CsSSK1基因调控暹罗炭疽菌胁迫应答和致病性的功能分析

暹罗炭疽菌(Colletotrichum siamense)是热带、亚热带地区许多农林作物炭疽病的主要病原菌。SSK1是双组分系统中的应答调节蛋白,已有研究显示病原真菌中的SSK1与病原菌的形态建成、胁迫反应、耐药性和致病力有关,但在不同菌中其功能存在差异。为了解暹罗炭疽菌中同源基因CsSSK1的功能,本研究利用同源重组法构建了CsSSK1基因缺失突变体ΔCsSSK1和回补菌株ΔCsSSK1(CsSSK1),对其进行表型观察。结果显示:与野生型菌株相比,形态发育上,缺失突变体ΔCsSSK1的菌丝生长速率略有降低,分生孢子较短且产孢量低,孢子萌发率也降低;胁迫应答上,ΔCsSSK1显著提高了炭疽菌对NaCl、山梨醇、蔗糖、葡萄糖、刚果红胁迫的敏感性,提高了对氟康唑和戊唑醇的敏感性,但降低了对咯菌腈的敏感性;致病功能方面,CsSSK1基因缺失明显降低了致病力。研究结果表明CsSSK1基因参与调控暹罗炭疽菌的形态建成,应答盐胁迫、渗透胁迫、刚果红胁迫反应,参与药剂敏感性调控,影响暹罗炭疽菌的致病能力。本研究结果为深入了解暹罗炭疽菌CsSSK1基因功能,解析病原真菌应答胁迫反应的分子机理奠定基础。

厦门岛滨海公园外来园林植物入侵风险评估

本研究通过样线法调查厦门岛8个滨海公园的植物种类,统计得出厦门岛8个滨海公园共有园林植物288种,其中外来园林植物127种,占总数的44.10%。排除部分在厦门岛不具有入侵性的外来植物,得到具有入侵可能的外来园林植物80种。通过文献整理法和专家咨询构建厦门岛滨海公园外来园林植物入侵风险评估体系,采用层次分析法确定评价指标权重。该评价体系包括1个目标层、5个一级指标以及20个二级指标。将80种具有入侵可能的外来园林植物代入厦门岛滨海公园外来园林植物入侵风险评估体系得出对应得分。得分在38.00~58.85之间的为高风险植物,共有13种;得分在23.00~38.00之间的为中风险植物,共有18种;得分在9.30~23.00之间的为低风险植物,共有49种。对于未列入《中国外来入侵植物志》中的高风险植物应及早发现并采取有效管理措施进行控制,对中风险植物实施阶段性清除并采用乡土植物替换,对低风险植物应进行监控和管理。厦门岛8个滨海公园的外来园林植物中,大多数为低风险植物,其中,五通灯塔公园、海湾公园以及牛头山公园应用外来植物种类数量居于前三,建议今后不再引进外来园林植物;音乐广场应用外来园林植物种类最少,建议适当引入低风险植物以增加公园的植被多样性。本研究对厦门岛滨海公园的外来植物种类进行梳理,针对外来植物提出相关防治建议,为保护厦门岛滨海公园的生态安全,进一步丰富小尺度区域外来植物的入侵风险评估研究,以及为其他地区滨海公园引入外来植物提供参考。

配比施肥对槟榔幼苗肥料利用率及养分协同效应的影响

为了明确N、P、K肥对槟榔幼苗生长及营养吸收与利用的影响,从而确定合理的槟榔幼苗施肥技术。以槟榔幼苗为对象,采用“3414”肥料配比田间盆栽试验,测定不同施肥处理对槟榔幼苗营养吸收与分布及肥料利用率的影响。结果表明:(1)施肥提高了槟榔幼苗的生物量和肥料利用率;在氮磷钾平衡施肥时,氮肥和磷肥相对利用率达到最大;在不施磷肥,氮钾平衡施肥时,钾肥相对利用率达到最大;(2)槟榔幼苗地上部氮养分积累量是影响其生物量的主要因子,地下部磷养分积累量是影响其生物量的主要因子;(3)相关性分析与通径分析表明,氮与磷可协同促进槟榔幼苗生物量的增长,但会受到施钾量及钾肥相对利用率的制衡,3种元素协同促进植株生物量增长。因此氮肥和磷肥的相对利用率是槟榔幼苗施肥的关键指标。综上,氮磷钾配比施肥有利于槟榔幼苗的营养吸收和利用,以N∶P∶K=2∶2∶2(T6)配比施用效果较好。

不同基质配比下黄瓜根际细菌群落结构及多样性分析

分析菇渣、锯末不同比例配比下黄瓜植株根际细菌群落结构特征发现,菇渣和锯末复配基质可替代常规商品基质泥炭(CK)栽培黄瓜,为新型基质栽培模式的应用提供依据。与CK相比,用菇渣、锯末按照3种不同比例复配组成的基质栽培黄瓜,其产量、根际细菌多样性和丰富度指数间均显著提高,同时还影响根际细菌的代谢功能,其中菇渣与锯末比例为1∶1时(T2)表现最佳。在门分类水平上,菇渣、锯末复配基质栽培条件下黄瓜植株根际中变形菌门(Proteobacteria)细菌丰度占比均低于CK,但拟杆菌门(Bacteroidota)细菌丰度占比均高于CK,且拟杆菌门(Bacteroidota)是菇渣、锯末复配基质栽培共有的优势细菌门类。在属分类水平上,unclassified_c__Gammaproteobacteria、利姆诺杆菌属(Limnobacter)和朱氏杆菌属(Chujaibacter)是CK条件下黄瓜植株根系特有的优势细菌属;慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、短波单胞菌属(Brevundimonas)、Dokdonella属是菇渣与锯末比例为1∶3(T1)处理下特有的优势细菌属;菇渣与锯末比例分别为1∶1(T2)和3∶1(T3)条件下黄瓜植株根际未发现特有的优势细菌属。通过物种Venn分析,在种分类水平上,菇渣与锯末复配比例在1∶3(T1)、1∶1(T2)和3∶1(T3)处理下均增加了黄瓜植株根际细菌种分类水平数量,提升了根际细菌丰富度和多样性。

基于SSR分子标记的面包果资源遗传多样性分析

面包果被认为是最有潜力解决热带饥荒的粮食作物,具有较高的经济价值。我国面包果资源引种于多个国家,来源较丰富,目前未对其进行系统的分类和遗传多样性分析。为明确面包果资源间遗传距离,揭示其亲缘关系,本研究从75对SSR标记中筛选出33对扩增条带清晰、多态性高、稳定性好的标记,用于面包果资源的遗传多样性分析。对面包果资源进行PCR扩增,使用8%变性聚丙烯酰胺凝胶检测PCR扩增产物,利用NTSYS软件进行遗传多样性相关分析。结果表明:33个SSR标记的扩增条带多态性比率为94.57%,共检测出199个多态性位点,平均每个标记检测出6.030个;SSR标记的PIC值在0.623~0.940之间,平均为0.865;面包果资源间遗传相似系数在0.517~0.951之间,平均遗传相似系数为0.685,且硬面包果Ⅰ型ZZP资源内个体间差异最大,平均遗传相似系数为0.626,无核型面包果XYS1-3资源内个体间差异最小,平均遗传相似系数为0.723;遗传相似系数为0.713时,将30份面包果资源聚成5类,XBL(Artocarpus odoratissimus)和园林栽培硬面包果Ⅰ型种质(ZZP、LX、STH、HJ5)聚为一类,无核型面包果(SLLK、XYS2、XYS3、XYS5、XYS6、YN)聚为一类,硬面包果Ⅱ型(SLM2、YDNXY1、G1、G2)聚为一类,硬面包果Ⅱ型(W1、W3、SMY、8-4、8-3、5-5、5-6)聚为一类;三维图能较好地将XBL和园林栽培硬面包果Ⅰ型与食用价值较大的无核型面包果和硬面包果Ⅱ型区分开。依据聚类分组情况,可推测XYS2、XYS3、XYS5和XYS6可能引种于越南,XYS1-3、YBG和XYS1可能引种于印度尼西亚,FJ可能是无核型面包果。该研究阐明了30份面包果资源间的亲缘关系,为面包果品种选育、鉴别提供理论依据。

假木豆属种质资源植物学性状遗传多样性分析

假木豆(Dendrolobium triangulare)为多年生灌木,假木豆叶量大、产量高,营养价值高,是优良的高蛋白青饲料。目前仅有山蚂蝗亚族之间的遗传多样性研究,假木豆属的形态学遗传多样性的分析研究比较匮乏,缺少大范围的种质形态学遗传多样性研究。对优质育种资源植物学性状综合评价是育种的前提。为了培育优质豆科牧草品种,满足南方畜牧生产需求,本研究采用随机区组设计,研究材料为76份假木豆属种质资源,对35个植物学性状进行观测,分析假木豆属的遗传多样性特点,为假木豆选育工作提供基础材料。通过形态学观测分析研究其遗传多样性,结果表明:35个植物学性状中叶背面毛况(CV=46.92%),茎的颜色(CV=39.77%)和叶柄毛况(CV=39.52%)变异系数(CV)最大,说明假木豆属遗传多样性较为丰富;多个植物学性状之间存在相关性,叶长与叶宽(r=0.887)之间存在极显著正相关,长宽比在2.0左右,叶形比较接近椭圆形。茎的形状与叶长(r=–0.459)、叶宽(r=–0.491)存在相关性,这表明如果假木豆产量以叶面积为主,应尽量选择圆柱形的茎。中央小叶叶形与荚果长(r=0.360)存在极显著相关,所以选育时选择倒卵圆形的叶,可以提高种子产量。叶背面毛况与叶柄毛况(r=0.462)、荚果毛况(r=0.589)存在极显著相关,说明同一植株毛被状况具有较高的关联性,可进行筛选整株毛被较少的资源。通过聚类分析与系统评价筛选出4份高产优质资源(070314022假木豆、GX121121004假木豆、050218087假木豆、050307492假木豆)。本研究探究了假木豆属种间的植物学性状遗传多样性的特点,可为后续的育种工作提供基础材料。

荸荠球茎膨大相关基因COL5的克隆及表达分析

荸荠(Eleocharis dulcis)的膨大球茎是其主要的可食部位,而参与膨大过程调控的相关基因尚不清楚。COL5(CONSTANS-Like 5)基因是COL基因家族成员之一,可能在植物储存器官发育和膨大过程中发挥重要作用。为了研究荸荠COL5在球茎膨大过程中的表达模式及可能的作用,从荸荠转录组数据库中筛选与其它植物COL基因同源性较高的转录本片段并克隆其cDNA序列以及DNA全长,进而对其进行生物信息学分析和时空表达模式分析。结果表明:克隆得到的荸荠膨大相关COL基因ORF长度为1017 bp,可编码338个氨基酸,DNA序列长1275 bp,包含1个长度为257 bp的内含子,将其命名为CwCOL5(ON934922)。生物信息学分析显示,CwCOL5蛋白分子式为C_(1592)H_(2515)N_(477)O_(508)S_(17),预测蛋白质相对分子量为37010.39 Da,理论等电点为5.89,总平均亲水值(gravy)为-0.462,不稳定系数为45.63,属亲水性不稳定蛋白质,有31个磷酸位点,无跨膜结构,无信号肽,亚细胞预测分析显示其定位于细胞核。CwCOL5含有2个B-box Zinc finger和1个高度保守CCT结构域。系统进化分析表明,CwCOL5与莲藕(Nelumbo nucifera)、拟南芥(Arabidopsis)的COL5蛋白亲缘关系较近。荧光定量PCR结果显示,CwCOL5在叶片与荸荠皮中有较高的表达量,在球茎膨大前期表达快速上升。荸荠COL5属于典型的锌指蛋白转录因子家族,推测该基因可能参与荸荠球茎膨大过程。本研究在荸荠球茎中克隆COL5基因并分析其表达模式,为植物球茎膨大的分子机制研究提供基础。

国内甘蔗种质资源表型性状的遗传多样性分析

对我国甘蔗种质资源表型性状进行分析,研究其遗传变异规律,为甘蔗遗传育种亲本的选择、核心种质群体的构建提供理论依据。以来自国内8个不同地区的160份甘蔗品种/亲本为材料,参照《甘蔗种质资源描述规范和数据标准》进行表型性状评价。结果表明:大部分性状表现出丰富的遗传多样性,20个质量性状的多样性指数在0.07~1.40之间,平均为0.84,以芽型最大,茎形最小;5个数量性状的变异系数(CV)在8.74%~38.26%之间,平均为17.69%,有效茎的变异系数最大(38.26%),株高的变异系数最小(8.74%),多样性指数(H’)分布在1.46~1.83之间,平均为1.64,株高的多样性指数最高(1.83),有效茎的多样性指数最低(1.46);不同地区供试材料的平均变异系数为13.56%~22.33%,来自海南的品种群体的变异系数最大(22.33%),数量性状的离散程度最大;来自福建的品种群体的变异系数最小(13.56%)。以4个数量性状为基础的聚类分析将160份种质材料分为7类,其中,第5类占总资源量的90.62%,该类群资源具有高产高糖的特性。该研究结果为甘蔗种质资源的利用、亲本选择及品种选育等提供重要参考。

茶树种质资源汝城白毛茶的代谢物差异研究

汝城白毛茶是湖南四大茶树地方群体资源之一,也是白毛茶变种(Camellia sinensis var.pubilimba Chang)的典型代表,已有研究表明汝城白毛茶在演化地位上与湖南其他3个地方群体资源差异较大,且在植物学特征、生化成分、制茶品质等方面特色鲜明。但目前对汝城白毛茶种质资源次生代谢物的差异研究较少。本研究采用UPLC-MS/MS分析技术,以汝城白毛茶为研究对象,湖南典型地方茶树资源安化群体(AHQT,C.sinensis var.sinensis)、城步峒茶[CBDC,C.sinensis var.assamica(Masters)Kitamura]、江华苦茶[JHKC,C.sinensis var.assamica(Masters)Kitamura]为对照,筛选汝城白毛茶中的显著差异代谢物,并进行K均值聚类(K-means)分析和差异代谢物富集通路分析。结果表明,与AHQT、CBDC、JHKC相比,分别在汝城白毛茶中筛选到显著差异代谢物189、180、162个,种类最多的为黄酮类(69、51、60个),其次为酚酸类(31、40、25个),最少的为木脂素和香豆素(5、4、4个)。汝城白毛茶较对照量均增加的代谢物共15个,含量增加种类最多的均为黄酮和酚酸类,其中增加最多的均为乔松素、其次为1,2,3,6-四-O-没食子酰-D-葡萄糖;将差异代谢物进行K均值聚类(K-means)分析,4个群体中变化趋势一致的代谢物可分为9类,且在汝城白毛茶中含量最高的代谢物共有32个,主要为黄酮和鞣质类。差异代谢物的KEGG通路富集结果表明,汝城白毛茶的差异代谢物主要富集于类黄酮生物合成途径、黄酮与黄酮醇生物合成途径、苯丙烷生物合成途径等。本研究除检测到一些茶叶中已有研究报道的差异代谢物外,筛选出了一些茶叶研究中关注较少的差异代谢物,如乔松素、鞣花酸、山奈酚等,这些物质将为后期汝城白毛茶特色茶树种质资源的挖掘和选育研究提供重要参考。

木薯MNP标记在品种鉴定中的应用

MNP(multiple nucleotide polymorphism,MNP)是随着分子标记技术的发展而产生的一种新型分子标记技术。靶向测序基因型技术(genotyping by target sequencing,GBTS)在一个扩增子内仅扩增一个SNP位点,MNP基于GBTS可在一个扩增子内同时扩增多个SNP位点。该技术具有成本低、检测效率高、应用灵活、适应性广等特点,MNP标记可用于育种过程的鉴定。为了建立快速、精准、高效的木薯品种鉴定方法,筛选适用于木薯品种鉴定的MNP分子标记,本研究在全基因组范围内筛选高多态性区域并设计引物,最终在全基因范围内获得623个木薯MNP标记位点,并利用28个木薯品种对木薯MNP标记进行评价。结果表明,MNP标记分型重现性高达100%。MNP标记位点在28个木薯品种中检出(4.07±1.68)种等位基因型,最多具有12种等位基因型。对所有木薯品种进行两两比较时,99.47%(376/378)的品种对间的差异大于46%,比例在0.3%~81.0%之间,均值为71.78%。相较于SNP,MNP具有更好的品种区分能力。综上所述,本研究所开发的木薯MNP分子标记具有较高的重现性、多态性和品种区分能力,可广泛用于木薯的种质资源多样性、新品种培育及品种鉴定等研究。

面向热带作物种质资源管理的区块链共识设计与实现

种质资源管理信息化是提升种质资源管理效率的必经之路,共享是激活现有种质资源利用价值,实现种业乘数效应的重要手段,共享活动中的惠益分配是推动种质资源共享的原始激励,而惠益权属存证是惠益分配的关键依据。目前热带作物种质资源管理面临着资源流动业务链条管理分散、资源及业务链信息数据失真、资源可信惠益分配证据链缺失等问题。针对这些问题,基于区块链技术,提出了一种面向热带作物种质资源管理的区块链系统,利用区块链去中心化、不可篡改、全程留痕、可追溯、集体维护、公开透明等特点,解决信息不对称问题,从而实现热带作物种质资源的众多有关机构和环节的协作信任与一致行动,有效地解决上述问题和挑战。该系统实现了热带种质资源全生命周期中对种质资源所作处理的全程留痕,以及对种质资源的精准溯源,为今后农业领域与计算机领域相结合、资源溯源等研究工作奠定基础,对热带作物种质资源高效管理与潜在价值的挖掘具有重要意义。

不同环境因子对多效唑在海南芒果园土壤中降解的影响

多效唑是一种三唑类植物生长调节剂,在海南芒果园使用量大,环境风险高。然而,多效唑在海南芒果园土壤中的降解行为尚不明确。为此,采集海南芒果典型种植区(乐东、东方、昌江)土壤为研究对象,考察了多效唑的本底降解特征,分析了土著微生物、外源铁还原菌、土壤持水量等环境因子对多效唑降解的影响。结果显示:多效唑在海南芒果园土壤中的降解半衰期(t1/2)为51~114 d,属中等降解或较难降解农药。其中,乐东土壤中的t1/2最大,残留风险最高。在海南芒果园土壤中,环境因子对多效唑降解的影响与土壤类型密切相关。在乐东土壤中灭杀土著微生物和添加外源铁还原菌对多效唑降解的影响微弱,而在东方土壤和昌江土壤中,灭杀土著微生物可使多效唑的降解速率下降67.47%~69.12%,t1/2延长2.4~3.0倍,表明多效唑在这2种土壤中的降解主要是微生物参与的生物化学过程。同样,添加外源铁还原菌也抑制了多效唑在这2种土壤中的降解,使t1/2延长2~4倍,表明胞外电子传递不但未能氧化还原降解多效唑,甚至可能影响土著微生物对多效唑的降解活性。不同土壤持水量的多效唑t1/2表现为:60%持水量>30%持水量>100%持水量,表明适度的持水量可加速多效唑在土壤中的降解。主成分分析表明,在海南芒果园土壤中,土壤理化性质对多效唑降解的影响大于外部环境因子,其中,pH和阳离子交换量(CEC)是2个关键土壤因子,较低的土壤pH或较高的CEC更有利于多效唑的降解。研究结果可为海南芒果园土壤中多效唑残留的风险预防和管控提供基础数据。

贵州被子植物5个新记录属

基于野外调查和文献研究,本文报道了贵州省被子植物5个新记录属,分别为千屈菜科的水苋菜属(Ammannia)、莎草科的克拉莎属(Cladium)、唇形科的簇序草属(Craniotome)、水鳖科的水鳖属(Hydrocharis)及玄参科的毛蕊花属(Verbascum)。相应的新记录种为水苋菜(Ammannia baccifera)、克拉莎(Cladium jamaicence subsp.chinense)、簇序草(Craniotome furcata)、水鳖(Hydrocharis dubia)和毛蕊花(Verbascum thapsus)。凭证标本存放于贵州大学自然博物馆植物标本室(GACP)。

基于二次通用旋转组合设计的草果含片配方优化

草果是药食兼用的中药材和香料植物之一,富含多种生物活性物质,具有调节胃肠、通便等多种药理作用。但对于草果功能性新产品的研发却鲜有报道,在市场上也极其少见,又因含片具有便于携带和食用的特点,因此本研究采用草果为主要原料制作水提物,喷雾干燥后添加一定的辅料,以感官评分为依据,利用单因素和二次通用旋转设计优化工艺配方,并测定其微生物指标和理化指标,研制一款风味独特的新型草果含片。通过实验探究新型草果含片的最佳工艺流程和最优配方。新型草果含片的最佳工艺流程为:沸水中加入草果粉煮3min(粉∶水=1∶10),尼龙网过滤(重复3次),浓缩滤液,喷雾干燥后得到草果水提物,原辅料混合,制粒,干燥,造粒,过筛(100目筛网),添加硬脂酸镁,压片成型。新型草果含片的最佳配方为:草果水提物含量为25 g,蜂蜜粉含量为100 g,百香果含量为150 g,β-环状糊精含量为15 g,麦芽糊精含量为50 g,白砂糖粉含量为200 g,硬脂酸镁含量为10 g。此条件下制得的草果含片不仅保留了草果的独特风味,且口感细腻、微甜,食用方便,且具有一定的保健功效,是一款对草果开发利用具有极大研究价值的新型产品。在未来的研究中,可对草果含片的保健功效及具体有效成分进行进一步地探究,对草果功效及成分的研究和新产品开发对草果的精深加工和产业发展具有重要意义。

杜鹃红山茶芽苗砧嫁接亲和性生理研究

杜鹃红山茶(Camellia azalea)为山茶科山茶属常绿灌木或小乔木,是中国特有珍稀濒危物种,在园林与观赏园艺方面具有广阔的应用前景,兼具有极高的科研价值。国内外关于杜鹃红山茶嫁接繁殖的研究主要集中在木质化砧木嫁接方面,而芽苗砧嫁接技术及芽苗砧嫁接亲和性生理的研究鲜有报道。为了从生理层面揭示杜鹃红山茶接穗与不同油茶芽苗砧的亲和性差异,本研究以广西栽培面积广泛的高州油茶、广宁红花油茶、岑溪软枝油茶、普通油茶为芽苗砧,以杜鹃红山茶当年生半木质化枝条为接穗进行芽苗砧嫁接,于嫁接后90 d,考察不同芽苗砧处理对杜鹃红山茶接穗死亡率、嫁接苗叶片中初生代谢产物含量、抗氧化生理指标以及光合色素含量的影响。结果表明:(1)不同芽苗砧木对杜鹃红山茶接穗的死亡率有显著影响,采用高州油茶作为芽苗砧,杜鹃红山茶嫁接死亡率最低,为18.5%;(2)不同芽苗砧木对杜鹃红山茶接穗叶片中可溶性蛋白含量及淀粉含量有显著影响,采用高州油茶砧木,嫁接苗叶片中可溶性糖、可溶性蛋白及淀粉含量均处于最高水平;(3)不同芽苗砧木对杜鹃红山茶嫁接苗叶片中脯氨酸含量及过氧化物酶(POD)活性有显著影响,采用高州油茶作为芽苗砧,嫁接苗叶片中脯氨酸和丙二醛(MDA)含量最低,超氧化物歧化酶(SOD)和POD活性最高;(4)不同芽苗砧木对杜鹃红山茶嫁接苗叶片中总叶绿素、叶绿素a及叶绿素b含量有显著影响,采用高州油茶作为芽苗砧的杜鹃红山茶嫁接苗叶片中总叶绿素、叶绿素a及叶绿素b含量均最高。研究认为,杜鹃红山茶接穗与高州油茶芽苗砧具有较好的亲和性,其嫁接苗抗性优于其他芽苗砧处理,叶片生长状况较好,具有较强的光合能力。

外源水杨酸诱导香蕉苯丙烷类代谢提高对枯萎病抗性

由尖孢镰刀菌古巴专化型热带4号生理小种(Fusarium oxysporum f.sp.cubense tropical race 4,TR4)引起的香蕉枯萎病严重阻碍我国香蕉产业的绿色可持续发展。外源水杨酸(SA)处理能诱导香蕉体内SA合成及信号传导途径关键酶基因上调表达,激活香蕉植株内系统获得抗性,增强对各种生物和非生物胁迫的抵抗能力,在此基础上,本研究对香蕉感病品种‘巴西蕉’和抗病品种‘农科1号’进行SA诱导处理,随后接种TR4,结果显示2个品种的病情指数均降低。为了进一步探究水杨酸信号途径下游的苯丙烷类途径在SA诱导的香蕉植株抗病过程中的作用,本研究运用实时荧光定量PCR技术(RT-qPCR),对SA处理的感病品种‘巴西蕉’和抗病品种‘农科1号’中苯丙烷类途径关键基因的表达情况进行分析,结果发现分支途径中常规苯丙烷类途径关键酶基因C4H和4CL、木质素合成途径关键酶基因CAD和CCoAOMT、黄酮类物质生物合成途径关键酶基因CHS和CHI,对SA处理和TR4接种均有响应。在仅接种TR4的情况下,‘巴西蕉’相关基因主要表现为显著下调表达,而‘农科1号’相关基因主要表现为上调表达;仅用SA处理时,2个品种的C4H和4CL被诱导上调表达;SA处理并接种TR4,2个品种C4H和4CL依然保持上调表达的趋势,变化幅度在‘农科1号’中偏高;‘巴西蕉’CAD经SA诱导上调表达,但在接种TR4后,CAD相对表达量降低,而‘农科1号’CAD被SA诱导显著上调表达,SA和TR4共同作用下,表达水平亦显著升高;‘巴西蕉’CCoAOMT被TR4诱导显著上调表达,在SA处理并接种TR4的‘巴西蕉’植株中也表现为上调表达,‘农科1号’CCoAOMT在SA处理或SA、TR4共同作用下表现为强烈上调表达;CHS和CHI在SA处理的2个品种中主要表现为上调表达,SA和TR4双重作用下,依然表现为上调表达。结果表明外源SA处理可诱导感病和耐病香蕉根组织中苯丙烷类途径关键酶基因上调表达,该途径在SA诱导的香蕉抗枯萎病过程中起着重要作用。

苦瓜嫁接砧木对象耳豆根结线虫的抗性鉴定

根结线虫是危害农业生产的重要的土传病害之一,其中象耳豆根结线虫在近几年发展成为华南地区的优势种群,防治较为困难,严重影响了苦瓜的产量和品质,生产中较多采用嫁接砧木的防治措施。为筛选抗象耳豆根结线虫的苦瓜砧木品种,以18份苦瓜砧木品种为试验材料,采用盆栽幼苗人工接种象耳豆根结线虫的方法,接种45 d后,测量供试材料的相对生长指标和抗性指标,利用隶属函数和聚类分析相结合的方法评价苦瓜嫁接砧木对象耳豆根结线虫的抗性。结果表明,18份苦瓜砧木受象耳豆根结线虫侵染后各器官的相对生长量和抗性指标均存在明显差异。采用变异系数最大的卵粒指数进行聚类分析的结果和基于4个抗性指标的聚类结果完全一致。通过隶属函数和聚类分析2种综合评价方法进行品种抗性鉴定,将18份苦瓜砧木品种划分为抗病、感病和高感3类,其中,抗病砧木为‘凤凰三号’‘铁木砧’‘砧优亮101号’‘日本雪松’‘金砧1号’和‘京欣砧4号’,感病品种包括‘日本金秀台木’‘强力六号’‘粤优3号’‘抗病先锋’‘京欣砧5号’‘韩国金砧’‘德力砧木’‘圣砧三号’‘黑籽南瓜’‘玉竹丝瓜’,高感砧木为‘全能砧王’和‘青根砧王’。本研究筛选出6份综合表现优良的苦瓜砧木材料,以期在实际生产中为选育象耳豆根结线虫病的抗性品种提供参考,为苦瓜产业的可持续发展奠定坚实的基础。

加气灌溉下红壤土呼吸速率变化及其与土壤水氧的关系

加气灌溉技术是在地下滴灌的基础上发展起来的一种土壤通气增氧的新型灌溉方式,可以有效避免土壤含氧量低、通气性差给作物带来的危害。探明加气灌溉(AI)技术下红壤土呼吸速率变化规律与作用机理,为加气灌溉技术的推广提供理论依据。本研究基于中国热带农业科学院国家土壤质量湛江观测实验站,对比研究了加气灌溉与不加气灌溉处理下土壤呼吸速率的动态变化,并分析了土壤呼吸速率变化对土壤含水率及土壤含氧量的响应关系。结果表明:2种处理下土壤呼吸速率的日变化特征曲线基本一致。总体上呈现出单峰曲线变化,土壤呼吸速率峰值出现在11:00左右,最小值出现在23:00—次日3:00,2种试验处理日变化规律相似,AI和CK处理下土壤呼吸速率日均值分别为1.64μmol/(m^(2)·s)和1.53μmol/(m^(2)·s),AI处理显著高于CK处理(P<0.05)。季节变化下AI处理下的土壤呼吸速率一直高于对照组CK,在整个生长期内基本均存在一定的差异性。与常规种植方式(CK)相比,加气灌溉分别提高了土壤呼吸速率和土壤含氧量7.50%和27.75%,降低了土壤含水率4.90%,土壤含水率和含氧量分别可以解释AI和CK处理下红壤土呼吸变化的85.04%、61.15%和69.92%、41.61%,土壤含水率和含氧量共同解释了AI和CK处理下土壤呼吸变化的41.2%~58.4%。AI处理下土壤含水率和含氧量对土壤呼吸交互作用拟合效果更优。该研究证明加气灌溉技术主要通过提高土壤氧气含量进而提高土壤呼吸速率,研究结果为补充完善加气灌溉下土壤呼吸排放机理及加气灌溉技术在我国红壤地区的推广应用提供数据支撑和技术参考。

DOMs耦合生物质炭对土霉素的吸附行为研究

以650℃下制备甘蔗渣生物质炭(BC650)为研究对象,在模拟自然条件下,在BC650上负载环境中常见的溶解性有机质(DOMs)即小分子没食子酸(GA)和大分子黄腐酸(HA),并对其性质进行表征;再以典型抗生素土霉素为目标污染物,探究外源DOMs耦合生物质炭对抗生素的吸附性能的影响。结果表明,DOMs的负载提高了生物质炭的比表面积,生物质炭的表面化学性质发生改变;预载DOMs后,生物质炭对土霉素的吸附能力明显降低,且GA负载的抑制作用较HA更为显著,就平衡吸附量而言,HA处理后其下降了10%,而GA的处理使其降低了30%,DOMs的预载对生物质炭吸附抗生素的影响可能是由DOMs处理改变了生物质炭的表面化学性质而致;DOMs负载前后生物质炭对土霉素表现出非线性吸附,氢键作用为主要吸附机制。所得结果可为生物质炭在抗生素污染控制中的实际应用提供重要的理论依据。

巴西橡胶树CAMTA转录因子全基因组鉴定与表达分析

钙调蛋白结合转录激活因子(Calmodulin-binding transcription activator, CAMTA)是一类存在于真核生物中结构保守的重要钙调素结合蛋白,广泛参与植物的胁迫应答、生长发育及激素信号转导等生物学过程。本文以巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)为研究对象,从全基因组水平鉴定到8个橡胶树HbCAMTA基因,并对这些基因的理化性质、基因结构、表达模式、启动子区调控元件进行分析。结果显示,该基因家族所有成员均定位于细胞核内,编码蛋白均为亲水性蛋白,分子量在104.34~121.99 kD之间,等电点在5.32~7.83之间;家族基因根据蛋白序列同源性可以分成4个亚组,亚组成员在基因结构、保守基序数目和相对位置等方面具有较高相似性。调控HbCAMTA的miRNA预测分析显示,每个家族成员受到至少3个miRNA调控。表达分析结果显示,HbCAMTA在不同组织的表达有明显的差异,在叶片中随着叶片的发育表达不断上调,在成熟期或变色期达到最高的表达水平;除HbCAMTA2外,乙烯刺激未能显著诱导橡胶树其他CAMTA基因的表达,而低温可以显著诱导HbCAMTA的上调表达。HbCAMTA1是胶乳、叶片、根、树皮、雄花、雌花以及叶片整个发育过程(古铜期、变色期、淡绿期、成熟期)中最高表达的基因家族成员,表明其具有非组织特异性的基础生物学功能。HbCAMTA3在种子中表达水平最高且受低温胁迫诱导显著上调表达,表明其在响应低温胁迫过程中具有重要的作用。HbCAMTA7在大多数组织、乙烯处理、低温胁迫处理以及叶片不同发育时期均是最低表达。本研究初步揭示了橡胶树CAMTA家族成员的理化特征和表达特性,为进一步阐明该基因功能奠定了重要的基础。