南方农业学报杂志2023年第2期
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- 基于全基因组重测序的藏猪脂质沉积相关基因鉴定
- 张彦, 熊和丽, 张斌, 相德才, 刘韶娜, 赵智勇,
- 【目的】从全基因组水平解析藏猪与大白猪间的遗传差异,并鉴定出与藏猪脂质沉积相关的基因,为藏猪优质肉质特征的利用及新品种培育提供理论参考。【方法】选用5份自测云南迪庆藏猪的全基因组重测序数据,以及NCBI数据库中来自西藏、四川、甘肃地区34份藏猪和具有低脂肪沉积特征的14份大白猪全基因组重测序数据,获得全基因组SNP后以VCFtools进行选择信号检测,采用VCFtools分别计算候选SNP在藏猪和大白猪中的等位基因频率,再利用自编Python脚本及所有SNP注释文件进行注释以确定候选基因,最后运用DAVID对候选基因进行GO功能注释和KEGG信号通路富集分析,进一步鉴定与脂质沉积相关的功能基因。【结果】经全基因组重测序及与参考基因组比对、过滤后得到19374832个高质量的SNPs,根据受选择区域条件筛选出370778个候选SNPs,其中符合在藏猪中等位基因频率>0.5而在大白猪中等位基因频率NME4、C4BPA、AP2M1、CD36、FABP5、PMP2、PDZD8、OSBPL6、APOD和OSBPL1A,与脂肪酸合成、延伸和代谢过程相关的基因TECR、ELOVL7、HACD2,以及与脂肪形成相关的细胞外基质基因(CCN3、EGFL6、KAZALD1、ASPN、ADAMTS18、ECM2、COL18A1、COL3A1和COL4A5);通过文献分析还发现8个基因(APOOL、PLAG1、PLAUR、SUCLG2、CPE、AKR1B1、SLC4A4和CHPT1)在藏猪与大白猪皮下脂肪或肌肉组织呈差异表达,且与脂肪形成相关。【结论】藏猪与大白猪间的脂肪沉积差异涉及脂肪形成的多个过程和多个基因,细胞外基质基因也可能与藏猪脂肪形成相关,且这些基因在藏猪中均具有较高的等位基因频率。
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- 番木瓜抗倒伏优势微生物及候选基因筛选
- 陈仕淼, 郑剑, 陆覃昱, 张继, 石兰蓉, 马松琼, 范兢升, 甘卫堂,
- 【目的】筛选抗倒伏性强的番木瓜根际优势微生物,挖掘番木瓜抗倒伏差异表达的关键基因,为揭示番木瓜抗倒伏机制及相关品种选育提供参考。【方法】试验设常规施肥量处理(每株施用2.5 kg有机肥,CK)、缺肥处理(不施有机肥,WLR)和高有机肥处理(每株施用10 kg有机肥,SLR) 3个处理,根据其转录组数据和根际微生物数据,利用加权基因共表达网络(WGCNA)关联分析番木瓜抗倒伏相关的关键基因,并分析根际微生物变化情况。【结果】 SLR处理的植株抗倒伏性最强,其次是CK,WLR处理植株的抗倒伏性最差。WLR处理植株的株高、节间长度和茎粗均显著低于CK和SLR处理的植株(PStreptomyces)、慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、RB41菌属及噬几丁质菌属(Chitinophaga)。通过WGCNA分析得到2个与番木瓜抗倒伏性能相关的品蓝模块和淡黄模块,进而对这2个模块构建基因共表达网络,筛选出可能与番木瓜抗倒伏性能密切相关的乙酰辅酶A乙酰转移酶基因(AACT)、聚腺苷酸结合蛋白基因(RBP47)、线粒体输入内膜转位酶亚基基因(TIM9)、钙依赖通道7TM区域基因(HYP1)、韧皮部蛋白质丝网络蛋白基因(SEO)和半胱氨酸蛋白酶抑制剂a基因(CPI)等6个核心基因。核心基因功能分析结果显示,品蓝模块涉及番木瓜萜类代谢调控,而淡黄色模块涉及番木瓜韧皮部生长代谢调控。【结论】根际优势微生物与番木瓜抗倒伏性密切相关,其可通过调控番木瓜茎的生长从而提高抗倒伏性,可作为抗倒伏性强番木瓜品种选育的微生物筛选标记之一。
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- 荔枝蒂蛀虫在荔枝果实上的产卵部位选择及其影响因素研究
- 董易之, 全林发, 徐淑, 李文景, 姚琼, 陈炳旭,
- 【目的】揭示荔枝蒂蛀虫在荔枝果实上的产卵部位选择以及影响其选择的因素,为荔枝蒂蛀虫产卵行为调控及防控技术研究提供科学依据。【方法】通过室内测定和田间调查,比较荔枝果实表面各个区域的荔枝蒂蛀虫落卵量;通过产卵选择试验,探究荔枝果表不同区域的产卵引诱作用,以及形状和气味等因素对荔枝蒂蛀虫在荔枝果实上产卵部位选择的影响。【结果】在荔枝果实上,荔枝蒂蛀虫偏好在果蒂附近区域产卵,该区域的落卵量占整个果实落卵量的65.87%~90.29%。荔枝果表不同区域的气味均可引诱荔枝蒂蛀虫产卵,其中果蒂至果肩区域气味的产卵引诱作用最强。形状和表面纹理结构对荔枝蒂蛀虫的产卵部位选择无明显影响,在荔枝果蒂和果顶的形状和表面纹理结构趋于一致的条件下,荔枝蒂蛀虫仍偏好在果蒂附近区域产卵,该区域的落卵量占比达72.28%~75.23%。产卵引诱物气味浓度对荔枝蒂蛀虫产卵选择有明显影响,成虫趋向在气味浓度较高的部位产卵。在不同的产卵介质上,产卵引诱物气味浓度越高,荔枝蒂蛀虫落卵量越多;而在同一产卵介质的不同位置上,成虫则偏好在产卵引诱物气味较浓的位置产卵。果蒂和果顶的气味也表现出相同的情况,在果顶气味浓度不变的条件下,荔枝蒂蛀虫对果蒂的产卵选择性随着果蒂气味浓度减小而减弱;当果蒂的气味浓度减小至一定水平时,荔枝蒂蛀虫偏好在果蒂产卵的习性会发生改变,而多选择在果顶产卵。【结论】在荔枝果实上,荔枝蒂蛀虫偏好在果蒂附近区域产卵。该虫对产卵引诱物气味浓度有产卵选择性,偏好在气味较浓的位置产卵。推测果蒂附近区域气味较浓是荔枝蒂蛀虫趋向在果蒂产卵的重要原因之一。
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- 钙镁叶面肥缓解妃子笑荔枝果肉退糖现象的呼吸机理
- 杜婧加, 彭俊杰, 陈甜甜, 税贤, 廖海枝, 林晓凯, 周开兵,
- 【目的】探讨叶面喷施钙镁肥对妃子笑荔枝果肉糖酵解(EMP) —三羧酸循环(TCA)途径呼吸速率的影响,为荔枝生产提供理论参考。【方法】设置以树冠喷布0.3% CaCl2水溶液(Ca)、0.3% MgCl2水溶液(Mg)、0.3% CaCl2+0.3% MgCl2水溶液(Ca+Mg)的3组处理,以树冠喷布清水为对照(CK),测定、比较不同发育期荔枝果肉风味品质主要指标、EMP-TCA途径呼吸速率及其关键酶活性的动态变化。【结果】荔枝果肉可溶性糖含量在35~56 d呈上升趋势,在花后63 d之后,除Ca+Mg处理的果肉可溶性糖含量未显著下降(P>0.05,下同)而缓解退糖现象外,其他处理均出现退糖现象。所有处理的果肉可滴定酸含量在采收期前后均无显著变化,且相互间无显著差异; Ca处理和Ca+Mg处理的EMP途径呼吸速率显著低于Mg处理和CK (P<0.05,下同),而在TCA途径呼吸速率上,Ca+Mg处理显著低于Ca处理,故Ca+Mg处理通过抑制EMP-TCA途径呼吸速率进而抑制果肉总呼吸速率;采收期前后,Ca+Mg处理的磷酸已糖异构酶(GPI)、琥珀酸脱氢酶(SDH)和苹果酸酶(NADP-ME)等活性均显著低于CK; Ca处理对GPI活性具有抑制作用,对PDC活性呈现促进作用; Ca处理和Mg处理的NADP-ME活性显著高于Ca+Mg处理和CK。【结论】 Ca+Mg处理通过抑制妃子笑荔枝果肉GPI、SDH和NADP-ME活性而分别抑制EMP和TCA途径,进而降低EMP-TCA途径有氧呼吸速率,减少果肉糖分呼吸损耗,从而减缓果肉退糖现象。
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- 抗病和感病香蕉品种根系内生细菌群落结构与多样性
- 张艳, 曾凤花, 农倩, 覃丽萍, 窦同心, 邱美莎, 谢玲,
- 【目的】分析抗病和感病香蕉品种根系内生细菌群落结构与多样性,探究香蕉抗枯萎病能力与香蕉根系微生物组的关联,为发掘利用香蕉枯萎病土著生防微生物组提供理论依据。【方法】以香蕉枯萎病感病品种威廉斯B6和抗病品种中蕉9号为材料,在枯萎病发病初期(营养生长旺盛期)和发病严重期(孕蕾期)采集香蕉根系,采样前均调查香蕉发病情况;分别提取抗病和感病香蕉植株根系DNA,利用高通量测序技术对香蕉根系内生细菌16S rRNA基因V3~V4区进行测序分析,通过Fastp和Flash软件对原始测序序列进行质控、拼接,利用RDP classifier和Silva数据库对序列进行比对、注释,采用Excel 2010对数据进行整理统计,运用DPS 7.0进行差异显著性分析。【结果】随着香蕉的生长发育和枯萎病的越发严重,抗病品种中蕉9号在生长过程中相对感病品种威廉斯B6表现出极显著(PP>0.05)。2个品种根系细菌群落在发病初期和严重期的优势菌门无差异,但相对丰度随着香蕉的生长发生显著变化(PStreptomyces)、拟无枝菌酸菌属(Amycolatopsis)和短杆菌属(Brevibacterium)的相对丰度显著增加,分析发现短杆菌属只在抗病品种香蕉根系中特异富集。NMDS和PCoA分析表明,感病与抗病香蕉植株根系细菌群落结构在发病初期大致相同,到发病严重期时2个品种间内生细菌群落结构具有显著差异。【结论】感病与抗病香蕉植株根系内生细菌群落结构随着生长发育和发病进程而变化,优势菌门和菌属群落组成变化较大且差异显著,尤其是抗病品种中有益微生的相对丰度显著增加。感病与抗病香蕉植株根系微生物结构组成变化对香蕉枯萎病的发生有较大影响,特异微生物的富集对香蕉抗枯萎病产生直接或间接的影响。
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- 备长炭辅助干燥对原果风味芒果脯色泽和香气成分的影响
- 李建强, 罗朝丹, 任二芳, 黄燕婷, 冯春梅, 罗小杰, 韦勇, 李文墨,
- 【目的】研究备长炭辅助干燥对芒果脯色泽和香气成分的影响,探索能有效保持芒果脯原果风味及色泽、延缓贮藏过程褐变的无硫或低硫烘干新技术,从而提升原果风味果脯品质,为实现果脯行业安全生产提供技术支撑。【方法】采用备长炭辅助间歇回软二次变温干燥技术对芒果加工品种玉芒进行干燥,设空白干燥组(未使用备长炭)和4个备长炭辅助干燥组(使用量分别为200、400、600和800 g),分析备长炭辅助干燥对干燥时间和色泽的影响,并运用气相离子迁移质谱(GC-IMS)测定干燥前后芒果样品挥发性成分的变化。【结果】与空白干燥组相比,使用量为200~800 g的备长炭辅助干燥可将芒果片干燥时间缩短28.57%。芒果干燥前后色泽无显著差异(P>0.05,下同); 37℃贮藏7 d后各备长炭辅助干燥组的芒果片与鲜果的亮度(L*值)、红度(a*值)、黄度(b*值)和色泽饱和度(C值)均无显著差异,37℃贮藏14 d后,200和400 g备长炭辅助干燥组样品开始出现褐变,而600和800 g备长炭辅助干燥组样品色泽无显著变化,且挥发性物质与鲜果的挥发性物质相似度较高。与鲜果相比,600和800 g备长炭干燥组样品酮类物质占比分别减少13.30%和11.08%,醇类物质占比分别增加5.00%和2.78%,酯类物质分别减少6.67%和11.11%,醛类物质分别增加3.33%和减少5.56%,原有挥发性成分保留率分别为41.67%和75.00%。600 g备长炭干燥组样品新生成丁烷-2-酮、2-己烯醇、(E)-2-己烯醛、2-甲基吡嗪和苯酚5种成分,成分新增率为41.67%; 800 g备长炭干燥组样品新生成呋喃酮、丁烷-2-酮、1-辛烯-3-醇、2-己烯醇、(E)-2-己烯醛、α-蒎烯、1,8-桉叶素、2-甲基吡嗪和苯酚9种成分,成分新增率达75.00%。【结论】综合考虑芒果脯品质和成本,认为600~800 g备长炭辅助间歇回软二次变温干燥工艺效果较优,可更大程度地保留芒果的原果风味和色泽,同时丰富芒果脯的风味物质组成。
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- 响应面法优化龙眼红枣香蕉醋草本饮料生产工艺及抗疲劳活性分析
- 卢诗剑, 黄卫萍, 刘文婷, 韦宏官, 黄浩,
- 【目的】采用响应面法优化龙眼红枣香蕉醋草本饮料的生产工艺,分析其抗疲劳活性,为促进“桂十味”系列产品开发提供参考依据。【方法】以龙眼肉、红枣和香蕉醋原液为原料,在单因素试验的基础上,通过4因素3水平的Box-Behnken响应面分析和感官评价确定龙眼肉提取液添加量、红枣提取液添加量、红糖水溶液添加量和香蕉醋原液添加量,对龙眼红枣香蕉醋草本饮料生产工艺进行优化,并通过测定小鼠力竭游泳时间、小鼠体内血乳酸和血尿素氮含量下降情况,以红牛维生素能量饮料为阳性对照组,研究草本饮料的抗疲劳活性。【结果】 4个因素对龙眼红枣香蕉醋草本饮料感官评分影响排序为:红枣提取液添加量>龙眼肉提取液添加量>香蕉醋原液添加量>红糖水溶液添加量,其中龙眼肉提取液添加量与香蕉醋原液添加量交互作用对草本饮料感官评分有显著影响(P<0.05)。优化后最佳配方为:龙眼肉提取液添加量55%、红枣提取液添加量25%、红糖水溶液添加量14%、香蕉醋原液添加量0.4%,在此条件下,龙眼红枣香蕉醋草本饮料感官评分为91.87分,与设计模型预测值(92.12分)趋于一致,成品色泽金黄、透明、无沉淀,经检测菌落总数<10 CFU/mL,大肠菌群<10 CFU/mL,致病菌未检出。抗疲劳活性试验结果表明,龙眼红枣香蕉醋草本饮料能有效延长小鼠力竭游泳时间,降低血清中乳酸和尿素氮含量,具有抗疲劳活性。【结论】响应面法优化龙眼红枣香蕉醋草本饮料的生产工艺稳定可靠,制得的饮料金黄透亮、色泽均匀,具有龙眼肉与红枣香味,酸甜适中,且具有一定的抗疲劳活性,可开发为功能性产品。
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- 抗枯萎病早花粉蕉突变体的筛选与鉴定
- 赵明, 邹瑜, 莫天利, 黄相, 龙芳, 武鹏, 何海旺,
- 【目的】筛选鉴定金粉1号抗枯萎病早花突变体55b,为进一步利用该突变体株系选育抗枯萎病粉蕉新品种打下基础。【方法】利用组织培养繁育结合田间种植筛选对金粉1号抗枯萎病早花突变体55b进行逐步分离,对其形态特征和生物学特性等进行观察鉴定,同时开展田间病害调查和苗期抗病性鉴定,并利用ISSR分子标记对突变体55b及野生型金粉1号的基因组DNA进行遗传分析。【结果】突变株系55b新植蕉平均株高335.3 cm,假茎基围、中围分别为84.2和57.5 cm,分别比对照金粉1号矮(小) 27.1%、23.3%和11.5%; 55b新植蕉生长周期比金粉1号短2~3个月,宿根蕉生长周期比金粉1号短1~2个月。55b田间枯萎病发病率低于金粉1号,在感染Foc1生理小种(Fusarium oxysporum f.sp.cubense race1)的蕉园55b的发病率可控制在10.0%以下,金粉1号发病率为30.0%~100.0%;伤根接菌处理80 d后,金粉1号蕉苗发病率为95.6%,死亡率达75.0%,而55b仅有极少数出现轻微黄化现象,发病率为6.5%。55b果实品质、单位面积产量等与金粉1号无明显差异;突变株系55b与金粉1号的多态性比率为7.7%,遗传相似系数为0.96,遗传背景相似。【结论】从金粉1号突变体55b后代中分离筛选的抗枯萎病、早熟、矮化株系可用来培育大面积推广的粉蕉新品种,或进一步由其衍生出具有广泛应用价值的亲本育种材料在香蕉育种研究中发挥作用。
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- 不同品种油梨果实品质、光合特性比较及其相关分析
- 张雪芹, 欧阳海波, 谢志南, 林丽霞, 赖瑞云, 钟赞华, 林建忠,
- 【目的】研究采收期不同品种油梨的果实品质、光合特性及其相关性,为油梨栽培品种的选择和果实品质的提升提供参考依据。【方法】以哈斯、桂垦和台湾T为试验材料,测定采收期不同品种油梨的叶片生物学特性、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、果实生物学特性及果实品质指标,分析叶片与果实生物学性状之间、光合特性指标之间、果实品质指标与叶绿素荧光参数之间的相关性。【结果】除叶柄长外,桂垦、哈斯和台湾T等3个品种叶片的生物学性状差异均达极显著水平(PP<0.05,下同)或极显著负相关,与光合特性的Yield、qP呈显著正相关,与qN、NPQ呈极显著负相关。【结论】哈斯、桂垦和台湾T 3个油梨品种中,以哈斯的叶绿素含量最高,叶绿素荧光特性最好,果实品质最佳,适合在福建省推广种植。
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- 水稻抗稻瘿蚊的离子组研究
- 蒋哲, 范晓苏, 曹振宇, 周桂花, 陈英之, 莫怿, 覃宝祥, 邱永福,
- 【目的】探索水稻中不同营养元素响应稻瘿蚊取食的差异,为稻瘿蚊防治及水稻抗稻瘿蚊机理阐释提供新思路。【方法】以稻瘿蚊抗性近等基因系43W-NIL和感性品系9311为材料,利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定抗感水稻材料在接种稻瘿蚊后第0、5、7和9 d时植株体内的营养元素含量;利用水培法验证关键元素受稻瘿蚊取食诱导的变化;通过qRT-PCR测定与营养元素代谢相关基因在抗感材料中的表达量。【结果】离子组分析共鉴定25种营养元素,大部分元素在抗感材料及稻瘿蚊取食前后差异明显。接种稻瘿蚊后,与9311的第0 d相比,43W-NIL中Ti、K、P和S元素含量较高,而Pb、Sr和Ca元素含量较低。离子组的主成分分析发现,PC1和PC2分量分别解释40.0%和24.7%的变异。主成分载荷分析结果表明,Ca、Sr、Co、Pb、Be、Sb、Fe、Ti、P、S和K的含量变化可以区分抗性和感性材料,且影响稻瘿蚊抗性最重要的5种元素依次为Ca、Sr、P、K、Co。水培植株的接虫试验发现,高浓度的外源Ca处理可促进稻瘿蚊幼虫在抗性水稻中生长,而低浓度P、K处理会抑制稻瘿蚊幼虫在感性材料中生长。qRT-PCR结果显示,钙调蛋白基因(OsCML20)表达量与Ca2+含量的变化趋势相同;钾转运蛋白基因(OsHAK12)的表达量在抗感材料中均表现为先下降后上升。【结论】 Ca、P和K等3种元素可能在水稻响应稻瘿蚊取食中发挥关键作用。OsHAK12和OsCML20基因可能是稻瘿蚊抗性表达机制中的重要基因。离子组学可从元素、营养的角度发现水稻在被稻瘿蚊取食时的差异,为植物抗虫机理研究提供新思路。
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- 海拔和籼粳细胞质背景对水稻F2代群体杂种优势和自交衰退的影响
- 王石华,
- 【目的】分析海拔引起的环境温度变化对籼粳稻细胞质背景下的F1代配子基因型的选择效应及其对后代分离群体优势和衰退的影响,为水稻育种及全球气温变化对水稻遗传变异的效应研究提供理论参考。【方法】以具有籼稻细胞质背景的改良粳稻品种南34与耐冷性极强的粳稻老品种小麻谷为亲本,将正反交F1代种植在3个海拔条件下产生6个F2代群体,对其11个生物学性状的杂种优势及自交衰退进行分析。【结果】株高、剑叶长、剑叶宽、有效穗数、主穗长、穗颈长、实粒数和结实率8个性状的自交衰退在6个F2代群体中均达显著(PP2代群体中达显著或极显著水平。正反交组合F2代群体中播始历期、株高、剑叶宽、有效穗数、实粒数和结实率6个性状的杂种优势和自交衰退均随海拔的升高而减小,剑叶长、主穗长、1~2穗节长、穗颈长和着粒密度5个性状的杂种优势和自交衰退在正反交组合中具有明显的差异。F2代群体生物学性状的中亲优势率、超亲优势率和自交衰退率明显受到产生F2群体的海拔和细胞质背景的影响。【结论】海拔和细胞质背景对水稻F2代群体杂种优势及自交衰退产生的效应,分别是由于海拔导致的环境温度变化对杂种F1代的雄配子选择以及不同细胞质背景下由雄配子和雌配子共同选择造成。此外,海拔对F2代群体当代的孢子体同样具有非常明显的效应。
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- 黄秋葵种质资源的嫩果表型性状多样性分析
- 王小秋, 葛礼姣, 仇亮, 翟彩娇, 程玉静, 赵剑华, 孙健, 谢冬薇, 戴志刚,
- 【目的】分析150份黄秋葵嫩果的表型性状多样性,为筛选黄秋葵新品种选育材料提供参考。【方法】以150份黄秋葵种质资源为材料,对黄秋葵嫩果的12个质量性状(果实大小、果实弯曲度、果实类型、果实色、果实表面、果实光泽、果顶形状、基部收缩强度、果棱间表面、果柄表面、果柄色和果姿)和9个数量性状(果实棱数、子房室数、单果重、果蒂重、蒴果长度、蒴果宽度、果柄长、果柄宽和果肉厚)进行调查统计,采用主成分分析、相关分析和聚类分析对嫩果表型性状进行多样性分析。【结果】 150份黄秋葵种质材料在果实大小、果实弯曲度、果实类型、果实表面、果实光泽、基部收缩强度、果棱间表面、果柄表面和果姿上分布较为集中,在果实色、果顶形状和果柄色上分布较分散。98.0%果实为中果,小果仅占2.0%;果实弯曲度以直果最多(70.7%);果实类型以棱果最多(82.0%);果实表面以光滑最多(87.3%);果实光泽以略有光泽最多(91.3%);基部收缩强度以无基部收缩最多(66.0%);果棱间表面以平最多(91.3%);果柄表面类型以多刺最多(60.7%);果姿以微斜(58.7%)和直立(36.7%)较多;果实色以绿色(46.0%)和深绿(25.9%)较多;果顶形状以尖(43.4%)和长尖(35.3%)较多;果柄色以绿色(66.0%)和深绿(18.6%)较多。主成分分析结果显示,前3个主成分的贡献率分别为46.413%、18.050%和13.513%,累积贡献率达77.976%。9个数量性状的变异系数为8.73%~25.97%,其变异系数排序为单果重>果实棱数>果蒂重>果柄长>果肉厚>蒴果长度>子房室数>蒴果宽度>果柄宽。通过聚类分析表明,供试材料划分为三大类群,果实类型在不同类群间集中分布,其中,第Ⅰ类群几乎为棱果,第Ⅱ类群为圆果,第Ⅲ类群为有棱圆果。【结论】 150份黄秋葵种质材料的嫩果果实表型性状具有丰富的遗传多样性,各性状间存在一定的相关性,可作为后续新品种选育材料。
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- 基于SRAP分子标记的147份睡莲属植物遗传多样性分析
- 毛立彦, 龙凌云, 黄秋伟, 丁丽琼, 李慧敏, 池昭锦, 唐毓玮, 苏群, 农晓慧, 朱天龙,
- 【目的】对147份睡莲属植物的遗传多样性及亲缘关系进行分析,为睡莲属种质资源保护、开发利用及新品种选育的亲本选择提供科学参考。【方法】筛选获得扩增条带清晰、多态性好的SRAP引物,对112份睡莲属植物种质和35份杂交后代进行多态性扩增,基于扩增结果构建0/1矩阵,利用Popgene 1.32计算遗传多样性相关参数。最后采用NTSYS 2.1的非加权组平均法(UPGMA)计算遗传相似系数和遗传距离并构建聚类图。【结果】利用筛选的10个引物对从147份睡莲属植物材料中扩增出207个条带,其中多态性条带207条,多态性比率100%,平均每对引物扩增20.7条。147份睡莲属植物的观测等位基因数(Na)为2.0000,有效等位基因数(Ne)为1.1777~1.3339,平均为1.2535,Shannon信息指数(I)为0.2459~0.3703,平均为0.3155,Nei’s遗传多样性指数(H')为0.1345~0.2230,平均为0.1835。在遗传相似系数0.65和遗传距离为1.12时,均可将147份睡莲属植物材料划分为六大类,并依据10个引物对扩增的0/1矩阵构建了147份睡莲属植物材料的DNA分子身份证。【结论】睡莲属植物具有丰富的遗传多样性。采用SRAP分子标记可有效鉴定睡莲属植物材料的亲缘关系远近,有助于提高亲本选择率和育种进程。筛选出的10个引物对能有效地鉴定35份杂交后代。
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- 137份桃种质资源耐热性评价
- 张杨, 龚林忠, 艾小艳, 朱炜, 王会良, 刘勇, 诸小敏, 王富荣, 何华平,
- 【目的】利用叶绿素荧光参数法对137份桃种质进行耐热性鉴定,为耐热桃品种的培育及耐热机理的研究提供理论依据。【方法】以湖北省桃种质资源圃中的桃种质为研究对象,利用便携式叶绿素荧光仪测定桃一年生枝条嫩叶高温水浴处理后的Fv/Fm,确定适用于桃耐热性鉴定的临界温度(TC)和热处理时间,并以此评价137份桃种质的耐热性。【结果】对丰光24-2、早仙红和金辉3份桃种质材料在25~55℃条件下的Fv/Fm进行测定,得出桃耐热性评价的TC为47.0℃。47.0℃条件下,当处理时间为50 min时,3个品种间的Fv/Fm差异显著(PFv/Fm为0.1723~0.6968,桃耐热性性状符合正态分布,说明其为多基因控制的数量性状。利用最优分割聚类法将137份桃种质材料的耐热性分为强、中、弱3类,其中,耐热性强(Fv/Fm>0.6)的种质材料有26份,占19%;耐热性中等(0.6≥Fv/Fm>0.4)的种质材料94份,占69%;耐热性弱(Fv/Fm≤0.4)的种质材料有17份,占12%。【结论】高温胁迫影响桃叶片的光合作用能力,不同种质材料间耐热性存在明显差异,其中,丰光24-2、14-101、04-1-41、中桃10号、夏之梦、14-3-9-1和春雪等26份耐热性强的种质可作为亲本用于耐热桃新品种选育和耐热机理研究。
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- 烟秆生物炭还田对植烟黄棕壤养分、细菌群落结构与功能的影响
- 戴华鑫, 梁太波, 李彩斌, 罗贞宝, 关罗浩, 钟帅, 翟振, 边文杰, 黄卫, 张艳玲,
- 【目的】明确烟秆生物炭对植烟黄棕壤养分、细菌群落结构与功能的影响,为提高烟秆的资源化利用提供理论依据。【方法】基于大田试验,比较不同用量烟秆生物炭(0、5、15、20和40 t/ha)施用4年后烟田土壤养分指标及细菌丰度变化;采用16S rDNA序列高通量测序技术和PICRUSt基因预测方法,分析耕层土壤细菌群落结构、多样性及代谢功能变化。【结果】随着生物炭施用量的增加,土壤pH、有机质、总氮、有效磷、速效钾含量及细菌丰度呈增加趋势。主坐标分析(PCoA)和聚类分析结果表明,施用生物炭改变了细菌群落组成。生物炭用量在15 t/ha时,土壤细菌OTU丰富度及Alpha多样性指数最高;在门水平上,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)相对丰度较低,而芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、浮霉菌门(Planctomycetes)和硝化螺旋菌门(Nitrospirae)相对丰度较高;在属水平上,芽单胞菌属(Gemmatimonas)、黄色土源菌属(Flavisolibacter)和Roseiflexus相对丰度较高。冗余分析(RDA)结果表明,生物炭用量与土壤拟杆菌门显著正相关(P<0.05,下同),与酸杆菌门显著负相关。PICRUSt功能预测表明,施用生物炭增加了与土壤碳代谢相关的细菌基因丰度。【结论】贵州植烟黄棕壤施用烟秆生物炭后,土壤养分、烤烟农艺性状和经济性状指标均有提升,土壤细菌群落丰富度及多样性显著提高,土壤细菌碳代谢能力增强,对改善烟田土壤微生态具有积极作用。以15 t/ha烟秆生物炭作用效果较好,可在生产上推广应用。
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- 1株纤维素降解细菌的筛选及其对甘蔗叶的降解效果
- 史国英, 曾泉, 叶雪莲, 马明亮, 胡春锦,
- 【目的】筛选对甘蔗叶有降解效果的细菌菌株,为其在蔗叶还田中的应用及甘蔗叶田间高效生物腐解剂和纤维素酶制剂产品的研发提供参考。【方法】用以甘蔗叶粉为唯一碳源的培养基对田间腐解甘蔗叶样品中的降解菌进行富集,通过刚果红培养基初筛和羧甲基纤维素酶(CMCase)活性测定复筛纤维素降解菌,结合形态特征和16S rDNA序列分析,明确筛选菌株的系统分类地位;分析经菌株发酵处理后甘蔗叶的失重率,利用透射电镜和扫描电镜观察甘蔗叶超微组织结构变化,明确菌株对甘蔗叶的降解效果。【结果】经过初筛和复筛,获得1株高效产CMCase菌株XW005,其纤维素酶活力为80.51 U/mL,经16S rDNA序列及系统发育分析,将XW005菌株鉴定为Brucella intermedia细菌(NCBI登录号: MW538324.1)。电镜观察甘蔗叶显微结构,发现经菌株发酵处理的甘蔗叶表皮层开裂,维管束和质膜解体,受损的叶片呈疏松状态,平坦表面受到破坏,致密结构变得松散。甘蔗叶降解试验结果表明,发酵处理20 d后,菌株处理的甘蔗叶失重率达45.09%。【结论】菌株XW005是1株具有降解纤维素能力的细菌,在常温条件下可对甘蔗叶进行有效降解,具有潜在的开发价值和良好的应用前景。
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- 膨化秸秆还田对寒地水稻养分积累、转运、分配及产量的影响
- 刘丽华, 李杨, 秦猛, 崔士泽, 翟玲侠, 吴印莹, 宋佳聪, 姚钦, 郑桂萍, 李红宇,
- 【目的】分析膨化秸秆还田对寒地水稻养分积累、运转、分配及产量的影响,筛选膨化秸秆适宜的还田量,为探索水稻秸秆资源的高效利用提供理论和技术支持。【方法】采用盆栽试验,以水稻品种垦粳8号为试验材料,以秸秆不还田(秸秆用量为0)为对照(CK),设25%、50%、75%和100%(当地常规秸秆还田量7500 kg/ha) 4个膨化秸秆还田量处理,分析不同处理间水稻植株氮、磷、钾的吸收、运转、分配及产量差异。【结果】不同水稻秸秆还田处理中,均以25%处理的地上部氮、磷、钾积累量最高或较高,2020和2021年成熟期地上部氮积累量分别较CK提高1.10%和10.53%;2021年磷和钾积累量较CK提高1.30%和3.04%。25%处理能促进茎叶氮、钾向籽粒运转,进而提高氮、钾的转运量、转运率和贡献率,有利于成熟期叶片、茎鞘和穗中氮、钾的积累。从产量及其构成因素来看,膨化秸秆还田通过增加水稻穗粒数和结实率,进而提高水稻产量,其中,25%处理的产量显著高于CK及其他秸秆还田处理,2020和2021年分别较CK提高5.54%和8.93%。【结论】 25%膨化秸秆还田量处理能促进寒地水稻的氮、磷、钾积累及植株营养器官氮和钾向籽粒转运,且产量较高,可尝试在寒地水稻生产中推广应用。
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- 长期施肥对黄壤性水稻土综合肥力和水稻产量的影响
- 黄兴成, 杨叶华, 李渝, 刘彦伶, 张雅蓉, 朱华清, 熊涵, 蒋太明,
- 【目的】评价长期不同施肥处理对西南地区黄壤性水稻土综合肥力和水稻产量的影响,为西南稻区土壤培肥和作物产能提升提供科学参考。【方法】依托农业农村部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站的长期定位试验,选取10个不同施肥处理:不施肥(CK)、单施氮肥(N)、施氮磷肥(NP)、施氮钾肥(NK)、施磷钾肥(PK)、平衡化肥(NPK)、25%有机肥替代化肥(3/4NP+1/4M)、50%有机肥替代化肥(1/2NP+1/2M)、单施有机肥(M)、有机肥化肥配施(NPK+M),测试各处理2016—2020年作物产量和耕层土壤养分,运用改进的内梅罗指数法对土壤综合肥力进行估算,采用随机森林回归评估土壤性质对综合肥力的影响,基于稳定性指数和可持续性指数评估不同施肥管理下水稻产量的稳定性和可持续性特征,通过路径分析明确施肥对土壤肥力和作物产量的影响。【结果】长期不同施肥处理对黄壤性水稻土综合肥力有明显影响,土壤综合肥力指数以N处理最低,NPK+M处理最高;长期施用有机肥各处理(3/4NP+1/4M、1/2NP+1/2M、M、NPK+M)的土壤综合肥力指数显著高于CK和施化肥处理(N、NP、NK、NPK)(P<0.05,下同)。随机森林回归结果表明,土壤有效磷和有机质含量是影响土壤综合肥力指数的重要影响因素,相对重要性分别为32.1%和25.0%。水稻产量结果表明,有机肥部分替代化肥(3/4NP+1/4M和1/2NP+1/2M)和NPK+M处理的水稻产量显著高于CK、N和NK处理。施用有机肥各处理(3/4NP+1/4M、1/2NP+1/2M、M、NPK+M)在获得水稻高产的同时,水稻产量的稳定性和可持续性也较高; CK、N和NK处理水稻产量较低,且产量稳定性和可持续性低。土壤综合肥力指数与水稻产量密切相关,路径分析结果表明,长期施用磷肥和有机肥促进了黄壤性水稻土综合肥力提升,并促进作物增产;当季施用氮肥和磷肥促进水稻增产。【结论】长期施用有机肥和磷肥可提升黄壤性水稻土综合肥力,并维持水稻高产、稳产和可持续性。土壤有效磷和有机质含量是影响黄壤性水稻土综合肥力高低的重要养分指标。
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- 贵州2个紫芽茶树品系主要生化成分的季节性变化
- 张涛, 杨慧, 朱盛尧, 王雨鑫, 王莹, 王济红, 邓燕莉,
- 【目的】对筛选的贵州望谟八步茶2个紫芽茶树品系主要生化成分进行比较分析,为望谟八步茶种质资源的筛选与茶产品的开发提供参考。【方法】以望谟本地绿芽品系为对照(CK),采用高效液相色谱等方法,对紫芽品系ZY-1和ZY-2一年四季(4个月份) 1芽2叶的5个常规成分、10种儿茶素单体和3种生物碱组分进行检测分析。【结果】随季节变更,紫芽茶树品系ZY-1和ZY-2 1芽2叶的水浸出物含量变化显著,可溶性糖含量均呈先增加、后减少、再增加的变化趋势;游离氨基酸总量均在3月达最高,花青素含量与茶树叶色表型表现一致,顺序依次为ZY-1>ZY-2>CK,且ZY-1、ZY-2和CK的花青素含量为7.26、3.31和2.48 mg/g。ZY-1和ZY-2的生物碱组分和儿茶素单体随季节变化差异显著(PZY-2>CK,咖啡碱含量和生物碱总量分别在3和8月积累较多;非酯型儿茶素EC和EGC含量在10月较高,酯型儿茶素GCG、EGCG和EGCG3"Me含量在5和8月较高,非酯型儿茶素和酯型儿茶素含量规律大致为ZY-2>ZY-1;从儿茶素指数上看,ZY-1和ZY-2的持嫩性均较好。【结论】茶树叶色紫化程度不同的茶叶品系,其在不同季节主要生化成分含量存在差异,紫芽茶树品系更适制绿茶和功能型高花青素茶产品。
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- 不同喀斯特小生境下普定杜鹃花土壤酶活性变异特征
- 袁丛军, 王浩东, 杨秀威, 杨瑞, 戴晓勇, 丁访军, 吴华丽,
- 【目的】研究典型喀斯特不同小生境下土壤酶活性及其变异特征,为喀斯特地区植被恢复提供科学依据。【方法】以贵州喀斯特区(镇宁县、晴隆县、望谟县)的圆果化香树+普定杜鹃花(Rhododendron pudingense)群落为对象,通过测定3种小生境(土面、石沟、石面)中土壤胞内酶(脲酶、蔗糖酶、纤维素酶、蛋白酶)和胞外酶[(酸性磷酸酶(AP)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)]活性,分析其在不同小生境中的变异特征及其与环境因子的相互关系。【结果】 3种小生境下胞内酶和胞外酶均呈现出土面>石沟>石面,且胞内酶活性均小于胞外酶,胞外酶约占总体酶活性的93%;不同小生境下土壤酶活性差异显著(P石面>石沟外,其余的土壤酶活性均为土面>石沟>石面;土壤酶活性受到群落中植物物种多样性影响,晴隆的群落中植物生长最旺盛,土壤酶活性相较于镇宁和望谟更高;小生境间的差异性影响土壤酶活性变化,尤其是水分、温度、腐殖质含量及土壤厚度等影响较大,而生境间差异导致地上植物多样性丰度不均,对底物供应也具有一定影响;喀斯特土面小生境条件最优,最适合植物生长,石沟小生境次之,石面小生境条件最差。【结论】喀斯特生境土壤酶活性受小生境类型影响,土面小生境土壤的酶活性普遍高于石沟和石面,土壤酶活性变化一定程度解释特有种普定杜鹃花生长在喀斯特小生境。
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- 油樟精油及1,8-桉叶素对杂草的化感效应
- 赵善梅, 丁子琪, 董雅伶, 黄巾芝, 周万海, 冯瑞章, 魏琴,
- 【目的】从植物化感作用角度探究油樟精油抑草性能,为开发油樟精油抑草产品打下基础。【方法】以稗草、马齿苋和草木犀的种子为试验对象,采用室内滤纸培养皿法,将油樟精油(纯度≥99%)及其单体1,8-桉叶素(纯度≥98%),以吐温-80助溶,配制不同体积浓度(0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0和5.0 μL/mL)的溶液处理种子,以蒸馏水为对照,通过种子发芽情况(发芽势、发芽率)、淀粉酶活性、生长情况(株高、胚根长、根系活力)等指标分析油樟精油对几种杂草种子萌发和幼苗生长的化感作用。【结果】油樟精油和1,8-桉叶素处理对稗草、马齿苋和草木犀种子的发芽势、最终发芽率和生长量及根系活力均有明显抑制作用,且随着处理浓度增高,抑制作用越强。油樟精油处理使草木犀根尖细胞有丝分裂速度降低,使幼苗胚根伸长和根毛生成受到抑制。一定浓度的油樟精油和1,8-桉叶素处理会抑制种子萌发时淀粉酶活性,且存在明显剂量效应。油樟精油和1,8-桉叶素处理导致3种杂草幼苗体内丙二醛含量显著增高(P<0.05),表明其细胞膜系统受损。通过综合化感效应指数分析,稗草和马齿苋对1,8-桉叶素更敏感,草木犀对油樟精油更敏感。【结论】油樟精油和1,8-桉叶素对稗草、马齿苋和草木犀3种杂草种子萌发和幼苗生长有显著化感抑制作用,油樟精油的抑制作用部分源于1,8-桉叶素作用,但也受到油樟精油中其他物质影响,且不同杂草种类对油樟精油中各种化感成分敏感程度不同。
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- 大米高转化糖浆制备及理化特性分析
- 罗晶, 李信, 欧阳玲花, 周巾英, 袁林峰, 胡帅, 祝水兰,
- 【目的】研究大米糖浆的制备工艺,并对其理化性质进行分析,为制备高品质大米淀粉糖浆产品提供技术参考。【方法】以双螺杆挤压酶解处理的抗性淀粉大米碎米粉为原料,采用单因素和正交试验相结合的方法,以葡萄糖值(DE值)为考察指标,确定复合酶水解制备大米糖浆的最适方案,并通过流变仪、色差仪及高效液相色谱法等测定大米糖浆的理化性质。【结果】大米糖浆制备工艺条件为:糖化时间4 h、糖化温度60℃、pH 4.0、普鲁兰酶添加量0.10%、β-淀粉酶添加量0.10%、葡萄糖淀粉酶添加量0.25%,DE值为91.3%,属于高转化糖浆(DE值>60%);通过对3种酶的正交试验,得出影响酶解主次因素为β-淀粉酶添加量>普鲁兰酶添加量>葡萄糖淀粉酶添加量。大米糖浆具有糖类的红外特征吸收峰,其糖组分以葡萄糖和麦芽糖为主,含量分别为48.30%和14.38%;色差值(ΔE)为5.33,说明挤压酶解大米糖浆色泽好,透明度高。【结论】通过双螺杆挤压酶解预处理与酶法水解结合制备的大米糖浆品质好,色泽透明,口感更细腻柔和,可作为首选甜味剂添到各类食品中。
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- 真空冷藏条件下罗非鱼内源蛋白酶对鱼片质构劣化的作用
- 范铭良, 郝淑贤, 李来好, 陈胜军, 岑剑伟, 吴燕燕, 魏涯, 相欢, 黄卉,
- 【目的】探究冷藏期间造成罗非鱼鱼肉质构品质劣化的关键蛋白酶,为提升冷藏鱼肉品质提供理论依据。【方法】对罗非鱼鱼片进行真空包装,于4℃下冷藏,在0~6 d内对鱼肉进行质构、pH、肌原纤维小片化指数(MFI)、内源蛋白酶活性及在不同细胞器的分布和肌原纤维SDS-PAGE图谱测定,并通过皮尔逊相关分析确定冷藏期间造成鱼肉质构劣化的关键蛋白酶。【结果】冷藏过程中,罗非鱼鱼肉pH呈先降低后升高的变化趋势,最终pH为6.68;硬度和MFI分别呈下降和升高的趋势;组织蛋白酶B+L活性变化整体表现为升高趋势,第6 d时活性为初始值的1.27倍,在肌原纤维、肌浆蛋白和线粒体中活性呈先上升后下降的变化趋势,在溶酶体中活性呈下降趋势;组织蛋白酶B、D活性变化整体表现为先升高后降低,且均在第4 d达最大值,分别为初始值的1.20和1.48倍,肌原纤维、肌浆蛋白和线粒体中的组织蛋白酶B活性呈先升高后降低的变化趋势,溶酶体中的组织蛋白酶B活性呈下降趋势,肌原纤维和肌浆蛋白中的组织蛋白酶D活性呈升高趋势,溶酶体和线粒体中的组织蛋白酶D活性呈降低趋势;钙离子浓度呈升高趋势,钙激活蛋白酶活性呈先升高后降低的变化趋势;肌原纤维蛋白SDS-PAGE图谱中肌球蛋白重链、肌动蛋白和肌球蛋白轻链的条带逐渐减少和模糊;组织蛋白酶B、B+L活性与鱼肉硬度呈极显著负相关(PP>0.05)。【结论】组织蛋白酶B和组织蛋白酶L参与肌原纤维蛋白的降解和线粒体介导的细胞凋亡,可能是冷藏期间罗非鱼鱼肉质构劣化的2个关键靶点酶,可采取有效技术手段对其活性进行抑制,进而提升贮藏期间鱼肉质构品质。
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- 基于植物基纳米纤维素Pickering乳液在递送体系中的应用研究进展
- 温靖, 张炜, 徐玉娟, 吴继军, 赖慧宁, 傅曼琴, 刘昊澄, 刘海洋, 赵振刚,
- 许多生物活性成分因其化学性质不稳定而降低了其生物利用度和功效。植物基纳米纤维素颗粒以其生物相容性、可再生性和经济性等特点在新型Pickering乳液的配方中表现出优异性能,且能作为包封和递送体系提高生物活性成分的稳定性和生物利用度。文章归纳总结了植物基纳米纤维素来源、分类和常用的制备方法,纳米纤维素稳定的食品级Pickering乳液类型及其作为递送体系对生物活性成分的包封和控制释放等方面的最新研究进展,根据纳米纤维素乳液在食品基质中的安全问题,提出今后需进一步完善纳米纤维素在体内的毒性研究,利用体内模型深入探讨纳米纤维素对结肠微生物区系和整体肠道健康的影响,开展纳米纤维素乳液对生物活性成分的释放机制,以及功能性乳液与真实食物系统的相容性和功效等理论与应用研究,为纤维素资源在食品领域中的应用提供参考。
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- 马氏珠母贝组蛋白乙酰化修饰相关基因的分子进化及功能分析
- 张明, 杨帅, 曹艳飞, 卢晓文, 焦钰,
- 【目的】分析组蛋白乙酰化修饰相关基因的分子进化及其在马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)植核后的表达变化,明确组蛋白乙酰化修饰在植核免疫中的作用,为合理控制植核免疫反应提供理论依据。【方法】通过生物信息学分析方法对马氏珠母贝、长牡蛎、斑马鱼及人类等9个物种的组蛋白乙酰转移酶(HAT)和组蛋白去乙酰化酶(HDAC)进行全基因组鉴定,并分析其分子进化历程,同时通过已有的转录组数据分析马氏珠母贝HAT和HDAC基因在植核后的表达变化,采用组蛋白H3/H4总乙酰化定量分析试剂盒检测马氏珠母贝植核后血细胞组蛋白H3/H4乙酰化水平。【结果】HAT和HDAC基因家族在9个物种基因组中的数目差异不明显,其原始共同祖先(MRCA)共包含8个HAT基因家族的9个基因及19个HDAC基因家族的22个基因。马氏珠母贝基因组含有2个HAT家族(GNAT和MYST)的8个基因(2个GNAT类基因,6个MYST类基因); HAT基因家族成员中含有18个保守氨基酸序列,且所有MYST类基因均含有MOZ_SAS结构域,GNAT类基因则含有Hat1_N或Acetyltransf_1结构域,即具有较高的保守性。马氏珠母贝基因组含有13个HDAC家族的18个基因,包含3个I类、3个II类、10个Ⅲ类和2个IV类。其中,HDAC Ⅲ类基因家族包含3个保守氨基酸序列,HDAC I/II/IV类基因家族包含21个保守氨基酸序列,但分布位置和序列组成差异明显,说明该家族成员结构具有多样性。马氏珠母贝、长牡蛎和人类中HDAC Ⅲ类基因均包含1~2个SIR2结构域,HDAC I/II/IV类基因包含1个或多个Hist-deacety1结构域。在马氏珠母贝血细胞转录组中可检测到所有的HDAC和HAT基因,HDAC基因在植核后的表达呈动态变化,而多数HAT基因表达未发生变化;植核后6、12和24 h马氏珠母贝血细胞组蛋白H3和H4的乙酰化修饰水平显著上升(P<0.05),至植核后48 h组蛋白H3仍保持较高乙酰化水平,而组蛋白H4乙酰化水平恢复正常。【结论】组蛋白乙酰化修饰相关基因的基因组拷贝数、结构域组成及保守氨基酸序列等在不同物种间具有保守性,且组蛋白乙酰化修饰参与调控马氏珠母贝的植核免疫。
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- 中间球海胆CS基因克隆及其响应急性高温胁迫的表达模式
- 孙继红, 任丽媛, 崔东遥, 赵谭军, 常亚青, 湛垚垚,
- 【目的】明确中间球海胆(Strongylocentrotus intermedius)柠檬酸合酶(CS)基因(SiCS)的序列特征、组织表达情况及其应对急性高温胁迫的响应规律,为研究SiCS基因功能及揭示其参与中间球海胆高温应答的分子机制提供理论依据。【方法】利用RACE克隆SiCS基因cDNA序列,通过BLASTx、EXPASY Proteomics Server、HMMER、PSIREDv3.3及SWISS-MODEL等在线软件进行生物信息学分析;然后采用分光光度法检测中间球海胆管足和性腺线粒体肿胀度,运用实时荧光定量PCR检测SiCS基因的组织表达规律,并以Epoch酶标仪测定中间球海胆管足和性腺总SiCS活性变化情况。【结果】 SiCS基因cDNA序列全长2971 bp,5'端非编码区(5'-UTR)和3'端非编码区(3'-UTR)分别为96和1480 bp,开放阅读框(ORF)为1395 bp,共编码464个氨基酸残基。SiCS蛋白分子量约51.48 kD,理论等电点(pI)为6.09,总平均亲水性(GRAVY)为-0.178,为稳定的温和疏水性蛋白; SiCS蛋白不存在信号肽和跨膜结构域,其二级结构中α-螺旋占43.86%、β-折叠占7.02%、无规则卷曲占49.12%,三维结构模型与野猪CS蛋白晶体结构的一致性为73.97%。SiCS氨基酸序列与紫球海胆(S.purpuratus)的CS氨基酸序列相似性最高,为92.90%。SiCS基因在中间球海胆的5种组织中均有表达,其相对表达量排序为体腔细胞>围口膜>性腺>管足>肠道;总SiCS活性排序则为管足>肠道>围口膜>性腺>体腔细胞;与对照组(20℃)相比,经23和26℃急性高温胁迫后中间球海胆管足和性腺的SiCS基因相对表达量及总SiCS活性均呈波动变化规律,但在不同高湿胁迫下和不同组织中有所差异。【结论】中间球海胆可能通过调整组织中的SiCS基因相对表达及SiCS活性来响应急性高温胁迫,且这种响应策略存在一定的组织和温度特异性,具体表现为性腺对急性高温胁迫较管足更敏感。
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- 关岭牛FABP1和FABP2基因克隆及其组织表达分析
- 石鹏飞, 许家利, 孙金魁, 许厚强,
- 【目的】明确肝脏型脂肪酸结合蛋白(FABP1)和肠型脂肪酸结合蛋白(FABP2)基因的分子特征及其在不同年龄段和不同品种牛各组织中的表达情况,为后续研究FABP1和FABP2对牛脂肪酸的调控作用机制提供理论依据。【方法】采用RT-PCR扩增关岭牛FABP1和FABP2基因编码区(CDS)序列,通过ProtParam、ProtScale、SOPMA、SWISSMODEL、TMHMM-2.0、SignalP-5.0和NetPhos-3.1等在线软件进行生物信息学分析,并以实时荧光定量PCR检测FABP1和FABP2基因在3日龄关岭牛(犊牛)、24月龄关岭牛(成年牛)及24月龄杂交牛(关岭牛×利木赞牛)各组织中的表达情况。【结果】 FABP1、FABP2基因CDS序列全长分别为384和399 bp,对应编码127和132个氨基酸残基,其编码蛋白二、三级结构均以无规则卷曲和延伸链为主,无跨膜结构域和信号肽剪切位点,且属于亲水性稳定蛋白。FABP1、FABP2氨基酸序列分别包含19和18个磷酸化位点,其中苏氨酸在2个氨基酸序列中均广泛分布。FABP1、FABP2氨基酸序列同源比对及系统发育进化分析结果均显示,关岭牛与马、绵羊和山羊的亲缘关系较近,而与鸡和鸭的亲缘关系较远,与其他物种的相似性都在75.0%以上。FABP1、FABP2基因在不同年龄段和不同品种牛的各组织中均有表达,其中,FABP1基因以在肝脏和小肠中的相对表达量较高,且犊牛和杂交牛多个组织中的FABP1基因相对表达量极显著高于成年关岭牛(PFABP2基因则主要在小肠中高表达,且成年关岭牛小肠中的FABP2基因相对表达量极显著高于犊牛、显著高于杂交牛(PFABP1和FABP2基因在关岭牛中保守性较高,且在不同年龄阶段及不同组织中均有表达,尤其在肝脏和小肠中的表达水平较高,故推测FABP1和FABP2基因协同调控关岭牛脂肪酸的合成代谢。
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- 鼠源Desmin基因克隆表达及其生物信息学分析
- 张文, 李梦茹, 王菁, 张传亮, 段辰星, 宋丹丹, 黄茂发, 罗廷荣, 梁晶晶, 李晓宁,
- 【目的】构建鼠源III型中间丝蛋白Desmin真核/原核表达载体,明确鼠源Desmin蛋白生物学功能,为在体外及细胞内表达系统中鉴定Desmin互作蛋白及探索其作用网络提供理论依据。【方法】通过RT-PCR克隆Desmin基因,分别构建原核表达载体pGEX-4T-1-Desmin-Flag和真核表达载体pcDNA3.0-Desmin-Flag,以IPTG对原核表达载体进行诱导表达,并通过ProtParam、ProtScale、TMHMM-2.0、SignalP-5.0、SOPMA和SWISS-MODEL等在线软件对Desmin蛋白进行生物信息学分析。【结果】鼠源Desmin基因长1410 bp,选用pGEX-4T-1载体和pcDNA3.0载体分别成功构建了原核表达载体pGEX-4T-1-Desmin-Flag和真核表达载体pcDNA3.0-Desmin-Flag。原核表达载体pGEX-4T-1-Desmin-Flag转化大肠杆菌后经IPTG诱导,成功表达出70 kD的融合蛋白Desmin-Flag;真核表达载体pcDNA3.0-Desmin-Flag转染BHK-21细胞,通过Western blotting在56 kD处检测到Flag标签,即Desmin蛋白能在真核细胞成功表达,且主要定位在细胞质。Desmin蛋白由470个氨基酸残基组成,分子量为54 kD,分子式为C2299H3722N688O755S13,理论等电点(pI)为5.21,属于不稳定蛋白;蛋白脂溶系数为79.94,平均亲水系数(GRAVY)为-0.721,推测为亲水性蛋白;无跨膜结构域和信号肽;其二级结构由α-螺旋(占67.59%)、无规则卷曲(占22.39%)、β-转角(占1.92%)和延伸链(占8.10%)构成。【结论】鼠源Desmin蛋白在原核表达体系中主要以包涵体形式进行表达,在真核细胞中表达主要定位于细胞质,呈骨架结构分布,其理化性质不稳定,属亲水性蛋白,无跨膜结构域和信号肽。Desmin作为一种重要的III型中间丝蛋白,在神经肌肉组织信号转导及与相关蛋白发生相互作用方面发挥重要作用。
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- 低聚木糖对低盐胁迫下凡纳滨对虾生长、免疫及肠道菌落的影响
- 朱启飞, 贺莹, 李云, 刘红,
- 【目的】探究低盐胁迫下低聚木糖(XOS)对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)生长性能、抗氧化能力、免疫相关基因表达及肠道菌群结构的影响,为凡纳滨对虾淡化养殖饲料的开发提供理论依据。【方法】将450尾凡纳滨对虾按照养殖水体盐度和XOS添加量分为海水对照组HS0(盐度30‰+0 mg/kg XOS)及低盐对照组LS0(盐度3‰+0 mg/kg XOS)、LS250 (盐度3‰+250 mg/kg XOS)、LS500 (盐度3‰+500 mg/kg XOS)和LS1000 (盐度3‰+1000 mg/kgXOS)。饲养8周后计算生长指标,采用试剂盒测定消化酶活性和抗氧化指标,并通过实时荧光定量PCR检测免疫相关基因的表达情况。【结果】与HS0组相比,LS0组凡纳滨对虾的生长指标、消化酶活性、抗氧化能力及免疫相关基因相对表达量均有所下降。与LS0组相比,LS500和LS1000组凡纳滨对虾的增重率、特定生长率、存活率及淀粉酶(AMS)活性均呈显著升高趋势(PP>0.05)。LS500和LS1000组凡纳滨对虾的酚氧化酶原(proPO)、抗脂多糖因子(ALF)、溶菌酶(LZM)、Toll样受体1(TLR1)、Toll样受体2(TLR2)和Toll样受体3(TLR3)基因的相对表达量均显著高于LS0组凡纳滨对虾。此外,LS1000组凡纳滨对虾的肠道菌群Shannon指数、Chao1指数和ACE指数显著高于LS0组凡纳滨对虾,Simpson指数显著低于LS0组凡纳滨对虾;在门分类水平上,变形菌门和拟杆菌门相对丰度显著降低,而蓝细菌门、厚壁菌门和疣微菌门的相对丰度显著增高;在属分类水平上,弧菌属、黄海绵菌属、斯氏弓型菌属和希瓦氏菌属相对丰度显著降低,而乳酸杆菌属和不动杆菌属相对丰度显著增加。【结论】在基础饲料中添加500~1000 mg/kg XOS,可显著提高凡纳滨对虾生长速率、抗氧化性能、免疫相关基因表达及改善肠道菌群组成结构,有效提高对虾在低盐胁迫下的养殖效果,即XOS可作为凡纳滨对虾淡化养殖饲料添加剂进一步开发应用。
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- 不同添加剂对凌云乌鸡生长性能、免疫功能及盲肠微生物多样性的影响
- 周俊华, 方治山, 袁朝原, 覃倩, 吴强, 杨楷, 周志扬, 罗鲜青, 廖晓光,
- 【目的】探究不同添加剂对凌云乌鸡生长性能、免疫器官指数、血清免疫指标及盲肠微生物多样性的影响,为凌云乌鸡饲养过程中选择替抗产品提供参考依据。【方法】选取1日龄凌云乌鸡500只,公母各半,随机分为5组[5个处理,分别为添加剂组的T1~T4处理和对照(CK)],饲喂基础饲粮,T1、T2和T4处理分别在试验鸡常规饮水中添加3.0%复合乳酸菌、3.5%枯草芽孢杆菌和0.5%复方中药,T3处理在基础饲粮中添加0.3 mg/kg有机硒(以硒计),测定分析1~6周龄试验鸡的生长性能及6周龄试验鸡的免疫器官指数、血清免疫指标和盲肠微生物多样性。【结果】 1周龄凌云乌鸡的平均日采食量,T2、T3、T4处理和CK均显著低于T1处理(PP>0.05,下同)。T1~T4处理凌云乌鸡的脾脏指数较CK均有所提高,T1和T3处理的法氏囊指数均显著高于CK,T2和T4处理的法氏囊指数与CK差异不显著,T1和T3处理的胸腺指数较CK分别提高13.11%和14.75%。T1~T4处理凌云乌鸡的免疫球蛋白A和免疫球蛋白M较CK均有所提高,T1、T2和T4处理的免疫球蛋白G均较CK有所提高,且以T1处理最高。各处理凌云乌鸡间的Shannon指数、Simpson指数和Chao1指数差异不显著,但T1处理较CK及其他处理均有所提高,且T1处理的Pielou均匀度显著高于CK和T3处理。在门水平,T1、T2、T3、T4处理和CK凌云乌鸡盲肠细菌相对丰度>1.00%的优势菌门总数分别为5、6、5、7和5个,且优势菌门的总相对丰度分别为95.92%、98.11%、95.96%、97.97%和97.10%。在属水平,T1、T2、T3、T4处理和CK凌云乌鸡盲肠的细菌优势菌属总数分别为18、21、19、19和19个,且优势菌属的总相对丰度分别为80.46%、83.11%、81.58%、79.23%和81.31%。【结论】饲喂复合乳酸菌、有机硒、复方中药和枯草芽孢杆菌均可提高凌云乌鸡的平均日增重,降低其料重比,提高免疫器官指数和血清免疫指标,同时提高盲肠微生物多样性及群落相对丰度,尤其以饲喂复合乳酸菌的效果更佳。
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- 笋壳鱼源柱状黄杆菌的分离鉴定及致病性和药物敏感性
- 刘丽娟, 王红莉, 王亚军, 任燕, 王庆, 石存斌, 张德锋,
- 【目的】明确2022年5月广东省珠海市某养殖场笋壳鱼烂鳃病的病原,为防控笋壳鱼相关病害提供参考依据。【方法】从患病笋壳鱼的腐烂鳃丝、肾脏和体表病灶等部位分离细菌,并纯化优势菌落,通过PCR方法扩增分离菌株的16S rRNA序列并进行测序分析,同时构建该基因的系统发育进化树,鉴定患病笋壳鱼的病原菌。选取代表菌株Om2202进行毒力基因检测和斑马鱼人工感染试验。测定中草药和消毒剂对分离菌株Om2202的抑菌和杀菌活性,分析菌株Om2202的致病性和药物敏感性。【结果】从患病鱼鳃部和肾脏分离到的优势菌落呈细长的弯曲或直杆状,菌体表面未见鞭毛和菌毛,有荚膜,有胞外分泌物;通过特异性PCR检测和16S rRNA序列的系统发育进化树分析,结合菌落形态分析结果,确定分离菌株Om2202为柱状黄杆菌(Flavobacterium columnare)。毒力基因检测结果显示,菌株Om2202携带gldD、hly、cslA、ompA和chiA等11种毒力相关基因。斑马鱼致病性试验结果显示,菌株Om2202对斑马鱼具有较强致病性,其LC50为7.50×106 CFU/mL。药物敏感性试验结果显示,Om2202菌株对芦荟大黄素、大黄素和苯扎溴铵等药物敏感,对连翘精油、二氧化氯、蛋氨酸碘和过氧化钙等药物不敏感。【结论】引起笋壳鱼烂鳃的主要致病菌为柱状黄杆菌,属于广泛流行的基因Ⅱ型菌株,且携带大量的毒力相关基因,对斑马鱼具有较强的致病性,可用芦荟大黄素、大黄素和苯扎溴铵等药物进行防控。
