最新文章碳酸酐酶(carbonic anhydrase,CA)在植物的光合作用和逆境应答中起着重要作用。本研究以木薯品种华南124的cDNA为模板,克隆到1个MeCA基因,其CDS全长为1008 nt,编码336个氨基酸,克隆序列与数据库中Manes.15G167500.1的同源性达到99.70%。系统发育进化树显示,MeCA与拟南芥的AtβCA亚家族属于同一个分支,与AtβCA1蛋白的序列相似性达到73.13%,并含有完全相同的motif。MeCA基因的表达量在功能叶中最高,其次为幼嫩叶,均显著高于须根和茎,并在遮光胁迫的木薯叶片中显著下调表达。此外,木薯叶片经低温处理后,MeCA基因在初期表现出显著上调表达,而后下降到对照水平。本研究创制了过量表达MeCA基因的转基因木薯,并观察到MeCA蛋白定位于叶绿体,转基因株系叶片中的各种叶绿素含量显著高于对照。同时,酵母双杂交点对点试验结果显示MeCA与MeH1.2蛋白互作。本研究结果表明,MeCA基因可以响应光和低温胁迫,并可能通过影响植物生长或与MeH1.2蛋白互作,参与植物对胁迫的响应过程。此研究为木薯抗逆遗传改良提供新基因资源和材料。
以天然来源的茶树精油及壳聚糖为原料,以吐温-80为乳化剂,无水乙醇为助乳化剂,采用超高压均质法制备茶树精油壳聚糖乳液,通过响应面试验优化其制备条件,考察茶树精油壳聚糖乳液在不同温度条件下的贮藏稳定性,并评价其抗氧化活性及防霉特性。结果表明:茶树精油壳聚糖乳液最佳的制备条件为均质压力160 MPa,茶树精油质量分数为12%,复合乳化剂质量分数为4%,在此条件下乳液粒径为99.24 nm。在4、25、50 ℃下贮藏28 d,其粒径保持在164 nm以内,Zeta电位均超过39 mV,多分散指数(PDI)保持在0.53以内,表明乳液的贮藏稳定性较好。乳液对DPPH自由基及OH自由基的IC50值分别为22.82、18.75 μL/mL,表明乳液具有较好的抗氧化活性。乳液防霉试验表明,经茶树精油壳聚糖乳液处理后,竹材的防霉能力与未处理竹材相比均有提高,当处理浓度为80 μL/mL时,防霉效果显著。
番荔枝(Annona squamosa L.)是我国南方重要的热带经济果树,近年来炭疽病等真菌性病害频发,导致果实品质下降及产业经济损失。锈病作为一类跨区域传播的植物系统性病害,其病原夏孢子可通过气流远距离扩散,已在全球多个番荔枝产区暴发流行。其中,层锈菌属(Phakopsora)引起的番荔枝锈病被列为中南美洲地区的毁灭性病害,可造成30%以上的产量损失。本研究在中国福建省漳州市云霄县发现番荔枝锈病为害病例,通过显微形态观察发现,病叶背面散生红褐色夏孢子堆,镜检可见椭圆形至卵圆形夏孢子,其长轴为(28.0±2.5)μm,短轴为(22.7±3.2)μm,表面具刺状突起,形态特征与锈菌目真菌相符。采用CTAB法提取病原菌基因组DNA,基于核糖体大亚基(LSU rDNA)的测序和系统发育分析显示,本研究获得的3个菌株与中南美洲报道的番荔枝层锈菌(Phakopsora cherimoliae)KF528012在进化树上聚为同一分支,序列相似性超过99%。基于柯赫氏法则的病原回接试验表明,田间分离的夏孢子接种健康叶片后14 d内诱发典型锈病症状,并产生新的夏孢子。综合形态学、分子系统学及致病性证据,确认该病害由P. cherimoliae引起,是我国首次报道。该研究结果为番荔枝锈病监测及跨境传播防控提供重要的科学依据。
AT-Hook基序核定位(AT-hook Motif Nuclear Localized,AHL)蛋白作为植物中广泛存在的调控因子,在植物生长发育调控和逆境胁迫中发挥重要作用。尽管该基因家族在多个植物中已被研究,但木薯(Manihot esculenta)AHL家族的基因组学特征、进化机制及其表达调控模式仍未见报道。本研究基于木薯SC205的参考基因组,通过全基因组鉴定、系统进化分析、基因结构解析以及大规模转录组数据整合,系统揭示MeAHL家族的进化特征、基因表达模式和调控模块。研究共鉴定41个MeAHL基因,其中40个为不稳定蛋白,氨基酸数量介于188~446 aa之间。系统进化分析将其分为Clade A和Clade B两个分支,并在Chr01和Chr02染色体的远端粒区域发现2个MeAHL基因簇。进化机制分析表明全基因组复制(WGD)事件是驱动该家族扩张的主要进化动力。结构域分析显示MeAHL基因含有PPC/DUF296结构域和AT-hook基序:Clade A基因含有单个Type-I AT-hook基序,而Clade B基因多具有Type-I和Type-II双基序。启动子顺式作用元件分析揭示MeAHL基因启动子区富集光响应元件、植物激素响应元件以及生物/非生物胁迫响应元件,暗示其功能多样性。多组织转录组分析显示MeAHL两个分支在11种不同组织中呈现差异表达模式,暗示其亚家族功能分化。非生物/生物胁迫转录组分析表明,部分MeAHL对干旱(ABA/PEG处理)、木薯细菌性萎蔫病(Xanthomonas axonopodis pv. manihotis)和螨虫侵害等胁迫具有显著响应,且呈现分支特异性的表达模式。蛋白互作网络分析显示部分MeAHL可与bHLH、NAC、ARF、NB-LRR等参与发育调控和逆境响应相关的蛋白形成功能模块。本研究结果系统解析MeAHL基因家族进化特征与亚家族功能分化,及其响应不同生物学过程的基因表达模式和部分MeAHL的调控模块,为利用该家族基因进行木薯分子育种设计提供理论依据。
为筛选抗寒性强、综合性状优良的甘蔗品种,在广西全州县对近年来国内培育出的40个甘蔗新品种(系)进行品种抗寒性及适应性试验。结果表明:自然低温下,新植蔗株高、茎径、有效茎数、单茎质量、甘蔗产量均高于宿根蔗,其中株高、单茎质量和甘蔗产量间的差异极显著。不同品种的株高、茎径、有效茎数、单茎质量和甘蔗产量间差异显著或极显著。新宿田间锤度、甘蔗蔗糖分及纯度在第1次强低温天气来临前表现为上升,之后逐渐下降。新宿茎长受害率在3次调查中逐渐增大,绿叶百分率逐渐减小,第1次调查时株受害率在品种间有差异,第2、3次调查时各品种株受害率均达100%。隶属函数法评价结果表明,GT51、GT32、GT13-532、DZ09-78、GT58和GT52抗寒性较强。最大熵-最小残差综合评价指数模型评价结果表明,宿根含糖量、宿根甘蔗产量、宿根有效茎数的权重系数位列前3,对品种综合评价的影响较大,DZ07-36、ZT1、ZZ6、YT07-913、FN38、DZ09-78、GT55、GT51、GT52、GT42、GT58等品种综合表现较好,适宜在偏北低温蔗区推广种植。
肉桂醇脱氢酶(cinnamyl alcohol dehydrogenase,CAD)是木质素生物合成途径的一类关键酶,主要负责催化木质素单体生物合成途径的最后一步反应。为了探究茶树CAD基因家族的潜在功能,本研究利用生物信息学技术,在茶树黄棪基因组中对CAD基因进行鉴定,并基于转录组数据研究它们在茶树不同组织中及小贯小绿叶蝉为害后其基因表达的情况。研究结果表明:鉴定获得36个CAD基因家族成员,分别命名为HD-CsCAD-1~HD-CsCAD-36,不均匀地分布于9条染色体上,编码氨基酸长度为300~621 aa,蛋白分子量为321.40~666.49 kDa。HD-CsCADs有0~3个内含子,启动子中含有79种顺式作用元件,其中与逆境胁迫响应相关的元件数量最多。进化树分析结果表明,HD-CsCADs可分为4个亚家族。HD-CsCADs在茶树的不同组织中表达量存在明显差异,HD-CsCAD-15与其他植物参与木质素生物合成的CAD基因高度同源,并在茎组织中高度表达。此外,还分析它们在茶苗遭受小贯小绿叶蝉为害后的表达情况,其中HD-CsCAD-11和HD-CsCAD-15的表达水平显著上升,可作为研究茶树抗虫防御机制的关键候选基因。本研究结果可为茶树CAD基因功能的验证及抗虫防御分子机制的研究提供一定的理论依据。
为了探究叉角厉蝽[Eocanthecona furcellata(Wolff)]不同虫态的扩散能力差异及其动态规律,本研究通过在烟田和大棚内释放3~5龄若虫和成虫,在大棚条件下对其释放时间、空间分布、扩散系数以及定殖率等方面进行研究,以及在田间条件下测定其不同虫态的扩散速度。结果表明:12~48 h的释放时间范围内,叉角厉蝽不同虫态的扩散能力存在差异,且随虫龄增长呈逐渐增强趋势。整个释放期间,烟田中成虫的扩散系数显著高于若虫,而大棚环境中成虫的扩散系数仅在释放时间12~24 h时显著高于若虫。释放过程中,大棚内的若虫主要聚集在烟草植株上,成虫则大多呈现向四周扩散的趋势。释放72 h后,大棚内不同虫态的定殖率存在显著差异,成虫的定殖率显著高于若虫,且随虫龄递减呈阶梯式下降趋势(成虫>5龄>4龄>3龄)。随着释放时间的延长,叉角厉蝽的扩散开始趋于稳定。研究结果为科学评估叉角厉蝽的生物防治潜力提供关键依据,对提升天敌控害效能以及推进害虫科学防控具有重要意义。
黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)是一种可侵染多种单、双子叶植物的病毒,宿主范围非常广泛。本研究针对兰花中黄瓜花叶病毒建立了2种高效检测技术:反转录实时荧光定量PCR(RT-qPCR)和反转录环介导等温扩增(RT-LAMP)。RT-qPCR采用TaqMan探针法,根据外壳蛋白(coat protein,cp)基因保守序列设计引物及探针,cp克隆质粒为标准品建立标准曲线;RT-LAMP同样以cp基因保守区域为模板设计内、外引物;以CMV、建兰花叶病毒(Cymbidium mosaic virus,CymMV)、齿兰环斑病毒(Odontoglossum ringspot virus,ORSV)的病毒RNA为模板进行RT-qPCR及RT-LAMP特异性检测;以10倍梯度稀释的CMV RNA为模板进行灵敏性检测;使用2种方法对田间兰花样品进行CMV感染情况监测。结果显示:本研究建立的CMV RT-qPCR、RT-LAMP检测法仅能检出CMV阳性模板,其余模板检测结果为阴性,2种方法均具有特异性;RT-qPCR与RT-LAMP的灵敏度一致,为原液稀释106倍;田间兰花样品的CMV阳性植株检出率均为26.7%。这表明本研究建立的RT-qPCR和RT-LAMP均具有特异性强、灵敏度高的特点,且适合在实际生产过程中监测兰花感染CMV的情况。
为探明芒果中残留的甲氧基丙烯酸酯杀菌剂可能存在的累积性膳食摄入风险,提出芒果质量安全风险管理建议,本研究基于超高效液相色谱-串联质谱技术,建立了同时测定吡唑醚菌酯等6种甲氧基丙烯酸酯杀菌剂的方法,并运用相对效能因子法和蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟评估了目标人群通过芒果摄入甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的累积急性及慢性暴露风险。结果表明:采集的126份来自海南、广西和云南的芒果样品中,吡唑醚菌酯、嘧菌酯和醚菌酯的检出率分别为31%、37%和14%,啶氧菌酯、肟菌酯和氟嘧菌酯均未检出。单样品中甲氧基丙烯酸酯杀菌剂检出1种、2种和3种的分别占22%、22%和5%,共残留比例最高的是吡唑醚菌酯与嘧菌酯组合。评估结果表明,芒果中残留的甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂对不同年龄段、不同性别人群的累积急性膳食暴露风险商为0.1%~10.2%,累积慢性膳食暴露风险商为0.1%~1.2%。芒果中甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂残留的累积急慢性膳食暴露风险在可接受范围内,对我国目标人群健康产生不可接受的风险极低。
提高糖厂效益和增加蔗农收入是蔗糖产业发展的根本目的。本研究介绍特早熟高糖高产自动脱叶甘蔗新品种桂糖76号的选育过程及其在不同区域的生产性能表现,为该品种高效服务甘蔗生产提供技术依据。桂糖76号以早熟、高糖、高产作为基础指标,以强宿根、整齐度高、耐旱耐瘠、抗病性强和自动脱叶作为主要性状目标,通过“五圃制”选育程序选拔,后进入广西甘蔗新品种区域试验进行区域生产性能综合考察和评价选育而成。主要过程如下:2010年4月将组合CP81-1254×ROC22获得的220株实生苗定植于杂种圃;2011年2月将从杂种圃选出的5个优良单株种植于选种圃,同年12月从选种圃中选出2个株系进入鉴定圃;2013年1月从鉴定圃选出1个株系(确定选种号为桂糖10-2118)进入预备品比圃;经观察筛选,2014年3月被选入品比圃,后入选2021—2023年广西甘蔗新品种区域试验(1 a新植蔗2 a宿根蔗试验)。区试结果表明:桂糖10-2118茎径在2.5~3.0 cm之间,属中大茎品种;平均有效茎数比ROC22多8140条/hm2;新植蔗产量比ROC22降低7.72%,但第1年宿根蔗比ROC22增产7.28%,第2年宿根蔗比ROC22增产15.24%,3年平均产量比ROC22增产5.24%;11月—翌年3月平均甘蔗蔗糖分为15.04%,较ROC22增加1.32%。此外,多年试验表明桂糖10-2118还具有植株高大、节间长、自动脱叶、宿根性强、适应性广、高抗黑穗病和梢腐病等其他优良特性。目前,桂糖10-2118已被登记为桂糖76号。本研究还对桂糖76号的栽培技术要点进行了介绍,为其推广应用提供技术支撑。