基于生氰糖苷降解途径基因表达特性的木薯品种对二斑叶螨的抗性机制初探

为初步探究生氰糖苷降解途径2个基因α-HNL和β-glu在木薯品种对二斑叶螨抗性中的作用,本研究以抗螨木薯品种‘C1115’‘缅甸’‘SC9’和感螨木薯品种‘SC205’‘面包’‘BRA900’为材料,分析木薯生氰糖苷降解途径基因及其编码的生化酶在二斑叶螨取食木薯品种不同部位叶片（上部、中部和下部）不同时间后（1、4 d）的表达量及酶活性的变化情况。结果表明,α-HNL在感螨木薯品种上部和中部叶片中的表达量随螨害时间的延长而显著降低;在抗螨木薯品种的不同部位叶片中,α-HNL的表达量均随螨害时间的延长而显著升高,并且以中部和下部叶片的升高趋势更为显著。β-glu在抗、感螨木薯品种不同部位叶片中的表达量均很低,难以比较该基因的表达量在不同木薯品种、不同部位叶片受螨害后的变化情况,但在能检测到的少量样品当中,抗螨木薯品种的占比也多于感螨木薯品种。进一步进行酶活性分析结果表明,抗螨木薯品种受螨害后,随着时间的延长,降解途径基因α-HNL编码的α-HNL酶活性呈逐渐升高或维持不变的趋势,并且以中部和下部叶片的升高趋势更为显著,而在感螨木薯品种中,随着螨害时间的延长,α-HNL酶活性则呈逐渐降低或先升高后降低的趋势;β-glu基因编码的β-GLU酶活性在不同木薯品种中均呈较低的水平,这可能与其对应编码的基因表达量低有关,但总体而言,降解途径2个基因编码的降解酶α-HNL和β-GLU在抗螨木薯不同叶片组织中的活性总体上也显著高于感螨木薯。本研究初步揭示了不同木薯品种受螨害不同时间后,生氰糖苷降解基因和酶可能与木薯对二斑叶螨的抗性有关。     

3个不同木薯品种的代谢产物解析

本研究以3种木薯品种（‘KU50’‘SC205’和‘SC9’）块根为实验材料,采用色谱-质谱联用非靶向代谢组学技术,对8月龄木薯块茎的代谢物进行差异性分析。通过鉴定共获得77个差异代谢物,主要涉及糖及其衍生物、氨基酸、有机酸等,‘KU50’和‘SC205’两个品种的优势代谢产物（相对含量>15%）均为蔗糖,且二者含量基本相当,‘SC9’的优势代谢产物为蔗糖与果糖;‘SC9’中蔗糖、柠檬酸相对含量显著低于‘KU50’和‘SC205’,但果糖、半乳糖、葡萄糖高于二者。利用主成分分析（PCA）发现,3个木薯品种块根代谢物组成结构差异性显著,获得差异显著的33种代谢物中主要涉及糖类及其衍生物、有机酸及其衍生物、生物碱、核苷酸及其衍生物、氨基酸及其衍生物等5个类别。通过GO、KEGG、通路富集分析共注释到14个差异显著性代谢途径,其中,共有16个代谢物富集于氨酰tRNA生物合成途径,9个富集于精氨酸和脯氨酸代谢途径,3个富集于氰基氨基酸代谢途径。本研究通过对3个木薯品种块根代谢物的种类、相对含量、主要代谢物和显著差异代谢物进行分析,阐明了不同木薯品种淀粉品质形成的物质基础。可为后期更好地进行木薯品种改良、品种选育及木薯食品加工提供参考。     

木薯抗旱机制研究进展

从木薯营养器官特性、生理生化特性、抗旱分子生物学与抗旱基因等3个方面对国内外木薯抗旱和耐旱机制及研究现状进行综述,提出了今后研究木薯抗旱机制的重点和方向。     

木薯产业可持续发展的途径与存在问题

分析我国木薯产业中存在的种植分散,产量较低,栽培效益不高,栽培与加工结合不紧密等问题。提出木薯产业可持续发展的途径：成立木薯产业合作社,改进经营模式;发展集约经营,实现产业整体利益最大化;改进栽培方法,提高单位面积产量;加工与栽培紧密结合,不断增加产业经济效益;注重木薯废弃物的利用,保持木薯连续稳产高产。     

木薯废弃物综合利用研究进展

木薯在种植、收获、加工过程中会产生木薯叶、木薯杆、木薯渣、木薯皮等废弃物,其中,木薯叶可食用、饲用;木薯杆、木薯渣均可作为栽培食用菌的基质,木薯杆还可粉碎还田作为肥料,木薯渣也可生产肥料、饲料、沼气;木薯皮则能制成表面活性炭或作为有机生态无土栽培的主要基质。     

木薯种植地水土保持研究进展

木薯生长过程中,水土流失会影响木薯生长以及最终产量,能否采取良好并且积极的措施进行木薯种植地的水土保持是实现木薯丰产的重要保障。文章归纳了目前木薯种植地水土保持采取的免耕法、有机质补偿以及种植生物绿篱等技术手段的类型和特点,概述了水土流失的主要原因以及对木薯生长和产量的影响,并对未来木薯种植地水土保持的种植以及遥感技术的应用等进行了展望。     

木薯收获机械研究进展

概述国内外块根类作物收获机械的进展,分析比较几种常见的块根、块茎类采收方法,探讨木薯机械收获的作业工艺和解决方案,并展望了木薯收获机械的发展前景。     

木薯饲料化应用研究进展

木薯（Manihot esculenta Crantz）是世界第六大粮食作物,是世界热区近7亿人的基本食物来源,也是我国生产淀粉、变性淀粉、燃料乙醇等化工产品以及饲料的重要原料,在热区消除饥饿、脱贫攻坚和乡村振兴中发挥着重要作用。木薯块根富含淀粉,可提供畜禽生长所需的能量。木薯茎叶中富含蛋白质、纤维素和维生素等多种营养物质,是一种优质的蛋白饲料资源。木薯能量值近似于玉米,饲用发展潜力较大,近年来在猪、羊、鸡等畜禽的饲养中均取得很好的应用效果,将其作为能量饲料,替代玉米等原料对减缓人畜争粮、提高养殖经济效益具有重要的意义。本文综述了木薯的营养价值及其在饲料化应用上的研究进展,并就进一步的研究和利用提出具体建议,以期为今后木薯饲料化产业发展提供参考。     

防治木薯细菌性枯萎病的生防菌株筛选和防效测定

从木薯8个不同生境分离到298株细菌,测定其产酶、次生代谢物和颉颃活性,结果表明,产蛋白酶、纤维素酶、葡聚糖酶和生长素的菌株和比例分别为160(53.69%)、57(19.13%)、11(3.69%)和150(50.34%),产嗜铁素菌株最多203个,比例达68.12%;产几丁质酶的菌株最少7株,比例仅为2.35%;其中,9株菌株对木薯细菌性枯萎病菌具有颉颃活性,比例为3.02%。通过赋值选择88个得分较高的菌株,对其16S r RNA测序及ARDRA-PCR和BOX-PCR聚类分析,发现可分成21个簇,且每个簇的种群丰度较高。优选11个菌株进行日光温室大棚盆栽防效测定,其中,HWY-3-1防效为100%,防效在60%以上的菌株有DBS-5(85.96%)、HS-4-3(82.88%)、DHWP-1(79.37%)、HWYT-3-2(77.88%)、HWS-4-3(77.84%)、DHNS-3-5(65.34%)、DHWR-5-1(61.83%),和对照防效相比,差异显著;进一步选择5个防效较好的潜力菌株测定其田间防效,结果显示,HWY-3-1(Bacillus pumilus)平均防效为38.11%,与对照的防效存在显著差异。试验筛选策略可行,初步找到1株对CBB防效较稳定的生防菌株Bacillus pumilus。     

木薯的抗寒性及北移栽培技术研究进展综述

木薯作为中国三大薯类之一,具有良好的生物学性状,主要适宜在热带和亚热带种植,光合作用效率较高,淀粉产量在高等植物中非常突出。木薯的用途极为广泛,除食用外,可大量加工成工业产品。本文介绍了近几年木薯在抗寒性的生理生化、抗寒性的分子生物学、抗寒育种及北移栽培技术等领域的最新研究进展,并对木薯抗寒性和北移栽培的未来研究进行了展望。     

木薯染色体的C-分带研究

应用高温干燥法显示13份木薯种质的C-带(即染色体的结构异染色质带的简称)。结果表明:C-带带型在种质间有较大的变异性和特异性,主要表现在C-带的带纹总长度不同,尤其是带纹的类型有明显差异。这种差异可用以构建木薯染色体图谱。C-带带纹在染色体上的分布可分为5种类型,其中以Ⅰ类型居多,各种C-带带纹类型的染色体数目所占比例在种质之间的变异较大,Ⅲ和Ⅳ类型在各种质之间的变异更大。13份种质间的异染色质含量差异达极显著,且随杂交次数增多,染色体组中异染色质比例趋于增高。还对高温干燥法的机理进行了探讨。      

我国木薯产业的发展趋势与市场分析

对我国的木薯种植,木薯淀粉(变性淀粉),木薯酒精行业的发展现状进行阐述,展望其发展趋势。     

桂林市木薯套种花生试验初报

在桂林市进行木薯套种花生试验研究。结果表明：木薯套种花生能显著提高木薯和花生的产量,并且对木薯和花生农艺性状有良好的促进作用;当木薯和花生的间作距离为40 cm时,套种效果最好,木薯鲜薯产量86.97 t/hm2,干花生荚产量2 896.78 kg/hm2,套种模式收益明显提高。     

索引

在对我国木薯主栽区的调查中发现,疫霉根腐病在云南、海南、广西、广东等地普遍发生,已经成为木薯产业中一个值得关注的新问题。采用室内离体接种法进行了59份木薯种质的抗性评价,结果发现仅有6份种质为高抗,占10.20%,11份种质为高感,占18.64%,大部分种质均表现出一定程度的感病性。田间活体接种进一步证明SC11为高抗,而GR4为高感。     

木薯种茎地窖越冬贮藏技术

系统介绍一套相对较高纬度区域(江西)木薯种茎地窖越冬贮藏技术。