我国7种典型热带木本油料加工研究现状

对我国典型的7种热带油料作物研究现状进行了综述。对7种热带油料作物的种植生产、用途以及加工现状进行了详细分析,包括7种热带木本油料资源概况、脂肪酸组成及脂类伴随物以及主要加工产品等。分析了当前我国热带油料作物研究中存在的一些亟待解决的问题,针对存在的问题,从加工技术改进等方面提出了相应的对策和建议,为解决我国热带木本油料产业存在的关键问题提供研究思路,并为进一步开发利用热带木本油料提供参考依据。

香蕉MaFLS1基因克隆、生物信息学分析及功能解析

【目的】初步探讨黄酮醇合成酶FLS基因在香蕉果实中生物学功能。【方法】采用RT-PCR和PCR法克隆香蕉MaFLS1基因,对其进行生物信息学分析。运用qRT-PCR的方法研究其表达模式,同源重组构建MaFLS1基因的过表达载体,通过农杆菌介导的叶盘法转化Micro-Tom番茄,测定T1代果实中总黄酮含量。【结果】香蕉MaFLS1基因开放阅读框含有1080对碱基,编码359个氨基酸,理论等电点为5.41,预测分子质量为39 436.94 Da,是一种稳定的亲水酸性蛋白,属于α-酮戊二酸依赖性双加酶家族。通过分析香蕉MaFLS1的氨基酸序列,发现其不含信号肽和跨膜结构。系统进化树分析表明,FLS在不同物种间具有高度的氨基酸序列保守性。MaFLS1基因在香蕉果实发育成熟后期高度表达,前期基本不表达。通过测定转基因番茄中总黄酮的含量发现其总黄酮含量极显著高于野生型果实。【结论】MaFLS1在果实成熟后期高度表达,且能够显著增加果实中总黄酮的含量。

CRISPR/Cas9基因编辑技术在果树作物中的应用研究进展

成簇规律间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)/CRISPR相关蛋白9(Cas9)已成为一种有价值的基因组编辑工具,能够在特定选择的位点改变DNA序列,可以在作物基因组的靶点位置精确地实现删除、替换或插入特定序列,引入理想的目标性状。该工具具有简单、高效、成本低以及功能强大等特性,在柑橘、葡萄、香蕉和草莓等果树中已实现多种类型的应用,包含产生白化表型、调控童期和花期、调控果实品质以及创造矮化和抗病虫害品种等。综述了CRISPR/Cas9系统及其作用过程,介绍了新开发的精准编辑技术,包括单碱基编辑器、引导编辑及CRISPR/Cpf1多基因编辑系统,并详细阐述了CRISPR/Cas9系统在果树基因组编辑中的应用进展,包括果树种类、目标基因及目标性状等,归纳了CRISPR/Cas9系统实现高效编辑所遇到的遗传转化和再生体系、脱靶效应和启动子选择问题,最后提出了不断优化遗传转化和再生体系、合理选择靶位点和设计sgRNA、植物内源启动子及新编辑技术的解决策略。

湛江地区澳洲坚果种质开花生物学特性观测分析

[目的]了解澳洲坚果种质资源在广东湛江地区的开花生物学特性,为开展澳洲坚果的种质资源鉴别和科学生产管理提供依据。[方法]以广东湛江地区25份澳洲坚果种质资源为试验材料,对其开花物候期、花序性状、开花动态及花粉形态与活力等生物学特性进行观测分析。[结果]澳洲坚果的开花期主要在3月上旬中旬,种质间开花物候进程存在明显差异,变异系数为18.9%~27.5%,以初花期变异最大,开花最早与最晚的种质相差1个多月。不同种质的花序长度、花色、花朵个数和密度、花朵开放顺序及花粉活力也存在不同程度的差异,大部分供试种质的花为乳白色,主要从花序轴基部向其顶端依次开放,花序长度多为12~20 cm,花朵个数多为150~200朵,花粉活力大多数高于80%。[结论]广东湛江地区澳洲坚果的开花生物学特性在不同种质间存在较明显的差异,生产上建议选择开花物候期相似且花粉活力高的品种搭配种植,以提高坐果率和产量。

介孔二氧化硅纳米粒在农业中的应用

介孔二氧化硅纳米粒(mesoporous silica nanoparticles,MSNs)具有高容量介孔空间、比表面积大、稳定性强、内外表面易于修饰和生物相容性好等优点,其在农业上的应用已成为当前国内外研究的热点。综述近年来国内外MSNs在农业生产上的应用进展,详细阐述MSNs作为载运系统在农业投入品和转基因方面的优势,讨论MSNs在环境污染治理、农产品贮藏保鲜、探测传感器等方面应用的特点,解析植物吸收、运输和积累MSNs的过程以及其与植物互作的原理,综合评估MSNs的生物安全性。最后,针对目前存在的问题和发展前景进行展望,以期为更有效地利用MSNs解决农业生产中的实际问题提供参考与理论支撑。

湛江地区澳洲坚果成年树抽梢生物学特性的观测分析

观测广东湛江地区21份澳洲坚果种质资源成年树的抽梢物候期及枝梢生长特性,分析其抽梢物候期及枝梢生长的变异规律,并根据枝梢生长差异划分枝梢类型。结果表明,供试澳洲坚果成年树全年主要抽春、夏、秋梢,不同种质的春、夏、秋梢的抽梢物候进程存在明显差异,变异系数为20.2%~78.1%;不同种质的春、夏、秋梢的枝梢长度、节数、节间长度也存在不同程度的差异,变异系数为16.6%~35.6%;聚类分析将21份澳洲坚果种质分为枝梢生长特点各异的3类,即短枝少节型、中枝少节型和长枝多节型。

不同尺寸改性果胶基磁性微球的制备及对Pb^(2+)吸附性能的研究

本工作以乙二胺改性果胶为基质,将其与海藻酸钠、Fe_(3)O_(4)进行复配,采用微胶囊造粒仪制备了不同尺寸(750μm、540μm、400μm、100μm)的改性果胶基磁性微球。通过红外光谱、热重分析、扫描电子显微镜和显微镜分析对样品进行了表征,并研究了不同尺寸的改性果胶基磁性微球对Pb^(2+)的吸附性能。结果表明,100μm的改性果胶基磁性微球达到吸附平衡仅需要1 h。动力学模拟结果表明,吸附更符合准二级动力学模型,吸附速率受化学吸附控制。Langmuir模型可以较好地拟合实验结果,最大吸附容量为256.41 mg/g。解吸再生实验结果表明,100μm的改性果胶基磁性微球经过九次解吸循环再生,去除率无明显下降。

菠萝果实酸研究进展

菠萝是一种重要的热带水果,本研究从国内外不同品种、激素、矿质元素、农艺措施、有机酸代谢相关酶对菠萝果实酸含量的研究现状进行总结,并在此基础上对后续试验研究提出几点展望,以期推动菠萝果实酸含量的研究往纵深发展。

荔枝GRF基因家族的全基因组鉴定及表达分析

为揭示荔枝(Litchi chinensis)GFR基因的功能,对荔枝生长调控因子(LcGRF)基因家族进行了全基因组鉴定和分析,并研究其在荔枝中的表达模式。基于荔枝基因组数据库,使用生物信息学软件对LcGRFs家族成员进行全基因组鉴定,分析基本理化性质、染色体定位、基因结构、进化关系、蛋白保守基序、顺式作用元件和时空表达情况进行系统分析。共获得12个GRF基因,不均匀地分布在10条染色体上,内含子2~5个。蛋白保守基序分析发现,荔枝GRF蛋白均含有保守的motif1(WRC)和motif2(QLQ),进化分析LcGRF划分为5个亚家族,LcGRFs启动子上存在大量的光、植物激素、非生物胁迫响应以及生长发育相关的顺式作用元件。不同转录组表达模式结果显示,各个组织中呈现出多样化的表达特征,表明不同成员可能在荔枝不同生长发育过程中发挥调控作用,参与调节荔枝的生长发育。研究显示,荔枝GRF家族成员有12个,划分为5个亚家族。

利用酵母双杂交筛选菠萝AcSWEET11的互作蛋白

SWEET(sugars will eventually be exported transporter)基因在植物开花过程中具有重要的作用,但AcSWEET11在菠萝成花中的作用机制尚不清楚。通过鉴定成花过程中与AcSWEET11的互作蛋白,为菠萝成花机制的解析奠定基础。本研究利用共转化的方法在菠萝成花过程的cDNA膜文库中筛选AcSWEET11的互作蛋白,分析候选蛋白的表达量。结果表明,pBT3-STE-AcSWEET11+pPR3-N对NMY51酵母细胞无毒性,但有自激活活性。进一步研究结果显示,在TDO/3?AT培养基和QDO培养基上自激活受到抑制。利用该系统筛选到了81个阳性克隆,经测序鉴定出48个与AcSWEET11互作的候选蛋白,包括E3 ubiquitin-protein ligase RING1-like、Trehalose-phosphate synthase 7、Cytochrome P450、TranscriptionfactorLUX等。GO和KEGG分析结果显示,48个蛋白主要分布在细胞进程、代谢过程、刺激反应和催化活性等生物过程,参与脂类代谢、氨基酸代谢和碳水化合物代谢、信号转导和运输与分解代谢等新陈代谢途径。Trehalose-phosphate synthase 7(XP_020105459.1)、Protein TIFY 3-like(XP_020082835.1)、40S ribosomal protein S27(XP_020092770.1)、Heterogeneous nuclear ribonucleoprotein 1-like(XP_020112516.1)等4个基因与AcSWEET11表达趋势一致,在菠萝成花过程中下调表达;Dihydrolipoyl dehydrogenase 2(XP_020113798.1)、Putative lipid-transfer protein DIR1(XP_020086640.1)、clathrin assembly protein At4g32285(XP_020108161.1)等3个基因在菠萝成花过程中上调表达。这些结果表明,AcSWEET11可能通过与Trehalose-phosphatesynthase7等蛋白发生互作,参与菠萝成花过程。本研究进一步丰富了AcSWEET11的蛋白互作网络,为AcSWEET11在菠萝成花中的调控机制的解析奠定基础。

澳洲坚果种质资源耐热性调查与分析

随着全球气候变暖,在夏季持续高温干燥天气下,我国广东、广西澳洲坚果产区不耐热的澳洲坚果种质新梢叶片出现黄化现象,直接或间接影响光合作用,进而影响产量和品质。为了筛选耐热种质应对气候变化,以位于广东省湛江市的国家热带果树种质资源(澳洲坚果)圃内的145份种质资源为试材,调查不同种质的耐热性,分析比较不同程度热敏感种质的生理特性。结果表明,湛江地区6-7月下半昼(12:00-18:00)和上半夜(18:00-24:00)经历了6次较长时间的气温高峰和湿度低谷,导致热敏感种质新梢叶片黄化。不同种质新梢叶片黄化程度因其热敏感程度不同而异,供试145份种质可划分为耐热、轻度热敏感、中度热敏感、重度热敏感种质4类。随着种质热敏感程度的加剧,叶片的叶绿素(叶绿素a+叶绿素b、叶绿素a、叶绿素b)含量均显著下降而呈现褪绿黄化;超氧阴离子自由基(O_(2)^(-))大量积累,脂氧合酶(LOX)活性显著增强,丙二醛(MDA)含量显著增加,表明由活性氧积累引发的细胞膜脂过氧化加剧。与耐热种质相比,轻度热敏感种质的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著增强;随着热敏感程度加剧,中度热敏感种质和重度热敏感种质的SOD活性均显著低于耐热种质,POD活性仍显著增强,而中度热敏感种质和重度热敏感种质的CAT活性无显著性差异,表明细胞抗氧化代谢失调。

特晚熟/晚熟荔枝种质果实可溶性糖组分及含量分析

采用高效液相色谱法对6份特晚熟/晚熟荔枝种质果实中可溶性糖组分及含量进行测定。结果表明,特晚熟/晚熟荔枝果实的可溶性糖主要由果糖、葡萄糖和蔗糖组成;果糖含量占总糖的比例为35.84%,葡萄糖含量占比为30.27%,蔗糖含量占比为33.89%。果糖、葡萄糖和蔗糖在各种质间的变异系数分别为7.62%、8.07%、13.45%。根据还原糖与蔗糖的比例,特晚熟/晚熟荔枝种质均为还原糖积累型。相关性分析结果显示,果实内各糖组分均与总糖呈正相关;果糖与葡萄糖含量呈极显著正相关,葡萄糖与总糖含量呈显著相关。

六个荔枝品种的挥发性香气成分比较分析

为了丰富了荔枝品种香气数据,为荔枝果实风味鉴赏提供理论依据,采用顶空固相微萃取(HS-SPME)-气相色谱质谱(GC-MS)联用仪分析法测定6个荔枝品种观音绿、岭丰糯、桂味、妃子笑、灯泡荔和御金球的挥发性风味化合物组分,并进行主成分分析。结果显示,观音绿和御金球的总离子图较相似,妃子笑的峰型与其余5个品种不相似;不同荔枝品种的香气物质主要由烯类、醇类、醛类及烷烃化合物组成,桂味和灯泡荔的香气组分差异小,观音绿、岭丰糯和御金球的香气组分差异较小,表明6个品种香气组分和相对含量具有独特性。

菠萝AcNINV家族全基因组分离及表达分析

【目的】鉴定出菠萝NINV家族全基因组成员,初步阐明NINV基因与蔗糖代谢的关系。【方法】采用生物信息学方法鉴定并分析菠萝NINV家族全基因组成员,通过实时荧光定量PCR分析其表达特性,利用HPLC对蔗糖含量进行测定。【结果】在菠萝中共鉴定出6个NINV基因,分布于5条不同染色体上,其二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲组成,该基因家族启动子区域光反应元件数量最多。AcNINV外显子数量介于4~6个之间,其中AcNINV3、6外显子的数量为6个,亚细胞定位预测发现这2个基因都分布于叶绿体,属于α亚族;AcNINV1、2、4、5外显子的数量为4个,亚细胞定位预测发现这4个基因都分布于质膜,属于β亚族。在果柄、果皮、果心中表达量最高的是AcNINV2基因,在果肉中表达量最高的是AcNINV6基因。蔗糖含量随着菠萝果实成熟呈先升高后降低的变化趋势,而AcNINV4基因在菠萝果实成熟过程中呈下调表达。【结论】AcNINV4可能是催化果实蔗糖降解的水解酶基因。

赤霉素复合壳聚糖处理对火龙果采后品质及抗氧化能力的影响

火龙果营养丰富,深受消费者喜爱,然而火龙果采后贮藏期间易出现鳞片黄化、失水皱缩、腐烂变质等品质劣变问题,严重影响其商品价值。本研究为了探究赤霉素复合壳聚糖处理对火龙果采后品质及抗氧化能力的影响,以金都一号火龙果为试验材料,随机挑选大小均匀、成熟度一致,完好无损的火龙果分别设置6种处理:清水处理(对照)、5 g/L壳聚糖处理、50 mg/L赤霉素处理、25 mg/L赤霉素+5 g/L壳聚糖处理、50 mg/L赤霉素+5 g/L壳聚糖处理、100 mg/L赤霉素+5 g/L壳聚糖处理,处理后在25℃下恒温贮藏,定期测定火龙果的采后品质指标、脂氧合酶(LOX)活性、丙二醛(MDA)含量、抗氧化物质含量、抗氧化酶活性。结果表明:50mg/L赤霉素+5g/L壳聚糖处理的火龙果能较好维持火龙果的贮藏品质,在贮藏12d后,鳞片黄化率和失水率分别比对照降低15.91%和20.75%,果实可溶糖含量、颜色a*值和L*值均显著高于其余试验组,可溶性果胶含量显著低于其余试验组;50mg/L赤霉素+5g/L壳聚糖处理还能维持火龙果较强的抗氧化能力,贮藏12d后,果实丙二醛含量和脂氧合酶活性分别比对照降低16.04%和19.23%,抗氧化物质类黄酮、总酚、还原型谷胱甘肽(GSH)和还原型抗坏血酸(AsA)含量分别比对照提高10.07%、10.00%、31.43%和12.93%,抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性分别比对照提高17.61%、79.22%和15.00%。可见,适宜浓度的赤霉素复合壳聚糖处理可有效维持火龙果采后品质,增强果实抗氧化能力,减轻膜脂过氧化损伤,延缓火龙果成熟衰老,延长保鲜期,复合处理可作为一种绿色环保、经济有效的保鲜手段,为火龙果采后贮运保鲜提供参考。

“华农早”龙眼ד紫娘喜”荔枝F1代果实可溶性糖主要组分的遗传分析

可溶性糖成分及其含量是决定果实品质和风味的重要因素之一。为探讨龙眼荔枝杂交群体果实可溶性糖含量的遗传规律,以“华农早”龙眼、“紫娘喜”荔枝及其杂交F1代68株单株为试材,采用高效液相色谱(HPLC)技术,测定该群体果实可溶性糖组分与含量,并进行杂交群体果实可溶性糖遗传分析。结果表明,龙眼荔枝杂交后代果实可溶性糖主要包括葡萄糖、果糖和蔗糖,其中蔗糖含量最高,均值为67.66 mg/g,占总糖含量的51.79%;葡萄糖与果糖含量接近,分别占总糖含量的22.15%和24.82%。杂交群体的不同糖组分均表现为衰退变异,葡萄糖、果糖和蔗糖含量广泛分离,变异系数分别为25.16%、22.15%和33.69%。蔗糖/单糖0.48~3.05,蔗糖含量与总糖含量之间、总糖含量与甜度值之间均呈极显著正相关。F1代有的单株总糖含量超过170 mg/g,且甜度值超过170,具有高糖特性,为龙眼优质品种创新提供了丰富的材料。

澳洲坚果种质资源花序表型多样性研究

【目的】对澳洲坚果种质资源花序表型性状进行多样性分析,为澳洲坚果种质资源的鉴定评价以及创新利用提供参考。【方法】花序表型性状的观测和描述方法参照《澳洲坚果种质资源描述规范和数据标准》和《澳洲坚果种质资源鉴定技术规范》,数据统计分析应用聚类和主成分分析的方法。【结果】40份供试澳洲坚果种质资源中90%种质小花为乳白色、50%种质小花自花序轴基部向顶端依次开放、77.5%种质无批次开花;花序长度的变异系数最大为26.30%,小花长度的变异系数最小为8.60%。聚类分析将40份种质资源在欧氏距离为4.79时分为2个组群,组群内的种质资源以花序长度和小花数量聚类;主成分分析结果将6个表型性状简化为3个主成分(花量、花色、开花顺序因子),解释的总变异为71.752%,更为直观地展现了花序表型特点,其结果与聚类分析基本一致。【结论】澳洲坚果种质资源的花序表型性状存在丰富的多样性,花序长度、小花数量、小花颜色和小花开放顺序是花序表型性状多样性构成的主导因子。

澳洲坚果种质资源数量分类研究

【目的】分析澳洲坚果种质资源表型性状多样性,并根据其多样性进行数量分类。【方法】根据《澳洲坚果种质资源描述规范和数据标准》和《澳洲坚果种质资源鉴定技术规范》中的鉴定评价方法进行观测和描述,并基于此进行聚类分析和主成分分析。【结果】26个描述性状平均变异类型为3.4个,嫩叶颜色、叶片形状和种脐侧面凹痕大小的变异类型最为丰富,各为5个;26个数量性状中,含油率的变异系数最小为1.68%,花序长度的变异系数最大为21.54%;Q型聚类分析将60份种质资源在欧氏距离为20.83时分为4个类群,类群内种质以单果质量、叶序、叶柄长度、嫩叶颜色、小花颜色、带壳果表面质地聚类;R型聚类分析将52个表型性状在相关系数2.16处聚为5组,多数性状表现两两相关;主成分分析结果将52个表型性状简化为15个主成分,包含叶序、嫩叶颜色、叶柄长度、花序长度、小花数量、小花颜色、带皮果单粒鲜质量、带皮果腹缝线、带壳果单粒干质量、带壳果表面质地、带壳果表面斑纹分布、带壳果腹缝线、珠孔、种脐、果壳厚度、果仁单粒干质量、出仁率、一级果仁率等主要表型性状,第1和第2主成分解释的总变异为27.427 2%,其结果与聚类分析基本一致。【结论】澳洲坚果种质资源表型性状存在丰富的多样性,基于表型性状的数量分类对构建澳洲坚果种质分类体系具有参考价值。

超声辅助提取澳洲坚果青皮总黄酮工艺优化及抗氧化性能研究

以澳洲坚果青皮为原料,研究了超声辅助提取总黄酮工艺条件以及抗氧化活性。通过L9(3~4)正交试验得到超声功率为300 W条件下的最佳提取工艺:提取时间为45 min、乙醇浓度为50%、提取温度为50℃、料液比为1∶60 (g/mL),在此条件下总黄酮提取量为(1638.59±44.26)mg/100 g。通过抗氧化实验发现,澳洲坚果青皮总黄酮ABTS自由清除能力约为Trolox的2.48倍,总抗氧化还原能力约为Trolox的1.90倍,由此表明澳洲坚果青皮总黄酮具有较强的抗氧化活性。

柑橘果实响应高温、强光胁迫的活性氧代谢研究

【目的】研究柑橘果实响应高温、强光胁迫的活性氧代谢,为预防柑橘果实发生日灼以及果品优质生产提供依据。【方法】在环境调控生长室中模拟高温、强光诱导柑橘果实发生灼伤,并从果实灼伤病程的不同阶段入手,分析了果实灼伤病程中果皮活性氧代谢的变化规律。【结果】高温、强光胁迫使果皮中O2^·-大量积累,LOX活性增强,脂质过氧化产物MDA含量显著上升。灼伤初期果皮呈现深黄色小斑点,SOD、POD和PPO活性均显著上升;随着灼伤病情的加剧,果皮变褐,POD活性仍增强,SOD活性显著下降且显著低于正常果,而PPO活性显著下降,但仍显著高于正常果;AsA和GSH含量在整个灼伤病程中均逐步下降。【结论】在高温、强光胁迫初期果皮呈现深黄色小斑点,柑橘果实果皮组织维持较高的活性氧清除能力,减缓了高温、强光对细胞膜的损伤。果皮呈现深黄色小斑点是预防柑橘果实果皮褐变的重要时间节点。