模拟霜冻条件对黄瓜幼苗生长及抗氧化酶活性的影响

[目的]分析防霜冻技术对模拟霜冻过程中黄瓜幼苗形态、抗氧化酶活性和细胞膜透性的影响,为黄瓜防霜冻技术推广应用提供技术支持.[方法]在模拟自然霜冻条件下对黄瓜幼苗进行防霜冻技术处理(TR),在降温处理后不同时期调查黄瓜幼苗的株高、茎粗、叶长和叶宽及统计冷害指数,并在温度降至10 ℃/5 ℃前1 d(-1 d)及下降至10℃/5℃后1、3和5 d测定其抗氧化酶活性等生理指标.[结果]在模拟自然霜冻条件下,降温处理后3 d TR组黄瓜幼苗的相对株高为106.00%,显著高于对照组(CK,95.50%)(P<0.05,下同),相对茎粗、相对叶长和相对叶宽与CK组无显著差异(P>0.05,下同);降温处理后5 d TR组的冷害指数为40.67%,显著低于CK组.降温处理-1 d,TR组黄瓜幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著高于CK组,降温处理后1~3 d,SOD和CAT活性呈上升趋势,且高于CK组,但差异不显著;过氧化物酶(POD)活性在降温处理的-1~2 d高于CK组,在降温处理后3~5 d低于CK组,但差异均不显著;TR组与CK组的过氧化氢(H2O2)含量在降温处理的-1~5 d均呈上升趋势,TR组的H2O2含量低于CK组;TR组的丙二醛(MDA)含量在降温处理前后变化不明显,但在降温处理后1和5 d显著低于CK组.[结论]在霜冻来临前对黄瓜幼苗进行防霜冻技术处理,能有效提高其对霜冻的耐受性,显著减轻黄瓜冷害程度.     

干旱胁迫对甘蔗新品种桂热2号生理指标的影响

为探讨甘蔗桂热2号（GR2）对干旱胁迫及外源脱落酸（ABA）的响应机制,以ROC22（抗旱性强）为对照（CK）,采用自然干旱的方式,分析GR2在干旱胁迫不同天数时生理指标的变化特点。结果表明,GR2在干旱胁迫下叶片内源激素含量、抗氧化酶活性及渗透调节物质含量显著提高。与CK相比,GR2在胁迫前期（0~5d）可溶性蛋白和可溶性糖含量增幅相对较大,丙二醛含量相对稳定,胁迫中期（7~9d）ABA、超氧化物歧化酶（SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性增幅相对较大。外源ABA处理能增强GR2内源激素含量的积累能力,提高其抗氧化酶SOD、APX及过氧化物酶活性,有效缓解渗透物质的积累,使其含量处于较低水平。综合表明,GR2是一个抗旱性较强的品种,外源ABA能提高其抗旱能力。     

植保无人机在蔗田化学除草上的应用效果

蔗田杂草对甘蔗产量有重要影响,为了探讨植保无人机在蔗田化学除草上的应用效果,用植保无人机(3WWDZ-10A)喷施900 g/L乙草胺乳油进行苗前封闭除草,喷施15%硝磺草酮悬浮剂与38%莠去津悬浮剂混配液进行苗后除草,调查杂草防除效果。结果表明,应用植保无人机飞喷乙草胺对单子叶杂草株防效与鲜重防效分别为88.46%、96.68%,双子叶杂草株防效与鲜重防效分别为90.16%、97.99%,总杂草的株防效和鲜重防效分别为89.66%、97.85%;飞喷硝磺草酮与莠去津混配液对单子叶杂草的株防效与鲜重防效分别为89.29%、86.31%,对双子叶杂草的株防效与鲜重防效分别为99.23%、97.03%,对总杂草的株防效与鲜重防效分别为96.84%、96.25%,防除效率49.95 min/hm^2。说明植保无人机进行蔗田杂草防除具有防除效果好、对甘蔗安全和作业效率高的优势。     

不同蔗区甘蔗品种（系）分蘖性状比较及其对产量和产量构成因子的影响

为明确不同蔗区甘蔗品种（系）间的分蘖性状差异及其对产量及产量构成因子的影响,在3个蔗区的5个试验点对4个不同甘蔗品种（系）的分蘖农艺性状、产量构成因子进行显著性、相关性、变异系数和通径分析。结果表明,不同蔗区甘蔗品种（系）间的分蘖性状差异显著,分蘖率和分蘖苗数对有效茎的产生具有重要作用;根据分蘖农艺性状的差异将甘蔗分为低分蘖甘蔗品种（系）（新台糖22号、桂糖42号）和高分蘖甘蔗品种（系）（桂热2号、凉蔗03-81）,与高分蘖甘蔗品种（系）产量相关性最高的产量构成因子是有效茎数（0.76^**）,低分蘖甘蔗品种（系）则是单茎重（0.83^**）,高分蘖（0.64^*）和低分蘖品种（系）的分蘖率（0.68^*）与有效茎数呈显著正相关关系;有效茎数对2种类型甘蔗产量的直接通径系数最大,是影响甘蔗产量的主要因子;分蘖苗数和分蘖率的变异系数最大,具有较高的改良潜力。综上所述,分蘖可以显著提高有效茎数,从而影响甘蔗产量,且影响甘蔗产量和产量构成因子之间的关系。     

甘蔗应答黑穗病菌侵染相关酶活性和内源激素含量的变化

[目的]研究不同甘蔗品种与黑穗病菌长期互作过程中相关酶活性及内源激素含量的变化,为甘蔗应答黑穗病菌侵染的抗性机制提供理论依据.[方法]选用抗黑穗病品种桂糖29号和感黑穗病品种崖城71-374,用浸渍法接种黑穗病菌,对照组用无菌水模拟接菌.在接菌后30、60、90和180 d取甘蔗+1位叶为样品,分析几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶和过氧化氢酶(CAT)活性及生长素(IAA)、细胞分裂素(CTK)和乙烯(ETH)含量的变化.[结果]在整个侵染期间,两个甘蔗品种叶片的几丁质酶活性、β-1,3-葡聚糖酶活性及IAA、CTK含量呈逐步降低或波动下降趋势,均在接种后180 d达最低值,而CAT活性整体上呈上升趋势,在接种后180 d达最高值;其中抗性品种桂糖29号的β-1,3-葡聚糖酶活性和ETH含量在整个浸染过程均高于感病品种崖城71-374.[结论]甘蔗在不同时期应答黑穗病菌胁迫的生理生化反应不同,感病品种与抗病品种的防御机制可能存在差异.     

基于iTRAQ技术的甘蔗受黑穗病菌侵染蛋白组分析

黑穗病已成为影响甘蔗产量和含糖量的重要病害。为从蛋白质水平探讨甘蔗应答黑穗病菌的分子机制,本实验选用抗黑穗病品种桂糖29号和感黑穗病品种崖城71-374,处理组用浸渍法接种黑穗病菌,对照组用无菌水模拟接菌,在接种180 d后采取甘蔗叶片,使用iTRAQ技术对蛋白质组进行研究。结果显示,桂糖29号中有定量信息蛋白1429个,差异表达蛋白290个,其中上调表达蛋白153个,下调表达蛋白137个;崖城71-374中有定量信息蛋白1576个,差异表达蛋白125个,其中上调表达蛋白55个,下调表达蛋白70个。抗病品种桂糖29号中差异表达蛋白数多于感病品种崖城71-374,且桂糖29号在KEGG富集到的代谢通路也更多,可能被侵染后抗病品种的免疫调节机制更为复杂,涉及的调控通路网更广。经对光合作用、抗氧化系统、钙信号、苯丙烷类代谢、激素相关差异表达蛋白及共有差异表达蛋白分析,发现光合作用通路、ROS、ABA、钙信号通路相关蛋白在2个品种中多为上调表达,且桂糖29号的上调表达蛋白数多于崖城71-374,可能参与甘蔗后期对黑穗病的应答。植物抗病是一个复杂的过程,需要多种功能与途径参与调控。在本实验中没有发现苯丙烷类代谢途径及一些酶(谷胱甘肽过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽硫转移酶、过氧化氢酶)、激素(生长素、乙烯、赤霉素)参与甘蔗的抗病过程,可能与采样时间有关。     

固氮细菌DX120E的gfp标记及对不同甘蔗品种的接种效应

[目的]研究固氮菌株DX120E在甘蔗幼苗中的侵染定殖及其对不同甘蔗品种生长生理的影响,为进一步分析该固氮菌与甘蔗的相互作用机制提供参考依据.[方法]以3个甘蔗品种ROC22、B8和GT21为试验材料,将DX120E用gfp基因标记后,以浸根法接种甘蔗,观察其在甘蔗中的侵染定殖情况,分别在接菌后60、90和120 d,调查甘蔗的株高、叶绿素含量及鲜重,并测定氮代谢关键酶活性指标.[结果]获得了稳定表达的DX120E-gfp接合子菌株;接种后第7 d ,在3个甘蔗品种的根部和叶片中均检测出nifH基因表达,片段大小约为360 bp.荧光显微镜观察结果表明,接种后第7 d,固氮菌定殖在甘蔗的根毛区、新生侧根处、根断裂伤口处及叶片横切处.盆栽试验结果表明,接种固氮菌DX120E对3个甘蔗品种有明显促生作用,与不接菌对照相比,接菌后120 d,ROC22、B8和GT21的株高分别增加23%、20%和14%,地上部分鲜重分别增加25%、31%和11%,地下部分鲜重分别增加40%、34%和30%.且3个甘蔗品种叶片的谷氨酰胺合成酶和硝酸还原酶活性总体上高于对照.[结论]采用菌液浸根法接种甘蔗,固氮菌DX120E能在甘蔗根部定殖并向地上部分转移定殖.采用该方法处理甘蔗,对甘蔗有明显的促生效应,但不同品种间存在一定差异.     

转SoSUT5基因甘蔗的生长特性

【目的】研究甘蔗蔗糖转运蛋白So SUT5基因对甘蔗主要农艺性状和相关生理生化特性的影响,为评价转基因甘蔗的生长情况及验证So SUT5基因的功能提供参考。【方法】通过PCR扩增和测序验证6个转So SUT5基因甘蔗品系(T1、T2、T3、T6、T9和T11),以野生型甘蔗B8植株为对照,在苗期、分蘖期、伸长期和成熟期分别测定甘蔗的株高、茎径、叶绿素相对含量和+1叶叶面积,成熟期时测定蔗茎的可溶性糖含量。【结果】通过PCR扩增测序获得6个转So SUT5基因甘蔗品系的目的基因序列,表明导入的So SUT5基因已整合到甘蔗基因组DNA中。除T6外,其他5个转基因甘蔗品系的株高、茎径和+1叶叶面积均高于对照,其中成熟期时5个转基因甘蔗品系的茎径和+1叶叶面积均显著高于对照(P0.05,下同),T1、T2和T9的株高及T1、T2和T11的叶绿素相对含量显著高于对照。成熟期时6个转So SUT5基因甘蔗品系的可溶性总糖含量均高于对照,其中T2、T9和T11的可溶性总糖含量极显著高于对照(P0.01),分别比对照高40.3%、40.3%和33.4%。【结论】So SUT5基因在甘蔗中过表达可促进甘蔗生长,并可提高蔗茎的可溶性总糖含量。由此推测,该基因可能与甘蔗节间糖分积累有关,且对甘蔗生长起促进作用。     

高产高糖强宿根性甘蔗新品种桂热2号的选育

【目的】针对当前甘蔗生产上需要解决的问题,开展选育高产、高糖、抗逆性强等综合性状优良的甘蔗新品种。【方法】以高糖、分蘖强、宿根性好的‘粤糖91-976’为母本,‘新台糖20号’为父本进行常规有性杂交,按照“五圃制”法进行选育,经过各级圃筛选、评比分析,选育出1个优良的甘蔗新品种‘桂热2号’。【结果】‘桂热2号’植株较高,中大茎种,出苗率较高,成茎率高,易脱叶,田间黑穗病自然发病率低,达到高抗水平,抗旱、耐寒能力强,可忍受较长时间干旱或低温天气,宿根性好,比较适合中小型机械化收获。在2015—2017年广西区域试验中3年(1年新植、2年宿根)平均蔗茎产量、蔗糖产量分别为116.14 t/hm²、15.49 t/hm²,比对照‘新台糖22号’增产33.22%、增糖32.05%。【结论】该品种于2020年通过中华人民共和国农业农村部非主要农作物品种登记[登记编号：GPD甘蔗(2020)450040],适合在广西、四川等地推广种植。