转录组和蛋白质组关联分析解析巴西蕉幼苗响应低温的分子机制

[目的]低温是导致香蕉减产的主要自然灾害之一。基于转录组与蛋白质组关联分析参与香蕉抗寒的相关基因、蛋白及信号、代谢通路调控网络,探讨香蕉抗寒的分子机制。[方法]以巴西蕉为试材,在7℃低温下处理1 d(Cold1)和3 d(Cold3),以28℃培养的巴西蕉为对照(CK),基于笔者课题组前期获得的蛋白质组数据,利用转录组测序技术检测巴西蕉在低温胁迫下基因调控网络的变化,同时与蛋白质组学数据进行关联分析,共同解析巴西蕉响应低温胁迫的分子机制。[结果]转录组分析结果显示,Cold1 vs CK、Cold3 vs CK和Cold1 vs Cold3三个对比组分别鉴定出11 370、15 460和9 619个差异表达基因,对这些基因的KEGG富集分析发现,差异表达基因在光合作用信号、谷胱甘肽代谢、α-亚麻酸代谢途径和苯丙素生物合成等多个低温胁迫关键信号代谢通路中富集。对部分差异表达基因进行实时荧光定量(qRT-PCR)分析,其中DREB、MAPK和MYB等低温调控关键基因的表达量在低温处理后显著上升,所选20个基因的表达变化趋势与RNA-seq基本相符,证实了RNA-seq的准确性。转录组与蛋白质组关联分析结果显示,共鉴定到6 211个与转录本相对应的蛋白,转录组与蛋白质呈现正相关关系,共有105个转录本及其对应的蛋白表达量共同上调,有218个转录本及其对应的蛋白表达量共同下调。GO富集分析显示,差异表达基因和蛋白在光响应、叶绿体、氧化还原酶活性等功能大量富集。此外,对差异表达基因和蛋白KEGG通路的关联分析发现,低温处理抑制了苯丙素生物合成和光合作用信号途径相关基因及蛋白的表达,促进了α-亚麻酸代谢和谷胱甘肽途径的表达。[结论]运用转录组结合蛋白质组学技术绘制了基因和蛋白质水平上的香蕉抗寒调控网络,并发现香蕉响应低温的信号通路主要涉及光合作用信号、谷胱甘肽代谢、α-亚麻酸代谢途径和苯丙素生物合成等途径。

火龙果香蕉刺梨复合果酒酿造工艺优化及其风味品质分析

目的优化火龙果香蕉刺梨复合果酒酿造工艺,分析复合果酒的风味及品质。方法以红心火龙果、小米蕉、刺梨3种水果为原料酿制复合果酒,利用单因素实验探究水果配比、发酵温度、酵母添加量及补糖百分比对果酒感官品质的影响。在单因素实验的基础上,进一步通过响应面实验对复合果酒发酵条件进行优化,根据感官评价指标确定最佳酿造工艺;对优化工艺酿制的复合果酒的香气成分、基本理化指标及抗氧化活性进行检测。结果复合果酒的最佳酿造条件为火龙果、香蕉和刺梨质量比为6:6:1、发酵温度为22℃、酵母添加量为20mg/L、补糖百分比为15%;最佳工艺条件生产的复合果酒香气成分以酯类为主,果味香气特征突出,兼具花香和蜜香;复合果酒感官指标及基本理化指标符合国家标准,并具有较高的抗氧化活性。结论通过原料复合酿制的果酒具有风味及营养优势,可为水果精深加工及果酒新产品的开发提供参考及技术支撑。

不同干燥温度对香蕉、皇帝蕉、野蕉果皮中羽扇豆酮的影响

目的:用5个恒定温度对香蕉、野蕉及皇帝蕉果皮进行烘干处理,采用HPLC法测定其羽扇豆酮的含量。探究不同干燥温度对其含量的影响,以期确定最适烘干温度,为香蕉、皇帝蕉和野蕉果皮提取羽扇豆酮的前期处理提供参考依据。方法:采用高效液相色谱法(HPLC)法对5个不同恒定温度(80℃、70℃、60℃、50℃、40℃)烘干处理的香蕉、皇帝蕉和野蕉果皮中的羽扇豆酮进行含量测定。结果:不同烘干温度对香蕉、皇帝蕉及野蕉果皮中羽扇豆酮的含量差异影响较大,其中野蕉皮在80℃下烘干含量最高,最低为40℃;香蕉皮在40℃下含量最高,50℃最低;而皇帝蕉皮的则是40℃最高,70℃最低;在所有样品中羽扇豆酮含量最高(9.96±0.14)和最低(2.59±0.10)相差3倍以上。结论:不同烘干温度对香蕉、皇帝蕉和野蕉果皮中羽扇豆酮成分的含量有较大影响,选择最适宜的温度对其进行干燥处理可提高羽扇豆酮的获取效率。

苗药芭蕉根及其易混淆品的紫外谱线组法鉴别研究

目的建立苗药芭蕉根与其易混淆品香蕉根、美人蕉根的紫外光谱鉴别方法。方法采用紫外分光光度计研究苗药芭蕉根、香蕉根和美人蕉根的水、无水乙醇、氯仿和石油醚(60～90℃)4种溶剂的浸泡液的紫外吸收图谱,采用紫外谱线组的吸收峰数及峰位置对其结构特征进行分析鉴别。结果苗药芭蕉根与香蕉根和美人蕉根的紫外谱线组的最大吸收峰数及峰位置有差异。结论该法简便、准确、灵敏,可为苗药芭蕉根与香蕉根和美人蕉根鉴别提供参考。

吴茱萸、桑葚、柚子和香蕉抗氧化活性研究

在超声波辅助下,分别以丙酮、乙醇、蒸馏水和乙酸乙酯对吴茱萸、桑葚、柚子和香蕉进行提取,浓缩后得到吴茱萸浸膏(EAE、EEE、EWE和EAEE)、桑葚浸膏(MAE、MEE、MWE和MAEE)、柚子皮浸膏(SPAE、SPEE、SPWE和SPAEE)、柚子肉浸膏(SFAE、SFEE、SFEW和SFAEE)、香蕉肉浸膏(BAE、BEE和BWE)和香蕉皮浸膏(BPAE、BPEE、BPWE和BPAEE),通过DPPH·法、ABTS^+·法、O_2^-·法和OH·法对这些提取物的抗氧化活性进行研究。结果表明:吴茱萸、桑葚、柚子和香蕉提取物对这些自由基的半清除浓度IC_(50)均小于标准值10g/L,说明这些提取物具有较好的抗氧化活性;此外,提取溶剂对提取物的抗氧化活性有重要的影响。

香蕉α-1,4-葡聚糖淀粉磷酸化酶基因家族全基因组鉴定与进化分析

为了研究香蕉(Musa nana Lour.)α-1,4-葡聚糖淀粉磷酸化酶(α-1,4-glucan starch phosphorylase,PHS)基因家族的特征和功能,利用生物信息学方法对香蕉PHS家族进行了全基因组查找、鉴定及相关分析。结果表明,在香蕉中共鉴定出2个成员,Ma PHS1的开放阅读框长度为2 784 bp,编码927个氨基酸,分子质量为104.8 ku,等电点为6.59;Ma PHS2的开放阅读框长度为2 517 bp,编码838个氨基酸,分子质量为95.09 ku,等电点为6.09。Ma PHS1和Ma PHS2分别含有17个和15个外显子;Ma PHS1和Ma PHS2均含有淀粉磷酸化酶的保守性基序,进化过程中比较保守。

香蕉植株内生细菌群落多态性研究

采用平板法对香蕉(Musa nana)植株的内生细菌进行分离纯化,并采用细菌脂肪酸法进行鉴定。结果表明,从香蕉的健康植株和感病植株中共分离得到内生细菌21属24种。从健株分离得到9种内生细菌,其中根、茎和叶分别分离到6种、2种和8种内生细菌。从病株分离得到15属17种内生细菌,其中根、茎和叶分别分离到3种、11种和6种。香蕉健株根部的内生细菌含量最高,达5.195×106cfu g-1,下部叶片内生细菌的含量最低,仅为30 cfu g-1;香蕉病株茎部内生细菌的数量显著高于其他部位,达1.05×107cfu g-1。这说明香蕉在不同生长状态下,其内生细菌的种类和数量存在多样性。

香蕉物流贮运过程中品质指标动态预测研究

以"巴西"香蕉(Musa nana cv.Baxi)为材料,研究不同温度物流贮运条件下呼吸强度、乙烯释放量和色度预测香蕉品质指标的变化。结果表明:以香蕉果肉软化作为品质特征指标,低温贮运香蕉在第6d发生冷害,其果肉软化与L值变化相关,r2为0.9301;常温贮运香蕉后熟过程和高温贮运香蕉第8d出现的"青皮熟"劣变与h值变化相关,h值与果肉相关系数分别为0.9018和0.9264;贮运过程香蕉的呼吸强度和乙烯释放量与其果肉软化无线性相关性。色度变化可作为香蕉品质评判指标体系有效监控香蕉贮运期间品质变化。

香蕉假茎外植体愈伤组织诱导的初步研究

[目的]研究香蕉假茎外植体愈伤组织的最佳培养基。[方法]以香蕉组培无菌苗假茎为外植体,接种在含不同浓度配比激素的固体培养基中进行诱导培养,再将培养获得的胚性愈伤组织接种到液体培养基中进行悬浮培养。[结果]使用低浓度噻苯隆(TDZ)诱导出胚性愈伤组织的效果最好,最佳培养基为T2:MS+0.02 mg/L TDZ+7 mg/L 2,4-D。[结论]悬浮培养使用ZT2能较早建立ECS,且继代效果较好。

香蕉柠檬复合果醋生产工艺研究

通过研究不同发酵条件下对香蕉(Musa nana Lour.)柠檬复合果醋产酸量的影响,选取最佳发酵工艺条件。结果表明,香蕉柠檬的原料比例为8∶1(m∶m),初始乙醇体积分数6%,醋酸菌添加量0.1%,初始pH 4.0,发酵温度31℃,醋体的总酸度达到最大值6.35%。

香蕉花蓟马为害特点调查及其对3种香蕉的嗜好性

以漳州香蕉种植基地为调查点,调查香蕉花蓟马的为害特点,比较该虫对‘威廉斯’香蕉、红蕉和粉蕉等3种香蕉花蕾及幼果的嗜好性。结果表明：香蕉花蓟马主要以1~2龄若虫及成虫,锉吸或产卵为害香蕉花蕾的子房、性别花及外层苞片和香蕉幼果表皮的鲜嫩部分。在香蕉花蕾外层苞片的3个垂直均分部位上,虫口量大小顺序为上部〉中部〉下部;在香蕉花蕾外4层苞片上,虫口量大小顺序为第2层〉第1层〉第3层〉第4层;在香蕉花蕾3种性别花的子房上,子房虫伤点数大小顺序为雌性花〉中性和雄性花。香蕉花蓟马对3种香蕉花蕾及幼果的嗜好性,以红蕉最强,粉蕉次之,‘威廉斯’香蕉最弱。

粤东北银锑矿区周边土壤Cd污染及沙田柚、香蕉的富集特征

以粤东北银锑矿区周边土壤为研究对象,在分析矿区土壤理化性质、Cd含量及其与土壤理化性状相关性的基础上,探讨了沙田柚、香蕉对Cd的富集特征。结果表明:(1)矿区土壤呈酸性(pH4.24~6.56),土壤相对较贫瘠;(2)土壤Cd污染十分严重,土样Cd含量平均值为10.20 mg/kg,且Cd含量与土壤pH呈极显著负相关;(3)沙田柚体内Cd含量为1.56-4.28 mg/kg、香蕉体内Cd含量为1.71-5.46 mg/kg,植物不同各部位Cd含量的差异表现为:根>茎叶>果,但沙田柚、香蕉果实中Cd含量仅在4号土壤中低于国家二级标准,从食用安全性考虑,建议沙田柚、香蕉栽种时应选择在距离尾矿区500 m以外的地区为好;两种果木的富集系数范畴为0.31~0.45、转运系数范围为0.57~0.75,均较低,表明沙田柚、香蕉均不是Cd的超富集植物。

香蕉假茎生物脱胶菌株筛选及其应用效果初探

【目的】进行香蕉假茎生物脱胶菌株的筛选和生物脱胶提取香蕉假茎纤维的初步试验研究,为生物脱胶提取香蕉假茎纤维的实际应用提供依据。【方法】从腐烂香蕉假茎和土壤等样品中分离筛选对香蕉假茎具有脱胶作用的菌株,并利用筛选出的优良菌株对香蕉假茎进行脱胶,测定假茎失重率、纤维得率和残胶率,对菌株的脱胶性能进行综合评价。【结果】筛选出的FR1和BR2-1菌株对香蕉假茎均表现出很好的脱胶效果,其最佳脱胶时间均为72h,脱胶前香蕉假茎含胶率为83.6%,脱胶后分别降至24.7%和20.2%,失重率分别达72.9%和77.8%,纤维得率分别达2.27%和2.01%。【结论】筛选获得的FR1和BR2-1菌株在香蕉假茎脱胶提取纤维上均有较好的应用潜力,表明应用生物脱胶法去除香蕉假茎中的胶质物质来提取生物纤维完全可行。

UPLC法测定香蕉、皇帝蕉皮及其果肉中羽扇豆酮含量

目的:建立超高效液相色谱法分离和测定不同收集期的香蕉和皇帝蕉皮及其果肉中羽扇豆酮含量的方法,并优化提取条件。方法:采用甲醇回流提取法对2种蕉皮及其果肉的羽扇豆酮进行提取分离,减压浓缩,选用Waters ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱(2.1 mm×50 mm,1.7μm),流动相为乙腈-水(85∶15,V/V)溶液,流速0.3 mL/min,柱温30℃,检测波长206 nm。结果:香蕉和皇帝蕉果肉中均未检测出羽扇豆酮,但2种蕉皮中有较高含量的羽扇豆酮,并且在16.70~59.96 mg/100 mL质量浓度范围内有良好线性关系(r=0.999 6),羽扇豆酮平均回收率为99.00%,相对标准偏差为3.0%。结论:该法回收率高、重复性好,且具有专属性强、准确性高和简便快捷等特点,适用于香蕉、皇帝蕉皮中羽扇豆酮的含量测定。

香蕉钙调蛋白基因的克隆及序列分析

从香蕉（ＭｕｓａｎａｎａＬｏｕｒ，）果实中提取总ＲＮＡ，以ＯｌｉｇｏｄＴ（１８ｂｐ）为引子合成ｃＤＮＡ第一链，以大麦钙调蛋白基因两端的寡聚核苷酸为引物，用ＰＣＲ方法扩增香蕉钙调蛋白基因，并克隆到ＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔＫＳ－载体上。酶切分析和测定ＤＮＡ全序列，将该序列与几种植物的钙调蛋白基因作比较，同源性高达８１．９％－９５．３％。进一步将基因克隆到表达载体ｐＴｒｃＨｉｓＢ上，得到高效表达的融合蛋白。

添加槐花、香蕉花和杭白菊对体外诱导人工瘤胃酸中毒缓解效果的研究

本试验旨在研究添加槐花、香蕉花和杭白菊对体外诱导人工瘤胃酸中毒的缓解效果,为实际生产中缓解瘤胃酸中毒的应用提供理论依据。试验采用体外批次培养法,分别在高非纤维性碳水化合物底物[非纤维性碳水化合物/中性洗涤纤维(NFC/NDF)为2.30]和常规底物(NFC/NDF为1.19)中添加槐花、香蕉花和杭白菊,研究其对于瘤胃发酵参数的影响。试验采用单因素设计,试验分4组,每组设置3个重复。3种植物的添加量均为10 mg/mL,对照组不添加植物干粉,分别于发酵后的3、6、9、12 h,采集发酵液用于各发酵参数的测定。结果表明:1)常规底物中,香蕉花组各发酵阶段的体外发酵液pH均高于对照组(P>0.05);高非纤维性碳水化合物底物中,对照组各发酵阶段的体外发酵液pH显著高于杭白菊组(P<0.05)。2)常规底物中,发酵3、6 h时,香蕉花组的体外发酵液乳酸浓度显著高于对照组(P<0.05);发酵12 h时,槐花组、香蕉花组和杭白菊组的体外发酵液乳酸浓度均显著低于对照组(P<0.05)。高非纤维性碳水化合物底物中,发酵3、6 h时,香蕉花组的体外发酵液乳酸浓度显著高于对照组(P<0.05);发酵12 h时,杭白菊组的体外发酵液乳酸浓度显著低于对照组(P<0.05)。3)发酵12 h时,各组的体外发酵液氨态氮浓度无显著差异(P>0.05),但发酵过程中存在差异。4)常规底物中,发酵12 h时,槐花组和杭白菊组的体外发酵液总挥发性脂肪酸浓度和丙酸比例显著高于对照组和香蕉花组(P<0.05),乙酸和丁酸比例显著低于对照组和香蕉花组(P<0.05)。高非纤维性碳水化合物底物中,发酵12 h时,杭白菊组的体外发酵液总挥发性脂肪酸浓度显著高于对照组和香蕉花组(P<0.05),乙酸、丙酸、丁酸比例与对照组无显著差异(P>0.05)。由此可见,杭白菊能缓解瘤胃乳酸累积,而香蕉花则具有调控瘤胃pH相对衡定的能力,因此香蕉花和杭白菊在缓解瘤胃酸中毒方面有潜在价值。

槟榔园间种香蕉对园内有害生物及天敌种群影响

通过调查和统计槟榔园内昆虫种群数量,研究槟榔园间种香蕉对园区昆虫种群数量的影响。研究结果表明,间种香蕉后,监测的5种害虫中,仅蛞蝓的数量产生了变化,以8月31日调查结果,蛞蝓种群数量降低72.22%;对天敌资源种群影响结果显示,间种香蕉对瓢虫、垫跗螋和蜘蛛的影响较小,但会增加寄生蜂种群数量。

香蕉根际土壤微生物群落代谢功能多样性分析

利用Biolog-Eco技术对香蕉根际土与非根际土壤样品的微生物代谢活性的变化、主成分以及对碳源利用性能进行了分析。结果表明,15种碳源对PCA1贡献大,PCA2有12种碳源;香蕉根际土对多聚物类、糖类、胺类和酚酸类4种碳源的利用略高于对照组,其中利用率最高为氨基酸类;Shannon多样性指数(H)和Simpson(D)优势度指数略大于香蕉非根际土,Mclntosh均匀度指数(E)指数略低于非根际土。香蕉根际土壤中的微生物群落代谢功能差异性较小,对碳源利用能力以及代谢能力略强于非根际土。

沼液配方肥对香蕉产量、品质及香蕉园土壤质量的影响

笔者以香蕉(Musa nana Lour.)为材料,进行沼液配方肥的肥效试验并研究沼液配方肥对香蕉产量、果实品质和试验地土壤性质的影响。结果表明:施用沼液配方肥可以提高香蕉产量、果实品质,改善海南砖红壤,提高酸性土壤p H、增加土壤养分含量。与施用常规化肥相比,施用沼液配方肥的香蕉果指长增长5.59%、果指围增粗11.01%、每梳个数增加3.21%、单株产量提高了4.09%,香蕉果实蛋白质增加10.67%、可溶性含糖量6.66%、维生素C增加3.32%,不同土层土壤有机质增加2.98%~3.93%、碱解氮增加2.25%~17.07%、有效磷增加5.59%~18.64%、速效钾增加25.20%~39.20%。对香蕉施用沼液配方肥不仅提高作物其产量和果实品质,而且可改善种植地土壤的状况。试验结果可为沼液配方肥深度研发、推广及其海南土壤性质改良提供依据。

香蕉秸秆制备青贮饲料研究

本研究旨在对香蕉秸秆制备青贮饲料的品质情况与饲喂效果进行试验探索。选用圆形电动切割锯（功率15 k W）将鲜香蕉秸秆切为3-5 cm长且分成碎片,风干部分水分。试验共分4个处理组和2个对照组,分别由不同的配比组成,混匀后置入青贮池和薄膜袋中,填装密封,进行青贮。结果表明,经过不同添加处理的香蕉秸秆青贮饲料品质都较好,但添加糖蜜处理的青贮品质最好,用于饲喂青年肉牛,其采食适口性好,增重也较为显著。