南方农业学报杂志

南方农业学报杂志2024年第6期

  • 基于环境DNA的夏季鸭绿江流域(丹东段)鱼类多样性分析
    王丹丹, 李欣, 宋洁, 王旭,
    【目的】 基于环境DNA(eDNA)进行夏季鸭绿江流域(丹东段)鱼类多样性分析,以验证eDNA技术应用于鱼类物种多样性监测的可行性,为鱼类群落动态监测、水域生态健康评估及鱼类物种多样性保护提供技术支持,同时为鸭绿江流域(丹东段)鱼类多样性保护提供基础资料。【方法】 于2022年5—8月在鸭绿江流域(丹东段)设5个采样站点,进行4次环境样本采集,经e DNA抽提、PCR扩增、高通量测序和数据库对比注释后,通过R语言(4.1.2)、Tableau2019.4和PRIMER 6.0等进行夏季鸭绿江流域(丹东段)鱼类多样性分析。【结果】 在夏季鸭绿江流域(丹东段)5个采样站点共检测到67种鱼类,隶属于14目30科65属,其中,松江鲈和细鳞鲑已列入《国家重点保护水生野生动物名录》,鲤、鲫、鳙、鲢、草鱼、鮻、武昌鱼、小黄鱼、光泽黄颡鱼、棘头梅童鱼和乌鳢等11种被列入《国家重点保护经济水生动植物资源名录》,香鱼和东北七鳃鳗被列入《国家濒危动物名录》和《辽宁省重点保护野生动物名录》,石川哲罗鲑、鸭绿江茴鱼和花羔红点鲑被列入《中国东北地区珍稀濒危动物志》。鲤、鲫、鲢、草鱼、辽宁棒花鱼、马口鱼、东北雅罗鱼、泥鳅、香鱼、公鱼、大银鱼和杂色杜父鱼等在鸭绿江流域(丹东段)各采样站点组成相似,且均为相对丰度较高的优势物种,是夏季鸭绿江流域(丹东段)的优势鱼类群体。5个采样站点中,以东港站点的Chao1指数、Pielou指数、Shannon指数和Simpson指数最高,丹东站点的Chao1指数、Shannon指数和Simpson指数最低。【结论】 基于e DNA技术检测夏季鸭绿江流域(丹东段)鱼类物种组成及多样性具有可行性和有效性。夏季鸭绿江流域(丹东段)鱼类的生态结构复杂且有波动,尤其是野生珍稀鱼类种质资源保护已迫在眉睫,亟待开展鸭绿江珍稀鱼类资源恢复工作,包括实施禁渔制度,重点研究特有濒危鱼类的人工繁殖技术,以及加强水体生态系统健康监测等。
  • 甘蔗种质材料田间抗螟性综合评价及筛选
    李德伟, 罗亚伟, 黄慧文, 李涛, 梁菊菊, 宋修鹏, 覃振强,
    【目的】 探索甘蔗种质材料田间抗螟性评价体系,并对163份不同甘蔗种质材料进行田间抗螟性评价,了解各材料对甘蔗螟虫的抗性表现,筛选优良的抗螟性甘蔗种质材料,为甘蔗抗螟种质创新、新品种选育及抗螟品种的推广应用提供参考。【方法】 通过田间甘蔗螟虫自然种群感虫法,跟踪调查163份甘蔗种质材料3年(1新2宿)田间的苗期螟害枯心率和生长中后期螟害节率,以新台糖22号(ROC22)作为抗螟性对照品种,计算各甘蔗种质材料的相对螟害减退率,并以相对螟害减退率及相应的甘蔗抗螟性分级评价体系对供试甘蔗种质材料进行抗螟性评价和筛选。【结果】 163个甘蔗种质材料“1新2宿”的螟害枯心率在1.74%~21.75%、螟害节率在1.17%~9.74%;供试材料中3年均进入苗期螟害枯心率最重前20名的材料只有CP09-4707,均进入苗期螟害枯心率最轻前20名的材料为0份,均进入中后期螟害节率最轻或最重前20名的材料也为0份。抗螟性评价结果表明,在新植苗期、新植生长中后期、第1年宿根苗期、第1年宿根生长中后期、第2年宿根苗期和第2年宿根生长中后期的抗螟性表现为中抗以上的甘蔗种质材料数量分别有96、151、48、88、106和147份;以韦恩图分析方法筛选出GT03-571、GT03-1438、GT03-2887、YT96-86、GT02-467、Q200、T6、T5、ROC22、T8和GT42共11份甘蔗种质材料在6个生长时期的抗螟性表现均在中抗以上。【结论】 建立了一种能有效结合甘蔗品种区域试验、对照品种明确易得、操作方法简单、可对甘蔗6个不同生长期抗螟性进行评价的评价体系。不同甘蔗种质材料间螟害率存在较大差异,抗螟性差异客观存在。筛选出11份在6个生长期抗螟性表现均在中抗以上的甘蔗种质材料,可用于抗螟新品种选育。
  • 冠突曲霉UBC与MAT1-2-1互作关系验证及功能研究
    张胜花, 费正林, 杨胡艳, 孙冰, 张锐, 葛永怡,
    【目的】 验证冠突曲霉泛素结合酶(UBC)与交配型蛋白(MAT1-2-1)的互作关系,对UBC基因进行功能研究,为深入解析冠突曲霉有性产孢机制提供理论参考。【方法】 采用实时荧光定量PCR检测UBC基因在冠突曲霉有性发育阶段的表达水平,酵母双杂交试验验证MAT1-2-1与UBC的互作关系,利用无缝克隆方法构建pDHt/sk-hyg-UBC过表达载体,并转化冠突曲霉获得UBC过表达菌株,对过表达菌株进行表达量检测、形态学观察及氧和盐胁迫的耐受性测定。【结果】 PCR克隆获得UBC基因的编码区(CDS)序列,长度为474 bp,编码157个氨基酸残基,相对分子质量为39587.24 Da,理论等电点为5.16,为疏水的不稳定蛋白,含跨膜结构域,定位于细胞核,属于UBCc超家族成员。有性发育阶段(闭囊壳形成期和子囊孢子大量形成期)UBC基因的相对表达量显著高于营养菌丝体阶段(P<0.05,下同)。自激活检测结果显示,UBC无自激活作用;酵母双杂交验证结果显示,UBC与MAT1-2-1存在互作关系。通过构建过表达载体pDHt/sk-hyg-UBC成功获得UBC过表达菌株(OE::UBC)。与野生型菌株相比,UBC和MAT1-2-1基因在UBC过表达菌株的相对表达量均显著升高。UBC过表达菌株与野生型菌株在MYA、MYA+5%NaCl和MYA+17%NaCl固体培养基上的菌落形态无明显差异。过表达菌株能分别在含18 mmol/L过氧化氢和25%NaCl的培养基中生长,而野生型菌株不能生长,说明UBC基因的过表达提高冠突曲霉对氧胁迫和盐胁迫的耐受性。【结论】 UBC基因可能与冠突曲霉的有性发育相关,且与MAT1-2-1基因存在共表达特征。由于UBC与MAT1-2-1存在互作关系,且UBC基因的过表达可明显增强冠突曲霉的抗氧化和抗盐能力,故推测UBC通过与MAT1-2-1发生互作共同参与冠突曲霉的氧胁迫和盐胁迫应答过程。
  • 基于SLAF-Seq的阿拉比卡咖啡遗传多样性分析
    李学俊, 王步天, 赵猛, 施学东, 陈治华, 谢纯, 卢云峰, 董相书, 马银波, 葛宇,
    【目的】 采用特异性位点扩增片段测序(SLAF-Seq)技术对阿拉比卡咖啡种质资源进行遗传多样性分析,明确本地咖啡种质遗传背景,为阿拉比卡咖啡新品种选育提供理论依据。【方法】 以国内外40份阿拉比卡咖啡和4份非阿拉比卡咖啡(外类群对照)种质资源为材料,采用SLAF-Seq技术对其进行SNP标记开发及系统发育、群体遗传结构及主成分分析。【结果】 所有供试咖啡属种质资源测序共获得220.54 Mb数据,测序样品平均Reads数量为5012189条,测序平均Q30为95.90%,平均GC含量为39.48%。定位到参考基因组的Clean reads占所有Clean reads总数的百分比平均为95.05%。从44份咖啡属种质资源中共检测到214254个SLAF标签,平均每份样品SLAF标签数量为140742。SLAF标签在每份样本中的分布数量为46234~171026个。共开发出1186433个群体SNP分子标记,每个样品的SNP分子标记数目为381105~903823个,SNP分子标记完整度为32.12%~76.18%,杂合率为6.23%~17.49%。阿拉比卡咖啡SNP分布具有一定的区域集中性,主要集中在1c~11c这套来自其中一个亲本卡尼弗拉咖啡(中粒种)染色体组上。系统发育、群体遗传结构及主成分3种聚类结果显示,阿拉比卡咖啡铁皮卡型、阿拉比卡咖啡波邦型和含有Catimor的类群被明显区分开来独立成群,并明确了18份阿拉比卡咖啡种质的遗传背景。【结论】 40份阿拉比卡咖啡主要分为铁皮卡型类群、波邦型类群和含有Catimor商品种质的类群。采用SLAF-Seq技术所开发的SNP分子标记可准确分析阿拉比卡咖啡资源遗传多样性。
  • 重庆核桃种质资源表型性状多样性分析
    唐佳佳, 李秀珍, 刘小波, 李彩, 魏立本, 彭秀, 周小舟,
    【目的】 分析重庆核桃种质资源表型性状多样性,为重庆核桃种质资源客观评价及合理开发利用提供理论参考。【方法】 从重庆地区收集了16个实生居群(产区)的181份核桃种质资源,依据国家标准及行业标准对其植株和坚果的28个表型性状(17个质量性状和11个数量性状)进行测定,并分析其变异系数、遗传多样性及各表型性状间的相关性,最后基于表型性状进行聚类分析。【结果】 181份核桃种质17个质量性状的Simpson指数和Shannon-Wiener指数分别为0~0.87和0~1.93,其中以小叶形状、树冠、核壳表面特征和核仁皮色的多样性较丰富;11个数量性状的变异系数介于8.70%~53.70%,其中单枝结果数变异系数最大,果形指数变异系数最小。16个实生居群181份核桃种质的28个表型性状变异系数为0~67.90%,平均为19.79%;各居群间表型性状变异系数为15.20%~26.38%。181份核桃种质的多样性来源于居群内变异和居群间变异,但居群内的变异起主要作用,且坚果表型性状的变异较其他性状更大。相关分析发现,11个数量性状间的相关系数有29对达到显著(P<0.05,下同)或极显著(P<0.01,下同)水平,核桃表型数量性状间存在丰富的相关,其中显著正相关的性状有24对,显著负相关的性状有5对。聚类分析结果显示,当遗传距离为22.5时,可将181份核桃种质分为三大类群,来自同一地区的材料分散于各类群中,聚类结果无明显地域性。【结论】 重庆具有丰富的核桃种质资源,核桃表型多样性高,其表型变异主要来源于居群内变异;重庆核桃种质资源的亲缘关系与地理来源无明显相关性。
  • 生姜根际解磷芽孢杆菌的筛选及其促生效应评价
    何朋杰, 罗李琦, 程晓睿, 史志明, 王文佳, 崔文艳,
    【目的】 筛选和鉴定生姜根际解磷芽孢杆菌,并评估其解磷能力及促生效应,为生姜根际解磷芽孢杆菌菌种资源的挖掘和微生物肥料的开发利用提供理论依据。【方法】 以296株生姜根际芽孢杆菌为供试菌株,通过无机磷选择性培养基筛选出能高效水解磷酸钙的菌株;通过室内试验,分析解磷菌株的溶磷活性和生长素(IAA)产生能力;通过温室盆栽试验,评估解磷菌株对玉米和生姜的促生效应及其对根际土壤速效磷含量的影响;结合形态学观察、生理生化特性测定及16S rRNA序列分析,确定解磷菌株的分类地位。【结果】 从296株生姜根际芽孢杆菌中筛选出6株具有良好溶磷活性的芽孢杆菌,分别为菌株L9、L11、L12、L54、HC-5和C42。室内试验结果表明,接种后第5 d,6株菌株发酵液内可溶性磷含量达峰值,范围在118.90~179.33 mg/L;振荡培养48 h后,6株菌株发酵液内IAA含量为2.09~3.49μmol/L。通过分析NBRIP培养液中可溶性磷含量与pH的关系,发现在接种后的1~5 d内,可溶性磷含量与pH存在显著负相关(P<0.05,下同)。种子萌发试验结果显示,C42和L54菌株显著提升了玉米种子的发芽率和发芽势。在温室盆栽条件下,菌株L54和L11在促生玉米植株生长和溶磷能力方面效果较优。与空白对照相比,经L54和L11菌株处理后,玉米的株高、叶长、根长、地上部鲜重、地下部鲜重和地上部干重增加11.11%~88.89%,根际土壤速效磷含量分别增加49.29%和42.46%;同样,经L54和L11菌株处理后,生姜的株高、地上部鲜重和姜块鲜重显著增加17.94%~42.06%,根际土壤速效磷含量分别增加73.80%和69.45%。经鉴定,这6株解磷菌株均属于贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。【结论】 从生姜根际芽孢杆菌中筛选得到6株具有良好溶磷能力的贝莱斯芽孢杆菌,这些菌株能有效促进玉米和生姜植株生长,还能增加玉米和生姜根际土壤中的速效磷含量,具备开发为微生物肥料的潜力。
  • 宁夏盐碱地水稻根系形态和生理指标与产量的相关分析及综合评价
    田浩天, 方晶莹, 闵炜芳, 舍杨梦斐, 罗成科,
    【目的】 比较分析宁夏盐碱地不同水稻品种(系)根系形态和生理指标与产量的关系,筛选适宜宁夏盐碱地种植的高产水稻品种(系),为宁夏盐碱地高产水稻品种的选育和种植提供参考。【方法】 以4个宁夏常规水稻种植品种(宁粳52号、宁粳57号、96D10、HJW14)和1个海稻86衍生系(陈2)为试验材料,在宁夏盐碱地进行大田种植试验,在生育期关键节点(苗期、分蘖期、抽穗期和灌浆期)测定根系形态指标(根直径、根长、根表面积、根体积、根鲜重和根干重)、生理指标超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、根系活力、根系总吸收面积和根系活跃吸收面积和产量及构成因素指标(穗数、穗粒数、千粒重、结实率、产量),并利用相关分析、主成分分析和隶属函数法对不同品种(系)水稻进行综合评价。【结果】 不同水稻品种(系)的根直径随着生育期的推进呈逐渐增加趋势,根长、根表面积、根体积在苗期到抽穗期呈逐渐增加趋势,在抽穗期到灌浆期呈下降趋势。宁粳52号、宁粳57号和陈2的根系形态整体表现优于96D10和HJW14。陈2和宁粳57号的根系活力优于宁粳52号、96D10和HJW14。宁粳52号、宁粳57号和陈2的根系总吸收面积和根系活跃吸收面积整体上高于96D10和HJW14。宁粳52号、宁粳57号和陈2在不同生育期的SOD和POD活性均高于96D10和HJW14。在产量表现方面,宁粳52号的产量最高,达7420.97 kg/ha,HJW14的产量最低,为4970.94 kg/ha。相关分析结果表明,产量与根系总吸收面积呈显著正相关(P<0.05),与SOD和POD活性呈极显著正相关(P<0.01);主成分分析结果确定根长、根表面积、根鲜重、根干重、根系活力、根系活跃吸收面积、SOD活性和千粒重为耐盐碱关键指标。利用隶属函数结合权重分析法得到不同水稻品种(系)耐盐碱的综合评价值(D)排序为宁粳57号>宁粳52号>陈2>96D10>HJW14。【结论】 综合D值与实际产量考虑,宁粳52号在盐碱地表现相对较好,适宜作为宁夏盐碱地种植与示范的高产水稻品种。
  • 普洱市茶园土壤pH、有机质和中微量养分分析及肥力综合评价
    周龙, 彭晓云, 汤利, 普正仙, 王芳, 赵平,
    【目的】 采用土壤肥力综合评价指数法对普洱市茶园土壤pH、有机质和中微量元素含量进行综合评价,为普洱市茶园土壤养分管理和茶叶品质提升提供科学指导。【方法】 采集普洱市4个典型茶叶种植区的40个茶园土壤样品,测定土壤pH、有机质及中微量元素(钙、镁、铁、锰、铜、锌)有效含量,采用隶属度函数模型计算土壤肥力综合指数,综合评价普洱市茶园土壤养分特征和肥力质量。【结果】 普洱市茶园土壤总体呈酸性,pH为4.0~5.8,平均值为4.8。土壤有机质、有效钙、有效镁、有效铁、有效锰、有效铜和有效锌含量为4.9~41.6 g/kg、87.7~2351.9 mg/kg、56.9~272.2mg/kg、40.3~107.3 mg/kg、2.8~64.8 mg/kg、0.3~2.9 mg/kg和0.5~5.2 mg/kg,平均值为23.4 g/kg、853.8 mg/kg、134.5 mg/kg、77.8mg/kg、38.3mg/kg、1.2mg/kg和2.7mg/kg,平均含量均达适宜水平,但不同茶园空间分布差异较大。其中,95.0%茶园表层土壤有机质含量、55.0%茶园土壤有效钙含量、62.5%茶园土壤有效镁含量达适宜及以上水平,95.0%以上茶园土壤的微量元素有效铁、有效锰、有效铜和有效锌含量适宜茶树生长。茶园土壤肥力综合指数为0.59~1.00,平均值为0.83,土壤营养状况总体较好。土壤肥力综合指数与有机质、有效镁、有效锰、有效铜和有效锌含量呈极显著正相关(P<0.01)。【结论】 普洱市茶园土壤pH、有机质含量适宜高产优质茶树种植,针对土壤有效钙和有效镁等中量元素含量不足,铁、锰、铜、锌等微量元素含量过高及养分空间分布不均衡现状,需进行优化施肥和科学精准施肥,适当控制微量元素投入,加强茶园土壤测土配方工作,以维持普洱市茶园的高产优质生产。
  • 花椒根腐病拮抗菌株W-1基因组测序及抑菌机理研究
    田凤鸣, 陈强, 何九军, 张晓娜, 王国斌,
    【目的】 分析贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)W-1的全基因组序列信息,探究其对花椒根腐病的生防机理,为该菌的高效开发和应用提供生物信息学基础,并为该菌开发为生物农药提供理论支持。【方法】 采用三代PacBio平台测序技术对菌株W-1进行全基因组测序,并对测序结果进行基因功能注释和比较基因组学分析;采用菌丝生长速率法测定菌株W-1发酵液乙酸乙酯提取物对花椒根腐病病原菌菌丝形态、病原菌孢子悬浮液电导率和核酸含量的影响。【结果】 菌株W-1基因组全长4166284 bp,GC含量为46.32%,其中编码蛋白基因4037个;GO、eggNOG和KEGG数据库中注释到的基因数分别为2935、3087和2185个;预测到菌株W-1能产生14种次级代谢产物合成基因簇,包括surfactin、butirosin A/butirosinB、planttazolicin、macrolactinH、bacilaene、fengycin、diffcidin、bacillibactin和bacilysin等9种已知基因簇及5种未知基因簇;菌株W-1特有的基因家族53个,特有基因414个,与模式菌株B. velezensis FZB42的亲缘关系较近。菌株W-1提取物对花椒根腐病病原菌菌丝生长具有明显的抑制作用,最小抑菌浓度(MIC)为4.50 mg/mL、最小杀菌浓度(MFC)为9.00 mg/mL。菌株W-1提取物可造成病原菌菌丝内含物外渗,在提取物浓度9.00 mg/mL处理10 h后,病原菌孢子悬浮液相对电导率比空白对照高57.63%、核酸含量比空白对照高64.91%。【结论】 贝莱斯芽孢杆菌W-1能产生多种抗菌物质,其发酵液乙酸乙酯提取物可破坏花椒根腐病病原菌菌丝细胞膜的完整性,具有开发成生物农药的潜力,在花椒根腐病的绿色防控中具有良好的应用前景。
  • 抗辣椒青枯病的糖类筛选及抗性机制研究
    高于岚, 高连宝, 傅慧珍, 汪志伟, 成善汉, 朱国鹏, 于文进,
    【目的】 筛选抗辣椒青枯病的糖类,并分析其抗性机制,为辣椒青枯病防治药剂的开发提供理论依据。【方法】 以蔗糖、麦芽糖、L-阿拉伯糖、D-乳糖、D-棉子糖、D-果糖、D-半乳糖、D-葡萄糖、D-核糖和D-木糖10种糖为试验材料,供试菌株为假茄科雷尔氏菌(Ralstonia pseudosolanacearum)RS03,分析青枯菌对糖的同化作用,采用幼苗试验和室内盆栽试验筛选对辣椒青枯病防治效果最佳的糖。通过抗菌活性、致病性和趋化性测定分析糖与青枯菌的相互作用;接种青枯菌后第2、4、6和8 d,测定经糖处理的辣椒茎部过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)和多酚氧化酶(PPO)等防御酶活性。【结果】 10种糖中,L-阿拉伯糖、D-乳糖和D-棉子糖不被青枯菌同化,选择其进行后续试验;幼苗试验结果表明,L-阿拉伯糖和D-棉子糖均显著降低辣椒青枯病的发病率(P<0.05,下同);室内盆栽试验结果表明,L-阿拉伯糖对辣椒青枯病的防治效果最佳,达90.67%。分析L-阿拉伯糖与青枯菌的相互作用,结果表明,L-阿拉伯糖对青枯菌无抑菌作用且对其致病性没有影响,青枯菌对L-阿拉伯糖无趋化性。防御酶活性检测结果表明,L-阿拉伯糖处理能显著提高辣椒茎部POD、PAL和PPO活性,POD和PPO活性均随着青枯菌接种时间的推移呈增长趋势,在接种8 d后达峰值,分别为571.11和125.33 U/g;而PAL活性呈波动变化趋势,接种后第4 d达峰值,为24.13 U/g。【结论】 L-阿拉伯糖对辣椒青枯病的防治效果最佳,其能通过提高植株体内防御酶活性来增强辣椒对青枯病的抗性,具有开发成新型辣椒青枯病防治药剂的潜力。
  • 芒果蓝色切梢象甲成虫形态特征及产卵行为研究
    柏天琦, 易怀锋, 张翠仙, 尼章光, 王美存, 姜艳, 陈于福, 廖苑君, 解德宏, 张宏瑞,
    【目的】 明确芒果蓝色切梢象甲成虫的形态特征、为害特点、成虫产卵行为及产卵选择性,为该虫田间识别、对寄主植物的适应性研究及综合防治策略的制定提供理论依据。【方法】 采用田间调查、录制视频和室内显微观察的方法,描述并记录芒果蓝色切梢象甲成虫的形态特征、为害芒果嫩梢的特点,并研究成虫产卵行为及对嫩梢大小的产卵选择性。【结果】 芒果蓝色切梢象甲成虫蓝绿色,喙细长,微弯;雄性触角着生于近喙基部1/4处,雌性着生于近喙基部1/5处。雌虫产卵行为由行走、钻切梢孔、钻产卵孔、产卵、再次钻孔、隐藏和离开7种离散的行为类别组成;每种行为类别单次发生的平均持续时间分别为:钻切梢孔33.24 s、钻产卵孔144.92 s、产卵25.25 s、再次钻孔80.30 s及隐藏19.29 s。产卵时,该虫首先用喙在芒果嫩梢上连续钻切梢孔,形成数圈近螺旋形紧密排列的小孔;随后在切梢孔上方连续钻产卵孔,并在喙能达到的产卵孔底部作体积较大的卵室,最终在嫩梢上形成数条连续的近直线型排列的产卵孔。连续钻产卵孔过程中,该虫会随机选择几个产卵孔产卵,通常1个产卵孔产1粒卵,每个嫩梢上产2~8粒卵。当粗细不同的顶梢和侧梢同时存在时,93.33%的雌虫会优先选择在较粗的顶梢上产卵。【结论】 芒果蓝色切梢象甲具有复杂的产卵行为,其中包括产卵前有特殊的切梢过程。产卵时雌虫会优先选择在较粗壮的嫩梢上产卵。田间可通过近螺旋形紧密排列的切梢孔和近直线型排列的产卵孔识别该虫为害。
  • 响应面法优化生防暹罗芽孢杆菌JZ1-4-10的发酵参数
    蒙耀, 陈红雨, 吴慧芳, 魏琳, 沈硕,
    【目的】 优化暹罗芽孢杆菌JZ1-4-10的发酵培养基组分配比和发酵条件,以提高其对马铃薯干腐病菌的抑菌活性,为后续相关生防制剂的工业开发及农业应用打下理论基础。【方法】 通过单因素试验筛选菌株JZ1-4-10生长的最佳碳源、氮源、无机盐及适宜浓度,通过响应面法获得菌株JZ1-4-10的最佳发酵培养基组分配比,在此基础上优化菌株JZ1-4-10的发酵温度、pH、接种量、装液量和摇床转速等发酵条件。【结果】 菌株JZ1-4-10的最佳碳源、氮源和无机盐分别为玉米粉、大豆蛋白胨和KCl。以玉米粉(A)、大豆蛋白胨(B)和KCl(C)为因变量,菌株JZ1-4-10对马铃薯干腐病病原菌茄病镰刀菌的抑菌活性为响应值,拟合得到菌株JZ1-4-10抑菌率(y)的二次多项回归方程为y=64.02+0.4937A+2.31B-2.19C-1.17AB+138AC-1.81BC-4.73A2-4.58B2-3.86C2,其中,玉米粉、大豆蛋白胨和KCl间的交互作用对菌株JZ1-4-10抑菌活性的影响均达显著水平(P<0.05),尤其玉米粉与KCl及大豆蛋白胨与KCl的交互作用对抑菌活性的影响达极显著水平(P<0.01)。响应面分析优化得到菌株JZ1-4-10的最佳发酵培养基组分配方:玉米粉0.94%、大豆蛋白胨1.23%、KCl 0.72%,且该条件下菌株JZ1-4-10的抑菌活性的实际值为65.20%,与试验预测的64.63%非常接近。经单因素优化后菌株JZ1-4-10的最佳发酵条件为装液量90 mL/250 mL、接种量1.5%、摇床转速160 r/min、培养温度30℃、p H 7。【结论】 优化后的培养基提高了菌株JZ1-4-10的产孢量和抑菌活性,优化的发酵方案可用于快速、大批量培养菌株JZ1-4-10菌悬液。
  • 枣ZjPG基因表达分析及载体构建
    仇力平, 晁瑞强, 梁晋军, 温鹏飞, 张鹏飞,
    【目的】 克隆枣多聚半乳糖醛酸酶(Polygalacturonase,PG)基因,分析ZjPG基因表达模式并构建过表达载体,为探究ZjPG基因调控枣裂果的分子机制及培育抗裂枣品种提供理论参考。【方法】 以壶瓶枣为试验材料,克隆ZjPG基因(ID:LOC107426373),采用ExPASy、SOPMA、SWISS-MODEL等在线工具对ZjPG蛋白进行生物信息学分析;利用MEGA 7.0构建基于PG氨基酸序列的系统发育进化树并分析ZjPG基因启动子顺式作用元件;通过荧光定量PCR检测枣不同组织(幼叶、成熟叶、花、幼果和膨大期、白熟期、脆熟期及完熟期果实)与不同浓度茉莉酸甲酯(MeJA,0.2和0.4 mol/L)和脱落酸(ABA,0.2 mol/L)处理下枣果实及脆熟期正常果实和开裂果实中ZjPG基因的相对表达量,并构建ZjPG基因过表达载体。【结果】 壶瓶枣中ZjPG基因的编码区(CDS)序列全长为1353 bp,与NCBI网站ZjPG基因CDS序列相似性为99.70%,氨基酸序列相似性为99.33%,说明成功克隆ZjPG基因。ZjPG蛋白分子量为49145.28 Da,编码450个氨基酸残基,理论等电点为6.27,无跨膜结构域,为稳定亲水性蛋白,含有Pgu1保守序列。其二级结构由12.67%的α-螺旋,32.22%的延伸链,8.00%的β-折叠及47.11%的无规则卷曲组成。系统发育进化树结果显示,ZjPG与拟南芥AtPG和葡萄VvPG的亲缘关系较近,ZjPG与其他9个物种的PG蛋白基序具有高保守性。ZjPG基因的启动子中包含多个激素响应顺式作用元件。实时荧光定量PCR检测结果显示,ABA和MeJA均可诱导ZjPG基因表达;裂果中ZjPG基因相对表达量显著高于正常果(P<0.05);ZjPG基因在壶瓶枣的叶、花和果实中均有表达,在完熟期果实中的相对表达量最高。成功构建pCAMBIA-1300-ZjPG表达载体。【结论】 成功克隆壶瓶枣ZjPG基因CDS序列并成功构建该基因的过表达载体,不同物种之间的PG蛋白序列具有高度保守性,ZjPG基因的表达受到ABA和MeJA信号调控,在裂果中高表达,ZjPG基因表达具有组织特异性和时空特异性。
  • 根癌农杆菌介导彩色马蹄莲遗传转化体系的建立及优化
    李菲, 曹永琼, 王纲, 郭彦兵, 李紫薇, 吴红芝,
    【目的】 建立及优化根癌农杆菌介导的彩色马蹄莲(Zantedeschia hybrida)遗传转化体系,为提高彩色马蹄莲遗传转化效率及培育彩色马蹄莲抗性品种提供理论参考依据。【方法】 将不同外植体(茎基、叶、不定芽)和不同浓度噻苯隆(TDZ)(0.001、0.002和0.005g/L)进行正交试验筛选外植体和丛生芽增殖培养基;液氮冻融法将pCAMBIA2301和pBI121质粒转入农杆菌LBA4404感受态细胞。以β-葡萄糖苷酸酶(GUS)基因作为农杆菌介导转化测定的报告基因,对彩色马蹄莲的丛生芽进行遗传转化,阳性苗经PCR扩增验证转化结果。通过不同硫酸卡那霉素(Kan)浓度(50、100和150 mg/L)、侵染时间(25、30和40 min)及共培养时间(2和3 d)3因素正交试验筛选最佳转化条件。【结果】 外植体为不定芽的丛生芽诱导率极显著高于茎基和叶(P<0.01),当不定芽为外植体、TDZ浓度为0.002mg/L时,丛生芽增殖倍数(5.12倍)显著高于0.001和0.005mg/LTDZ处理(P<0.05),筛选出M6培养基+0.002mg/L TDZ+30g/L蔗糖+6.25g/L琼脂为丛生芽增殖培养基;影响阳性频率因素排序为:侵染时间>Kan浓度>共培养时间。当Kan浓度为50 mg/L、侵染时间25 min及共培养时间为3 d为最优侵染条件,此时,GUS+丛生芽出芽频率和PCR阳性频率最高,分别为54.0%和15.27%。【结论】 成功优化彩色马蹄莲遗传转化体系,最佳外植体为不定芽,转化体系最佳组合为Kan浓度为50 mg/L、侵染时间为25 min及共培养时间为3 d。
  • 盐胁迫对嫁接西瓜幼苗盐离子分布和生理特性的影响
    李雪芳, 柳雪, 王西娜, 赵伟杰, 孙晶晶, 李小玉, 马纪龙, 何熙源, 马佳乐, 谭军利,
    【目的】 研究盐胁迫对嫁接西瓜幼苗盐离子分布和生理特性的影响,为调控盐胁迫下西瓜生长及合理开发利用地下微咸水和盐渍化土壤提供理论参考。【方法】 以嫁接西瓜幼苗为试验材料,以营养液矿化度为2.5 g/L(对照,CK)的霍格兰营养液为基础,添加不同矿化度(3.0、3.5、4.0和4.5g/L)微咸水溶液处理,测定不同处理下西瓜幼苗鲜重(FW)、干重(DW)、叶绿素相对含量(SPAD值)、不同组织中K+、Na+、Cl-积累量和K+/Na+值及各项生理指标超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)含量);并对各项指标进行相关性和主成分分析(PCA)以及盐胁迫阈值评价。【结果】 随着微咸水矿化度的升高,西瓜幼苗植株的FW和DW均呈降低趋势,矿化度为4.0和4.5 g/L时,植株FW分别较CK显著降低33.38%和38.08%(P<0.05,下同)。与CK相比,矿化度为3.0~4.5 g/L时,根系中的Cl-积累量显著提高348.43%~492.52%;茎和叶中Cl-积累量在矿化度为4.5 g/L时达到峰值。不同组织中K+积累量均随着矿化度的升高而降低,当矿化度为4.5 g/L时,根、茎、叶中K+积累量较CK分别显著降低52.15%、52.16%和54.61%。西瓜幼苗不同组织和整株中Na+积累量随营养液矿化度增加而增加。营养液矿化度为4.5 g/L时,根、茎、叶中的K+/Na+值较CK分别显著降低59.68%、61.63%和52.70%。随营养液矿化度升高,西瓜幼苗叶片SPAD值逐渐降低,二者呈直线相关关系;西瓜幼苗叶片中SOD、CAT活性和Pro含量分别与矿化度呈二次曲线、直线和抛物线关系。西瓜幼苗根系和叶片中MDA含量均随矿化度升高而增加,较CK和3.5 g/L矿化度,根系中MDA含量分别显著增加27.30%和25.83%,叶片中分别显著增加19.07%和12.71%。相关性分析及PCA结果显示,幼苗FW与西瓜幼苗各组织离子积累量具有一定的相关性,第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)累计贡献率达67.8%。盐胁迫阈值分析与评价结果显示,西瓜幼苗轻度盐胁迫矿化度阈值为2.80~3.91 g/L,中度盐胁迫阈值为3.91~5.32 g/L,重度盐胁迫阈值>5.32 g/L。【结论】 盐胁迫下,西瓜幼苗体内Na+和Cl-积累量降低植株对K+吸收,破坏渗透调节物质和抗氧化酶系统,引起膜脂氧化,降低幼苗生物量;叶Pro含量、茎Cl-积累量、叶和根MDA含量可作为西瓜幼苗遭受盐胁迫的综合评价指标。
  • 毛茛科3种植物在遮光下叶片解剖结构比较及耐阴性评价
    王玟玥, 赵丹丹, 张鸽香, 苏同向,
    【目的】 研究遮光对毛茛科3种植物的叶片解剖结构的影响并评价其耐阴性,为毛茛科植物的园林应用提供参考依据。【方法】 以毛茛(Ranunculus japonicus)、华东唐松草(Thalictrum fortunei)和卵瓣还亮草(Delphinium anthriscifolium var. savatieri)为材料,系统研究在全光照及30%、50%、70%和90%遮光处理下,其叶片表皮特征和解剖结构的变化;运用主成分分析法和隶属函数法对叶片解剖结构相关指标进行主成分分析,计算各指标在综合得分中的权重,并对3种植物的耐阴性进行综合评价。【结果】 在对3种植物遮光处理的过程中,随着遮光程度增加,毛茛的气孔密度先减小后增大,华东唐松草和卵瓣还亮草的气孔密度则逐渐减小;除毛茛外,其余2种植物的上下表皮厚度随光照降低大致呈减小趋势,毛茛上表皮厚度先减小后增大,下表皮厚度则先增大后减小;卵瓣还亮草的叶片厚度随遮光程度增大逐渐减小,毛茛和华东唐松草则先增大后减小。3种植物栅栏组织厚度均与遮光度负相关;随着遮光程度增加,卵瓣还亮草的海绵组织厚度逐渐减小,毛茛和华东唐松草则先增大后减小;除华东唐松草栅海比逐渐减小外,其余2种植物的栅海比均呈先降后升的变化趋势;3种植物组织结构紧密度均先下降后上升,组织结构疏松度则相反。综合评价结果显示,指标贡献值排序从大到小依次为海绵组织厚度、叶片厚度、栅栏组织厚度、气孔密度、叶片组织结构疏松度、上表皮厚度、栅海比、叶片组织结构紧密度和下表皮厚度,毛茛和卵瓣还亮草较适宜生长在遮光程度为30%的环境,华东唐松草则在50%遮光环境下生长更佳。【结论】 毛茛科3种植物可通过调节叶片微观结构来维持自身生理机能来适应外部光照变化,其海绵组织厚度、叶片厚度、栅栏组织厚度、气孔密度可作为植物耐阴性筛选的主要参考指标。
  • 不同种源掌叶木种实性状及发芽能力差异
    郭新, 郭松, 邓雅诗, 马朝阳, 王安伟, 于亚晴, 张秀华, 李在留,
    【目的】 为了解不同种源地掌叶木种实性状及发芽能力的差异,挖掘掌叶木野生优质种质资源,为掌叶木优良种源选择提供科学依据。【方法】 以广西田林、乐业、凤山、环江及贵州独山5个种源地掌叶木果实/种子为试材,测量形态大小、含水量、千粒重和发芽率等17项种实性状及种子发芽指标,采用相关分析和聚类分析揭示种实性状、发芽能力与种源地理、气候因子的关系并进行综合评价。【结果】 5个种源间各种实性状及发芽能力差异极显著(P<0.01,下同),其中乐业种源种形系数最大(1.44),凤山的种子含水量最高(43.90%)。17项测定性状变异系数范围为5.02%~103.72%,其中发芽势变异系数最大,平均发芽速度变异系数最小。相关分析结果显示,发芽率与种形系数、种子含水量呈显著正相关(P<0.05,下同),发芽指数与种子含水量呈极显著正相关,表明种形系数越大,种子越狭长、种子含水量越高,发芽能力越强;种实性状和发芽能力与经纬度均无显著相关性(P>0.05),与海拔和年均降水量分别呈正、负相关。主成分分析结果表明,前4个主成分累计方差贡献率达87.110%。聚类分析得出,种子长度和直径较长、发芽率较低的田林、环江、乐业和独山归为一个类群,种子长度和直径较短、发芽率较高的凤山单独为一类群。供试种源中,乐业种源综合得分最高,田林次之。【结论】 掌叶木种实的表型性状和发芽能力种源差异明显,各性状间具有一定相关性。种实性状与发芽能力受海拔、年降水的协同选择作用,具有随机变异的特点,综合评价表明,乐业种源在种实性状和发芽能力表现最优,可作为潜在的优良种源进行培育。
  • 基于GA-BP神经网络的鲅鱼鲜味肽美拉德反应增鲜研究
    张青祥, 陈传奇, 娄湘琴, 董延玲, 楚英珂, 于少轩, 肖海芳, 刘代新, 朱兰兰,
    【目的】 建立遗传算法(GA)与多层前馈神经网络算法(BP神经网络)预测模型,优化鲅鱼副产物鲜味肽美拉德反应过程中的关键参数,为研制鲅鱼调味品及促进鲅鱼资源的绿色加工利用提供参考依据。【方法】 以鲅鱼副产物为原料,加入适量D-木糖进行美拉德反应增鲜,采用单因素试验分别考察D-木糖质量浓度、初始pH、反应时间和反应温度对反应产物褐变值(A420 nm)、最终pH和感官评分的影响;在此基础上,建立以D-木糖质量浓度、初始pH、反应温度和反应时间为输入层,以产物的感官评分为输出层的BP神经网络,并利用GA进行寻优;通过氨基酸分析,对比美拉德反应前后氨基酸变化,分析鲜味的变化情况。【结果】 单因素试验结果显示,当D-木糖质量浓度为40 g/L、初始pH为6.0、反应时间为90 min、反应温度为120℃时,鲅鱼副产物鲜味肽A420 nm、最终pH和感官评分达最佳。使用69组样本对GA-BP神经网络模型进行7次迭代后,均方误差(MSE)达最小值0.005287,样本相关系数(R)最大值为0.98317,得到准确度最优的拟合模型;使用18组样本对模型进行验证分析后发现,18组样本的R=0.98787,表明建立的GA-BP神经网络模型可很好地预测不同工艺参数下美拉德反应结果;使用该模型得到最佳工艺条件:D-木糖质量浓度36 g/L、初始p H 5.4、反应时间70 min、反应温度119℃,在此条件下,鲜味肽的感官评分为9.58分,与预测值(9.62分)接近。鲅鱼副产物鲜味肽的水解氨基酸经美拉德反应后,鲜味氨基酸含量增加,特别是谷氨酸含量从56.21 mg/g增至70.39 mg/g,提高25.23%;甜味氨基酸含量从103.98 mg/g增至155.64 mg/g,提高49.68%;而游离氨基酸在美拉德反应后大部分降低,损失率为27.76%。【结论】 基于GA-BP神经网络模型优化的美拉德反应增鲜工艺,可明显提升鲅鱼副产物鲜味肽的鲜味特征。
  • 常温下不同包装方式对甘薯抑芽作用及品质的影响
    蒋汉蓉, 贺立红, 王玲, 戴凡炜, 陈敏惠, 陈于陇,
    【目的】 探究不同保鲜包装方式对甘薯抑芽效果和贮藏品质的影响,开发一种安全、环境友好的采后保鲜技术,为甘薯的采后抑芽和贮运保鲜提供新思路。【方法】 以西瓜红甘薯为试验材料,在常温(16~20℃)贮藏条件下,分别采用聚乙烯薄膜保鲜袋(CK)、聚乙烯醇(PVA)透湿袋和MP20自发气调包装袋包装经愈伤处理后的甘薯,每袋装大小均匀果实3个,分别在贮藏的第0、10、20、30和40 d时取样,测定甘薯的发芽率、硬度、失重率、气体成分、维生素C(Vc)、淀粉、还原糖、蔗糖、多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)等与采后品质相关指标的变化。【结果】 CK的甘薯在常温下贮藏10 d后,根部已出现明显的芽,发芽率为77%,而经PVA包装处理的甘薯在贮藏40 d后仍未出现芽,发芽率为0。与CK相比,PVA包装处理能明显抑制甘薯芽的生长,保持较高的硬度,维持包装袋内较稳定的O2和CO2含量,提供低O2高CO2有利于甘薯贮藏保鲜的气体环境。贮藏至第40 d,PVA和MP20包装处理的甘薯淀粉含量分别为11.67和10.25 mg/g,Vc含量分别为144.53和125.28 mg/g,极显著高于CK(P<0.01,下同);此外,PVA和MP20包装处理均可维持采后甘薯较高的还原糖和蔗糖含量,贮藏至第40 d,PVA包装处理的还原糖和蔗糖含量分别为5864.52μg/g和37.82 mg/g,分别较CK提高20.61%和15.62%。PVA包装处理还可明显抑制PPO和POD活性的增加,至贮藏期结束,均较CK极显著降低。【结论】 PVA包装处理可有效抑制甘薯芽萌发。MP20自发气调包装和PVA包装处理均能延缓甘薯营养物质含量和硬度的下降,有利于保持营养物质和商品价值,提高甘薯的耐储性,以PVA透湿袋保鲜效果更佳。
  • 海南五指山产区不同雪茄品种晾制后烟叶感官质量和代谢组的差异分析
    杨鸿宇, 郑煜, 耿召良, 孙占伟, 雷云康, 张瑞娜, 宋朝鹏, 高华军, 颜统晶, 蔡斌,
    【目的】 研究海南五指山产区2个雪茄品种晾制后烟叶质量差异的物质基础,为今后雪茄品种选育、原料生产技术改进和质量特色彰显提供理论支撑。【方法】 基于高效液相色谱串联质谱(HPLC-MS/MS)、非靶向代谢组学方法和四川中烟工业有限责任公司的感官质量评价方法,分析五指山产区雪茄品种海研101和海研201晾制后烟叶中代谢产物、代谢通路、常规化学成分及感官质量的差异。【结果】 2个雪茄品种晾制后烟叶中总氮、总糖、还原糖、烟碱、钾、氯等常规指标差异较小,但晾制后海研201烟叶的总多酚含量(2.54%)显著高于海研101(P<0.05,下同),海研201烟叶整体颜色转化更深且均匀、外观品质明显更好;感官质量评价显示,海研201烟叶的香韵、香气丰富度、杂气和品质特征等方面均优于海研101,整体感官质量差异较大;2个雪茄品种晾制后烟叶中共检测到1138种代谢物,其中404种代谢物的含量存在显著差异,在HMDB数据库中成功注释到分类及功能的差异代谢物有133种,包括80种上调差异代谢物和53种下调差异代谢物;晾制后烟叶中差异代谢物主要富集在苯丙烷的生物合成与黄酮和黄酮醇的生物合成途径,其中富集到的极显著(P<0.0001)差异代谢物包含莨菪亭、咖啡酸、阿魏酸和对羟基肉桂酸等多酚类物质,以及山柰酚、槲皮素、阿福豆苷、山柰酚3-O-半乳糖苷等黄酮类产物。【结论】 同一生态条件下,2个雪茄品种晾制后烟叶的感官质量和代谢谱存在显著差异。特别是部分多酚和黄酮类代谢产物的相对含量,可能与2个品种雪茄烟叶感官质量的差异有一定关系。
  • 我国甘蔗梢叶综合利用技术研究与应用
    谢彩锋, 刘治华, 姚慎刚, 赵红葵, 唐亮东,
    作为甘蔗糖业的大宗副产物,甘蔗梢叶产量大且营养活性成分丰富,是优质的可再生资源。然而我国甘蔗梢叶综合利用率低,且高附加值产品少,未能充分发挥其优质资源优势。因此,文章结合甘蔗梢叶营养与肥效等特性,概述我国目前主要开发及产业化应用的甘蔗梢叶综合利用技术,包括制备反刍动物饲料、作锅炉燃料、粉碎还田或与滤泥混合堆沤还田、制备甘蔗梢叶饮料及提取活性物质等工作原理、研究及应用现状,并分析存在的主要问题,如高营养价值饲料仍处于起步阶段,综合利用产值低;锅炉燃料化技术推广应用缺乏关键理论与技术支撑;粉碎还田可能会增加甘蔗病虫鼠害风险;甘蔗梢叶饮料规模化生产缺乏适宜清净方法;活性物质的提取率低等。同时介绍近年新兴的甘蔗梢叶综合利用技术,如作中药材、畜禽养殖发酵床垫料及生产水产动物饲料、制备活性炭及其功能材料等。认为未来我国甘蔗梢叶发展应结合我国糖业主要发展趋势和相关产业发展需求,重点完善甘蔗梢叶制备发酵蛋白饲料、高腐质化肥料、中药材、活性炭及功能材料、饮料,以及活性物质提取等综合利用技术的关键理论研究并实现技术升级,加快这些技术推广应用;同时强化甘蔗梢叶新的综合利用技术开发,开发甘蔗梢叶新的应用途径,为早日实现我国甘蔗梢叶高端化利用打下理论基础或提供技术支撑。
  • 宫内发育迟缓猪胎盘SLC7A2基因过表达对滋养层细胞增殖和迁移的影响
    胡光玲, 伍治敏, 张才在, 杨振清, 张依裕, 敖政,
    【目的】 探究溶质载体家族7成员2基因(SLC7A2)在正常初生重(NBW)和宫内发育迟缓(IUGR)猪胎盘中的表达差异,明确SCL7A2基因过表达对猪滋养层细胞(pTr2)增殖和迁移的影响,为揭示猪IUGR的发生发展机制提供参考依据。【方法】 采用实时荧光定量PCR检测NBW和IUGR胎盘中SLC7A2基因相对表达量,通过免疫组织化学试验分析NBW和IUGR胎盘组织中SLC7A2蛋白的定位分布及表达情况,利用CCK-8试验检测SLC7A2基因过表达对pTr2细胞增殖能力的影响,并以细胞划痕试验检测SLC7A2基因过表达对pTr2细胞迁移能力的影响。【结果】 IUGR胎盘中的SLC7A2基因相对表达量极显著高于NBW胎盘(P<0.01,下同);SLC7A2蛋白在仔猪胎盘的滋养层细胞和血管内皮细胞中均有表达,且IUGR胎盘中的SLC7A2蛋白表达水平显著高于NBW胎盘(P<0.05,下同)。以构建的SLC7A2基因过表达载体(Vector-SLC7A2+)转染pTr2细胞,细胞中的SLC7A2基因相对表达量较pEGFP-C1阴性对照载体(Vector-NC)转染组极显著上调,但pEGFP-C1的相对表达量与Vector-NC转染组无显著差异(P>0.05)。以VectorSLC7A2+和Vector-NC分别转染pTr2细胞后,Vector-SLC7A2+转染组的pTr2细胞增殖效果在转染后12、24、48和72 h显著或极显著低于Vector-NC转染组,pTr2细胞迁移率则表现为Vector-SLC7A2+转染组极显著低于Vector-NC转染组,表明SLC7A2基因过表达能有效抑制pTr2细胞的增殖和迁移能力。【结论】 SLC7A2基因过表达会抑制猪胎盘滋养层细胞的增殖与迁移,影响胎盘的形态发育和母—胎间的营养转运效率,进而诱发猪IUGR的发生发展。
  • 柔嫩艾美耳球虫感染鸡盲肠内容物非靶向代谢组学分析
    翟少钦, 闫志强, 陈春林, 朱买勋, 唐红梅, 谢三磊, 付文贵,
    【目的】 基于非靶向代谢组学探究感染柔嫩艾美耳球虫(Eimeria tenella)后鸡盲肠内容物中代谢物的变化差异,为识别和鉴定鸡球虫病潜在的生物标志物及治疗靶点提供参考依据。【方法】 将60羽健康罗曼粉鸡随机分为正常组和模型组,每组30羽,模型组经口灌服柔嫩艾美耳球虫孢子化卵囊(1×104个/羽),正常组经口灌服等体积生理盐水,连续灌服5 d,然后解剖试验鸡,无菌采集鸡盲肠内容物,基于非靶向代谢组学分析正常组和模型组鸡盲肠内容物,筛选出显著差异代谢物进行KEEG代谢通路富集分析。【结果】 从模型组与正常组的鸡盲肠内容物中共筛选到253种显著差异代谢物,其中,上调表达的显著差异代谢物有184种,包含L-酪氨酸、L-蛋氨酸、L-谷氨酰胺、牛磺酸、花生四烯酸、二十二碳六烯酸乙酯、胆碱和磷酸胆碱等;下调表达的显著差异代谢物有69种,包括脱氧腺苷、L-缬氨酸、N-(5-氨基戊基)乙酰胺和N-乙酰-L-谷氨酸等。正离子模式下,主要有牛磺酸、磷酸胆碱、甜菜碱、L-亮氨酸、L-谷氨酰胺、胆碱、神经鞘氨醇和L-色氨酸等20种代谢物上调表达;负离子模式下,主要有花生四烯酸、牛磺酸、L-苯丙氨酸、L-亮氨酸、琥珀酸、黄嘌呤、尿嘧啶和L-谷氨酰胺等20种代谢物上调表达。鸡盲肠内容物显著差异代谢物主要被富集到ABC转运蛋白、氨酰tRNA生物合成、赖氨酸降解、嘧啶代谢、嘌呤代谢、不饱和脂肪酸生物合成等20条KEEG代谢通路上。【结论】 柔嫩艾美耳球虫感染后鸡盲肠代谢物发生显著变化,主要影响ABC转运蛋白、氨酰tRNA生物合成、氨基酸代谢、嘧啶代谢和嘌呤代谢等代谢通路。因此,牛磺酸、磷酸胆碱、L-谷氨酰胺、花生四烯酸等显著差异代谢物可作为潜在的生物标志物,用于鸡球虫病诊断检测。
  • 猪德尔塔冠状病毒N蛋白原核表达及其多克隆抗体制备
    赵梓桥, 张昆丽, 张春红, 翟少伦, 康欣桐, 黄淑坚, 张建峰,
    【目的】 构建猪德尔塔冠状病毒(Porcine deltacoronavirus,PDCoV)核衣壳(N)蛋白原核表达系统并制备多克隆抗体,为新型疫苗、诊断试剂研发及PDCoV致病机制的深入研究提供基础。【方法】 提取PDCoV HeN17株RNA,经RT-PCR扩增,将N基因克隆至pGEX-6P-1载体构建重组原核表达质粒,转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞并进行IPTG诱导表达。利用Glutathione Sepharose 4B亲和层析纯化重组蛋白,采用3C蛋白酶去除标签。以纯化后的N蛋白为免疫原免疫3月龄新西兰大白兔制备多克隆抗体,采用间接酶联免疫吸附测定(ELISA)法测定抗体效价,并通过Western blotting、间接免疫荧光试验(IFA)和免疫沉淀(IP)试验对其进行鉴定。【结果】 成功构建原核表达载体pGEX-6p-1-PDCoV-N,获得的PDCoV-N-GST重组蛋白主要以可溶性形式表达,大小约69k D,经去除GST标签可获得单一目的蛋白条带,经测定蛋白浓度为12.6 mg/mL,获得的PDCoV-N蛋白能与PDCoV阳性血清反应产生单一特异性条带。制备的兔源抗PDCoV-N多克隆抗体效价达1∶4096000,可特异性识别p CAGGS-Flag-N转染HEK-293T细胞中表达的Flag-N蛋白和PDCoV感染LLC-PK1细胞中表达的PDCoV-N蛋白,且能检测到PDCoV-N真核表达载体pCAGGSFlag-N转染HEK-293T细胞中表达的PDCoV-N蛋白。【结论】 成功构建高效PDCoV-N原核表达系统,获得纯度好、浓度高且免疫原性佳的PDCoV-N蛋白,制备的兔源抗PDCoV-N多克隆抗体效价高,具有较强亲和力和特异性,可用于Western blotting、IFA和IP检测。
  • 鼠源ATP5B基因克隆及其原核和真核表达载体构建
    段辰星, 黄袁慧, 闵开骏, 李晓宁, 罗廷荣,
    【目的】 克隆鼠源ATP5B基因,构建其原核和真核表达载体,为研究ATP5B蛋白功能及其在病毒感染过程中的作用机制提供基础。【方法】 克隆鼠源ATP5B基因编码区(CDS),运用ProtParam、ProtScale和SignalP-5.0等对ATP5B蛋白进行生物信息学分析。采用同源重组方法构建原核表达载体pGEX-4T-1-ATP5B-Flag和真核表达载体pcDNA3.0-ATP5B-Flag。以原核表达载体pGEX-4T-1-ATP5B-Flag转化大肠杆菌BL21感受态细胞,利用IPTG进行诱导表达,分析最适诱导温度和IPTG浓度。以真核表达载体pcDNA3.0-ATP5B-Flag转染HEK-293T细胞,通过Western blotting和间接免疫荧光试验(IFA)检测ATP5B蛋白在细胞中的表达及分布情况。【结果】 鼠源ATP5B基因CDS长1590 bp,鼠源ATP5B蛋白由529个氨基酸残基构成,分子量为55 kD,理论等电点(pI)为5.21,属于稳定的疏水性蛋白,无跨膜结构域和信号肽,不属于分泌蛋白;鼠源ATP5B蛋白二级结构中α-螺旋占43.67%,无规则卷曲占32.51%,β-转角占9.45%,延伸链占14.37%。原核表达载体pGEX-4T-1-ATP5B-Flag经IPTG诱导后,通过考马斯亮蓝染色和Western blotting在81 kD处成功检测到融合蛋白,且主要以包涵体形式表达,诱导条件以30℃、0.5 mmol/L IPTG的效果更好。以真核表达载体pcDNA3.0-ATP5B-Flag转染HEK-293T细胞后,在55 kD处检测到Flag标签特异性条带,即ATP5B蛋白在HEK-293T细胞中成功表达,IFA检测结果表明该蛋白主要定位在细胞质中。【结论】 成功构建鼠源ATP5B基因原核和真核表达载体,原核表达载体表达出的融合蛋白主要以包涵体形式存在,只有少量可溶蛋白,真核表达的ATP5B蛋白主要定位在细胞质中。鼠源ATP5B蛋白是理化性质稳定的疏水性蛋白,无信号肽位点,不属于分泌蛋白。
  • 吉富罗非鱼IRF9基因克隆及表达特征分析
    韩鹏夫, 彭文, 童桂香, 纪月鑫, 陈铭曲, 文水平, 韦信贤, 韦友传,
    【目的】 明确吉富罗非鱼(Oreochromis niloticus)干扰素调节因子9基因(OnIRF9)的结构特征和组织表达模式,以及无乳链球菌感染和Poly(I:C)刺激后的免疫应答情况,为揭示IRF9在罗非鱼免疫应答中的作用机制提供理论依据,进而丰富鱼类的IRF免疫学知识。【方法】 通过RACE扩增OnIRF9基因cDNA序列,通过ExPASy、SMART、SignalP-5.0、TMHMM-2.0和Euk-mPLoc2.0等在线软件进行生物信息学分析,并采用实时荧光定量PCR检测OnIRF9基因在健康吉富罗非鱼组织中的表达特征及无乳链球菌感染和Poly(I:C)刺激后的表达变化。【结果】 OnIRF9基因cDNA序列全长1828bp,包含50bp的5'端非编码区(5'-UTR)、485bp的3'端非编码区(3'-UTR)和1293bp的开放阅读框(ORF),共编码430个氨基酸残基。OnIRF9蛋白分子量为48.42 kD,理论等电点(pI)为6.23,含有IRF典型的DBD结构域和IAD结构域,不含信号肽和跨膜结构域。OnIRF9氨基酸序列与其他硬骨鱼类IRF9氨基酸序列的相似性为56.2%~95.7%,其中与美妊丽鱼IRF9氨基酸序列的相似性最高(95.7%);基于IRF9氨基酸序列相似性构建的系统发育进化树也显示,吉富罗非鱼与其他参考鱼类聚为一簇,尤其与美妊丽鱼的亲缘关系最近。OnIRF9基因在健康吉富罗非鱼脑、血液、肌肉、肝脏、皮肤、心脏、脾脏、头肾、肠道和鳃组织中均有表达,以脑组织中的相对表达量最高,显著高于其他组织(P<0.05),而鳃组织中的相对表达量最低。经无乳链球菌感染和Poly(I:C)刺激后,OnIRF9基因在吉富罗非脾脏、头肾和脑组织中的相对表达量在6 h内均极显著上升(P<0.01),但其相对表达量达到峰值的时间并不一致,提示OnIRF9基因在各组织中响应免疫应答时可能具有互补协调性。【结论】 OnIRF9具有IRF典型的结构域(DBD和IAD),尤其是DBD结构域的功能在脊椎动物中较保守;OnIRF9基因在中枢神经系统中发挥重要作用,且参与吉富罗非鱼抵御病原体入侵的免疫应答反应。
  • 广西北部湾织锦巴非蛤中培和养成期生长特性的比较
    刘一鸣, 徐炳杰, 王超奇, 杨凌, 裴琨, 韦朝民, 曾尚伟, 潘英,
    【目的】 探明织锦巴非蛤(Paphia textile)在广西北部湾海域中培和养成期的适养密度和生长规律,为开展织锦巴非蛤规模化及高效养殖提供参考依据。【方法】 于2022年1月—2023年7月分别在北海市营盘镇沙虫坪海区、防城港市白龙珍珠湾海区、钦州市犀牛脚镇渔港海区滩涂进行中培、养成及网笼吊养试验,比较织锦巴非蛤在不同海区、不同养殖密度下的生长性能差异,并通过幂函数回归分析法建立织锦巴非蛤的壳长—体质量异速生长方程。【结果】 织锦巴非蛤在北海市营盘镇沙虫坪海区、防城港市白龙珍珠湾海区、钦州市犀牛脚镇渔港海区的适宜中培密度分别为2000、2000和1000粒/筐,北海市营盘镇沙虫坪海区织锦巴非蛤的各项生长指标及存活率均优于防城港市白龙珍珠湾海区和钦州市犀牛脚镇渔港海区,且随中培密度的增加呈下降趋势。养成期3个海区的织锦巴非蛤适宜养成密度分别为60、50和40粒/筐,相同密度组的生长指标及存活率均表现为北海市营盘镇沙虫坪海区>防城港市白龙珍珠湾海区>钦州市犀牛脚镇渔港海区。防城港市白龙珍珠湾海区网笼吊养模式下,织锦巴非蛤各项生长指标和存活率均随吊养密度的增加呈下降趋势,网笼吊养密度不宜超过50粒/笼。3个海区中培期3月龄织锦巴非蛤壳长与体质量的生长关系表现为正异速生长(快速生长),而海区养成期9月龄和网笼吊养期的18月龄织锦巴非蛤表现为负异速生长(慢速生长)。【结论】 在广西北部湾海域低潮区采用筐式底播模式进行织锦巴非蛤中培和养成具有可行性,且养殖效果以北海市营盘镇沙虫坪海区最佳,适宜中培密度为2000粒/筐,养成密度为60粒/筐。此外,15月龄织锦巴非蛤适宜在防城港白龙珍珠湾海区进行网笼吊养,能改善底播模式下织锦巴非蛤易受捕食者和夏季高温的影响。
  • 马链球菌兽疫亚种重组表面蛋白rSeseC-02147免疫效力评价
    林永进, 冯佩然, 杨亚林, 郭政, 李亚娟, 李舜, 孙芹芹, 黄云飞, 付强,
    【目的】 通过原核表达系统制备马链球菌兽疫亚种(SEZ)重组表面蛋白rSeseC-02147,并系统评价其抵御SEZ感染的免疫效力,为SEZ亚单位疫苗的研发提供候选抗原。【方法】 构建原核表达载体pColdI-SeseC-02147,转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞后进行异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)诱导,纯化回收重组蛋白rSeseC-02147并免疫BALB/c小鼠,以SEZ灭活疫苗为阳性对照、PBS为阴性对照,二免后第14 d于小鼠颌下静脉采集血清,分别采用Western blotting和酶联免疫吸附试验(ELISA)检测重组蛋白r SeseC-02147反应原性及小鼠血清抗体效价和抗体亚型属性;并通过小鼠免疫保护试验、腹腔灌洗液细菌载量测定及脏器组织病理学观察,系统评估重组蛋白rSeseC-02147对小鼠的免疫保护力。【结果】 构建的原核表达载体pColdI-SeseC-02147经IPTG诱导能成功表达获得重组蛋白rSeseC-02147,其纯化后的浓度为2.86mg/mL。重组蛋白r SeseC-02147能与免疫组和阳性对照组小鼠血清发生特异性反应,而与阴性对照组小鼠血清未发生特异性反应,表明重组蛋白rSeseC-02147具有良好的反应原性与特异性;以重组蛋白rSeseC-02147免疫小鼠产生的血清抗体效价远高于SEZ灭活疫苗,且IgG1亚型极显著高于IgG2a亚型(P<0.01,下同)。重组蛋白rSeseC-02147可为小鼠提供抵御SEZ感染的免疫保护力,攻毒后14 d内的存活率60%;此外,重组蛋白rSeseC-02147免疫小鼠后的腹腔灌洗液细菌载量极显著低于阴性对照组小鼠,且肺脏、肾脏和脾脏等组织的病理损伤程度较轻。【结论】 通过原核表达系统制备获得的重组蛋白rSeseC-02147具有良好的特异性与反应原性,通过抑制SEZ增殖及减轻SEZ对机体脏器的损伤而发挥免疫保护作用。可见,重组蛋白rSeseC-02147具有开发成SEZ亚单位疫苗的潜力。
  • 家蚕体内细菌感染模型建立及不同菌株的协同致病特征分析
    范仕弘, 邵榆岚, 张永红, 罗家福, 李玲利, 苏振国, 白兴荣,
    【目的】 建立家蚕体内细菌感染模型,揭示不同细菌协同感染家蚕的致病力,明确云南蚕区家蚕细菌病的发病原因及其规律,为指导家蚕生产过程中细菌病的防治提供科学依据。【方法】 从家蚕龄期、感染浓度和感染方法3个因素出发构建家蚕体内细菌感染模型,然后选用从云南地区自然发病蚕体中分离获得的5株肠道致病菌Mammaliicoccussciuri(葡萄球菌属)、粘质沙雷氏菌(Serratiamarcescens)、弗氏柠檬酸杆菌(Citrobacterfreundii)、Klebsiella variicola(克雷伯菌属)和Pseudomonassoli(假单胞菌属),开展5种单菌感染及17种组合协同感染试验。【结果】 通过建立家蚕体内细菌感染模型发现,家蚕群体添食细菌比单头添食的存活率低;细菌感染浓度选择时建议二龄期家蚕感染选用5.0 OD/mL、四龄期和五龄期家蚕感染选用10.0 OD/mL。选取的5株细菌对家蚕均具有致病力,整体上表现为随着细菌感染时间的延长,家蚕存活率逐渐降低;小蚕期感染细菌对家蚕的影响更明显,至五龄期有大量家蚕发病死亡,与养蚕过程中的细菌病发生规律相同。无论是小龄期感染还是大龄期感染,细菌协同感染的家蚕存活率总体上低于单菌感染,尤其是粘质沙雷氏菌参与的协同感染,至上蔟期的家蚕存活率均较低。此外,无论是二龄期感染还是四龄期感染,夏季家蚕的存活率总体上均高于春季家蚕,说明云南蚕区夏季家蚕的抗病力优于春季家蚕。【结论】 5株分离自云南地区自然发病蚕体的病原菌对家蚕产生明显致病性,其致病性与感染龄期、感染浓度、不同细菌组合及感染季节等均有关,总体上具体表现为小蚕期感染较大蚕期感染对家蚕的影响更明显,细菌协同感染比单菌感染的危害更严重,且夏季家蚕感染后的存活率高于春季家蚕。
  • 柯乐猪XDH基因多态性鉴定及其对繁殖性状的影响
    向进, 熊力, 李维, 谢婷婷, 杨齐心, 杨红文, 王春源, 吴燕, 张依裕,
    【目的】 明确黄嘌呤脱氢酶基因(XDH)单核苷酸多态性(SNP)位点与柯乐猪繁殖性状的关联性,为加速柯乐猪的育种进程提供理论依据。【方法】 选取87头健康经产柯乐母猪为研究对象,采用Sanger测序法筛查出XDH基因SNP位点,利用SPSS 22.0中的一般线性模型(GLM)分析SNP位点与柯乐猪繁殖性状指标(产活仔数、初生窝重、平均初生重、断奶仔猪数、断奶窝重及平均断奶重)的关联性,并通过RNAfold web server、ExPASy-ProtParam、NovoPro和SWISS-MODEL等在线软件进行生物信息学分析。【结果】 在柯乐猪XDH基因上共筛选获得12个SNPs位点,分别是第33内含子上的g.108047658C>G和g.108047680C>A位点,第34内含子上的g.108048009C>T、g.108048044T>C、g.108048046T>C、g.108048047C>T、g.108048054C>T、g.108048153A>T、g.108048208A>G、g.108048212T>C和g.108048242C>T位点,第34外显子上的g.108047915G>A位点。12个SNPs位点均存在3种基因型,属于中度多态位点(0.25 T、g.108048208A>G、g.108048242C>T、g.108048044T>C、g.108048046T>C和g.108048212T>C位点的基因型分布符合Hardy-Weinberg平衡状态(PHWE>0.05),其余6个SNPs位点的基因型分布则显著偏离Hardy-Weinberg平衡状态(PHWE<0.05)。除g.108047658C>G位点与g.108047680C>A位点、g.108048044T>C位点与g.108048046T>C位点、g.108048046T>C位点与g.108048047C>T位点间存在强连锁不平衡关系外,其余各SNP位点间均不存在强连锁不平衡关系。g.108047658C>G和g.108047915G>A位点对柯乐猪产活仔数的影响达显著水平(P<0.05,下同),g.108047658C>G位点表现为CG基因型个体的产活仔数显著高于GG基因型个体,g.108047915G>A位点表现为AG基因型个体的产活仔数显著高于AA基因型个体。g.108047915G>A位点突变导致柯乐猪XDH基因mRNA二级结构发生改变,最小自由能由-1508.90 kcal/mol上升到-1507.80 kcal/mol;且XDH基因等位基因G的突变还导致其编码蛋白分子式、相对分子量、理论等电点(pI)、不稳定系数及蛋白高级结构发生改变。【结论】 柯乐猪XDH基因第33内含子g.108047658C>G位点和第34外显子g.108047915G>A位点对其产活仔数的影响达显著水平,可作为柯乐猪繁殖性状改良的潜在分子辅助标记。
南方农业学报封面

中文名称:南方农业学报

杂志社官网:http://www.nfnyxb.xml-journal.net

英文名称:Journal of Southern Agriculture

语言:中文

类别:农业科学

主 编:邓国富

创刊时间:1964

出版周期:月刊

国内刊号:45-1381/S

国际刊号:2095-1191

出版地:广西壮族自治区

咨询工作人员

联系我们

  • 地址:广西南宁市大学东路174号
  • 电话:0771-3240518
  • E-mail:nfnyxb@163.com