南方农业学报杂志2023年第6期
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- 基于转录组测序的辅助鉴定南方大豆皱叶症分子标记开发
- 陈文杰, 梁江, 韦清源, 汤复跃, 郭小红, 陈渊,
- 【目的】基于转录组测序(RNA-Seq)开发辅助鉴定南方大豆皱叶症(SSCLD)的分子标记,为快速鉴定生产上遇到的大豆皱叶是否为SSCLD提供技术支撑。【方法】利用转录组测序技术分析遗传背景相近的皱叶大豆和正常叶大豆材料在皱叶症诱导环境下的差异表达基因(DEGs),从中去除核苷酸序列高度相似的同源序列,筛选出表达差异较大的DEGs进行分子标记开发,利用皱叶大豆材料和逆境处理试验评价分子标记的表达专一性,并利用不同类型的皱叶表型样本对分子标记进行表达专一性及可靠性验证。【结果】 7株皱叶植株样本和5株正常叶植株样本的测序碱基错误率为0.0226~0.0238,Q20和Q30分别在99.00%和99.90%以上的碱基数量占总碱基数量均大于95.00%,GC含量为45.60%~46.24%,表明转录组测序数据质量较好。皱叶大豆材料较正常叶大豆材料有1063个DEGs上调表达,85个DEGs下调表达。根据基因的表达量和同源性,共筛选8个DEGs用作开发分子标记的候选基因,均表现为明显上调表达。8个候选基因的实时荧光定量PCR检测结果与转录组数据基本相符。此外,所筛选基因中有6个基因表达在不同程度上受干旱、水渍、冷害、荫蔽和盐胁迫等逆境胁迫诱导,其中,种植于皱叶症土壤中的皱叶型株系叶片GLYMA_18G033400基因的相对表达量均高于其在正常土壤中受干旱、水渍、冷害、荫蔽和盐等逆境胁迫后的相对表达量。根据GLYMA_18G033400基因序列设计分子标记qCL-18G033400,并用该分子标记对19份不同皱叶类型的叶片样品进行实时荧光定量PCR检测,结果发现,以ΔCt值小于10.00作为SSCLD的判定标准,分子标记鉴定结果同田间鉴定结果一致。【结论】利用转录组测序技术开发的分子标记qCL-18G033400可辅助鉴定SSCLD。
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- 不同玉米种质花期对干旱和高温胁迫的响应
- 侯宪斌, 易强, 滕峥, 杨翠凤, 孔宇, 刘应红, 李玉峰,
- 【目的】探讨不同玉米种质农艺性状和光合生理性状对干旱和高温胁迫的响应,以期为玉米耐旱和耐热种质的筛选及热带种质的利用提供理论依据。【方法】以热带种质、温带种质和温热种质各25份为试验材料,分别在开花散粉期前后进行干旱处理和高温处理,以当地玉米种植正常管理为对照,测定不同处理的株高、穗位高、雄穗分枝数、散粉吐丝间隔期、穗长、穗行数、行粒数、百粒重、单株产量和叶绿素含量,计算PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)和PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm),对不同种质的耐旱性和耐热性进行综合评价。【结果】不同玉米种质间12个性状的联合方差分析结果显示,种质间及环境(胁迫)间均存在极显著差异(P<0.01,下同)。不同玉米种质间开花散粉期对干旱胁迫响应的变化趋势一致,单株产量和散粉吐丝间隔期受干旱影响较大,穗行数受干旱影响较小。不同玉米种质间开花散粉期对高温胁迫响应的变化趋势一致,单株产量受高温影响较大,穗位高受高温影响较小。叶绿素含量、Fv/Fo和Fv/Fm的耐旱系数在热带种质中表现最好,雄穗分枝数耐旱系数在温热种质中表现最好,株高和穗位高的耐旱系数在温带种质中表现最好。穗长、单株产量、叶绿素含量、Fv/Fo、Fv/Fm等性状耐热系数在热带种质中表现最好。3类种质中耐旱以上自交系数量表现为热带种质(11个) >温热种质(9个) >温带种质(7个),中耐热以上自交系数量表现为热带种质(10个) >温热种质(3个) >温带种质(2个)。不同种质耐旱性和耐热性综合评价结果与其聚类分析结果高度一致,且不同种质耐旱性和耐热性加权隶属值均具有极显著相关性。聚类分析结果表明强耐旱自交系单株产量、叶绿素含量、Fv/Fm、株高、穗长等性状表现较好,强耐热自交系单株产量、穗长、行粒数、叶绿素含量、Fv/Fm等性状表现较好。加权隶属值结果表明株高、单株产量、叶绿素含量和Fv/Fm与耐旱性相关性较高,行粒数、单株产量、叶绿素含量、Fv/Fm与耐热性相关性较高。【结论】不同种质对干旱胁迫和高温胁迫响应趋势相同但响应程度存在差异,热带种质更易筛选出耐旱性或耐热性表现较好的自交系。单株产量、叶绿素含量和Fv/Fm对耐旱性和耐热性鉴定均具有较好效果。
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- 铁皮石斛DcNAC1基因克隆、表达及转录自激活活性分析
- 陈彧, 邢文婷, 李雨欣, 张婷婷, 饶丹丹, 周扬,
- 【目的】克隆铁皮石斛NAC转录因子基因(DcNAC1),并进行表达模式及转录自激活活性分析,为铁皮石斛抗逆相关基因鉴定及其分子机制研究提供参考。【方法】以铁皮石斛cDNA为模板,PCR扩增DcNAC1基因,运用生物信息学软件分析DcNAC1蛋白的理化性质、保守结构域、信号肽、跨膜结构域及亚细胞定位,通过实时荧光定量PCR检测DcNAC1基因在不同组织和不同逆境胁迫下的表达模式。同时构建该基因的酵母表达载体,分析其转录自激活活性。【结果】从铁皮石斛中PCR扩增获得DcNAC1基因的开放阅读框(ORF),全长为945 bp,与参考序列(LOC110104882)的核苷酸序列相似性为100%。该基因编码314个氨基酸残基,蛋白分子量为35.40 kD,理论等电点(pI)为8.16,为不稳定的亲水性蛋白,定位于细胞核,不含信号肽和跨膜结构域,含有特征性的NAC保守结构域。DcNAC1基因的启动子序列含茉莉酸甲酯响应元件(CGTCA-motif和TGACG-motif)、胁迫响应元件(TC-rich repeats)、光响应元件(G-box)、干旱诱导MYB结合位点(MBS)和低温响应元件(LTR)。根中DcNAC1基因的相对表达量在高温胁迫和低温胁迫处理6 h分别达最高,显著高于处理0 h(P<0.05,下同);茎中DcNAC1基因在盐胁迫处理48 h的相对表达量达最高,显著高于处理0 h。将构建的重组质粒pGBKT7-DcNAC1转化酵母菌株Y2HGold,结果发现该重组质粒无毒性,DcNAC1蛋白具有自激活活性。【结论】 DcNAC1基因表达受到茉莉酸、低温、干旱、光信号和逆境胁迫等多种信号的调控。DcNAC1蛋白具有自激活活性,通过激活下游基因的表达,参与到植物生长发育和逆境胁迫响应的转录调控过程中。
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- 基于高通量测序的明日叶不同组织内生菌群落结构分析
- 刘雯雯, 张旭, 黄奇, 胡连清, 陈露, 周万海, 魏琴, 冯瑞章, 赵鑫,
- 【目的】分析明日叶不同组织内生菌的群落结构和多样性,为探究明日叶和内生菌互作机制及功能菌株筛选提供参考。【方法】以四川宜宾栽培的药食兼用型明日叶为试材,采用Illumina MiSeq高通量测序技术确定根、茎、叶和果实组织内生真菌和内生细菌群落多样性。【结果】根据97%的序列相似性水平,将内生真菌和细菌的reads分别归类为1023和1871个操作分类单元(OTU)。韦恩图和热图显示明日叶各组织内生真菌和内生细菌群落结构差异性较高,种群丰度存在一定的差异。α多样性分析发现明日叶的叶内生真菌种类数最多,根内生真菌群落多样性最低,果实内生真菌群落丰富度最低;而根含有内生细菌种类数最多,茎内生细菌群落多样性最低,果实内生细菌群落丰富度最低。β多样性分析表明,组织特征对明日叶内生真菌或内生细菌群落结构有显著影响。明日叶4个不同组织中的优势真菌门和细菌门分别为子囊菌门(Ascomycota)和变形菌门(Proteobacteria)。根、茎、叶和果实中内生真菌优势属分别为Serendipita、Paramycosphaerella、多臂菌属(Trichomerium)和Apiotrichum,内生细菌优势属分别为罗尔斯通菌属(Ralstonia)、罗尔斯通菌属、甲基杆菌属(Methylobacterium)和弧菌属(Vibrio)。线性判别分析(LEfSe)表明,除根外,明日叶的茎、叶和果实中内生真菌重要差异指示种分别是Paramycosphaerella、苍白尾孢属(Pallidocercospora)和横断孢属(Strelitziana);茎、叶和果实中内生细菌重要差异指示种分别是罗尔斯通菌属、甲基杆菌属和亮杆菌属(Leucobacter)。经FUNGuild和COG功能预测发现,不同组织内生菌群功能丰富,除具有固氮、促生和抑菌等功能的菌群外,还存在较大比例未知功能菌群。【结论】明日叶中蕴含丰富多样的内生菌群,在不同组织中的群落结构、多样性、优势菌属及差异指示种存在保守性与差异性,组织特征差异是影响内生菌群的重要因素;不同组织内生菌群生态功能亦差异较大,且大量为未鉴定出种属和未定义的功能菌群。
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- 密花豆叶绿体基因组序列特征及密码子偏好性分析
- 吴民华, 叶晓霞, 谭靖怡, 王燊, 沈诗焕, 黄琼林,
- 【目的】分析密花豆叶绿体基因组序列特征及密码子偏好性,为密花豆种质鉴定、分子育种及资源保护利用提供理论参考。【方法】利用高通量测序技术对密花豆的叶绿体基因组进行测序,结合生物信息学软件和工具对序列进行拼接、注释及序列特征和密码子偏好性分析,并通过构建系统发育进化树解析密花豆的进化地位。【结果】密花豆叶绿体基因组全长为152275 bp,是由83924 bp的大单拷贝(LSC)区、25113 bp的反向重复A(IRA)区、18125 bp的小单拷贝(SSC)区和25113 bp的反向重复B (IRB)依次排列而成的环状双链四分体分子。密花豆叶绿体基因组共注释到129个基因,包括84个蛋白编码基因(PCGs),8个rRNA和37个tRNA。密花豆叶绿体基因组在自然选择为主的多因素作用下,偏好使用以A或T结尾的密码子,最优密码子是GCT、AGA、CGA、AAT、TGT、CAA、GAA、GGT、CAT、ATA、TTA、AAA、TTT、CCT、TCA、ACT、TAT和GTT。从密花豆叶绿体基因组检测到117个SSR位点,由单、二、三、四核苷酸重复基元组成,其中以单、二核苷酸复基元数量较多,分别占SSR位点总数的50.4%和36.8%,且单、二、三、四核苷酸重复基元均以A或T及其组合为主。叶绿体基因组在密花豆属内和属间均存在较明显的碱基突变,密花豆与同属的美丽密花豆的叶绿体基因组序列相似性最高,说明二者亲缘关系最近。【结论】密花豆叶绿体基因组具有植物叶绿体基因组典型的结构特点,在密花豆属内及属间均有较好的鉴别效果,且其密码子偏好性是多因素共同作用的结果,其中自然选择是主要决定因素,但碱基突变以及其他因素对密码子使用偏好也有一定影响。
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- 广西壮瑶药瘤果紫玉盘SCoT-PCR反应体系建立及引物筛选
- 张尚文, 杨天为, 黄诗宇, 李婷, 高曼熔, 何龙飞, 张向军,
- 【目的】建立瘤果紫玉盘SCoT-PCR最佳反应体系,并筛选出适宜的SCoT引物,为瘤果紫玉盘种质鉴定分类、亲缘关系分析和遗传多样性分析提供理论参考。【方法】以广西河池、百色、柳州、南宁4份瘤果紫玉盘野生种质为试材,通过单因素试验和正交试验对瘤果紫玉盘SCoT-PCR反应体系的DNA模板用量、引物用量和Mix预混液用量3个因素进行优化,并使用优化后最佳反应体系进行SCoT引物筛选。最后将SCoT-PCR最佳反应体系和筛选出的引物用于瘤果紫玉盘种质的遗传多样性分析。【结果】单因素试验结果显示,DNA模板用量为40~70 ng,引物(10 μmoL/L)用量为1.0~1.4 μL,Mix预混液用量为9.0~12.0 μL范围内扩增效果较好,通过L16 (43)正交试验确定瘤果紫玉盘的SCoT-PCR最佳反应体系20.0 μL: DNA模板(40 ng/μL) 1.0 μL,引物(10 μmoL/L) 1.2 μL,Mix预混液10.0 μL,7.8 μL ddH2O。利用最佳反应体系筛选出26条适用于瘤果紫玉盘的SCoT引物,并确定了各引物最适的退火温度。26条SCoT引物在4份瘤果紫玉盘材料中共扩增出305个基因位点,其中多态性位点204个,多态性比率为66.89%,平均每条引物扩增出11.7个基因位点,有8.7个多态性位点。4份瘤果紫玉盘种质的平均等位基因数(Na)为1.7377,平均有效等位基因数(Ne)为1.5344,Nei’ s基因多样性指数(H′)为0.3053,Shannon指数(I)为0.4449。4份瘤果紫玉盘间的遗传相似系数为0.5443~0.6492,遗传距离为0.4320~0.6083,说明4份瘤果紫玉盘种质间存在较大的遗传变异,遗传多样性水平较高。【结论】建立的SCoT-PCR最佳反应体系和筛选出的26条SCoT标记引物扩增效果较好,可用于瘤果紫玉盘种质资源的鉴定分类、亲缘关系分析和遗传多样性分析。
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- 云南3种黄精根系丛枝菌根真菌群落结构特征差异研究
- 黄博, 邓利娟, 杨双琳, 钟宇, 罗荣琴, 吴春燕, 王宗琴, 李曼, 任禛,
- 【目的】明确云南黄精主栽品种根系间丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)的定殖状况、多样性和群落结构差异,并探讨黄精根系AMF多样性与根际土壤理化性质间的关系,为黄精栽培专用AMF菌肥的研发和利用打下基础。【方法】以云南黄精主栽品种鸡头黄精、多花黄精和滇黄精根系及根际土壤为研究对象,采用显微形态观察法测定黄精根系中各菌根的定殖参数和根际土壤的AMF孢子密度,通过Illumina高通量测序技术分析不同品种黄精根系间AMF多样性和群落结构差异,并应用皮尔森相关系数法分析AMF多样性与土壤理化因子间的相关性。【结果】黄精根系中AMF定殖强度及定殖率分别在15.11%~39.21%和44.34%~92.22%,根际土壤孢子密度在105.33~285.33个/25 g,其中鸡头黄精的定殖程度显著高于其他2种黄精(P<0.05,下同),而滇黄精根际土壤中的AMF孢子密度最高。通过高通量测序在3种黄精根系中共获得38个OTUs,排除不可归类后分属于4目5科5属14种,其中球囊霉属(Glomus)占比最高(80.61%)。多样性分析结果发现,不同品种黄精根系AMF多样性指数差异显著。对比其他品种,滇黄精根系中AMF-OTUs最多,且Shannon指数最高,Simpson指数最低,说明该品种根系中AMF的种类更丰富。PLS-DA结果表明,3个品种黄精根系的AMF群落结构差异明显,其中类球囊霉属(Paraglomus)为滇黄精根系的优势属(占比59.86%),Glomus为鸡头黄精和多花黄精的优势属(占比分别为95.55%和99.47%)。相关分析结果发现,根际土壤中的碱解氮和有机质含量与黄精根系AMF的Shannon指数呈极显著负相关(P<0.01)。【结论】黄精根系AMF多样性及群落结构与品种密切相关。Glomus和Paraglomus可作为黄精功能型AMF菌剂开发的重点。
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- 罗汉果渣发酵料替代部分日粮对富凤麻鸡大肠微生物群落多样性的影响
- 滕少花, 肖正中, 周晓情, 吴柱月, 冯显钤, 周俊华, 黄丽, 王启芝, 王自豪,
- 【目的】探索罗汉果渣发酵料替代部分日粮对富凤麻鸡大肠微生物群落多样性的影响,为罗汉果渣发酵料在鸡养殖生产中的应用提供参考依据。【方法】选定60日龄的富凤麻鸡(母鸡) 20羽,随机分成4组,使用罗汉果渣发酵料分别替代3%、6%、9%日粮,以全日粮为对照(CK),进行为期97 d的饲养试验。饲喂结束后,采集鸡大肠内容物,基于Illumina高通量测序技术探究3种替代日粮比例对富凤麻鸡大肠微生物群落多样性的影响。【结果】不同比例替代日粮处理的富凤麻鸡大肠微生物群落的Chao1指数排序为CK>替代9%>替代3%>替代6%,Shannon指数排序为CK>替代9%>替代3%=替代6%,Simpson指数排序为CK=替代9%>替代3%=替代6%。经Wilcoxon检验,各试验组与CK的Chao1指数无显著差异(P>0.05,下同),表明罗汉果渣发酵料替代日粮处理对富凤麻鸡大肠细菌群落物种的丰富度均无影响。替代3%日粮的富凤麻鸡大肠微生物群落的Shannon指数显著低于CK(P<0.05,下同),其他试验组的Shannon指数与CK无显著差异;替代3%和6%日粮处理大肠微生物群落的Simpson指数显著低于CK,而替代9%日粮的Simpson指数与CK无显著差异。门分类水平上共注释出29个细菌门,其中拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)是4组试验中的绝对优势菌门,拟杆菌门的相对丰度排序为替代9%>CK>替代3%>替代6%,厚壁菌门的相对丰度排序为替代6%>替代3%>CK>替代9%,变形菌门的相对丰度排序为替代3%>替代6%>CK>替代9%。其中,替代3%日粮处理的大肠微生物群落变形菌门相对丰度显著高于CK,替代9%日粮处理的变形菌门相对丰度显著低于CK,而替代6%日粮处理的变形菌门相对丰度与CK无显著差异。属分类水平上,变形菌属(Proteus)的相对丰度在4组试验中有显著差异,其相对丰度排序为替代6%>替代3%>CK>替代9%,其中,替代9%日粮处理的变形菌属相对丰度显著低于CK,而替代3%和6%日粮处理与CK无显著差异。【结论】基于物种丰富度、罗汉果渣的营养成分及变形菌门的丰度对富凤麻鸡大肠微生物群落影响的保守评估,罗汉果渣发酵料替代日粮的最佳替代比例为6%。
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- 外源茉莉酸对三七根系代谢物的影响及关键代谢物诱导三七抗病性分析
- 王正平, 罗丽芬, 张林, 段生双, 朱书生, 杨敏,
- 【目的】揭示叶部喷施茉莉酸(Jasmonic acid,JA)诱导三七根系的代谢变化,明确显著变化的代谢物,为三七病害的生物防治提供理论基础。【方法】以三七为试验材料,在叶部接种黑斑病菌(Alternaria panax)菌株SL17,于接种4和8 d时测定三七植株内源JA含量;于三七叶片外源喷施不同浓度的JA后,利用气相色谱—质谱联用仪(GC-MS)分析三七根系代谢物变化,并检测显著变化代谢物对主要根腐病菌的抑制活性及其灌根后诱导三七叶部抗黑斑病的效果。【结果】叶部接种黑斑病菌4 d时,三七叶部JA和茉莉酸亮氨酸螯合物(JA-ile)的含量增加而在根系减少;接种8 d时,叶部JA含量显著增加(P<0.05,下同),而根系中2种物质的含量均极显著增加(P<0.01)。外源喷施不同浓度JA后三七根系代谢变化测定结果显示,三七根系中共检测出125种代谢物,主要分为有机酸类、氨基酸类、酯类、糖类、胺类、核苷酸及其衍生物和酮类等,其中有机酸类、氨基酸类和糖类是根系代谢物中的主要成分。与对照相比,叶部施用JA后三七根系中的草酸和氢化乳清酸含量显著增加。进一步测定显著变化的差异代谢物功能发现,草酸和氢化乳清酸对三七主要根腐病菌具有一定的抑制活性,其中氢化乳清酸在浓度为0.001 μg/mL时对茄腐镰刀菌(Fusarium solani)菌株F3和锈腐病菌(Ilyonectria destructans)菌株RS6的抑制效果最佳,浓度为0.010 μg/mL时对锈腐病菌菌株RS8的抑制效果最佳,浓度为0.100 μg/mL时对恶疫霉(Phytophthora cactorum)菌株D-6的抑制效果最佳;草酸浓度为0.001 μg/mL时对菌株F3的抑制效果最佳,浓度为10.000 μg/mL时对菌株D-6的抑制效果最佳;草酸和氢化乳清酸灌根后还能明显减小三七叶部黑斑病的病斑面积,且均在浓度10.000 μg/mL时诱导抗病效果最佳。【结论】外源喷施JA可改变三七根系代谢,促进氢化乳清酸和草酸的积累,进而增强三七对黑斑病的抗性,并对三七主要根腐病菌具有一定的抑制活性。
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- 不同贮藏温度对雪胆块茎褐变相关酶及底物的影响
- 陈庚, 李思琪, 高青青, 李霞, 段柯兆, 张广辉, 杨生超, 赵艳,
- 【目的】研究贮藏温度对雪胆块茎褐变相关酶、底物及有效成分的影响,为控制褐变、提高雪胆块茎中药材的稳定性提供理论支持。【方法】将鲜切雪胆块茎放置在3个贮藏温度(-20、4和25℃)下,分别于贮藏第0、2、4、8和10 d时取样,测定其褐变度、过氧化物酶(POD)活性及丙二醛(MDA)、总酚、雪胆甲素和雪胆乙素含量等指标,并进行褐变度与其他测定指标间的相关分析。【结果】随着贮藏时间的延长,鲜切雪胆块茎褐变度均上升,贮藏至第10 d时,25℃下贮藏的鲜切雪胆块茎褐变度较-20和4℃显著升高(P<0.05,下同); 3个贮藏温度下的鲜切雪胆块茎POD活性均呈先上升后下降的变化趋势,整个贮藏期间25℃下的POD活性始终显著高于-20和4℃;贮藏温度越高,鲜切雪胆块茎的MDA含量越大,贮藏4~10 d,25℃的MDA含量显著高于-20和4℃,但-20与4℃的MDA含量间无显著差异(P>0.05,下同);贮藏第4 d后,25℃下贮藏的鲜切雪胆块茎总酚含量也始终显著高于-20和4℃。25℃下贮藏的鲜切雪胆块茎中雪胆甲素含量在第4 d后急剧上升,在第6 d达最大值(1.1410 mg/g),显著高于-20和4℃,而雪胆乙素含量在贮藏2 d后开始急剧增加,至第8 d时达0.01143 mg/g,也显著高于-20和4℃。相关分析结果表明,3个贮藏温度下的褐变度均与贮藏时间呈极显著正相关(P<0.01,下同),与总酚、雪胆甲素和雪胆乙素含量均无显著相关性;-20和4℃的褐变度与POD活性分别呈极显著和显著负相关,-25℃的褐变度与POD活性无显著相关性;-20℃的褐变度与MDA含量呈显著负相关。【结论】低温(-20和4℃)下贮藏,可通过抑制褐变关键酶POD活性,或减少褐变底物酚类物质的生成而有效控制鲜切雪胆块茎的褐变,以-20℃的控制褐变效果更佳。
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- Box-Behnken设计—响应面法优化地参总三萜酸纯化工艺
- 李金金, 叶明燕, 姚欢, 吴应梅, 周浓,
- 【目的】建立响应面模型优化合适树脂下地参总三萜酸的纯化工艺,为研究地参总三萜酸活性提供技术参考。【方法】运用Box-Behnken设计方法,采用大孔树脂吸附纯化地参总三萜酸,以吸附率和解吸率为指标,测定5种大孔树脂(AB-8、D101、HPD600、DA201和S-8型)对地参总三萜酸的纯化效果。以上样浓度、上样流速、洗脱浓度和洗脱流速为自变量,回收率为因变量,运用响应面法优化地参总三萜酸纯化工艺参数。【结果】最佳显色条件:显色温度60℃,5%香草醛—冰乙酸0.2 mL,高氯酸0.4 mL,检测波长545 nm。AB-8型树脂对地参总三萜酸的吸附和解吸效果最佳,解吸率为88.61%,吸附率为70.54%。上样体积在40 mL,80%乙醇100 mL为最佳洗脱体积。建立的回归方程: Y=0.6887+0.0196A-0.0085B-0.0287C+0.0052D+0.0299AB-0.0107AC-0.0122AD+0.0128BC+0.0211BD+0.026A2-0.0765B2-0.0877C2-0.0932D2 (A为上样浓度,B为上样流速,C为洗脱浓度,D为洗脱流速,Y为总三萜酸回收率)。由Box-Behnken方差分析结果可得,上样浓度和洗脱浓度2个因素,以及上样浓度与上样流速的交互作用、洗脱浓度与洗脱流速的交互作用对地参总三萜酸回收率影响极显著(P<0.01),上样流速与洗脱流速的交互作用对总三萜酸回收率影响显著(P<0.05),4个因素对地参总三萜酸回收率影响顺序为洗脱浓度>上样浓度>上样流速>洗脱流速。优化后的地参总三萜酸纯化工艺:上样浓度0.66 mg/mL、上样流速2 BV/h、洗脱浓度80%、洗脱流速2 BV/h,在此条件下,总三萜酸平均回收率为67.37%。【结论】建立的回归模型可用于地参总三萜酸纯化工艺的预测; AB-8型大孔树脂对地参总三萜酸的分离纯化效果较好,适用于总三萜酸物质的纯化。
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- 贵州省金银花白粉病病原鉴定、 生物学特性及防治药剂筛选
- 崔文艳, 罗喜燕, 吴小云, 陈永超, 李明伟, 彭玲, 何朋杰,
- 【目的】明确贵州省金银花白粉病的病原菌分类地位与生物学特性,筛选有效的防治药剂,为金银花白粉病的田间防治提供理论基础。【方法】分别于贵州省铜仁市沿河县和遵义市绥阳县采集具有典型白粉病症状的金银花叶片和花蕾,对获得的菌株进行致病性测定,结合形态特征和ITS序列测序及系统发育进化分析对病原菌进行分类鉴定;采用孢子萌发法和喷施接种法分析温度对病原菌分生孢子萌发率和致病性的影响;结合室内毒力测定和温室药效试验评估6种常见杀菌剂对金银花白粉病的防控效果。【结果】从贵州省遵义市和铜仁市金银花产区共获得33株疑似病原菌菌株,致病性测定结果表明,所有菌株均为金银花白粉病致病菌,其中代表性菌株BF1的形态特征与忍冬叉丝壳菌(Erysiphe lonicerae var. lonicerae)相似,且其ITS序列聚类分析显示与E. lonicerae var. lonicerae ITS序列聚为一类。菌株BF1生物学特性测定结果显示,菌株BF1最适孢子萌发温度为24~26℃,最适致病温度为24℃。防治药剂筛选试验结果显示,室内条件下1%多抗霉素、30%吡唑醚菌酯、5%已唑醇和0.3%四霉素对菌株BF1分生孢子萌发有较好的抑制作用,其EC50分别为0.3454、0.4347、0.5369和0.6315 g/L;温室条件下1%多抗霉素、30%吡唑醚菌酯、5%已唑醇和0.3%四霉素对金银花白粉病均表现出较好的防治效果,第2次药后的防治效果分别为88.53%、86.40%、84.00%和89.60%。【结论】引起贵州省铜仁市和遵义市金银花白粉病的病原菌为忍冬叉丝壳菌。0.3%四霉素水剂、1%多抗霉素水剂、30%吡唑醚菌酯悬浮剂和5%己唑醇乳剂能有效防控金银花白粉病,可在金银花生产中推广应用。
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- 附子白绢病拮抗细菌的分离鉴定及发酵条件优化
- 施春兰, 汤永玉, 叶坤浩, 曾舒泉, 张永科, 何霞红, 魏朝霞, 曾华兰, 叶鹏盛, 吴国星,
- 【目的】从黄粉甲中分离获得对附子白绢病病原菌具有较好抑制作用的拮抗细菌,为附子白绢病的生物防治提供菌种资源。【方法】以罹病黄粉甲为材料,通过稀释涂布法和平板对峙法分离并筛选对附子白绢病菌具有拮抗作用的细菌,通过形态结构、生理生化特征及16S rDNA序列分析等对拮抗细菌进行种类鉴定;以拮抗细菌发酵液在600 nm波长下的OD值为指标,采用单因素试验的方法对拮抗细菌的培养基组分以及发酵条件进行优化;通过室内盆栽试验明确拮抗细菌对附子白绢病的防治效果。【结果】采用稀释涂布法从罹病黄粉甲中分离获得4株细菌,经平板对峙法筛选获得对附子白绢病菌具有较好拮抗效果的菌株TS1,该菌对齐整小核菌菌丝生长的抑制率可达68.03%。根据菌株TS1的菌落形态结构、生理生化特征及16S rDNA序列分析结果,确定菌株TS1为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。菌株TS1的优化培养基配方:蛋白胨10.0 g/L、酵母浸粉5.0 g/L、麦芽糖15.0 g/L;最佳发酵条件:装液量30mL、初始接种量0.50%、转速210 r/min、培养温度42℃、初始pH 9、培养时间48 h。室内盆栽保护和治疗试验结果表明,菌株TS1对附子白绢病的平均防治效果分别为49.39%和62.97%。【结论】优化的发酵方案可用于快速、大批量培养菌株TS1菌悬液。菌株TS1对附子白绢病有较好的防治效果,具有开发成附子白绢病生防菌的潜力。
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- 云南松林下异地引种对三七生长及品质的影响
- 尹晓波, 魏朝霞, 郭力维, 金智伟, 郑熙露, 侍林昆, 何霞红, 叶辰,
- 【目的】探明不同苗源地三七种苗引种至不同松树林下区域种植的适应性,为三七在云南省的林下引种种植提供理论依据。【方法】设交叉引种试验,将云南省低纬度区域与高纬度区域所育三七种苗分别交叉引种到云南省低纬度松树林下种植基地和高纬度松树林下种植基地,调查引种后的三七出苗率、存苗率与发病率,测定三七植株的生物量、折干率、根冠比及总皂苷含量,评价不同苗源地种苗引种至林下栽培的适应性。【结果】 4月中旬与4月末时,在低纬度林下种植基地,低纬度种苗的出苗率为65.00%和87.67%,显著高于高纬度种苗的出苗率53.05%和70.00%(P<0.05,下同);在高纬度林下种植基地,3月末时,高纬度种苗出苗率为31.05%,显著高于低纬度种苗的出苗率11.30%。在低纬度林下种植基地,低纬度种苗的根腐病和黑斑病发病率均低于高纬度种苗;在高纬度林下种植基地,2个来源地种苗发病率无显著差异(P>0.05,下同)。在低纬度林下种植基地,低纬度种苗的生物量、折干率及根冠比均优于高纬度种苗;而在高纬度林下种植基地,2个来源地种苗的生物量、折干率、根冠比无显著差异。在低纬度林下种植基地,低纬度种苗的皂苷含量显著高于高纬度种苗;在高纬度林下种植基地,2个来源地种苗的皂苷含量无显著差异。【结论】就近引种更有利于三七种苗的出苗、生长及皂苷含量积累。开展三七林下种植时,应优先选择经纬度差异性小,环境条件相似的苗源地种苗进行移栽。
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- 绞股蓝的化学成分及其生物活性研究进展
- 王振兴, 杨金梅, 张志斌, 朱晓湉, 向萍, 孙健, 何霞红,
- 绞股蓝是我国重要的可食用植物资源,为葫芦科绞股蓝属草质攀援植物,广泛分布于我国陕西南部和长江以南等地区。文章对2000—2022年国内外绞股蓝的研究文献进行可视化分析,发现绞股蓝及其皂苷成分是研究热点,对绞股蓝的研究集中在化学成分、功能活性和药理作用等方面,但目前缺乏对其化学组成和生物活性的系统综述。基于此,文章对绞股蓝中皂苷类、多糖类、黄酮类、氨基酸和微量元素等化学成分,以及其抗氧化、抗衰老、降血脂、降血糖、护肝、抗肿瘤、保护神经等生物活性的最新研究进行归纳总结,结果表明目前对绞股蓝产地之间的质量比较,及其主要药效成分的吸收代谢和作用机制研究仍较匮乏。提出今后可将绞股蓝黄酮类化合物作为研究目标,进一步明确黄酮的成分结构及药理活性作用机制;基于绞股蓝多成分、多药理活性的特点,利用分子生物学、代谢组学等技术手段探究绞股蓝活性成分的药效物质基础和作用机制,以及活性成分代谢产物及代谢途径;规范绞股蓝产地道地性和产品质量标准,以期为绞股蓝资源的进一步开发利用提供参考。
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- 百合连作障碍成因及防治技术研究进展
- 赵信林, 宁甲兴, 胡清湘, 肖六军, 龙松华, 邱财生, 高帅帅, 吴智敏, 邱化蛟,
- 百合是一种集食用、药用、观赏价值于一身的重要经济作物,但百合种植存在严重的连作障碍,威胁着百合收获物的产量和品质。绿色有效地防控连作障碍可降低百合生产成本并保证百合产品的安全利用,因此,有必要深入了解百合种植连作障碍成因及相应的防控技术。文章综述了近年来关于百合连作障碍相关的国内外研究进展,指出连作导致的土壤性质恶化、土壤微生物群落结构病原菌化及百合自毒物质逐年积累是百合连作障碍发生的主要原因。当前应对百合连作障碍的方法主要涉及选用耐连作百合品种、轮作和间套作、土壤熏蒸消毒、土壤强还原处理、应用微生物制剂及其他绿色土壤调理剂等。针对我国百合生产中存在的耐连作百合品种缺乏,各种新型连作障碍常规消减技术还需进一步验证安全性、提高效果及降低成本,以及当前百合生产受耕地资源限制严重等问题,提出培育耐连作百合品种、提高连作障碍防治技术效果和降低相关成本及实现治理技术安全无害化是未来应对百合连作障碍的主要攻关方向。
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- 喀斯特地区不同植被类型土壤微生物量磷、 碱性磷酸酶及植酸酶的变化特征
- 廖远行, 舒英格, 王昌敏, 蔡华, 李雪梅, 罗秀龙, 龙慧,
- 【目的】研究喀斯特地区不同植被类型下土壤微生物量磷(MBP)、碱性磷酸酶(ALP)和植酸酶(PHY)的变化特征,以及土壤磷有效性变化,为改善喀斯特地区磷胁迫现状提供参考依据。【方法】以喀斯特地区的耕地、草地、园地、灌木和林地5种植被类型为研究对象,比较不同植被类型及不同土层(0~5 cm、5~10 cm、10~20 cm、20~30 cm和30~40 cm)的MBP含量及ALP和PHY活性,通过建立回归方程及冗余分析揭示三者与速效磷及土壤环境因子的相关性。【结果】不同植被类型土壤MBP含量、ALP和PHY活性均随土壤深度的增加而逐渐降低。灌木土壤0~5 cm土层MBP含量为25.08 mg/kg,显著高于除林地0~5 cm土层MBP含量(23.63 mg/kg)外的其他植被类型(P<0.05,下同); 5种植被类型中林地土壤0~5 cm土层ALP活性最高,为101.96 mg/(g·d),各植被类型在20~40 cm土层间土壤ALP活性无显著差异(P>0.05);灌木、草地和园地土壤在0~5 cm和20~40 cm土层PHY活性有显著差异。不同植被类型影响下,土壤MBP、ALP和PHY均与土壤速效磷呈正相关。土壤MBP、ALP和PHY均与土壤全氮、有机质、碱解氮、全磷和砂粒呈极显著正相关(P<0.01,下同),其中有机质贡献率最高;与容重和黏粒呈显著或极显著负相关。【结论】喀斯特地区土壤MBP含量、ALP和PHY活性及分布受植被类型及土壤生态环境的影响,灌木和林地土壤磷素利用率高且磷素来源丰富,耕地磷素利用率较低且来源单一。MBP、ALP和PHY是表征土壤磷素有效性变化的敏感因子,喀斯特地区有机质是影响土壤MBP、ALP和PHY的关键环境因子。
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- 灌浆期淹水胁迫对广西骨干玉米自交系生理生化特性的影响
- 弓雪, 卢生乔, 陈坤, 刘亚利, 韦正乙, 覃宏宇, 钟昌松, 杨耀迥, 周锦国, 张述宽,
- 【目的】探究灌浆期淹水胁迫下2个广西骨干玉米自交系在生理生化水平上的应答差异,为玉米耐涝性评价及耐涝栽培提供理论依据。【方法】以广西骨干玉米自交系88M-1-8和先21A为供试材料,设灌浆期授粉后正常水分处理14 d (CK-14)、18 d (CK-18)和淹水处理14 d (W-14)、18 d (W-18)共4个处理,分别测定不同处理玉米自交系的叶片含水量、叶绿素含量(SPAD值)、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、脱落酸(ABA)含量及抗氧化酶活性,利用主成分分析和隶属函数法综合评价淹水胁迫对灌浆期玉米叶片生理生化特性的影响。【结果】 88M-1-8在W-14时叶片含水量、SPAD值、SOD和POD活性均高于先21A,在W-18时叶片含水量、SPAD值、CAT活性和ABA含量均显著高于先21A (P<0.05,下同)。随着淹水天数的增加,88M-1-8叶片中CAT活性显著上升,Pro含量、SOD和POD活性显著下降;先21A叶片中MDA含量、SOD和POD活性上升,叶片含水量、CAT活性、SPAD值和ABA含量显著下降。与正常水分处理相比,淹水导致88M-1-8和先21A叶片POD活性、MDA和Pro含量上升,SPAD值和ABA含量下降,其中先21A变化幅度更大,差异均达显著水平。相关分析结果表明,叶片含水量与SPAD值呈极显著正相关(P<0.01),叶片含水量、SPAD值与MDA含量呈显著负相关,CAT活性与SOD活性呈显著负相关。利用主成分分析及隶属函数法对玉米叶片的8个生理生化指标进行综合评价,其结果为88M-1-8在W-14处理的耐涝性最强,在W-18处理的耐涝性次之;先21A在W-14处理的耐涝性第3,在W-18处理的耐涝性最差。【结论】灌浆期淹水胁迫可导致玉米叶片POD活性、MDA和Pro含量上升,SPAD值和ABA含量下降。自交系88M-1-8的变化幅度低于先21A,随着胁迫时间增加,88M-1-8的耐涝性明显优于先21A。CAT活性和ABA含量可作为玉米灌浆期叶片耐涝性的初步评价指标。
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- 2种氮形态对水稻产量和光合特性影响的生理机制
- 吕魏, 苏靖文, 余晓燚, 岳宁燕, 董智超, 张文祺, 苗渝青, 张振华, 陈海飞,
- 【目的】探究2种氮形态对水稻产量和光合特性的影响,为合理施用氮肥及提高氮肥利用效率提供参考依据。【方法】以水稻品种中花11号为试验材料,设相同施氮量的硝酸钙(NO3--N)和尿素(NH4+-N)处理的盆栽试验,调查水稻单株产量、单株分蘖数、单株有效穗数和单株结实率;设(NH4)2SO4(NH4+-N)、Ca(NO3)2(NO3--N)及NH4NO3(NH4+-N/NO3--N) 3个相同氮浓度处理的营养液试验,培养21 d后测定水稻生物量、全氮含量、叶绿素含量、光合特性和金属阳离子含量,分析不同处理下叶片净光合速率与叶绿素含量、气孔导度、氮含量和铁离子含量的相关性。【结果】盆栽试验结果表明,与施用硝酸钙处理相比,施用尿素处理的水稻产量约提高1.8倍,水稻单株分蘖数、单株有效穗数和单株结实率分别提高75.4%、97.4%和26.1%,差异均达显著(P<0.05,下同)或极显著(P<0.01,下同)水平。营养液培养试验结果表明,Ca(NO3)2处理的水稻叶片叶绿素含量、光合效率、氮含量和氮素吸收量显著低于NH4NO3及(NH4)2SO4处理;但是根冠比和氮素生理利用效率显著高于NH4NO3及(NH4)2SO4处理。此外,2种氮素营养下水稻离子组发生显著变化,特别是Ca(NO3)2处理下水稻叶片铁离子含量显著下降;相关性分析结果表明,2种氮形态下叶片净光合速率与叶绿素含量、气孔导度、氮含量和铁离子含量极显著相关。【结论】相同施氮量下,相对于NO3--N,NH4+-N可显著增加水稻的分蘖数和结实率,从而提高水稻产量。NH4+-N有利于氮和铁的吸收,叶绿素含量更高,而NO3--N可增加水稻的根冠比和氮素生理利用效率,因此NH4+-N和NO3--N混合营养更有利于水稻生长。
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- 澄江蓝莓产区土壤速效养分空间分布及对蓝莓品质的影响
- 王晟, 刘志宗, 刘奇, 陈亚俊, 谭超, 张乃明,
- 【目的】分析云南澄江露天蓝莓产区土壤速效养分和果实品质现状,探究土壤速效养分对蓝莓品质的影响。【方法】在澄江蓝莓产区内采集180个土壤样品和18个蓝莓果实样品,解析澄江蓝莓产区土壤速效养分空间分布状况,并通过主成分分析综合评价春高、珠宝和绿宝石3个蓝莓品种果实品质,采用皮尔逊分析和线性回归分析法探究土壤速效养分与蓝莓果实品质的相关性。【结果】澄江蓝莓产区土壤pH为适宜水平,有机质和碱解氮含量为低水平,有效磷和有效钾含量为高水平。产区内土壤pH较稳定,但土壤有机质、碱解氮、有效磷和有效钾均属于强变异水平,其中有效钾变异系数最高,达97.04%,表明产区内土壤养分含量具有较强空间异质性。种植蓝莓土壤的各养分指标间的相关性相较于非种植蓝莓土壤更加密切。3个品种蓝莓果实综合品质排序为绿宝石>珠宝>春高。蓝莓果实品质与土壤pH、碱解氮、有效磷和有效钾均呈显著相关(P<0.05),其中土壤有效钾含量与蓝莓果实品质的关联最为密切。利于提高蓝莓品质的土壤pH、碱解氮、有效磷和有效钾含量最适范围分别是4.5~4.9、60.00~90.00 mg/kg、25.00~50.00 mg/kg和400.00~500.00 mg/kg。【结论】为提升蓝莓果实品质,澄江蓝莓种植区可根据果实综合品质排序调整不同蓝莓品种种植结构,并进行统一规范管理,同时种植户可适当提升土壤有机质和碱解氮含量并控制钾磷肥用量。
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- 广西沃柑根系内生真菌的多样性分析
- 徐杰, 温云英, 莫惠捷, 康贻豪, 陈廷速, 张金莲, 姜明国,
- 【目的】探究清耕和生草措施对沃柑根系内生真菌多样性的影响,为筛选和开发促生、防病和抗逆等功能的有益内生真菌资源提供科学依据。【方法】选取广西南宁市武鸣区6个代表性沃柑果园(生草模式和清耕模式各3个),调查其土壤养分水平,利用高通量测序技术对沃柑根系内生真菌ITS区进行测定,分析沃柑根系样品中真菌群落的多样性及其分布规律。【结果】广西南宁市武鸣区沃柑果园的土壤为酸性,速效钾、有机质含量丰富。从沃柑果树根系样品中共检测出内生真菌12门42纲102目224科416属,其中真菌在门分类水平上的主要优势类群是子囊菌门(Ascomycota),在属分类水平上的主要优势类群为新赤壳属(Neocosmospora)和青霉属(Penicillium),自然生草及清耕模式下的沃柑根系内生真菌群落结构无明显差异。典型相关分析(CCA)结果表明,沃柑果园根系真菌群落与硝态氮、铵态氮、土壤有机质呈极显著相关(P<0.01),与pH呈显著相关(P<0.05),与速效磷、速效钾无显著相关性(P>0.05)。所有试验果园根系中的营养功能类群结构均相似,以腐生—营养型内生真菌菌群的相对丰度最高,其次为未鉴定的功能群、病理—腐生—共生营养型,其他营养功能类群在不同果园中占比均较低。【结论】广西沃柑根系内生真菌以新赤壳属和青霉属为优势属,该区域尺度下的沃柑根系内生真菌群落组成与生草管理无显著相关,但受部分土壤环境因子调控。
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- 废弃煤矿周边农田蔬菜重金属富集及人群健康风险评价
- 刘菊梅, 任艳霞, 司万童, 冉鱼林, 李维霖, 李佳佳, 孙畅, 兰宗宝,
- 【目的】研究废弃煤矿周边农田蔬菜的重金属污染情况及人群健康风险,为煤矿毗邻区域蔬菜种植品种选择及农业资源开发提供参考依据。【方法】采用电感耦合等离子体发射光谱仪,测定渝西某废弃煤矿周边农田种植的9种蔬菜(野葱、青蒜、大葱、白萝卜、红薯、油菜、普通白菜、冬葵和豌豆叶)及各蔬菜对应根际土壤的7种重金属[铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)、镍(Ni)和锰(Mn)]含量,分析各蔬菜食用部分中重金属元素的富集程度,并运用健康风险指数(HRI)和危害指数(HI)评估食用上述蔬菜对儿童和成人健康的潜在危害。【结果】渝西某废弃煤矿周边蔬菜地土壤受Cu、Zn、Pb和Cd 4种重金属元素的复合污染,其中Cd含量高出重庆土壤背景值2.2~9.1倍,Pb和Cd的地积累指数显示已达中度污染及以上水平,普通白菜地的潜在生态风险指数最高,为302.635,具有较高的潜在生态风险。叶菜类(油菜、普通白菜、冬葵、豌豆叶)和香辛类(野葱、青蒜、大葱)蔬菜可食用部分中Pb、Zn、Cr和Ni含量较高,其中Pb和Ni元素单因子污染指数在各类蔬菜的累积值中是主要贡献元素,其贡献率分别在20.51%~48.73%和16.93%~42.59%。除野葱外,各种蔬菜富集重金属能力大小表现为叶菜类>块根类>香辛类。除青蒜和大葱外,食用其余7种蔬菜的HI均大于1,且HI表现为儿童高于成人,其中叶菜类蔬菜对儿童和成人的HI最大,Cr和Pb的HRI对HI贡献率大,分别为40.06%~64.97%和17.15%~33.52%,食用存在一定的人体健康风险。【结论】渝西某废弃煤矿的开采加重周边农田土壤中的重金属污染,导致蔬菜受重金属污染的程度不同,以叶菜类蔬菜的食用风险较大。建议在该煤矿区周边农田种植蔬菜时尽量不选择叶菜类蔬菜,以减少重金属的摄入。
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- 基于线粒体tRNAleu~COII和COI的贵州东方蜜蜂群体遗传分析
- 周文才, 李应, 姚丹, 万炜, 詹洪平, 黎华君, 贺兴江, 冉曜琦, 于瀛龙, 韦小平,
- 【目的】明确贵州省东方蜜蜂群体的遗传结构和遗传多样性,掌握其遗传现状,为贵州省东方蜜蜂的遗传资源评价及保护利用提供参考依据。【方法】基于线粒体tRNAleu~COII和COI片段对贵州省内19个采样点的1282群东方蜜蜂进行遗传分析,计算单倍型多样性(Hd)、平均核苷酸差异数(K)和核苷酸多样性(π)等遗传多样性指数,采用中性检验(Tajima's D和Fu's Fs)评估群体扩张情况,通过计算遗传分化系数(Fst)、构建系统发育进化树和分子方差分析评估其遗传分化,并开展环境因子相关分析以明确遗传分化的作用因子。【结果】贵州东方蜜蜂在线粒体tRNAleu~COII片段上的Hd介于0.5421~0.9167,π介于0.00174~0.00527,K介于0.611~1.854,其中台江、雷山、麻江、罗甸、紫云、晴隆和威宁等7个采样点发生过群体扩张;在线粒体COI片段上的Hd介于0.5710~0.9109,π介于0.00109~0.00261,K介于0.874~2.084,其中松桃、江口、印江、台江、石阡、雷山、罗甸、紫云、黔西、晴隆和威宁等11个采样点发生过群体扩张。贵州东、西部东方蜜蜂群体间存在中度遗传分化(在tRNAleu~COII片段上的Fst=0.04±0.02,在COI片段上的Fst=0.07±0.04),贵州西部东方蜜蜂群体内也存在中度遗传分化(在tRNAleu~COII片段上的Fst=0.04±0.02,在COI片段上的Fst=0.07±0.03)。相关分析结果显示,贵州西部东方蜜蜂组群的遗传分化程度与海拔呈弱相关,但与温度、湿度等环境因子呈显著正相关。【结论】贵州省东方蜜蜂在线粒体tRNAleu~COII和COI片段上的遗传多样性处于较高水平,主要归功于蜂群数量大和饲养方式较原始;贵州东方蜜蜂整体上呈现中度遗传分化,且西部东方蜜蜂组群内部的遗传分化程度较东部东方蜜蜂组群更高,主要与温度和湿度等环境因子密切相关,是其为适应所处环境而进化产生,而非海拔因素造成。
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- 谷氨酸通过T1R1/T1R3-ERK1/2通路调节香猪睾丸间质细胞自噬相关基因表达
- 王涵, 徐永健, 蒙利洁, 龚婷,
- 【目的】探究L-谷氨酸刺激对香猪睾丸间质细胞自噬的影响,为进一步研究味觉受体T1R1/T1R3通过雷帕霉素靶蛋白(mTOR)调控下自噬对雄性生殖的影响提供理论依据。【方法】选取30日龄的健康从江香猪分离培养睾丸间质细胞,采用不同浓度L-谷氨酸刺激睾丸间质细胞T1R1/T1R3,探究激活T1R1/T1R3对睾丸间质细胞自噬相关基因(TAS1R1、TAS1R3、ERK1、ERK2、mTOR、Beclin 1和MAP1LC3B)表达的影响。【结果】从江香猪睾丸间质细胞在培养72~96 h增殖最快,于培养96 h时达对数生长期。10 mmol/L是L-谷氨酸刺激睾丸间质细胞味觉受体T1R1/T1R3的有效浓度。经10 mmol/L的L-谷氨酸刺激后,睾丸间质细胞的mTOR、ERK1和ERK2基因相对表达量极显著高于对照组(P<0.01,下同),而Beclin 1基因相对表达量极显著低于对照组,MAP1LC3B基因相对表达量显著低于对照组(P<0.05,下同); ERK1/2和p-S6K1蛋白相对表达量显著高于对照组,而Beclin 1蛋白相对表达量显著低于对照组。单丹磺尸酰胺(MDC)染色结果显示,经10 mmol/L的L-谷氨酸刺激后,睾丸间质细胞内的酸性自噬泡荧光强度明显低于对照组,表明胞内自噬受抑制。【结论】 10 mmol/L的L-谷氨酸可激活从江香猪睾丸间质细胞T1R1/T1R3,且自噬相关基因TAS1R1、TAS1R3、ERK1、ERK2和mTOR及相关蛋白T1R1、T1R3、ERK1/2、p-S6K1和p-mTOR表达升高,而Beclin 1和MAP1LC3B基因及Beclin 1蛋白表达降低,故推测谷氨酸可通过激活味觉受体T1R1/T1R3参与雄性生殖自噬的负调控。
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- 日本对虾IKKβ基因克隆及其表达分析
- 范嗣刚, 孙珍珠, 郭靖, 吴昊, 邓维德, 李翔, 黎源, 陈燕飞, 文菁,
- 【目的】明确日本对虾NF-κB抑制蛋白激酶β基因(PjIKKβ)生物学特征及其在各组织和哈维弧菌刺激下的表达模式,为揭示IKKβ在日本对虾先天免疫中的作用机制提供理论依据。【方法】克隆PjIKKβ基因cDNA序列,通过ORF Finder、ExPASy ProtParam、SMART、SignalP 5.0、TMHMM、Prot-Comp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PjIKKβ基因在日本对虾各组织及哈维弧菌悬液刺激后的表达模式。【结果】 PjIKKβ基因序列全长2794 bp,其开放阅读框(ORF)长2373 bp,共编码790个氨基酸残基。PjIKKβ蛋白包含1个丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶催化结构域(S-TKc)、1个亮氨酸锌指结构域(LZ)和1个螺旋—环—螺旋结构域(HLH),定位于细胞质和细胞核中,无跨膜结构,无信号肽。PjIKKβ与凡纳滨对虾IKKβ氨基酸序列相似性最高(98%),其次是与斑节对虾IKKβ氨基酸序列(97%);多序列比对分析结果显示,各物种IKKβ蛋白序列在S-TKc结构域的保守性较高,而在其他区域的保守性低。基于IKKβ氨基酸序列相似性构建的系统发育进化树显示,在甲壳动物分支中日本对虾先与凡纳滨对虾聚在一起,再与斑节对虾聚为一个分支。PjIKKβ基因在日本对虾肝胰腺、肌肉、鳃、神经节、胃、心脏、血淋巴和眼柄等8个组织中均有表达,以神经节、肌肉、血淋巴和眼柄中的相对表达量较高,显著高于在其他组织中的相对表达量(P<0.05);注射后24、48和72 h,PjIKKβ基因在注射哈维弧菌日本对虾血淋巴中的相对表达量上调,且与注射PBS日本对虾的相对表达量存在极显著差异(P<0.01)。【结论】 PjIKKβ蛋白含有1个S-TKc结构域、1个LZ结构域和1个HLH结构域,在进化过程中非常保守;PjIKKβ基因的组织表达特征及其在哈维弧菌刺激后的表达变化,进一步证实PjIKKβ基因参与了日本对虾的先天免疫应答反应。
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- 北部湾北部沿岸海域鱼类资源时空分布特征及多样性变化
- 罗峥力, 杨长平, 王良明, 刘岩, 单斌斌, 刘蔓婷, 孙典荣,
- 【目的】掌握北部湾北部沿岸海域鱼类资源时空分布特征及群落结构多样性变化趋势,为其渔业资源科学管护及合理开发利用提供科学依据。【方法】于2018年1月(冬季)和8月(夏季)采用底拖网调查方式对北部湾北部沿岸海域的30个调查站位进行渔业资源调查数据采集,通过扫海面积法、生态特征指数法、丰度/生物量比较法(ABC曲线)等手段评估鱼类资源空间分布及多样性变化,并结合历年文献资料,与不同历史时期的鱼类资源状况进行比较。【结果】在北部湾北部沿岸海域共调查捕获鱼类140种,隶属于14目57科89属,以鲈形目为绝对优势类群,且生态群落优势种组成在季节间存在明显差异,即鱼类群落结构受季节变化的影响,夏季优势种为鹿斑鲾、二长棘鲷和短吻鲾,冬季优势种包括鹿斑鲾、矛尾虾虎鱼、大头白姑鱼和带鱼。北部湾北部沿岸海域鱼类丰度呈现极显著的季节差异(P<0.01,下同),夏季(146.3×103 ind/km2) >冬季(36.8×103 ind/km2),但不同海域间的丰度差异不显著(P>0.05,下同);鱼类生物量也存在极显著的季节差异,表现为夏季(1394.73 kg/km2) >冬季(328.24 kg/km2),不同海域间的生物量差异也不显著。在物种多样性方面,夏季北部湾北部海域鱼类群落各多样性指数[Shannon-Wiener多样性指数(H')、Pielou均匀度指数(J')和Margalef物种丰富度指数(D)]总体上明显高于冬季,而不同海域间的差异均不显著。ABC曲线分析发现,鱼类丰度曲线一直在生物量曲线上方,说明鱼类群落结构受中度及以上的干扰,即个体较大鱼类的优势度被削弱,主要以生长较快、个体相对较小的鱼类为主。【结论】北部湾北部沿岸海域渔业资源量和多样性指数较历史水平均呈下降趋势,且群落结构更替明显。因此,今后应在渔业资源持续监测的基础上,改善北部湾生态环境,加强渔业资源养护管理,降低人为干扰,以确保鱼类群落的功能多样性和可持续开发利用。
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- 基于16S rRNA和gyrB基因串联DNA特征序列的气单胞菌鉴定方法
- 陈天楠, 胡鲲,
- 【目的】建立基于16S rRNA序列和gyrB基因串联DNA特征序列的属内菌种鉴定方法,为气单胞菌的种间区分提供技术支持。【方法】以2020—2021年在我国福建、江苏等地分离获得的水产源气单胞菌和NCBI已公布且完成全基因组测序的10种气单胞菌为研究对象,分别以16S rRNA序列、gyrB基因及2个基因序列串联后得到的新DNA特征序列作为构建系统发育进化树的依据,比较不同系统发育进化树的鉴定结果,并以运动性试验、溶血性试验、糖发酵试验进行辅助鉴定。【结果】在基于16S rRNA序列构建的系统发育进化树中,中间气单胞菌、嗜水气单胞菌、达卡气单胞菌、肠源气单胞菌等聚类在不同分支上,未能形成独立的种属进化分支;在基于gyrB基因构建的系统发育进化树中,达卡气单胞菌、豚鼠气单胞菌和嗜水气单胞菌聚类在同一分支上,而异嗜糖气单胞菌和维氏气单胞菌聚类在另一分支上。将16S rRNA序列和gyrB基因串联组成新DNA特征序列再构建系统发育进化树建树,能完全有效分离气单胞菌属的不同菌株,将不同种的气单胞菌独立聚为一支,较好地实现种间区分。【结论】将16S rRNA序列和gyrB基因串联组成新DNA特征序列再构建系统发育进化树,较基于16S rRNA序列或gyrB基因单独构建系统发育进化树具有更高的分辨力,是一种理想的保守序列相似性高的属内菌种鉴定方法。因此,在16S rRNA测序鉴定为气单胞菌的情况下可再次以gyrB基因为测序对象,获得序列信息后与16S rRNA序列串联构建系统发育进化树,能更加精确地将气单胞菌鉴定到种水平。
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- 不同地理群体织锦巴非蛤表型性状的相关性及通径分析
- 尹聪, 邱焗维, 刁宏山, 赖胜琪, 栗志民, 刘志刚,
- 【目的】分析北部湾海域不同地理野生群体的织锦巴非蛤的表型性状与软体质量的关系,为织锦巴非蛤人工育苗育种和经济选择提供依据。【方法】随机选取广西东兴、广西北海和广东湛江草潭群体的织锦巴非蛤,分别测量其壳长、壳高、壳宽、前缘长、后缘长、外韧带长和外韧带槽宽等6个性状形态指标并称量活体质量和软体质量,采用相关性与通径分析法研究各形态性状对软体质量的影响效果。【结果】织锦巴非蛤各性状指标在不同地理群体中变异系数范围为4.880%~25.148%,鲜出肉率的范围在21.400%~24.400%,且各性状间的相关性大多呈极显著水平(P<0.01,下同)。在广西东兴群体中,对软体质量直接影响作用最大的分别是壳宽和外韧带长,间接作用影响最大的是壳宽与壳高,对应的决定系数总和为0.541;在广西北海群体中,对软体质量直接影响作用最大的是壳高,间接作用影响最大的是壳高与外韧带长,对应的决定系数总和为0.469;在广东湛江草潭群体中,对软体质量直接影响作用最大的分别是前缘长和外韧带长,间接作用影响最大的是壳宽与前缘长,对应的决定系数总和为0.509。剔除对软体质量不显著的形态性状后,分别构建不同地理群体织锦巴非蛤软体质量的最优回归方程,F和P检验所得结果表明回归关系均达极显著水平。【结论】影响3个地理群体织锦巴非蛤软体质量的决定性壳形态性状存在差异,广西东兴群体应首选壳宽和外韧带长,广西北海群体应选择壳高,而广东湛江草潭群体的前缘长和外韧带长是重要性状。
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- 传染性法氏囊病病毒新型变异株VP2蛋白原核表达及免疫效果评价
- 马景霞, 王常伟, 吴洪才, 何吉鑫, 牛晓赛, 段志强, 朱杰,
- 【目的】构建传染性法氏囊病病毒新型变异株(vaIBDV) VP2蛋白原核表达质粒,并明确VP2蛋白的免疫原性,为vaIBDV亚单位疫苗的开发提供技术支持。【方法】从IBDV新型变异株(BZ)中扩增VP2基因片段,亚克隆至pET-28a (+)载体上构建重组原核表达质粒,并转化大肠杆菌BL21 (DE3)感受态细胞,以IPTG诱导表达后通过SDS-PAGE和Western blotting进行鉴定,并以vaIBDV阳性血清进行琼扩效价测定;经Ni-NTA亲和层析纯化及适当浓缩后,制备乳化疫苗并免疫21日龄SPF鸡,通过安全性检验、抗体效价测定及攻毒保护评价进一步验证融合蛋白VP2的免疫原性。【结果】在25℃下以IPTG进行诱导表达,获得的融合蛋白VP2主要呈可溶性表达,大小约40 kD,且表达上清液中的融合蛋白VP2能与vaIBDV阳性血清发生特异性反应,其琼扩效价可达1∶32;经Ni-NTA亲和层析纯化及适当浓缩后,融合蛋白VP2的琼扩效价高达1∶256。以融合蛋白VP2为抗原制备的亚单位疫苗稳定性好,安全性高,无免疫引起的不良反应,剖检也未发现接种部位有明显损伤、局部炎症或疫苗吸收不良等现象。免疫21 d后鸡血清琼扩效价平均值达1∶76.8,而血清抗体效价均在1∶20000以上,表明以融合蛋白VP2制备的疫苗可刺激机体产生强烈的体液免疫反应,抗体阳性率达100%;使用IBDV BZ株攻毒后7 d剖检观察鸡法氏囊病变情况,结果显示免疫组鸡只均未发病,其法氏囊也无明显萎缩现象,即免疫保护率达100%。【结论】通过原核表达系统能成功实现vaIBDV VP2蛋白的可溶性表达,且获得的融合蛋白VP2免疫原性良好,能对vaIBDV提供100%的免疫保护效果,为开发vaIBDV亚单位疫苗提供了技术支持。
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- 不同质量浓度MS-222对红尾副鳅麻醉效果的影响
- 肖贵榜, 张浩然, 黄胜, 赵谱远, 杨玉能, 鲍娟, 周林, 陆武军, 廖丽, 姜秋霞,
- 【目的】探究不同质量浓度间氨基苯甲酸乙酯甲磺酸盐(MS-222)对红尾副鳅(Paracobitis variegatus)的麻醉效果及其生理行为特征,为鱼类野外活体样本采集、驯养和繁育等科研生产活动提供麻醉技术并丰富鱼类麻醉理论。【方法】采用静水生物测试法,设置35.0、45.0、60.0、70.0、85.0、110.0、140.0、150.0、180.0和210.0 mg/L共10组MS-222质量浓度进行红尾副鳅麻醉试验,检测不同质量浓度MS-222药浴红尾副鳅后的麻醉和复苏阶段经过时间及呼吸频率,筛选适宜红尾副鳅驯养、繁育和疾病防治的MS-222麻醉剂质量浓度。【结果】依据MS-222麻醉红尾副鳅后其不同呼吸频率和行为特征,可将红尾副鳅麻醉程度分为应激期、轻度镇静期、深度镇静期、轻度麻醉期、麻醉期和深度麻醉期(A1~A6期) 6个麻醉阶段,将复苏过程分为复苏期1~复苏期4(R1~R4期) 4个复苏等级; 10个质量浓度MS-222麻醉均能使红尾副鳅达到A6阶段,且均能复苏至R4等级。相关分析结果表明,MS-222质量浓度与麻醉时间呈显著负相关(R2=-0.6003) (P<0.05,下同),与复苏时间呈显著正相关(R2=0.7440) ;麻醉剂量均显著影响红尾副鳅的麻醉与复苏。各质量浓度MS-222处理红尾副鳅的呼吸频率均呈波浪式变化,麻醉和复苏阶段的呼吸频率均存在差异。在充氧条件下,35.0~210.0 mg/L MS-222处理红尾副鳅的复苏率均达100.0%。【结论】不同质量浓度MS-222处理红尾副鳅在麻醉和复苏阶段的呼吸频率均存在差异,理想的麻醉浓度区间为45.0~180.0 mg/L,110.0~180.0 mg/L的MS-222可用于红尾副鳅短时麻醉,45.0~85.0 mg/L的MS-222可用于红尾副鳅较长时间麻醉。
