热带作物学报

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• 菠萝4CL基因家族的鉴定及表达分析

  邹幸江, 段元浩, 崔世娇, 肖霄, 尚永才, 冯世鹏, 孙伟生

  4-香豆酸:辅酶A连接酶（4-coumarate:CoA ligase, 4CL）基因调控木质素和类黄酮的生物合成，在植物器官颜色形成及抗病、抗逆过程中发挥重要作用。为了深入了解菠萝4CL基因家族的分子特性和生物学功能，本研究使用生物信息学方法对菠萝基因组中的4CL基因家族成员进行鉴定、分析和验证。结果显示：在菠萝基因组中共鉴定出30个4CL基因家族成员，其氨基酸数量、分子量、等电点等理化性质存在差异；Ac4CL基因家族成员不均匀分布在菠萝25条染色体中的13条染色体上；5对基因存在种内共线性关系，菠萝与拟南芥种间有6对基因存在共线性关系。Ac4CL基因在开花后60、90、120 d的表达量存在显著差异，其中Ac4CL2随着开花后时间的延长，表达差异越显著；进一步研究发现，Ac4CL2在金钻、牛奶、西瓜、巴厘4个不同菠萝品种的成熟果实中的表达也存在显著差异，推断其与果实成熟过程中花青素的积累有密切关系。本研究为进一步探讨菠萝4CL基因家族的功能提供一定的理论依据。

• 蔗茅EfLRK10L-2-8基因的克隆及表达模式分析

  张继涛, 毛伟杰, 吉叶尔且, 王福池, 黄龙丹, 娄红波, 何丽莲, 李富生, 杨清辉, 王先宏

  RLK家族成员基因广泛参与干旱和低温等逆境的响应过程。蔗茅（Erianthus fulvus）是具有优异抗逆特性的甘蔗野生种，开展蔗茅的LRK10L家族成员基因的克隆与分析，对甘蔗抗逆基因的挖掘和甘蔗抗逆育种具有重要参考价值。本研究从蔗茅中克隆获得LRK10L型受体样激酶基因EfLRK10L-2-8，序列分析显示其包含1个完整的编码序列（CDS），全长为1998 bp，编码665个氨基酸；预测该蛋白分子量约为74.91 kDa，等电点为6.03。结构域分析表明，该蛋白包含富半胱氨酸细胞外结构域、跨膜结构域及细胞内丝氨酸/苏氨酸激酶结构域，符合LRK10L型受体样激酶（LRK10L-RLKs）的典型结构特征。系统进化分析显示，EfLRK10L-2-8与玉米ZmLRK10L-1、水稻OsLRK10L-3亲缘关系最近，提示其在禾本科作物中可能具有保守功能。亚细胞定位结果表明，EfLRK10L-2-8蛋白主要定位于烟草叶片细胞膜。qRT-PCR分析显示，该基因在蔗茅根、茎、叶中均呈高表达；干旱、低温胁迫处理下，其表达水平显著诱导上调，推测其可能正向参与相关胁迫信号响应。上述结果表明，EfLRK10L-2-8在蔗茅响应干旱和低温胁迫中发挥重要作用，为解析蔗茅抗逆分子机制及甘蔗抗逆育种提供重要候选基因资源。

• 辣椒NAM基因家族的全基因组鉴定及其在果实成熟期的表达分析

  刘琳, 秦于玲, 傅慧珍, 刘维侠, 刘子记

  NAM基因家族在植物生长发育、器官形成及非生物胁迫响应中发挥重要的调控作用。为研究辣椒果实发育过程中NAM基因家族成员的调控功能，本研究采用生物信息学方法对辣椒的NAM基因家族进行鉴定，并对其蛋白质理化性质、系统发育关系、染色体定位、保守基序分布、基因结构、物种共线性及基因表达等方面进行详细分析。结果表明：辣椒中共有31个NAM基因家族成员，分布在11条染色体上，且存在不均匀分布的现象；系统发育分析显示，辣椒的NAM基因家族成员分为5个亚族；基因结构分析显示，大部分CaNAM基因含有5个外显子；共线性分析表明，辣椒和番茄之间的基因共线性较辣椒与拟南芥之间更为密切，辣椒与番茄之间有2条额外的共线性区段，表明它们的进化关系更加接近；基因表达谱显示，6个CaNAM基因在辣椒果实转色过程中的4个时期均表现出较高的表达量，特别是CaNAM3基因在转色达到50%时的表达量最高，与转录组数据结果一致，CaNAM28基因在红熟期呈现特异性显著上调，表明其可能是参与果实成熟调控的潜在候选基因。通过对辣椒NAM基因家族成员的初步鉴定及功能分析，为进一步探讨NAM基因家族成员在辣椒发育及果实颜色变化中的调控功能提供研究基础。

• 木豆属植物“一步法”毛状根转基因方法的建立

  刘雨, 张建禹, 蒋凌雁, 刘攀道

  木豆（Cajanus cajan）是全球重要的豆类作物，其野生近缘种蔓草虫豆（C. scarabaeoides）蕴含丰富的抗逆性和优良农艺性状基因资源，是木豆遗传改良和功能基因挖掘的重要材料。然而，木豆属植物分子育种研究长期受限于转基因体系效率低、操作复杂及适用性有限。本研究基于幼苗原生根切除策略，在木豆属植物中系统建立并验证了一种“一步法”毛状根转基因方法。以7日龄幼苗为材料，通过切除原生根并在切口处接种发根农杆菌，直接扦插于无菌湿润蛭石中培养，实现毛状根诱导与植株生长同步进行，从而简化操作流程、缩短转化周期并降低污染风险。选用4份木豆种质（Cc224、Cc225、Cc226、Cc227）和2份蔓草虫豆种质（Cs040、Cs046），系统比较3种发根农杆菌菌株（Ar1193、ArQual和K599）在不同基因型中的毛状根阳性诱导效率，并通过eGFP荧光检测和PCR分子鉴定验证转化效果。结果表明，“一步法”方法操作简便、适用性广，整体转化周期约为21 d，优于传统“两步法”。不同菌株与基因型之间存在显著互作效应，其中，K599在所有木豆材料中均表现出较高且稳定的诱导能力，阳性诱导率均超过70%，在Cc224中最高达77%；在蔓草虫豆中，K599对Cs046的诱导率可达100%。综上，本研究建立了一种高效、稳定且操作简便的木豆属植物“一步法”毛状根转基因方法，为木豆及其野生近缘种的基因功能研究和分子育种提供可靠技术平台。

• 槟榔种质资源农艺及品质性状InDel标记关联分析

  张雨洁, 钟木兰, 黄丽云, 叶剑秋, 齐兰

  槟榔是海南重要的热带特色经济作物，被列为四大南药之首，在海南农业生产中占据重要地位。挖掘槟榔农艺及品质性状关联分子标记，对于槟榔相关性状优质新品种选育和分子标记辅助育种具有重要意义。本研究利用50对InDel标记，对149份槟榔种质资源材料进行基因型检测，开展遗传多样性和群体结构分析，并利用一般线性模型（GLM）和混合线性模型（MLM）关联分析模型对表型性状和标记进行关联分析。结果显示：在149份槟榔种质资源群体中共检测出123个等位基因位点，观测杂合度（Ho）和期望杂合度（He）平均值分别为0.36和0.43，Shannon’s信息指数（I）平均值为1.1548，引物多态性信息含量（PIC）变异范围为0.15~0.52，平均值为0.35，88.00%的引物呈现中高多态性，表明本研究中的InDel引物多态性较高。群体结构分析结果显示，该资源群体分为3个亚群，各亚群分别包括118、24、7份材料。利用GLM和MLM关联分析模型分别检测到58、40个关联位点，表型变异解释率分别为4.36%~13.39%和4.35%~9.29%；在MLM模型分析中检测到的关联位点在GLM模型中均能检测到，其中标记AC1505和AC1519在2种方法中均能检测到与果形和品质相关性状关联，表现出明显的“一因多效”现象，该研究结果为槟榔相关性状基因挖掘及品质性状育种提供理论基础。

• 继代培养次数对成年鳄梨茎段生长发育及复幼效果的影响

  李洪超, 成镜, 谢纯, 徐正伟, 黄天带, 黄华孙

  鳄梨作为重要的经济与营养水果，其组织培养仍面临技术挑战，其中外植体成熟度是影响培养成功的关键因素之一。本研究以成年鳄梨树新生茎段为外植体，通过设置不同继代次数的培养试验，探究继代处理对茎段复幼的影响，以期为提高鳄梨组培效率提供技术依据。试验系统测定了新芽长度、茎粗、叶片数与叶面积等生长指标，并分析了miRNA156和miRNA172的相对表达量变化，以评估其与复幼状态的相关性。结果表明：随着继代次数增加，新芽长度、茎粗、叶片数和叶面积均显著增加，说明较高的继代次数有利于促进新芽形态建成与叶片扩展。在分子水平上，继代培养2次后，新芽中miRNA156/miRNA172相对表达量比值达到最高（2.32），标志着此时复幼程度达到最高；随后miRNA156 相对表达量逐渐下降，表明新芽开始向成熟阶段转变。至第6次继代时，miRNA172的表达量已高于miRNA156 ，进一步提示新芽进入成熟态。形态解剖观察显示，从第5次继代起，茎段木质化程度加剧，木质部结构趋于完整。同时，自第5次继代开始，在茎段基部切口处逐渐出现淡黄色颗粒状愈伤组织，且随着继代次数增加（至第7次时），愈伤组织的数量与体积明显增大。尽管在所有处理中均未成功诱导生根，但上述形态变化表明随着继代次数增加，材料的生根潜力可能逐渐增强。综上，连续继代培养可有效促进成年鳄梨砧木材料的复幼，使其表现出明显的幼态特征。基于生长指标、miRNA表达模式及形态观察结果，建议将继代次数控制在5次以内，以实现较好的复幼效果。本研究结果为成年鳄梨组培复幼技术提供试验依据与参考。

• 基于主成分分析的荔枝罐藏品种筛选与品质评价

  李莹莹, 邹颖, 高媛媛, 黄晓兵, 彭芍丹, 李积华, 周伟

  原料品种选择是决定荔枝罐头品质与市场竞争力的关键，为解决荔枝罐藏品种筛选缺乏系统性、多维度综合评价标准这一问题，本研究以8个主栽荔枝品种为原料制备罐头，系统测定包括色度、糖酸组分及质构特性在内的16项关键品质指标，并运用主成分分析（PCA）构建荔枝罐藏适宜性的综合评价模型。研究结果显示：不同品种间各项品质指标均存在显著差异，共提取出3个主成分，累计方差贡献率达83.180%，基于主成分综合得分，品种优劣排序为：紫娘喜>仙桃荔>巨美人>白糖罂>怀枝>黑叶>妃子笑>白蜡。Pearson相关性分析进一步表明，咀嚼性与弹性、胶着性呈极显著正相关，糖酸比与L*呈显著正相关。聚类分析将8个品种划分为3个特征类群，各类群在质构、色泽与糖酸组成上差异显著，为品种的分类利用提供依据。本研究系统阐明了不同荔枝品种的罐藏品质特性，建立的PCA评价模型可实现品种的快速、客观筛选。紫娘喜、仙桃荔和巨美人被确定为优质罐藏专用型品种，其大果型特征与优异的质构特性、协调的糖酸比形成了理想的品质组合，研究结果可为荔枝罐头产业的原料定向选择、品质精准调控及专用品种选育提供理论依据与技术支撑。

• 天然橡胶的生物合成及影响分子量因素的研究进展

  辛士超, 杨洋, 杨祥, 黄天带

  天然橡胶是国家战略资源，随着国民经济和国防建设的发展，我国对天然橡胶的需求已从单纯追求产量向追求产量和质量同步发展转变。天然橡胶的分子量是决定其质量的最关键因素之一，因此，解析天然橡胶生物合成机制，阐明天然橡胶分子量调控机理并培育高性能产胶植物新品种成为当前研究重点。近年来，随着技术的进步和研究方法的创新，天然橡胶的生物合成及质量调控相关研究取得了众多进展。本文系统地综述了产胶植物橡胶烃合成以及橡胶分子量相关影响因素研究进展，以期为天然橡胶的质量优化提供参考，助力高性能产胶植物育种。

• 生物炭施用4 a后对菠萝田土壤特性及菠萝产量品质的影响

  王枭雄, 潘多福, 代相龙, 孙梦洁, 王新新, 马秀梅, 李昌珍, 李长江

  为明确生物炭一次施入后的长期效应及其在热带地区菠萝生产上的应用效果与后效，本研究以菠萝品种台农17为试验材料，设置花生壳与水稻壳2种生物炭类型，每种设4个施用量：10、20、40、60 t/hm2，分别记为T1、T2、T3、T4，以不施生物炭为对照（CK），探究生物炭施入4 a后，对菠萝田土壤理化特性以及菠萝生长发育、养分积累和产量品质的影响。结果表明：2种生物炭处理下，0~40 cm土层土壤的铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾和有机碳含量均随生物炭施用量的增加而增加，T4处理下上述指标含量显著高于CK及T1处理；且果实成熟期，菠萝的总叶片数和干物质量均随生物炭施用量的增加而增加，在T4处理下最高，且显著高于CK和T1处理，叶面积指数与叶绿素含量在T4处理下也显著高于CK。同样，氮、磷、钾的积累量及其利用率，以及产量，亦随生物炭施用量的增加而增加，且T4处理最高，上述指标含量显著高于其他处理，产量较其他处理提高11.2%~62.3%，差异显著；水稻壳生物炭处理的产量略高于花生壳生物炭处理，但差异不显著。T4处理下，果形指数、维生素C含量、可溶性蛋白含量及糖酸比显著高于CK、T1、T2处理。相关性分析结果显示，产量与土壤速效磷、速效钾、铵态氮、硝态氮、pH、有机碳含量、总叶片数、叶绿素含量、干物质量、氮磷钾积累量及其利用率、果形指数、维生素C含量、可溶性蛋白含量及糖酸比呈显著正相关，与可溶性固形物、可溶性糖及可滴定酸含量呈显著负相关。综上，施入60 t/hm2生物炭4 a后仍能改善土壤特性，促进菠萝生长及养分积累，提高菠萝产量品质，60 t/hm2可作为热带地区菠萝生产的生物炭推荐施用量。

• 花岗岩砖红壤上不同镁肥对辣椒产量与镁吸收累积的效应

  石婉妍, 温罗稷泽, 耿建梅

  海南酸性土壤普遍缺镁，施用镁肥是实现作物高产优质的必要条件。本研究于屯昌辣椒种植区开展田间小区试验，在农户常规施肥基础上增施不同用量的白云石和硫酸镁，探究它们对辣椒产量、镁吸收与累积的影响，旨在为镁肥合理施用提供理论依据。结果表明：与不施镁肥（CK）处理相比，施用白云石与硫酸镁均能显著增加辣椒生物量、维生素C含量、镁含量及镁累积量，提高土壤交换性镁含量；但施用硫酸镁导致土壤pH下降0.08~0.25个单位，而施用白云石则使土壤pH升高0.19~0.70个单位。白云石处理的辣椒产量显著高于硫酸镁处理，白云石能够为土壤同时补充镁和钙元素。辣椒总生物量随着镁肥施用量增加而显著增加（15~60 kg/hm2），且辣椒产量与维生素C含量均在施用量为60 kg/hm2时最高。综合考虑镁肥的增产及改良土壤酸性的效应，白云石优于硫酸镁。因此，在海南缺镁的酸性花岗岩砖红壤上种植辣椒时，补充镁肥推荐优先选用白云石，适宜用量为60 kg/hm2（以MgO计）。