南方农业学报杂志

南方农业学报杂志2021年第3期

  • 复合益生菌对超早期断奶杜藏乳仔猪肠道微生物群落结构的影响
    刘韶娜, 郭飞, 张斌, 相德才, 赵智勇, 赵素梅, 赵彦光,
    【目的】探究复合益生菌对超早期断奶(7 d)杜藏乳仔猪肠道微生物多样性及物种丰度的影响,以减轻乳仔猪断奶应激,为微生物饲料添加剂的研发提供科学依据。【方法】选取7日龄杜藏乳仔猪30头,随机分为3组,每组10头。对照组(ZM组)随母猪哺乳,试验I组(ZD组)哺喂代乳粉,试验II组(ZY组)哺喂代乳粉+复合益生菌,试验周期21 d。试验结束当天(28日龄)收集乳仔猪粪便,采用Illumina高通量测序分析粪便样品的菌群结构组成。【结果】Illumina高通量测序获得ZM组、ZY组和ZD组杜藏乳仔猪粪便样品共有OTU为327个,ZM组的特有OTU为247个,ZD组的特有OTU为84个,ZY组的特有OTU为96个。在门分类水平上,ZM组杜藏乳仔猪粪便样品中相对丰度最高的菌门为厚壁菌门,ZY组和ZD组为拟杆菌门;ZY组和ZD组的厚壁菌门/拟杆菌门比值分别为0.77和0.92,较ZM组(1.76)分别下降56.25%和47.73%。在属分类水平上,ZD组和ZY组杜藏乳仔猪粪便样品中的优势菌属为普氏菌属_9,ZM组则为乳杆菌属;ZD组杜藏乳仔猪粪便中布劳特氏菌属、肠球菌属和吉氏副拟杆菌属的相对丰度较其他2个处理组显著上升(P<0.05,下同);而ZY组杜藏乳仔猪粪便中普雷沃氏菌科_NK3B31群、普雷沃氏菌科_UCG-003、厌氧弧菌属、罕见小球菌属、瘤胃菌科_NK4A214群、瘤胃菌科_UCG-005、未明确普雷沃氏菌科及Family_XIII_AD3011_group的相对丰度显著高于ZD组。【结论】在杜藏超早期断奶仔猪代乳粉中添加复合益生菌能有效提高其肠道菌群结构多样性,同时提高与碳水化合物代谢和产短链脂肪酸相关菌群的相对丰度,即复合益生菌具有潜在促进营养物质代谢和抗炎症的功能,可缩短消化道微生物区系由哺乳型向饲料型的转变历程。
  • 草地贪夜蛾和斜纹夜蛾幼虫体内保护酶及解毒酶对2种杀虫剂的响应比较
    李浩, 陈亚平, 鲁智慧, 郭建洋, 李亚红, 朱林云, 和淑琪, 桂富荣,
    【目的】明确草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(J. E. Smith)及其近缘种斜纹夜蛾Spodoptera litura(Fabricius)幼虫体内保护酶和解毒酶对2种不同作用类型杀虫剂的响应,为草地贪夜蛾和斜纹夜蛾的田间防控及抗药性治理提供科学依据。【方法】采用叶片浸渍法测定甲维盐和氯虫苯甲酰胺对草地贪夜蛾和斜纹夜蛾3龄幼虫的毒力,并用2种杀虫剂亚致死浓度(LC25)和致死中浓度(LC50)处理过的小麦叶片分别饲喂2种害虫的3龄幼虫,比较取食6、12、18、24和48 h后幼虫体内保护酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)及解毒酶谷胱甘肽S-转移酶(GST)、细胞色素P450(CYP450)和羧酸酯酶(CarE)的活性变化。【结果】甲维盐对草地贪夜蛾和斜纹夜蛾的毒力高于氯虫苯甲酰胺。2类杀虫剂胁迫下2种害虫的CYP450活性均上升,且草地贪夜蛾的CYP450活性高于斜纹夜蛾,在甲维盐和氯虫苯甲酰胺低剂量(LC25)胁迫下草地贪夜蛾的CYP450活性均高于高剂量(LC50)胁迫处理,处理后48 h均达最高值(15.72±0.41和15.36±0.47 ng/mL);而草地贪夜蛾另2种解毒酶(GST和CarE)活性在甲维盐处理后低于斜纹夜蛾。甲维盐胁迫下2种害虫体内保护酶(SOD和POD)活性均降低,且草地贪夜蛾保护酶活性低于斜纹夜蛾;氯虫苯甲酰胺胁迫下草地贪夜蛾保护酶(SOD和POD)活性均上升,高剂量氯虫苯甲酰胺胁迫下2种害虫SOD和CAT活性均高于低剂量胁迫处理,且草地贪夜蛾SOD和CAT活性高于斜纹夜蛾。2种害虫体内保护酶和解毒酶活性对2类杀虫剂响应差异明显,且物种、药剂、浓度、时间、物种×浓度和药剂×浓度因素对2种害虫保护酶和解毒酶活性均有极显著影响(P<0.01)。2类杀虫剂胁迫下2种害虫的SOD和CAT活性间相关性较强。【结论】草地贪夜蛾对甲维盐的敏感性高于斜纹夜蛾,而对氯虫苯甲酰胺的敏感性低于斜纹夜蛾,且2种害虫均主要通过增强CYP450活性对杀虫剂进行解毒代谢。农业生产上推荐使用甲维盐作为防治草地贪夜蛾的药剂。
  • 12种杀虫剂对草地贪夜蛾和霍氏啮小蜂的选择毒力
    苏豪, 吕宝乾, 张宝琴, 卢辉, 唐继洪, 杨石有, 吴琦琦,
    【目的】评价12种杀虫剂对草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)及其天敌霍氏啮小蜂(Tetrastichus howardi)的毒力和选择性,为协调草地贪夜蛾的化学防治和生物防治提供科学依据。【方法】通过玉米叶片浸渍法和试管药膜法,分别测定40%杀虫双、94%溴氰虫酰胺、98%噻虫嗪、94%茚虫威及金龟子绿僵菌(Metarhizium anisopliae)等12种杀虫剂对草地贪夜蛾2龄幼虫和霍氏啮小蜂成蜂的选择毒力,明确草地贪夜蛾和霍氏啮小蜂对常用杀虫剂的敏感性。【结果】在11种化学杀虫剂中,95%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对草地贪夜蛾2龄幼虫的毒力最强,24 h的半数致死浓度(LC50)为0.42 mg/L,98%噻虫嗪的毒力最弱(24 h-LC50为13.56 mg/L);95%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对霍氏啮小蜂成蜂的毒力也最强(24 h-LC50为0.09 mg/L),94%茚虫威的毒力最弱(24 h-LC50为4.45 mg/L)。11种化学杀虫剂的选择毒力指数(STR)排序为:94%茚虫威 > 96%氟苯虫酰胺 > 95%虫螨腈 > 95.3%氯虫苯甲酰胺 > 95%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐 > 98%虱螨脲≈98%噻虫嗪 > 94%溴氰虫酰胺 > 81.2%乙基多杀菌素≈40%杀虫双 > 95%四氯虫酰胺,表明94%茚虫威在有效防治草地贪夜蛾的前提下对霍氏啮小蜂的保护性最强。金龟子绿僵菌对草地贪夜蛾和霍氏啮小蜂的LC50和STR随时间的推移呈明显下降趋势,均在第4 d达最大值、第6 d为最小值,说明微生物杀虫剂发挥药效存在一个滞后过程。【结论】95%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的毒力最大,可作为防控草地贪夜蛾应急施药首选;金龟子绿僵菌和94%茚虫威的选择性大,可作为草地贪夜蛾综合防控的推荐用药;94%溴氰虫酰胺和98%噻虫嗪的毒力较小,不适宜用于草地贪夜蛾的化学防治。
  • 2种昆虫病原真菌对草地贪夜蛾体表侵染模式的扫描电镜观察
    雷妍圆, 官昭瑛, Shoaib Freed, Syed Muhammad Zaka, Abid Hussin, 章玉苹,
    【目的】在前期筛选获得对草地贪夜蛾高效致病真菌球孢白僵菌(Beauveria bassiana)菌株GZSL-1和玫烟色虫草(Cordyceps fumosorosea)菌株IFCF01的基础上,进一步明确2株菌株在草地贪夜蛾体表的侵染模式,为阐明菌株致病机理,提高昆虫病原真菌对草地贪夜蛾的防效提供理论依据。【方法】利用扫描电镜观察草地贪夜蛾2龄幼虫分别接种菌株GZSL-1和IFCF01(孢子悬浮液浓度为1.0×107孢子/mL)后分生孢子在幼虫体表附着、萌发、穿透和增殖的过程。【结果】菌株GZSL-1和IFCF01萌发后均可形成附着胞,草地贪夜蛾幼虫体表结构对2株菌株分生孢子萌发、附着和穿透芽管长度有不同程度的影响。2株菌株在各结构区均有较高的萌发率(> 90.00%)和附着胞率(> 80.00%),在平缓结构区比瘤状突起结构区观察到更短的穿透芽管。在各结构区,菌株GZSL-1形成的穿透芽管长度均短于菌株IF-CF01相应的芽管长度,在平缓结构区,菌株GZSL-1的穿透芽管长度显著短于菌株IFCF01(P<0.05)。菌株GZSL-1和IFCF01分生孢子接种后分别在16和8 h内萌发,在24和32 h内普遍出现穿透结构穿透草地贪夜蛾幼虫体壁。2株菌株的初级和次级分生孢子分别在接种后72和96 h内出现。【结论】扫描电镜观察证实球孢白僵菌菌株GZSL-1和玫烟色虫草菌株IFCF01对草地贪夜蛾具有高致病性,揭示了病原真菌分生孢子在草地贪夜蛾虫体上的侵染过程,结果为后续2株菌株的改良及田间应用打下理论基础。
  • 施硅玉米对草地贪夜蛾的影响
    洪鼎剀, 卞润恬, 库木克努尔, 高三基, 王锦达,
    【目的】研究取食外源施硅的玉米对草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)生长发育的影响,并探究施硅玉米被草地贪夜蛾取食后其防御酶活性的变化,为外源施硅提高作物抗虫能力提供实践范本和理论参考。【方法】以采集自福建省漳州市的草地贪夜蛾为研究材料,对玉米施以不同浓度(1)对照(CK)(0 g Si/kg土),(2)5倍施硅处理(3.85 g Si/kg土),(3)10倍施硅处理(7.70 g Si/kg土)的硅肥,观察施硅对玉米生长发育的影响;将初孵草地贪夜蛾幼虫分别接在不同施硅处理的玉米植株上,至3龄后以7 d为一个周期调查记录草地贪夜蛾体重、体长、发育历期、化蛹率、蛹重和羽化率;利用试剂盒测定被草地贪夜蛾取食前后的玉米植株体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和多酚氧化酶(PPO)活性变化。【结果】增施硅肥短期内(21 d)有助于玉米株高和茎粗的生长,其中对玉米茎粗生长有显著的促进作用(PP>0.05,下同);被草地贪夜蛾取食后24 h时,3个硅浓度处理间玉米植株体内的SOD活性无显著差异,而CAT和PPO活性均以10倍施硅处理玉米最高,且均显著高于CK和5倍施硅处理。相关性分析结果表明,玉米叶片的防御酶(SOD、CAT和PPO)活性与草地贪夜蛾体重呈负相关关系,即防御酶活越高,草地贪夜蛾体重越轻。【结论】外源施硅可通过提高玉米植株体内SOD、CAT和PPO等防御酶的活性以参与玉米对草地贪夜蛾的防御响应。
  • 性信息素诱捕对玉米草地贪夜蛾的田间控害效果
    张景欣, 钟国浩, 刘平平, 黄爱玲, 杨祁云, 何淑琼, 蒲小明, 沈会芳, 孙大元, 林壁润,
    【目的】评价性信息素诱捕对玉米草地贪夜蛾的实际田间控害效果,为性信息素诱捕应用于实际生产及制定有效的草地贪夜蛾综合治理技术方案提供参考。【方法】选择生长期和田间管理条件一致、占地面积均约1.40 ha的2块玉米田,分别作为性信息素诱捕试验处理区和对照处理区。试验处理区内均匀设置21个诱捕器,于试验处理后3个不同时段内,定期调查试验处理区的草地贪夜蛾雄成虫诱捕数量及试验处理区和对照处理区的草地贪夜蛾产卵卵块数量、卵粒数、不同龄期的幼虫虫口数量,统计玉米新叶(雌穗)为害株率和为害指数等,综合评价玉米生产上性信息素诱捕对草地贪夜蛾的田间控害效果。【结果】在性信息素诱捕处理后的3个不同调查时段内(2020年7月15日-2020年7月24日、2020年7月25日-2020年8月2日、2020年8月3日-2020年8月11日,下同),每个诱捕器可分别平均诱捕到260.48±21.17、34.95±3.64和7.76±1.45头草地贪夜蛾雄成虫。与对照处理区相比,性信息素诱捕处理可减少草地贪夜蛾产卵,同时幼虫虫口数量也显著降低(P<0.05),3个调查时段内相对虫口减退率分别为42.86%、88.24%和73.08%;在3个调查时段内,试验处理区均未发现4龄及4龄以上高龄幼虫,而对照处理区则可发现较多4龄及4龄以上高龄幼虫。试验处理区内草地贪夜蛾幼虫为害玉米植株的为害株率和为害指数明显降低,3个调查时段内试验处理区的为害指数校正防效分别为37.13%、89.78%和59.50%。【结论】性信息素诱捕具有较好的田间控害效果,可用于构成草地贪夜蛾综合治理技术措施,提高防控效果,有效减轻草地贪夜蛾的田间危害。
  • 广西玉米主要种植区草地贪夜蛾发生及为害情况调查
    覃武, 覃江梅, 韦敏学, 韦丽龙, 于永浩, 蔡晓燕, 陈红松,
    【目的】明确草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)在广西玉米主要种植区的种群动态及发生为害规律,为草地贪夜蛾周年繁殖区和其他玉米主产区草地贪夜蛾的预测预报和精准防控提供科学依据。【方法】2020年在广西崇左市、南宁市和河池市选择7个固定调查监测点,采用对角线五点取样法,在玉米生长期每隔7 d调查草地贪夜蛾幼虫数量及对玉米植株的为害特征,计算植株受害率和百株虫量;在7个调查监测点各放置2组桶型诱捕器和诱芯,每隔7 d调查记录1次诱虫情况,统计成虫数量。【结果】各调查点草地贪夜蛾幼虫发生量春秋季各有1次高峰,春秋季百株虫量最高值分别为35.00头和64.67头,秋季虫量明显高于春季。幼虫发生动态呈区域性差异,崇左市扶绥县、南宁市江南区和武鸣区幼虫发生期较短且集中,3个点春季百株虫量和峰值均较高。玉米各生育期均受幼虫为害,苗期以低龄幼虫为主,开花期和成熟期以5~6龄幼虫为主,其他生育期可见各龄期幼虫,世代重叠明显。各调查点春季草地贪夜蛾成虫数量总体上呈抛物线增加趋势,春季每诱虫桶最高虫量为25.33头;秋季虫量呈波浪状,约21 d出现一次峰值,每诱虫桶最高虫量为34.67头;秋季成虫数量总体上高于春季。【结论】草地贪夜蛾在广西全年均可发生,年发生代数在7代及以上,秋季虫量明显高于春季,发生程度随温度升高而加重。幼虫发生期和虫量存在区域差异,幼虫可为害各生育期玉米。草地贪夜蛾严重为害玉米生长,应进一步加强监测预报,根据区域气候和玉米长势,强化低龄幼虫和成虫高峰期的防控力度,以降低草地贪夜蛾造成的危害。
  • 草地贪夜蛾在贵州省黔西南州的发生情况及对不同环境的适应性
    李定银, 郭晓关, 谈孝凤, 黄国全, 周丹, 郅军锐, 李思梅, 李定超, 王显贵, 徐元柳,
    【目的】明确草地贪夜蛾在贵州省黔西南州的发生和越冬情况,以及越冬幼虫对不同温度环境的适应性,为贵州省草地贪夜蛾的预测预报和综合防控提供参考依据。【方法】选择贵州省黔西南州年均温较高的望谟县、兴仁市、兴义市、安龙县、册亨县和贞丰县为目标调查点,采用灯诱、性诱、田间调查等方法于2019年冬季和2020年春季调查草地贪夜蛾的越冬寄主及越冬虫态,统计虫源数量和百株虫量。将冬季采自望谟县的草地贪夜蛾幼虫以玉米叶分别饲养于室内、室外和人工气候箱,观察草地贪夜蛾冬季幼虫在3种环境条件下的存活率和化蛹率。【结果】性诱捕器和高空测报灯分别于2020年1月13日和2020年3月18日首次在望谟县诱集到成虫,之后在兴义市、兴仁市和安龙县也有发现,虫情测报灯未诱集到草地贪夜蛾。田间调查2019年冬季仅在望谟县桑郎镇发现草地贪夜蛾幼虫,虫龄以3~6龄为主,寄主为散落的再生玉米苗,首次调查百株虫量为34.67头,未发现成虫和卵;2020年春季最早仍在望谟县桑郎镇发现草地贪夜蛾幼虫,虫龄以1~3龄为主,寄主为栽种玉米苗,百株虫量最高为28.00头,且在该地土壤中发现草地贪夜蛾蛹1头,2020年晚春在兴仁市马马崖镇九盘村亦发现1龄幼虫,百株虫量最高达30.00头。草地贪夜蛾越冬幼虫在不同环境条件下饲养第1~2周后的存活率均表现为室内 > 室外 > 气候箱,第3周后的化蛹率则是室内饲养的最高,室外最低。【结论】草地贪夜蛾在贵州省黔西南州能终年繁殖,但冬季虫源基数较少,不足以成为本地春季草地贪夜蛾暴发的主要虫源。草地贪夜蛾越冬幼虫更适应偏冷的环境,对突变的温暖环境和较低温度环境均不适应。
  • 玉米田草地贪夜蛾卵寄生蜂(黑卵蜂)的形态特征观察及分子生物学鉴定
    杜广祖, 胡永亮, 陈华燕, 王春娅, 史爱民, 陈斌,
    【目的】明确在云南省瑞丽市玉米田间发现的一种寄生于草地贪夜蛾卵块的黑卵蜂种类,为其人工扩繁及利用本地寄生蜂等天敌开展草地贪夜蛾生物防治提供理论依据。【方法】2020年7-9月,选择云南省瑞丽市德宏热带作物研究所基地的玉米田,采用普查方法调查寄生于草地贪夜蛾卵块的黑卵蜂寄生率,在人工气候箱中建立黑卵蜂实验种群,通过体视显微镜观察其形态特征,结合分子生物学方法对其进行种类鉴定,并分析其在室内对斜纹夜蛾卵粒的寄生率和寄生后的羽化率。【结果】通过形态学特征观察及分子生物学方法鉴定,将寄生于玉米田草地贪夜蛾卵块的黑卵蜂确定为夜蛾黑卵蜂(Telenomus remus Nixon),其在遗传上与巴基斯坦种群(T._remus_Pakistan_KY835081)更接近。在田间观察的15 d中,夜蛾黑卵蜂对草地贪夜蛾的卵块寄生率和卵粒寄生率有2 d均为0,其余各观察日的卵块寄生率和卵粒寄生率中最低均为57.1%,最高分别为100.0%和99.9%,平均分别为84.7%和83.6%。室内养殖观察结果表明,夜蛾黑卵蜂对斜纹夜蛾卵块的平均寄生率在95.00%以上,寄生后的平均羽化率为70.91%。【结论】在云南省瑞丽市玉米田间发现寄生于草地贪夜蛾卵块的黑卵蜂经鉴定为夜蛾黑卵蜂,在自然条件下对草地贪夜蛾寄生效果较好,具有开发为防控田间草地贪夜蛾种群天敌寄生蜂的潜力。
  • 草地贪夜蛾性诱剂纳米诱芯的制备及其应用
    陈秀琴, 刘其全, 何玉仙, 刘必炮, 邱良妙,
    【目的】制备草地贪夜蛾性诱剂纳米诱芯,并开展田间诱捕试验,筛选出最佳且有效的诱芯,为草地贪夜蛾的监测和绿色防控提供参考依据。【方法】采用共溶剂法,以两亲脂质分子(DSPE-mPEG5000)为载体制备草地贪夜蛾性信息素胶体粒子,以0.22μm聚醚砜膜为缓释材料制备纳米诱芯,采用田间生物测定方法比较不同缓释载体材料和不同质量诱芯的诱蛾效果。【结果】性信息素Z9-14:OAc、Z7-12:OAc和Z11-16:OAc质量比为90:0.5:9.5时诱蛾效果最佳;草地贪夜蛾性信息素胶体粒子呈球形,尺寸在40 nm左右,具有良好的分散性。以0.22μm聚醚砜膜缓释载体的纳米诱芯诱蛾量最多,为6.07头/d;缓释载体为PVC毛细管的诱芯诱蛾量次之,天然橡胶塞的诱蛾量最少。纳米诱芯质量为2.0 mg时的诱蛾效果最佳,诱蛾量显著高于除1.5 mg外的诱芯质量(P5000可有效减缓性信息素分解和氧化变质的速度,延长挥发时间。0.22μm聚醚砜膜载体对草地贪夜蛾性信息素胶体粒子有明显的吸附作用,纳米性诱剂对草地贪夜蛾具有良好的室内引诱作用和田间诱捕效果,可进一步开发并应用于草地贪夜蛾的监测与防控。
  • 茶树ZF-HD转录因子基因家族的鉴定及表达分析
    庞丹丹, 刘玉飞, 田易萍, 孙云南, 陈林波,
    【目的】搜索鉴定茶树ZF-HD(Zinc finger homeodomain)转录因子基因家族成员,并对其进行生物信息学分析及在不同组织及非生物胁迫和激素处理下的表达模式,为茶树ZF-HD基因家族的功能研究及茶树遗传性状改良提供理论依据。【方法】通过隐马尔可夫模型预测和序列比对从茶树基因组中筛选鉴定出茶树ZF-HD基因家族成员,利用在线生物信息学分析软件对其基因结构、启动子元件,以及编码蛋白的理化性质、氨基酸序列、结构特征、进化关系等进行预测分析,并基于转录组测序(RNA-Seq)数据分析其在不同组织及在干旱胁迫、盐胁迫和茉莉酸甲酯(MeJA)处理下的表达模式。【结果】从茶树基因组中鉴定出17个ZF-HD基因家族成员(CsZHD1~CsZHD17),其编码区(CDS)序列长度为369~2187 bp,编码122~728个氨基酸残基,蛋白分子量13.51~80.42 kD,理论等电点为6.09~9.19,均属于亲水性不稳定蛋白,蛋白二级结构均由β-转角、延伸链、α-螺旋和无规则卷曲构成。除CsZHD2、CsZHD5和CsZHD7蛋白定位于细胞质,CsZHD9蛋白定位于细胞外,其他13个蛋白均定位于细胞核。仅CsZHD2、CsZHD7、CsZHD9、CsZHD10和CsZHD12基因含外显子和内含子,其他12个CsZHDs基因均无内含子。除CsZHD7蛋白具有2个ZF-HD_dimer结构域外,其他16个蛋白均具有1个ZF-HD_dimer结构域。CsZHD1~CsZHD17蛋白具有2~5个保守基序(motif),其中motif 1和motif 3为共有的保守基序。茶树ZF-HD家族蛋白可分为5个亚族(ZHDⅠ、ZHDⅡ、ZHDⅢ、ZHDⅣ和MIF),较拟南芥少了ZHDⅤ亚族。除CsZHD2、CsZHD12和CsZHD17基因在8个组织中不表达或表达量极低外,其他14个CsZHDs基因在8个组织中呈差异性表达;除CsZHD2、CsZHD12和CsZHD17基因外,其他15个CsZHDs基因在顶芽或花中表达量较高。在干旱胁迫和盐胁迫处理下,除CsZHD1、CsZHD2、CsZHD5、CsZHD12、CsZHD14和CsZHD17基因的表达量始终处于较低水平外,其他CsZHDs基因均呈不同的变化趋势;在MeJA处理下,除CsZHD2、CsZHD5和CsZHD12基因表达量极低外,多数CsZHDs基因呈下调表达的趋势。【结论】从茶树基因组中鉴定出17个ZH-HD基因家族成员,其编码蛋白具有保守的锌指结构域和同源异型盒结构域;茶树与拟南芥ZH-HD基因家族相比缺少ZHDⅤ亚族;CsZHDs基因的表达具有组织特异性,且大多数成员的表达受非生物胁迫和MeJA的影响。
  • 茶树CsCYP79A1基因克隆及表达分析
    何荟如, 林杰, 吴叶蝶, 潘泓静, 彭志松, 苏祝成,
    【目的】克隆茶树细胞色素P450(CYP)酶系的CYP79酶基因CsCYP79A1,并进行表达分析,为探究CsCYP79A1基因参与茶树防御的响应机制及在乌龙茶制作过程中的调控功能提供理论依据。【方法】克隆CsCYP79A1基因,通过生物信息学软件对其进行分析,用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测其在不同茶树品种、不同嫩度叶片以及不同摇青次数叶片中的表达特性,并采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)测定不同处理叶片中的苯乙腈释放量,以分析其与CsCYP79A1基因表达量的相关性。【结果】克隆获得的茶树CsCYP79A1基因编码区(CDS)序列长度为1617 bp,编码538个氨基酸残基,相对分子量为61.07 kD,理论等电点(pI)7.64,为不稳定的脂溶性亲水蛋白。CsCYP79A1蛋白与中华猕猴桃TXG46886.1的氨基酸序列相似性最高,达87%。CsCYP79A1蛋白存在2个跨膜结构,无信号肽,共有40个磷酸化位点,二级结构中α-螺旋、β转角、延伸链和无规则卷曲分别占氨基酸序列的49.07%、4.28%、11.71%和34.94%,三级结构与铁锈醇合酶的晶体结构(5ylw.1.A)相似度为26.61%。在4次摇青处理后,金萱和黄观音第3叶片中的CsCYP79A1基因表达量高于浙农113、白叶1号和福鼎大白茶,说明CsCYP79A1基因在适制乌龙茶的茶树品种中的表达量较高;CsCYP79A1基因在第3叶中的表达量显著高于第1叶和顶芽(PCsCYP79A1基因表达量与茶树品种、叶片嫩度和摇青次数密切相关,且其表达量和苯乙腈释放量均为第3叶最高,故推测CsCYP79A1基因是苯乙腈合成途径中的关键调控基因。
  • 茶树CsMAPKK3基因克隆及表达分析
    陆鲸冰, 杨润梅, 张飞扬, 曹红利,
    【目的】克隆茶树CsMAPKK3基因,并进行表达分析,为探究CsMAPKK3基因的生物学功能及其抗逆分子机制提供理论支持。【方法】以铁观音为材料,采用RT-PCR克隆其CsMAPKK3基因的全长cDNA序列,对其进行生物信息学分析,并采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测其在不同组织及逆境胁迫下的表达情况。【结果】克隆获得的CsMAPKK3基因(GenBank登录号:AUD40506.1)cDNA序列全长1941 bp,包含完整开放阅读框(ORF),长度为1557 bp,编码518个氨基酸残基,蛋白相对分子量为57.52 kD,理论等电点(pI)为5.39,为无跨膜螺旋结构和信号肽的不稳定蛋白,含有多个磷酸化位点,定位于细胞质和细胞核中,属于PKc类型的MAPKK,且具有SPS1、S_TKc等催化结构域,以及D(I/L/V)K激活域和S/T-X3-5-S/T保守域,与中华猕猴桃PSS35243.1亲缘关系最近,且与拟南芥B亚家族聚为一类。CsMAPKK3基因起始密码子上游1714 bp的启动子区序列含有光响应、逆境响应、植物激素和厌氧诱导等相关的顺式作用元件。CsMAPKK3基因在根、茎、叶、花和果中均有表达,其中在茎和果的表达量较高,显著高于在花中的表达量(PP>0.05)。低温胁迫抑制CsMAPKK3基因表达,而脱落酸(ABA)、高盐和干旱胁迫均能诱导CsMAPKK3基因上调表达。【结论】CsMAPKK3基因表达具有组织表达特异性,且参与茶树ABA、高盐、低温和干旱胁迫响应等逆境胁迫的分子调控。
  • 基于GBS测序的全基因组SNP揭示贵州地方茶组植物资源的亲缘关系
    郭灿, 皮发娟, 吴昌敏, 高秀兵, 乔大河, 周媛,
    【目的】分析贵州地方茶组植物资源的亲缘关系,为明确贵州地方茶组植物资源的遗传关系及其保护、利用提供科学依据。【方法】以从贵州省内不同区域收集的41份茶组植物资源及贵州省茶叶研究所茶树种质资源圃保存的18份省内外育成茶树品种为材料,利用基于GBS(Genotyping by sequencing)的简化基因组测序技术对其基因组SNP位点进行检测,基于获得的高质量SNP位点对这些材料进行遗传特征分析。【结果】从59份茶组植物材料获得45.84 Gb高质量序列(Clean reads)数据,平均每个材料为795.6 Mb,约占改良版茶树基因组大小(2.93 Gb)的26.5%,平均比对率为72.62%,经过滤后得到248772个高质量SNP位点,其中83.98%的高质量SNP位点分布在基因间区,16.02%分布于基因区;有22614个SNP位点分布在内含子,15038个SNP位点分布在外显子区,2203个SNP位点分布在非翻译区(UTR)。59份茶组植物材料的观察杂合度(Ho)为0.016~0.081,期望杂合度(He)为0.006~0.064,F为-0.331~0.737。主成分分析结果、系统发育进化树构建情况及遗传结构分析结果均显示59份茶组植物材料可分为3个类群,其中全部茶种(Camellia sinensis)材料归在一个类群、疏齿茶(C. remotiserrata)和大厂茶(C. tachangensis)归在一个类群、9份突肋茶(C. costata)单独归在一个类群,但疏齿茶与大厂茶及两个区域的大厂茶均处于独立的亚类群,此外茶种中的阿萨姆变种(C. sinensis var. assamica,CSA)和中国变种(C. sinensis var. sinensis,CSS)也处于不同的进化分支;突肋茶与疏齿茶和大厂茶的亲缘关系较其与茶种的亲缘关系更近。茶种、疏齿茶、大厂茶和突肋茶4类茶组植物存在互相融合的遗传背景。根据地理来源和种质类型可将59份茶组植物材料分为11个种群,不同种群间具有较低的基因流,但种群内部具有较高的基因流。【结论】不同茶组植物在基因组水平上存在明显差异,经典形态学分类上合二为一的大厂茶和疏齿茶在遗传结构上也存在差异,即分为2个变种更合适;茶组植物种内亲缘关系与其地理来源直接相关,在育种实践中应尽量避免相同地理来源材料间的杂交应用。
  • 贵州茶园茶棍蓟马和小贯小绿叶蝉种群动态及主栽茶树品种寄主抗性
    杨春, 孟泽洪, 李帅, 郭燕, 梁思慧, 乔大河, 陈正武,
    【目的】明确贵州茶园主要害虫茶棍蓟马(Dendrothrips minowai Priesner)和小贯小绿叶蝉(Empoasca onukii Matsuda)的发生动态及在不同茶树品种上的为害情况,探讨不同品种茶树对茶棍蓟马和小贯小绿叶蝉的抗性,为抗性茶树品种的选育和推广提供科学依据。【方法】采用翻叶法调查12个贵州茶树主栽品种上茶棍蓟马和小贯小绿叶蝉的发生动态,采用虫量比值法对12个茶树品种进行抗性鉴定;结合相关分析,基于春秋两季1芽2叶期、芽叶色泽、茸毛密度、茸毛长度、1芽3叶长、1芽3叶百芽重、叶长、叶宽等农艺性状调查数据,明确茶树主要农艺性状与品种抗性间的关系。【结果】贵州茶园中茶棍蓟马年发生动态呈大小峰趋势,大峰出现在5月中旬-6月上旬,小峰出现在9月中旬-10月上旬;小贯小绿叶蝉年发生动态为双峰型,第1峰出现在7月中下旬,第2峰出现在10月上旬-11月中旬。12个茶树品种中,苔选0310和黔辐4号为茶棍蓟马高抗品种;乌牛早、金观音和中茶108为茶棍蓟马高感品种;黔湄601为小贯小绿叶蝉高抗品种,福鼎大白茶为小贯小绿叶蝉高感品种。相关分析结果表明,1芽2叶期与茶棍蓟马虫量比值呈极显著负相关(PP<0.05,下同);1芽3叶长和茸毛密度与茶棍蓟马虫量比值呈显著负相关,茸毛长度与茶棍蓟马虫量比值呈极显著负相关,芽叶色泽与茶棍蓟马虫量比值呈正相关。【结论】苔选0310、黔辐4号和黔湄601对茶棍蓟马及小贯小绿叶蝉均具有在一定的抗性,具有较好的应用价值和推广潜力。
  • 贵州省珍稀四球茶茶树和土壤的碳氮磷生态化学计量特征
    何季, 卢青, 吴传美, 杨谨铭, 黄春艳, 甘正刚, 姚斌,
    【目的】研究贵州省普安县特有珍稀四球茶茶树和土壤生态化学计量特征的差异及其内在关联性,为四球茶的合理栽培及可持续开发利用提供科学依据。【方法】以四球茶为研究对象,选择植茶年限分别为5、15、25和40年的健康茶树种群,测定茶树和土壤的碳(C)、氮(N)、磷(P)含量,分析不同植茶年限下茶树和土壤生态化学计量特征之间的内在关系及元素限制情况。【结果】随着植茶年限的增加,0~20 cm层土壤和叶片C含量呈先上升后下降的变化趋势,25年时达最大值,土壤C含量较5和15年分别显著高27.33%和23.33%(PP<0.01,下同),叶片的C:P、N:P与叶片P含量呈显著或极显著负相关。【结论】适当的植茶年限(≤ 25年)有利于有机质的积累和土壤生态环境的改善,植茶年限过长(≥ 40年),土壤养分水平降低,养分循环过程受限,应采取增施N肥、补充有机质等措施以改善茶园土壤环境,利于其可持续开发利用。
  • 66份云南茶树种质生化成分的分析及特异种质筛选
    刘玉飞, 庞丹丹, 蒋会兵, 田易萍, 李友勇, 孙云南, 陈林波,
    【目的】鉴定云南茶树种质资源,分析其儿茶素和嘌呤生物碱的多样性,筛选出高儿茶素指数(Catechin index,CI)、高苦茶碱等特异茶树种质资源,为茶树品种选育和特异产品开发提供科学依据。【方法】通过高效液相色谱(HPLC)检测云南66份代表性茶树种质的儿茶素没食子儿茶素(GC)、表没食子儿茶素(EGC)、儿茶素(C)、表儿茶素(EC)、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、没食子儿茶素没食子酸酯(GCG)、表儿茶素没食子酸酯(ECG)和嘌呤生物碱(咖啡碱、可可碱和苦茶碱)等主要品质和功能性成分;利用统计软件分析其遗传多样性(香农多样性指数,H'),并对其进行主成分分析和聚类分析;最后筛选出高CI、高苦茶碱的种质。【结果】66份云南茶树种质的GC、EGC、C、EC、EGCG、GCG、ECG、咖啡碱和可可碱等成分存在丰富的遗传多样性和变异性,其中,H'除EC、ECG外均大于1.80,EGCG的H'最高(2.06);C(66.07%)具有最大的变异系数,可可碱的变异系数(15.68%)最小。通过主成分分析,发现前5个主成分的累计方差贡献率达83.37%,包含所有性状的大部分信息。基于14个生化成分,可以将66份茶树种质分为4个类群,不同类群在CI、可可碱、咖啡碱、儿茶素总量等主要指标有明显差异。综合分析结果,筛选到13份CI > 0.60的茶树种质,其中有4份大于0.90(2份大于1.00);另外,还鉴定到4份(其中有3份还具有低咖啡碱性状)高苦茶碱茶树种质。【结论】云南省茶树资源的儿茶素和嘌呤生物碱多样性丰富,变异系数大,具有丰富的遗传多样性;筛选到高CI、高苦茶碱、低咖啡碱等特异种质17份。
  • 茶树种质资源花器官微形态特征观察
    樊晓静, 于文涛, 蔡春平, 王泽涵, 林浥, 张琛, 叶乃兴,
    【目的】对不同茶树种质资源花器官的微形态特征进行观察与分析,为种质资源鉴定评价提供参考依据。【方法】利用真空冷冻干燥和冷场发射扫描电镜技术,对11份茶树花器官的花柄、花托、萼片、花瓣、子房、花柱、柱头和花丝的表皮纹饰、气孔和茸毛纹饰等微形态特征进行系统观察,并进行变异系数和主坐标分析。【结果】茶树花柄和花托的表皮纹饰较相似,为细长条纹形,且在部分种质的花柄和花托上发现茸毛和气孔;萼片的内表皮光滑,可分为表皮细胞凹凸不平、凹陷和饱满3种类型,在其表面具平滑型茸毛;萼片外表皮光滑具条纹纹饰,在其表面分布着无规则气孔器且不同茶树种质气孔器特征不同;花瓣表皮细胞形状主要为不规则形、五边形、六边形和近圆形,其表皮分布着波状、条纹状、辐射状等纹饰;花丝表皮细胞为不规则多边形,排列紧密,具波状、丝状、条状的表皮纹饰,气孔主要分布在花丝的中下部;花柱表皮细胞排列整齐,其细胞形状可分为梭形、长条纹形和多边形3种类型;子房壁表皮细胞凹凸程度不同,满被平滑型茸毛。对参试茶树种质花器官的全部气孔数量性状进行测量统计,花柄气孔器大小为142.99~431.66μm2,气孔开度为0.19~0.92;花托气孔器大小为201.48~642.17μm2,气孔开度为0.26~0.62;萼片气孔器大小为219.74~563.32μm2,气孔开度为0.37~0.52;花瓣气孔器大小为401.80~1322.07μm2,气孔开度为0.38~0.66;花丝气孔器大小为257.90~706.74,气孔开度为0.32~0.73。对茶树花器官气孔数量性状变异分析,其变异系数平均值为18.5%;以40个微形态性状指标和16个微形态质量性状指标对11份种质进行主坐标分析,结果发现仅用质量性状时可有效区分种质。变异分析和主坐标分析表明茶树花器官的气孔相关数量性状种质内变异较大,而表面纹饰等质量性状具有较强的遗传稳定性。【结论】在茶树分类鉴定中,可适当考虑花器官的质量性状,并优先选择花器官的萼片、子房壁等纹饰特征作为识别不同茶树品种的依据。
  • 不同覆盖处理对茶园小气候及碾茶品质的影响
    刘瑜, 何卫中, 娄艳华, 疏再发, 吉庆勇, 邵静娜,
    【目的】研究覆盖条件对茶园小气候及碾茶品质的影响,筛选出利于碾茶品质的覆盖方式,为提高碾茶生产质量提供理论依据。【方法】以龙井43为试验品种,黑色遮阳网为覆盖材料,设3种遮光度(55%、75%、95%)、2种覆盖高度(直接覆盖高0.6 m、棚式覆盖高1.8 m)、3种覆盖时间(15、20和25 d),共18组覆盖处理,以不覆盖为对照。在秋春季两季进行试验,分析不同覆盖处理对茶园小气候、鲜叶产量、叶绿素含量、碾茶中生化成分及感官品质的影响。【结果】覆盖能有效降低茶蓬面光照强度和光合有效辐射,降低日最高温,缩小气温日较差,提高空气湿度。棚式覆盖对于茶园小气候的稳定效果优于直接覆盖。覆盖后茶树鲜叶中叶绿素总量增加,秋季和春季分别以遮光度75%+直接覆盖15 d处理和遮光度95%+棚式覆盖15 d处理的叶绿素含量最高,分别比对照高33.86%和57.27%。覆盖使碾茶中氨基酸含量增加,秋季和春季分别以遮光度95%、直接覆盖25和20 d的氨基酸含量最高,分别高于对照127.55%和144.06%。覆盖后碾茶中茶多酚含量降低,覆盖天数与茶多酚含量呈负相关,秋季和春季分别以遮光度95%+棚式覆盖25 d和遮光度75%+直接覆盖25 d处理的茶多酚含量最低,分别低于对照54.04%和55.19%。覆盖使碾茶中咖啡碱含量提高,秋春两季均以遮光度95%+直接覆盖20 d处理的咖啡碱含量最高,分别比对照高58.91%和62.98%。秋季覆盖使水浸出物含量有所降低。高遮光度和长时间遮光处理不利于茶树干物质积累,秋春两季产量均以遮光度95%+直接覆盖处理的产量最低。覆盖后碾茶外形颜色绿润、汤色黄绿明亮、有清香、滋味清爽,感官品质高于未覆盖处理。【结论】覆盖有利于稳定茶园小气候。延长遮光时间、提高遮光度可提高碾茶品质,过度遮阴会导致产量降低。使用遮光度95%的遮阳网棚式覆盖25 d后碾茶综合品质最优,可在生产中推广应用。
  • 高产碱性纤维素酶细菌的筛选鉴定及其酶学特性与发酵条件研究
    马振刚, 熊亮, 张真, 罗堿,
    【目的】从自然环境中分离筛选高产纤维素酶的菌株,开展碱性纤维素酶的酶学特性分析,为该菌株及所产纤维素酶的综合开发利用打下基础。【方法】采用羧甲基纤维素钠(CMCNa)平板筛选法筛选纤维素酶高产菌株,利用生理生化分析结合分子生物学法对菌株进行鉴定,并通过3, 5-二硝基水杨酸(DNS)法研究其活性特征与发酵条件。【结果】在长期覆盖枯树叶的土壤中分离获得1株高产碱性纤维素酶的菌株,经鉴定该菌株为蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus),名称为B. cereus strain CQNUX 3-1。酶活性分析显示该菌株胞外分泌液具有内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶及β-葡萄糖苷酶的活性,其酶活力分别达107.7、33.1和155.6 U/mL。酶学特征分析表明3种酶组分均具有较好的耐碱和一定的耐高温能力。其中,内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶的最佳反应温度分别为70、60和40℃;最佳反应pH分别为8.0、9.0和9.0;Fe3+能增加3种酶的酶活力,而β-葡萄糖苷酶具有较好的EDTA、尿素和Cu2+耐受性。发酵条件对菌株产酶的分析结果表明,该菌株发酵温度在37℃较适宜;发酵第4 d时的酶活力达最大值;该菌株能在碱性发酵环境下生长并产酶,在初始pH为7.0时发酵酶活力最高。【结论】筛选获得的纤维素酶高产菌株B. cereus strain CQNUX 3-1所生产的纤维素酶具有较高的反应温度适用性和较强的碱耐受性,菌株发酵产酶温度适中,且有较宽的发酵pH适用范围,可作为碱性纤维素酶生产资源菌株,具有应用于纤维素酶制剂制备与生产、纤维素资源综合利用等领域的潜力。
  • 木薯间作玉米共生期间的作物生长及根系互作
    刘丽娟, 魏云霞, 黄洁, 王娟, 肖子丽,
    【目的】探究不同间作模式对木薯和玉米共生期间的农艺性状、根系分布、土壤理化性状和根系养分含量的影响,为优化木薯间作玉米高产高效栽培技术提供理论依据。【方法】以华南9号食用木薯和特早熟糯玉808鲜食玉米为试验材料,设等行距、宽窄行单作木薯及木薯等行距间作1行玉米、宽窄行间作2行玉米共4个处理,对比分析二者共生期间的农艺性状、三维立体根系分布以及不同土层的土壤理化性状和根系养分含量。【结果】宽窄行的木薯和玉米地上部长势均优于等行距。宽窄行间作比等行距增产玉米21.1%。单株的玉米、木薯根系均以植株为中心水平对称,由里向外呈由密至疏分布;单株玉米根系呈上密下疏、上窄下宽分布,68.7%~77.3%根重、46.2%~49.4%根长、52.7%~59.3%根表面积聚集在玉米行两侧各宽10 cm、深10 cm土带内;单株木薯根系呈上密下疏、上宽下窄分布,细根的50.8%~61.4%根长、47.7%~57.2%根表面积聚集在木薯种茎基端线两侧各宽20 cm、深10 cm土带内,而粗根的35.7%~42.0%根长、39.3%~48.8%根表面积和35.9%~46.3%总根重聚集在木薯种茎基端线两侧各宽20 cm、种茎中线两侧各宽30 cm、深10 cm土块内。土壤碱解氮、速效磷钾及作物根系磷钾含量基本呈表层(0~10 cm) > 中层(10~20 cm) > 深层(20~30 cm)的分布规律,而作物根系氮含量则表现相反规律;土壤和木薯、玉米根系的氮磷钾含量基本呈间作 > 单作,其中,宽窄行间作玉米的绝大部分养分指标为最高。【结论】玉米和木薯根系虽穿插生长,但其密集生长带(块)互不重叠,为弱竞争关系,以宽窄行为优,且宽窄行木薯间作玉米有利于提高两者的根系养分、土壤养分含量和玉米产量,故生产中推荐宽窄行木薯间作玉米模式。
  • 辣椒秸秆生物质炭对喀斯特石灰土有机碳矿化的影响
    熊佰炼, 黄俊, 申杰,
    【目的】探索短时间尺度下辣椒秸秆生物质炭添加对喀斯特石灰土地区土壤有机碳(SOC)矿化和SOC库的直接影响,为评估西南喀斯特石灰土地区辣椒秸秆生物质炭还田利用的生态环境效应提供科学依据。【方法】采用广口瓶进行恒温、恒湿密封培养试验,以不添加生物质炭为对照(CK),设置0.1%、0.5%、1.0%、2.0%和4.0%共5个辣椒秸秆生物质炭添加处理,用NaOH溶液吸收法测定63 d培养期内喀斯特石灰土有机质矿化过程释放的CO2,培养结束后测试各形态SOC含量的变化情况。【结果】培养63 d后,0~4.0%添加处理石灰土SOC累积矿化量为473.05±78.60~673.74±102.66 mg C/kg,4.0%添加处理可明显提高累积矿化量。各添加处理SOC矿化过程均可用双库一级动力学模型进行拟合,0.1%~0.5%和1.0%~4.0%添加处理条件下易降解SOC矿化速率常数(ka)分别为0.021±0.001~0.034±0.004/d和0.248±0.021~0.343±0.033/d,对易降解SOC的矿化分别起抑制和促进作用;所有添加处理对难降解SOC矿化起促进作用。1.0%~4.0%添加处理可显著提高易降解SOC库储量(Ca)和土壤微生物量碳(MBC)含量(PP>0.05,下同)。添加辣椒秸秆生物质炭的处理中,MBC与Ca、ka、难降解SOC矿化速率常数(ks)和ROC呈极显著正相关(PCs)呈极显著负相关,与WSOC无显著相关性。【结论】辣椒秸秆生物质炭对喀斯特石灰土SOC矿化速率的影响与添加量有关,1.0%~4.0%添加处理可提高矿化速率,同时增加Ca、MBC和ROC含量,但对WSOC含量无影响,4.0%添加处理在63 d培养期内可提高土壤累积矿化量。为减少土壤碳排放,建议辣椒秸秆生物质炭改良西南喀斯特石灰土的添加量应低于4.0%。
  • 不同改良剂对连作大黄产量及其土壤肥力的影响
    段媛媛, 吴佳奇, 周武先, 唐涛, 王帆帆, 郭晓亮, 游景茂, 郭杰,
    【目的】探究不同改良剂对连作大黄产量及其土壤肥力的影响,为消减大黄的连作障碍及促进大黄产业的健康可持续发展提供理论依据。【方法】选择有机肥、钙镁磷肥和生石灰作为土壤改良剂,以不施用改良剂为对照,对不同处理连作大黄产量及其根际土壤pH、养分含量和生态化学计量特征进行分析,并利用主成分分析法对不同处理连作大黄的土壤肥力进行评价。【结果】施用3种改良剂均可提高连作大黄的产量,其中有机肥和钙镁磷肥处理较对照分别提高75.37%和42.62%,差异达显著水平(P 有机肥(1.19) > 生石灰(-0.99) > 对照(-1.56)。【结论】3种改良剂对连作大黄增产均有一定的促进作用,也能有效改善连作大黄的根际土壤理化性质,对连作大黄土壤的改良效果依次为钙镁磷肥 > 有机肥 > 生石灰。
  • 秸秆还田条件下固氮蓝藻复合菌剂与促生细菌SM13对水稻产量及稻米品质的影响
    宋维民, 王丽艳, 郭永霞, 孙强, 吕艳东, 荆瑞勇, 王海泽,
    【目的】研究秸秆还田条件下施用固氮蓝藻复合菌剂和促生细菌SM13对水稻产量及品质的影响,为2种微生物肥料在秸秆还田中的应用提供实践经验和理论依据。【方法】以水稻品种龙粳31为试验材料,设常规施肥(CK)、施用固氮蓝藻复合菌剂(LZ)、施用促生细菌SM13(SM)及混施固氮蓝藻复合菌剂和促生细菌SM13(SL)共4个处理。测定水稻主要生育期的叶面积及干物质质量,在水稻成熟后考察水稻穗部性状和产量,在稻米理化性质稳定后测定稻米加工、外观、营养和食味品质,对比分析不同处理对水稻产量及稻米品质的影响。【结果】与CK相比,LZ处理的水稻灌浆期干物质质量显著增加26.40%(PP>0.05),但SM和SL处理显著改善了稻米食味品质,其口感值和食味值较CK分别提高7.23%、4.87%和7.22%、5.74%。相关分析结果表明,产量及其构成与水稻穗部性状存在不同程度的相关性,其中产量与穗质量呈极显著正相关(P<0.01),与二次枝梗枝梗数呈显著正相关。【结论】在秸秆还田条件下固氮蓝藻复合菌剂和促生细菌SM13具备提高水稻产量的潜力,且促生细菌SM13能在一定程度上改善稻米食味品质。
  • 伊朗鹰嘴豆种质资源农艺性状遗传多样性分析及综合评价
    于海天, 杨峰, 吕梅媛, 胡朝芹, 杨新, 郑爱清, 王玉宝, 何玉华, 王丽萍,
    【目的】分析伊朗鹰嘴豆种质农艺性状的遗传多样性,并进行综合评价,筛选出优异种质,为鹰嘴豆种质资源创新与新品种选育提供理论基础。【方法】以引进的133份伊朗鹰嘴豆种质为材料,分析其12个农艺性状的遗传变异系数和多样性指数,并对其进行聚类分析及主成分分析,在主成分分析的基础上进行综合D值评价,筛选出可用于鹰嘴豆种质综合评价的农艺性状指标及综合表现较好的种质。【结果】12个农艺性状的变异系数为6.03%~96.33%,秕荚数变异系数最大,以播种至开花期天数的变异系数最小。12个性状的Shannon多样性指数为1.4838~2.0716,平均值为1.8570,其中,单荚粒数、百粒重和播种至开花期天数的Shannon多样性指数较高,均高于2.0000;秕荚数、单株一级分枝数和有效分枝数的Shannon多样性指数较低,均低于1.7000。133份伊朗鹰嘴豆种质分为七大类群,其中,第Ⅰ和Ⅱ类群各包含1份种质,其中第Ⅰ类群具有高产、中晚熟特性;第Ⅱ类群具有大粒、晚熟、高杆特性;第Ⅲ类群包含6份种质,该类群具有晚熟、高杆特性;第Ⅳ类群包含14份种质,具有小粒特性;第Ⅴ类群包含7份种质,具有大荚、花期长、高产特性;第Ⅵ类群包含2份种质,具有花期一致、花期早的特性;第Ⅶ类群包含102份种质,具有大荚、矮杆特性。整体来看,12个性状中大部分性状间呈显著(PP<0.01)相关,其中,在极显著相关的性状中,以播种至见花期天数与播种至开花期天数间、单株一级分枝数与有效分枝数间及单株产量与产量间的相关系数较大。前6个主成分(PC1~PC6)的累积贡献率为91.3798%,PC1的主要因子是实荚数和有效分枝数;PC2的主要因子是生育期相关性状;PC3的主要因子是产量和单株产量,为产量因子;PC4的主要因子是见花至开花期天数,为花期因子;PC5的主要因子是单荚粒数;PC6的主要因子是秕荚数。综合评价D值大于0.5000的种质有26份,其中综合评价D值大于0.6000的种质有6份,说明这些伊朗鹰嘴豆综合表现较好。【结论】伊朗鹰嘴豆资源遗传多样性丰富,初步筛选到26份综合表现较好的鹰嘴豆种质,可作为我国鹰嘴豆种质创新基础材料。实荚数、有效分枝数、播种至开花期天数、单株产量、见花至开花期天数、单荚粒数、秕荚数和株高8个性状可作为鹰嘴豆种质资源综合评价的主要指标。
  • HS-SPME-GC-MS结合OPLS-DA分析提取方法对牛油果油挥发性香气化合物的影响
    欧阳红军, 刘义军, 袁源, 静玮, 张利, 李积华,
    【目的】明确热榨法、超临界二氧化碳萃取法和水代法3种提取方法对牛油果油挥发性香气化合物的影响,为牛油果油的提取及开发利用提供数据支持。【方法】采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱(HS-SPME-GC-MS)结合偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)对热榨法、超临界二氧化碳萃取法和水代法所得牛油果油的挥发性香气化合物进行鉴定、组间区分及总体差异分析。【结果】热榨法、超临界二氧化碳萃取法和水代法3种提取方法所得牛油果油中共鉴定出80种挥发性香气化合物,分别检出40、40和45种挥发性香气化合物,以碳氢类、醛类、酸类和醇类为主。热榨法中碳氢类17种,占比45.68%;醛类5种,占比3.31%;醇类8种,占比9.39%;酸类3种,占比21.65%;水代法中碳氢类13种,占比28.87%;醛类14种,占比26.42%;醇类8种,占比15.92%;酸类2种,占比19.53%。超临界二氧化碳萃取法中碳氢类21种,占比42.99%;醛类9种,占比12.77%;醇类4种,占比7.75%,酸类1种,占比20.23%。基于不同牛油果油样品中挥发性香气化合物的含量进行OPLS-DA分析,实现热榨法、超临界二氧化碳萃取法和水代法所得牛油果油样品的鉴别。3种提取方法所得牛油果油样品的标志差异性化合物有56种,超临界二氧化碳萃取法有癸烷、甲苯等特有香气化合物13种,水代法有2-庚烯-1-醇、1-辛烯-3-醇等特有香气化合物16种,3种提取方法共有己醛、2-庚烯醛等18种香气化合物。【结论】通过HS-SPME-GC-MS结合OPLS-DA找到牛油果油挥发性化合物的差异性,从而筛选出差异性形成的潜在物质,可用于快速鉴别牛油果油的提取方法。
  • 辣木幼苗对淹水胁迫的生理响应及耐涝性综合评价
    任保兰, 耿建建, 吕亚, 原慧芳, 郑诚, 杨焱,
    【目的】探究辣木幼苗对淹水胁迫的生理响应规律及其耐涝性,为辣木耐涝品种选育及抗涝栽培机理研究提供参考。【方法】供试材料为多油辣木(Moringa oleifera Lam.)、PKM1(多油辣木中选育出的品种)、狭瓣辣木Moringa stenopetala(Baker f.)Cufod,设置正常水分(CK)和淹水处理,胁迫后测定辣木幼苗叶片的可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)、脯氨酸(Pro)、Chl a、Chl b、类胡萝卜素(Car)、Chl a/b、Chl a+b、总叶绿素(Chl T)、暗适应初始荧光(Fo)、暗适应最大荧光(Fm)、光系统II(PSII)最大光化学效率(Fv/Fm)、光适应下PSII实际光化学量子产量(ΦPSII)、光合电子传递速率(ETR)、非光化学猝灭系数(NPQ)、光化学淬灭系数(qP),并综合评价多油辣木、PKM1和狭瓣辣木的耐涝性。【结果】PKM1和狭瓣辣木的SS、SP和Pro含量在淹水后较CK分别显著上升38.64%、86.81%、351.07%和69.66%、139.22%、567.69%(PFo较CK显著上升,Fv/Fm、ΦPSII、ETR、qP较CK分别显著下降,NPQ与CK差异不显著(P>0.05);PKM1和狭瓣辣木的Fm在淹水后较CK分别显著下降37.79%和34.90%。快速光响应曲线结果显示,淹水后多油辣木、PKM1和狭瓣辣木的ETRmax分别下降;淹水处理ETRmax的排序依次为狭瓣辣木 > PKM1 > 多油辣木。利用主成分分析、隶属函数法和聚类分析等多元分析方法对16个单指标进行综合分析可知,其耐涝性依次为狭瓣辣木 > PKM1 > 多油辣木。【结论】淹水导致辣木幼苗的渗透调节物质上调,且严重影响植株的光合和叶绿素荧光特性。因此,在辣木幼苗期应加强涝渍防控,出现积水应及时排水。在涝害发生频繁的区域应选择耐涝性品种。
  • 蚕沙解磷菌株SEM-5的分离鉴定及其溶磷作用
    李庆荣, 廖森泰, 邢东旭, 肖阳, 赵超艺, 杨琼,
    【目的】蚕沙中不仅富含营养物质,还含有大量微生物资源,筛选出蚕沙中的高效解磷菌并对其解磷机理进行探讨,为微生物肥料的开发利用提供资源。【方法】以高温发酵期的蚕沙为材料,通过无机磷筛选培养基定向筛选获得耐高温的解磷菌1株;通过生理生化及分子生物学方法进行分类鉴定;利用钼锑抗比色法和高效液相色谱法进行有效磷和有机酸含量的定量分析;通过SPSS 11.0对相关数据进行统计分析。【结果】从高温堆肥发酵过程中的蚕沙中筛选获得1株白色圆形菌落的菌株,菌体长杆状、革兰氏染色阳性;通过基因组测序获得其全长基因组大小为5324477 bp,GC含量为37.73%,37个Scaffolds,73个Contigs,注释基因5628个、tRNA 48个及rRNA 1个;基因组序列比对分析鉴定为巨大芽孢杆菌,命名为SEM-5。该菌株具有较强的耐受盐(NaCl浓度 ≤ 10%)碱(pH 5~10)及高温(60℃)能力;对不同无机磷的解磷效果不同,其中对钙盐来源的无机磷溶解效率显著高于磷酸铝和磷酸铁(PPP>0.05)。【结论】分离自蚕沙的巨大芽孢杆菌(SEM-5菌株)具有很好的环境适应性,耐盐碱和高温,且能高效地溶解释放钙盐中的磷元素,具有良好的微生物肥料开发应用潜力。
  • 石斑鱼虹彩病毒主要衣壳蛋白的表达及其生物学功能分析
    肖贺贺, 徐凤巧, 刘明珠, 苏美珍, 余庆, 李梦梦, 李鹏飞,
    【目的】明确石斑鱼虹彩病毒(Singapore grouper iridovirus,SGIV)主要衣壳蛋白(Major capsid protein,MCP)的生物学功能,为阐明SGIV感染致病机理及研发抗病毒产品提供理论依据。【方法】使用实时荧光定量PCR检测SGIV感染过程中MCP基因的转录时序及其在SGIV感染石斑鱼脾脏、肝脏、肾脏、肠道、胃和鳃组织中的表达水平;将SGIV MCP基因分别克隆至真核表达载体pEGFP-N3和pcDNA3.1上,构建重组质粒pEGFP-N3-MCP和pcDNA3.1-MCP,然后以重组质粒pEGFP-N3-MCP转染石斑鱼脾细胞(Grouper spleen cell,GS)进行亚细胞定位分析,同时以重组质粒pcDNA3.1-MCP转染胖头鲤细胞(Fathead minnow cells,FHM)构建能稳定表达MCP蛋白的FHM细胞系(FHM-MCP),用于分析MCP蛋白对宿主细胞生长增殖及SGIV感染压力下细胞存活率和病毒复制的影响。【结果】在SGIV感染8 h后即可检测到MCP基因的特异性转录,即MCP基因是一个晚期基因。在SGIV感染24 h后,MCP基因在石斑鱼脾脏中的相对表达量最高,其次是在肝脏、肾脏和肠道组织中,而在胃和鳃组织中的相对表达量较低,提示胃和鳃组织并非SGIV感染的主要靶器官。SGIV的MCP蛋白主要定位于细胞核附近的胞质中。细胞生长增殖曲线和细胞计数结果均证实,MCP蛋白能调节细胞生长及促进细胞分裂增殖。在SGIV感染后24和48 h,FHM-MCP细胞的存活率均显著高于FHM-Vector细胞(真核表达载体pcDNA3.1转染FHM细胞),其存活率分别是FHM-Vector细胞的1.12和1.15倍。此外,FHM-MCP细胞在SGIV感染24和48 h后,其病毒滴度均高于FHM-Vector细胞,即MCP蛋白能促进SGIV病毒复制。【结论】SGIV的MCP基因是一个晚期基因,其编码蛋白主要定位于细胞核附近的胞质中,通过促进宿主细胞分裂增殖及病毒复制,最终提高SGIV的病毒滴度和感染力。
  • 急性高温胁迫对翘嘴鳜幼鱼抗氧化酶和消化酶活性及热休克蛋白基因表达的影响
    张晨光, 丁炜东, 曹哲明, 邴旭文, 徐畅, 李良,
    【目的】从抗氧化酶和消化酶活性及热休克蛋白基因表达层面明确高温胁迫对翘嘴鳜(Siniperca chuatsi)幼鱼生长及应激生理响应的影响,为实际生产中翘嘴鳜幼鱼培育提供可靠的参考依据。【方法】对2月龄翘嘴鳜幼鱼进行96 h的急性高温胁迫,通过预试验测试高起始致死温度(96 h-UILT50),采用突变升温方法设常温对照组(26.0℃)和急性高温胁迫组(36.0℃),分别于胁迫0、6、12、24、48和96 h后取样,使用生化试剂盒测定抗氧化酶和消化酶活性,并以实时荧光定量PCR检测热休克蛋白基因(HSP70α和HSP90α)的表达情况。【结果】翘嘴鳜幼鱼死亡率随水温的升高不断上升,其96 h-UILT50为36.22℃。在96 h的急性高温胁迫过程中,翘嘴鳜幼鱼肝脏超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性呈降低-升高-降低的变化趋势,谷丙转氨酶(GPT)活性及丙二醛(MDA)含量则表现出升高-降低-升高的变化趋势;在消化酶方面,翘嘴鳜幼鱼胃蛋白酶和肠道淀粉酶(AMS)活性呈降低-升高-降低的变化趋势,而肠道脂肪酶(LPS)活性呈升高-降低-升高的变化趋势。在急性高温胁迫过程中,翘嘴鳜幼鱼HSP70α基因相对表达量呈升高-下降的波动式变化趋势,于胁迫12 h时达最高值,在胁迫48 h时出现第2个峰值;HSP90α基因表达呈先升高后降低的变化趋势,于胁迫24 h时上调至最高值;但至胁迫96 h时HSP70α和HSP90α基因的相对表达量仍显著高于对照组翘嘴鳜幼鱼(PHSP70α和HSP90α参与高温胁迫应答过程的生理调节,以应对高温胁迫对肝脏细胞的损伤,故可作为高温胁迫应答的标志物。
  • 上海凡纳滨对虾源副溶血弧菌耐药性及其耐药基因检测分析
    高晓华, 安伟, 张明辉,
    【目的】掌握上海地区养殖凡纳滨对虾源副溶血弧菌的耐药性及耐药基因携带情况,并明确耐药表型与耐药基因间的相关性,为科学防控凡纳滨对虾副溶血弧菌病及揭示耐药机制提供理论依据。【方法】通过K-B纸片扩散法检测21株上海凡纳滨对虾源副溶血弧菌对14种常见抗生素的敏感性,采用二倍稀释法测定高度敏感抗生素对副溶血弧菌的最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC),并以PCR检测其耐药基因的携带情况,包括β-内酰胺类耐药基因blaTEM和blaCARB、磺胺类耐药基因Sul II和Sul III、氨基糖苷类耐药基因strA和str B、四环素类耐药基因tetA及I类整合子inT1基因。【结果】21株上海凡纳滨对虾源副溶血弧菌对14种常见抗生素表现出不同程度的多重耐药性,六重耐药1株(4.76%),五重耐药3株(14.29%),四重耐药5株(23.81%),三重耐药8株(38.10%),二重耐药4株(19.05%);AMP/PG/SMX和PG/SMX为优势耐药菌谱。上海凡纳滨对虾源副溶血弧菌对恩诺沙星的敏感率最高(90.48%),对应的MIC为0.10~1.60μg/mL、MBC为3.20~12.80μg/mL。blaTEM、blaCARB、Sul II、Sul III、str B和inT1等耐药基因的检出率分别为23.81%、71.43%、33.33%、19.05%、9.52%和23.81%,未检测出strA和tetA基因。从21株上海凡纳滨对虾源副溶血弧菌中共检出11种耐药基因型,其优势耐药基因型有blaCARB(28.57%)、blaCARB-blaTEM(14.29%)、blaCARB-Sul II(14.29%)和Sul III-inT1(9.52%)。除str A基因和tetA基因外,其余耐药基因与其对应抗生素耐药表型间均存在相关性,但其相关性不显著(P>0.05)。【结论】上海凡纳滨对虾源副溶血弧菌对14种常见抗生素表现出不同程度的敏感性,对恩诺沙星的敏感性最高,故可考虑将恩诺沙星作为上海地区凡纳滨对虾副溶血弧菌病防控的备选药物。此外,针对对虾源副溶血弧菌日趋严重的多重耐药问题,应同时加强副溶血弧菌耐药基因及整合子携带情况的监测,掌握其流行趋势,以提高对虾副溶血弧菌病的防控策略。
  • 硫酸铜对不同规格短须裂腹鱼苗的急性毒性研究
    李天才, 刘小帅, 刘明昌, 李亚松, 曾如奎, 杨东, 邓龙君, 甘维熊,
    【目的】明确短须裂腹鱼苗对硫酸铜的耐受性,为短须裂腹鱼苗培育过程中安全高效用药提供理论指导。【方法】在水温(7.3±0.3)℃、溶解氧7.9 mg/L、pH 7.8、CaCO3硬度41.2±0.7 mg/L、光照强度(12 h:12 h)100 lx、不充氧、不投喂的静态条件下,以1龄和2龄短须裂腹鱼苗为研究对象,配制不同浓度硫酸铜溶液模拟药浴过程,根据累计死亡率(概率单位)与硫酸铜浓度对数的线性关系、半致死浓度(LC50)、95%置信区间及安全浓度(SC)等指标评估短须裂腹鱼苗对硫酸铜的耐受性。【结果】1龄和2龄短须裂腹鱼苗在硫酸铜溶液中浸泡,其开始死亡时间与硫酸铜浓度对数均呈负相关线性关系,浸泡24和48 h的累计死亡率与硫酸铜浓度对数则呈正相关线性关系。1龄短须裂腹鱼苗在硫酸铜溶液中浸泡24、48 h的LC50分别为1.018和0.870 mg/L,对应的95%置信区间分别为0.944,1.092mg/L和0.459,1.281mg/L,SC为0.191 mg/L;2龄短须裂腹鱼苗在硫酸铜溶液中浸泡24、48 h的LC50分别为4.222和1.011 mg/L,对应的95%置信区间分别为3.775,4.670mg/L和0.421,1.602mg/L,SC为0.017 mg/L。采用常用浓度(7.143 mg/L)硫酸铜溶液进行药浴3 h,1龄和2龄短须裂腹鱼苗均未出现中毒或死亡现象,且在药浴后的3 d恢复期内也无异常。1龄和2龄短须裂腹鱼苗在常用浓度硫酸铜溶液中浸泡的累计死亡率曲线均呈斜置的波浪形,存在2个凸起,但中间无平台期;鱼苗死亡频数呈不对称M形分布,即符合二阶高斯分布。【结论】硫酸铜对1龄和2龄短须裂腹鱼苗的急性毒性至少可列为高毒农药,其中2龄鱼苗耐受性相对较高,但短须裂腹鱼苗对硫酸铜急性毒性耐受性较低,在实际生产中建议采用高浓度短时间药浴法。
南方农业学报封面

中文名称:南方农业学报

杂志社官网:http://www.nfnyxb.xml-journal.net

英文名称:Journal of Southern Agriculture

语言:中文

类别:农业科学

主 编:邓国富

创刊时间:1964

出版周期:月刊

国内刊号:45-1381/S

国际刊号:2095-1191

出版地:广西壮族自治区

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