香蕉 - 尖孢镰刀菌互作机理及抗病育种研究进展

由土壤真菌 Fusarium oxysporum f. sp. cubense（Foc）引起的香蕉镰刀菌枯萎病是全世界范围内严重威胁香蕉生产的毁灭性病害。目前已发现 Foc 的 4 个生理小种。20 世纪 70 年代，Foc 1 号生理小种造成我国华南地区的龙牙蕉和粉蕉种植园大面积发病；90 年代中后期，在广东省的香牙蕉种植园发现 Foc 4 号生理小种，并且迅速向其他香蕉产区蔓延。目前，国内各香蕉主产区均有报道发生 Foc 4 号生理小种引起的香蕉枯萎病，该病已成为制约我国香蕉生产的最主要因素。对香蕉枯萎病菌侵染过程以及香蕉枯萎病致病机理、抗性机制、抗病品种选育、抗性种质筛选及抗病性鉴定、防治等多个领域取得的研究进展进行了概述，并对今后研究方向进行了展望，主要包括：（1）在继续研究已有抗病品种对 Foc TR4 抗性的同时，要进一步深入研究 Cavendish 对Foc 1 号生理小种的抗性；（2）利用已经建立的香蕉 CRISPR/Cas9 基因编辑技术体系，获得香蕉枯萎病抗病品种，并进一步应用寄主植物诱导的基因沉默技术（HIGS）获得更加持久稳定的抗病性；（3）将已经建立的香蕉试管苗离体水培系统应用于香蕉-Foc 互作研究。     

几种栽培基质的理化特性分析及其对香蕉幼苗生长的影响

[目的]了解不同栽培基质的理化性质,及其对香蕉幼苗生长的影响,为培育健康优质香蕉种苗提供理论基础.[方法]以椰糠、泥炭土及红壤土为基质原料,香蕉组培幼苗为植物材料,研究不同基质理化性质及其对幼苗生长的作用.[结果]椰糠和泥炭土都具有较小的容重,总孔隙度分别为82.6％和77.0％,持水孔隙度分别为59.2％和64.3％,使栽培介质具有较强的通透性和保水能力;而红壤土则有较大的容重,较差的通透性.椰糠有丰富有机质和较高全磷和全钾,而全氮则较低;红壤土的有机质和全氮含量远低于椰糠和泥炭土.椰糠处理的香蕉幼苗在株高、叶数、叶面积、干物重等方面具有较强的生长优势,泥炭土次之,而红壤土则表现最弱.根系形态参数表明,椰糠处理下植株根系较长、粗壮,根表面积较大,显著优于其他两个处理.[结论]单纯红壤土或泥炭土作为基质不能为香蕉幼苗提供最优的生长条件;椰糠具有更适于香蕉幼苗生长的理化性质,利于培育强壮健康无菌种苗,可作为重要的无土栽培介质而广泛应用.     

香蕉对枯萎病的抗性机制研究现状与展望

重点对香蕉抗枯萎病的细胞生物学机制、激素及信号传导途径、抗病基因分离鉴定以及基于多组学挖掘香蕉抗枯萎病基因的策略等方面的研究进行概述,以期为进一步揭示香蕉对枯萎病的抗性机制研究提供参考。     

转录组分析超表达MpICE1香蕉抗枯萎病机理

前期研究发现在香蕉中超表达大蕉(Musa spp. ‘Lingchuan Dajiao’)MpICE1能显著提高香蕉抗枯萎病能力,为进一步揭示其分子机理,通过转录组对接种Foc TR4前0 d和接种后7、14 d的野生型和超表达MpICE1香蕉(Musa spp. ‘Brazil’)的根部中差异表达基因进行分析。结果表明,在接种前超表达MpICE1香蕉可诱导一系列基因的高表达,且这些高表达的基因富集在苯丙烷合成、黄酮合成、ABC转运蛋白、MAPK信号传导和戊糖、葡萄糖醛酸转换等途径中,与细胞壁结构和功能相关。MpICE1的超表达可能会增强香蕉的基础免疫反应,从而对Foc TR4的抗性增强。另外,接种Foc TR4后,超表达MpICE1香蕉接种前0 d高表达的大部分基因表达量开始下降,到7 d时达到相对稳定的状态。对差异表达基因进一步分析发现,编码12–氧–植物二烯酸还原酶的基因(Ma06＿g18840)可能是MpICE1的靶基因,且其表达量受MpICE1的抑制,与氧化脂质(JA和OPDA)代谢相关,可能通过JA或OPDA信号途径调节根部细胞壁结构。泛素碳端水解酶(Ubiquitin c...     

缺钾对香蕉光合特性和矿质元素含量的影响

钾是高等植物生长发育必需的矿质营养元素,香蕉对钾的需求量远远高于其他作物。为研究缺钾对香蕉幼苗的生长、光合特性和矿质营养状况的影响,本研究以香蕉幼苗为试验材料,利用水培法进行缺钾处理。结果表明,缺钾胁迫处理90 d后,香蕉幼苗的生长受到了显著的抑制作用,株高、茎粗和叶面积均显著低于对照。通过对其叶片进行光合特性分析,发现在缺钾条件下,叶片净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、胞间二氧化碳浓度（C_i）和蒸腾速率（T_r）均受到显著抑制。通过进一步对矿质营养进行分析显示,缺钾培养主要促进了Mg的吸收,而抑制了K的吸收,并且表明可能是因为缺乏钾素而使叶片中光合作用相关的矿质元素的含量下降,导致叶片光合性能的减弱。因此可以得知,钾元素的缺乏会使与香蕉叶片光合作用相关的矿质营养元素含量下降,进一步阻碍光合特性的正常进行,最终抑制了香蕉的正常生长发育。本研究的结果为香蕉生产中钾肥的科学合理施用提供了初步理论依据。     

不同浓度秋水仙素对贡蕉的多倍体诱导

本试验以贡蕉胚性细胞悬浮系、胚性愈伤组织和多芽体为试验材料,利用不同浓度的秋水仙素溶液对不同外植体材料进行不同时间的诱变处理,以期获得染色体加倍的植株。结果表明,试验所用的胚性悬浮细胞系、胚性愈伤组织和多芽体三种不同外植体对秋水仙素处理的敏感性都较高,出现了不同程度的死亡,以0.4%(w/v)浓度的秋水仙素溶液处理多芽体48h诱导效果较好,多芽体的死亡率达到45.83%,接近半致死率,诱变率为18.64%。通过染色体计数和气孔鉴定,获得62株纯合四倍体小苗。诱变获得的植株的染色体数目加倍,叶片气孔数量减少,体积增大。本次试验为香蕉多倍体诱变育种和新种质的创新提供了技术参考和相关依据。     

香蕉果肉类胡萝卜素提取与测定方法

大规模开展香蕉类胡萝卜素种质资源评价,发掘高类胡萝卜素的品种资源,提高主栽品种中类胡萝卜素的含量,对于提升香蕉产业竞争力具有重要的作用。开展此项研究需要建立高效的香蕉果肉类胡萝卜素提取和测定体系。本文拟建立基于超高效液相色谱仪（Agilent 1290）,适用于香蕉果肉的类胡萝卜素提取及测定的方法。利用YMC-C30色谱柱,在450 nm检测波长和柱温20℃条件下,比较了不同的料液比（g:mL,1:6、1:9、1:12、1:15）、定容溶液的比例（V:V,MTBE:甲醇=1:0、1:1、1:2）、流动相（V:V,甲醇:乙腈=4:0、3:1、2:2、1:3、0:4）、流速（0.6、0.8、1.2 mL/min）等对类胡萝卜素组分鉴定和含量测定的影响。结果表明,当提取试剂正己烷:丙酮:无水乙醇=2:1:1（V:V:V）,果肉与提取试剂的料液比为1:9,超声波破碎30 min,重复3次,定容溶液MTBE:甲醇=1:1时,香蕉类胡萝卜素组分分离的效果最好。当色谱条件A相以甲醇:乙腈,B相以MTBE（100%）为流动相,进样量为10 μL,流速为1 mL/min进行梯度洗脱时,可以很好的鉴定并分离类胡萝卜素的主要组分。利用优化后的体系进行检测不同类胡萝卜素含量的香蕉品种,发现香蕉果肉中的主要类胡萝卜素组分为叶黄素、α-胡萝卜素、β-胡萝卜素。高类胡萝卜素含量的‘French somber’香蕉品种约含9.79 μg/g,而低含量的‘中蕉8号’香蕉品种只有约0.201 μg/g,这也表明不同香蕉品种中类胡萝卜素的含量差异相对较大。本文中以香蕉果肉为材料所建立的类胡萝卜素提取与检测方法,操作简单,精确度高,为科研工作者在香蕉类胡萝卜素的功能研究方面提供参考。     

‘巴西蕉’离体芽的化学诱变和抗镰刀菌酸材料的筛选

在离体条件下,以我国主栽香蕉品种‘巴西蕉’(Musa AAA Cavendish)的多芽体和不定芽为材料,采用EMS和NaN3对其进行诱变处理,以镰刀菌酸毒素为选择压,筛选抗镰刀菌酸的材料。结果表明,EMS和NaN3诱变处理多芽体适宜的浓度和时间组合分别为1.6%+3h和2g/L+3h,NaN3诱变处理不定芽适宜的浓度和时间组合为2g/L+1h。镰刀菌酸毒素筛选多芽体和不定芽适宜浓度范围分别为36～45mg/L和10～20mg/L,筛选获得的多芽体和不定芽多次继代培养后仍保持对镰刀菌酸的抗性。本研究可为香蕉抗枯萎病育种提供有价值的材料和技术参考。     

纽荷尔脐橙果实发育期叶片不同形态硼含量与缺硼的关系

 以‘纽荷尔’脐橙为材料，连续两年研究了缺硼和正常（对照）叶片总硼和不同形态硼含量的动态变化。结果显示：1）在果实膨大期（花后120~160 d），越冬老叶和春梢新叶的总硼含量均有一个显著下降的过程，且大部分时间里缺硼处理的比对照硼含量低；2）缺硼树越冬老叶的自由态硼和半束缚态硼含量在果实膨大期很低，对照较高；缺硼树越冬老叶在花后120~160 d束缚态硼含量较低，相对含量较高；3）缺硼和对照树春梢新叶的自由态硼和半束缚态硼含量比越冬老叶高，束缚态硼含量较越冬老叶低；缺硼树叶片的3种形态硼含量在花后140~160 d显著低于对照，且束缚态硼相对含量较高。就‘纽荷尔’脐橙叶片不同形态硼的动态与缺硼的生理机制进行了讨论。