南方农业学报杂志2021年第4期
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- 基于转录组测序筛选影响从江香猪产仔数的候选基因
- 张福平, 唐靓婷, 王嘉福, 冉雪琴, 李升, 黄世会,
- 【目的】筛选出影响从江香猪产仔性状的基因调控网络,揭示其繁殖分子机理,为后期开展从江香猪繁殖性能研究及良种选育提供理论依据。【方法】以高产仔家系(平均产仔数≥12头,遗传稳定)和低产仔家系(平均产仔数8~10头,遗传稳定)从江香猪为研究对象,选择初情期不同产仔家系从江香猪卵巢组织各3个,使用Illumina HiSeqTM 2000测序仪进行转录组测序(RNA-Seq),并对筛选获得的差异表达基因进行GO功能富集分析及KEGG信号通路富集分析,以寻找与从江香猪产仔数相关的基因调控网络。【结果】从高产仔家系和低产仔家系从江香猪卵巢组织中测序获得的纯净序列(Clean reads)均超过5000万条,且有96.00%以上的Clean reads能比对上猪参考基因组。以|log2FC|≥1.0且POSAP、MSMB、FGFBP1、RLN、HAS1和PLBD1基因在高产仔家系从江香猪卵巢中的相对表达量显著高于低产仔家系从江香猪(PEDG7、PTX3、BSP1和MRO基因在低产仔家系从江香猪卵巢中的相对表达量显著高于高产仔家系从江香猪,与RNA-Seq测序结果一致。212个差异表达基因共富集在48个GO功能条目上,包含分子功能(Molecular function)、生物学过程(Biological process)和细胞组分(Cellular component);经KEGG信号通路分析发现共有70个差异表达基因注释到特定的代谢信号通路上,其中显著性富集的KEGG信号通路有类固醇生物合成通路(Steroid biosynthesis)、钙信号通路(Calcium signaling pathway)、卵巢类固醇生成通路(Ovarian steroidogenesis)、心肌细胞肾上腺信号通路(Adrenergic signaling in cardiomyocytes)和肥厚型心肌病通路(Hypertrophic cardiomyopathy,HCM)。在卵巢类固醇生成通路上发现SCARB1、STAR、COX2、CYP11A、CYP17A、17βHSD和CYP19A等7个基因与从江香猪的繁殖性能存在密切联系。【结论】从江香猪卵巢类固醇生成通路上的STAR、CYP11A、CYP17A、17βHSD和CYP19A基因与其发情排卵密切相关,于发情期上调表达能促进卵泡发育成熟及类固醇激素合成,通过增加排卵数量而促使从江香猪表现高产,故可作为从江香猪繁殖性状的候选基因。
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- 番茄Trihelix家族SIP1亚家族基因(SlGT-33)克隆表达分析及功能研究
- 崔宝禄, 陈国平,
- 【目的】对番茄三螺旋(Trihelix)家族SIP1亚家族基因(SlGT-33)进行克隆表达及功能研究,为深入解析SIP1亚家族成员调控植物生长发育机制及选育矮化番茄品种提供理论依据。【方法】以番茄品种AC++为材料,PCR扩增SlGT-33基因,对其进行序列分析,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测SlGT-33基因在不同组织及外源激素和非生物胁迫下的表达模式,并利用RNAi技术鉴定SlGT-33基因的生物学功能。【结果】扩增获得的SlGT-33基因(GenBank登录号Solyc12g043090)开放阅读框(ORF)为1125 bp,编码374个氨基酸残基,与已知同源基因序列(GenBank登录号XP004252336.1)仅缺少3个碱基。SlGT-33与SlGT-17(GenBank登录号Solyc05g018350)位于同一分支,虽然二者的氨基酸序列相似性最高,但仅为45.8%。SlGT-33基因在茎和成熟叶中的相对表达量较高,显著高于其他组织(P3和MeJA处理后,SlGT-33基因的相对表达量均与对照无显著差异(P>0.05,下同);SlGT-33基因经ABA处理2~24 h时相对表达量均显著高于对照。SlGT-33基因在高盐胁迫和机械损伤下的相对表达量与对照无显著差异;高温胁迫和低温胁迫下SlGT-33基因表达整体上均呈逐渐降低的变化趋势;在脱水胁迫下SlGT-33基因表达整体上均呈逐渐升高的变化趋势。通过农杆菌介导转化法获得6个SlGT-33-RNAi沉默株系,沉默效率为64%~83%。生长70 d的SlGT-33-RNAi沉默株系RNAi-4和RNAi-5幼苗株高和节间长度均为野生型的60%左右,且复叶结构尺寸明显变小,花序提前形成。茎尖组织中顶端分生组织关键转录因子基因KNOX2和WUS基因在SlGT-33-RNAi沉默株系的相对表达量均极显著(PIPT2和茎尖生长点调控基因PHAN基因在2个SlGT-33-RNAi沉默株系的相对表达量均显著低于野生型。顶端分生组织关键转录因子基因KNOX1基因在2个SlGT-33-RNAi沉默株系的相对表达量与野生型无显著差异。SlGT-33-RNAi沉默株系茎尖组织的细胞分裂素(CTK)含量显著低于野生型。【结论】SlGT-33基因属于环境敏感型基因,其表达受ABA和脱水胁迫诱导,但受极端温度的抑制。抑制SlGT-33基因表达会导致了番茄植株矮化和生殖生长加速,其作用机制与顶端分生组织的CTK合成受抑制及茎尖组织调控基因KNOX2、PHAN和WUS的异常表达密切相关。
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- 玉米ZmEXO70s基因家族鉴定及苗期耐热性关联分析
- 冯信, 张春梅, 王宏伟,
- 【目的】鉴定玉米EXO70s(ZmEXO70s)基因家族成员,分析其遗传变异与玉米耐热性的关联性,为揭示其在玉米耐热方面的功能和分子机制打下基础。【方法】以拟南芥EXO70s(AtEXO70s)基因家族成员序列为参考,利用MaizeGDB和NCBI数据库从玉米全基因组中鉴定出ZmEXO70s基因家族成员,对其进行基因结构及系统进化分析,根据其在系统发育进化树上的位置对其进行系统命名,并基于转录组测序(RNA-Seq)数据分析ZmEXO70s基因家族成员在不同组织及非生物胁迫下的表达模式。最后,鉴定玉米自交群体AM368中ZmEXO70s基因SNP位点,结合玉米AM368群体苗期耐热存活率进行基因家族关联分析。【结果】从玉米全基因组序列中共鉴定出36个ZmEXO70s基因,分布在10条染色体上,长度为228~3726 bp,编码75~1241个氨基酸残基,蛋白分子量为8.6~136.6 kD,理论等电点(pI)介于4.5~9.9,大部分蛋白pI小于7.0。拟南芥、水稻和玉米的EXO70s蛋白被分为9组(A组~I组),其中ZmEXO70s蛋白在各组中均有分布。大多数ZmEXO70s基因不含内含子,只有少数基因含有内含子,且内含子数量不同。36个ZmEXO70s蛋白共含8种基序(Motif 1~Motif 8),主要集中在C端,说明这些蛋白端序列较保守,且Motif 1~Motif 8组成Exo70保守结构域。ZmEXO70s基因在不同组织中的表达水平均存在明显差异,其中ZmEXO70B3基因在雄穗、花药、叶片和花丝中高表达,ZmEXO70C1a基因只在雄穗和花药中高表达,ZmEXO70D2b基因在胚乳和萌发种子中低表达,ZmEXO70G1c基因在花丝和萌发种子中低表达。有23个ZmEXO70s基因至少可响应一种非生物胁迫,说明这些ZmEXO70s基因参与非生物胁迫响应过程。ZmEXO70D2a和ZmEXO70E1基因的遗传变异与玉米苗期耐热性具有显著相关性(P≤0.01)。【结论】ZmEXO70s基因家族成员在系统发育进化上较保守,其基因组复制事件可能发生在禾本科植物分化后,且大多数ZmEXO70s基因被保留,仅部分基因被丢失。ZmEXO70s基因可能在非生物胁迫响应过程中发挥重要作用,ZmEXO70D2a和ZmEXO70E1基因可作为调控玉米苗期耐热性重要候选基因。
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- 玉米肌动蛋白解聚因子ZmADF4基因克隆、转录活性及表达分析
- 王欣, 黄君, 李高科,
- 【目的】克隆玉米肌动蛋白解聚因子4(ZmADF4)基因,并对其转录活性和表达模式进行分析,为探究玉米ADF家族基因的功能及调控机制提供参考依据,也为玉米抵抗逆境胁迫研究提供潜在的基因资源。【方法】采用同源克隆技术克隆玉米叶片ZmADF4基因,运用生物信息学软件分析其编码蛋白的理化性质、保守结构域及二、三级结构;通过原生质体瞬时转化进行亚细胞定位;利用酵母自激活分析该基因转录活性,下载RNA-Seq数据分析其在不同组织中的表达特性,并利用实时荧光定量PCR检测其在不同逆境胁迫下的表达情况。【结果】从玉米叶片克隆获得的ZmADF4基因,编码区(CDS)长度为420 bp,编码139个氨基酸残基,蛋白分子量为15.855 kD,理论等电点(pI)为7.66,属于亲水性蛋白,具有典型的植物ADF蛋白家族的保守结构域ADF_gelsolin,主要定位于细胞质中。ZmADF4基因不具有转录自激活效应,且在根、茎、叶、花丝、花药、胚、胚乳和果皮等组织中呈差异性表达,在茎、果皮和叶片中表达量较高。ZmADF4基因对高温胁迫、低温胁迫、高盐胁迫、干旱胁迫及脱落酸处理均有响应,其中高温胁迫下,整体呈上调表达趋势,而低温胁迫和脱落酸处理下,整体呈下调表达趋势,干旱和高盐胁迫下则呈先上调再下调表达的趋势。【结论】ZmADF4基因属于ADF基因家族成员,不仅参与玉米茎、果皮和叶片的生长发育调控,还参与低温、高温、干旱、脱落酸、盐胁迫等逆境响应调控。
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- 黄淮海糯玉米品种基因型与环境互作效应分析
- 魏常敏, 许卫猛, 邢永锋, 宋万友, 李桂芝, 陈国立, 周文伟,
- 【目的】分析黄淮海地区糯玉米区域试验品种基因型与环境的互作效应,为黄淮海地区糯玉米品种选育提供理论参考。【方法】利用AMMI模型和GGE双标图对2018年黄淮海糯玉米区域试验中的18个糯玉米品种(g01~g18)在13个试点的农艺性状(鲜穗产量、穗长、鲜百粒重和出籽率)进行分析,以综合评价参试品种基因型与环境的互作效应。【结果】通过AMMI模型分析发现,鲜穗产量丰产性和稳产性均较好的品种为金跃糯58(g06)和景坡82(g07),苏玉糯2号(g15)是丰产性较差但稳产性最好的品种(对照);出籽率高且稳定性好的品种为斯达糯44(g18)和郑白甜糯3号(g05),对照是出籽率居中但稳定性差的品种;鲜百粒重较重且稳定性好的品种为万糯2018(g04)和金跃糯58(g06),而对照是鲜百粒重居中但稳定性好的品种;穗长较长且稳定性较好的品种为景坡82(g07)和花糯680(g11),对照是穗长较短但稳定性好的品种;鲜穗产量、出籽率和穗长的基因型、环境及基因型×环境互作效应均达极显著影响(PP<0.05);4个农艺性状的3个主成分累计解释基因型和基因型×环境互作效应(G+GE)均达60.00%以上,说明AMMI模型可较好地解释基因型与环境的相互作用。通过GGE双标图分析发现,万糯158(g03)、金跃糯58(g06)和景坡82(g07)是鲜穗产量丰产性和稳产性均较好的品种,郑白甜糯1号(g02)是长穗丰产且稳定性最好的品种,万糯2018(g04)是鲜百粒重较高且稳定性好的品种,中糯336(g16)是出籽率高且稳定性好的品种。【结论】AMMI模型和GGE双标图的侧重点不同,可实现优势互补。基于二者分析结果,综合表现较好的品种为景坡82(g07)和金跃糯58(g06),可用于丰产稳产型糯玉米品种选育和推广。
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- 长江中游春播与夏播玉米籽粒脱水及机收质量差异分析
- 梁如玉, 黄益勤, 展茗, 刘志辉, 王燕, 刘永忠, 杨仁能, 汪恒进,
- 【目的】明确长江中游春播与夏播玉米机收质量、籽粒脱水的差异及其影响因素,为长江中游两熟制玉米机械化收获配套种植模式及农艺措施的优化提供参考依据。【方法】于2019年在长江中游(湖北省荆门市)选用3个当地的主栽玉米品种[登海618(DH618)、迪卡653(DK653)和豫单9953(YD9953)],设春播和夏播2个播种季,于生理成熟期(T1)、生理成熟后7 d(T2)及生理成熟后14 d(T3)分期进行籽粒机械收获,比较分析春播与夏播玉米的产量、籽粒脱水动态、机收质量及其对延迟收获的响应差异,并通过回归分析研究机收籽粒破碎率的主要影响因子及籽粒脱水与吐丝后活动积温(GDD≥10℃)的关系。【结果】春播与夏播玉米生长期间气象条件差异明显,春播玉米较夏播玉米生育期长、干物质积累多,3个品种的春播产量显著高于夏播产量(PR2=0.543,P=0.024),夏播玉米机收籽粒破碎率与籽粒含水量则呈二次曲线关系(R2=0.509,P=0.118)。春播玉米的籽粒体积(0.27~0.36 cm3/粒)明显大于夏播玉米(0.19~0.32 cm3/粒),玉米籽粒体积与机收籽粒破碎率存在显著的负二次曲线关系(R2=0.452,P=0.009)。春播与夏播玉米的籽粒含水量与GDD≥10℃呈显著的Logistic曲线关系,不同播种季玉米籽粒脱水速率对GDD≥10℃的响应也存在明显差异,籽粒水分下降至相同水平时,春播玉米所需的GDD≥10℃均高于夏播玉米。【结论】长江中游春播与夏播玉米生长及收获期间的气象条件差异导致其机收产量、机收质量及籽粒脱水过程存在明显差异。与夏播玉米相比,春播玉米生育期更长,生物产量较高,机收籽粒破碎率较低,但二者的机收损失率相当。在长江中游延迟收获对夏播玉米机收质量影响不明显,但延迟7 d收获可有效降低春播玉米机收籽粒破碎率与机收损失率。
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- 利用分子标记辅助选择技术创制耐铝玉米种质
- 邓磊, 潘金卫, 杨文鹏, 任洪, 王伟, 柏光晓,
- 【目的】将耐铝主效基因导入普通玉米自交系,筛选出耐铝玉米株系,为拓宽玉米耐铝种质资源及耐铝育种提供理论参考。【方法】以玉米耐铝材料(CML530、CML532、CML533和CML534)和普通玉米自交系(西1、9058和LX9801)为材料,构建6个回交群体,基于分子标记辅助选择技术,利用与耐铝基因ZmM1、ZmM2、ZmASL和ZmALMT2紧密连锁的分子标记(umc1468、ZmMATE1、ZmMATE2、MateF2和ALMT93496)进行靶基因选择,将耐铝主效基因导入到普通玉米自交系,结合植株田间表现,筛选出耐铝的稳定株系,并对其进行耐铝鉴定。【结果】在分离世代(BC1F1/S1)苗期对6个回交群体共581个株系进行靶基因选择,结果有69个株系中选,结合植株田间表现,最终获得17个稳定株系。基于分子标记检测结果,17个稳定株系的遗传背景恢复率为73.9%~93.8%,平均为83.4%。0.2 mmol/L AlCl3溶液处理下17个稳定株系的根系生长均受到不同程度的抑制,根净增长度平均值为0.81 cm,极显著低于对照(0.5 mmol/L CaCl2溶液)(P<0.01,下同);稳定株系的根相对伸长率与轮回亲本差异达极显著水平;17个稳定株系的根相对伸长率为64.50%~83.33%,平均为74.74%,均为中等及以上耐铝株系,其中NS1、NS9、NS10、NS15和NS16为高耐铝株系。【结论】通过分子标记辅助选择技术可将耐铝主效基因导入普通玉米自交系,且导入多个耐铝基因株系的耐铝性较同一群体中导入单个耐铝基因的株系均有不同程度提高,表明多个耐铝基因累加可提高耐铝性。可见,该技术可作为耐铝玉米种质创制的有效手段。
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- 叶面喷施γ-氨基丁酸对糯玉米产量形成及光合特性的影响
- 李武, 涂攀峰, 李光玉, 蔡若琪, 李余良, 李坤, 祁喜涛, 卢文佳, 刘建华,
- 【目的】探明γ-氨基丁酸(GABA)对糯玉米产量形成及其光合生理的影响,为提高糯玉米产量的化控技术应用提供理论参考。【方法】以糯玉米品种粤彩糯2号、京科糯928和粤白甜糯7号为材料,以叶面喷施清水为对照(CK),设置糯玉米孕穗期叶面喷施GABA 5 mmol/L(FS)处理,观察记载田间糯玉米生育时期及植株农艺性状,测定分析糯玉米产量及灌浆期和成熟期叶片光合参数、叶绿素含量等指标,研究糯玉米产量和光合生理指标对孕穗期叶面喷施GABA的响应。【结果】与CK相比,FS处理一定程度上提高了供试糯玉米的鲜苞产量、净穗产量和鲜苞穗叶比,鲜苞产量和净穗产量分别较CK提高5.45%~11.08%和5.66%~14.23%。供试糯玉米在FS处理下的单穗总粒数、成熟期净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和株高均提高,提高幅度分别为6.28%~8.76%、14.01%~70.67%、14.60%~29.92%、8.94%~23.19%和3.35%~5.21%。FS处理对穗位高度、秃顶长、穗粗、灌浆期和成熟期叶片SPAD值及成熟期叶片老化指数的影响不显著(P>0.05)。FS处理下供试糯玉米的抽穗期、散粉期和吐丝期均较CK提前1 d。糯玉米净穗产量与鲜苞产量、穗粗、穗行数和成熟期叶片蒸腾速率呈极显著正相关(P<0.01,下同),鲜苞产量与净穗产量、穗粗、成熟期叶片气孔导度和蒸腾速率呈极显著正相关。【结论】叶面喷施GABA处理下糯玉米产量的提高与提高单穗总粒数、叶片净光合速率和株高以及调控生育时期相关。
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- 吐丝期干旱对夏玉米叶绿素荧光特性和产量的影响
- 张美微, 李志源, 鲁振, 乔江方, 刘京宝, 李川, 张盼盼, 赵霞, 牛军, 黄璐,
- 【目的】探讨吐丝期干旱胁迫造成夏玉米减产的叶绿素荧光生理机制,为夏玉米抗旱栽培提供理论依据。【方法】以夏玉米品种郑单958和先玉335为试验材料,利用具有遮雨棚的抗旱池,设充分灌水[CK,0~20 cm土层含水量为田间最大持水量的(75±5)%]和吐丝期干旱胁迫[0~20 cm土层含水量为田间最大持水量的(45±5)%]2个处理。测定吐丝期(0 d)及吐丝后10、20和40 d穗位叶叶片SPAD值及叶绿素荧光参数,调查成熟后穗部性状及产量。【结果】吐丝期干旱胁迫显著降低了夏玉米吐丝期及吐丝后的叶片SPAD值,以吐丝后20 d降幅最大,分别为15.38%(郑单958)和17.65%(先玉335)。干旱胁迫下,2个夏玉米品种穗位叶光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)均显著下降(PPIABS),影响程度随着干旱胁迫时间的延长而加剧,以吐丝后20 d胁迫强度最大,分别降低12.30%(郑单958)和16.87%(先玉335)。此外,在干旱胁迫结束恢复供水后,干旱胁迫处理吐丝后40 d的叶片叶绿素含量和叶绿素荧光参数仍低于CK,但与CK间差距缩小。干旱胁迫增加了2个夏玉米品种秃尖长,显著降低了穗粒数和千粒重,最终导致郑单958和先玉335分别显著减产10.29%和11.83%。【结论】吐丝期干旱胁迫对夏玉米穗位叶叶绿素造成了不可逆的损伤,导致叶片SPAD值、Fv/Fm、Fv/Fo和PIABS显著下降,限制叶片光合作用,造成减产。
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- 花期干旱胁迫对不同夏玉米品种花后干物质积累运转及产量的影响
- 穆心愿, 夏来坤, 谷利敏, 张凤启, 张君, 丁勇, 齐建双, 唐保军, 赵发欣, 邢健伟,
- 【目的】明确花期不同程度干旱胁迫对夏玉米花后干物质运转的影响机制,为夏玉米抗旱栽培提供理论依据。【方法】于2018—2019年在人工控水条件下,以干旱敏感型品种伟科702(WK702)和耐旱型品种郑单958(ZD958)为供试材料,于玉米花期设4个干旱胁迫处理,分别为CK(对照,全生育期正常灌水)、T1(花前干旱胁迫)、T2(花后干旱胁迫)和T3(花期连续干旱胁迫),探究花期不同程度干旱胁迫对玉米植株形态、叶面积指数、花后干物质积累分配及运转和籽粒产量的影响。【结果】花前干旱胁迫能抑制株高、穗位高、茎粗和叶面积的生长,而花后干旱胁迫的影响较小,但生育后期叶面积指数下降幅度较大。花期干旱胁迫不仅显著降低夏玉米花后干物质积累量(P<0.05,下同),还抑制茎叶等营养器官干物质向籽粒的运转,降低干物质运转量、运转率及其对籽粒产量的贡献率,使成熟期干物质在籽粒中的分配比例减少。花前干旱胁迫对夏玉米穗长、穗粗、穗粒数和百粒重等穗部性状的影响大于花后干旱胁迫。花期干旱胁迫导致夏玉米籽粒产量显著下降,其中花期连续干旱胁迫籽粒产量降幅最大,花前干旱胁迫籽粒产量降幅大于花后干旱胁迫;ZD958在T1、T2和T3处理下的籽粒产量分别比对照下降20.1%、15.6%和35.9%,WK702分别比对照降低32.3%、19.3%和51.3%。【结论】花期干旱胁迫在不同程度上影响夏玉米的植株形态、有效光合面积、花后干物质积累与运转等,导致夏玉米产量显著降低,对干旱敏感型品种WK702花后干物质积累与运转的抑制高于耐旱型品种ZD958。
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- 玉米秸秆生物炭对天人菊土壤理化性质及根际土壤真菌群落结构的影响
- 姚彤, 胡晓龙, 贾永红, 张富荣,
- 【目的】明确玉米秸秆生物炭对天人菊土壤养分含量、酶活性和根际真菌群落等环境因子变化规律的影响及其作用机制,为提高玉米秸秆的资源化利用提供理论依据。【方法】在盆栽天人菊土壤中分别施入20、40、60和80 g/kg的玉米秸秆生物炭,以不添加玉米秸秆生物炭处理为对照(CK),于盛花期测定各处理天人菊根际土壤的速效养分(速效磷、速效钾、碱解氮和有机质)含量及过氧化氢酶(CAT)和脲酶活性,采用高通量测序技术测定根际土壤真菌群落多样性,并分析玉米秸秆生物炭作用下天人菊根际土壤理化性质与土壤真菌群落结构间的相关性。【结果】与CK相比,土壤中施入20~60 g/kg玉米秸秆生物炭可显著提高天人菊根际土壤速效磷含量(PPP>0.05,下同),施入40 g/kg玉米秸秆生物炭极显著提高脲酶活性,但施入量达80 g/kg时极显著降低脲酶活性。即玉米秸秆生物炭能有效改变天人菊根际土壤理化性质,且以施入40 g/kg的效果最佳。施入玉米秸秆生物炭能调控天人菊根际土壤的真菌群落结构,也是以施入40 g/kg的真菌物种相对丰度较高,生物炭作用效果最明显。在门分类水平上,各玉米秸秆生物炭处理天人菊根际土壤真菌群落结构中以子囊菌门(Ascomycota)为绝对优势菌门,其次是担子菌门(Basidiomycota)、接合菌门(Zygomycota)、壶菌门(Chytridiomycota)和球囊菌门(Glomeromycota);在科分类水平上,优势菌科为子囊菌门的6个科[毛壳菌科(Chaetomiaceae)、小囊菌科(Microascaceae)、丛赤壳科(Nectriaceae)、毛球壳科(Lasiosphaeriaceae)、子囊菌科(Ascomycoceae)和毛孢壳科(Coniochaetaceae)]及接合菌门的被孢霉科(Mortierellaceae),且毛壳菌科、小囊菌科、从赤壳科、子囊菌科、被孢霉科及毛孢壳科等6个根际土壤优势菌科均表现为各玉米秸秆生物炭处理的相对丰度明显高于CK。天人菊根际土壤理化特性指标与子囊菌门和接合菌门及子囊菌科、被孢霉科和毛孢壳科的相对丰度密切相关。【结论】玉米秸秆生物炭可活化天人菊根际土壤理化性质及酶活性,改变土壤真菌群落结构,进而提高土壤肥力,其中以施入40 g/kg玉米秸秆生物炭的作用效果最佳,可在生产上推广应用。
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- 农田机械碾压对土壤物理特性及玉米生长和产量的影响
- 齐红志, 余天雨, 刘天学,
- 【目的】研究实际生产中大型农业机械碾压对土壤物理特性及玉米生长和产量的影响程度,为改善耕作措施、实现作物壮根高产和土壤的可持续生产提供依据。【方法】选取小麦—玉米两熟制中前茬小麦收获时节受谷物联合收割机反复碾压的地块(JS处理)和常规收割未经反复碾压地块(CK),以玉米品种登海605(DH605)和登海3号(DH3)为试验材料,测定并分析玉米播种前的土壤容重和含水量及玉米的农艺性状、光合特性、干物质积累与分配、果穗性状及产量等指标。【结果】JS处理地块0~50 cm土层土壤容重和土壤含水量均较CK增加,其中0~10和10~20 cm土层土壤容重均显著大于CK(PP>0.05),且干物质向叶片、籽粒的分配比例增加,最终减产幅度(20.8%)与DH605(24.4%)差异不大。【结论】当前生产中大型农机反复碾压造成的耕层土壤紧实现象已十分严重,使免耕直播的玉米生长受到明显抑制,产量显著降低;不同玉米品种对土壤紧实胁迫的响应存在差异,生产中可通过深松深耕、秸秆还田、选用抗土壤紧实品种等措施消减土壤紧实对作物生长的不良影响。
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- 贵州春玉米机械粒收适宜品种筛选及影响因素研究
- 陈杜, 杨锦越, 罗英舰, 卢平, 郑迎霞, 魏鹏程, 叶开梅, 宋碧, 张军,
- 【目的】筛选适宜贵州机械粒收的春玉米品种,并明确玉米机械粒收现状及存在的主要问题,为贵州春玉米机械粒收技术的推广提供理论与技术支撑。【方法】以32个玉米品种为研究材料,采用随机区组设计,于2017—2019年在贵州遵义和安顺进行玉米适宜机械粒收的品种筛选试验,收获时测定籽粒含水率、破碎率、杂质率、损失率和产量等指标,利用相关分析和双向平均作图法进行宜机收玉米品种筛选。【结果】贵州春玉米机收时籽粒含水率、破碎率、杂质率和总损失率均值分别为30.45%、11.71%、1.79%和12.58%,产量均值为8251.49 kg/ha,且品种间差异明显。当前贵州春玉米机械粒收存在收获时籽粒含水率高、破碎率高、损失率大的问题。相关分析结果表明,籽粒含水率偏高是引起机械粒收破碎率偏高的主要原因,通过降低收获时籽粒含水率可降低破碎率、杂质率和损失率,提高机收质量。以籽粒含水率和产量为指标进行筛选,其中11个品种收获时籽粒含水率较低、产量高,比较适宜机械粒收;进一步以籽粒破碎率与总损失率进行筛选,结果表明先玉1171、新中玉801和兴玉3号具有收获时籽粒含水率低、破碎率低、产量高和总损失率低的特点,适宜机械粒收。选择生育期稍短的品种,同时适当推迟收获期,可有效降低收获时籽粒含水率,提高机收质量。【结论】籽粒破碎率高和总损失率大是贵州春玉米机械粒收存在的主要质量问题,籽粒含水率高是导致机收质量差的主要原因,适当延迟收获时间可降低收获时籽粒含水率,提高机收质量。筛选出先玉1171、新中玉801和兴玉3号可作为贵州春玉米适宜机械粒收品种。
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- 缓释尿素一次性施用在玉米减氮增效中的作用
- 李欢, 李扬, 杨清夏, 吴开贤, 何澍然, 赵平, 张小卓, 龙光强,
- 【目的】探讨缓释尿素减量对玉米产量和土壤养分供应的影响,为缓释氮肥在玉米减氮增效上的应用提供理论基础和实践依据。【方法】在常规施氮(普通尿素,施氮250 kg/ha)基础上,设减氮20%和40%的普通尿素与缓释尿素处理的田间小区试验,基于土壤氮供应和植株氮吸收动态、光合特征、氮同化关键酶活性及产量构成,评价缓释氮肥在玉米种植中的减氮增效潜力。【结果】与常规施氮相比,减氮20%处理的玉米产量无显著变化(P>0.05),但显著增加了收获指数(PP2浓度呈极显著负相关,与秃尖长、谷氨酸合成酶及大喇叭口期和抽穗期的铵态氮含量呈显著正相关;氮肥表观利用率与收获指数呈显著正相关,与谷氨酸脱氢酶呈极显著负相关,与谷草转氨酶呈显著负相关。【结论】在常规施氮基础上减氮20%后,施用普通尿素和缓释尿素均可维持玉米产量,而减氮40%后玉米产量大幅下降;与普通尿素相比,缓释氮肥一次性施用无显著的减氮增效优势。导致减氮后玉米产量变化的主要影响因素是氮吸收总量、光合氮利用效率和土壤硝态氮含量。
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- 番茄匍柄霉SlCmr1基因克隆及其敲除载体的构建
- 黄萍, 刘洪, 王慧, 周倩,
- 【目的】克隆番茄匍柄霉(Stemphylium lycopersici)SlCmr1基因,并构建SlCmr1基因敲除载体,为研究该基因功能打下基础。【方法】根据NCBI数据库提供的番茄匍柄霉基因组信息设计引物,PCR扩增得到SlCmr1基因的DNA全长和CDS序列,并对SlCmr1基因编码的蛋白进行生物信息学分析。利用SlCmr1基因上、下游1100 bp左右的序列设计引物,分别PCR扩增SlCmr1基因的上、下游片段,通过酶切连接的方法将SlCmr1基因的上、下游序列分别插入载体pCX62,构建SlCmr1基因敲除载体。【结果】SlCmr1基因的DNA全长为3275 bp,CDS长度为3018 bp,有3个内含子,编码蛋白序列全长1005 aa,分子式为C4882H7642N1404O1499S61,分子量为111.94 kD,理论等电点为(pI)6.64,半衰期30 h,不稳定指数58.72,亲/疏水性平均值为-0.424,预测亚细胞定位于细胞核,存在2个相邻的ZnF_C2H2结构域和1个GAL4结构域,推测SlCMR1为不含跨膜区域的非分泌、不稳定可溶性蛋白。分别将SlCmr1基因上、下游序列插入pCX62载体,成功构建了基因敲除载体pCX62-SlCmr1。【结论】SlCmr1可能是真菌调控色素合成的关键基因,在真菌的次级代谢产物合成中发挥重要作用。
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- 芒果葡萄座腔菌对3种杀菌剂的敏感性测定
- 赵江, 余知和, 李其利, 唐利华, 郭堂勋, 黄穗萍, 莫贱友, 孙明艳,
- 【目的】明确从我国芒果主产区分离获得的89株葡萄座腔菌对3种杀菌剂的敏感性,以期为葡萄座腔菌引起的芒果病害防控提供参考。【方法】采用菌丝生长速率法对采自广西、海南、云南、四川、广东和福建芒果主产区的89株芒果葡萄座腔菌进行咪鲜胺、苯醚甲环唑和吡唑醚菌酯的敏感性测定,并利用DPS 9.01和SPSS 20分析供试菌株对3种药剂的敏感性及交互抗性。【结果】供试89株芒果葡萄座腔菌对咪鲜胺、苯醚甲环唑和吡唑醚菌酯的敏感性存在差异,其中对咪鲜胺的EC50介于0.0048~38.5037 mg/L,平均值为2.8637 mg/L,最大EC50是最小EC50的8021.6倍;对苯醚甲环唑的EC50介于0.0147~8.8935 mg/L,平均值为1.1761 mg/L,最大EC50是最小EC50的605.0倍;对吡唑醚菌酯的EC50介于0.0195~145.0578 mg/L,平均值为8.1939 mg/L,最大EC50是最小EC50的7438.9倍。采自不同芒果产区的芒果葡萄座腔菌株对咪鲜胺、苯醚甲环唑和吡唑醚菌酯的敏感性存在差异,其中采自广东的菌株对咪鲜胺和吡唑醚菌酯的平均EC50最大,分别为8.1127和15.7240 mg/L,采自四川的菌株对苯醚甲环唑的平均EC50最大,为1.6730 mg/L。不同属的芒果葡萄座腔菌菌株对咪鲜胺、苯醚甲环唑和吡唑醚菌酯的敏感性存在差异,其中毛色二孢属(Lasiodiplodia)菌株对3种杀菌剂的平均EC50均高于葡萄座腔菌属(Botryosphaeria)和新壳梭孢属(Neofusicoccum)菌株的平均EC50。【结论】采自我国不同芒果产区的89株芒果葡萄座腔菌菌株对苯醚甲环唑较敏感,咪鲜胺次之,对吡唑醚菌酯的敏感性最低。供试芒果葡萄座腔菌对3种杀菌剂无交互抗性,可合理混合或交替施用。不同来源、不同属的芒果葡萄座腔菌对3种杀菌剂的敏感性存在差异,生产中应根据具体的区域及病原菌种类合理地科学施用。
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- 生防菌爪哇棒束孢对斜纹夜蛾的防效与安全性评价
- 苏湘宁, 刘伟玲, 王萌, 梁晓宇, 黄少华, 廖章轩, 李传瑛, 章玉苹,
- 【目的】明确生防菌爪哇棒束孢对斜纹夜蛾的防控效果与安全性,为高效绿色防控斜纹夜蛾提供科学依据。【方法】采用浸叶法测定爪哇棒束孢对斜纹夜蛾的室内毒力;采用喷雾法测定200亿孢子/克爪哇棒束孢可湿性粉剂对斜纹夜蛾的田间控制效果;通过药膜法和喷雾法分别评价200亿孢子/克爪哇棒束孢可湿性粉剂对黑卵蜂和甘蓝的安全性。【结果】室内毒力测定结果表明,爪哇棒束孢对斜纹夜蛾3龄幼虫具有较强的毒杀作用,幼虫取食经1.00×107孢子/mL爪哇棒束孢处理的甘蓝叶片48 h后死亡率达86.96%。田间防治效果试验结果表明,甘蓝田喷施900、1125和1350 g/ha浓度的200亿孢子/克爪哇棒束孢可湿性粉剂10 d后对斜纹夜蛾的防治效果分别为73.08%、82.77%和83.69%。安全性评价结果表明,200亿孢子/克爪哇棒束孢可湿性粉剂对黑卵蜂48 h的致死中浓度(LC50)为2.11×108孢子/mL,对黑卵蜂安全系数为5.27(t>5.00),为低风险性生物农药;200亿孢子/克爪哇棒束孢可湿性粉剂对供试3种甘蓝品种生长速率抑制率均在10.00%以下,且无变色、坏死、萎蔫及畸形等任何可见药害症状。【结论】爪哇棒束孢对斜纹夜蛾3龄幼虫具有较强的毒杀作用,可作为防治斜纹夜蛾有效且安全的生物农药使用。建议在甘蓝斜纹夜蛾低龄幼虫盛发期使用200亿孢子/克爪哇棒束孢可湿性粉剂1125~1350 g/ha进行防治。
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- 鸦胆子废渣抑菌活性成分分析
- 何博, 黄燕, 陈琳, 王灿灿, 曾东强, 唐文伟,
- 【目的】探究鸦胆子去油后废渣的抑菌活性成分,为开发生物药肥提供理论依据。【方法】采用菌丝生长速率法、孢子萌发法和滤纸片法等测定鸦胆子废渣粗提物及不同溶剂萃取物对禾谷镰刀菌、茄子黄萎病菌和西瓜枯萎病菌等18种供试植物病原真菌的生物活性,并通过生物活性跟踪对其乙酸乙酯萃取物的化学成分进行分离及鉴定。【结果】在10 mg/mL浓度下鸦胆子甲醇提取物仅对水稻纹枯病菌具有抑制活性,其抑制率为33.33%;但在5 mg/mL浓度下其石油醚萃取物和乙酸乙酯萃取物对供试病原真菌均具有一定的抑制作用,以乙酸乙酯萃取物的抑菌活性最明显,对12种供试病原真菌菌丝生长均具有一定的抑制作用,其中对火龙果溃疡病菌、苦瓜枯萎病菌和水稻纹枯病菌的抑制率分别达75.71%、56.47%和51.72%,对应的致死中浓度(EC50)分别为2.65、3.48和2.10 mg/mL。乙酸乙酯萃取物对火龙果溃疡病菌孢子萌发的抑制作用随浓度的升高而增强,在浓度为2.5000 mg/mL时抑制率达100.00%;在紫外光和自然光条件下乙酸乙酯萃取物对火龙果溃疡病菌的抑菌活性稳定。从乙酸乙酯萃取物中分离得到catechol(1)、benzofuran-2-carboxaldehyde(2)、1H-Indazole(3)、vanillic acid(4)、cleomiscosin A(5)等5种化合物,其中,化合物2和3为首次从鸦胆子中分离获得,但化合物1、2、4和5对供试火龙果溃疡病菌、苦瓜枯萎病菌和水稻纹枯病菌均无显著抑菌活性(P>0.05)。【结论】鸦胆子废渣中含有抑菌活性成分,在植物病害防控上具有良好的应用前景。
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- 广西北部湾入侵植物互花米草内生可培养细菌多样性及促生防病活性分析
- 李慧颖, 申乃坤, 吴家法, 杨立芳, 吴宛容, 邓礼霞, 姜明国,
- 【目的】探究不同入侵程度互花米草(Spartina alterniflora)根、茎和叶内生可培养细菌的多样性,并分析其对植物的防病促生活性,为互花米草入侵研究提供新思路,同时为后续的农业应用提供菌种资源。【方法】以不同入侵程度的互花米草为研究对象,采用6种选择培养基,通过稀释涂布法分离内生细菌;利用16S rRNA序列相似性及构建系统发育进化树确定内生细菌的分类地位。通过平板对峙法检测内生细菌拮抗香蕉枯萎病病原菌活性;通过功能培养基分析内生细菌产吲哚乙酸(IAA)、溶磷和固氮等促生活性。【结果】从互花米草的根、茎和叶中共分离出269株内生细菌,根据菌落形态和培养特征去重复后获得82株细菌;对内生细菌进行16S rRNA测序及比对分析,82株细菌分属于6纲16目19科31属,其中包括固氮细菌21株(占25.61%)、产IAA细菌21株(占25.61%)、溶磷菌11株(占13.41%),可拮抗香蕉枯萎病病原菌14株(占17.07%),并发现潜在新种13株(占15.85%)。互花米草入侵程度不同,内生细菌多样性也发生变化,随着入侵程度的增加,γ变形菌占据优势,而放线菌和芽孢杆菌多样性增加。【结论】互花米草内生细菌具有丰富的多样性,且多具有促生活性和生防功能,在未来农业生产中具有潜在应用价值。
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- 菜心EMS诱变条件优化与突变体库构建
- 张艳, 洪晓如, 黎庭耀, 沈卓, 杨易, 周轩, 陈汉才,
- 【目的】明确甲基磺酸乙酯(EMS)诱变处理菜心种子的最佳浓度和处理时间,为EMS诱变技术在菜心种质资源创新利用方面及丰富菜心种质资源选育提供支持。【方法】设4种不同浓度的EMS溶液(0.2%,0.4%,0.6%和0.8%)和3种不同处理时间(8、12和16 h)共12个组合,诱变处理2个菜心自交系(C40和小80天)的种子,并对诱变后代出苗率和结籽株比例进行分析,筛选EMS诱变菜心种子的最佳处理条件。【结果】随着EMS浓度的增加,菜心种子成苗率和结籽株比例逐渐降低。诱变处理8 h,EMS浓度为0.6%时,C40和小80天菜心的成苗率分别65%和70%,结籽株比例分别为13%和31%;EMS浓度升高至0.8%时,C40菜心的成苗率降至50%,2个菜心材料的结籽株比例均低于20%。随着EMS处理时间的延长,菜心种子成苗率和结籽株比例逐渐降低。EMS处理浓度为0.4%时,诱变12 h,2个菜心材料(C40和小80天)的成苗率均为75%,结籽株比例分别为30%和45%;诱变16 h,C40和小80天菜心的成苗率分别降至60%和55%,结籽株比例均低于20%。EMS诱变处理不仅抑制成苗率,还严重影响结实情况。根据成苗率和M1群体植株的结籽株比例,并保证最大诱变效率和突变体群体,确定菜心种子EMS诱变处理的最佳条件为0.4% EMS诱变处理12 h。不同基因型菜心材料对EMS的耐受性不同,生长势强的菜心材料EMS处理的时间或浓度可适当增大或降低。采用最佳诱变条件处理3000粒小80天菜心种子,在M1群体中出现黄化、白化、皱缩、矮化及嵌合等变异性状,M1群体包含500个突变株系。随机选取种子量大的M1群体中176个家系,构建包含2110个单株的M2群体,在M2群体中发现94个突变单株,总的突变频率为4.3%。其中,叶片叶色或形状突变的单株61株,株型变异的单株共31株,花色突变的单株2株。【结论】利用EMS诱变菜心种子有明显效果,构建的菜心EMS突变体库表型变异丰富,尤其是出现株型紧凑,叶色浓绿的有益突变,可用于菜心功能基因组学研究和育种。
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- 铅、锌、镉单一及复合胁迫对多年生黑麦草生长及生理特性的影响
- 石慧芳, 席溢, 张茂, 裴应杰, 黄本用, 李金孟, 杨克超,
- 【目的】探究铅(Pb)、锌(Zn)、镉(Cd)单一及复合污染对多年生黑麦草生长和生理特性的影响,为检验多年生黑麦草对土壤重金属污染的抗性能力提供科学依据。【方法】采用沙培法,研究CK(不加任何重金属盐)、Pb、Zn、Cd单一及复合胁迫对多年生黑麦草株高、叶宽、根长、生物量及光合色素含量、脯氨酸(Pro)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、可溶性糖(SS)和丙二醛(MDA)等生理指标的影响,利用隶属函数对生长和生理指标进行综合评价。【结果】Pb-Zn-Cd处理对多年生黑麦草株高、叶宽、根长、分蘖数、地上生物量、地下生物量、根冠比、POD活性和SOD活性影响最大,其中株高、叶宽、根长、分蘖数、地上生物量、地下生物量和根冠比较CK分别下降61.9%、35.9%、66.5%、72.1%、92.8%、94.2%和20.1%,POD和SOD活性较CK分别增加64.6%和3.8倍。Zn处理对多年生黑麦草的叶绿素a含量、类胡萝卜素含量、叶绿素总量和光合色素总量的影响最大,较CK分别显著下降28.6%、31.9%、20.6%和22.9%(P CK > Cd > Zn-Cd > Pb-Zn > Pb > Pb-Cd > Pb-Zn-Cd。【结论】多年生黑麦草对Zn胁迫存在一定的耐受性,而对Pb-Zn-Cd复合胁迫的耐受性最差。
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- 有机肥施用量和干旱时期对番茄产量及品质的影响
- 王光梅, 胡兵辉,
- 【目的】探索不同有机肥施用量和不同时期间歇性干旱对番茄生长、产量、水肥效果及品质的影响,为不同时期间歇性干旱条件下大棚盆栽番茄科学施用有机肥实现产量高及品质优提供理论依据。【方法】在大棚进行盆栽番茄试验,设有机肥施用量和间歇性干旱时期两因素,完全方案设计,共16个处理:有机肥施用量设不施肥(F0)、低肥(F1)、中肥(F2)、高肥(F3),分别为0、600、1200和1800 kg/ha;不同时期间歇性干旱处理设全生育期正常灌水(A0)、苗期干旱(A1)、花期干旱(A2)和果期干旱(A3)。【结果】有机肥施用量与间歇性干旱时期对番茄生长、产量、水肥效果及品质有显著影响(PP>0.05)。不同时期间歇性干旱与中量有机肥处理提高番茄品质,A3F2处理番茄品质最优,维生素C、番茄红素、可溶性糖含量及糖酸比较高,分别为3.30 mg/kg、6.28 mg/100 g、22.42 mg/kg及13. 03;而A1F2处理获得较高产量。通过主成分分析综合评价得知A3F2及A1F2处理番茄产量较高、水肥效果及品质好。【结论】在番茄的种植中,应根据需求对有机肥施用量和间歇性干旱时期进行科学调控,干旱条件下,于苗期施用中肥可避免番茄徒长使产量较高,于果期施用中肥虽明显降低番茄产量但提高品质的效果最佳,且均可节肥及减少环境污染。
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- 油棕果实发育及中果皮内含物含量和抗氧化酶活性的变化规律
- 石鹏, 王永, 张大鹏,
- 【目的】研究油棕果实发育过程中的内含物含量和抗氧化酶活性的变化规律,为油棕果实的生长发育调控提供理论依据。【方法】取不同发育时期(雌蕊及授粉1~5个月,记为0M,1M~5M)油棕雌蕊或果实,分别测定果重、果长、果宽,中果皮含油量、总糖含量、可溶性蛋白含量、过氧化氢(H2O2)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、苹果酸脱氢酶(MDH)、谷胱甘肽还原酶(GR)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性,分析各指标的变化规律和内含物与抗氧化酶活性的相关性。【结果】果实在授粉后2个月快速生长,至第5个月停止。木质素从授粉后1个月开始沉积,到果实成熟停止。中果皮含油量在果实发育前期缓慢上升,后期快速升高,含油量最后达46.02%;总糖含量在授粉后前期较高(92.69 mg/g),之后快速下降并维持不变;可溶性蛋白含量先上升后下降至雌花未授粉时的水平(0.18 g/L);H2O2含量急剧下降后维持较低水平,0M的H2O2含量最多(1582.44 mmol/g prot)。SOD活性先下降后上升,0M的总SOD活性最强(589.43 U/mg prot);MDH活性前期不变后期迅速增强,4M的MDH活性最高(4.71 U/mg prot);GR活性先升高后降低,1M时GR活性达最高值(0.0051 U/g prot);CAT活性呈波段变化,在4M时达最高值(59.72 U/mg prot);POD活性先下降后上升,5M时POD活性达最高值(287.94 U/mg prot)。油棕中果皮总糖含量与H2O2含量呈极显著正相关(P<0.01,下同),可溶性蛋白含量与总SOD活性呈极显著负相关,果实重量与果实大小呈极显著正相关。【结论】油棕果实发育过程中,早期高含量的糖和蛋白质为后期油脂和木质素积累打下基础,其中MDH和GR活性可作为判断果实生长发育状况的指标之一。
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- 三叶木通果肉提取物的体外抗氧化及抑制α-葡萄糖苷酶和乙酰胆碱酯酶能力
- 丁林玲, 谢颖欣, 高伟, 于丽娟, 李宏, 王振兴, 张雪春,
- 【目的】研究三叶木通果肉提取物的体外抗氧化及抑制α-葡萄糖苷酶和乙酰胆碱酯酶的能力,为三叶木通的开发利用提供参考依据。【方法】以三叶木通果肉为原料,经乙醇提取得到粗提物,再经不同溶剂依次萃取后得到石油醚、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇相萃取物和水层残余物;以DPPH自由基清除能力、ABTS自由基清除能力、铁还原能力及氧化自由基吸收能力为指标,评估各萃取物的体外抗氧化活性;以各萃取物对α-葡萄糖苷酶和乙酰胆碱酯酶的抑制能力为指标,考察其体外降血糖和防治老年痴呆的能力。【结果】三叶木通果肉石油醚相萃取物的DPPH自由基清除能力最强,为54.02 mg Trolox/g;氯仿相的ABTS自由基清除能力和氧化自由基吸收能力最强,分别为320.66和266.87 mg Trolox/g;粗提物的铁还原能力最强,为557.36 mg FeSO4/g;氯仿相抑制α-葡萄糖苷酶和乙酰胆碱酯酶的能力均最强,半抑制浓度(IC50)分别为0.93和1.22 mg/mL。相关分析结果表明,除ABTS自由基清除能力与铁还原能力之间的相关性不显著(P>0.05,下同)外,4个抗氧化能力测定结果间均呈极显著正相关(P50与4个抗氧化能力测定结果之间相关性不显著,相关系数为-0.485~-0. 412;乙酰胆碱酯酶抑制能力的IC50与铁还原能力呈显著负相关(相关系数为-0.556,P<0.05),与DPPH自由基清除能力、ABTS自由基清除能力和氧化自由基吸收能力之间相关性不显著,相关系数为-0.541~-0.434。【结论】三叶木通果肉提取物具有一定的体外抗氧化及α-葡萄糖苷酶和乙酰胆碱酯酶抑制能力,有被开发为具有降血糖、防治老年痴呆活性的天然抗氧化剂和保健食品的潜力。
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- 商洛市食用菌重金属污染风险与健康风险评价
- 董照锋, 赵宇, 李娟, 任岗,
- 【目的】研究商洛市食用菌重金属污染情况,评价其对人体的健康风险,为产业发展和消费安全提供科学依据。【方法】采用原子吸收光谱法与原子荧光光谱法测定食用菌栽培基质(菌包、木屑、麸皮、豆粕)、灌溉水和香菇、木耳中的铅(Pb)、镉(Cd)、砷(As)和汞(Hg)含量,采用单因子污染指数法和综合污染指数法对其污染状况进行分析,采用目标危险系数法评价食用菌中重金属产生的健康风险。【结果】168个食用菌栽培基质样本中As超标率达8.33%,Pb和Hg处于安全水平,Cd为警戒线水平,As达中度污染水平,主要污染基质为菌包。118个灌溉水样本中As超标率为1.69%,Pb、Cd和Hg处于安全水平,As达轻污染水平。120个食用菌样本中4种重金属含量均未超标,处于安全水平。Pb、Cd和Hg单一风险THQ值均小于1,但有3.33%和19.17%的样本As THQ值超过1,分别对成人和儿童存在一定的健康风险隐患;4种重金属复合风险有8.33%和27.50%的样本TTHQ值超过1,分别对成人和儿童带来健康风险隐患。【结论】商洛市食用菌栽培基质与灌溉水存在一定的As污染,食用菌中4种重金属含量低于相关标准,但存在一定的As健康风险隐患,尤其对儿童的摄入风险较高。
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- 不同砧木对甜樱桃红灯生长、产量及果实品质的影响
- 李玉生, 吴永杰, 陈龙, 赵艳华, 吴雅琴, 程和禾,
- 【目的】研究4种不同砧木对河北省秦皇岛产区甜樱桃红灯(Cerasus avium L.)生长、产量和果实品质的影响,筛选出生长、结果特性和果实品质优良的适宜砧穗组合,为进一步研究砧木对甜樱桃接穗作用机理提供参考依据。【方法】以本溪山樱(C.sachalinensis)、ZY-1(Prunus cerasus)、吉塞拉6号(P.cerasus×P.canescens)和兰丁2号(P.avium×P.pseudocerasus)4种砧木嫁接的红灯为试材,对植株的生长、产量和果实品质等13项指标进行测定,采用方差分析及模糊综合评价法进行综合评价。【结果】方差分析结果显示,4种砧木嫁接的红灯主干横截面积、新梢数量、新梢长度、单株产量、平均单果重、果肉硬度、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量、可溶性蛋白含量、总酚含量及糖酸比有显著差异(P2、25.92%、20.98%、13.80和144.03 mg/100 g;新梢数量和单株产量以吉塞拉6号嫁接的红灯最高,分别为537条和18.97 kg;不同砧木间维生素C含量无显著差异(P>0.05)。对13个指标进行模糊综合评判,综合评价值排名次序为ZY-1(0.8017) > 吉塞拉6号(0.6467) > 本溪山樱(0.6245) > 兰丁2号(0.5986)。【结论】红灯/ZY-1组合在河北省秦皇岛地区表现最佳,ZY-1砧木最适宜作红灯甜樱桃的嫁接砧木,具有较好推广价值。
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- 隆林山羊CIDEc基因的克隆及组织表达分析
- 邹菊红, 江雨航, 张叁保, 高小童, 申玉建, 韦英明, 黄大安, 黄艳娜, 蒋钦杨,
- 【目的】明确隆林山羊诱导细胞凋亡DFF45样效应因子c基因(CIDEc)的生物学特性及其表达规律,为揭示CIDEc基因对山羊脂肪代谢的调控机制提供理论依据。【方法】提取隆林山羊背最长肌、心脏、肝脏、脾脏、肾脏、腹脂和皮下脂肪及努比亚山羊腹脂和皮下脂肪的总RNA,PCR扩增隆林山羊CIDEc基因编码区(CDS)序列,使用Ex-PASy、TMHMM Server v.2.0、ProtScale、NPS@SOPMA和SWISS-MODEL等在线软件进行生物信息学分析,并利用实时荧光定量PCR检测CIDEc基因在隆林山羊和努比亚山羊不同组织器官中的表达情况。【结果】隆林山羊CIDEc基因CDS序列全长为741 bp,共编码244个氨基酸残基,其编码蛋白分子量26.09 kD,不稳定系数48.44,脂肪指数100.7,理论等电点(pI)5.28,属于酸性蛋白,不存在跨膜结构,亲水性较强。隆林山羊CIDEc基因CDS序列与NCBI已公布的山羊CIDEc基因(XM_018038446.1)CDS序列相对比仅有1处碱基发生突变,即第560位点G突变为T,属于同义突变。隆林山羊与绵羊的CIDEc基因CDS序列相似性最高(99.0%),与小鼠的相似性较低(79.6%);基于CIDEc基因CDS序列相似性构建的系统发育进化树也显示隆林山羊与绵羊的亲缘关系最近,与小鼠的亲缘关系较远。在隆林山羊CIDEc蛋白的二级结构中:α-螺旋占32.38%,β-转角占12.70%,延伸链占13.11%,无规则卷曲占41.80%。CIDEc基因在隆林山羊7个组织器官中均有表达,且在腹脂和皮下脂肪中高表达,极显著高于在其他器官组织的相对表达量(PCIDEc基因在努比亚山羊脂肪组织(皮下脂肪和腹脂)中的相对表达量显著高于在隆林山羊脂肪组织中的相对表达量(PCIDEc基因在隆林山羊各器官组织中均有表达,以在脂肪组织中的表达水平较高,且其在努比亚山羊脂肪组织(皮下脂肪和腹脂)中的表达水平显著高于在隆林山羊中的表达水平。可见,CIDEc蛋白是脂肪代谢的重要调节剂,与动物体内脂质存储密切相关。
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- 斑马鱼血管新生相关因子PTPRB的原核表达及其多克隆抗体制备
- 冯鹏霏, 肖蕊, 张永德, 林勇, 宋漫玲, 潘传燕, 余艳玲, 罗辉, 罗洪林,
- 【目的】原核表达斑马鱼(Danio rerio)蛋白酪氨酸磷酸酶受体B(PTPRB)并制备多克隆抗体,为研究斑马鱼PTPRB基因功能及血管发育相关信号传导通路打下基础。【方法】采用无缝克隆技术将斑马鱼PTPRB基因插入原核表达载体pET-B2m构建重组表达质粒,转化大肠杆菌B21感受态细胞后采用IPTG进行诱导表达,然后以诱导表达的融合蛋白免疫大耳兔制备多克隆抗体,并采用Western blotting和ELISA检测多克隆抗体的特异性及免疫效价。【结果】斑马鱼PTPRB蛋白亲水性均值为-0.490,属于亲水性蛋白,且具有较丰富的潜在抗原表位位点,分布均匀,无典型的跨膜区。将斑马鱼PTPRB基因插入原核表达载体pET-B2m成功构建获得重组表达质粒pET-B2-PTPRB,转化B21感受态细胞后经IPTG诱导表达,即获得35.0 kD的融合蛋白。融合蛋白PTPRB主要以包涵体形式存在;以纯化融合蛋白PTPRB免疫大耳兔,其血清抗体效价为1∶2048000,说明采用融合蛋白PTPRB可有效刺激大耳兔产生较强的免疫反应,获得较高效价的PTPRB多克隆抗体。Western blotting检测结果显示,PTPRB多克隆抗体具良好抗原特异性。采用Protein A/G亲和层析柱对制备获得的PTPRB多克隆抗体进行亲和层析纯化,可获得高纯度的多克隆抗体,纯化后的PTPRB多克隆抗体浓度在10 mg/mL以上。【结论】构建的斑马鱼PTPRB基因原核表达载体能高效表达具备良好免疫原性的融合蛋白PTPRB,以融合蛋白PTPRB免疫大耳兔可获得高效价、高特异性的PTPRB多克隆抗体,为研究斑马鱼PTPRB蛋白功能提供有利工具,也为揭示PTPRB在鱼类血管发育中的作用机制提供技术支持。
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- 慢性氨氮胁迫对凡纳滨对虾生理生化指标及血蓝蛋白基因表达的影响
- 顾楠, 戴习林,
- 【目的】探究慢性氨氮胁迫对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)生理生化和血蓝蛋白基因表达的影响,明确氨氮胁迫的毒性作用,为养殖户在对虾中后期健康养殖管理上提供技术参考,同时丰富凡纳滨对虾的毒理研究资料。【方法】挑选540尾平均初始湿体重9.92±0.24 g/尾的健康凡纳滨对虾,随机分成6个组,每组设3个重复,暴露于不同氨氮浓度[0(对照)、4、6、8、12和16 mg/L]的曝气自来水中,分别于胁迫16、17、18、19和20 d时取样测定凡纳滨对虾的血淋巴氨氮、尿素氮及血蓝蛋白含量,胁迫结束后统计凡纳滨对虾的体长增长率、体重增长率和存活率,同时取鳃组织和肝胰腺制作石蜡切片。【结果】慢性氨氮胁迫16~20 d,各胁迫处理组凡纳滨对虾的存活率、体重增长率和体长增长率均随氨氮浓度的增加而依次降低,且显著低于对照组凡纳滨对虾(P<0.05,下同)。随着氨氮胁迫时间的延长,各胁迫处理组凡纳滨对虾血淋巴氨氮和尿素氮含量均明显高于对照组凡纳滨对虾,且二者的变化趋势基本一致;各胁迫处理组凡纳滨对虾血蓝蛋白含量均显著低于对照组凡纳滨对虾,且血蓝蛋白含量的变化趋势总体上与水体氨氮浓度呈负相关,血蓝蛋白基因的表达水平与血蓝蛋白含量变化趋势基本相符,总体上表现为氨氮胁迫时间越长,凡纳滨对虾血蓝蛋白基因的相对表达量越低。经慢性氨氮胁迫后凡纳滨对虾鳃组织和肝胰腺严重受损,鳃丝肿胀,核固缩,血淋巴细胞增多,局部空泡化、结构不完整,鳃呼吸上皮细胞大面积脱落;胰腺管肿大,空泡化严重,肝小管排列紊乱,管腔扩大,边界模糊,肝小管间隙和管腔中可观察到破碎的细胞组织。【结论】慢性氨氮胁迫对凡纳滨对虾的生长及生存有明显影响,造成血淋巴氨氮和尿素氮含量增加,并下调血蓝蛋白基因表达及阻碍血蓝蛋白合成,凡纳滨对虾的鳃组织和肝胰腺严重受损。即慢性氨氮胁迫引起的呼吸功能障碍及肝胰腺代谢功能紊乱,是导致凡纳滨对虾应激死亡的主要原因。
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- 不同凡纳滨对虾养殖群体的微卫星遗传多样性分析
- 唐芳, 温贝妮, 刘红,
- 【目的】明确不同凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)养殖群体间的遗传信息丰富度和遗传分化程度,为构建适应上海独特气候对虾品种繁育计划中的交配系谱分析提供参考依据。【方法】选用13对微卫星引物对来自厄瓜多尔恒兴对虾养殖公司2个养殖场(Pesquera和San Alfonso)共9个凡纳滨对虾养殖群体进行遗传多样性分析,探究不同群体间的遗传信息丰富度和遗传分化程度。【结果】13个微卫星位点在9个凡纳滨对虾养殖群体中检测到的等位基因数(Na)为2~6个,共有37个等位基因,多态信息含量(PIC)为0.1292~0.6799,平均为0.3326。在13个微卫星位点中,仅有1个微卫星位点(TUMXLV9.116)呈高度多态性,有4个微卫星位点(TUMXLV10.147、TUMXLV5.45c、TUMXLV10.191c和TUMXLV10.96)呈低度多态性,其余8个微卫星位点呈中度多态性。9个凡纳滨对虾养殖群体的观测杂合度(Ho)为0.2225~0.3662,平均为0. 2915;期望杂合度(He)为0.3317~0.4539,平均为0. 3974;Hardy-Weinberg平衡指数(D)为0.0214~0.4214,其中San Alfonso P23群体和Pesquera P23群体的D相对更接近于0,其基因型分布接近于Hardy-Weinberg平衡状态。9个凡纳滨对虾养殖群体的Fst平均值为0.1259,说明有12.59%的遗传分化来源于群体间,而87.41%的遗传分化来自群体内部;群体间的平均基因流(Nm)为1.7356,表明遗传漂变未能主导种群遗传结构的变化。在9个凡纳滨对虾养殖群体间,以Pesquera 29群体与Pesquera 15群体的遗传距离最大(0.2426),San Alfonso 23群体与Pesquera 23群体的遗传距离最小(0.0215);基于遗传距离的UPGMA聚类分析结果表明,9个凡纳滨对虾养殖群体可分为两大类,其中Pesquera 29群体和San Alfonso 12群体独立聚为一类。【结论】在9个凡纳滨对虾养殖群体中存在观测等位基因丢失现象,且遗传多样性较低,群体间分化程度为中等水平。因此,可通过引进不同地区拥有不同遗传背景且亲缘关系较远的群体作为亲本,以丰富子代群体的遗传多样性。
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- 不同年龄阶段安格斯牛与湘西黄牛屠宰性能和肉品质的比较
- 孙鏖, 雷虹, 何芳, 李剑波, 浣成, 张佰忠, 易康乐,
- 【目的】比较不同年龄阶段安格斯牛与湘西黄牛屠宰性能和肉营养品质的差异,为丰富湘西黄牛和安格斯牛育种数据,开展湘西黄牛品种改良及新品种(系)培育提供科学依据。【方法】选取初始重基本一致的纯种湘西黄牛与安格斯牛种各30头,统一标准饲养条件单栏饲喂,于6、18和30月龄分批屠宰,测定屠宰性能、肉品质及营养价值。【结果】随着年龄的增加,安格斯牛和湘西黄牛的屠宰性能逐渐提高,在30月龄时安格斯牛屠宰率可达49.98%,熟肉率67.56%,眼肌面积4333.49 mm2,剪切力44.13 N;而湘西黄牛屠宰率为48.98%,熟肉率65.94%,眼肌面积4042.78 mm2,剪切力50.18 N。在同一年龄阶段,安格斯牛与湘西黄牛屠宰率、滴水率、失水率及粗蛋白、铜(Cu)、铁(Fe)和锌(Zn)含量差异不显著(P>0.05,下同),而眼肌面积和剪切力在各年龄阶段均差异显著(P<0.05,下同)。安格斯牛总氨基酸(TAA)含量在18.61%~19.11%,必需氨基酸(EAA)在7.70%~7.95%;湘西黄牛总氨基酸含量在18.28%~19.43%,必需氨基酸在7.27%~7.82%,同一年龄阶段2个牛种间差异不显著;3个年龄阶段的EAA/TAA均在40.00%左右,但同一年龄阶段2个牛种间差异显著。安格斯牛肉中饱和脂肪酸含量在44.51%~49.58%,单不饱和脂肪酸含量在31.93%~37.74%,多不饱和脂肪酸含量在13.03%~23.19%;湘西黄牛肉中饱和脂肪含量在47.22%~49.70%,单不饱和脂肪酸含量在32.41%~39.53%,多不饱和脂肪酸含量在12.89%~19.33%,在同一年龄阶段安格斯牛肉饱和脂肪酸含量显著低于湘西黄牛,而不饱和脂肪酸含量高于湘西黄牛。【结论】湘西黄牛与安格斯牛在屠宰率和肉品质方面基本一致,适合生产制作优质高端牛肉。该结论也为引进安格斯牛来改良湘西黄牛提高本地牛品种的个体大小及屠宰率提供了科学依据。
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- 基于MaxEnt模型的绞股蓝潜在适生区预测
- 邵周玲, 周文佐, 杨帆, 李凤, 周新尧,
- 【目的】研究药食同源植物绞股蓝在全国范围的潜在分布情况,旨在为绞股蓝的引种及种植推广工作提供依据。【方法】结合绞股蓝地理分布数据和生物气候变量,利用ArcGIS 10.3及MaxEnt模型预测该物种当前在全国的潜在分布区,基于Jackknife检验法和Pearson相关分析,筛选影响绞股蓝生长的关键环境因子,并探讨在未来气候下即中低排放(PCR4.5)和高排放(PCR8.5)气候情景下的分布格局。【结果】预测结果与实际拟合度较高。Jackknife检验结果显示年降水量、最干月降水量和最冷月最低温度是影响绞股蓝分布的主要气候因子,累积贡献率达92.9%;最适宜绞股蓝生长的年降水量在960~2220 mm,最干月降水量>10 mm,最冷月气温在-5~8℃。当前绞股蓝主要分布于我国南方,适宜区面积为218.3万km2,极适宜区和高适宜区在大巴山—武陵山山区和长江中下游平原形成两大核心区。在未来气候下,至2050年绞股蓝适生区总面积变化较小但不同等级适生区面积变化明显,适生区北至点自山东半岛向高纬地区延伸至辽宁半岛。在RCP4.5气候情景下,极、高适宜区面积分别从当前25.1万和46.1万km2增加至42.9万和61.3万km2,中、低适宜区面积分别减少4.2万和12.0万km2;在RCP8.5气候情景下,极、高适宜区面积将分别增加至60.3万和65.9万km2,中、低适宜区面积进一步减少;两种气候情景下适宜区的重心向东北移动,其中极适宜区东移明显,在RCP4.5气候情景下东移115.4 km,在RCP8.5气候情景下进一步东移195.1 km。【建议】基于地理信息技术加强中药农业的区划研究,建立最佳种植适宜区;建立政企研合作发展机制,科学有效地推动种植规模化和产业现代化。
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- 国际食用植物油价格对我国食用植物油价格的非对称传导分析
- 周婕,
- 【目的】研究国际与国内食用植物油价格的非对称性传导关系,为合理应对食用植物油价格波动风险,保障我国食用植物油安全提供对策建议。【方法】基于2007—2020年度食用植物油月度价格数据,利用门限自回归模型考察国际与国内食用植物油价格的非对称性传导关系。【结果】花生油、菜籽油和大豆油国际与国内价格具有非对称协整关系,在长期国际花生油价格变动的9.7%、大豆油价格变动的33.0%会传导至国内,而短期内菜籽油和大豆油的国际价格会迅速传导至国内;当国际花生油和菜籽油价格下跌时,国内花生油和菜籽油价格每月分别纠正17.8%、22.4%的偏差,而当菜籽油和大豆油价格上涨时,国内菜籽油和大豆油价格每月分别纠正12.0%、10.6%的偏差;食用植物油价格传导具有非对称性,国际市场价格下降或上升时,国内不同食用植物油价格调整偏差的时间差异很大。【建议】为应对食用植物油价格波动的风险,政府应降低食用植物油进口集中度,适当分散和开拓进口来源;建立完善的食用植物油价格监测预警机制;培育食用植物油期货市场规避市场风险。
