在没有寄主植物存在的情况下,蒜头果幼苗长势随独立生长时间延长而逐渐衰退是一种普遍现象.为解析蒜头果幼苗衰退过程中组织养分含量变化和分布特征,该研究比较了独立生长半年、两年和三年的蒜头果植株各部分组织中N、P、K元素浓度变化,并用组织切片染色法定性评估了这些不同衰退程度幼苗的根和茎杆中淀粉分布和含量变化.结果表明:(1)蒜头果幼苗在衰退过程中,除侧根中K浓度逐渐升高外,其余器官中组织N、P、K浓度逐渐降低,叶片N/P比逐渐失衡,衰退程度不同的幼苗所受的养分胁迫类型存在差异,其中独立生长半年的蒜头果幼苗主要受N供应不足的限制(平均N/P比11.33),两年后转为P限制(平均N/P比17.81),三年后蒜头果幼苗叶片N/P比严重失衡(均值52.46),活力极低,不适合用于造林.(2)植株淀粉含量水平逐渐降低,独立生长三年后蒜头果幼苗植株中淀粉消耗殆尽.幼苗茎根交界处、根顶膨大处、主根及侧根的淀粉含量水平在不同衰退程度的幼苗间差异均较显著,表明淀粉含量水平可以作为评估幼苗活力的重要参考,其中侧根可以作为微创法检测幼苗活力的理想取样部位.鉴于独立生长的蒜头果幼苗活力逐渐衰退与组织养分含量降低有关,在蒜头果育苗过程中应合理补给矿质元素、配植优良寄主植物并尽早移栽,以免因幼苗活力衰退而导致造林成活率降低.该研究结果为寻找评估蒜头果幼苗活力的方法提供了理论参考和技术借鉴,并为育苗过程中合理施肥提供了科学指导.

为尽快明确天然林中蒜头果种质资源收集保存的策略和目标,本研究基于21个表型及经济性状,构建蒜头果核心种质,明确了建立蒜头果育种和保存群体的目标材料,为其资源保育提供依据.在系统聚类和优先取样法的基础上,分别利用遗传多样性法、比例法和对数法,设定10％、20％和30％3种取样比例,产生7种构建策略;采用8个参数评价7种策略构建的核心种质,得到参数最优的核心种质;采用4重方法验证核心种质的有效性和代表性.结果表明,(1)"优先取样法+遗传多样性法+30％取样比例"形成的核心种质,8个评价参数最优,核心种质包含28个样本,取样比例为28.87％.(2)4种验证方法均表明,构建的核心种质具有较好的代表性.多样性指数的t检验表明,核心种质与原种质在21个性状上的多样性指数差异均不显著(0.05);符合率检验表明,核心种质与原种质在21个性状上的均值、极大值、极小值和多样性指数的符合率均在80％以上;主成分检验表明,核心种质与原种质具有相近的特征值、贡献率和累计贡献率;核心种质与原种质的样品分布表明,两者具有相似的分布结构.研究认为,构建的蒜头果核心种质具备代表性、有效性和实用性等特征,可作为蒜头果种质资源收集保存和建立育种群体的依据.

为了解蒜头果(Malania oleifera)植株根际微生物组成和功能特征与蒜头果健康状态的关系,该研究采集了阔叶林、人工种植林和喀斯特森林下的5种不同生境的健康和非健康蒜头果植株根际土壤样品,运用Illumina高通量测序技术进行细菌测序,并用FAPROTAX进行功能预测分析.研究结果表明:1)扩增子序列变异体(ASV)分析结果显示,在门水平上不同生境的细菌组成存在一定差异,其中相对丰度最高的前5个门的细菌类群为酸杆菌门、变形菌门、放线菌门、绿弯菌门和黏菌门.健康植株和非健康植株的根际细菌组成有显著的差异,且细菌群落的优势菌群发生显著的变化.2)非度量多维尺度分析显示不同健康状态蒜头果的根际细菌组成有显著差异,冗余分析结果显示健康植株的样本沿第一轴分布,两轴共解释了25.83％的细菌群落变异,土壤速效磷含量、总钾含量和pH是影响健康植株根际细菌群落物种组成的主要因子.非健康植株的冗余分析结果显示两轴累积解释了51.84％的细菌群落物种组成变异,土壤总钾含量和速效磷含量是影响其物种组成的重要因子.3)相关性热图显示健康植株根际土壤pH、速效磷含量和全钾含量与绿弯菌门、浮霉菌门、Methylomirabilota和Desulfobacterota等主要类群的相对丰度显著相关.非健康植株的土壤pH、速效氮含量、速效磷含量、总磷含量和全钾含量与绿弯菌门、酸杆菌门、Desulfobacterota、Latescibacterota和芽单胞菌门等主要类群的相对丰度显著相关.4)FAPROTAX功能预测结果显示光营养、光能自养、芳香化合物降解、蓝藻细菌和含氧光能自养等细菌功能群相对丰度在健康植株的根际土壤中明显下降,而发酵、尿素分解和人类病原菌等细菌功能群相对丰度则明显升高,说明不同健康状态植株的根际细菌发生了显著的变化.

该研究对云南省广南县不同分布点的野生植株大小与结实量,果实、果核性状特征,果皮与果核性状间的关系进行了分析.结果表明:(1)野生成年植株个体间结实量差异大,单株结实量从几十个至几千个,变异系数可达136.38%.结实量与冠幅有正相关关系(R=0.592, P<0.01),与胸径和树高无相关关系(P>0.05).(2)扁球型果实平均纵径37.10~40.36 mm,变异系数7.28%~8.65%;平均横径41.15~45.03 mm,变异系数6.44%~9.31%;平均果实重量35.77~47.29 g,变异系数18.99%~21.44%.野生蒜头果果实大小差异明显,单个果实重量差别为3.4倍.(3)果核平均纵径27.50~31.69 mm,变异系数7.13%~10.99%;平均横径30.94~34.16 mm,变异系数6.47%~9.41%;平均果核重量14.03~18.77 g,变异系数17.37%~22.68%.单个果核重量差别为3.7倍.(4)平均果皮纵向厚度4.33~4.80 mm,变异系数20.22%~26.91%;平均横向厚度5.10~5.44 mm,变异系数12.92%~20.98%;平均果皮重21.62~28.51 g,变异系数20.01%~24.12%.该研究结果表明野生蒜头果单株结实量、果实和果核大小、果皮厚等表型性状存在广泛的多样性,其资源为人工定向培育和开发利用提供了较为丰富的选择材料.

蒜头果是我国特有的单种属稀有树种,为了进一步开发利用蒜头果树皮内生真菌的抗菌活性化合物,该研究对来自蒜头果的植物内生真菌(白黄笋顶孢霉、哈茨木霉、大棘黑团孢、枝状枝孢菌、斑污拟盘多毛孢、赭绿青霉、淡紫紫孢菌、朱黄青霉、Xenoacremonium recifei、Xylaria feejeensis)进行液体培养,10 d后回收培养液并用乙酸乙酯萃取获得初提物,采用抑菌圈法检测蒜头果内生真菌初提物抑菌活性,同时测定了最低抑菌浓度(MIC).结果表明:白黄笋顶孢霉、大棘黑团孢、枝状枝孢菌、斑污拟盘多毛孢、赭绿青霉、淡紫紫孢菌均有抑菌活性,大棘黑团孢、斑污拟盘多毛孢、淡紫紫孢菌的初提物均对缓慢芽孢杆菌、无乳链球菌和藤黄微球菌有明显抗菌活性,最低抑菌浓度在1.5625～6.25 mg·mL-1之间.这说明蒜头果树皮内生真菌的次生代谢产物具有抗菌活性,各内生真菌次生代谢产物的抗菌效果不同.

蒜头果为我国特有单种属植物, 其果实富含神经酸, 是一种很有开发前景的野生植物资源.为了解蒜头果中内生真菌的种类及分布情况, 本研究对生长于裸露石灰岩山地和石灰岩林地两种生境的蒜头果分别取样, 利用传统分离方法对蒜头果的根、树皮及叶组织中的内生真菌进行分离纯化, 并依据形态学特征和r DNA-ITS序列对菌种进行鉴定.所有样品共分离获得112株内生真菌, 分别属于10个属, 其中紫霉属 (Purpureocillium) 、酵母样菌属 (Acaromyces) 、木霉属 (Trichoderma) 、淡紫紫孢菌 (Purpureocillium lilacinum) 为优势菌种.分析显示内生真菌在不同部位差异明显, 根中内生真菌分布最为普遍, 两种生境条件下分离率都为100％, 对比之下树皮分离率分别为56.7％和63.3％, 叶的都为26.7％.不同生境对蒜头果内生真菌具有明显影响, 在裸露石灰岩山地根、树皮、叶的多样性指数分别为0.756、1.518和0.662, 石灰岩林地分别为1.412、1.439和0.974.在两种生境条件下, 树皮的真菌多样性相似, 根和叶的多样性都表现出石灰岩林地高于裸露石灰岩山地.

[目的]分离鉴定江苏邳州地区霉腐蒜头的致病真菌,为防控该地区蒜头腐败,延长蒜头贮藏期提供理论指导.[方法]对江苏邳州霉腐大蒜的腐败真菌采用点接法培养分离纯化,科赫氏法则和粘片法对蒜头霉腐微生物菌落形态、菌丝显微结构进行观察,并进行分子生物学鉴定.[结果]分离得到7株菌株,确定病原菌A为芽枝霉菌(Cladosporium cladosporioides),B为黑霉菌(Cladosporium cladosporioide),C为鲜绿青霉菌(Penicillium verrucosum),D为白腐菌(Trametes versicolor),E、G为芽枝状枝孢霉菌(Cladosporium cladosporioide),F为青霉菌(Penicillium chrysogenum),H为烟曲霉菌(Aspergillus funigatus).[结论]导致江苏邳州地区大蒜霉腐的真菌主要是芽枝霉菌(Cladosporium cladosporioides)、黑霉菌(Cladosporium cladosporioide)、鲜绿青霉菌(Penicillium verrucosurm)、白腐菌(Trametes versicolor)、芽枝状枝孢霉菌(Cladosporium cladosporioide)、青霉菌(Penicillium chrysogenu)、烟曲霉菌(Aspergillus funigatus).

由氨基酸衍生的氰苷是由植物细胞色素P450单加氧酶(CYP)催化氨基酸生成的次生代谢产物,与植物的防御和抗逆境胁迫相关.该研究通过分析蒜头果转录组数据,从中分离并克隆得到1条细胞色素P450基因(命名为MoCYP71,GenBank登录号为MK172858),对其进行生物信息学分析并检测该基因在果实不同发育时期的表达情况.结果表明:MoCYP71基因含1572 bp,编码523个氨基酸,该基因的cDNA序列与咖啡(Coffea eugenioides,XM 027319282)、小果咖啡(Coffea arabica,XM 027213456)中的CYP71基因的mRNA序列均有88％的一致性;MoCYP71蛋白的相对分子质量为58976.54,理论等电点pI为8.10,分子式为C2675 H4184 N704 O744 S27,不稳定系数(Ⅱ)为40.84,是一种不稳定蛋白;该蛋白不存在信号肽,存在于分泌途径,含有两个跨膜结构,分别位于20～37和311～333位的氨基酸为跨膜疏水螺旋,锚定于细胞器上;该蛋白含有CYP家族的保守结构域,包括脯氨酸富集区(PPSPPRLP)、K螺旋(KETFR)、I螺旋(GGIDTS)、PERF域(PERF)和识别结构域血红素结合域(FGAGRRICPG),与可可、榴莲、高粱等的CYP71E家族的蛋白(GenBank登录号分别为EOX92908.1、XP 022773875.1和AAC39318.1)聚为一支;在花谢后,MoCYP71基因表达量逐渐降低,花谢后1个月>2个月>3个月,但在花谢后4个月的表达量急剧增加.以上结果对研究蒜头果的对虫害的防御、组织成熟及蒜头果中有效次生代谢产物的发掘具有重要意义.

FAD2是亚油酸合成的关键酶,是控制高油酸特性的重要基因.本研究采用RT-PCR技术在蒜头果中成功克隆得到一个FAD2基因,命名为MoFA D2,GenBank登录号为MK210593.其含有1 329 bp开放阅读框,编码442个氨基酸.序列比对分析显示MoFAD2拥有FAD2家族特有的3个保守的组氨酸中心位点,蒜头果FAD2与中粒咖啡(Coffea canephora) FAD2的蛋白序列同源性为80.00％.系统进化树分析显示MoFAD2与石榴(Punica granatum)、珙桐(Davidia involucrata)聚为一支.荧光定量PCR分析表明MoFAD2在果实和叶中均有表达,但在蒜头果果实膨大期的表达量最高.研究为将来更好地开发利用蒜头果油用价值和进一步开展FAD2在不饱和脂肪酸生物合成过程中的调控作用研究奠定基础.

目的:为蒜头果育苗技术体系建立,提高苗木供给量缓解种质资源稀缺及可持续利用提供了参考.方法:从蒜头果资源现状及生物学特性、基因组及遗传多样性、人工繁殖、保护与栽培等方面进行蒜头果资源现状综述.结果:指出基因组及基因功能可以为了解蒜头果及神经酸合成机制奠定基础;生长及繁殖特性可以为蒜头果扩繁及引种栽培提供参考.结论:基于蒜头果育苗及资源现状,开展苗木快繁技术研究,增加苗木供给量及缩短育苗周期是提高资源利用率和改善资源现状的关键.