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基于木薯全基因组重测序的InDel标记开发及应用

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分子植物育种 2024年第10期22卷 3224-3235页

作者：陆佳毓王明肖鑫辉李开绵张洁薛茂富符乃方万仲卿王颜海南大学热带作物学院海口570228 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所农业农村部木薯种质资源保护与利用重点实验室海口571101

本研究旨在开发稳定可靠、操作简便的木薯InDel分子标记,为木薯种质资源遗传多样性研究、品种鉴定等工作提供有力工具,为木薯育种发展提供保障。本研究基于22份木薯种质资源全基因组重测序分析结果随机挑选了64个InDel分子标记进行引物... 详细信息

本研究旨在开发稳定可靠、操作简便的木薯InDel分子标记,为木薯种质资源遗传多样性研究、品种鉴定等工作提供有力工具,为木薯育种发展提供保障。本研究基于22份木薯种质资源全基因组重测序分析结果随机挑选了64个InDel分子标记进行引物设计并利用琼脂糖凝胶电泳检测进行有效性验证,结果有20对引物具有多态性,多态性率为31.25%。随后将具有多态性的且扩增效果最优的18个InDel标记扩增条带数进行统计生成矩阵用于木薯种质资源遗传多样性研究,各标记的基因多样性指数于0.21~0.50之间,香农多样性指数于0.36~0.70之间。聚类结果分析将72份木薯材料在遗传相似系数0.62处划分为2大类群。且将中国的地方品种及选育品种大多划分至1#中的同一分支,其余薯肉颜色及内皮颜色相同的木薯材料大多都聚类到了一起。此外,本研究开发出的In Del分子标记IDC46具有特异性,可用于特定木薯材料鉴定。说明后期InDel引物有望成为木薯指纹图谱及分子身份证构建的有效工具,本研究结果也将对木薯育种工作后续开展具有一定的参考意义。

关键词：木薯(Manihot esculenta Crantz) InDel标记基因组重测序遗传多样性分析

木薯块根不同发育期β-胡萝卜素和蛋白质积累变化及其有色体蛋白质组学研究

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热带作物学报 2022年第5期43卷 871-881页

作者：周锴安飞飞李开绵陈松笔海南大学热带作物学院海南海口570228 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所/农业农村部木薯种质资源保护与利用重点实验室海南海口571101

木薯是世界重要的粮食作物,在我国发展潜力巨大。蛋白质和类胡萝卜素是重要的营养品质特性,但木薯蛋白质含量低,提高木薯块根类胡萝卜素和蛋白质含量,提高其营养成分,已成为木薯选育种的重要目标。本研究以蛋黄木薯(‘SC9’)、紫叶黄心... 详细信息

木薯是世界重要的粮食作物,在我国发展潜力巨大。蛋白质和类胡萝卜素是重要的营养品质特性,但木薯蛋白质含量低,提高木薯块根类胡萝卜素和蛋白质含量,提高其营养成分,已成为木薯选育种的重要目标。本研究以蛋黄木薯(‘SC9’)、紫叶黄心木薯(‘BGM019’)和白心面包木薯(‘SC101’)3个木薯品种为试验材料,开展黄心和白心木薯块根营养品质特性的研究,分析其不同发育期类胡萝卜素和蛋白质含量的变化,同时利用双向电泳和质谱法开展木薯块根有色体亚细胞结构蛋白质组的研究,揭示其蛋白质含量提高与类胡萝卜素积累的关联性。结果表明:3个木薯品种块根β-胡萝卜素含量在块根形成期、膨大期和成熟期差异显著(P0.05),但显著高于‘SC101’(P<0.05)。随着木薯块根发育成熟,其类胡萝卜素和蛋白质含量均呈上升趋势,且二者表现为正相关。以膨大期为对照,在‘SC9’成熟期块根有色体中检测到36个差异表达蛋白质,其中26个上调表达,10个下调表达;‘BGM019’中检测到49个差异表达蛋白质,其中28个上调表达,21个下调表达;‘SC101’检测到38个差异蛋白质,其中20个上调表达,18个下调表达。通过对上述差异蛋白质的功能分析,发现它们均参与抗氧化、碳代谢和能量代谢、信号转导等多个代谢过程,说明木薯块根类胡萝卜素积累是由多个代谢途径协同作用的结果。对比分析3个木薯品种块根有色体亚细胞结构的差异蛋白质,发现20个差异表达蛋白质在其中2个品种或3个品种间出现相同的表达趋势。它们主要涉及到碳代谢及能量代谢、抗氧化、细胞骨架蛋白、无机离子运输及代谢、分子伴侣和蛋白质合成等代谢途径,其中与抗氧化相关的蛋白质占20%。构建蛋白质生物调控网络揭示块根有色体蛋白质与β-胡萝卜素积累的关联性,为培育优质高营养的木薯新品种提供新思路。

关键词：木薯块根蛋白质含量 β-胡萝卜素含量有色体蛋白质组学

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30份木薯种质资源农艺性状和品质特性的表型综合评价

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分子植物育种 2022年第18期20卷 6136-6144页

作者：羊兴爱李开绵陈松笔海南大学热带作物学院海口570228 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所农业农村部木薯种质资源保护与利用重点实验室海口571101

针对木薯资源本底不清的问题,对国家木薯种质资源圃收集保存的30份木薯种质的农艺性状和品质特性进行表型评价,发掘优良骨干亲本,为木薯育种提供资源基础。从鲜薯产量、干物率、淀粉含量、地上生物量、叶片叶绿素含量和净光合速率6个农... 详细信息

针对木薯资源本底不清的问题,对国家木薯种质资源圃收集保存的30份木薯种质的农艺性状和品质特性进行表型评价,发掘优良骨干亲本,为木薯育种提供资源基础。从鲜薯产量、干物率、淀粉含量、地上生物量、叶片叶绿素含量和净光合速率6个农艺性状和品质特性对30份国内外收集的木薯种质资源进行表型评价,利用主成分分析和聚类分析等方法进行评价。30份木薯种质在6个农艺性状和品质特性均表现出显著性差异(P<0.05),地上生物量与鲜薯淀粉含量呈显著负相关(P<0.05),鲜薯产量与净光合速率、地上生物量呈极显著正相关(P<0.05)。同时,主成分分析和聚类分析发现农艺性状和品质特性综合表现较好的木薯种质有‘13C004’、‘R72’、‘FB-4’和‘SC14’,而这4个木薯种质排序不同的原因是主成分1的“产量因子”、主成分2的“营养因子”、主成分3的“叶片颜色因子”占比和排序不同,从而说明这3个指标在木薯种质农艺性状和品质特性评价体系中的重要性。30份木薯种质的农艺性状和品质特性表型具有显著差异,其中‘13C004’作为高产高淀粉的优良资源,可推荐选育作为淀粉工业生产所用的品种和育种骨干亲本进行推广应用。

关键词：木薯(Manihot esculenta Crantz) 种质资源农艺性状品质特性鉴定评价

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乙醇柴油配比优化及其用于发动机的性能试验

农业工程学报 2013年第9期29卷 55-63页

作者：孙瑞陈振斌李开绵海南大学机电工程学院海口570228 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所儋州571737

为了完善乙醇柴油的稳定性、燃油经济性和排放性能的研究,该文基于稳定性试验数据建立响应面模型,并对乙醇柴油的配比进行优化和试验验证,最后使用优化后乙醇柴油(体积比:乙醇10%,正丁醇4%,柴油86%;简称乙醇柴油)在柴油机上进行负荷特... 详细信息

为了完善乙醇柴油的稳定性、燃油经济性和排放性能的研究,该文基于稳定性试验数据建立响应面模型,并对乙醇柴油的配比进行优化和试验验证,最后使用优化后乙醇柴油(体积比:乙醇10%,正丁醇4%,柴油86%;简称乙醇柴油)在柴油机上进行负荷特性试验。结果表明:常温下该燃料在具塞试管里可以保持稳定状态,不发生相分离时间达到60d以上。通过额定转速1500r/min及1200r/min转速下的负荷特性试验发现,使用乙醇柴油的发动机有效热效率在小负荷时与纯柴油相近,在高负荷及全负荷时均高于纯柴油;乙醇柴油的NOx排放,在小负荷时低于纯柴油,在中高负荷时却稍高于纯柴油,在全负荷时与纯柴油相近;乙醇柴油的碳烟排放,在小负荷时与纯柴油相近,在中高负荷时却明显低于纯柴油。对于试验所用柴油机,适当减小供油提前角有利于改善乙醇柴油的发动机燃油经济性和排放性能。

关键词：柴油机排放控制乙醇柴油相分离温度有效热效率烟度 NOx

不同辛烯基琥珀酸木薯淀粉酯(OSCS)与壳聚糖质量比对OSCS与壳聚糖-ZnO复合薄膜性能的影响

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现代食品科技 2023年第7期39卷 194-201页

作者：张洁朱琳李开绵肖鑫辉王明叶剑秋陈健中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所海南海口571101 海南大学食品科学与工程学院海南海口570228

以壳聚糖和辛烯基琥珀酸木薯淀粉酯(OSCS)为主要成膜基质,甘油为增塑剂、纳米ZnO为增强剂,研究不同OSCS/壳聚糖质量比对薄膜的性能变化。首先制备采用石油醚脱脂和碱法提取木薯淀粉,随后将木薯淀粉改性成OSCS。使用溶液共混法制膜,将壳... 详细信息

以壳聚糖和辛烯基琥珀酸木薯淀粉酯(OSCS)为主要成膜基质,甘油为增塑剂、纳米ZnO为增强剂,研究不同OSCS/壳聚糖质量比对薄膜的性能变化。首先制备采用石油醚脱脂和碱法提取木薯淀粉,随后将木薯淀粉改性成OSCS。使用溶液共混法制膜,将壳聚糖溶液、OSCS糊化液及纳米ZnO均质混合,然后超声脱气,烘干成膜。分析不同OSCS/壳聚糖质量比对复合膜力学性能、吸水性、水蒸气透过系数和不透明度的影响。当OSCS/壳聚糖的质量比为1:1时,所得膜的力学性能最佳,抗拉强度为13.85 MPa,断裂伸长率为46.57%。吸水性和水蒸气透过系数随着OSCS和壳聚糖的质量比增加呈现上升的趋势,不透明度呈现先下降后上升的趋势,而OSCS/壳聚糖质量比为1.5:1时不透明度最低为1.56 A/mm。红外光谱证明不同OSCS/壳聚糖质量比的薄膜只是通过简单的物理混合,并无新化学键的产生,并且OSCS/壳聚糖的质量比为1:1时,热性能最佳,玻璃态转化温度最高为102.03℃。综合研究,OSCS/壳聚糖的质量比为1:1,整体性能较优,为辛烯基琥珀酸淀粉酯与多糖类复合提供理论基础。

关键词： OSCS 壳聚糖 ZnO

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木薯质量安全、营养品质与加工利用新进展

中国食品学报 2019年第6期19卷 284-292页

作者：钟永恒陆柏益李开绵浙江大学生物系统工程与食品科学学院农业农村部农产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室浙江大学BEFS中国食物营养功能评价研究中心杭州310058 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所海南儋州571700

木薯,世界三大薯类之一,是热带、亚热带地区发展中国家的主要粮食作物,在食品、饲料、化工领域都有着广泛应用。本文就国内外木薯及其产品的质量安全、营养品质及加工利用现状进行整理论述,指出了目前木薯产业存在的问题,提出了开展木... 详细信息

木薯,世界三大薯类之一,是热带、亚热带地区发展中国家的主要粮食作物,在食品、饲料、化工领域都有着广泛应用。本文就国内外木薯及其产品的质量安全、营养品质及加工利用现状进行整理论述,指出了目前木薯产业存在的问题,提出了开展木薯生氰糖苷风险评估、营养品质评价、精深加工等工作建议,为木薯大众化主食消费提供技术支撑,促进木薯产业升级换代和供给侧改革。

关键词：木薯安全营养加工研究进展

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木薯饲料化应用研究进展

热带作物学报 2023年第12期44卷 2369-2383页

作者：喻珊王友印邢晓东李开绵王志勇欧文军中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所海南海口571101 海南大学热带农林学院海南海口570228 海南大学三亚南繁研究院海南三亚572025

木薯(Manihot esculenta Crantz)是世界第六大粮食作物,是世界热区近7亿人的基本食物来源,也是我国生产淀粉、变性淀粉、燃料乙醇等化工产品以及饲料的重要原料,在热区消除饥饿、脱贫攻坚和乡村振兴中发挥着重要作用。木薯块根富含淀粉... 详细信息

木薯(Manihot esculenta Crantz)是世界第六大粮食作物,是世界热区近7亿人的基本食物来源,也是我国生产淀粉、变性淀粉、燃料乙醇等化工产品以及饲料的重要原料,在热区消除饥饿、脱贫攻坚和乡村振兴中发挥着重要作用。木薯块根富含淀粉,可提供畜禽生长所需的能量。木薯茎叶中富含蛋白质、纤维素和维生素等多种营养物质,是一种优质的蛋白饲料资源。木薯能量值近似于玉米,饲用发展潜力较大,近年来在猪、羊、鸡等畜禽的饲养中均取得很好的应用效果,将其作为能量饲料,替代玉米等原料对减缓人畜争粮、提高养殖经济效益具有重要的意义。本文综述了木薯的营养价值及其在饲料化应用上的研究进展,并就进一步的研究和利用提出具体建议,以期为今后木薯饲料化产业发展提供参考。

关键词：木薯营养价值饲料化研究进展

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木薯块根采后腐烂及贮藏方法研究进展

热带作物学报 2012年第7期33卷 1326-1331页

作者：张振文李开绵中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所、农业部木薯种质资源保护与利用重点实验室海南儋州571737

木薯是非洲和部分南美洲国家的主要食物能量来源,用途广泛。由于其采后迅速发生腐烂质变而极大影响了木薯块根进一步推广运用。随着木薯生物技术研究发展,块根采后生理变化的研究不断地获得重大突破,笔者从不同角度阐述了块根采后腐烂... 详细信息

木薯是非洲和部分南美洲国家的主要食物能量来源,用途广泛。由于其采后迅速发生腐烂质变而极大影响了木薯块根进一步推广运用。随着木薯生物技术研究发展,块根采后生理变化的研究不断地获得重大突破,笔者从不同角度阐述了块根采后腐烂的机理及采后贮藏方法,总结木薯块根采后腐烂的主要原因,并提出解决这一问题关键在于研发快速、有效的处理技术,包括短波紫外线处理技术。

关键词：木薯块根采后腐烂采后生理

施肥方式对木薯根际土壤细菌多样性与群落结构特征的影响

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福建农林大学学报（自然科学版） 2022年第1期51卷 15-20页

作者：蔡杰张洁喻珊林洪鑫李开绵陈松笔欧文军中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所/农业农村部木薯种质资源保护与利用重点实验室海南海口571101 江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所江西南昌330200

利用Ion S5^(TM) XL测序平台,通过未施肥(R1)、常规施肥(R2)和化肥减量(R4)等不同施肥方式对木薯华南205种植地土壤进行16S rRNA高通量测序分析,结果表明,在相似水平为97%下聚类分析得到的R1、R2、R4的OTUs数分别为1003、989、864个;不... 详细信息

利用Ion S5^(TM) XL测序平台,通过未施肥(R1)、常规施肥(R2)和化肥减量(R4)等不同施肥方式对木薯华南205种植地土壤进行16S rRNA高通量测序分析,结果表明,在相似水平为97%下聚类分析得到的R1、R2、R4的OTUs数分别为1003、989、864个;不同施肥方式下木薯根际土壤中优势菌门为酸杆菌门、绿弯菌门、变形菌门、放线菌门、厚壁菌门和拟杆菌门.化肥施用增加了绿弯菌门、变形菌门、放线菌门、厚壁菌门等的相对丰度,降低了酸杆菌门和拟杆菌门的相对丰度.施肥方式改变土壤细菌的多样性和丰度,其物种多样性表现为R1>R2>R4.基于土壤细菌群落的PCoA和聚类分析,R1和R2群落组成多样性较为相似,与R4不同.表明施肥方式不仅改变木薯根际土壤细菌的多样性与相对丰度,也在一定程度上改变了木薯根际土壤群落结构,尤其增加了木薯根际土壤有益细菌的数量,提高了木薯产量.

关键词：施肥方式木薯根际土壤 16S rRNA 细菌多样性群落结构