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甘蔗有机物料还田对土壤理化性质、微生物及甘蔗生长的影响 被引量：1
1
作者 林兆里 孔冉 +4 位作者 姚俊丽 高世武 李诗燕 张华 罗俊 《热带作物学报》 北大核心 2026年第1期108-123,共16页
针对我国旱坡地蔗田土壤酸化、有机质衰减及结构劣化等问题,本研究系统探究甘蔗有机物料还田对土壤理化性质、微生物群落及甘蔗产量的长期调控效应。通过3 a桶栽试验(新植季+2 a宿根季),设置滤泥(T_(1))、蔗渣灰(T_(2))、蔗叶(T_(3))和... 针对我国旱坡地蔗田土壤酸化、有机质衰减及结构劣化等问题,本研究系统探究甘蔗有机物料还田对土壤理化性质、微生物群落及甘蔗产量的长期调控效应。通过3 a桶栽试验(新植季+2 a宿根季),设置滤泥(T_(1))、蔗渣灰(T_(2))、蔗叶(T_(3))和蔗渣(T_(4))4种甘蔗有机物料还田处理,以不添加甘蔗有机物料作为空白对照(CK),测定土壤养分、物理结构、微生物多样性、根系形态、产量与糖分等指标。结果表明:在土壤理化性质方面,4种甘蔗有机物料还田处理均降低土壤容重,改善土壤力学性能和孔隙结构,但不同物料处理的还田效果存在显著差异。T_(1)和T_(2)处理显著提升土壤pH、总有机碳、碱解氮和有效磷含量,其中T_(1)处理持续优化深层土壤结构,T_(2)处理对速效钾含量和保水性的提升效果突出;T_(3)和T_(4)处理主要提高土壤总有机碳含量,但T_(4)处理在新植季加剧土壤酸化。此外,T_(3)和T_(4)处理促进高稳定性大团聚体形成,短期效应显著;T_(1)和T_(2)处理虽促进土壤机械稳定性大团聚体生成,但水稳性较差。在微生物多样性方面,T_(1)和T_(2)处理对土壤细菌、真菌多样性及丰富度提升效果显著且长效;T_(3)处理初期促进微生物活动而后期抑制;T_(4)处理后期显著恢复微生物多样性。在甘蔗生长方面,T_(1)处理增产增糖效果最显著;T_(2)处理促进根系发育效果突出,增产增糖效果显著;T_(3)处理后期有一定的增产效应;T_(4)处理导致减产且不利于糖分积累。综合来看,不同甘蔗有机物料还田效果差异显著。滤泥为最优还田物料,兼具长效改良土壤、提升微生物多样性与增产增糖的优势;蔗渣灰适于短期保水促根,但需防控深层板结风险;蔗叶还田宜配施氮肥;蔗渣还田需腐解预处理。研究结果为甘蔗有机物料精准还田及红壤区耕地可持续管理提供理论支撑。 展开更多
关键词 甘蔗 有机物料 土壤 理化性质 微生物
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膜下滴灌施药对甘蔗脱毒原种苗繁育效率及地上害虫防效的影响 被引量：1
2
作者 彭李顺 谭贤教 +2 位作者 曹峥英 甘仪梅 蔡文伟 《热带作物学报》 北大核心 2026年第1期124-133,共10页
为探讨膜下滴灌施药对甘蔗脱毒原种苗田间繁育主要虫害防治效果及综合效益的影响,本研究通过2 a田间试验,以未施药为空白对照(CK),设置2个滴灌施药处理(T_(1)和T_(2):分3次和2次滴灌施用40%氯虫·噻虫嗪WG)、1个无人机喷药处理(T_(... 为探讨膜下滴灌施药对甘蔗脱毒原种苗田间繁育主要虫害防治效果及综合效益的影响,本研究通过2 a田间试验,以未施药为空白对照(CK),设置2个滴灌施药处理(T_(1)和T_(2):分3次和2次滴灌施用40%氯虫·噻虫嗪WG)、1个无人机喷药处理(T_(3):分2次喷施40%氯虫·噻虫嗪WG)和1个常规根施药处理(T_(4):分2次施用4%吡虫啉·杀虫双GR),对甘蔗螟虫、蓟马和绵蚜的防治效果及脱毒种苗繁育效率、经济效益等指标进行综合比较分析,旨在为科学指导甘蔗良繁基地利用现有膜下滴灌系统开展主要虫害高效防治提供理论依据。结果表明:种苗繁育前期,2个滴灌施药处理对螟虫枯心苗率防效最好,达到76.00%以上,枯心苗率控制在1.20%以下,显著低于其他施药处理。繁育中后期,T_(3)对螟害株率防效最高,达到72.00%;其次是2个滴灌施药处理,防效在61.00%~66.00%之间;其中,除2023年试验中T_(3)处理的螟害株率显著低于T_(2)外,T_(3)与T_(1)、T_(2)间无显著差异;T_(4)防效最低,螟害株率显著低于其他施药处理。在螟害节率和螟害芽率方面,T_(1)防效最高,均达到82.00%以上,螟害节率和螟害芽率分别控制在0.73%和0.28%以下,并显著低于其他施药处理。对于蓟马和绵蚜2种叶面虫害,T_(3)防效优于其他处理,防效达到70.00%以上,但与2个滴灌施药处理差异不显著。在种苗繁育效率方面,滴灌施药T_(1)和T_(2)处理的有效芽数最高,分别达到138.71×10~4、136.53×10^(4)个/hm^(2),较T_(4)提高6.12%以上,但与T_(3)间差异不显著。在繁育综合效益方面,相对于CK,滴灌施药T_(1)和T_(2)处理的净收益增幅最高,分别达到31 300、30 400元/hm^(2),投入产出比达1∶30以上,远高于T_(3)和T_(4)处理约1∶21的投入产出比。综合而言,采用滴灌方式分3次施用40%氯虫·噻虫嗪WG,可持续高效防控螟虫、蓟马和蚜虫,兼顾繁育效率与效益,且种茎螟害节率最低,可作为甘蔗脱毒原种苗田间繁育地上虫害防治的优选方案。 展开更多
关键词 甘蔗脱毒原种苗 膜下滴灌 甘蔗螟虫 防治效果 繁育效率
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生长后期持续干旱下乙烯调控剂对甘蔗糖代谢的影响
3
作者 秦翠鲜 廖芬 +4 位作者 周建辉 周丽 黄甜梅 郭雨婷 陈忠良 《甘蔗糖业》 2026年第1期9-21,共13页
生长后期持续干旱会严重影响甘蔗正常的生长和代谢平衡,导致甘蔗最终产量下降。为进一步探究乙烯调控剂对甘蔗生长后期糖分积累及其代谢应答持续干旱胁迫的生理机理。本研究以甘蔗主栽品种桂糖42号为试验材料,在生长后期持续干旱胁迫下... 生长后期持续干旱会严重影响甘蔗正常的生长和代谢平衡,导致甘蔗最终产量下降。为进一步探究乙烯调控剂对甘蔗生长后期糖分积累及其代谢应答持续干旱胁迫的生理机理。本研究以甘蔗主栽品种桂糖42号为试验材料,在生长后期持续干旱胁迫下分别用双蒸水(ddH2O)、400 mg/L乙烯利(ETH)、46μmol/L乙烯抑制剂(AVG)喷施甘蔗,观测植株表型变化,对+2叶、未成熟茎和成熟茎中的蔗糖代谢酶、内源激素及糖类进行测试,并进行相关性分析,探究乙烯调控剂对甘蔗糖代谢的影响和作用。结果表明,乙烯利处理促使甘蔗叶子的长度、宽度和总面积显著性减小,叶绿素相对含量更高;提高了甘蔗蔗糖代谢相关酶的活性,而乙烯抑制剂则降低其活性。乙烯利处理组的甘蔗叶中赤霉素、生长素、细胞分裂素含量升高,而乙烯抑制剂处理的作用则相反;乙烯抑制剂处理组的甘蔗脱落酸含量升高,乙烯利处理组的甘蔗脱落酸含量降低。乙烯利促进了甘蔗蔗糖积累,在未成熟茎中表现尤为明显,使蔗糖含量提升了109%,而乙烯抑制剂的作用则反。在未成熟茎中,蔗糖含量与蔗糖代谢酶活性、内源激素含量均呈显著性相关;在功能叶中,蔗糖含量与SS酶活性、SPS酶活性和GA3含量呈显著性相关。本研究进一步表明了乙烯利可作为抗旱、增糖的有效调控剂,为干旱区甘蔗栽培提供了理论依据。 展开更多
关键词 甘蔗 生长后期 干旱胁迫 乙烯利 糖代谢
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云蔗创新种质关键农艺性状综合评价 被引量：1
4
作者 孔春艳 毛钧 +4 位作者 林秀琴 徐超华 李旭娟 刘洪博 陆鑫 《热带作物学报》 北大核心 2026年第1期56-66,共11页
为综合评价15份云蔗系列甘蔗创新种质在云南开远蔗区的农艺性状表现并筛选高产高糖优良亲本,以主栽品种云蔗05-51为对照,在新植及宿根条件下测定株高、茎径、单茎质量、有效茎数、蔗茎产量、纤维分、出汁率、简纯度和蔗糖分等9个关键农... 为综合评价15份云蔗系列甘蔗创新种质在云南开远蔗区的农艺性状表现并筛选高产高糖优良亲本,以主栽品种云蔗05-51为对照,在新植及宿根条件下测定株高、茎径、单茎质量、有效茎数、蔗茎产量、纤维分、出汁率、简纯度和蔗糖分等9个关键农艺性状,采用主成分分析、隶属函数法和聚类分析进行多性状综合评价。结果表明:各性状变异系数为4.81%~21.02%,其中单茎质量和蔗茎产量变异系数最大;相关性分析结果显示,株高、茎径和单茎质量均与蔗茎产量呈显著正相关。主成分分析提取出3个主成分,累计贡献率达82.436%,分别代表产量因子、糖分因子和茎数因子。基于隶属函数法的综合评价值(D)排序结果,有11份材料高于CK,排序为:云蔗2018-124>云蔗2018-95>云蔗2018-120>云蔗2017-121>云蔗2018-92>云蔗2016-166>云蔗2017-131>云蔗2016-145>云蔗2014-170>云蔗2014-224>云蔗2014-222>云蔗05-51。聚类分析将种质划分为三类,第Ⅰ类为高产型,第Ⅲ类为高糖型。进一步筛选出单一性状突出的种质:高产型包括云蔗2017-121、云蔗2018-124、云蔗2018-95等;高糖型包括云蔗2014-222、云蔗2016-145、云蔗2017-152等;高纤维型包括云蔗2017-152、云蔗2018-120等,适合作为机械化品种选育的亲本。云蔗2018-124和云蔗2018-95在产量性状和品质指标上均表现优异,具有作为高产高糖骨干亲本的潜力,可为云南及相似生态区甘蔗品种选育提供材料支撑。 展开更多
关键词 甘蔗 农艺性状 主成分分析 隶属函数法 聚类分析 综合评价
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甘蔗WOX基因家族鉴定及其响应愈伤组织增殖与芽再生表达分析 被引量：1
5
作者 李旭娟 张敏 +4 位作者 田春艳 李纯佳 林秀琴 黄罗冬 刘新龙 《生物工程学报》 北大核心 2026年第1期164-183,共20页
WUSCHEL(WUS)-related homeobox(WOX)家族基因是植物干细胞维持、胚胎建成和器官发生等发育过程中的重要调控因子。开展甘蔗WOX基因家族鉴定,揭示其家族成员数目、序列特征、进化关系并挖掘调控甘蔗愈伤组织增殖和芽再生的ScWOX基因,进... WUSCHEL(WUS)-related homeobox(WOX)家族基因是植物干细胞维持、胚胎建成和器官发生等发育过程中的重要调控因子。开展甘蔗WOX基因家族鉴定,揭示其家族成员数目、序列特征、进化关系并挖掘调控甘蔗愈伤组织增殖和芽再生的ScWOX基因,进而为提高甘蔗遗传转化和基因编辑效率提供可利用的基因资源。首先从Pfam数据库中下载WOX蛋白的保守结构域(Pfam登录号:PF00046)及隐马尔可夫模型文件,以PF00046作为模板序列,利用HMM3.0比对甘蔗栽培种‘R570’氨基酸序列后获得ScWOX家族蛋白候选序列。基于保守结构域分析鉴定出ScWOX基因家族成员并对其进行系统进化分析和命名;然后对ScWOXs开展理化性质分析和亚细胞定位预测、基因结构和蛋白motif分析、启动子顺式元件分析以及染色体定位和共线性分析,并用TBtools展示相关结果。最后通过qRT-PCR技术进行ScWOXs在甘蔗品种‘云蔗08-1609’(‘YZ08-1609’)愈伤组织增殖及分化再生过程中的表达模式分析,筛选出响应愈伤组织增殖及分化的ScWOXs基因。最终从‘R570’基因组中鉴定到82个ScWOX基因,分为古老支、中间支和WUS支/现代支这3大分支,ScWOX1-ScWOX12共12个亚群。所有ScWOXs成员编码蛋白的氨基酸数目在204-956之间;预测相对分子量为22.04-103.86 kDa;理论等电点为6.00-10.79;均为亲水性蛋白;大多数ScWOX蛋白定位于细胞核。ScWOXs基因家族成员所含外显子数目的范围为1-3个;编码蛋白成员所含保守基序数目范围为3-10个;ScWOXs基因启动子富含与植物生长发育、分生组织激活与表达、植物激素调控、非生物胁迫响应和光反应等顺式作用元件。所有ScWOXs成员不均等地分布在‘R570’的44条染色体和5个染色体支架(scaffold)上;甘蔗WOX基因家族成员之间存在272个共线性基因对,和高粱、水稻之间分别有87、81个WOX共线性基因对。基因表达分析显示,ScWOX4、ScWOX9、ScWOX10和ScWOX12在‘YZ08-1609’愈伤组织增殖和芽再生过程中上调表达,这些基因有望作为促进甘蔗愈伤增殖和芽再生的候选基因。以上结果为甘蔗遗传转化和基因编辑组培再生体系优化丰富了基因资源。 展开更多
关键词 甘蔗 WOX基因家族 愈伤增殖 芽再生
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甘蔗71个杂交组合的配合力分析与优质亲本筛选 被引量：1
6
作者 唐思琪 刘家勇 +3 位作者 赵培方 昝逢刚 姚丽 赵丽萍 《热带作物学报》 北大核心 2026年第1期67-75,共9页
甘蔗(Saccharum spp.)是全球最主要的糖料作物,承担着约80%的世界食糖生产任务。为满足现代糖业对高产高糖甘蔗品种的迫切需求,本研究以71个甘蔗杂交组合的实生苗为材料,开展了株高、茎径、锤度、有效茎、蔗产量和糖产量6个农艺性状的... 甘蔗(Saccharum spp.)是全球最主要的糖料作物,承担着约80%的世界食糖生产任务。为满足现代糖业对高产高糖甘蔗品种的迫切需求,本研究以71个甘蔗杂交组合的实生苗为材料,开展了株高、茎径、锤度、有效茎、蔗产量和糖产量6个农艺性状的遗传变异分析,并应用R软件对一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)进行估算,同时基于蔗产量和锤度GCA与SCA进行聚类分析。结果表明:各组合在6个性状上均表现出丰富的遗传多样性,尤其在产量相关性状(有效茎、蔗产量和糖产量)上变异系数超过39.00%,展现出较大的选育潜力,糖分性状锤度的变异系数最低(8.05%),说明其受遗传控制较强,稳定性较高。筛选出优良父本HoCP05-902、桂糖96-211、粤糖93-124、粤糖93-159、桂糖00-122及云瑞05-704,优良母本包括桂糖94-119、CP72-1210和Eros等;组合CP72-1210×桂糖96-211与桂糖94-119×粤糖93-159在6个性状上均表现优异,兼具高产与高糖特性,是育种应用的核心组合。GCA/SCA比值分析指出,蔗产量的加性遗传效应主要由父本主导。本研究筛选出一批优质亲本和优势组合,为甘蔗高产高糖育种提供理论基础和实践路径,具有重要的应用前景。 展开更多
关键词 甘蔗 杂交组合 配合力 聚类分析
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甘蔗野生种割手密的PIF基因家族鉴定与表达分析 被引量：1
7
作者 王郑 王文治 +5 位作者 王鹏 孙婷婷 熊国如 张树珍 何美丹 沈林波 《热带作物学报》 北大核心 2026年第1期32-42,共11页
光敏色素作用因子(phytochrome interacting factors,PIFs)是调控植物光形态建成的关键转录因子,在植物生长发育及逆境响应过程中具有重要作用。目前,PIF基因已在多种植物中得到鉴定,但尚无关于甘蔗近缘野生种割手密(Saccharum spontane... 光敏色素作用因子(phytochrome interacting factors,PIFs)是调控植物光形态建成的关键转录因子,在植物生长发育及逆境响应过程中具有重要作用。目前,PIF基因已在多种植物中得到鉴定,但尚无关于甘蔗近缘野生种割手密(Saccharum spontaneum L.)SsPIF基因家族成员的系统鉴定与分析的报道。本研究对甘蔗近缘野生种割手密SsPIF基因家族进行鉴定,系统分析SsPIF家族基因的蛋白理化性质、染色体定位、物种内及物种间共线性比较及启动子顺式作用元件等特征,并利用荧光定量PCR技术(qRT-PCR)分析SsPIF基因在甘蔗不同组织及3种植物激素处理下的表达模式。结果显示:从割手密全基因组中鉴定出12个SsPIF基因,编码的氨基酸数量在435~765之间,分子质量范围为48.14~83.91 kDa;等电点(pI)在5.59~6.97之间,大多数等电点接近中性,少数偏向酸性或碱性;亚细胞定位发现所有SsPIF蛋白均定位在细胞核;染色体定位分析显示SsPIF不均匀地分布在10条染色体上;多序列比对结果表明SsPIF家族成员均存在bHLH和APB保守结构域,其中SsPIF3亚组存在特有的APA结构域;物种间共线性显示SsPIF在水稻中存在14对同源基因;启动子区域分析表明SsPIF基因富含光响应、激素响应与逆境响应元件;SsPIF基因的表达具有组织特异性,与割手密的生长发育相关。本研究结果为进一步探究SsPIF基因家族在割手密的生长发育调控和信号转导通路中的功能奠定基础。 展开更多
关键词 割手密 SsPIF 基因家族 生物信息学 表达分析
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甘蔗热带种不同基因型对低磷胁迫的响应特征 被引量：1
8
作者 饶席兵 杨丽华 +3 位作者 刀静梅 唐思琪 韦彩艳 赵丽萍 《热带作物学报》 北大核心 2026年第1期86-95,共10页
从根系形态及生理适应性角度,探究不同基因型甘蔗热带种(Saccharum officinarum L.)对低磷胁迫的响应特征,识别影响磷吸收的关键因素,为通过根系塑性改良提高甘蔗养分利用效率提供理论依据。本研究以磷高效型热带种48 Mouna、Loether和... 从根系形态及生理适应性角度,探究不同基因型甘蔗热带种(Saccharum officinarum L.)对低磷胁迫的响应特征,识别影响磷吸收的关键因素,为通过根系塑性改良提高甘蔗养分利用效率提供理论依据。本研究以磷高效型热带种48 Mouna、Loether和磷低效型热带种NC20、Badila为研究材料,在低磷(0.2μmol/L KH_(2)PO_(4))和正常磷(1000μmol/L KH_(2)PO_(4))2种供磷水平下,比较分析各品种的根系形态指标、耐低磷指数、根系活力及酸性磷酸酶活性等。结果表明,低磷胁迫不同程度地抑制了各甘蔗热带种的生长发育。其中,磷高效品种Loether的株高、茎干质量及整株生物量受低磷胁迫影响最小,且根干质量和根冠比显著增加。低磷胁迫促使Loether和48 Mouna的总根长、根系总表面积、根系总体积均增加,且Loether的增加幅度最为明显。绝大多数品种的比根长、比根表面积和比根体积均降低,其中NC20降低幅度最大,同时所有品种根系均出现细化。此外,48 Mouna和Loether在低磷胁迫下表现出更高的根部耐低磷指数、根系活力及获磷能力。以上研究揭示了磷高效型热带种48 Mouna与Loether能通过优化根系结构、增强磷吸收界面、维持较强根系活力及酶促适应性,有效提升磷的吸收利用效率,表现出较强的低磷胁迫适应能力。 展开更多
关键词 甘蔗 热带种 低磷胁迫 磷效率 根系形态 生理响应
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甘蔗基因组编辑与抗倒伏研究进展 被引量：1
9
作者 陆乔 滕婉 +1 位作者 梁颖博 王延鹏 《生物工程学报》 北大核心 2026年第1期33-52,共20页
甘蔗(Saccharum spp.)是重要经济作物,提供我国约90%的糖料和40%的生物乙醇。由于其基因组庞大、遗传背景复杂,传统育种很难实现对甘蔗高效的遗传改良。基因组编辑技术是当前生命科学领域的颠覆性技术,可实现对目的基因的精准高效修饰... 甘蔗(Saccharum spp.)是重要经济作物,提供我国约90%的糖料和40%的生物乙醇。由于其基因组庞大、遗传背景复杂,传统育种很难实现对甘蔗高效的遗传改良。基因组编辑技术是当前生命科学领域的颠覆性技术,可实现对目的基因的精准高效修饰。基因组编辑从早期的锌指核酸酶(zinc-finger nucleases,ZFNs)、类转录因子效应物核酸酶(transcription activator-like effector nucleases,TALENs),到具有里程碑意义的成簇规律间隔短回文重复序列及相关蛋白(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein,CRISPR/Cas)系统,以及CRISPR/Cas系统衍生的碱基编辑和引导编辑,大大推动了植物遗传改良的发展和生物育种的升级。随着甘蔗基因组的破译,基因组编辑技术为多倍体甘蔗的遗传改良提供了全新的技术手段。本文从植物基因组编辑技术的发展、CRISPR/Cas技术的迭代优化、甘蔗遗传转化的发展、甘蔗基因组学的进展及基因组编辑在甘蔗中的应用等方面进行综述,重点探讨了基因组编辑在甘蔗抗倒伏育种中的应用前景,为推动基因组编辑在甘蔗育种中的应用提供了参考。 展开更多
关键词 植物基因组编辑 CRISPR/Cas系统 甘蔗 抗倒伏育种
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甘蔗不同亲本杂交组合的表型评价与比较分析 被引量：1
10
作者 杨俊朋 凌琪龙 +8 位作者 覃祖锋 庞飞扬 唐宇 黄晓莹 王勤南 吴才文 暴怡雪 余凡 张木清 《热带作物学报》 北大核心 2026年第1期43-55,共13页
甘蔗家系评价是筛选出优良的甘蔗杂交组合及评价亲本育种价值的关键技术手段。本研究以86个甘蔗杂交组合为材料进行家系评价,通过连续多年调查产量性状(株高、分蘖、丛质量),糖分性状(锤度)以及病虫害性状(黑穗病、梢腐病、枯心苗),并... 甘蔗家系评价是筛选出优良的甘蔗杂交组合及评价亲本育种价值的关键技术手段。本研究以86个甘蔗杂交组合为材料进行家系评价,通过连续多年调查产量性状(株高、分蘖、丛质量),糖分性状(锤度)以及病虫害性状(黑穗病、梢腐病、枯心苗),并计算各性状的遗传力、配合力、育种值及变异系数等关键性评价指标,利用相关性分析、主成分分析、聚类分析及经济育种值估算,从多维度综合评估各杂交组合的田间表现及亲本的遗传贡献。研究结果表明:丛质量、株高、分蘖均呈显著性正相关(P<0.01),通过主成分分析筛选出桂糖04-1545×中糖12-02等5个高产杂交组合,同时发现母本Q208、父本XTT22等亲本的一般配合力(GCA)表现突出,具备优异的产量遗传能力。在病虫害性状方面,黑穗病和梢腐病的发病率随年限呈逐年上升趋势,而枯心苗发生率则逐年下降,其中粤糖03-373×CP84-1198等5个杂交组合表现出较强的病虫害综合抗性。在糖分性状方面,云蔗05-51×桂糖00-122等5个杂交组合锤度值及特殊配合力(SCA)表现优异,且母本云瑞15-90、父本桂糖04-1001等亲本的高糖遗传特性显著,是培育高糖品种的优良亲本材料。在综合性状评价中,通过主成分分析与聚类分析的结果相互印证,最终筛选出LCP85-384×粤糖94-128等综合表现优良的杂交组合,以及母本桂糖04-1545、父本XTT22等综合性状优异的核心亲本。本研究结果可为甘蔗高产、高糖、抗病虫组合的定向选育以及杂交育种中亲本的科学选配提供重要参考依据。 展开更多
关键词 甘蔗 家系评价 聚类分析 主成分分析 高产 高糖 抗病虫
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甘蔗属割手密与热带种PEBP基因家族的鉴定及其开花调控功能分析
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作者 罗正英 胡嗣桢 +5 位作者 林秀琴 胡鑫 张敏 徐超华 刘新龙 曾千春 《中国农业科学》 北大核心 2026年第4期734-749,共16页
【目的】磷脂酰乙醇胺结合蛋白(phosphatidyl ethanolamine-binding protein,PEBP)是调控植物开花的关键因子,通过协调光周期、植物激素等信号精确调控开花时间。以甘蔗原始亲本割手密(Saccharum spontaneum)和热带种(Saccharum officin... 【目的】磷脂酰乙醇胺结合蛋白(phosphatidyl ethanolamine-binding protein,PEBP)是调控植物开花的关键因子,通过协调光周期、植物激素等信号精确调控开花时间。以甘蔗原始亲本割手密(Saccharum spontaneum)和热带种(Saccharum officinarum)为材料,系统鉴定PEBP基因家族成员,分析其基本结构、进化特征与表达模式,验证关键基因功能,为解析甘蔗开花调控机制及分子育种提供理论依据。【方法】基于拟南芥和水稻PEBP基因家族成员的蛋白序列,对割手密和热带种基因组数据进行比对分析,并结合PEBP基因对应的隐马尔可夫模型文件PF01161进行筛选,最终鉴定PEBP基因家族成员;利用MEGA-X、TBtools等软件进行系统进化、基因结构、保守基序和共线性分析;通过PlantCARE数据库预测启动子顺式作用元件;结合转录组数据和qRT-PCR结果分析基因表达模式;构建FT3和TFL1过表达载体并转化拟南芥,从而验证其功能。【结果】割手密和热带种分别含有23和20个PEBP基因,均分为FT-like、TFL1-like和MFT-like3个亚家族。蛋白理化性状分析表明,割手密PEBP蛋白(151—364 aa,17.1—40.4 kDa)的变异范围显著大于热带种(170—191 aa,19.2—20.8 kDa),但均以亲水性碱性蛋白为主。保守基序分析揭示,TFL1-like亚家族高度保守,MFT-like则呈现显著多样性,其中,割手密SspMFT1.1/1.2/1.3具有独特的结构域延长。基因结构显示,FT-like外显子数目变异最大(2—5个),高于TFL1-like(3—4个)和MFT-like(4个)。进化研究发现,PEBP基因主要通过全基因组复制和片段复制扩张,热带种串联复制频率(8%)显著高于割手密(1%)。共线性分析表明,部分基因对(如SspFT5.1/SspFT5.2和SoFT12.1/SoFT12.2)显示出物种特异性复制特征,割手密PEBP基因家族成员与高粱保守性更高。启动子分析显示,割手密和热带种PEBP基因均富含光响应和激素响应元件,其中,茉莉酸和脱落酸响应元件占比最高。表达分析鉴定出FT3和TFL12个关键基因,前者表达持续上调且光周期敏感,后者呈先降后升趋势,且不受光周期调控。转基因分析证实SspFT3和SoFT3促进拟南芥开花(提前约19 d),而SspTFL1和SoTFL1则抑制开花。【结论】在割手密和热带种中分别鉴定了23和20个PEBP基因,分为FT-like、TFL1-like和MFT-like 3个亚家族,各亚家族在基因结构和蛋白特性方面呈现明显分化。FT3和TFL1在开花进程中呈现相反的表达模式,其中,FT3对光周期响应敏感,且在热带种中表达量显著低于割手密。FT3具有促进开花的典型功能,而TFL1抑制开花。 展开更多
关键词 割手密 热带种 PEBP基因家族 开花调控 表达分析 光周期
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基于农艺性状对57NG208与南涧果蔗正反交后代的综合评价
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作者 俞华先 安汝东 +9 位作者 桃联安 郎荣斌 边芯 张钰 刘新龙 刘家勇 赵丽萍 刘洪博 张革民 张保青 《作物杂志》 北大核心 2026年第1期94-103,共10页
以24份大茎野生种与南涧果蔗的正反交后代为材料,对其7个重要农艺性状进行相关性、主成分和聚类分析及综合评价。结果表明,同一植期试验中不同种质材料间各农艺性状存在差异,同一种质材料在不同植期的试验中各农艺性状指标也存在差异。... 以24份大茎野生种与南涧果蔗的正反交后代为材料,对其7个重要农艺性状进行相关性、主成分和聚类分析及综合评价。结果表明,同一植期试验中不同种质材料间各农艺性状存在差异,同一种质材料在不同植期的试验中各农艺性状指标也存在差异。不同农艺性状的变异系数为11.17%~43.37%,其中糖产量和蔗茎产量的变异最大,分别为43.37%和42.20%,株高的变异较小。相关分析表明,蔗茎产量和糖产量均与单茎重、有效茎数呈极显著正相关,蔗茎产量与糖产量呈极显著正相关;通过主成分分析提取了产量糖分因子、茎径糖分因子和茎径质量因子,累计贡献率达81.39%;聚类分析结果显示,在欧式距离6.00处将24份种质材料分为3个类群,其与主成分得分结果基本一致,其中类群Ⅲ的7个农艺指标表现优异,具有高产高糖特性,云瑞12-38-27、云瑞12-38-18、云瑞12-9-45、云瑞12-9-9和云瑞12-38-29等5份材料的综合评价D值排前5位。 展开更多
关键词 大茎野生种 南涧果蔗 农艺性状 主成分分析 隶属函数法 综合评价
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甘蔗CLC基因家族鉴定与表达分析
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作者 杨宗桃 杨婷 +6 位作者 王禹童 艾静 李燕烨 刘家勇 邓军 赵勇 张跃彬 《作物学报》 北大核心 2026年第3期722-734,共13页
氯离子通道(chloride channel, CLC)基因家族在植物液泡硝酸盐储存过程中发挥关键作用,但其在复杂基因组作物甘蔗中尚未被系统鉴定。本研究基于割手密(Saccharum spontaneum)基因组数据,鉴定出29个SsCLC基因,分布于21条染色体上,可分为... 氯离子通道(chloride channel, CLC)基因家族在植物液泡硝酸盐储存过程中发挥关键作用,但其在复杂基因组作物甘蔗中尚未被系统鉴定。本研究基于割手密(Saccharum spontaneum)基因组数据,鉴定出29个SsCLC基因,分布于21条染色体上,可分为6个亚族(Group a、Group c、Group d、Group e、Group f和Group g)。基因结构和motif分析表明该家族成员较为保守。共线性分析显示, SsCLC基因家族主要通过全基因组/片段复制事件扩增,并受到纯化选择。启动子顺式作用元件分析表明, SsCLC富含激素响应(50.00%)、生长发育(42.86%)及胁迫响应(7.14%)等相关元件。以割手密82-1及其3个杂交后代为材料,农艺性状调查显示杂交后代在茎径、叶长、锤度、鲜重和干重上均显著优于亲本;转录组与qRT-PCR分析发现, 75.86%的SsCLC基因(22/29)在杂交种根中表达上调。本研究首次系统鉴定了SsCLC基因家族,揭示了其在杂交种根中普遍上调的表达模式与优良农艺性状密切相关,为解析甘蔗“高贵化”过程中的氮素高效利用机制提供了重要基因资源。 展开更多
关键词 甘蔗 CLC基因家族 转录组学 表达分析 氮素
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2024/25年榨季极端干旱对广西糖料蔗生产的影响
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作者 卢星高 陈教云 +9 位作者 邓宇驰 赖振光 周忠凤 吴宗猛 陈荣发 范业赓 吴延勇 文俊丽 廖树冠 吴建明 《甘蔗糖业》 2026年第1期22-32,共11页
为明确极端干旱对广西糖料蔗生产的影响,为区域甘蔗防旱避灾生产提供科学依据,本研究在2024/25年榨季采用面上调查、数据收集与实地调查相结合的方法,系统分析干旱对广西甘蔗生产的影响。实地调研结果显示,长期干旱引发多重生产问题:一... 为明确极端干旱对广西糖料蔗生产的影响,为区域甘蔗防旱避灾生产提供科学依据,本研究在2024/25年榨季采用面上调查、数据收集与实地调查相结合的方法,系统分析干旱对广西甘蔗生产的影响。实地调研结果显示,长期干旱引发多重生产问题:一是导致甘蔗茎秆空心、上部芽段干瘪;二是受8月早到台风叠加影响,多数倒伏甘蔗低位节根被迫扎土,机械收割损耗率升高;三是土壤严重干裂,耕犁深度仅约5 cm,农具断裂率较往年提高2倍以上;四是淋水耕作或种植后淋水的蔗田,每公顷增加成本约4500~7500元;五是出苗率显著下降,尤其秋冬或早春种植蔗田出苗率极低,补种及翻种面积创历史新高。调查数据表明,2025年广西甘蔗长势较2024年显著减弱:新植蔗方面,79.17%的县区出苗率下降,91.67%的县区株高下降,37.50%的县区枯心苗率上升,54.16%的县区黑穗病株率上升,但整体枯心苗率和黑穗病率低于宿根蔗;宿根蔗普遍出现株高下降,部分地区枯心苗率显著增加,41.68%的县区黑穗病危害加重。区域受灾差异明显,柳江、象州、武宣受害最轻,灵山、罗城、宁明最重。干旱导致广西甘蔗单产由70.50 t/hm^(2)降至63.75 t/hm^(2),榨蔗量由5360万t减至4860万t。2024/25年榨季广西极端干旱对甘蔗生产造成了系统性冲击,且影响在新植蔗与宿根蔗之间、不同区域之间存在显著差异,该研究为制定分区分类的抗旱管理策略提供了科学依据。 展开更多
关键词 甘蔗 干旱胁迫 出苗数 株高 枯心苗率 黑穗病株率 产量
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甘蔗高糖品种选育技术研究进展
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作者 郎荣斌 边芯 +3 位作者 桃联安 张钰 安汝东 俞华先 《中国糖料》 2026年第1期32-39,共8页
甘蔗高糖品种选育是提升糖业竞争力的核心。本文系统综述了相关技术研究进展。高糖性状受复杂遗传网络和生理生化过程(如关键酶、激素)控制。传统杂交育种仍是基石,但面临周期长、效率低等瓶颈。现代生物技术提供了新途径:分子标记辅助... 甘蔗高糖品种选育是提升糖业竞争力的核心。本文系统综述了相关技术研究进展。高糖性状受复杂遗传网络和生理生化过程(如关键酶、激素)控制。传统杂交育种仍是基石,但面临周期长、效率低等瓶颈。现代生物技术提供了新途径:分子标记辅助选择(MAS)助力早期筛选;基因组学(如GWAS、全基因组选择GS)深化遗传解析;转基因与基因组编辑技术(如CRISPR/Cas9)实现定向改良;高通量表型技术提升鉴定效率。未来高糖育种需走向多技术融合的集成育种,结合基因组学、生物技术与信息技术,构建智能育种体系,以突破遗传基础狭窄、性状负相关等挑战,实现育种效能的跨越式提升。 展开更多
关键词 甘蔗 高糖育种 分子标记辅助选择 基因组编辑 全基因组选择 集成育种
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甘蔗自交F_(1)群体锤度性状遗传变异分析
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作者 安汝东 俞华先 +3 位作者 张钰 桃联安 边芯 郎荣斌 《甘蔗糖业》 2026年第1期1-8,共8页
自交衰退一般会使后代适应性下降,而超亲分离则使后代性状超越亲本。甘蔗常规育种主要利用优良亲本开花杂交培育新品种,但是甘蔗自交也育成一些重要亲本和优良品种。利用甘蔗自交群体还可开展遗传图谱构建、重要性状QTL定位和基因挖掘... 自交衰退一般会使后代适应性下降,而超亲分离则使后代性状超越亲本。甘蔗常规育种主要利用优良亲本开花杂交培育新品种,但是甘蔗自交也育成一些重要亲本和优良品种。利用甘蔗自交群体还可开展遗传图谱构建、重要性状QTL定位和基因挖掘等研究。本研究利用具有早熟、高糖特性的5个甘蔗亲本CP82-1529、德蔗9388、粤糖00236、云瑞12399和云蔗0551创制自交F_(1)群体,以亲本和群体12月的锤度作为性状指标,通过Excel等软件进行分析。结果表明:自交F_(1)群体锤度的变异系数范围为6.78%~10.21%,无极端高值或低值。由此说明,自交F_(1)群体的锤度无明显主效基因缺失或过度重组的情况,不存在过度离散的情况。频数分布均呈连续正态分布,说明F_(1)群体锤度不是单基因控制,而是由多基因共同控制的数量性状。5个自交F_(1)群体的锤度平均值都低于亲本,说明自交衰退现象普遍发生。但是,亲本自交F_(1)群体中也分离得到0.54%~6.31%的超亲单株,超亲单株的锤度在21.17%~22.83%之间,单株最高锤度超过亲本的幅度在0.41%~1.51%(绝对值)。其中粤糖00236的超亲幅度最大,自交分离出的超亲单株比例最多,可作为甘蔗高糖性状改良的重要亲本。研究结果为利用甘蔗自交F_(1)群体开展高糖超亲单株选择、杂交组合选配、高糖特异亲本创制和遗传研究提供参考。 展开更多
关键词 甘蔗 自交F_(1)群体 蔗糖分 遗传变异 评价
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甘蔗ASR基因家族鉴定及逆境胁迫响应分析 被引量：1
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作者 黄锦峰 崔世江 +5 位作者 卢艺彬 邓小倩 王东姣 张媛媛 赵婉莹 吴期滨 《生物工程学报》 北大核心 2026年第1期184-204,共21页
脱落酸、胁迫及成熟诱导蛋白(abscisic acid,stress and ripening-induced protein,ASR)是一类在植物成熟诱导和逆境胁迫响应过程中发挥重要作用的蛋白质。尽管ASR蛋白已在多种植物中被鉴定,但其在甘蔗中的研究仍较为有限,其结构特征与... 脱落酸、胁迫及成熟诱导蛋白(abscisic acid,stress and ripening-induced protein,ASR)是一类在植物成熟诱导和逆境胁迫响应过程中发挥重要作用的蛋白质。尽管ASR蛋白已在多种植物中被鉴定,但其在甘蔗中的研究仍较为有限,其结构特征与功能机制尚不清晰。为此,本研究拟在全基因组水平系统鉴定甘蔗ASR基因家族成员,解析其分子特征与进化关系,并探究其在生长发育及逆境胁迫下的表达模式。结果显示,从甘蔗(Saccharum spp.)栽培种‘R570’和野生种割手密(Saccharum spontaneum)中分别鉴定出40个ShASR和15个SsASR基因,所有成员均包含典型的ABA/WDS结构域。结合水稻ASR蛋白构建系统发育树,可将甘蔗ASR蛋白划分为3个亚家族。理化性质与亚细胞定位预测显示,甘蔗ASR蛋白多为稳定、亲水性蛋白,主要定位于细胞核。进一步分析其基因结构、复制类型与染色体分布发现,ASR基因主要通过全基因组或片段重复事件扩增,并在染色体上呈亚家族聚集分布。启动子区域富含胁迫响应、激素响应及生长发育相关的顺式作用元件。转录组分析表明,多数ASR基因在甘蔗5个组织(叶、叶鞘、蔗皮、蔗肉和蔗芽)中均有表达,并受黑穗病菌侵染和干旱胁迫诱导。实时荧光定量PCR结果显示,外源激素及黑穗病菌处理后,ShASR1、ShASR6、ShASR14、ShASR20、ShASR25和ShASR40等基因表达显著变化,提示其可能参与调控甘蔗的胁迫响应、抗病性及生长发育过程。本研究系统解析了甘蔗ASR基因家族的特征与功能,为甘蔗抗逆分子育种提供了理论基础与候选基因资源。 展开更多
关键词 甘蔗 ASR基因家族 逆境胁迫 甘蔗黑穗病 激素响应 表达模式
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基于三维重建的甘蔗幼苗生长表型特征提取方法
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作者 胡蜜蜜 陈硕 +3 位作者 郑嘉成 刘伟埼 古华宁 杨丹彤 《农机化研究》 北大核心 2026年第2期132-138,145,共8页
监测作物生长状态对于提高作物产量和品质具有重要意义。传统的人工甘蔗生长识别监测效率低、成本较高,存在一定的主观性。为此,提出了基于运动恢复结构(Structure from motion,SfM)和多视角立体视觉(Multiple View Stereo,MVS)的盆栽... 监测作物生长状态对于提高作物产量和品质具有重要意义。传统的人工甘蔗生长识别监测效率低、成本较高,存在一定的主观性。为此,提出了基于运动恢复结构(Structure from motion,SfM)和多视角立体视觉(Multiple View Stereo,MVS)的盆栽甘蔗幼苗三维重建方法,通过获取甘蔗幼苗的三维点云数据,实现了幼苗株高、叶长、叶宽等表型特征的自动化提取。采用智能手机采集盆栽甘蔗幼苗的不同角度的图像,基于SfM-CMVS算法重建甘蔗幼苗的三维点云;基于开源的点云处理算法库(Point Cloud Library,PCL)对点云进行降噪、下采样、坐标矫正和茎叶分割等预处理;对植株点云进行植株株高、叶长、叶宽和叶片数等表型特征的提取。结果显示:所测量的株高、叶长、叶宽与人工实际测量之间的均方根误差分别为1.747、1.426、0.893 mm,平均绝对百分比误差分别为6.256%、7.825%、8.692%,决定系数分别为0.964、0.976、0.927(均大于0.9)。该方法在研究甘蔗表型特征方面具有较高的准确性,为甘蔗生长田间监测提供了低成本解决方案。 展开更多
关键词 甘蔗幼苗 表型特征 三维重建 点云处理 生长监测
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斑茅割手密复合体杂交后代抗旱生理特性及抗旱种质筛选 被引量：1
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作者 周珊 黄玉新 +7 位作者 张革民 段维兴 杨翠芳 周忠凤 高轶静 李傲梅 李杨瑞 张保青 《热带作物学报》 北大核心 2026年第1期76-85,共10页
探究干旱胁迫对苗期斑茅割手密复合体杂交后代生理特性的影响,筛选与鉴定不同抗旱性的甘蔗新种质资源,为甘蔗抗旱新品种选育及利用提供理论依据。以13份斑茅割手密复合体杂交后代和ROC22为试验材料,通过桶栽试验,在苗期进行轻度干旱胁... 探究干旱胁迫对苗期斑茅割手密复合体杂交后代生理特性的影响,筛选与鉴定不同抗旱性的甘蔗新种质资源,为甘蔗抗旱新品种选育及利用提供理论依据。以13份斑茅割手密复合体杂交后代和ROC22为试验材料,通过桶栽试验,在苗期进行轻度干旱胁迫、重度干旱胁迫和正常供水(CK)处理,测定其苗期叶片丙二醛含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量及过氧化物酶和超氧化物歧化酶的活性。运用抗旱系数、隶属函数值、抗旱性综合评价值(D)对不同斑茅割手密复合体杂交后代进行抗旱性综合评价,筛选和鉴定甘蔗抗旱种质。结果表明:不同干旱胁迫处理后,斑茅割手密复合体杂交后代苗期叶片的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、丙二醛含量、过氧化物酶活性和超氧化物歧化酶活性均有不同程度的增加。其中,在重度干旱胁迫下,AS08-2-28的各生理指标值均显著高于对照。根据抗旱性综合评价结果,筛选出7个苗期抗旱性高于对照品种ROC22的杂交后代,其抗旱性强弱排序为:AS08-2-28>AS11-1-101>AS11-4-44>AS11-75-1>AS12-A6-21>AS12-A6-5>AS12-176-5。本研究评价了斑茅割手密复合体杂交后代苗期的抗旱性,筛选出7个抗旱性较强的甘蔗种质资源,为后续抗旱相关基因挖掘提供材料基础,为充分利用斑茅割手密复合体杂交后代培育抗旱新品种提供科学依据与实验指导。 展开更多
关键词 甘蔗 斑茅割手密复合体 抗旱性 生理指标 综合评价
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甘蔗GLY基因家族的鉴定及GLYⅠ-1基因的功能分析 被引量：1
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作者 孙欣路 林佩霞 +7 位作者 崔世江 李振香 王东姣 张媛媛 曾真 阙友雄 吴期滨 赵婉莹 《热带作物学报》 北大核心 2026年第1期17-31,共15页
乙二醛酶系统[包括乙二醛酶Ⅰ(glyoxalase system,GLYⅠ)和乙二醛酶Ⅱ(glyoxalase system,GLYⅡ)是植物体内解毒过量甲基乙二醛(methylglyoxal,MG)的关键机制,在响应非生物胁迫与病原菌侵染中发挥重要作用。迄今,GLY基因家族在甘蔗中的... 乙二醛酶系统[包括乙二醛酶Ⅰ(glyoxalase system,GLYⅠ)和乙二醛酶Ⅱ(glyoxalase system,GLYⅡ)是植物体内解毒过量甲基乙二醛(methylglyoxal,MG)的关键机制,在响应非生物胁迫与病原菌侵染中发挥重要作用。迄今,GLY基因家族在甘蔗中的全基因组鉴定和表达分析中尚未见报道。本研究从甘蔗近缘野生种割手密(Saccharum spontaneum)中鉴定获得了50个SsGLYⅠ基因和52个SsGLYⅡ基因,并对其理化性质、基因结构、启动子顺式作用元件和表达模式等进行系统分析。结果表明:SsGLY基因随机分布在30条染色体上,43个SsGLYⅠ蛋白均拥有一个保守的Motif1(PF00903),所有SsGLYⅡ蛋白均拥有保守的Motif1(PF00753);39个SsGLYⅠ蛋白含有4个金属结合位点(H/Q,L,H,E),除亚家族Ⅳ的SsGLYⅠ8.1~8.4属于Zn2+依赖型SsGLYⅠ蛋白外,其余均是Ni2+依赖型,仅26个SsGLYⅡ蛋白同时具备THx Hx DH金属结合域和C/GHT活性位点。共线性分析识别出41对共线基因,其中39对的Ka/Ks<1,表明SsGLY基因家族在进化过程中主要受纯化选择。在甘蔗响应黑穗病侵染中,SsGLYⅠ基因亚家族Ⅴ和SsGLYⅡ基因亚家族Ⅲ在病菌胁迫下的表达量均高于其他4个亚家族,其中SsGLYⅠ3.4基因随着黑穗病菌侵染时间的延长,其在抗病品种YT93-159和感病品种ROC22中表达模式存在差异。本研究从甘蔗主栽品种YT93-159中克隆获得了SsGLYⅠ3.4的同源基因Sc GLYⅠ-1,该基因呈组成型表达,主要定位于叶绿体。同时,ScGLYⅠ-1的表达可被外源水杨酸及黑穗病菌胁迫诱导上调,表明该基因可能在甘蔗应答病原菌胁迫中起重要作用。本研究为深入解析甘蔗乙二醛酶基因功能奠定理论基础。 展开更多
关键词 甘蔗 乙二醛酶基因家族 生物信息学 甘蔗黑穗病 表达模式
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