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大豆转录因子NAC1耐低磷胁迫的功能研究

中国农业科学 2024年第3期57卷 442-453页

作者：熊楚雯郭智滨周强华程艳波马启彬蔡占东年海华南农业大学农学院/国家大豆改良中心广东分中心

【目的】磷含量偏低是影响酸性土壤作物产量的重要因素。大豆（Glycine max）是重要的粮食和油料作物，也为喜磷作物，缺磷则影响其产量与品质。NAC(NAM,ATAF1/2,CUC2)转录因子家族参与多种植物对生物胁迫和非生物胁迫响应的调控，是否... 详细信息

【目的】磷含量偏低是影响酸性土壤作物产量的重要因素。大豆（Glycine max）是重要的粮食和油料作物，也为喜磷作物，缺磷则影响其产量与品质。NAC(NAM,ATAF1/2,CUC2)转录因子家族参与多种植物对生物胁迫和非生物胁迫响应的调控，是否参与大豆低磷胁迫响应尚未深入研究。以耐低磷野生大豆BW69为材料，克隆获得耐低磷基因GsNAC1并对其表达特性及功能进行分析，为深入解析GsNAC1调控大豆低磷胁迫及其机制奠定基础。【方法】从野生大豆BW69克隆GsNAC1的全长序列，并通过生物信息学分析探究其编码氨基酸序列的特征。随后，利用实时荧光定量PCR技术（qRT-PCR）对其组织表达模式进行分析，并通过激光共聚焦显微镜观察其编码蛋白的亚细胞定位。此外，通过大豆遗传转化试验，获得转基因株系并进行表型分析。最后，通过转录组联合分析来鉴定转基因植株中与低磷胁迫相关的差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs）。【结果】成功克隆获得GsNAC1，编码区全长876 bp，通过构建系统发育树发现GsNAC1与AtATAF1的序列相似性为62.46%，与Williams 82参考基因组的GmNAC1序列没有差异；进一步的亚细胞定位结果显示，GsNAC1定位于细胞核；基于qRT-PCR技术，发现GsNAC1在大豆的根、茎、叶、顶端、花和豆荚均有表达，在根部的相对表达量最高，且受到低pH和低磷诱导表达显著上调。通过水培法和土培法进行表型试验，在低磷处理下，与野生型（WT）相比，转基因株系鲜重根冠比、总根长、根表面积、根体积和磷含量均显著高于WT。结合转录组测序数据进行分析，发现GsNAC1可能通过促进GmALMT6、GmALMT27、GmPAP27和GmWRKY21等基因表达增强其对低磷胁迫的耐受性。【结论】GsNAC1受低pH和低磷诱导表达上调，过量表达GsNAC1可以显著增强大豆对低磷胁迫的耐受性，在低磷胁迫反应中起促进作用。GsNAC1可能通过调控下游基因表达增强大豆对酸性低磷胁迫的耐受性。

关键词：野生大豆耐低磷 GsNAC1 根系构型 RNA-seq

稻鱼共作对不同留茬高度再生稻生长及产量的影响

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华南农业大学学报 2024年

作者：韦生宝陈宇婷刘云章家恩华南农业大学资源环境学院华南农业大学农学院

【目的】探究华南双季稻区稻鱼共作对不同留茬高度再生稻生长及产量的影响，为再生稻-鱼共作系统的水稻栽培及茬口管理技术提供科学依据。【方法】以‘野香优油丝’为供试再生稻品种，通过设置稻作模式（水稻单作和稻鱼共作）与再生稻... 详细信息

【目的】探究华南双季稻区稻鱼共作对不同留茬高度再生稻生长及产量的影响，为再生稻-鱼共作系统的水稻栽培及茬口管理技术提供科学依据。【方法】以‘野香优油丝’为供试再生稻品种，通过设置稻作模式（水稻单作和稻鱼共作）与再生稻的头季稻留茬高度（留茬高10和30 cm）双因素田间试验，探究稻鱼共作对头季稻不同留茬高度的再生季水稻的生长特性及产量构成因素的影响。【结果】高留茬处理下稻鱼共作的再生季水稻产量显著高于水稻单作，稻作模式和头季稻留茬高度对再生季水稻产量具有显著的交互作用影响。稻鱼共作条件下再生季水稻有效穗数和结实率较水稻单作分别显著提高了18.2%和53.2%，但穗粒数平均显著降低了17.9%，表明稻鱼共作通过提高再生稻群体有效穗数和籽粒的结实率来弥补其穗粒数的不足，从而提高再生季水稻的产量。头季稻收获时留茬高度显著影响再生季水稻齐穗期的叶片氮含量。头季稻成熟期根的玉米素核苷含量与成熟期叶片全氮含量存在显著的正相关性，表明提高头季稻成熟期叶片氮含量可能有利于增加其根部玉米素核苷含量，从而间接促进再生季稻腋芽的萌发。【结论】在本试验条件下，华南双季稻区若发展再生稻单作生产，头季稻收割时宜采取低留茬（10 cm）处理，若采取再生稻-鱼共作生产，头季稻收割时宜采取高留茬（30 cm）处理，这样有利于促进后续再生季水稻的生长和产量形成。

关键词：稻鱼共作再生稻留茬高度玉米素核苷产量

链喂入摘辊与柔性杆联合拨断式菠萝采摘装置研究

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农业机械学报 2024年第10期 116-125页

作者：刘天湖麦宝锋张锦翀刘舒阳陈嘉鹏孙伟龙华南农业大学工程学院华南农业大学农学院

针对菠萝采摘机械化程度不高的问题，设计了一种链喂入摘辊与柔性杆联合拨断式菠萝采摘装置。分析了影响该装置采摘效率的因素：摘辊长度、安装高度、间隙、半径和角速度。通过力学分析推断出该采摘装置工作时菠萝果实与茎秆分离模式为... 详细信息

针对菠萝采摘机械化程度不高的问题，设计了一种链喂入摘辊与柔性杆联合拨断式菠萝采摘装置。分析了影响该装置采摘效率的因素：摘辊长度、安装高度、间隙、半径和角速度。通过力学分析推断出该采摘装置工作时菠萝果实与茎秆分离模式为折断。为提高折断成功率，在摘辊上方安装一排旋转的柔性杆，并对柔性杆半径和角速度进行计算。该装置最佳参数组合为：摘辊高度200 mm、机具前进速度0.6 m/s、摘辊半径和角速度分别为35 mm和12 rad/s、柔性杆半径和角速度分别为20 mm和10 rad/s,在该参数组合下，试制样机并进行了田间试验，结果为菠萝采摘率为82%,损伤率为34.14%,综合评价指标为77.16%。

关键词：拨断式菠萝采摘机摘辊柔性杆

链喂入摘辊与柔性杆联合拨断式菠萝采摘装置设计与试验

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农业机械学报 2024年

作者：刘天湖麦宝锋张锦翀刘舒阳陈嘉鹏孙伟龙华南农业大学工程学院华南农业大学农学院

针对菠萝采摘机械化程度不高的问题，本研究设计了一种链喂入摘辊与柔性杆联合拨断式菠萝采摘装置。分析了影响该装置采摘效率的因素：摘辊长度、安装高度、间隙、半径和角速度。通过力学分析推断出该采收装置工作时菠萝果实与茎秆的分... 详细信息

针对菠萝采摘机械化程度不高的问题，本研究设计了一种链喂入摘辊与柔性杆联合拨断式菠萝采摘装置。分析了影响该装置采摘效率的因素：摘辊长度、安装高度、间隙、半径和角速度。通过力学分析推断出该采收装置工作时菠萝果实与茎秆的分离模式为折断。为提高折断成功率，在摘辊的上方安装一排旋转的柔性杆，并提出对柔性杆的半径和角速度进行计算。该装置的最佳参数组合为摘辊高度200mm，机具前进速度0.6 m/s，摘辊的半径和角速度分别为35 mm和12 rad/s，柔性杆的半径和角速度分别为20 mm和10 rad/s，在该参数组合下，试制样机并进行了田间试验，结果为菠萝采收成功率为82%，损伤率为34.14%，综合评价指标为77.16%。

关键词：拨断式菠萝采摘机摘辊柔性杆试验

采收成熟度对晾制后雪茄烟叶糖碱组分及致香物质的影响

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烟草科技 2024年

作者：钟仙韵邱懿王晓园叶为民雷佳曾嘉楠邓世媛陈建军王媛媛华南农业大学农学院广东中烟工业有限责任公司

为明确采收成熟度对晾制后雪茄烟叶糖碱组分及致香物质的影响，以海研101 （HY101）和海研200（HY200）为试验材料，研究打顶后14 d（M1）、21 d（M2）和28 d（M3）时采收雪茄烟叶的成熟特征及其对晾制后水溶性糖、生物碱和致香物质含... 详细信息

为明确采收成熟度对晾制后雪茄烟叶糖碱组分及致香物质的影响，以海研101 （HY101）和海研200（HY200）为试验材料，研究打顶后14 d（M1）、21 d（M2）和28 d（M3）时采收雪茄烟叶的成熟特征及其对晾制后水溶性糖、生物碱和致香物质含量（质量分数）的影响，并通过结构方程模型推测不同采收成熟度导致晾制后雪茄烟叶糖碱组分及致香物质含量差异的影响因素。结果表明：①随采收成熟度的提高，鲜烟叶质体色素代谢水平显著降低，叶片黄化面积增加；②随采收成熟度的提高，晾制后雪茄烟叶蔗糖含量逐渐降低，葡萄糖、果糖和麦芽糖含量逐渐增加，而烟碱、假木贼碱和新烟草碱含量（HY200）无显著差异；③正交偏最小二乘判别模型分析表明，不同采收成熟度的雪茄烟叶晾制后香气物质含量差异显著。其中，M1处理类胡萝卜素降解产物和芳香族氨基酸降解产物含量较高，M2和M3处理美拉德反应产物含量较高；④模型分析表明，雪茄烟叶质体色素含量可直接或间接影响晾制后类胡萝卜素降解产物含量，或通过影响葡萄糖和麦芽糖含量间接影响美拉德反应产物的积累。因此，打顶后14 d时采收雪茄烟叶质体色素积累量最高，在晾制过程中有利于充分降解为类胡萝卜素降解产物，雪茄烟叶花香和清香特征明显。在此基础上适当延迟采收，鲜烟叶质体色素含量降低、光合产物积累量增加，晾制过程中雪茄烟叶蔗糖可充分降解为单糖，为美拉德反应提供充分底物，进而间接促进美拉德反应产物的积累。因此，建议广东烟区HY101和HY200雪茄烟品种的中部叶在打顶后21 d采收为宜。

关键词：采收成熟度雪茄烟水溶性糖生物碱致香物质

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我国不同地区花生蓟马的物种组成及种群动态

中国油料作物学报 2024年

作者：曲春娟刘燊姜晓静朱悦曲明静李晓塔里木大学农学院山东省花生研究所新疆农业大学农学院

为指导花生田蓟马的精准防控，了解和明确全国不同产区花生田蓟马的种类组成及其种群动态，采用盘拍法和色板诱集法对6个代表性地区的花生蓟马进行调查、鉴定，在此基础上对其多样性、相似性进行比较并对物种组成结构进行层次聚类分析... 详细信息

为指导花生田蓟马的精准防控，了解和明确全国不同产区花生田蓟马的种类组成及其种群动态，采用盘拍法和色板诱集法对6个代表性地区的花生蓟马进行调查、鉴定，在此基础上对其多样性、相似性进行比较并对物种组成结构进行层次聚类分析。结果表明，新疆乌鲁木齐、吉林公主岭、山西汾阳、山东青岛、福建泉州、广东湛江6个地区一共采集到14 234头蓟马，隶属于3科6属10种；在属级和种级组成上表现为蓟马科属、种占比最大。从整体看，花蓟马/西花蓟马、烟蓟马、普通大蓟马和玉米黄呆蓟马是花生田的主要蓟马种类。不同地区蓟马群落的Shannon-Wiener多样性指数大小依次为青岛>乌鲁木齐>泉州>公主岭>湛江>汾阳，Simpson优势集中性指数大小依次为湛江>汾阳>公主岭>泉州>乌鲁木齐>青岛。蓟马群落两两之间的Jaccard相似性系数在0.40～1.00之间，为中等不相似、中等相似和极相似，以中等相似情况居多；6个地区被明显地聚类为北方产区和南方产区两大类。北方四个地区多以花蓟马/西花蓟马和烟蓟马为优势种，分别占所采集蓟马总数的35.72%～40.35%、15.20%～56.55%；普通大蓟马是南方两个地区的优势种，占蓟马总数的31.09%～74.32%。花蓟马/西花蓟马和普通大蓟马在整个花生生育期都有发生，而烟蓟马多在早期或早中期发生。此前在花生上极少关注的玉米黄呆蓟马，在北方和华南产区都可以大量稳定发生，具有为害花生的潜在风险。此外还发现，蓟马调查方法不同对最终得到的物种数目及占比均有影响。

关键词：花生蓟马物种组成优势种种群动态

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引导编辑系统研究进展

华南农业大学学报 2024年第2期45卷 159-171页

作者：林秋鹏朱秀丽马琳莎姚鹏程广东省植物分子育种重点实验室/华南农业大学农学院广东广州510642

引导编辑(Prime editing,PE)系统是一种全新的、革命性的基因组编辑策略。该系统由引导编辑器(Prime editor)组成,包括nCas9(H840A)与逆转录酶(Reverse transcriptase,RT)的融合蛋白;以及包含PBS(Primer binding site)序列和RT模板(RT template,RTT)序列的pegRNA(Prime editing guide RNA)两大部分。PE系统可以在双链不断裂的情况下实现所有12种类型的碱基替换及小片段DNA增删,是精准编辑的全新范式。自2019年开发至今不到4年时间,PE系统作为一种通用的技术平台,已广泛应用于医疗、农业等各个领域,产生了一大批新种质资源、基因治疗药物等优秀应用案例。PE作为目前最灵活、最具发展前景的基因组精准编辑新手段,仍旧存在效率偏低、大片段操纵能力不足、系统组分设计复杂(如pegRNA)、安全性未全面评估等问题,仍需要深入研究。本文详细介绍了PE系统的技术原理及限制因素,全面总结了PE系统自开发以来的优化策略及在动植物系统、医疗领域的应用现状,并对PE的发展前景进行了展望。

关键词：引导编辑系统优化策略农业应用医疗应用

香蕉抗枯萎病株系内生菌的分离鉴定及抑菌促生效果

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华南农业大学学报 2024年第2期45卷 256-265页

作者：李锦谭德东邱济平杨昌胜许刚谭志远华南农业大学农学院广东广州510642 南华大学资源环境与安全工程学院湖南衡阳421001

【目的】筛选和鉴定从威廉斯香蕉抗枯萎病株系根、球茎及假茎分离得到的可抑制香蕉枯萎病菌(Fusarium oxysporum ***,Foc)内生菌,研究其抑菌促生效果。【方法】通过16S rRNA基因序列测定和生理生化试验,对香蕉抗枯萎病株系内生菌进行种... 详细信息

【目的】筛选和鉴定从威廉斯香蕉抗枯萎病株系根、球茎及假茎分离得到的可抑制香蕉枯萎病菌(Fusarium oxysporum ***,Foc)内生菌,研究其抑菌促生效果。【方法】通过16S rRNA基因序列测定和生理生化试验,对香蕉抗枯萎病株系内生菌进行种类鉴定和系统发育分析;通过平板对峙试验检测各菌株的抑菌能力,探究拮抗菌分泌抑菌相关活性物质的种类;采用盆栽试验对香蕉抗枯萎病株系内生菌进行生防功能和促生功能的分析,筛选出生防性能优良且兼具促生效果的内生菌,并在大田试验中验证。【结果】分离获得13株代表菌株,其中8株对枯萎病1号生理小种(Foc 1)具有抑菌活性,7株对枯萎病4号生理小种(Foc 4)具有抑菌活性;综合盆栽试验和大田试验中代表菌株的防治效果及促生能力,筛选出贝莱斯芽孢杆菌XG1028、变栖克雷伯氏菌XQJ0301和暹罗芽孢杆菌XG0103共3株具备高抑菌活性以及促生能力的生防菌株。【结论】本研究筛选出的3株菌株丰富了抗香蕉枯萎病微生物种质资源,为防治香蕉枯萎病寻找安全、环保的新型生物防治剂提供参考。

关键词：香蕉枯萎病拮抗菌拮抗因子生防功能促生效果

毛白杨内生细菌的分离鉴定及其对水稻促生作用

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微生物学通报 2024年

作者：黄敏清谭佩婷陈伊航赵春茜刘丽平彭桂香谭志远华南农业大学农学院湖南农业大学园艺学院华南农业大学资源环境学院

【背景】毛白杨(Populus tomentosa)属杨柳科、杨属的落叶大乔木。在我国的种植面积非常广，具有生长速度快、繁殖率高、环境适应性强等优点。探索其内生细菌的特性和功能对农业生产具有重要的实际指导意义。【目的】探究毛白杨内生细... 详细信息

【背景】毛白杨(Populus tomentosa)属杨柳科、杨属的落叶大乔木。在我国的种植面积非常广，具有生长速度快、繁殖率高、环境适应性强等优点。探索其内生细菌的特性和功能对农业生产具有重要的实际指导意义。【目的】探究毛白杨内生细菌功能的多样性，为农业高效生产提供优良的菌种资源。【方法】以速生植物毛白杨为研究材料，采用DN、LB、CCM和NA培养基分离纯化各组织内生细菌。测定菌株16S rRNA基因序列并进行系统发育树分析；挖掘菌株固氮、溶磷、解钾、产铁载体、产蛋白酶、产生长素等潜在促生长特性；测定菌株生理生化特性，筛选促生功能较强的菌株进行水稻种子萌发及水稻盆栽促生试验。【结果】共分离到16株代表菌株，其中7株具有溶磷能力，11株具有解钾能力，7株具有固氮能力，6株具有分泌生长素能力，11株具有分泌铁载体能力，1株具有产蛋白酶能力，表明毛白杨内生细菌具有丰富的功能多样性。水稻种子的萌发及促生长试验结果显示：4株菌及2个组合菌液对水稻萌发和生长均具有促进作用，其中索氏肠杆菌(Enterobacter sorbinus) BYG3205与熊氏植物杆菌(Phytobacillus bungeanum) BYG3102和索利不动杆菌(Acinetobacter solium) BYJ201的组合处理比其单菌处理的效果好。【结论】从毛白杨材料分离得到16株内生细菌，通过16S rRNA基因测序分析，固氮酶活性确定，内生细菌溶磷、解钾、产生长素等促生特性，筛选出促生长特性菌株且对水稻盆栽试验表现出促进作用，丰富了微生物资源库，为绿色、可持续农业提供了可行途径。

关键词：毛白杨内生细菌固氮耐重金属生防功能促生效果