乌兰布和沙漠山药机械化种植技术及存在问题探究

以乌兰布和沙漠种植山药生产实践为依据,从品种选择、选地、耕整地、播种、田间管理、收获、贮存等方面分析,以山药种植农艺和农机融合为技术路线,总结了乌兰布和沙漠山药机械化种植技术关键要点,旨在为乌兰布和沙漠山药种植提供技术支撑;对当前乌兰布和沙漠种植山药存在的制约因素、瓶颈性问题进行了讨论,提出急需在山药播种一体机、山药收获机具、生物降解地膜的应用方面开展攻关研究的建议,以实现山药的全程机械化和绿色高质量种植。

响应面法优化黄精铁棍山药酸奶工艺研究

以黄精、铁棍山药为主要原料研究黄精铁棍山药酸奶的制备工艺,采用单因素试验研究黄精浆添加量、铁棍山药浆添加量、白砂糖添加量和发酵时间对黄精铁棍山药酸奶理化性质的影响,基于感官评分测定结果,利用响应面法优化黄精铁棍山药酸奶制备工艺。结果表明,黄精铁棍山药酸奶最佳工艺为黄精浆添加量6.00%、铁棍山药浆添加量8.00%、白砂糖添加量7.00%、发酵时长10 h,其感官评分达到86.93分,在此条件下生产的黄精铁棍山药酸奶组织细腻,质地均匀,黄精与铁棍山药风味浓郁且与酸奶味相互协调,具有较高的营养价值。

集体行动理论视角下农户参与农业技术培训的内在逻辑

从集体行动理论视角,分析了农户参与瑞昌市N乡山药技术培训的现状与问题,提出了优化培训内容、提高农户参与度、加强后续支持、强化科技创新与应用等策略,旨在通过集体行动促进技术知识的普及,提升山药产业的整体效率与竞争力,支持乡村振兴战略的实施。

山药原植物薯蓣及其近缘种的分子鉴别和亲缘关系研究

采用CTAB法提取总DNA,应用PCR产物直接测序法,测定了山药原植物薯蓣及其近缘种共10个种和1个变种的trnL-F和rbcL序列。序列分析结果表明:薯蓣及其近缘种trnL-F序列长689-834 bp,当空位始终作缺失处理时,有变异位点67个,其中信息位点11个,占序列总长度的1.43%;种间碱基差异百分率为1.6%,其中转换率为0.6%,颠换率为1.0%;序列的G+C含量为32.5%。薯蓣及其近缘种rbcL序列长1 096-1 160 bp,存在变异位点42个,其中信息位点10个,占序列总长度的0.93%;种间碱基差异百分率为0.6%,其中转换率为0.3%,颠换率为0.3%;序列G+C含量为44.1%。基于2个序列分别重建了薯蓣及其近缘种的系统发育树。结果表明2个系统树的结构基本一致,均支持经典分类方法对薯蓣及其近缘种的亲缘关系的划分。同时,本研究也证实叶绿体基因组序列测定是鉴定山药原植物薯蓣及其近缘种的快速、可靠、有效的方法。

福建山药种质资源遗传多样性的RAPD分析

山药(Dioscorea polystachya Turcz.)具有重要的药用价值,了解其遗传多样性对山药引种育种、资源研究等都具有十分重要的意义。本研究利用RAPD-PCR技术对来自福建不同地区的34份山药资源进行遗传多样性分析。从200多条RAPD随机引物中筛选出24条引物,共扩增出182条带,其中多态性条带数为161,多态性比例为88.5%。应用DPS统计数据软件进行差异条带的遗传距离系数分析,构建遗传距离系数矩阵,然后用非加权配对算术平均法(UPGMA)进行聚类分析,构建聚类分析图。聚类分析结果表明,当遗传相似系数为0.66时,可将34份资源分成4类:普通山药、田薯、扁山药和福建大薯。当遗传相似系数为0.68时,可将普通山药分为长山药和棒山药2个亚类,这与经典的园艺学分类相符,在分子水平上支持了按园艺学薯块类型对山药资源进行分类的观点。

山药种质资源亲缘关系的ISSR分析

采用ISSR标记技术,分析了94份山药种质资源的遗传多样性及亲缘关系。从100条引物中优选出24条引物,共扩增出352条清晰条带,其中多态性带344条,多态性百分率为97.7%。聚类分析结果将94份山药资源分为4类,第Ⅰ类为薯蓣群、第Ⅱ类参薯群、第Ⅲ类为山薯群、第Ⅳ类褐苞薯蓣群,各种类群的遗传距离依次为:0.053 8～0.088 4,0.035 3～0.068 2,0.053 3～0.138 2,0.054 2～0.126 6,说明4个类群内各资源间亲缘关系由远到近的顺序为:参薯>山薯>薯蓣>褐苞薯蓣。以遗传相似性为标准,以种群为单位,参薯群与山薯群亲缘关系最近;与薯蓣群亲缘关系次之;与褐苞薯蓣群亲缘关系最远。

福建山药资源形态标记分析

用系统聚类法对15个农艺性状指标进行分析,构建遗传距离树状图,发现当绝对值距离在13～26时,34份山药资源根据地上部长势的强弱划分成2个大类;当绝对值距离在9～13时,生长势较弱的一类又可分为2个亚类,一类为有分枝具黄褐皮色的长状山药,另一类为棒状山药及参薯;绝对距离在8左右时,又可将棒状山药和参薯分开。综合形态标记和分子标记分析结果可知,两种方法均能将参薯和普通山药分开,且说明薯块类型可以作为山药分类的重要依据。

山药不同种质资源的叶下表皮微形态研究

为了解山药种质资源间的相互关系、消除品种混乱,为选育优良品种提供理论依据,对33份山药种质资源的叶下表皮微形态进行显微观察。结果表明,山药叶下表皮细胞形状均为不规则形,表皮细胞大小变化显著,垂周壁类型有平直、微波状弯曲、波状弯曲及深波状弯曲。气孔器类型均为不定型,形状有椭圆形及长椭圆形;气孔器大小和气孔指数变化较稳定,而气孔器密度在种质资源间差异较大。提出的"细胞形状系数"是指某一细胞平周壁的表面积与周长同该细胞垂周壁相等的圆的面积之百分比,可定量地反映细胞形状变异程度,其值为19.31%～70.60%。根据山药叶下表皮微形态特征可将33份山药种质资源分成4个类型。

ISSR和SRAP在山药遗传多样性分析上的应用比较

以90份山药种质资源为材料,从多态性检测水平、遗传多样性检测水平、遗传距离分析和聚类分析4个方面对ISSR与SRAP揭示山药种质资源遗传多样性的差异进行分析。结果表明:SRAP标记的扩增谱带总数、平均扩增谱带数、平均多态性谱带数都远高于ISSR标记,遗传距离范围也比ISSR标记更广,但多态性比率差异不大;2种标记在检测遗传多样性和种群间的分化程度方面较为相似,二者结果均表明山药种质资源总的遗传变异中约有52%变异存在于种群间,约48%的变异存在于种群内;从聚类分析的结果上看,ISSR标记在以遗传距离为0.13时将山药资源分为4个类群,而SRAP标记以遗传距离为0.18时将其分为5个类群。综合4个方面比较结果及SRAP标记和ISSR标记自身的特点,认为SRAP标记更适合用于山药遗传多样性分析。

河南省温县铁棍山药根腐线虫种类鉴定

为明确河南省温县铁棍山药病原线虫种类,在温县铁棍山药种植区采集有明显症状的块茎进行线虫分离,观察线虫的雌、雄成虫的形态特征,并扩增rDNA的28S D2-D3序列对其进行分子生物学鉴定。结果表明,从山药块茎中分离出的根腐线虫形态学特征及测量指标与咖啡短体线虫Pratylenchuscoffeae基本一致,其28S D2-D3序列与P.coffeae相似性达99.87%~100%。本研究明确了河南省温县地区铁棍山药根腐线虫为咖啡短体线虫,为山药线虫病的鉴别及防控提供了科学依据。

应用SRAP标记构建山药种质资源DNA指纹图谱

利用30对多态性良好的SRAP引物对90份山药种质资源进行PCR扩增,构建扩增图谱,共扩增到722个位点,多态性位点581个,多态性比例为80.47%,每对引物组合检测多态性位点3～30个,每对引物能鉴别6～51份山药种质资源；采用DNA数据分析软件对扩增出的多态性位点进行分析,构建山药种质资源方框指纹图谱,该图谱清晰地反映出每对引物能扩增的多态位点数、鉴别资源份数及资源具体编号,资源在该引物组合下所能检测得到的多态位点数及所处的具体位置等信息；从10对SRAP引物组合中挑选出的21个多态性位点,根据谱带的有无转化成的1/0字符串编码,形成山药种质资源DNA数字指纹图谱,该图谱可鉴别区分90份山药种质资源中的82份资源。同时这些指纹图谱可为下一步的山药品种鉴定,种质资源评价、利用,分子标记辅助育种及品种权保护提供技术支撑。

薯蓣茎生珠芽发生相关的转录组和PEBP家族基因表达特性分析

以薯蓣(Dioscorea polystachya Turcz.)的具茎生珠芽品种‘铁棍山药’(‘Tiegun’)和无茎生珠芽品种‘花籽山药’(‘Huazi’)为研究对象,采集‘铁棍山药’具茎生珠芽、茎基部无茎生珠芽和茎上部无茎生珠芽的叶腋部位以及‘花籽山药’的叶腋部位4组样品进行转录组测序,并以‘铁棍山药’不同发育期茎生珠芽的叶腋部位为样品进行qRT-PCR分析,以期明确与薯蓣茎生珠芽发生相关的调控基因。结果显示:从2个品种不同部位的4组样品中共获得77981个All-unigenes,长度主要集中于300~3000 bp,占总量的99.44%;All-unigenes的平均长度为1050 bp,N50值为1764 bp,GC含量为42.66%;转录组unigenes与油棕(Elaeis guineensis Jacq.)和海枣(Phoenix dactylifera Linn.)的同源性较高。对具茎生珠芽叶腋样品与3组无茎生珠芽叶腋样品的差异unigenes进行功能注释和表达量比较。结果显示:经过GO注释分析,3组转录组分别有6098、8840和9141个差异unigenes注释在细胞组分、分子功能和生物过程3大类43个亚类中,其中,注释在代谢过程亚类的差异unigenes数分别占对应注释unigenes总数的10.6%、10.5%和10.7%;3组转录组分别有11182、13552和15918个差异unigenes注释在KEGG代谢通路,且主要集中在代谢和遗传信息处理;表达量均上调的unigenes有3531个,表达量均下调的unigenes有1084个;在具茎生珠芽叶腋部位中特异性表达的unigenes有235个,而在无茎生珠芽叶腋部位中均特异性表达的unigene仅1个。从转录组中共鉴定出11个PEBP家族成员,且在系统演化树上这些PEBP家族基因主要分布在TFL 1-like和FT-like分支上,其中位于TFL 1-like分支的Unigene40804_All与拟南芥〔Arabidopsis thaliana(Linn.)Heynh.〕中已知功能的TFL 1基因高度同源,被命名为DpTFL 1,且DpTFL 1基因仅在‘铁棍山药’具茎生珠芽的叶腋部位表达。qRT-PCR分析结果显示:随‘铁棍山药’茎生珠芽发育,DpTFL 1基因的表达量逐渐升高,在发育成熟期达到最高。综合分析结果表明:与淀粉合成相关的SUS等基因以及与激素和糖代谢相关的基因可能参与‘铁棍山药’茎生珠芽发育的调控;DpTFL 1基因在‘铁棍山药’具茎生珠芽的叶腋部位特异性表达,其可能与薯蓣茎生珠芽发生有关。

山药“3414”肥效试验研究

山药施用氮、磷、钾肥的"3414"试验研究结果表明:在该试验条件下,适量增施氮肥、磷肥、钾肥可以提高山药的产量,但是过量施用都会导致产量下降;通过建立回归方程并对回归方程的各项数据进行分析显示,山药产量与氮肥、磷肥、钾肥的施肥量之间存在着显著的回归关系,推荐山药最高产量纯氮、五氧化二磷、氧化钾的施用量分别是25.88、5.16、18.86 kg/667 m2,纯氮∶五氧化二磷∶氧化钾的最佳配比为1.000 0∶0.199 0∶0.729 5,最高产量为2 624.688 kg/667 m2。

栽培薯蓣茎段离体再生体系的建立

为建立栽培薯蓣(Dioscorea polystachya)组培再生体系,以茎尖及茎尖下4个不同长度的茎段为外植体,探讨了不同浓度植物生长调节剂、培养基类型及茎段对腋芽诱导和植株再生的影响。结果表明,培养基配比为MS+1.0 mg·L^(–1)6-BA+0.5 mg·L^(–1)KT和茎尖下12–20 cm的茎段为栽培薯蓣不定芽诱导的最佳组合,诱导率达90.0%;继代培养最适培养基配方为MS+0.5 mg·L^(–1)6-BA+0.05 mg·L^(–1)NAA+0.1 mg·L^(–1)KT,低浓度NAA固定时,增殖系数在一定范围内随着6-BA浓度的升高而增高;在相同外源激素条件下,快繁生根采用DKW培养基明显优于常规1/2MS培养基,生根率显著提高,达92.86%。添加1 mg PVP以及增加转接次数均能明显降低褐化率。该研究有效解决了栽培薯蓣种质资源离体稳定繁殖取材部位优化的问题,为规模化生产栽培薯蓣优质脱毒苗奠定了良好基础。

广丰千金薯烟草花叶病毒lncRNA测序鉴定、原核蛋白表达及其序列分析

目的对广丰千金薯Dioscorea polystachya Turczaninow.cv.Guangfeng Qianjin烟草花叶病毒进行鉴定、原核蛋白表达和序列分析,为广丰千金薯脱毒苗的培育和鉴定提供理论依据。方法通过lnc RNA测序鉴定广丰千金薯烟草花叶病毒蛋白基因,利用大肠杆菌重组技术表达广丰千金薯烟草花叶病毒蛋白,并采用生物信息学方法进行序列分析。结果广丰千金薯烟草花叶病毒蛋白基因包括复制酶1(ORF1)、复制酶2(ORF2)、RNA聚合酶、运动蛋白(movement protein,MP)、带电蛋白和外壳蛋白(coat protein,CP);广丰千金薯烟草花叶病毒CP、MP、RNA聚合酶、带电蛋白、ORF1和ORF2基因c DNA总长度分别为480、807、1425、123、4851、3351 bp,其蛋白分别由159、268、474、40、1613和1114个氨基酸组成;广丰千金薯烟草花叶病毒蛋白除带电蛋白为疏水性蛋白质外,其余如ORF1、ORF2、RNA聚合酶、运动蛋白和外壳蛋白均为亲水性蛋白质;广丰千金薯烟草花叶病毒带电蛋白二级结构由β-片层和无规则卷曲构成,CP、MP、RNA聚合酶、ORF1和ORF2的二级结构均由α螺旋、β-片层、无规则卷曲构成;广丰千金薯烟草花叶病毒CP、MP、RNA聚合酶、带电蛋白、ORF1和ORF2三级结构均为单体;广丰千金薯烟草花叶病毒CP、MP、RNA聚合酶、带电蛋白、ORF1和ORF2的亚细胞定位分别为内质网、细胞核、细胞质、细胞核、线粒体、叶绿体;广丰千金薯烟草花叶病毒CP、MP、RNA聚合酶、带电蛋白、ORF1和ORF2与烟草花叶病毒的亲缘关系较近,同源性分别为99.79%、99.38%、99.23%、100%、99.38%、99.49%;广丰千金薯烟草花叶病毒复制酶、RNA聚合酶、MP和CP可实现大肠杆菌重组表达,表明广丰千金薯烟草花叶病毒的lnc RNA测序结果准确。结论广丰千金薯烟草花叶病毒与烟草花叶病毒同源性极高,氨基酸序列及核酸序列与烟草花叶病毒其他植物分离物相似度高,在进化上高度保守。