌株对三七的诱导抗病性。【结果】 平板对峙试验结果显示,木霉菌菌株3NG-1与被孢霉菌菌株B28-1的相容性良好,且2株菌对4株三七根腐病菌(RS6、M、F3和Z5)的拮抗作用最强,其中菌株3NG-1对4株三七根腐病菌的抑制率均在75.00%以上。菌株3NG-1与B28-1组成的合成菌群施用于连作三七盆栽后,不同浓度和比例混合的合成菌群促生及抗病效果存在差异,与CK相比,6MT41(孢子悬浮液浓度为1.0×106个/mL时,按40 mL B28-1+10 mL 3NG-1混合)、7MT41(孢子悬浮液浓度为1.0×107个/mL时,按40 mL B28-1+10 mL 3NG-1混合)和7MT14(孢子悬浮液浓度为1.0×107个/mL时,按10 mL B28-1+40 mL 3NG-1混合)处理可显著提高三七存苗率(P<0.05,下同)、显著降低根腐病发病率,联合增效作用明显,尤其是7MT41处理后三七根腐病发病率降至42.50%,并能明显促进三七株高和干重增长。不同浓度和配比的合成菌群对三七皂苷含量的影响存在差异,与CK相比,6MT11(孢子悬浮液浓度为1.0×106个/mL时,按25 mL B28-1+25 mL 3NG-1混合)、7MT11(孢子悬浮液浓度为1.0×107个/mL时,按25 mL B28-1+25 mL 3NG-1混合)和7MT14处理能显著增加三七5种皂苷(R1、Rg1、Re、Rb1和Rd)总含量,效果均优于相应的单菌株处理,尤其是7MT14处理的总皂苷含量最高,为2.84%,是CK的1.47倍。此外,6MT14(孢子悬浮液浓度为1.0×106个/mL时,按10 mL B28-1+40 mL 3NG-1混合)、7MT41和7MT14处理能诱导三七抵御叶部黑斑病菌SL17的侵染,且7MT14处理还能显著增强三七叶片中过氧化氢酶(CAT)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)4种防御酶活性。【结论】 合成菌群7MT14能显著促进三七生长,降低根腐病发病率,增强抗病性,提升三七品质,是一种安全高效的生防合成菌群,具有开发成复合菌剂的潜力。
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- 侵染广西烟草的云南辣椒曲叶病毒分子鉴定及重组分析
- 王井园, 梁小在, 谢慧婷, 蔡健和, 卢燕回, 李战彪,
- 【目的】 明确侵染广西雪茄烟和烤烟呈现叶片扭曲、植株矮化等症状的病毒病原,并对病毒分离物进行遗传进化及重组分析,以明确其病原种类及基因组序列特征,为烟草病毒病的综合防控提供理论依据。【方法】 从广西靖西烟田采集表现植株矮化、叶片皱缩、曲叶等疑似受双生病毒侵染的雪茄烟和烤烟样品,采用PCR检测、基因克隆、序列测定、重组和系统发育树构建等方法对样品进行分子鉴定及重组分析。【结果】 双生病毒简并引物(PA/PB)扩增结果显示,雪茄烟和烤烟样品均可扩增出约500 bp的目的片段,PCR产物纯化后进行序列测定,所得序列与已登录GenBank的云南辣椒曲叶病毒(Pepper leaf curl Yunnan virus,PepLCYNV)各分离物的核苷酸序列相似性均在91.00%以上,证实烟草样品受到菜豆金色黄花叶病毒属病毒侵染。β卫星分子通用引物(β01/β02)未扩增出条带,证实样品中不存在β卫星分子。设计2对背靠背引物分别扩增2个样品的DNA-A,经序列测定及拼接获得1条长度约为2756 bp的侵染雪茄烟的PepLCYNV全基因组序列,命名为PepLCYNV-GX-XJ;1条长度约为2758 bp侵染烤烟的PepLCYNV全基因组序列,命名为PepLCYNV-GX-YY。核苷酸序列比对结果显示,本研究获得的PepLCYNV-GX-XJ和PepLCYNV-GX-YY分离物之间的全基因组序列相似性为95.50%;与已登录GenBank的各PepLCYNV分离物均具有较高的核苷酸相似性,且PepLCYNV-GX-XJ和PepLCYNV-GX-YY均与PepLCYNV-YN2023的相似性最高,达91.74%。重组分析结果显示,PepLCYNV-GX-XJ和PepLCYNV-GX-YY均为重组病毒,存在2次重组事件,主要重组区域位于2734~1467和2567~2701 nt。系统发育分析显示,PepLCYNV-GX-XJ和PepLCYNV-GX-YY分离物聚在同一个分支,其余11个PepLCYNV分离物聚在另一大分支,暗示PepLCYNV-GX-XJ和PepLCYNV-GX-YY分离物亲缘关系最近,可能具有相同的进化来源。【结论】 表现为植株矮化、叶片皱缩、曲叶的雪茄烟和烤烟均受到双生病毒科菜豆金色黄花叶病毒属的侵染,病毒病原为PepLCYNV。
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- 烟草赤星病生防木霉的筛选鉴定及生防潜力分析
- 胡棋兰, 唐彩艳, 袁娅娅, 杨昌发, 葛永怡,
- 【目的】 筛选可高效拮抗烟草赤星病菌的生防木霉菌,探究木霉菌的酶活特性、抗真菌活性及代谢物生成情况,为烟草赤星病及其他病害的绿色防控提供理论依据。【方法】 采用稀释涂布平板法从烟草根际土壤中分离木霉菌,采用平板对峙培养法从中筛选拮抗木霉菌,通过形态学和多基因系统发育分析鉴定拮抗木霉菌株的分类学地位,并结合定性及定量分析方法测定拮抗木霉菌的产纤维素酶、漆酶、淀粉酶及铁载体能力。利用菌丝生长速率法测定拮抗木霉菌对烟草赤星病菌的抑菌活性及抑菌稳定性,通过LC-MS/MS技术检测拮抗木霉菌发酵产物中的代谢物成分。【结果】 从烟草根际土壤中分离获得28株木霉菌,并从中筛选到1株对烟草赤星病病原菌链格孢菌具有拮抗效果的菌株GF-13;对峙培养试验结果显示,该菌对病原菌的抑菌率达88.48%;对扣培养试验结果显示,该菌对病原菌的抑菌率为34.17%;通过形态学和多基因系统发育分析,将菌株GF-13鉴定为棘孢木霉(Trichoderma asperellum)。酶活性测定结果显示,菌株GF-13的内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和滤纸酶活性分别为0.76、0.63和0.51 U/mL,漆酶活性为99.30 U/mL、铁载体含量(第8 d)达76.69%,且具有解淀粉酶活性。菌丝生长速率法测定结果显示,菌株GF-13的发酵液和菌丝体粗提物对烟草赤星病菌的抑制率(第6 d)分别为69.33%和53.67%。菌株GF-13的发酵液粗提物对温度、酸碱的耐受性较好,对紫外线的耐受性较差。LC-MS/MS检测分析结果显示,菌株GF-13的发酵液和菌丝体粗提物含有抑菌及促生活性物质,如2-羟基肉桂酸和甜菜碱等抗菌类物质、赤霉素A43和玉米素等促生物质。【结论】 棘孢木霉菌株GF-13具有合成多种抑菌及促生活性物质的能力,在农作物生产及病害防治上具有较好的应用前景。
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- 麦长管蚜和麦双尾蚜的线粒体基因组结构特征
- 付海飞, 谢佳燕,
- 【目的】 探究麦长管蚜和麦双尾蚜线粒体基因组结构特征,为田间害虫的有效识别和精准防控提供理论依据。【方法】 基于麦长管蚜和麦双尾蚜线粒体基因组序列,对2种麦蚜的线粒体基因组碱基组成、重复区序列组成及密码子偏好性等进行比较分析。【结果】 麦长管蚜和麦双尾蚜的线粒体基因组均为闭合双链环状分子,全长分别为15180和15784 bp,均包含22个tRNA基因、13个蛋白编码基因、2个rRNA基因、1个控制区和1个重复区,基因间存在基因间隔和基因重叠。2种麦蚜线粒体基因组具有较高的AT含量,均高于84%。2种麦蚜的所有蛋白编码基因均采用典型的起始密码子ATN及完整或不完整的终止密码子TAA、TA、T;2种麦蚜同义密码子相对使用度(RSCU)大于1的密码子均有29个,且这些密码子第3位碱基均为A或U。麦长管蚜和麦双尾蚜线粒体基因组所有蛋白编码基因的非同义替换率与同义替换率比值(Ka/Ks)均小于1,且与AT含量呈极显著正相关(P<0.01)。2种麦蚜线粒体基因组的重复区均位于tRNA-Glu与tRNA-Phe间,重复区序列组成存在物种差异。基于线粒体基因组蛋白编码基因构建的最大似然法系统发育树显示,麦双尾蚜与麦长管蚜属于不同的分支。【结论】 麦长管蚜和麦双尾蚜线粒体基因组均具有较高的AT含量,基因排列顺序相似,蛋白编码基因均受到纯化选择。
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- 火龙果HSP70基因家族鉴定及高温响应表达分析
- 邓健炜, 李俊成, 申迎宾, 孙清明,
- 【目的】 探究火龙果HSP70基因家族成员的分布特征与生物学功能,为揭示火龙果HSP70家族成员在响应高温胁迫中的分子机制提供理论依据。【方法】 利用生物信息学方法从火龙果全基因组中鉴定出HSP70基因家族成员,分析其保守基序及编码蛋白特征、基因结构、染色体定位和启动子顺式作用元件,并进行系统发育和基因共线性分析,通过基因表达分析和实时荧光定量PCR探究其组织特异性表达特征及高温胁迫对HSP70基因相对表达量的影响。【结果】 共鉴定出15个火龙果HSP70基因家族成员,分布于9条染色体上,共鉴定出19个Motif,其中Motif 1是所有成员共有的保守基序,7个成员含4个及以上内含子。启动子顺式作用元件分析显示,HSP70基因家族包含多种与逆境胁迫相关的元件,包括激素响应、逆境胁迫响应及生长发育调控等。系统发育和基因共线性分析结果显示,火龙果HSP70基因家族被分为3个类群,其与拟南芥HSP70家族基因之间不存在共线性,与甜菜HSP70家族基因之间存在明显共线性。基因表达分析结果显示,火龙果HSP70基因家族成员的表达具有组织特异性,其中2个基因在果肉中特异性表达,1个基因在刺座中特异性表达。实时荧光定量PCR结果显示,与对照相比,5个基因经高温胁迫处理后相对表达量均显著上调,其中HU07G00259.1基因的上调幅度最大,相对表达量较对照提升约40倍。【结论】 共鉴定出15个火龙果HSP70基因家族成员,HU01G00744.1、HU01G00501.1、HU05G01041.1、HU07G00259.1和HU04G01697.1基因在高温胁迫处理下相对表达量显著上调,表现出明显的高温响应特征,其中HU07G00259.1基因可能是火龙果茎蔓高温响应的关键调控因子。
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- 不同西番莲品种(系)的高温响应及耐热性评价
- 田青兰, 吴艳艳, 王举兵, 刘洁云, 周俊妞, 张英俊, 黄伟华, 黄槟林, 牟海飞,
- 【目的】 探究不同西番莲品种(系)对高温的响应并开展耐热性综合评价,为西番莲高产稳产及培育耐热性西番莲品种提供理论参考。【方法】 以12个西番莲品种(系)为试验材料,采用双因素裂区试验设计,主区因素为温度,设置高温处理和对照(露天种植);裂区因素为品种(系)。测定叶片的相对电导率、花粉萌发率、可溶性蛋白和可溶性糖含量以及过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性等7个生理指标,测定单株挂果数和坐果率2个农艺性状指标,并分析9个指标间的相关性。采用隶属函数法对12个西番莲品种(系)的耐热性进行综合评价及聚类分析。【结果】 与对照相比,高温处理40 d后西番莲叶片的SOD活性显著降低(P<0.05,下同),POD活性极显著降低(P<0.01,下同),CAT活性极显著增加;相对电导率、可溶性糖和可溶性蛋白含量均无显著差异(P>0.05)。高温处理40 d后供试西番莲品种(系)的平均花粉萌发率、高温处理0~40 d平均单株挂果数、盛花期平均坐果率分别较对照降低4.55%、45.38%和32.27%。品种(系)间比较结果显示,P5、H3和H36的花粉萌发率为78.88%~82.42%,显著高于其他品种(系),P1、DN和夏纪的花粉萌发率仅为31.33%~40.58%,显著低于其他品种(系);高温处理0~40 d,MT和H36的单株挂果数分别为12.00和7.57个,MT显著高于其他西番莲品种(系),H3和MT盛花期的坐果率分别为66.39%和51.14%,显著高于其他品种(系)。相关分析结果表明,坐果率分别与SOD和POD活性以及花粉萌发率呈显著正相关。根据耐热性的综合评价值(D),12个西番莲品种(系)的耐热性排序为H36>MT>台农1号>H3>P5>P7>夏纪>P1>冬荟蜜>圆小>黄优2号>DN。聚类分析结果显示,12个西番莲品种(系)分为四大类,其中H36和MT的耐热性较强,黄优2号和DN的耐热性较差。【结论】 花粉萌发率、坐果率和单株挂果数可用作西番莲不同品种(系)的耐热性综合评价指标。筛选出2个耐热性较强的西番莲不同品种(系),分别为H36和MT。
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- 树番茄幼苗生长形态及生理特性对降水格局的响应
- 李兴则, 孙丽娟, 曾惠平, 董琼,
- 【目的】 探究树番茄幼苗生长形态及生理特性对降水格局变化的响应特征,以期为树番茄苗期水分管理提供理论依据。【方法】 以1年生树番茄幼苗为试验材料,以昆明市4—7月平均降水量为对照(W),设增水40%(W+)和减水40%(W-)2个水分梯度及自然降水间隔3 d(T)和延长降水间隔6 d(T+)2个降水间隔,采用双因素试验设计,共设6个处理(WT、WT+、W+T、W+T+、W-T、W-T+)。测定树番茄幼苗各器官生物量、叶片和根系形态、叶绿素含量及碳(C)、氮(N)、磷(P)含量等指标,分析器官间的生长关系类型,并采用隶属函数法进行综合评价。【结果】 降水量对树番茄幼苗根、茎、叶和总生物量均产生极显著影响(P<0.01,下同),过高降水量不利于树番茄幼苗各器官生物量的积累。适当增加降水量有利于促进树番茄幼苗叶片生长发育,适当增加降水量并延长降水间隔有利于促进树番茄幼苗根系形态发育。降水量对各处理树番茄幼苗的C、N和P含量均具有极显著影响,同一降水间隔下,树番茄幼苗C、N和P含量总体随降水量增加而升高,C∶N、C∶P和N∶P均随降水量增加而降低。除7月的叶周长和叶长外,树番茄幼苗的叶绿素总含量与叶片性状均呈正相关。4月的茎—根和叶—根生物量在不同降水间隔下均为异速生长关系,而叶—茎生物量为等速生长关系;5和6月的叶—根生物量在不同降水间隔下均为等速生长关系。5月W+T+处理的平均隶属函数值最高,表明该处理为最佳模拟降水处理。【结论】 增加降水量对树番茄幼苗的叶片形态发育、根系生长及营养物质积累均具有促进作用,适当延长降水间隔可促进根系生长但不利于叶片形态发育。在大田生产管理中,建议在旱季采用增水、降水间隔6 d以缓解水分总量不足的问题;在雨季采用自然降水结合人工排水以调控土壤氧气环境,并适量追施氮肥。在大棚栽培条件下,可通过模拟降水量178.82 mL、降水间隔6 d对树番茄幼苗进行水分管理。
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- 山桐子转录组SSR特征分析及其分子标记开发与应用
- 顾云映, 刘星, 邱祥婷, 刘杰,
- 【目的】 基于转录组测序数据从山桐子叶片中挖掘SSR位点并进行分析,评估SSR标记的可用性和多态性,为山桐子种质资源收集与保存及分子标记开发提供理论参考。【方法】 以山桐子叶片为材料,利用MISA对转录组测序数据进行SSR位点检索并分析其特征,使用Primer 5.0设计SSR引物,通过SSR-PCR验证开发其多态性引物。【结果】 利用MISA筛选获得的18300条Unigenes共有8182条含SSR位点,占序列总数的44.71%;共有11767个SSR位点,平均分布距离为1.74 kb。完全型SSR位点数量为10721个,占总SSR位点的91.11%。SSR重复类型中以单核苷酸重复数量最多,共6384个,占总SSR位点的54.25%;二核苷酸次之,共2223个,占总SSR位点的18.89%;五核苷酸重复数量最少,仅36个,占总SSR位点的0.31%。共发现257种重复基元,在单核苷酸重复基元中,A/T数量最多,共6222个,占总SSR位点的52.88%;二核苷酸重复基元中,CT/AG数量最多,共701个,占总SSR位点的5.96%,其次为TC/GA,共664个,占总SSR位点的5.64%。在基元重复次数中,重复次数为10的SSR位点数量最多,共2434个,占总SSR位点的20.68%,且以单核苷酸重复数量最多,为2263个,占比为92.97%。10721个SSR位点长度为10~84 bp,平均长度为14.99 bp,位点长度主要集中在10~42 bp,该区间内共有10697个SSR位点,占总SSR位点的90.91%;具有高多态性(SSR长度≥20 bp)的SSR位点共1941个,占总SSR位点的16.50%。基于16份山桐子种质资源对随机选取的70对SSR引物进行验证,共有65对引物可扩增出目标条带,有效扩增率为92.86%,其中16对引物可扩增出多态性条带。利用6对多态性引物对16份山桐子样品进行聚类分析,在遗传相似系数0.78处,16份样品可分为2类。【结论】 山桐子叶片转录组中SSR位点类型丰富,共获得16对多态性引物,具有开发出高多态性SSR分子标记的潜力,可用于山桐子遗传多样性分析、分子标记育种和资源保护。
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- 园艺地布覆盖对芍药栽培土壤理化性质及根际土壤细菌群落影响
- 夏星, 李芹, 卢莉莉, 谢雨彧, 汤寓涵, 赵大球,
- 【目的】 探究园艺地布覆盖对芍药园土壤理化性质及根际土壤细菌群落的影响,以期为园艺地布在芍药田间栽培中的应用提供理论依据。【方法】 以芍药品种珊瑚落日为试验材料,设露地栽培(对照)与园艺地布覆盖2个处理,于2022年1—12月采用环刀法采集土壤样品,测定土壤理化性质指标,并利用16S rRNA基因高通量测序分析根际土壤细菌群落结构及其多样性。【结果】 园艺地布覆盖对土壤的温度和湿度均具有一定影响,与对照相比,可显著降低6—8月的土壤温度,降幅为3.77%~4.26%;而在其他月份可提高土壤温度,增幅为4.42%~21.95%;土壤湿度在1—12月均高于对照,增幅为2.97%~535.67%。园艺地布覆盖可降低土壤pH、土壤容重和土壤紧实度,提高土壤电导率(EC)和土壤孔隙度。韦恩图结果显示,园艺地布覆盖下芍药根际土壤细菌OTU数量为4906,较对照提高3.8%。基于门、纲、目分类水平对芍药根际土壤细菌群落结构进行分析发现,园艺地布覆盖可整体提高细菌群落的相对丰度。其中,在门分类水平上,疣微菌门(Verrucomicrobiota)增幅最大,较对照提高118.96%,酸杆菌门(Acidobacteriota)增幅最小,较对照提高0.45%;在纲分类水平上,硝化螺旋菌纲(Nitrospira)增幅最大,较对照提高21.48%,γ-变形菌纲(Gamma proteobacteria)增幅最小,较对照提高3.37%;在目分类水平上,亚硝化单胞菌目(Nitrosomonadales)增幅最大,较对照提高36.06%,粘球菌目(Myxococcales)增幅最小,较对照提高4.19%。Alpha多样性分析结果显示,园艺地布覆盖下的ACE指数、Chao1指数、香农指数和辛普森指数均高于对照。Beta多样性分析和主坐标分析结果显示,园艺地布覆盖下芍药根际土壤细菌群落结构与对照存在明显差异。【结论】 园艺地布覆盖可改善芍药园土壤理化性质,提高根际土壤细菌群落相对丰度,可在芍药大田栽培中推广使用。
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- 闽楠种源和家系幼龄期生长遗传变异及早期选择
- 李娟, 董利军, 石安平, 林建勇, 陈仕昌, 梁瑞龙,
- 【目的】 探究闽楠种源和家系生长性状差异,筛选早期生长性状优良的种源和家系,为闽楠种质资源评价和遗传改良提供参考依据。【方法】 以闽楠32个种源305个家系为研究对象,分别于2018和2019年春季造林,连续3年调查闽楠树高和胸径2个指标,对不同闽楠种源和家系进行遗传变异分析和相关分析,并基于20%入选率标准筛选优良种源和家系。【结果】 不同造林年份的闽楠林分,其各年度树高、胸径在种源和家系水平上均存在极显著差异(P<0.01,下同);区组、区组家系和区组种源效应也均存在极显著差异。不同造林年份和不同林龄下,闽楠种源和家系的树高变异系数分别为1.31%~12.68%和1.55%~13.73%,胸径变异系数分别为10.11%~15.99%和11.73%~16.83%,同一造林年份、相同林龄下闽楠树高和胸径均表现为个体变异系数>家系变异系数>种源变异系数,种源遗传力>家系遗传力>单株遗传力。2018年造林的闽楠各林龄的树高之间均呈极显著正相关,2019年造林的树高在1年林龄与2、3年林龄、2年林龄与3年林龄之间均呈极显著正相关。从2018、2019年造林的林分中,各筛选出3个优质闽楠种源,2018年造林的优质闽楠种源分别来自广西富川、广西全州和广西资源,树高遗传增益为8.26%~17.21%,胸径遗传增益为7.82%~14.24%;2019年造林的优质闽楠种源分别来自广西富川、广西兴安和湖南龙山,树高遗传增益为11.48%~13.53%,胸径遗传增益为8.47%~15.89%。其中广西富川为2个年份的共有优良种源;2个年份分别筛选出24和20个优良闽楠家系,其中大部分均来自广西。【结论】 闽楠幼林在种源、家系和单株水平上均表现出丰富的遗传变异,具有较大的遗传改良潜力。基于树高和胸径指标,初步筛选出广西富川、广西全州、广西资源、广西兴安和湖南龙山5个闽楠优良种源及42个优良家系。
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- β-酮脂酰-CoA合成酶在植物生长发育及抗非生物胁迫中的功能研究进展
- 丰景, 梁真真, 黄桂媛, 林玲, 时晓芳, 张瑛, 郭荣荣,
- 植物在生长过程中常遭受干旱、高盐、极端温度等多种非生物胁迫,严重影响作物产量和生态适应性。超长链脂肪酸(VLCFAs)是生物体内众多重要物质的合成底物,可以通过调节膜脂组成、增强膜系统稳定性,参与信号转导和能量代谢等途径调节植物正常生长和发育中的多种生理活动。β-酮脂酰-CoA合成酶(KCS)参与VLCFAs延伸的缩合反应,是VLCFAs合成的限速酶,对VLCFAs的碳链长度有着决定性的作用。近年来,随着多组学技术的融合应用,对KCS家族成员功能的研究已从模式植物扩展到非模式植物,文章综述了在拟南芥、棉花、番茄、水稻等植物中克隆到的部分KCS家族基因,分析其不同基因的调控功能,通过构建系统发育树,发现不同物种间KCS基因家族在进化上具有保守性。此外,文章还系统综述了KCS在植物生长发育中的作用,包括调控脂肪酸合成及细胞膜结构稳定性,调控植物细胞壁生长与组织发育,调控植物能量代谢与生长、促进种子生长发育、促进叶片生长和调控果实发育成熟等方面;KCS在植物抗非生物胁迫(干旱胁迫、盐胁迫和低温胁迫)中的作用。阐述了KCS基因家族的调控机制,KCS对植物的调节作用受转录因子(如KNOX4和MYB)、植物激素(如生长素、赤霉素和脱落酸等)和环境因子(如温度、盐分和水分等)协同作用,形成复杂的代谢网络。然而当前研究仍面临过度依赖模式植物,对经济作物中KCS的功能解析不足;KCS的动态调控网络高度复杂,对环境胁迫下KCS与其他代谢通路(如脂氧合酶途径和鞘脂代谢)的交叉调控机制研究不足;CRISPR/Cas9等基因编辑技术在KCS功能研究的实际应用中面临靶向效率低和脱靶效应等多方面亟待解决的问题。针对上述问题,提出下一步研究向多维度整合方向推进并通过构建KCS介导的VLCFAs代谢动态模型探索KCS在气候智能型农业中的规模化应用路径等方面。另外,需通过深化基础研究、革新技术工具及完善伦理框架,充分释放KCS在作物改良和绿色制造中的潜力,以期为应对全球气候变化和粮食安全挑战提供可持续解决方案。
