2024年3月，海南大学南繁学院（三亚南繁研究院）各科研团队共发表高水平论文10篇，其中以海南大学南繁学院（三亚南繁研究院）为第一单位9篇，JCR 1区8篇；获得国家发明专利授权3项（热带水果品质发育调控科技创新团队:一种同时解决荔枝果皮滞绿和果肉退糖的叶面肥及其应用；热带设施农业科技创新团队：一种轮作大棚、一种智慧设施用低扰动高性能人工光照系统），等。
1、热带瓜类作物种质资源创新利用团队在光栅板对锯齿形光伏温室内部光照均匀度影响方面取得研究进展
2024年3月，热带瓜类作物种质资源创新利用团队在JCR分区Q1—Horticulturae期刊发表题为Experiment on the Uniformity of Internal Lighting in Zigzag Photovoltaic Greenhouses by Grating Plates论文，研究采用光栅板做透光组件改善锯齿形光伏温室由于光伏组件遮挡引起的低光照区域内明暗带交接地区的光照均匀性，同时从透光材料对光路特征的利用来改善光伏温室内光环境提供思路。
2、热带水果品质发育调控科技创新团队在荔枝施肥技术优化应用基础研究方面取得进展
该团队前期研究结果表明，在‘妃子笑’荔枝坐果后叶面钙镁混合营养能克服果实“退糖”现象，近期从叶面钙镁混合营养调节果肉主要旁路呼吸途径角度开展其机理研究，在园艺学主流国际期刊horticulturea（JCR/Q1）发表论文。
叶面钙镁混合营养处理提高细胞色素氧化酶（COX）基因的表达量而提高细胞色素呼吸途径（CP）关键酶COX活性，进而提高CP呼吸速率，减缓了CP途径呼吸速率的下降；同时，叶面钙镁混合营养处理也通过抑制交替氧化酶（AOX）基因表达而抑制AOX活性，进而抑制抗氰呼吸途径（AP）速率上升（图1）。因此，叶面钙镁混合营养处理通过促进CP而抑制AP，进而延缓果肉衰老进程，其应为叶面钙镁混合营养处理克服‘妃子笑’荔枝果肉“退糖”现象的生理机制之一。
图.旁路呼吸通路图以及相关差异基因表达热图
3、生物多样性与系统发育基因组学团队对海南省海口市城市绿地土地利用变化的遗留效应与城市管理规划驱动因素进行综合分析
城市绿地（Urban Green Spaces，UGS）指位于城市区域内的开放空间，通过设计或保留其自然状态，有意种植或延续城市化前的自然植被。作为城市景观的重要组成部分，UGS提供了多种生态系统服务，如为城市野生动物提供栖息地，防止土壤侵蚀。除了这些生态功能，UGS还通过提供娱乐空间和创造吸引人的户外环境来促进身体活动，从而促进心理健康，减少压力，以及慢性疾病（如哮喘和糖尿病）的发病率。总而言之，城市绿地的发展对人类福祉和城市可持续性至关重要。
近年来，通过遥感技术的应用，对UGS的研究取得了重大进展。UGS的研究依赖于获取地球表面的卫星图像数据，并提供丰富的信息以揭示不同土地利用类型下UGS的分布情况。此外，结合遥感评估和社会经济变量的研究发现，这些变化与建筑年龄、房地产价格和人口密度等社会经济因素的波动之间存在密切的相关性。在我们的研究中，利用遥感图像评估了中国热带沿海城市海口的主城区城市功能单元中的UGS土地利用的分布和变化。我们的研究目标是：第一，探索2016年至2020年期间海口市UGS和土地利用的变化；第二，调查城市类型、建筑年龄、房价和人口密度等因素是否可以解释海口UGS土地利用在该时期的变化。我们相信，我们的研究结果将对规划海口及其他类似城市的UGS和土地利用提供有益的参考。
图 (a)中国地图,显示了海南的地理位置;(b)海南省地图，显示UGS以及土地利用的调查区域范围;(c)海口市的卫星地图，显示了海口市研究区域（紫色线）以及调查的190个城市功能单元（红色边界）
4、重要热带作物抗病分子机理与分子育种团队解析了胶孢炭疽菌效应蛋白CgCFEM1调控致病力的分子机制
2024年3月2日，实验室何朝族团队以海南大学三亚南繁研究院为第一单位在《International Journal of Molecular Sciences》上在线发表研究论文“CgCFEM1 Is Required for the Full Virulence of Colletotrichum gloeosporioides”。该研究鉴定了一个胞外分泌效应蛋白CgCFEM1，该蛋白在胶孢炭疽菌附着胞和橡胶树叶片侵染初期高水平表达。进一步研究发现，CgCFEM1的缺失导致胶孢炭疽菌的致病力降低，分生孢子和附着胞的发生和发育缺陷。在附着胞发育过程中，CgCFEM1的缺失增强了分生孢子和胚管的有丝分裂活性，同时削弱了分生孢子的自噬。此外，CgCFEM1可以抑制几丁质引发的寄主植物ROS积累，改变一系列寄主植物防御相关基因的表达模式。以上结果表明，CgCFEM1通过调控胶孢炭疽菌分生孢子和附着胞发育，以及抑制橡胶树免疫反应，在橡胶树炭疽病发病过程中发挥双重作用。该论文的研究结果为建立植物炭疽病新型防控策略提供了理论依据。
5、热带作物安全生产关键技术研发与应用团队在普通大蓟马对新烟碱类杀虫剂的抗性机制研究方面取得重要进展
普通大蓟马[Megalurothrips usitatus(Bagnall)]是我国重要的热带农业害虫之一，主要危害豇豆等豆科植物。近年来，随着豇豆种植面积的扩大，普通大蓟马的危害日益严重，而化学农药，尤其是新烟碱类杀虫剂的大量使用，不仅导致了严重的化学残留问题，还使得普通大蓟马对这类杀虫剂产生了相当高的抗药性。
热带作物安全生产关键技术研发与应用团队首次对普通大蓟马烟碱型乙酰胆碱受体（nAChRs）进行体外纯合表达，并对抗性突变位点进行了功能验证。研究鉴定了普通大蓟马nAChRs四种α亚基，并利用双电极电压钳技术成功实现了两种亚型nAChR的功能性表达，特别是通过对nAChR β1亚基进行定点突变，发现V65I突变介导了普通大蓟马对新烟碱类杀虫剂的抗性，同时同源建模与分子对接技术也验证了该突变位点的作用机制。
图.配体对普通大蓟马nAChRs的浓度反应曲线
研究成果发表在《Journal of Agricultural and Food Chemistry》杂志上，海南大学张坤副教授为第一作者，吴少英教授为通讯作者。研究从分子水平阐明了普通大蓟马对新烟碱类杀虫剂产生抗性的机制，为昆虫抗药性的治理和新型绿色杀虫剂的设计提供了依据。
全文链接：https://doi.org/10.1021/acs.jafc.3c09456
6、海南冬季重要蔬菜生物学和种质创新团队在增强辣椒耐旱性方面取得了研究进展
近日，海南冬季重要蔬菜生物学和种质创新团队以海南大学南繁学院（三亚南繁研究院）为第一单位在《Plant Cell Report》在线发表了“Exogenous strigolactone enhanced the drought tolerance of pepper (Capsicum chinense) by mitigating oxidative damage and altering the antioxidant mechanism”的研究论文。
研究发现干旱胁迫严重降低了光合色素的含量，破坏了根系结构系统，并改变了抗氧化机制。相反，SL应用显著恢复了叶绿素含量，改善了根系结构系统，并增加了相对叶绿素含量（SPAD）。此外，SL处理通过减少辣椒幼苗中过氧化氢（24-57%）和丙二醛（79-89%）的积累来减少氧化损伤。SL预处理的辣椒幼苗在抗氧化酶活性、脯氨酸积累和可溶性糖含量方面均有显著改善。此外，SL通路相关基因（CcSMAX2、CcSMXL6和CcSMXL3）在干旱显著下调。这些结果表明，叶面施用SL可以通过上调叶绿素含量和激活抗氧化防御机制来缓解耐旱的不利影响。
论文第一作者系海南大学博士后舒黄英，通讯作者为汪志伟教授。本研究得到海南大学南繁高效热带农业协同创新中心（XTCX2022NYB03）和海南省科技专项基金（ZDYF2023XDNY028）等项目的资助。
7、热带果蔬保鲜技术创新团队在热带果品采后病害防控方面取得新进展
近日,海南大学热带果蔬保鲜技术创新团队在国际知名期刊Postharvest Biology and Technology (IF 2023 =7.1，JCR 1区，中科院1区TOP）上发表了题为“Evalution of co-culture system on Debaryomyces hansenii and Bacillus atrophaeus strains and its efficacy on disease control and quality maintenance of postharvest fruit”的论文。博士研究生李振为第一作者，李雯教授和邵远志教授为共同通讯作者。本研究得到国家自然科学基金面上项目、海南省重点研发项目的支持。
拮抗微生物是控制水果采前和采后病害的生物防控技术。本研究优化、建立了Y-1和TE-7菌株的共培养体系，该体系提高了单一菌株生长和适应能力。非靶向代谢组学揭示了特征代谢产物，包括N-乙酰-L-谷氨酸、腺嘌呤和葫芦素等在共培养体系中显著积累，涉及柠檬酸循环（TCA循环）、氨基酸生物合成、苯丙素生物合成和生物碱生物合成途径。体内和体外实验表明Y+T系统显著增强了拮抗菌对病原菌的抑制作用，增强了对芒果和荔枝果实采后病害的控制能力，减缓了采后果实失重和果皮颜色的变化，维持了总酸（TA）和总可溶性固形物（TSS）的含量，保持了果实品质。该研究为提高拮抗菌的生防效率并用于改进果实保鲜措施提供了新的策略。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2024.112914
8、国家甘薯产业技术体系菜用甘薯岗位科学家团队对甘薯基因组进行重注释
近日，Tropical Plants在线发表了朱国鹏课题组题为“Genome reannotation of the sweetpotato (Ipomoea batatas(L.) Lam.) using extensive Nanopore and Illumina‐based RNA‐seq datasets”的研究论文。该研究利用作者前期开发的基因组注释流程，结合12个纳米孔全长RNA文库和190个Illumina RNA-seq文库，对甘薯基因组进行了重新注释，显著提升了甘薯基因组注释的完整度和准确度，获得甘薯“泰中6号”基因组注释新版本（v1.0.a2）。
新的基因组注释（v1.0.a2）总共包含42,715个蛋白编码基因，BUSCOs评估显示基因组完整度达到了97.4%。相较于之前的注释版本（v1.0.a1）相比，v1.0.a2的注释修改或增加了31,711个基因的结构注释，并为8,376个基因添加了转录本信息。此外，还对基因组上的miRNA进行了重新注释，包括132个已知miRNA和17个新miRNA。同时，该研究还重新分析了甘薯块根不同发育时间的miRNA表达量数据，为甘薯块根发育研究提供了相关信息。
海南大学热带农林学院朱国鹏教授和李永平副研究员为该文通讯作者，硕士生梁贝和周杨为第一作者。相关工作得到了海南大学科研启动基金(RZ2300002728)，国家甘薯产业技术体系岗位科学家项目，海南省院士创新平台（YSPTZX202206）和海南省重点研发计划项目（ZDYF2020226）的资助。
图. 本研究图形摘要
9、国家甘薯产业技术体系菜用甘薯岗位科学家团队揭示褪黑素和谷胱甘肽缓解重金属铬对菜用甘薯毒害作用的作用机制
近期，朱国鹏团队在Top期刊Plant Physiology and Biochemistry（影响因子6.5）发表题为“Enhancement of sweetpotato tolerance to chromium stress through melatonin and glutathione: Insights into photosynthetic efficiency, oxidative defense, and growth parameters”的研究论文。
本研究探讨了褪黑素(MT)和还原性谷胱甘肽(GSH)在甘薯中减轻铬(Cr)毒性的作用。该试验使用不同浓度MT和GSH预处理的甘薯植株并置于重金属Cr胁迫中(50 μM)。研究发现，Cr通过破坏叶片光合作用、根系和氧化过程，严重阻碍植株生长。然而，施用MT和GSH后，通过提高叶绿素含量、气体交换和叶绿素荧光参数，显著改善了植株生长。此外，MT和GSH显著降低了丙二醛、过氧化氢和超氧离子含量，并降低了电解质渗漏和根对Cr的吸收及其向茎部的转运，保护了细胞膜因Cr毒性造成的氧化损伤。显微镜分析表明，MT和GSH维持了叶肉细胞的叶绿体结构和完整性，提高了气孔的长度、宽度和密度，增强了光合系统和植物的生长和生物量。MT和GSH还提高了渗透保护剂(脯氨酸和可溶性糖)含量、基因表达以及酶和非酶抗氧化活性，减轻渗透胁迫，增强Cr胁迫下植物的防御能力。综合结果表明，MT和GSH通过增强光合器官稳定性、成分积累和抗氧化应激来减轻Cr的有害影响，并且GSH预处理降低Cr毒性的效率超过了MT。该研究为植物在污染土壤中应对Cr胁迫提供了宝贵的理论基础。
本文的第一作者为课题组Sunjeet Kumar博士和硕士生王世海，朱国鹏教授和祝志欣副教授为共同通讯作者，本研究得到了国家甘薯产业技术体系岗位科学家项目、海南省重点研发项目、海南大学协同创新项目和海南大学启动基金项目的支持。
10、国家甘薯产业技术体系菜用甘薯岗位科学家团队在紫薯花青素的提取预处理、提取剂及色泽稳定性研究取得重要进展
花青素是植物最有效的抗氧化剂之一，可提高植物自身抗性，并对人类具有多种保健功效。在当今社会对食品安全的关注下，“Coloring food with food”的以天然色素替代人工合成色素成为趋势，许多富含花青素的果蔬被用来开发具有保健价值的彩色食物。然而，花青素在加工和储存过程中容易降解和氧化，导致褪色、褐变和抗氧化活性降低，严重制约其应用。
图.紫薯花青素的褐化及色泽稳定性
注：（A）紫薯切片与空气接触后立即褐化；（B）不同预处理制备的紫薯粉末；（C）室温下PSPA在pH 1-13下的色泽变化
紫薯花青素(PSPA)具天然的酰基化结构，理论上是高稳定性花青素，应用潜力很高，但其在应用过程中仍存在褐变和降解的问题。本研究通过色泽、花青素产率、抗氧化能力和褐变指数的对比，对PSPA提取中的紫薯预处理和提取剂进行了探索。结果表明，褐化过程显著影响了PSPA的质量。对“整个未削皮甘薯进行蒸煮”可在隔绝氧气的条件下对薯块内的PPO等酶进行灭活，配以提取剂“1%柠檬酸-水”效果最佳。存放过程中，PSPA在pH 1-2下表现出了极高的色泽稳定性。本研究为紫薯花青素在应用中的变色和不稳定问题提供了指导，以上结果发表于食品领域期刊Foods上（中科院2区，影响因子5.2）。
11、热带水果品质发育调控科技创新团队获得国家发明专利授权1项
‘妃子笑’荔枝是我国荔枝产区的主栽品种之一，主要分布在华南地区，是中早熟优质品种之一。因其果大、核小，果肉细嫩、香甜多汁，是以风味见长的优良品种，具有较高的经济和社会效益。但‘妃子笑’荔枝存在果皮和果肉发育不同步现象，即果肉风味品质最佳时（商品采收期），果皮呈现块状红绿相间状态，称之为“果皮滞绿”现象，而果皮完全着色时果肉已发生“退糖”，一定程度上制约了其商品价值。
该团队马武强和周开兵老师本发明提供了一种矿质营养元素和氨基酸的荔枝复合叶面肥，其各组分间具有协同增效效果，可以明显促进‘妃子笑’荔枝果皮花青苷积累、叶绿素降解来促进果皮着色，使得果皮着色和果肉品质发育同步，同时一定程度上延缓了果实成熟过程的退糖现象，增加了果实的商品性。
图. “一种同时解决荔枝果皮滞绿和果肉退糖的叶面肥及其应用”的专利授权通知书
12、热带设施农业科技创新团队获得国家发明专利授权2项
2024年3月，热带设施农业科技创新团队一项关于“一种轮作大棚”的国家发明专利和一项“一种智慧设施用低扰动高性能人工光照系统”国家发明专利获得授权。
“一种轮作大棚”是根据热带气候环境特点及海南主要冬季瓜菜生长发育和防虫、减病、避雨等要求，通过结构优化、覆盖材料筛选、覆盖模式研究，研发出的结构合理、适宜水旱轮作、满足智能化控制和便于机械化作业的经济生态棚型：WSSG-6426型连栋大棚。该棚型能够实现覆膜的收卷与释放，可将覆膜收卷至拱顶，以保护大棚和覆膜不被台风刮坏。
“一种智慧设施用低扰动高性能人工光照系统”由照明组件隔离单元、LED照明子系统、LED功率分配单元、高功率脉冲驱动模块、恒流驱动模块、频闪驱动模块、嵌入式控制单元、隔离型信号变送器、储能电容器阵列以及空气处理子系统构成。
该发明将LED照明子系统嵌入在照明组件隔离单元内，避免了系统热辐射对植物的影响，改善了全人工环境控制型植物工厂内的光热环境特性。并且将LED照明子系统与外部环境和隔离，避免了环境湿度及液滴等对电路和元件的侵蚀，提高了系统的环境耐受性与寿命。系统通过温湿度传感器获取温湿度信息，反馈控制流入散热流道的干冷空气，自动实现LED照明子系统的高效冷却与集中式热管理。
同时，该发明基于多光谱LED阵列及多模驱动组件，通过嵌入式控制器综合调控恒流驱动、过电流脉冲驱动及频闪驱动模式，根据不同作物的生理特性，灵活调节脉冲或频闪占空比及维持时间，光能利用率更高，系统鲁棒性更优，为植物工厂、育种加速系统提供了新的高性能光源解决方案。
图. “一种轮作大棚”的专利授权证书
图. “一种智慧设施用低扰动高性能人工光照系统”的专利授权证书
13、热带大豆分子育种创新团队李海燕教授主持第十届植物生物学女科学家学术交流会报告
2024年3月21日，第十届植物生物学女科学家学术交流会在海南大学生物医学工程学院报告厅正式开幕。会议期间，热带大豆分子育种创新团队李海燕教授主持了大会报告。本次会议由来自北京大学、清华大学及中国科学院作物科学研究所等知名高校和科研院所的200余名女科学家到场参会。李家洋院士、曹晓风院士、杨维才院士、何祖华院士等24位科学家分享各自的科研成果，为加强学术交流和科研合作起到了重要作用。
图.李海燕教授主持大会报告的现场
14、我院承办的2024年“女科学家学术与科普校园行--海南大学站”系列活动在海南大学崖州湾科教园成功举行
2024年3月23-24日，由中国植物生理与植物分子生物学学会女科学家分会、中国植物学会女植物学家分会主办，我院和海南大学生物医学工程学院承办的2024“女科学家学术与科普校园行--海南大学站”系列活动在海南大学崖州湾科教园举行。来自山东大学的夏光敏教授、北京大学顾红雅教授、中国科学院植物研究所田世平研究员、北京师范大学任海云教授、中国农业大学杨淑华教授、深圳大学刘宏涛教授、山东农业大学王永红教授、南开大学王宁宁教授、武汉大学赵洁教授、南京农业大学吴俊教授、北京林业大学戴思兰教授、东北师范大学王丽教授、中国农业大学姚颖垠教授、东北林业大学李玉花教授、黑龙江大学李海英教授、东北农业大学武小霞教授、云南大学陈穗云教授、海南大学李海燕教授等18位女科学家出席活动。为海南大学及崖州湾大学城的300多位师生带来了一场高端学术盛宴。开幕式由海南大学南繁学院（三亚南繁研究院）院长李海燕院长主持。
本次活动以科普讲座、学术报告和面对面交流的形式，为崖州湾大学城的师生们提供了零距离领略女科学家们巾帼风采的机会，激发师生对科学研究的兴趣，增强师生从事科学研究的信心和决心。本次校园行以“南繁种业与粮食安全”为主题，对服务国家南繁总体战略、加快推进海南自贸港建设具有积极意义。
图.李海燕教授作开幕式主持
图. 2024年“女科学家学术与科普校园行--海南大学站”系列活动合影
15、热带大豆分子育种创新团队李海燕教授参加海南省重点研发项目—“揭榜挂帅”适应海南的豆科作物微生物菌剂及鲜食大豆新品种的研发与应用项目启动会并对课题实施方案进行汇报
2024年3月17日，热带大豆分子育种创新团队李海燕教授参加了海南省重点研发项目（揭榜挂帅）“适应海南的豆科作物微生物菌剂及鲜食大豆新品种的研发与应用”项目的启动会议，并对课题2的实施方案“适应海南的鲜食大豆新种质筛选和新品系选育”进行了汇报。该项目的实施，一方面可以对现有的鲜食大豆品种进行更新换代；另一方面可以有效减施化肥、改良土壤，促进海南农业绿色可持续发展。
图.李海燕教授汇报课题实施方案的现场
编辑：史程风 审核人：白大娟签发人：徐冉
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