南方农业学报杂志2024年第5期
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- 基于混池测序及遗传图谱定位玉米雄穗分枝数基因
- 周步进, 韦绍丽, 何静丹, 覃嘉明, 郑加兴, 黄安霞, 时成俏, 王兵伟,
- 【目的】构建玉米雄穗分枝数极端混池和分子遗传图谱,对雄穗分枝数进行QTL定位,为探究玉米雄穗分枝数的发育机制及选育雄穗分枝数少的品种提供理论参考。【方法】将雄穗分枝少的自交系SNM131与雄穗分枝多的自交系HY813组配F2代群体,统计群体各单株的雄穗分枝数,分析其遗传模式。从F2代群体中分别挑选33个雄穗分株少的单株和38个雄穗分枝多的单株构建混池,对2个亲本和2个子代混池分别展开30×、17×和28×覆盖度的全基因组重测序,对测序数据进行关联分析,获得雄穗分枝数性状的定位区间。利用10K芯片对F2代群体276个单株进行单核苷酸多态性(SNP)标记分型,所得数据用于构建遗传连锁图谱,并结合雄穗分枝数表型数据,利用全基因组复合区间作图法(GCIM)进行QTL定位。最后根据定位区间对应的B73参考基因组的物理区段上的基因注释信息,预测调控雄穗分枝数的候选基因。【结果】F2代群体雄穗分枝数平均7.6个,F2代群体在雄穗分枝数性状上偏向母本SNM131,以少雄穗分枝为主。全基因组重测序共获得1812886个SNP标记和24714个插入缺失标记(InDel),并基于混合分组分析法(BSA)进行雄穗分枝数性状分析,最终共获得6个显著关联区间,分布于玉米5、8和10号染色体。其中,10号染色体上一个峰值最高的关联区间(物理位置127.61~129.46 Mb),推测为控制雄穗分枝数性状的主效位点。构建的遗传连锁图谱包含2944个SNP标记,总图距3684.3 cM。基于遗传连锁图谱,利用GCIM法共定位到5个QTL,分别分布于1、4、6和10号染色体,单个QTL可解释1.9%~9.9%的表型变异。主效QTL被定位在10号染色体约0.56 Mb的物理区间(127.81~128.37 Mb),关联区间包含有15个有中、高功能变异位点的候选基因,其中TBN-S基因编码磷脂酰乙醇胺结合蛋白(PEBP),属于TFL1类基因,与花序分生和雄穗分枝数发育密切相关。【结论】通过田间表型鉴定、遗传连锁图谱构建和SNP标记定位,将控制玉米雄穗分枝数的主效QTL定位在10号染色体长臂约0.56 Mb物理区间内,包含15个中、高变异度的基因,预测TBN-S为候选基因。
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- 2种焙火工艺下武夷岩茶的物质转化
- 赵峰, 卢学慧, 赵琪, 王文震, 钱疆,
- 【目的】比较急火快攻和文火慢炖2种焙火工艺对武夷岩茶感官特征和物质转化的影响,为岩茶制作工艺优化和标准化生产提供参考依据。【方法】采用急火快攻和文火慢炖2种焙火工艺对武夷肉桂毛茶进行焙火加工,以毛茶为对照,通过感官审评、靶向定量和非靶向代谢组学方法,对2种焙火工艺样品的儿茶素、咖啡碱和游离氨基酸含量变化,黄酮及其糖苷、酯类化合物、氨基酸衍生物、有机酸、核苷类及其衍生物构成进行研究。【结果】感官审评结果显示,急火快攻工艺加工的武夷岩茶滋味的刺激性明显强于文火慢炖茶。急火快攻和文火慢炖2种焙火工艺加工的武夷岩茶没食子酸含量(0.82和1.01 mg/g)、表儿茶素没食子酸酯含量(2.60和2.40 mg/g)、游离氨基酸总量(2.78和5.35 mg/g)与毛茶存在显著差异(PP<0.01)差异的6897个物质特征峰进行KEGG代谢通路富集分析,共富集到107条代谢通路,鉴定到的焙火工艺所致差异代谢物涉及黄酮及其糖苷、酯类化合物、氨基酸衍生物、有机酸、核苷类及其衍生物等;所构建的偏最小二乘法判别模型,可通过无色花青素、二氢杨梅素、天竺葵素、山柰酚-3-O-龙胆双糖苷-7-O-鼠李糖苷、槲皮素-3-鼠李糖苷-7-鼠李糖苷、无色飞燕草素等黄酮及其糖苷类物质较好地区分出2种焙火工艺。【结论】急火快攻和文火慢炖2种焙火工艺导致武夷岩茶在咖啡碱、没食子酸、黄酮及其糖苷类、游离氨基酸组分上产生差异,表现在感官上急火快攻工艺的茶刺激性略强于文火慢炖,其中黄酮及其糖苷类组成的差异是造成刺激性差异的关键。
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- 优质多抗恢复系桂恢581的选育与应用及优良等位基因鉴定
- 李孝琼, 齐金岗, 陈颖, 王小姣, 刘开强, 李林娟, 陈炜坚, 韦宇, 郭嗣斌,
- 【目的】选育优质多抗恢复系桂恢581,并对优良等位基因进行鉴定,为利用异源四倍体小粒野生稻优良基因培育优质多抗水稻新品种提供参考。【方法】以IR24为母本,小粒野生稻为父本进行回交、自交,结合分子标记辅助选择及田间稻瘟病和稻飞虱抗性鉴定,从小粒野生稻渗入系中选育优良恢复系,再与华浙2A、丰田A、天丰A和龙丰A等不育系测交配组测定桂恢581的恢复能力。利用五引物扩增受阻突变体系(PARMS)技术检测桂恢581、华浙2A和华浙优581携带的主要病虫害抗性基因和稻米品质基因。【结果】获得371份小粒野生稻渗入系,从中筛选出农艺性状基本整齐一致的材料R981,经加代提纯选育出强优恢复系桂恢581,2018年获植物新品种权(品种权号:CNA20171712.4)。桂恢581的稻飞虱的抗性水平为3.7级,稻瘟病抗性综合指数为5.0,该恢复系所配组合表现株叶型好、结实率高、杂种优势强,其中华浙2A/桂恢581杂交组合因表现适应性强、生育期适中、长势繁茂、后期熟色好、产量高、米质优、抗性强而入选参试品种。2019-2020年华浙优581参加广西桂南稻作区感光晚籼组区域试验和生产试验,2022年6月通过广西农作物品种审定委员会审定(审定编号:桂审稻2022149号)。PARMS检测发现,桂恢581携带稻瘟病抗性基因Pi5、Pi54、Pib和Pia,稻米品质优良等位基因GS2、GS3、GS5、GL7、GW5和Chalk5;华浙2A携带稻瘟病抗性基因Pita、Pi54、Pib和Pi46,白叶枯病抗性基因Xa7,稻飞虱抗性基因Bph15,稻米品质基因GS2、GS3、GS5、GL7、GW5、fgr、ALK和Chalk5。【结论】利用小粒野生稻资源成功培育出桂恢581,其丰产性好,适应性广,抗逆性强,携带稻飞虱抗性新基因,可作为优质多抗的恢复系应用于杂交水稻育种中。华浙优581的成功选育不仅丰富了水稻品种的类型,也对我国野生稻资源的开发利用具有借鉴价值。
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- 广西野生大豆种质资源青贮饲用品质综合评价与筛选
- 陈东亮, 谭玉荣, 杨守臻, 唐向民, 曾维英, 孙祖东,
- 【目的】对广西野生大豆种质资源青贮饲用品质进行综合评价,筛选出青贮饲用品质优异的野生大豆种质资源,为青贮饲用大豆品种的选育及其饲用品质的遗传改良提供原始遗传材料。【方法】以94份广西野生大豆种质为供试材料,鼓粒期(R6)全株刈割后测定其饲用品质指标,对其进行相关分析和聚类分析,并采用隶属函数分析法、主成分分析法及隶属函数结合主成分分析法评价供试材料的青贮饲用品质,筛选出优异野生大豆种质。【结果】粗蛋白(CP)与粗脂肪(CF)呈极显著负相关(P<0.01,下同),与中性洗涤纤维(NDF)呈显著负相关(P<0.05),与相对饲喂价值(RFV)、干物质采食量(DMI)和相对饲草品质(RFQ)呈极显著正相关,表明选择高CP、高RFV、高可消化总养分(TDN)及高RFQ野生大豆种质的同时也会筛选出CF和NDF含量低的种质。系统聚类结果显示,在欧氏距离为20时,94份野生大豆被分为四大类,其中第Ⅱ类群包括9份种质,主要来源于桂林市全州县和兴安县,其主要特征为CP含量(平均值22.98%)、RFV(平均值133.26)、TDN(平均值58.10)、RFQ(平均值127.41)等饲用品质正向指标较高,CF含量(平均值21.39%)、ADF含量(平均值32.31%)、NDF含量(平均值44.51%)等饲用品质负向指标含量较低,是饲用品质优异种质类群。将隶属函数分析法、主成分分析法及隶属函数结合主成分分析法的3种评价结果进行对比,筛选出GXYSD33、GXYSD10、GXYSD43、GXYSD48等10份综合或单一品质性状优异的青贮饲用野生大豆种质资源,其中GXYSD33为青贮饲用品质特优种质,其CP含量(28.28%)、RFV(141.84)、RFQ(136.07)和TDN(61.83)等饲用品质正向指标均居供试种质之首。【结论】基于野生大豆青贮饲用品质性状间的显著和极显著相关性可实现多性状同步改良。筛选出的10份青贮饲用品质优异的野生大豆种质资源可作为青贮饲用大豆品种选育及其饲用品质遗传改良的理想遗传材料。
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- 黄淮南片麦区79份小麦品种(系)的遗传多样性分析
- 金艳, 宋全昊, 肖永贵, 宋佳静, 赵立尚, 陈杰, 白冬, 朱统泉,
- 【目的】分析我国黄淮南片麦区小麦品种(系)的遗传多样性,筛选优良种质,以期为小麦遗传育种及种质资源优化利用提供参考依据。【方法】以近年黄淮麦区审定或正在参试的79份小麦新品种(系)为材料,对其穗下茎长、穗下节长、株高、旗叶长、旗叶宽、分蘖数、穗长、穗粒数、千粒重、生物量和产量共11个农艺性状,以及籽粒水分含量、吸水率、蛋白质含量、面筋含量、硬度值和沉降值6个品质性状进行多样性分析。【结果】11个农艺性状的变异系数为8.20%~44.25%,平均为18.79%,株高的变异系数最小,为8.20%;Shannon-Wiener多样性指数为1.96~2.09,平均为2.02,最高的是千粒重,为2.09。6个品质性状的变异系数为1.40%~11.61%,平均为5.76%;Shannon-Wiener多样性指数为1.96~2.08,平均为2.02,品质性状的变异幅度稍低,但遗传多样性较丰富。根据特征值大于1.00的标准,共有7个主成分可作为小麦种质评价的综合指标,累计贡献率达80.62%,且发现品质是影响综合评分值的重要因素。相关性达显著(P<0.05,下同)或极显著(P<0.01)水平的性状共23对,占总对数的41.82%,其中呈正相关的性状20对,呈负相关的性状3对。基于11个农艺性状和6个品质性状可将79份供试材料分为四大类群(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ),材料数量占比分别为21.52%、11.39%、18.99%和48.10%,按亲本来源聚在同一类群,说明聚类结果能准确反映出材料性状特征及大致血缘关系,亲缘关系是小麦类群划分的关键性因素;部分类群间在旗叶长、旗叶宽、分蘖数、穗长、千粒重、穗粒数、生物量和产量等8个性状达显著差异;株高、穗下节长和穗下茎长在4个类群均无显著差异(P>0.05)。【结论】不同农艺性状和品质性状的变异系数变化趋势与Shannon-Wiener多样性指数并不完全一致,农艺性状的遗传多样性相对丰富,品质性状的差异较小。筛选出西农809、西农161、新麦65、新麦26、中麦255和周麦36等6个综合评价优良的品种可重点利用。
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- 控释尿素配比对华南双季稻产量、氮素吸收累积及氮肥利用率的影响
- 易琼, 吴腾飞, 曾招兵, 唐拴虎, 付弘婷, 李苹, 戴文举, 张木,
- 【目的】探讨2种不同释放期控释尿素不同配施模式对水稻产量、氮素吸收累积及氮肥利用率的影响,以期为我国华南双季稻区优化施氮提供科学依据。【方法】采用田间试验,设6个处理:T1,不施氮处理;T2,速效氮肥单施处理;T3,60 d控释尿素单施处理;T4,90 d控释尿素单施处理;T5,60 d控释尿素配施处理(30%60 d控释尿素+70%速效氮肥);T6,90 d控释尿素配施处理(30%90 d控释尿素+70%速效氮肥)。动态分析不同处理的水稻叶片SPAD值,灌浆后地上部、剑叶、穗部氮含量及干物重;收获期测定水稻产量及产量构成因素;计算不同施肥处理的氮肥利用效率。【结果】由早、晚稻年平均产量可知,施用控释尿素的T3~T6处理较速效氮肥单施的T2处理产量显著增加(P<0.05,下同),增幅为4.7%~8.5%。其中,T5处理产量(5.8 t/ha)最高,显著高于T3和T4处理,但与T6处理差异不显著(P>0.05)。与T1处理相比,施用氮肥提高了早稻剑叶SPAD值,T6处理的剑叶SPAD值一直处于较高水平,且始终高于T5处理,T3处理的剑叶SPAD值总体高于T4处理。T5处理产量较高归因于其有效穗数和穗粒数同时保持较高水平。随着时间的推移,水稻植株地上部氮含量逐渐下降,而干物重逐渐增加,且各处理不同部位干物重存在明显差异,至收获期,T5和T6处理穗干物重均显著高于T2处理,但T5处理地上部氮素累积量相对低于其他施氮处理。各控释尿素处理的氮素表观回收率和氮肥农学效率均显著高于T2处理,其中氮素表观回收率以T3处理最高(35.7%),氮肥农学利用率以T5处理最高(7.3%)。【结论】等氮肥用量下,30%60 d控释尿素配施70%速效氮肥处理在提高籽粒产量和养分利用效率方面具有优势,可作为华南双季稻区的推荐施肥模式。
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- 汞浓度对烟草幼苗生长的影响及其生理机制
- 贺远, 李龙科, 张自豪, 高华军, 刘春奎, 伍宗毅, 陈国瑀, 许春平, 李玥, 耿召良,
- 【目的】研究不同汞浓度处理对烟草幼苗生长的影响及其生理机制,为降低烟叶汞含量提供理论依据。【方法】以中烟100为试验材料,采用水培试验,设5种汞浓度(以Hg2+计)处理,分别为0、0.5、5、20和60 mg/L,其中0 mg/L处理为对照(CK)。测定不同处理下烟草幼苗的各项生长生理指标及根系形态,并对各项指标进行相关分析。【结果】随着汞浓度升高,烟草幼苗的叶片色泽呈发黄趋势,株高、茎围、最大叶长、最大叶宽、总根长、根表面积、根体积、根尖数、平均根直径和主根直径均呈先增加后减少的变化趋势,最大叶宽在5 mg/L浓度下最大,其余指标均在0.5 mg/L浓度下最大,各部位干物质积累量下降,含水率升高。烟草幼苗叶片的叶绿素含量随汞浓度升高而降低,60 mg/L浓度下总叶绿素含量较CK显著降低58.66%(P<0.05,下同)。随着汞浓度升高,烟草幼苗叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性逐渐下降,60mg/L浓度下分别较CK显著降低70.31%、58.85%和68.21%,丙二醛(MDA)和脯氨酸含量显著升高,可溶性糖和可溶性蛋白含量先升高后降低,均在20mg/L浓度下最高。相关分析结果表明,烟草幼苗地上部和根系生长指标、生物量指标、叶绿素含量和抗氧化酶活性均与汞浓度呈显著或极显著(P<0.01)负相关,叶片MDA含量与汞浓度呈显著正相关。【结论】不同汞浓度处理对烟草幼苗生长和根系形态表现为低促高抑,0.5 mg/L汞浓度对烟草幼苗生长有一定促进作用,当汞浓度≥5 mg/L时烟草幼苗生长受到抑制,叶绿素含量降低,抗氧化系统受到严重破坏,不利于烟草幼苗生长。
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- 不同浓度富氢水对大豆产量与品质的影响
- 陈来斌, 王丹, 沈晋锋, 陈华涛, 孟丽君, 张茂星, 喻敏,
- 【目的】探讨不同浓度富氢水(HRW)对大豆产量和品质的影响,为富氢水在大豆高产优质栽培中的应用提供理论依据。【方法】设不同浓度富氢水0(CK)、30%HRW、60%HRW处理,大豆幼苗长至株高约15 cm时,挑选长势一致的幼苗转移至室外进行盆栽试验,每周浇灌不同浓度富氢水(每盆1.5 L)至大豆成熟期,收获后分别对比不同处理的大豆植株表型和根瘤数量,并测定大豆生物量、单株荚数、单株籽粒数、百粒重、蛋白质和脂肪含量等产量和品质相关指标,评价不同浓度富氢水处理对大豆产量和品质的影响。【结果】与CK的生长指标比较,30%HRW处理的大豆地上部和根系干重均显著增加(P<0.05,下同),单株根瘤数显著减少;而60%HRW处理的大豆株高、单株根瘤数和根系干重与CK均无显著差异(P>0.05,下同)。与CK的大豆产量相关指标比较,30%HRW处理的单株荚数显著增加48.72%,单株荚重显著升高78.40%,单株粒数显著增加58.71%,百粒重增加18.92%;而60%HRW处理的单株荚数减少14.10%,单株荚重显著降低24.73%,单株粒数显著减少23.23%,百粒重降低22.44%。与CK的大豆品质相关指标比较,30%HRW处理的大豆蛋白质含量和脂肪含量差异不显著,而单株籽粒蛋白质总量显著增加84.94%,单株籽粒脂肪总量显著增加78.12%;60%HRW处理的蛋白质含量显著降低,而脂肪含量差异不显著,单株籽粒蛋白质总量显著降低56.37%,单株籽粒脂肪总量显著降低39.84%。【结论】30%HRW可改善大豆生长,显著增加大豆植株生物量积累,同时提高大豆籽粒产量和品质。
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- 氮添加对茶树与入侵杂草空心莲子草种间竞争的影响
- 吴昊, 谢闪闪, 苏仪函,
- 【目的】探讨氮添加对茶树和茶园入侵杂草空心莲子草种间竞争的影响,以期为全球环境变化下的茶园杂草防控提质增效及茶叶绿色生产提供理论依据。【方法】通过设置氮素处理(对照、施氮)、播种方式(单种、混种)和物种属性(茶树、空心莲子草)3因子盆栽试验,分析信阳10号茶树品种与其伴生杂草空心莲子草在生物量、形态、营养、色素及光合荧光等方面的异质性响应。【结果】茶树的根长、根面积、叶面积、生物量、总碳含量、碳氮比(C∶N)、叶绿素指数和类黄酮指数均极显著高于空心莲子草(P<0.01,下同),而空心莲子草的总氮含量、氮平衡指数、花青素指数和稳态光适应光化学猝灭系数(qP-Lss)均显著(P<0.05,下同)或极显著高于茶树。施氮导致空心莲子草的最大茎长显著增加1.14倍,根冠比极显著下降67.28%;施氮导致茶树和空心莲子草的总氮含量分别显著下降29.79%和6.03%,茶树C∶N显著提高39.47%。施氮导致空心莲子草的最大光量子效率(Fv/Fm)显著下降19.62%,单种中空心莲子草的最大荧光(Fm)和光稳态实际光量子效率(QY-Lss)分别显著下降22.56%和48.36%,混种中茶树和空心莲子草的QYLss分别显著下降68.99%和56.19%。【结论】信阳10号茶树品种在应对杂草竞争时具有较高的单株竞争优势、光合效率及次生防御能力,而空心莲子草具有较高的氮吸收能力、抗逆性及光合活性;施氮相对提升了茶树在光合生理方面的竞争优势,但加剧空心莲子草对地上资源的抢占。
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- 不同入侵程度肿柄菊生态化学计量特征
- 罗娅婷, 王春琪, 崔现亮, 字应伟,
- 【目的】研究不同入侵程度下肿柄菊植株不同器官及根际土壤化学计量特征,剖析肿柄菊资源利用和分配策略,为肿柄菊入侵防控提供理论参考。【方法】在云南省普洱市思茅区郊区公路边选取有肿柄菊入侵至少4年的研究样地,设15个试验区,包括5个重度入侵区(肿柄菊盖度占70%以上)、5个中度入侵区(肿柄菊盖度占30%~70%)和5个轻度入侵区(肿柄菊盖度占30%以下),分别采集肿柄菊根、茎、叶样品及根际土壤样品,检测植株和土壤中全磷(TP)、全氮(TN)和有机碳(SOC)含量,并分析化学计量特征。【结果】随入侵程度的增加,肿柄菊生境土壤TN和SOC含量呈显著降低趋势(P<0.05,下同),而TP含量无显著变化(P>0.05,下同);从轻度入侵到重度入侵,TN含量下降54.2%,SOC含量下降53.1%,肿柄菊入侵地土壤SOC和TN贫乏。3种入侵程度的肿柄菊各器官TP和TN含量均为叶>根>茎,SOC含量为根>叶>茎。重度入侵有利于肿柄菊植株TP含量积累,轻度入侵有利于肿柄菊茎TN含量积累。从轻度入侵到重度入侵,肿柄菊根、茎C∶N显著升高,根、茎C∶P显著降低,茎N∶P显著降低;同一入侵程度的肿柄菊C∶N和C∶P均为茎>根>叶;N∶P在轻度入侵为叶>茎>根,在中度和重度入侵为叶>根>茎。入侵程度对肿柄菊TN和TP含量及C∶N、N∶P具有显著或极显著影响(P<0.01,下同),不同器官对肿柄菊SOC、TN和TP含量及C∶N、C∶P、N∶P均具有极显著影响;器官与入侵程度交互作用仅对N∶P有极显著影响,对其他指标无显著影响。肿柄菊根、茎与土壤的TP、TN和SOC含量及化学计量比之间部分存在显著或极显著相关性。【结论】肿柄菊入侵对研究样地的土壤产生一定影响,土壤的改变同时反馈于肿柄菊。肿柄菊将N、P元素更多分配给叶,C元素更多分配给根,生长受到N元素限制;肿柄菊的根和叶具有相对快速的生长能力,以扩张种群、增大入侵性。
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- 泡桐卷野螟(草螟科:斑野螟亚科)线粒体全基因组测序与分析
- 汪瑞涵, 雷子逸, 匡明珠, 刘豫, 王宇, 荣华,
- 【目的】明确泡桐卷野螟[Pycnarmon cribrata(Fabricius,1794)]的线粒体基因组结构特征,分析其系统发育关系,为揭示泡桐卷野螟的分类地位及进化关系研究提供分子依据。【方法】利用Illumina Nova 6000高通量测序平台测定泡桐卷野螟的线粒体基因组,对基因组序列进行注释和分析;基于草螟科8个亚科21种昆虫及2种夜蛾总科昆虫的线粒体蛋白编码基因(Protein-coding genes,PCGs),采用最大似然法和贝叶斯法构建系统发育进化树。【结果】泡桐卷野螟线粒体基因组为双链闭合环状结构,全长15125 bp,共编码37个基因(13个PCGs、22个tRNA基因和2个rRNA基因)和1个A+T富含区,共有14个基因间隔区,10个基因重叠区。泡桐卷野螟线粒体全基因组序列中AT碱基的含量为81.1%,表现出明显的AT偏好性。13个PCGs中除cox1基因以TTG为起始密码子外,其余均以ATN作为起始密码子;除cox1和cox2基因以不完全密码子T作为终止密码子外,其余均以TAA结尾。在tRNA二级结构中,trnS1基因缺少DHU臂和DHU环,trnT基因缺少TφC环,并存在U-U和G-U碱基错配现象。系统发育分析结果显示,斑野螟亚科的所有物种聚在同一分支,支持该亚科的单系性;泡桐卷野螟与卷野螟属的乳翅卷野螟(P. lactiferalis)和豹纹卷野螟(P. pantherata)聚为一个分支,构成姐妹群关系。【结论】获得了泡桐卷野螟的线粒体全基因组序列,其线粒体基因组符合草螟科线粒体基因组的一般特征。
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- 7份紫稻品种的褐飞虱抗性特征分析
- 廖铄磊, 黄福钢, 李晶莹, 秦晨, 赵珊懿, 孟子欣, 邱永福,
- 【目的】探讨紫稻品种的褐飞虱抗性特征及褐飞虱胁迫对紫稻花青素含量的影响,为紫稻抗褐飞虱新品种培育提供参考。【方法】以7份紫稻品种50-6、54-3、NY14、NY17、NY30、WD098和DT01为试验材料,以感性且无紫色表型品种9311为对照,考察紫稻品种的紫色叶鞘表型;参考水稻品种抗褐飞虱鉴定评价标准对7份紫稻品种进行幼苗期和分蘖期抗性评价;利用褐飞虱寄主选择试验和存活试验探索抗性紫稻品种的抗性机制;利用盐酸乙醇溶液避光浸提水稻叶鞘的花青素,用分光光度计测量其吸光度并按照Greey公式计算花青素光密度值和含量;进一步对紫稻品种抗性值与花青素的相对含量进行相关分析。【结果】幼苗期和分蘖期抗性鉴定结果表明,紫稻品种50-6和54-3表现高感,NY14、NY17、NY30和DT01表现抗或高抗,而WD098在幼苗期表现中抗、分蘖期表现抗。虫体存活率和宿主选择性试验结果表明,与感性对照9311相比,NY14和NY30具有显著的抗生性和趋避性(PP<0.01),褐飞虱取食具有明显抗生性的紫稻品种后存活率与花青素含量和相对含量呈显著负相关。【结论】不同紫稻品种的褐飞虱抗性水平和抗性特征均存在较大差异,幼苗期和分蘖期的褐飞虱抗性值与花青素相对含量呈极显著负相关。
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- 寄主转换对南亚果实蝇不同虫态主要酶活性的影响
- 翟雨桐, 张彬, 于永浩, 曾宪儒, 龙秀珍, 韦德卫, 何瞻, 高旭渊, 周忠实,
- 【目的】探索取食罗汉果Siraitia grosvenorii (Swingle) C. Jeffery的南亚果实蝇Bactrocera tau (Walker)在寄主转换后不同虫态体内主要酶活性的变化,以期从生理生化角度解析南亚果实蝇的寄主适应机制,为南亚果实蝇的有效防控提供理论依据。【方法】以采集自罗汉果果园并在室内连续用罗汉果饲养2年的南亚果实蝇种群为试验材料,分别用南瓜、丝瓜、黄瓜和罗汉果4种寄主转接室内饲养的南亚果实蝇,对取食不同寄主后的南亚果实蝇5日龄幼虫、2日龄蛹和7日龄成虫体内抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)、解毒酶谷胱甘肽转移酶(GST)和羧酸酯酶(CarE)、消化酶胃蛋白酶、α-淀粉酶和脂肪酶(LPS)和水解酶海藻糖酶(THL)活性进行测定。【结果】取食不同寄主的南亚果实蝇体内SOD活性均在成虫期显著高于其他虫态(P<0.05,下同);取食罗汉果的幼虫期和成虫期南亚果实蝇CAT活性显著高于取食其他寄主处理,且取食不同寄主的南亚果实蝇CAT活性在成虫期低于(除取食南瓜的成虫期南亚果实蝇CAT活性稍高于蛹期外)或显著低于其他虫态。各虫态取食罗汉果的南亚果实蝇GST活性均高于或显著高于同龄期取食其他寄主处理,取食不同寄主的南亚果实蝇GST活性均在成虫期显著低于其他虫态;取食罗汉果的幼虫期和蛹期南亚果实蝇CarE活性高于或显著高于取食其他寄主处理。同一虫态,取食罗汉果的南亚果实蝇α-淀粉酶活性均高于或显著高于取食其他寄主处理;取食南瓜的幼虫期南亚果实蝇LPS活性高于其他寄主和虫态;成虫期取食不同寄主的南亚果实蝇THL活性差异显著,其中取食南瓜的南亚果实蝇THL活性显著高于取食其他寄主处理,取食罗汉果的南亚果实蝇THL活性则显著低于取食其他寄主处理。【结论】南亚果实蝇对罗汉果的适应性更高,与南瓜、丝瓜和黄瓜相比,罗汉果更适合南亚果实蝇生长发育。
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- 四川省入侵植物区系及其多样性特征分析
- 吴甜, 曹振亮, 贾博轩, 程文磊, 殷根深, 钟宇, 张静, 夏体渊,
- 【目的】探讨四川省入侵植物多样性、地理区系组成及其入侵情况,为当地入侵植物的精准防控和高效管理提供理论参考。【方法】结合野外实地调研、野外样本分析和标本数据库网站等相关资料收集整理,从入侵物种的组成结构、入侵危害等级、区系组成(科、属、种)、来源与分布以及入侵特性等对四川省入侵植物区系结构特点、多样性特征、地理分布状况和入侵区系特性等进行归类和比较分析。【结果】从物种组成上看,四川省入侵植物共有42科144属236种。其中,菊科的入侵种类最多,共35属49种,占总入侵物种数的20.76%,其后依次为豆科(17属30种,占比12.71%)、禾本科(20属27种,占比11.44%)、苋科(8属21种,占比8.90%)。从区系组成上看,热带分布的物种在科(占总科数的45.24%)、属(占总属数的56.95%)和种(占总种数的57.63%)分类水平上均占据主导地位,明显高于温带分布等分布区类型。从入侵危害等级来看,发现有恶性入侵类(Ⅰ级)28种、严重入侵类(Ⅱ级)37种、局部入侵类(Ⅲ级)26种、一般入侵类(Ⅳ级)47种、有待观察类(Ⅴ级)98种。从入侵区系特性来看,有64.83%的入侵植物来源于美洲,随后依次是亚洲(14.41%)、欧洲(11.44%)、非洲(7.20%)和大洋洲(2.12%);入侵植物中草本植物占85.59%。【结论】四川省的入侵植物种类繁多,其来源分布广泛,对当地生态系统造成的危害程度较大。亟需加强对入侵植物的防控预测,以有效应对外来植物入侵带来的严重威胁。
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- 红肉火龙果HpHXK基因克隆、表达及酶学特性分析
- 晏霜, 解璞, 王红林, 郑乾明,
- 【目的】分析红肉火龙果催化己糖磷酸化糖酵解途径关键酶—己糖激酶(Hexokinase,HXK)基因的克隆、表达及酶学特性,为研究HXK基因在果实可溶性糖积累过程中的作用机制及提高红肉火龙果果实品质提供理论依据。【方法】以红肉火龙果紫红龙的成熟茎组织及花后20、23、25、27和30 d的果实为研究对象,通过转录组测序获得HXK蛋白序列,反转录PCR克隆HXK基因,使用ExPASy、Plant-PLoc、Phobius和SMART等在线工具对HpHXK蛋白进行生物信息学分析,利用Clustal W进行氨基酸序列多重比对,采用MEGA 7.0邻接法(Neighbor-joining,NJ)构建系统发育进化树;构建pGEX-4T-HpHXK载体并转化至烟草叶片;分析HpHXK基因在不同组织中的表达模式并利用比色法测定重组蛋白的酶活性。【结果】HpHXK基因开放阅读框(ORF)长度为1410 bp,编码469个氨基酸残基。生物信息学分析表明,HpHXK蛋白相对分子量为52.47 kD,理论等电点(pI)为5.42,该蛋白具有HXK特征结构域。系统发育进化树结果显示,HpHXK序列与水稻、拟南芥、苹果、梨、葡萄和枇杷的HXKs聚为一类。HpHXK基因在花后20 d果实中的相对表达量最高,显著高于花后25、27和30 d果实及成熟茎(P<0.05)。亚细胞定位结果显示,HpHXK蛋白定位于细胞质和细胞膜。聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)检测结果显示,经异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(IPTG)诱导后,重组质粒表达产物与预期相对分子质量一致,表明成功获得HpHXK重组蛋白。HpHXK蛋白对葡萄糖米氏常数(Km)=0.61mmol/L的亲和力高于果糖(Km=2.92 mmol/L)。【结论】HpHXK蛋白具有HXK家族保守结构域,在红肉火龙果果实发育期间,HpHXK基因负向调控果实可溶性糖积累,在细胞质中催化以葡萄糖为主的己糖磷酸化。
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- 海南紫荆木群落物种组成及种间联结性
- 李婧涵, 张顺卫, 杨小波, 李东海, 商乃演, 杜春雁,
- 【目的】探究海南紫荆木(Madhuca hainanensis)所在群落物种组成与种间联结性,为海南紫荆木及其所在群落植物物种保护和利用提供科学依据。【方法】以海南热带雨林国家公园尖峰岭片区海南紫荆木群落为研究对象开展典型样地调查,记录乔木层植物种名、胸径、高度、冠幅,灌木层内植物种名、胸(基)径、高度和盖度等信息;在分析其群落植物物种组成基础上,采用方差比率法、χ2检验和Spearman秩相关检验等方法,分析其种间联结性及群落结构稳定性。【结果】在调查的0.92 ha样地内,海南紫荆木群落共有木本植物7818株,隶属于60科164属324种,包含国家重点保护野生植物16种,国家一级保护野生植物1种,国家二级保护野生植物15种,群落优势科为壳斗科(Fagaceae)、樟科(Lauraceae)、山茶科(Theaceae)、山矾科(Symplocaceae)和桃金娘科(Myrtaceae),优势种不明显;海南紫荆木共252株,在海拔261~1007m均有分布,常生于光照充足、相对干旱的中上坡位及山脊;各林层重要值排名前20的物种中,主要物种876株,占乔木层总株数46.55%;乔木层海南紫荆木重要值最高(41.43%);灌木层白颜树(Gironniera subaequalis)重要值最高(34.65%),软荚红豆(Ormosiasemicastrata)的更新数量最高(237株),海南紫荆木重要值排第8位。乔木层主要物种组成的共190个种对中,正联结有111个,占比58.42%;海南紫荆木与木荷(Schima superba)和竹叶青冈(Quercus neglecta)显著正相关(P<0.05,下同),与山油柑(Acronychia pedunculata)显著负相关。灌木层主要物种组成的共190个种对中,正联结有184个,占比96.84%;海南紫荆木与罗伞树(Ardisia quinquegona)显著正相关,与尖萼茜树(Aidia oxyodonta)显著负相关。【结论】海南热带雨林国家公园尖峰岭片区海南紫荆木所在群落乔木层和灌木层群落结构相对稳定,群落内植物种类丰富且国家重点保护野生植物分布集中。
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- 桂东南不同林分类型土壤有机碳储量及分配特征
- 罗敦, 林婧, 梁晨, 刘德杰, 钟声, 刘伟莉, 王鸿彬, 邓小军, 韦海,
- 【目的】探索桂东南典型林分类型土壤有机碳储量的组成特点和分布规律,为了解林业碳汇在应对气候变化的作用,以及促进陆地生态系统碳循环和林业碳汇发展提供理论依据。【方法】以博白林场的杉木(Cunnighamia lanceolata)、红锥(Castanopsishystrix)及巨尾桉(Eucalyptusgrandis×urophylla)3种人工林作为研究对象,运用野外采样和室内化验检测分析的方法,测算不同林分类型土壤的容重、有机碳密度、有机碳含量、有机碳储量及不同土层土壤有机碳贡献率,探讨桂东南主要林分类型土壤有机碳储量及其垂直分布特征。【结果】桂东南3种典型林分类型土壤有机碳密度差异明显,红锥林的土壤有机碳密度平均值最高,为4.50 kg/m2,巨尾桉林的土壤有机碳密度平均值最低,显著低于其他类型(P<0.05,下同);各林分土壤有机碳密度随土壤深度逐渐降低。巨尾桉林土壤有机碳含量显著低于红锥林和杉木林,3种林分土壤有机碳含量均随土层深度加深而逐渐降低。不同林分土壤总有机碳储量排序依次为红锥林>杉木林>巨尾桉林,红锥和杉木林土壤的总有机碳储量分别为135.13和133.41 t/ha,均显著大于巨尾桉林。3种林分不同土层土壤对有机碳储量贡献率均随土层加深而逐渐降低。【结论】红锥和杉木林分土壤有机碳含量和储量较巨尾桉林更高。在人工林改造过程中,选择种植长周期的红锥和杉木,更有利于土壤有机碳储量的积累与固定,具有更好的土壤碳汇效益。
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- 不同供磷水平对椰枣幼苗生长、生理指标和营养元素含量的影响
- 李东霞, 马卫能, 符海泉, 张宁, 徐中亮,
- 【目的】通过分析不同供磷水平对椰枣幼苗生长、生理指标和营养元素含量的影响,为构建椰枣幼苗平衡施肥技术提供理论依据。【方法】以椰枣幼苗为试验材料,采用盆栽试验,设4个供磷水平处理,浓度分别为5(CK)、100、1000和5000μmol/L,培养7个月后,观察测定幼苗的生长、生理指标和营养元素含量。【结果】5μmol/L供磷水平下,椰枣幼苗长势弱;100μmol/L供磷水平下椰枣幼苗的根部鲜重显著低于1000μmol/L供磷水平(P<0.05,下同);1000μmol/L供磷水平下椰枣幼苗长势好,其根部鲜重、地上部干重、株高增加量、植株磷含量、植株磷累积量、第3叶和第6叶片中的可溶性蛋白含量均显著大于CK;5000μmol/L供磷水平下,新抽叶片密集,根部磷利用效率和植株磷利用效率最低。同一供磷水平下,椰枣幼苗茎尖中的磷含量高于叶片和根尖。不同供磷水平对地上部和根部氮、钾、钙、镁、钠、铝元素的含量影响不同。随着供磷水平的增加,地上部和根部的钾、铝含量,以及地上部钙含量均先增加后降低,地上部镁含量逐渐增加,根部钙、镁含量逐渐降低;5000μmol/L供磷水平下,地上部和根部的钠含量达最高。1000μmol/L供磷水平下,椰枣幼苗地上部的氮、钾、镁、钠、铝的累积量,地上部氮利用效率,以及地上部和根部的钙利用效率显著大于CK。【结论】营养液中的供磷水平会影响椰枣幼苗的长势、生理指标及营养元素的含量、累积量和利用效率。过低或者过高供磷水平均不利于椰枣幼苗的生长,1000μmol/L供磷水平下,椰枣幼苗长势良好。
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- 海拔变化对棒菜主要农艺性状及产量的影响
- 苗明军, 李菊, 林杨, 廖继超, 雷晓葵, 李志, 杨亮, 钟建, 李跃建, 常伟,
- 【目的】分析海拔变化对棒菜(Brassica juncea var. crassicaulis Chen&Yang)主要农艺性状及产量的影响,为优化川西高原棒菜种植区域提供理论依据。【方法】以金田3号棒菜为试材,采用变异分析研究其主要农艺性状和产量性状在不同海拔(1510、2081、2579和2936 m)的差异,采用相关分析、逐步回归分析和通径分析研究海拔及各性状指标与棒菜产量的关系。【结果】不同海拔高度下,棒菜各性状的变异系数为4.88%~33.51%,农艺性状以食用茎粗的变异系数最大,产量性状以单株毛重的变异系数最大。株高和食用茎长随海拔上升总体减小,且与海拔呈极显著负相关(P<0.01,下同);食用茎粗、皮厚、单株毛重、单株净重和小区产量随海拔上升总体先增大后减小,且与海拔呈极显著正相关;小区产量与食用茎粗、皮厚、单株毛重和单株净重呈显著(P<0.05)或极显著正相关。逐步回归分析结果表明,棒菜产量变化主要受海拔、食用茎粗、茎秆节间长度和单株毛重的影响,决定系数为0.993;4个自变量对小区产量的直接通径系数排序依次为海拔(0.484)>单株毛重(0.421))>食用茎粗(0.338)>茎秆节间长度(0.180),间接通径系数排序依次为食用茎粗(0.495)>单株毛重(0.479)>海拔(0.450)>茎秆节间长度(0.127)。【结论】为使金田3号棒菜在川西高原地区有较高的产量,应重点做好海拔、食用茎粗和单株毛重的选择,同时兼顾茎秆节间长度。金田3号棒菜在海拔2579 m产量最高,可在该区域适度扩大种植规模。
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- 基于SNP芯片分析贵州地方鸡品种(类群)的遗传多样性
- 周晓红, 陈大海, 吴胜, 田应平, 潘成勇, 张福平,
- 【目的】了解贵州地方鸡品种遗传多样性及确定品种间的遗传关系,为贵州地方鸡品种(类群)资源的保护和创新利用提供参考依据。【方法】采集香炉山鸡(SL)、瑶山鸡(YS)、黔东南小香鸡(XX)和威宁鸡(WN)共66份血液样本,基于京芯一号鸡55K SNP芯片对4个贵州地方鸡品种(类群)进行SNP位点检测,采用Plink v1.90、VCFtools v0.1.17和Admixture v1.3分别进行遗传多样性、群体结构及亲缘关系分析。【结果】4个贵州地方鸡品种(类群)的有效群体含量(Ne)介于3.1~3.2,且期望杂合度(He)均低于观察杂合度(Ho),多态信息含量(PIC)排序为威宁鸡(0.8583)>瑶山鸡(0.8350)>黔东南小香鸡(0.8123)>香炉山鸡(0.8001),均大于0.50,呈高度多态性,遗传多样性丰富。基于状态同源(IBS)遗传距离矩阵构建的系统发育进化树显示,香炉山鸡的分支最长、威宁鸡的分支最短。主成分分析(PCA)结果表明,4个贵州地方鸡品种(类群)间的界限分明,且各品种(类群)间无相互渗透现象;在Admixture祖代分析中,祖先集群数量(K)=2时,群体分群效果最佳,说明4个贵州地方鸡品种(类群)有2个共同的祖先。4个贵州地方鸡品种(类群)间的群体分化系数(Fst)接近0.05,说明群体间并未产生明显分化。4个贵州地方鸡品种(类群)的G矩阵亲缘关系分析结果和IBS遗传距离分析结果一致,香炉山鸡群个体间的亲缘关系和遗传距离最近,而威宁鸡群个体间的亲缘关系和遗传距离最远。【结论】4个贵州地方鸡品种(类群)遗传多样性较丰富,且品种(类群)间的界限明显,无相互渗透现象,但亲缘关系中有部分品种(类群)间存在近交风险,因此今后的育种工作应进一步改良香炉山鸡和黔东南小香鸡的配种方式,并适当增加群体数量及公母比例,以避免近交衰退。
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- 意大利蜜蜂防御素-2蛋白序列分析及表达特性研究
- 邓晓银, 于点点, 王珏, 张旭凤, 郭媛, 郭丽娜,
- 【目的】对意大利蜜蜂(Apis mellifera)防御素-2蛋白(Defensin-2,Def-2)进行蛋白序列分析和表达特性研究,以期为意大利蜜蜂防御素基因的免疫防御机制、发育和代谢途径研究提供理论基础。【方法】利用生物信息学在线网站及软件对Def-2蛋白进行预测分析,并采用实时荧光定量PCR对意大利蜜蜂不同发育时期(幼虫期、蛹期及1、5、10、15、20、25和30 d成年期工蜂)的基因相对表达量进行检测分析。【结果】意大利蜜蜂防御素-2基因(Def-2)编码104个氨基酸残基,相对分子量为11858.90 Da,理论等电点(pI)为8.54,为两性不稳定蛋白。该蛋白N-末端有一段含21个氨基酸的信号肽,存在1个跨膜结构域,亚细胞主要定位于内质网、液泡和高尔基体,无糖基化位点,存在15个磷酸化位点,其二级结构以无规卷曲(54.81%)为主、延伸链(28.85%)分布较多,α-螺旋(16.35%)分布较少,蛋白序列高度保守,与Def-1、GB44032-PA、Dl-2、Imd等蛋白存在基因互作关系,具有防御蛋白样结构域(DEFL),结构域采用以半胱氨酸稳定的α/β支架为特征的结构,亲缘关系与小蜜蜂极为相近。Def-2基因在意大利蜜蜂不同发育时期的表达水平存在差异且随日龄增大而升高,30 d的相对表达量显著高于其他日龄(P<0.05)。【结论】意大利蜜蜂Def-2蛋白属于两性不稳定蛋白,参与细胞间信号传输并维持细胞正常形态;蛋白序列高度保守,亲缘关系与小蜜蜂最近,且该基因在30 d成年期工蜂中高丰度表达,推测其可能调节免疫基因转运而影响蜜蜂的免疫识别过程。
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- 香苏杂交猪KAT2B基因多态性与其生长性状的关联分析
- 李吉凤, 阮涌, 蒋传美, 肖美美, 黄家锦, 许家利, 许厚强,
- 【目的】了解香苏杂交猪组蛋白乙酰转移酶P300/CBP结合因子(KAT2B)基因在组织中的表达量,筛选其单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP)位点,并分析基因多态性与生长性状的关联性,为香苏杂交猪新品系培育提供参考依据。【方法】以香苏杂交猪为研究对象,采用实时荧光定量PCR检测KAT2B基因在3日龄和6月龄不同组织中的相对表达量,通过直接测序检测KAT2B基因的SNP位点,统计SNP位点等位基因频率、基因型频率、观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)、有效等位基因数(Ne)及平均多肽信息含量(PIC)等,以卡方(χ2)检验分析基因型是否处于Hardy-Weinberg平衡状态,分析不同基因型与香苏杂交猪生长性状的关联性。【结果】实时荧光定量PCR结果显示,KAT2B基因在心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏和背最长肌6个组织中均有表达,与3日龄相比,6月龄KAT2B基因相对表达量在肝脏和脾脏组织中极显著升高(P<0.01,下同),在肺脏中极显著降低。KAT2B基因Exon-2、Exon-14和Exon-15区域均分别存在1个外显子突变,分别为g.36682G>A、g.104540G>T和g.106651A>G,3个SNPs位点PIC均处于中度多态性水平且Hardy-Weinberg平衡。g.36682G>A位点优势基因型为GA型,等位基因频率G>A;g.104540G>T位点优势基因型为GG型,等位基因频率G>T;g.106651A>G位点优势基因型为AA型,等位基因频率A>G。关联分析结果表明,g.36682G>A位点各基因型生长性状之间无显著差异(P>0.05),g.106651A>G位点AA基因型与AG基因型胸深存在显著差异(P<0.05)。【结论】香苏杂交猪KAT2B基因在各组织中均有表达且存在3个SNPs位点(g.36682G>A、g.104540G>T和g.106651A>G),KAT2B基因可作为与香苏杂交猪生长性状相关的候选基因。
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- 凡纳滨对虾ATG13基因克隆及其功能分析
- 黎国建, 袁韵昊, 钟键, 骆俊良, 杨世平,
- 【目的】克隆凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)自噬相关基因13(ATG13),并分析凡纳滨对虾ATG13基因的组织表达特征及其在外源刺激后的表达变化,为探究ATG13基因在凡纳滨对虾抗病原感染过程中的作用机制提供理论依据。【方法】采用PCR扩增凡纳滨对虾ATG13基因,通过ProtParam、Softberry、SMART、InterProScan等在线软件进行生物信息学分析,并以实时荧光定量PCR检测凡纳滨对虾ATG13基因的组织表达特征及其在哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)和Poly(I:C)刺激后的表达变化。【结果】凡纳滨对虾ATG13基因开放阅读框(ORF)为1431 bp,共编码476个氨基酸残基;凡纳滨对虾ATG13蛋白相对分子量为52.4 kD,理论等电点(pI)为5.40,属于疏水性蛋白,不存在信号肽,但其N末端存在1个ATG13功能域(第94~167位氨基酸处)。凡纳滨对虾ATG13氨基酸序列与果蝇(Drosophila melanogaster)ATG13氨基酸序列的相似性高达97%,基于ATG13氨基酸序列相似性构建的系统发育进化树也显示凡纳滨对虾与果蝇的亲缘关系最近。ATG13基因在凡纳滨对虾肝胰腺、肌肉、鳃、中肠、血细胞、心脏、脑和皮肤等组织中均有不同程度的表达,以肝胰腺中的相对表达量最高,其次是肌肉和中肠,在皮肤和血细胞中的相对表达量较低。经哈维氏弧菌和poly(I:C)刺激后,凡纳滨对虾ATG13基因在肝胰腺、中肠和鳃组织中的相对表达量整体上呈先上升后下降的变化趋势,且在刺激后12、24或48 h达最高值,极显著高于对照组(PBS)(P<0.01)。【结论】受哈维氏弧菌或poly(I:C)等外源刺激后,凡纳滨对虾通过上调自噬相关基因ATG13表达以调控机体清除受损的细胞器和维持细胞稳态,即ATG13基因参与凡纳滨对虾抗病原感染的响应过程。
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- 青海湖裸鲤颗粒蛋白基因克隆及其参与盐碱适应机制研究
- 岳苗, 卫唯, 高子韩, 卫福磊, 梁健,
- 【目的】探究青海湖裸鲤颗粒蛋白A基因(GrnA)和颗粒蛋白B基因(GrnB)的生物学功能,为揭示颗粒蛋白(Grn)在青海湖裸鲤耐盐碱过程中的作用机制提供理论依据。【方法】以青海湖裸鲤为研究对象,通过RACE和PCR克隆青海湖裸鲤GrnA基因cDNA序列和GrnB基因编码区(CDS)序列,利用实时荧光定量PCR检测青海湖裸鲤GrnA和GrnB基因在各组织中的表达情况及在盐碱耐受过程中的表达变化,并分析二者与成骨分化特异性转录因子基因(Runx2)和补体基因C8g间的相关性。【结果】青海湖裸鲤GrnA基因cDNA序列全长653bp,其开放阅读框(ORF)465bp,共编码159个氨基酸残基;青海湖裸鲤GrnB基因CDS序列长1560 bp,共编码519个氨基酸残基。青海湖裸鲤与银鲫的GrnA氨基酸序列相似性高达89.61%,基于GrnA氨基酸序列相似性构建的系统发育进化树显示青海湖裸鲤与鲤和鲫的亲缘关系较近;青海湖裸鲤与多鳞白甲鱼的GrnB氨基酸序列相似性高达89.69%,基于GrnB氨基酸序列相似性构建的系统发育进化树显示青海湖裸鲤与多鳞白甲鱼和虎皮鱼的亲缘关系较近。GrnA和GrnB基因在青海湖裸鲤不同组织中均有表达,且以脾脏中的相对表达量最高,显著高于其他组织(P<0.05,下同)。青海湖裸鲤鳃组织中的GrnA基因对盐胁迫浓度增加的响应速度最快,其次是脾脏和肾脏;GrnB基因则表现为在肾脏中的响应速度最快,其次是脾脏和鳃组织,但在鳃组织中能持续响应。在碱胁迫下,青海湖裸鲤GrnA基因在3个组织中呈不规律性表达变化;GrnB基因表现为在鳃组织中的响应最强,其次是肾脏。在盐碱混合胁迫下,GrnA基因在鳃组织中的响应强于脾脏,在肾脏中也有响应;GrnB基因在鳃组织中最先响应盐碱混合胁迫,其次是肾脏和脾脏。在青海湖裸鲤鳃组织中,GrnA和GrnB基因在盐胁迫或碱胁迫下与Runx2基因呈正相关;在脾脏中,GrnA基因与C8g基因在盐胁迫下呈极显著正相关(P<0.01),碱胁迫下GrnA和GrnB基因与C8g基因呈正相关。【结论】青海湖裸鲤GrnA和GrnB基因除了在脾脏中高表达外,在鳃组织和肾脏中也有相应表达,参与青海湖裸鲤的盐碱适应过程,且表现为GrnA基因对盐胁迫的响应更明显,而GrnB基因对碱胁迫的响应更明显。此外,青海湖裸鲤GrnA和GrnB基因在鳃组织中可能是通过调控Runx2基因影响鳃弓的生物矿化过程,在脾脏中可能是通过激活免疫调节过程,共同协助青海湖裸鲤适应高盐碱环境。
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- 溶解氧昼夜变化对鳜血液生理生化指标及血红蛋白基因表达的影响
- 郑佳, 姚晓丽, 罗文斌, 黄小鹏, 赵金良,
- 【目的】探究养殖水体溶解氧昼夜变化下鳜(Siniperca chuatsi)血液生理生化指标及血红蛋白基因(Hb)应答的变化规律,为揭示鱼类的短期低氧适应机制提供理论依据。【方法】以健康的鳜幼鱼为研究对象,通过转录组测序和基因组测序数据匹配,鉴定出鳜Hb基因序列,并进行生物信息学分析。在7:00、11:00、17:00和23:00等4个时间点采集鳜血液样品,使用PROCANPE-6800血细胞分析仪测定红细胞数、血红蛋白含量、红细胞压积、平均红细胞血红蛋白浓度和平均红细胞体积,采用实时荧光定量PCR检测Hb基因的表达变化。【结果】共鉴定获得11个鳜Hb基因,包括6个α型Hb基因(hbae4、hbae、hbae1.1、hbae5、hbaa1和hbaa1.1)及5个β型Hb基因(hbbe2、hbba2.1、hbba1、hbba1.1和hbba2);除hbae4基因序列由6个外显子和5个内含子构成外,其余10个基因序列均由3个外显子和2个内含子构成。11个鳜血红蛋白均不存在跨膜结构和信号肽,亚细胞定位于细胞质,其二级结构由α-螺旋、β-折叠、延伸链和无规则卷曲构成。池塘水体溶解氧含量存在周期性的昼夜变化;溶解氧含量最低时(7:00),鳜血液红细胞数、红细胞压积、血红蛋白含量和平均红细胞血红蛋白浓度均最高,显著高于其他3个时间点(P<0.05,下同);溶解氧含量最高时(17:00),红细胞数、红细胞压积和血红蛋白含量则显著低于其他3个时间点;平均红细胞体积在4个时间点无显著变化(P>0.05)。hbae4、hbae、hbae1.1、hbae5、hbaa1.1、hbbe2、hbba2.1、hbba1和hbba2基因的相对表达量均随溶解氧昼夜变化呈先上升后下降趋势,于17:00时达最高值,且这9个Hb基因在4个时间点的表达模式基本一致,即低溶解氧时相对表达量最低,高溶解氧时相对表达量最高;而hbaa1和hbba1.1基因相对表达量与溶解氧含量成反比。【结论】鳜通过调节红细胞数、血红蛋白含量和平均红细胞血红蛋白浓度等机制及调控Hb基因表达,以适应溶解氧的昼夜变化,从而保持机体供氧稳定。
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- 柯乐猪TAC3R基因SNP位点鉴定及其对繁殖性状的影响
- 曾辅琴, 谭元成, 黄雯, 王春源, 向进, 吴燕, 蒙炳盛, 孟忠名, 魏婷, 张依裕,
- 【目的】探究速激肽受体3基因(TAC3R)单核苷酸多态性(SNP)位点与柯乐猪繁殖性能的关联性,筛选出与繁殖性状相关的遗传标记,为加速柯乐猪的品种改良提供技术支撑。【方法】选取195头2胎以上的健康经产柯乐猪为研究对象,运用Sanger直接测序法鉴定TAC3R基因SNP位点,利用SHEsisPlus计算各SNP位点的群体遗传参数,并以SPSS 22.0中的一般线性模型(GLM)分析SNP位点基因型和双倍型对柯乐猪5个繁殖指标的遗传效应。【结果】在柯乐猪TAC3R基因上共检测到5个SNPs位点:g.117686266T>C、g.117686381A>G、g.117686384A>G、g.117688503T>C和g.117688518T>C。g.117686381A>G位点与g.117686384A>G位点间完全连锁,g.117688503T>C位点与g.117686266T>C、g.117686381A>G和g.117686384A>G位点间不存在连锁关系,而其他各SNP位点间均存在强连锁不平衡关系。5个SNPs位点联合共检测到5种单倍型和10种双倍型,单倍型中以H5的频率最高(0.433)、H2的频率最低(0.059),双倍型中以H3H5的频率最高(0.221)、H1H4的频率最低(0.031)。5个SNPs位点在柯乐猪群体中均呈中度多态性(0.252-HWE<5.991)。g.117688503T>C位点显著影响窝均产仔数和断奶仔猪数,TT基因型个体的窝均产仔数和断奶仔猪数显著高于CC基因型个体;g.117688518T>C位点显著影响断奶仔猪数,CC基因型个体显著高于TT基因型个体。柯乐猪TAC3R基因SNP位点双倍型与其繁殖性状的关联分析发现,H2H4型为窝均产仔数、窝均产活仔数和窝断奶仔猪数3个指标的最优双倍型,H1H3型为平均断奶重指标的最优双倍型。【结论】在柯乐猪TAC3R基因上检测到5个SNPs位点,其中g.117688503T>C和g.117688518T>C位点对柯乐猪的繁殖性能有显著影响。TAC3R基因可作为柯乐猪繁殖性状的候选基因,双倍型H2H4可作为分子标记辅助选择的参考。
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- 太平洋牡蛎MyD88-3基因克隆及溶藻弧菌感染后的表达模式
- 方静, 钱敏桦, 陈泓霖, 杨绍宇, 蔡小辉,
- 【目的】克隆太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)新型髓样分化因子88(MyD88)基因MyD88-3,分析其在溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)感染后的表达模式,为探究太平洋牡蛎MyD88基因在免疫调控中的作用和太平洋牡蛎健康养殖提供理论依据。【方法】克隆CgMyD88-3基因编码区(CDS),运用ProtScale、SWISS-MODEL和InterPro等进行生物信息学分析,采用实时荧光定量PCR分析溶藻弧菌感染前后,CgMyD88-3基因在太平洋牡蛎不同组织中的表达情况。【结果】CgMyD88-3基因CDS长度为537 bp,共编码178个氨基酸残基,CgMyD88-3蛋白相对分子量为20.74 kD,理论等电点为6.10。亚细胞定位预测结果显示CgMyD88-3蛋白位于细胞质,含5个酪蛋白激酶II磷酸化位点(17TEED20、29SNLE32、76TQNE79、118TAND121、123TKED126)和3个蛋白激酶C磷酸化位点(26TMK28、148TAK150、169SEK171)。CgMyD88-3氨基酸序列只含1个TIR(Toll/interleukin-1 receptor)结构域,不含Death结构域。CgMyD88-3氨基酸序列与美洲牡蛎(Crassostrea virginica)CvMyD88-like氨基酸序列相似性最高,为100%,基于MyD88氨基酸序列相似性构建的系统发育进化树显示,CgMyD88-3先和美洲牡蛎CvMyD88-like聚为一支,然后与太平洋牡蛎CgMyD88-T1和CgMyD88-T2聚为一支。实时荧光定量PCR检测发现,CgMyD88-3基因在健康太平洋牡蛎6种组织中均有表达,相对表达量最高的为外套膜组织,鳃组织次之,在其他组织中依次为血细胞>性腺>消化腺>闭壳肌。溶藻弧菌感染后,太平洋牡蛎闭壳肌、消化腺、血细胞和鳃组织中的CgMyD88-3基因相对表达量均明显升高,在闭壳肌、消化腺和血细胞中感染72 h后达最高,在鳃中感染6 h后达最高,而在外套膜组织中感染后各时间段的CgMyD88-3基因相对表达量均低于0 h。【结论】CgMyD88-3基因在健康的太平洋牡蛎各组织中均有分布,在外套膜中的相对表达量最高。溶藻弧菌刺激可诱导Cg MyD88-3基因高表达,表明CgMyD88-3基因可能在太平洋牡蛎抵御外界微生物及病原体感染中扮演重要角色。
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- 乌原鲤源致病性维氏气单胞菌分离鉴定及其毒力基因分析
- 吴伟军, 谭红连, 韩耀全, 杨明伟, 邓冬明, 陈静, 韦信贤, 童桂香,
- 【目的】明确引起乌原鲤(Procypris merus)发病死亡的病原菌,分析其毒力基因,为乌原鲤养殖中的病害诊断及有效防治提供理论依据。【方法】从患病乌原鲤肝脏和肾脏中分离病原菌,采用形态学观察、生理生化特性鉴定及16S rDNA序列分析对分离菌株进行鉴定,通过人工回归感染试验确定分离菌株的致病性,使用纸片扩散法进行药敏试验,并对18种毒力基因进行PCR检测。【结果】从患病乌原鲤肝脏和肾脏中分离纯化到1株革兰氏阴性短杆菌(命名为19042401),经形态学观察、生理生化特性鉴定和16S rDNA序列分析,确定菌株19042401为维氏气单胞菌(Aeromonas veronii);人工回归感染试验结果表明该菌株对乌原鲤具有较强的致病性,半数致死量(LD50)为5.75×107 CFU/kg;药敏试验结果表明,在19种常见抗生素中,菌株19042401对卡那霉素、阿奇霉素、多西环素等6种药物敏感,对链霉素、罗红霉素、庆大霉素等7种药物中度敏感,对青霉素、恩诺沙星、阿莫西林等6种药物耐药;毒力基因PCR检测结果表明,菌株19042401携带Act、Aer、GcaT、Acg、OmpAI、Alt、Fla、Exu、Ser和AhyB共10种毒力基因。【结论】维氏气单胞菌是引起此次乌原鲤发病的致病菌,携带10种毒力基因,对乌原鲤具有较强的致病性,仅对少数药物敏感,对多种常用抗生素具有不同程度的耐药性,养殖生产中可选用多西环素进行治疗。
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- 3个大珠母贝养殖群体生物学特征及肌肉营养成分分析
- 张钰伟, 杨静茹, 温为庚, 邓正华, 赵旺, 陈明强, 王雨, 马振华, 于刚,
- 【目的】探究不同大珠母贝(Pinctada maxima)养殖群体外部形态特征和肌肉营养成分的差异,为不同地理大珠母贝种质资源的分类管理与合理利用提供科学依据,也为野生大珠母贝种质资源的管理与保护提供理论参考。【方法】采集广西北海、海南三亚和广东徐闻等地的大珠母贝养殖群体,测量其体质量、壳长、壳宽、壳高及铰合线长,检测大珠母贝肌肉营养成分,并根据联合国粮农组织和世界卫生组织(FAO/WHO)建议的氨基酸评分标准模式进行品质评价。【结果】北海(BH)群体的壳长、壳宽、壳高和铰合线长均高于三亚(SY)群体和徐闻(XW)群体;SY群体除了体质量和壳宽外,其他形态性状均显著低于BH群体和XW群体(P0.05)。3个群体共检出17种氨基酸,且均以天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、甘氨酸(Gly)和精氨酸(Arg)含量较高,合计占总氨基酸的41.15%~45.56%;SY群体的必需氨基酸指数(EAAI)为73.23%,高于BH群体(64.48%)和XW群体(45.53%)。3个群体共检出9种脂肪酸,SY群体多检测出α-亚麻酸,而BH群体和XW群体多检测出油酸。在3个群体肌肉中未检出n-6系列多不饱和脂肪酸(n-6 PUFA),所检出的n-3系列多不饱和脂肪酸(n-3 PUFA)也只有3种[二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)和α-亚麻酸],且以SY群体的含量最高(0.0443%)。【结论】大珠母贝氨基酸含量丰富且均匀,属于优质蛋白,具有较高的营养价值,且SY群体的综合营养价值优于BH群体和XW群体。
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- 日本蓝鳍金枪鱼养殖技术对我国金枪鱼产业发展的启示
- 张溢卓, 杨子江, 于书洲,
- 【目的】分析日本蓝鳍金枪鱼养殖关键技术,为推进我国蓝鳍金枪鱼试养工作有序开展提供参考,加快形成与我国养殖条件相匹配的新质生产力。【方法】分析日本蓝鳍金枪鱼养殖关键技术以及全人工养殖难点,结合我国金枪鱼养殖技术进展,提出我国金枪鱼产业发展建议。【结果】从养殖方式来看,日本主要采取长期养殖和全周期养殖,长期养殖使用捕获的春夏季洄游至日本沿岸的100~500 g天然苗种,在海上网箱中养至30~60 kg后出售;全周期养殖依靠全人工养殖技术,在人工饲养条件下,使天然雌鱼孵化出仔鱼,喂养至成熟并使第二代雌鱼成功产卵。苗种生产是蓝鳍金枪鱼全周期养殖中技术瓶颈最多、挑战最大的环节,在养殖初期需保障受精卵数量并严格控制苗种养殖密度,从4~6龄雌鱼体内取出直径约1 mm的成熟卵进行受精,按100万粒受精卵放入50~100 t水的比例在陆上水槽中进行饲养,可利用电解海水作为消毒剂,除去受精卵上的神经坏死病毒,提高受精卵活性。根据蓝鳍金枪鱼不同生长阶段投喂轮虫、其他鱼种仔鱼和鱼肉酱等相应饲料。此外,还需克服鱼苗上浮死亡和下沉死亡、互食致死、冲撞网箱致死和难以越冬等人工育苗技术难点。【建议】我国应尽快启动蓝鳍金枪鱼养殖试点,抓住科技攻关主线,切实利用好国家级海洋牧场示范区带动作用和国家级沿海渔港经济区“依港管渔”产业振兴抓手;谋划中外蓝鳍金枪鱼养殖合作模式,加快构建蓝鳍金枪鱼苗种进口渠道;转化前期研究成果并开展科研攻关,促进我国金枪鱼产业发展。
