科研产出
伯克霍尔德菌通过改善生理适应性及调节铝响应基因的表达增强甘蔗对铝胁迫的耐受性
《植物生态学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：多种因素可影响植物生长并提高其抗逆性,其中植物根际促生菌（PGPR）可能扮演着极其重要的角色。为挖掘耐铝性良好的根际微生物资源并探讨其缓解甘蔗（Saccharum officinarum）铝毒害的作用,该研究从甘蔗根际土壤中分离出一批耐铝细菌,分析它们的促生特性、耐酸性、耐铝性以及对Al3+的去除能力,筛选出优势PGPR并检测其对甘蔗的促生长效应,对比接种和不接种PGPR的甘蔗在铝胁迫下植株体内的铝积累量、生理代谢情况以及耐铝相关基因的表达量。分离筛选到的3株优势甘蔗根际细菌——伯克霍尔德菌（Burkholderia）, A1、A23、X6具有较强的耐酸性（pH 3.8）和耐铝性(4或5 mmol·L-1),3株细菌均具有溶磷、分泌胞外多糖（EPS）、固氮和去除Al3+的能力,X6能够产生少量吲哚乙酸, A1和X6可分泌较多的铁载体, A23和X6具有1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶活性, A1、A23、X6菌株组合可显著提高甘蔗株高、叶面积及地上部分鲜质量。接种组合菌对植株地上部分与地下部分氮、磷、钾的含量无明显影响,但显著增加了0.5、1 mmol·L-1铝胁迫下甘蔗地上部分的铝含量和显著降低了1 mmol·L-1铝胁迫下甘蔗地下部分的铝含量,总体表现为降低甘蔗体内的总铝含量。接种处理对植株超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性以及脯氨酸、可溶性蛋白含量无显著影响,但显著降低了铝胁迫下甘蔗根尖的丙二醛含量,显著提高了根尖的过氧化氢酶活性,显著增加了甘蔗根尖MAPK和GST基因以及叶片PEPC基因的表达量。这些结果表明,耐铝伯克霍尔德菌对甘蔗生长、铝的吸收积累和植株抗氧化防御能力及耐铝基因表达产生显著影响,这些影响共同作用提高了甘蔗的耐铝毒能力。
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广西河八王种质资源考察收集与鉴定评价
《热带作物学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：广西地跨南亚热带和中亚热带，北回归线横贯中部，属亚热带季风气候区，孕育了丰富的野生甘蔗种质资源。2016—2023年，广西农业科学院甘蔗研究所组织考察队对广西河八王种质资源开展系统调查和收集工作，考察队在广西8个地级市18个县（市、区）43个乡镇共收集到河八王种质资源58份。调查结果表明：广西河八王种质资源主要分布在海拔60.0～602.5 m，北纬23°08′02″～26°01′43″，东经107°08′01″～111°32′02″的区域；广西河八王种质资源20个描述型质量性状的遗传多样性指数在0～1.2044之间，平均值为0.5557，其中曝光后节间颜色的多样性最高，木栓较低，而茎形、气根、水裂3个性状无多样性体现；不同收集地区的广西河八王种质资源遗传多样性指数在0.1040～0.4911之间，贺州最高，百色最低；广西河八王种质资源表型性状变异丰富，6个数量性状的变异系数为17.3%～53.6%，平均为34.8%；不同收集地区的广西河八王种质资源变异系数在29.4%～36.9%之间，河池最大，桂林最小。聚类分析结果显示，58份广西河八王种质资源被分为六大类，与地理来源无密切关系，其中第Ⅰ类群中的材料综合性状较好，生物量和品质性状优良。本次考察收集扩充了广西甘蔗种质资源圃的资源数量，为甘蔗育种和遗传改良提供了优良基因资源。
关键词： 河八王 甘蔗 种质资源 表型性状 鉴定评价 遗传多样性
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基于Label-free技术的甘蔗宿根性蛋白质组学分析
《分子植物育种 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：宿根是甘蔗生产的主要栽培方式。宿根年限增加引起的宿根蔗产量降低、病虫害增加、宿根年限缩短，严重威胁甘蔗高产栽培。本研究以宿根性强甘蔗品种‘桂热2号’(GR2)和传统主栽品种‘新台糖22号’(ROC22)为试验材料，通过Label-free技术分析品种间宿根3年和宿根6年差异表达蛋白。结果显示：宿根3年两个品种间差异表达蛋白154个，宿根6年两个品种间差异表达蛋白117个；对共有差异表达蛋白及代谢通路进行分析，发现上调蛋白主要参与氰基氨基酸代谢、碱基切除修复、同源重组、嘧啶代谢、真核生物核糖体生物发生、过氧化物酶体、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢、核苷酸切除修复途径，推测甘蔗的宿根能力与遗传物质的表达和调控有关，而下调蛋白大多参与植物抗逆过程，这可能与‘GR2’综合抗逆能力强有关，在不需要响应胁迫的时间点，相关防卫蛋白表达下调。综上所述，在提高甘蔗抗逆能力的基础上，遗传物质的表达和调控相关基因对于甘蔗宿根年限的延长起到重要作用，值得后续重点关注和研究。
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不同盐胁迫下甘蔗生长及生理代谢响应
《种子 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为探究不同种类及浓度盐胁迫对甘蔗幼苗生长及生理特性的影响，明确其耐盐生理机理。以桂糖42号生根幼苗为材料，以不同浓度钠盐、不同浓度钙盐进行胁迫处理，测定其生理相关指标、内源激素、抗氧化酶活性及渗透物质含量的变化情况，并对其生长指标与生理代谢之间的相关性进行分析。结果表明，钠盐、钙盐胁迫对甘蔗叶片光合作用造成伤害，导致甘蔗叶绿素含量显著降低，进而使甘蔗鲜重、干重下降；甘蔗体内脱落酸（ABA）含量升高，吲哚乙酸（IAA）、赤霉素（GA3）含量降低，相关性分析表明，三者间存在显著相关性，说明甘蔗受盐胁迫时多种激素相互作用；在盐胁迫下，甘蔗超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性、可溶性蛋白（SP）及脯氨酸（Pro）含量均大幅度升高，且相互之间显著正相关。因此，不同盐胁迫均会导致甘蔗生理指标下降，并通过调节自身多种内源激素、增强抗氧化酶活性、提高渗透物质等多种方式积极应对，以适应盐胁迫环境。钠盐对甘蔗的抑制效果弱于钙盐，甘蔗受钠盐胁迫时，ABA、SP及Pro含量响应更加积极。
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第2年宿根蔗根围土壤丛枝菌根真菌多样性研究
《热带作物学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：本研究旨在探究不同施肥水平下第2年宿根蔗根围土壤丛枝菌根（arbuscular mycorrhizal, AM）真菌的多样性，为AM真菌在甘蔗上的应用提供理论依据。本研究以甘蔗品种桂糖29号（GT29）和桂糖58号（GT58）为试验材料，设4个施肥水平：0.0 kg/hm2（A）、562.5 kg/hm2（B）、1125.0 kg/hm2（C）、2250.0 kg/hm2（D）。研究结果表明：不同施肥水平对GT29的根系菌根侵染率有显著影响，而对GT58影响不显著。随着施肥水平的提高，AM真菌多样性和丰富度均显著下降。不同施肥水平的GT29根围土壤中共获得185个OTUs,GT58根围土壤中共获得175个OTUs。不同施肥水平下2个甘蔗品种根围土壤的优势AM真菌均为球囊霉属（Glomus）。在OTU水平对不同施肥水平甘蔗根围土壤AM真菌群落进行差异物种分析，发现GT29的2个差异物种均为球囊霉属，而GT58中的3个差异物种均为近明球囊霉属（Claroideoglomus）。经Mantel检验，发现土壤中的Ca、Mg含量与4个AM真菌属之间均呈极显著正相关，土壤pH与3个AM真菌属间也呈显著正相关。因此，过量施肥会使增产效果大幅降低，且造成土壤酸化及磷元素过剩，同时使甘蔗根围土壤AM真菌群落组成改变，多样性和丰富度降低，但品种间有差异；适量施肥有助于丰富土壤AM真菌的多样性，促进甘蔗产业的可持续发展。
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不同施肥方式对甘蔗生长、产量及糖分积累的影响
《甘蔗糖业 》 2025
摘要：旨在探究分层施肥与分次施肥对甘蔗生长指标、产量及糖分积累的影响,明确不同施肥模式的优劣及经济性,为广西蔗区制定科学施肥方案及高产高效栽培模式提供理论与实践依据.本研究结合广西甘蔗生产常规施肥习惯,采用统一养分投入量与肥料类型的试验设计:分层施肥(一层CF1、二层CF2)均施用甘蔗鄂中复合肥(N∶P∶K=15∶15∶15),总施用量 6 kg/小区;分次施肥(一次T1、二次T2、三次T3)均施用同类型复合肥,总施用量 6 kg/小区,其中T2 为常规施肥(对照).通过随机区组设计,测定不同施肥模式下甘蔗的出苗率、分蘖率、株高、茎径、有效茎数等生长指标,分析产量及锤度、糖分含量的变化特征,并进行不同施肥方式的经济性对比分析.研究结果显示:分层施肥方面,CF2(二层施肥)较CF1(一层施肥)株高提升 5.8%、有效茎数提高 4.4%,但差异不显著;产量提高 5.17%,锤度提升 1.8%,但糖分含量无显著差异;净收益提高 0.73%.分次施肥方面,T3(三次施肥,基肥+小培土+大培土)对新植蔗产量促进最显著,较T2(二次施肥,基肥+大培土)提升 10.81%,净收益提高 9.16%;T1(一次施肥,基肥全量)虽产量最低(94.20 t/hm2),糖分含量最高(14.29%),但因糖厂在广西蔗区按品种定价,糖分优势无法体现,因此净收益较少.研究结论表明,广西蔗区推荐二层分层施肥(CF2)作为基肥施用方式,兼顾产量与收益,且需配套机械施肥降低人工成本,此时净收益优势可进一步凸显;分次施肥需结合甘蔗类型与生产目标:新植蔗追求高产选T3(三次施肥,产量较T2 提升 10.81%),宿根蔗追求高糖与收益平衡选 T1(一次施肥,净收益最高 3.47 万元/hm2),平衡产量与糖分则统一选择 T2(常规二次施肥).
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钾肥对甘蔗根际微生物多样性和群落构建过程的影响
《应用生态学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：微生物丰富种群和稀有种群在生态系统中发挥着防止病原体传播、控制养分循环和促进污染物降解等关键作用，但目前在农田生态系统中关注较少。本研究使用高通量测序技术和构建生态模型系统评估了不同施钾量(0、75、150、225和300 kg·hm-2)对甘蔗根际土壤细菌和真菌的丰富种群及稀有种群多样性、驱动因素和群落构建过程的影响。结果表明：施钾肥能够显著改变甘蔗土壤养分含量和酶活性特征，在施钾量为300和225 kg·hm-2时土壤养分含量和酶活性分别达到最高。甘蔗根际土壤微生物的丰富种群集中在几个优势类群中，施钾肥能够极显著改变根际微生物物种组成和群落结构。施钾肥条件下土壤脲酶、有机质和过氧化氢酶等是影响细菌和真菌丰富种群与稀有种群群落结构的主要限制性因子。同时施钾肥对根际细菌群落的影响大于真菌，对丰富种群的影响大于稀有种群。施钾肥后甘蔗根际细菌和真菌群落构建过程主要由确定性过程驱动，细菌群落中异质选择占主导过程，而真菌群落中同质选择占主导过程，同时细菌和真菌丰富种群和稀有种群的群落构建也受确定性过程驱动。综上表明，施钾对甘蔗土壤养分和酶活性存在显著影响，增施钾肥有助于增加细菌和真菌丰富种群及稀有种群的多样性，调控甘蔗根际土壤微生物群落构建过程。
关键词： 甘蔗 钾肥 根际微生物群落 微生物丰富种群 微生物稀有种群 群落构建 土壤酶活性
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植物生长调节剂对桂糖44号试管苗瓶外生根过程中内源激素的影响
《广西糖业 》 2025
摘要：探讨ABT生根粉2号对桂糖44甘蔗试管苗生根过程中内源激素[吲哚乙酸（IAA）、脱落酸（ABA）和二氢玉米素（ZT）]的调控机制，为优化甘蔗离体快繁技术提供理论支持。设置ABT生根粉2号处理与空白对照（CK），测定各组甘蔗瓶外生根试管苗生根过程中的IAA、ABA和ZT含量，比较组间各内源激素含量的差异及IAA/ABA和IAA/ZT的变化规律。结果表明，ABT生根粉2号处理组试管苗在生根过程中的IAA含量呈先下降后上升再下降变化趋势，下降速度慢于CK;ABA含量持续平稳上升，而CK的ABA含量波动变化明显；ABT生根粉2号处理组试管苗的ZT含量在试验初期平稳下降，随后上升又再平稳下降，而CK的ZT含量呈先下降后上升再下降的变化趋势，波动较明显；ABT生根粉2号处理组试管苗的IAA/ABA持续下降，符合根原基诱导期细胞分化需求，而IAA/ZT呈先下降后上升再下降的变化趋势，但始终高于CK的IAA/ZT，表明调整IAA与ZT含量比例可促进甘蔗瓶外生根试管苗细胞分裂与伸长。
关键词： 甘蔗 无根试管苗 生根过程 ABT生根粉 内源激素 调控机制
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不同甘蔗品种根际土壤微生物群落结构及酶活性差异分析
《热带农业科学 》 2025
摘要：探究大田条件下不同甘蔗品种根际土壤微环境的差异，为探讨根际土壤微生物组在不同甘蔗品种对栽培土壤的适应性和土壤改良方面的作用提供参考。以3个不同甘蔗品种（GR2、ROC22、LC05136）为材料，利用Illumina MiSeq高通量测序等技术分析其大田甘蔗分蘖盛期根际土壤及未种植甘蔗的空白土壤（CK）细菌和真菌群落结构、酶活性的差异。土壤酶活性检测结果表明，3个不同甘蔗品种根际土壤与空白土壤的酶活性存在极显著差异（p<0.01，下同），不同甘蔗品种间的脲酶及酸性磷酸酶活性差异也达到极显著水平。高通量测序结果表明，根际土壤与空白土壤的优势细菌门均为Proteobacteria、Acidobacteria、Bacteroidetes、Chloroflexi和Actinobacteria，丰度占比在78.36%～82.42%；优势真菌门均为Ascomycota及Basidiomycota，丰度占比在41.356%～55.52%。不同品种间的根际土壤微生物群落结构有一定差异，从聚类分析结果来看，品种GR2的根际土壤微生物群落结构与品种ROC22的较为相近。研究初步阐明了大田条件下不同甘蔗品种根际土壤微生物群落结构及酶活性的差异，可为后续深入探讨优良品种的特定关键微生物菌群提供科学参考。
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