基因沉默番木瓜环斑病毒复制酶基因(PRSV-Nib)获得抗病毒病番木瓜的研究

番木瓜是重要的热带经济水果。番木瓜环斑病毒(Papaya ringspot virus,PRSV)是番木瓜的重要病毒病,经常导致严重的产量损失和质量恶化。自从1998年第一例转基因番木瓜问世以来,使得基于“致病菌衍生的抗病性(pathogen-derived resistance,PDR)”的抗病育种策略获得成功广泛应用。然而依赖于序列同源性的抗病性与病毒突变导致多样性增加之间的矛盾成为番木瓜育种科学家的新挑战。本研究拟采用RNAi策略针对复制酶(nuclear inclusion b.Nib)获得广谱抗PRSV番木瓜新种质。通过团队已建立的胚性愈伤诱导-农杆菌介导转化-再生苗诱导的番木瓜遗传转化体系,共获得经过抗性筛选的再生苗52株,通过特异性PCR进行筛选共计获得24株转基因阳性植株。通过对T0代田间自然发病试验中,转基因番木瓜株系抗病性明显高于非转基因对照,其中NibB5-2田间抗病性最优。通过hiTAIL-PCR方法确定NibB5-2插入位点位于第2号染色体supercontig_30的1976766的位置。T1代接种试验中,无病毒积累且无发病症状,初步确认具有良好的病毒抗性,为番木瓜抗病育种提供新思路。

番木瓜环斑病毒甜瓜分离物的基因组及其侵染性克隆

番木瓜环斑病毒(papaya ringspot virus,PRSV)是瓜类作物主要病毒之一,分析了甜瓜分离物HaNHK10的基因组序列和分子变异,构建了具有侵染性的全长cDNA克隆。结果显示,HaNHK10分离物基因组全长为10332 nt,与其他分离物的核苷酸和氨基酸序列一致性分别为74.60%~97.80%和85.30%~98.50%。基于全基因组序列的系统进化分析显示,HaNHK10与来自中国的所有分离物均聚集于II组中,并与中国山东的西葫芦分离物PRSV-SD亲缘关系最近。接种试验显示,HaNHK10分离物的全长cDNA克隆具有侵染性,它能系统侵染甜瓜、黄瓜、西瓜、南瓜、西葫芦和瓠瓜6种作物,经接种产生的病毒后代也能够通过摩擦接种侵染植株。

我国番木瓜种质资源保护及利用研究进展

阐述了我国目前加工型、鲜食型番木瓜品种的收集及选育应用情况,种子及种质圃、超低温、组织培养等番木瓜种质保存技术研究进展,传统杂交选育、引种驯化、诱变育种、细胞工程育种、基因工程育种、分子标记辅助育种等番木瓜育种技术研究进展。提出了超干贮存可作为番木瓜种子保存技术的一个研究方向,传统杂交育种可与多倍体育种及太空育种、分子模块设计育种等育种新技术相结合。

番木瓜—芥菜轮作栽培经济效益及技术要点

为了解番木瓜连作及番木瓜分别与芥菜、甜玉米轮作模式下,番木瓜环斑花叶病的发病率及作物产量和经济效益情况,在广西横州市横州镇大和村开展调查。调查结果显示:番木瓜连作模式下,番木瓜环斑花叶病的发病率为70.7%,病情分级为5级,年平均收益为3837.5元/667 m^(2);番木瓜—甜玉米轮作栽培模式下,番木瓜环斑花叶病的发病率为17.7%,病情分级为1级,年平均收益为4582.5元/667 m^(2);番木瓜—芥菜轮作模式下,番木瓜环斑花叶病发病率为14.6%,比连作模式发病率减少56.1%,病情分级为1级,年平均收益为8625元/667 m^(2),比连作模式增收124.8%,比番木瓜—甜玉米轮作模式增收88.2%。同时总结番木瓜—芥菜轮作模式的栽培技术要点,为进一步推广提供参考依据。

数字PCR和荧光定量PCR检测转基因番木瓜中外源基因拷贝数方法的建立及其应用

传统的检测转基因植物中外源基因拷贝数的方法是Southern杂交,该方法成本高、周期长,难以满足高通量检测外源基因拷贝数的育种需求,因此,本研究旨在建立快速且高通量检测转基因番木瓜中外源基因拷贝数的方法。本研究从番木瓜基因组中筛选出2个单拷贝基因Cpa03g018830和Cpa03g018770,以已知外源基因为单拷贝整合的转基因番木瓜为参照,利用数字PCR鉴定其拷贝数,进一步以其为内参基因,以番木瓜转基因育种常用的筛选标记基因NPTⅡ为外源目的基因,建立利用数字PCR和荧光定量PCR技术检测转基因番木瓜中外源基因拷贝数的方法。结果表明:Cpa03g018830和Cpa03g018770均为单拷贝基因;建立的数字PCR方法对转基因番木瓜中的外源基因拷贝数的检测准确可靠,而荧光定量PCR对转基因番木瓜中外源基因单低拷贝整合的检测准确度较高,对外源基因多拷贝整合的检测准确度则较低,因此,荧光定量PCR适合用来在大量转基因植株中初筛出单低拷贝整合的植株。本研究鉴定的单拷贝基因Cpa03g018830和Cpa03g018770可作为转基因番木瓜中外源基因拷贝数检测的内参基因,且建立的利用数字PCR和荧光定量PCR技术检测转基因番木瓜中外源基因拷贝数的方法,操作简单,速度快,适合批量检测,可为番木瓜转基因抗病育种中单低拷贝株系的选育提供新的方法。

单一及混合乳酸菌发酵对番木瓜汁品质的影响

目的:探讨植物乳杆菌Lactobacillus plantarum(Lp)、鼠李糖杆菌Lactobacillus rhamnosus(Lr)、嗜酸乳杆菌Lactobacillus acidophilus(La)及两两混合菌(Lp+Lr、Lp+La、Lr+La)对番木瓜汁发酵后植物化学、微生物学、风味特性和功能特性的影响,并开发出一种具有改善功能和促进健康特性的番木瓜益生菌发酵饮料。方法:通过测定发酵过程中pH值、可溶性固形物、可滴定酸、活菌数、葡萄糖、果糖、蔗糖、有机酸和挥发性化合物的变化,考察各菌发酵过程中总酚、总黄酮含量和抗α-葡萄糖苷酶、抗酪氨酸酶的能力。结果:在72 h的发酵过程中,单一菌株培养和混合菌株培养的变化相似,pH值显著降低,酸度显著提高;乳酸和琥珀酸含量均显著提高,柠檬酸和苹果酸含量显著降低。发酵后,木瓜汁中总酚类物质和总黄酮含量均有所增加。Pearson相关分析表明,酚类物质的代谢可能有助于增强α-葡萄糖苷酶和酪氨酸酶的抑制作用。所有发酵组中,由植物乳杆菌单菌发酵的番木瓜汁乳酸、总酚、总黄酮含量最高,对α-葡萄糖苷酶和酪氨酸酶的抑制作用最强。未经发酵的番木瓜原汁中主要检出6种挥发性化合物,丁酸含量最大为89.742%,其次为芳樟醇。发酵后,从6组发酵果汁中共鉴定出25种主要挥发性成分,其中丁酸含量显著降低,减少了番木瓜不愉快气味的产生。所有发酵中,Lp单菌产生的挥发性成分最多(18种),混合菌Lp+Lr的较少(5种)。虽然混合菌Lp+Lr存在的活菌数最多[7.61 lg(CFU/mL)],但总体看来,单一菌种Lp可能更可取。结论:单菌种植物乳杆菌发酵可以改善番木瓜汁的感官特性,并增强其潜在的功能特性。

小果型非转基因番木瓜新品种黄花佑的选育

黄花佑番木瓜是以泰国红为母本、GZ201301301为父本杂交育成的鲜食番木瓜新品种。该品种植株生长旺盛,结果性状优良,受高温影响小,间断结果现象轻,连续坐果率94.3%,平均单株商品果为71.8个,平均单果质量为790.3 g,果实呈梨形,整齐度高,商品性状优良,平均纵径17.3 cm,横径10.3 cm。果实果皮光滑,果肉较厚呈橙红色,口感柔嫩多汁、无渣,风味清香。可溶性固形物含量(w,后同)为13.5%,还原糖含量为10.5 g·100 g^(-1),总糖含量为12.8 g·100 g^(-1),总酸含量为0.16 g·100 g^(-1),维生素C含量为84.7 mg·100 g^(-1),粗纤维含量为0.5 g·100 g^(-1)。在珠三角地区,组培苗春季定植至始花时间约59 d,定植至始采收时间约177 d,丰产性强,当年平均株产量约56.8 kg,每666.7 m2产量为6816 kg。果实在常温条件下保鲜贮藏期为7 d。适应性较强,适宜在我国番木瓜产区种植。感环斑花叶病毒病和畸叶病毒病,建议采用轮作方式种植,重点防控病毒病。

菜用型和果用型番木瓜表型性状表达差异性分析

为了给番木瓜品种DUS(特异性、一致性和稳定性)测试操作手册制订和测试指南修订提供依据,以为开展不同类型番木瓜种质创制及评价打下基础,对3个菜用型和3个果用型番木瓜品种的49个表型性状进行观测分析,比较菜用型和果用型番木瓜,及同类型不同品种间表型性状表达差异性。结果表明,菜用型和果用型番木瓜在果实纵径、果实形状、单果质量等24个性状上存在明显差异,且明显差异性状主要集中在果实完熟期,其中果实形状、单果质量、果实中部空腔形状等17个性状达到极明显差异。菜用型和果用型番木瓜品种间均在叶柄花青甙显色强度、花冠长度、果实纵径等14个性状上存在明显差异,可将其确定为菜用型和果用型番木瓜差异化表达的表型性状,并作为区分两者的主要性状。菜用型番木瓜品种间均在植株始花高度、株高、叶柄长度等4个性状上存在明显差异,可将其作为区分菜用型番木瓜品种的主要性状。这些差异性状可为修订番木瓜DUS测试指南提供参考。

水肥耦合对香蕉和番木瓜幼苗生长的影响

分析不同氮、磷、钾含量配比与基质相对含水率的耦合对香蕉和番木瓜幼苗生长的影响,为节约型精准化苗木培育提供理论依据。以‘巴西蕉’和‘紫晖’番木瓜假植苗为材料,采用双因素随机区组设计4个水平氮、磷、钾含量配比和3个水平基质相对含水率的交互组合,共12个处理(T1~T12),以传统水肥处理为对照(CK),测定不同处理的香蕉和番木瓜幼苗株高、茎粗、叶片数、叶片SPAD值、叶面积、地上部干重及根系总长度、表面积、平均直径、根尖数等生长形态指标,并对地上部生长指标进行PCA综合评价。在香蕉幼苗试验中,T6处理对株高、叶面积、地上部干重及根系总长度、表面积、平均直径影响最大,T1处理的茎粗最大,T1、T5和T6处理叶片数最多,均为7.60片,T5处理的叶片SPAD值最高,T7处理的根尖数最多,地上部生长指标PCA综合评价得分为T6>T5>T1>T2>T10>T3>T9>T7>T11>T12>T4>T8>CK。在番木瓜幼苗试验中,T10处理对株高、叶面积、叶片数、地上部干重影响最明显,T9处理的叶片数、地上部干重与T10处理一致,并显著增加根系总长度、表面积、根尖数,T11处理的叶片SPAD值最高,T2处理的根系平均直径最大,地上部生长指标PCA综合评价得分为T10>T9>T1>T11>T6>T3>T2>T5>T7>CK>T12>T8>T4。培育香蕉和番木瓜幼苗的最佳氮、磷、钾含量配比均为20:10:20,最佳基质相对含水率分别为80%和70%。

非转基因番木瓜新品种比较试验

本研究旨在筛选到综合农艺性状优良,适宜在广东及相近气候产区大面积推广的非转基因番木瓜新品种。以非转基因番木瓜新品种‘紫晖’、‘黄花佑’、‘贮丰’和‘泰国红’为对象,调查其两性株组培苗种植后的物候期、植株生长势、结果特性、果实商品性、果实品质、丰产性及抗性表现,并进行比较分析。参试品种生长势旺盛,综合农艺性状在各试点表现稳定,其中‘紫晖’与‘黄花佑’番木瓜具有结果部位低、花序主轴长度中等、节位坐果率高、丰产稳产、果实一致性好、果面光滑、色泽度好等优点;‘贮丰’具有可溶性固形物含量高、丰产稳产、耐贮藏等优点;‘紫晖’‘、黄花佑’和‘贮丰’3个品种品质均表现优良‘。黄花佑’与‘贮丰’番木瓜适宜鲜食‘,紫晖’既可以作鲜食也可以作加工型非转基因优质高产型新品种,以上3个品种均适宜在广东及相近气候产区推广种植。

‘黄花佑’和‘金锤’番木瓜贮藏期品质、贮藏特性及转录组分析

明确不同品系番木瓜果实硬度差异的原因,为番木瓜采后品质调控、贮藏和保鲜提供新思路。以同一遗传背景下的番木瓜优系‘黄花佑’和‘金锤’果实为材料,分别对两者在贮藏期的品质、贮藏特性和转录组测序数据进行观察、统计和分析。结果显示:‘黄花佑’失水率高于‘金锤’,出现皱皮、果肉细胞膨大的时间也比‘金锤’早。‘金锤’果实在采后贮藏12 d内硬度明显高于‘黄花佑’。‘黄花佑’和‘金锤’的可溶性固形物分别在贮藏的第7天和10~12 d达到峰值,都有较好的品质。转录组分析结果显示:‘黄花佑’和‘金锤’采后贮藏期间的差异表达基因在乙烯途径上明显富集,‘黄花佑’中乙烯的合成及信号启动早于‘金锤’。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果与转录组结果一致。乙烯含量检测结果也与差异基因表达、果实硬度变化和可食用时间一致,乙烯利处理可使‘金锤’果实正常软化。‘黄花佑’和‘金锤’两个番木瓜优系都有较好的果实品质,两者的果实硬度差异与乙烯信号途径密切相关。‘黄花佑’在贮藏一周内销售完为宜,‘金锤’果实硬度高,适合长距离运输,有更好的应用潜力。

高效氯氟氰菊酯在番木瓜中的残留行为及膳食风险评估

明确高效氯氟氰菊酯在番木瓜上施用后的残留降解情况及可能产生的膳食暴露风险,为制定高效氯氟氰菊酯在番木瓜上的最大残留限量及其科学使用提供依据。本研究通过开展规范的田间残留试验,检测了番木瓜中高效氯氟氰菊酯的残留量,评估了高效氯氟氰菊酯对我国各消费人群的长期和短期膳食摄入风险。研究结果表明,在番木瓜中分别添加0.02、0.05、0.1 mg/kg 3个浓度水平的高效氯氟氰菊酯,其平均回收率为98.64%~101.05%,相对标准偏差为2.51%~9.63%。25 g/L高效氯氟氰菊酯乳油以6.25 mg a.i./kg的剂量在番木瓜上喷雾施用1次,施药后21、28 d,在番木瓜中高效氯氟氰菊酯的最终残留量分别为7.31、4.13μg/kg。基于国际和我国膳食消费数据的长期膳食摄入风险评估结果表明,高效氯氟氰菊酯在不同人群中的慢性风险商分别为0.0003%~0.0211%和60.25%;短期膳食暴露风险评估结果表明,高效氯氟氰菊酯在不同人群中的急性风险商为1.14%~4.50%。综上,在番木瓜上使用25 g/L高效氯氟氰菊酯乳油,不会对我国不同年龄段消费者的健康产生不可接受的风险。

番木瓜试管苗生根的研究进展

试管苗诱导生根培养是番木瓜组织培养的关键技术。不定根的数量和质量是试管苗成功驯化的关键性因素。通过查阅文献,总结了国内外近几十年来番木瓜组织培养中不定根诱导的研究进展,主要从品种差异、外植体来源、培养基、植物生长调节物质、培养程序等方面进行综述,并对其进一步的研究方向进行展望,旨在为番木瓜组培生根技术的深入研究提供一些策略和思路。

广西:横州番木瓜产业综合产值超13亿元

本刊讯据南宁日报(郭少东等)消息,近年来,广西横州市不断做大做强木瓜(指番木瓜——编者)产业。截至2023年底,横州市木瓜种植面积达3333 hm^(2),年产量超37万t,综合产值超13亿元,成为广西木瓜主要生产基地之一,直接带动当地农户就业3万人。横州市为了大力扶持培育木瓜产业,一是扩大种植规模。以“党组织+合作社+基地+公司+农户”联农合作方式,推动食品公司与农户签订木瓜干丝购销协议,推广规模化、标准化立体种植,实行保底收购“上保险”模式,引导公司与种植户签订保底收购合同,扩大种植规模,形成8个种植区域。

台湾番木瓜品种在梅州地区引种栽培及适应性比较

对引进的日升、台农5号、台农6号、农友1号4个台湾番木瓜品种在梅州地区进行试栽,并进行植物学性状、农艺性状、果实品质和抗病性等综合比较试验。结果表明,日升、台农5号品种具有高产、稳产、优质、抗病等优点,适合在梅州地区推广种植。台农6号产量偏低果实品质一般,农友1号品种极易感染病害,不适合在梅州地区推广种植。

番木瓜TCP转录因子鉴定及在果实成熟中的表达

TCP蛋白是植物特有的转录因子,在植物生长发育、信号转导以及逆境响应等方面发挥着重要作用。该研究利用生物信息学方法对番木瓜TCP基因家族成员进行系统鉴定,并对其进化关系、保守基序、保守结构域、基因结构、蛋白三级结构和其在果实成熟中表达模式进行了相关分析。结果表明,番木瓜TCP基因家族中含有22个成员;TCP基因家族成员可分为2大类:ClassⅠ和ClassⅡ,其中ClassⅡ可细分为CYC/TB1和CIN两个亚类;同一亚组内,TCP蛋白具有相似的保守基序和保守结构域,不同亚组之间具有较大差异,表明不同类型TCP蛋白可能具有独特的生理功能;22个家族成员均有bHLH(basic-helix-loop-helix)保守区,且其基因结构由1~7个外显子和1~6个内含子构成;ClassⅡ亚族基因表达量随着果实的成熟显著下调,推测ClassⅡ亚族成员能够抑制果实成熟。这些结果有助于今后揭示番木瓜TCP基因家族成员的功能。

番木瓜米酒酿造工艺

番木瓜又名为乳瓜、石瓜、万寿果、木冬瓜、木瓜,是番木瓜科番木瓜属的多年生热带水果。番木瓜营养丰富,含多种酶元素如木瓜蛋白酶、木瓜凝乳蛋白酶、过氧化氢酶,含多种有机酸和番木瓜碱、黄酮类等,含多种维生素、微量元素、氨基酸及矿物质等,深受广大消费者喜爱。中医认为,番木瓜味甘、性平、无毒,具有润肺、治喉炎、便秘及支气管炎等功效。

以色列:探究番木瓜分子用于治疗儿童囊性纤维化

以色列生物技术初创公司ODE Pharma的研究人员在番木瓜中发现了一种分子,并探索该分子用于治疗儿童囊性纤维化(CF)的治疗潜能。囊性纤维化是一种遗传性疾病,主要影响肺部和消化道,其特点是分泌过多的黏液和滋生细菌,导致肺部和肠道的感染和炎症。此前两位著名的以色列生物化学家(生物化学家Shmuel Ben-Sasson和诺贝尔奖获得者Aaron Ciechanover)提出了关于番木瓜分子具有抗细胞衰老的潜力,该公司基于该研究开发了一种疗法,用于帮助儿童囊性纤维化患者。

番木瓜均质胚性细胞悬浮系的建立和高效植株再生

【目的】提高番木瓜体细胞胚发生的同步性及其植株再生率,为番木瓜大量快繁、细胞工程和分子育种技术研发提供技术基础。【方法】以紫晖110~120 d果实的未成熟合子胚为外植体,经胚性愈伤组织诱导、液体悬浮培养和体细胞胚发生过程,建立均质胚性细胞悬浮系和高效植株再生技术体系,重点比较了不同质量浓度2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-Dichlorophenoxyacetic acid,2,4-D)对胚性愈伤组织诱导、不同质量浓度6-苄基氨基嘌呤(6-Benzylaminopurine,6-BA)+萘乙酸(1-naphthlcetic acid,NAA)组合和活性炭(activated carbon,AC)对子叶期体细胞胚萌发与生根的影响。【结果】4 mg·L^(-1)2,4-D可诱导62.86%未成熟合子胚形成胚性愈伤组织。经5个继代周期的筛选培养,可建立由单细胞和小细胞团组成的均质胚性细胞悬浮系。采用液体培养方式能诱导大量球形胚的形成,被转移至含5 g·L^(-1)AC的半固定培养基成熟培养30 d后,可获得大量子叶期体细胞胚。在含0.4 mg·L^(-1)6-BA+0.02 mg·L^(-1)NAA的萌发培养基中体细胞胚萌发率为97.58%,胚根端愈伤化比率为95.48%,补充5 g·L^(-1)AC后可获得92.62%体细胞胚同步萌发和生根,并显著降低愈伤化比率至33.10%;在不添加任何植物生长调节剂、仅含5 g·L^(-1)AC的成熟培养基中,体细胞胚同步萌发和生根率为88.33%,愈伤化比率降低至11.67%。正常萌发生根的体细胞胚在含0.1 mg·L^(-1)6-BA+2 mg·L^(-1)吲哚丁酸(3-Indolebutyric acid,IBA)+10 g·L^(-1)AC的再生培养基中可获得81.36%的植株再生率。【结论】以紫晖110~120 d未成熟合子胚为外植体,最佳的胚性愈伤组织诱导培养基为1/2 MS培养基+4 mg·L^(-1)2,4-D+400 mg·L^(-1)谷氨酰胺+60 g·L^(-1)蔗糖。最优体细胞胚发生方案为胚性细胞悬浮系(embryogenic cell system,ECS)经液体培养方式诱导球形胚形成,在含1/2 MS盐+MS维生素+50 mg·L^(-1)肌醇+400 mg·L^(-1)谷氨酰胺+30 g·L^(-1)蔗糖+5 g·L^(-1)AC的培养基中促进体细胞胚的成熟及后续的同步萌发和生根,可有效缓解胚根端愈伤化现象。

番木瓜研究进展

番木瓜含丰富的营养成分和生物活性物质,具有较高的食用价值与药用价值,其产业发展前景十分广阔。番木瓜研究集中于种质资源、育种、栽培管理、贮藏保鲜等方面。目前,在种质资源方面建立了种质资源圃转基因快速检测体系;在育种方面选育出了穗中红、红妃、台农2号等优良品种,建立了“两步法”胚性愈伤诱导体系;在栽培管理方面,以黄沙为基质在温室中开展肥水一体化栽培,为“南果北种”提供了技术指导;在贮藏保鲜方面确立了果实成熟阶段,筛选出CpACO4、CpPDS、CpXTH30、CpXTH31果实成熟差异表达候选基因。结合番木瓜研究现状,我们提出将番木瓜表型性状多样性分析及遗传基础解析、现代育种技术推广应用、关键病害防控技术及推广应用等作为未来重点研究方向,为番木瓜的深入研究与开发应用提供参考。