甜高粱种植及开发研究进展

介绍了甜高粱的生物学特点、种植方法, 论述了甜高粱作为糖源、能源、饲料以及造纸源等的综合开发利用前景．     

冬小麦东农冬麦1号miR5049-3p和miR1120a前体与靶基因的克隆及低温和ABA作用下的表达调控

为研究外源ABA对miRNA响应低温胁迫的影响,利用实验室已有的冬小麦品种东农冬麦1号miRNA库,通过生物信息学手段筛选出了与糖代谢相关差异表达的miR5049-3p和miR1120a,预测出其靶基因分别为 6PGL（6-磷酸葡糖酸内酯酶基因）和FBA（果糖-1,6-二磷酸醛缩酶基因）。生物信息学分析表明,两种miRNA的前体序列均能形成稳定的茎环结构,但其成熟体的碱基保守性较差,它们的启动子序列包含多种响应环境因子的顺式作用元件。经qRT-PCR分析,随着温度的降低,miR5049-3p和miR1120a分别与其靶基因呈负相关调控;外源ABA处理后,随着温度的降低,miR5049-3p和miR1120a的表达量皆呈“升-降-升”的趋势,其靶基因表达则相应明显降低,表明mi5049-3p和miR1120a可能分别负向调控靶基因 6PGL和FBA,进而介导糖代谢途径来响应低温胁迫。     

噻唑磷在甘蔗和土壤中的残留消解动态及风险评估

建立了噻唑磷在甘蔗和土壤中的残留分析方法,并在广东和广西2地进行了10%噻唑磷颗粒剂在甘蔗上残留的田间试验,研究了噻唑磷在甘蔗和土壤中的消解动态和最终残留量,并对甘蔗中噻唑磷可能产生的膳食摄入风险进行了评估。甘蔗样本用乙腈提取,氨基固相萃取小柱净化,采用气相色谱-火焰光度检测器 (GC-FPD) 检测。结果表明:在0.01、0.1和1 mg/kg添加水平下,噻唑磷在甘蔗中的平均回收率为83%～84%,相对标准偏差 (RSD) 为2.6%～3.4%;在土壤中的平均回收率为84%～86%,RSD为4.1%～6.7%。噻唑磷检出限 (LOD) 和定量限 (LOQ) 均为0.01 mg/kg。田间试验结果表明:10%噻唑磷颗粒剂在广东和广西甘蔗中的消解不符合一级反应动力学方程,没有显著的消解规律,呈现的特点是浓度由小到大再变小的趋势,施药后14～21 d甘蔗中噻唑磷的残留量达到最大值0.027 mg/kg;噻唑磷在土壤中消解符合一级反应动力学方程,半衰期为8.6～9.6 d,属易降解农药;噻唑磷在甘蔗和土壤中的最终残留量均小于0.01 mg/kg。膳食摄入风险评估结果表明:甘蔗中噻唑磷对人群的急性膳食摄入风险值为225%,急性膳食摄入风险较大,还需进一步结合噻唑磷在人体内的代谢行为等数据进行综合评估;慢性膳食摄入风险值为57%,表明按照推荐剂量施用10%噻唑磷颗粒剂,慢性膳食摄入风险较低,对消费者健康是安全的。     

应用AMMI和HA-GGE双标图分析甘蔗品种产量 稳定性和试点代表性

对甘蔗区域试验数据进行基因型与环境互作分析,有利于全面了解参试品种的丰产性和各试点的代表性,对优良新品种的推广和品种的区域分布也有着重要意义。本文综合利用AMMI模型和HA-GGE双标图对2014年国家甘蔗第10轮区域试验11个品种和13个试点的蔗茎产量和蔗糖产量数据进行产量稳定性和丰产性分析,评价试点的代表性和分辨力。结果表明:蔗茎产量和蔗糖产量在不同品种和试点间存在极显著差异,品种和试点存在极显著互作效应。‘福农40号’综合表现最佳,是产量高、丰产性好且蔗茎产量和蔗糖产量的稳定性均较强的品种;‘云蔗08-2060’的产量略低于‘福农40号’,但蔗茎产量和蔗糖产量的稳定性强于‘福农40号’;与对照品种‘ROC22’相比,‘粤甘43号’、‘粤甘46号’和‘闽糖02-205’的蔗茎产量和蔗糖产量较高,稳定性中等,‘福农40号’、‘粤甘43号’、‘粤甘46号’和‘云蔗08-2060’均具有较强的适应性,可在适宜蔗区推广应用。综合AMMI和HA-GGE双标图分析结果表明,广东遂溪、云南开远和福建福州具有较高的地点分辨力和试点代表性。因此,AMMI和HA-GGE双标图的综合运用,可更准确直观地评价出各品种的丰产性、稳定性和适应性以及各试点的分辨力和代表性。本研究可为甘蔗新品种的鉴定与推广提供有价值的理论参考。     

低温胁迫对不同品种果蔗膜脂过氧化及渗透调节物质的影响

以4个引种果蔗品种幼苗叶片为试验材料,采用人工模拟低温环境对其进行低温胁迫,测定各品种叶片的相对电导率,丙二醛（MDA）、可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量。结果表明,随处理时间的延长,4个引种果蔗品种幼苗叶片的相对电导率一直保持升高的趋势;MDA含量呈先显著升高后降低的趋势,分别在第7天和第10天达到最大值,顺序均为川蔗26号>拔地拉>闽引黄皮果蔗>桂果蔗1号。低温胁迫下,可溶性糖、可溶性蛋白质、脯氨酸含量呈上升趋势。随着低温处理时间的延长,叶片中可溶性糖和可溶性蛋白质含量明显增加。低温处理初期,脯氨酸含量急剧上升,随着处理时间延长脯氨酸含量开始缓慢降低,但整个过程中脯氨酸含量始终保持在较高水平。各项指标测定结果显示,4个引种果蔗品种的耐寒性表现为桂果蔗1号>闽引黄皮果蔗>拔地拉>川蔗26号。     

结薯数差异显著的甘薯品种生长前期根系特性及根叶糖组分比较

选用结薯数差异显著的甘薯品种商薯19和济徐23,于2013年和2014年分别在大田和盆栽条件下调查生长前期根系生长发育情况,测定根叶糖组分,分析其变化规律及其与单株有效薯块数形成的关系。结果表明,与济徐23相比较,商薯19发根缓苗迅速,整个生长前期均较为侧重吸收根系建成,且秧苗栽后15 d和30 d地上部和整个根系生物量比值(T/TR)相似;而济徐23较早完成不定根的发生(秧苗栽后15 d)和不定根向块根的分化建成(秧苗栽后30 d),封垄期（秧苗栽后45 d）具有较小的地上部和块根生物量比值(T/SR)。2个品种在生长前期根叶中蔗糖、己糖代谢和贮藏糖类多聚物的形成具有显著差异,其中商薯19整个生长前期比济徐23的根系蔗糖/己糖比率显著低,在块根分化建成过程中根叶间具有较高的蔗糖浓度梯度,且根系中存在2种低果聚糖(蔗果三糖和蔗果四糖),秧苗栽后30、45 d叶片淀粉含量显著低;而济徐23在块根分化建成过程中根系仅有蔗果四糖,且与商薯19比,封垄期根系蔗糖/可溶性总糖比率相似而根系蔗糖/淀粉比率显著低。2013年和2014年的大田试验均表明,封垄期商薯19具有显著多的单株有效薯块数和显著高的单株有效薯块鲜重(F=10.71,P=0.0170;F=13.97,P=0.0212),而收获时商薯19具有显著多的单株有效薯块数和显著高的块根产量(F=353.89,P<0.0001;F=88.94,P<0.0001),济徐23具有显著高的平均单薯鲜重(F=10.32,P=0.0124)。     

滴灌甜菜对块根膨大期水分亏缺的补偿性响应

为探讨滴灌甜菜块根膨大期干旱胁迫及复水的生长补偿效应,设置70%(T1)、50%(T2)和30%(T3)田间持水量,调查块根膨大期缺水对滴灌甜菜产量、农艺性状以及理化指标的影响。结果表明,当土壤为30%田间持水量时,甜菜产量比70%和50%田间持水量分别提高51.7%和17.6%,产糖量分别提高48.7%和7.7%。与70%田间持水量相比,50%和30%田间持水量条件下,块根膨大期甜菜电导率、脯氨酸以及过氧化物酶活性均在复水1 d时显著增加。主成分分析表明,细胞膜透性、抗氧化酶活性、渗透调节物质以及农艺特性共同调控块根膨大期甜菜抵御干旱胁迫,其中块根可溶性糖含量不能作为甜菜抗旱性鉴定的指标。因此,滴灌甜菜块根膨大期,当土壤含水量下降至田间持水量的30%时及时补充灌溉,不但不影响甜菜生长,还有利于增加块根含糖量。     

不同类型芒果果肉类胡萝卜素、香气和糖酸品质分析

为研究果肉色泽存在明显差异的芒果果实品质特征,分析了4个浅黄色果肉品种（低类胡萝卜素含量）和4个深黄色果肉品种（高类胡萝卜素含量）的果肉类胡萝卜素、香气、糖和酸含量及组成特征。结果表明：不同品种间类胡萝卜素组分大致相同,其中β-胡萝卜素是各品种中含量最丰富的类胡萝卜素,约占总类胡萝卜素的33％～79％。高类胡萝卜素含量的品种糖含量高、酸含量低,果实香气物质均以单萜烯类为主;低类胡萝卜素含量的品种糖含量较低、酸含量较高,其中‘鹦鹉芒’和‘丰顺无核’果实香气物质分别以酯类和醛类为主,而‘大白玉’和‘白象牙’香气物质以单萜烯类为主。     

栽培甜菜中央细胞受精前后的超微结构

应用透射电镜技术比较栽培甜菜(Beta vulgaris)中央细胞受精前后的超微结构特征,以完善甜菜生殖生物学研究,并为相关研究提供基本资料。结果表明,中央细胞在受精前后的超微结构变化主要表现于核及核周围胞质。中央细胞的2个极核融合较早,在花蕾时期即以次生核形式存在,具双相核仁,可明显分辨纤维区和颗粒区;有的有额外小核仁和核仁液泡。核周围的细胞质中具丰富的细胞器且功能活跃,包括线粒体、质体(含或不含淀粉粒)、高尔基体、核糖体和粗面内质网。受精后,形成初生胚乳核,核周围胞质中变化最大的是质体,形成众多变形质体,形态多样,且富含淀粉粒。初生胚乳核分裂过程中,核仁消失,核膜崩解为囊泡状结构,粗面内质网减少,滑面内质网增加。分裂形成2个胚乳游离核,核周围胞质与初生胚乳核相似。总之,中央细胞在受精前后的超微结构特征均呈现代谢活跃状态。     

小麦糖转运蛋白基因TaSWEET6的克隆与表达分析

植物SWEET基因家族是一类糖转运蛋白,参与生殖发育、衰老、逆境响应等多个生理过程。为研究小麦SWEET基因对逆境胁迫的响应及其在花药发育过程中的功能,采用同源克隆的方法从普通六倍体小麦中克隆出TaSWEET6基因(GenBank登录号为KU936097)后对其进行染色体定位、同源蛋白序列比对和系统进化树分析,同时分析TaSWEET6基因于普通六倍体小麦在正常生长情况下及非生物胁迫条件下不同组织器官中和光温敏雄性不育小麦BS366在不同发育时期的花药中的表达模式。序列分析结果表明,TaSWEET6基因包含1个732bp的完整开放阅读框,编码243个氨基酸。跨膜结构分析得知,TaSWEET6蛋白包含2个Mtn3_slv跨膜结构域和1个起连接作用的跨膜-螺旋。系统进化树分析表明,TaSWEET6蛋白与大麦处于同一分支,其亲缘关系最近。中国春缺四体定位表明,TaSWEET6基因位于7D染色体上。表达分析表明,TaSWEET6基因在小麦根、茎、叶、种子、小花(除去雄蕊)、各时期雄蕊中均有表达,小孢子时期雄蕊表达量最高;在低温、干旱、NaCl和ABA胁迫处理下,TaSWEET6基因表达均有上调;光温敏雄性不育系BS366在不育环境(低温短日照)下,TaSWEET6基因在雄蕊发育关键时期(二分体时期)高度表达。说明小麦TaSWET6基因可能参与了多种逆境应答反应,并在小麦雄蕊发育过程中发挥着重要作用。