南方农业学报杂志2024年第3期
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- 百香果响应烟草疫霉侵染的分子机制及基因挖掘
- 孙嘉曼, 陈格, 罗海玲, 黄永才, 刘增亮, 杨柳, 张进忠,
- 【目的】在转录水平上分析百香果响应烟草疫霉(Phytophthora nicotianae)侵染的表达模式,挖掘抗性相关基因并解析其作用机制,为利用分子手段进行百香果抗病性状筛选和抗病品种选育打下基础。【方法】以百香果主栽品种钦果9号为试材,对烟草疫霉侵染12、24、48、72和96 hpi钦果9号进行组织表型观察和生理指标测定;采用转录组测序(RNA-Seq)构建钦果9号响应烟草疫霉侵染的转录组,使用DESeq分析基因表达差异,以P2 Ratio|≥1为标准筛选差异表达基因(DEGs);通过BLAST2GO和KOBAS2等进行DEGs的GO功能注释分析和KEGG信号通路富集分析,明确钦果9号响应烟草疫霉侵染的主要通路和代谢途径;挖掘与植物抗病相关代谢通路的DEGs并利用MeV软件绘制基因表达热图,分析其在烟草疫霉侵染钦果9号过程中的动态变化趋势;实时荧光定量PCR验证基因表达量差异与转录组数据的一致性。【结果】烟草疫霉侵染钦果9号初期叶片无明显症状,侵染48 hpi叶片出现褪绿,随着侵染时间不断延长,病斑颜色变深并不断扩大呈明显棕色枯斑;从侵染12 hpi开始所有处理组钦果9号叶片中时超氧化物歧化酶(SOD)活性显著高于对照组(PPR1、CERK1、RPM1、CDPK和CML等基因,茉莉酸(JA)/乙烯(ET)信号途径中的JAR1、JAZ2、ERF1、EBF1和ERS等基因,以及次生代谢相关的CAD6、4CL、POD、CHS和LDOX等基因均在感染烟草疫霉的钦果9号植株中大幅上调表达,推测这些基因参与了百香果对烟草疫霉的抗性反应过程。实时荧光定量PCR结果验证了RNA-Seq数据的可靠性。【结论】植物激素信号转导、植物—病原菌互作、苯丙烷类生物合成、MAPK信号途径及类黄酮生物合成是百香果响应烟草疫霉侵染的主要信号通路和代谢途径。不同代谢途径中的关键基因以复杂方式参与了百香果对烟草疫霉的抗性反应过程。
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- 天子蓝盘丽鱼皮肤组织的单细胞转录组测序
- 杨平, 刘洁, 陈再忠, 陆颖,
- 【目的】通过单细胞转录组测序比较天子蓝盘丽鱼和野生阿莲卡盘丽鱼皮肤组织中与体色形成相关的基因表达模式,为深入研究鱼类体色及良种选育提供数据基础,也为盘丽鱼或其他水产鱼类进行单细胞转录组研究提供技术借鉴。【方法】利用单细胞转录组测序技术对天子蓝(人工选育)和阿莲卡(野生型)2种盘丽鱼的皮肤组织进行转录组测序,经fastp质控过滤后,通过Cell Ranger比对参考基因组生成单细胞表达矩阵文件,使用Seurat进行降维聚类后构建转录组图谱,筛选出细胞类型识别与鉴定的标记基因;同时以阿莲卡盘丽鱼为对照,通过DEGseq筛选出2个样本间的差异表达基因(DEGs),并进行GO功能注释分析和KEGG信号通路富集分析。【结果】经单细胞转录组测序,从天子蓝、阿莲卡盘丽鱼样本中获得的原始序列(Raw reads)分别为815237286和728886552条;将2个样本整合后共捕获17035个细胞,经过滤及降维聚类后得到18个细胞簇(C0~C17),参考已知和潜在的标记基因,被注释为13种细胞类型及其亚型,基本涵盖了鱼类皮肤组织中的大部分细胞类型。基于伪批量(Pseudo-bulk)处理,从2个样本间筛选出20个DEGs(8个在天子蓝盘丽鱼皮肤组织中高表达,12个在阿莲卡盘丽鱼皮肤组织中高表达),主要注释到与气体传递、氧化代谢相关的GO功能条目。在单细胞维度,选择黑色素细胞和虹彩细胞2个细胞集群进行样本间差异分析,结果显示:在黑色素细胞中存在8个DEGs,主要富集于热应答、未折叠蛋白结合、生长因子活性、金属离子结合等信号通路。在虹彩细胞中存在25个DEGs,KEGG信号通路富集分析发现主要富集于凋亡、沙门氏菌感染和MAPK等信号通路,涉及细胞生存、应激响应和信号传导等功能。【结论】TSPAN3A、PTGES、ATF3、JUNK、GADD45GA、HSP70L、FOSAB等基因在调节天子蓝盘丽鱼皮肤体色、色素合成与沉着等方面发挥重要作用,而黑色素合成不活跃可能是导致天子蓝盘丽鱼体色较阿莲卡盘丽色更加鲜艳和绚丽的主要原因之一。
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- 基于转录组测序的关岭牛肌肉生长发育关键基因筛选与鉴定
- 周迪, 赵忠海, 王府, 杨蓉, 王燕, 敖叶, 谢玲玲, 陈秋生, 田兴舟, 李波,
- 【目的】基于转录组测序挖掘出贵州关岭牛肌肉生长发育关键基因,为后续培育贵州优质肉牛品种提供理论依据。【方法】选取3头健康且体重相近的24月龄成年关岭牛,屠宰后采集其心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、背最长肌、大腿肌及肩峰等组织样品,采用TRIzol法提取各组织总RNA,构建cDNA文库后进行转录组测序,通过生物信息学手段筛选出不同样品间的差异表达基因(DEGs),结合GO功能注释分析和KEGG信号通路富集分析挖掘出关岭牛肌肉生长发育相关候选基因,再经实时荧光定量PCR对候选基因进行验证。【结果】测序样品有效序列(Clean reads)比对至参考基因组序列的平均比对率为90.76%,检测到26367个新转录本(有编码潜能的转录本19659个,非编码转录本6708个);在各组织中检测到共表达基因53912个,其中已知基因51688个、预测新基因2224个;GO功能注释分析发现这些共表达基因主要发挥生物调节、代谢过程、生物膜组成、催化活性和转录调节活性等功能。通过DEGseq检测,最终筛选获得16个与肌肉生长发育相关的DEGs(QKI、CHKB、MYBPC1、MBNL1、MYH11、MYLK2、TPM3、NEXN、EZH2、TNNT3、PPARGC1A、SGCA、DMPK、FOXP1、FLNB和TNS2),主要参与内吞作用、心肌收缩、癌症、代谢及MAPK信号通路。实时荧光定量PCR验证结果显示,筛选出的16个DEGs在关岭牛背最长肌或肩峰中高表达,与转录组测序结果一致。【结论】基于转录组测序从关岭牛各组织中筛选出16个与肌肉生长发育相关的DEGs,主要在生物调节、代谢过程、细胞成分、催化和转录调节等方面发挥功能作用,可作为开展关岭牛肌肉生长发育遗传机制研究的候选基因。
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- 基于转录组测序挖掘疣吻沙蚕性腺发育相关基因
- 赵玉薇, 黄成, 唐驰鹏, 朱鹏, 张虹, 杨家林, 许尤厚, 李万就, 刘芳星,
- 【目的】鉴定筛选出与疣吻沙蚕性腺发育相关的候选基因及信号通路,揭示其性别分化及变态的分子调控机制,为疣吻沙蚕大规模人工繁育技术的突破提供理论依据。【方法】以成熟雄性(M)、成熟雌性(F)和未变态疣吻沙蚕(R)为研究对象,通过Illumina NovaSeq 6000平台完成高通量转录组测序,经过滤、质量控制及拼接组装后,依据Fold Change≥2且错误发现率(FDR)DMRT1、SOX7、HSP90、CALM等14个与疣吻沙蚕性腺发育相关的DEGs。实时荧光定量PCR检测的目的基因表达趋势与转录组测序分析结果基本一致,进一步证实转录组测序结果的准确性。【结论】疣吻沙蚕的性腺发育和成熟机制与多基因发挥功能及多个信号通路相关,包括雄性个体偏向MT-CYB、HSP60和DNAH5等基因,雌性个体偏向HSP90、SOX7和COL1A1等基因,以及氧化磷酸化、花生四烯酸代谢、视黄醇代谢、甘氨酸/丝氨酸/苏氨酸代谢等与性腺发育相关的信号通路。
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- 基于转录组学和蛋白组学的鸡蛋绿壳性状形成分子机制研究
- 石钰仕, 肖涛, 陈有波, 余欢, 赵德鹏, 龙霞, 谭启松, 李辉,
- 【目的】挖掘参与绿壳蛋形成的潜在调控基因和蛋白,为开展赤水乌骨鸡品种选育及揭示家禽蛋壳颜色形成分子机制提供理论依据。【方法】以280日龄的绿壳纯系赤水乌骨鸡为研究对象,分别采集产深绿(SL)和白壳(BK)鸡蛋的母鸡蛋壳腺组织样品,通过转录组测序和TMT定量蛋白组学技术分别筛选出差异表达基因(DEGs)和差异表达蛋白(DEPs),并对转录组学和蛋白组学进行联合分析,筛选出调控绿壳鸡蛋颜色深浅的候选基因和候选蛋白。【结果】经转录组测序,从SL组与BK组间共筛选出82个DEGs,其中46个DEGs呈上调表达、36个DEGs呈下调表达;有4个DEGs与蛋壳色素的合成及沉积相关,分别是SLC22A4、SPP1、FAM26E和HSP5基因,且均为上调表达的DEGs;KEGG信号通路分析结果显示,DEGs显著富集的信号通路有α-亚麻酸代谢和花生四烯酸代谢等。通过TMT定量蛋白组学分析,共鉴定获得167个DEPs,其中104个DEPs呈上调表达、63个DEPs呈下调表达;KEGG信号通路富集分析发现,DEPs主要富集于甘油磷脂代谢、半胱氨酸和蛋氨酸代谢及醚脂质代谢等信号通路。转录组学和蛋白组学的联合分析结果表明,转录组与蛋白组无共同注释的GO功能条目,而82个DEGs和167个DEPs富集到19条KEGG信号通路上,其中甘油磷脂代谢和醚脂类代谢2条信号通路在转录组与蛋白组中均有出现。【结论】SLC22A4、SPP1、FAM26E和HSP5基因及FAM102A、FAM107B和SLCO1B1蛋白可能参与蛋壳色素的合成、转运和沉积,尤其是SLC家族发挥着重要作用,故推测这些基因和蛋白是影响赤水乌骨鸡蛋绿壳形成的候选基因和候选蛋白,且富集到的甘油磷脂代谢和醚脂类代谢可能是调节鸡蛋绿壳形成的关键信号通路。
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- 基于转录组测序的巴马香猪和杜洛克猪骨骼肌差异lncRNA分析
- 胡梦灵, 范新浩, 姚一龙, 闫超, 谢炳坤, 兰干球, 梁晶, 唐中林,
- 【目的】通过对巴马香猪和杜洛克猪背最长肌组织进行转录组测序鉴定差异表达lncRNA,筛选与骨骼肌发育形成相关的候选基因,为明确lncRNA对骨骼肌生长发育的调控机制提供理论基础。【方法】采集12月龄的巴马香猪和杜洛克猪背最长肌组织进行转录组测序,以错误发现率(FDR)2 Fold Change|>1为标准筛选差异表达基因(DEGs)和差异表达lncRNA,并进行实时荧光定量PCR验证,预测差异表达lncRNA靶基因并进行GO功能注释和KEGG信号通路富集分析,选取表达差异最大的lncRNA构建其与靶基因互作网络。【结果】在巴马香猪和杜洛克猪背肌间共鉴定出6316个DEGs和675个差异表达lncRNA;GO功能注释分析结果表明,差异表达lncRNA靶基因主要涉及代谢过程、肌肉组织发育及骨骼肌细胞增殖和分化等生物过程;KEGG信号通路富集分析结果表明,差异表达lncRNA靶基因在Hippo和Wnt信号通路显著富集(PPQKI、MBNL1和YBX2,QKI和MBNL1在均与可变剪接相关。【结论】在巴马香猪和杜洛克猪间发现的差异表达lncRNA是调控骨骼肌发育的候选基因,其靶基因主要富集在Hippo和Wnt等骨骼肌发育相关信号通路。lncRNA-MSTRG.16703的表达差异最大且在巴马香猪中上调,其靶基因在骨骼肌细胞增殖分化和肌纤维形成中有重要调控作用。
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- 基于转录组测序分析溶解氧对四指马鲅幼鱼鳃组织的影响
- 林欣, 谢希尧, 区又君, 李加儿,
- 【目的】基于转录组测序分析溶解氧对四指马鲅(Eleutheronema tetradactylum)幼鱼鳃组织的影响,探究四指马鲅应对低氧胁迫的适应机制,为四指马鲅的抗逆性研究提供参考依据。【方法】以四指马鲅幼鱼为试验材料,设3种溶解氧含量处理,常氧组(CG)6.33±0.15 mg/L、中度低氧组(OC4)3.99±0.18 mg/L和重度低氧组(OC2)2.05±0.15 mg/L,处理29 h,采集鳃组织进行转录组测序,利用DEGseq筛选不同比较组的差异表达基因(DEGs),使用GOseq进行GO功能注释分析,利用KOBAS进行KEGG信号通路富集分析,采用STEM对DEGs进行表达趋势分析。【结果】OC4 vs CG比较组有86个DEGs,其中28个上调表达,58个下调表达;OC2 vs CG比较组有2018个DEGs,其中740个上调表达,1278个下调表达;OC4 vs OC2比较组有171个DEGs,其中68个上调表达,103个下调表达。GO功能注释分析结果显示,DEGs主要涉及代谢过程、有机物生物合成、细胞氧化还原平衡、细胞内、染色质、核糖体结构成分和催化活性等功能条目。KEGG信号通路富集分析结果显示,DEGs主要富集在蛋白酶体、DNA复制、脂肪酸降解、磷酸戊糖途径、氧化磷酸化、谷胱甘肽代谢、赖氨酸降解和核糖体生物发生等信号通路;其中pac1、lsm7、mcm6、mcm2和mdm2等基因富集在蛋白酶体、剪接体、DNA复制和细胞周期等信号通路,与四指马鲅幼鱼鳃组织蛋白合成有关,随着溶解氧含量下降,其表达量呈下降趋势;shmt2、hsd17b10、sucla2和glo1等基因富集在磷酸戊糖途径信号通路,与四指马鲅幼鱼鳃组织能量代谢有关。【结论】四指马鲅幼鱼鳃组织蛋白质合成能力和能量代谢活动均随着溶解氧含量下降而下降,溶解氧含量下降显著影响细胞周期、DNA复制、脂肪酸降解和糖代谢等信号通路。
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- 基于转录组测序的剑白香猪表皮颜色相关miRNA筛选与鉴定
- 赵德鹏, 覃海, 毕欢, 袁巍, 张依裕, 陈伟,
- 【目的】对剑白香猪黑色和白色表皮组织进行转录组测序,筛选出对黑色素生成起调节作用的miRNA,为进一步研究miRNA对剑白香猪表皮颜色形成的调控机制提供理论依据。【方法】以剑白香猪黑色和白色表皮组织为试验材料进行转录组测序,以|log2 Fold Change|≥1且错误发现率(FDR)≤0.05为标准,采用DESeq2筛选差异表达miRNA,使用miRanda和RNAhybrid预测差异表达miRNA靶基因并进行GO功能注释和KEGG信号通路富集分析,构建差异表达miRNA、靶基因和KEGG信号通路互作网络,利用实时荧光定量PCR对转录组测序结果进行验证。【结果】从剑白香猪黑色和白色表皮中鉴定出280个已知miRNA和618个新miRNA,筛选出17个差异表达miRNA,白色表皮较黑色表皮有10个miRNA上调表达,7个miRNA下调表达。共预测获得1327个靶基因,GO功能注释分析结果显示,在生物学过程中,差异表达miRNA靶基因主要涉及上皮发育、细胞增殖和分解代谢过程等条目;在细胞组分和分子功能中,主要涉及细胞质、细胞质囊泡、ATP结合和催化活性等条目。KEGG信号通路富集结果显示,靶基因在磷脂酰肌醇信号系统、黑色素生成和细胞色素P450等信号通路富集,其中ssc-miR-615靶基因包括CALM3、CREBBP、FZD5和DVL2,其富集通路均与表皮色素沉着有关,ssc-miR-221-3p靶基因TYRP1和ssc-miR-224靶基因RAB23富集的通路与黑色素生成有关。选取7个差异表达miRNA与靶基因TYRP1和RAB23进行实时荧光定量PCR验证,结果表明差异表达miRNA的表达变化与转录组测序分析的变化趋势一致,TYRP1和RAB23在剑白香猪黑色表皮中的表达量极显著高于白色表皮(P<0.01)。【结论】ssc-miR-615、ssc-miR-221-3p和ssc-miR-224是影响剑白香猪表皮颜色的候选基因,可能对剑白香猪表皮的黑色素形成有重要影响。
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- 基于转录组测序的藏猪睾丸组织性成熟相关基因鉴定
- 石淳元, 赵彦玲,
- 【目的】基于转录组测序分析筛选出藏猪睾丸组织中的性成熟相关基因,为提高藏猪的繁殖育种性能提供参考依据。【方法】以性成熟前(2月龄)和性成熟后(24月龄)的藏公猪为研究对象,通过人工阉割法采集藏猪睾丸组织进行转录组测序,依据错误发现率(FDR)2 Fold Change|>1的标准筛选差异表达基因(DEGs),综合GO功能注释分析和KEGG信号通路富集分析筛选出藏公猪性成熟相关候选基因,并通过实时荧光定量PCR验证转录组测序结果的准确性。【结果】经转录组测序,从性成熟前后藏猪睾丸组织样品中筛选出5929个DEGs,其中有3822个DEGs呈上调表达、2107个DEGs呈下调表达。筛选获得的5929个DEGs主要注释到生精过程、纤毛运动、鞭毛精子运动、运动纤毛、精子主块、精子顶囊、动力蛋白轻链结合、动态蛋白中间链结合等与精子发生和精子运动等有关的GO功能条目;KEGG信号通路富集分析发现,DEGs主要富集于受体相互作用通路、轴突引导通路、神经活性配体—受体相互作用通路、钙信号通路等;综合DEGs的GO功能注释分析和KEGG信号通路富集分析结果,共筛选出9个与藏公猪性成熟相关的基因,分别是BAX、DMRT1、FSHR、IGF1R、IZUMO1、LYZL4、LYZL6、SYCP3和TNP2。实时荧光定量PCR检测结果显示,BAX、DMRT1、FSHR、IGF1R等4个基因在性成熟后藏猪睾丸组织中的相对表达量较性成熟前呈明显的下降趋势,且下降幅度均在50%以上;IZUMO1、LYZL4、LYZL6、SYCP3、TNP2等5个基因的相对表达量较性成熟前上升了1.07~30.25倍,其中IZUMO1、LYZL4和LYZL6基因的上升倍数达极显著水平(PBAX、DMRT1、FSHR、IGF1R、IZUMO1、LYZL4、LYZL6、SYCP3和TNP2,可作为研究藏猪繁殖育种能力的主要候选基因。
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- 巴氏新小绥螨转录组SSR位点分析及开发
- 刘辉, 李霞, 乌恩, 常静, 李志平, 霍志家, 李桂英, 武建华,
- 【目的】开发巴氏新小绥螨(Neoseiulus barkeri)高效氯氟氰菊酯抗药和敏感品系的微卫星(SSR)分子标记,为其抗药性基因遗传分析和抗药性品系的快速鉴定及筛选提供理论基础。【方法】应用MISA对巴氏新小绥螨转录组已注释的Unigenes数据进行搜索,高通量挖掘该螨的SSR位点。使用Primer 5.0进行SSR引物设计,随机挑选其中25对引物对巴氏新小绥螨高效氯氟氰菊酯抗性和敏感品系SSR位点基因进行PCR扩增,用重复性和稳定性高的12对引物进行实时荧光定量PCR分析基因表达。【结果】2个品系共获得52741条Unigenes,且SSR位点数量和分布密度一致。共筛选出5483个SSR位点,分布在4276条Unigenes中,发生频率为8.11%。主要重复类型为三核苷酸重复,占SSR总数的43.75%。共发现81种重复基元,其中单核苷酸重复基元A/T出现频率最高,占总量的19.65%。基于筛选出的SSR,共设计出4570对SSR引物,随机挑选的25对引物中有23对可扩增出巴氏新小绥螨高效氯氟氰菊酯抗性和敏感品系的目的基因片段。实时荧光定量PCR扩增结果显示,巴氏新小绥螨高效氯氟氰菊酯抗性品系有8个SSR基因位点的表达量高于敏感品系,其中TRINITY_DN24111_c0_g1基因的相对表达量为4.11,极显著高于敏感品系(1.06)(P<0.001,下同);有4个SSR位点基因的相对表达量低于敏感品系,其中TRINITY_DN20624_c0_g1基因的相对表达量为0.68,极显著低于敏感品系(1.01)。【结论】巴氏新小绥螨转录组SSR位点多态性丰富,已筛选开发出的12对在巴氏新小绥螨抗性和敏感品系中表达量不同的SSR特异性引物可应用于对各地巴氏新小绥螨种群对高效氯氟氰菊酯抗药性的快速检测。
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- 基于转录组的赤斑白条天牛嗅觉相关基因分析
- 杨华芳, 张祖兵, 朱家颖, 柏天琦, 张宏瑞,
- 【目的】鉴定赤斑白条天牛(Batocera rufomaculata)嗅觉相关基因,筛选其中的差异表达基因(DEGs),为探明赤斑白条天牛嗅觉机制和基于嗅觉识别的天牛生物防治新途径研究提供理论支撑。【方法】采用Illumina NovaSeq6000测序平台对赤斑白条天牛触角、跗节和残体进行转录组测序,利用测序数据组装、注释、数据库序列检索、序列比对及差异基因分析等生物信息学分析方法挖掘嗅觉相关基因。【结果】转录组测序共获得137405条Unigenes,平均长度774 bp,N50为1462 bp,GC含量42.93%。通过同源比对共鉴定出289个嗅觉基因,包括45个OBPs、22个CSPs、50个ORs、20个IRs、26个GRs、7个SNMPs、8个CXEs、82个CYPs、19个AOXs和10个GSTs基因。通过比较所有样本的转录组,共筛选到8861个DEGs,其中2713个上调表达、6148个下调表达。基因功能注释和信号通路富集分析结果表明,有3613个DEGs注释到GO功能的生物学过程、细胞组分和分子功能,其中以生物学过程的占比最高,为34.87%;有4002个DEGs注释到KEGG数据库,参与96条通路。进一步对嗅觉基因进行分析发现,有114个嗅觉基因表达差异显著,其中79个上调表达、35个下调表达;OBP22、OBP29、CSP10、CSP15、SNMP1、OR41、CXE2和CYP10基因在触角中的表达量均高于其他组织,CSP10和CSP15基因在雌虫中偏好表达,CYP34基因在雄性中偏好表达,且在跗节中高表达。【结论】筛选到赤斑白条天牛OBPs、CSPs、ORs、IRs、GRs、SNMPs、CXEs、CYPs、AOXs和GSTs等嗅觉相关基因。推测触角中高表达的OBPs和CSPs基因对赤斑白条天牛雌雄虫识别同类异性释放的信息素或寄主植物释放的挥发物起关键作用,在雌虫中偏好表达的CSPs基因可能在雌虫寻找产卵场所过程中发挥重要作用。
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- 芒果点斑螟不同发育阶段转录组及保幼激素和蜕皮激素相关基因分析
- 彭鹏, 唐莹莹, 覃昱茗, 杨世安, 黄国弟, 李日旺, 罗世杏, 陈永森,
- 【目的】探明芒果点斑螟(Citripestis eutraphera)不同发育阶段的转录组差异,挖掘保幼激素(JH)和蜕皮激素(Ecd)合成等生长发育相关基因,为芒果点斑螟特异性防治和研发环保型生长调节类杀虫剂打下基础。【方法】利用高通量测序技术对芒果点斑螟幼虫、蛹和成虫进行转录组测序、数据组装、功能注释和比较分析,筛选出JH和Ecd合成相关基因,并通过实时荧光定量PCR进行验证。【结果】芒果点斑螟幼虫、蛹和成虫3个阶段共组装得到254154条Unigenes。幼虫与蛹阶段比较筛选出10688个差异表达基因(DEGs),幼虫与成虫阶段比较筛选出10041个DEGs,蛹与成虫阶段比较筛选出12896个DEGs;将DEGs进行Nr数据库比对,结果显示与脐橙螟蛾(Amyelois transitella)的序列相似度最高;进行GO功能注释分析,共注释到61266条Unigenes,各发育阶段芒果点斑螟的DEGs多富集在细胞结构体、细胞过程、催化活性和结合等过程;在KEGG数据库中共有14731条Unigenes得到注释,涉及147个代谢通路,DEGs富集在代谢过程、核糖体和氧化磷酸化过程等通路的数目较多,筛选出49条Unigenes涉及JH和Ecd合成相关基因,对DIB、JHAMT、FPPP、ALDH-1和ALDH-2等5个DEGs进行实时荧光定量PCR分析,结果ALDH-1、ALDH-2DIB和DIB在蛹期高表达,且相对表达量显著高于其他时期(PFPPP和JHAMT在幼虫期低表达且相对表达量显著低于其他时期。【结论】基于转录组分析获得不同发育阶段芒果点斑螟的DEGs多富集在细胞结构体、细胞过程、催化活性和结合等过程,且主要富集在代谢相关通路中;筛选出49条与JH和Ecd合成相关的基因,DIB、JHAMT、FPPP、ALDH-1和ALDH-2等基因在芒果点斑螟不同发育阶段表达差异显著,可能在芒果点斑螟生长发育中发挥重要作用。
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- 基于转录组测序的菜心茎尖组织开花相关基因差异表达分析
- 王帷千, 龚泽平, 陈妍娜, 李荣华, 黄红弟, 郭少龙, 李光光, 郭培国, 夏岩石,
- 【目的】基于转录组测序数据分析鉴定调控菜心抽薹开花相关的候选基因及信号通路,为今后阐明菜心抽薹开花调控分子机制及选育不同熟性菜心品种提供理论参考。【方法】对四九-19号(早熟型)和80天油绿(晚熟型)菜心的七叶期和现蕾期茎尖组织进行转录组测序,比较不同熟性菜心品种间及不同生长时期间的差异表达基因(DEGs),并对其进行GO功能注释及KEGG信号通路富集分析,结合FLOR-ID和UniProt数据库筛选出不同熟性菜心参与调控抽薹开花时间的候选基因及信号通路,通过实时荧光定量PCR验证转录组数据的可靠性。【结果】菜心茎尖组织转录组测序数据为81.93 Gb,经质控过滤后得到536679570条Clean reads,GC含量为47.24%~47.63%,Q20为97.11%~98.00%,Q30为91.97%~94.11%,平均87.98%的Clean reads比对上参考基因组。四九-19号菜心的七叶期和现蕾期间有1965个DEGs,80天油绿菜心的七叶期和现蕾期有6007个DEGs。GO功能注释结果显示,涉及分子功能的DEGs最多,主要注释为蛋白质二聚化活性、血红素结合和四吡咯结合等;其次是生物学过程,主要注释为小分子代谢过程、脂质代谢过程和离子运输等过程;细胞成分类别中,DEGs主要注释为核糖体、细胞器部分、染色体、核小体、蛋白质-DNA复合物和DNA包装复合体。KEGG信号通路富集结果显示,四九-19号菜心七叶期和现蕾期间的DEGs显著(Padj<0.05,下同)富集在光合生物中的碳固定及角质、木栓质和蜡生物合成等通路;80天油绿菜心七叶期和现蕾期间的DEGs显著富集在苯丙素生物合成、DNA复制和植物激素信号转导等通路。四九-19号和80天油绿菜心品种间有750个DEGs,其中16个为开花相关基因,涉及光周期途径、自主途径、赤霉素途径、春化途径、温度途径和年龄途径等,部分开花基因在2个菜心品种中表达量存在明显差异。实时荧光定量PCR检测结果与转录组测序结果相关性较强。【结论】菜心抽薹开花过程受到光周期途径、自主途径和赤霉素途径等关键途径调控,同时受到春化途径、温度途径和年龄途径的影响。虽然2个不同熟性菜心品种开花调控所涉及的途径基本相同,但开花调控途径中的基因响应不一致,导致二者开花时间存在差异。
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- 禾谷镰刀菌醛脱氢酶(ALDH)基因敲除突变体的转录组分析
- 唐磊, 翟焕趁, 葛锦雯, 张帅兵, 吕扬勇, 魏闪, 马平安, 胡元森,
- 【目的】对野生型PH-1菌株和醛脱氢酶(ALDH)基因FGSG_04194敲除突变体(ΔFg04194)进行转录组测序,分析禾谷镰刀菌ALDH调控菌丝生长和脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)生成情况,为深入探究禾谷镰刀菌ALDH的生物学功能、DON生成机制及致病机理提供了理论依据。【方法】接种禾谷镰刀菌野生型PH-1、ΔFg04194突变体和基因回补突变体(ΔFg04194-C)菌株至CM培养基和小麦基质中,分析FGSG_04194基因对菌丝生长和DON生成的影响。利用高通量转录组测序技术对野生型PH-1菌株和ΔFg04194突变菌株在CM培养基中培养72 h的菌丝进行转录组测序,对筛选出的差异表达基因(DEGs)进行GO功能注释和KEGG信号通路富集分析,利用实时荧光定量PCR对转录组测序结果进行验证。【结果】ΔFg04194突变体的菌落直径和生成的DON含量较野生型PH-1和ΔFg04194-C突变体菌株显著减少(PΔFg04194突变体转录组原始数据经过滤后获得34.9 Gb Clean data,共鉴定出329个DEGs,其中263个基因表达显著上调,66个基因表达显著下调。GO功能注释结果显示,DEGs显著富集在质膜成分、碳水化合物代谢和物质转运过程等条目上。KEGG信号通路富集分析显示,DEGs显著富集在碳水化合物代谢通路、氨基酸代谢通路、脂质代谢、能量代谢、生物降解代谢通路、细胞生长和死亡相关途径、信号转导途径等。将FGSG_04194基因调控下有代表性的DEGs分成五大类:几丁质合成相关的基因、跨膜转运蛋白相关的基因、转录因子相关基因、脂质代谢相关基因和能量代谢相关的基因。ΔFg04194突变体的ATP含量显著高于野生型PH-1和ΔFg04194-C突变体。运用实时荧光定量PCR检测7个DEGs的表达情况,其结果与转录组测序结果基本一致。【结论】FGSG_04194影响禾谷镰刀菌的菌丝生长和DON生成,并在ATP生成中起负调控作用,其机制可能与调控转录因子的表达、调控脂类代谢、氨基酸代谢和能量代谢等通路有关。
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- 伊丽莎白安格斯三角梅转录组的SSR、SNP和InDel特征分析
- 孙利娜, 林茂, 黄旭光, 陈尔, 杨舒婷, 王华新, 龚建英,
- 【目的】基于转录组测序数据分析伊丽莎白安格斯三角梅SSR、SNP和InDel位点特征,为开发三角梅分子标记、选育无刺或少刺品种、品种鉴定及亲缘关系分析提供理论依据。【方法】以伊丽莎白安格斯三角梅3个时期的枝刺和茎段为材料,对其进行转录组测序,采用Trinity对获得的高质量测序数据进行序列组装,利用MISA和GATK3对SSR、SNP和InDel进行特征分析。【结果】18个样本转录组测序平均获得45905982 bp Raw data,质控过滤后获得45640193 bp Clean data,拼接后获得312812条转录本和144512条Unigenes,有54516个SSR位点分布于40820条Unigenes上,发生频率为28.25%,平均分布距离为2.67 kb,包含1个以上SSR位点的Unigenes 10269条,占Unigenes总数的4.25%。在重复基元类型中,单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸重复数量占优势,其中单核苷酸重复数量最多(39904个,占比73.20%),其次为二核苷酸重复(8169个,占比14.98%)和三核苷酸重复(5899个,占比10.82%),五核苷酸重复最少(31个,占比0.06%)。单核苷酸~六核苷酸重复类型共检测到98种重复基元,出现频率为0.01%~25.71%,其中出现频率最高的基元为A/T(37151个),占SSR位点总数的68.15%。SSR各类型重复基元的重复次数集中在5~23次,SSR序列的长度10~60 bp,平均长度为20.38 bp。共检测到231248个SNP位点和99580个InDel位点,其中SNP位点平均分布距离为1.59 kb,InDel位点平均分布距离为0.68 kb,且均以含1个位点的Unigenes数量最多,Unigenes数量随SNP和InDel位点数量的增加而逐渐减少。【结论】伊丽莎白安格斯三角梅转录组中SSR位点数量多、类型丰富,分布特征明显,可用于开发大量SSR标记,SNP和InDel位点发生频率低于模式植物,有待深度挖掘。
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- 不同含油量油梨果肉的转录组、生理生化和细胞学水平差异分析
- 施学东, 王步天, 杨学虎, 赵维峰, 杨明艳, 王宏权, 张镕麒, 王永全, 马蔚红, 葛宇,
- 【目的】分析不同含油量油梨果肉的转录组、生理生化和细胞学水平差异,为挖掘油梨果肉脂肪酸合成过程的相关基因及油梨新品种选育提供参考依据。【方法】以3个油梨品种Hass、RL-1和RL-2成熟果肉为试验材料,采用Illumina HiSeq 2500测序平台完成测序,以|log2 Fold Change|>1和PRL-2>RL-1,油梨果肉油体差异观察结果显示,Hass成熟果肉中油体较大,最大的直径达15~20 μm。【结论】筛选到与油梨果肉脂肪酸成分合成相关的32条差异表达Unigenes,其中5条Unigenes[PaPDH(E1β)、PaACP4-1、PaACP4-2、PaSAD(FAB2)和PaFaTA]在3个油梨品种成熟果肉中的相对表达量较高。
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- 菜心响应高温胁迫的转录组分析与基因挖掘
- 江定, 李光光, 袁凡崇, 雷世康, 张华, 戴修纯, 郑岩松,
- 【目的】探索菜心响应高温胁迫的转录组分析及基因挖掘,为筛选响应高温胁迫的菜心耐热基因及耐热菜心分子育种提供参考依据。【方法】以菜心耐热品种四九-19号和热敏品种特青迟心4号2个耐热性差异明显的菜心品种为试验材料,经高温(42℃)胁迫处理后,对植株地上部和地下部共24个样本基因进行转录组测序,筛选出差异表达基因(DEGs),利用COG、GO、KEGG、KOG、Pfam、Swiss-Prot、eggNOG和Nr生物数据库中对DEGs进行功能注释,筛选响应高温胁迫的热激转录因子和热激蛋白,同时利用实时荧光定量PCR验证重要基因表达情况,并分析其启动子区顺式作用元件。【结果】通过RNA-Seq在24个样本中共获得207.18 Gb的Clean bases和47462个DEGs;8个功能注释数据库均得到注释的仅2663个DEGs,Nr数据库中得到注释的DEGs最多,为47324个,占比99.71%;4个样本比较组中剔除重复DEGs,获得15761个DEGs。GO功能注释结果显示,DEGs富集到生物过程、细胞组分和分子功能三大类;KEGG信号通路富集结果表明,植物激素信号转导、碳代谢和氨基酸的生物合成信号通路最为富集。在|log2 FoldChange|≥8且P<0.001的高DEGs筛选标准下,4个比较组有141个DEGs共表达,38个基因在四九-19号菜心特有表达,54个基因在特青迟心4号菜心特有表达;采用Nr、Pfam和Swiss-Prot等数据库对2个菜心品种共有表达和特有表达的共233个DEGs进行功能注释分析,获得响应高温胁迫9个热激转录因子基因和25个热激蛋白基因;最终筛选出10个与响应高温胁迫高度相关的DEGs;10个DEGs的实时荧光定量PCR验证结果显示,基因表达趋势与RNA-Seq数据结果一致;通过启动子区顺式作用元件分析结果显示,10个DEGs存在多种响应环境和激素信号的顺式作用元件。【结论】筛选获得10个与响应高温诱导相关且显著上调的重要候选基因,其启动子区域含有多种响应环境和激素信号的顺式作用元件。
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- 品种对三七根系构型的影响及其与品质的关系
- 王梦琦, 魏富刚, 夏青, 杨绍周, 王宝英, 张金波, 蔡祖聪, 赵军,
- 【目的】分析不同品种三七的根系形态指标及主根皂苷含量差异,探究根系形态特征与三七生物量及皂苷含量和累积量的关系,为基于三七根系形态特征的高品质三七品种选育提供理论依据。【方法】以苗乡三七1号(M1)、苗乡7号(M7)、苗乡8号(M8)和文院紫七1号(Z1)4个三七品种的2年生植株为研究对象,利用根系扫描仪测定三七的根系形态指标,通过高效液相色谱法测定三七主根中主要皂苷的含量,同时测定三七的地上部和地下部生物量,并分析根系形态指标与三七生物量、根冠比及皂苷含量和累积量的相关性。【结果】不同三七品种的地上部、地下部生物量及根冠比存在一定差异,其中Z1的地上部鲜重最高,M1的地下部鲜重和干重最高,而M8的根冠比最大;不同三七品种的根系形态特征也存在差异,M7、M8和Z1的总根长、总根尖数和分枝数均显著大于M1(P1、人参皂苷(Rg1、Rb1和Rd)及总皂苷含量最高,以M1主根中各单体皂苷累积量及总皂苷累积量最高。相关分析结果表明,总根表面积、根平均直径、总根体积等根系形态指标与三七地上部和地下部生物量及皂苷累积量均呈正相关,且粗根(根直径>2 mm)根表面积、根体积与三七地上部和地下部生物量及皂苷累积量的相关性大于细根(根直径≤2 mm)。【结论】不同三七品种的根系形态特征、生物量、皂苷含量及累积量存在一定差异,且三七的总根表面积、根平均直径、总根体积等根系形态指标与三七的生物量和皂苷累积量关系密切,良好的根系形态特征对三七生长和品质形成至关重要。
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- 毛竹林林下种植中药材对土壤有效态中、微量营养元素的影响
- 朱瀚卿, 丁苏雅, 马姜明, 谭一波, 田红灯, 申文辉, 段敏,
- 【目的】探究毛竹林林下种植中药材对土壤有效态中、微量营养元素的影响,为毛竹林林下种植土壤养分资源管理及我国南方竹产区林药复合经营模式的推广提供科学参考。【方法】以广西桂林漓江源区毛竹人工林林下种植的3种中药材样地为研究对象,采用完全随机区组设计,设4个处理,即未种植中药材的毛竹林对照、林下种植黄花倒水莲(Polygala fallax)、林下种植多花黄精(Polygonatum cyrtonema)、林下种植草珊瑚(Sarcandra glabra),在种植后的第2年测定土壤基本理化性质和中、微量营养元素有效态含量,分析其相关性,明确毛竹林林下种植不同中药材土壤中、微量营养元素的变化及其主要影响因素。【结果】毛竹林林下种植中药材降低了土壤容重、总碳和有效磷含量,增加了可溶性有机碳和微生物生物量碳、氮、磷含量,种植多花黄精对上述指标的影响相对较大,除微生物生物量氮外均与对照差异显著(PP>0.05,下同),种植多花黄精和草珊瑚对土壤微量营养元素有效态含量的影响大于种植黄花倒水莲。相关分析结果表明,土壤中量营养元素钙、镁、硫有效态含量主要受土壤容重、有效磷及微生物生物量碳和磷影响,而微量营养元素铁、锰、铜、锌、钼有效态含量除受以上因素影响外,还与土壤pH及中量营养元素钙和镁有效态含量有关。【结论】土壤中、微量营养元素有效态含量对毛竹林林下种植不同中药材的响应存在较大差异,林下种植多花黄精对土壤养分的影响最大,种植黄花倒水莲和草珊瑚次之。在毛竹林林下种植中药材实践中需适当补充中、微量营养元素,尤其是钙镁肥的供应,且需根据种植中药材的种类采取不同施肥策略。
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- 不同蔗叶生物炭施用量对甘蔗产量及养分吸收利用的影响
- 杨梦乐, 彭嘉宇, 桂意云, 沈小微, 唐新莲, 黄金生, 周柳强, 刘昔辉, 谭宏伟, 区惠平,
- 【目的】研究蔗叶源生物炭不同施用量对甘蔗产量及氮磷钾养分吸收利用的影响,以期为蔗叶生物炭在甘蔗生产中的科学施用及实现养分高效利用提供理论依据。【方法】于2021—2022年开展田间试验和15N同位素示踪桶栽试验,以桂柳05136和桂糖42为供试品种,设CK(对照,不施蔗叶生物炭)、T1(蔗叶生物炭用量2.7 t/ha)、T2(蔗叶生物炭用量5.4 t/ha)和T3(蔗叶生物炭用量10.8 t/ha)4个处理,对比分析不同蔗叶生物炭用量对甘蔗收获期蔗茎和蔗叶产量、氮磷钾养分含量和吸收累积量、氮肥吸收量及氮肥利用率的影响。【结果】与CK相比,施入不同用量的蔗叶生物炭对蔗叶产量无显著影响(P>0.05,下同),但均可不同程度提高甘蔗蔗茎产量,且随蔗叶生物炭施用量增加,蔗茎产量呈先升高后降低的变化趋势,在T2处理达最高,且差异达显著水平(P15N同位素示踪进一步表明,蔗茎的氮肥吸收量最高,占总吸收量的46.5%~54.2%,蔗叶和尾梢的氮肥吸收量相当,分别占总吸收量的23.3%~27.5%和22.6%~28.0%。施用不同用量蔗叶生物炭,蔗叶与尾梢的氮肥吸收量差异不显著。T2处理较其他处理显著提高蔗茎氮肥吸收量36.5%~37.5%及氮肥利用率18.1%~24.2%。【结论】施用不同用量蔗叶生物炭对氮、磷的吸收因不同年份有所差异,但有利于提高甘蔗产量及蔗茎对钾的吸收,5.4 t/ha生物炭用量下蔗茎产量及钾吸收量最高,且显著促进蔗茎对氮肥的吸收及提高氮肥利用率,可作为推荐的适宜施用量。
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- 景德镇高岭土中解磷菌的分离及全基因组测序分析
- 司春灿, 林英, 于雅汇, 龚文轩, 李优银, 黄书琪,
- 【目的】从景德镇高岭土中分离解磷菌并进行全基因组测序分析,以期为解磷微生物的挖掘及探究其解磷性状和解磷机制提供研究基础。【方法】对景德镇高岭土中的解磷菌进行分离,采用溶磷指数对菌株分解无机磷和有机磷能力进行初步评估,采用钼锑抗比色法对菌株的解磷能力进行定量分析,采用碱性磷酸酶(AKP/ALP)检测试剂盒对菌株碱性磷酸酶活性进行测定,采用16S rDNA对菌株进行鉴定,选取解磷能力较强的菌株进行全基因测序,并对其解磷相关基因进行分析。【结果】从景德镇高岭土中分离到5株既能分解有机磷又能分解无机磷的解磷细菌,分别命名为GP1、GP2、GP3、GP4和GP5。5株菌株均能产生碱性磷酸酶,其中,GP1分解无机磷能力最强,其发酵液中可溶性磷含量最高(61.77 mg/L);GP4分解有机磷能力最强,其发酵液中可溶性磷含量最高(30.22 mg/L)。16S rDNA测序结果显示,GP1和GP3为伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia),GP2为副伯克霍尔德属(Paraburkholderia),GP4和GP5为藤黄色杆菌属(uteibacter)。管家基因鉴定结果表明GP1为吡咯菌素伯克霍尔德氏菌(Burkholderia pyrrocinia)。基因注释结果显示,菌株GP1含有8个无机磷分解相关基因(pqqA、pqqB、pqqC、pqqD、pqqE、gdh、gltA、ppa)、4个有机磷分解基因(phoA、phnA、phnW、phnY)、8个磷化合物转运基因(ugpB、ugpA、ugpE、ugpC、pstB、pstA、pstC、pstS)及2个磷缺乏响应双组分调节基因(phoR、phoB)。【结论】景德镇高岭土中存在解磷细菌,从中分离的解磷细菌具有良好的分解有机磷和无机磷能力,是潜在的良好微生物肥料开发资源。GP1分解Ca3 (PO4)2的机制可能是分泌葡萄糖酸、柠檬酸及无机焦磷酸酶,分解有机磷的机制可能是通过分泌碱性磷酸酶及C-P键裂解酶。GP1还具有适应低磷环境的潜力。
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- 柽柳再生和转化体系的建立及瞬时转化TcSYP121基因功能分析
- 韩帅, 靳芊芊, 殷楠, 张国君, 徐兴兴,
- 【目的】建立柽柳再生及遗传转化体系并分析瞬时转化柳树突触融合蛋白(TcSYP121)基因功能,为筛选柽柳分子抗性育种候选基因及盐碱土的改良和生态修复提供理论参考。【方法】通过单因素筛选最佳外植体、消毒处理、各阶段(初代、分化、增殖和生根)的培养基类型及激素浓度建立柽柳再生体系;通过正交试验分析影响转化体系的4个因素(预培养时间、侵染时间、共培养时间和农杆菌浓度);通过PCR扩增及电泳结果验证柽柳转化体系;瞬时转化TcSYP121基因获得过表达植株(OE)和病毒诱导的基因沉默植株(VI),进行表型观测、植物超氧阴离子染色液(NBT)和二氨基联苯胺法(DAB)染色并测定盐腺直径和盐腺密度、叶绿素含量、超氧化物酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性及TcSYP121基因相对表达量,分析TcSYP121基因的功能。【结果】最优外植体为柽柳嫩茎段,最适宜次氯酸钠(NaClO)消毒浓度为5%,最佳消毒时间为5 min,最适合的初代培养基为MS培养基,最佳分化培养基为MS+1.0mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA,最佳增殖培养基为MS+1.5 mg/L 6-BA+0.1 mg/L IBA,最佳生根培养基是1/2 MS+0.5mg/L IBA。转化体系中正交试验结果为最佳预培养时间是2 d,最佳侵染时间是5 min,最佳共培养时间是2 d,最佳农杆菌浓度OD600为0.8,抗生素头孢霉素(Cef)浓度为300 mg/L,卡那霉素(Kan)筛选压为30 mg/L。PCR扩增及电泳结果显示,利用该遗传转化体系可获得阳性转基因植株。瞬时转化TcSYP121基因柽柳的耐盐功能分析结果显示,在盐胁迫下,VI和对照(CK)柽柳中叶绿素含量显著下降(PP>0.05);OE柽柳SOD和POD活性均高于VI与CK,且OE中TcSYP121基因的相对表达量高于CK和VI。【结论】建立了柽柳的再生体系和遗传转化体系,通过对柽柳进行瞬时转化获得过表达和沉默表达柽柳,证实TcSYP121基因能够提高柽柳耐盐性。
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- 蒜头果ISSR-PCR反应体系建立及验证
- 张鹏远, 黄久妍, 童海珍, 胡博, 余潇, 雷小铃, 王娟,
- 【目的】建立稳定的蒜头果ISSR-PCR反应体系,筛选出适用于蒜头果的多态性引物,为后续蒜头果遗传多样性研究及种质资源保护提供参考依据。【方法】采用单因素试验与L25(54)正交试验相结合的方法,对影响ISSR-PCR反应体系扩增效果的4个主要因素(模板DNA用量、引物浓度、dNTPs浓度、Taq DNA聚合酶)及反应循环数进行优化,确定最佳反应体系和条件。在此基础上筛选出适用于蒜头果的多态性引物,探究其最佳退火温度,并采集云南省境内3个野生居群10个蒜头果样品对优化的反应体系进行验证。【结果】蒜头果ISSR-PCR最佳反应体系(20.0 μL):模板DNA 30 ng,ISSR引物0.3 μmol/L,dNTPs 0.250 mmol/L,Taq DNA聚合酶1.00 U,ddH2O补足至20.0 μL。ISSR最佳反应程序为30个循环。利用优化后的反应体系筛选出了8条引物(UBC825、UBC826、UBC827、UBC836、UBC844、UBC861、UBC834和UBC851)的最佳退火温度,分别为50.2、56.5、50.2、56.5、50.2、50.2、50.2和54.0℃,部分引物(如UBC827、UBC836、UBC861等)实测最佳退火温度与软件预测退火温度存在明显差异。采用优化后的ISSR-PCR反应体系及引物对10个蒜头果样品进行ISSR-PCR分子标记检测,结果显示建立的ISSR-PCR反应体系稳定可靠,不同采样点的蒜头果在遗传上相对保守,且10个蒜头果样品的遗传分化系数(Gst)为0.74,说明其74%的遗传多样性存在于居群间,且基因流(Nm)为0.18,远小于1.00,说明发生遗传漂变的概率大,易发生遗传多样性降低及居群分化。【结论】通过优化蒜头果ISSR-PCR反应体系,建立可用于蒜头果ISSR-PCR分子标记扩增的稳定反应体系,可用于蒜头果种质资源保护与利用研究工作。
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- 模拟增强UV-B辐射下台农一号芒果抗氧化响应机理
- 税贤, 陈甜甜, 彭俊杰, 杜婧加, 周开兵,
- 【目的】研究增强UV-B辐射下台农一号芒果果肉抗氧化还原性成分的响应机理,为全球气候变化下芒果生产提供理论参考。【方法】以自然光照射为对照,设人工模拟增强UV-B辐射,强度为96 kJ/(m2·d)处理。2021年花后30 d(12月18日)至花后90 d(2022年2月17日)、2022年花后40 d(12月1日)至花后90 d(2023年1月21日),每隔10 d取芒果果肉样本1次,分别取样共7和6次。在果肉中测定各采样时期的总黄酮、总酚、超氧阴离子、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量,以及苯丙氨酸解氨酶(PAL)和多酚氧化酶(PPO)酶活性、相对电导率(REC)的动态变化。【结果】经增强UV-B辐射处理后,第1和2年活性氧(ROS)中超氧阴离子含量随时间的增加均呈逐渐升高趋势,超氧阴离子在第1年花后90 d、翌年花后70~90 d,辐射处理显著高于对照(P<0.05,下同);辐射处理的H2O2变化趋势则为第1年先下降后上升,仅花后90 d辐射处理显著高于对照,翌年总体上下降,花后70~90 d辐射处理均显著高于对照。芒果果肉中总酚和总黄酮含量2年动态变化均整体呈下降趋势,总酚在第1年花后50 d、翌年花后50和60 d,辐射处理显著高于对照;总黄酮在第1年花后40和50 d、翌年花后50和60 d,辐射处理显著高于对照。MDA含量和REC的2年变化趋势均为下降后上升,其中MDA含量在第1年花后40 d、翌年花后50 d,对照显著高于辐射处理,而2年在花后90 d MDA含量和REC均表现为辐射处理显著高于对照。芒果果肉辐射处理的PAL活性在第1年呈下降—上升—下降的变化趋势,花后40 d辐射处理显著高于对照,花后90 d时无显著差异;翌年呈上升—下降—上升的变化趋势,辐射处理50~70 d均表现为显著差异。PPO活性2年测定中的动态变化均呈先降后升的变化趋势,第1年在辐射处理40、60、70和80 dPPO活性显著高于对照,翌年花后60和90 d辐射处理显著高于对照。【结论】增强UV-B辐射处理下的芒果主要通过调节PAL活性来控制合成以黄酮为主的酚类化合物,并作为应对UV-B辐射的高效抗氧化剂。
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- 不同造型白化绿茶滋味化学成分及感官品质分析
- 张小琴, 罗金龙, 李燕, 梁思慧, 刘忠英, 沈强,
- 【目的】分析不同造型白化绿茶滋味化学成分及感官品质的差异,为开发白化茶树品种产品制定适宜的工艺流程提供参考依据。【方法】以白化茶树品种白叶1号鲜叶为原料,采用瓶式炒干机、双锅曲毫机和理条机3种设备分别制成卷曲形、颗粒形和松针形白化绿茶,运用高效液相色谱法(HPLC)等方法检测茶叶常规品质成分、氨基酸组分和儿茶素组分,采用主成分分析(PCA)、正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)和层次聚类分析(HCA)筛选关键特征品质成分,通过感官审评方法评价茶叶品质并分析其与特征成分的相关性。【结果】颗粒形白化绿茶茶多酚含量17.69%、酚氨比2.70,显著低于松针形和卷曲形(PP<0.01)或显著负相关。【结论】颗粒形白化绿茶鲜甜味氨基酸占比大,茶多酚含量和酚氨比较低,酯型儿茶素总量适中,在3种造型中滋味品质和综合品质最佳;松针形白化绿茶酯型儿茶素总量最高,苦味氨基酸总量最低,叶底得分最高,滋味得分次高,感官综合品质优于卷曲形。
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- 不同栽培基质毛木耳品质分析与评价
- 罗阳兰, 王灿琴, 胡秀月, 赵承刚, 黄丽玲, 陈丽新, 覃晓娟, 陈振妮, 黄世旅, 陈平,
- 【目的】探究以桉木屑、桉树皮和杂木屑为基质栽培的毛木耳品质差异,为桉木屑或桉树皮应用于食用菌栽培提供科学参考。【方法】以不同基质(桉木屑、桉树皮和杂木屑)栽培的毛木耳为供试材料,分析其主要农艺性状、氨基酸组成及质构特性,采用相关分析和主成分分析综合评价不同栽培基质毛木耳品质。【结果】不同栽培基质的毛木耳菌丝开始吃料时间和菌丝生长速度差异不显著(P>0.05),以桉木屑和桉树皮为主料的配方中菌丝浓密、白、粗壮。与桉树皮和杂木屑栽培基质相比,以桉木屑为基质栽培的毛木耳第1潮产量分别显著提高6.95%和14.94%(PP桉树皮>杂木屑。【结论】以桉木屑为基质栽培的毛木耳营养价值和食用品质更高,可作为毛木耳的主要栽培基质。
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- 不同包装方式对龙滩珍珠李低温贮藏品质的影响
- 黄展文, 韦林艳, 李明娟, 游向荣, 张雅媛, 王颖, 周葵,
- 【目的】探讨3种包装方式对龙滩珍珠李果实采后低温贮藏品质的影响,筛选适合龙滩珍珠李果实低温冷藏的最佳包装方式,以期为龙滩珍珠李果实采后贮藏保鲜提供新途径。【方法】以龙滩珍珠李果实为材料,采用保鲜袋、硅窗袋和保鲜盒分别包装后置于(4±1)℃低温贮藏49 d,贮藏过程中每隔7 d检测1次果实品质指标。【结果】随着贮藏时间的延长,3种包装的龙滩珍珠李果实失重率、腐烂率、固酸比(TSS/TA)和果皮红绿色度(a*值)均不断升高,硬度、咀嚼性、可溶性糖(SSC)含量、可滴定酸(TA)含量、糖酸比(SSC/TA)和维生素C(Vc)含量不断下降;果皮亮度(L*值)及果实弹性、内聚性和可溶性固形物(TSS)含量在贮藏前7 d先略有升高,之后整体不断下降;果实呼吸速率先升高后降低再升高,贮藏28 d时均达呼吸高峰。贮藏至第49 d,保鲜袋、硅窗袋和保鲜盒包装的果实失重率分别为2.39%、5.14%和13.18%;与贮藏0 d相比,a*值分别提高76.15%、91.23%和104.43%,硬度分别下降62.58%、62.79%和69.04%,TSS含量分别下降9.94%、12.18%和13.01%,Vc含量分别下降71.68%、73.81%和77.70%;贮藏至第28 d的呼吸峰值分别为28.18、28.85和30.85 mg CO2/(kg·h)。保鲜袋包装可有效抑制果实低温贮藏期失重率、果皮a*值和TSS/TA的升高,延缓果皮L*值及果实硬度、咀嚼性、TSS含量、SSC含量、TA含量和Vc含量的下降,抑制果实呼吸强度,降低呼吸峰值。【结论】保鲜袋包装结合低温贮藏对龙滩珍珠李果实的贮藏保鲜效果最佳,能更好地保持果实贮藏品质,延缓果实衰老进程。
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- 湖南省“一村一品”发展现状及空间分布特征分析
- 胡盈盈, 李玉萍, 李海亮, 罗红霞, 杨歆歆, 禹萱, 郑倩,
- 【目的】探究湖南省“一村一品”发展情况及空间分布格局,为农业特色产业优化布局和提升现代农业发展水平提供理论依据。【方法】基于2011—2022年湖南省获得农业农村部认定的135个全国“一村一品”示范村镇数据,借助地理信息系统(GIS)技术,综合利用平均最近邻域分析、核密度分析、地理重心迁移等空间分析方法,对湖南省“一村一品”示范村镇空间分布特征及演变规律进行分析。【结果】湖南省“一村一品”示范村镇空间分布特征表现为西北部、东北部和南部示范村镇分布多,中部和中西部分布较少;2011—2022年“一村一品”示范村镇呈极显著聚集分布(Pr=0.96,R2=0.93,P<0.05);蔬菜类主要聚集在长株潭都市农业区,茶叶类主要集中在茶叶主产区湘西。“一村一品”获批数量呈波动增长趋势,示范村镇的地理重心整体上分布在中部。【建议】加大特色资源挖掘,提升示范村镇数量和质量;深入发展农产品深加工、涉农服务业、电商和信息化乡村产业融合发展平台,促进一二三产融合发展;依据现有特色产品的区位优势,优化乡村产业布局;重视品牌的差异化定位,多途径培育品牌,多样化推广宣传,提升品牌影响力。
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- 欧盟碳边境调节机制对我国农产品贸易的影响
- 牛海霞, 李文龙,
- 【目的】测算我国农产品贸易隐含碳,分析欧盟碳边境调节机制(CBAM)对我国农产品贸易的影响,为我国国内农产品生产流通和国际农产品进出口政策制定提供参考依据。【方法】基于GTAP-E数据库构建投入产出表,利用投入产出法测算我国各农产品贸易隐含碳,并基于最新的欧盟CBAM实施要点设计模拟情景,分析欧盟碳关税对我国农产品贸易的影响。【结果】欧盟的碳关税将改变我国农产品生产结构,使得大部分农产品产值出现小幅增加,且征税行业覆盖范围越大,产值增加幅度越大;对出口额的影响随着征税行业覆盖率的变化而变化,当仅对重工业征收碳关税时,我国农产品出口额均有所增长,当对包含农产品部门的所有行业征收碳关税时,我国对欧盟出口额较大的高碳农产品部门出口额则由上升转为下降。欧盟的碳关税将改变我国农产品进出口市场结构,当征税范围覆盖农产品部门后,我国农产品出口逐渐由欧盟市场转移到日本、美国、东盟和非洲等贸易伙伴国,进口逐渐由欧盟市场转移到东盟国家、金砖国家和其他国家。【建议】欧盟实施CBAM对我国农产品生产和贸易产生不利影响,直接导致我国出口企业贸易成本增加,属于披着“绿色外衣”的非关税壁垒。建议从3个方面发力给予应对:①构建全产业链体系,提高国际市场议价能力;②向低碳农业转型,发展绿色农业;③完善国内碳价体系,提升与国际接轨能力。
