南方农业学报杂志

南方农业学报杂志2022年第9期

• 华东葡萄遗传连锁图谱构建及灰霉病抗性QTL定位

  潘凤英, 刘露露, 郭泽西, 曲俊杰, 尹玲, 韦晓丽, 韦淑梅, 傅佩宁, 孙大运,

  【目的】构建华东葡萄遗传连锁图谱,并定位其抗灰霉病QTL,为华东葡萄种质资源的高效利用及其抗灰霉病基因发掘提供理论基础。【方法】以高感灰霉病的欧洲葡萄赤霞珠为母本、抗灰霉病的华东葡萄1058-2为父本,以二者杂交F1代128株单株为群体材料,利用GBS(Genotyping-by-sequencing)简化基因组测序技术开发SNP分子标记,应用JoinMap 4.0构建遗传连锁图谱,使用MapQTL 6.0对F1代抗灰霉病表型进行抗灰霉病QTL定位。与葡萄参考基因组PN40024进行比对分析,筛选QTL区间的抗病候选基因。【结果】2019和2020年杂交F1代群体的灰霉病抗性多为中抗及以上。在亲本之间共鉴定到6357个SNP分子标记。挑选出在染色体上均匀分布的654个SNP分子标记用于构建华东葡萄遗传连锁图谱。该图谱包含19个连锁群,总长度为1843.67 cM,SNP分子标记间平均遗传距离为2.82 c M。根据2019和2020年的F1群体灰霉病表型数据,连续两年在LG9连锁群上定位到1个与灰霉病抗性连锁的QTL,命名为Rbc1。该QTL与SNP分子标记np6008紧密连锁,在2019和2020年表型中可解释的变异率分别为13.1%和12.6%。参考葡萄基因组PN40024的物理图谱和基因注释信息,Rbc1位于9号染色体物理距离5969~12345 kb内,在这个QTL区间含有45个与抗病性相关的基因,编码含有LRR结构域的受体激酶和推测的抗病蛋白。【结论】葡萄灰霉病抗性是多基因控制的数量性状,抗性亲本华东葡萄1058-2中存在抗病的主效QTL。筛选出的45个与抗病性相关的基因可能参与调控葡萄灰霉病抗性,后续可作为候选基因进一步解析华东葡萄1058-2灰霉病抗性功能。

• 海南和西双版纳植胶区橡胶树根际真菌群落多样性分析

  许心诺, 全飞, 魏亚情, 杨川, 张辉, 兰国玉,

  【目的】探讨不同气候区的植胶区橡胶树根际真菌群落组成和多样性差异以及环境因子相关性,为橡胶林高效种植管理及增产提质提供理论参考。【方法】以海南和西双版纳植胶区橡胶树为研究对象,通过提取橡胶树根际土壤样品的DNA,采用高通量测序技术研究分析两地橡胶树根际真菌的物种组成、多样性特征及主要驱动因子,并对其进行功能预测。【结果】海南和西双版纳在门水平和属水平上根际真菌组成及群落结构存在差异,西双版纳的担子菌门(Basidiomycota)相对丰度高于海南,但其子囊菌门(Ascomycota)和被孢霉门(Mortierellomycota)的相对丰度低于海南。降雨量和铵态氮(AN)对海南橡胶树根际真菌群落组成变异的解释率最高,速效钾(AK)和全钾(TK)对西双版纳橡胶树根际真菌群落组成变异的解释率最高。优势菌门中,子囊菌门与土壤有机质(SOM)呈显著负相关(PPP>0.05);海南植胶区橡胶树根际真菌的γ多样性更大。海南橡胶林根际真菌中内生菌—凋落物腐生菌—土壤腐生菌(Endophyte-litter saprotroph soil saprotroph)、真菌寄生菌(Fungal parasite)和菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal)的相对丰度明显高于西双版纳橡胶林根际真菌。【结论】土壤理化性质是影响橡胶树根际真菌的最主要原因,西双版纳的SOM高于海南,从而导致西双版纳担子菌门相对丰度较高,子囊菌门较低,且西双版纳的AK也高于海南,故西双版纳的被孢霉门相对丰度也较低。

• 基于高通量测序的有机种植蔬菜地土壤微生物多样性分析

  曾广娟, 冯阳, 吴舒, 彭红丽, 耿世刚,

  【目的】从微生物角度探究有机种植方式的优越性,揭示影响微生物群落多样性的环境因子,为建立合理的种植制度提供理论依据。【方法】以有机种植与常规种植方式的0~15和15~30 cm土壤为研究对象,采用高通量测序技术分析土壤微生物群落结构的差异,基于db RDA分析明确影响微生物群落结构的关键土壤环境因子。【结果】2种种植方式下土壤微生物的丰富度指数和多样性指数均以细菌高于真菌。有机种植表层0~15 cm土壤细菌和真菌群落的多样性、丰富度和物种的均匀度均较高,且与其他土层有显著差异(PHaliangium和Mortierella等有益微生物类群的数量,常规种植则显著提升土传病害致病菌Ralstonia及植物病原菌Fusarium、Colletotrichum的数量和丰度。dbRDA分析表明,土壤环境因子对细菌群落的影响依次为全氮>全磷>有机质>pH>全钾,土壤环境因子对真菌群落的影响依次为全氮>全磷>pH>有机质>全钾。pH、有机质、全氮和全磷是显著影响土壤微生物群落结构的关键因子。【结论】不同土层起核心作用的微生物群落存在明显差异;有机种植能增加土壤中有益微生物菌群的丰度,降低土传病害及致病微生物的丰度。土壤全氮、全磷、有机质和p H是影响微生物群落结构的主要驱动因子。

• 蔗鸭共生对红壤蔗地土壤养分、酶活性及细菌多样性的影响

  马文清, 郭强, 闭德金, 唐利球, 韦持章, 李宇翔, 黄有总, 王梓廷,

  【目的】分析红壤地土壤养分和微生物群落对蔗鸭共生的响应,揭示蔗鸭共生促进甘蔗生长及改良土壤的微生态机制,为蔗鸭共生在红壤蔗区的应用提供理论依据。【方法】采用大田原位试验设3个处理:甘蔗单作、蔗鸭共生和肉鸭纯养,于甘蔗成熟期采集甘蔗单作和蔗鸭共生处理0~20 cm根际土壤及肉鸭纯养处理0~20 cm土层土壤,测定并对比分析不同处理的土壤养分、酶活性及细菌群落多样性。【结果】与甘蔗单作相比,蔗鸭共生极显著降低了土壤铵态氮含量(P蔗鸭共生>肉鸭纯养。样本检测到的细菌类群隶属于44门1079属。物种群落组成分析表明,放线菌门(Actinobacteriota)、变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidota)、粘球菌门(Myxococcota)是广西红壤地土壤细菌相对丰度较高的优势菌群。在属水平上,Gaiellales、JG30-KF-CM45、Gaiella、黄色杆菌属(Xanthobacteraceae)、67-14、Vicinamibacterales、JG30-KF-AS9、Roseiflexaceae、芽单胞菌属(Gemmatimonadaceae)、芽孢杆菌属(Bacillus)、TK10、Sandaracinus、Vicinamibacteraceae、Rokubacteriales、小单孢菌属(Micromonosporaceae)为优势菌群。与甘蔗单作相比,蔗鸭共生明显提高了JG30-KF-AS9相对丰度。【结论】蔗鸭共生改变了土壤有效氮养分,显著增加土壤蔗糖酶活性,但短期内其根际土壤细菌群落结构无明显改变。

• 不同种植模式对桑园土壤肥力和土壤细菌群落结构的影响

  周丽, 王一, 李冬兵, 刘筱雪, 曾泽彬, 王洪江, 兰凤杰, 刘学锋,

  【目的】揭示间作下桑园土壤肥力、土壤微生物结构、多样性之间的关系,为改进桑园间套作模式和桑园培肥管理提供参考。【方法】以桑树净作为对照(CK),设桑树间作大豆(MSS)、桑树间作花生(MPP)和桑树间作甘薯(MST)3个间作模式,开展2年田间试验,分析4种种植模式下桑园土壤理化性状、细菌多样性指数和群落结构特征。【结果】土壤养分含量、OTU数量、α多样性指数和土壤细菌群落结构均随种植模式而变化。与CK相比,间作显著改变了土壤pH、速效钾含量,提高了土壤有机质、全磷和有效磷含量。α多样性分析结果表明,间作桑园土壤中细菌OTU数量及ACE、Chao1、Simpson指数均高于CK,其中间作处理的ACE指数与CK差异显著(PSphingomonas)、Uncultured_bacterium_f_SC-I-84、Uncultured_bacterium_f_Chitinophagaceae、酸微菌(Ilumatobacter)、硝化螺旋菌(Nitrospira)、JGI_0001001-H03、砂壤土杆菌(Ramlibacter)和黄色土源菌(Flavisolibacter)是间作土壤的优势细菌属,较CK分别高60.9%、50.0%、19.1%、17.9%、11.3%、25.0%、50.5%和45.6%。此外,各模式下土壤细菌属群落相对丰度与土壤养分含量存在一定的相关关系。【结论】不同桑园间作模式显著改变了桑园土壤pH及碱解氮和速效钾含量,并影响桑园土壤中优势细菌分类水平组成(门、属)和优势细菌的相对丰度,改变了细菌群落结构和丰富度;发展桑园间作大豆和花生有利于改良土壤理化性状,提高土壤细菌多样性,维护桑园土壤肥力。

• 改良剂对酸性植烟土壤固氮菌群落结构和丰度的影响

  赵辉, 王喜英, 谭智勇, 刘国权, 刘杰, 艾永峰,

  【目的】研究不同改良剂对酸性植烟土壤固氮菌群落和丰度的影响,从固氮微生物角度为改良剂的筛选及其推广应用提供科学依据。【方法】采用田间单因素随机试验,设4个改良剂处理,分别为硅钙钾镁(T1)、白云石粉(T2)、硅钙钾镁+生物炭(T3)和白云石粉+生物炭(T4),以不施用改良剂为对照(CK)。烟叶旺长期进行烟株农艺性状调查并采集根际土壤样品,以nifH基因作为分子标记,应用荧光定量PCR和高通量测序技术,研究不同处理的土壤固氮菌丰度和群落结构变化特征,并分析土壤固氮菌群落结构变化的主要驱动因素。【结果】施用不同改良剂普遍提高了烟株农艺性状及土壤p H、有机碳含量和C/N。施用改良剂可显著提高土壤固氮菌nifH基因丰度(PBradyrhizobium)和固氮螺菌属(Azospirillum)相对丰度。冗余分析结果表明,土壤pH、有机碳、硝态氮和C/N是驱动固氮菌群落结构变化的主要因素。【结论】硅钙钾镁+生物炭混施处理对缓解土壤酸化、改善烟田环境、促进烟株生长及提高固氮菌nifH基因丰度、群落α多样性和优势类群相对丰度效果显著,适合在酸性植烟土壤中推广应用。

• 生物炭对植烟土壤氮循环微生物及其功能基因的影响

  张汴泓, 王成己, 杨铭榆, 潘睿欣, 潘美清, 唐莉娜, 黄锦文,

  【目的】探讨土壤氮循环微生物及其功能基因对生物炭改良的响应,阐明土壤理化因子与氮循环微生物之间的互馈机制,为生物炭改良土壤、提高作物氮素利用率及调控土壤氮循环过程提供理论依据。【方法】以烤烟品种云烟87为试验材料,通过全层生物炭改良(T1,30 t/ha)与不施生物炭(T0,对照)的对比,采用宏基因组学与qRT-PCR相结合的方法分析生物炭对烟株氮素积累量及烤烟根际土壤理化性质、氮循环相关微生物相对丰度和功能基因表达量的影响。【结果】与对照T0处理相比,2021和2022年T1处理烤烟氮素积累量显著提高45.75%和29.91%(PCandidatus_Nitrosotalea)相对丰度提高20.83%;在氮循环功能亚类上,T1处理较T0处理显著提高土壤氮循环过程中硝化作用nxrA、氨氧化作用amoA及固氮作用nifA的基因相对表达量,分别提高20.08%、250.37%和82.45%,同时反硝化作用的norB基因相对表达量降低39.76%。qRT-PCR验证分析表明施用生物炭对土壤氮循环过程的调控具有一定的持续性。冗余分析结果发现,土壤pH、无机氮含量与容重、孔隙度等理化性质是影响土壤氮循环的重要环境因子。相关分析结果表明,土壤pH、硝态氮含量及容重等理化性质与硝化、氨氧化微生物丰度及基因表达量均呈极显著正相关(P<0.01)。【结论】在烟—稻轮作区采用30 t/ha生物炭进行植烟土壤改良有利于改善土壤理化特性,进而驱动土壤氮循环向氮高效利用途径转化,从而促进烟株氮素吸收。

• 不同原材料生物炭对农田土壤阿特拉津去除性能及微生物群落结构的影响

  卫婷, 黄枫城, 李慧君, 陈艺杰, 李高洋, 张伟健, 吴伟健, 蔺中, 甄珍,

  【目的】研究不同原材料生物炭对农田土壤阿特拉津去除效果和微生物群落的影响,获得去除土壤阿特拉津的最佳生物炭类型,为阿特拉津污染农田土壤的强化修复提供参考。【方法】以牛粪、甘蔗渣和污泥为原材料制备生物炭,分别于0、10、20、30和40 d测定阿特拉津降解率及土壤pH、有机质含量、腐殖质含量、酶活性和细菌群落结构,并采用冗余分析探明阿特拉津降解率与环境因子及土壤细菌群落结构的相关性。【结果】添加生物炭可明显促进土壤中的阿特拉津降解,3种生物炭的降解率排序为甘蔗渣生物炭(67.94%)>牛粪生物炭(58.39%)>污泥生物炭(48.63%)。同时,添加生物炭显著提高土壤p H、有机质和腐殖质含量(P<0.05,下同),提升微生物活性和群落结构多样性,加速阿特拉津的生物降解,以甘蔗渣生物炭效果最显著,相较于不添加生物炭(CK),pH提升23.76%,有机质含量升高4.39 g/kg,腐殖质含量升高2.24 g/kg。此外,施入生物炭显著提高土壤脱氢酶、过氧化氢酶和脲酶活性,并促进阿特拉津降解菌鞘脂单胞菌科(Sphingomonadaceae)、伯克氏菌科(Burkholderiaceae)、链霉菌科(Streptomycetaceae)、微球菌科(Micrococcaceae)和小单孢菌科(Micromonosporaceae)的相对丰度提升。冗余分析表明,环境因子及降解功能微生物均对阿特拉津的降解做出贡献,甘蔗渣生物炭处理与pH、有机质、阿特拉津降解率及腐殖质呈正相关。【结论】施入生物炭可改善土壤理化性质(pH、有机质和腐殖质),明显提升阿特拉津降解菌鞘脂单胞菌科、伯克氏菌科、链霉菌科、微球菌科和小单孢菌科相对丰度,进而加速土壤中阿特拉津的去除,以甘蔗渣生物炭的效果最佳。收集废弃甘蔗渣制成生物炭,既可实现农业废弃物的回收利用,又能助力农田土壤中阿特拉津污染修复和地力提升。

• 有机培肥条件下红壤区稻田土壤病毒多样性及其对生物地球碳循环的影响

  郭小军, 王欣, 周旦, 孙杰, 解开治, 齐鹏, 徐培智, 黄庆海, 叶会财,

  【目的】探究不同有机培肥条件下稻田土壤病毒多样性、群落结构特征及其差异,为揭示病毒与寄主协同进化关系,以及病毒微生态系统驱动生物地球碳循环过程提供理论基础。【方法】长期定位试验开始于1981年,试验设置6个处理,每处理3次重复,试验处理分别为:(1)CK,不施肥;(2)NPK,单施化肥;(3)M1,早稻施绿肥;(4)M2,早稻施绿肥+早稻施猪粪;(5)M3,早稻施绿肥+晚稻施猪粪;(6)M4,早稻施绿肥+晚稻秸秆还田。2020年晚稻收获后,采集耕层(0~20 cm)土壤,通过宏病毒组测序平台、土壤常规理化分析等方法测定土壤宏病毒组以及土壤养分含量。【结果】红壤区稻田土壤病毒分布于37个科,微小病毒科(Microviridae)是红壤区稻田土壤主要的病毒类群。M3处理中长尾病毒科(Siphoviridae)、肌病毒科(Myoviridae)和痘病毒科(Poxviridae)丰度显著高于其他处理(P2+含量和水稻产量的高低,病毒群落结构受p H、Mg2+含量等其他因素驱动。【结论】微小病毒科是红壤区稻田土壤主要的病毒类群,施用猪粪可显著提高土壤病毒群落结构和物种组成,病毒群落结构受土壤pH和Mg2+含量的显著影响。通过稻田土壤病毒宏基因组基因注释,在病毒体中检测到丰富的碳水化合物活性酶基因,主要分别属于糖苷水解酶类和糖苷转移酶,病毒编码的辅助代谢基因或代谢基因会改变细菌代谢,间接促进农业土壤的生物地球碳化学循环。

• 烟草根黑腐病不同发病程度与土壤养分及微生物群落的关系

  高正锋, 白羽祥, 朱宣全, 徐丝, 李梦, 吕芬, 姜寅, 谢云富, 白茂军, 吴寿明,

  【目的】分析烟草根黑腐病发病程度对土壤养分及微生物群落结构的影响,探究不同病害发生条件下土壤环境、微生物群落间的关系,为烟草根黑腐病防控提供理论依据。【方法】以贵州省安顺烟区为调查区域,收集烟草根黑腐病不同发病程度(0、1、3、5级)烟株根际土壤,测定土壤理化性质;采用16S rDNA和ITS基因测序技术进行分析,探讨不同发病程度下烟株根际土壤养分、细菌及真菌群落结构差异。【结果】与正常土壤相比,随着病害程度的加重,土壤细菌群落的均匀度和丰富度降低,而真菌群落的均匀度和丰富度升高。与正常土壤相比,发病土壤中细菌群落鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、Candidatus_Udaeobacter、苔藓杆菌属(Bryobacter)和芽单胞菌属(Gemmatimonas)相对丰度下降,而芽孢杆菌(Bacillus)丰度上升;同时真菌群落镰刀菌属(Fusarium)、柱孢属(Cylindrocarpon)、毛霉属(Mucor)丰度下降,而Nicotiana、茎点霉属(Setophorna)、亡革菌属(Thanatephorus)、锥毛壳属(Coniochaeta)、织球壳菌属(Plectosphaerella)和四枝孢属(Tetracladium)丰度上升。指示物种分析结果表明,芽单胞菌属、织球壳菌属和四枝孢属可能是不同发病程度土壤细菌、真菌群落属水平差异的主要物种。冗余分析(RDA)和方差分解分析(VPA)结果表明,土壤铵态氮(NH-N)和有机质(SOM)是细菌、真菌群落结构发生变化的主要驱动因子。【结论】根际土壤中细菌芽单胞菌属丰度的下降和真菌四枝孢属丰度的上升是烟草根黑腐病严重发生的关键微生物因素,提高土壤SOM和NH-N含量能有效降低烟草根黑腐病发病程度。

• 3种滇牡丹根际木霉的促生功能及其对幼苗生长的影响

  顾英杰, 王娟, 杨贵钗, 陈婉东, 王俊威, 潘悦,

  【目的】揭示3种滇牡丹根际木霉的促生功能,并探讨其对幼苗生长发育的影响,为根际木霉的资源利用及滇牡丹的品质提升提供依据。【方法】以滇牡丹根际真菌康宁木霉(Trichoderma koningii)、近渐绿木霉(T. paraviridescens)和哈茨木霉(T. harzianum)为研究对象,分别测定其产吲哚乙酸(IAA)、产铁载体能力及溶磷和解钾活性,探讨接种与未接种目标菌株对滇牡丹幼苗生长、生物量、叶绿素含量和抗性相关生理指标的影响,并采用隶属函数值法对植株品质进行综合评价。【结果】T. harzianum和T. koningii具有产IAA能力,其中T. harzianum能力较强;仅T. koningii有产铁载体能力,接种该菌后滇牡丹幼苗铁含量是其他处理的3~5倍;3种木霉均无溶磷活性,但接种T. paraviridescens的幼苗土壤和根系酸性磷酸酶活性显著高于其他处理(PT. harzianum有解钾活性,接菌后幼苗的土壤速效钾和植株全钾含量最高。接种T. paraviridescens幼苗的株高和叶片增量数值最高,分别为3.23 cm和3.70片,茎粗也最粗,同时叶绿素含量及叶片、根部的超氧化物歧化酶(SOD)活性、根部的过氧化氢酶(CAT)活性最高。接种T. koningii幼苗的叶片可溶性糖(SS)含量及接种T. harzianum幼苗的叶片可溶性蛋白(SP)含量显著高于其他处理,接种3种木霉的处理组根部SS和SP含量显著高于未接种处理。结合主成分分析和隶属函数值进行综合评分,幼苗质量由高到低依次为T. paraviridescens>T. harzianum>T. koningii>未接种。【结论】接种3种根际木霉对滇牡丹幼苗的营养吸收、光合作用及抗性诱导有积极的促进作用。其中,经T. paraviridescens处理的幼苗生长性状指标、叶绿素含量及抗氧化酶活性显著提高,为滇牡丹理想的促生菌。

• 大旗瓣凤仙花与瑶山凤仙花叶绿体全基因组比较及系统发育分析

  陶大燕, 宋倩, 闫海霞, 周锦业, 关世凯, 潘有强, 罗述名,

  【目的】比较大旗瓣凤仙花和瑶山凤仙花的叶绿体全基因组序列,并分析凤仙花属20个物种的系统发育情况及遗传进化关系,为证实这两个分类群的早期植物学分类及其种质资源利用和遗传改良提供理论依据。【方法】基于BGISEQ-500测序平台,对大旗瓣凤仙花和瑶山凤仙花叶绿体基因组进行测序,利用Fastp软件和NOVOPlasty v.2.6.2程序对叶绿体基因组进行组装。利用CpGAVAS在线工具对叶绿体基因组序列进行注释,并使用MAFFT v.7.0、CAIcal、REPuter、MISA和FastTree等生物信息学软件进行序列比对、密码子偏性分析、重复序列定位及简单重复序列(SSRs)和系统发育分析。【结果】大旗瓣凤仙花和瑶山凤仙花叶绿体基因组长度分别为152437和152286 bp,GC含量分别为36.77%和36.80%;其中大单拷贝(LSC)区分别为83331和83212 bp,小单拷贝(SSC)区分别为17376和17312 bp,反向重复区(IRa和IRb)分别为25865和25881 bp。大旗瓣凤仙花和瑶山凤仙花叶绿体基因组均包含88个蛋白编码基因、8个rRNA基因和37个t RNA基因,且无假基因。系统发育分析结果表明,凤仙花属内的物种分类与基于系统形态学分析的早期植物学分类一致;虽然大旗瓣凤仙花和瑶山凤仙花叶绿体基因组非常接近,但二者为不同的凤仙花属种类,而不是早期形态分类学上的两个亚种水平。【结论】大旗瓣凤仙花和瑶山凤仙花为2个独立的凤仙花属种类,二者叶绿体基因组发生部分遗传变异,鉴定出的SSRs位点可用于物种鉴定和群体遗传学研究。

• 木薯ERF转录因子基因MeERF5克隆及表达分析

  吴红漫, 林世扬, 颜彦, 胡伟,

  【目的】克隆木薯ERF转录因子基因MeERF5,并分析其在多种逆境胁迫下的表达模式,为深入研究MeERF5基因在木薯逆境胁迫应答中的调控机制提供参考。【方法】PCR扩增木薯品种华南8号的MeERF5基因编码区(CDS)全长序列,对其进行生物信息学分析,并利用根癌农杆菌介导法进行蛋白亚细胞定位。通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测MeERF5基因在木薯不同组织及多种逆境胁迫处理下的相对表达量。【结果】克隆获得MeERF5基因CDS序列为948 bp,与Phytozome数据库中的参考序列(登录号:Manes.01G085200.1)的核苷酸序列相似性为100.00%,其编码315个氨基酸残基,蛋白分子量为77.84 kD,理论等电点(pI)为5.08,属于酸性蛋白,其二级结构中α-螺旋占16.51%,β-转角占3.81%,无规则卷曲占62.22%,延伸链占17.46%,亚细胞定位于细胞质。通过多序列比对及系统进化分析发现,MeERF5蛋白含有1个AP2/ERF保守结构域,与同属大戟科的橡胶树ERF蛋白氨基酸序列相似性最高(76.8%),亲缘关系最近。MeERF5基因在木薯不同组织中均有表达,其中,在茎中的相对表达量最高,在腋芽中的相对表达量最低。MeERF5基因能快速响应低温胁迫、干旱胁迫、氧化胁迫、盐胁迫及ABA处理,均出现诱导表达上调的现象,其中,在氧化胁迫下,MeERF5基因的相对表达量持续上升;在干旱胁迫、盐胁迫及ABA处理下,MeERF5基因的表达量先上升后降低;在低温胁迫下,MeERF5基因在处理5 h时的相对表达量达到最大值,之后有所下降,但在处理48 h时再度上升。【结论】克隆获得的MeERF5基因属于AP2/ERF类转录因子,参与木薯多种非生物胁迫应答过程。

• 蓖麻RcFEN1基因克隆及非生物胁迫下表达模式分析

  李艳肖, 张春兰, 于华荣, 于静辉, 向殿军, 刘鹏,

  【目的】克隆蓖麻结构特异性核酸酶1基因(RcFEN1),并检测其组织表达特性及不同非生物胁迫下的时空表达模式,为揭示RcFEN1基因在蓖麻生长发育和响应低温胁迫等非生物胁迫的功能提供理论参考。【方法】根据蓖麻低温胁迫转录组注释信息,通过RT-PCR对RcFEN1基因编码区(CDS)进行克隆,利用生物信息学软件进行序列特征分析,并利用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)检测其组织表达特性及不同非生物胁迫下的时空表达模式。【结果】克隆获得的RcFEN1基因(GenBank登录号OP205366)包含1个1154 bp的开放阅读框(ORF),编码383个氨基酸残基,含有RAD2/XPG核酸酶蛋白家族典型的结构域XPG-N和XPG-I,属于RAD2/XPG蛋白家族成员。RcFEN1蛋白含多个生物活性位点及功能区,但无跨膜区域和信号肽结构,是一个非分泌型亲水蛋白,定位在细胞核。RcFEN1蛋白与特洛花TsFEN1蛋白的氨基酸序列一致性最高,与大叶藻ZmFEN1蛋白序列的一致性最低,分别为90.28%和84.32%。RcFEN1蛋白与一串红和硬皮地星的FEN1蛋白亲缘关系较近。RcFEN1基因在子叶中的相对表达量显著高于根、茎和真叶(PRcFEN1基因在4种非生物胁迫下均有表达,但表达模式存在明显差异,其中,RcFEN1基因对干旱胁迫响应最敏感,处理2和4 h时相对表达量显著高于对照组(0 h)及其他处理时间;RcFEN1基因在盐胁迫和ABA胁迫下呈现相同的响应表达模式,均在处理4 h时开始表达,随后相对表达量降低;在低温胁迫下,RcFEN1基因在低温胁迫下延迟表达,且处理12 h后才被激活表达,且相对表达量持续增加。【结论】从蓖麻中克隆获得RcFEN1基因属于RAD2/XPG家族成员,是蓖麻低温胁迫下的差异表达基因,参与蓖麻低温胁迫的响应调控。

• 利用转录组测序开发甘蔗SNP分子标记

  胡小文, 孔冉, 刘洋, 徐志军, 苏俊波,

  【目的】利用转录组测序开发甘蔗SNP分子标记,为甘蔗建立一种高效和低成本的分子标记开发方法。【方法】以40个甘蔗栽培品种为试验材料,使用高通量测序平台获得其转录组数据,经质控后将其匹配到参考基因组,然后使用GATK软件检测和过滤SNP分子标记,并使用snpEff对SNP进行注释及统计分析。利用这些SNP分子标记进行系统发生分析、主成分分析和群体结构分析。最后,开发KASP标记并随机验证其有效性。【结果】转录组数据经质控后平均每个样本获得6.5 Gb的序列。通过变异分析和多重过滤筛选后,共获得220397个注释到染色体上的双等位基因SNP位点,平均密度为3 SNP/kb。SNP类型及分布特征分析结果表明,编码区错义突变与沉默突变的比值(N/S)为1.05,转换类型和颠换类型的比值(Ts/Tv)为1.89,杂合SNP占38.66%~49.91%,位于转录本的SNP比例为44.74%。系统发生分析、主成分分析和群体结构分析结果均表明,甘蔗栽培品种遗传来源较为单一,但群体分化较大。开发了11176个KASP分子标记,并随机合成25组KASP引物进行多态性验证,共有23组(92%)引物能检测到扩增产物,7组(28%)在40个甘蔗材料中呈现多态性,进一步验证了这些标记有效性。【结论】与传统SSR分子标记和基于GBS(Genotyping-by-sequencing)简化基因组测序的SNP分子标记开发方法相比,基于转录组测序的甘蔗SNP分子标记开发方法在保证质量和数量的情况下能获得更大比例的有效SNP,更有利于发掘功能SNP位点,为甘蔗分子SNP标记的开发提供了新的途径。

• 茶树Whirly基因家族的鉴定与表达分析

  张续周, 周艳华, 王悦燕, 李波, 王缓, 郑仪倩, 王玉, 郎旭旭, 钱文俊,

  【目的】对茶树Whirly基因家族成员进行鉴定及表达分析,为进一步探究Whirly基因家族在茶树生长发育和逆境响应的作用机理提供参考。【方法】以茶树品种北茶36、龙井43和大面白的叶片为材料,基于Whirly基因家族的保守结构特征,从茶树基因组鉴定CsWhys基因家族成员,利用生物信息学软件对其进行可视化分析,并对组织特异性和时空表达模式分析。【结果】从舒茶早茶树基因组中鉴定获得2个CsWhy基因,命名为CsWhy1(XP_028085682.1)和CsWhy2(XP_028102803.1)。系统进化树分析结果显示CsWhy1和CsWhy2蛋白分别与已知的定位于叶绿体和线粒体的Whirly蛋白聚为一类。CsWhys基因启动子区域富含激素、胁迫和MYB转录因子结合位点等顺式作用元件,种类呈多样性。组织表达特性分析显示,CsWhy1在茶树叶片和芽中具有较高的表达丰度;CsWhy2则在茶树不同组织中均具有较高的表达丰度。时空表达模式分析结果发现,CsWhys的表达在不同时间点受低温、干旱、ABA、GA和H2O2处理诱导上调。冷驯化条件下,CsWhy1在抗寒品种龙井43和不抗寒品种大面白中呈现相反的表达模式,而CsWhy2在2个品种中均下调表达。【结论】茶树基因组中2个CsWhys基因具有Whirly基因家族的典型特征,茶树CsWhys基因的表达具有明显的组织特异性,推测CsWhys基因家族在茶树芽叶生长和抗逆过程中起发挥了重要调控作用。

• 基于TP-M13-SSR分子标记技术的133份薄皮甜瓜种质资源遗传多样性分析

  解华云, 高崇敏, 叶云峰, 覃斯华, 李桂芬, 黄金艳, 何毅, 李天艳, 柳唐镜, 洪日新,

  【目的】分析我国不同省(区)的薄皮甜瓜种质资源遗传多样性,为今后薄皮甜瓜的种质资源收集及遗传改良和高效利用提供理论依据。【方法】以来自我国不同省(区)的133份薄皮甜瓜种质为材料,从98对SSR引物中筛选得到12对多态性较高的引物,利用TP-M13-SSR分子标记技术对133份薄皮甜瓜种质材料进行遗传多样性分析,并根据Nei’s遗传距离(D)进行聚类分析,以Structure软件的混合模型聚类法分析其群体遗传结构。【结果】利用12对引物从133份薄皮甜瓜种质材料中共扩增出的等位基因数(Na)为54个,平均每对引物4.5个,有效等位基因数(Ne)为1.120~2.234,平均为1.533;观测杂合度(Ho)为0.023~0.466,平均为0.217;期望杂合度(He)为0.107~0.552,平均为0.319,香农信息指数(I)范围为0.267~1.237,平均为0.642;各位点的多态性信息含量(PIC)为0.104~0.531,平均为0.295,大多数位点表现为中度多态性。聚类分析结果显示,133份薄皮甜瓜种质材料被分为两大类群,第Ⅰ类群为4份厚薄皮甜瓜材料,第Ⅱ类群为129份薄皮甜瓜材料。群体遗传结构分析结果显示,当K=4时,△K出现明显的峰值,说明133份薄皮甜瓜种质材料分为4个组群较合适;133份材料中大部分材料的Q值大于0.6。【结论】供试的12对SSR引物表现为中度多态性,需要用更多的分子标记才能有效鉴别薄皮甜瓜材料。133份薄皮甜瓜种质材料遗传结构较为单一,遗传多样性较低,可能存在同物异名的材料,今后应加强对遗传背景差异大、亲缘关系远的种质资源的发掘利用。

• 生姜主栽品种枯萎病抗性评价及抗病性鉴定指标筛选

  周洁, 王艳红, 刘德麒, 席克勇, 杨培华, 蔡小东, 李港, 马佳伟, 贾切, 乐有章,

  【目的】筛选抗枯萎病的生姜品种,建立抗病评价体系,为生姜枯萎病抗病品种选育及抗病机理研究提供理论参考。【方法】选取5个生姜主产区的主栽品种,采用室内人工接种法测定枯萎病菌(腐皮镰刀菌)侵染对不同生姜品种超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、几丁质酶(CHI)、β-1,3-葡聚糖苷酶(GLU)活性及次生抗菌物质含量、超氧阴离子(O2-·)、过氧化氢(H2O2)、丙二醛(MDA)含量等的影响,结合抗病系数、主成分分析、聚类分析、相关分析和隶属函数对5个生姜品种幼苗的抗病性进行综合评价。【结果】山东大姜病情指数最低(4.0)、发病率最低(4%)、发病周期最长(24 d),表现出较强的抗病性;罗平小黄姜病情指数最高(45.2)、发病周期最短(7 d),表现抗病性较弱。不同生姜品种幼苗接菌后的生理生化指标均出现不同程度的变化,其中,山东大姜的抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性、防御酶(PAL、CHI、GLU)活性和次生抗菌物质(总酚、类黄酮、木质素)含量均高于其他品种,O2-·、H2O2和MDA含量低于其他品种,而罗平小黄姜呈现相反趋势。主成分分析将12个单项生理生化指标转换为3个独立综合指标,聚类分析将5个生姜品种划分为3类,结合隶属函数综合评价结果,5个生姜品种抗病性强弱表现为:山东大姜>凤头姜>竹根姜>贵州黄姜>罗平小黄姜,与人工接种试验中5个品种的发病程度一致。相关分析结果显示,SOD和类黄酮与抗病性综合评价值(D值)呈极显著正相关(P<0.01)。【结论】5个生姜品种中山东大姜抗病性最强,罗平小黄姜抗病性最弱;SOD和类黄酮可作为生姜枯萎病抗性鉴定的主要参考指标。

• 贝莱斯芽孢杆菌B4-7联合水稻秸秆生物炭对烟草青枯病的防治作用

  曹帅, 李金梦, 王蓝琴, 孟祥佳, 孙正祥, 周燚,

  【目的】探究贝莱斯芽孢杆菌B4-7联合水稻秸秆生物炭对烟草青枯病的防治效果,明确水稻秸秆生物炭对菌株B4-7防治烟草青枯病的增强作用,为进一步研发烟草青枯病的生防产品提供参考。【方法】采用平板培养法测定不同含量水稻秸秆生物炭(1%C、2%C、3%C和4%C)对烟草青枯病菌生长的抑制作用、吸附作用及运动性影响;通过盆栽试验测定菌株B4-7联合2%和5%水稻秸秆生物炭(B4-7+2%C、B4-7+5%C)对烟草的促生长作用及对烟草青枯病的防治作用。【结果】不同浓度的水稻秸秆生物炭对烟草青枯病菌均具有一定的生长抑制作用、吸附作用及运动性影响,与对照相比,1%C、2%C、3%C和4%C处理每培养皿中的青枯菌数量分别减少8.07%、37.01%、53.74%和69.29%,青枯菌的运动性分别减少28.57%、35.71%、42.86%和48.57%,对烟草青枯菌的吸附率分别为24.18%、42.42%、64.55%和81.97%。B4-7+5%C处理与对照相比,烟草株高、叶数、最大叶长和最大叶宽分别增加209.36%、27.98%、254.51%和185.09%;B4-7+5%C处理与B4-7单独处理相比,烟草株高和叶数均存在显著差异(P<0.05,下同),分别增加77.52%和11.74%。B4-7+5%C处理与对照相比,烟草青枯病发病率和病情指数分别显著减少81.33%和80.61%;B4-7+5%C处理与B4-7单独处理相比,烟草青枯病发病率和病情指数分别显著减少54.82%和45.29%,防治效果显著增加24.85%。【结论】水稻秸秆生物炭能增强生防细菌B4-7对烟草青枯病的防治效果,菌株B4-7联合5%水稻秸秆生物炭是烟草青枯病综合防控的一种有效措施,具有较大的应用前景,值得进一步推广和应用。

• 橡胶树叶斑病病原菌鉴定及其生物学特性测定和防治药剂筛选

  施玉萍, 刘一贤, 李岚岚, 戴利铭, 蔡志英,

  【目的】明确一种橡胶树新叶斑病的病原菌分类地位及其生物学性状,筛选有效的防治药剂,为其防治提供理论依据。【方法】以采自云南省普洱市江城县曲水镇怒那村橡胶树苗圃的橡胶叶斑病病叶为材料,采用组织分离法和单胞分离法进行病原菌分离纯化,结合柯赫氏法则进行致病性测定,通过形态特征观察及ITS、GADPH、TEF1-α多基因序列分析对病原菌进行分类鉴定;采用单因子变量法研究病原菌生物学特性;采用菌丝生长速率法测定8种药剂对该叶斑病病原菌的毒力。【结果】经组织分离法从橡胶病叶上分离获得2株真菌分离物,其中菌株JCMP17a的孢子形态与感病叶片上挑取的孢子形态相似。柯赫氏法则证明菌株JCMP17a是橡胶树叶斑病的致病菌,该菌的形态特征与双色平脐蠕孢(Bipolaris bicolor)相似,且多基因联合聚类分析显示与B. bicolor聚在系统发育进化树同一分支上。菌株JCMP17a最适生长温度为28℃,最适生长p H 7;致死温度为55℃处理15 min;能利用多种碳源和氮源,碳源以可溶性淀粉最有利于菌丝生长,牛肉浸膏为最适氮源;全黑暗(0 L∶24 D)和光暗交替(12 L∶12 D)条件下均有利于菌丝生长。250 g/L苯醚甲环唑、30%咪鲜胺和250 g/L戊唑醇对病原菌有很好的抑制效果,EC50分别为0.1158、0.2427和0.2613 mg/L。【结论】引起云南省普洱市江城曲水镇怒那村橡胶树苗圃橡胶叶斑病的病原菌为双色平脐蠕孢,这是首次在云南植胶区内发现双色平脐蠕孢侵染引起橡胶叶斑病。250 g/L苯醚甲环唑乳油、30%咪鲜胺微囊悬浮剂和250 g/L戊唑醇水乳剂可用于该病害的防治。

• 白茶精加工过程茶尘分布与除尘措施研究

  陈彬, 柳镇章, 林宏政, 赵梦莹, 郝志龙, 林振传, 孙云,

  【目的】探究白茶精加工过程中茶尘空间分布与动态变化规律,为白茶清洁化精加工开展提供参考依据。【方法】以白茶精加工过程(筛分、风选、色选、摩擦静电拣剔、匀堆和复火)为研究对象,距设备不同距离(0和1.2 m)处设置采集点,进行加工全过程动态监测,分析精加工各工序间茶尘积累速率、主要产尘点及茶尘浓度变化规律的差异;开展设备改进和除尘器配置等针对性的除尘措施,分析除尘措施开展后的除尘效果。【结果】圆筛机、匀堆机和烘干机附近茶尘积累较快,0 m处的积累速率分别为7.27、4.54和7.25 g/(m2·h),1.2 m处的积累速率分别为5.99、4.15和1.83 g/(m2·h)。加工设备上下料工艺点茶尘浓度明显高于左右侧,是精加工过程茶尘浓度积累的主要部位。加工开始初期1 h,加工设备附近的茶尘浓度迅速增加,而全过程呈先升后降的变化趋势。根据茶尘分布检测结果,采取封闭上料口、配置脉冲除尘器等除尘措施后,茶尘浓度显著下降(P2.5浓度分别下降61.48%、49.85%和42.03%,PM10浓度分别下降71.66%、64.09%和54.67%;车间内PM2.5浓度从82.75μg/m3降至55.50μg/m3,下降32.93%,PM10浓度从247.25μg/m3降至136.25μg/m3,下降44.89%。【结论】圆筛机、匀堆机和烘干机是白茶精加工过程中茶尘产生的主要设备,采取设备改进、除尘器配置等除尘措施能有效控制白茶精加工过程中的茶尘污染,可在白茶企业清洁化精加工中推广应用。

• 构树叶加工前后风味成分变化分析

  王庆福, 黄清铧, 吴兆鹏, 谭文兴, 梁磊, 林明威, 林驹,

  【目的】以制茶工艺对构树鲜叶进行加工,分析构树叶加工前后游离氨基酸、脂肪酸和挥发性成分的变化,为构树鲜叶的加工利用提供参考依据。【方法】采用国标测定方法分析构树鲜叶和构树叶制品原料中游离氨基酸和脂肪酸等主要成分的含量差异,并采用气相离子迁移谱(GC-IMS)对挥发性组分的变化进行分析。【结果】构树叶加工后游离氨基酸含量减少39.39%,甘氨酸和蛋氨酸消失,鲜味氨基酸天冬氨酸和谷氨酸含量分别提高5.55倍和3.32倍;甜味氨基酸含量减少78.70%,苦味氨基酸含量减少82.88%。加工后不饱和脂肪酸含量下降,饱和脂肪酸种类与含量增加,尤其是十一碳酸(C11:0)含量提高7.16倍,同时增加十七碳酸(C17:0)和二十碳酸(C20:0)2种饱和脂肪酸。GCIMS分析结果表明,构树鲜叶共检测出60种挥发性组分,定性42种已知组分,占总挥发性组分的82.82%;构树叶制品共检测出58种挥发性组分,定性检出39种已知组分,占总挥发性组分的81.05%;构树叶加工后,醛类、醇类和萜烯类物质大幅度减少,而酮类、酯类物质和有机酸大量生成,尤其是增加(E,E)-2,4-己二烯醛、己酸、2-甲基-1-戊醇、2-甲基-1-丁醇、环己酮、2-甲基丁酸乙酯等构树鲜叶中没有的成分,GC-IMS数据库未能鉴定的挥发性成分在构树叶制品中明显增加。【结论】构树叶加工后游离氨基酸和脂肪酸含量下降;醛类、醇类和萜烯类等青香及花果香大幅度减少,而酮类、酯类和有机酸等果香及酸味明显提升,可根据挥发性成分变化规律指导构树叶加工工艺及构树叶制品香气品质的评价。

• 磷脂酶及其调控种子活力研究进展

  史敬芳, 张琪, 宋松泉, 刘军,

  磷脂酶可水解膜双分子层的主要成分磷脂,在植物生长发育及逆境胁迫响应方面发挥着重要作用。磷脂酶在种子生长发育、贮藏和萌发阶段调控种子活力,影响植物遗传资源保存和农作物产量。文章归纳总结了磷脂酶在种子各阶段对其活力的影响,包括在种子生长发育期间调控淀粉合成影响种子活力的形成,在种子成熟阶段调控膜完整性影响种子的耐脱水能力,在贮藏期间可能调控细胞中的氧化损伤程度影响种子活力,在萌发阶段参与脱落酸(ABA)和赤霉素(GA)信号传导,调控种子的萌发及幼苗建成。然而由于磷脂酶多样且复杂的生物学功能,其调控种子活力的机制仍不明确。利用基因编辑及多组学技术手段,深入研究磷脂酶调控种子活力的生物学功能及调控机制,不仅有助于阐明种子老化的分子机制,还可为种质创新提供有价值的基因资源,具有重要的理论和实践意义。

• 狂犬病病毒P和M基因重组突变体的生物学特性分析

  张银, 金硕, 栗朵朵, Abraha Bahlbi Kiflu, 韩菲, 武梦思, 凌小清, 梁晶晶, 李晓宁, 罗廷荣,

  【目的】探索狂犬病病毒(RABV)强毒株P基因替换及P-M基因联合替换至弱毒株获得的重组突变体在宿主细胞内的传播能力、复制与转录能力及致病性,为掌握RABV强毒株P蛋白和M蛋白的生物学特性打下基础。【方法】以RABV广西街毒株GX01为研究对象,利用反向遗传技术将其P基因分别替换到弱毒株rRC-HL和r RC-HL(GX01M)株的对应位置,通过间接免疫荧光试验(IFA)及基因测序鉴定拯救的病毒,并测定重组突变体的多步生长曲线、荧光灶面积及N基因表达水平等,同时通过4周龄昆明小鼠攻毒试验验证P基因及P-M基因联合替换后对RABV致病性的影响。【结果】利用反向遗传技术能成功拯救重组突变体rRC-HL(GX01P)和rRC-HL(GX01P-M),通过IFA测定病毒荧光灶面积及多步生长曲线发现,r RC-HL(GX01P-M)株在BSR/T7-9细胞上的生长能力及传播能力均较rRC-HL(GX01P)株和rRC-HL(GX01M)株强。在复制与转录水平上,rRC-HL(GX01P)株的N基因相对表达量高于r RC-HL(GX01M)株,但低于rRC-HL(GX01P-M)株。在昆明小鼠攻毒试验中,重组突变体rRC-HL(GX01P)和rRC-HL(GX01P-M)攻毒后第4 d昆明小鼠开始出现精神不振、行动迟缓等症状,其致病性无明显差异;昆明小鼠体质量均呈一过性减轻,之后恢复正常并呈上升趋势;攻毒15 d内均未见昆明小鼠死亡,即重组突变体rRC-HL(GX01P)和rRCHL(GX01P-M)的致病性较弱。【结论】强毒株GX01的P基因与M基因联合替换可提高病毒传播能力,且二者具有协同性,但对弱毒株rRC-HL的毒力无影响。

• 关岭牛MEF2A和MEF2B基因克隆及其组织表达特征分析

  孙金魁, 许厚强, 阮涌, 宋林锦, 许家利, 陈晨, 石鹏飞,

  【目的】探究肌细胞增强因子-2(MEF2A和MEF2B)的生物学信息特征及其在关岭牛不同发育阶段各器官组织中的表达情况,为揭示MEF2A和MEF2B基因在关岭牛生长发育过程中的作用机制及挖掘地方种质资源提供理论参考。【方法】通过RT-PCR克隆MEF2A(NM_001083638.2)和MEF2B(NM_001145793.1)基因编码区(CDS)序列,利用ProtScal、NetPhs 3.1、SOPMA、ProtParam、PSORT II Preadict、SWISS-MODEL等在线软件进行生物信息学分析,同时采用实时荧光定量PCR检测MEF2A和MEF2B基因在关岭牛不同发育阶段(犊牛、青年牛和成年牛)各器官组织中的表达水平。【结果】关岭牛MEF2A和MEF2B基因CDS序列分别编码492和368个氨基酸残基;MEF2A和MEF2B蛋白相对分子量分别为52和39 k D,对应的理论等电点(p I)为9.07和9.35,均属于碱性不稳定蛋白。关岭牛MEF2A和MEF2B蛋白以无规则卷曲和α-螺旋为主,主要定位于细胞核(分别占60.9%和52.2%)。关岭牛MEF2A基因与与挪威鼠和绵羊的MEF2A基因遗传距离较近,关岭牛MEF2B基因则与牦牛和绵羊的MEF2B基因遗传距离较近。实时荧光定量PCR检测结果显示,MEF2A和MEF2B基因在关岭牛不同发育阶段的心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、里脊和脂肪等7个组织中均有表达,且受生长发育阶段的影响。其中,MEF2A基因在犊牛各器官组织中的相对表达量极显著高于在青年牛和成年牛(PMEF2A基因在关岭牛心脏中的相对表达量极显著高于其他组织;MEF2B基因在青年牛和成年牛的相对表达量极显著高于犊牛,且在关岭牛心脏、肝脏和脾脏中的表达量与年龄呈正相关。【结论】MEF2A基因在关岭牛不同发育阶段心脏中高表达,而MEF2B基因在关岭牛不同发育阶段肺脏和脾脏中高表达,但在里脊中的表达相对较低。可见,MEF2A和MEF2B基因在关岭牛的生长发育过程中发挥重要作用。

• 生牛乳中高黏液型肺炎克雷伯菌耐药、毒力及生物被膜形成能力分析

  王慧, 高茂桉, 孙晓红,

  【目的】评估分离自生牛乳及其环境中高黏液型肺炎克雷伯菌(hypermucoviscous Klebsiella pneumoniae,hmKP)的生物被膜形成能力及耐药毒力风险,对其可能引起的潜在风险提出警示,进而为肺炎克雷伯菌(KP)的科学防治提供理论参考。【方法】采用药敏纸片法鉴定32株hmKP产超广谱β-内酰胺酶(ESBLs)表型,以半定量结晶紫法检测其生物被膜形成能力,并通过PCR对hmKP携带的耐药基因和毒力基因进行检测分析。【结果】从32株hmKP中共鉴定出ESBLs阴性菌株(non-ESBLs-KP)24株(占75.00%)、ESBLs阳性菌株(ESBLs-KP)8株(占25.00%),均可形成生物被膜,其中,10株具有强生物被膜形成能力,17株具有中等生物被膜形成能力,5株表现为弱生物被膜形成能力。在10株具有强生物被膜形成能力的hm KP中有7株来自生牛乳样本,且ESBLs-KP中具有强生物被膜形成能力的菌株检出率(37.50%)高于non-ESBLs-KP中的检出率(29.17%)。所有hmKP至少携带4种以上的耐药基因,其耐药风险排序依次为四环素类=氨基糖苷类>β-内酰胺类>磺胺类>喹诺酮类>氯霉素类,其中ESBLs-KP均携带8种以上的耐药基因;32株hmKP共表现出30种基因谱类型,无明显的优势耐药基因谱类型。在32株hmKP中共检出wabG、fimH、mrkD、entB和ybtS等5种毒力基因,其中,wabG、entB、fimH和mrkD基因检出率均为100.00%,ybtS基因检出率为21.88%,未检出rmpA和iutA基因;存在2种毒力基因谱型(fimH-mrkD-wabG-entB和fimH-mrkD-wabG-entB-ybtS),二者的区别在于是否携带ybtS基因;虽然ESBLs-KP和non-ESBLs-KP间在毒力基因检出率方面无显著差异(P>0.05),但ESBLs-KP中的ybtS基因检出率高于non-ESBLs-KP。【结论】生牛乳中hmKP存在高毒力和多重耐药风险,是临床KP感染的主要潜在来源,建议居民切勿直接饮用生牛乳,且相关部门应加强对牛乳中hmKP的耐药及毒力监测,兼顾其分布规律,以便对其潜在风险进行精准防御。

• 家蚕DNA甲基转移酶功能预测及其在BmNPV感染下的表达特征

  张一川, 张永红, 邵榆岚, 白兴荣,

  【目的】明确家蚕DNA甲基转移酶基因(BmDNMT)生物信息学基本特征及其在家蚕核型多角体病毒(BmNPV)感染前后的表达情况,揭示DNA甲基化在家蚕抗病毒免疫方面的作用机制,为挖掘家蚕抗病毒标志基因和药物靶标蛋白等提供理论依据。【方法】通过OrthoDB、MultiLoc2、SherLoc2、PSORTII、SMART、SWISS-MODEL及Schrödinger等在线生物信息学分析软件进行BmDNMT蛋白氨基酸同源比对、系统进化分析、亚细胞定位、功能结构域预测、三级结构同源建模及小分子配体对接口袋预测,并采用实时荧光定量PCR分析BmDNMT基因在家蚕感染BmNPV后不同时间不同组织中的时空表达特征。【结果】BmDNMT基因包含BmDNMT1和BmDNMT2,分别位于家蚕8号染色体和11号染色体上,其推导BmDNMT氨基酸序列均与烟草天蛾DNMT氨基酸序列的亲缘关系最近。BmDNMT1蛋白大量存在于细胞核,少量分布在细胞质;而BmDNMT2蛋白大量存在于细胞质,少量分布在细胞核及线粒体。BmDNMT1蛋白的功能结构域多于BmDNMT2蛋白,二者均含有DNA甲基化酶功能结构域,且具有潜在药物结合口袋。BmNPV感染会影响BmDNMT1和BmDNMT2基因在家蚕不同组织中表达差异,BmNPV感染4 h后这2个基因在家蚕中肠的表达差异已非常明显,说明家蚕DNA甲基化可能在病毒感染早期已发生,且中肠可能是最早响应的组织。BmNPV感染后,BmDNMT1和BmDNMT2基因的相对表达量和表达趋势并不一致。【结论】BmDNMT1和BmDNMT2基因的染色体位置、亚细胞定位及功能结构域等存在差异,BmNPV感染后二者在家蚕不同组组织中的相对表达量和表达趋势也不一致,推测BmDNMT1和BmDNMT2基因在家蚕DNA甲基化过程中行使不同的功能。BmDNMT1和BmDNMT2蛋白三维结构具有潜在的药物结合口袋,可能是直接影响DNA甲基化状态的药物靶标。

• 广谱型鸡传染性支气管炎病毒N蛋白单克隆抗体的制备与鉴定

  林丽婷, 赵长润, 张文, 张愉, 雍璐, 唐金文, 吕迪, 韦平, 磨美兰,

  【目的】制备出广谱型鸡传染性支气管炎病毒(IBV)N蛋白单克隆抗体,为后续N蛋白保守区域表位鉴定及IBV通用型快速检测方法的建立打下基础。【方法】通过原核表达IBV广西优势血清型代表株GX-YL5的N蛋白,纯化后免疫BALB/c小鼠,选取血清效价在104以上的免疫小鼠脾细胞与SP2/0骨髓瘤细胞进行融合,经间接ELISA筛选后通过小鼠腹水诱生法制备单克隆抗体,采用Western blotting、IFA及间接ELISA等进行效价、亚型、反应特异性、交叉反应谱鉴定,并将制备获得的单克隆抗体应用于免疫组化检测,检测SPF鸡人工感染4株IBV代表变异株(GX-NN130048、GX-NN160421、GX-QZ171023和GX-QZ170728)后不同时段内气管和肾脏中的带毒情况。【结果】制备获得的单克隆抗体N2D5效价大于217,其亚型为IgG2b;Western blotting和IFA鉴定结果表明单克隆抗体N2D5只与IBV发生阳性反应,与新城疫病毒(NDV)、传染性喉气管炎(ILTV)、禽偏肺病毒(a MPV)、传染性法氏囊病(IBDV)、禽白血病病毒(ALV)及马立克氏病毒(MDV)的反应结果均呈阴性;单克隆抗体N2D5能与国内流行的多种基因型及广西目前流行的7种血清型IBV发生交叉反应,包括常用标准株、疫苗株和野毒株。将制备获得的单克隆抗体N2D5应用于免疫组化检测,结果发现在3株鸡源IBV代表性变异株及1株鸭源分离株人工感染SPF鸡后不同时段内的气管和肾脏中均能检测到病毒信号,进一步证明其广谱性。【结论】基于杂交瘤技术制备获得的IBV单克隆抗体N2D5属于IgG2b亚型,具有特异性高、反应谱广的特点,且与IBV的结合能力强,可作为特异性诊断抗体应用于IBV临床诊断及病毒分布规律研究。

• 白藜芦醇和EGCG联用对小鼠骨骼肌抗氧化能力的影响

  陈敏, 周金凤, 韦崇万, 蒋钦杨, 黄艳娜,

  【目的】研究白藜芦醇(Resveratrol,RES)和表没食子儿茶素没食子酸酯(Epigallocatechin-3-Gallate, EGCG)联合使用对小鼠骨骼肌抗氧化能力影响的机制,为开发能通过提高畜禽骨骼肌抗氧化能力进而改善肉品质的新型、绿色、安全的饲料添加剂提供理论依据。【方法】将体重18~22 g的清洁级昆明种小鼠40只,随机分为4组,即二甲基亚砜(DMSO)对照组(CK)、RES组、EGCG组和RES+EGCG联用组,每组10只,采取灌胃的方式对应给药,剂量为每天400 mg/kg,连续给药28 d后测定小鼠骨骼肌中抗氧化酶活力指标,并通过荧光定量PCR方法测定小鼠骨骼肌中抗氧化相关基因的表达量。【结果】RES和EGCG联用小鼠的采食量、体重和脏器指数无显著影响(P>0.05)。与CK相比,RES组、EGCG组及RES+EGCG组血清和肌肉中丙二醛(MDA)含量显著降低(PNrf2)基因表达水平显著升高,Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1(Keap1)基因表达水平显著降低。与RES或EGCG单独使用组相比,RES+EGCG联用组血清中GSH-Px、T-SOD活力显著升高,MDA含量显著降低,腓肠肌中GSH-Px基因表达水平显著升高;联用组SOD1基因表达水平与EGCG组相比显著升高,SOD2基因表达水平与RES组相比显著升高。【结论】RES和EGCG联用显著提高小鼠肌肉抗氧化酶活力及相关抗氧化基因的表达,并可能激活Keap1-Nrf2信号通路,表明RES和EGCG联用可提高肌肉的抗氧化水平。

• 胎次和产奶量对奶牛泌乳性能的影响

  余诗强, 李留学, 赵慧颖, 张一涵, 熊本海, 申跃宇, 蒋林树, 赵玉超,

  【目的】明确高产与低产奶牛胎次对产奶量、乳成分和泌乳持续力的影响,为优化奶牛场的饲养管理模式及提高奶牛使用年限提供理论依据。【方法】基于北京、河北等地17个奶牛养殖场共12406头荷斯坦奶牛2021年春季的生产性能测定(DHI)报告,按高产(48.69±6.88 kg/d)和低产(23.47±5.28 kg/d)进行分组,对原数据经预处理后获得5158头高产奶牛和3110头低产奶牛的DHI报告;采用单因素方差分析(One-way ANOVA)进行方差齐性检验,通过Pearson双侧检验进行多变量相关分析,并以LDS和Duncan's多重比较对组间差异进行分析,2个变量间的相关性则通过Spearson相关系数进行判断。【结果】不同胎次对高产与低产奶牛的产奶量、乳成分和泌乳持续力均有影响:高产奶牛3胎和4胎的日产奶量显著高于其他胎次(PP>0.05,下同);高产与低产奶牛的泌乳持续力与SCC间无显著相关性,但与日产奶量显著相关。除干物质含量与日产奶量、乳脂率与乳糖率的相关性外,高产奶牛和低产奶牛的产奶量、乳成分及SCC间的相关性基本一致,其中,日产奶量与乳糖率呈极显著正相关(P<0.01,下同),与SCC呈极显著负相关,而SCC与乳脂率和乳蛋白率均呈极显著正相关。【结论】高产奶牛最佳使用胎次为3~4胎,低产奶牛最佳使用胎次为1~3胎;高产与低产奶牛的胎次均影响其产奶量、乳成分及泌乳持续力,但不同胎次下产奶量和乳成分的变化趋势存在一定差异。因此,在提高饲养管理水平的基础上,应进一步优化营养供给,及时调整饲粮配方,合理对奶牛进行分群和规划,以达到奶牛的最佳使用胎次,增加养殖经济效益。