南方农业学报杂志

南方农业学报杂志2023年第10期

• 玉米ARID转录因子家族鉴定及表达分析

  田玉红, 吉虹菁, 罗堰木, 全岩冰, 黄敏, 李曼菲, 杜何为, 刘睿,

  【目的】鉴定玉米ARID转录因子家族成员,并进行表达分析,为深入研究ARID转录因子生物学功能及玉米遗传育种提供理论参考。【方法】从拟南芥数据库TAIR获取7个ARID转录因子家族成员的氨基酸序列,与玉米基因组编码蛋白进行同源比对,鉴定出玉米ARID转录因子家族成员,采用生物信息学方法对其理化性质、系统发育进化、启动子区顺式作用元件、生育期组织表达模式和蛋白互作网络等进行预测分析,并用实时荧光定量PCR检测其在激素处理及低温胁迫下的表达模式。【结果】从玉米中共鉴定出12个ARID转录因子家族成员(ZmARID1~ZmARID12),编码的氨基酸数量为448~1875个,均为亲水性蛋白,除ZmARID12外,其余均为不稳定蛋白;ZmARID2、ZmARID4、ZmARID9和ZmARID10蛋白定位于叶绿体和细胞核,ZmARID12定位于叶绿体和细胞质,ZmARID1定位于叶绿体,其余成员均定位于细胞核。玉米ARID家族基因启动子区域不仅含有多种光响应元件(G-box、Sp1、GATA-motif、Box4、MRE、AE-box),还含有茉莉酸甲酯(MeJA)响应元件(CGTCA-motif)、脱落酸(ABA)响应元件(ABRE)、赤霉素(GA)响应元件(GARE-motif、TATC-box)、生长素(IAA)响应元件(TGA-element、AuxRR-core)和水杨酸(SA)响应元件(TCA-element)。ZmARID1基因在授粉后12 d(12 DAP)的胚乳中表达水平较高;除了ZmARID1和ZmARID3基因外,其余成员在2~4 mm和6~8 mm穗长的原基中均有较高表达;ZmARID3基因在成熟叶片和营养分生组织中表达水平较高;ZmARID5、ZmARID6和ZmARID11基因在成熟叶片中表达水平较高,说明部分家族成员表达具有组织特异性。实时荧光定量PCR检测结果显示,GA处理后,ZmARID12基因的相对表达量较对照显著升高(P<0.05,下同);ABA处理后,ARID家族基因相对表达量显著升高或下降,但IAA、JA、SA和低温胁迫处理后整体呈下降趋势。【结论】玉米ARID家族成员在全生育期具有明显的组织表达特异性,且在响应多种激素和低温胁迫中发挥重要作用。

• 嗜麦芽窄食单胞菌CA1定殖及促生长特性相关基因挖掘

  苏仪梅, 孙安妮, 黄毓燕, 杨婷婷, 李杨瑞, 邢永秀,

  【目的】挖掘嗜麦芽窄食单胞菌CA1定殖和促生长特性相关基因,为探究其促生长作用机制提供理论参考。【方法】利用Nanopore测序技术平台对CA1菌株进行全基因组测序,将其基因组序列与GO、NR、KEGG、COG等数据库进行比对,获得基因功能注释信息,挖掘分析其功能特异性基因;使用基质培法收集甘蔗根系分泌物,并分析根系分泌物对菌株CA1的趋化性、生物膜形成和定殖相关基因表达的影响。【结果】嗜麦芽窄食单胞菌CA1基因组大小为4371327 bp,携带6个质粒,GC含量64.58%,其中4696个基因被注释预测,包括4525个蛋白编码基因、87个t RNA、13个rRNA和1个tmRNA。GO、COG、KEGG和NR数据库分别成功注释2795、2078、2494和2584个基因。该菌基因组含有细菌趋化性(cheA、cheV、cheY)、生物膜形成(flhA、flk、flgG)、细菌黏附(pgaA、mrkD)、嗜铁(fes、fepA、fecA)、合成氨(gltP、gltB、gltD)和磷酸盐代谢(phoR、phoB、pstA)等促进植物生长和定殖相关的基因。趋化性试验结果显示,与对照组相比,根系分泌物处理下的菌落数显著增加(PcheA、cheV和cheY基因的相对表达量显著升高,CA1生物膜形成显著增加。【结论】甘蔗根系分泌物有助于菌株CA1的趋化性及生物膜形成,提高与趋化性相关基因的表达量。菌株CA1基因组含有多个与促生长和定殖特性相关的基因,是其促生长特性的分子基础,细菌的趋化性和生物膜的形成是其定殖的关键步骤,根系分泌物有利于菌株的定殖。

• 基于iPBS和ISSR分子标记的兜兰属同色组种质鉴定及遗传多样性分析

  廖宏英, 范继征, 李秀玲, 崔学强, 王晓国, 宁云芬,

  【目的】基于引物结合位点扩增(iPBS)和简单序列重复间DNA多态性(ISSR)分子标记对兜兰属同色组种质进行鉴定及遗传多样性分析,筛选出可靠的种质鉴定方法,为兜兰属种质鉴定、遗传多样性分析及分子育种提供科学依据。【方法】采用iPBS和ISSR分子标记对47份兜兰属同色组种质进行种质鉴定,并分析其亲缘关系和遗传多样性,挖掘可用于鉴别3个近缘种的分子标记。【结果】利用7条iPBS引物共扩增出117个位点,其中多态性位点100个,多态性比率为85.47%;47份供试种质的遗传相似系数为0.73~0.97;在遗传相似系数0.76处可将47份供试种质划分为三大类群,其中6份难鉴定种质与已知的文山兜兰聚为第Ⅱ类群,第Ⅰ类群包含了所有巨瓣兜兰种质,第Ⅲ类群包含了所有的同色兜兰种质。7条ISSR引物共扩增出115个位点,其中多态性位点111个,多态性比率为96.52%;47份供试种质的遗传相似系数为0.68~0.94,在遗传相似系数为0.73处可将47份供试种质划分为三大类群。第Ⅰ类群包括11个巨瓣兜兰种质,第Ⅱ类群包括表型难鉴定的6份种质及13个文山兜兰种质,第Ⅲ类群包括17个同色兜兰种质。iPBS和ISSR单独聚类结果和二者综合聚类分析结果略有差异,但种质聚类鉴定结果具有较高的一致性,均将47份兜兰属同色组种质分为三大类群,且6份难鉴定个体均与文山兜兰聚为一类,巨瓣兜兰和同色兜兰各自聚为一类。3个聚类分析结果均表明,文山兜兰与同色兜兰的亲缘关系较近,与巨瓣兜兰的亲缘关系较远。【结论】iPBS和ISSR分子标记均可用于兜兰属近缘种间的种质鉴定及遗传多样性分析,二者结合分析的方法可在DNA水平上更准确有效地鉴定易混淆种质,多种标记联合数据的聚类分析结果,能更全面客观地反映种质间的遗传多态性及亲缘关系。

• 基于rDNA序列分析的3种丛枝菌根真菌分子鉴定方法比较

  农颖杰, 卢昱帆, 许诗萍, 高日芳, 宋娟, 张金莲, 韦翔华, 陈廷速,

  【目的】比较基于rDNA序列分析的3种丛枝菌根(AM)真菌分子鉴定方法,为提高AM真菌在种水平分子鉴定的准确性提供参考。【方法】对从柑橘和甘蔗等广西地区主要作物的根际土壤中分离出的AM真菌菌株(编号为A6、B3和GY3-1)进行形态学鉴定,再通过巢式PCR分别扩增AM真菌的18SrDNA、28Sr DNA及含ITS1、5.8SrDNA和ITS2的序列(简写为ITS1+5.8S+ITS2),分别将其测序结果与GenBank数据库进行比对,并构建系统发育进化树,再结合形态学鉴定结果比较基于3个r DNA序列分析分子鉴定方法的准确性。【结果】菌株A6、B3和GY3-1的形态特征分别与幼套近明球囊霉(Claroideoglomus etunicatum)、黏质隔球囊霉(Septoglomus viscosum)和摩西斗管囊霉(Funneliformismosseae)一致。基于18SrDNA序列,将菌株A6鉴定为近明球囊霉属(Claroideoglomus),菌株GY3-1鉴定为摩西斗管囊霉(F. moessae),菌株B3鉴定为黏质隔球囊霉(S. viscosum)。基于28S rDNA序列,将菌株A6鉴定为幼套近明球囊霉(C. etunicatum),菌株B3鉴定为黏质隔球囊霉(S. viscosum),菌株GY3-1鉴定为摩西斗管囊霉(F. moessae)。基于ITS1+5.8S+ITS2序列,将菌株A6鉴定为幼套近明球囊霉(C. etunicatum),菌株B3鉴定为黏质隔球囊霉(S. viscosum),菌株GY3-1鉴定为摩西斗管囊霉(F.moessae)。而综合3种分子鉴定结果,菌株A6、B3和GY3-1分别鉴定为幼套近明球囊霉(C. etunicatum)、黏质隔球囊霉(S. viscosum)和摩西斗管囊霉(F. mosseae)。【结论】3种方式均可用于AM真菌的在种水平上的分子鉴定,以18S rDNA与28S rDNA为主的鉴定方法相对简单且快速,更适用于对AM真菌在属水平的鉴定;以ITS1+5.8S+ITS2为主的鉴定方法步骤较繁琐,但鉴定至种水平的准确性较高。3种方法的分析结果在一定程度上可互相补充,加强对AM真菌分子鉴定结果的准确性。

• 耐盐水稻长毛谷的生理测定及其全基因组测序分析

  吴湛云, 徐亮, 周鸿凯, 陈苗,

  【目的】探讨耐盐水稻长毛谷的苗期耐盐性,并对其全基因组测序数据进行分析,以期阐明长毛谷的耐盐生理机制,为挖掘优质耐盐水稻品种及改良盐碱地提供参考。【方法】以Pokkali(耐盐对照)、IR29(盐敏感对照)及前期筛选出的耐盐水稻长毛谷为试验材料,设5种盐浓度(0、80、100、120和150 mmol/L)处理,测定3份水稻材料苗期的9项表型指标和13项生理指标,并基于全基因组测序数据探讨长毛谷的耐盐生理机制。【结果】盐胁迫下长毛谷的各项表型指标受盐浓度变化的影响最小,抗氧化酶活性更强,其他活性物质、渗透调节物质含量更高,盐胁迫对其造成的细胞膜损伤更小,对盐胁迫具有较好的耐受性。相关分析结果显示,长毛谷幼苗的生物量积累与苗高、根长、根尖数、根表面积和根体积呈极显著正相关(P2O2)含量呈极显著负相关,且超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及可溶性蛋白和谷胱甘肽(GSH)含量6个生理指标间两两呈极显著正相关。通过将30个已知水稻耐盐基因蛋白序列与长毛谷蛋白序列进行比对,发现长毛谷中有28个耐盐基因的相似度和同源性达到或高于98%,而OsP5CS和OsBADH1基因的相似度分别为96%和90%;对于OsP5CS基因,长毛谷比参考蛋白序列多30个氨基酸;对于OsBADH1基因,长毛谷比参考蛋白序列少17个氨基酸,同时存在4个位点的氨基酸差异,推测该差异可能与耐盐性相关。【结论】盐胁迫下长毛谷的耐盐表现优异,且2个耐盐基因的蛋白序列与参考基因存在差异。

• 基于相关分析和主成分分析的紫花苜蓿抗镉胁迫研究

  王天楚, 段士鑫, 吴怀欣, 刘长风, 贾春云,

  【目的】探究紫花苜蓿种子在镉(Cd)胁迫下幼苗生理生化指标的变化,筛选出典型指标因子,为植物修复土壤中的Cd污染提供理论依据。【方法】紫花苜蓿种子经不同Cd浓度(0、1、5、10、15、30和50 mg/L)胁迫处理后培养生长,对其幼苗生理指标进行测定;并采用相关分析和主成分分析法对各个指标进行分析,评价Cd胁迫对紫花苜蓿生理状况的影响。【结果】随Cd浓度的增加,紫花苜蓿根细胞活力及子叶的叶绿素和可溶性蛋白含量逐渐减少,子叶的丙二醛(MDA)、羟自由基(·OH)和超氧阴离子自由基(O2-·)含量逐渐增加,幼苗中Cd含量及子叶的脯氨酸含量、可溶性糖含量、过氧化氢(H2O2)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性呈先增后减的变化趋势;当Cd浓度为1 mg/L时,SOD活性达最大值320 U/(g·min);当Cd浓度为5 mg/L时,可溶性糖含量达最大值11.276µg/g;当Cd浓度为10 mg/L时,脯氨酸含量和CAT活性达最大值,分别为80.147µg/g和77 U/(g·min);H2O2含量、POD活性和Cd含量在Cd浓度为30 mg/L时达峰值,分别为15.75μmol/g、1412 U/(g·min)和2.135 mg/g。相关分析结果显示,Cd浓度与紫花苜蓿子叶中的·OH、O2-·和MDA含量及整株幼苗中Cd含量呈极显著正相关(P<0.01,下同),与叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、可溶性蛋白和可溶性糖含量及CAT活性和根细胞活力呈极显著负相关。主成分分析结果显示,第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)累积贡献率为87.50%,根细胞活力在PC1中载荷最高,可溶性糖含量在PC2中载荷最高。【结论】紫花苜蓿对外环境中的Cd有一定富集作用,可考虑将其用作修复Cd污染地区土壤的植物之一,且根细胞活力和可溶性糖含量可作为评价Cd胁迫对紫花苜蓿影响的重要指标。

• 水肥耦合对土壤碳氮储量、理化性质及三七产量和皂苷含量的影响

  刘香凝, 脱云飞, 王昭仪, 黎建强, 向萍, 何霞红, 杨启良,

  【目的】探究不同水肥耦合条件对土壤碳氮储量、理化性质及三七产量和皂苷含量的影响,为三七水肥调控及土壤碳氮固定潜力研究提供理论依据。【方法】2019—2021年在云南省泸西县三七种植基地进行试验,选取3年生三七为研究对象,设3个灌水水平W1(5 mm)、W2(10 mm)和W3(15 mm)和4个按生育期(根增期—苗期—花期—果期)配比的施肥水平F1(360-360-360-360kg/ha)、F2(288-360-432-360kg/ha)、F3(216-432-432-360kg/ha)和F4(144-576-288-432kg/ha),以不进行灌溉施肥为对照(CK)。测定各生育期不同处理的土壤碳氮储量及理化性质,并于2021年11月采集新鲜三七植株测定其产量和皂苷含量,采用主成分降维分析方法探讨土壤碳氮储量与各因子的关系。【结果】相同水肥耦合条件下土壤碳氮储量随土层深度增加而减少,随生育期推进基本呈先增后减的变化规律,其中以花期最高,最大值分别为82.07 t/ha(W1F4处理)和4.41 t/ha(W2F3处理),土壤有机碳储量积累关键期在苗期—花期,全氮储量积累关键期在根增期—苗期。各土壤养分含量以W2F3和W3F4处理较高,降低根增期施肥比例并增加苗期施肥比例能提高土壤养分含量。土壤碳氮储量变化主要依赖于全磷、全钾、速效钾、速效磷、硝态氮及铵态氮含量,碳氮储量增加能提高三七产量及三七皂苷R1含量。主成分降维分析结果表明,全磷、全钾、铵态氮及硝态氮含量对碳氮储量具有显著正向影响(P<0.05)。【结论】土壤碳氮储量与养分含量变化具有趋同性,其中以W2F3和W3F4处理有利于土壤碳氮累积与养分增加,适当增加苗期施肥比例有助于增加土壤碳氮储量并提高三七产量。

• 不同树种套种下细叶麦冬生长状态及林地土壤性状差异分析

  张姣佼, 万欣, 王保松, 王磊, 邢玮,

  【目的】评价不同树种套种细叶麦冬的生长状态及林地土壤性状差异,以期了解林下环境对细叶麦冬生长的影响,筛选适宜其生长的套种模式,为优化麦冬的林下栽培方式及林下药用植物合理化种植提供参考。【方法】设4种细叶麦冬种植模式:模式1,女贞套种细叶麦冬;模式2,落羽杉套种细叶麦冬;模式3,樱花+榉树套种细叶麦冬;模式4,非林下单一种植细叶麦冬(对照)。比较不同模式下细叶麦冬叶长、叶宽、鲜重和干重等生物量,测定叶片叶绿素含量、块根营养物质含量和林地土壤养分等指标,并通过方差分析和相关分析进行综合评价。【结果】不同套种模式样地环境存在差异,年均温与年均光照强度均为模式4&gt;模式2&gt;模式1&gt;模式3。与对照相比,3种套种模式均提高了细叶麦冬的生物量及叶绿素含量。其中模式3下细叶麦冬叶片生长状态最好,生物量和叶绿素含量均最高;其次为模式1的细叶麦冬生长较好。4种模式下细叶麦冬块根黄酮和多糖含量存在差异,模式3的细叶麦冬块根黄酮含量最高(0.43 mg/g),模式1的细叶麦冬多糖含量最高(171.02 mg/g)。套种模式同时提升了林下土壤养分含量,其中模式3的土壤全氮、全磷、全钾和全氮含量均最高。相关分析结果表明,细叶麦冬叶部指标与年均温和年均光照强度呈显著(PP<0.01,下同)负相关,块根性状与土壤养分呈显著或极显著正相关。【结论】与非林下单一种植相比,3种套种模式产生的适度遮阴效果及对土壤养分的改善均有利于细叶麦冬生长,但不同树种对细叶麦冬的影响存在差异,其中樱花+榉树和女贞与细叶麦冬的套种效果较好。

• 铝诱导玉米根系分泌异羟肟酸及对光照和铁素的响应

  莫碧霞, 蒙寅恬, 朱涵钰, 姚校娟, 杨曙, 黎晓峰, 唐新莲,

  【目的】探究铝胁迫对玉米根系异羟肟酸分泌量和玉米植株异羟肟酸含量的影响及其相关性,分析铝胁迫下玉米根系异羟肟酸分泌对环境条件(光照和铁素)的响应,为进一步探明玉米耐铝机制提供理论依据。【方法】以泰玉11号(耐铝品种)和郑单958(铝敏感品种)为试验材料,采用水培法,设0µmol/L(对照)和20µmol/L AlCl3处理,分别在3、6、9、12和24 h后,测定玉米根系异羟肟酸分泌量和玉米植株体内异羟肟酸含量,分析玉米根系异羟肟酸分泌量与植株体内异羟肟酸含量的相关性;设光照条件为自然光照(14 h光照/10 h黑暗)和黑暗(24 h),Fe3+浓度为0、5、10和20µmol/L,用0和10µmol/L AlCl3处理24 h后,测定玉米根系异羟肟酸分泌量,分析铝胁迫下光照条件与铁素对玉米根系异羟肟酸分泌的影响。【结果】随着铝胁迫时间的延长,泰玉11号根系异羟肟酸分泌量呈增加趋势,铝胁迫9 h后,开始显著高于对照(PPP<0.01,下同)正相关,而郑单958的分泌量与根系异羟肟酸含量无显著相关性,与叶片异羟肟酸含量呈显著或极显著负相关,铝诱导根系分泌量的增加与根系和叶片的异羟肟酸含量增加同步。黑暗条件显著提高铝胁迫下玉米根系异羟肟酸的分泌量,铝胁迫下玉米根系异羟肟酸分泌量随着铁浓度的升高整体呈增加趋势,在20µmol/L以上铁浓度时达最高值。【结论】铝诱导耐铝玉米品种泰玉11号分泌异羟肟酸,异羟肟酸的分泌可能与植株体内的异羟肟酸合成代谢相关,铝可能调控异羟肟酸合成代谢与分泌,环境条件(光照和铁素)显著影响铝诱导的玉米根系异羟肟酸分泌量。

• 棕色鳃金龟线粒体基因组全序列测定及分析

  南彦斌, 刘占玲, 潘学能, 张晓军, 周渊涛,

  【目的】测定分析棕色鳃金龟(Holotrichia titanis)线粒体基因组全序列,并基于线粒体基因组序列探讨棕色鳃金龟的系统发育关系,为揭示棕色鳃金龟的分类地位及对其进行分子生物学研究提供科学依据。【方法】利用Illumina NovaSeq二代测序技术对棕色鳃金龟的线粒体基因组进行测序,并对其基因结构特点及碱基组成进行分析。基于17种鞘翅目与3种直翅目外群昆虫的蛋白编码基因(Protein-codinggenes,PCGs)序列,应用邻接法(Neighborjoining,NJ)和最大似然法(Maximum likelihood,ML)构建系统发育进化树,分析棕色鳃金龟与其他昆虫的系统发育关系。【结果】棕色鳃金龟线粒体基因组全长16851 bp(登录号MZ726798.1),包含37个基因,分别为13个PCGs、22个t RNA基因和2个rRNA基因,以及1个非编码控制区(D-loop)。棕色鳃金龟线粒体基因组基因之间存在重叠或基因间隔区,其线粒体全基因组中AT含量占比74.30%,碱基组成表现出明显的AT偏好性(AT-skew),且AT-skew为正值,GC偏好性(GC-skew)为负值。PCGs中,cox1基因以特殊的TTG为起始密码子,其余12个基因均以典型的ATN为起始密码子。在22个tRNA基因二级结构中,除trnS1基因因缺少1个二氢尿嘧啶(DHU)导致不能形成完整的三叶草结构外,其余tRNA基因均能形成典型的三叶草结构。系统发育分析结果显示,棕色鳃金龟与暗黑鳃金龟(Holotrichia parallela)聚在同一小分支上,二者亲缘关系较近。【结论】获得了棕色鳃金龟线粒体基因组全序列,棕色鳃金龟线粒体基因组符合金龟科昆虫线粒体基因组的一般特征;棕色鳃金龟与暗黑鳃金龟在线粒体基因组学和系统发育上非常相似,在进化上有着相似的进化史。

• 番茄潜叶蛾雌雄成虫肠道可培养细菌多样性研究

  常吕恕, 罗忠荣, 杨光源, 杨韵, 孙淦琳, 杨航, 杨进波, 张庭发, 易小光, 陈斌,

  【目的】明确番茄潜叶蛾雌雄成虫肠道可培养细菌的组成结构及多样性,为番茄潜叶蛾肠道细菌多样性和功能的深入研究提供理论依据。【方法】采用传统分离培养法对番茄潜叶蛾雌雄成虫肠道可培养细菌进行分离培养,并根据菌株的菌落形态和16S rDNA序列进行种属鉴定。【结果】从番茄潜叶蛾雌成虫肠道中分离得到16株细菌,分属于2门7科12属,优势门、科、属、种分别为变形菌门(Proteobacteria)(84.30%)、肠杆菌科(Enterobacteriaceae)(83.79%)、肠杆菌属(Enterobacter)(83.38%)和成都肠杆菌(E. chengduensis)(81.86%),Brachybacterium ginsengisoli(6.32%)、耐盐节杆菌(Arthrobacter pascens)(2.04%)和B. vulturis(1.33%)为主要细菌种类;从番茄潜叶蛾雄成虫肠道中分离得到12株细菌,分属于2门3科6属,优势门、科、属、种分别是厚壁菌门(Firmicutes)(74.02%)、芽孢杆菌科(Bacillaceae)(73.36%)、芽孢杆菌属(Bacillus)(67.12%)和蜡样芽孢杆菌(B. cereus)(25.91%),Atlantibacter subterranea(21.64%)、花域芽孢杆菌(B. vallismortis)(17.48%)和嗜气芽孢杆菌(B. aerophilus)(14.05%)为主要细菌种类。【结论】从番茄潜叶蛾雌雄成虫肠道中共分离到3门9科18属27种细菌,其中在雌成虫肠道中分离到2门7科12属16种细菌,以肠杆菌属为优势菌属,在雄成虫肠道中分离到2门3科6属11种细菌,以芽孢杆菌属为优势菌属;雌雄成虫肠道中未分离到同种细菌。

• 贵州湄潭茶园茶树日灼病发病特征及影响因素分析

  王天一, 黄兴成, 王钰茹, 张彤, 石孝均, 陈新平, 张福锁,

  【目的】探索贵州湄潭茶园茶树日灼病发病特征及影响因素,为区域开展茶园抗旱减灾提供理论参考。【方法】采用典型样地调查法对贵州湄潭县150个茶园的茶树日灼病发病特征进行调查,分析茶树特征、栽培管理和地形条件等因素对茶树日灼病发病特征的影响;采用随机森林(Random forest,RF)模型研究各因素对茶树日灼病发病程度影响的相对重要性。【结果】贵州湄潭茶园茶树日灼病发病率高达85.3%,发病程度平均值为30.8%。不同茶树品种日灼病发病程度存在差异,其中福鼎大白茶日灼病发病程度最高,平均值为45.9%,显著高于黔湄601、黔湄502和黔湄809(P820 m的茶园;不同地理位置以沟谷茶园的茶树日灼病发病程度最高,平均值达50.8%,坡腰最低,平均值为24.6%;不同坡度以平坡茶园的茶树日灼病发病程度最高,平均值达40.9%,陡坡最低,平均值仅为10.3%。随机森林模型分析结果显示,影响茶树日灼病发病程度的首要因素是植茶前土地利用方式,其相对重要性最高,达23.9%,其次为茶树品种。【结论】茶树日灼病发病特征受植茶前土地利用方式、茶树品种、地形坡度、海拔高度、地理位置和有无遮荫树的影响,其中植茶前土地利用方式是首要影响因素。应加强对品种为福鼎大白茶、植茶前土地利用方式为水田、区域内低海拔、处于沟谷和平坡茶园的干旱预防,并适当种植遮荫树,以有效减轻茶树受干旱高温的影响。

• 云南地区月季白粉病发生及抗性鉴定

  杨佳, 刘家迅, 梁明泰, 李学, 朱洪凤, 王春, 吴红芝,

  【目的】明确不同月季品种资源对白粉病的抗性并筛选抗性资源,为防控月季白粉病和抗病月季品种培育提供理论依据。【方法】在云南地区月季生长的主要时期(5、8和11月),对国家林草植物新品种昆明测试站(嵩明)资源圃674份月季品种田间白粉病自然发病和抗性情况进行调查,每个品种随机选取5株调查病斑占叶面的百分率,根据病情指数进行抗性评价;采集大丰收月季白粉病新鲜病样(SM),对其进行分离纯化并观察其形态特征;提取月季白粉病基因组DNA并进行PCR扩增;采用NCBI将月季白粉病ITS序列与不同白粉病病原种进行BLAST同源比对,并基于该序列相似性构建不同寄主白粉病系统发育进化树;进行月季白粉病病原菌回接,对月季离体接种病原菌后进行抗性鉴定。【结果】对674份月季品种3个季节的田间白粉病自然抗性调查结果表明,春季(5月)表现为抗性的月季品种有211个,其中77个品种高抗,81个品种抗病,53个品种中抗,分别占11.42%、12.02%和7.86%;夏季(8月)表现为抗性的月季品种有129个,其中6个品种高抗,25个品种抗病,98个品种中抗,分别占0.89%、3.71%和14.54%;秋季(11月)表现为抗性的月季品种有120个,其中7个品种高抗,53个品种抗病,60个品种中抗,分别占1.04%、7.86%和8.90%。BLAST同源比对及系统发育进化树结果显示,SM菌株的基因片段与Podosphaera pannosa基因相似性均在99%以上,SM菌株与来自不同区域白粉菌AB525939.1(蔷薇)、DQ139429.1(月季)和KF571742.1(月季)的亲缘关系最近,月季白粉菌具有高度专性寄生的特点;对每个等级3个品种共18个月季品种的离体叶片人工接种结果表明,人工离体接种结果与田间抗性表现一致。【结论】月季白粉病田间抗性主要受遗传影响,大部分供试月季品种资源易感白粉病;云南地区春季月季植株的抗性等级高于夏季和秋季;筛选出榴花秋舞、姜乳酒、金色庆典、紫虎、巴西诺和丰花玫瑰6个高抗品种,可为月季白粉病抗性基因挖掘和抗病月季品种培育提供抗性种质。

• 金银花内生叶斑病菌拮抗菌分离鉴定及生防效果测定

  吴小云, 何朋杰, 罗喜燕, 崔文艳,

  【目的】从金银花叶片中筛选获得对金银花叶斑病病原菌具有良好拮抗效果的生防菌株,旨在为金银花叶斑病的生物防治提供合适的菌种资源,为金银花产业的高质量发展打下基础。【方法】以金银花叶片为材料,利用梯度稀释涂板法分离并纯化内生芽孢杆菌;采用牛津杯平板对峙试验筛选对金银花叶斑病病原菌具有拮抗作用的菌株;通过离心管温浴试验评估拮抗菌株对叶斑病菌形态的影响;通过牛津杯平板对峙试验检测拮抗菌株脂肽类抗生素粗提液对叶斑病菌菌丝生长的抑制作用;通过温室盆栽试验评估拮抗菌株对金银花叶斑病的防治效果;结合形态学、生理生化和分子生物学特征对拮抗菌株进行鉴定;利用平板对峙法测定拮抗菌株的抑菌谱。【结果】从金银花叶片中共分离得到120株内生芽孢杆菌,通过平板对峙法筛选获得4株对金银花叶斑病病原菌具有较好抑制效果的拮抗菌株,4株菌株对金银花叶斑病菌的拮抗效果无显著差异(P>0.05),随机选取菌株HC-14开展后续研究。平板对峙试验结果,菌株HC-14对金银花叶斑病菌具有良好的拮抗效果,其抑菌率为49.38%。离心管温浴试验结果,菌株HC-14的上清液对金银花叶斑病菌具有较强的抑制效果。牛津杯平板对峙试验结果,菌株HC-14的脂肽类抗生素粗提液对金银花叶斑病菌具有一定的抑制效果,其抑菌率为11.44%。盆栽试验结果,喷施接种菌株HC-14发酵液后第21 d,预防组、治疗组和保护组的病情指数分别仅为6.94、6.35和4.21,防治效果依次为76.62%、78.59%和85.79%。结合菌落形态、生理生化及分子生物学鉴定结果,将菌株HC-14鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。菌株HC-14抑菌谱测定结果,菌株HC-14除对青枯劳尔氏菌无抑菌效果外,对10种常见的致病菌均有不同程度的抑制作用。【结论】枯草芽孢杆菌菌株HC-14的抑菌谱较广,具有开发为金银花叶斑病生防菌剂的潜力。

• 生防微生物对植物病原线虫主要作用机制概述

  徐雪亮, 范琳娟, 吴彩云, 姚健, 康美花, 刘子荣, 彭德良, 姚英娟,

  植物病原线虫是为害多种作物的病原微生物,给许多作物的生产造成巨大的经济损失,已成为全球粮食和蔬菜安全生产的一个重要制约因素。长期以来对植物病原线虫的防治依赖于化学农药,产生了严重的环境污染和食品安全问题,亟需安全、绿色、高效的化学防治的替代策略。生防微生物对环境相对友好,是替代化学防治的有效途径。文章阐述了植物病原线虫的主要种类与取食机制、不同种类微生物对植物病原线虫的主要作用机制及国内外最新的研究成果,在前人研究基础上综述了生防微生物对植物病原线虫的诱捕、寄生、产生拮抗物质、竞争资源和空间、诱导植物自身防御反应等主要作用机制。提出今后的研究重点:一是实验室内筛选出的拮抗植物病原线虫生防菌株在田间环境中难免受到生物或非生物因素的影响而降低防治效果,在田间条件下应用生防菌株及相关产品的稳定性及高效性是今后的主要挑战之一;二是目前利用微生物研发的商用生物防治植物病原线虫的产品只有少数被开发出来,登记注册的产品稀少,研发高效、稳定、成熟的生防菌剂相关产品并在市场上应用是今后需要解决的问题;三是微生物对病原线虫的作用机制复杂多样,各因素之间的互作关系也错综复杂,是今后利用微生物资源防治植物病原线虫的研究重点与难点。

• 芋不同组织淀粉生物合成和代谢相关基因的差异表达分析

  何芳练, 刘莉莉, 邱祖杨, 董伟清,

  【目的】开展芋(Colocasia esculenta)不同组织的转录组试验,为芋基因功能和代谢调控网络的分子机制研究提供基因资源。【方法】采集播种90 d的荔浦芋1号芋球茎、叶片、叶柄和根进行生理检测和转录组测序,对不同组织的差异表达基因(DEGs)进行GO和KEGG功能富集分析,并对淀粉生物合成和代谢相关基因进行发掘和表达模式分析。【结果】芋球茎的淀粉和可溶性糖含量分别为134.85和23.92 mg/g,在4种组织中含量最高。转录组测序共获得85.41 Gb Clean data,与参考基因组比对效率为90.30%~92.56%,共33828个基因获得功能注释。不同组织间DEGs数量为5625~10562个。球茎与根、叶片和叶柄的比较组中,在生物过程中分别富集到与淀粉生物合成和代谢相关的GO功能2、5和5个;KEGG富集分析显示,在淀粉和蔗糖代谢途径分别富集到146、161和126个DEGs。通过富集分析发掘涉及淀粉生物合成和代谢相关DEGs共82个,其在4种组织中呈不同表达模式,其中ADP-葡萄糖焦磷酸化酶基因(AGPase基因)(Taro_004018和Taro_026553),颗粒结合淀粉合成酶基因(GBSS基因)(Taro_033806),以及淀粉分支酶基因(SBE基因)(Taro_009230)等基因在球茎的表达显著高于其他组织(P<0.05)。【结论】GO和KEGG功能富集分析显示芋4种组织在代谢功能方面有差异,球茎在淀粉含量及淀粉生物合成关键酶基因的表达高于其他组织,是淀粉的储藏器官。

• 茶李间作对茶树生长及秋季绿茶品质的影响

  杨丽冉, 蒋宾, 焦文文, 钟晓雪, 刘琨毅, 刘明丽, 李丽霞, 彭康丽, 罗学平,

  【目的】研究茶李间作对茶树生长和秋季绿茶品质的影响,为茶园间作李树的可行性判定和提高夏秋茶的利用率提供理论依据。【方法】以福选9号为试材,测定单作茶园和间作茶园的百芽重、百克芽数等生长指标,运用分光光度法、高效液相色谱法(HPLC)和气相色谱—质谱法(GC-MS)检测秋季绿茶茶多酚、游离氨基酸、儿茶素、黄酮、氨基酸组分和香气物质等主要品质成分。【结果】间作茶园的相对湿度、百芽重、游离氨基酸、水浸出物、茶氨酸、酪氨酸和组氨酸等指标均显著高于对照茶园(P<0.05,下同),百克芽数、茶多酚、黄酮和酯型儿茶素等指标均显著低于对照茶园。共鉴定出205种香气成分,包括醛类、酯类、醇类、烯烃类、芳烃类、酮类、烷烃类和杂环化合物等,其中酯类和烯烃类的相对含量最高。主成分分析和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)表明,对绿茶香气有花香贡献的水杨酸甲酯、芳樟醇、顺式芳樟醇吡喃氧化物、(Z)-3-己烯醇,以及有栗香贡献的(Z)-己酸-3-己烯酯、苯甲醛、己醛和苯乙醛的相对含量,均显著高于对照茶园。相关分析表明,茶多酚、黄酮和酯型儿茶素与涩味和苦味强度呈显著正相关,与鲜醇度和甜味强度呈显著负相关;水浸出物、茶氨酸和酪氨酸与鲜醇度和甜味强度呈显著正相关,与涩味和苦味强度呈显著负相关;水杨酸甲酯、芳樟醇、苯甲醛和己醛等23种香气物质均与栗香和花香呈正相关,与清香、青香呈显著负相关。【结论】茶园间作李树能增强茶树生长势,改善茶园小气候,降低秋季绿茶的苦涩味,提高鲜爽度、栗香和花香,整体感官品质得到明显改善,可为今后继续在川南茶区推广应用茶李间作模式提供参考。

• 盐胁迫对2个葡萄品种扦插苗光合特性及抗氧化能力的影响

  徐文清, 李少楠, 方啸宇, 宋思言, 葛孟清, 宋长年, 房经贵,

  【目的】研究盐胁迫对2个葡萄品种扦插苗光合特性及抗氧化能力的影响,为探究葡萄抗盐机理和盐碱土的改善及利用提供理论依据。【方法】设100 mmol/L NaCl浇灌巨峰和阳光玫瑰葡萄盆栽扦插苗为盐胁迫处理,清水灌溉为对照(CK),分别于胁迫0、7、14、21和28 d调查2个品种葡萄植株盐害症状并计算盐害指数;测定叶绿素荧光参数与过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化氢酶(APX)活性及丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)和可溶性蛋白含量;对2个葡萄品种在盐害胁迫处理下的各生长与生理指标进行主成分分析和隶属函数分析。【结果】巨峰和阳光玫瑰2个葡萄品种的盐害症状均表现为盐胁迫前期老叶首先出现叶缘焦枯并伴有褐色斑点,胁迫后期叶片失绿萎蔫至枯黄。阳光玫瑰表现盐害症状较巨峰早;2个葡萄品种的株高、茎粗和叶片数随盐害胁迫天数的增加均呈先升高后降低的变化趋势;胁迫处理28 d时,阳光玫瑰盐害指数(87.29%)明显高于巨峰盐害指数(31.67%)。2个葡萄品种的叶片叶绿素含量、PSⅡ最大光化学产量(Fv/Fm)、实际光化学效率Y(Ⅱ)和光化学淬灭系数(qP)总体上呈下降趋势;非光化学淬灭系数(NPQ)、POD和SOD活性呈先升高后降低的变化趋势,而非调节能量耗散的量子产额Y(NO)、APX活性和MDA、Pro和可溶性蛋白含量均呈上升趋势;巨峰和阳光玫瑰在盐害胁迫下的平均隶属函数值为0.52和0.51,巨峰的盐胁迫耐受性略高于阳光玫瑰。【结论】盐害胁迫下,巨峰和阳光玫瑰2个葡萄品种对盐害胁迫的响应趋势相同但响应程度存在差异,巨峰的盐耐受性高于阳光玫瑰;叶绿素含量、Fv/Fm、NPQ、qP、Y(Ⅱ)、Y(NO)、POD活性和Pro含量可作为葡萄耐盐性的评价标准。

• 不同自发气调包装袋对菜心薹茎木质化的影响

  巫梅婷, 王玲, 刘海, 陈于陇,

  【目的】探究自发气调包装和市购聚乙烯膜包装对菜心薹茎木质化的影响,并分析细胞壁相关酶基因的表达水平,以期为菜心保鲜贮运和木质化调控机理研究提供理论依据。【方法】以宁夏四九菜心为试验材料,分别测定常温(25℃)贮藏期间(8 d)3种包装袋自发气调包装(MP20、MP30)和聚乙烯薄膜(对照)包装菜心薹茎的生理指标,以及包装袋内的O2和CO2含量,并通过实时荧光定量PCR分析薹茎纤维素酶基因(BrCEL3)、木葡聚糖转葡糖基酶基因(BrXET2、BrXET3)和β-甘露聚糖酶基因(BrMAN1、BrMAN5和BrMAN6)的表达情况。【结果】贮藏期间MP20和MP30自发气调包装袋能有效延缓菜心薹茎硬度增加,减少水分流失;袋内气体成分变化,形成低O2高CO2的环境;使薹茎在贮藏结束时尚含有较高的可溶性蛋白含量(0.54和0.93 mg/g)和维生素C含量(0.45和0.62 mg/g),抑制木质素合成关键酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(POD)活性的增加;减少木质素含量积累和纤维素增加,至贮藏结束,MP20和MP30气调包装的薹茎木质素含量分别为0.28和0.27 mg/g,较对照分别降低12.50%和15.63%,而纤维素含量分别为4.16和4.60 mg/g,较初始值分别降低32.57%和25.41%;抑制丙二醛(MDA)含量增加,贮藏至4~8 d时MDA含量显著低于对照(PBrCEL3和BrMAN5、BrXET2和BrXET3、BrMAN1和BrMAN6基因相对表达量的变化趋势两两类似,且均低于对照(MP20的第4 d除外)。【结论】自发气调包装可有效减少常温贮藏期间菜心薹茎的木质素和纤维素含量积累,减缓木质化进程。经综合分析,MP30气调包装对菜心薹茎的贮运保鲜及减缓木质化更有利。

• 不同杀青方式对黄金芽绿茶γ-氨基丁酸含量及品质成分的影响

  彭叶, 郜秋艳, 李美凤, 杨云, 黄涛, 刘建军,

  【目的】研究不同杀青方式对真空厌氧处理黄金芽绿茶γ-氨基丁酸(GABA)含量和主要品质成分的影响,筛选出能有效保留GABA和提高茶叶品质的最佳杀青方式,为高含量GABA黄金芽绿茶生产及黄金芽精深加工提供理论依据。【方法】通过微波、滚筒、蒸汽和锅炒4种杀青方式对常温下真空厌氧处理6 h后的茶样进行杀青处理,运用高效液相色谱法(HPLC)检测茶叶GABA含量,并根据国家标准方法测定水浸出物(AE)、游离氨基酸、咖啡碱(CAF)、茶多酚、儿茶素组分和类黄酮等主要品质成分含量,同时利用主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)方法对黄金芽绿茶特征性成分进行分析。【结果】微波杀青对黄金芽绿茶GABA含量保留效果最好,为1.66mg/g,达GABA茶的标准(≥1.50mg/g);其游离氨基酸总量(3.88%)、简单儿茶素总量(50.92mg/g)、表没食子儿茶素(EGC)含量(41.47 mg/g)、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)含量(64.48 mg/g)、表儿茶素没食子酸酯(ECG)含量(2.45 mg/g)、儿茶素没食子酸酯(CG)含量(13.70 mg/g)、儿茶素总量(134.20 mg/g)和类黄酮总量(11.54 mg/g)均显著高于其他3种杀青方式加工的绿茶(P<0.05);茶多酚含量和酚氨比均低于其他茶样,分别为16.03%和4.13;CAF含量为40.07 mg/g,较蒸汽杀青茶样低,但在绿茶中已达较高水平。PCA结果显示微波杀青加工的茶样主要品质成分明显区别于其他杀青方式,且儿茶素(C)、杨梅素(Myr)、GABA、没食子酸(GA)、CAF、AE和表儿茶素(EC)是引起微波杀青、滚筒杀青、蒸汽杀青和锅炒杀青茶样品质成分存在差异的主要标志性成分。【结论】微波杀青方式加工的黄金芽绿茶GABA含量保留量最高,品质成分损耗最小,总体品质优异,可作为加工黄金芽GABA绿茶的最佳杀青方式。

• 基于响应面优化大麦籽粒总黄酮提取及抗氧化活性分析

  杨涛, 环慧敏, 陈佳, 普晓英, 杨晓梦, 李娥贤, 李霞, 杨丽娥, 曾亚文,

  【目的】利用响应面法对大麦籽粒总黄酮提取工艺进行优化,并分析其抗氧化活性,为研究和开发大麦籽粒中黄酮类化合物提供科学参考。【方法】通过单因素试验考察不同振荡方法(普通振荡器振荡和超声波振荡)的提取时间、不同提取液种类(甲醇和乙醇)及其浓度和不同料液比对大麦籽粒总黄酮提取量的影响,确定主要影响因素,然后采用响应面法优化大麦籽粒总黄酮提取工艺,并通过1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)法评价大麦总黄酮的抗氧化活性。【结果】单因素试验筛选出提取液为乙醇,采用超声波提取。建立回归模型:Y=5968.42+1148.42A-80.73B+84.16C+312.09AB-39.94BC-955.41A2-790.56B2-316.62C2(Y为总黄酮提取量,A为乙醇体积分数,B为料液比,C为超声波提取时间);乙醇体积分数对大麦籽粒总黄酮提取量有极显著影响(PP>0.05)。优化的超声波提取大麦籽粒总黄酮工艺条件:乙醇体积分数56%、料液比1:20、超声波提取时间89 min,在此条件下得到大麦籽粒总黄酮提取量为6201.0µg/g。大麦籽粒总黄酮对DPPH自由基具有一定的清除能力,在50~300µg/mL范围内,清除能力与大麦总黄酮浓度有一定的相关性。【结论】通过响应面法优化的大麦籽粒总黄酮提取工艺可有效提高提取效果,缩短提取时间,提取的大麦黄酮具有较强的抗氧化活性。

• 橙皮苷调控Bcl-2/Bax-Caspase3信号通路阻抑H2O2诱导的奶牛乳腺上皮细胞凋亡

  刘嘉烁, 彭灿, 汤少勋, 韩雪峰, 谭支良,

  【目的】探析橙皮苷对奶牛乳腺上皮细胞凋亡的阻抑效果及其分子作用机制,为其在促进奶牛乳腺器官生长发育和维持泌乳功能领域的应用提供理论依据。【方法】以1000μmol/L H2O2处理奶牛乳腺上皮细胞8 h构建细胞凋亡模型,再用120μg/mL橙皮苷处理24 h,然后采用CCK-8法测定奶牛乳腺上皮细胞活性,通过激光共聚焦显微镜、流式细胞仪和DNA凝胶电泳检测细胞凋亡情况,利用实时荧光定量PCR检测奶牛乳腺上皮细胞的Bcl-2、Bax和Caspase3基因表达水平,并以Western blotting检测Bcl-2、Bax和Caspase3蛋白的表达变化。【结果】与空白对照组(CK)相比,H2O2组奶牛乳腺上皮细胞活性极显著下降(PP2O2组相比,H2O2+橙皮苷组奶牛乳腺上皮细胞活性显著上升,细胞凋亡比例极显著降低,且DNA片段的梯状条带减少。在Bax、Bcl-2和Caspase3基因及其蛋白表达方面,H2O2组奶牛乳腺上皮细胞中的Bax和Caspase3基因及其蛋白表达水平显著或极显著高于CK组,而Bcl-2基因及其蛋白表达水平较低;橙皮苷组奶牛乳腺上皮细胞的Bax和Caspase3基因及其蛋白表达水平显著低或极显著于CK组,Bcl-2基因及其蛋白表达水平则均高于CK组;与H2O2组相比,H2O2+橙皮苷组奶牛乳腺上皮细胞的Bax和Caspase3基因及其蛋白表达极显著下调,而Bcl-2基因及其蛋白表达极显著上调。【结论】橙皮苷通过Bcl-2/Bax-Caspase3信号通路阻抑H2O2诱导的奶牛乳腺上皮细胞凋亡,有效提高细胞活性,故推测橙皮苷对促进乳腺器官发育和维持泌乳能力具有良好的正向效应。

• 湖羊m6A甲基转移酶METTL14基因CDS序列克隆及表达谱分析

  张丹, 陈博雯, 杨博辉, 刘建斌, 卢曾奎,

  【目的】克隆湖羊甲基转移酶样蛋白14基因(METTL14)编码区(CDS)序列,探究其分子特征及组织表达分布规律,为揭示METTL14基因调控湖羊肌肉发育的特异性分子机制打下基础。【方法】提取湖羊肌肉组织RNA并反转录合成cDNA,以cDNA为模板扩增METTL14基因CDS序列,通过ProtParam、ProtScale、SignaIP-6.0等在线软件进行生物信息学分析,并利用实时荧光定量PCR进行湖羊METTL14基因组织表达谱分析。【结果】湖羊METTL14基因CDS序列全长1371 bp,共编码456个氨基酸残基;湖羊METTL14基因CDS序列与黄牛、人类、小鼠、大鼠、猕猴、山羊、弯角剑羚、马、双峰驼、野牦牛、野猪和水牛等12个参考物种的METTL14基因核苷酸序列相似性为89.28%~99.78%,对应的METTL14氨基酸序列相似性为98.66%~100.00%;基于METTL14基因核苷酸序列相似性构建的系统发育进化树显示,湖羊与山羊的亲缘关系最近,与双峰驼的亲缘关系较远。湖羊METTL14蛋白分子式为C2277H3575N669O709S16,分子量为52179.45 Da,理论等电点(pI)为5.89,不存在信号肽,无跨膜结构域,具有较强的亲水性,属于不稳定蛋白,主要分布在细胞核(占69.6%);湖羊METTL14蛋白包含12个α-螺旋和10个β-折叠,但以无规则卷曲为主。METTL14基因在湖羊的心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、大脑、睾丸、肌肉及皮下脂肪中均有表达,以心脏中的相对表达量最高,而肝脏中的相对表达量最低。【结论】METTL14作为m6A甲基化的核心蛋白,在物种进化过程中高度保守;METTL14基因在湖羊肌肉和脂肪等多个组织中均有表达,且表达量与机体的代谢活动相关,可作为调控湖羊肌肉生长发育的候选基因进一步研究。

• 猴痘病毒E2L蛋白的表达、纯化及免疫原性评价

  贾梦乐, 熊嘉琦, 杨领弟, 王毅豪, 孙静婷, 王婷, 黎美凤, 孔令保, 彭棋,

  【目的】构建猴痘病毒E2L蛋白原核表达载体,经诱导表达及纯化鉴定后免疫接种昆明小鼠评价其免疫原性,为猴痘病毒诊断试剂、疫苗和特异性治疗药物的研发打下基础。【方法】根据GenBank已公布的猴痘病毒基因组序列优化密码子后合成E2L基因,将其克隆至表达载体pET-28a(+)上构建原核表达载体pET-28a-E2L,然后转化大肠杆菌BL21(DE3)受态细胞,采用控制变量的方法对融合蛋白最佳诱导表达条件进行优化,通过SDS-PAGE和Western blotting进行鉴定。融合蛋白经His-Bind柱亲和层析纯化后,经腹腔注射免疫昆明小鼠,从免疫当天(第0 d)开始每隔7 d通过断尾法采集昆明小鼠血清1次,采用ELISA检测血清抗体效价。【结果】以构建的原核表达载体pET-28a-E2L转化BL21(DE3)受态细胞后,经IPTG诱导,能成功表达获得融合蛋白E2L,且主要以包涵体的形式进行表达。融合蛋白E2L的最佳诱导表达条件为40℃下以1.0 mmol/L IPTG诱导16 h,通过His-Bind柱亲和层析纯化时的最佳咪唑洗脱浓度为100 mmol/L。昆明小鼠免疫试验结果表明,纯化后的融合蛋白E2L能诱导昆明小鼠产生较高水平的体液免疫,至免疫第42 d昆明小鼠血清仍然维持较高抗体水平,抗体效价高达1∶70400,说明融合蛋白E2L具有良好的免疫原性。【结论】猴痘病毒E2L蛋白在原核表达系统能实现高效表达,且以纯化后的融合蛋白E2L免疫昆明小鼠能产生较强的体液免疫,表明具有良好的免疫原性,可用于新型猴痘病毒检测方法及预防疫苗的研发。

• 香苏杂交猪IGFBP2基因克隆、组织表达及生物信息学分析

  蒋传美, 阮涌, 李吉凤, 肖美美, 许家利, 黄家锦, 许厚强,

  【目的】探究胰岛素样生长因子结合蛋白2基因(IGFBP2)在香苏杂交猪不同生长时期及组织中的表达差异,为进一步分析IGFBP2基因对香苏杂交猪生长发育分子机制提供基础数据。【方法】采用PCR扩增得到香苏杂交猪IGFBP2基因的编码区(CDS)序列,利用在线软件对IGFBP2基因的CDS序列进行生物信息学分析,利用克隆的CDS构建系统发育进化树。使用实时荧光定量PCR检测IGFBP2基因在香苏杂交猪不同阶段各组织中表达情况。【结果】猪IGFBP2基因CDS全长951 bp,共编码316个氨基酸残基,蛋白二级和三级结构以无规卷曲为主,为亲水性稳定蛋白,且IGFBP2蛋白氨基酸序列中以甘氨酸(13.0%)和亮氨酸(12.3%)为主。同源性分析发现,香苏杂交猪IGFBP2基因与野猪、牛、绵羊和山羊的亲缘关系较近。实时荧光定量PCR结果显示,IGFBP2基因在3日龄、6月龄和12月龄香苏杂交猪的心脏中相对表达量存在极显著差异(P&lt;0.01,下同),且3日龄的相对表达量较高;在肝脏中,12月龄的相对表达量显著高于3日龄和6月龄(P&lt;0.05,下同),3日龄与6月龄无显著差异(P&gt;0.05,下同);在脾脏中,3日龄的相对表达量极显著高于6月龄和12月龄,12月龄的相对表达量显著高于6月龄;在肺脏中,3日龄的相对表达量极显著高于6月龄和12月龄,而6月龄与12月龄的相对表达量无显著差异;在肾脏中,3日龄、6月龄和12月龄的相对表达量间均存在显著差异;在背最长肌中,6月龄与12月龄的相对表达量存在显著差异,且IGFBP2基因在3个年龄阶段的背最长肌中的相对表达量均较低。【结论】IGFBP2基因在香苏杂交猪不同生长时期各组织中均差异表达,且在与甘油三酯和脂肪酸合成代谢相关组织(肝脏)中高特异性表达,可能表明IGFBP2基因对脂肪的合成、代谢和沉积具有重要调控作用。

• 鼠源eIF4A1基因克隆及其原核/真核表达鉴定

  李梦茹, 张文, 段辰星, 马良, 栗朵朵, 彭璟, 梁晶晶, 罗廷荣, 李晓宁,

  【目的】克隆昆明小鼠真核生物翻译起始因子4A1基因(eIF4A1)并构建其原核/真核表达载体,探究其结构和生物学特性,为在体内外鉴定e IF4A1互作蛋白网络打下基础。【方法】以昆明小鼠脑组织总RNA反转录合成的cDNA为模板,PCR扩增鼠源e IF4A1基因编码区(CDS)序列,然后克隆到pGEX-4T-1和pcDNA3.0载体上分别构建原核/真核表达载体;利用大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞对原核表达载体进行诱导表达、纯化及鉴定;同时以真核表达载体转染HEK-293T细胞,通过Western blotting和间接免疫荧光(IFA)检测eIF4A1蛋白在HEK-293T细胞内的表达及分布情况;并以ProtParam、ProtScale、TMHMM-2.0、SignalP-5.0、SOPMA和SWISS-MODEL等在线软件对鼠源eIF4A1蛋白进行生物学信息分析。【结果】鼠源eIF4A1基因CDS序列长1221 bp,克隆到pGEX-4T-1载体能成功构建原核表达载体pGEX-4T-eIF4A1-Flag,在25和30℃下经0.5 mmol/L IPTG诱导均能大量表达出融合蛋白eIF4A1-Flag,且主要以包涵体形式存在。将鼠源eIF4A1基因克隆至pcDNA3.0载体成功构建获得真核表达载体pcDNA3.0-eIF4A1-Flag,以其转染HEK-293T细胞后,eIF4A1蛋白在HEK-293T细胞中成功表达,且主要分布在细胞质中。生物信息学分析结果表明,eIF4A1蛋白相对分子量为46.15408 kD,理论等电点(pI)为5.267,含有407个氨基酸残基;属于不稳定的亲水性非分泌蛋白,无跨膜结构,也没有信号肽,其二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主。鼠源eIF4A1蛋白的主要互作蛋白有10个,除eIFs家族蛋白外,还包括Paip1和Pdcd4互作蛋白。【结论】eIF4A1主要是分布在细胞质,为不稳定的亲水性非分泌蛋白,无跨膜结构和信号肽,通过构建原核/真核表达载体表达获得的融合蛋白eIF4A1-Flag可用于筛选和鉴定eIF4A1互作蛋白,为深入探究eIFs的结构及生物学功能提供技术支持。

• 2022—2023年我国部分地区猪A群轮状病毒分子流行病学调查分析

  谷拉强, 陶然, 程曦, 张雪寒, 周金柱, 王丹丹, 王建新, 李彬,

  【目的】探究我国部分地区猪A群轮状病毒(RVA)的分子流行病学特征,明确当前的优势基因型,为RVA科学防控与疫苗研发提供理论依据。【方法】2022年1月—2023年3月收集江苏、江西、福建、山西和贵州5省36个规模化猪场送检的434份腹泻仔猪粪便样品,采用RT-PCR检测样品RVA阳性情况,对部分RVA阳性样品的VP7和VP4基因进行扩增及测序,与各型参考序列进行多序列比对,使用MegAlign进行核苷酸序列同源比对分析,并采用MEGA 7.0的邻接法构建系统发育进化树。【结果】RT-PCR检测结果显示,434份腹泻仔猪粪便样品中RVA阳性样品为196份,阳性检出率为45.16%。2022年与2023年初的阳性检出率分别为40.37%(132/327)和59.81%(64/107)。根据样品来源地区,RVA阳性检出率最高的是江苏(57.70%),其次是江西(55.71%),福建、贵州和山西的RVA阳性检出率分别是35.66%、30.00%和22.23%。共获得各地区12株RVA的VP4和VP7基因序列信息,遗传进化分析结果表明,G型中G9为优势基因型(占83.4%),G4和G5分别占8.3%;而P型中P7为优势基因型(占75.0%),其次为P13和P23,分别占16.7%和8.3%;12株RVA分属4种基因型组合,分别为G9P7(占75.0%)、G5P13(占8.3%)、G9P13(占8.3%)和G4P23(占8.3%)。【结论】我国部分省份猪场RVA阳性检出率持续升高,猪群中RVA基因型复杂多样,优势基因型组合为G9P7。因此,今后有必要对猪群中RVA的流行情况进行持续监测,结合基因型致病性制定预防措施并开发针对性疫苗。

• 血清4型禽腺病毒penton蛋白单克隆抗体的制备及鉴定

  罗思思, 邓显文, 谢芝勋, 张艳芳, 张民秀, 谢志勤, 谢丽基, 李孟, 王盛, 李小凤,

  【目的】制备和鉴定血清4型禽腺病毒(FAdV-4)五邻体(penton)蛋白单克隆抗体,为深入探究penton蛋白在FAdV-4感染致病机制中的作用及为抗原检测试剂研发提供抗体材料。【方法】以原核表达的FAdV-4 penton重组蛋白免疫6~8周雌性BALB/c小白鼠,加强免疫3次后,取鼠脾脏细胞与骨髓瘤细胞SP2/0进行细胞融合,通过penton-酶联免疫吸附剂测定(ELISA)和FAdV4 virus-ELISA方法分别筛选阳性杂交瘤细胞株,对筛选出的单克隆抗体杂交瘤细胞株进行亚类鉴定、特异性和广谱性鉴定及间接免疫荧光和稳定性试验。【结果】亚类鉴定结果表明,筛选获得7株能稳定分泌抗FAdV-4 penton蛋白的杂交瘤细胞株(1D11、2B3、2C4、2C9、6B3、8F12和8G11),其轻链均为Kappa链,重链3株为IgG1,4株为IgG2b;特异性检测结果表明,7株单克隆抗体只与FAdV-4反应,不与其他11种血清型FAdV及NDV、ARV、EDSV和IBV等常见禽病病原体发生交叉反应;广谱性鉴定结果表明,7株单克隆抗体均可与19株FAdV-4分离株结合,广谱性好;间接免疫荧光试验结果表明,7株单克隆抗体均与感染FAdV-4的鸡胚肝细胞(CEL)结合,出现明亮的绿色荧光。对筛选出的3株单克隆抗体(6B3、8F12和8G11)进行稳定性检测,发现其稳定性良好。【结论】通过单克隆抗体制备和鉴定获得3株与FAdV-4蛋白结合效果较好并具有特异性和广谱性的FAdV-4 penton蛋白杂交瘤细胞株(6B3、8F12和8G11),能稳定分泌penton蛋白单克隆抗体,为深入研究penton蛋白在FAdV-4感染致病机制中的作用提供单抗,为FAdV-4抗原检测试剂的研发打下基础。

• 无脊椎动物脂肪酸结合蛋白的研究进展

  王姮, 刚德报, 魏仁杰, 马晓芸, 李元鑫, 丁君,

  脂肪酸结合蛋白(Fatty acid binding proteins,FABPs)是一类来自共同祖先基因的小分子蛋白,广泛存在于动物肠道、心脏、脑、脂肪和肌肉等多种组织中,能特异性结合脂肪酸并将脂肪酸输送到过氧化物酶体、线粒体和细胞核等细胞器中,进而调控脂肪酸氧化和甘油三酯及磷脂合成等脂代谢过程。文章通过综述FABPs的分类、结构特征、生物学功能及典型无脊椎动物(原生动物、节肢动物、软体动物和棘皮动物)FABPs的研究进展,发现无脊椎动物的FABPs分子结构缺少糖、水分子、氨基和巯基等官能团,其功能更具复杂性,且主要与生长发育及脂肪酸转运等相关。相对于脊椎动物,无脊椎动物的FABPs研究尚处于起步阶段,今后需要进一步探究其基因结构、蛋白构造及其生物学功能等,包括如FABPs作为脂肪酸的细胞内载体以确定无脊椎动物特定膜供体和受体位点的识别,阐明FABPs分子结构是否具有捕获或释放配体的构象能力,分析配体结合特异性应与β-桶折叠定义空腔表面涂层的理化特性关系,以及不同类型FABPs是否具有不同的结构特点及生物学功能等。此外,从无脊椎动物分离获得的某些FABPs对生物疫苗制备具有一定促进作用,因此可应用于水产动物育种和代谢性疾病防治等生产实践中,为当前集约化养殖模式下的生物营养代谢性疾病预防和治疗提供新的视角。

• 基于空地多视角RGB影像协同的病害香蕉植株监测

  蒋权, 罗明涛, 黄梓琛, 苏莹莹,

  【目的】利用空地RGB影像探索病害香蕉植株精准监测方法,为构建面向大面积香蕉种植区域中发病香蕉高效精准监测的智能系统提供技术支撑。【方法】通过无人机和地面移动设备拍摄,建立空地多视角病害香蕉植株RGB影像数据集,综合注意力机制和深度可分离卷积策略开发出检测大面积种植区域中病害香蕉植株数量的轻量化深度学习模型,运用多视角目标校对计算实际病害香蕉植株数量及发病率信息。【结果】改进后的模型比YOLOv3、YOLOv4和YOLOv5中最优基础模型性能指标更优。在空地多视角病害香蕉植株目标检测试验中,该模型全类平均精确率(m AP)达94.95%。基于该模型完成了大面积种植区域病害香蕉植株的监测,且发现病害香蕉植株多位于曾遭受过病害影响而形成的秃斑一样的区域内或其边界上,表明病害香蕉植株具有传染性。此外,完成了规范化小型试验地块中处于缓苗和营养生长期的中蕉4号香蕉的病害信息统计,模型检测所得香蕉发病率误差为0.31%,需人工巡检校对的数量大幅下降82.98%~100.00%,且发现该品种香蕉也表现出典型的多年生作物生长特征。【建议】为解决大面积种植区域中病害香蕉植株精准监测难和检测模型泛化能力不足的问题,建议用空地RGB影像协同的轻量化病害香蕉植株监测方法提取香蕉作物病害信息;多方协作,探索适合数字化农业发展的香蕉种植模式;延伸产业链发展,提升香蕉种植的综合效益,促进区域优势产业发展。