科研产出
香蕉枯萎病菌内源报告基因比卡菌素聚酮合酶编码基因Bik1的鉴定及应用
《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：香蕉枯萎病是由尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f.sp.cubense,Foc)引起的香蕉毁灭性土传病害,其中4号生理小种(Foc4)能感染几乎所有的香蕉品系,危害最严重.本研究克隆鉴定Foc4比卡菌素聚酮合酶编码基因(bikaverin PKS-encoding gene,Bik1)Foc4Bik1,编码一个由2036个氨基酸组成的多功能酶,具有I型PKS聚酮合酶的保守结构域,包含酰基转移酶功能域[acyl-carrier protein(ACP)transacylase,SAT],β-酮脂酰合成酶功能域(β-ketoacyl synthase,KS),丙二酰酰基转移酶功能域(acyltransferase,AT),脱氢酶(dehydratase,DH)以及硫酯酶(thioesterase,TE)等多个保守蛋白结构域.采用Split-marker同源重组技术获得基因敲除突变体 ΔFoc4Bik1,通过比较突变体和野生菌株生长速度、产孢量、致病力等差异,证明 ΔFoc4Bik1突变体仅影响次生代谢产物比卡菌素的生物合成,不影响病原菌的其他生理表型及致病力;其次,ΔFoc4Bik1突变体摇培后菌液呈白色,与野生型Foc4的暗红色形成鲜明对比,说明Foc4Bik1基因符合作为内源报告基因的条件.本研究以Foc4Bik1为内源靶标基因,利用水稻恶苗病菌(F.fujikuroi)的基因编辑载体pUC-fFuCas9-HTBNLS-hph,尝试以质粒体内表达Cas9和sgRNA的方式探索Foc4中CRISPR/Cas9编辑的可行性.gRNA序列由在线网站设计,构建的sgRNA162导入质粒构建靶向Foc4Bik1的pUC-fFuCas9-HTBNLS-hph-Foc4Bik1基因编辑载体,与供体质粒pUC19-Foc4Bik1-HDR一起导入原生质体通过同源重组修复(homology directed repair,HDR)的方式进行基因编辑.经过潮霉素抗性筛选获得的 ΔFoc4Bik1(HDR)基因编辑后的敲除转化子进行PCR检测和摇培,白色菌液表型与PCR检测阳性的敲除转化子相互对应,证实了Foc4基因编辑的可行性.此外,Foc4Bik1可作为香蕉枯萎菌Foc4内源报告基因并评估探索新的分子生物学技术在香蕉枯萎菌上应用的可能性.
关键词： 香蕉枯萎菌4号生理小种(Foc4);比卡菌素聚酮合酶基因Bik1;基因敲除;表型分析;CRISPR/Cas9基因编辑
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旱季灌水对金菠萝产量、品质及糖酸积累的影响
《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：水分是影响果实生长发育的重要因素,水分通过影响植株生长直接或间接来调控果实品质的形成.季节性干旱严重制约菠萝植株生长发育,但旱季灌水对菠萝产量和品质的影响尚不明确.为了探明季节性干旱期菠萝产量和品质对水分输入的响应特征,以金菠萝'MD-2'为研究对象,在监测旱季实际降雨量的基础上,设计4个增加灌水量梯度水平(W120 mm、W250 mm、W3100 mm、W4150 mm)的试验,并以不灌水为对照(CK 0 mm),分析测定菠萝产量、品质指标以及糖酸组分含量.结果表明,旱季增加灌水可显著增加金菠萝果实产量、平均单果重及商品果率,其中产量最高和最低的梯度水平分别是W4和CK(W4比CK增加了45.56%);随旱季灌水量的增加,金菠萝果实的维生素C、可溶性固形物和可滴定酸度均逐渐减小,可溶性总糖和糖酸比呈现先增大后减少的趋势,其整体表现为W2>W1>CK>W3>W4,其中W2的可溶性总糖和糖酸比最高为12.94%和26.95,显著大于CK,其增幅分别为87.26%、64.6%;金菠萝果实的蔗糖含量随旱季灌水量的增加呈现一元二次曲线函数增加(P<0.05),其比例由CK的38.8%提高到W4的65.1%,整体表现为W4>W3>W1>W2>CK;而果糖和葡萄糖含量均随旱季灌水量的增加呈线性函数降低(P<0.01),二者比例的整体表现均为:CK>W2>W1>W3>W4.可见,旱季灌水促进金菠萝果实果糖和葡萄糖转化为蔗糖,且改变了其糖种类比例,进而改变了菠萝果实风味品质.随着旱季灌水量的增加,柠檬酸和奎宁酸含量均呈先增大后减小的一元二次函数关系(P<0.05),苹果酸含量呈极显著的线性函数增加(P<0.001),且旱季不同灌水量处理间,柠檬酸比例相对稳定均达到50%,而苹果酸比例仅在W4处理时显著增大,奎宁酸比例在W4处理时显著减小.综合考虑产量及果实风味品质,旱季进行灌水是非常必要的,且根据实际自然降雨量的多少,适当调整灌溉,使其总供水量保持在300 mm左右可实现雷州半岛地区菠萝果实优质高产.
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18份菠萝种质果实外观性状比较分析
《果树学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：【:目的】分析比较18份菠萝种质的果实外观性状,为菠萝优异资源挖掘与育种应用提供科学借鉴,为利用果实外观性状鉴别品种提供科学依据。【方法】测量菠萝果实的单果质量、果实横径、果实纵径、果眼深度、小果宽、小果高、果心直径、小果数、果形指数等9个菠萝果实外观性状,进行方差分析和相关性分析。【结果】菠萝种质果实外观性状在种质间存在显著差异,菠萝种质间果实单果质量变异最大,变异系数达48.62%,果眼深度和果形指数的变异较小,变异系数分别为9.83%和7.04%。所试性状中单果质量与果实横径、果实纵径、小果高、小果宽、果心直径均呈极显著正相关;菠萝小果数与果眼深度、果形指数呈极显著正相关。所试种质中黑菠萝单果质量最大,达到1 992.07 g,显著高于除开英1号和N36之外的其他种质;开英1号单果质量较大,且变异系数较小,遗传较稳定;Josapine单果质量最小,果心直径和果眼深度最小,显著低于其他种质;马来西亚沙捞越果形指数为1.40,为18个种质中最大;所测量的各性状中果眼深度的整体变异系数最小,遗传最稳定。【结论】菠萝种质果实外观性状单果质量、果心直径、小果数、果眼大小、果实纵径等具有丰富的遗传多样性,可以利用这些果实性状进行品种识别和鉴定。所试种质中开英1号、马来西亚沙捞越、N36等种质具有进一步开发利用的价值。
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4种沉香树叶片挥发油化学成分GC-MS分析
《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：比较3个白木香良种‘热科1号’(Aquilaria sinensis ‘Reke 1’)、‘热科2号’(A. sinensis ‘Reke 2’)、‘热科3号’(A. sinensis ‘Reke 3’)及国外引种的印度沉香(A. agallocha Roxb.)植物叶片挥发油成分的异同,旨在为其进一步开发利用提供依据。采用水蒸气蒸馏法提取4种叶片中的挥发油,用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术对其成分进行分析获得总离子流图,通过Date Analysis化学工作站,结合Nist2005和Wiley275质谱库及前人鉴定方法等对检测到的色谱峰进行检索及人工解析;利用峰面积归一化法测定其化学成分的相对百分含量,统计数据后进行对比分析。结果表明,3个白木香良种与印度沉香叶片挥发油仅5个共有成分,独有成分数量较多占半数以上;‘热科1号’(34.44%)、‘热科3号’(25.08%)及印度沉香(37.06%)叶片挥发油中萜类总相对百分含量较高,‘热科2号’(13.20%)中相对较低,其中‘热科1号’(9.82%)与‘热科2号’(8.17%)沉香叶挥发油中分别有3种、8种倍半萜类化合物且均为独有;‘热科2号’(5.03%)沉香叶挥发油中二萜类成分远低于其他三者(‘热科1号’为19.25%、‘热科3号’为24.18%、印度沉香为35.45%);‘热科1号’(5.37%)与印度沉香(1.61%)叶片挥发油中含三萜类成分,其他二者未检出。综上,萜类多具有抗菌抗炎活性,故‘热科1号’‘热科3号’及印度沉香叶片挥发油更适合发掘其在药用、保健方面的功能,印度沉香叶挥发油的二萜类化合物中致香成分含量较高,适合发掘香料、烟草等方面的应用价值,‘热科2号’叶挥发油具有苦味的二萜类化合物含量低,在食品、茶饮方面具有较好的开发潜能及应用前景。因此,对不同沉香树叶及挥发油的开发利用应更具针对性,充分挖掘其价值,开发高附加值产品并推动沉香树种植产业调整升级,促进沉香产业发展。
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基于SSR标记的澳洲坚果种质资源遗传多样性分析
《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：澳洲坚果原产于澳大利亚亚热带雨林,是我国新兴的重要经济作物,其种质资源丰富,但遗传背景复杂,亲缘关系混乱.开展澳洲坚果种质资源遗传多样性分析,可拓展澳洲坚果种质资源创新利用途径,有效加快澳洲坚果育种进程.形态表型分析是最早用于种质鉴定和管理的标记之一,但易受环境因素影响.DNA分子标记技术在种质资源鉴定、遗传多样性分析中克服了传统表型分析易受环境影响的缺点.本研究采用9对高多态性SSR引物对91份国外引进以及自主选育品种(品系)澳洲坚果种质进行遗传多样性分析.结果表明,共扩增出73个等位基因位点,平均等位基因8个,平均基因多样性为0.689,平均杂合度为0.578,多态性信息含量PIC为0.453~0.792,平均值为0.659,表明91份澳洲坚果具有较高的多态性.UPGMA聚类分析表明,在遗传距离为0.33处,将91份澳洲坚果分为2大类,且其亲缘关系与地理来源无显著相关性,与主成分分析、Structure分析结果一致.本研究供试澳洲坚果材料群体内遗传变异显著高于群体间变异,且遗传成分来源单一,遗传结构较为简单.本研究为澳洲坚果种质的有效利用以及核心种质构建提供理论基础,为进一步加速澳洲坚果种质遗传改良以及分子辅助育种奠定基础.
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利用SALF-seq简化基因组测序分析茄子种质资源遗传多样性
《分子植物育种 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为研究茄子种质资源的亲缘关系，本研究利用SLAF-seq （Specific-Locus Amplified Fragment Sequencing）简化基因组测序对40份茄子高代自交系进行简化基因组测序，利用获得的SNP （Single nucleotide polymorphism）标记进行遗传结构分析。本研究共获得700 639个SLAF标签和1 248 593 SNPs。结果表明，SNP数量在每条染色体上和同一条染色上的不同位置差异较大，注释结果表明SNP和InDel主要发生在基因间隔区。利用获得的SNPs多样性可以将40份材料分为3个类群。SNP分类结果与根据青枯病抗性分类结果基本一致，而与根据果形果色分类结果不一致，通过筛选，获得了高质量的122个perfect SNPs。本研究结果为杂组合的选配提供了参考，同时所开发的SNP位点为KSAP高通量基因分型奠定了良好的基础。
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2001-2015年海南岛橡胶林物候时空变化特征分析
《自然资源遥感 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为分析海南岛橡胶林物候特征,探究热带森林植被物候变化特征,本研究利用MODIS归一化植被指数(nor-malized difference vegetation index,NDVI)数据,采用Savitzky-Golay(S-G)滤波法重建2001—2015年的MODIS NDVI时间序列,利用动态阈值法和典型样区提取海南岛橡胶林物候,分析了橡胶林物候的时空变化特征.结果表明:15 a间海南岛橡胶林春季在1月中旬—3月下旬开始展叶,秋季在11月中旬—12月下旬开始落叶,生长季长度约7~10个月;在时间尺度上,15 a间橡胶林物候没有显著性变化,春季物候每年提前约0.94 d,秋季物候每年延迟约0.84 d,生长季长度每年延长约1.79 d;在空间尺度上,15 a间春季物候显著提前地区主要有白沙黎族自治县、屯昌县、琼中黎族苗族自治县、万宁市和琼海市等,变化幅度为-1.8~-0.1 d/a,秋季物候显著延迟地区在儋州市、白沙黎族自治县、屯昌县、琼中黎族苗族自治县、琼海市、万宁市、乐东黎族自治县、三亚市和保亭黎族苗族自治县等地,变化幅度为0.5~2.7 d/a,生长季长度显著延长区域主要分布在儋州市和白沙黎族自治县等地,变化幅度为0.2~0.8 d/a,落叶期开始日显著延迟是橡胶林物候变化的主要特征.
关键词： 橡胶;物候;MODIS NDVI;海南岛;时空变化
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中国辣椒（Capsicum chinense）对象耳豆根结线虫的抗性鉴定及机理研究
《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：根结线虫(Meloidogyne spp.)是一类高度专化性的杂食性植物病原线虫。目前,世界上已报道的根结线虫种类有98种,我国危害农作物最为严重的根结线虫有6种,包括南方根结线虫(M. incognita)、北方根结线虫(M. hapla)、爪哇根结线虫(M. javanica)、花生根结线虫(M. arenaria)、拟禾谷根结线虫(M. graminicola)和象耳豆根结线虫(M.enteroloblii)。象耳豆根结线虫寄主范围广、致病力强,选育抗病品种是防治该线虫最为经济有效的手段。由于象耳豆根结线虫在辣椒生产中造成的危害越来越大,急需筛选高抗象耳豆根结线虫的辣椒种质,为抗病育种工作提供物质前提。本研究采用苗期接种鉴定法,对27份中国辣椒(Capsicum chinense)接种象耳豆根结线虫,60 d后开展抗病性鉴定工作。从根结指数和卵粒指数可以看出,不同种质材料在抗病性上存在显著差异。L529-10-1-2-1的根结指数和卵粒指数均最大,L550-1-3的根结指数最小,L518×L535的卵粒指数最小,可推测L529-10-1-2-1对象耳豆根结线虫的抗病性最弱,L550-1-3和L518×L535抗病性最强。结合隶属函数值和聚类分析,将27份供试辣椒种质分为抗病、低抗、感病和高感4类。其中抗病种质16份,隶属函数值在1.60以上;低抗种质4份,隶属函数值在1.26～1.51之间;感病种质5份,隶属函数值在0.64～0.93之间;高感种质2份,隶属函数值在0.42以下。选取高抗的L501M-1M和高感的L529-10-1-2-1接种象耳豆根结线虫,并在接种后0、3、6、9、12、15、20、25、30 d观察线虫侵染量和根系木质素含量。发现L501M-1M根系中的根结线虫数量远远少于L529-10-1-2-1,且L501M-1M中根结线虫的发育受到了阻滞。L501M-1M和L529-10-1-2-1在接种前木质素含量均较低,而接种后抗感种质木质素含量均有所上升,且L501M-1M的木质素含量明显高于L529-10-1-2-1,从而推测木质素与中国辣椒的象耳豆根结线虫抗性存在一定关联。该结果将为深入开展辣椒的根结线虫抗性机理研究奠定基础。
关键词： 象耳豆根结线虫 中国辣椒 抗病性鉴定 线虫侵染量 木质素
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黄灯笼辣椒CcWRKY4基因克隆及表达分析
《分子植物育种 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：WRKY转录因子是植物中最大的转录因子家族之一,在植物生长发育、新陈代谢、生物和非生物胁迫等多种生物学过程中发挥着重要作用.本研究从海南黄灯笼椒(Capsicum chinense)中克隆了 CcWRKY4基因,其开放阅读框长1 461 bp,编码487个氨基酸,分子量为54.01 kD,理论等电点pI为6.77,为亲水性蛋白;无信号肽,预测其为非分泌蛋白.结构域分析显示该基因属于WRKY基因家族的I类.系统进化树分析表明CcWRKY4与烟草、番茄和马铃薯的同源蛋白亲缘关系最近,其次为AtWRKY3、AtWRKY4.进一步预测该基因启动子区域有水杨酸、脱落酸响应元件以及多个光响应元件.RT-qPCR分析表明,CcWRKY4基因在辣椒的胎座和果肉中均有表达,其表达趋势为花后10~20 d升高,至30 d达到峰值后表达量逐渐降低,与辣椒素合成的趋势相似.该研究结果为CcWRKY4在辣味中的调控功能提供了一定的科学依据.
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基于主成分分析和聚类分析的23份黄皮种质资源的品质评价
《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为科学评价黄皮种质果实品质奠定基础,采用主成分分析和聚类分析的方法,以23份黄皮种质资源的成熟果实为试材,测定单果重、果实纵径、果实横径、果形指数、可食率、可溶性固形物、蛋白质、VC含量、总酸、可溶性糖、糖酸比11项品质指标,从中筛选出具有代表性的黄皮品质评价指标,并对23份黄皮种质进行聚类.结果表明,单果重、VC、蛋白质、可溶性糖、总酸和糖酸比的变异系数均在20%以上,其中黄皮果实的糖酸比变异系数最大,高达108.57%,不同黄皮种质间营养成分的含量差异大,具有丰富的遗传信息和多样性;而果实横径、果形指数的变异系数均在10%以下,果形指数的变异系数最小,仅6.98%,黄皮外观形状、大小遗传比较稳定、改良空间较小;23份黄皮种质的各品质指标之间存在显著或极显著的相关性;将数据标准化处理后,进行主成分分析,提取出4个具有代表性的主成分,累计方差贡献率达到85.41%;通过计算得到第1~4主成分因子得分和品质指标的综合得分,其中第1、2主成分在黄皮品质综合评价中起到关键作用,综合评价得分最高的为A3,得分最低的为G1;对黄皮种质资源的品质影响较大且相对独立的有单果重、果形指数、可食率、可溶性糖、总酸和糖酸比这6个指标;将6个具有代表性的品质指标的数据标准化处理后进行系统聚类分析,在欧氏距离15处,可得到4大类群,第I大类群有A3和Y-2,果实大、可食率较高、糖酸比高,风味偏甜,品质优良,第II大类群有X1、Y-1、G2和B1,果实较大,形状多样,可食率高,可溶性糖和糖酸比较低,品质较差,第III大类群包括300-1、J2、300-2、9-3、H1、A1、Z1、A2、N-3这9份黄皮种质,其果实大小偏低,可食率较高,酸甜适中,第IV类群包括A5、N-1、H2、A6、T1、G1、J1、J3这8份种质,其果小,可食率低,可溶性糖较低,总酸较高,糖酸比极低,口感较差.
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