南方农业学报杂志2023年第11期
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- 191份云南野生甘蔗种质资源采集及遗传多样性分析
- 徐超华, 陈学宽, 毛钧, 赵培方, 赵俊, 赵勇, 林秀琴, 孔春艳, 陆鑫,
- 【目的】收集云南野生甘蔗种质资源,并进行遗传多样性分析,筛选出优异种质资源,为甘蔗遗传改良提供优良亲本,也为利用和保护甘蔗野生种质资源提供理论依据。【方法】甘蔗野生种质资源采集按每隔30 km或海拔落差100 m取样1次,记录考察采集路线地理信息,调查表型性状和采集图像,并取地下根茎(地下种芽)样本保存。通过遗传变异分析、相关分析及聚类分析对6个表型性状进行综合评价,并分析其遗传多样性。【结果】甘蔗野生资源考察队历时20 d途经11个县(市)51个乡镇,共采集到191份甘蔗野生种质资源,隶属于3个属5个种,其中滇蔗茅(Erianthus rockii)42份、割手密(Sacchuram spontaneum)53份、芒(Micanthus sinensis)20份、斑茅(Erianthus arundinacius)35份、蔗茅(Erianthus fulvus)41份,主要分布于23°12'0″N~25°18'0″N,101°51'0″E~104°36'0″E和海拔208.45~2238.71 m地理区域。甘蔗野生资源种间表型性状变异丰富,表型性状的变异系数18.33%~51.76%,其中割手密的平均变异系数最高,为40.95%,其次为斑茅,平均变异系数为38.61%,芒的平均变异系数最小,为33.80%。纬度和海拔均与叶宽、株高和茎径呈极显著负相关(PP>0.05)。通过聚类分析及优异资源筛选,发现滇蔗茅种质第Ⅲ类群(Er2021-29)、割手密种质第Ⅱ类群(Sp2021-25、Sp2021-26和Sp2021-21)、芒种质第Ⅱ类群(Ma2021-15),斑茅种质第Ⅳ类群(Ea2021-8)、蔗茅种质第Ⅰ类群(Ef2021-1)共7份材料产量性状和品质性状优良。【结论】此次野生甘蔗种质资源采集行动弥补国家甘蔗种质资源圃(开远)在云南省境内部分县(市)考察盲区系统调查的空白,且采集的191份甘蔗野生种质资源表型性状具有丰富的遗传多样性,部分特异材料具有其他甘蔗野生资源所不具备的优异性状,有7份种质综合表现优异,具有较大的利用潜力。
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- 可可毛色二孢AM2As全基因组分泌蛋白预测及功能分析
- 禄锦鹏, 秦春秀, 李潇, 陈代朋, 王佳楠, 李志刚, 刘文波,
- 【目的】对可可毛色二孢AM2As全基因组编码分泌蛋白进行预测及功能分析,为挖掘该病原菌关键致病基因及可可抗病基因提供理论参考。【方法】根据NCBI数据库已公布的可可毛色二孢全基因组序列,利用SignalP 5.0、ProtComp 9.0、TMHMM 2.0、GPI-SOM、LiPop 1.0等生物信息学软件对其分泌蛋白序列进行预测筛选及功能分析,并依据分泌蛋白序列的相似性,应用PHI1 COG和eggNOG-mapper 5.0数据库进行功能注释分析,再利用MEGA X、GSDS 2.0、TBtools 1.09等软件对分泌蛋白组进行系统发育进化及其基因结构和启动子顺式作用元件分析。【结果】可可毛色二孢全基因组共编码13054个蛋白,有638个蛋白具有潜在典型分泌蛋白特征,占总数4.89%。638个分泌蛋白的氨基酸数量为55~1777个,其中以100~400个氨基酸居多,占分泌蛋白序列总数的53.76%,说明大多数分泌蛋白属于小型蛋白。20种氨基酸数量和占比在638个分泌蛋白中存在明显差异,Ala占比最高,其余氨基酸种类占比均未超过10.00%。638个分泌蛋白的信号肽氨基酸数量为15~38个,其中有409个分泌蛋白的信号肽氨基酸数量为17~20个;以非极性氨基酸Ala占比最高,而有带电侧链的Asp和Glu占比最低。信号肽-3和-1位上氨基酸相对保守,切割位点属于A-X-A类型,可被Sp I型信号肽酶识别并切割。将638个分泌蛋白分为七大类群,不同类群成员在蛋白结构、功能和保守基序上呈明显差异。400个分泌蛋白获得功能注释,主要涉及碳水化合物运输和代谢过程、蛋白翻译后修饰及氨基酸代谢和运输过程。分泌蛋白组中共预测出221个CAZymes和244个效应蛋白,其中48个效应蛋白可通过PHI数据库得到功能注释。【结论】可可毛色二孢分泌蛋白功能主要集中在碳水化合物的运输和代谢、翻译后修饰及氨基酸代谢和运输等过程,还有其他未知功能和致病功能,初步推断可可毛色二孢AM2As在侵染致病过程中,受脱落酸反应、生长素反应、低温厌氧反应和光反应等顺式作用元件调控,通过分泌大量碳水化合物降解、代谢、转运等相关蛋白,建立寄生关系,再利用代谢产物帮助自身加速侵染,达到致病的作用。
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- 外源生长素影响百合地下茎生鳞茎发生的转录组分析
- 杨成龙, 方少忠, 黄永旺, 陈佩振, 林智敏,
- 【目的】揭示激素调控百合地下茎生鳞茎发生发育的分子机理,为深入开展生长素相关基因调节百合地下茎生鳞茎发生分子机制研究提供参考依据。【方法】通过0.2和2.0 mmol/L浓度的外源生长素吲哚乙酸(IAA)对百合地下茎部进行处理,以清水处理作为对照(CK),对收获的地下茎生鳞茎的数量和重量进行测定,结合转录组测序分析,揭示不同浓度生长素处理下各激素相关基因的时空表达模式,并利用实时荧光定量PCR对百合侧生器官发生关键基因进行表达水平检测。【结果】2.0 mmol/L浓度IAA处理后的百合植株,在茎生鳞茎总数量、单株茎生鳞茎数量和茎生鳞茎平均克重均低于0.2 mmol/L处理和CK。KEEG富集结果指向植物激素信号转导通路,差异表达基因(DEGs)数字表达谱显示,几乎所有与植物激素相关的基因均受影响,包括生长素、乙烯、脱落酸、油菜素内酯、茉莉酸甲酯、细胞分裂素和赤霉素,其中茉莉酸甲酯相关的DEGs最多,其次为生长素。实时荧光定量PCR检测表明,2.0 mmol/L处理中WOX9、WOX11、KNOX2、CYCD3和CYCD5基因表达水平均显著低于CK(P<0.05)。【结论】高浓度生长素IAA可有效迟滞百合地下茎生鳞茎的形成和发育。外源生长素处理不仅影响多种植物激素的合成代谢、运输和信号转导,也抑制百合侧生器官发生关键基因的表达,从而影响地下茎生鳞茎的形成和发育。
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- 妮娜皇后葡萄需冷量及休眠解除过程中相关基因表达分析
- 黄泳碧, 覃园媛, 陆秀边, 白扬, 韩佳宇, 曹雄军, 白先进, 廖原, 张延晖, 王博,
- 【目的】分析妮娜皇后葡萄需冷量及休眠解除过程中相关基因表达,为该品种在广西葡萄产区引种推广及其休眠解除机制的研究提供理论参考。【方法】以3年生妮娜皇后葡萄为试验材料,采用0~7.2 ℃估算模型,对采后修剪枝段进行(4±1)℃下0、312、408和504 h共4个不同时长的低温处理,通过水培调查计算各低温时长处理枝段萌芽率。并对比3%浓度单氰胺破眠剂处理下的枝段萌芽率确定其需冷量范围;测定各处理枝段中可溶性总糖与淀粉含量;通过实时荧光定量PCR检测芽内5个芽休眠解除关键基因的相对表达量。【结果】妮娜皇后葡萄低温处理312 h后,水培4周萌芽率均高于50%,且均与相同低温处理取样后进行单氰胺处理的萌芽率无显著差异(P>0.05),结合采样前自然条件下0~7.2 ℃的低温积累时数37 h,将低温处理时间与自然积累的低温时数相加估算其需冷量PVvNCED1、ABA降解酶基因VvA8H4、ABA调节的胼胝质合成酶基因VvCALS1和胼胝质水解酶基因VvGLU1等4个关键休眠基因的相对表达量均显著增加,ABA合成酶基因VvXERICO相对表达量显著降低。【结论】低温处理能通过降低妮娜皇后葡萄枝条中淀粉含量,增加可溶性总糖含量,并进一步上调葡萄芽内ABA降解酶基因和胼胝质水解酶基因的表达解除芽休眠。妮娜皇后葡萄为低需冷量品种,适宜在广西葡萄产区种植。
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- 郁金香不同组织内参基因筛选及稳定表达分析
- 巨秀婷, 何金娣, 张梦洁, 张国莉, 史国民, 何涛,
- 【目的】筛选郁金香在盐胁迫条件下稳定表达的内参基因,为开展郁金香耐盐相关基因表达调控相关研究提供理论参考。【方法】以郁金香栽培品种红色印象为材料,于苗期对其进行盐胁迫处理,不同时间(0、2、4、6、8、10、12、24和48 h)采集根、鳞茎和叶,通过实时荧光定量PCR检测候选内参基因在郁金香不同组织中的表达情况,再利用Delta CT计算每个样本的平均Ct值,再结合3个常用内参基因稳定性评估软件(geNorm、NormFinder、BestKeeper)的分析结果,利用RefFinder在线软件综合评价候选内参基因的表达稳定性,并通过目的基因质膜Na+/H+逆向转运蛋白基因(SOS1)和液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白基因(NHX1)的表达分析验证内参基因的可靠性。【结果】在15个候选内参基因中筛选到9个可用于郁金香各组织实时荧光定量PCR的内参基因。候选内参基因的Ct值分析结果显示,25S rRNA在不同组织中的平均Ct值最低,表达丰度最高,Ct值分布范围相对集中,是根、鳞茎和叶均能稳定表达的内参基因。geNorm和NormFinder分析结果均显示,18S rRNA均能在根、鳞茎和叶中稳定表达,25S rRNA在根和叶中表现出较好的基因稳定性,NADP基因在鳞茎中基因稳定性较好。BestKeeper分析结果显示,根、鳞茎和叶组织中最佳的内参基因为25S rRNA,同时18S rRNA在根和叶中稳定性较好。结合上述4种分析结果通过RefFinder软件得到各候选基因在郁金香不同组织中的表达稳定性综合排名,其中根组织:25S rRNA>18S rRNA>TUB-6>EF1α>NADP>EF-1α>β-actin;鳞茎组织:NADP>25S rRNA>18S rRNA>EF-1α>EF1α>TUB-6;叶组织:25S rRNA>18S rRNA>EF-1α>CYP>UBC。【结论】9个候选内参基因在郁金香不同组织中的表达情况存在差异,25S rRNA和18S rRNA是在郁金香各组织的不同盐胁迫处理中稳定表达的内参基因,同时使用2个内参基因更有利于得到准确的基因表达定量结果。
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- 不同株型水稻的农艺性状及其主效基因多态性分析
- 苟兆霞, 梁程, 傅娅菲, 徐浩扬, 韩伊曼, 彭友林, 向珣朝,
- 【目的】分析不同株型水稻的农艺性状及其主效基因多态性,揭示不同株型水稻的产量性状和遗传基础,为理想株型育种提供理论参考。【方法】以理想株型品系少蘖粳为对照,从背背糯、粳糯1号及重组开花后自交系中的自然重组新种质RIL60和RIL61为材料,探究不同株型水稻的农艺性状表现和遗传差异,比较其在不同天数(DAF)(10、17、24和31 DAF)的株型特点,同时对5份种质进行理想株型基因IPA1、Gn1a和DEP1及糯性基因Wx的基因型鉴定。【结果】少蘖粳为ipa1和gn1a-m1突变型,其叶部性状与其他种质差异较大,具有剑叶长、倒三叶短和叶窄的特点,在4个发育期茎、叶、穗干重均小于其他种质,但其穗干重在不同发育期中的增幅大于其他种质,表明该种质在相同时间内具有更强的光能利用率和干物质积累率,其千粒重较其余4份种质具有较大优势。RIL60的功能叶叶角度与其他种质有较大差异,其呈塔形的特点更有利于光合产物的积累,故更接近理想株型形态,其穗重低于RIL61,但其单株有效穗数较RIL61显著增加(PP>0.05)。RIL61在4个发育期中功能叶叶面积较其他4个种质更具优势。背背糯为dep1突变型,有更紧凑的株型和直立穗,在前期穗干物质积累量较低,但在31 DAF时期超过其他种质,具有更多的一次和二次分枝,穗间紧密,属于重穗型种质,说明其光合产物的转换能力较强。粳糯1号在穗重和着粒密度等性状上均无优势,但由于其有效穗数最多,故单株产量最高。影响理想株型水稻产量的穗部指标权重为单株有效穗数>穗重>千粒重。【结论】RIL60和少孽粳基本符合无效分蘖少、每穗实粒数多、优良的受光姿态、厚且结实的茎秆等理想株型特征,可作为理想株型育种种质。粳糯1号的株型较好且有较多的单株有效分蘖数和较高的单株产量,也可作为理想株型育种的亲本。在今后理想株型育种时,应优先考虑穗重和单株有效穗数,选择穗大、有效分蘖数多的种质,适当降低对千粒重的要求,且尽量选择含IPA1和DEP1等有利等位基因的种质,才有望育成具有理想株型的高产水稻品种。
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- 等氮量有机替代水稻种植对水土环境和农学效应的影响
- 付斌, 王炽, 胡万里, 闫辉, 倪明, 李枝武, 陈兴位, 陈安强, 金平忠, 姬为军,
- 【目的】研究等氮量有机替代在水稻生产中对水土环境和农学效应的影响,筛选适合高原湖泊流域农业生产的有机替代方式,为防控农业面源污染提供技术支持。【方法】在洱海流域进行等氮量有机替代水稻种植田间试验,设不施肥处理(CK)、等氮量100%化学氮肥处理(CF)、等氮量50%有机肥+50%化学氮肥处理(FM)和等氮量100%有机肥处理(CM)。系统分析水稻生育期内田面水和土壤无机氮浓度动态变化特征,以及水稻产量和氮素养分利用农学效应。【结果】水稻返青期(移栽后0~7 d)是防止田面水氮素流失的关键风险期,各处理田面水铵态氮浓度峰值排序为FM(20.92 mg/L)>CF(20.07 mg/L)>CM(8.60 mg/L)>CK(6.82 mg/L),田面水硝态氮浓度峰值排序为CM(5.83 mg/L)>CF(3.63 mg/L)>CK(3.14 mg/L)>FM(2.98 mg/L)。全量有机替代CM处理相比单施化肥CF处理降低水稻返青期田面水铵态氮浓度42.23%,增加硝态氮浓度134.11%。水稻孕穗期(移栽后31~60 d)是水稻土硝态氮淋溶流失的关键风险期,水稻土硝态氮平均含量:CF(11.37 mg/kg)>CM(10.66 mg/kg)>FM(8.71 mg/kg)>CK(7.11mg/kg),等氮量有机无机配施明显降低土壤硝态氮含量,FM处理分别较CF和CM处理降低23.39%和18.29%。等氮量有机替代的FM和CM处理相比单施化肥CF处理提高水稻籽粒产量和籽粒吸氮量,FM处理增幅分别为9.30%和45.28%,CM处理增幅分别为7.85%和16.51%;等氮量有机替代(CM和FM处理)显著提高水稻氮肥贡献率(增幅31.83%和37.20%)和氮肥农学效率(增幅42.22%和50.00%)(P<0.05)。【结论】等氮量50%有机肥+50%化学氮肥可减少尿素施用量,稳定水稻生产,提高氮肥利用效率,同时降低稻田氮素流失风险。
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- 有机肥等氮替代对双季稻根区土壤结构环境及根活力的影响
- 李诗, 张俊辉, 胡钧铭, 周凤珏, 李婷婷, 郑富海, 郑佳舜, 徐美花,
- 【目的】探究有机肥等氮替代对水稻根区土壤结构环境、土壤微生物量碳及水稻根系生长的影响,为南方集约化双季稻生产相匹配的减肥增效种植制度优化提供理论依据。【方法】依托广西南宁双季籼稻典型区环境,设不施肥对照(CK)、无机氮(T1,100%化肥)、无机氮+有机氮(T2,绿肥+化肥)和有机氮(T3,绿肥+生物炭+蚕沙+无氮化肥)4个定位处理。在水稻移栽后返青至晒田根系形成的关键期内,分别于移栽后7、14、21、35和42 d采集水稻植株和根区土壤样品,系统分析水稻根系生长及土壤团聚体结构和微生物量碳含量变化。【结果】等氮替代可促进土壤水稳性团聚体形成,增加微生物量碳含量。早稻季,各处理中小团聚体(II~V级)总含量表现为T2(21.44%)>T3(18.85%)>T1(13.4%)>CK(7.65%),T2和T3处理的微团聚体含量(VI~VII级)高于CK和T1处理,T2处理的土壤水稳性团聚体平均质量直径(MWD)低于其他处理;晚稻季,各处理中小团聚体(II~V级)总含量依次为T2(21.44%)>T3(18.85%)>CK(12.11%)>T1(7.70%),T2和T3处理的微团聚体(VI~VII级)含量较高、MWD较低;双季稻T2和T3处理的几何平均值径(GMD)均显著低于T1和CK处理(PT3>T1>CK。等氮替代改变水稻根体积与根系活力,增强了植株养分吸收力。早稻季,移栽后42 d根体积和根活跃吸收面积均表现为T2>T1>T3>CK;晚稻季,移栽后42 d根体积表现与早稻季一致,根活跃吸收面积表现为T1>T2>CK>T3。等氮替代影响水稻根冠比和干物质积累。早稻季,随移栽时间的延长,各处理的根冠比整体呈先升后降的变化趋势,均在水稻移栽后21 d出现峰值;晚稻季,各处理的根冠比峰值不明显。移栽后42 d,植株干物质重在各处理间差异显著,均表现为T2>T1>T3>CK。【结论】绿肥、生物炭与蚕沙可促进土壤水稳性团聚体形成,增大微生物量碳含量,利于稻根生长发育,与种植制度匹配的有机肥等氮替代生产模式可作为南方双季籼稻区集约化水稻减肥增效的重要优化措施。
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- 不同年限三七根系丛枝菌根真菌多样性及其与土壤理化性质的相关分析
- 杨双琳, 邓利娟, 黄博, 王益锋, 黄勇然, 肖文度, 郑洵, 苏源, 任禛, 尹敏,
- 【目的】明确不同年限三七根系丛枝菌根真菌(AMF)多样性、群落结构差异及其与根际土壤理化性质的关系,为AMF在缓解三七连作障碍中的应用提供参考依据。【方法】以1年生、2年生和3年生三七根系及根际土壤为试验材料,采用显微形态法观察并测定根系AMF侵染率,通过Illumina高通量测序技术分析不同年限三七根系AMF多样性和群落结构差异,探讨三七根系AMF多样性和相对丰度与根际土壤理化性质的相关性。【结果】三七根系AMF侵染率在83%~95%,且随着种植年限延长,根际土壤的碱解氮、全氮和全磷含量逐渐减少,有效磷和速效钾含量先降低后升高,土壤酸化加强。通过高通量测序技术在三七根系中共检测到55个OTUs,排除不可归类,分属于球囊霉菌纲(Glomeromycetes)的4目6科7属19种,其中球囊霉属(Glomus)占比最高(达45.30%)。多样性分析结果发现,对比其他2个年限,3年生三七根系OTUs最少,且多样性和丰富度最低。偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)结果表明,不同年限三七根系AMF群落结构差异明显,其中球囊霉属是1年生和3年生三七根系的优势属(占比分别为32.31%和53.68%),类球囊霉属(Paraglomus)为2年生三七的优势属(占比50.39%)。相关分析结果发现,三七根系AMF的ACE和Chao指数与根际土壤全磷含量呈显著正相关(PP<0.01)负相关。【结论】不同年限三七根系AMF的丰富度和群落结构存在明显差异,随种植年限增加,三七根系AMF丰富度和OTUs逐渐降低,但球囊霉属相对丰度逐渐上升。在三七根际土壤中,有效磷和速效钾含量是影响其根系AMF群落结构的主要因素。
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- 广东省大豆农家种芽期耐盐性鉴定
- 刘双幸, 赖剑云, 李红梅, 陈沛, 吉浴芳, 张文虎, 马启彬, 贾俊婷, 刘军,
- 【目的】鉴定广东省大豆农家种芽期耐盐性,发掘广东省大豆农家种中潜在的优异性状,筛选出耐盐性较强的种质资源,为耐盐品种的改良和培育提供优质亲本材料。【方法】以102份广东农家大豆种质资源为试验材料,用150 mmol/L NaCl进行盐胁迫处理,以蒸馏水为对照,处理后测定发芽势、发芽率、盐害指数、胚轴长、胚根长、鲜重和干重,根据盐害指数进行耐盐性初步分级,计算其余指标相对值并进行相关分析,采用主成分分析法和隶属函数法计算综合评价值D,并进行耐盐性排序,使用聚类分析法筛选耐盐性较强的种质资源。【结果】耐盐性初步分级结果显示,102份种质资源中,高耐种质资源占比最多,较耐种质资源次之,中耐和较敏感种质资源占比相同,无敏感种质资源。与对照相比,盐胁迫下大豆芽期指标均降低,其受抑制程度排序为胚根长>胚轴长>鲜重>干重>发芽势>发芽率,芽期胚根长受抑制作用较大,发芽率受抑制作用较小;相关分析结果显示,多数指标间均存在一定程度的相关性;通过主成分分析得到2个主成分,累积贡献率达88.17%,其中第一主成分(PC1)中特征向量绝对值最大的指标为相对发芽势,第二主成分(PC2)中特征向量绝对值最大的指标为相对发芽率和盐害指数;采用获得的2个主成分作为综合指标,根据D值进行耐盐性排序,排名前5的种质资源编号分别为374、310、358、357和309;通过聚类分析筛选出耐盐性较强的种质资源,编号分别为310、358、374和331。【结论】筛选出4份耐盐性较强的农家大豆种质资源,可作为亲本材料用于耐盐种质创制,或者作为抗盐渍种质资源用于盐渍化土地的开发利用。相对发芽势和相对发芽率指标可用于大豆耐盐性评价与耐盐种质资源筛选。
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- 1株根瘤菌在甘蔗体内的定殖及固氮效率分析
- 林丽, 谢金兰, 莫璋红, 李长宁, 梁强, 罗霆, 李杨瑞,
- 【目的】研究根瘤菌在甘蔗根内的定殖特点、根瘤菌接种对甘蔗生长的影响及与甘蔗的联合固氮效率,为根瘤菌在甘蔗生产中的应用提供理论依据。【方法】采用三亲结合法,将含有绿色荧光蛋白(GFP)基因和四环素抗性片段的pPROBE-pTetr-TT质粒导入分离自广西野生割手密根系的根瘤菌Rhizobium sp. CZGRD1,将标记GFP的根瘤菌CZGRD1与新台糖22号(ROC22)和RB928064(B9)甘蔗组培苗共培养,用激光共聚焦显微镜检测其在甘蔗根内的定殖特点。用15N同位素法研究盆栽条件下,CZGRD1对B9和ROC22组培苗和种茎苗的促生作用和固氮效率。【结果】CZGRD1对庆大霉素和氯霉素有抗性,对氨苄青霉素、链霉素、壮观霉素和四环素等抗生素敏感。CZGRD1与B9和ROC22甘蔗组培苗共培养过程中,能从根的裂缝、侧根伸出部位和根冠细胞侵入根内。接种CZGRD1使B9和ROC22甘蔗组培苗植株干重较不接种菌株对照分别增长12.11%和4.48%,氮含量分别增长25.00%和7.97%,植株从空气中获得的固氮百分率分别为12.35%和8.30%。接种CZGRD1使B9和ROC22甘蔗种茎苗植株干重较不接种菌株对照分别增长14.31%和10.26%,氮含量分别增长20.07%和10.90%,植株从空气中获得的固氮百分率分别为12.77%和10.28%。【结论】根瘤菌Rhizobium sp. CZGRD1能定殖在甘蔗根内,可促进B9和ROC22组培苗和种茎苗生长,并与甘蔗联合固氮。
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- 夜蛾黑卵蜂对草地贪夜蛾的控害潜能研究
- 刘丽辉, 邓铁军, 龙秀珍, 劳水兵,
- 【目的】评价广西南宁市本地夜蛾黑卵蜂(Telenomus remus Nixon)对入侵生物草地贪夜蛾[Spodoptera frugiperda(Simth)]的控害潜能,为更好地进行夜蛾黑卵蜂大量人工繁殖及应用于田间生物防治提供理论依据。【方法】在(28±1)℃,相对湿度(75±7)%,光周期L∶D=14 h∶10 h条件下,编制草地贪夜蛾和夜蛾黑卵蜂的实验种群生命表,并测定夜蛾黑卵蜂对草地贪夜蛾卵的寄生功能反应;以蜂卵比约1∶10的比例,每间隔7 d在田间连续3次释放夜蛾黑卵蜂,调查统计放蜂后草地贪夜蛾卵的寄生率。【结果】草地贪夜蛾年龄特征生命表参数:净生殖力(R0)=137.32,内禀增长率(rm)=0.1356,周限增长率(λ)=1.1452,平均世代历期(T)=36.31 d;夜蛾黑卵蜂寄生草地贪夜蛾卵的年龄特征生命表参数:R0=97.11,rm=0.4464,λ=1.5627,T=10.25 d。对草地贪夜蛾与夜蛾黑卵蜂生命表参数进行对比,结果显示,草地贪夜蛾的平均世代历期约为夜蛾黑卵蜂的3倍,在时间上夜蛾黑卵蜂对草地贪夜蛾的控制具有较强的繁殖优势。夜蛾黑卵蜂对草地贪夜蛾卵的寄生功能反应符合Holling Ⅱ模型,瞬间攻击率(a′)=0.9979,处理时间(Th)=0.0057,最大寄生量(Namax)=174.1粒/d。田间放蜂试验结果显示,放蜂区的草地贪夜蛾卵块寄生率为100.00%,卵粒寄生率随着放蜂次数增多而显著提高(P<0.05),连续放蜂3次后,卵粒寄生率为70.63%。【结论】夜蛾黑卵蜂对草地贪夜蛾卵的寄生能力强,繁殖速率高,对草地贪夜蛾种群具有较强的控制潜能。
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- 瓜实蝇不同发育期及组织实时荧光定量PCR内参基因筛选
- 陈黔, 杨朗, 王凤英, 黄立飞, 曹雪梅, 张建民, 姜建军,
- 【目的】筛选出适用于瓜实蝇[Zeugodacus cucurbitae(Coquillett)]抗药性分子机制及生理分子机制研究的内参基因及最优组合数,为瓜实蝇抗药性机理研究打下基础。【方法】以不同发育期的敏感品系和抗阿维菌素品系瓜实蝇及其不同组织样本为试验材料,将8个候选内参基因通过实时荧光定量PCR进行表达检测,并利用geNorm、NormFinder、Bestkeeper和RefFinder软件对内参基因表达稳定性进行综合评估分析,筛选出最稳定表达的内参基因并明确最优组合数。【结果】geNorm分析结果显示,不同发育期处理内参基因表达稳定性排序为RPS13=RpL32(0.269)>TUBE(0.623)>TBP(0.702)>β-tubulin(1.069)>G6PDH(1.366)>Actin3(1.596)>Actin2(1.923);不同组织处理内参基因表达稳定性排序为RpL32=RPS13(0.132)>TBP(0.345)>TUBE(0.442)>β-tubulin(0.552)>G6PDH(0.780)>Actin2(1.101)>Actin3(1.417),最适内参基因个数为2。NormFinder分析结果显示,不同发育期处理内参基因表达稳定性排序为RpL32(0.399)>RPS13(0.446)>TUBE(0.738)>G6PDH(0.912)>TBP(0.924)>β-tubulin(1.086)>Actin3(1.092)>Actin2(1.866);不同组织处理内参基因表达稳定性排序为RpL32(0.090)>RPS13(0.117)>TBP(0.389)>TUBE(0.445)>β-tubulin(0.705)>G6PDH(0.877)>Actin2(1.009)>Actin3(1.567)。BestKeeper分析结果显示,不同发育期处理内参基因表达稳定性排序为TUBE>TBP>RPS13>RpL32>β-tubulin>G6PDH>Actin3>Actin2;不同组织处理内参基因表达稳定性排序为β-tubulin>TBP>TUBE>RPS13>RpL32>G6PDH>Actin2>Actin3。RefFinder分析结果显示,不同发育期处理内参基因表达稳定性排序为RpL32>RPS13>TUBE>TBP>G6PDH>β-tubulin>Actin3>Actin2;不同组织处理内参基因表达稳定性排序为RPS13>RpL32>TBP>β-tubulin>TUBE>G6PDH>Actin2>Actin3。【结论】RPS13和RpL32可组合作为瓜实蝇不同发育期、不同组织及阿维菌素抗性分子机制和生理分子机制研究的内参基因。
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- 海洋黏细菌防治甘蔗梢腐病的筛选评价
- 官佳松, 卢天梅, 邹承武, 蒙姣荣, 马仲辉, 苏志维,
- 【目的】明确来源于广西北部湾的海洋黏细菌对甘蔗梢腐病病原真菌的生物防治潜力,为研发有效防治甘蔗梢腐病的生物农药提供科学依据和物质基础。【方法】以来源于广西北部湾不同海洋生境的12种62株黏细菌为研究对象,以2株广西蔗区甘蔗梢腐病优势病原菌甘蔗镰孢菌(Fusarium sacchari)9DF-3-2和FS-2-1为靶标,通过平板对峙培养法评价黏细菌对甘蔗镰孢菌的拮抗作用,初步筛选出潜力活性菌株;利用透析膜对峙培养法、菌丝裂解法和菌丝生长速率法等从拮抗作用方式、对病原菌菌丝生长的影响等方面评价潜力活性菌株对甘蔗镰孢菌的生物防治潜力。【结果】通过平板对峙培养法从62株黏细菌中发现47株黏细菌对2株甘蔗镰孢菌9DF-3-2和FS-2-1具有明显的抑制作用,其活性菌株率达75.8%,有18株黏细菌对2株甘蔗镰孢菌的抑菌直径大于1.000 cm,其中以叶柄黏球菌(Myxococcus stipitatus)T163和蜂窝囊菌(Melittangium sp.)T269的抑制作用最强。黏细菌胞外发酵液对甘蔗镰孢菌菌丝裂解试验结果显示,黏细菌T163和T269的胞外发酵液对2株甘蔗镰孢菌的菌丝抑制作用最明显;透析膜平板隔离试验结果显示,黏细菌T269、T163和T071受透析膜隔离后对甘蔗镰孢菌仍具有很好的抑制作用;黏细菌发酵提取物抗菌活性测定结果显示,黏细菌T163和T269的发酵提取物对2株甘蔗镰孢菌均具有较好的抑制作用,其中浓度为100.0 μg/mL的T163发酵提取物的抑菌活性最好,其对9DF-3-2和FS-2-1的抑制中浓度(EC50)分别为13.97和84.58 μg/mL。【结论】来源于广西北部湾的海洋黏细菌T163和T269对甘蔗梢腐病病原菌甘蔗镰孢菌表现出较好的生物活性,具有开发成绿色生物防治剂的潜力。
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- 半夏立枯病菌拮抗内生细菌的分离鉴定及功能分析
- 苏杭, 成胜, 孟祥佳, 韦远标, 吕国荣, 周燚, 黄江荣,
- 【目的】从药用植物半夏分离对半夏立枯病病原菌具有拮抗活性的内生细菌并初步探究其抑菌机制,为半夏立枯病的生物防治提供理论和实践依据。【方法】对湖北省潜江市南章莆半夏大棚种植基地的半夏主要病害进行调查和分离,通过柯赫氏法则进行致病性验证,筛选出致病性最强的菌株并进行种类鉴定。采用组织分离法对健康无病半夏进行内生细菌分离及鉴定,通过平板对峙试验筛选出对半夏立枯病病原菌拮抗活性最强的菌株并检测其抑菌谱,测定拮抗菌株无菌发酵液和挥发性物质的抑菌活性,检测拮抗菌株耐酸碱能力、胞外酶活性以及生物被膜的形成能力;通过平板试验检测温度和蛋白酶K对拮抗菌株无菌发酵液抑菌活性的影响;通过乙酸乙酯萃取法提取拮抗菌株的脂肽类活性物质并通过液相色谱—质谱联用仪(LC-MS)检测活性物质的主要成分。【结果】南章莆大棚半夏的主要病害是茎腐病、根腐病、叶斑病和病毒病,发病率分别为20.87%、7.03%、3.57%和4.08%,发病率最高的茎腐病主要是立枯丝核菌引起的半夏立枯病。从半夏种球组织中分离到5株细菌对半夏立枯病病原菌具有拮抗活性,其中菌株B2-7的抑菌效果最好,抑制率为79.60%,经鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。抑菌谱测定结果显示,菌株B2-7对12种植物病原真菌均具有拮抗活性,其抑菌率为61.11%~89.47%。菌株B2-7的挥发性物质和无菌发酵液对立枯丝核菌均具有拮抗作用,挥发性物质的抑菌率为41.18%,当无菌发酵液浓度为2.5%、5.0%、10.0%和20.0%时,其抑制率分别为39.40%、56.06%、73.89%和77.09%。菌株B2-7具有一定的耐酸性,但耐碱性较弱。菌株B2-7能产纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶和分泌嗜铁素,形成生物被膜的能力较强,且随着菌液浓度的增加呈先增强后下降的变化趋势。菌株B2-7无菌发酵液对温度和蛋白酶K敏感,75 ℃高温处理拮抗活性下降至23.45%,蛋白酶K处理拮抗活性下降48.60%。菌株B2-7的脂肽类活性物质能抑制立枯丝核菌生长,抑菌带宽2.06 mm;LC-MS分析结果显示该菌株脂肽类活性物质中至少含有16种已知的有机化合物,其中包含surfactin、bacillaene、macrolactin和difficidin等多种已报道的拮抗物质。【结论】半夏内生细菌菌株B2-7对半夏立枯病病原菌具有较好的抑制作用,是防治半夏立枯病的潜力菌株,具有良好的应用前景。
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- 抗烟草靶斑病菌的生防细菌鉴定及其机理研究
- 钟朗, 胡珊, 张得平, 卢燕回, 首安发, 唐慧锋, 周志成, 丁海霞, 彭丽娟,
- 【目的】筛选对烟草靶斑病菌具有生防潜力的拮抗细菌,为烟草靶斑病的生物防治提供菌种资源。【方法】以立枯丝核菌为目标病原菌,采用稀释涂布平板法从广西健康烤烟根际土壤中分离、纯化细菌;采用平板对峙法筛选拮抗效果较好的菌株,测定抑菌效果;扫描电镜和超景深三维显微镜观察拮抗菌株处理立枯丝核菌菌丝的形态变化及菌落形态,并测定生理生化特征;采用细菌通用引物16S rDNA序列及gyrA基因对拮抗菌株DNA进行PCR扩增,采用NCBI的BLAST对测序结果同源对比分析,并基于亲缘关系较近的序列及模式菌株构建系统发育进化树;采用双平板对扣法初步探索拮抗菌株挥发性物质抑菌作用;利用顶空固相微萃取和气相色谱—质谱对拮抗菌株挥发性物质进行鉴定;通过对K326烤烟品种盆栽试验鉴定拮抗菌株对烟草靶斑病的防治效果。【结果】筛选到1株具有生防作用的拮抗菌株GXLL3319,结合该菌株菌落形态和生理生化特征及系统发育进化分析结果将该菌株鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。该菌株对立枯丝核菌、烟草炭疽菌和尖孢镰刀菌3种烟草病原真菌抑制率均在50%以上;该菌株及其挥发性物质对立枯丝核菌抑制率分别为69.70%和59.22%。扫描电镜结果显示,经GXLL3319处理后的立枯丝核菌菌丝生长受到明显抑制,菌丝出现断裂、膨大和消解等现象。挥发性物质鉴定出31种抑菌活性物质,包括酮类、醇类、醛类、杂环类、硫化物、有机酸类、酯类、烷烃类和酚类。盆栽试验结果表明,GXLL3319菌液能有效抑制烟草靶斑病的发生,相对防效达66.07%,与15%井冈霉素A可溶粉剂的相对防效差异不显著(P>0.05)。【结论】枯草芽孢杆菌GXLL3319能有效抑制立枯丝核菌菌丝生长,其产生的挥发性物质包含多种抑菌活性物质,GXLL3319对烟草靶斑病有较好的防治效果,具有开发成为烟草靶斑病生防菌的潜力。
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- 超声波辅助提取地涌金莲多酚及其抗氧化活性分析
- 韩明冲, 周旭红, 李南, 茹月蓉, 镡思怡, 王振兴,
- 【目的】采用响应面法优化超声波辅助提取地涌金莲多酚的工艺条件,评价其抗氧化活性,以期为地涌金莲的开发利用提供参考依据。【方法】以地涌金莲花瓣为原料,在单因素试验的基础上,依据Box-Behnken中心组合原理选择超声波功率(X1)、提取温度(X2)、提取时间(X3)和料液比(X4)为试验因素,多酚提取量(Y)为响应值进行响应面试验,优化得到超声波辅助提取的最佳工艺条件;并以清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基和2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)阳离子自由基的能力及总抗氧化能力(FRAP)为指标,评价地涌金莲多酚提取物的抗氧化活性。【结果】各因素对地涌金莲多酚提取量的影响排序:X2>X3>X1>X4;X1X2、X1X3的交互作用对多酚提取量的影响极显著(P2X3的交互作用对多酚提取量的影响显著(PX1X2-5.03X1X3-4.09X2X3-11.13X12-9.06X22-12.05X32-10.46X42,此时的地涌金莲多酚提取最佳工艺参数为超声波功率360 W、提取温度55 °C、提取时间30 min、料液比1∶20(g/mL),在此条件下的地涌金莲多酚提取量为10.51 mg/g,与理论值(10.08 mg/g)接近。抗氧化试验结果显示,地涌金莲多酚提取物清除DPPH自由基和ABTS阳离子自由基的半抑制浓度(IC50)分别为20.03和39.68 μg/mL,FRAP值为47.540 μg/mL,且抗氧化能力高于槲皮素。【结论】超声波辅助提取的地涌金莲多酚具有良好的抗氧化活性,可开发为一种安全、天然、可食用的抗氧化剂。
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- 广西不同品种有色稻米营养及功能性成分比较分析
- 曾宇, 农保选, 夏秀忠, 林波, 杨行海, 张宗琼, 李丹婷,
- 【目的】比较广西不同品种类型有色稻米的营养及功能性成分差异,为广西有色稻米开发利用提供理论依据。【方法】选取广西巴马县的6个主栽有色稻地方品种(红米4个、黑米2个)为试验材料,以白米为对照,采用食品安全国家标准方法和试剂盒检测方法,测定有色稻地方品种糙米的19种营养成分和6种功能性成分,并对其进行统计分析、色差值分析和相关分析,明确不同品种有色稻米的差异和优势成分。【结果】有色稻米的膳食纤维、蛋白质、维生素B2(VB2)、维生素E(VE)、花色苷和黄酮等6种营养及功能性成分含量均显著高于白米(P1(VB1)、VB2、维生素C(VC)和VE等4种维生素含量均显著高于白米。功能性成分中,2种黑米和龙威红米、龙威红粳米较丰富,但不同品种的最优势成分各不相同,那乙短秆黑糯的花色苷含量较白米高565.8%,原花青素和β-胡萝卜素含量分别是白米的26.8和20.5倍,那乙高秆黑糯的甾醇总量较白米高10.5%,龙威红粳米的γ-氨基丁酸(GABA)含量较白米高25.6%,龙威红米的黄酮含量较白米高42.1%。有色稻米与白米色泽相差越大,色差总色度值(△E)越大,红米△E为18.63~27.37,黑米△E为32.62~33.52,与米粒视觉感官一致。分析色差、营养及功能性成分的相关性,发现25个指标共325个相关关系中,有21个达显著水平。【结论】有色稻米含有共同的优势成分,尽管原产地相同,不同品种类型间仍存在明显差异,表现为含有各具特色的其他优势成分。生产上可根据产品定位进行针对性地加工利用和产业化开发。综合各指标认为那乙短秆黑糯和龙威红米具有更高的开发利用价值。
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- 不同种质桑椹农艺性状及品质分析
- 吴剑丽, 覃慧玲, 孙莉莉, 邱长玉, 周华锋, 黄晓, 莫荣利, 马雯芳,
- 【目的】对不同种质桑椹农艺性状和品质进行分析,为桑椹优良种质选育提供参考。【方法】对19份桑椹种质的植株形态、叶、果穗等农艺性状进行分析;采用高效液相色谱法(HPLC)测定桑椹中活性成分新绿原酸、绿原酸、隐绿原酸、芦丁、金丝桃苷和槲皮素含量;采用1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)法评价桑椹抗氧化活性;运用差异分析、变异系数及相关分析对不同种质桑椹农艺性状及品质进行综合分析。【结果】19份桑椹种质植株形态(树形、植株特性)、叶(叶形、叶基、叶缘、叶裂、叶尖、叶质、叶色)和果穗(颜色、口感、硬度、果长、果直径、单果重)等农艺性状差异明显,果长变化范围2.47~7.95 cm,果直径变化范围0.64~2.17 cm,单果重变化范围1.36~10.58 g,而叶质无差异,均为纸质;除叶质外,农艺性状变异系数均达16.67%及以上。浸出物、总黄酮、总多糖和总多酚的变异系数分别为12.66%、26.60%、18.13%和28.04%。活性成分总量变化范围为0.31~6.39 mg/g,变异系数为40.03%。不同种质桑椹对DPPH自由基的清除率为46.51%~98.34%,桂诱2172抗氧化活性高于其他种质。6种活性成分总量、总黄酮和总多酚与抗氧化活性呈正相关;新绿原酸、绿原酸、隐绿原酸、芦丁、金丝桃苷和槲皮素6种活性成分与抗氧化活性均呈正相关,除绿原酸外,其他5种活性成分与抗氧化活性的相关性均达极显著水平(P<0.01)。综合评分排名前五的种质依次为桂诱2172、桂椹94208、桂椹92L38、桂椹90191和桂椹92L44。【结论】基于抗氧化作用筛选出的桂诱2172、桂椹94208、桂椹92L38、桂椹90191和桂椹92L44可作为优良种质选育材料。
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- 利用iCaspase9特异性诱导鸡原始生殖细胞消除的研究
- 孙玲玲, 黄振文, 田奎, 张嘉乐, 郑基坛, 濮黎萍, 陆阳清,
- 【目的】制备在生殖细胞特异表达iCaspase9的鸡原始生殖细胞系(PGCs),提升外源性PGCs的生殖传递效率,为生产诱导不育的雄性或雌性受体鸡胚打下基础。【方法】利用piggyBac转座子将iCaspase9片段整合到鸡基因组中,构建稳定转染iCaspase9片段的CAG-iCaspase9-mCherry DF-1细胞系,通过荧光微显镜观察鉴定其在iCaspase9系统诱导底物B/B二聚化配体作用下的细胞消除效果;再利用CRISPR/Cas9技术将iCaspase9片段定点插入DAZL基因第11外显子之后构建Dazl-iCaspase9-EGFP PGCs,经iCaspase9片段插入鉴定和PGCs生殖特性鉴定后,通过荧光微显镜观察鉴定其在B/B二聚化配体诱导下的消除效果。【结果】成功建立的CAG-iCaspase9-mCherry DF-1细胞系与野生型DF-1细胞(WT DF-1)的生长增殖无显著差异(P>0.05,下同);CCK-8法测定发现,0.25~5.00 nmol/L B/B二聚化配体对WT DF-1细胞生长数量无显著影响,但CAG-iCaspase9-mCherry DF-1细胞在添加B/B二聚化配体后,细胞数量较空白对照组极显著降低(PCvh、Nanog、PouV、DAZL、Cdh和Ddx4等生殖细胞相关基因,在蛋白水平上也能鉴定出DAZL、SSEA1和CVH等蛋白,说明插入iCaspse9片段后并没有改变生PGCs的殖细胞特异性;在0.25 nmol/L B/B二聚化配体诱导作用下,DAZL-iCaspae9-EGFP PGCs数量显著减少,几乎全部消除,说明iCaspase9系统可诱导细胞凋亡而有效消除内源性PGCs。【结论】利用iCaspase9系统构建获得的DAZL-iCaspase9-EGFP PGCs在不改变其生殖细胞特性的同时,可在B/B二聚化配体诱导下有效消除内源性PGCs,为建立高效鸡种质资源恢复和基因编辑鸡制备等研究提供无内源性PGCs的受体鸡胚。
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- 砷制剂对禽白血病肿瘤细胞Warburg效应及Hedgehog信号通路的影响
- 任涛, 王建俊, 杨剑, 杨鑫, 徐浩, 温贵兰, 欧德渊,
- 【目的】探究三氧化二砷(ATO)对禽白血病(AL)肿瘤细胞Warburg效应及Hedgehog信号通路的影响,明确ATO缓解AL鸡肝脏肿瘤病变的作用机制,为生产上以ATO治疗AL提供科学依据。【方法】开展急性毒性试验,确定ATO对绿壳蛋鸡的安全性;通过p27抗原检测、PCR扩增鉴定、gp85基因测序等对禽白血病病毒(ALV)进行鉴定,并采集病鸡肿瘤组织制作病理组织切片进行病理性诊断;体外培养AL鸡肿瘤细胞,分别加入0.5、1.0和2.0 μmol/L ATO进行处理,培养12、24和48 h后收集细胞,分别检测葡萄糖、乳酸、己糖激酶(HK)及葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)的含量;以ALV人工感染绿壳蛋鸡构建模型组,再用不同剂量(0.5、1.0和2.0 mg/kg·BW)ATO进行治疗,采用ELISA检测鸡肝脏组织中Hedgehog信号通路Gli1和Shh蛋白水平,并以实时荧光定量PCR检测Shh、Gli1、Gli2、Ptch2和Smo基因的表达情况。【结果】ATO对绿壳蛋鸡的半数致死量(LD50)为19.501 mg/kg·BW,LD50-95%可信限为19.501±0.213 mg/kg·BW。从疑似患AL的绿壳蛋鸡中鉴定出1株ALV-J株,命名为GZCS01,其感染形成的肿瘤为肾母细胞瘤。以不同剂量(0.5、1.0和2.0 μmol/L)ATO作用肾母细胞瘤细胞,培养48 h后发现细胞液中的葡萄糖、乳酸及HK含量均极显著降低(PPShh、Gli1、Gli2和Smo基因表达,同时极显著上调Ptch2基因表达。【结论】ATO能抑制肿瘤细胞对葡萄糖的摄取和乳酸生成,且降低关键酶生成,从而减弱Warburg效应,抑制肿瘤细胞增殖;ATO还可通过下调Hedgehog信号通路关键因子Shh、Gli1、Gli2和Smo的表达及促进Ptch2表达,从而减轻AL的肝脏病变。可见,使用砷制剂(如阿散酸等)治疗AL具有可行性。
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- gga-miR-30d-5p表达分析及其对鸡脂肪沉积的调控作用
- 黄华云, 李瑞瑞, 张子晓, 王钱保, 黄正洋, 李春苗, 赵振华,
- 【目的】分析gga-miR-30d-5p在鸡腹脂和肌内脂肪沉积中的作用,为进一步阐明鸡腹脂和肌内脂肪沉积的分子机制提供理论依据。【方法】实时荧光定量PCR检测gga-miR-30d-5p在S3系鸡和隐性白羽鸡不同发育时期不同组织中的表达,转染gga-miR-30d-5p mimics和inhibitor,观察脂肪细胞脂肪沉积的变化。【结果】gga-miR-30d-5p在心脏、肝脏、脾脏、皮脂、腹脂、胸肌、肾脏、卵巢和腿肌组织中均有表达。在腹脂组织中,gga-miR-30d-5p在0周龄时的表达存在显著的品种差异(PPSOCS3和PGP可能是gga-miR-30d-5p调控脂肪沉积的预测靶基因。【结论】gga-miR-30d-5p在鸡的肝脏、腹脂和腿肌组织中表达存在显著的品种差异,转染gga-miR-30d-5p mimics/inhibitor脂肪细胞脂滴沉积极显著升高或降低。gga-miR-30d-5p具有促进鸡腹脂和肌内脂肪沉积的作用。
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- 15种熊蜂全基因组SSR分布规律研究
- 孙国, 梁程博, 赵芳, 张富东, 闫京艳,
- 【目的】阐明熊蜂全基因组SSR分布规律,为熊蜂SSR分子标记筛选及遗传进化分析提供参考依据。【方法】利用MSDB v2.4.3和Krait搜索15种已完成测序组装熊蜂(每个种代表1个亚属)基因组中的SSR序列,采用Excel 2019统计全基因组大小、GC含量、SSR类型、序列总数、相对丰度、相对密度、碱基重复类型及各重复类型相对丰度等相关信息,以Origin 2021进行绘图。【结果】基因组最大(262.4 Mb)的是西伯熊蜂;GC含量最高(39.40%)的是稳纹熊蜂,且其SSR序列总数最多(74676条)、相对丰度最高(323.53 loci/Mb)、相对密度最大(7094.37 bp/Mb)、及SSR占比最高(0.71%)。SSR类型中以纯合微卫星(P-SSR)最丰富,均占总SSR的92.00%以上,以卡氏熊蜂的占比最高(95.45%)、稳纹熊蜂的占比最低(92.07%)。除猛熊蜂和亲熊蜂外,其余13种熊蜂全基因组SSR的二碱基重复类型相对密度均最高(1362.789~2986.958 bp/Mb);除猛熊蜂、亲熊蜂和图氏熊蜂外,其余12种熊蜂全基因组SSR的二碱基重复类型总数和相对丰度均最高。15种熊蜂全基因组SSR出现频率较高的优势碱基序列有A、AG、AT、AAT、AAAT、AAAG、AATAT及AAAAG等,单碱基至五碱基重复类型的优势碱基序列相对丰度随着碱基数的增多而逐渐减小,而六碱基重复类型的优势碱基序列存在明显差异。【结论】15种熊蜂全基因组SSR总数与基因组大小不成正比,单碱基和二碱基重复类型在全基因组SSR中的占比均较高,三碱基、四碱基、五碱基和六碱基重复类型的占比则随着碱基数的增多而依次降低,即碱基重复次数越高其稳定性及多态性越低。每种熊蜂全基因组SSR都显示出特有的碱基重复类型相对丰度及优势碱基序列,今后可考虑以SSR分子标记为桥梁开展熊蜂遗传发育模式及其调控机制等相关研究。
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- 家蚕BmNPV压力选择品系的细菌病发生及其病原分离鉴定
- 邵榆岚, 范永慧, 范仕弘, 张永红, 张一川, 白兴荣,
- 【目的】调查鉴定核型多角体病毒(BmNPV)压力选择家蚕相关品系细菌病发病原因,为蚕作生产上家蚕抗BmNPV品种细菌病防治提供理论依据。【方法】相同批次和饲养条件下,对BmNPV压力选择自建品系P50Nn(n表示代)和抗BmNPV品种4个母种品系苏N、菊N、明N、虎N的正常保种组发生家蚕细菌病情况进行初步调查,分离培养病蚕肠道细菌,开展16S rDNA分子鉴定、革兰氏染色和扫描电镜等形态学鉴定,以及糖发酵、吲哚试验等20项生化鉴定。【结果】细菌病导致家蚕BmNPV压力选择品系添食BmNPV第3代次的P50N3结茧率为47.63%,抗BmNPV育种母种品系添食BmNPV多代次的菊N结茧率最低为34.72%,而未添食过BmNPV的对照品系P50结茧率为96.15%,P50N3和菊N结茧率与P50呈极显著差异(PEnterococcus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、柠檬酸杆菌属(Citrobacter)、沙雷氏菌属(Serratia)、克雷伯氏菌属(Klebsiella)、假单胞菌属(Pseudomonas)和肠杆菌属(Enterobacter)等7类细菌属,其中葡萄球菌属占比(30.00%)最高,其次为肠球菌属和沙雷氏菌属,均为16.67%。选择分子鉴定一致性最高的8株不同细菌,进一步进行形态学鉴定和生化鉴定,与分子鉴定结果一致。【结论】家蚕BmNPV压力选择品系的细菌病发生主要由葡萄球菌、肠球菌和多种肠杆菌科细菌引起,在BmNPV压力选择早期家蚕细菌病发生更严重。
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- 玉米赤霉烯酮对山羊睾丸间质细胞的毒性机制研究
- 宁春妹, 赵颖, 安佳秀, 付叶, 田亚原, 杨艺,
- 【目的】探究玉米赤霉烯酮(ZEA)对山羊睾丸间质细胞活力、形态及细胞凋亡相关基因表达的影响,明确其对山羊睾丸间质细胞的毒性作用,为后续揭示ZEA对雄性山羊生殖系统的毒性机制提供理论依据。【方法】以山羊睾丸间质细胞为试验材料,采用不同浓度ZEA处理细胞24 h,以CCK-8法检测细胞增殖情况并筛选出最适浓度;然后通过光学显微镜、透射电子显微镜、细胞划痕试验、实时荧光定量PCR、JC-1试剂盒及ROS试剂盒分别检测ZEA处理山羊睾丸间质细胞的形态特征、超微结构变化、损伤愈合能力、细胞凋亡及氧化应激相关基因表达、线粒体膜电位及胞内活性氧(ROS)水平的变化。【结果】随着ZEA浓度的升高,山羊睾丸间质细胞活力呈剂量依赖效应极显著下降(P50)在20 μmol/L附近,故选取20 μmol/L作为后续试验的处理浓度。经20 μmol/LZEA处理后,山羊睾丸间质细胞大量死亡,细胞皱缩呈圆珠状,细胞间连接松散;核膜出现破损,内质网断裂、结构模糊,线粒体破裂,形成自噬囊泡,细胞核皱缩、深染;细胞愈合能力降低,划痕培养18 h后的细胞迁移率约80%;细胞中的Bcl-2、caspase-3和SOD2基因相对表达量显著上升(PBax、HO-1、Nrf2、GPX1和CAT基因相对表达量极显著上升;JC-1检测发现细胞中的红色荧光数量减少,荧光强度较弱,而绿色荧光数量明显增多且荧光强度较强;ROS检测显示细胞ROS水平极显著升高,即细胞氧化应激程度加剧。【结论】ZEA通过诱导山羊睾丸间质细胞形变及线粒体、内质网等细胞超微结构损伤,降低其损伤修复能力,促使线粒体膜电位水平降低和加剧氧化应激程度,而发挥其毒性作用。
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- 乌鳢半胱氨酸蛋白酶3基因克隆及表达分析
- 赵浩航, 丘金珠, 周秀莹, 唐怀庆, 赵天珍, 梁富, 宋海霞, 喻大鹏, 宋长江,
- 【目的】克隆和表达分析乌鳢(Channa argus)的半胱氨酸蛋白酶(Cysteinyl aspartate specific proteinase)3基因(caspase-3),为探究该基因在乌鳢机体中的免疫应答作用及在其他鱼类免疫上的作用提供理论依据。【方法】根据NCBI公布的乌鳢基因组信息,对乌鳢的caspase-3基因序列进行克隆,对推导的caspase-3氨基酸序列进行生物信息学分析,采用实时荧光定量PCR检测caspase-3基因在健康乌鳢各组织中的表达分布及在不同刺激物[鰤鱼(Seriolaquinqueradiata)诺卡氏菌(Nocardia seriolae)、脂多糖(LPS)和聚肌胞苷酸(PolyI:C)]刺激下的时序表达情况。【结果】caspase-3基因序列全长855 bp,编码284个氨基酸残基,蛋白分子量为31.069 kD,理论等电点(pI)为6.17。caspase-3蛋白含有1个CASc结构域。多序列比对结果显示,乌鳢的caspase-3氨基酸序列与秘鲁笛鲷(Lutjanus peru)的caspase-3氨基酸序列相似度最高,达81.7%;系统发育进化树分析结果表明,乌鳢的caspase-3氨基酸序列与秘鲁笛鲷的caspase-3氨基酸序列聚为一支。实时荧光定量PCR检测结果表明,乌鳢caspase-3基因在肌肉、皮肤、鳃、心脏、胸腺、脑、头肾、脾脏、肝脏和血液等组织中均有表达,其中在脾脏和头肾的表达量最高;在不同刺激物刺激下,caspase-3基因在乌鳢脾脏、肾脏、血液和肝脏组织中的表达量均发生显著变化(Pcaspase-3基因表达量均显著升高,且具有明显的时间依赖性。【结论】乌鳢caspase-3基因可能在乌鳢抵御细菌和病毒入侵的免疫反应中发挥着重要作用。
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- 柳江下游大眼鳜仔稚鱼耳石特征及孵化期推算
- 宋琦亮, 徐林, 吴志强, 黄亮亮, 高明慧, 何佳洋, 刘昊, 文浩,
- 【目的】分析柳江下游大眼鳜(Siniperca knerii)仔稚鱼的耳石形态变化和微结构特征,明确该江段大眼鳜的生长和繁殖现状,为其资源保护及合理开发利用提供理论依据。【方法】以2022年采集的柳江下游大眼鳜仔稚鱼为试验材料,经50%乙醇麻醉后测量体长(mm),用解剖针挑取耳石;采用温度标记法确证矢耳石轮纹增量周期;通过显微镜观察矢耳石和微耳石形态特征并统计耳石轮纹数,利用耳石日轮技术推算其孵化日期;通过Image J测量矢耳石与微耳石的长(μm)、宽(μm)、周长(μm)和面积(μm2)等形态指标,并计算环率、矩形趋近率、椭圆度、辐形比、外形尺寸和圆度等形状指数,比较两类尺寸等级(体长≤13 mm和体长>13 mm)的大眼鳜矢耳石形态变化,对大眼鳜矢耳石形态指标与体长关系进行拟合,采用AIC(Akaike information criterion)准则选取最适模型,分析二者间的关系。【结果】2022年采集的大眼鳜样本微耳石轮纹数范围为3~9轮,矢耳石轮纹数范围为6~16轮,矢耳石标记轮纹数与标记时间呈线性相关,大眼鳜矢耳石轮纹增量具有日周期性,用日轮数N+3表示日龄,推算2022年柳江下游江段大眼鳜样本的孵化期为5月1日—8月8日。随着大眼鳜仔稚鱼的生长,矢耳石由近圆形发育成一端略尖的桃形,微耳石由近圆形发育成贻贝形,矢耳石相较于微耳石变化更明显。拟合大眼鳜矢耳石的长、宽、周长和面积4个形态指标与体长的关系,以线性模型为最佳拟合模型,两类尺寸等级的大眼鳜矢耳石形态指标与体长相关性均较强,第二类R2大于第一类,两类尺寸等级的线性模型拟合效果无显著差异,表明大眼鳜仔稚鱼在早期生活阶段耳石形态与体长呈线性相关,且在一段时间内相关性逐步增强。【结论】柳江下游大眼鳜仔稚鱼孵化期整体短于珠江流域鳜属鱼类的自然繁殖期,矢耳石更适合作为大眼鳜早期年龄鉴定的器官,耳石的大小可作为判断该物种早期生长现状的重要依据。
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- 基于MODIS-NDVI的云南省植被时空变化及驱动因素分析
- 夏凯, 黄义忠,
- 【目的】研究云南省植被时空变化及其影响因素,为区域环境保护及生态环境建设提供理论依据。【方法】基于MODIS-NDVI数据,利用趋势分析法、Hurst指数、残差分析法在不同地形地貌分区尺度上分析2001—2020年云南省植被覆盖时空演变特征,并讨论地形、气候和人类活动因素对其变化的影响。【结果】2001—2020年云南省NDVI整体呈增长趋势,且各分区NDVI变化速率差异较大。云南省平均NDVI呈西高东低、南高北低的布局,各时期NDVI改善面积均大于退化面积,且滇东北地区改善面积最高,为70.84%。未来有10.99%的面积会持续改善,且在不同分区下滇东北地区持续改善比例最高。地形因素对NDVI的影响显著,整体上云南省NDVI随海拔升高而降低,随坡度的增加先增加后减少,在坡向上NDVI呈阴坡大于阳坡的特征。2001—2020年云南省降水与NDVI的相关系数均值为0.0074,呈西负东正的格局,滇东北受降水影响最大。气温与NDVI的相关系数均值为0.0884,滇西南受气温影响最大。人类活动对NDVI的变化均以促进作用为主,土地利用的转变与NDVI的变化具有较强相关性,一系列生态保护工程改善了植被,而建设用地的扩张抑制植被的生长。【建议】因地制宜实施林地生态建设,提高植被种植存活率;完善建设用地规划与管理,防止建设用地快速无序扩张;继续推进生态工程建设,加大林地、草地保护力度。
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- 基于TOPSIS—熵权法的我国直辖市农机社会化服务发展水平评价
- 张宝文, 牛坡, 杨欣, 弋景刚,
- 【目的】评价我国直辖市农机社会化服务发展水平,分析其社会化服务体系的协调性和障碍度,为我国农业从传统农业向现代农业转型发展提供参考依据。【方法】在查阅大量文献和走访相关领域专家的基础上,应用逼近理想点排序法(TOPSIS)—熵权法确立含有5个一级指标22个二级指标的我国直辖市农机社会化服务发展水平评价指标体系,并构建其协调性和障碍度模型,从一级指标和二级指标的视角,分析我国直辖市农机社会化服务发展水平各维度的协调性和主要制约因素。【结果】在2016—2020年,我国直辖市的农机社会化服务发展水平基本上处于初级发展阶段,其中,天津市的农机社会化服务发展水平最高,处于初级发展阶段后期;从概率论角度看,上海市的农机社会化服务发展水平高于北京市,重庆市的农机社会化服务发展水平低于北京市和上海市。耦合协调度模型分析结果表明,2016—2020年重庆市和北京市的农机社会化服务发展水平处于勉强协调等级,天津市处于初级协调或以上等级,上海市处于勉强协调及以上等级;天津市处于第一梯队,上海市处于第二梯队,北京市和重庆市处于第三梯队。障碍度模型分析结果表明,从一级指标角度分析2016—2020年影响我国各直辖市农机社会化服务评价体系子系统的主要因素发现,农机社会化服务作业水平指数的障碍度处于主要位次,农机社会化服务作业硬件信息化指数的障碍度处于最后位次;以二级指标中障碍度排名前5位的主要因素进行分析发现,农机技术推广经费投入比重低是主要障碍因素;每年的前5项障碍因素对障碍度的贡献总和均在50.0%及以上。【建议】我国各直辖市应进一步加大农机技术推广经费的投入力度,并向新型、优质、智能化农机具倾斜;做好土地整理,采用土地托管、土地流转、土地租赁、服务外包的规模化、集约化经营模式;大力发展节水型、生态友好型立体式农业;大力拓宽农机社会化服务渠道,培育壮大各类农机社会化服务主体;注重农机技术人员技能培训,引导农机大户生产、经营步入良性发展轨道,以实现区域现代农业的高效可持续发展。
