基于SWOT分析的湖南省怀化国际陆港木薯产业发展策略

随着中国—东盟自由贸易区的建成,木薯产业的发展空间进一步扩大。怀化国际陆港是一个重要的物流枢纽。借助该平台发展怀化木薯产业,具有重要的现实意义和经济意义。在对怀化国际陆港及木薯产业发展现状进行调查分析的基础上,运用SWOT分析方法,发现怀化国际陆港木薯产业发展中存在的优势、劣势、机会与威胁,并对其提出相应的建议,如完善木薯产业链、加大财政扶持等,从而推动怀化市成为全国最大的木薯交易中心和木薯产业基地。

木薯SDH蛋白的序列分析及其与MeH1.2关系的研究

【目的】山梨糖醇脱氢酶(SDH)在调控蔷薇科植物果糖和山梨醇转化中起重要作用,也参与植物对逆境的应答过程,木薯SDH功能的研究可以为培育优质木薯种质提供理论基础。【方法】以‘SC124’的cDNA为模板克隆木薯SDH基因,并利用实时荧光定量PCR分析木薯SDH基因的组织特异性及其对干旱、低温、PEG和ABA的响应模式。通过筛选木薯干旱和低温混合的酵母cDNA文库,并利用Y2H点对点及其双分子荧光互补(BiFC)实验确认与目标蛋白的关系。【结果】木薯SDH基因CDS全长1092 bp,编码364个氨基酸,与数据库中的序列无差异。MeSDH蛋白含有催化锌结合位点,NADP结合位点,结构锌结合位点,属于MDR超家族。烟草叶片表皮细胞瞬时表达显示MeSDH蛋白定位于细胞核。MeSDH基因的表达量在功能叶、幼嫩叶、须根和茎中依次降低。MeSDH基因受干旱、低温和PEG胁迫诱导在木薯叶片上调表达,在ABA处理后的木薯叶片和根系中都显著上调表达。文库筛选、Y2H点对点和BiFC实验证实MeH1.2与MeSDH互作。【结论】MeSDH基因可以响应多种胁迫上调表达,并可能在蛋白水平和MeH1.2共同作用。

云南木薯藻斑病危害及发生规律调查研究

近年来,藻斑病已经成为云南地区木薯生产中的重要病害。为明确当地木薯藻斑病危害情况并初步阐明其流行规律,对云南省保山市木薯藻斑病田间危害进行了系统调查,并对病情指数和主要气候因子进行了相关性分析。结果表明,126份木薯种质均受藻斑病危害,‘华南124’‘南植188’‘南植199’等主栽品种均受害,病情指数均在30以上。病害流行规律研究结果得出藻斑病可于8月中下旬开始发生,流行高峰期在11月下旬或12月上旬,对藻斑病病情指数与病害流行月均温度、日均温差、湿度进行相关性分析,得到回归方程式Y=38.6096-2.1033 X_(1)-0.5175 X_(2)+0.325 X_(3),表明月均温度、日均温差和湿度是影响藻斑病病害流行的主要因素,且与月均温度和日均温差成负相关,与湿度成正相关。

木薯MeMLO12基因克隆及其CRISPR-Cas9表达载体的构建

MLO基因是植物中特有的一类抗病性负调控因子,该基因突变导致植物产生广谱抗病性。本研究从木薯全基因组中克隆获得木薯MLO12基因的DNA和cDNA序列,并将其命名为MeMLO12。该基因全长3743 nt、编码区(ORF)全长1728 nt,具有一个完整的开放阅读框,含有15个外显子和14个内含子,编码586个氨基酸,蛋白的分子质量为67.2 kDa,等电点为8.85。该基因编码的蛋白定位在内质网膜上,无信号肽,在23~45、74~96、161~183、285~307、312~334、371~393、413~435 aa处形成7次跨膜结构域。qRT-PCR定量分析发现,受木薯黄单胞病菌侵染后,MeMLO12基因在木薯抗、感品种中的表达量存在明显的差异,参与木薯与黄单胞菌之间的互作,表现出负调控作用。选择该基因第11个外显子进行Snap Gene Viewer分析,获得了10 455条sgRNA的种子序列,从中选取3条靶序列约23 nt,碱基组成上3'末端含G结尾,将其构建到CRISPR-Cas9载体上,经验证,确认MeMLO12的3条靶序列已经成功构建到基因编辑载体上,将其命名为pSGR-Cas9-AT-MeMLO12载体。

浸种方式和浸种时间对木薯种茎吸水及茎段幼苗生长的影响

选用木薯品种华南205的长种茎(1.8 m长),采用平浸(平放完全浸泡)和竖浸(浸基部10.0 cm)2种清水浸种方式,分别设置0、6、12、18、24 h共5个浸种时间,以不浸种(0 h)为对照,研究了不同浸种处理后种茎的含水量变化及其基部、中部和顶部3类部位短茎段(15.0 cm长)栽植后幼苗的生长情况。结果表明:随着浸种时间的延长,长种茎的吸水率均显著提高,而吸水速率显著降低;平浸处理的种茎含水量增加量、吸水率和吸水速率分别比竖浸处理显著提高了0.53、3.65、0.29个百分点;竖浸处理的短茎段的出苗率、株高、茎径、根径、茎叶鲜重及茎叶干重均显著高于平浸处理的;浸种12 h处理和不浸种对照的短茎段的幼苗株高、茎径、根数、茎叶鲜重及茎叶干重均优于其他浸种时间处理的;基部和中部茎段栽植的幼苗株高、茎径、单株叶片数、根数、根径、茎叶鲜重、茎叶干重及芽数占比均显著高于顶部茎段栽植的。推荐木薯长种茎以竖浸方式浸种12 h,并采用经浸种处理的长种茎的基部和中部短茎段进行栽植。

我国斯里兰卡木薯花叶病毒的分子特征及致病性分析

为进一步探究我国斯里兰卡木薯花叶病毒(Sri Lankan cassava mosaic virus,SLCMV)的分子特征及致病性。以感染SLCMV的木薯叶片基因组DNA为模板,PCR扩增获得DNA-A和DNA-B基因组全长,通过生物信息软件分析比较其核酸及氨基酸序列特征;构建了强、弱致病力分离物(SLCMV-Colombo和SLCMV-DG1922)的侵染性克隆,分别将2种致病力分离物的DNA-A和DNA-B组分进行重组,接种烟草(Nicotianatabacum),比较2种分离物的致病性差异。结果显示:我国SLCMV为“旧世界”双组份菜豆花叶病毒,编码包括AV2基因在内的8个开放阅读框(ORFs);具有双生病毒典型的共同序列(CR)、重复序列、TATABox和TAATATT↓AC茎环结构,Rep蛋白羧基末端有7个氨基酸缺失;我国SLCMV的基因组、编码和非编码区与柬埔寨、泰国和越南分离物的相似性在97.0%~100.0%之间,与印度和斯里兰卡早期的分离物相似性为86.5%~98.6%,DNA-B组份与印度木薯花叶病毒株系(ICMV)编码区序列相似性为95.0%~97.6%,与其他9个非洲木薯花叶病毒株系序列之间的序列相似性均低于80.0%。侵染性克隆接种结果证实,强致病力分离物SLCMV-Col的DNA-A(Col-A)组份在烟草叶片表现典型花叶症状中起主要作用,而我国分离物的DNA-B(DG1922-B)能协同Col-A对烟草产生强致病性。本研究分析了我国SLCMV的全基因组结构,建立的侵染性克隆及其技术为进一步解析SLCMV致病性机理提供重要的研究基础。

长期养分亏缺对木薯农艺性状、产量及淀粉含量的影响

通过研究长期养分亏缺对木薯农艺性状及产量、淀粉含量的影响,为木薯连作科学施肥提供理论依据。在长期定位田间试验时间轴上,选取2019-2021年(连作28~30年)的试验材料,对CK(施氮磷钾肥)、–N(不施氮肥)、–P(不施磷肥)和–K(不施钾肥)4个处理,测定木薯品种SC205和SC124的农艺性状及产量、淀粉含量。结果表明:(1)与CK相比,–N、–K均显著降低木薯的株高,–N、–P和–K显著降低木薯的茎径,–K显著降低叶片SPAD值;主体间效应检验表明,品种和施肥对各农艺性状均有显著影响,但二者的交互作用影响不显著。(2)与CK相比,–N显著提高2021年的鲜薯淀粉含量;–K显著降低鲜薯淀粉含量,3年平均降幅为14.2%。(3)–N、–P、–K较CK均显著降低鲜薯产量、淀粉产量、单株结薯数和单条薯重,各养分亏缺处理鲜薯产量的3年平均降幅均大于40.0%,各养分亏缺处理间的产量效应差异不显著;–K淀粉产量的3年平均降幅为53.3%,降幅显著高于–N、–P。(4)相关性分析结果表明,鲜薯产量、淀粉产量均与单株结薯数呈极显著正相关,与单条薯重呈显著正相关。综合分析结果显示,氮、磷、钾亏缺均显著抑制木薯生长,连作前期氮是木薯产量的首要限制因素,钾其次,磷效应不明显,随连作年限延长,钾、磷效应逐渐显著,氮、钾上升为最主要的限制因素,而后,氮、磷、钾肥间的鲜薯产量效应无显著差异,三者均同等重要。

矮壮素浸种对木薯苗期生长的影响

为改进木薯种茎的矮壮素浸种技术,设置不浸种、不同浓度矮壮素(0、50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L)浸种、不同浸种时长(6 h、12 h),研究其对袋栽木薯幼苗根、茎、叶的生长及土壤酶活性的影响。结果表明,与不浸种比较,100~200 mg/L浸种6 h和12 h显著增粗茎径;200 mg/L浸种6 h、50 mg/L浸种12 h均显著提高总根长,并增粗细根根径。其中,总根长增幅分别达22.69%~31.33%、27.38%~36.86%,细根根径增幅分别达10.53%~20.29%、17.11%~20.29%;100~200 mg/L浸种6 h和50~100 mg/L浸种12 h显著提高茎叶干重和膨大根干重;50~200 mg/L浸种6 h显著提高细根干重32.77%~76.76%,50~100 mg/L浸种12 h显著提高细根干重25.54%~71.83%;100~200 mg/L浸种6 h和50~100 mg/L浸种12 h显著提高薯干淀粉含量;100~200 mg/L浸种6 h和50~100 mg/L浸种12 h有效提高土壤脲酶活性,100~200 mg/L浸种6 h和12 h均提高土壤酸性磷酸酶活性。50~200 mg/L矮壮素溶液浸泡木薯种茎6 h,能较好促进木薯苗的根、茎、叶生长,并提高土壤的脲酶和酸性磷酸酶活性。

摘叶对不同株型木薯品种源、库器官特征的影响

为明确摘叶对不同株型木薯品种源、库器官特征的影响,以紧凑型品种‘华南205’‘、桂热4号’和伞型品种‘华南12号’、‘华南15号’为试验材料,设计4个摘叶处理和不摘叶处理,研究木薯植株形态、干物质生产、氮素积累量和叶片营养物质的差异。结果表明,随着源叶数的减少,单株块根产量、成熟期植株的干物质量和氮素积累量随之降低。植株保留的源叶数越少,摘叶比越大,库/源比越小,株高变矮,茎秆和薯粗变细,薯长变短。随着源叶数的增多,叶片可溶性总糖含量随之呈增加的趋势,叶片蔗糖和总淀粉含量随之呈先增后降的趋势。随着摘叶时间的递进,叶片可溶性总糖和总淀粉含量随之增加,而蔗糖含量随之下降。紧凑型品种叶片可溶性总糖、蔗糖和总淀粉含量均高于伞型品种。研究发现,木薯植株保留的源叶数过少,摘叶比大,植株干物质量和氮素积累量降低,植株和块根的生长受限,块根产量下降。研究以期为高纬度区域木薯高产栽培提供理论支撑。

生根粉浸种对木薯生长与产量的影响

为探索木薯的抗逆增产技术,设置5个生根粉浸种浓度(0、10.0、20.0、40.0、60.0 mg·L^(-1))、2个浸种时间(6、12 h)、以不浸种处理为对照(CK),研究其对木薯农艺性状、薯块产量与品质的影响。结果表明:与不浸种比较,20.0、60.0 mg·L^(-1)浸种6 h和20.0~60.0 mg·L^(-1)浸种12 h显著增粗茎径,20.0 mg·L^(-1)浸种6 h显著提高薯长和薯径,0、10.0、60.0 mg·L^(-1)浸种12 h显著增长薯长,0、40.0、60.0 mg·L^(-1)浸种6 h及40.0、60.0 mg·L^(-1)浸种12 h显著增粗薯径,20.0 mg·L^(-1)浸种6 h鲜薯产量显著增加42.3%、淀粉产量显著提高49.9%、收获指数显著提高10.5%。综上,推荐20.0 mg·L^(-1)生根粉溶液浸泡木薯种茎6 h的增产技术。

木薯柱花草间种体系固氮机制和生产效益分析

柱花草是重要的间种植物,但其与木薯间种体系中的固氮机制尚不清楚。本研究采用柱花草与木薯间种体系,分析柱花草生长期的农艺性状和不同组织氮含量的动态变化规律,结果表明:柱花草氮同位素值平均1.87‰,茎平均1.03‰,叶平均2.41‰,不同组织氮同位素呈现不同的变化趋势。前期柱花草氮素来源于土壤无机氮,中期无机氮和固氮都有贡献,后期柱花草急速生长阶段,固氮菌数量虽然增加,但其贡献逐渐减低,柱花草氮素主要来源转向土壤无机氮。此外,木薯间种柱花草较木薯单种增产鲜薯21.21%;间种与木薯单种、柱花草单种相比分别增加收入1361.09元/亩、1159.21元/亩,柱花草与木薯间种体系可有效提高氮源利用率和经济效益。

不同木薯品种对朱砂叶螨的抗性及生理基础研究

【目的】探究不同木薯品种对朱砂叶螨的抗性及其生理基础,为抗朱砂叶螨木薯品种的选育及应用推广提供参考。【方法】试验在木薯朱砂叶螨高发区进行,以6个木薯品种(桂热4号、华南205、桂垦26、华南124、南植199和西选09)为试验材料,试验期间朱砂叶螨自然危害。在朱砂叶螨危害高峰期过后,对不同木薯品种进行螨害情况调查和鉴定,计算叶片受害率、叶片脱落率和螨害指数;同时采集螨害叶片与健康叶片测定可溶性糖、可溶性蛋白、总酚、黄酮和单宁含量及过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,比较分析不同木薯品种螨害情况与上述指标变化的关系。【结果】不同木薯品种对朱砂叶螨的抗性有明显差异,螨害指数为61.86%~91.34%,6个品种螨害指数排序为南植199>华南205>桂热4号(S)>华南124>桂垦26>西选09;南植199和华南205对朱砂叶满的抗性表现为高感,桂热4号、华南124和桂垦26号表现为感,西选09表现为中抗。西选09受螨害最轻,其叶片可溶性糖含量最低,总酚、黄酮和单宁含量及POD、CAT活性最高;南植199受螨害最重,其叶片可溶性糖含量最高,总酚、黄酮和单宁含量及POD、CAT活性最低,2个品种上述指示的差异均达极显著水平(P<0.01)。【结论】不同木薯品种对朱砂叶螨的抗性不同;叶片可溶性糖、总酚、黄酮和单宁含量及POD、CAT活性与木薯抗朱砂叶螨密切相关,可作为木薯抗朱砂叶螨评价的生理指标。

转录组和代谢组联合分析阐释木薯叶片花青素合成机制

木薯是世界上第六大粮食作物,其块根富含淀粉但缺乏蛋白质、花青素、胡萝卜素等营养物质。为了探索木薯花青素生物合成机制,本研究选取了两种不同颜色木薯种质资源叶片(FL与PL)为材料,进行转录组和花青素靶向代谢组及其联合分析。转录组分析结果显示在FL和PL中6864个差异表达基因,其中包含4112个上调表达和2752个下调表达。代谢组分析结果显示26种显著差异代谢物在PL中显著高于FL,其中21种属于花青素类。联合分析结果显示,其中7个差异表达的基因与花青素生物合成相关,且花青素含量与差异基因的表达呈正相关,尤其是MeANS1的表达差异最大。本研究结果为阐明木薯花青素的生物合成机制提供了候选基因,同时也为提高木薯花青素含量奠定科学基础。

矮壮素浸种对木薯生长与产量的影响

为优化木薯的矮壮素浸种增产技术,研究不同浓度的矮壮素溶液浸种6h和12h对木薯农艺性状、薯块产量与品质的影响。结果表明,与不浸种比较,200.00mg/L、300.00mg/L矮壮素浸种6h和100.00mg/L矮壮素浸种12h可显著矮化株高,0.00~100.00mg/L矮壮素浸种6h可显著增长薯长,300.00mg/L矮壮素浸种6h和200.00mg/L矮壮素浸种12h可显著增粗薯径;200.00mg/L矮壮素浸种6h可显著提高薯干可溶性糖含量,200.0mg/L、300.00mg/L矮壮素浸种6h可显著提高薯干淀粉含量。最优处理是300.00mg/L矮壮素浸种6h,可显著提高鲜薯产量41.7%、淀粉产量64.6%、收获指数10.5%;次优处理是100.00~200.00mg/L矮壮素浸种6h、12h,可显著增产鲜薯和淀粉并显著或明显提高收获指数。综合分析,推荐100.00~300.00mg/L矮壮素溶液浸种6h作为鲜薯和淀粉增产技术。

9个不同使用类型木薯品系在合浦县的适应性研究

为筛选适宜在合浦县推广的木薯品系,本研究以主栽品种‘南植199’为对照,对9个木薯新品系的生物学特性进行了观察,并测定其农艺性状和经济性状,同时进行相关性分析。结果表明,9个品系分枝角度小、块根长度适中和主茎高度中等以上;‘RC4’的块根产量显著高于对照,其余8个品系与对照差异不显著;‘RC4’等8个品系的淀粉产量高于对照;9个品系的淀粉含量高于对照,其中‘RC3’等5个品系的淀粉含量显著或极显著高于对照;9个木薯品系的直链淀粉含量显著或极显著低于对照‘;RC6’等6个品系的氢氰酸含量低于50 mg/kg。相关性分析结果表明:块根产量与生长中期株高、成熟期株高、块根直径呈极显著正相关,与茎粗呈显著正相关;淀粉含量与生长中期株高、成熟期株高、茎粗呈显著正相关;淀粉产量与生长中期株高、成熟期株高、茎粗、块根直径、块根产量呈极显著正相关,与淀粉含量呈显著正相关。综合来看,这9个木薯新品系的综合表现良好,适合在合浦县进行推广。其中‘,RC3’、‘RC4’和‘RC7’可作为加工型品系;‘RC5’和‘RC10’可作为食用品系;‘RC2’、‘RC6’、‘RC11’和‘RC12’可作为鲜食加工兼用品系;‘RC2’和‘RC5’作为食用品系具有很好的推广前景。

桂北地区木薯套种玉米与辣椒高效栽培技术

木薯套种栽培不仅可以充分利用土地,增加土壤覆盖度,减少地面水分蒸发,同时还可以改善田间气候环境,有效利用光、热、水、气资源,提高单位土地面积的经济效益,是未来木薯产业发展的主要出路之一。为此,介绍了桂北地区木薯套种玉米与辣椒高效栽培技术,包括品种选择、种植前准备、种植时间、种植方法、田间管理、收获等方面内容,旨在为提高桂北地区木薯种植经济效益提供参考。

发酵木薯渣对湖羊生长性能、血清生化指标及经济效益的影响

试验旨在探究在饲料中添加不同含量的发酵木薯渣对湖羊生长性能、血清生化指标及经济效益的影响。选择断奶湖羊48只,随机分成4组,每组12个重复,每个重复1只羊。各组湖羊分别饲喂添加0(对照组)、10%、20%和30%发酵木薯渣的饲粮。预试期7 d,正式试验期60 d。结果显示:与对照组相比,20%发酵木薯渣组湖羊的末重、总增重、平均日增重显著增加(P<0.05),料重比显著降低(P<0.05);血清中总蛋白、白蛋白含量显著升高(P<0.05),尿素氮含量显著降低(P<0.05);10%、20%发酵木薯渣组谷草转氨酶活性显著降低(P<0.05);10%、30%发酵木薯渣组肌酐含量显著升高(P<0.05);20%、30%发酵木薯渣组尿酸含量显著升高(P<0.05)。与对照组相比,各发酵木薯渣组湖羊的增重收入分别增加了10.68%、23.76%、16.57%,养殖利润分别增加了10.36%、36.92%、14.99%。研究表明,饲粮中添加20%的发酵木薯渣可以改善湖羊的生产性能,养殖经济效益较好。

266份木薯种质资源农艺性状分析评价

以木薯种质资源为对象,对其8个主要农艺性状数据进行统计学分析。结果表明:8个农艺性状数据呈正态分布,变异系数范围为7.2%~46.9%,其中淀粉产量的变异系数达46.9%,薯干率的变异系数最小,为7.2%。相关分析结果表明,不同性状之间存在一定的显著正相关,其中单株鲜薯质量与茎径呈极显著正相关。进一步利用主成分分析方法将8个农艺性状简化为3个主成分,发现2年的累计贡献率分别达92.55%、93.67%。第一主成分是单株鲜薯质量、鲜薯产量、淀粉产量、薯干产量,第二主成分是淀粉含量和薯干率。通过聚类分析表明,在欧式距离为6.0处,可将各年份的资源分为4个类群,其中第Ⅱ类群(单株鲜薯质量、鲜薯产量、淀粉产量、薯干产量)表现优异,可优先作为高产优质木薯新品种选育的亲本材料。

CRISPR/Cas9编辑MeHNL基因创制低生氰糖苷木薯

【目的】木薯(Manihot esculenta Crantz)中含有潜在毒性的生氰糖苷,其食用安全性受到影响且导致加工成本增加。因此,利用生物技术开展低生氰糖苷木薯的培育具有重要意义。【方法】利用CRISPR/Cas9技术对木薯醇氰酶基因MeHNL进行了编辑。该基因编码催化生氰糖苷分解的α-羟基腈裂解酶,编辑靶点位于第1个外显子上,通过农杆菌介导的稳定转化获得了27株阳性植株。【结果】测序分析显示,其中26个株系被编辑,编辑效率高达96.3%。编辑类型主要包括碱基的插入和缺失,少数为碱基替换和大片段缺失。氰化物检测试剂盒染色和HPLC测定分析表明,编辑株系中的氢氰酸和生氰糖苷含量均显著降低。与非编辑植株相比,编辑植株的叶片细长,暗示了MeHNL可能对木薯的生长发育产生影响。【结论】利用CRISPR/Cas9技术获得了低氰化物的木薯种质,为开展生氰糖苷代谢影响木薯生长发育的研究提供了材料。

不同腌制工艺对木薯嫩梢加工品质的影响

本研究以木薯嫩梢(Cassava tender shoots,CTS)为对象,利用感官评价法、营养质量指数法(Index of nutritional quality,INQ)和主成分分析法(Principal component analysis,PCA),探究了传统泡菜、芽菜、酱菜、橄榄菜、烫泡菜和盐渍菜等制作工艺对CTS腌制菜基本化学和元素组成、抗营养因子和亚硝酸盐含量的差异,以筛选出CTS适合的腌制菜工艺。结果表明:腌制的不同工艺条件显著影响CTS腌制菜品质。其中,CTS芽菜蛋白质含量最高,为35.29 g/100 g;CTS盐渍菜大部分化学组成含量较低;CTS腌制菜所含的矿物质皆不同程度降低,其中CTS芽菜工艺减少最多(Mn、Zn、K和Mg含量分别减少71.91%、70.72%、59.20%和60.84%)。各CTS腌制菜氰化物含量在32.62~82.41 mg/kg;单宁含量较低,含量在1.07~2.33 g单宁酸/100 g;亚硝酸盐含量远低于国家标准,含量在0.37~1.02 mg/kg。感官评价表明,CTS泡菜具有较好鲜味、质感和品相等,大众认可度高;INQ评价结果显示CTS盐渍菜、CTS泡菜和CTS烫泡菜的营养价值较高;PCA发现前3个主成分的累计贡献率为83.949%,PCA综合得分结果显示,CTS泡菜、CTS橄榄菜和CTS烫泡菜综合分值较高。最后,综合感官评价、INQ评价和PCA分析评价结果,得出CTS腌制的最佳工艺为CTS泡菜制作工艺,其次是CTS烫泡菜和CTS盐渍菜制作工艺。