科研产出
甘蔗抗旱性及抗旱育种研究进展
《分子植物育种 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：甘蔗(Saccharum officinarum)是主要的糖料作物,具有重大的经济价值.世界各国在甘蔗种植面积相对稳定的情况下,通过遗传改良来选育和推广优良甘蔗新品种是保持甘蔗生产可持续发展的重要科技手段.甘蔗生产面临许多制约因素,干旱是影响甘蔗生产的主要非生物胁迫之一,对甘蔗的生长发育有重大影响,选育高产高糖抗旱新品种是甘蔗育种的主要目标之一.甘蔗抗旱性是由多种机理共同起作用的复杂过程,为了更好地了解甘蔗抗旱机制和抗旱育种进展,本研究主要从甘蔗的形态特征(叶片和根系的形态结构特征)、生理生化指标(质膜透性,渗透调节,抗氧化酶活性)、甘蔗抗旱相关基因、甘蔗抗旱相关蛋白以及抗旱种质资源鉴定评价等方面对甘蔗抗旱生理基础及其分子机制研究进展进行概述,以及对甘蔗传统抗旱育种和现代分子抗旱育种(转基因育种,DNA甲基化育种)进行概述,以期为中国甘蔗抗旱研究与抗旱遗传育种提供一些思路.
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广西甘蔗创新与展望
《广西农学报 》 2019
摘要：甘蔗糖业是广西支柱产业之一。文章概括总结了广西甘蔗产业和技术创新发展的历程、主要成果和经验,阐明了甘蔗种质创新和优良新品种选育应用、旱地甘蔗高产高糖高效栽培技术体系创建与应用为广西甘蔗产业从小到大、从弱到强发展提供重要技术支撑,并指出了当前广西甘蔗产业及甘蔗育种和栽培技术研发应用上存在的问题。提出要进一步加强引进国内外甘蔗品种和种质资源,以及野生甘蔗种质资源的收集、研究与利用,创制创新性种质用于杂交育种,同时加强杂交技术和选种技术研究,提高甘蔗育种效率;加强农机农艺配合研究,推进甘蔗生产全程机械化;利用甘蔗的生物固氮特性,减少氮肥施用量;加快甘蔗健康种苗生产技术的应用来提高种苗质量;选用宿根性强的甘蔗品种及加强管理,延长甘蔗宿根年限,降低生产成本。
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一株高效甘蔗内生固氮菌NN08200的鉴定及其对甘蔗的促生长作用
《微生物学通报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【背景】生产上过高的氮肥投入是我国农业可持续发展的重要限制因子之一。利用生物固氮是减少氮肥施用量最为有效的途径,植物内生固氮菌资源的挖掘和利用对我国农业可持续发展具有重要实践意义。【目的】筛选高效甘蔗内生固氮菌,并对其联合固氮效率及促生长功能进行评价。【方法】从广西甘蔗茎基部组织分离筛选到一株内生固氮菌株NN08200,利用乙炔还原法测定固氮酶活性,通过菌落PCR扩增nif H基因确定菌株为固氮菌;通过菌株培养性状和菌体形态观察、Biolog细菌鉴定系统和16SrRNA基因序列分析确定该菌株的分类;采用盆栽接种测定菌株对甘蔗的实际促生长作用,并利用15N同位素稀释法测定其相对固氮效率。【结果】菌株NN08200的固氮酶活性达到2445nmolC2H4/(h·m L),菌株的nif H基因长度为339bp,与甘蔗内生固氮醋酸杆菌Gluconacetobacter diazotrophicus PAL5菌株的nif H相似性达99%;根据菌株培养性状和菌体形态观察、Biolog细菌鉴定系统和16SrRNA基因序列分析结果,菌株NN08200属于泛菌属(Pantoeasp.)细菌;盆栽接种菌株NN08200能显著提高甘蔗幼苗的株高和干重,15N同位素分析结果表明接种该菌株甘蔗植株的根、茎和叶从空气中获得氮素的百分率分别为7.49%、15.02%和10.79%,其联合固氮效率显著优于甘蔗内生固氮模式菌株G. diazotrophicus PAL5,利用后者接种的甘蔗根、茎和叶从空气中获得氮的百分率分别为3.53%、9.44%和4.87%。【结论】菌株Pantoea sp. NN08200是高效甘蔗内生固氮菌,其固氮促生长效果明显高于G. diazotrophicus PAL5菌株,可望研发成为优良固氮微生物肥料生产菌种,并可进一步用于甘蔗联合固氮菌作用机理的相关研究。
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甘蔗烟酰胺转氨酶基因(SoNAAT1)的克隆及其在缺Fe胁迫下表达量变化
《西南农业学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】克隆甘蔗烟酰胺转氨酶(Nicotianamine Aminotransferase,NAAT)基因,分析其基本生物学信息及在缺Fe胁迫下的表达量变化,为进一步探讨SoNAAT1基因在甘蔗麦根酸类Fe载体生物合成途径中的作用提供理论依据。【方法】根据前期获得的EST序列设计引物,利用RT-PCR和RACE-PCR获得甘蔗SoNAAT1基因c DNA全长,应用在线软件程序对氨基酸序列进行分析,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析基因在不同缺Fe胁迫时长下的表达情况。【结果】甘蔗SoNAAT1基因全长1593 bp,编码区长度1206 bp,编码401个氨基酸,理论分子量为44.2 kD,等电点为5.64,主要在细胞质中表达,蛋白结构以α-螺旋为主。SoNAAT1与玉米、水稻、高粱的NAAT基因序列具有高度的同源性,系统发育进化树显示其与高粱Sb NAAT3优先聚在一起。qRT-PCR分析结果表明,SoNAAT1的表达随着缺Fe胁迫时间的延长而增强,缺Fe胁迫引起甘蔗根系内源ABA含量和相关抗氧化酶活性增加,并与SoNAAT1表达密切相关。【结论】甘蔗SoNAAT1基因编码序列具有较高的保守性,表达量随着缺Fe胁迫时间的延长而增加,推测该基因参与了甘蔗麦根酸类Fe载体生物合成途径的调控过程。
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甘蔗ScHAK10基因克隆及表达分析
《作物杂志 》 2018 北大核心
摘要：为探究甘蔗HAK基因家族中Sc HAK10基因的功能及干旱环境下的响应机制,利用同源克隆技术(homologous cloning)从新台糖22号中克隆得到Sc HAK10基因的完整编码序列,并对其进行生物信息学分析,同时采用q-PCR技术分析基因在不同组织以及在不同干旱阶段的表达情况。结果表明,Sc HAK10基因编码区全长为2 433bp,编码810个氨基酸,相对分子量89.83k D,等电点(p I)为8.46,预测其为疏水碱性蛋白;核苷酸同源性分析表明Sc HAK10基因与玉米(Zea mays L.)、高粱[Sorghum bicolor(L.)Moench]等其他作物中HAK基因具有高度的同源性;该蛋白具有跨膜结构域,定位在细胞质膜上。蛋白质二级结构分析发现其主要由α螺旋(38.15%)、扩展长链(19.26%)和无规则卷曲(37.16%)组成;蛋白功能预测显示其与阳离子运输通道相关,有较大的概率显示其介入转录、信号传导、免疫应答等生物活动。q PCR表达分析显示,Sc HAK10基因在不同部位都有表达,叶片中的表达量最高,其次为茎,根系中的表达量最低。干旱胁迫下Sc HAK10基因受到诱导表达,表达水平根据胁迫程度的加深而呈现出先上调后下降的表达趋势,复水后,基因表达量降低。本研究为进一步阐明甘蔗Sc HAK10基因的功能及甘蔗耐旱调控相关分子机制奠定了基础。
关键词： 甘蔗 钾转运蛋白基因(HAK) 基因克隆 生物信息学分析 基因表达
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低温胁迫对4个果蔗品种幼苗根系活力和保护酶活性的影响
《江苏农业科学 》 2018 北大核心
摘要：以4个果蔗品种幼苗为试材,采用人工模拟低温环境的方法对其进行低温胁迫,测定各品种根系活力以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的变化,为果蔗向北方低温地区引种提供理论基础。结果表明,随处理时间的延长,4个果蔗品种幼苗的根系活力先升高后降低,在低温胁迫后3 d达到最大值,大小顺序为桂果蔗1号>闽引黄皮果蔗>拔地拉>川蔗26号。随着低温处理时间的延长,叶片中SOD、POD、CAT、APX活性呈先升高后降低的趋势。根据5项生理指标测定的结果对4个果蔗品种的抗寒性强弱进行比较,表明桂果蔗1号品种具有较强的抗寒性,栽培区域可适当北扩。
关键词： 低温胁迫 果蔗 根系活力 保护酶活性 引种 抗寒性 活性氧 抗氧化系统
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广西红壤区甘蔗根际土壤丛枝菌根真菌种类的18S rDNA基因序列分析鉴定及多样性分析
《热带作物学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为探明广西红壤区甘蔗根际土壤丛枝菌根(Arbuscularmycorrhizal,AM)真菌多样性特点,本研究通过18S rDNA基因序列分析对来自广西红壤蔗区33个样地的甘蔗根系和根际土壤样品的AM真菌种属进行了鉴定,并分析了土壤理化性质对AM真菌侵染率和多样性的影响.结果表明:3类红壤类土壤中,赤红壤的根外菌丝量、根内菌丝和丛枝平均侵染率最高,分别为13.59%、24.18%、1.29%;砖红壤的泡囊平均侵染率最高,为19.17%.所构建的AM真菌克隆文库中共发现了24个OTU,分别属于AM真菌的7科12属24种,其中球囊霉科含5属10种,多样孢囊霉科含1属2种、无梗囊霉科含1属1种、巨孢囊霉科含2属2种,近明囊霉科含1属5种,原囊霉科和类球囊霉科各含1属2种;3类土壤的优势科和优势属分别为球囊霉科和根生囊霉属.红壤的AM真菌物种丰富度和香浓维纳指数最高,砖红壤最低.3类土壤的理化因子与AM真菌的物种丰富度均无显著相关.3类土壤的根内菌丝侵染率与pH值均呈正相关,与有机质、总氮及有效磷含量呈负相关.
关键词： 甘蔗 红壤类土壤 AM真菌 18S rDNA 多样性
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甘蔗‖绿豆间作体系作物根围土壤无机磷变化特征
《江苏农业科学 》 2018 北大核心
摘要：为了探讨甘蔗‖粮肥兼用绿豆间作模式下作物根围土壤磷素形态转化机制及其有效性,以酸性低磷土壤为介质,通过根箱试验比较不隔根(NS)、尼龙网隔根(PS)和塑料膜隔根(FS)3种处理方式下,甘蔗‖粮肥兼用绿豆间作体系中作物地上部生物量及植株吸磷量,测定根围土壤有效磷含量、磷酸酶活性、土壤磷组分含量。结果表明,甘蔗生物量以不隔根处理的最高,比尼龙网隔根处理的高14.65%,比塑料膜隔根处理的高25.56%。不隔根处理甘蔗磷的吸收量比尼龙网隔根处理的高19.19%,比塑料膜隔根处理的高22.74%。不隔根处理的甘蔗根际土壤的速效磷含量比塑料膜隔根处理和尼龙网隔根处理的分别高20.29%和31.75%;不隔根和尼龙网隔根处理的甘蔗根围土壤磷酸酶活性都显著高于非根围土壤,分别高10.16%和18.22%。磷素组分结果显示,不隔根处理的甘蔗根围土壤的AL-P、Fe-P、O-P含量显著低于甘蔗塑料隔根处理和尼龙隔根处理,而Ca-P含量则相反。绿豆不同根处理间的干物质累积量和磷的累积量差异不显著,其根围土壤的速效磷含量、有效磷含量、磷酸酶活性和AL-P、Fe-P、O-P、Ca-P组分含量差异也不显著。试验表明甘蔗与绿豆间作种植,通过根系交互作用可以改变甘蔗根围土壤磷的相关化学特性,从而促进甘蔗对磷的吸收。
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广西红壤区甘蔗根际土壤丛枝菌根真菌种类的18S rDNA基因序列分析鉴定及多样性分析
《热带作物学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为探明广西红壤区甘蔗根际土壤丛枝菌根(Arbuscularmycorrhizal,AM)真菌多样性特点,本研究通过18S rDNA基因序列分析对来自广西红壤蔗区33个样地的甘蔗根系和根际土壤样品的AM真菌种属进行了鉴定,并分析了土壤理化性质对AM真菌侵染率和多样性的影响。结果表明:3类红壤类土壤中,赤红壤的根外菌丝量、根内菌丝和丛枝平均侵染率最高,分别为13.59%、24.18%、1.29%;砖红壤的泡囊平均侵染率最高,为19.17%。所构建的AM真菌克隆文库中共发现了24个OTU,分别属于AM真菌的7科12属24种,其中球囊霉科含5属10种,多样孢囊霉科含1属2种、无梗囊霉科含1属1种、巨孢囊霉科含2属2种,近明囊霉科含1属5种,原囊霉科和类球囊霉科各含1属2种;3类土壤的优势科和优势属分别为球囊霉科和根生囊霉属。红壤的AM真菌物种丰富度和香浓维纳指数最高,砖红壤最低。3类土壤的理化因子与AM真菌的物种丰富度均无显著相关。3类土壤的根内菌丝侵染率与pH值均呈正相关,与有机质、总氮及有效磷含量呈负相关。
关键词： 甘蔗 红壤类土壤 AM真菌 18S rDNA 多样性
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甘蔗无根试管苗光合自养生根过程中叶片生理生化特征的变化
《热带作物学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：甘蔗光合自养生根技术是一种新型的试管苗生根方法,比传统的培养基异养生根法有显著优势。为了揭示甘蔗生根的生理生化机理,为完善其生根技术提供理论依据。本研究以甘蔗栽培品种桂糖44号无根试管苗为材料,喷施ABT2号生根粉溶液后移栽于沙土混合基质中,在普通日光温室进行自养生根。在生根过程中连续采样调查试管苗生根率和生长状态,检测叶片中总叶绿素、碳水化合物(蔗糖、可溶性糖)、三大内源激素(IAA、ABA、CTK)含量和过氧化物酶(POD)活性。结果表明,由于环境改变,试管苗受到环境胁迫,致使叶片先微黄后转绿,7 d后老叶变黄衰老,新叶开始长出,并与日俱增;第一批不定根在处理后第5天突破表皮,至第9天100%的试管苗完成不定根的再生。叶绿素含量先减少后增加而后下降,9 d后跳跃上升;蔗糖、可溶性糖含量先是呈波动上升后急剧下降再跳跃上升;ABA含量和POD活性先上升后下降;IAA和CTK含量则相反,先下降后上升。从试管苗生长状态和生理生化指标变化规律分析,本研究发现甘蔗试管苗光合自养生根过程分为3个阶段,第一阶段在0~7 d,为试管苗适应期;第二阶段在7~9 d,为试管苗异养自养切换期;第三阶段在9~15 d,为试管苗自养能力恢复期,试管苗成功过渡到自养阶段是试管苗获得高存活率的必要条件。
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