摘要：香蕉产业在中国经济中发挥了重要作用。香蕉生产一直受到台风的严重影响。选择高强度新品种是解决这一问题的基本途径。如果选拔工作在成熟阶段进行，则需要很大的面积和大量的劳动力。如果这项工作可以在苗期完成，这个过程将大大简化。我们发现在幼苗期具有高强度的香蕉植物在成熟期总是具有高强度。幼苗的体力假茎与假茎直径、木质素含量及4-香豆酸：CoA连接酶基因Mu4CL15的表达密切相关。假茎粗大、木质素含量高、Mu4CL15表达量高的幼苗抗倒伏强度较高。通过筛选假茎直径较大、木质素含量较高、Mu4CL15表达较高的植物，可以筛选出具有高强度假茎的植物。使用这种方法，可以在短时间内识别出数千株幼苗。这个过程不需要很大的面积和很多的劳动力。如果采用这种方法，将加快培育高抗倒性香蕉新品种的进程。
关键词
香蕉,倒伏,鉴定,苗期
一、简介
香蕉是我国产量较大的热带水果[ 1 ]。香蕉产业在中国经济中发挥了重要作用。中国香蕉的主产区包括广东、海南、云南、广西、福建、台湾。这些省份位于亚热带季风区，常受台风影响[ 2 ]。台风来临时，香蕉植物的叶子总是分裂。有时，整株倒伏，没有果实。培育抗倒伏品种是解决这一问题的基本途径。对采集的种质资源进行筛选鉴定是培育新品种的第一步。香蕉植物很大。一株香蕉植物需要大面积种植。平均而言，一英亩的空间只能容纳 780 到 1080 株香蕉植物 [3 ]。识别一个新品种总是需要筛选数千种植物。如果筛选工作在成熟阶段进行，这需要很大的面积，几乎是不可能的。如果能在苗期识别出香蕉的假茎强度，这个问题就迎刃而解了。本研究构建了一种预测香蕉苗期假茎强度的方法。数以千计的香蕉植物可以在短时间内被筛选和识别。这种方法不需要大面积或大量劳动力。如果采用这种方法，抗倒伏育种过程将大大缩短。
2. 方法和结果
详细方法如下。
1) 从香蕉胚芽的母株中取出一个吸盘。
2) 吸盘保存在塑料袋中。塑料袋中的湿度为 75%。
3) 将吸盘转移到实验室。在实验室中，吸盘的外皮被去除。吸盘的其余部分在洗衣粉溶液中浸泡 5 分钟。然后，丢弃溶液。用蒸馏水洗涤吸盘3次。每次五分钟。
4) 用70%的乙醇对吸盘喷洒3次。然后，吸盘用灭菌水清洗3次。将吸盘在 0.1% 氯化汞中浸泡 5 分钟。用无菌水清洗吸盘3次。
5）在超净工作台中，去除吸盘外层，直至吸盘直径约2厘米。
6) 将吸盘在培养皿中分成四部分。分割的部分在M1固体培养基上培养。M1的配方是MS + 6-BA 5.0 + NAA 0.2，pH5.8。将培养瓶置于黑暗中，28°C。
7) 30天后，将幼苗转移到M2固体培养基上。M2的配方是MS + NAA0.2，pH5.8。培养瓶置于28℃，光周期为12小时光照/12小时黑暗。光强为2500勒克斯。
8) 18天后，将瓶子转移到光照强度与外界环境相同的温室中。瓶盖松开，外风可以进入。
9)一周后，将带瓶的幼苗转移到栽培温室中。幼苗是从瓶子里取出来的。根部的固体培养基用自来水洗涤。完全除去固体培养基后，在培养盆中培养幼苗。花盆中的基质是园艺土壤和椰子壳（1:1）的混合物。用营养液浇灌底物。营养液的配方如下。硝酸铵0.2g、过磷酸钙0.6g、硝酸钾0.55g、硫酸镁0.54g、硫酸钙0.08g、硫酸亚铁0.003g、硫酸锰0.002g、硼酸0.003g、硫酸锌0.002g、钼酸铵0.002g、溶于2公斤水中。
10) 幼苗每天浇水一次。
11)当第5片叶子出现时，用游标卡尺测量幼苗的拟茎直径。
12) 取部分幼苗假茎外层(图1 )。提取总RNA。使用总 RNA 合成第一链 cDNA 样品。根据已发表的香蕉基因组序列 (GSMUA_Achr4P05820_001)，使用特异性引物 P1 (5'-ATGGAGTCATACTCGATGCCGGAG-3') 和 P2 (5'-TCAAGCGGATGGAAACTGGCTTC-3') 对 Mu4CL15 进行 RQRT-PCR。PCR反应进行30个循环（94°C 30 s、63°C 60 s、72°C 90 s）。作为对照，使用对小麦微管蛋白基因 Mutubulin 特异的两种引物（P5：5'-CCTGCTCTCTACATTTACAT-3' 和 P6：5'-CCTTCATCGCCTTCATCACC-3'）进行 RT-PCR。PCR 进行 30 个循环（94°C 30 秒、50°C 60 秒、72°C 120 秒）。使用 1.0% 琼脂糖凝胶电泳分析 PCR 结果（图 2）。对于每个反应，进行四次重复。
13)取部分幼苗假茎外层。将样品冷冻干燥，然后使用液氮将它们研磨成细粉。将样品放入 Soxhelt's 并用乙醇处理 24 小时。
图 1。取苗假茎外层的一部分。
图 2。使用来自不同品系的基因组 DNA 作为模板的 Mu4CL15 的 PCR 结果。M 是 DNA 标记 (D2000) (Tiangen Biotech, Beijing, China)。1 - 10 代表不同的香蕉品系。
粉末风干后，放入试管中。加入三毫升 72% 的硫酸并涡旋 1 分钟。将试管置于 30˚C 水浴中 1 小时，每 5 分钟投票一次。加入八十四毫升蒸馏水，将硫酸调至 4%。将试管置于 121°C 中 1 小时，然后用滤纸过滤混合物。收集滤液并测量 A320 nm，使用 4% 硫酸作为对照。ASL (%) = A320 nm × 86.73 × n/(30 × W) × 100%。N 是稀释因子。W是样品的干重。三十代表消光系数。锅在马弗炉中保持在 575°C ± 25°C 6 小时。将样品冷却至室温并称重。该值被命名为 W1。滤纸在 105°C 下干燥 6 小时。接着，将其冷却至室温并称重。该值被命名为 W2。一张滤纸在 105°C 下干燥 6 小时。将其冷却至室温并称重。该值被命名为 W3。用50毫升蒸馏水洗涤残留物。滤纸和残渣均放入锅中，在 105°C 下干燥 4 小时。它们被冷却并称重。该值被命名为 W4。然后，将装有滤纸和残渣的锅放入马弗炉中，温度为 575°C ± 25°C 24 小时。将它们冷却至室温并称重。该值被命名为 W5。AIL = (W4-W5-W3 × W2/W1)/W × 100%。每次处理重复四次，取平均值。该值被命名为 W3。用50毫升蒸馏水洗涤残留物。滤纸和残渣均放入锅中，在 105°C 下干燥 4 小时。它们被冷却并称重。该值被命名为 W4。然后，将装有滤纸和残渣的锅放入马弗炉中，温度为 575°C ± 25°C 24 小时。将它们冷却至室温并称重。该值被命名为 W5。AIL = (W4-W5-W3 × W2/W1)/W × 100%。每次处理重复四次，取平均值。该值被命名为 W3。用50毫升蒸馏水洗涤残留物。滤纸和残渣均放入锅中，在 105°C 下干燥 4 小时。它们被冷却并称重。该值被命名为 W4。然后，将装有滤纸和残渣的锅放入马弗炉中，温度为 575°C ± 25°C 24 小时。将它们冷却至室温并称重。该值被命名为 W5。AIL = (W4-W5-W3 × W2/W1)/W × 100%。每次处理重复四次，取平均值。将它们冷却至室温并称重。该值被命名为 W5。AIL = (W4-W5-W3 × W2/W1)/W × 100%。每次处理重复四次，取平均值。将它们冷却至室温并称重。该值被命名为 W5。AIL = (W4-W5-W3 × W2/W1)/W × 100%。每次处理重复四次，取平均值。
14) 幼苗在田间种植。当出现雄花时，测量假茎的体力。将茎体力仪（YYD-IA，Top Apparatus，Beijing，China）垂直放置在香蕉幼苗假茎的中间。推动装置直到假茎与地面的夹角达到45度。屏幕上显示的数据是测量的假茎物理强度。对于成熟的香蕉植物，使用便携式电子秤。钢尺钩固定在上部假茎上。将标尺拉到假茎与地面之间的角度为45度。屏幕上显示的数据 (D1) 根据以下公式转换为最终数据 (D2)，D2 = D1 × 9.8。对于每个处理，测量六株植物并使用平均值。
3. 讨论
我们发现，在幼苗期具有高物理强度的香蕉植物在成熟期总是具有较高的强度。假茎体力与假茎直径、假茎木质素含量及Mu4CL表达密切相关。那些直径较大的幼苗总是具有较高的强度。在水稻倒伏研究中也发现了类似的结果[ 4 ]。Mulder [ 5 ] 还发现植物的抗倒伏能力主要取决于基部的抗倒伏强度。植物茎的物理强度主要取决于茎中木质素的含量[ 6 ][ 7 ][ 8 ][ 9]。茎中木质素含量高的植物对外界压力的抵抗力总是很强的[ 6 ][ 7 ][ 8 ][ 9 ]。在合成木质素的过程中，Mu4CL 处于限速步骤[ 10 ]。Mu4CL高表达的植物总是具有很强的抗倒伏性 [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15]。我们发现，在香蕉中，Mu4CL15 是合成木质素的关键基因。Mu4CL15表达较多的幼苗总是具有较高的强度。在1000株香蕉苗中，选择了直径最大的5株。选择木质素含量最高的5株幼苗。选择了5株Mu4CL15表达最多的幼苗。选择的幼苗在田间种植。当幼苗长到成熟期时，幼苗的强度总是比对照高得多。使用该方法，可在幼苗期预测香蕉假茎的物理强度。在苗期，可在短时间内鉴定出数千株苗。此外，该过程不需要大面积或大量劳动力。如果采用这种方法，
致谢
本工作得到海南省重点研发计划项目（No. ZDYF2017024）的支持。
利益冲突
作者声明与本文的发表没有利益冲突。
笔记
*平等贡献者。
#通讯作者。
利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
参考
[ 1 ] Li, CY, Wei, YR, Wu, YL, Huang, BZ and Yi, GJ (2011) Status, Challenges 和 SH Chang 等人。中国香蕉产业发展趋势。见：Jiang, Z.、Yi, G.、Molina, A. 和 Bergh, I., Eds.，国际 ISHS-ProMusa 研讨会论文集《亚洲挑战的全球视角》，2001 年 9 月 14-18 日，广州，31-36 .
[ 2 ] Chang, S.、Sun, W.、Xu, G.、Wei, Q.、Li, J. 和 Shu, H. (2017) 通过转化 4-香豆酸盐增强香蕉植物的抗倒伏性：CoA 连接酶基因 Mu4CL15。分子植物育种，15，1-11。
[ 3 ] Gong, J.、Dong, B. 和 Liu Y. (2006) 种植香蕉的标准流程。南方出版社，海口，19。
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https://doi.org/10.1007/BF01395900
[ 6 ] Ma, QH (2009) 咖啡酸 3-O-甲基转移酶在抗倒伏性不同的两种小麦基因型中的表达。实验植物学杂志，60，2763-2771。
[ 7 ] Jones, L.、Ennos, AR 和 Turner, SR (2001) 不规则木质部 4 (irx4) 的克隆和表征：拟南芥的严重缺乏木质素的突变体。植物杂志，26，205-216。