南方番茄病毒在海南省的发生分布及全基因组序列分析

病毒病是海南番茄生产中危害最严重的病害之一,在利用小RNA深度测序技术鉴定海南番茄病毒病病原时发现,南方番茄病毒(Southern tomato virus,STV)在海南省多个市(县)的样品中存在,而且发现1株STV单独侵染的样品。为了解STV在海南省的发生分布情况,利用RT-PCR技术,对2015—2021年采自海南省的987份疑似病毒侵染的番茄叶片样品进行检测,结果表明:在9个市(县)的142份样品中检测到STV,早在2015年STV就已经在海南番茄上存在,检出率从2015年(8.82%)到2021年(22.45%)呈逐年上升趋势。同时结合RACE和RT-PCR技术扩增到4个STV海南分离物的全长基因组,长度均为3446 nt,包含2个部分重叠的ORFs,ORF1(147~1280 nt)和ORF2(1048~3336 nt)分别编码p42蛋白(377 aa)和RdRp蛋白(762 aa),5′UTR和3′UTR的长度分别为146 nt和110 nt。序列一致性分析表明,4个STV海南分离物间基因组序列一致性为99.86%~100.00%,与目前GenBank公布的所有STV分离物基因组间序列一致性为98.45%~99.94%。基于全基因组序列构建的系统发育树显示,80个STV分离物被明显分为2个组(组Ⅰ和组Ⅱ),组Ⅰ包括亚洲、美洲、欧洲和非洲分离物;组Ⅱ中除1个亚洲分离物外,其他均为欧洲分离物;4个海南分离物被分在组Ⅰ,STV分离物的分组与地域呈一定的相关性,而与寄主无相关性。4个海南分离物与组Ⅰ分离物基因组序列变异度较高的区域位于881~1061 nt和1521~1721 nt,与组Ⅱ分离物基因组序列变异度较高的区域位于2041~2241 nt和2761~2921 nt。STV分离物基因组间未发现重组事件。这是在海南省首次报道发现STV。本研究结果有助于了解STV在海南省的分布、发生趋势及遗传多样性,为病害防控提供科学依据。

海南入境台湾果蔬危险性有害生物普查及其安全性评估

适应海南入境台湾果蔬产业健康、快速、可持续发展的需要,系统开展了海南入境台湾果蔬危险性有害生物普查,并采用PRA评估模型对17种外来入侵危险性有害生物进行了风险评估。2009~2010年考察发现,海南入境台湾果蔬以芒果、西瓜、哈密瓜、辣椒、番茄、莲雾、番木瓜和番石榴为主,主要分布在文昌、琼海、三亚、乐东、东方、昌江、澄迈、海口等农场和瓜菜生产基地,并且各瓜菜品种种植面积因市场价格影响年份间波动较大;调查共查获海南入境台湾果蔬危险性有害生物68种,包括害虫32种,病原微生物16种,杂草20种,其中外来入侵危险性有害生物17种;大面积严重发生与危害危险性有害生物25种;桔小实蝇、螺旋粉虱、烟粉虱、西瓜细菌性果斑病在海南均属于高度危险有害生物。上述结果为进一步开展海南入境台湾果蔬危险性有害生物监测预警与防控提供了前期工作基础。

木薯有害生物数据库的构建与应用

以危害木薯生产的病害、虫(螨)害和草害为研究对象,根据国内外相关研究进展,经过系统整理和有序化存储,构建了图文并茂的数据库系统,实现了基于Web的木薯有害生物相关信息的快速查询。数据库包括木薯病害、木薯虫(螨)害和木薯草害3个子库,提供子库查询、综合查询、快速查询等多种查询方式。数据库的构建遵循开放、标准化的原则,有利于不断收集和完善木薯有害生物各类信息,并为进一步建设有害生物预警监测、风险评估、远程识别与诊断等信息平台提供支撑数据。

2种药剂在海南不同季节对红火蚁的防治效果

为弄清冬季施用药剂防治海南红火蚁能否取得良好的防控效果,对比了0.6%高效氯氰菊酯粉剂与0.08%茚虫威饵剂2种药剂在冬、夏季的防效差异。结果表明:药后时间、季节差异、药剂种类对红火蚁蚁巢的防治效果均影响明显,冬季于药后7~30 d范围,0.6%高效氯氰菊酯粉剂对红火蚁蚁巢的防治效果明显优于0.08%茚虫威饵剂,夏季于药后15~45 d范围,0.08%茚虫威饵剂对红火蚁蚁巢防治效果高于0.6%高效氯氰菊酯粉剂;0.08%茚虫威饵剂冬季对红火蚁蚁巢的防治效果随药后时间增加而上升,药后45 d最高(82.03%),夏季对红火蚁的防治效果15 d达92.49%,与30、45 d无显著差异;0.6%高效氯氰菊酯粉剂对红火蚁蚁巢的防治效果随药后时间的增加而下降,但冬季的下降速度慢于夏季。2种药剂对红火蚁工蚁的防治效果随药后时间的增加而下降;0.08%茚虫威饵剂对工蚁的防治效果除药后7 d外,冬季的防治效果均显著高于夏季;0.6%高效氯氰菊酯粉剂对工蚁的防治效果7~30 d内无明显差异,但在45 d时冬季(97.86%)明显高于夏季(80.57%)。综上,海南冬季天气晴好,且气温在13~21℃时,可选用0.08%茚虫威饵剂或0.6%高效氯氰菊酯粉剂对红火蚁实施防控,防控后防控效果的评价延后至药后30~45 d开展。

As和Ni超标矿山土壤对不同桑树品种生长及根际微生物多样性的影响

闭库尾矿库土壤生态修复及土地再生利用,不仅避免了随意排放风险,还能增加土地使用面积。桑树根系旺盛,抗逆性强,生物量大,用途广泛,在矿山重金属超标土壤修复和再利用中具有巨大潜力。本研究采用原土盆栽法比较3个桑树品种(Y120、G12和G62)一年生幼苗在矿区砷(As)和镍(Ni)复合污染土壤中种植60 d后的生长情况,以及桑树不同部位对As和Ni的富集差异,同时采用宏基因组分析桑树根际土壤微生物的差异,初步阐明不同桑树品种对As和Ni复合污染矿山土壤的适应能力及与其根际土壤微生物多样性间的关系。结果表明:种植60d后,3个桑树品种根际土壤Ni的污染指数均从种植前的中度降为轻度,G62根际土壤As的污染指数则从重度污染降为中度污染。3个桑树品种的地上部分和根系生长部分均受到抑制,但G62的生长总体优于Y120和G12,G12生长较差。3个桑树品种对As的转运系数和富集系数均小于Ni,对As的富集能力为根>叶>茎,根部积累As的量占植株总量的47.33%~50.52%,品种间差异较小,但对Ni的富集能力则在不同品种间存在差异,G12、G62、Y120根部Ni积累量占植株总量依次为25.67%、38.46%和47.14%,品种间差异较大。生长较好的G62根际土壤中Nocardioides、Thiomonas和Rhizobium 3个属的丰富度显著高于G12和Y120,其中Thiomonas sp.在G62中丰富度最高,结合G62根际土壤As的污染指数下降较多的事实,说明这些属和种可能更多地参与桑树根际对As的阻隔吸收或解毒。Sphingopyxissp.在G12中丰富度最高,该品种在体内转移和富集的As和Ni均最低,可能与其更多地参与桑树对As和Ni复合污染的解毒有关。研究结果为筛选出适宜矿区生长的抗复合重金属的桑树品种及可促进桑树在As和Ni复合污染矿山土壤生长的菌株筛选和利用奠定基础。

海南省象耳豆根结线虫的鉴定研究

象耳豆根结线虫寄主范围广、致病力强以及能在携带Mi抗性基因的作物上寄生繁殖,是热区最具危害性的病原根结线虫种类之一。应用比较形态学,结合mt DNA序列分析、IGS序列分析和进化发育树等分子生物学方法对海南省18个市县的根结线虫进行鉴定,确定象耳豆根结线虫在蔬菜、番石榴、哈密瓜和枣树等作物上广泛发生为害,其中枣树为首次发现的象耳豆根结线虫新寄主。研究结果表明,象耳豆根结线虫已成为海南省蔬菜作物上重要的病原根结线虫种,并有进一步扩散加重为害的趋势。

海南芒果果腐病病原菌鉴定及其生物学特性研究

对引起芒果果腐病的病原菌进行鉴定，并对该病原菌的生物学特性进行初步研究。结果表明：引起芒果果腐病的病原菌是芒果拟盘多毛孢[Pestalotiopsis mangiferae（Henn.）Steyaert]，该菌菌丝生长最适温度为25～28℃，孢子萌发最适温度为32℃，致死温度为60℃，10min；菌丝生长最适pH为4～5，而孢子萌发最适pH为4；最适碳源为甘露醇，而麦芽糖不利于菌丝生长；最适氮源为牛肉浸膏、蛋白胨，而尿素不利于该菌菌丝生长；该菌适合在暗光交替和黑暗中生长。

海南三药槟榔叶斑病病原鉴定及其生物学特性分析

在海南省儋州市的三药槟榔(Areca triandra Roxb)苗圃中发现一种为害严重的叶斑病。根据该病的病原菌形态特征以及ITS序列分析,鉴定该病原为克卢亚拟盘多毛孢菌[Pestalotiopsis clusiae(Griffon&Maubl)]。病原生物学特性分析发现,该病原菌菌丝生长的适宜温度为28℃,pH为6.5,适宜的碳源为D-麦芽糖和D-葡萄糖,适宜氮源为硝酸钾和硝酸钠;光暗交替有利于菌丝生长及产孢;孢子萌发的适宜温度为30℃,pH为5.5,孢子致死温度为50℃,10 min。采用含毒介质法对4种药剂进行室内敏感性测定,发现该病原菌菌丝生长对50%多菌灵(WP)敏感性最高,50%异菌脲次之。

海南典型有害植物的入侵扩散机理研究进展

有害植物成灾会对农林业生态系统、经济和环境造成巨大影响。本文对海南典型入侵植物薇甘菊、假臭草及土著灾变植物金钟藤的成灾扩散机理研究做一综述,以期为海南有害植物的研究和管理提供依据。自然及人为干扰造成的薇甘菊匍匐茎克隆片段有较高的再生能力,其再生能力和生长与储存在节间和叶子中的资源呈正相关。假臭草随土壤养分条件的改善比本地种获利更多,说明农田施肥等干扰因素可能促进假臭草相对于本地种的种群优势。金钟藤已扩散至海南五指山有旅游活动的自然林;调查和移栽试验发现,其可能是先在受干扰严重的林缘和旅游小径边定植,之后通过匍匐和攀爬生长扩散至附近的自然林。这些结果强调了人类活动、高养分条件及物种自身性状等在有害植物成灾中的作用。未来仍需系统、深入地研究有害植物成灾扩散的机理及其控制对策,为减弱有害植物的扩散和危害提供参考,并为海南国际旅游岛的建设提供安全保证。

海南省茶树害虫名录

采用田间调查和室内饲养相结合的方法,对海南省儋州、白沙、琼中(岭头、新伟)、五指山等茶场的茶树害虫种类进行系统调查。根据调查结果,共鉴定海南省茶树害虫(螨)100种,分属于蜚蠊目、等翅目、鳞翅目、同翅目、鞘翅目、半翅目、双翅目、直翅目、缨翅目、蜱螨目共10目40科,并记述了每种害虫的分布及为害情况。

海南省香蕉园牛筋草对百草枯抗药性水平的初步研究

为明确海南省香蕉园杂草牛筋草的抗药性水平,利用温室生物测定法研究海南省儋州、白沙、昌江、东方、陵水、三亚、琼中等地区牛筋草种群对百草枯的抗药性水平。结果表明,采集的7个牛筋草种群对百草枯表现出不同程度的抗药性,其中采自陵水地区的牛筋草种群抗药性水平最高,ED_(50)为4 495. 702 2 g a. i./hm^2,相对抗药性倍数达50. 81倍,而昌江、琼中2个地区的牛筋草种群则表现出较低的抗药性,相对抗药性倍数在2～4倍之间。

热带植保国际合作发展成效与新时期发展模式探讨——以中国热带农业科学院环境与植物保护研究所为例

从全球化进程对热带农业国际交流工作的发展需求出发,提出新时期热带植保国际合作要服务国家粮食安全、乡村振兴和生态环境安全、国家农业外交大局、国家安全和海南自由贸易港建设的“五服务”发展战略定位[1],抓住“一带一路”倡议和“海南建设国际自由贸易港”等政策红利,以植物保护学科国际合作平台建设为契机、加快战略布局,以项目为桥梁,实现资源共享,以引进人才、培养人才为重点,加快推进高素质队伍的建设。

林业有害植物金钟藤新枝在海南的月生长动态

【背景】近20多年来,金钟藤在海南和广东异常快速生长,对生物多样性和林业生产破坏严重。观测金钟藤的月生长动态,了解其在海南的生长量,能够为金钟藤的合理防治提供参考。【方法】采用定点定时观测法,对海南3个市县3种不同生境的金钟藤新枝的月生长量进行测定。【结果】金钟藤在海南全年可生长,一新枝月平均生长134 cm,全年累计平均生长1607 cm。金钟藤全年有2个生长高峰期,分别在4月和9月,其中4月平均生长206 cm,9月187 cm。金钟藤在11月生长量最小,平均生长86 cm。金钟藤在1—9月生长较快,一新枝累计平均生长1326 cm,占全年生长量的82.5%;在10月至12月生长缓慢,一新枝累计平均生长281 cm,占全年生长量的17.5%。不同生境之间的金钟藤生长有极显著差异,月平均生长量从高到低顺序为定安188 cm〉白沙131 cm〉五指山83 cm。金钟藤种子在3—7月均可萌发,花果期在4—7月。在海南月平均温度17~28℃、月平均降雨量28~396 mm的自然环境范围内,金钟藤的生长量与温度和降雨量没有显著相关性。【结论与意义】金钟藤在海南光照充足的生境里快速生长扩散,月平均生长量高达188 cm,其生长与生境、海拔和植被密切相关。

海南省南繁种植区玉米病害调查

2017年11月至2018年4月对海南省南繁种植区玉米病害进行普查。普查过程中,发现17种病害。在中小苗阶段,相对发病较严重的是玉米的纹枯病、茎腐病2种病害;在种植后期,发病最严重的是玉米锈病,其次是玉米灰斑病,玉米大斑病、玉米穗腐病等。不同生育期的玉米育种种植区内,玉米病害种类相对较多,发病程度往往也对于种植物候期一致的育种基地相对较重。总体上,海南省南繁玉米种植区均管理规范,加上早中期每隔6~10 d施药一次进行预防,因此玉米生长早中期病害发生仅零星出现,后期发病相对较重。

“土壤退化”和“双碳目标”下如何从植物吸收碳元素途径思考农业发展

当前面临着两大世界级问题“土壤退化”和“双碳目标”,而这两大问题均有一个共通点——碳!那植物吸收碳元素途径有哪些呢?人类能否通过农作物及农事操作助力实现“双碳”目标?为深入了解这其中的关联性,为农业可持续发展和助力实现双碳目标,本文从上述2个问题出发,从碳元素生态系统循环切入思考。通过阅读大量文献,跟踪学术前沿,综述植物吸收碳源途径和富碳有机肥料的应用研究。结果发现植物吸收和利用碳元素代表性成果如下:(1)植物的营养物质包括有机质和矿物质。(2)完善了生态系统的碳循环途径:增加植物通过根系直接吸收利用小分子碳水化合物的途径,即生态系统碳循环中碳可以从土壤到植物。(3)富含碳元素的肥料主要包括腐植质、有机肥、微生物有机肥、有机碳肥等。依据植物吸收碳元素途径中植物可以通过根系吸收小分子有机碳,农民可以通过农事操作增加耕地土壤中有机质,改良土壤促进农作物生长的同时助力实现“碳达峰、碳中和”目标。

海南橡胶树炭疽病调查及喀斯特炭疽病菌的鉴定

天然橡胶是四大工业原料中唯一的可再生资源,由炭疽病菌侵染引起的橡胶树炭疽病是当前我国橡胶生产上最为严重的两大叶部病害之一。本研究通过调查海南省主栽橡胶树品种(系)及监测炭疽病发生流行情况,调查发现PR107和RRIM600种植面积最大,分别占51.06%(102000 hm^(2))和43.39%(86700 hm^(2));在对橡胶树炭疽病的随机踏查和固定监测中发现,该病在实生苗、嫁接苗、增殖苗、各主栽品种幼龄树和成龄胶园中全年均可发生,3—4月为盛发期;海南省橡胶树种植面积大,且品种(系)单一,因此炭疽病在适宜发病条件下易暴发流行。通过形态观察、致病性测定和多基因系统发育分析发现,分离自琼中县阳江农场苗圃橡胶树叶片上的菌株HCkHNQZ1736为喀斯特炭疽菌(Colletotrichum karstii),这是首次在海南省橡胶树上发现该类病菌。致病力评价发现其对PR107、RRIM600、热研7-33-97和大丰95四个主推品种均有强致病力。杀菌剂敏感性测定结果表明,菌株HCkHNQZ1736和分离自云南保山的同种菌株MeCkYN1705对咪鲜胺锰盐差异不显著且不具抗药性,EC_(50)分别为0.0784μg/mL和0.0775μg/mL。HCkHNQZ1736对多菌灵表现出高抗药性,EC_(50)达1107.2654μg/mL,而MeCkYN1705的EC_(50)仅为0.0554μg/mL。

咖啡叶枯病病原菌的鉴定及生物学特性研究

咖啡叶枯病是制约咖啡产业发展的重要因素之一,对病原菌的分离鉴定和生物学特性进行研究,旨在为咖啡叶枯病的防治提供参考。采集具有咖啡叶枯病典型症状的咖啡叶片,通过对病原菌培养特性、形态特征、rDNA-ITS、β-tublin、EF1-α基因的序列比对,采用菌丝生长法和镜检孢子量测定温度、pH、光照、碳源和氮源对病原菌的影响。结果表明,引起咖啡叶枯病的病原菌为橡胶生拟茎点霉菌Phomopsis heveicola(有性态为Diaporthe tulliensis)和2种类型的分生孢子(α和ß分生孢子),α分生孢子为单细胞,长4~6μm,宽2~3μm,呈卵形至椭圆形,内含1~2个油滴;ß分生孢子呈线性一端呈钩状,长20~30μm。菌株生长最适温度范围为25~30℃,致死温度为55℃,最适pH为6,黑暗条件对菌丝生长更为有利,最佳碳源为麦芽糖,最佳氮源为硝酸钾。

生防枯草芽孢杆菌Czk1固体发酵工艺条件优化

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)Czk1是一株具广谱拮抗、促生和诱导植株产生抗病性的根际益生菌。为了全面资源化利用农业废弃物中的有机养分和促进对植物土传病害的生物防治,本研究以Czk1为研究对象,以鸡粪为底肥,分别利用玉米秸秆、菌糠、椰糠堆肥为原料,采用液固两相发酵工艺,以稀释平板菌落计数法测定活菌总数和芽孢数,经过单因素和正交试验方法,明确Czk1固体发酵物料的配方、工艺参数和培养条件。得出Czk1固体发酵的最优条件:最佳原料为菌糠鸡粪堆肥,Czk1接种重量为10%,黄豆粉添加量为10%,含水量为40%,发酵温度为37℃,翻抛1次/72h,在此条件下,Czk1菌株中的芽孢活菌数量总量可以达到8.63×10^(8)CFU/g,芽孢数为8.37×10^(8)CFU/g。其次,发酵效果较佳的原料为秸秆鸡粪堆肥,Czk1接种量为10%,添加5%黄豆粉,40%含水量,发酵温度为37℃,翻抛1次/72 h,此条件下,Czk1接种菌株中的活菌数量总量可达到6.53×10^(8)CFU/g,芽孢数为5.97×10^(8)CFU/g;另外,在此配方条件下再添加30%菌糠,Czk1菌株的活菌数量总量及芽孢数分别可达到8.70×10^(8)CFU/g和6.90×10^(8)CFU/g。4种发酵生物肥原料的理化性质测定表明,其有机质含量、碳氮比均有较大差异,其中以鸡粪为原料其pH、全磷和全钾含量均最高,碳氮比最低,氮、磷、钾总含量均高于秸秆、椰糠和菌糠;秸秆为原料其电导率、有机质含量最高;椰糠为原料其全氮含量最高,菌糠为原料碳氮比最高。不同鸡粪与菌糠、秸秆及椰糠组合的生物有机肥的种子发芽指数均大于80%。因此,枯草芽孢杆菌Czk1具有良好的开发利用价值,选择合适的发酵生产条件可将农业废弃物制备出高质量的生物有机肥。

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。

施用茚虫威饵剂后红火蚁的蚁巢迁移及弃尸行为

红火蚁Solenopsis invicta是典型的社会性昆虫,在防控过程中容易引起红火蚁巢体迁移和弃尸等现象,影响防控效果。本研究对标记好的蚁巢施用茚虫威饵剂,然后定时观察新增加的蚁巢数量和工蚁弃尸量。结果表明,施用0.08%和0.1%茚虫威饵剂后,所有处理均有新蚁巢出现,施药后5~10 d,新蚁巢大量出现,随后蚁群趋向稳定,新增蚁巢减少,至处理后25~30 d,再次出现新蚁巢。0.1%茚虫威饵剂15 g/巢处理在施药后5 d出现8个新蚁巢,药后10 d和30 d分别又新增5个蚁巢,其他时间新增蚁巢数较少。按处理剂量,药后30 d,2种药剂15 g/巢处理出现的新巢数量均显著高于25 g/巢处理。0.1%茚虫威15 g/巢处理,校正蚁巢累计增加率高达124.98%,0.08%茚虫威饵剂15 g/巢处理为89.05%;0.08%和0.1%茚虫威饵剂25 g/巢处理,校正蚁巢累计增加率分别为12.00%和51.34%。施用15 g/巢饵剂后2 d开始有大量工蚁尸体被丢弃,至药后4 d弃尸量达最大值,0.08%和0.1%茚虫威饵剂处理弃尸量分别为330.5头/巢和300.2头/巢,随后呈逐步下降趋势,至14 d,弃尸量降至最低。施药后8 d内弃尸量达总弃尸量75.26%以上,至药后10 d,已达总弃尸量的90.08%以上。施用0.08%和0.1%茚虫威饵剂25 g/巢的处理新蚁巢出现较少,表明施用相对低剂量的饵剂,更容易引起蚁巢迁移。红火蚁的弃尸行为主要发生在饵剂施用后的前8 d。