甘蔗花叶病及其防控策略研究进展

甘蔗花叶病(Sugarcane mosaic disease)是甘蔗叶部病害,被侵染后病毒能分布病蔗全身,该病是一种传播极强的病毒性病害,在世界上主要的甘蔗生产国和地区肆虐,影响甘蔗的正常生长,降低蔗糖的含量及产量,造成严重的经济损失。因此,对甘蔗花叶病的病症及危害、甘蔗花叶病病原生物学特征、病毒的寄主与传播、病原的鉴定与检测、对甘蔗花叶病的防控等进行综述,并对未来研究做出展望,以期为相关研究提供借鉴。     

机械收获对甘蔗根际土壤物理性状、酶活性和农艺性状的影响

通过机械收获、人工收获的田间试验表明,机械收获处理显著提高了蔗地土壤容重,降低甘蔗的发株率和分蘖率,但对株高和茎径没有明显影响;机械收获后甘蔗根际土壤蔗糖酶活性降低,但随着甘蔗生长,处理之间的土壤蔗糖酶活性差异逐渐缩小,而土壤脲酶活性高于人工收获处理。     

基于BSR-Seq对甘蔗脱叶性的研究和生物信息学分析

甘蔗的叶片是制糖过程中杂质的主要来源,育种过程中倾向于选育易脱叶的品种。为了研究甘蔗脱叶性相关的主效、稳定基因,本研究采用BSR-Seq技术,从‘ROC25’ב云蔗89-7’的F1后代中选取极端难脱叶品系和极端易脱叶品系的+6叶位叶鞘离区,分别构建混池,并和亲本一起进行RNA转录组测序分析,共得到60.46 Gb的有效片段,4个样品的Q30值均在93%以上,GC含量都大于51%,与参考基因组R570比对,比对率都超过41%。4个样品共检测出4085个差异基因,候选区域定位于9号染色体上的4个位置,总长1.40 Mb,注释到基因86个,亲本间注释到的非同义突变15个,挖掘出2个主效差异基因（Sh09_g020620,Sh09_g020080）,Sh09_g020080在亲本的表达差异和子代中是同向的,而Sh09_g020620在2个亲本和2个子代混池之间的差异是异向的,表明可能仅Sh09_g020080对易脱叶性有所贡献。选取BSR亚群体中极端易脱叶品系40-159和极端难脱叶品系5-94的+1~+7叶进行荧光定量分析,发现Sh09_g020080基因在单一品系的表达和子代混池的+6叶的表达是同向的。取另一个‘B35-9’בCP08-1553’的杂交后代个体中的极端易脱叶品系16-226和极端难脱叶品系16-224的+1~+7叶位的叶鞘离区进行荧光定量分析,结果显示Sh09_g020080在2个群体中+4、+5、+6叶位的表达都为易脱叶的品系高于难脱叶品系。注释显示Sh09_g020080具有σ因子活性,参与红光、远红光、蓝光反应。根据理化性质和蛋白质结构,推测Sh09_g020080编码蛋白具有4个保守区域,且具有积累叶绿素的作用。该研究为甘蔗脱叶相关主效候选基因的挖掘提出了新的见解。     

不同脱叶性甘蔗品种的叶鞘纤维素含量研究

采用脱叶性不同的3个甘蔗品种为材料,研究了不同脱叶性甘蔗品种的叶鞘中纤维素含量以及叶鞘纤维素含量与叶鞘含水量和叶绿素含量的关系。结果表明:成熟期,在相同叶位中,易脱叶甘蔗品种叶鞘中纤维素含量显著高于中脱叶品种叶鞘中纤维素含量,极显著高于难脱叶品种叶鞘中纤维素含量。相关分析表明,叶鞘纤维素含量与叶绿素含量呈显著正相关,与甘蔗叶鞘含水量呈极显著正相关,说明叶绿素和叶鞘水分对纤维素合成起积极作用。     

甘蔗ScCRT1基因克隆及其应答SCMV侵染分子机制的研究

钙网蛋白(calreticulin,CRT)在真核生物中广泛表达,是重要的分子伴侣和钙离子结合蛋白,参与调控Ca2+稳态、钙依赖信号、内质网质量控制、植物生长发育、免疫反应和逆境应答等多种生物学过程。甘蔗(Saccharum spp.hybrid)中CRT应答甘蔗花叶病毒(Sugarcane mosaic virus,SCMV)侵染尚未见报道。本研究从热带种Badila(S.officinarum)中克隆了1个CRT1/CRT2亚型的CRT编码基因,命名为ScCRT1。该基因开放读码框(open reading frame,ORF)长度为1281bp,编码长度为426aa的蛋白。生物信息学分析表明,ScCRT1具有典型的CRT蛋白结构域,为稳定的亲水性蛋白,其N端有一个信号肽,具有典型的跨膜结构域,C端有典型的内质网定位信号;二级结构多为无规则卷曲;系统进化树分析表明,该蛋白是典型的CRT蛋白,在单子叶和双子叶植物中具有明显的分化。亚细胞定位表明ScCRT1定位于内质网。实时荧光定量PCR分析发现,ScCRT1基因在甘蔗各组织中都有表达,在第8节间中的表达量最低,在心叶中的表达量较高;该基因在SCMV侵染早期表达量上调,后期下调表达。酵母双杂交(yeast two hybrid,Y2H)和双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation,BiFC)试验表明,ScCRT1与SCMV-6K2蛋白互作。推测SCMV-6K2通过与ScCRT1互作调控钙离子稳态进而便于SCMV侵染。     

应用隶属函数法初步评价甘蔗引进品系

在广西武鸣的气候条件下,通过对14个引进美国甘蔗品系的农艺性状和经济性状进行比较分析,并应用隶属函数法对其进行初步评价。结果表明,GUC31和GUC13的综合性状优于ROC22(CK1)和福农39(CK2);除GUC2外,其余13个品系的综合性状均优于福农39。     

甘蔗化学调控的研究与应用进展

阐述近几十年我国在甘蔗发芽、生长、分蘖、化学催熟、抑制开花、脱叶等方面的化学调控技术研究进展,并对甘蔗化学调控技术未来发展方向进行了展望。     

甘蔗类泛素蛋白UBL5应答SCMV侵染及其与SCMV-6K2的互作

泛素化修饰在蛋白功能调控、生长发育和逆境应答中具有重要作用。类泛素蛋白(ubiquitin-likeproteins,UBLs)是泛素-蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome system,UPS)的重要组分。本课题组前期利用酵母双杂交(yeast two-hybrid,Y2H)技术从甘蔗(Saccharumspp.hybrid)中分离鉴定了1个与甘蔗花叶病毒(Sugarcane mosaic virus,SCMV)编码蛋白6K2互作的类泛素蛋白UBL5,命名为Sc UBL5,长度为73aa。本研究利用双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation,BiFC)试验进一步证实了Sc UBL5与SCMV-6K2互作;生物信息学分析表明, Sc UBL5为稳定的亲水性非分泌蛋白,无信号肽和跨膜结构。系统进化树分析表明, Sc UBL5具有明显的种属特异性。亚细胞定位分析表明,Sc UBL5定位于细胞质和细胞核。实时荧光定量PCR分析发现,Sc UBL5基因的表达具有明显的组织特异性,在完成形态建成的正一叶、第7叶、根和第8节间...     

6种杀菌剂对甘蔗梢腐病菌和卷叶病菌的室内毒力测定

采用菌丝生长速率法测定了50%嘧菌环胺水分散粒剂、50%啶酰菌胺水分散粒剂、240 g·L~(-1)噻呋酰胺悬浮剂、22.5%啶氧菌酯悬浮剂、430 g·L~(-1)戊唑醇悬浮剂和50%醚菌酯水分散粒剂共6种杀菌剂对甘蔗梢腐病菌和卷叶病菌的室内毒力。结果表明:22.5%啶氧菌酯悬浮剂对甘蔗梢腐病菌菌丝生长有很好的抑制作用,EC50值为0.469 9 mg·L~(-1),在试验设计的最大剂量下,对菌丝生长的抑制率达90.30%;50%啶酰菌胺水分散粒剂、50%嘧菌环胺水分散粒剂、240 g·L~(-1)噻呋酰胺悬浮剂和22.5%啶氧菌酯悬浮剂对甘蔗卷叶病菌菌丝生长有很好的抑制作用,EC50值分别为0.247 4、0.784 0、2.657 4和4.189 7 mg·L~(-1),在试验设计的最大剂量下,对菌丝生长的抑制率分别为93.45%、73.88%、79.21%和83.11%。可分别对22.5%啶氧菌酯悬浮剂和50%啶酰菌胺水分散粒剂、50%嘧菌环胺水分散粒剂、240 g·L~(-1)噻呋酰胺悬浮剂进一步开展防治甘蔗梢腐病和卷叶病的田间药效试验。