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。     

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。     

香蕉对尖孢镰刀菌热带4号小种的抗性评价方法的建立

为了准确快速地评价香蕉对枯萎病病原菌尖孢镰刀菌古巴专化型（Fusarium oxysporum f. sp. cubense）热带4号小种（Tropical race 4,Foc TR4）的抗性,在温室条件下以浸根法和改良的灌根法将Foc TR4接种至不同抗性的香蕉品种,比较分析接种后香蕉的发病情况,并检测了两个Foc TR4的特异引物的扩增效率,以完善评价方法。结果显示,利用两种方法接种都能体现香蕉的抗性,但改良的灌根法在孢子浓度为1 × 10⁴时的接种效果最好,接种后各品种发病情况与品种本身的实际抗性最为接近。特异引物Foc TR4 F/R的扩增效率较高,1次和2次PCR分别能有效检测发病等级为3和1以上的香蕉球茎。     

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...     

‘春甜橘’及其突变体果皮差异相关蛋白质组分析

【目的】柑橘自然芽变材料是柑橘育种的重要来源。‘明柳甜橘’(Citrus reticuiata Blancocv.Mingliutianju,MP)是从‘春甜橘’(C.reticuiata Blanco cv.Chuntianju,CP)中选育出的自然芽变品种。分析‘春甜橘’与其自然芽变‘明柳甜橘’果皮差异蛋白质,探讨导致两品种形态差异的原因。【方法】以花后12周和23周的‘明柳甜橘’和‘春甜橘’果皮为材料,采用双向电泳技术(Two-dimensional gel electrophoresis,2-DE)分离获得野生型与突变型差异表达蛋白点,利用MALDI-TOF-MS质谱鉴定技术分析相关差异蛋白质,并进行功能注释和生物信息学分析。【结果】将提取的果皮总蛋白质经双向电泳后,分别采用硝酸银和考马斯亮蓝染色法进行蛋白质凝胶染色,均获得了清晰的2-DE电泳图。2-DE图谱经Image Master 2D软件分析表明,硝酸银染色法能检测到约1 200个蛋白点,考马斯亮蓝染色法能检测到约500个蛋白质点,从中各选取20个变化丰度2倍以上且重复性好的蛋白点进行MALDI-TOF-MS质谱鉴定和数据库检索分析,共有33个蛋白质有功能注释,其中17个蛋白质在‘明柳甜橘’果皮中表达上调,16个表达下调。按照33个差异蛋白质的功能,可将其分为11类,它们分别参与糖类/能量代谢、胁迫/防御反应、核酸代谢、氨基酸代谢、转录、氮代谢、脂肪酸代谢、蛋白修饰与降解以及未知类。利用KOBAS(KEGG Orthology-Based Annotation System)在线功能分析平台对33个差异表达蛋白质进行信号通路分析,其中18个差异蛋白质有KO注释,共涉及31条信号通路,按照P值大小排列,类黄酮生物合成过程位居第一,说明该信号通路最有可能参与春甜橘芽变形成过程。【结论】综合分析‘春甜橘’和‘明柳甜橘’基因水平及蛋白质水平的差异,推测可能是由参与类黄酮生物合成过程的差异表达基因尿苷二磷酸葡萄糖基转移酶基因和差异表达蛋白咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶的差异表达导致了二者的表型差异。     

春甜橘及其芽变品种明柳甜橘特性的比较研究

‘明柳甜橘’是从‘春甜橘’中选育出来的柑橘品种,果实品质优良,在粤东地区成熟期为2月下旬至3月中旬。本研究经过多年田间观察和分析,比较系统地分析了明柳甜橘与春甜橘形态特征,表明两者物候期、生长和结果习性相似,但明柳甜橘树势生长相对旺盛,坐果率高,平均单果重约比春甜橘大37.0%,而且果皮较厚,果面有明显柳纹,采前裂果少。果实品质方面,两者可溶解性固形物、总糖、Vc和果肉中膳食纤维含量差异不显著,但明柳甜橘的总酸含量、果肉及果皮中粗纤维含量显著高于春甜橘。     

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。     

香蕉抗寒分子机制研究进展

香蕉是世界上最受欢迎的水果之一,也是第四大粮食作物,低温是影响其种植区域、生长发育、产量和品质的重要环境因素.近年来,随着基因组学和蛋白质组学等分子生物学技术的深入发展,香蕉抗寒分子机制的研究取得了较大进展,笔者重点从生物膜、磷酸化信号通路、基因表达、蛋白表达4个层面综述香蕉品种抗寒性差异的分子机制和调控途径,旨在为香...     

香蕉主要栽培类型的分类及其起源和演化的研究进展

香蕉是芭蕉科芭蕉属的草本果树,是世界上重要的热带水果之一,同时也是仅次于水稻、小麦和玉米的第四大粮食作物。栽培香蕉品种可简单分为鲜食蕉和主食蕉,大多为三倍体,其遗传背景十分复杂。研究栽培香蕉品种的起源和演化,对加快香蕉育种进程具有重要的指导意义。近年来香蕉种质资源的分子系统学研究取得较大进展,为开展育种工作提供了很多有用的遗传信息。该文更新了与栽培香蕉关系密切的芭蕉属内各野生种质的分类,对全球常见的栽培类型及其品种特点进行了归纳整理,包含7个基因组类型在内的18个栽培类群。同时,对常见栽培类群（AAA、AAB、ABB、AB）的起源及演化,特别是近期A基因组的祖先种溯源等方面进展进行了总结,并提出了研究展望。该文系统性地总结香蕉栽培品种的起源及演化等方面的科研进展,可为挖掘优异种质和基因资源,指导香蕉育种等方面的研究提供借鉴。