当期目录

2024年 第15卷  第1期

热带作物
橡胶树蛋白激酶基因SnRK2.7的克隆及表达
刘云飞, 李言, 田维敏
2024, 15(1): 1-9. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20230004
摘要:
为了探索蔗糖非发酵相关蛋白激酶2(Sucrose non-fermentating1-related protein kinase 2,SnRK2)在巴西橡胶树响应低温胁迫应答中的作用,采用RT-PCR技术,从橡胶树抗寒无性系93-114的叶片中克隆了SnRK2亚家族的一个成员,命名为HbSnRK2.7。该基因包含一个1 095 bp的开放阅读框,编码364个氨基酸。HbSnRK2.7的分子量为41.39 kD,等电点为4.70,具有保守丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶结构域,预测其能催化磷酸基从ATP转移到蛋白质底物上的丝氨酸/苏氨酸残基上,也是磷酸化位点的集中区域,还具有非生物胁迫所需的结构域和ABA(脱落酸)依赖的HbSnRK2.7激活所需结构域。q-PCR结果显示,HbSnRK2.7基因响应ABA诱导,呈下调表达模式。在ABA处理8 h时,表达量下调到最低点。在低温胁迫下,HbSnRK2.7的表达量极显著降低。低温胁迫4 h和8 h时,HbSnRK2.7持续下调表达,低温胁迫24 h时,HbSnRK2.7表达量下调到最低,大约为非胁迫表达量的1/2。而且,HbSnRK2.7在不抗寒种质中的表达量显著高于抗寒种质。这些结果表明,HbSnRK2.7可能作为负调控因子介导橡胶树依赖ABA的低温胁迫抗性形成。
木薯MePPD3基因的克隆及功能分析
贾素行, 朱寿松, 符仁稳, 李春霞, 陈银华
2024, 15(1): 10-18. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20230035
摘要:
为了探究PsbP蛋白是否在木薯(Manihot esculenta)抗病中发挥功能,以木薯‘华南8号’总RNA为模板,通过RT-PCR扩增MePPD3基因(Phytozome数据库编号:Manes.05G127800)。序列分析结果显示,MePPD3基因全长807 bp,编码268个氨基酸,在氨基酸序列第106~266位存在PsbP结构域,推测其为psbP蛋白。蛋白多序列比对、进化树和保守结构域分析表明,木薯MePPD3蛋白与巴西橡胶(Hevea brasiliensis)中PsbP家族蛋白的同源性最高,同源率高达99%。亚细胞定位显示,MePPD3蛋白定位在叶绿体。qRT-PCR结果显示,MePPD3基因在木薯不同组织中的表达量具有较大差异,在叶片特别是成熟叶片中表达量最高;此外,该基因表达量受到菜豆黄单胞菌木薯萎蔫致病变种(Xanthomonas phaseoli pv. manihotis, Xpm)诱导后显著上升。利用VIGS技术沉默MePPD3基因,qRT-PCR结果表明,MePPD3基因沉默成功,其表达量显著下降;Xpm侵染植株后,沉默植株pCsCMV-MePPD3叶片的病斑面积显著小于野生型植株,故推测MePPD3可能负调控木薯对细菌性枯萎病的抗病性。
不同氮源处理对4个木薯品种幼苗生长发育的影响
赵金铃, 潘晋龙, 吴宇垚, 韩昊祥, 张怀方, 陈新, 曾长英
2024, 15(1): 19-26. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20230018
摘要:
为了探究不同形态的氮源对不同品种木薯(Manihot esculenta)幼苗生长发育的影响及其差异性,以‘CH16’、‘SC16’、‘SC205’和‘17Q’等4个木薯品种作为试验材料,设置了-N、NO3、NH4+ 三种不同氮源,围绕4个木薯品种的生长状况、氮含量、根系形态、氮积累量、氮素利用效率等特征展开研究。结果表明:在NaNO3(3 mmol·L−1),NH4Cl(3 mmol·L−1)处理下,‘SC205’、‘17Q’对铵态氮的氮素利用效率相对较高,属于喜铵品种,‘SC16’和‘CH16’对硝态氮和铵态氮的利用效率和喜好性无差异;在无氮条件下,‘17Q’和‘SC16’耐低氮胁迫能力相对较强,是氮高效品种,而‘SC205’和‘CH16’耐低氮胁迫能力相对较弱,是氮低效品种,其中,‘CH16’的耐低氮能力最弱。
热带地区油茶种质资源收集及评价
李欣窈, 张诗慧, 赵欣, 张敬涛, 宋家明, 赖杭桂, 周扬, 胡海燕, 刘进平, 吴文嫱
2024, 15(1): 27-35. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20220094
摘要:
为了收集和评价中国热带地区油茶的种质资源,于 2021 年 10 月至 2021 年 12 月,在3个省(海南、广西和广东)的18个市县共收集了230份热带地区油茶(Camellia oleifera)种质资源,并对其地理分布、生存条件、形态学特征及经济性状的相关性、变异性进行了综合分析评价。结果表明:3个省18个市县的年均温度为21.2~24.3 ℃,年均降水量1 304.2~2 684.0 mm,海拔0.56~1 090.00 m;油茶的伴生植物共计33种,其中被子植物共计29种。果实颜色主要以混合色为主,形状大都为似球型或桔形;其叶形指数存在明显差异。11个经济性状的变异系数在 11.03%~145.10%之间,其中,叶形指数的变异系数较为稳定,而果实的果皮厚度是最重要的经济性状,它与果径、果高、鲜果质量、鲜籽重(质量)、鲜出籽率、籽数、千粒重(质量)均存在极显著正相关;果皮厚度和叶形指数存在显著相关。
槟榔愈伤中槟榔碱的提取方法
李香凝, 赵瑾, 李东栋, 郑育声
2024, 15(1): 36-41. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20230038
摘要:
为了建立一种简便、快速并且样品用量少的测定槟榔愈伤中槟榔碱含量的方法,以槟榔 (Areca catechu)愈伤为研究对象,采用超声波提取方法,选取料液比、提取时间、提取温度、提取次数4个因素,在单因素实验的基础上,进行L9(34)正交实验,根据单因素实验和正交实验的结果进行验证实验,研究了槟榔愈伤中槟榔碱的提取体系。结果表明:料液比1∶9、提取时间30 min、提取温度75 ℃、提取次数4次是最佳的槟榔碱提取体系。
生物多样性和生态文化
海南岛近20年GPP变化格局及驱动因素分析
雷济舟, 崔嵬, 朱济帅, 张润卿, 赵俊福, 章杰, 张翔, 孙仲益
2024, 15(1): 42-51. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20230006
摘要:
为探究气象因素与人类活动对近20年海南岛总初级生产力(Gross Primary Production,GPP)变化的相对贡献,首先利用Theil-Sen及Mann-Kendall方法获取海南岛GPP整体时空分布特征,在此基础上,分别以土地利用及覆被变化(Land Use and Cover Change,LUCC)指示人类活动,以气温(Air Temperature,Ta)、饱和水汽压差(Vapor Pressure Deficit,VPD)以及光合有效辐射( Photosynthetically Active Radiation,PAR)作为气象要素指标,通过空间统计与机器学习手段,构建海南岛GPP变化格局归因模型,量化驱动因素的相对贡献。结果表明:研究期间内,时间上,海南岛GPP呈现0.44 Tg ·a−1的显著增加趋势(P=0.024);空间上,海南岛87.8%面积的GPP表现增加趋势,海口及三亚周边等小部分区域(约9%)则表现为下降;海南岛土地利用共计转移15 528.40 km2,主要发生于林地地区,林地净增加642.88 km2,草地地区转移面积为4 759.28 km2,耕地地区转移的面积为4 051.23 km2;相较于人类活动,研究期年际间气象条件的差异是海南岛GPP变化的主导因素,但特殊年份中LUCC对海南省市县的影响则有所凸显。
宿主身份与叶性状对海南热带山地雨林樟科和壳斗科植物叶内生真菌群落的影响
罗竹慧, 吴春玲, 王艳丽, 李萃玲, 万玲, 丁琼
2024, 15(1): 52-59. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20220109
摘要:
为了揭示植物身份与叶性状在叶内生真菌群落构建中的作用,笔者使用Illumina Miseq测序平台检测海南尖峰岭热带山地雨林中优势植物叶内生真菌群落的物种组成,并探讨宿主身份和叶性状对叶内生真菌群落物种组成的影响。本研究共检测到来自8种樟科和7种壳斗科植物的叶内共生真菌的1539567条真菌的ITS2序列,并将它们划分为5471个真菌分类单元(Operational Taxonomic Units,OTUs),隶属于8个门、30个纲、108个目、281个科、892个属。其中,子囊菌是叶内生真菌的最大类群,占所测真菌序列数的94.5%。单株樟科植物叶内生真菌物种数805 ± 32OTUs显著高于壳斗科植物554 ± 41 OTUs。相比之下,Shannon-Wiener、Simpson多样性指数在两科植物的叶内生真菌间均无显著差异。偏冗余分析(partial redundancy analysis)结果表明,宿主科、属、种身份对叶内生真菌群落组成有显著的影响。去除植物性状的效应后,宿主科、属、种身份能够独立解释叶内生真菌群落物种组成的变异量分别达到2.9%、15.7%、33.7%。去除宿主植物身份的影响后,叶性状在总体上能够解释叶内生真菌群落物种组成的变异量达到21.3%(P = 0.003),其中,叶钙含量、比叶面积、叶氮含量和叶钾含量对叶内生真菌群落物种组成有显著影响。上述结果表明,宿主身份和叶性状是热带山地雨林叶内生真菌群落构建的重要驱动因子。
基于多光谱无人机的不同放牧策略对草地叶面积指数变化动态解析
刘嘉慧, 余瑞, 王有, 李欣, 陈荣昊
2024, 15(1): 60-72. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20230047
摘要:
针对海南岛耕地撂荒形成的草地无序放牧较为普遍的现象,以不同放牧方式(轮牧和连续放牧)、不同放牧强度(重度、中度和轻度)进行草地放牧试验,利用多光谱无人机和植被冠层分析仪,获取放牧期间日尺度草地叶面积指数(Leaf area index, LAI)信息,定量分析不同放牧策略对草地叶面积指数及牧牛行为变化的影响。研究结果表明:(1)中度放牧条件下的轮牧有利于草地LAI的提升。重度放牧时,轮牧和连续放牧草地的LAI上升的区域占草地总面积的比例分别为3.21%和12.65%;中度放牧时,轮牧和连续放牧草地的LAI上升的区域占草地总面积的比例分别为52.01%和25.83%;轻度放牧时,轮牧和连续放牧草地的LAI上升的区域占草地总面积的比例分别为61.02%和60.37%。(2)重度放牧条件下,牛的采食时间占比始终最高,随着采食时间占比的增加,草地LAI的减少量也随之增加,但当采食时间占比增加至70.88%~73.42%时,草地LAI的减少量逐渐降低。此时,草地叶面积指数下降到初始状态(第一天啃食前)的79.60%~79.90%,即牛的啃食量已经到达了草地LAI当日能够供给的极限,当超过这个极限时,草地可食用牧草大幅减少,牲畜个体采食竞争加剧,同时牛的啃食行为时间占比大大提高。研究结果有助于优选出牧场尺度下最佳的草畜管理措施,为热带草地畜牧系统的可持续发展从新的角度提供理论方法和决策支撑,助力国家生态文明试验区(海南)的建设。
植物保护
危险性潜在入侵害虫角胸长蠹的检疫鉴定
蔡波, 耿俊杰, 孟瑞, 张华剑, 万培弟, 刘福秀, 吴少英
2024, 15(1): 73-78. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20230046
摘要:
角胸长蠹(Bostrychoplites cornutus(Olivier, 1790))分布于非洲、亚洲、欧洲、北美洲等地区,主要为害白梧桐(Triplochiton scleroxylon)、墨西哥丁香(Gliricidia sepium)、罂粟尼索桐(Nesogordonia papaverifera)等经济植物,我国口岸曾多次截获该虫,该虫在我国存在潜在的入侵威胁。本研究对角胸长蠹的分类地位、形态特征、分布、寄主等方面进行介绍,同时列出角胸长蠹与其近似种的形态区别,简化其检疫、鉴定难度,为口岸鉴定提供一定参考价值。
施氮水平对普通大蓟马繁殖及子代性比的影响
张仲, 邹游兴, 但建国
2024, 15(1): 79-84. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20230061
摘要:
为了评价施氮(N)水平对普通大蓟马(Megalurothrips usitatus)繁殖及其性比的影响,采用盆栽法种植豇豆(Vigna unguiculata),分别按低N(0 kg·hm−2)、中N(160 kg·hm−2)和高N(320 kg·hm−2)水平于苗前土施尿素,用叶盘法在室内单头饲喂已交配的1日龄雌虫,以嫩豇豆荚饲养其子代,观察亲代雌虫的繁殖与存活状况、子代的数量与性别。结果显示:与低N和中N处理相比,高N显著延长亲代雌虫的存活天数和产卵期,缩短产卵前期,提高产卵量和日产卵量。低N、中N和高N处理的子代雄性比分别为0.70、0.59和0.45,彼此之间差异显著。子代雌虫数量随施N水平的提高而增加,高N处理的子代成虫数显著大于低N和中N。施N对子代存活率没有影响。以上结果表明,施N水平能影响普通大蓟马的生长繁殖和性比,偏施N肥有利于普通大蓟马的繁殖,促使子代性比偏雌。
香蕉枯萎病菌候选效应蛋白FoSSP20的鉴定和功能初探
王田, 符俐盈, 赵阳, 刘爽, 张玉芳, 陈代朋, 郑丽
2024, 15(1): 85-93. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20230045
摘要:
为了鉴定课题组前期在Foc4基因组中筛选的候选效应蛋白的毒力功能,以从中选取的FoSSP20为研究对象,通过生物信息学分析其结构,并通过信号肽分泌实验、亚细胞定位实验、烟草瞬时表达实验和qRT-PCR初步分析其功能,结果显示,利用酵母分泌实验验证FoSSP20的信号肽的分泌功能,亚细胞定位分析表明分泌蛋白定位于烟草(Nicotiana benthamiana)细胞的细胞膜和细胞核中。qRT-PCR结果分析表明FoSSP20在香蕉枯萎病菌侵染前期显著上调表达。以上结果表明,FoSSP20是一个经典分泌蛋白,可能在病原菌侵染过程中发挥作用。
基于DNA条形码的棕榈裸蠓雄虫的发现与描述
何泽华, 李加慧, 林晓丹
2024, 15(1): 94-99. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20230012
摘要:
棕榈裸蠓Atrichopogon palmatus Tokunaga,1962年迄今仅有雌虫被记录,雄虫一直未被发现。笔者利用DNA条形码技术成功将采自海南岛的棕榈裸蠓雌、雄个体进行配对,首次发现了棕榈裸蠓雄虫,并详细描述了棕榈裸蠓雄虫的形态特征,提供了鉴定特征图以及CO I(细胞色素C氧化酶亚基I)条形码。
热带海洋生物与水产养殖
三亚湾近岸海域浮游植物群落特征的变化
洪鹏, 曾茹, 何金曼, 李智杰, 李亚军, 张秀霞, 闫佳, 邓晓东
2024, 15(1): 100-108. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20220111
摘要:
为研究海南三亚湾浮游植物的群落特征和水质状况,于2020年和2021年的4月对三亚湾近岸海域进行了2次网采取样调查。采用Shannon-Wiener多样性指数、Pielou 均匀度指数、优势度和丰富度指数对浮游植物群落特征和水质环境状况进行分析评价。镜检结果显示,2020年鉴定出浮游植物4门98种;2021年鉴定出浮游植物为3门65种;硅藻类在2次调查结果中均为优势类群。浮游植物优势种2020年为7种,2021年为9种,聚类分析与秩和检验(Kruskal-Wallis)结果显示,浮游植物群落结构2020年和2021年存在显著差异。2020年的多样性指数和丰富度指数分别为3.35和3.72,均高于2021年的多样性指数(3.27)和丰富度指数(2.5),而2020年的均匀度指数为0.59,低于2021年(0.66)的,且2021年比2020年的浮游植物平均细胞密度降低了41.95%。冗余分析(RDA)结果表明,氨氮、电导率、总磷是影响三亚湾2020年和2021年浮游植物群落结构的主要环境因子。以上结果表明,三亚湾2020年和2021年生态环境总体较为优良,浮游植物群落结构主要以硅藻门为主,水体处于贫营养状态,没有形成赤潮和出现水体富营养化的可能。
不同培养温度的鱼源海豚链球菌转录组分析
贾新蕾, 黄增朝, 杨林狄, 吕静, 李妍萍, 简纪常, 黄郁葱
2024, 15(1): 109-121. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20230027
摘要:
为鉴定海豚链球菌(Streptococcus iniae)在不同温度的转录水平差异,通过生长曲线测定和人工感染试验分析该菌在25 ℃和35 ℃下的生长情况和致病性,采用链特异性转录组测序(Strand-specific RNA-seq)技术对25 ℃和35 ℃培养的海豚链球菌Tozj-1菌株进行测序分析,筛选差异表达基因,通过GO(Gene Ontology)数据库和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)数据库对差异表达基因进行GO功能和KEGG通路富集分析,然后利用VFDB(Virulence factor database)数据库筛选差异表达的重要毒力基因并使用实时荧光定量PCR进行验证。结果显示,海豚链球菌在35 ℃条件下有更快的生长速度和更强的毒力;转录组共筛选获得927个显著差异表达基因(P<0.05),其中包括820个上调基因和107个下调基因;GO功能富集分析发现,差异基因主要富集在代谢、细胞、催化及结合过程;KEGG富集分析发现,差异基因主要富集在核糖体通路、ABC转运通路、群体感应等信号通路。以上结果表明温度调控海豚链球菌基因的转录表达及相关通路的富集,为后续海豚链球菌致病机理的研究提供数据支持。
一种三回路式淡水循环养殖系统的构建及应用
潘国英, 文畅, 黄薇薇, 姚雪梅, 董丽丽, 周梅阳, 杨飞
2024, 15(1): 122-132. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20230007
摘要:
为满足人们对优质鱼类蛋白日益增长的需求和环保要求,在海南琼海构建了三回路式高密度循环水养殖系统,以微滤机反冲洗水作为反硝化碳源,建立了水循环处理、鱼粪污泥厌氧消化对鱼类生长和污染物控制的运行方式。在121 d的吉富罗非鱼(Oreochromis mossambicus)养殖实验中,养殖密度达到107.7 kg·m−3,存活率100%,饲料转化率(FCR)1.74;鱼缸中总氨氮(TAN)、亚硝酸盐氮(NO2-N)和硝酸盐氮(NO3-N)的平均浓度分别为0.95、0.15和43.01 mg·L−1。每日外排水量为系统总水量的2.66%、养殖水量的6.67%;试验期间,厌氧消化单元内仅有少量污泥残留而无外排。微生物群落分析表明,共21个菌属参与了氮代谢,包括红细菌属(Rhodobacte)、黄杆菌属(Flavobacterium)和固氮螺旋菌属(Azospira)等。结果表明,该循环水养殖系统为罗非鱼等淡水鱼类养殖提供了一种潜在的生态可持续循环养殖模式。