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植物重金属镉积累调控机制及其应用研究进展

植物生理学报 2024年第2期60卷 185-210页

作者：彭佳师王娅婷王梦琦卢玲丽汪鹏李柱李赛陈思颖孟栓顾天宇徐文忠晁振飞黄煜琪金崇伟晁代印陈彩艳吴龙华滕应赵方杰龚继明湖南科技大学生命科学与健康学院重金属污染土壤生态修复与安全利用湖南省高校重点实验室湖南湘潭411201 中国科学院分子植物科学卓越创新中心植物分子遗传国家重点实验室上海200032 浙江大学环境与资源学院教育部环境修复与生态健康重点实验室杭州310058 南京农业大学资源与环境科学学院作物遗传与种质创新国家重点实验室南京210095 中国科学院南京土壤研究所中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室南京210008 中国科学院亚热带农业生态研究所中国科学院亚热带农业生态过程重点实验室长沙410125 湖南农业大学农学院长沙410128 中国科学院植物研究所北方资源植物重点实验室北京100093

镉(Cd)容易通过食物链对人体产生毒害,其引起的“痛痛病”是人类历史上重要的公共卫生事件。Cd是我国当前土壤中的主要无机污染物,“镉大米”等事件仍时有发生,严重威胁粮食安全和人体健康。植物作为初级生产者,是人体Cd暴露的的主要途... 详细信息

镉(Cd)容易通过食物链对人体产生毒害,其引起的“痛痛病”是人类历史上重要的公共卫生事件。Cd是我国当前土壤中的主要无机污染物,“镉大米”等事件仍时有发生,严重威胁粮食安全和人体健康。植物作为初级生产者,是人体Cd暴露的的主要途径。因此,阐释Cd向植物迁移、在植物体内的转运以及植物的Cd耐受机理,并依此指导低Cd作物的遗传改良和Cd污染环境的植物修复就具有重要的意义。本文综述了近10年来人们在植物Cd积累的调控机理、应对Cd污染的作物改良以及植物修复等方面的基础研究和应用成果,同时也探讨了该领域未来亟待解决的一些重要科学问题以及作物遗传改良设计的途径。

关键词：镉低镉作物育种植物修复重金属超积累修复型作物

广西甘蔗褐条病病原菌鉴定与杀菌剂敏感度测定

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西南农业学报 2024年第4期37卷 816-823页

作者：陈潇航张小秋黄海荣宋修鹏李文教梁永检雷敬超王泽平祝光湖刘期怀李翔颜梅新广西农业科学院甘蔗研究所/中国农业科学院甘蔗研究中心/农业农村部广西甘蔗生物技术与遗传改良重点实验室/广西甘蔗遗传改良重点实验室南宁530007 百色市农业科学研究所/广西农业科学院百色分院/国家糖料产业技术体系百色综合试验站广西百色533612 广西南亚热带农业科学研究所广西崇左532415 广西应用数学中心/桂林电子科技大学广西桂林541004

[目的]明确广西甘蔗褐条病的致病菌,为科学有效防控甘蔗褐条病提供参考依据。[方法]利用植物组织分离法从广西甘蔗褐条病发病植株中分离纯化菌株,通过致病性测定、形态学观测及rDNA-ITS、GAPDH、LSU和EF-1α多基因系统发育分析鉴定病原... 详细信息

[目的]明确广西甘蔗褐条病的致病菌,为科学有效防控甘蔗褐条病提供参考依据。[方法]利用植物组织分离法从广西甘蔗褐条病发病植株中分离纯化菌株,通过致病性测定、形态学观测及rDNA-ITS、GAPDH、LSU和EF-1α多基因系统发育分析鉴定病原菌,并在室内使用菌丝生长速率法测试该病原菌对9种杀菌剂的敏感度。[结果]从甘蔗褐条病病叶中分离出1株病原真菌,编号为GHT-01,其菌落呈棕色或黑色,有少量白色气生菌丝;孢子单生或丛生,直或略弯曲,孢子为3隔4细胞,第3个细胞相较其他细胞更大、颜色更深,分生孢子大小为12.3~24.1μm×5.2~12.8μm;多位点序列分析结果显示其与Curvularia lunata的模式菌株(CBS730.96,CBS157.34)聚为一支;科赫式法则(Koch’s rules)测定结果表明,病原菌接种健康新鲜甘蔗叶片后表现的症状及从接种发病的叶片上再分离获得的病原菌,其分生孢子形态特征均与最初分离到的病原菌菌株一致。因此,鉴定该病原菌为新月弯孢菌(***)。9种杀菌剂对该病原菌的室内敏感度测定结果表明,40%苯甲·吡唑醚乳油和45%咪鲜胺水乳剂对病原菌的抑菌效果较好,其抑制中浓度(EC_(50))分别为1.43和1.54μg/mL,60%唑醚·代森联水分散粒剂的抑菌效果较差,其EC_(50)达205.82μg/mL。[结论]在广西发生的甘蔗褐条病病原菌为新月弯孢菌,且为首次报道,筛选出对该病原菌抑菌效果较好的杀菌剂分别为40%苯甲·吡唑醚乳油和45%咪鲜胺水乳剂。

关键词：甘蔗褐条病分子检测药剂筛选

诺丽不同遮荫条件光响应模型筛选及其光合特性比较

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热带作物学报 2024年

作者：王昌跃赵雅琦向宇慧姚继涛谭梦怡王鸿浩祖超李志刚杨建峰王灿中国热带农业科学院香料饮料研究所/农业部香辛饮料作物遗传资源利用重点实验室/海南省热带香辛饮料作物遗传改良与品质调控重点实验室/万宁农业资源环境海南省野外科学观测研究站云南农业大学热带作物学院长江师范学院黑龙江八一农垦大学农学院

光合作用是植物生长和发育的重要过程，而光响应曲线可以描述植物在不同光照条件下的光合速率与光照强度之间的关系。诺丽作为一种热作植物，明确其光合特性对于了解其生长和发育过程至关重要，而目前关于诺丽光合方面的报道还相对较少... 详细信息

光合作用是植物生长和发育的重要过程，而光响应曲线可以描述植物在不同光照条件下的光合速率与光照强度之间的关系。诺丽作为一种热作植物，明确其光合特性对于了解其生长和发育过程至关重要，而目前关于诺丽光合方面的报道还相对较少。为了深入研究诺丽的光合性及其环境适应性，本研究以4种(CK、T1、T2、T3)处理的诺丽为研究对象，采用LI-6400便携式光合仪测定光强日变化、净光合日变化、光响应曲线，并采用4种常用光响应模型进行拟合，筛选最佳模型后得出相应光合特征参数。结果表明，光强日变化呈现单峰抛物线变化趋势，在中午12：00时日光强达到最大，而诺丽的净光合日变化则呈现倒“U”型变化，在6：00—10：00时快速上升，10：00—16：00这一阶段缓慢下降，到16：00时快速下降，二者日变化存在一定同步性和非同步性变化；不同处理之间，净光合速率(Pn)和光强（I）都随着遮荫度的增加出现明显的下降趋势；直角双曲线修正模型（MRHM）对诺丽光响应曲线拟合效果最好，除90%遮荫度外，其均方根误差（RMSE）、平均绝对误差（MAE）较其他3个模型最小，分别为0.06～0.12和0.05～0.09；随着遮荫度增加，诺丽的光合表观量子效率（AQE）、最大净光合速率(Pnmax)、光饱和点（LSP）和暗呼吸速率(Rd)逐步下降，而光补偿点（LCP）逐步增加，表明在弱光诱导下，诺丽光合效率逐步下降，过度遮荫时甚至大幅下降，其高光效特性须在强光刺激下才能激活。本研究揭示了诺丽光合特性及其对不同荫蔽度的应对策略，为深入理解诺丽生态适应性提供了理论依据，也为生产上诺丽开展林下种植或遮荫措施提供了参考。

关键词：诺丽光响应曲线光响应模型光合特性高光效

基于Tail-PCR分析AN2基因上游启动子活性

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热带亚热带植物学报 2024年第2期32卷 257-263页

作者：宗渊韦国石光禹刘宝龙包雪梅中国科学院青海省作物分子育种重点实验室西宁810001 中国科学院华南植物园广东省应用植物学重点实验室中国科学院华南农业植物分子分析与遗传改良重点实验室广州510650 青海师范大学教育学院西宁810016

黑果枸杞(Lycium ruthenicum)富含花青素,AN2基因是调控黑果枸杞花青素合成代谢的主效基因。为解析AN2基因启动子的活性差异,采用Tail-PCR方法分别克隆了黑果枸杞和红果枸杞(***)AN2基因起始密码子上游约1686 bp(LrAN2p)和1495 bp(LbAN... 详细信息

黑果枸杞(Lycium ruthenicum)富含花青素,AN2基因是调控黑果枸杞花青素合成代谢的主效基因。为解析AN2基因启动子的活性差异,采用Tail-PCR方法分别克隆了黑果枸杞和红果枸杞(***)AN2基因起始密码子上游约1686 bp(LrAN2p)和1495 bp(LbAN2p)的序列。PlantCARE预测表明,LbAN2p和LrAN2p中分别有133和137个的顺式作用元件,其中,参与光调控的顺式元件分别有11和15个;参与激素响应相关的顺式元件分别有13和16个。构建AN2启动子植物表达载体pKGWFS7:LbAN2p和pKGWFS7:Lr AN2p,利用农杆菌介导的烟草遗传转化体系获得转基因烟草。GUS染色结果表明,LrAN2p能够驱动GUS在烟草中的表达,叶片呈现蓝色,具有较LbAN2p更强的启动活性,qRT-PCR结果表明,LrAN2p转基因烟草中GUS基因具有更高的转录水平,这可能会使AN2基因在黑果枸杞中具有更高的表达,激活黑果枸杞花青素合成代谢通路。这为解析枸杞果色形成及AN2基因的表达调控机制奠定了理论基础。

关键词：黑果枸杞花青素 AN2 启动子 GUS染色

木薯MeCYP79D1和MeCYP79D2基因启动子克隆及表达模式分析

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分子植物育种 2024年第11期22卷 3487-3494页

作者：王昕符东青李瑞梅刘姣郭建春胡新文姚远王亚杰海南大学生命科学学院海口570228 中国热带农业科学院热带生物技术研究所海南热带农业资源研究院农业农村部热带作物生物学与遗传资源利用重点实验室海南省热带农业生物资源保护与利用重点实验室海口571101 海南大学热带作物学院海口570228

MeCYP79D1和MeCYP79D2基因是调控木薯生氰糖苷合成的关键基因,研究其表达特性对低氰木薯改良具有重要意义。为了探究MeCYP79D1和MeCYP79D2基因在SC8木薯品种中的表达模式,本研究克隆获得了SC8木薯品种的MeCYP79D1和MeCYP79D2基因启动子... 详细信息

MeCYP79D1和MeCYP79D2基因是调控木薯生氰糖苷合成的关键基因,研究其表达特性对低氰木薯改良具有重要意义。为了探究MeCYP79D1和MeCYP79D2基因在SC8木薯品种中的表达模式,本研究克隆获得了SC8木薯品种的MeCYP79D1和MeCYP79D2基因启动子,发现它们的启动子上具有ABA、SA、GA、Me JA及生长素等激素响应元件,同时具有低温、干旱、伤害胁迫相关元件。采用ABA、SA、GA3、MeJA、低温处理,证明MeCYP79D1和MeCYP79D2基因表达受激素和低温调控。MeCYP79D1和MeCYP79D2基因主要在须根中表达,其次为嫩叶;在块根发育过程中,MeCYP79D1和MeCYP79D2基因主要在块根形成期和膨大前期表达。此研究结果为解析MeCYP79D1和MeCYP79D2基因表达调控机理提供了新的线索。

关键词：木薯(Manihot esculenta) 启动子克隆基因表达生氰糖苷

有机肥不同施用量对桂糖42号新植蔗生长、产量及宿根蔗出苗的影响

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广西糖业 2024年第3期44卷 164-168页

作者：陆衫羽覃振强杨翠芳刘丽敏梁阗黄家训高轶静罗亚伟广西农业科学院甘蔗研究所/农业农村部广西甘蔗生物技术与遗传改良重点实验室/广西甘蔗遗传改良重点实验室广西南宁530007 来宾市兴宾区农业农村局广西来宾546100

设4个有机肥施用量水平,以不施任何肥料为空白对照(CK1),以仅施复合肥不施有机肥为常规对照(CK2),开展有机肥不同施用量对桂糖42号新植蔗生长、产量及宿根蔗出苗影响试验,为生产上桂糖42号科学施肥提供参考依据。有机肥9000.0 kg/hm^(2... 详细信息

设4个有机肥施用量水平,以不施任何肥料为空白对照(CK1),以仅施复合肥不施有机肥为常规对照(CK2),开展有机肥不同施用量对桂糖42号新植蔗生长、产量及宿根蔗出苗影响试验,为生产上桂糖42号科学施肥提供参考依据。有机肥9000.0 kg/hm^(2)施用量处理的新植蔗分蘖率为83.39%,显著高于CK1和CK2(P0.05);有机肥12000.0和9000.0 kg/hm^(2)施用量处理的新植蔗有效茎数和宿根蔗出苗数分别为72600条/hm^(2)、99206株/hm^(2)和71200条/hm^(2)、101111株/hm^(2),均显著高于CK1和CK2;有机肥6000.0和3000.0 kg/hm^(2)施用量处理的宿根蔗出苗数分别为98571和96984株/hm^(2),均显著高于CK1和CK2;有机肥12000.0 kg/hm^(2)施用量处理的甘蔗产量和含糖量分别为112495和18445.0 kg/hm^(2),比CK1增产19.14%、增糖20.25%,比CK2增产14.08%、增糖12.96%;有机肥9000.0 kg/hm^(2)施用量处理的甘蔗产量和含糖量分别为109145和18180.0 kg/hm^(2),其中,比CK1增产15.58%、增糖18.59%,比CK2增产10.68%、增糖11.40%;有机肥6000.0 kg/hm^(2)施用量处理的甘蔗产量和含糖量分别为99790和16325.0 kg/hm^(2),比CK1增产5.69%、增糖6.46%,与CK2相比,甘蔗产量和含糖量持平;有机肥3000.0 kg/hm^(2)施用量处理的甘蔗产量和含糖量分别为98265和15845.0 kg/hm^(2),比CK1增产4.07%、增糖3.33%,比CK2略减产和减糖。施用有机肥可提高桂糖42号新植蔗的分蘖率,促进宿根蔗出苗,增加新植蔗有效茎数和宿根蔗出苗数,提高新植蔗产量和含糖量,以9000.0和12000.0 kg/hm^(2)施用量的效果较佳。

关键词：桂糖42号新植蔗有机肥施用量甘蔗产量含糖量

化肥减施下有机肥对香蕉生长、产量形成及经济效益的影响

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中国南方果树 2024年第3期53卷 146-152页

作者：臧小平云天艳马蔚红井涛中国热带农业科学院热带生物技术研究所/中国热带农业科学院三亚研究院/海南省香蕉遗传改良重点实验室海南三亚572000 中国热带农业科学院海口实验站海口571101 中国热带农业科学院热带品种资源研究所海口571101

采用随机区组设计进行田间小区试验,设5个不同肥料处理,分别为T0(对照):常规单施化肥;T1:常规施化肥+有机肥;T2:常规施化肥减量20%+有机肥;T3:常规施化肥减量40%+有机肥;T4:常规施化肥减量60%+有机肥。分别调查各处理的香蕉株高、茎围... 详细信息

采用随机区组设计进行田间小区试验,设5个不同肥料处理,分别为T0(对照):常规单施化肥;T1:常规施化肥+有机肥;T2:常规施化肥减量20%+有机肥;T3:常规施化肥减量40%+有机肥;T4:常规施化肥减量60%+有机肥。分别调查各处理的香蕉株高、茎围、青叶数、叶长、叶宽、果指数、果指质量,并测定小区蕉果产量,对比分析不同处理的经济效益。结果表明,相比较于常规单施化肥(对照),常规施肥下增施有机肥的两季香蕉产量显著提高22.3%~23.8%。化肥减量配施有机肥处理T2、T3显著提高香蕉的假茎围、青叶数(p生物液体肥)。化肥减量40%+鸡粪+复合微生物液体肥是适宜海南香蕉的化肥减量增效模式。

关键词：化肥减施香蕉有机肥产量

33份火龙果种质果实性状主成分分析及综合评价

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热带作物学报 2024年第8期45卷 1560-1571页

作者：张亚琦何云李洪立洪青梅濮文辉李琼胡文斌刘平武海南大学热带农林学院海南海口570228 海南大学南繁学院海南三亚572025 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所海南海口571101 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 海南省热带作物资源遗传改良与创新重点实验室海南海口571101

为了解不同火龙果果实品质,筛选品质优良的种质资源。本研究以33份火龙果种质资源为材料,对单果重、果实纵横径、蛋白质、总黄酮、甜菜色素等15个植物学特征及品质特性进行测定,利用相关性分析和主成分分析法对果实品质进行综合评价。... 详细信息

为了解不同火龙果果实品质,筛选品质优良的种质资源。本研究以33份火龙果种质资源为材料,对单果重、果实纵横径、蛋白质、总黄酮、甜菜色素等15个植物学特征及品质特性进行测定,利用相关性分析和主成分分析法对果实品质进行综合评价。结果表明:33份火龙果种质资源的单果重为164.67~556.00 g,果实横径为5.86~9.40 cm,果实纵径为7.29~11.94 cm,果形指数为0.99~1.39,总糖含量为78.80~126.05 mg/g,总酚含量为0.64~2.46 mg/g,总黄酮的含量为0.85~9.67 mg/g,硬度为6.62~16.86 N,蛋白质的含量为0.29~1.45 mg/g,甜菜色素的含量为0.69~37.01 mg/100 g,淀粉的含量为14.12~44.60 mg/g,总酸含量为0.33~15.23 mg/100 g。采用Pearson法对其主要植物学特征及品质特性进行相关性分析。总酸与可溶性固形物呈极显著正相关,相关系数为0.478,与糖酸比呈极显著负相关,相关系数为-0.532。纵径、横径与单果重呈极显著正相关,相关系数分别为0.749、0.942。纵径与果形指数呈显著正相关,相关系数为0.426。重量与糖酸比、硬度均呈显著正相关,相关系数分别0.360、0.351。经主成分分析将15个性状综合成7个主成分因子,累积贡献率为82.55%,第一主成分贡献率为22.45%,以单果重、果实纵横径、糖酸比贡献较大。第二主成分贡献率为13.87%,以总糖含量、可溶性固形物含量、淀粉含量贡献较大。第三主成分贡献率为12.28%。其中糖酸组成、单果重、果实横径、果实纵径、可溶性固形物含量、淀粉含量、氨基酸含量等是评价火龙果果实综合品质的关键性指标。经综合评价筛选6个综合得分较高的火龙果种质,即热研1号、菀华粉红、红宝龙、无刺红、临家红韵和红金宝可作为火龙果品质育种的优质亲本。

关键词：火龙果果实品质主成分分析综合评价

基质和植物生长调节剂对猪血木组培苗、实生苗插穗生根的效应

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热带亚热带植物学报 2024年

作者：刘心怡曾晶珏吴坤林房林吴沙沙翟俊文曾宋君福建农林大学园林学院中国科学院华南植物园华南农业植物分子分析与遗传改良重点实验室广东省应用植物学重点实验室

为建立猪血木(Euryodendron excelsum)高效扦插快繁体系，该研究以移栽3 a的猪血木组培苗的1 a生侧芽、2 a生侧枝不同节位及实生苗成年株1 a生侧芽为材料，研究基质种类和植物生长调节剂浸泡时间对插穗生根的影响。结果表明，插穗生根... 详细信息

为建立猪血木(Euryodendron excelsum)高效扦插快繁体系，该研究以移栽3 a的猪血木组培苗的1 a生侧芽、2 a生侧枝不同节位及实生苗成年株1 a生侧芽为材料，研究基质种类和植物生长调节剂浸泡时间对插穗生根的影响。结果表明，插穗生根方式为混合生根型，组培幼苗的生根率显著高于成年株，蛭石:珍珠岩体积比为2:1时最适宜生根，经吲哚丁酸(IBA)处理后的插穗生根率远高于萘乙酸(NAA)处理。组培幼苗插穗经1 500 mg/L IBA浸泡20 min的生根率和平均根长最高，分别为96.67%和0.97 cm；成年株插穗经过2 000 mg/L IBA浸泡10 s的生根率最高，为34.44%，平均生根数为4.22，平均根长为0.53 cm。组培幼苗2 a生侧枝顶端1～3节的生根率最高，为46.67%。采用组培幼苗作为插穗母株，成功率高，可以提高繁殖效率，降低生产成本。

关键词：猪血木扦插繁殖组培苗不定根