2023年5月，海南大学三亚南繁研究院各科研团队共发表高水平论文9篇，其中6篇为JCR 1区；完成专利成果转化1项（热带耕地养分资源循环利用与质量保育团队：有机废弃物循环利用关键技术）；出版书籍1本（重要热带作物抗病分子机理与分子育种团队：〈中国热带油茶——生物学基础及产业技术集成〉）；中标海南省农业农村厅项目1项（南繁科技文化与战略研究创新团队：海南省水产制（育）种保险保障制度建设项目），等。
1、热带特色功能性植物种质创新与技术服务团队系统地揭示了广藿香响应连作障碍的新机制
研究结果表明，连作对广藿香生长的伤害是全方面的。根系受到连作引起的根际环境胁迫伤害后，经由根系中Ca2+信号、MAPK信号感知和传递，启动了广藿香根系抗逆响应进程和特异miRNA的表达，改变了正常基因的表达程序，诱导乙烯合成、细胞死亡和生理周期紊乱，引发了广藿香根系的核心代谢途径调整和响应，使得植株正常生长相关的基因表达发生改变，抑制了根系生长和养分吸收、传导，进而使得整个植株受到胁迫。叶片中细胞感应到相关胁迫后，启动了叶片中的细胞防御系统和特异miRNA的表达，改变了正常生长相关基因的表达，扰乱了植物正常的昼夜节律和光合作用，使得叶片能量代谢和正常生长受阻，代谢功能紊乱（激发了苯丙烷代谢途径），致使叶片中相关代谢产物合成和积累发生改变，从而引发连作广藿香植株整体生长受抑，导致广藿香连作障碍发生。
该研究得到了国家自然科学基金项目（31360210，81860681，82260737）的资助。相关研究结果在国际权威学术期刊Industrial Crops & Products（中科院1区Top期刊）等上发表，已毕业的博士研究生严武平为论文的第一作者，吴友根教授为论文通讯作者，团队的其他老师和研究生参与了部分试验或指导工作。
全文链接：https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2023.116862
图1.广藿香响应连作障碍的miRNA和基因调控模式
图2.连作胁迫激发了苯丙烷代谢途径
2、生物多样性与系统发育基因组学团队发现杂交富集数据并揭示忍冬亚属深层演化关系
海南大学三亚南繁研究院王华锋课题组博士生孙庆惠在《Molecular Phylogenetics and Evolution》在线发表文章，该研究通过杂交富集测序数据揭示了忍冬亚属(Chamaecerasus)内的深层系统关系，发现了忍冬亚属原产东亚和中亚，空枝组和忍冬组起源东亚，随后扩散到其他地区，亚洲内陆干旱化可能促进该地区空枝组和忍冬组快速辐射演化。
研究人员对37份忍冬属植物进行了取样，利用杂交富集和浅层基因组测序产生的和核基因数据和叶绿体数据，构建忍冬属系统发育树，发现忍冬亚属内存在广泛的核质不一致，核基因和叶绿体系统发育分析都支持忍冬亚属与轮花亚属为姊妹类群。
此外，作者还发现，忍冬属植物估计起源于渐新世中期(26.45 Ma)。祖先分布区重建表明忍冬亚属原产东亚和中亚，空枝组和忍冬组起源东亚，随后扩散到其他地区，亚洲内陆干旱化可能促进该地区空枝组和忍冬组快速辐射演化。
总的来说，这一工作较好地解决了忍冬亚属内主要分支之间的深层系统关系，特别是忍冬亚属内目前公认的四个组间的关系，也为忍冬亚属的分类复杂分支和物种形成提供新见解。
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.ympev.2023.107808
3、热带水果品质发育调控科技创新团队在油茶叶绿体基因组测序分析上取得进展
热带水果品质发育调控科技创新团队成员陈静博士为第一作者、周开兵教授和我校油茶科研团队原负责人胡新文教授为共同通讯作者，2023年5月14号在genes（IF2022=4.141）上发表论文《Comparisons of Chloroplast Genome Mutations among 13 Samples of Oil-Tea Camellia from South China》，对13个油茶样品叶绿体基因组的cpSNPs和cpInDels的类型、分布和数量等差异进行了比较，筛选出不同样品cpSNPs和cpInDels特异位点或各自特异位点组合，解析cpSNPs和cpInDels变异的遗传学意义，基于cpCDS和cpnon-CDS求作进化树分析不同样品所在油茶种的演化关系和鉴定海南本地油茶的所属种。
研究结果表明，油茶cpSNPs和cpInDels变异等可以开发成分子标记和构建遗传图谱，决定cpCDS和cpnon-CDS可用于油茶物种鉴定、遗传多样性分析和系统衍化关系研究；基因外显子区域的cpSNPs变异引起错义突变则产生种间、居群间表现性差异；海南油茶待定种属于越南油茶，越南油茶和高州油茶可以合并成同一个种，香花油茶是否为独立的种还需其它遗传学证据，山茶属组的划分可能应基于cpDNA序列差异而作重新调整。
论文链接：https://doi.org/10.3390/genes14051083
4、国家天然橡胶产业技术体系病害防控团队揭示了植物对啶虫脒和灭蝇胺的吸收、传导和代谢规律与机制
近日，国家天然橡胶产业技术体系病害防控团队一篇研究论文“Uptake, translocation and metabolism of acetamiprid and cyromazine bycowpea (Vigna unguiculata L.)”被SCI收录期刊《Environmental Pollution》（中科院一区，IF2021：9.988）接收。
啶虫脒和灭蝇胺是豇豆等海南特色作物中使用频率较高、用量较大的两种农药。植株对这两种农药的吸收、转运和代谢模式以及亚细胞分布是影响农药残留和评价农产品食用安全性的重要因素。在这项研究中，研究了水培条件下豇豆对啶虫脒和灭蝇胺的吸收、转运、亚细胞分布和代谢途径。啶虫脒和灭蝇胺在豇豆植株中的分布规律均为叶＞茎＞根。两种农药在豇豆亚细胞组织中的分布为细胞可溶性组分>细胞壁>细胞器，运输方式均为被动运输。啶虫脒和灭蝇胺在豇豆中发生了多种代谢反应，包括脱烷基化、羟基化和甲基化。膳食风险评估结果表明，啶虫脒在豇豆中使用是安全的，但灭蝇胺对婴幼儿构成急性膳食风险。该研究为深入了解啶虫脒和灭蝇胺在蔬菜中的转运和分布提供了基础，有助于评估环境中高浓度农药残留是否会对人体健康构成潜在威胁。
图3.植物对啶虫脒和灭蝇胺的吸收、传导和代谢规律与机制
5、热带瓜类作物种质资源创新利用团队在气力集排式精密播种系统的研究方面取得进展
2023年5月，热带瓜类作物种质资源创新利用团队在Agronomy（IF:4.117, JCR 1区）以海南大学南繁研究院为第一单位发表了气力集排式精密播种系统研究论文。本研究开展气力集排式精密排种机理，气流通道CFD仿真模拟、田间生产试验等一系列研究。生产试验结果表明该机具具有生产效率高，播种精密度精准等优势，较撒播具有显著的产量优势，具有重要的理论基础和生产实践意义。
6、热带特色果树品质形成与种质创新团队在壳聚糖/明胶复合猪肉保鲜膜的抗氧化及物理性能研究方面取得进展
2023年5月，海南大学三亚南繁研究院热带特色果树团队在INTERNATIONAL JOURNAL OF FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY杂志（2022年影响因子/JCR分区：3.612/Q2，农林类Q3）上发表了Antioxidant, and physical properties of chitosan/gelatin composite film incorporated with Caulerpa lentillifera extract for pork preservation的科研文章，研究了长茎葡萄蕨藻( CL )提取物掺入对壳聚糖/明胶( CS / GEL )膜的抗氧化活性、抗菌活性、水稳定性和物理性能的影响；采用流延法制备含CS / GEL复合膜的CL提取液；评价了CL含量( 1 %、3 %、5 %)对CS / GEL膜的抗氧化性能、热性能、力学性能、阻隔性能、水稳定性和水接触角的影响；随着CL提取物含量的增加，复合膜表面和断面均出现凸起和微孔。CL的加入提高了复合膜的水接触角、水溶性和吸水溶胀率。复合膜表现出更好的水稳定性。薄膜的TS均增强( 12.57 ~ 23.66 MPa)。与普通CS / GEL膜相比，CS / GEL - CL膜表现出更好的抗氧化性，DPPH清除能力值为72.6 %，并能有效减缓冷藏猪肉样品在贮藏期间的脂质氧化，如较低的游离脂肪酸含量积累和荧光化合物形成。这表明CS / GELCL膜可能适合作为食品包装的活性膜。
7、重要热带作物抗病分子机理与分子育种团队在橡胶树植株再生体系构建方面取得新进展
何朝族团队在Plants（中科院二区，影响因子4.658）发表研究论文“Induction of Axillary Bud Swelling of Hevea brasiliensis to Regenerate Plants through Somatic Embryogenesis and Analysis of Genetic Stability”，硕士生王泰桦为第一作者，陈健妙副教授为通讯作者。为克服橡胶树组织培养外植体来源的限制，建立了基于腋芽的橡胶树植株再生体系。以巴西橡胶树‘热研917’无菌体胚苗茎段膨大的腋芽为材料，从试管苗物候期、截断方式、不同浓度6-BA预处理对橡胶树腋芽膨大的影响，优化腋芽外植体获得途径；对影响腋芽愈伤组织体胚发生体系的基本培养基、试管苗物候期、腋芽发育程度、激素种类和配比、蔗糖浓度等主要因子进行筛选优化，结合不同发育时段的培养材料进行组织细胞学观测，并利用流式细胞仪分析、ISSR分子标记和染色体核型分析等方法研究了再生植株的遗传稳定性，并以‘热研73397’无菌体胚苗膨大腋芽为外植体，验证了‘热研917’的体胚发生培养流程。研究结果进一步完善了橡胶树植株再生体系构建体系，为今后利用基因工程技术进行橡胶树分子育种提供理论依据和技术体系。
论文链接：https://www.mdpi.com/2223-7747/12/9/1803
图4. Process of AB regeneration system of in vitro plantlets of RT CATAS 917.
Note:( a ) Mature-period stem segment is 1 cm-long with one bud point; ( b ) ABs with 3 d swelling time; ( c ) callus tissue; ( d ) clumps of embryogenic and non-embryogenic callus; ( e ) globular embryo; ( f ) heart-shaped embryo; ( g ) torpedo embryo; ( h ) mature cotyledon somatic embryo; ( i ) a well-grown regenerated plant. (The arrows (e,f) are shown as the same parts).
8、辣椒生物学与育种团队在转录激活子BRI1-EMS-SUPPRESSOR 1与热休克蛋白的相互作用调控辣椒的耐热性方面取得进展
汪志伟团队近期在《Environmental and Experimental Botany》杂志上发表题为《Interaction between transcriptional activator BRI1-EMS-SUPPRESSOR 1and HSPs regulates heat stress tolerance in pepper》的研究论文，博士后Muhammad Ali Mumtaz为第一作者，汪志伟教授为通讯作者。该课题通过对耐热及热敏感辣椒进行转录组分析，利用WGCNA（加权基因共表达网络分析）从转录组数据中创建了共表达网络，并确定了一个热相关模块，其中BES1转录因子CcBES1（CcBES1-4）在辣椒的热耐受机制中起到了核心作用。CcBES1主要是由一个细胞核定位的蛋白编码的转录激活剂，将CcBES1在辣椒中进行VIGS，沉默该基因后，辣椒植株表现出矮小的表型和对高温的敏感。酵母单杂的实验发现CcBES1直接与HSPs的推定启动子区域结合，表明CcBES1控制共表达的HSPs以管理热应激耐受性。本研究通过对辣椒高温环境下转录组的分析，预测并验证了相关调控网络关键基因的功能，为未来深入研究辣椒耐热基因调控网络和分子机制打下了基础。
9、热带特色蔬菜产业技术创新与服务团队揭示种植密度对甘薯块根形成的影响
适当的种植密度可以发挥作物的最大产量潜力，但目前甘薯块根形成对种植密度响应机制的研究还很少。近期，本课题组在线发表了题为“Influence of planting density on sweet potato storage root formation by regulating carbohydrate and lignin metabolism”的研究论文，揭示了甘薯种植密度通过调节碳水化合物和木质素代谢对甘薯块根形成的影响。
本研究进行了为期2年的田间试验，在两个不同地点设置了四个种植密度，分别为D15、D20、D25和D30，研究块根碳水化合物和木质素代谢及其与收获期块根数量、产量和商品性状的关系。结果表明，适宜的种植密度(D20处理)刺激了形成层细胞的分化，增加了块根碳水化合物的积累，并抑制了木质素的生物合成；在封垄期时，D20处理产生了更多的块根，尤其是膨大中的块根；与对照D25处理相比，产量提高了10.18~19.73%，并通过降低块根长度与直径比例和提高块根重量的均一性来改善商品性。本研究为甘薯的高价值生产提供了理论依据。
以上结果在中科院二区期刊《Plants》上发表，期刊影响因子为4.658。
图5.种植密度对甘薯YS-25块根膨大期根系生长发育的影响
10、鱼类生殖与遗传团队基于全基因组重测序的GWAS解析豹纹鳃棘鲈(Plectropomus leopardus)黑色性状
本研究收集了不同来源的360尾豹纹鳃棘鲈个体，（性状分析的技术）并基于全基因组重测序进行了全基因组关联分析(GWAS)。结果筛选出57个与豹纹鳃棘鲈黑色皮肤性状相关的SNPs，在这些SNPs的50 kb范围内总共注释了158个基因。随后，GWAS分别应用于LED、QHH和QHL三个群体，相应的结果与总群体的分析结果进行比对发现，四种GWAS模型的分析结果均显著富集Rap1信号通路、黑色素生成、代谢途径、酪氨酸代谢、cAMP信号通路、AMPK信号通路、PI3K-Akt信号通路、EGFR酪氨酸激酶抑制剂耐药性、HIF-1信号通路、Ras信号通路、MAPK信号通路等(p<0.05)，主要关联11个基因(POL4、MET、E2F2、COMT、ZBED1、TYRP2、FOXP2、THIKA、LORF2、MYH16、SOX2 )。在背皮组织中，除COMT以外的10个基因均呈现显著差异（p<0.05），在腹皮组织中除LORF2外其余10个基因全部呈现出显著差异（p<0.05），在尾鳍组织中11个基因均呈现出显著差异（p<0.05）。说明豹纹鳃棘鲈的体色调节过程是多基因多信号通路共同作用的结果。这些结果将有助于深入了解豹纹鳃棘鲈黑色皮肤形成的遗传特征，进而为遗传改良提供理论依据。
论文第一作者为硕士研究生汤海占，通讯作者为文鑫、骆剑，目前正在评审过程。
图6. KEGG enrichment analysis of candidate genes (Top20, P < 0.05)
图7. Signal Path Diagram
11、重要热带作物抗病分子机理与分子育种团队参与出版书稿《中国热带油茶——生物学基础及产业技术集成》
团队陈健妙副教授等参与撰写、出版书稿《中国热带油茶——生物学基础及产业技术集成》。ISBN：9787521919400，中国林业出版社出版。该编著主要介绍了海南油茶优良品系的介绍、热带油茶遗传资源、海南油茶种苗繁育技术研究、海南油茶高产稳产栽培技术、海南油茶品质、附产品及开发利用、海南特色油茶产业发展现状与建议等。
图8.团队参与编著《中国热带油茶——生物学基础及产业技术集成》
12、南繁科技文化与战略研究创新团队成功中标海南省农业农村厅项目
2023年5月，南繁科技文化与战略研究创新团队成功中标海南省农业农村厅项目“海南省水产制（育）种保险保障制度建设项目”，项目资金17.79万元。
1、热带耕地养分资源循环利用与质量保育团队签订技术转让（专利实施许可）合同
2023年5月27日，在海南省首届热带农业科技成果发布与对接活动中，热带耕地养分资源循环利用与质量保育团队负责的“有机废弃物循环利用关键技术”技术转让（专利实施许可）合同现场签约，该合同旨在推动团队在有机废弃物循环利用的科技成果转化与应用，是团队科技小院师生共同努力获得企业和行业认可的结果，也是团队第一个科技成果转让合同。
海南大学曹兵副校长代表海南大学与海南境博汇生物工程有限公司总经理陈伟签约。
图9.海南大学曹兵副校长代表海南大学与海南境博汇生物工程有限公司总经理陈伟签约现场
1、我院组织入驻团队参加海南省第十九届科技活动月暨“全国科技工作者日”启动仪式
2023年5月19日，我院重要热带作物抗病分子机理与分子育种团队协同热带珍稀名贵树种团队、热带油茶科技创新与产业化应用团队以及帮扶企业海南经济特区强富美农业科技开发有限公司，参加由省科技厅、省委宣传部、省科协、团省委主办，昌江黎族自治县人民政府承办的海南省第十九届科技活动月暨“全国科技工作者日”启动仪式，陈金辉副教授、陈健妙副教授和王健教授向广大群众宣传南繁科学知识；向省政协副主席陈马林、省科技厅光组书记李劲松、乐东县科技局韦庆荣局长等详细介绍海南省农业科技110南部服务中心服务内容；海南大学自主培育的“海大油茶1号”等4个海南油茶良种嫁接苗、组培苗、油茶种植栽培技术和油茶系列产品，以及展示我院系列科研成果和合作指导企业海南经济特区强富美农业科技开发有限公司开发的林下种植魔芋系列产品。海南大学三亚南繁研究院校企合作，促进“产学研用”良好发展得到高度认可和支持。
图10.团队积极参加海南省第十九届科技活动月昌江县展会
2、我院两项科技成果获得“2023年海南省十大科技助农典型”
2023年5月27日，海南省农业农村厅与海南省乡村振兴局联合主办“海南省热带农业科技成果发布与对接活动”在中国热带农业科学院（海口院区）举办，该活动旨在进一步推进全省农业科技创新与成果推广应用，促进农业产业高质量发展，助力乡村全面振兴。我院杨小锋常务副院长牵头的“科技赋能热带设施甜瓜产业”和阮云泽教授牵头的“科技小院助力科技成果转化”两项科研成果获得“2023年十大科技助农典型”。
图11.颁发2023年十大科技助农典型证书
图12.顾刚副省长视察三亚南繁院展位
3、热带大豆分子育种创新团队出席“2023年中国植物生物学女科学家学术与科普校园行”系列活动
5月27日，团队负责人李海燕教授出席了由中国植物生理与分子生物学学会女科学家分会及中国植物学会女生物学家分会共同主办的“2023年中国植物生物学女科学家学术与科普校园行”系列活动。“植物生物学女科学家学术与科普校园行”活动，设有山西农业大学站、山西师范大学站、太原科技大学站。在报告会上，李海燕教授以《大豆驯化与生物育种》为题作了科普报告。且在报告期间，李海燕教授与现场师生进行了面对面交流，结合自身经历和专业知识为师生答疑解惑，并勉励大家以积极的心态、长远的眼光和坚韧的品格微笑面对工作、学习与生活，积极投身科研，助力乡村振兴。
图13.李海燕教授出席参加女科学家学术与科普校园行活动
4、热带珍稀名贵树种团队参加海南省热带农业科技成果发布与对接活动
2023年5月27日，海南省农业农村厅与海南省乡村振兴局联合主办“海南省热带农业科技成果发布与对接活动”在中国热带农业科学院（海口院区）举办，热带珍稀名贵树种团队与合作公司海南经济特区强富美农业科技开发有限公司一同展示了可林下种植的魔芋种苗和相关产品。顾刚副省长，海南省农业农村厅孙法军副厅长等人员认真询问和聆听了每个单位展位成果与技术，并进行了深入的沟通交流，对海南大学三亚南繁研究院的热带设施甜瓜产业提质升级，科技小院的模式与发展，农业机械化新技术与装备，林下种植魔芋助农增收等科研成果给予高度评价和肯定。
图14.海南省热带农业科技成果发布与对接活动现场
1、热带大豆分子育种创新团队进行大豆耐盐碱种质资源筛选工作
课题组与长春市农科院程延喜课题组合作，针对不同地区和纬度400多份大豆材料、EMS诱变材料以及实验室杂交选育的部分耐盐碱大豆材料，利用长春市和乾安县地区的天然盐碱地进行耐盐碱大豆种质资源筛选。于5月初，课题组成员周永刚和高红桃前往吉林省长春地区和乾安地区完成了盐碱地取样，对两个地区盐碱地的盐碱程度进行了测定；并于5月中旬，完成了大豆耐盐碱种质资源筛选的播种工作。
图15.大豆耐盐碱种质资源播种（地点：长春市和乾安县）
2、热带大豆分子育种创新团队进行大豆种质资源耐高温表型鉴定工作
课题组与海南大学生物医学工程学院刘谦教授团队合作，针对不同地区和纬度400多份大豆材料以及NAM群体2500多份大豆材料进行耐高温表型鉴定。本月，课题组通过人工抠棚进行增温（温度控制在42℃-50℃之间），对不同纬度和地区的400多份大豆材料进行高温胁迫，并对高温胁迫后的大豆花粉活力进行检测；同时，通过无人机完成了对大豆田间表型的高通量鉴定（可见光、热红外、多光谱等数据），为后续全基因关联分析挖掘优异基因和品种选育奠定了强有力的基础。
图16.大豆种质资源耐高温表型高通量鉴定
3、热带瓜类作物种质资源创新利用团队指导琼中甜瓜露地种植技术
2023年5月17日，热带瓜类作物种质资源创新利用团队骨干教师江雪飞教授率队赴琼中县湾岭镇东坡岭开展甜瓜种植技术指导，帮助种植户诊断露天种植甜瓜茎蔓枯黄的原因及后续管理的注意事项。
图17.湾岭镇东坡岭露地甜瓜种植技术指导现场
编 辑：史程风审核人：韩晓燕
签发人：杨小锋
海南大学
南繁研究院
