科研产出
粉垄耕作对甘蔗根系生长及氮素吸收利用的调控作用
《南方农业学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探究粉垄耕作对甘蔗根系生长和氮素吸收利用的调控作用,为粉垄耕作技术在甘蔗生产中的推广应用提供理论依据.[方法]以甘蔗品种福农41为试验材料,以传统耕作为对照,研究粉垄耕作对甘蔗根系生物量和氮含量的影响;采用转录组测序(RNA-seq)和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析粉垄耕作对甘蔗根系中氮素吸收利用相关基因表达水平的调控作用.[结果]与传统耕作相比,粉垄耕作条件下甘蔗根系鲜重、干重、氮含量分别显著增加48.7%、46.8%和50.0%(P<0.05).RNA-seq分析结果表明,2种耕作方式的甘蔗根系存在14020个差异表达基因,其中12565个基因在粉垄耕作甘蔗根系中上调表达、1455个基因在粉垄耕作甘蔗根系中下调表达.进一步筛选到45个氮吸收利用相关的差异表达基因,包括硝酸盐转运蛋白基因、硝酸还原酶基因、亚硝酸还原酶基因、谷氨酰胺合成酶基因、谷氨酸合酶基因等,其中有44个氮吸收利用相关基因在粉垄耕作根系中上调表达.qRT-PCR分析结果显示,3个有代表性的差异表达基因TRINITY_DN194141_c0_g1、TRINITY_DN252586_c0_g1和TRINITY_DN241177_c0_g1在2种耕作方式甘蔗根系中的表达差异趋势与RNA-seq分析结果一致.[结论]粉垄耕作可能通过上调甘蔗根系中氮素吸收利用相关基因表达水平来增加甘蔗根系对氮的吸收利用能力,而增加甘蔗根系中氮含量并促进根系生长;此外,由于粉垄耕作的甘蔗根系更发达,可能通过增加根系与土壤接触的总面积,进而促进甘蔗根系对土壤中氮素的吸收利用.
关键词： 甘蔗 粉垄耕作 根系生长 转录组测序技术 氮素吸收利用 基因表达
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甘蔗宿根矮化病感病与非感病植株养分含量、根系生长及内生细菌群落的差异
《植物营养与肥料学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]分析甘蔗宿根矮化病(ratoon stunting disease,RSD)感病植株与非感病植株不同部位氮、磷、钾吸收量、根系生长和内生细菌群落结构特征,旨在探明甘蔗宿根矮化病的感染与危害机制,为构建生态防控RSD栽培管理技术体系生态防控RSD提供理论依据.[方法]以甘蔗RSD感病植株为试材,RSD非感病植株为对照,采集甘蔗RSD感病植株和非感病植株叶片、根系和茎部组织为样品,利用传统和现代高通量测序技术分析了甘蔗RSD感病植株和非感病植株叶片、茎中氮、磷、钾含量,根系生长以及内生细菌群落结构特征.[结果]甘蔗RSD感病植株不同部位氮、磷、钾吸收量显著低于RSD非感病植株;而且RSD感病植株根长、总根表面积、总根体积和根尖数等反映植株根系生长状况的指标,以及指示植株内生细菌多样性的Shannon指数显著低于RSD非感病植株;同时,Simpson指数显著高于相应的RSD非感病植株;基于门分类水平,RSD感病植株内生细菌的部分优势菌门,如绿弯菌门(Chloroflexi)和酸杆菌门(Acidobacteria)细菌的丰度占比急剧增加,而厚壁菌门(Firmicutes)和门分类水平中属于其它(other)菌门的细菌占比下降;属分类水平,RSD感病植株内生细菌部分优势菌属的丰度占比、排位顺序与对照相比,发生了明显变化,而且诸如Pseudarthrobacter、红游动菌属(Rhodoplanes)等部分优势菌属缺失.[结论]甘蔗罹患RSD病后,根长、总根表面积、总根体积和根尖数均显著下降,致使植株氮、磷、钾吸收量显著降低.氮、磷、钾吸收量的减少,尤其是钾吸收量的急剧下降,又会影响RSD感病植株的生长,最终导致甘蔗产量和品质下降.与非感病植株相比,RSD感病植株内生细菌多样性下降、特有内生细菌优势菌属和菌种数量减少是甘蔗植株抗性降低的重要原因.与非感病植株相比,RSD感病植株内生细菌的部分优势菌门的丰度发生了明显变化,诸如绿弯菌门(Chloroflexi)和酸杆菌门(Acidobacteria)细菌的丰度占比急剧增加,而厚壁菌门(Firmicutes)和属于门分类水平中其它(other)的细菌占比下降.与非感病植株相比,RSD感病植株内生细菌部分优势菌属的丰度占比、排位顺序也发生了明显变化,如Pseudarthrobacter、红游动菌属(Rhodoplanes)等部分非感病植株中丰度占比大于1% 的优势菌属缺失.
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不同土壤类型下甘蔗根系AM真菌多样性及与土壤因子关系
《基因组学与应用生物学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：甘蔗是广西重要的糖料作物,本研究通过建立克隆文库、土壤养分分析和根样染色等方法测定了33个采样点3种土壤类型(赤红壤,红壤,砖红壤)下甘蔗根系AM真菌多样性及其与土壤因子的关系。结果表明,3种土壤类型的甘蔗根系共鉴定出6科6属11种AM真菌,AM真菌各属频度存在明显差异,其中球囊霉属的频度值最高,在33个根系样品中有32个存在该属,为广西甘蔗根系AM真菌的优势属,而类球囊霉属、无梗囊霉属、近明球囊霉属、多样孢囊霉属和盾巨孢囊霉属5个属为稀有属。3种土壤类型的甘蔗根系均发现有球囊霉属和盾巨孢囊霉属;近明球囊霉属、无梗囊霉属和类球囊霉属仅在赤红壤的甘蔗根系中出现;而多样孢囊霉属仅在在赤红壤和砖红壤的甘蔗根系中出现。土壤的pH与AM菌根侵染率呈显著正相关,而有机质、总N、有效P、交换性Mg~(2+)与AM菌根侵染率均呈负相关。本研究表明,自然条件下甘蔗根系具有相对丰富的AM真菌类群,这些AM真菌可能在甘蔗生长过程中发挥着重要的生态功能。
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海蔗22号在国家甘蔗品种区试百色试验点的表现
《广西糖业 》 2019
摘要：获得海蔗22号在区试点的农艺性状表现,为海蔗22号的生产与推广提供必要的理论依据;以新台糖22(ROC22)为对照,在百色生态条件下开展一年新植两年宿根区域试验;海蔗22号蔗茎产量比对照ROC22增产14.70%,但增产不显著;含糖量较对照ROC22增产30.02%,增产达显著水平;甘蔗平均糖分达15.51%,较对照高1.04个百分点;海蔗22号在百色试点表现出高产、高糖、宿根性强、抗倒伏等特点,综合农艺性状表现突出,建议在不同生态环境选取不同土壤肥力的地块进行多点布局栽培观察及相关农艺技术研究,进而有针对性的繁殖、示范、推广。
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适应机械收获的宿根甘蔗不同种植行距研究
《广东农业科学 》 2019
摘要：【目的】研究甘蔗宽行距种植与当地常规行距(1.0 m)种植对宿根蔗产量和品质的影响效应以及不同品种对不同行距的适应性,探索适应不同收获机型的甘蔗品种和甘蔗宽行距宿根管理技术,为甘蔗机械收获的大面积推广提供依据。【方法】在新植蔗种植行距试验的基础上,留宿根观察,以桂糖29号、福农39号和粤糖60号3个优良品种为供试甘蔗品种,设3种种植行距(1.0、1.2、1.4 m),对其在3种种植行距下农艺性状进行研究。【结果】种植行距1.4 m处理,桂糖29号每667 m2含糖量734 kg,比对照增产26.99%,粤糖60号宽行种植处理与对照接近;桂糖29号和粤糖60号在宽行距种植下其农艺性状、产量性状综合表现均优于对照,对宽行种植具有良好的适应性。【结论】福农39号在宽行距种植上不具有优势,不适宜进行中大型机器种植管理;桂糖29号对宽行距种植具有良好的适应性,生产上可采用1.4 m行距作为适宜机械化全程种植管理的最佳行距;粤糖60号对宽行种植也具有良好的适应性,生产上可采用1.4 m行距作为机械化全程种植的最佳行距。
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甘蔗实生苗新型培育方法
《中国糖料 》 2019
摘要：为提高甘蔗种子萌发率,培育茁壮实生苗,新的甘蔗实生苗培育方法采用育苗床+塘泥(含水率约90%的淤泥状基质)+沙土代替传统的育苗框+干塘泥+沙土,前期小拱棚、出苗整齐后去掉小拱棚使用塑料大棚.试验结果显示,试验组发芽率比对照组提高18.57~22.53个百分点,差异显著;播种后1个月测定,试验组平均株高比对照组高4.72 cm,差异显著,试验组平均茎粗比对照组粗0.99 cm,试验组平均单株鲜根重比对照组增加0.083 g,差异显著.新方法能够节省大量物资和劳动力成本,培育出的甘蔗实生苗农艺性状比常规方法培育出的实生苗表现更优良,植株更高、茎径更粗、根系更发达,是一种简便易行、投入较少、效果更好、能缩短育苗时间、加快育苗进程的甘蔗实生苗培育方法.
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甘蔗花生间作体系中红壤地根际pH值与有效磷含量的关系
《广西糖业 》 2019
摘要：为了探讨甘蔗花生间作中红壤蔗地根际土壤有效磷含量与pH值的关系,本研究进行了田间试验。试验设置了甘蔗单作、花生单作和甘蔗/花生间作3个种植处理,在甘蔗、花生不同生育期采样分析土壤有效磷和根际pH值。结果表明:与单作处理相比,甘蔗/花生间作能显著增加了作物根际土壤有效磷含量,却降低了根际土壤pH值。相关分析结果显示,甘蔗和花生根际土壤有效磷含量与根际pH值之间存在着显著的负相关关系。试验说明,在红壤上甘蔗/花生间作根际土壤的酸化是促进土壤磷有效性增加的原因之一。
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甘蔗宿根矮化病感病与非感病株根际土壤生物学性状及细菌群落结构特征
《植物营养与肥料学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：[目的]比较甘蔗宿根矮化病(ratoon stunting disease,RSD)感病植株与非感病植株根际土壤的生物学性状及细菌群落结构特征,旨在为构建甘蔗健康的根际微环境,筛选高效RSD生防细菌提供参考.[方法]通过田间调查和实验室鉴定,以甘蔗RSD感病植株为试材,非感病植株为对照,采集甘蔗RSD感病植株和非感病植株的根际土壤,并基于传统和现代高通量测序技术,分析了甘蔗RSD感病植株和非感病植株根际土壤的生物学性状和细菌群落结构特征.[结果]与甘蔗RSD非感病植株相比,感病植株根际土壤中指示土壤肥力与健康状况的生物学性状指标 β-葡糖苷酶、磷酸酶和氨肽酶活性,以及微生物生物量碳、氮、磷显著降低;同时,指示细菌丰富度的Chao1指数和指示细菌多样性的Shannon指数显著下降.门分类水平与非感病甘蔗植株相比,RSD感病植株根际土壤中Proteobacteria(变形杆菌门)、Actinobacteria(放线菌门)、Gemmatimonadetes(芽单胞菌门)和Nitrospirae(硝化螺旋菌门)等优势门类细菌占比呈倍级降低,但Chloroflexi(绿弯菌门)、Acidobacteria(酸杆菌门)、Firmicutes(厚壁菌门)、Cyanobacteria(蓝细菌门)、Planctomycetes(浮霉菌门)、Bacteroidetes(拟杆菌门)等优势门类细菌占比呈倍级增加;在属分类水平,与非感病甘蔗植株相比,RSD感病植株根际土壤中Xanthobacteraceae(黄色杆菌属)、Acidothermus、Gaiellales、Roseiflexus(玫瑰菌属)、Micromonosporaceae(小单孢菌属)和Nitrospira(硝化螺旋菌属)细菌占比呈倍级降低,但Acidobacteria(嗜酸菌属)细菌及部分未知菌属却呈倍级提高.[结论]甘蔗RSD感病植株根际微环境中指示土壤肥力的生物学指标显著降低,细菌丰富度和多样性显著下降,部分优势细菌门属占比发生剧变可能是导致甘蔗RSD发生的重要原因.
关键词： 甘蔗 宿根矮化病 根际土壤 生物学性状 细菌群落结构
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