科研产出
分蘖期干旱胁迫对甘蔗分蘖幼苗和叶片生理指标的影响
《热带作物学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：广西是我国甘蔗的主导产区，85%以上甘蔗种植在无灌溉条件的旱地上，每年受到不同程度的旱害，干旱已成为制约我国甘蔗生产的主要限制因素。分蘖是影响甘蔗产量的重要性状之一，在分蘖期探究干旱胁迫对甘蔗分蘖芽发育的影响，对于甘蔗高产栽培具有重要意义。桂热2号是本团队选育的抗旱性好、分蘖性强的优良甘蔗新品种，为了探究干旱胁迫对分蘖期甘蔗分蘖幼苗和叶片生理指标的影响，本研究以桂热2号甘蔗品种为研究材料，在甘蔗分蘖初期进行干旱胁迫试验，试验设置对照（土壤绝对含水量19%～25%）和干旱胁迫处理，干旱胁迫处理组停止浇水，分别在干旱胁迫初期（土壤绝对含水量14%～15%）、干旱胁迫中期（土壤绝对含水量10%～11%）、干旱胁迫后期（土壤绝对含水量6%～7%）取样，测定处理和对照干旱胁迫不同时期分蘖幼苗和叶片的抗氧化系统酶活性、丙二醛（MDA）、渗透调节物质和内源激素含量变化，分析不同干旱胁迫下甘蔗分蘖幼苗和叶片生理指标的相关性，并用隶属函数法对分蘖幼苗和叶片的抗旱性进行评价。结果表明：干旱胁迫提高了甘蔗分蘖幼苗和叶片的过氧化物酶（POD）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性、脯氨酸（Pro）含量、可溶性蛋白（SP）含量、淀粉含量、蔗糖含量和ABA含量，特别是在分蘖幼苗中，处理组与对照组达到了显著差异，而MDA含量在干旱胁迫过程中一直维持在相似的水平；干旱胁迫对甘蔗分蘖幼苗和叶片生理指标的影响有所不同，相比于叶片，干旱胁迫更能显著提高分蘖幼苗中的SOD活性及Pro、SP和蔗糖的含量。相关性分析结果表明：干旱胁迫下，甘蔗分蘖幼苗和叶片显著相关的生理指标大多数呈正相关，蔗糖含量、淀粉含量、Pro含量、IAA含量和SOD活性与其他指标呈显著或极显著相关；对分蘖幼苗和叶片的抗旱性的综合评价结果表明，甘蔗分蘖幼苗的抗旱能力强于甘蔗叶片。
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澳洲坚果锌指蛋白基因MiZFP11响应干旱和高温胁迫的功能分析
《热带作物学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：CCCH型锌指蛋白在植物生长发育及响应逆境胁迫中发挥重要的调控作用。本研究以澳洲坚果JW和桂热1号品种为试验材料，采用RT-PCR技术获得澳洲坚果锌指蛋白基因MiZFP11，分析其编码蛋白的结构特征和亚细胞定位，并利用实时荧光定量PCR技术分析其在不同组织中以及干旱、高温胁迫下的表达水平。RT-PCR克隆结果表明，克隆获得的澳洲坚果锌指蛋白基因MiZFP11(GenBank注册号为MT332641)，与CCCH型锌指蛋白基因较高同源。生物信息学分析表明，澳洲坚果MiZFP11蛋白相对保守的C端含有LCCL结构域，属于C3H13亚类锌指蛋白。蛋白基本性质分析表明，MiZFP11蛋白是不稳定的亲水蛋白和非分泌非跨膜蛋白，且以丝氨酸磷酸化修饰为主。蛋白高级结构分析表明，MiZFP11蛋白的二级和三级结构主要由无规则卷曲、α-螺旋和延伸链交错组成。烟草叶片的瞬时表达和共聚焦显微分析显示，MiZFP11蛋白定位于细胞核，与亚细胞定位预测结果一致。实时荧光定量PCR分析表明，澳洲坚果JW和桂热1号品种的MiZFP11基因在叶片中的表达量最高，在根、小花和小果中也有较高的表达量，在茎中的表达量则最低。干旱胁迫1～36 h，叶片中的MiZFP11基因在JW品种中表现出“升-降-升-降”的表达模式，在桂热1号品种中表现出“升-降”的表达模式，2个品种整体上均受诱导上调表达。高温胁迫1～36 h，叶片中的MiZFP11基因在JW和桂热1号品种中均表现出“升-降”的上调表达模式，且JW品种的表达量明显高于桂热1号品种。因此，MiZFP11基因在不同组织中均有显著差异表达，且受干旱和高温胁迫诱导后显著上调表达，推测MiZFP11基因在澳洲坚果组织生长发育，尤其在响应干旱和高温胁迫中起重要作用。
关键词： 澳洲坚果 CCCH型锌指蛋白 干旱胁迫 高温胁迫 功能分析
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干旱胁迫对芋球茎淀粉和蔗糖代谢通路相关基因表达的影响
《西南农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探究芋球茎响应干旱胁迫的分子机制，特别是干旱胁迫对淀粉和蔗糖代谢通路相关基因表达的影响，为耐旱品种选育提供依据。【方法】以荔浦芋1号为试验材料，对干旱胁迫下的芋球茎进行转录组测序，对获得的差异表达基因进行GO和KEGG富集分析，进一步筛选与淀粉和蔗糖代谢通路相关的酶基因，并分析这些酶基因在干旱胁迫下的表达模式。【结果】芋球茎在干旱胁迫下筛选到差异表达基因1983个，其中上调表达基因373个，下调表达基因1610个。GO富集分析显示，差异表达基因在生物过程富集最多的是细胞过程和代谢过程，在细胞组分富集最多的是细胞解剖实体，在分子功能富集最多的催化活性和结合。KEGG富集分析显示，富集最多的通路分别是代谢通路、氮素代谢通路、抗坏血酸和醛酸代谢通路。对淀粉和蔗糖代谢通路的差异表达基因进行统计，共筛选到26个差异表达基因，涉及11种酶，其中上调表达基因5个，下调表达基因21个。在干旱胁迫下，淀粉合成酶、己糖激酶、果糖激酶、UTP-葡萄糖-1-磷酸盐尿苷酸转移酶、α-淀粉酶、内切葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶和β-呋喃果糖苷酶的基因下调表达；UDP-葡萄糖磷酸水解酶和海藻-6-磷酸合成/磷酸酶的基因上调表达；蔗糖合成酶和β-呋喃果糖苷酶的基因既有上调表达，也有下调表达。【结论】淀粉和蔗糖代谢通路相关基因的表达受到干旱胁迫的影响。调控淀粉代谢和海藻糖生物合成相关基因下调表达，而调控蔗糖代谢相关基因既有上调表达，也有下调表达。
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干旱胁迫对不同品种茶树幼苗生理特性的影响
《安徽农业科学 》 2024
摘要：通过盆栽控水试验，研究自然干旱胁迫下3个茶树品种的叶绿素相对含量、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的变化规律，并运用隶属函数法综合评价3个茶树品种的抗旱性。结果表明：与CK相比，干旱胁迫显著提高了3个茶树品种幼苗叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性以及丙二醛(MDA)、可溶性蛋白(SP)、可溶性糖(SS)和脯氨酸(Pro)含量，显著降低了叶绿素相对含量。随着干旱胁迫时间延长至15 d, 3个茶树品种叶片中叶绿素相对含量均呈下降趋势，MDA含量先上升后下降；SOD、POD、CAT活性先快速升高，在胁迫11 d后开始趋于平缓；SP、SS和Pro含量均呈显著上升趋势。此外，隶属函数法综合分析结果显示，3个茶树品种的抗旱性表现为板塘C>中茶108>王丰瑞-6号。
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基于人为控水和自然水分胁迫下的甘蔗茎节生长变化
《中国农业科技导报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为了解干旱胁迫对甘蔗节间长度的影响,连续2年对国内外8个不同抗旱能力的甘蔗品种采用桶栽和大田种植,在人为控水和大田自然干旱胁迫条件下,于甘蔗收获期调查甘蔗株高、茎径及节间长度.结果表明,在桶栽人为控水条件下,干旱导致88%的甘蔗品种株高变矮;受干旱控水、复水影响,甘蔗茎径呈先变小后增大的趋势(+13~+6节茎径),节间长度明显变短后再增长.在自然干旱水分胁迫下,2个试验基地8个甘蔗品种2年的株高为2.7~3.4 m;受干旱气候及其他条件影响,株高相对理想的甘蔗品种为'ROC1''ROC22''GT21'和'CP80-1827'.同人为控水相比,自然干旱导致甘蔗茎径变小,最细节出现在+7叶茎;节间长度变短,最短节出现在+8和+9叶茎.在人为控水干旱条件下,抗旱性较强的甘蔗品种节间旱胁迫指数和节间旱胁迫恢复指数相对较高.在大田自然干旱条件下,抗旱性较强的甘蔗品种表现为相对较高的节间旱胁迫指数和较低的节间旱胁迫恢复指数.从恢复指数来看,干旱复水后的正常节间长度均大于干旱前的正常节间长度,表明适度的干旱刺激了甘蔗生长.总体来说,水分胁迫导致甘蔗株高变矮、茎径变小、节间长度变短,节间旱胁迫指数和节间旱胁迫恢复指数可作为甘蔗茎节应对干旱胁迫的指标,以此来评价甘蔗品种的抗旱性具有一定的参考价值.甘蔗的抗旱性研究不能完全依赖人为控水的模拟干旱,其抗旱能力的整体评价需要围绕大田自然干旱开展.
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干旱胁迫后桂糖系列品种新植蔗的宿根生长表现
《广西糖业 》 2024
摘要：研究桂糖系列新品种新植蔗在广西来宾市兴宾蔗区遭受干旱胁迫后第一年宿根蔗的生长表现,为桂糖新品种推广种植提供参考依据.以桂糖42号为对照(CK),在广西来宾市兴宾区开展桂糖44号、桂糖55号、桂糖58号、桂糖59号和桂糖60号等5个甘蔗品种的宿根栽培试验.结果表明,桂糖60号的第一年宿根出苗率为124.80%,发株率为130.90%,株高为315.00 cm,茎径为2.63 cm,有效茎数为82140条/hm2,宿根蔗产量为118455.0 kg/hm2,含糖量为20970.0 kg/hm2,均显著高于CK(P<0.05,下同),其中,宿根蔗产量比CK增产11.90%,含糖量提高14.40%.桂糖55号第一年宿根出苗率为130.60%,发株率为147.70%,株高为310.00 cm,茎径为2.60 cm,有效茎数为85950条/hm2;产量为112110.0 kg/hm2,显著高于CK,增产5.91%;含糖量为18570.0 kg/hm2,比CK提高1.31%,但差异不显著(P>0.05,下同).桂糖44号第一年宿根出苗率为135.80%,发株率为126.40%,株高为270.00 cm,茎径为2.55 cm,有效茎数为88335条/hm2;宿根蔗产量为97620.0 kg/hm2,显著低于CK,减产7.78%;含糖量为16980.0 kg/hm2,降低7.36%,差异不显著.桂糖58号第一年宿根出苗率为112.00%,发株率为133.60%,株高为277.00 cm,茎径为2.65 cm,有效茎数为80160条/hm2;产量为102780.0 kg/hm2,比CK减产2.90%,差异不显著;含糖量为16095.0 kg/hm2,显著低于CK,降低12.19%.桂糖59号第一年宿根出苗率为98.90%,发株率为146.30%,株高为278.00 cm,茎径为2.68 cm,有效茎数为77940条/hm2;宿根蔗产量为100200.0 kg/hm2,比CK减产5.34%,差异不显著;含糖量为14910.0 kg/hm2,显著低于CK,降低18.66%.桂糖60号和桂糖55号2个甘蔗新品种可作为干旱蔗区轮换或替代品种进行推广种植,桂糖44号、桂糖58号和桂糖59号因减产、减糖严重不适宜在干旱蔗区推广种植.
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接种土著和外源AM真菌对杜梨抗旱性的影响及其适应机制
《中国农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】丛枝菌根（AM）真菌可改善植物生长，提高抗环境胁迫能力。筛选对梨苗具有抵御干旱胁迫的AM真菌，为梨菌根化育苗提供理论依据与技术途径。【方法】采用盆栽试验及高通量测序技术，对杜梨苗分别接种梨土著AM真菌层状近明球囊霉（Claroideoglomus lamellosum,Cl）和外源菌株摩西斗管囊霉（Funneliformis mosseae,Fm）、根内根孢囊霉（Rhizophagus intraradices,Ri）及蜜色无梗囊霉（Acaulospora mellea,Am），探究干旱胁迫下单接种土著、外源菌株及混合接种（Mix）处理对杜梨幼苗生长的影响，分析干旱0、3和6周Mix处理下根系及根际土AM真菌群落变化。【结果】正常水分和干旱处理下，单接种梨土著菌株Cl、外源菌株Ri及Mix处理均显著提高株高、茎粗、叶面积、叶片相对含水量，干重增加35.26%—52.20%；地上部磷、钾、钙、镁等元素吸收增强，尤其增加磷的吸收，菌根磷吸收效应最高达1.0以上，而单接种外源菌株Am效果次之，正常供水条件下Fm抑制杜梨幼苗生长。回归性分析表明，菌根生长效应和元素吸收随侵染强度的增加而增加。干旱胁迫下，接种AM真菌显著降低杜梨幼苗叶片丙二醛含量，抗氧化酶活性和脯氨酸含量均有不同程度提高。测序结果显示，与正常水分相比，干旱胁迫下杜梨幼苗根系及根际土AM真菌群落结构发生显著改变，其中外源菌株Ri均占主导，Cl、Am丰度次之，Fm丰度最低，且随干旱胁迫程度增加，根内Ri的丰度显著上升。【结论】接种不同AM真菌对杜梨幼苗具有不同的生长效应，其中梨土著菌株Cl和外源菌株Ri表现出较强的促生和抗旱能力。AM真菌群落中Ri丰度的提高是杜梨幼苗适应干旱胁迫的重要途径。
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不同抗旱处理对甘蔗一代种茎的影响
《甘蔗糖业 》 2023
摘要：测定包衣处理及抗旱剂处理后的甘蔗一代种茎在自然干旱及复水后的农艺性状变化，阐明种子包衣及抗旱剂处理对甘蔗一代种茎抗旱中生理机理的影响，为甘蔗一代种茎抗旱种植研究提供参考依据。试验设3组9个处理，分别为对照组：正常供水A组（CKA）、正常干旱及复水（CKB）；包衣组：壳聚糖包衣膜（SC1）、PE塑料膜（SC2）、透气PET材料包覆（SC3）；抗旱剂组：聚丙烯酸铵（D1）、聚丙烯酸钠（D2）、黄原胶（D3）、瓜尔豆胶（D4）、3.9648 mg/L（分子量264.32,15μmol/L）ABA（D5）、2000 mg/L CaCl2溶液（D6）、200mg/L乙烯利溶液（D7）。结果显示：短期干旱，如干旱10天后，抗旱剂组D1、D2、D4、D5、D6和D7处理及包衣组SC1和SC2处理均能保证甘蔗一代种茎的有效生长；长期干旱，如干旱20天后，抗旱剂组D1、D6和D7处理依然能保证甘蔗一代种茎的有效生长；复水10天后，抗旱剂组D1、D5、D6和D7处理依然能保证甘蔗一代种茎的有效生长。由此得出结论：聚丙烯酸铵、2000 mg/L CaCl2溶液、200 mg/L乙烯利溶液均能保障干旱状态下，甘蔗一代种茎的有效生长。
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干旱胁迫下外源ABA对甘蔗幼苗生理特性和基因表达的影响
《热带作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：甘蔗是世界上重要的糖料作物，但我国甘蔗主产区多数为丘陵旱坡地，季节性干旱频繁，已严重影响我国甘蔗糖业的可持续发展。植物激素脱落酸（ABA）不仅调节植物生长发育，在植物应对逆境胁迫的生理生化响应中更不可或缺。本研究选用甘蔗品种‘桂糖42号’为材料，桶栽土培方式，设置对照（CK）、CK+ABA、干旱、干旱+ABA等4个处理，探讨干旱胁迫下叶面喷施ABA对苗期甘蔗生理生化特性和相关基因表达的影响，为应用ABA提高甘蔗抗旱性提供理论基础。结果表明，正常淋水条件下甘蔗叶面喷施ABA处理（CK+ABA）的主要生理生化参数与基因表达量变化与CK差异不显著；甘蔗叶片相对含水量随着干旱胁迫程度加剧而逐渐下降，丙二醛（MDA）、过氧化氢（H2O2）含量显著上升，而干旱+ABA处理能提高甘蔗的保水能力，并减少MDA的积累，使其含量处于较低水平；干旱胁迫显著降低甘蔗叶绿素含量，而干旱+ABA处理能防止叶绿素降解并对干旱胁迫引起的光系统Ⅱ实际光化学效率（ΦPSⅡ）下降有明显的缓解作用；干旱胁迫下，甘蔗内源ABA合成限速酶9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶（NCED）编码基因、脯氨酸（Pro）合成关键酶Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶（P5CS）编码基因及过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、过氧化物酶（POD）编码基因的表达量显著增加，内源ABA含量、Pro含量和CAT、SOD、APX、POD活性显著提高，而干旱+ABA处理能更进一步增强上述基因的表达，使ABA含量、Pro含量及相关抗氧化酶活性的增幅更显著，从而提高干旱胁迫下甘蔗清除过量活性氧的能力，降低H2O2含量，提高甘蔗抗旱性。
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