科研产出
橡胶树热垦525胚性悬浮细胞系的建立及其胚性能力的维持
《热带作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：易碎胚性愈伤组织和胚性悬浮细胞系都是基因工程和细胞工程的理想受体材料。然而橡胶树（Heveabrasiliensis）易碎胚性愈伤组织诱导频率低、耗时长，且其胚性能力通常随继代次数的增加而下降甚至完全丧失，限制了相关研究的持续开展。因此，快速获得易碎胚性愈伤组织，建立具有高效体胚发生能力的胚性悬浮细胞系，并尽可能较长时间维持其胚性能力是当前橡胶树基因工程和细胞工程研究的重要内容。本研究以橡胶树热垦525未成熟花药为外植体进行愈伤组织的诱导和胚性悬浮细胞系的建立，分析比较固液2种长期继代方式对维持其胚性能力的影响。结果表明：花药外植体在愈伤诱导培养基中获得的黄色致密初代愈伤组织体胚发生能力低，分散性差，不适合进行悬浮培养。将初代愈伤组织转移至胚性愈伤组织诱导培养基中培养70～80d后，可观察到有胚性结构的形成和早期体细胞胚发生，同时周围长出鲜黄色小颗粒状易碎胚性愈伤组织。通过常规方法建立的Ⅰ型胚性悬浮细胞系具备胚性细胞的典型特征，体胚发生能力显著高于胚性愈伤组织，但在体胚发生过程中容易重新愈伤化；而通过筛选特定形态的胚性愈伤组织低密度启动悬浮培养建立的Ⅱ型胚性悬浮细胞系，在显微镜下可观察到细胞处在有序的胚性结构中，其体胚发生频率可达100%。在含2 mg/L 2,4-D的液体培养中持续继代2 a后细胞明显老化且增殖缓慢，体胚发生能力几近丧失；而在去除2,4-D并添加低浓度脱落酸（0.1 mg/L）和水解酪蛋白（0.5 g/L）的固体培养基上持续继代2 a后，体胚发生能力仍能维持在较高水平。所建立的Ⅱ型胚性悬浮细胞系可为橡胶树遗传转化及原生质体培养等相关研究长期提供优质充足且状态相对稳定的材料来源。
关键词： 橡胶树 易碎胚性愈伤组织 胚性悬浮细胞系 体胚发生 胚性维持
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42份海南咖啡种质资源品质性状鉴定分析
《分子植物育种 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为解决中国优质咖啡资源缺少的问题，本研究以海南42份咖啡资源为试验材料，通过超声超离法、杜马斯定氮仪燃烧法和UPLC法测定11个品质性状的含量，并进行多样性、相关性、主成分和层次聚类分析。研究结果显示，11个品质性状的变异系数范围为7.42%～29.63%,4-阿魏酰奎宁酸（29.63%）最大，蛋白质（7.42%）最小。遗传多样性指数范围为1.27～2.05，最高的是蛋白质和葫芦巴碱（2.05），最低的是异绿原酸B（1.27），遗传多样性丰富。42份资源间品质性状存在相关性，脂肪与咖啡因和异绿原酸A呈显著负相关（P＜0.05），咖啡因与7个性状呈显著正相关（P＜0.001）,7个绿原酸间均呈显著正相关（P＜0.01）。主成分分析结果显示，前3个主成分贡献率达75.32%。综合表现排名前5的特异性种质分别为32号（5.63）、16号（2.94）、30号（1.10）、6号（0.80）和10号（0.74）。层次聚类分析中42份种质聚成4个类群，32号种质独占一类。42份咖啡种质资源品质存在差异，在选育种的时候需通过多种技术手段结合不同种质的优异性状，从而得到优异的咖啡种质资源。可优先选择综合排名靠前的咖啡种质作为选育和改良的基础材料。本研究对42份咖啡种质资源的11个品质性状进行鉴定评价，筛选特异的种质资源，为咖啡选育种提供试验材料，也为咖啡鉴定评价提供理论基础。
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基于白木香转录组的SSR序列特征分析
《分子植物育种 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探究白木香的简单重复序列特征,开发SSR分子标记用于白木香种质资源的遗传分化和分子鉴定,本研究鉴定了白木香转录组unigene序列的SSR位点,对其SSR的分布及序列特征进行统计分析,进而设计SSR引物,并验证其SSR引物的多态性.结果表明,在128 712条unigene中共鉴定到9 362个SSR位点,分布频率为7.27%.SSR序列中双碱基重复序列最多,占总SSR的54.90%;白木香双碱基重复序列以AG/CT、AC/GT为主,占34.22%.SSR位点重复次数主要集中在5~11次,占总SSR位点数的96.56%,其中三碱基重复5次的SSR位点数最多,共有1 925个.设计并合成50对引物,其中35对引物可扩增出预期大小条带,扩增效率达到70%.以24个不同白木香个体对35对引物进行扩增,采用8%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测SSR引物多态性,表明SSR引物具有多态性.研究表明,白木香转录组SSR重复基元类型丰富,分布密度高,多态性高,可用于白木香资源的遗传多样性评价、遗传分化、种质鉴定和分子育种等后续研究.
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不同供磷水平对椰枣幼苗生长、生理指标和营养元素含量的影响
《南方农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】通过分析不同供磷水平对椰枣幼苗生长、生理指标和营养元素含量的影响，为构建椰枣幼苗平衡施肥技术提供理论依据。【方法】以椰枣幼苗为试验材料，采用盆栽试验，设4个供磷水平处理，浓度分别为5(CK)、100、1000和5000μmol/L，培养7个月后，观察测定幼苗的生长、生理指标和营养元素含量。【结果】5μmol/L供磷水平下，椰枣幼苗长势弱；100μmol/L供磷水平下椰枣幼苗的根部鲜重显著低于1000μmol/L供磷水平（P<0.05，下同）；1000μmol/L供磷水平下椰枣幼苗长势好，其根部鲜重、地上部干重、株高增加量、植株磷含量、植株磷累积量、第3叶和第6叶片中的可溶性蛋白含量均显著大于CK;5000μmol/L供磷水平下，新抽叶片密集，根部磷利用效率和植株磷利用效率最低。同一供磷水平下，椰枣幼苗茎尖中的磷含量高于叶片和根尖。不同供磷水平对地上部和根部氮、钾、钙、镁、钠、铝元素的含量影响不同。随着供磷水平的增加，地上部和根部的钾、铝含量，以及地上部钙含量均先增加后降低，地上部镁含量逐渐增加，根部钙、镁含量逐渐降低；5000μmol/L供磷水平下，地上部和根部的钠含量达最高。1000μmol/L供磷水平下，椰枣幼苗地上部的氮、钾、镁、钠、铝的累积量，地上部氮利用效率，以及地上部和根部的钙利用效率显著大于CK。【结论】营养液中的供磷水平会影响椰枣幼苗的长势、生理指标及营养元素的含量、累积量和利用效率。过低或者过高供磷水平均不利于椰枣幼苗的生长，1000μmol/L供磷水平下，椰枣幼苗长势良好。
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油棕果实发育和采后脂肪酸合成转录代谢差异分析
《热带作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：油棕(Elaeis guineensis Jacq.)是世界上生产效率最高的产油植物,果实发育是形成产量的基础,但采收 24 h后会出现酸败现象,严重影响棕榈油品质,目前对果肉发育和采后的游离脂肪酸代谢物合成差异的关键调控基因及途径尚未明确.本研究以油棕果实为实验材料,果实取自授粉后 95 d(MS1)﹑125 d(MS2)、185 d(MS3)、采收后 24 h(MS4)、采收后 36 h(MS5)5 个时期.采用第二代高通量转录组学技术(RNA-Seq)和液相色谱串联质谱代谢组学技术(LC-MS/MS),对其发育和采后的果实进行转录组和代谢组测定与分析.结果表明:无籽种油棕在脂肪酸积累中后期不饱和脂肪酸显著高于饱和脂肪酸,在油棕果实发育过程中,LACS4、LACS4-X1、FATA、FATB、KASⅠ、KASⅡ、SAD1 在果肉中高表达且与果肉中油酸、亚油酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、亚麻酸呈正相关关系,DGAT、PDAT在果肉中高表达且与上述 6 种脂肪酸含量呈负相关关系,说明上述酶基因的表达可能对油棕果实脂肪酸的合成和累积分别具有促进和抑制作用,推测 LACS4、LACS4-X1、FATA、FATB、KASⅠ、KASⅡ、SAD1 可能是不饱和脂肪酸含量较高的关键基因;在果实采后贮藏过程中,GDSL2、GDSL7、SAD2、LACS9酶基因和GDSL1、KAT分别与油酸呈极显著正、负相关关系,与棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、亚油酸、亚麻酸呈负、正相关,推测在酸败过程GDSL2、GDSL7、SAD2、LACS9酶基因可能促进油酸生成,抑制棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、亚油酸、亚麻酸合成,GDSL1、KAT酶基因反之,推测GDSL2、GDSL7、SAD2、LACS9可能是导致油棕采后酸败的关键基因.本研究结果旨在利用分子生物技术提升高不饱和脂肪酸含量和改变脂肪酸组成提供备选基因,为筛选高不饱和脂肪酸和耐贮藏的品种提供理论参考.
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甘蔗脱毒原种苗田间繁育过程中氮、磷、钾营养元素的吸收及累积特征
《热带作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：探讨甘蔗脱毒原种苗不同生长时期氮、磷、钾营养元素的累积需求状况,为甘蔗脱毒原种苗田间繁育栽培过程中养分管理提供参考.试验分别在 2020、2021 年进行,调查中糖 1 号甘蔗脱毒原种苗全生育期生长情况,测定其生物量及其在各生育阶段根、茎、叶中氮、磷、钾各营养元素的含量,并分析氮、磷、钾的累积量、阶段吸收量、日吸收速率.结果表明:甘蔗脱毒原种苗从种苗假植到种茎最佳收获时需 6~7 个月可达 15 茎节,在 7、8 月至 9 月下旬(茎1 期至茎 2 期)蔗茎生长速度最快,以茎 4 期(10 月下旬至 11 月下旬)干物质量累积增加最快,此阶段为生物量累积的关键阶段.在甘蔗脱毒原种苗全生育期中各元素含量及累积量从高到低依次为钾>氮>磷,在根茎叶各器官中蔗叶、蔗茎始终为氮、磷、钾含量相对较高的器官,氮、磷、钾累积量在茎伸长生长 1 期前主要贮存于蔗叶中,而后以蔗茎为新的主要贮存器官.甘蔗对氮、磷、钾的吸收比例在苗期和分蘖期分别为 24.84%、26.18%、27.74%,在茎 1~3 期(7月下旬至 10 月下旬)分别为 55.54%、58.61%、52.30%,茎 4、5 期(10 月下旬至 12 月下旬)分别为 19.62%、15.20%、19.96%.因此,可根据各元素的阶段吸收量进行合理施肥,进而提高甘蔗脱毒健康种苗的品质和经济效益.试验明确了甘蔗脱毒原种苗生长过程中对氮、磷、钾的需求状况,可为今后甘蔗脱毒健康种苗田间规模化繁育生产的科学合理施肥提供依据,提高脱毒原种苗田间繁育效率和养分资源利用效率.
关键词： 甘蔗 脱毒健康原种苗 氮、磷、钾养分 大量元素 养分需求状况
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咖啡果小蠹生物学特性及发生动态
《热带作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：咖啡果小蠹（Hypothenemus hampei）是近年来新入侵我国大陆的一种检疫性害虫，对我国咖啡产业的健康发展具有巨大的潜在威胁。本研究旨在明确该虫的生物学特性及田间发生规律，为后期开展监测预报和综合治理提供理论基础。在室内饲养条件[(26.5±1)℃，相对湿度为75%±5%，光照14L∶10D]下，观察咖啡果小蠹各龄期的形态特征、发育历期及繁殖能力，并结合田间观察明确该虫的年生活史；2021—2022年通过田间系统调查，分析该虫在海南省万宁市的发生动态规律及空间分布类型，旨在明确该虫的生物学特性及田间发生规律，为后续进行综合防治提供理论依据。结果表明：咖啡果小蠹卵、幼虫、蛹和成虫的发育历期分别为(6.75±0.65)、(17.41±1.63)、(6.45±1.15)、(42.74±9.55)d，平均世代历期为(73.35±11.26)d。各龄期主要形态特征为：卵椭球形，乳白色，表面光滑有光泽；幼虫通常呈“C”字型，乳白色，略透明，头部呈褐色，无足；蛹初期为乳白色，后期变为褐色，头部藏于前胸背板之下；成虫体呈圆柱形，暗褐色到黑色，有光泽，雄虫比雌虫小。雌成虫通常在黑暗条件下产卵，单雌产卵量为(11.85±1.69)粒，雌雄比为10.25∶0.95。室内和田间观察结果表明，咖啡果小蠹在海南1年发生7代，无明显越冬现象。2021—2022年田间调查结果表明，1月开始咖啡果小蠹种群数量缓慢上升，4—5月咖啡果小蠹发生率呈暴增状态，最高可达到60.15%,5月升至顶峰后又急速下降，6—10月始终维持在相对稳定的水平，11月种群数量又呈增长状态，出现一个小高峰，达到19.87%,12月有所下降但至次年3月均呈现缓慢增长态势，咖啡果小蠹的发生率与上一年遗留的果实数量有关。对空间和方位的调查结果表明，果实发育期内咖啡果小蠹在空间上偏好中层（0.5～1.0 m）果实，在方位上偏好东和北2个方向，可能与光照和温度有关。通过4种聚集度参数的结果显示，咖啡果小蠹在水平方向和垂直方向均属于聚集分布。
关键词： 咖啡果小蠹 形态特征 发育历期 生活史 发生动态 空间分布
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油莎豆CePIP2;1的克隆、亚细胞定位与表达分析
《热带作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：油莎豆是一种在块茎中高水平积累油脂的草本油料作物，其未成熟块茎的含水量高达85%，水分平衡对于块茎的发育与代谢至关重要。质膜内在蛋白（PIP）是介导细胞间水分跨膜运输的主要通道。本研究报道1个块茎高水平表达的PIP基因CePIP2;1，该基因含有3个内含子，预测编码288个氨基酸（aa），其理论分子量（MW）为30.34 kDa，等电点（pI）为8.60，总平均疏水指数（GRAVY）为0.529，不稳定系数（Ⅱ）为29.60，属于典型的稳定、碱性、疏水型蛋白。CePIP2;1含有保守的MIP结构域，ar/R选择性滤器为F-H-T-R,Froger位点为Q-S-A-F-W，符合高水分转运活性PIP的特征。进化分析显示，CePIP2;1与OsPIP2;1、OsPIP2;2和OsPIP2;3聚在一起，序列相似性分别为91.72%、90.31%和84.98%，支持其归为PIP2亚类。亚细胞定位分析显示，CePIP2;1定位在烟草叶片的细胞膜。进一步的表达分析显示，虽然CePIP2;1为主要的块茎表达PIP基因，但其在叶片、叶鞘、匍匐茎和根等组织中的表达丰度更高，最高的为叶片，而在芽尖中的表达丰度与块茎相当；在块茎的4个典型发育时期（S1～S4）中，CePIP2;1基因呈现先升后降的钟形趋势，表达丰度最高的是S2。这些结果为解析油莎豆的水分平衡机制奠定基础。
关键词： 油料作物 块茎 水通道蛋白 质膜内在蛋白 亚细胞定位 表达模式
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三种药剂与球孢白僵菌对高粱蚜虫的协同控制作用
《中国生物防治学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为评价烟碱类杀虫剂与球孢白僵菌的协同关系，明确吡虫啉、噻虫嗪、呋虫胺与白僵菌的相容性及二者复配对高粱蚜虫的杀虫效果，本研究利用生物活性测定方法，分别测定不同浓度的球孢白僵菌（菌株GZGY-1-3）和三种化学农药对高粱蚜虫的致死率。结果表明，不同浓度（1.6×10~5～1×10~9孢子/mL）的球孢白僵菌对蚜虫的校正死亡率为34.22%～89.90%。三种化学农药对高粱蚜虫的杀虫效果由高到低为吡虫啉，呋虫胺，噻虫嗪。通过化学农药和球孢白僵菌的复配，研究农药浓度和复配时间对球孢白僵菌孢子萌发率的影响，评价二者的相容性。结果表明，农药浓度越大，处理时间越长，对孢子萌发影响越大。用推荐农药剂量的1/8和1/10浓度处理后，菌药相容性较好，孢子萌发率均在90%以上。基于前期试验结果，测定菌药联合对蚜虫的杀虫效果。结果表明，菌药复配后的共毒系数均大于80，其对高粱蚜虫的致死率明显增高，表现为相加或者增效作用，其中，球孢白僵菌（4×10~7孢子/m L）与呋虫胺复配毒力最强，致死率达97.67%，共毒系数为135.37。因此，球孢白僵菌与三种烟碱类化学农药复配，当化学农药浓度稀释8倍以上，混合处理时间不超过4 h，二者的兼容性较好。球孢白僵菌（4×10~7孢子/m L）与呋虫胺复配效果最佳。
关键词： 高粱蚜虫 球孢白僵菌 烟碱类农药 相容性 共毒系数
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一种计算机模拟的针阔林木抗风性能分析
《林业工程学报 》 2024 CSCD
摘要：自然界中的强风常常对树木造成不可逆破坏,分析强风穿过时树林内部的气流情况有利于评估树木的抗风性,更好地理解如何减轻风的影响.以阔叶树和针叶树为原型,提取了二者叶团簇和枝干构造的特点,建立两种结构不同的树木模型,组合成树林模型,在3个不同叶面积密度下进行风力作用下的仿真模拟实验.分别使用改进的k-ε双方程模型和k-ω双方程模型以设置风环境,并且用龙格-库塔法分析求解湍流模型.k-ε双方程模型下,当叶面积密度分别为1,5和10 m~2/m~3时,阔叶林背风侧20 m处的最低风速与入口风速相比下降了49.60%,67.23%和80.40%,针叶林分别为55.13%,68.90%和78.29%.k-ω双方程模型展示了阔叶树林内部风场的复杂性.结果表明,叶面积密度与树林挡风能力之间是非线性关系,树林的挡风能力随叶面积密度的上升而增强,增强到一定程度后上升幅度减缓.不同的树木结构会导致风场的变化,影响同等强度风荷载下的受损概率和挡风能力.叶面积密度高、树冠体积大的树木更容易在强风中受到损害.
关键词： 数值模拟 树木结构模型 风环境 计算流体动力学(CFD) 防风林
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