木薯抗细菌性枯萎病生理特性研究

[目的]探讨木薯抗细菌性枯萎病的生理特性,为木薯抗细菌性枯萎病品种选育提供依据.[方法]以木薯品种新选048为试验材料,采用桶栽方式室外种植木薯,在木薯苗期和块根形成期以针刺法接种细菌性枯萎病病原菌,以不接种病原菌的木薯叶片为对照,分别于接种后7和14 d采样测定脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、可溶性糖和可溶性蛋白含量及过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性,对比分析人工接种侵染后发病叶与健康叶的生理指标差异.[结果]细菌性枯萎病病原菌接种侵染后,木薯发病叶片的Pro含量及POD、PPO和CAT活性均高于对照.苗期接种7和14 d后,接种病原菌叶片的Pro含量分别较对照极显著提高83.3%和112.5%(P<0.01,下同),块根形成期接种7和14 d后,接种病原菌叶片的Pro含量分别较对照极显著提高110.2%和120.2%;苗期和块根形成期接种14 d后,接种病原菌叶片的MDA含量分别较对照显著降低30.9%和17.9%(P<0.05,下同),POD活性分别较对照极显著提高66.7%和96.4%,PPO活性分别较对照显著提高43.1%和30.4%,CAT活性分别较对照显著提高31.2%和28.9%.苗期和块根形成期2次接种侵染后发病叶片的可溶性糖含量、SOD活性和PAL活性多无显著差异(P>0.05).[结论]木薯叶片的Pro和MDA含量及POD、PPO和CAT活性与木薯抗细菌性枯萎病有密切关系,这些指标可作为木薯抗细菌性枯萎病评价的生理指标.     

木薯不同品种朱砂叶螨抗性与其叶片内含物的关系

为揭示木薯抗朱砂叶螨机理,以2个木薯品种‘新选048’和‘桂热4号’为材料,在朱砂叶螨发生危害时期,观察不同木薯品种受害程度并对其抗螨性进行鉴定,测定叶片单宁、可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸及叶绿素的含量,分析各生理指标与朱砂叶螨危害程度的关系。结果表明,‘新选048’对朱砂叶螨的抗性优于‘桂热4号’。不同木薯品种,叶片单宁、可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸及叶绿素含量不同;‘新选048’叶片单宁及叶绿素含量均高于‘桂热4号’,而可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸含量则反之;螨害指数与单宁含量、叶绿素含量呈极显著负相关,与可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸含量呈极显著正相关。木薯抗螨性与叶片中的可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸、单宁、叶绿素含量密切相关,这些指标可作为木薯对朱砂叶螨抗性评价的主要指标。     

连作与轮作下木薯产量及土壤微生物特征比较

本研究以木薯品种新选048为材料,利用高通量测序技术比较研究木薯连作与轮作的土壤微生物丰度、多样性、群落组成,并结合土壤三相比和木薯产量综合分析,探讨木薯连作障碍与土壤微生物的关系。结果表明：木薯连作土壤的细菌丰度、多样性高于轮作,连作细菌的OTU数目比轮作高23.05%,Chao1指数比轮作高463.2,香农指数比轮作高0.41;而连作真菌丰度、多样性低于轮作,轮作真菌的OTU数目比连作高19.57%,Chao1指数比连作高217.5,香农指数比连作高0.76;连作土壤容重比轮作高0.24 g/cm ³;土壤三相比,木薯连作的土壤固相比率比轮作高6.69%,液相比轮作高3.03%,而气相比率比轮作减少9.72%,差异显著（P<0.05）;轮作木薯产量比连作增产11.99 t/hm ²,差异显著（P<0.05）。由此可见,土壤微生物组和土壤三相比的变化与木薯连作障碍有密切关系,采取栽培管理措施调节土壤微物组成和土壤三相比,是克服木薯连作障碍的有效途径。     

木薯SCARECROW-LIKE(SCL)基因克隆、生物信息学及非生物胁迫下表达分析

[目的]克隆木薯SCARECROW-LIKE(MeSCL)基因,对其进行生物信息学分析,并检测其在非生物胁迫下的表达情况,为深入研究木薯MeSCL基因响应非生物胁迫的调控机制提供理论参考.[方法]以木薯品种D346为材料,采用RT-PCR克隆MeSCL基因编码区(CDS)序列,并利用生物信息学分析软件进行序列特征分析,采用实时荧光定量PCR检测其在干旱、盐、氧化和低温胁迫下木薯叶片中的表达情况.[结果]克隆获得的MeSCL基因编码区(CDS)序列全长1655 bp,与参考序列(GenBank登录号LOC110627921)仅存在2个碱基的差异,开放阅读框(ORF)的长度为1560 bp,编码519个氨基酸,编码蛋白分子量为57.84 kD,等电点(pI)为6.08,脂肪系数为80.46%,总平均亲水性指数为-0.195,为亲水性蛋白,含有1个信号肽、6个从内部到外部的跨膜螺旋区和5个从外部到内部的跨膜螺旋区,定位于细胞核和内质网中,属于GRAS蛋白家族成员,具有该家族的保守结构域.MeSCL蛋白三级结构模型显示,该蛋白含有14个典型的α螺旋、10个β-折叠和36个β-转角.MeSCL蛋白与橡树HbSCL蛋白的相似性最高,为90.80%,与蓖麻RcSCR、胡杨PeSCL、毛果杨PtSCR、可可树TcSCR和哥伦比亚锦葵HuSCL蛋白的相似性在80.00%左右.MeSCL基因受干旱、盐、氧化和低温胁迫诱导表达量整体呈升高趋势,但在不同处理时间的表达量存在明显差异,其中,干旱和氧化胁迫下,MeSCL基因均在处理24 h时表达量最高,分别是对照的6.05和11.17倍,而盐和低温胁迫下,MeSCL基因均在处理6 h时表达量最高,分别是对照的11.76和3.80倍.[结论]MeSCL基因参与木薯植株的非生物胁迫响应,正向调控其抗非生物胁迫能力.     

木薯不同时期施钾对淀粉合成关键酶活性和淀粉积累的影响

以木薯品种新选048为材料,在施氧化钾(K_2O)300 kg/hm~2的水平下,分别在种植前作基肥、苗期作苗肥和结薯期作结薯肥3个不同时期施用,探讨不同时期施钾对木薯淀粉合成关键活性和淀粉积累的影响。结果表明,苗期施钾块根产量和淀粉产量最高,其次是种植前施钾,再次是结薯期施钾。木薯不同时期施钾对块根蔗糖、还原糖、可溶性总糖含量有显著的影响,苗期施钾更有利于提高块根的蔗糖、还原糖和可溶性糖含量。木薯不同时期施钾的淀粉合成关键酶的活性有显著差异,苗期施钾对提高块根腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、游离态淀粉合成酶(SSS)活性、淀粉分支酶(SBE)和叶片蔗糖磷酸合成酶(SPS)的活性效果最好。可见,木薯苗期施钾不仅能有效促进木薯生长,还能提高木薯块根产量和淀粉含量。     

5个木薯品种生理特性与主要农艺性状的研究

对木薯品种西选07、桂垦09-11、辐选01、南植199和华南205的生理特性和主要农艺性状进行比较研究。结果表明,5个木薯品种的叶片叶绿素、蔗糖、可溶性糖含量、农艺性状、产量和淀粉含量有显著差异。西选07块根产量最高,其次是桂垦09-11和辐选01;南植199淀粉含量最高,其次是辐选01和西选07;西选07淀粉产量最高,其次是辐选01和桂垦09-11;西选07单株块根数、块根长、块根粗和块根重最高,其次是桂垦09-11和辐选01;南植199叶片蔗糖和可溶性糖含量最高,其次是西选07和辐选01。叶片蔗糖、可溶性糖含量均与块根淀粉含量呈极显著正相关,可作为高淀粉木薯品种评价的生理指标。淀粉产量综合反映木薯淀粉生产能力,可作为木薯品种品质评价的指标。     

木薯叶片5种防御酶活性与细菌性枯萎病抗性的关系

为鉴定'GR891'和'新选048'2个木薯(Manihiot esculenta Crantz)品种抗细菌性枯萎病等级,分析木薯叶片侵染病原菌后PAL(苯丙氨酸解氨酶)、SOD(超氧化物歧化酶)、POD(过氧化物酶)、PPO(多酚氧化酶)和CAT(过氧化氢酶)5种酶活性,并研究细菌性枯萎病与酶活性关系.利用喷雾法接种...