南方农业学报杂志

南方农业学报杂志2024年第8期

  • 不同砧木沃柑果实发育过程中糖酸组分含量变化及品质综合评价
    秦玉燕, 罗义灿, 邓有展, 王运儒, 吴凤, 张莉娟, 单彬, 岑舒梦,
    【目的】研究不同砧木沃柑在果实发育过程中的糖酸组分变化,并综合评价果实品质,确定各砧木沃柑的最佳采收期,为沃柑的科学种植和管理提供理论依据。【方法】以枳壳、香橙和酸橘3种砧木沃柑为研究对象,考察其果实在2022年7月—2023年4月生长发育过程中糖酸组分的动态变化规律,并利用主成分分析法对果实品质进行综合评价。【结果】不同砧木沃柑在果实发育过程中的糖酸组分含量有所差异,但整体变化趋势基本一致。随着果实发育成熟,可溶性固形物、蔗糖、葡萄糖、果糖和总可溶性糖含量,以及甜度值、甜酸比、固酸比呈上升趋势;麦芽糖、可滴定酸、柠檬酸和总有机酸含量呈下降趋势;苹果酸含量呈先降低后升高的变化趋势;维生素C(Vc)和莽草酸含量呈先升高后降低的变化趋势;苯甲酸和酒石酸含量相对稳定;琥珀酸含量呈现波动变化。各品质指标之间存在一定相关性,其中可溶性固形物、果糖、葡萄糖、蔗糖、总可溶性糖、甜度值、固酸比和甜酸比两两指标间呈极显著正相关(P<0.01,下同),可滴定酸、柠檬酸和总有机酸两两指标间也呈极显著正相关。枳壳砧和香橙砧沃柑果实在4月综合品质最佳,酸橘砧沃柑果实在3月综合品质最佳。3种砧木中,11—12月枳壳砧沃柑果实的综合得分最高;1月香橙砧沃柑果实的综合得分最高;2月酸橘砧沃柑果实的综合得分最高;3—4月枳壳砧和酸橘砧沃柑果实的综合得分高于香橙砧沃柑。【结论】3种砧木沃柑在3—4月的综合品质高于1—2月。在广西地区,沃柑12月采收宜选择枳壳砧沃柑,1—2月采收宜选择香橙砧或酸橘砧沃柑,3—4月采收宜选择枳壳砧或酸橘砧沃柑。
  • 葡萄VvCCD1b基因克隆及与其启动子互作的转录因子筛选
    陈一恒, 李少楠, 董天宇, 唐美玲, 唐雯, 卢素文, 房经贵,
    【目的】筛选葡萄类胡萝卜素裂解双加氧酶(CCD)基因VvCCD1b启动子互作的转录因子,挖掘参与调控葡萄类胡萝卜素代谢的潜在因子,为深入探究葡萄类胡萝卜素的代谢调控网络提供理论参考。【方法】克隆VvCCD1b基因的cDNA及其启动子序列,利用生物信息学软件对VvCCD1b基因的染色体位置、启动子顺式作用元件及其编码蛋白的理化性质、保守结构域等进行预测分析。基于转录组数据分析不同葡萄品种及不同处理下葡萄CCD家族成员表达模式。通过酵母单杂交技术筛选与VvCCD1b基因启动子互作的转录因子,并进行点对点验证。【结果】通过PCR克隆获得VvCCD1b基因序列全长1641 bp,位于13号染色体上,编码546个氨基酸残基,为亲水性蛋白,二级结构由α-螺旋(16.67%)、β-折叠(5.49%)、延伸链(24.54%)和无规则卷曲(53.30%)构成,具有RPE65保守结构域。VvCCD1b基因启动子含有光响应元件(G-box、3-AF1 binding site、GATA-motif、TCT-motif)、水杨酸(SA)响应元件(SARE)、脱落酸(ABA)响应元件(ABRE)及AP2/ERF、WRKY、MADS-box转录因子结合元件。VvCCD1b基因表达水平随果实发育逐渐升高且受光照与逆境胁迫的影响。以VvCCD1b基因启动子为诱饵,初步筛选出VvRAP2-4、VvWRKY4、VvBHLH137转录因子及葡萄液泡加工酶、葡萄糖苷酶等18个功能蛋白,其中VvRAP2-4、VvWRKY4转录因子与VvCCD1b基因启动子间存在互作。【结论】VvCCD1b为亲水性蛋白,基因表达水平随果实发育逐渐升高,且受到干旱、高温、水涝胁迫和光照的影响。通过酵母单杂交技术筛选出与VvCCD1b启动子互作的候选转录因子。
  • 刺葡萄类钙调蛋白基因VdCML8克隆与表达分析及其启动子转录活性测定
    段枫枫, 陈漫影, 雷天赐, 张梦琪, 文志丰,
    【目的】克隆刺葡萄类钙调蛋白基因VdCML8基因及其启动子序列,并对VdCML8基因进行表达分析,对其启动子进行转录活性测定,为深入探究该基因在葡萄抗炭疽病中的生物学功能提供理论参考。【方法】以刺葡萄紫秋为材料,采用RT-PCR技术克隆VdCML8基因及其启动子序列,对VdCML8蛋白的理化性质和二级结构进行生物信息学分析,并采用实时荧光定量PCR检测刺葡萄紫秋和欧洲葡萄红地球CML8基因在接种胶孢炭疽菌及外施水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)处理后的表达特征,通过构建β-葡萄糖苷酶(GUS)融合载体转化烟草进行转录活性检测。【结果】VdCML8基因的开放阅读框(ORF)长度为450 bp,编码149个氨基酸残基,具有EF-hand结构域,其二级结构中α-螺旋占65.10%,延伸链占4.70%,无规则卷曲占20.13%,β-转角占10.07%,该蛋白定位于细胞膜中。由系统发育进化树可知,刺葡萄VdCML8蛋白与欧洲葡萄VvCML8和河岸葡萄VrCML8的亲缘关系较近。VdCML8基因的启动子序列(pVdCML8)长度为1050 bp,除含有大量的CAAT-box和TATA-box外,还含有一些光响应元件(L-box、chs-CMALa和TCT-motif)、脱落酸(ABA)响应元件(ABRE)、厌氧诱导响应元件(ARE)、防御和应激元件(TC-rich repeats)、伤害响应元件(WUN-motif)等。构建pVdCML8的瞬时表达载体pVdCML8::GUS,瞬时转化烟草后发现pVdCML8具有转录活性,且能驱动VdCML8基因表达。在接种胶孢炭疽菌后,刺葡萄紫秋VdCML8基因和欧洲葡萄红地球VdCML8基因表达均上调,均在接种后12 h达峰值,二者的相对表达量是对照组(清水处理)的22.08和9.30倍。SA处理3 h时,VdCML8基因的相对表达量是对照组的7.68倍,是VdCML8基因的2.76倍。JA处理6 h时,VdCML8基因达峰值,是对照组的22.25倍,是VdCML8基因的9.04倍。【结论】VdCML8基因是SA和JA信号途径的下游调控基因,SA和JA可诱导其高效表达,参与葡萄炭疽病响应过程,对提高植株抗病性具有一定作用。
  • 不同葡萄砧木品种需冷量及低温时长对芽休眠相关基因表达的影响
    肖丽冰, 钟挺威, 李琳琳, 陆秀边, 林钦雄, 韩佳宇, 张延晖, 贾海锋, 白先进, 王博,
    【目的】探究不同葡萄砧木品种需冷量及低温时长对芽休眠相关基因表达的影响,为筛选热区葡萄低需冷量砧木品种及探究葡萄萌芽进程调控机制提供理论依据。【方法】以15个葡萄砧木品种的冬季修剪枝梢为试验材料,进行不同低温时长处理,处理温度为(4&#177;1)℃,测定各砧木品种的需冷量,统计各葡萄砧木品种萌芽进程;并研究需冷量有差异的葡萄砧木品种,在低温处理打破休眠过程中枝梢中可溶性总糖和淀粉含量变化;通过实时荧光定量PCR检测砧木芽中休眠相关基因的相对表达量。【结果】贝达、SO4、101-14、110R、188-08、3309C、140R、Valliant、山河2号、BR No. 2、Fercal和5C等12个品种需冷量为0 h,1103P需冷量为168 h。1103P砧木枝梢中可溶性总糖含量随着低温处理时长增加呈显著增加趋势(PP>0.05,下同)。1103P砧木随着低温处理时长增加,胼胝体合成酶基因VvCALLOSE SYNTHASE1的相对表达量呈显著下降趋势,未低温处理的1103P冬芽中VvCALLOSE SYNTHASE1基因的相对表达量显著高于3309C。3个低温时长处理中,1103P芽中β-1,3-葡聚糖酶基因VvGLU1、ABA合成关键酶基因VvNCED1、GA20-氧化酶基因VvGA20ox-2、响应低温胁迫的重要转录因子基因VvbHLH92和开花抑制基因VvSVP的相对表达量在低温处理304 h时最高。未进入内休眠的3309C在低温处理过程中,VvCALLOSE SYNTHASE1和VvSVP基因的相对表达量无显著变化,未经低温处理时的3309C芽中VvGLU1基因、ABA合成诱导因子基因VvXERICO和VvbHLH92基因的相对表达量最高。3个低温时长下1103P芽中VvSVP基因的相对表达量均显著高于3309C。【结论】筛选出贝达、SO4、101-14、110R、188-08、3309C、140R、Valliant、山河2号、BR No. 2、Fercal和5C等12个不需经低温处理即可萌芽的砧木品种,葡萄的萌芽受品种需冷量、营养和休眠相关基因的共同调控。
  • 葡萄叶绿素荧光参数测量方法的优化与日变化特征分析
    曹雄军, 韩佳宇, 谢蜀豫, 黄秋秘, 邓海燕, 盘丰平, 王博, 江春分, 时晓芳, 白先进,
    【目的】确定葡萄叶绿素荧光参数测量最适的暗适应时间、测量光强度,分析葡萄叶绿素荧光参数日变化特征并确定最适测量时间,提出优化测量方法的建议,为进一步研究葡萄光合特性提供理论依据,以提高研究数据的准确性和可靠性。【方法】选择阳光玫瑰葡萄和巨峰葡萄叶龄为40~50 d的健康成熟叶片,利用JIP测定(JIP-test)和主成分分析(PCA)研究葡萄叶片在不同暗适应时间(5、10、15、20、25、30、35和40 min)、不同测量光强度[500、1000、1500、2000、2500、3000和3500 μmol/ (m2&#183;s)]和一天中不同时间点(8:00、10:00、12:00、14:00、16:00、18:00和20:00)的快速叶绿素荧光诱导动力学(OJIP)曲线特征,分析不同测量条件对葡萄叶片叶绿素荧光参数的影响。【结果】暗适应时间和测量光强度均明显影响葡萄叶片叶绿素荧光参数,较长的暗适应时间和较高的测量光强度能获得更稳定和可靠的测量结果。OJIP曲线特征显示,在较短的暗适应时间(5~15 min)内,各暗适应时间与暗适应5 min间的特征区间(OJ相、JI相和IP相)相对可变荧光差值(ΔWOJ、ΔWJI和ΔWIP)曲线变化幅度较大,初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)和最大光化学效率(Fv/Fm)等参数波动较大,当暗适应时间达30 min以上时,各参数再无显著变化(P>0.05,下同),趋于稳定。随着测量光强度的增加,Fm、Fv/Fm、OJIP曲线的初始斜率(Mo)和单位面积反应中心数量(RC/CSm)等参数呈上升趋势,各测量光强度与500 μmol/ (m2&#183;s)测量光强度间的ΔWOJ、ΔWJI和ΔWIP曲线呈正K峰、负H峰和正G峰,当光强度达3000 μmol/ (m2&#183;s)以上时,各参数均无显著变化。葡萄叶片的多数叶绿素荧光参数随着一天中时间点的推移而变化,光系统II (PSII)光化学效率在12:00之前较高,14:00时光化学效率下降,16:00之后PSII逐渐恢复至最佳状态。【结论】针对葡萄叶片进行OJIP曲线测定时,暗适应时间应为30 min以上,最小测量光强度为3000 μmol/ (m2&#183;s),测量时间宜选择在12:00之前和16:00之后,以确保结果的准确性和可靠性。
  • 基于广泛靶向代谢组学解析不同树龄及栽培条件的野酿2号腺枝毛葡萄类黄酮差异
    谢林君, 张劲, 周咏梅, 韦荣福, 庞丽婷, 吴代东, 李洪艳, 刘金标, 周思泓, 成果,
    【目的】基于广泛靶向代谢组学分析不同树龄及栽培条件的野酿2号腺枝毛葡萄类黄酮差异代谢物情况,为提升葡萄及葡萄酒品质提供理论参考依据。【方法】以不同树龄及栽培条件(地域和架式)的野酿2号腺枝毛葡萄为试材,测定粒重、pH、可溶性固形物、可滴定酸含量及亮度值(L*)、红—绿色度值(a*)、黄—蓝色度值(b*),并利用超高效液相色谱—串联质谱仪对其成熟期葡萄果实进行广泛靶向代谢组学分析。【结果】不同树龄及栽培条件的野酿2号腺枝毛葡萄理化指标之间存在不同程度的差异,栽培地域对葡萄果实理化指标影响较大,栽种于相思湖葡萄示范基地的果实成熟度更好,但果粒较小、果皮颜色较浅;栽培架式及树龄对葡萄果实的粒重影响较小,对糖酸含量影响较大;同一地域采用篱架栽培的葡萄果实较棚架栽培成熟度更好,且树龄越大,果实成熟度越好。从不同树龄及栽培条件的成熟期葡萄果实中共鉴定出11类789种代谢物,其中黄酮类最多,为187种。12个样品中共存在271个差异代谢物,共聚为7个类群,黄酮类化合物在各亚类中占比最高,特别是第Ⅱ类群,占比高达59%,其次是第Ⅰ类群,占比为49%。利用差异代谢物能明确区分来自不同地域、架式和树龄的葡萄果实样品,其中地域样品间的差异最大,且黄酮类化合物是造成差异的最主要化合物。明阳双季葡萄示范基地栽培较相思湖葡萄示范基地栽培更利于杨梅素、槲皮素、表儿茶素及甲基花翠素等类黄酮化合物的积累,5年树龄较8年树龄更有利于促进山柰酚、儿茶素和花青素的积累,而棚架栽培较篱架栽培更利于黄烷-3-醇、花青素双糖苷和花葵素双糖苷的积累。可溶性固形物含量与黄酮醇中的槲皮素和杨梅素含量呈显著负相关,L*和a*均与杨梅素呈显著负相关。【结论】不同树龄及栽培条件的野酿2号腺枝毛葡萄果实类黄酮代谢物含量存在差异,其中地域影响最明显。
  • 外源激素对高温胁迫下赤霞珠葡萄叶片光合性能及果实品质的影响
    李国英, 代红军,
    【目的】研究外源喷施褪黑素(MT)与2,4-表油菜素内酯(EBR)对高温胁迫下赤霞珠葡萄光合性能及果实品质的影响,为提高酿酒葡萄果实品质及高温抗性提供理论依据。【方法】以酿酒葡萄赤霞珠为试验材料,设置4个处理,即自然温度下喷施蒸馏水(对照,CK)、高温处理(H处理)、高温+MT(150 μmol/L)处理(H+MT处理)、高温+EBR(0.6 mg/L)处理(H+EBR处理),测定分析采用红外辐射器模拟高温环境后,喷施MT与EBR对赤霞珠葡萄叶片光合性能参数及果实品质的影响,并分析果糖组分与花色苷的相关性。【结果】H处理可降低光合色素含量,H+MT和H+EBR处理可有效缓解高温胁迫对叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素造成的损伤。花后91 d,相比H处理,H+MT处理的叶片叶绿素a显著提高41.73%(PPn)显著提高18.98%;H+EBR处理的Pn提高8.76%。花后115 d,相比H处理,H+MT处理的蒸腾速率(Tr)显著提高23.68%,还原糖含量显著提高11.82%。在果实采收期,H+MT处理能显著地缓解高温胁迫对可溶性固形物、可溶性总糖、花色苷、总酚和单宁含量的影响;花后67 d,相比H处理,H+MT和H+EBR处理的葡萄叶片花色苷含量分别显著提高64.91%和36.39%,果实糖组分与花色苷间呈显著正相关。【结论】高温下喷施MT和EBR均可缓解高温对叶片光合性能和果实品质的影响,以H+MT处理的效果较好。
  • 阳光玫瑰葡萄冬果品质及糖代谢响应光质机理
    时晓芳, 林玲, 黄秋秘, 白先进, 白扬, 黄桂媛, 韩佳宇, 李洪艳, 曹雄军, 郭荣荣,
    【目的】探索光质条件改变对阳光玫瑰葡萄冬果品质及糖类物质代谢变化的影响,为提高葡萄冬季果实品质提供参考依据。【方法】在冬果发育阶段对阳光玫瑰葡萄植株进行LED灯照射补光处理,分别为红光、蓝光和白光,以不补光处理为对照;分别在硬果期(E-L33)、果实膨大期(E-L35)、果实未完全成熟期(E-L37)和果实完全成熟期(E-L38)各采样1次,对果实样品的纵径、单粒重,可溶性固形物、可滴定酸、果糖、葡萄糖和蔗糖含量,蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)和中性转化酶(NI)活性及其基因相对表达量进行测定。【结果】白光对果粒纵径的伸长影响较大,在E-L38时期较对照显著提高4.94%(P<0.05,下同)。红光处理促进果实可溶性固形物含量增加,在E-L38时期较对照显著提高11.26%。蓝光处理对果实可滴定酸含量的降低有促进作用,在E-L37时期较对照显著降低15.54%。在E-L37和E-L38时期红光处理促进果实果糖含量增加,分别较对照显著提高11.14%和22.93%。红光处理对果实葡萄糖含量积累有促进作用,在E-L38时期较对照显著提高17.51%。在E-L35和E-L37时期,红光处理的SS活性分别较对照显著提高18.50%和13.39%。在E-L38时期,红光、蓝光和白光处理均对果实SS和SPS活性有促进作用,红光处理的NI活性较对照显著降低17.71%。红光处理使VvSS和VvNI基因相对表达量在E-L35和E-L38时期分别较对照降低10.54%、20.90%和11.57%、28.50%。果实成熟期,蓝光处理的VvSPS基因相对表达量较对照显著降低22.74%。【结论】红光显著促进阳光玫瑰葡萄冬果的可溶性固形物、果糖和葡萄糖含量的积累,蓝光有助于可滴定酸含量的降低。红光、蓝光和白光在果实成熟期对SS和SPS活性均有促进作用。可根据阳光玫瑰葡萄冬果对光照环境及果实品质的需求选择合适的人工光源进行补光。
  • 夏黑葡萄一次果和延后果果实香气及关键基因表达分析
    雷舒敏, 王荣, 杨国顺, 王美军, 陈文婷, 谭君, 戴述雄, 许延帅,
    【目的】分析夏黑葡萄常规栽培一次果和延后果果实香气及关键基因表达,为提高湖南地区葡萄果实品质,延长葡萄上市时间及葡萄延后栽培技术提升提供参考依据。【方法】以9年生夏黑葡萄为试验材料,设常规一次果栽培为对照组(T1),分别于2022年5月26日(T2)、6月5日(T3)和6月15日(T4)3个时期对主梢第4节位短截,记录不同处理各阶段物候期,测定葡萄成熟期果实生理指标,包括果实单粒重、明度值(L*)、颜色指数、纵径、横径、硬度、可溶性固形物(TSS)和总酸(TA)含量等指标;利用气相色谱—质谱联用法测定不同处理夏黑葡萄果实挥发性香气成分,分析香气物质差异及化合物气味活性值(OAV),并绘制香气特征轮廓;通过对4个处理果实进行转录组测序(RNA-Seq),以|log2 Fold Change|≥1且PPP>0.05),T3果实中TA含量最低,固酸比排序为T3>T1>T4>T2。T1、T2、T3、T4果实中检测出的香气物质种类分别有25、25、24和24种,其中乙酸乙酯、己醛、反式-2-己烯基醛、丙酸酐和苯乙醇为优势化合物,含量占化合物总量95%以上,T3果实中萜烯类化合物的含量相对较高。乙酸异戊酯仅在T1和T3果实中被检测出;T3果实中橙花醇(16.30 μg/kg)、香叶醇(8.74 μg/kg)和柠檬烯(7.31 μg/kg)含量在4个处理中最高。香气物质OAV与香气特征轮廓分析结果显示,T1、T2、T3、T4葡萄果实中分别检出OAV≥1的化合物种类为9、10、10和9种,果香和甜香气味强度最大的为T1,其次为T3,最小的为T4。RNA-Seq结果显示,T1 vs T3、T3 vs T2、T3 vsT4分别有2532、781和1113个上调DEGs,1397、703和426个下调DEGs。与萜类化合物合成有关的GPPS基因和与类胡萝卜素合成有关的PSY和CCD1基因在T3果实中的表达量最高。【结论】于6月5日左右对葡萄主梢第4节位进行短截的葡萄果实高糖低酸,果香和花香风味浓郁,果实品质较好。
  • 马瑟兰葡萄果实生长发育和品质变化的转录组分析
    付广青, 刘嘉凝, 杨毓贤, 王博, 任艳华, 上官凌飞, 房经贵, 张军翔, 王西成,
    【目的】探究酿酒葡萄品种马瑟兰果实生长发育过程中的品质变化,挖掘关键的生长发育及果实品质调控基因,为马瑟兰葡萄栽培措施的精准制定和果实品质提高提供理论依据。【方法】以贺兰山东麓马瑟兰葡萄为试验材料,采集花后20 d、花后45 d、花后75 d及花后100 d不同发育阶段的葡萄果实,测量果粒横径和纵径,测定果实可溶性固形物、总糖、可滴定酸和总酚含量,并进行转录组测序分析。【结果】随着马瑟兰葡萄果实生长发育,果实色泽加深、果粒体积增大,果实可溶性固形物和总糖含量逐渐上升,可滴定酸含量逐渐下降,总酚含量在花后20 d至花后75 d期间逐渐下降而在花后75 d至花后100 d期间略有上升。从不同发育阶段葡萄果实间共筛选到33517个DEGs,花后45 d与花后20 d比较组、花后75 d与花后45 d比较组、花后100 d与花后75 d比较组共有的DEGs为3976个。GO功能注释分析结果表明,各比较组DEGs主要注释到细胞器、细胞膜、含蛋白复合物、细胞过程和代谢过程等功能条目。KEGG信号通路富集分析结果表明,氨基酸的生物合成、糖酵解/糖异生及类黄酮生物合成等是马瑟兰葡萄果实发育过程中的重要信号通路。从富集在类黄酮生物合成信号通路的DEGs中,发现查耳酮合成酶基因(CHS)和黄烷酮-3-羟化酶基因(F3H)均在花后45 d至75 d期间上调表达,F3H在花后75 d至花后100 d期间下调表达,表明CHS与F3H基因在马瑟兰葡萄果皮着色中起重要调控作用。【结论】马瑟兰葡萄生长发育过程中伴随着果实色泽加深、果粒体积增大和生化成分的动态变化。类黄酮生物合成信号通路在葡萄转色过程中起重要作用,CHS和F3H基因影响马瑟兰葡萄果实着色及品质形成。
  • 广西原生葡萄酒凌丰和野酿2号典型香气特征分析
    杨威, 成果, 张劲, 谢林君, 尹慧芝, 梁翡翠, 庞丽婷, 丰景,
    【目的】明确广西原生葡萄酒凌丰和野酿2号的香气成分及典型香气特征,为广西原生葡萄酒风味特征挖掘与品质提升提供理论支撑。【方法】应用顶空固相微萃取和气相色谱—质谱联用技术,鉴定凌丰和野酿2号2个毛葡萄品种酿造的原生葡萄酒挥发性成分种类及含量;采用香气活性值(OAV)鉴定出活性香气成分和具有突出贡献的特征香气成分;应用香气轮廓法及香韵分析法分析2种原生葡萄酒典型香气特征。【结果】凌丰酒色更为鲜艳,但其干浸出物、可滴定酸和总糖含量低于野酿2号,二者均为干型葡萄酒。2种原生葡萄酒样品共鉴定出77种挥发性成分,包括醇类15种、酯类48种、醛类2种、萜烯类3种、酸类4种、其他5种。其中,凌丰葡萄酒鉴定出49种,挥发性成分总含量为17464.7 μg/kg;野酿2号葡萄酒鉴定出57种,挥发性成分总含量为12584.6 μg/kg。通过OAV分析,确定凌丰葡萄酒的活性香气成分有9种,特征香气化合物为癸酸乙酯、己酸乙酯、乙酸己酯和辛酸乙酯;野酿2号葡萄酒的活性香气成分有13种,特征香气化合物为异戊酸乙酯、乙酸异戊酯、丁酸乙酯、辛酸乙酯和癸酸乙酯。香气轮廓和香韵分析结果显示,凌丰葡萄酒典型香气特征包括果香、脂肪香、花香和少量的烤香、甜香;野酿2号葡萄酒典型香气特征包括果香、脂肪香、花香和甜香。【结论】2种广西原生葡萄酒具有典型的东亚种群特征,以果香为主要特征,但同时存在脂肪等不愉悦的风味,且花香特征较薄弱。凌丰葡萄酒香气浓郁度、典型性等香气品质更优。
  • 野酿2号毛葡萄果实发育进程中苹果酸代谢规律及相关基因表达分析
    覃红梅, 杨国顺, 梁晓文, 罗飞雄, 何建军,
    【目的】分析野酿2号毛葡萄果实发育进程中苹果酸代谢规律及相关基因表达情况,为提高野酿2号毛葡萄的酿造品质及优质葡萄酒生产提供参考依据。【方法】以5年生野酿2号毛葡萄为试验材料,于盛花后5~17周采集不同生长发育阶段果实,测定果实单粒重、pH、可溶性固形物和可滴定酸含量,采用高效液相色谱法测定果实中苹果酸、柠檬酸和酒石酸含量;使用酶标仪测定苹果酸代谢关键酶[苹果酸脱氢酶(NAD-MDH)、NADP-苹果酸酶(NADPME)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)]活性;采用实时荧光定量PCR检测苹果酸代谢相关基因PEPC、MDH和ME的相对表达量,并分析3个基因与苹果酸含量的相关性。【结果】野酿2号毛葡萄果实单粒重在转色期前增长较快,转色期的果实pH、可溶性固形物、苹果酸含量分别是盛花后5周的1.03、1.36和2.38倍,盛花后11周可滴定酸含量达峰值,为35.68 mg/g。盛花后5~17周,野酿2号毛葡萄果实中酒石酸和柠檬酸含量变化不明显,而苹果酸含量变化幅度较大。盛花后8周,NAD-MDH和NADP-ME活性最高,分别为736.06和453.50 nmol/ (g&#183;min),幼果期PEPC活性较高。转色期果实中MDH基因的相对表达量是盛花后5周的1.62倍,而PEPC和ME基因的相对表达量均低于盛花后5周。相关分析结果表明,苹果酸含量与MDH基因呈极显著正相关(PPEPC基因呈显著正相关(PME基因呈显著负相关。【结论】野酿2号毛葡萄苹果酸含量变化是影响总酸变化趋势的主要因素,转色期是苹果酸含量由积累到降低的转折期,苹果酸含量受相关基因MDH、PEPC和ME表达调控。
  • 产香酵母筛选及其对葡萄酒香气成分的影响
    成文, 师守国, 李新,
    【目的】从中条山野生毛葡萄中分离筛选出发酵性能优良、香气浓郁的产香酵母,并分析其对小芒森葡萄酒香气成分和品质的影响,为野生酵母资源开发利用及地域特色葡萄酒酿造提供理论基础。【方法】采集中条山野生毛葡萄果实并进行菌株分离,利用嗅闻法、杜氏管发酵法和电位滴定法筛选香气浓郁、起酵速度快且产酯量高的产香酵母,并对其进行分子生物学鉴定。分别采用单菌接种(酿酒酵母F15)和混菌接种(酿酒酵母F15和产香酵母菌株)发酵小芒森葡萄酒,测定2种酒样的基础理化指标,采用气相色谱—质谱法(GC-MS)分析香气成分并进行感官评价。【结果】共分离获得10株酵母菌,其中CL1菌株起酵速度快,产酯量达1.76 g/L,具有明显果香味和酒香味。基于26SrDNA序列相似性构建系统发育进化树,将CL1菌株鉴定为葡萄汁有孢汉逊酵母(Hanseniaspora uvarum)。将产香酵母CL1与酿酒酵母F15混菌接种发酵小芒森葡萄酒,结果发现其总酚含量较单菌接种(酿酒酵母F15)增加7.60 mg/L。混菌接种酒样共检测出36种香气物质,比单菌接种增加12种,香气物质总含量增加39.83%,混菌接种酒样的2,3-丁二醇、苯乙醇、苯乙酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸己酯和丁酸乙酯气味活性值(OAV)较高,对小芒森葡萄酒的香气贡献较大,赋予其奶油味、果香味和玫瑰香气等。感官评价结果表明,混菌接种小芒森葡萄酒的香气优雅度、芳香持续性和口感浓郁度均明显高于单菌接种。【结论】产香酵母菌株CL1具有良好的增香能力,与酿酒酵母混菌接种发酵对小芒森葡萄酒品质提升有明显作用,具有应用于酿造地域特色葡萄酒的潜力。
  • 葡萄染色体制片技术优化及14个葡萄品种rDNA分布特征分析
    于雪, 裴丹, 房经贵,
    【目的】优化葡萄染色体制片技术并分析14个葡萄品种rDNA分布特征,为葡萄染色体鉴定、变异分析及葡萄品种间的细胞遗传学背景差异解析研究提供参考依据。【方法】以14个葡萄品种当年生半木质化枝条水培长出的根尖为试验材料,以冰水混合物处理根尖24 h后1 MPa笑气(N2O)处理30 min为对照,设0.2 μmol/L的甲基氨草磷溶液(APM)浸泡根尖2 h后1 MPa N2O不同时长(0、30和60 min)处理,筛选染色体制片条件并计算各处理下形态良好的中期分裂相占比;比较酶解滴片法及火焰干燥法的染色体制片效果。以45S rDNA和5S rDNA为探针采用双色荧光原位杂交(FISH)技术分析rDNA在14个葡萄品种染色体上的分布特征。【结果】对照中葡萄根尖材料形态良好的中期分裂相占比仅为32.22%,FISH后易产生背景信号且信号模糊,采用APM处理2 h后1 MPa N2O处理30 min得到的染色体制片形态良好的中期分裂相占比最高,达80.00%,且染色体浓缩适当,FISH信号质量良好。采用火焰干燥法获得的制片细胞分散程度适中,中期分裂相多。45S rDNA和5S rDNA在葡萄染色体上始终呈连锁状态;5S rDNA信号与染色体组数目相关,在二、三、四倍体中的数量分别为2、3和4个。45S rDNA信号在二、三、四倍体中的数量分别为4、6和7个,在红香蕉葡萄中只有3个;5S rDNA信号位于17号染色体上,45S rDNA位于17和15号染色体。意大利和碧香无核葡萄例外,意大利葡萄2个未与5S rDNA连锁的45S rDNA位于15和16号染色体,碧香无核葡萄1个与55 rDNA连锁的45 rDNA位于15号染色体,1个未与55 rDNA连锁的45S rDNA位于17号染色体上。【结论】制作葡萄根尖中期染色体制片较优方法是APM预处理2 h后1 MPa N2O处理30 min,使用火焰干燥法制片。45S rDNA和5S rDNA在葡萄染色体上呈连锁排列,在二、三、四倍体中数量不同。14个葡萄品种的45S rDNA和5S rDNA在染色体上呈L形排列,5S rDNA位点数量比45S rDNA位点数量更稳定。
  • 酿酒葡萄原花色素生物合成转录调控研究进展
    程静, 卜潇, 王军,
    原花色素又称缩合单宁,由黄烷-3-醇和黄烷-3,4-二醇缩合构成,是一类重要的衡量葡萄果实和葡萄酒品质的多酚类物质。文章通过综述葡萄原花色素的组成和检测、生物合成及转录调控机制的进展,发现原花色素主要存在于葡萄果皮和种子中,有利于葡萄抵御生物和非生物胁迫,在葡萄酒酿造过程中,源于果实的原花色素经压榨浸渍后进入葡萄酒中,贡献葡萄酒的苦味和涩味,原花色素与其他色素之间的辅色作用也可加强葡萄酒颜色的稳定性;原花色素的生物合成是苯丙烷—类黄酮代谢路径的一个分支,与黄酮醇和花色苷生物合成共享上游路径,其在葡萄发育早期大量积累;无色花色素还原酶(LAR)和花色素还原酶(ANR)是原花色素生物合成过程的关键酶,葡萄中有2种LAR,分别由VviLAR1和VviLAR2基因编码,均具有时空表达差异性;葡萄原花色素的生物合成主要受到MYB和bHLH家族转录因子的调控,目前已鉴定出8个R2R3-MYB家族转录因子(VviMYBPA1、VviMYBPA2、VviMYBPAR、VviMYB5a、VviMYB5b、VviMYB86、VdMYB14、VviMYBC2-L1)和3个bHLH家族转录因子(VviCA1、VviMYC1、VvibHLH93);当前已鉴定到的转录因子多以VviLAR1和VviANR为靶基因,特异调控VviLAR2基因表达的转录因子亟待挖掘。今后需要关注转录因子对各种生物和非生物胁迫的响应机制、转录和转录后调控对转录因子的修饰方式及转录因子与各种信号和激素之间的互作机理。文章为酿酒葡萄原花色素调控机制的研究提供思路,进而指导我国酿酒葡萄栽培管理实践,助力优质酿酒葡萄品种选育,推动多元化、个性化风格葡萄酒的酿造。
  • 热区葡萄育种研究进展
    王博, 郭荣荣, 成果, 韩佳宇, 林玲, 何建军, 白扬, 谢蜀豫, 王举兵, 白先进,
    葡萄是温带果树,葡萄生产及新品种培育主要分布在气候干燥凉爽的温带地区。随着避雨、破眠、一年两收等葡萄栽培新技术的推广,热区葡萄由于早熟、错季经济效益明显,近年发展迅猛,该区已成为我国特色优势栽培区。葡萄新品种对葡萄产业的快速发展起着重要推动作用。文章结合国内外研究进展提出热区葡萄育种的必要性,概述当前热区葡萄产业现状、主栽葡萄品种及存在问题:由于我国热区葡萄育种工作起步较晚,目前热区主栽葡萄品种仍为温带地区育成,均不耐湿热,存在着色障碍、品质下降、抗性差、易感多种病虫害、需冷量较高、发芽不整齐和易发生日灼等“水土不服”问题。文章分析了热区育种的优势:热区积温高,实生苗生长量大,结果早,育种效率高;热区分布的野生耐热葡萄资源丰富,是培育耐热抗性强新品种的宝贵材料;热区逆境条件可为耐热抗病葡萄新品种的选育提供天然的筛选环境。总结湿热地区葡萄育种研究进展,包括葡萄栽培技术基础、育种机构和专业技术人才队伍情况。阐述广西葡萄种质资源引进与评价的基础,介绍巴西热区葡萄遗传育种研究计划的代表性新品种及广西热区葡萄选育品种的登记及保护情况,并提出我国热区葡萄育种下一步工作计划。在高热高湿、降雨多、日照时数少、冬季低温时数少的热区逆境气候环境下选育早熟优质、抗性强、易栽培和耐储运葡萄新品种是热区葡萄产业健康高质量可持续发展的保障,对提升热区葡萄新质生产力具有重要意义。
  • 镉在钻叶紫菀中的生物富集、亚细胞分布及化学形态研究
    梁雪莲, 陈伟, 蒋文艳, 廖洁, 杨玉霞, 王海军, 李慧玲, 陆玮璠, 王天顺, 谢宏昭,
    【目的】分析镉(Cd)在钻叶紫菀中的生物富集能力、亚细胞分布及化学形态,为揭示钻叶紫菀对Cd的耐受机制提供参考依据。【方法】在Hoagland营养液及不同浓度(0、30、60和90 mg/L)Cd作用下培养钻叶紫菀,24 d后收获钻叶紫菀。钻叶紫菀叶、茎和根经差速离心、化学试剂萃取及石墨消解处理后,利用原子吸收光谱仪测定其Cd含量。【结果】钻叶紫菀Cd生物富集能力表现为根>茎>叶,钻叶紫菀根、茎和叶中的最大Cd含量分别为130.74、78.69和56.62mg/kg(鲜重)。钻叶紫菀根和叶中大部分Cd储存在细胞壁和细胞可溶性组分,仅有少量Cd储存在细胞器组分。钻叶紫菀根中细胞可溶性组分Cd占根亚细胞组分Cd的52.27%~58.61%,而钻叶紫菀叶中细胞壁组分Cd占叶亚细胞组分Cd的42.10%~63.28%。钻叶紫菀根与叶中果胶和蛋白质结合形态Cd含量高于其他化学形态Cd含量。果胶和蛋白质结合形态Cd是钻叶紫菀根和叶中存在的主要化学形态Cd,占比分别为68.91%~74.80%和57.38%~83.80%。随着培养基Cd浓度的增加,钻叶紫菀根中水溶性有机酸Cd占比由13.64%增至22.72%,同时叶中不溶性磷酸Cd占比由10.02%增至32.78%。【结论】钻叶紫菀根、茎和叶对Cd有较强生物富集能力,Cd主要储存在钻叶紫菀根细胞可溶性组分和叶细胞壁组分,且根和叶中的化学形态Cd以毒性弱的果胶和蛋白质结合形态Cd为主,这可能是钻叶紫菀耐受Cd的主要机制。
  • 氯虫苯甲酰胺拌种对玉米根际土壤细菌群落多样性及酶活性的影响
    姚遥, 矣晓翠, 刘一依, 祝春月, 李智, 宋保燕, 岩应宇, 陈斌, 肖关丽,
    【目的】明确氯虫苯甲酰胺悬浮剂拌种对玉米根际土壤细菌群落结构和多样性及主要酶活性的影响,为利用氯虫苯甲酰胺拌种防治玉米害虫提供科学依据。【方法】采用田间小区试验,以清水拌种为对照(CK),设氯虫苯甲酰胺悬浮剂拌种处理(T),利用高通量测序技术测定播种后15、35和60 d玉米根际土壤细菌群落结构和多样性,利用酶试剂盒法测定玉米根际土壤过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性,探讨玉米根际土壤细菌群落结构和多样性及酶活性对氯虫苯甲酰胺拌种的响应。【结果】玉米播种后15 d,T处理的细菌分类数量低于CK,但播种后35和60 d高于CK。氯虫苯甲酰胺拌种提高了细菌群落丰度,但其影响随时间逐渐减弱。CK和T处理的优势门均为变形菌门(Proteobac-teria)、酸杆菌门(Acidobacteriota)、拟杆菌门(Bacteroidota)、绿弯菌门(Chloroflexi)和疣微菌门(Verrucomicrobiota),播种后15和35 d,T处理的玉米根际土壤变形菌门和拟杆菌门相对丰度增加,而酸杆菌门、绿弯菌门和疣微菌门相对丰度降低。各处理的优势菌属均为未分类酸杆属(unclassified_Acidobacteriales),在玉米播种后15和35 d,T处理的未分类酸杆属相对丰度均低于CK,而播种后60 d均高于CK。利用PICRUSt 2对玉米根际土壤细菌16S rRNA进行功能预测,结果显示氯虫苯甲酰胺拌种处理后的土壤细菌功能基因主要与代谢和能源产生相关。氯虫苯甲酰胺拌种能激活玉米根际土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性,而对土壤脲酶活性无显著影响(P>0.05),土壤过氧化氢酶活性在播种后15和60 d分别显著升高57.85%和51.67%(P<0.05,下同),土壤蔗糖酶活性在播种在35和60 d显著升高19.95%和61.66%。播种后15和35 d,拟杆菌门、疣微菌门、浮霉菌门(Planctomycetota)、髌骨细菌门(Patescibacteria)的相对丰度与土壤过氧化氢酶活性呈正相关;播种后60 d,酸杆菌门、芽单胞菌门(Gemmatimonadota)、硝化螺旋菌门(Nitro-spirota)的相对丰度与土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性呈正相关。【结论】氯虫苯甲酰胺拌种处理后早期能影响玉米根际土壤微生物群落多样性及土壤酶活性,但随着时间的推移和玉米的生长,对细菌群落结构的影响逐渐降低。氯虫苯甲酰胺拌种处理可显著提高玉米根际土壤的过氧化氢酶和蔗糖酶活性,且土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性与玉米根际土壤细菌优势菌门密切相关。
  • 岩溶区不同微地形芒果园土壤肥力综合评价
    黄超, 梁建宏, 杨慧, 李鸿, 李雪艳, 陶悦, 张连凯,
    【目的】采用不同评价方法对不同微地形芒果园的土壤肥力特征进行评价,为岩溶区芒果园土壤肥力的精准评价提供参考。【方法】在广西百色市田阳区典型岩溶区芒果园设置洼地、过渡带、坡地、垭口4种微地形样地,筛选出10项土壤化学指标作为评价指标,应用主成分分析法、模糊数学法、改进的内梅罗指数法、基于粗糙集理论的土壤肥力评价法对不同微地形进行土壤肥力评价,分析不同肥力评价方法评价结果间的差异,对肥力评价指数与产量进行线性拟合,通过冗余分析探索微地形及环境因子对土壤综合肥力的影响。【结果】不同微地形主成分土壤肥力指数表现为坡地(0.87,肥力极高)>垭口(0.59,肥力中等)>过渡带(0.48,肥力中等)>洼地(0.39,肥力低);模糊数学土壤肥力指数表明不同微地形土壤肥力均在高水平以上(0.68~0.82);内梅罗土壤肥力指数表明不同微地形土壤肥力均在中等水平以下(0.26~0.46);粗糙集理论土壤肥力指数表现为坡地(0.67,肥力高)>垭口(0.50,肥力中等)>过渡带(0.37,肥力低)>洼地(0.35,肥力低),该评价结果相对准确且与产量线性拟合度最高。冗余分析结果表明,地形因子对土壤肥力的解释量为34.15%,环境因子解释量为23.30%。【结论】综合不同评价方法的评价结果,不同微地形芒果园的土壤肥力基本表现为坡地>垭口>过渡带>洼地;基于粗糙集理论将3种常规肥力评价方法进行综合评价的结果相对准确,对不同微地形肥力等级区分效果较好。不同微地形土壤肥力差异受地形因子及环境因子共同影响,其中地形因子影响较大。
  • 基于图像几何信息的遮荫条件下茄衣烟叶形态特征分析与叶面积生长模型构建
    王灿, 陈一鑫, 安然, 母婷婷, 邢卓冉, 丁松爽, 刘勇军, 时向东, 肖志鹏,
    【目的】筛选遮荫影响茄衣烟叶的关键形态特征指标,建立茄衣烟叶叶面积生长模型,明确遮荫条件下茄衣烟叶动态发育规律,以期为国产茄衣烟叶精准栽培提供理论依据。【方法】以雪茄烟品种CX81为试验材料,设3个遮荫处理,分别为透光率60%(T1)、透光率70%(T2)和透光率100%不遮荫对照(CK)。基于图像几何信息提取烟叶形态特征,测定上、中、下3个叶位叶片的动态生长指标,对不同透光率下茄衣烟叶的形态特征进行正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA),并建立叶面积生长模型。【结果】OPLS-DA结果表明,上、中、下部烟叶在不同透光率处理下的形态特征参数存在明显差异,随着叶位提高,受遮荫影响的形态指标逐渐减少,3个部位的共同指标有叶面积生长速率、叶面积、叶周长和茎叶夹角。遮荫条件下,叶面积与遮荫时间的关系符合Richards模型,其方程为y=a/ (1+eb-cx)1/d,模型稳定性好,拟合程度高,具备生物学意义。随着透光率增加,叶面积先增大后减小,T2处理叶面积最大,遮荫45 d时,T2处理的叶面积较CK增加4.7%~17.4%;同一部位烟叶平均生长速率呈慢—快—慢的变化规律,T2处理叶面积平均生长速率最大,较CK提高5.5%~13.4%。【结论】叶面积生长速率、叶面积、叶周长和茎叶夹角是影响遮荫条件下茄衣烟叶叶片形态的关键指标,Richards模型可有效预测遮荫条件下茄衣烟叶叶面积生长,70%透光率可加快叶面积生长速率,有效提高叶面积。
  • 生姜苗期耐盐性综合评价及水通道蛋白基因表达模式分析
    马佳伟, 郭昌权, 李慧玲, 昝添祥, 高伟, 王艳红, 刘奕清, 朱永兴,
    【目的】探究盐胁迫对生姜苗期形态变化及生理指标的影响,建立生姜耐盐评价体系,发掘耐盐种质资源,为生姜耐盐品种选育提供理论依据。【方法】以我国5个生姜主产区的主栽品种为试验材料,设置对照(CK)与盐胁迫(NaCl)2个处理,利用主成分分析将不同处理条件下生姜的生理生化指标等单项指标整合为3个综合指标,结合隶属函数法进行耐盐性综合评价,并分析水通道蛋白(AQP)基因在耐盐品种与敏感品种中不同的表达模式。【结果】在盐胁迫下,各生姜品种的株高、茎粗、叶片数、根系活力、叶片水势和叶片渗透势均下降。叶片的过氧化氢(H2O2)含量、丙二醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)活性均升高。超氧化物歧化酶(SOD)活性在贵州黄姜中显著升高(PD值)呈显著正相关;叶片MDA含量、H2O2含量、水势和渗透势与D值呈负相关;根系活力与D值呈极显著正相关(PAQP基因的表达模式分析显示,山东大姜叶片中7个AQP基因在盐胁迫处理后表达下调,根部4个AQP基因表达下调;竹根姜叶片中3个AQP基因表达下调,根部6个AQP基因表达下调。【结论】5个生姜品种苗期耐盐性评价结果表明,山东大姜耐盐性最强,竹根姜耐盐性最弱。株高、茎粗、叶片数和根系活力可作为生姜耐盐品种筛选的主要参考指标。
  • 基于全基因组关联分析的香蕉枯萎病菌致病基因挖掘与功能研究
    高辉, 蒋尚伯, 杨迪, 杜婵娟, 张晋, 潘连富, 崔海涛, 付岗,
    【目的】深入挖掘香蕉枯萎病菌致病相关基因,并解析其基因特性,为香蕉抗枯萎病品种选育及新药物靶标的开发打下基础。【方法】基于遗传背景将供试299株香蕉枯萎病菌的致病力分别依据数量性状和质量性状进行分组,使用混合线性模型的Gemma软件,运用全基因组关联分析(GWAS)技术对香蕉枯萎病菌致病力表型与全基因组重测序数据进行关联分析;进一步采用ProtParam、SingleIP和SAMRT等生物信息学软件解析候选基因的理化性质及初级结构。【结果】运用GWAS共关联到151个与致病力相关的单核苷酸多态性(SNP)位点。初步确定3个不同类型基因FocScp、FocChp和FocGhf12与枯萎病菌致病力密切相关,进一步对FocScp、FocChp和FocGhf12基因的编码蛋白进行生物信息学分析并预测其功能,结果显示,FocScp基因的cDNA编码区全长948 bp,编码314个氨基酸残基,大小约33.27 kD,含有N-端信号肽,预测为胞外分泌蛋白;FocChp基因的cDNA编码区全长1302 bp,编码433个氨基酸残基,大小约49.17 kD,亚细胞定位在细胞核,预测为含有3个锌指结构域的转录因子;FocGf12基因的cDNA编码区全长1533 bp,编码480个氨基酸残基,大小约53.54 kD,该蛋白存在跨膜结构域,具有GPI修饰位点,亚细胞定位在胞外,预测为糖苷水解酶家族12蛋白。【结论】通过GWAS获得香蕉枯萎病菌3个致病相关基因FocScp、FocChp和FocGhf12,其编码蛋白分别为分泌蛋白、转录因子和结构蛋白。
  • 旱地优质稻田稻象甲成虫发生动态及空间分布型
    李正飞, 杨宝云, 杨虎权, 龙晓明, 何艳艳, 彭跃进, 胡洋山, 陈斌, 杜广祖,
    【目的】明确旱地优质稻田稻象甲成虫的发生动态、空间分布型和种群抽样技术,为旱地优质稻稻象甲成虫的调查取样、预测预报及综合防控提供科学参考。【方法】以云南省普洱市澜沧县竹塘乡蒿枝坝村、哈果马村和诺国村旱地优质稻种植区为试验地点,于2022和2023年采用连片调查的方法对旱地优质稻田稻象甲成虫发生动态及空间分布型进行调查;采用聚集度指标法、Iwao回归分析法、Taylor幂函数法及种群聚集均数分析不同地区旱地优质稻田稻象甲成虫的空间分布型和聚集原因,并基于空间分布结果,拟合形成理论抽样模型和序贯抽样模型。【结果】2022和2023年各调查点旱地优质稻田稻象甲成虫发生动态均为单峰型,始见于5月中旬,于8月中旬后仅零星发生,7月是其发生高峰期,并于7月中下旬达到最高峰。聚集度指标法、Iwao回归分析法及Taylor幂函数法分析表明2022、2023年3个调查点的旱地优质稻田稻象甲成虫在田间均呈聚集分布,引起聚集的原因是昆虫本身的生活习性及气候、土壤湿度、植株生长状况等环境因素。2023年蒿枝坝村和诺国村旱地优质稻田稻象甲成虫基于空间分布的理论抽样模型分别为N=\fract^2D^2\left(\frac2.170m+0.214\right)、N=\fract^2D^2\left(\frac2.599m+0.228\right),基于稻象甲成虫临界防治指标的序贯抽样模型分别为T0(n)=2n&#177;2.279 n、T0(n)=2n&#177;2.472√n。【结论】云南省普洱市澜沧县竹塘乡旱地优质稻田稻象甲成虫发生动态为单峰型,其在田间均呈聚集分布,引起聚集的原因是昆虫本身的生活习性及气候、土壤湿度、植株生长状况等环境因素。
  • 黄曲条跳甲短链气味结合蛋白基因PstrOBP-sc分子和功能特点分析
    田晓丽, 宋旭荣, 毛永娜, 李传仁, 张国辉,
    【目的】分析黄曲条跳甲(Phyllotreta striolata)短链气味结合蛋白(Odorant binding protein,OBP)基因PstrOBP-sc分子和功能特点,为揭示昆虫短链OBP基因的功能提供参考。【方法】利用逆转录聚合酶链反应(RTPCR)克隆黄曲条跳甲短链Classic OBP基因,并对其进行生物信息学分析;通过逆转录聚合酶链反应技术分析短链OBP基因在黄曲条跳甲雌、雄成虫不同组织中的表达情况;构建重组表达载体异源表达短链OBP基因,以聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和蛋白质印迹法(Western blotting)验证目的蛋白;运用荧光结合试验检测短链OBP的配体结合能力。【结果】通过逆转录聚合酶链反应克隆验证,成功获得1条具有完整开放阅读框的黄曲条跳甲短链OBP基因PstrOBP-sc。PstrOBP-sc基因含有1个357 bp的开放阅读框,编码118个氨基酸残基,N末端具有1个由20个氨基酸残基组成的信号肽,成熟蛋白PSTROBP-SC仅由98个氨基酸残基组成,序列中含有6个保守的半胱氨酸,属于典型短链OBP基因。蛋白二级结构预测结果显示,PSTROBP-SC蛋白仅存在5个α-螺旋,且在第5个α-螺旋的下游仅有2个氨基酸残基。PstrOBP-sc基因组织表达模式及异源表达的PSTROBP-SC蛋白配体结合能力研究结果表明,PstrOBP-sc基因在黄曲条跳甲雌、雄成虫的所有供试组织中均有表达,而非特异性表达于嗅觉器官。同时,异源表达PSTROBP-SC不能结合荧光探针1-NPN。【结论】PstrOBP-sc基因的分子和功能特点不同于当前广泛研究的中长链OBP基因,其在生物体内很可能行使嗅觉以外的其他生理功能。
  • 花椒精油及其主要成分对番茄链格孢菌的抑制作用
    熊诗洁, 朱学栋, 袁继荣, 万发兴, 李京花, 贾切,
    【目的】探明花椒精油对番茄链格孢菌(Alternaria alternata)的抑菌效果及作用机制,以期为利用花椒精油作为植物源熏蒸剂进行茄果类蔬菜链格孢腐烂病的生物防治提供理论依据。【方法】以番茄链格孢菌菌株HJF-1为试验对象,设不同浓度(40、80、120、160和200 μg/mL)花椒精油及其3种主要成分芳樟醇、柠檬烯、月桂烯熏蒸HJF-1菌丝试验,以无菌水处理作为空白对照,评价不同物质对番茄链格孢菌的抑菌效果。通过显微镜观察、生理生化检测及离体接种等方法,进一步分析花椒精油和芳樟醇对病原菌的菌丝形态、孢子萌发、芽管长度、细胞膜完整性及致病力的影响,阐明花椒精油和芳樟醇熏蒸对番茄链格孢腐烂病菌的抑菌效果及作用机制。【结果】不同浓度的花椒精油及其3种主要成分熏蒸后,HJF-1菌落直径与对照之间存在明显差异,熏蒸抑菌效果表现为花椒精油>芳樟醇>月桂烯>柠檬烯,花椒精油和芳樟醇的抑菌效果相对较强,二者的最小抑菌浓度(MIC)均为160 μg/mL。不同浓度花椒精油和芳樟醇熏蒸处理的菌丝生长抑制率存在显著差异(P50)分别为85.98和89.84 μg/mL。花椒精油和芳樟醇熏蒸处理不仅能显著降低孢子萌发率,还可显著抑制孢子芽管伸长,以浓度为200 μg/mL花椒精油和芳樟醇熏蒸6 h后,菌孢子萌发率最低,分别为1.0%和1.2%,此时孢子芽管长度也最小,分别为9.2和10.8 μm。此外,花椒精油和芳樟醇还能引起病原菌畸形和细胞膜氧化破损,导致菌丝丙二醛含量在熏蒸12 h时上升至6.3和4.0 nmol/mL;熏蒸24 h时,胞外可溶性蛋白含量分别上升至11.9和9.1 μg/L,胞外可溶性糖含量分别上升至263.8和237.2 μg/L,最终在熏蒸72 h时导致胞外相对电导率达最大值,分别为62.5%和50.5%。离体试验结果表明,2&#215;MIC的花椒精油及芳樟醇熏蒸72 h可大幅降低链格孢菌的致病力,对链格孢腐烂病的相对防效分别达83.9%和75.6%。【结论】花椒精油及其主要成分芳樟醇通过抑制链格孢菌菌丝生长和孢子萌发而阻断病原菌侵染及延缓扩展,破坏细胞表面完整性而引起胞内物质渗漏及细胞功能紊乱,最终导致病原菌致病力降低。
  • 克氏原螯虾duox1基因抵御金黄色葡萄球菌侵染的先天免疫机制
    刘姝瑶, 李倩倩, 文静, 金博阳, 张明达, 谭茗月, 沈秀丽, 杜志强,
    【目的】探究双氧化酶1基因(duox1)在克氏原螯虾抵抗金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)侵染先天免疫应答中的作用机制,为确保克氏原螯虾产业的持续健康发展提供技术支撑。【方法】采用实时荧光定量PCR检测金黄色葡萄球菌刺激后,duox1基因在克氏原螯虾血细胞、肝胰腺、肠道及鳃组织中的表达情况;通过RNA干扰(RNAi)敲低duox1基因表达再进行金黄色葡萄球菌刺激,统计克氏原螯虾存活率,采用H2O2含量检测试剂盒检测肝胰腺H2O2含量,电子显微镜下观察血淋巴黑化现象,并以实时荧光定量PCR检测肝胰腺中抗菌肽基因(toll1、dorsal、crustin3和crustin4)的表达情况。【结果】经金黄色葡萄球菌刺激后,克氏原螯虾duox1基因在血细胞、肝胰腺、肠道及鳃组织中的相对表达量较PBS组整体上呈上升趋势,故推测duox1基因参与克氏原螯虾的抗菌先天免疫应答,具有潜在的抵抗细菌侵染作用。与dsGFP+金黄色葡萄球菌组相比,经RNA干扰及金黄色葡萄球菌刺激后,克氏原螯虾存活率呈明显下降趋势,肝胰腺H2O2含量呈先降低后回升的变化趋势(在刺激后24 h达最低值),且克氏原螯虾血淋巴黑化反应程度明显减弱。干扰duox1基因表达并感染金黄色葡萄球菌后,克氏原螯虾肝胰腺Toll信号通路上的抗菌肽基因(toll1、dorsal、crustin3和crustin4)表达被抑制,导致参与抗菌反应的先天免疫能力下降,最终引起克氏原螯虾存活率下降。【结论】克氏原螯虾duox1基因通过调控H2O2产生、影响血淋巴黑化现象及调控toll1、dorsal、crustin3和crustin4等抗菌肽基因的表达,参与机体的先天免疫应答,进而协助机体抵御金黄色葡萄球菌的侵染。
  • 柯乐猪BMP7基因SNP位点与繁殖性能的关联分析
    向进, 吴燕, 王春源, 赵永, 付红梅, 丁义杰, 张依裕,
    【目的】明确骨形态发生蛋白7基因(BMP7)单核苷酸多态性(SNP)位点与柯乐猪繁殖性能的关联性,挖掘柯乐猪繁殖性状的分子辅助标记,为加速柯乐猪繁殖性能提升及推进其品种改良进程提供技术支撑。【方法】选取150头健康经产柯乐母猪为研究对象,采用Sanger测序法筛查鉴定BMP7基因SNP位点,计算各SNP位点的群体遗传参数,并通过SPSS 22.0中的一般线性模型(GLM)分析SNP位点与柯乐猪总产仔数、初生窝重、平均初生重、断奶仔猪数、断奶窝重及平均断奶重等6个繁殖性状指标的关联性。【结果】在柯乐猪BMP7基因上共发现5个SNPs位点:g.57602289C>T(第2外显子)、g.57602334C>T(第2外显子)、g.57602404C>T(第2内含子)、g.57602418C>T(第2内含子)和g.57602561G>T(第2内含子),均存在3种基因型;5个SNPs位点的优势基因型分别为CT、CT、CT、CT和GT,对应的多态信息含量(PIC)介于0.358~0.375,均表现为中度多态(0.25PHWE>0.05),且各SNP位点间均存在强连锁不平衡关系[LD系数(D')>0.800,相关系数(R2)>0.330]。关联分析结果显示,g.57602289C>T、g.57602334C>T和g.57602418C>T等3个位点TT基因型个体的初生窝重均显著高于CC基因型个体(PPT位点TT基因型个体的总产仔猪数极显著高于CC基因型个体;g.57602561G>T位点TT基因型个体的总产仔猪数极显著高于GG基因型个体。此外,双倍型H2H2和H3H3个体的总产仔数、初生窝重、断奶仔猪数和断奶窝重均高于其他双倍型个体,尤其是H2H2个体在断奶仔猪数和初生窝重方面表现出明显优势。【结论】在柯乐猪BMP7基因上发现的5个SNPs位点均与其繁殖性能存在较强的关联性,BMP7基因可作为柯乐猪繁殖性状的候选基因,而双倍型H2H2可作为繁殖性状分子标记辅助选择的参考。
  • 温度和盐度对香港牡蛎碳收支的影响
    官俊良, 何庆松, 张兴志, 何苹萍, 韦嫔媛, 张立, 陈泳先, 白科, 许尤厚, 彭金霞,
    【目的】明确温度和盐度对香港牡蛎生理代谢及碳收支的影响,为解析香港牡蛎碳收支分配机制提供参考依据,也为后续探究牡蛎固碳功能及发展蓝色、低碳的新兴经济产业奠定理论基础。【方法】利用静水法测定香港牡蛎在不同温度(12、19、26和33 ℃)和盐度(6‰、15‰、24‰和33‰)条件下的耗氧率、排氨率、摄食率和排粪率,并建立香港牡蛎的碳收支方程。【结果】香港牡蛎耗氧率随温度的升高而逐渐升高,在试验设定的最高温度(33 ℃)时达最大值[1.87 mg/ (g&#183;h)];排氨率随温度的升高呈先下降后上升趋势,根据拟合方程计算得知在17.70 ℃下的排氨率达最小值[0.02 mg/ (g&#183;h)];摄食率随温度的升高呈先上升后下降的变化趋势,根据拟合方程计算得知在21.99 ℃下的摄食率达最大值[17.54 mg/ (g&#183;h)];排粪率随温度的变化无明显规律。不同盐度条件下,香港牡蛎摄食率和耗氧率随盐度的增加呈先上升后下降趋势,根据拟合方程计算得知,盐度为21.54‰时的耗氧率达最大值[1.29 mg/ (g&#183;h)],盐度为18.88‰时的摄食率达最大值[28.48 mg/ (g&#183;h)];排氨率和排粪率随盐度的增加整体上呈下降趋势,二者在试验设定的最高盐度(33‰)下达最小值。温度和盐度对香港牡蛎的碳收支存在明显影响,在温度19~26 ℃、盐度15‰~24‰的条件下香港牡蛎将摄食的大部分碳用于生长。不同温度和盐度条件下,香港牡蛎的碳收支均表现为生长碳占摄食碳的比例最高,其次是粪便碳和呼吸碳,排泄碳的占比最低。【结论】温度和盐度对香港牡蛎生理代谢及碳收支均存在影响,尤其在温度19~26 ℃、盐度15‰~24‰的条件下生长碳占摄食碳的比例较高,更适宜其生长,具有较高的固碳能力。
  • 2种食蚊鱼属入侵鱼类线粒体基因组密码子偏好性分析
    谢佳燕, 陈玥, 孙赫英,
    【目的】分析西部食蚊鱼(Gambusia affinis)和东部食蚊鱼(G. holbrooki)线粒体基因组组成和密码子使用偏好性,为食蚊鱼属入侵鱼类的早期预警和防控提供理论依据。【方法】基于线粒体基因组序列数据,通过生物信息学方法分析西部食蚊鱼和东部食蚊鱼线粒体基因组组成特征和密码子使用模式。【结果】西部食蚊鱼和东部食蚊鱼线粒体基因组大小分别为16614和16610 bp,碱基组成均呈现明显的AT偏好,蛋白编码基因密码子的适应指数(CAI)范围分别为0.14~0.20和0.13~0.20,偏好性指数(CBI)分别为-0.09~0.09和-0.09~0.07,有效密码子数(ENC)分别为35.19~50.50和39.03~50.06。中性绘图分析结果表明,2种食蚊鱼线粒体编码基因的第1、2位和第3位碱基GC含量相关性不明显;ENC-plot分析发现2种食蚊鱼线粒体基因ENC均位于标准曲线下方;PR2-plot分析发现2种食蚊鱼线粒体基因密码子第3位的4种碱基使用频率不相等,A和C的使用频率高于T和G。在西部食蚊鱼和东部食蚊鱼线粒体基因组中分别确定了16和18个最优密码子。【结论】2种食蚊鱼线粒体基因组均偏好使用以C或A结尾的密码子,无以G结尾的密码子。西部食蚊鱼和东部食蚊鱼分别筛选出16和18个最优密码子,主要以C或A结尾。2种食蚊鱼线粒体基因组密码子均为弱偏好性密码子,自然选择和突变压力均是影响2种食蚊鱼线粒体密码子偏好性形成的因素,其中自然选择起主导作用。
  • 投喂不同饵料对斑鳜生长及消化性能的影响
    赖铭勇,
    【目的】探明斑鳜(Siniperca scherzeri)摄食配合饲料后其生长与消化性能的变化规律,为开展以配合饲料替代传统饵料鱼的斑鳜规模养殖提供参考依据。【方法】选取驯化和未驯化斑鳜苗种各180尾,分别投喂配合饲料和活饵鱼,饲养20周后饥饿24 h,测定分析其生长性能、消化酶活性、肠道组织结构及肠道微生物群落结构。【结果】至饲养20周后,饲料组斑鳜的存活率、脏体比与活饵组斑鳜相比无显著差异(P>0.05,下同),但终末体质量、增重率及饲料系数显著低于活饵组斑鳜(P<0.05,下同);饲料组斑鳜肠道α-淀粉酶活性显著高于活饵组斑鳜,胰蛋白酶活性显著低于活饵组斑鳜,而胃蛋白酶和脂肪酶活性无显著差异。此外,饲料组斑鳜肠道的肌层厚度和黏膜褶皱高度均显著低于活饵组斑鳜,但二者间的肠黏膜褶皱数无显著差异。在肠道微生物群落方面,饲料组斑鳜肠道微生物群落的ACE指数和Chao1指数显著低于活饵组斑鳜,但Shannon指数和Simpson指数无显著差异;2种饵料投喂模式下斑鳜肠道微生物群落结构均以变形菌门、厚壁菌门、软壁菌门和放线菌门为绝对优势菌门,其相对丰度之和在98.00%以上;在属分类水平上,饲料组斑鳜肠道内的伯克霍尔德菌属相对丰度显著高于活饵组斑鳜,而鞘氨醇盒菌属和支原体属相对丰度显著低于活饵组斑鳜。【结论】以配合饲料替代活饵投喂斑鳜,其生长速度显著降低,肠道组织结构、消化酶活性及肠道微生物群落结构出现适应性变化,尤其是配合饲料的投喂有助于维持肠道微生物稳定性。可见,以配合饲料替代活饵养殖斑鳜具有可行性,但还需进一步优化饲料营养组分及投喂策略,提高配合饲料养殖下斑鳜的生长速率。
  • 山西苹果产业空间集聚差异及其影响因素分析
    张振宇, 武文卿, 吴俊华, 任红燕, 李建军, 李惠, 马慧敏,
    【目的】系统分析山西苹果产业的空间集聚规律及其作用机制,为促进苹果产区资源整合、产业布局优化提供参考依据。【方法】查阅2011—2021年中国和山西省统计年鉴数据,采用区位熵和莫兰指数对比分析山西苹果产业集聚的空间分布和历史演变,基于地理探测器分析影响山西苹果产业空间集聚的单因子和交互因子。【结果】2011—2021年山西苹果产业区位熵波动上升,且呈南增北减的特征,产业重心进一步向西南移动;苹果产业传统集聚区运城的区位熵有所下降,新兴集聚区临汾的区位熵明显上升;山西苹果产业莫兰指数呈波动下降趋势。运城和临汾的各县(区)已形成显著的高—高型产业集聚格局;其他地市的小部分县(区)形成低—高型产业分布格局,其余大部分县(区)为低—低型产业分布或随机分布格局。影响苹果产业空间集聚的主导因子为苹果粮食面积比、苹果果园面积、施肥量、灌溉面积、所在地市公路通车里程和农村人均可支配收入,其次为水果果园面积、乡村人口和农林牧渔产值。【建议】依据山西各地苹果生产资源禀赋,优化空间规划与布局,促进新兴产区与传统产区协调联动发展;稳步调整种植结构,拓展科学技术溢出功能,提升产业服务保障能力,延伸苹果全产业链条带动三产融合,通过资源共享和优势互补促进苹果产业集聚纵深发展。
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

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