甘蔗健康种苗宿根矮化病的荧光定量PCR检测

通过对甘蔗健康种苗宿根矮化病的荧光定量PCR检测技术的研究,建立和完善检测甘蔗健康种苗体内甘蔗宿根矮化病病菌的实时PCR技术体系。选择经蔗汁检测宿根矮化病呈阳性的6株‘新台糖22号’甘蔗,经甘蔗健康种苗生产程序,获得健康种苗组培苗,利用实时荧光PCR技术检测甘蔗宿根矮化病病原菌基因在组培苗样本中的表达水平。实时荧光定量PCR检测结果为：10个不同处理的组培苗样本的PCR产物电泳检测未出现目的条带,10个样本的平均Ct值在37~39之间,甘蔗宿根矮化病病原菌基因在10个样本中不表达。10个健康种苗样本中不携带甘蔗宿根矮化病原菌,利用甘蔗健康种苗生产技术能够比较彻底地去除甘蔗宿根矮化病病原菌。     

云南甘蔗宿根矮化病发生危害调查与病原检测

为了明确云南蔗区甘蔗宿根矮化病(Ratoon stunting disease, RSD)的发生危害情况,为推广应用甘蔗温水脱毒健康种苗和有效防控甘蔗宿根矮化病提供科学依据。于2012—2014年,对云南省18个蔗区的甘蔗宿根矮化病发生危害情况进行了全面系统调查,并采用PCR技术对田间采集的1091 个蔗茎样品进行RSD检测。结果表明,825 个样品为阳性,阳性检出率75.6%;18 个蔗区都检测出RSD,阳性检出率56.4%~88%;28 个主栽品种均感染RSD,阳性检出率51.2%~100%,其中‘粤糖82-882’、‘粤糖93-159’、‘粤糖00-236’、‘粤糖60’、‘桂糖11’、‘桂糖17’、‘桂糖94-119’、‘赣蔗18’、‘云引58’、‘德蔗93-94’等10 个品种感病严重,RSD检出率在90%以上;不论是新植、宿根,还是水田、旱地甘蔗均感染RSD;可见RSD已在云南各蔗区普遍发生且危害严重,是导致甘蔗减产、宿根年限缩短及严重威胁云南蔗糖产业稳定可持续发展的一种重要病害。     

甘蔗宿根矮化病菌PCR检测及目的片段核苷酸序列分析

根据甘蔗宿根矮化病（Ratoon Stunting Disease, RSD）病原细菌（Leifsonia xyli subsp. xyli，Lxx）16S-23S rDNA基因间隔区核苷酸序列设计的一对特异性引物，建立了甘蔗宿根矮化病PCR检测方法；同时对PCR扩增的目的片段核苷酸序列进行测定与分析。结果表明广东湛江蔗区RSD病菌16S-23S rDNA基因间隔区核苷酸序列与巴西、澳大利亚及美国路易斯安娜州RSD株系基因组相应区段核苷酸同一率接近100%，病菌高度的同源。而与近缘的木质部赖氏杆菌狗牙根变种（Leifsonia xyli subsp. Cynodontis，Lxc）和形态上相近的马铃薯环腐病菌（Clavibacter michiganensis subsp. Michiganensis）基因组相应区段核苷酸同一率较低，存在明显的分化。     

湛江农垦蔗区甘蔗宿根矮化病调查研究

甘蔗宿根矮化病(Ratoon Stunting Disease,RSD)是一种世界性的重要甘蔗病害，对甘蔗生产为害较重。为了明确湛江农垦蔗区甘蔗RSD的发生情况，为健康种苗生产提供科学依据。本文应用斑点杂交酶链免疫法(Dot Blot Enzyme linked Immuno Assay，DB-EIA)，对随机采于湛江农垦丰收、华海及广前三个主要蔗区的1935个蔗茎样品进行检测。结果表明，1935个样品中，RSD检出率为62.84%；广前公司蔗区、华海公司蔗区及丰收公司蔗区RSD发生率分别为95.3%、80.9%及41.0%；主要栽培品种新台糖22号、新台糖25号、粤糖89-113、粤糖79-177的RSD检出率分别为55.0%、54.2%、84.3%及94.8%；新植蔗发生率64.2%，宿根蔗发生率61.3%；调查的12个品种和84个甘蔗生产队均可检测出RSD。RSD在湛江农垦蔗区已普遍发生且发生率较高，主要栽培品种感病严重。     

宿根矮化病菌诱导甘蔗差异表达基因的cDNA-SCoT分析

宿根矮化病是危害严重的世界性甘蔗主要病害之一,为了探究甘蔗在该病胁迫下的抗病分子机制,本研究以甘蔗品种新台糖22健康植株为材料,利用含有宿根矮化病病原菌的蔗汁诱导其抗性,分别在接种后2、4、6、8和10 d取样,构建宿根矮化病侵染处理与对照的RNA混合池,利用cDNA-SCoT法进行差异显示研究。结果表明,80条SCoT引物扩增出500多条带,长度在100~1800 bp之间。从中筛选出30个差异明显的条带,测序后序列拼接,获得22条高质量的EST序列。生物信息学分析显示,对甘蔗宿根矮化病的差异基因主要涉及能量代谢、防卫反应、信号转导、蛋白质类代谢等方面。进一步基因功能分析显示,油菜素内酯合成蛋白、NBS-LRR类抗性蛋白、茉莉酸诱导蛋白、α-微管蛋白、ABA胁迫成熟蛋白、富含脯氨酸蛋白、翻译起始因子eif-2b α亚族等可能参与了甘蔗宿根矮化病病原菌互作的过程。     

6个甘蔗优良新品种（系）宿根性状结果分析

通过对甘蔗优良新品种(系)桂糖08-120、桂糖07-108、桂糖06-1215、桂糖06-2081、海蔗22号、柳城07-150、新台糖22号(CK)的品比试验,进行一新两宿试验观察,对各参试品种(系)相关农艺及产量性状等进行综合分析,评价各品种(系)宿根性的优劣,为甘蔗新品种的登记及推广应用提供参考。     

不同宿根年限甘蔗品种内源激素及酶活性分析

不同甘蔗品种的宿根性强弱存在很大差异,为探究不同宿根年限甘蔗品种间的表现,以桂热2号（GR2）和对照新台糖22号（ROC22）为研究对象,测定宿根萌发期根、茎、叶中可溶性糖、可溶性蛋白、内源激素含量及相关酶活性指标。结果显示,可溶性糖和可溶性蛋白主要集中部位是茎和叶,GR2的5年宿根蔗的茎部可溶性糖含量最高;GR2中脱落酸（ABA）含量降幅最大,与宿根性强弱关系紧密,赤霉素（GA₃）与宿根性的强弱成负相关,与ABA和生长素（IAA）的变化趋势相反;植物过氧化氢酶（CAT）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性与宿根性强弱成正相关,蔗糖合成酶（SS）活性与宿根性强弱成负相关,植物蛋白酶（Protease）在GR2的5年宿根蔗中活性最高;通过极点排序法计算得到ABA、IAA、GA₃、CAT、PAL、Protease、SOD和SS的权重系数,分别为0.186、0.136、0.107、0.074、0.115、0.165、0.056和0.159。其中ABA含量、Protease和SS活性的权重系数较大,说明这3个指标对甘蔗宿根性的影响较大;宿根萌发期各品系宿根性强弱排序为GF>GT>RT>RF,说明GR2的宿根性强于ROC22,桂热2号是值得推广的强宿根性品种。     

引进甘蔗品种黑穗病抗性鉴定及结果分析

为了探明新引进甘蔗品种对黑穗病的抗性水平,为甘蔗抗黑穗病育种提供材料。以采自广东省甘蔗主产区湛江的甘蔗黑粉菌混合冬孢子作为接种源,采用浸渍接种法,对17个引进品种进行一造新植一造宿根黑穗病抗性鉴定,鉴定结果表明抗性水平为抗（R）的品种有Q200B、Q124、Q171、Q190、Q138、Q208、Q151、Q96,占参试品种的47.1%;抗性水平为中抗（MR）的品种有Q135、Q170、Q182、Q183,占参试品种的23.5%;抗性水平为感病（S）的品种有Q155,占参试品种的5.9%;抗性水平为高感（HS）的品种有Q157、Q200A、Q117、Q120,占参试品种的23.5%;没有抗性水平达高抗（HR）的品种。此外,还初步推断出广东省湛江蔗区应该存在3个或3个以上甘蔗黑粉菌生理小种。     

宿根性特强甘蔗品种桂糖29号及高产栽培技术

桂糖29号是广西农业科学院甘蔗研究所以崖城94-46为母本、ROC22号为父本选育而成的甘蔗新品种。其母本崖城94-46具有植株直立、大茎、病虫害少等优良性状;父本ROC22号具有生长快、植株高、生势好、糖分高、高产稳产等优良特性。2006-2007年进行品种比较试验,桂糖29号因早熟、高糖、宿根性好等优良性状表现突出而进入区域试验。2007-2008年进行广西甘蔗品种区域试验,2008-2009年进行广西甘蔗品种生产示范试验,桂糖29号均表现早熟、高糖、稳产、宿根性好等优良性状。于年通过广西壮族自治区品     

地膜覆盖对新植及其宿根甘蔗增产的连续效应

甘蔗地膜覆盖栽培在我国各蔗区均已普遍表现增产增糖,提高经济效益。但是,地膜覆盖栽培对新植及其宿根蔗增产的连续效应研究,国内外还未见比较完整的报道。本研究试图就此为甘蔗地膜(膜厚0.015毫米)覆盖栽培提供一些理论依据。     

广西蔗区检测发现检疫性病害甘蔗白条病

为明确2016年在广西北海、来宾、百色蔗区发现的疑似甘蔗白条病症状蔗株致病病原。利用白条黄单胞菌特异性引物XAF1/XAR1对采自这3个蔗区的62份疑似病样进行PCR检测鉴定。鉴定结果表明：62份疑似病样都能够获得约600 bp的特异性片段,所得序列完全一致大小均为608 bp（GenBank登录号：KY315183--KY315203),其与白条黄单胞菌raxB1基因核苷酸序列（GenBank 登录号：FP565176）一致性为100%,在系统进化树中处于同一分支。田间调查结果显示：甘蔗品种‘桂糖46号’、‘桂糖06-2081’对于白条黄单胞菌高度感病,病株率一般为18%~50%,严重田块高达100%;染病严重蔗株全叶枯萎,茎的节部长出许多侧芽,侧芽叶片具白色条纹,造成大幅度减产减糖。本研究在广西蔗区检测发现由白条黄单孢菌引起的检疫性病害甘蔗白条病。     

果蔗健康种苗田间效果评价

甘蔗宿根矮化病(ratoon stunting disease,RSD)和花叶病(sugarcane mosaic disease,SMD)是引起果蔗种性退化的主要原因,其有效的防治方法是种植果蔗健康种苗。为评价果蔗健康种苗的田间效果,笔者进行果蔗健康种苗与其普通种茎苗新植田间比较试验,并应用分子检测技术对种苗甘蔗宿根矮化病菌和甘蔗花叶病病原病毒（甘蔗花叶病毒、高粱花叶病毒及甘蔗线条花叶病毒）进行检测。结果表明,果蔗健康种苗较其普通种茎苗蔗茎产量增产23.85%,甘蔗蔗糖分提高0.36个百分点;茎长增长20.6 cm、节间增长2.47 cm、单茎重增重0.65 kg;萌芽快,萌芽率提高24.6个百分点,分蘖率提高18.4个百分点,但两者的有效茎数差异不明显。健康种苗未检测出甘蔗宿根矮化病菌及甘蔗花叶病毒、高粱花叶病毒、甘蔗线条花叶病毒。研究表明,果蔗健康种苗具有显著的增产提质效果。     

甘蔗谷胱甘肽硫转移酶基因SoGST-1a的克隆与表达分析

克隆甘蔗谷胱甘肽硫转移酶(Glutathione S-transferase,GST)基因,并分析其序列特征和表达谱,为甘蔗抗旱育种提供基因来源。本研究采用电子克隆和RT-PCR技术从甘蔗品种‘新台糖22号’中克隆到一个甘蔗GST基因,命名为SoGST-1a。通过生物信息学软件分析其序列特征,采用实时荧光定量PCR检测其表达谱。序列分析表明该基因cDNA全长702 bp,编码224个氨基酸,预测的蛋白分子式为C₁₁₁₇H₁₇₅₀N₃₀₀O₃₂₈S₆,蛋白分子量为24.82 kDa,等电点为5.96。蛋白疏水性分析推测其为亲水性蛋白。保守结构域预测表明SoGST-1a蛋白具有2个GST结构域。系统进化树分析表明该基因与玉米Zeta类GST蛋白亲缘关系最近。荧光定量PCR分析显示,干旱胁迫下SoGST-1a基因下调表达。研究结果表明,SoGST-1a基因可能在甘蔗干旱胁迫中并不发挥一定作用。这些结果为深入了解SoGST-1a基因的生物学功能奠定了基础。     

贵州主要蔗区高粱花叶病毒(SrMV)的PCR检测

为了弄清贵州主要蔗区甘蔗花叶病害发生情况,本研究通过PCR检测方法,对采自贵州主要蔗区的52份疑似花叶病样品进行检测,结果表明:39份样品呈阳性(检出率为75%)。对阳性样品的PCR扩增产物测序比对,PCR扩增产物的基因序列与Gen Bank中SrMV分离物的基因序列同源性在96%~99%,由此证实贵州主要蔗区甘蔗普遍感染SrMV。     

甘蔗种质对甘蔗蓟马的耐害性研究

通过自然种群接虫方法,开展12个甘蔗种质对蓟马的耐害性评价。结果表明,不同甘蔗种质虫害水平存在较大差异,其中‘云蔗15-507’为害最轻（虫害指数为13.33%）,‘云蔗14-1010’为害最重（虫害指数为73.33%）。相关分析结果显示,虫害指数与卷叶率相关性最强(R=0.9758),蓟马成虫数与虫害指数、卷叶率呈弱相关关系。耐害性由强到弱划分,可将12个甘蔗种质分为4个耐害等级,其中‘云蔗135-507’、‘云蔗15-1679’和‘云蔗14-1289’为1级,‘云蔗11-3898’和‘云蔗14-1215’为2级,‘云蔗14-1208’、‘云蔗15-1692’、‘云蔗13-1821’和‘云蔗12-1185’为3级,‘粤糖93-159’、‘云蔗13-1182’和‘云蔗14-1010’为4级。对耐害性甘蔗种质相关生理生化指标分析结果表明,虫害指数与多酚氧化酶(PPO)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性呈显著的负相关关系,与过氧化氢酶(CAT)活性有弱的正相关相系,与苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性、过氧化物酶(POD)活性及丙二醛(MDA)含量等无相关关系。     

六个不同甘蔗材料的抗螟性比较

为研究不同甘蔗种质资源材料抵抗螟虫的差异性,采用螟虫自然侵染的方法,比较6 个不同甘蔗材料的抗螟性。结果显示,在分蘖期,‘新台糖22’、‘新台糖1626’、‘海大32’和‘海大1 号’的抗螟性表现较强,而‘湖光1 号’的抗螟性表现最弱;在成熟期,‘海大32’、‘新台糖22’、‘海大1 号’和‘新台糖8029’的抗螟性表现较强,而‘湖光1 号’的抗螟性同样表现最弱;按照甘蔗螟害分级标准,‘新台糖1626’在生长前期表现出3 级中抗,但是在成熟期却表现出5 级感病;‘新台糖22’在生长前期表现出3 级中抗,但是在成熟期却表现出4 级中感;而‘海大1 号’则一直维持在4 级中感状态。由此可见,不同甘蔗材料在生长发育的不同时期对螟害的侵染呈现出不同程度的抵抗反应;同一甘蔗材料在不同生长时期所表现出来的抗螟性强弱亦有所不同。