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香蕉MaERF15与MaACO8 靶向结合调控果实采后成熟的分子机制

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热带作物学报 2025年

作者：黄冰云郑云柯张建斌李新国刘菊华海南大学热带农林学院热带作物生物育种全国重点实验室中国热带农业科学院三亚研究院中国热带农业科学院热带生物技术研究所

香蕉是典型的呼吸跃变型果实。MaERF15是定位于细胞核且具有调控香蕉果实采后成熟作用的转录因子，MaACO8是在香蕉果实采后成熟过程中高水平表达的一个乙烯生物合成关键酶-ACC氧化酶基因，但MaERF15和MaACO8的分子互作机制尚未明确。探... 详细信息

香蕉是典型的呼吸跃变型果实。MaERF15是定位于细胞核且具有调控香蕉果实采后成熟作用的转录因子，MaACO8是在香蕉果实采后成熟过程中高水平表达的一个乙烯生物合成关键酶-ACC氧化酶基因，但MaERF15和MaACO8的分子互作机制尚未明确。探究乙烯响应因子MaERF15对下游乙烯合成关键基因的转录调控机制，为香蕉果实采后保鲜技术的创新提供理论依据。本研究从香蕉DNA中分离出MaACO8启动子序列，通过生物信息学分析，GUS染色等方法研究MaACO8的启动子活性；采用酵母单杂交技术、EMSA、双荧光素报告系统和活体成像系统研究MaERF15与MaACO8启动子互作机制。结果表明：MaACO8的启动子序列有11个与AP2/ERF转录因子的结合元件GCC-box，具有较强的启动活性；MaERF15能与MaACO8启动子的GCC-box特异性结合，激活MaACO8的表达，促进乙烯的生物合成进而调控果实成熟。研究结果进一步完善了香蕉果实采后乙烯生物合成调控果实成熟的理论，为香蕉耐贮运育种和成熟调控新技术的研发分别提供了基因资源和理论依据。

关键词：香蕉 MaACO8 MaERF15 转录调控

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菠萝AcKNOX1影响叶缘发育的功能研究

园艺学报 2025年第2期 292-308页

作者：荆永琳陈浪欣李俊国王加宾王小冰杨庆全孟春阳徐立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华南作物基因资源与种质创制重点实验室海南省热带作物资源遗传改良与创新重点实验室国家热带作物中期库

以菠萝‘台农16’为材料，克隆得到基因AcKNOX1。AcKNOX1是同源异型盒基因，属于3个氨基酸环延伸蛋白超家族。AcKNOX1的开放阅读框为990 bp，编码329个氨基酸，编码蛋白定位于细胞核中。AcKNOX1启动子区域除核心启动子元件TATA-box和CAA... 详细信息

以菠萝‘台农16’为材料，克隆得到基因AcKNOX1。AcKNOX1是同源异型盒基因，属于3个氨基酸环延伸蛋白超家族。AcKNOX1的开放阅读框为990 bp，编码329个氨基酸，编码蛋白定位于细胞核中。AcKNOX1启动子区域除核心启动子元件TATA-box和CAAT-box外，还包含许多与光响应、激素响应和非生物胁迫响应相关的元件。AcKNOX1在不同组织中均有表达，但具有明显的组织表达特异性，在茎的表达量最高，其次是叶片，且有刺叶片显著高于无刺叶片中。AcKNOX1响应GA3、ABA和6-BA信号诱导其表达上调。异源表达拟南芥，叶缘裂刻加深。利用酵母单双杂进行互作蛋白筛选，发现AcKNOX1可以与AcCUC1和AcCUC2启动子区域结合激活其表达；与AcBLH1、AcBLH4可形成异源二聚体，在细胞核中互作，且荧光素酶互补和双分子荧光互补实验验证了其互作的准确性。研究结果表明AcKNOX1在菠萝叶缘发育中起重要作用。

关键词：菠萝叶缘发育 AcKNOX1 蛋白互作

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草豆蔻果挥发油代谢组及抑菌活性时空特异性分析

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食品科学 2025年第4期46卷 191-200页

作者：田琴胡璇王丹黄英江芊陈振夏王清隆陈晓鹭于福来贵州中医药大学药学院贵州贵阳550025 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中药材生物学与栽培重点实验室海南海口571101

研究不同成熟期(花后29、47、73 d)果皮(P1~P3)和种子(S1~S3)挥发油的得率、代谢组与抑菌活性。采样时种子颜色分别为绿色、浅褐色、黑褐色。用超临界CO_(2)萃取法提取挥发油,通过气相色谱-质谱联用技术结合保留指数进行定性和定量分析... 详细信息

研究不同成熟期(花后29、47、73 d)果皮(P1~P3)和种子(S1~S3)挥发油的得率、代谢组与抑菌活性。采样时种子颜色分别为绿色、浅褐色、黑褐色。用超临界CO_(2)萃取法提取挥发油,通过气相色谱-质谱联用技术结合保留指数进行定性和定量分析,再进行多元统计分析,同时测定抑菌活性,最后通过谱效关联分析筛选抑菌活性的潜在质量标志物。结果表明,种子含油率极显著高于果皮。代谢组学共鉴定到代谢物125个,果皮和种子代谢物种类相似,均以萜类为主,但含量差异显著,果皮中含氧二萜烯类代谢物含量极显著高于种子。层次聚类和主成分分析结果显示果皮和种子显著分离,且随着成熟分离扩大。用正交偏最小二乘判别分析筛选到组间差异代谢物(differentially accumulated metabolites,DAM)124个。在花后29、47、73 d,果皮与种子间DAM分别有91、94、96个,均以含氧单萜烯类、倍半萜烯类、含氧倍半萜烯类为主。对DAM进行京都基因与基因组百科全书通路分析发现,差异通路多与抗逆性有关,可能影响抑菌活性。抑菌实验结果显示,果皮对枯草芽孢杆菌、单核细胞增生李斯特菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌抑菌活性显著高于种子。谱效关联分析筛选到果皮抑菌活性的潜在质量标志物30个,以含氧单萜烯类、倍半萜烯类、含氧倍半萜烯类为主。综上,草豆蔻果挥发油代谢组和抑菌活性具有显著时空特异性,突出了果皮作为中药废弃物具有潜在利用价值,并为草豆蔻在食品、药品的研发及应用提供参考。

关键词：草豆蔻果皮种子挥发油代谢组抑菌活性农业废弃物

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445份杧果种质对细菌性黑斑病的抗性评价

中国南方果树 2025年第1期54卷 54-59页

作者：陈卓立罗睿雄赵志常余东高爱平张贺海南大学海口570228 中国热带农业科学院环境与植物保护研究所/热带作物生物育种全国重点实验室/农业农村部热带作物有害生物综合治理重点实验室海口571101 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所/农业农村部华南作物基因资源与种质创制重点实验室/海南省热带作物资源遗传改良与创新重点实验室海口571101 福建省农业科学院果树研究所福州350013

杧果细菌性黑斑病(Xanthomonas campestris ***)是杧果生产的重要病害,严重影响杧果的产量和商品价值。参考NY/T 3198—2018,采用室内离体叶片接种鉴定法,对农业农村部儋州杧果种质资源圃中来自不同国家的445份杧果种质进行细菌性黑斑... 详细信息

杧果细菌性黑斑病(Xanthomonas campestris ***)是杧果生产的重要病害,严重影响杧果的产量和商品价值。参考NY/T 3198—2018,采用室内离体叶片接种鉴定法,对农业农村部儋州杧果种质资源圃中来自不同国家的445份杧果种质进行细菌性黑斑病的抗病性评价。结果表明,445份种质中有54份高抗,159份抗病,175份中抗,51份感病和6份高感,未发现免疫种质。种质数量随病情指数呈正态分布,聚类分析将445份种质分为感病种质和抗病种质两类。本文初步摸清了供试杧果种质的细菌性黑斑病抗性,为杧果抗病育种种质资源筛选提供参考。

关键词：杧果种质细菌性黑斑病离体叶片接种病情指数高抗

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木薯自交后代疫霉根腐病抗性评价及抗性材料遗传多样性分析

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植物遗传资源学报 2025年

作者：段春芳李月仙宋记明姜太玲肖明昆沈正松刘倩熊贤坤耿沙车彬张钦李林虹严炜刘光华云南省农业科学院热带亚热带经济作物研究所/热带作物生物育种全国重点实验室云南省农业科学院国际农业研究所

通过室内离体接种方法对137份‘GR891’木薯自交后代进行了木薯疫霉根腐病抗性评价，并对其中93份高抗和抗病材料的主要农艺性状进行了变异系数、遗传多样性指数等遗传多样性分析。结果表明，137份材料中56份表现高抗（40.88%），37份... 详细信息

通过室内离体接种方法对137份‘GR891’木薯自交后代进行了木薯疫霉根腐病抗性评价，并对其中93份高抗和抗病材料的主要农艺性状进行了变异系数、遗传多样性指数等遗传多样性分析。结果表明，137份材料中56份表现高抗（40.88%），37份为抗病（27.01%），33份为中感（24.09%），9份为感病（6.57%），2份为高感（1.46%）。在93份抗性材料中，10个主要性状变异系数在14.46%～77.63%之间，遗传多样性指数为0.60～2.04，说明‘GR891’木薯自交后代中抗性材料具有丰富的遗传变异。相关性分析显示，3对性状呈极显著相关，3对性状呈显著相关，其中单株鲜薯重与茎粗、单株鲜薯数量呈极显著正相关，相关系数分别为0.490和0.680。主成分分析表明株高、茎粗、主茎高、单株鲜薯数量和单株鲜薯为木薯表型变异的主要特征，3个主成分的累计贡献率达74.52%。聚类分析将93份抗性材料分为3大类，第Ⅰ类综合性状较差，包含7份材料；第Ⅱ类综合性状优异，在农艺性状和抗病性方面表现突出，具有较高的利用价值，包含4份材料；第Ⅲ类包含82份材料，其中小群1在农艺性状和抗病性方面表现较好，展现出显著的高产潜力，包含9份材料。本研究结果为木薯抗疫霉根腐病种质的鉴选及抗性遗传分析提供了科学依据。

关键词： ‘GR891’木薯自交后代根腐病抗性评价

地毯草扩张蛋白基因AcEXPA1的克隆与表达分析

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草地学报 2025年第2期33卷 351-359页

作者：刘莉婷高佳淼周鸿明李季肤王志勇陈志坚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 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所/农业农村部华南作物基因资源与种质创制重点实验室海南海口571101 热带作物生物育种全国重点实验室海南三亚572024

为探索α-扩张蛋白(α-expansin,EXPA)基因参与铝毒害下对植物生长发育的调控作用,本研究分析了铝处理对地毯草(Axonopus compressus)生长的影响,克隆了地毯草AcEXPA1基因,并进行了生物信息学和基因表达分析。结果表明:与不加铝相比,铝... 详细信息

为探索α-扩张蛋白(α-expansin,EXPA)基因参与铝毒害下对植物生长发育的调控作用,本研究分析了铝处理对地毯草(Axonopus compressus)生长的影响,克隆了地毯草AcEXPA1基因,并进行了生物信息学和基因表达分析。结果表明:与不加铝相比,铝处理抑制了地毯草根系生长,降低了总根长、根表面积和根体积。地毯草AcEXPA1基因全长为774 bp,编码257个氨基酸残基,蛋白分子量为27.7 kDa。AcEXPA1蛋白具有信号肽,被预测定位于胞外基质。实时定量PCR结果表明,AcEXPA1基因在地毯草根中的表达量高于叶中的表达量,且在距离根尖1~2 cm根段中的表达量最高。铝处理增强了AcEXPA1基因在地毯草根中的表达,但镉和镧处理对基因表达无显著影响。不同铝浓度和时间处理结果进一步表明铝增强了AcEXPA1基因的表达。本研究结果为解析地毯草适应铝毒害的机理提供了候选基因资源。

关键词：地毯草铝毒害基因表达扩张蛋白

膜下滴灌减量施肥对甘蔗脱毒原种苗田间繁育效率和养分利用率的影响

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热带作物学报 2025年第1期46卷 115-122页

作者：彭李顺曹峥英蔡文伟杨本鹏杨学广西热带农业科学研究院广西崇左532199 中国热带农业科学院热带生物技术研究所/热带作物生物育种全国重点实验室海南海口571101 中国热带农业科学院三亚研究院海南三亚572024 广西久洋禾农业科技有限公司广西崇左532199

本研究探讨不同膜下滴灌减量施肥模式对甘蔗脱毒原种苗生长、繁育效率及肥料利用率的影响,并分析最佳减量施肥模式,旨在为科学指导甘蔗脱毒原种苗田间繁育过程中滴灌施肥技术的应用提供理论依据。在所有对照和处理均配备膜下滴灌系统并... 详细信息

本研究探讨不同膜下滴灌减量施肥模式对甘蔗脱毒原种苗生长、繁育效率及肥料利用率的影响,并分析最佳减量施肥模式,旨在为科学指导甘蔗脱毒原种苗田间繁育过程中滴灌施肥技术的应用提供理论依据。在所有对照和处理均配备膜下滴灌系统并进行水分管理的条件下,以空白对照(CK_(0))、常规施肥(CK_(1))为对照,设置1个膜下滴灌施肥处理T_(100)(施肥量同CK_(1))以及3个膜下滴灌减量施肥处理T_(80)、T_(70)和T_(60)(减量施肥20%、30%和40%),对甘蔗脱毒原种苗繁育过程中主要农艺性状、种茎产量、总芽数、繁育效率及养分利用率等指标进行比较分析。研究结果表明:在各项农艺指标中,2022、2023年T_(100)和T_(80)的平均分蘖率略低于CK_(1),但在成茎率、单株芽数、有效茎数方面较CK_(1)均有显著提升。在繁育总种芽数上,T_(100)和T_(80)最高,年平均分别达到(1480.87×10^(3))/hm^(2)和(1477.87×10^(3))/hm^(2),显著高于CK_(1)的(1302.50×10^(3))/hm^(2);T_(70)与CK_(1)间差异不显著;T_(60)最低仅为(1170.53×10^(3))/hm^(2)。在繁育效率方面,原种苗田间繁育倍数T_(100)和T_(80)最高,分别达到66.64倍和66.50倍;其次为T_(70)和CK_(1),繁育倍数为59.61倍和58.61倍;T_(60)繁育倍数最低,为52.67。在繁育收益方面,相较于CK_(0),T_(100)和T_(80)收益增幅最高,分别达到5.82和5.87万元/hm^(2);其次为T_(70),收益增幅为4.19万元/hm^(2),略高于CK_(1)(3.84万元/hm^(2));T_(60)最低,仅为2.51万元/hm^(2)。在肥料投入产出比方面,T_(80)最高,达到1∶21.89,明显高于T_(100)(1∶17.36);CK_(1)最低,为1∶11.45。在肥料利用率方面,所有施肥处理中,氮、磷、钾肥的利用率均为CK_(1)最低。而T_(80)最高,试验平均氮、磷、钾肥利用率分别达到51.57%、27.37%和67.45%,分别较CK_(1)提高了21.21、10.37和23.13个百分点。综上所述,在中等肥力红壤蔗区,采用T_(80)膜下滴灌减量施肥模式,可以同时获得较理想的甘蔗脱毒原种苗繁育效率和收益。

关键词：甘蔗脱毒种苗膜下滴灌施肥化肥减施繁育效率养分利用率

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美丽石斛茎叶化学成分及其生物活性研究

中成药 2025年第2期47卷 467-473页

作者：迟利航陈惠琴黄圣卓吴妃梅文莉宋希强戴好富海南大学热带农林学院热带特色林木花卉遗传与种质创新教育部重点实验室海南海口570228 中国热带农业科学院热带生物技术研究所海南省黎药资源天然产物研究与利用重点实验室海南海口571101

目的研究美丽石斛Dendrobium formosum *** Lindl.茎叶的化学成分及其生物活性。方法美丽石斛茎叶95%乙醇提取物采用硅胶、Sephadex LH-20及半制备HPLC进行分离纯化,根据理化性质及波谱数据鉴定所得化合物的结构。采用PNPG法测定其α-... 详细信息

目的研究美丽石斛Dendrobium formosum *** Lindl.茎叶的化学成分及其生物活性。方法美丽石斛茎叶95%乙醇提取物采用硅胶、Sephadex LH-20及半制备HPLC进行分离纯化,根据理化性质及波谱数据鉴定所得化合物的结构。采用PNPG法测定其α-葡萄糖苷酶抑制活性,RAW264.7模型评价其体外抗炎活性。结果从中分离得到15个化合物,分别鉴定为coniferyl p-coumarate(1)、(-)-松脂醇(2)、2,5,7-三羟基-4-甲氧基-9,10-二氢菲(3)、柚皮素(4)、spiropreussomerin A(5)、7-hydroxy-14-de-O-methyl-lasiodiplodin(6)、(4 S,5S,6Z,8E)-5-hydroxydeca-6,8-dien-4-olide(7)、(6 S,9R)-blumenol C(8)、对羟基苯甲酸(9)、间羟基苯甲酸(10)、对羟基苯丙酸(11)、5,7-二羟基-异苯并呋喃酮(12)、2-(4-羟基苯基)-乙醇(13)、β-谷甾酮(14)、β-谷甾醇(15)。化合物1、4抑制α-葡萄糖苷酶的IC 50值分别为(65.60±3.31)、(98.95±2.53)μmol/L;化合物3可抑制RAW264.7细胞产生NO,IC 50值为(3.97±0.12)μmol/L。结论化合物5~6、8、12为首次从兰科植物中分离得到,2~15为首次从该植物中分离得到。化合物1、4具有α-葡萄糖苷酶抑制活性,3具有抗炎活性。

关键词：美丽石斛茎叶化学成分分离鉴定 α-葡萄糖苷酶抑制活性体外抗炎活性 PNPG法 RAW264.7细胞

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一种农杆菌介导的糜子高效遗传转化方法

热带作物学报 2025年第1期46卷 44-50页

作者：夏启玉降彦苗刘亚男李海权程汝宏郭安平刘国庆赵辉中国热带农业科学院三亚研究院/中国热带农业科学院热带生物技术研究所/海南省南繁生物安全与分子育种重点实验室海南三亚572024 河北农林科学院谷子研究所河北石家庄050035

糜子(Panicum miliaceum L.)是我国传统的粮食作物,截至目前,针对糜子遗传转化方法的研究仍较少,本研究旨在建立农杆菌介导的糜子高效遗传转化方法。以糜子品种冀黍5号的成熟种子为外植体,在CIM和MSD诱导培养基上分别诱导糜子的胚性愈伤... 详细信息

糜子(Panicum miliaceum L.)是我国传统的粮食作物,截至目前,针对糜子遗传转化方法的研究仍较少,本研究旨在建立农杆菌介导的糜子高效遗传转化方法。以糜子品种冀黍5号的成熟种子为外植体,在CIM和MSD诱导培养基上分别诱导糜子的胚性愈伤,以其作为转化受体材料,用含植物表达载体的农杆菌侵染60min并共培养6d,转接至含0.025g/L潮霉素的筛选培养基上筛选出抗性愈伤,接着在含0.015g/L潮霉素的分化培养基上分化,最后在含0.015g/L潮霉素的生根培养基上生根成苗,用载体特异性引物对再生植株进行PCR检测,鉴定其是否为阳性转基因植株。根据多个批次的转化实验统计糜子的抗性再生植株的筛选效率和转化效率。结果表明:CIM和MSD诱导培养基均能诱导出糜子胚性愈伤,但CIM培养基诱导的糜子胚性愈伤效果更好;糜子胚性愈伤在被农杆菌侵染及与农杆菌共培养后,经在含潮霉素的培养基上筛选、分化和生根后获得多株抗性再生糜子植株,3次试验获得的糜子抗性再生植株的PCR鉴定阳性率为100%,平均转化效率为30%以上。本研究成功建立了农杆菌介导的糜子遗传转化方法,操作简单,转化效率高,成本低廉,且转化不受季节限制,能规模化开展,为糜子的遗传改良提供有效的技术手段。

关键词：糜子农杆菌遗传转化转化效率