南方农业学报杂志2025年第11期
-
- 航天搭载下竹叶花椒遗传变异与果实代谢变化分析
- 黄明, 张义刚, 吴纯清, 罗友进, 程玥晴, 胡佳羽, 谢永红, 陈霞,
- 【目的】分析航天搭载下竹叶花椒遗传变异与果实代谢变化,为航天诱变竹叶花椒群体的筛选与鉴定及花椒种质创新提供参考依据。【方法】以早熟九叶青和藤椒2个竹叶花椒品种为研究对象,以相应未经航天诱变的竹叶花椒品种为对照(CK)。参考竹叶花椒参考基因组,并基于基因组重测序分析与非靶向代谢组检测技术,对航天搭载前样本(早熟九叶青和藤椒样本分别标记为ZSJ-CK和TJ-CK)和后样本(早熟九叶青和藤椒样本分别标记为ZSJ-HT和TJ-HT)进行基因组突变检测分析,对突变基因进行GO功能注释和KEGG信号通路富集分析,并对航天搭载前后竹叶花椒果实中的差异代谢物进行KEGG代谢通路富集分析。【结果】ZSJ-HT样本单核苷酸变异(SNV)数量是ZSJ-CK样本SNV数量的1.76倍,ZSJ-HT样本插入/缺失变异(InDel)数量是ZSJ-CK样本InDel数量的2.12倍。InDel在各突变片段长度的突变数量上,ZSJ-HT样本均高于ZSJ-CK样本,TJ-HT样本高于TJ-CK样本。ZSJ-HT vs ZSJ-CK组和TJ-HT vs TJ-CK组产生SNV总数量分别为65150和68473个,产生InDel总数量分别为1615和2430个,有义突变的蛋白编码基因数量分别是936和1034个。2个比较组(ZSJ-HT vs ZSJ-CK组和TJ-HT vs TJ-CK组)注释到的突变基因数量较多的GO功能条目有代谢进程、有机物代谢进程、细胞膜组件、锌离子结合等;突变基因数量最多的KEGG信号通路均为基础代谢路径和次生代谢物合成,其次是植病互作和植物激素信号转导。ZSJ-HT vs ZSJ-CK组中有264种代谢物的含量显著升高,325种代谢物的含量显著降低;TJ-HT vs TJ-CK组中有398种代谢物的含量显著升高,271种代谢物的含量显著降低。KEGG代谢通路富集分析结果显示,ZSJ-HT vs ZSJ-CK组代谢物富集较多的代谢通路是黄酮与黄酮醇的合成和类黄酮化合物合成,TJ-HT vs TJ-CK组代谢物富集较多的代谢通路是ABC转运蛋白和苯丙烷类化合物合成。【结论】经航天搭载后,早熟九叶青和藤椒2个竹叶花椒品种的全基因组蛋白编码基因和成熟果实代谢物的含量及组成均发生明显改变,筛选出显著富集的代谢通路和显著差异代谢物可用于下一步竹叶花椒诱变群体的筛选与鉴定工作。
-
- 盐胁迫下不同亚种水稻种质资源的根系形态特征分析
- 刘松瑞, 陈敏, 许昊, 王敬文, 董悦, 马东花, 罗成科, 李培富, 田蕾,
- 【目的】分析盐胁迫下不同亚种水稻种质资源的根系形态特征,解析其应对盐胁迫的策略,筛选盐胁迫下根系形态特征优良的种质资源,为培育耐盐高产水稻品种提供理论依据。【方法】以75份水稻种质资源(23份籼稻、35份粳稻和17份AUS稻)为试验材料,采用水培试验,于苗期进行盐胁迫处理(在水稻营养液中添加125 mmol/L NaCl),测定参试材料的12个根系形态指标;利用相关分析、主成分分析、线性回归和隶属函数等多元统计方法,对盐胁迫下不同亚种水稻种质资源的根系形态特征进行综合评价。【结果】不同亚种水稻中,耐盐级别均值以籼稻最高(5.0),粳稻次之(4.0),AUS稻最低(3.6)。籼稻的根总数量及0~0.5 mm和0.5~1.0 mm径级的根总长度、根总表面积和根总体积均极显著高于粳稻和AUS稻(P<0.0001)。不同亚种水稻中12个根系性状之间的相关性存在一定差异。主成分分析在籼稻、粳稻和AUS稻中均提取到2个主成分,累计贡献率分别为85.638%、83.277%和80.342%。利用线性回归分别筛选到盐胁迫下不同亚种水稻根系形态的4个关键指标,籼稻包括根总数量及0.5~1.0 mm径级的根总长度、根总表面积和根总体积,粳稻包括根总表面积、0.5~1.0 mm根总长度、0~0.5 mm根总表面积和根总数量,AUS稻包括0~0.5 mm根总体积、0.5~1.0 mm根总体积、根总体积和根平均直径。通过综合评价D值结合耐盐级别筛选到各亚种水稻中根系形态特征优良的耐盐种质,分别为籼稻的Vary Vato 462、粳稻的Ta Mao Tsao和AUS稻的DJ 24。【结论】在盐胁迫下,籼稻的根系形态特征总体优于粳稻和AUS稻,3个亚种水稻的根系形态关键指标不同,其应对盐胁迫的策略存在明显差异。
-
- 遮荫对不同花生品种生长发育及产量的影响
- 张俊, 张曼, 张朋磊, 张忠信, 张新友, 刘娟, 郝西, 董文召, 臧秀旺,
- 【目的】探讨遮荫对不同花生品种生长发育及产量的影响,为筛选耐荫花生品种和优化高光效栽培技术提供理论依据。【方法】以4种珍珠豆型小果花生品种(豫花22、豫花23、花育20和远杂9102)为试验材料,设遮荫处理(铁丝网网室内种植)和正常光照处理(田间种植),始花后每天记录开花量,直至开花结束;收获前调查单株分枝数、主茎粗、主茎各节间长、第1对侧枝10 cm内节数等营养生长指标;收获时测定成针率和成果率,并统计产量、饱果率和出仁率。【结果】遮荫会减少花生植株的分枝数,减小主茎粗,与正常光照处理相比,遮荫处理4个花生品种的平均分枝数和平均主茎粗分别降低17.97%和10.55%;遮荫使花生植株的主茎节间长增加、第1对侧枝10 cm内节数减少,尤其是主茎第5~9节受遮荫影响较大。与正常光照处理相比,遮荫处理4个花生品种的平均盛花期缩短3.25 d,平均开花总量减少32.16%,平均盛花期开花量减少43.13%,平均成针率降低46.88%,平均成果率降低35.70%,最终导致平均产量降低45.76%。遮荫对不同花生品种生长及产量的影响存在差异,豫花22和豫花23在遮荫条件下表现出较好的耐荫性,在遮荫条件下植株形态变化相对较小,光照不足时能保持相对较高的开花量和成果率,而远杂9102和花育20对遮荫较敏感。【结论】遮荫条件下,花生通过调整自身形态和生理过程以适应弱光环境,但这种适应性变化会对其生殖生长和产量产生负面影响。不同花生品种耐荫性差异明显,豫花22和豫花23在遮荫条件下表现出较好的耐荫性,可作为间作或阴雨寡照环境下的优先选择品种。
-
- 云烟87叶片生理指标对镁浓度的响应特征及高光谱反演
- 李贝贝, 王伟宁, 赵犇, 王泽楷, 焦敬华, 喻炳琴, 叶协锋, 张芊,
- 【目的】探究不同镁浓度对烤烟品种云烟87不同叶位叶片生理特性的影响,并基于高光谱技术对相关指标进行反演分析,评估该技术用于烟叶生理指标快速检测的可行性,为烤烟镁营养的精准调控及烟叶品质提升提供理论依据。【方法】以烤烟品种云烟87为试验材料,采用水培试验,设3个镁浓度处理,分别为正常供镁(CK,5 mmol/L)、缺镁处理(T1,0 mmol/L)和高镁处理(T2,25 mmol/L)。水培至第30、40和50 d时,选取代表性烟株,测定由下至上第3、8、13叶位叶片的光合指标、叶绿素含量、抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)含量;并采集叶片高光谱数据,利用偏最小二乘法回归(PLSR)模型对相关指标进行反演。【结果】相较于CK,云烟87对缺镁和高镁的响应特征表现为烟株第3、8、13叶位叶绿素含量降低,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性及MDA含量升高,过氧化氢酶(CAT)活性降低,光合作用受到抑制,以缺镁处理的低叶位表现最为明显。不同镁浓度处理的叶片高光谱曲线整体表现趋势一致,但各波段反射率存在差异。基于光谱曲线差异,利用叶绿素含量、抗氧化酶活性、MDA含量和光合指标建立全波段PLSR模型,模型预测结果表明,叶绿素含量、POD活性和CAT活性的最优预处理方法为标准正态变换(SNV),SOD活性、净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)的最优预处理方法为S-G滤波平滑(S-G),MDA含量和气孔导度(Gs)的最优预处理方法为多元散射矫正(MSC),其中叶绿素含量的预测精度最高,预测集相关系数rp为0.7833。【结论】镁元素缺乏或过量均会影响烤烟生长发育,其中缺镁的影响更为显著,且以低叶位叶片对缺镁更敏感。基于高光谱技术建立的反演模型中,以叶绿素含量反演模型的预测精度最高,有望实现对烤烟镁营养状况的快速监测与评估。
-
- 有机氮替代比例对贵州山地茶园土壤酸化特征的影响
- 张菲, 刘彦伶, 张雅蓉, 李渝, 黄兴成, 朱华清, 熊涵, 杨叶华, 杨欢,
- 【目的】探究不同有机氮替代比例对贵州山地茶园土壤酸化特征的影响,筛选适宜的有机氮替代比例,为阻控茶园土壤酸化及茶园的绿色健康发展提供理论依据。【方法】在贵州典型茶产区进行田间试验,设7个施肥处理:不施肥对照(CK)、单施化肥(ON0)、20%有机氮替代化肥氮(ON20)、40%有机氮替代化肥氮(ON40)、60%有机氮替代化肥氮(ON60)、80%有机氮替代化肥氮(ON80)和100%有机氮替代化肥氮(ON100)。于茶园冬季施肥前采集0~20 cm耕层土壤样品,测定分析土壤pH及交换性酸(交换性H+、交换性Al3+)、交换性盐基离子(Ca2+、Mg2+、K+、Na+)含量,并对土壤pH与交换性酸、交换性盐基离子进行关系拟合,利用随机森林回归分析不同因素对土壤pH变化影响的重要度。【结果】与CK相比,ON0处理的土壤pH略有降低,但差异不显著(P>0.05);与ON0处理相比,有机氮替代化肥氮处理的土壤pH提高0.80%~28.27%,其中ON60~ON100处理差异达显著水平(P<0.05,下同);与ON0处理相比,ON40~ON100处理的土壤交换性酸、交换性H+和交换性Al3+含量分别显著降低41.13%~68.44%、55.77%~65.38%、37.83%~69.13%;ON20~ON100处理的交换性Ca2+和交换性Mg2+含量及盐基离子总量分别显著增加20.36%~113.91%、30.69%~99.01%和14.58%~81.84%;交换性Al3+占交换性酸比例达79.78%~86.50%,交换性Ca2+占交换性盐基离子总量比例达63.34%~74.61%。土壤pH与交换性酸、交换性H+和交换性Al3+含量呈极显著负相关(P<0.01,下同),与交换性Ca2+和交换性Mg2+含量呈极显著正相关。随机森林分析结果表明,土壤pH受交换性Ca2+和交换性Mg2+含量的影响最大。【结论】茶园土壤pH主要受交换性Ca2+和交换性Mg2+含量影响,有机氮替代化学氮通过降低交换性酸及补充盐基离子来阻控土壤酸化。当有机氮替代比例达40%及以上时,可显著降低土壤交换性酸含量,提高交换性盐基离子总量,对改善茶园土壤酸化有积极作用。
-
- 基于表型性状和ISSR分子标记的福建黄精属种质资源遗传多样性分析
- 万奎, 陈翠蓉, 黄晓铃, 杨琪妙, 周建金, 南彦龙, 王艳秋, 赖钟雄, 林玉玲,
- 【目的】基于表型性状和ISSR分子标记对福建省黄精属种质资源进行遗传多样性分析,为黄精种质资源鉴定及品种选育提供理论参考。【方法】从福建省收集305份黄精属种质,利用19个表型性状(10个数量性状和9个质量性状)对其进行鉴定和分类,筛选出具有较大表型性状差异的黄精属种质,并根据ISSR分子标记扩增结果去除无差异条带的种质,旨在鉴定出表型性状和遗传背景均存在明显差异的福建省黄精属种质资源。【结果】10个数量性状的变异系数为27.17%~89.05%,平均为52.77%,其中以叶片宽度的变异系数最大,以叶片长度最小;10个数量性状的Shannon-Wiener多样性指数为6.10~8.59,平均为7.88,其中以叶片长度最大,以果实直径最小。9个质量性状的Shannon-Wiener多样性指数为0.22~2.08,平均为0.80,排序为叶片形状>根茎形态>叶片和茎秆颜色>花被色>果实颜色>叶序>根茎颜色>花序=果实类型。基于10个数量性状和7个质量性状,将305份供试种质分为五大类群:第Ⅰ类群是多花黄精,共有121份种质;第Ⅱ类群是长梗黄精,共有94份种质;第Ⅲ类群是滇黄精,共有9份种质;第Ⅳ类群是互卷黄精,共有38份种质;第Ⅴ类群是阿里黄精,共有43份种质。以9份种质的高质量DNA为模板,筛选出9条扩增条带清晰、重复性好和多态性高的ISSR引物,共扩增出171条带,多态性条带数152条,平均多态性百分比98.99%,其中扩增条带数和多态性条带数最多的引物是UBC855。使用引物UBC855对96份表型性状差异较大的黄精属种质进行筛选鉴定,剔除无差异条带的种质,共获得60份福建省不同地区黄精属种质。聚类分析结果显示,60份黄精属种质可划分为五大类群:第Ⅰ类群包括25份多花黄精种质;第Ⅱ类群包括25份长梗黄精种质;第Ⅲ类群包括1份滇黄精种质;第Ⅳ类群包括5份互卷黄精种质;第Ⅴ类群包括4份阿里黄精种质。【结论】表型性状和ISSR分子标记均可适用于福建省黄精属种质资源的鉴定。黄精的叶片大小、叶片数量、花梗长、株高、果实大小、叶片形状、叶片和茎秆颜色是筛选鉴定福建省黄精属种质资源的重要表型性状。ISSR引物UBC855能较好地揭示不同黄精属种质资源的遗传多样性。表型性状与ISSR分析相结合的方法可更简单高效地鉴定和分类福建省黄精属种质资源。
-
- 复合污染农田土壤镉、铅迁移对水环境的影响
- 王立娟, 周洪印, 苏丹, 木丽远, 陆正利, 杨科, 张乃明,
- 【目的】探究复合污染农田土壤重金属镉(Cd)和铅(Pb)在土壤和水环境中的迁移行为,综合分析农田土壤Cd和Pb迁移对地下水环境的污染风险,为降低农田土壤污染区域地下水环境污染风险提供参考依据。【方法】以含Cd和Pb的复合污染农田土壤地表径流为研究对象,在自然降水条件下进行坡地径流试验;以受重金属污染的玉米和马铃薯种植区为监测区域,在自然降水条件下进行田间监测试验,并对地表径流中Cd和Pb含量与不同监测参数进行相关分析;以含Cd和Pb的复合污染农田土壤地下渗流为研究对象,采集3个不同污染水平(自然轻度污染、自然重度污染、人工重度污染)的土壤进行室内土柱淋溶试验。测定土壤理化性质和水样指标,评估Cd和Pb对地下水环境的污染风险。【结果】坡地径流试验结果显示,地表径流中Cd和Pb含量随降水场次的增加呈下降趋势,且迁移距离越远,Cd和Pb含量越低,其中迁移距离为1.25 m时,地表径流中Cd和Pb含量均在第1场降水时达最高值,分别为0.1729和2.2809 mg/L;地表径流中Cd和Pb含量严重超标,且Cd随径流迁移对地下水环境的污染风险高于Pb。田间监测试验结果显示,玉米和马铃薯种植区的Cd含量分别于第2场和第4场降水结束时达最高值和最低值;Pb含量分别于第3场和第5场降水结束时达最高值和最低值;玉米种植区的地表径流中Cd和Pb迁移存在地表水环境重金属污染风险,马铃薯种植区的地表径流中Cd和Pb迁移不存在地表水环境重金属污染风险;相关分析结果显示,地表径流Cd和Pb含量与大气沉降Cd通量、大气沉降Pb通量和降水量呈极显著(P<0.01,下同)或显著(P<0.05,下同)正相关,与土壤pH呈极显著或显著负相关。室内土柱淋溶试验结果显示,在不同污染水平下,土壤淋溶水中Cd和Pb含量随淋溶时间的增加整体呈降低趋势,其中自然重度污染和人工重度污染水平的浅层土壤淋溶水中Cd含量超标,存在地下水环境污染风险;自然轻度污染土壤中的Cd和Pb含量相对较低,对地下水环境无污染风险。玉米种植区浅层土壤Pb随地下渗流迁移的地下水环境污染风险高于Cd,而马铃薯种植区浅层和深层土壤Cd的地下水环境污染风险高于Pb。【结论】复合污染农田土壤中的Cd和Pb随地表径流和地下渗流迁移行为存在一定地下水环境污染风险,且Cd对地下水环境的污染风险较Pb高。地表径流Cd含量和地表径流Pb含量与大气沉降Cd通量、大气沉降Pb通量、降水量和土壤pH相关。
-
- 化肥减氮配施炭基有机肥对烟草青枯病发生和土壤微生物群落的影响
- 史朝军, 周国琴, 杨秀芳, 孟婷婷, 徐兴波, 孙娅桐, 罗皓, 吕芬,
- 【目的】探究化肥减氮配施炭基有机肥对烟草青枯病发生和土壤微生物群落的影响,为烟草青枯病防控和肥料合理施用提供理论参考。【方法】选择有烟草青枯病发病史的田块开展化肥减氮配施炭基有机肥试验,设常规施肥对照(ZN0)和3个化肥减氮配施炭基有机肥减氮20%(ZN1)、减氮25%(ZN2)、减氮30%(ZN3)处理,测定烟株根际土壤理化性质、酶活性及基于16S rDNA和ITS测序的微生物群落结构,并结合烟草青枯病发病率与病情指数调查,筛选出影响烟草青枯病的关键菌属。【结果】化肥减氮配施炭基有机肥可以改善土壤养分供应和土壤微生物群落结构,进而降低烟草青枯病发病程度,其中以ZN3处理的效果最佳,相较于ZN0处理,ZN3处理的烟草青枯病病情指数下降5.29%、烟株根际土壤有机质和速效氮含量显著升高8.57%和19.37%(P<0.05,下同),土壤脲酶和酸性磷酸酶活性分别显著升高7.57%和68.54%、过氧化氢酶活性显著降低36.25%,提高了酸杆菌门(Acidobacteriota)、担子菌门(Basidiomycota)、毛霉门(Mucoromycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)及鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、苔藓杆菌属(Bryobacter)和被孢霉属(Mortierella)的相对丰度。此外,土壤pH和有机质作为化肥减氮配施炭基有机肥处理后土壤微生物的主要驱动力,减少了芽孢杆菌属和镰刀菌属的富集。【结论】化肥减氮配施炭基有机肥通过改善烟株根际土壤养分状况、调节土壤微环境、调整微生物群落结构进而降低青枯病发病程度。烟草生产中可使用化肥减氮30%配施炭基有机肥以降低烟草青枯病的发病程度。
-
- 玉米秸秆生物炭抑制魔芋软腐病的作用机制
- 吴金平, 胡西洲, 夏良荣, 周洁, 白雅帆,
- 【目的】探究玉米秸秆生物炭对魔芋软腐病的防控机制,为农业废弃物资源化高效转化与魔芋软腐病绿色防控协同增效提供技术参数与理论支持。【方法】以不同热解温度(350和500 ℃)制备的玉米秸秆生物炭为对象,通过扫描电镜和比表面积分析表征生物炭微观结构,采用灭菌土壤抑菌试验测定不同热解温度(350和500 ℃)及生物炭添加量(0~100 g/kg)对软腐病病原菌的抑制效果;利用Illumina MiSeq高通量测序技术分析4%~8%(w/w)生物炭添加量下根际土壤细菌和真菌群落结构变化,结合LEfSe分析筛选差异功能菌群。【结果】500 ℃热解生物炭呈现出纳米—微米多级孔隙结构,其比表面积达218.6 m2/g,较350 ℃热解生物炭(57.4 m2/g)提升约3.8倍,孔隙体积较350 ℃热解生物炭增加5.2倍,抑菌能力也显著优于350 ℃热解生物炭;当500 ℃热解生物炭添加量为100 g/kg时可完全抑制魔芋软腐病病原菌生长,而相同添加量的350 ℃热解生物炭处理抑菌率为78.4%。在微生物群落调控方面,随着生物炭添加量的增加,细菌群落中芽孢杆菌纲(Bacilli)相对丰度从对照(生物炭添加量为0)的5.89%升至8%添加量时的49.03%,软腐病致病菌所属的γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)相对丰度从5.60%骤降至0.03%;真菌群落中粪壳菌纲(Sordariomycetes)相对丰度从对照的20.47%升至8%添加量时的46.41%;LEfSe分析结果显示,生物炭通过促进厚壁菌门(Firmicutes)等功能菌群增殖,实现根际微生态平衡的重构。【结论】500 ℃热解玉米秸秆生物炭通过物理吸附与生物调控的双重机制抑制魔芋软腐病。建议在田间应用中采用500 ℃热解玉米秸秆生物炭(4%~6%添加量)与芽孢杆菌菌剂联用,以协同提升对魔芋软腐病的防治效果。
-
- 1株凤梨释迦采后软腐病菌鉴定、生物学特性测定及抑菌剂毒力分析
- 李芗怡, 林日辉, 张健, 黄元婷, 刘晓霞, 付雨璐, 姚先超, 余运玲,
- 【目的】明确凤梨释迦采后软腐病菌的种类及其生物学特性,探讨醛类抑菌剂对凤梨释迦软腐病菌的抑制效果,为凤梨释迦采后软腐病防治提供理论参考。【方法】以广西崇左市扶绥县岜盆乡聚然坝莎一号凤梨释迦种植示范基地的果实为试材,通过组织分离法从采后自然储存发生软腐病的病果中分离纯化获得病原菌;经柯赫氏法则验证病原菌的致病性;结合菌落形态学观察与分子生物学技术进行病原菌种类鉴定。采用单因素变量法测定不同碳源、氮源、温度及pH对病原菌菌丝生长的影响。选取水杨醛、肉桂醛、柠檬醛、邻甲基苯甲醛4种醛类抑菌剂,通过菌丝生长抑制法构建毒力回归方程,计算抑制中浓度(EC50)并评价抑菌效果。【结果】从凤梨释迦软腐病果中共分离得到5株真菌,致病性测定结果显示,菌株FLZ-1的致病力最强,接种健康的凤梨释迦果实10 d时菌株FLZ-1菌落占据果实表皮的80%(直径约为5 cm)。经形态学及分子生物学鉴定,将菌株FLZ-1鉴定为棘孢曲霉(Aspergillus aculeatus)。生物学特性测定结果显示,菌株FLZ-1对碳源可溶性淀粉、氮源酵母提取物的利用率最高,最适生长条件为28 ℃和pH 6的环境。室内毒力测定结果显示,4种醛类抑菌剂对菌株FLZ-1的毒力作用由强到弱依次为水杨醛>肉桂醛>柠檬醛>邻甲基苯甲醛,其中水杨醛的EC50最小,为320.9046 mg/L;毒力回归方程中的斜率与病原菌对抑菌剂的敏感性呈正相关,其中肉桂醛的斜率最大,为10.1284,其次是水杨醛,斜率为8.7489。【结论】广西崇左市扶绥县凤梨释迦采后软腐病病原菌为棘孢曲霉。水杨醛作为符合GB 2760—2024的食品级抑菌剂对棘孢曲霉的抑制效果最好,推荐其作为首选药剂防治凤梨释迦采后软腐病害;柠檬醛和肉桂醛虽具有抑制作用但效力较弱,可作为备选药剂使用。
-
- 1株贝莱斯芽孢杆菌的生物学特性测定及发酵条件优化
- 邢孔政, 施春兰, 杨德伟, 解紫薇, 陈晓, 吴国星, 高熹,
- 【目的】研究菌株KMMDL313对植物病原真菌的抑制效果,明确其分类地位、生物学特性及最佳发酵条件,为菌株KMMDL313的生防应用提供科学依据。【方法】以课题组前期从感病死亡的家蝇体内分离获得的菌株KMMDL313为研究材料,采用平板对峙法测定菌株KMMDL313对8种供试植物病原真菌的抑制效果;通过形态学观察、生理生化测定和16S rRNA序列分析确定菌株KMMDL313的分类地位;以二甲苯为黏附对象测定菌株KMMDL313的疏水性,同时测定该菌株的自凝集能力;通过不同类型的运动培养基测定菌株KMMDL313的运动能力;采用96孔细胞培养板法和小试管法测定菌株KMMDL313的生物膜形成能力;通过单因素试验对菌株KMMDL313的发酵条件进行优化。【结果】菌株KMMDL313对8种供试植物病原真菌均具有良好的抑制作用,抑制率均在70.00%以上。通过形态学观察、生理生化测定和16S rRNA序列分析,确定菌株KMMDL313为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。菌株KMMDL313为亲水性菌株,24 h的自凝集率为77.55%,有较强的运动能力和生物膜形成能力。菌株KMMDL313发酵条件优化试验结果显示,该菌的最佳培养基为YSP培养基、最佳碳源为蔗糖、最佳氮源为酵母提取物;最佳发酵条件为250 mL三角瓶装液量30 mL、初始pH 5、接种量50 μL、培养温度30 ℃、转速240 r/min、发酵时间24 h。【结论】菌株KMMDL313能抑制多种植物病原真菌的生长且定殖能力较强,在植物病害防治领域具有良好的生防应用潜力。
-
- 青枯病生防深色有隔内生真菌的筛选鉴定及其防治效果
- 龙艳艳, 曾凤花, 赵惠莉, 陈艳露, 农倩, 张艳, 陈路通, 谢玲, 周生茂,
- 【目的】筛选对番茄和生姜青枯病同时具有良好生防效果的深色有隔内生真菌(DSE)并明确其分类地位,为DSE在植物病害生物防治中的应用提供理论依据。【方法】采用茄子苗诱捕法从甘蔗根围土壤中分离DSE,以分离到的DSE为供试材料,通过与番茄苗平皿共生培养的促生特性测定及菌株的根部定殖特征显微观察,筛选出能与宿主互惠共生的DSE;通过温室盆栽试验测定DSE对番茄和生姜青枯病的生防效果;通过形态学特征及其ITS和28S rRNA序列的分子系统发育分析对防治效果理想的DSE菌株进行物种分类鉴定。【结果】从甘蔗根围土壤中分离到6株内生真菌,番茄共生菌株筛选结果显示,菌株L8和LC8处理的番茄干重极显著(P<0.01,下同)高于未接种内生真菌对照(CK),而菌株LC3处理的番茄干重与CK差异不显著(P>0.05,下同);乳酸酚棉蓝染色观察到菌株L8、LC8和LC3在番茄苗根部定殖,显微观察发现典型的DSE结构。番茄青枯病盆栽生防效果试验结果显示,菌株LC3处理对青枯病的防治效果最佳,防效达63.2%,极显著高于菌株LC8(34.2%)和L8(14.7%)处理;菌株LC3处理的青枯病发病率(33.3%)也极显著低于菌株L8、LC8和CK处理。生姜青枯病盆栽生防效果试验结果显示,接种病原菌10和55 d时,菌株LC3处理的病情指数均极显著低于CK,防效分别为42.6%和52.4%,且接种病原菌55 d后植株存活率、株高和分蘖数均极显著高于CK。菌株LC3的形态特征与Cladophialophora immunda相吻合,与Cladophialophora immunda模式菌株的ITS和28S rRNA序列相似度分别为98.1%和99.7%,在系统发育树上与包含模式菌株在内的5株Cladophialophora immunda菌株聚为一个单系的进化支。【结论】共生DSE菌株LC3为Cladophialophora immunda,该菌株对作物青枯病具有良好的生防潜力。
-
- 油茶饼粕对黏虫杀虫活性成分及杀虫机理
- 詹丽, 梁宗锁, 朱家板, 陈晓露, 刘浩凯, 梁倩,
- 【目的】探究油茶饼粕对黏虫的杀虫活性成分及杀虫机理,为黏虫的防治和油茶饼粕的综合开发利用提供参考。【方法】通过浸虫法和浸叶法测定油茶饼粕石油醚、三氯甲烷、乙酸乙酯和水萃取物分别对草地贪夜蛾、黏虫、斜纹夜蛾和甜菜夜蛾3龄幼虫的触杀和胃毒活性,筛选杀虫效果最好的萃取物及试虫;通过柱层析分离、杀虫活性试验、¹H NMR和¹³C NMR分析并与文献数据对照确定杀虫活性化合物;采用非靶向代谢组学技术对试虫的差异代谢物进行注释、筛选和分析。【结果】油茶饼粕石油醚萃取物对黏虫的胃毒活性最好,处理后第1、3、5和7 d的半数致死浓度(LC50)分别为21.56、15.11、9.95和7.96 mg/mL。经硅胶柱层析分离得到23个馏分,其中馏分4对黏虫的胃毒活性最好,处理后第1、3、5和7 d的LC50分别为37.41、8.66、5.50和4.06 mg/mL。馏分4再次分离得到7个馏分,其中馏分4.1对黏虫的胃毒活性最好;经1H NMR和13C NMR分析并与文献数据对照确定馏分4.1为三油酸甘油酯,处理后第1、3、5和7 d对黏虫胃毒活性的LC50分别为46.98、9.15、6.27和3.84 mg/mL。通过非靶向代谢组学技术,筛选得到143个差异代谢物,其中83种代谢物上调、60种代谢物下调。在筛选出的差异显著代谢物排名前10的化合物中,5,6-吲哚醌-2-羧酸、泊马度胺、堆心菊内酯、野梧桐酚酮、藁本内酯、异维A酸、癸基泛醌和蛇床子素显著上调,阿魏酰血清素和肉豆蔻酸乙酯显著下调;差异代谢物主要富集在花生四烯酸代谢、色氨酸代谢、多种抗生素生物合成、类固醇激素生物合成、甜菜红素生物合成、氨基酸生物合成和链霉素生物合成7个信号通路中。【结论】油茶饼粕中对黏虫具有杀虫活性的化合物为三油酸甘油酯,具有开发成新型植物源杀虫剂的潜力。
-
- 基于机器学习的温室切花月季红蜘蛛发生预测模型的构建——以云南省晋宁地区为例
- 杨楠, 朱洪凤, 孙帅, 钱晔, 吕荣艳, 刘家迅, 吴红芝,
- 【目的】构建温室切花月季红蜘蛛发生预测模型,为切花月季红蜘蛛的早期预警和精准防控提供技术支撑,同时为设施花卉病虫害的智能化管理提供理论依据和实践参考。【方法】基于2023年1月4日—2024年1月7日云南省昆明市晋宁区温室切花月季的环境气象因子和田间红蜘蛛虫害调查数据,解析温室环境中红蜘蛛的发生规律及其关键驱动因子(棚内气温和相对湿度);评价26个切花月季品种对红蜘蛛的抗性强弱,确定抗性等级;采用K-近邻(KNN)、梯度提升机(GBM)、随机森林(RF)、广义线性贝叶斯(BGLM)和支持向量机(SVM)5种机器学习算法构建红蜘蛛发生预测模型,并评估其预测效果。【结果】昆明市晋宁区温室切花月季红蜘蛛危害植株呈渐进性,危害后期切花月季叶片、茎秆及花蕾上覆盖白色蛛网,影响植株光合作用,叶片和花蕾极易脱落。切花月季上红蜘蛛的发生呈季节性,冬夏高发,以1和7月最为严重;春秋低发,4—5月最轻。相对湿度55.5%~65.5%和棚内气温22~24 ℃的环境有利于红蜘蛛暴发。依据虫害指数可将26个切花月季品种划分为5个抗性类群,其中火灵鸟、洛神、骄傲、朱小姐和辛西娅5个品种为高抗(HR)类群。在对高感(HS)抗性类群的预测中,RF和GBM模型的表现最优,其决定系数(R2)和模型效率指数(EF)均在0.80以上,均方根误差(RMSE)为3.56~3.57、归一化均方根误差(NRMSE)为64.28~66.84、平均绝对误差(MAE)为2.08~2.15。【结论】RF和GBM模型对温室切花月季红蜘蛛的预测精度优于其余3种模型。可利用RF和GBM构建融合模型用于早期月季病虫害预警系统,并通过嵌入智慧农业平台实现对病虫害的科学管控,为不同气候带月季种植区提供病虫害精准治理决策支持。
-
- 95份蚕豆种质资源萌发期耐盐碱性鉴定
- 王慧, 金文海, 范惠玲, 张红岩, 李萍, 侯万伟, 滕长才, 武学霞,
- 【目的】通过对95份蚕豆种质进行萌发期耐盐碱性鉴定及综合评价,筛选耐盐碱性较强的蚕豆种质,为蚕豆种质耐盐碱性鉴定及耐盐碱性品种选育提供参考依据。【方法】使用8.0 g/L复合盐碱(NaCl、Na2CO3和Na2SO4质量比9∶1∶1,pH 9.25)对95份蚕豆种质进行盐碱胁迫处理,测定蚕豆种质萌发期的相对发芽指数、相对发芽势、相对发芽率、相对胚根长、相对胚根重、相对胚芽长和相对胚芽重7个耐盐碱性指标,并利用相关分析、主成分分析、隶属函数分析、聚类分析和逐步回归等方法对95份蚕豆种质的耐盐碱性进行综合评价。【结果】复合盐碱胁迫下,相对发芽指数、相对发芽势、相对发芽率、相对胚根长、相对胚根重、相对胚芽长、相对胚芽重的变异系数均超过10.00%,其中,相对胚芽长、相对胚芽重发生较强的变异,变异系数均超过200.00%,说明这2个指标在盐碱胁迫下极不稳定。蚕豆种质大多数耐盐碱性指标间存在一定的正相关性,其中10对指标间存在极显著正相关(P<0.01),1对指标间存在显著正相关(P<0.05),以相对胚芽长与相对胚芽重相关性最强,相关系数达0.968,而相对发芽率与相对胚芽长相关性最弱,相关系数仅为-0.026。7个耐盐碱性指标降维成3个主成分,累计贡献率达89.588%。根据综合评价D值,95份蚕豆种质分为五大类,分别为不耐盐碱种质(3份,3.16%)、低耐盐碱种质(14份,14.74%)、中耐盐碱种质(45份,47.37%)、耐盐碱种质(24份,25.26%)、高耐盐碱种质(9份,9.47%)。相对发芽指数、相对发芽势、相对发芽率和相对胚根长可作为蚕豆耐盐碱性鉴定的主要指标。综合评价D值排名前10份种质与总隶属函数值排名前10份种质中,有8份种质相同;综合评价D值排名后10份种质与总隶属函数值排名后10份种质中,有7份种质相同,表明这两种方法对蚕豆种质耐盐碱性评价结果相似。【结论】95份蚕豆种质的耐盐碱性相关指标存在丰富的变异性,从中共筛选9份高耐盐碱蚕豆种质资源,为选育耐盐碱性蚕豆品种提供亲本材料。相对发芽指数、相对发芽势、相对发芽率和相对胚根长可作为蚕豆耐盐碱性鉴定的主要指标。
-
- 漓江流域柑橘园土壤肥力现状及其与种植年限和坡度的关系
- 黄俊源, 范七君, 张志铭, 何寻阳, 陆月坚, 秦凤萍, 李贤良, 刘升球,
- 【目的】探明桂林漓江流域柑橘园土壤养分现状及种植年限、坡度对土壤理化性质的影响,为该区域柑橘园土壤的科学管理与平衡施肥提供理论依据。【方法】选取桂林市雁山区、临桂区、灵川县、兴安县、平乐县、阳朔县6个县(区)的28个代表性柑橘园,按种植年限分为1~2年、3~4年、5~6年、7~8年和≥9年,按坡度分为平坡(0~5°)、缓坡(6~15°)和陡坡(16~25°)类型。采用五点取样法采集0~20 cm土层土壤样品,测定土壤容重、pH、有机质、有效磷、碱解氮、速效钾及酶活性等理化指标,分析漓江流域柑橘园整体土壤养分丰缺状况及不同种植年限和坡度条件下的土壤理化性质差异。【结果】漓江流域28个柑橘园的土壤pH平均值为4.87,适宜柑橘生长的弱酸性(pH 5.5~6.5)土壤仅占10.35%。土壤有机质含量较高,平均值为34.17 g/kg;土壤有效磷含量偏低,平均值为10.72 mg/kg,仅31.07%的柑橘园有效磷含量在适宜范围(15~80 mg/kg);土壤碱解氮含量缺乏,且极缺(<50 mg/kg)比例高达93.13%;土壤速效钾含量平均值为137.76 mg/kg,无缺乏现象。漓江流域柑橘园土壤结构性良好,0~20 cm土层土壤容重较小,平均值为1.09 g/cm3,土壤团聚体中>0.25 mm的大团聚体占比为94.77%。相关分析结果表明,土壤过氧化氢酶活性与可溶性有机碳含量呈极显著负相关(P<0.01,下同);土壤脲酶活性与有效磷、碱解氮和可溶性有机碳含量呈极显著正相关,与速效钾含量呈显著正相关(P<0.05,下同);土壤碱性磷酸酶活性与土壤pH呈显著正相关,与可溶性有机碳和微生物量碳含量呈显著负相关。随着种植年限增加,土壤pH无趋向性变化,土壤有机质、易氧化有机碳和可溶性有机碳含量整体呈先下降后上升的变化趋势,有效磷和碱解氮含量呈上升趋势,速效钾含量波动变化但无显著差异(P>0.05)。随着坡度增大,土壤容重和pH呈下降趋势,有机质含量呈上升趋势。【结论】漓江流域柑橘园土壤结构性良好,有机质含量丰富,但酸化问题严重,且严重缺乏有效磷和碱解氮。种植年限和坡度对土壤理化性质具有一定影响,但长期种植的效应受气候环境条件和施肥管理措施影响更大。漓江流域柑橘生产中应注意改良土壤以调节土壤pH,重视养分的补充与平衡,可适当增施氮、磷肥,合理施用钾肥,以实现土壤养分的均衡供应,从而促进果树的生长发育、保障果实产量与品质。
-
- 大花美人蕉遗传转化体系研究
- 段雨虹, 潘学军, 甘祖燕, 王国芳, 张文娥,
- 【目的】建立农杆菌介导的大花美人蕉遗传转化体系,为进一步开展大花美人蕉的基因功能研究及转基因育种提供参考依据。【方法】以大花美人蕉墨红的胚性愈伤组织为受体材料,分别接种于含不同浓度卡那霉素(Kan)(0、20、40、60、80和100 mg/L)和头孢噻肟(Cef)(0、100、300、500和600 mg/L)的MS培养基中进行培养,筛选抗生素和抑菌剂的最适浓度。采用正交试验探究预培养时间(0、1、2和3 d)、菌液浓度(OD600 nm)(0.3、0.4、0.5和0.6)、侵染时间(8、10、12和15 min)、共培养时间(1、2、3和4 d)和乙酰丁香酮(AS)浓度(0、100、150和200 μmol/L)共16个组合对大花美人蕉遗传转化效率的影响,筛选大花美人蕉遗传转化的最适条件,并随机选取8株阳性美人蕉植株进行PCR鉴定。【结果】大花美人蕉愈伤组织对Kan和Cef均较为敏感,当Kan浓度升高至80 mg/L时,30 d后愈伤组织的成活率为15.00%,且多呈褐色并死亡,极少增殖,80 mg/L为培养大花美人蕉愈伤组织的最适Kan浓度;当Cef浓度为300 mg/L时,培养30 d后愈伤组织的成活率为26.67%,且愈伤组织生长增殖状态良好,部分愈伤组织能够形成出芽,300 mg/L为大花美人蕉愈伤组织的最适Cef浓度。正交试验分析结果显示,预培养1 d、OD600 nm为0.3、AS浓度100 μmol/L、侵染12 min及共培养4 d时,愈伤组织和芽的阳性转化率最高,分别为38.00%和12.16%,显著高于除组合4和组合8之外的其他组合(P<0.05);菌液浓度和预培养时间分别是影响阳性愈伤组织转化率和阳性芽转化率的主要因子。8株阳性美人蕉植株中,6株阳性植株均在843 bp处有清晰的目的条带,证明外源基因eGFP在这6株美人蕉阳性植株中表达成功。【结论】成功建立了农杆菌介导的大花美人蕉遗传转化体系,筛选出大花美人蕉遗传转化的最适条件为预培养1 d、OD600 nm=0.3、AS浓度100 μmol/L、侵染12 min及共培养4 d。
-
- 肉苁蓉内生细菌分离及合成菌群构建
- 操时婷, 涂思送, 彭瑜, 石勇, 吴志华, 邢睿,
- 【目的】研究肉苁蓉内生细菌并构建合成菌群,为筛选促进肉苁蓉种子萌发的功能菌群、提升肉苁蓉人工种植效率提供参考依据。【方法】采用高通量分离培养技术,从肉苁蓉茎中分离、培养、纯化细菌菌株,采用最大似然法构建菌种系统发育树,同时对菌种的促生功能固氮、溶磷、产铁载体和产吲哚乙酸(IAA)的能力进行测定。基于基因组规模代谢模型计算菌种间的竞争性指数、互补性指数及代谢物转移潜力,筛选并构建合成菌群,采用两两组合的细菌菌株平板对峙试验验证合成菌群的有效性。【结果】高通量测序获得280个细菌子序列变体(ASV),隶属于4门7纲13目20科31属,优势菌门为变形菌门(75.7%),优势菌纲为γ-变形菌纲(69.4%),优势菌目为假单胞菌目(32.1%),优势菌科为假单胞菌科(31.0%),除未被分类的属外,优势菌属为假单胞菌属(31.0%)。进一步从细菌ASV中分离培养共得到122株内生细菌,隶属于4门4纲8目10科13属24种,优势菌门为变形菌门(60.6%),优势菌属为假单胞菌属(33.6%),优势菌种为龙舌兰芽孢杆菌(22.9%)。分别在10% TSB培养基和R2A培养基中分离出23种(89株)和6种(33株)内生细菌,在上述2种培养基上均能分离获得的菌株有5种,分别为乳酸假单胞菌、斑点沙雷氏菌、亲根假单胞菌、金色短杆菌和羊皮纸假单胞菌。分离的共计24种细菌均具有不同程度的产IAA能力,分别有70.8%、58.3%、62.5%的菌种有固氮、溶磷和产铁载体的能力。对24种菌的竞争性指数和互补性指数进行分析,结果显示,泡囊短波单胞菌与其他菌种的竞争作用最弱;斑点沙雷氏菌与其他菌种的竞争作用最强。24种菌以4种为1组进行组合,共构建合成菌群组合方式10626种,筛选出较优的10种组合;泡囊短波单胞菌和耐盐不动杆菌2种细菌呈现低竞争、高互补的状态,表现为其中一种菌分泌的部分代谢物能被另一种菌利用。在平板对峙试验中发现,大部分菌落间的间隔距离随培养时间延长呈均匀缩小趋势,且未形成抑菌圈,表明菌株间无强拮抗作用。【结论】基于高通量分离培养技术分离纯化培养获得122株24种具有产IAA能力的内生细菌,最终筛选出10组具有显著代谢互补特性的合成菌群可用于下一步田间验证。
-
- 6株内生真菌对蓝莓扦插幼苗根系侵染和促生效应的影响
- 安常蓉, 李芸, 文光琴, 段如雁,
- 【目的】探究内生真菌对蓝莓扦插幼苗根系侵染和促生效应的影响,筛选适宜蓝莓扦插幼苗生长的促生菌株,为提升蓝莓育苗效率和质量及高效栽培提供理论依据。【方法】选用1年生蓝莓品种莱格西扦插苗为试验材料,将6株内生真菌分别接种至液体培养基,收集菌悬液浇灌至蓝莓扦插苗根部周围,共设6个处理,分别记为T1、T2、T3、T4、T5和T6处理,以浇灌无菌水为对照(CK),测定并分析蓝莓扦插幼苗根系侵染率、生长及生理指标的差异,采用隶属函数法进行综合评价。【结果】T1处理的蓝莓扦插幼苗根系侵染率最高,其次为T6处理,T4处理的根系侵染率相对较低。6个处理的蓝莓扦插幼苗苗高与CK无显著差异(P>0.05,下同);T2处理的蓝莓扦插幼苗地径显著高于CK(P<0.05,下同),其余5个处理与CK无显著差异。T1处理可促进蓝莓扦插幼苗地上生物量积累,而T6处理可促进蓝莓扦插幼苗地下生物量积累。T1处理的蓝莓扦插幼苗总根表面积、总根体积和根尖数表现最佳,T2处理的总根长最长,T6处理的根平均直径最大。T1和T6处理的蓝莓扦插幼苗总生物量和根生物量较高,T2处理的地径较高,其苗木质量指数均高于其他处理。T2处理的蓝莓扦插幼苗叶绿素a含量最高;T6处理的叶绿素b含量和叶绿素总量最高;T4处理的叶绿素a和叶绿素b含量及叶绿素总量均较低。T1和T6处理的蓝莓扦插幼苗叶片电子传递速率较快,对强光的耐受能力较其他处理强。T6处理的蓝莓扦插幼苗根系活力最高,T4处理的根系活力最低。根系侵染率与地径和总根表面积均呈显著正相关,与总生物量、根尖数、苗木质量指数、最大电子传递速率和根系活力均呈极显著正相关(P<0.01)。综合评价值排序为T1处理>T6处理>T2处理>T3处理>T5处理>T4处理>CK。【结论】接种隶属于青霉菌属的1号和隶属于篮状菌属的6号菌株可显著提高蓝莓扦插幼苗根系侵染率,促进蓝莓扦插幼苗生长发育,这2株菌株可作为蓝莓的优良促生菌株及微生物菌肥开发的菌种资源。
-
- 不同品种桃果实香气及氨基酸成分分析
- 杨康慧, 李丹, 白丽霞, 杨璐, 程平,
- 【目的】探究不同品种桃果实的香气及氨基酸成分,明确桃果实香气成分与风味形成的关系,为新疆桃的品种改良和选育提供参考依据。【方法】以新疆北疆地区9个品种桃果实为研究对象,分别利用热脱附—气相色谱—质谱联用(ATD-GC-MS)和高效液相—色谱—质谱联用(HPLC-MS/MS)技术检测桃果实的香气成分和氨基酸含量,并对香气成分相对含量与氨基酸含量进行相关分析。【结果】9个品种桃果实中共检测出61种香气成分,其中脂类物质在香气成分中占比最高,主要呈果香;乙酸乙酯、苯乙酮、苯甲醛、十六烷、十四烷和十五烷为9个品种桃果实共有的香气成分;白蟠17号香气成分种类最多,共25种,伊犁白桃24种,水蜜桃23种,英勒尔蟠桃21种,白油桃和小黄油各20种,黄油蟠和黄蟠23号各19种,黄油桃香气成分种类最少,共17种。从9个品种桃果实中共检测出16种氨基酸,不同种类氨基酸含量差距较大,氨基酸总含量最高的为黄油蟠,最低的为黄油桃;天冬氨酸在9个品种桃果实中的含量均最高,其次为丙氨酸、丝氨酸和谷氨酸;水蜜桃的支链氨基酸、芳香族氨基酸和增香与着色氨基酸含量均较高。在扁平形的桃果实中,酯类物质相对含量与丙氨酸含量呈显著(P<0.05,下同)正相关;醇类物质相对含量与赖氨酸含量呈极显著(P<0.01,下同)负相关,与谷氨酸和苯丙氨酸含量呈显著负相关;醛类物质相对含量与谷氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸含量呈显著负相关。在圆形的桃果实中,醇类物质相对含量与丝氨酸含量呈极显著正相关,与蛋氨酸含量呈显著正相关;酮类物质相对含量与苯丙氨酸含量呈显著正相关。【结论】从9个品种桃果实中共鉴定出61种香气成分,其中酯类为主要香气物质,主要呈果香,对桃果实风味起决定作用;共检测出16种氨基酸,以天冬氨酸含量最高;氨基酸与香气成分相关,对桃果实风味形成具有潜在影响。
-
- Notch1对牛卵泡颗粒细胞增殖与分化的影响
- 方欣馨, 张倩, 孟颖, 马莉, 许秋实,
- 【目的】探究Notch1对牛卵泡颗粒细胞(GCs)增殖与分化的影响,揭示其在牛卵巢功能和生殖调控中的生物学作用,为阐明牛卵泡发育的分子机制提供理论基础。【方法】选取6头健康母牛,采集卵巢组织进行原代GCs分离、培养。采用免疫组织化学染色检测卵巢组织中Notch1蛋白的定位情况,利用EdU染色检测GCs增殖活性,使用流式细胞术检测GCs增殖进程,通过Western blotting检测GCs增殖与分化相关蛋白的相对表达量。【结果】免疫组织化学染色结果显示,Notch1蛋白在牛卵泡颗粒细胞中高表达。EdU染色结果显示,激活Notch1能促进GCs增殖,使用DAPT抑制Notch信号通路则会抑制GCs增殖。流式细胞术检测结果显示,激活Notch1能促进GCs由G1期向S期转换。Western blotting检测结果显示,激活Notch1能显著升高Notch1、CCND1、CCNE1、CDK2、CDK4、CDK6、CYP19A1和StAR蛋白的相对表达量(P<0.05,下同),极显著升高CCND2、CCND3和LHCGR蛋白的相对表达量(P<0.01,下同),抑制Notch信号通路能显著降低CCND1、CCND2、CCND3、CCNE1、CDK2、CDK4、LHCGR、CYP19A1和StAR蛋白的相对表达量,极显著降低Notch1和CDK6蛋白的相对表达量,激活Notch1能促进GCs的增殖和分化。【结论】Notch1在牛卵泡GCs中高表达,激活Notch1能促进GCs由G1期向S期转换,并升高细胞增殖相关蛋白CCND1、CCND2、CCND3、CCNE1、CDK2、CDK4和CDK6和分化相关蛋白LHCGR、CYP19A1、StAR的相对表达量。Notch1是调控牛卵泡GCs增殖与分化的重要因子,其介导的Notch信号通路在卵巢发育和生殖功能中具有重要的调控作用。
-
- claudin-3基因在尼罗罗非鱼抗无乳链球菌感染血脑屏障中的防御作用
- 金绍玲, 陈杨慧, 李可, 刘蛟徐弋, 李闯, 蔡佳, 黄瑜, 汪志文, 简纪常, 王蓓,
- 【目的】克隆尼罗罗非鱼claudin-3基因并构建体外血脑屏障模型,分析无乳链球菌感染后claudin-3基因的表达变化,为探究claudin-3基因在尼罗罗非鱼抗无乳链球菌感染过程中的作用提供理论依据。【方法】克隆claudin-3基因并进行序列分析和生物信息学分析。以ZQ0910感染尼罗罗非鱼,采集皮肤、肌肉、肝脏、脾脏、头肾、鳃、脑和后肠组织,实时荧光定量PCR检测claudin-3基因的组织表达谱。构建体外血脑屏障模型,以ZQ0910和SA068感染,实时荧光定量PCR检测claudin-3基因相对表达量的变化。【结果】成功克隆尼罗罗非鱼claudin-3基因,基因全长648 bp,编码216个氨基酸残基。claudin-3蛋白含有17个氨基酸功能位点和4个跨膜结构域。尼罗罗非鱼claudin-3蛋白与奥尼罗非鱼的同源性最高,相似性达99.53%,在系统发育树上与包括哺乳动物在内的多个物种的claudin-3蛋白聚为一大支。claudin-3基因在尼罗罗非鱼肝脏、鳃、头肾、脑和肌肉组织中的相对表达量较高,在皮肤、脾脏和后肠组织中的相对表达量较低。ZQ0910感染后3 h,claudin-3基因相对表达量在皮肤、肝脏、脾脏和后肠组织中显著升高(P<0.05,下同),而在脑、肌肉和头肾组织中则显著降低,至感染12或24 h后才出现回升。ZQ0910感染12 h后,TA-02单培养组claudin-3基因相对表达量显著高于血脑屏障模型组。SA068感染0~12 h,血脑屏障模型组claudin-3基因相对表达量较平稳,至感染24 h后才出现明显升高。【结论】claudin-3基因是尼罗罗非鱼抵御无乳链球菌侵袭血脑屏障的关键因子,其表达具有组织特异性,并在无乳链球菌感染后呈动态调控,尤其在体外血脑屏障模型中受星形胶质细胞的影响。claudin-3基因可能通过调节紧密连接完整性参与中枢神经系统的免疫防御,其相对表达量的变化可能反映了宿主屏障功能的适应性调节与病原侵袭的相互作用。
-
- 基于环境DNA的秦岭南北麓鱼类多样性调查与分析
- 王立宏, 陈锦孝, 吴朗,
- 【目的】掌握秦岭南北麓河源溪流鱼类群落结构及其多样性差异,探究拦河坝对河源溪流上下游鱼类生态的影响,为开展秦岭南北麓鱼类多样性保护提供基础资料。【方法】采集秦岭南北麓河源溪流水样提取环境DNA(eDNA),在Illumina MiSeq 6000测序平台上进行2×250 bp双端测序,然后基于自建的本地化nt数据库及传统鱼类资源历史调查数据,对秦岭南北麓鱼类多样性进行调查分析。【结果】从秦岭南北麓河源溪流的137个采样点共检出94种鱼类,包括11种外来物种,隶属于8目17科64属。其中,在秦岭南麓河源溪流中共检出8目17科63属91种,在北麓河源溪流中共检出8目17科57属79种。秦岭南麓河源溪流的特有鱼类有12种,包括汉江河源溪流的8个特有鱼类、丹江河源溪流的3个特有鱼类及嘉陵江河源溪流特有的方氏白甲鱼;北麓河源溪流的特有鱼类仅有3种。在目分类水平上,鲤形目的相对丰度在秦岭南北麓河源溪流中均最高,为74.58%~78.79%;其次是鲇形目(7.41%~10.17%)。在属分类水平上,渭河右岸河源溪流中以高原鳅属和大吻鱥属的相对丰度最高,均为5.06%;汉江河源溪流中以大吻鱥属的相对丰度最高(4.93%);嘉陵江河源溪流中以䱻属的相对丰度最高(5.00%);丹江河源溪流中以鳈属和鲫属的相对丰度最高,均为4.62%。在具有单一拦河坝的16条溪流中,除了石门子河与旬河外,其余14条溪流的坝上河段鱼类物种的Shannon指数和Pielou指数均低于坝下河段。【结论】与秦岭北麓河源溪流相比,秦岭南麓河源溪流的鱼类物种更丰富,特有物种更多。秦岭地区河源溪流中外来鱼类物种数量呈明显增加趋势,且河源溪流上建坝破坏了上下游河段的连通性,导致鱼类多样性降低。
-
- 贵州地方猪味觉受体TAS1R3基因SNP位点筛选及其与生长性状的关联分析
- 谢明宏, 韩飞, 贺锡山, 牟琪, 曾广湖, 贾雨轩, 龚婷,
- 【目的】筛选贵州地方猪味觉受体TAS1R3基因单核苷酸多态性(SNP)位点,解析群体遗传特征和TAS1R3基因与体尺性状的关联,为贵州地方猪种质资源的遗传改良提供候选分子标记。【方法】以242头贵州地方猪(从江香猪、黔东花猪、江口萝卜猪、关岭猪和白洗猪)为研究对象,针对TAS1R3基因的全部外显子设计9对特异性引物进行PCR扩增与测序。筛选TAS1R3基因SNP位点,并进行SNP位点的遗传学分析、连锁不平衡分析、单倍型和双倍型分析、关联分析及TAS1R3基因mRNA二级结构预测。【结果】在从江香猪、黔东花猪、江口萝卜猪和关岭猪4个贵州地方猪中共鉴定出4个错义突变SNP位点:g.63613635T>C、g.63614535G>A、g.63616733T>C和g.63617113G>A。遗传学分析结果显示,黔东花猪和关岭猪中g.63613635T>C和g.63616733T>C处于中度多态水平。卡方χ2检验结果显示,4个SNP位点的基因型分布均未显著偏离哈迪—温伯格平衡(P>0.05)。连锁不平衡分析结果显示,江口萝卜猪g.63613635T>C和g.63614535G>A、g.63614535G>A和g.63616733T>C、g.63613635T>C和g.63616733T>C及关岭猪g.63613635T>C和g.63616733T>C、g.63613635T>C和g.63617113G>A、g.63616733T>C和g.63617113G>A间存在强连锁不平衡效应。关联分析结果显示,从江香猪g.63613635T>C TC基因型个体的体长和胸围均显著高于TT基因型个体(P<0.05,下同),g.63616733T>C TC基因型个体的胸围指数、体长和胸围均显著高于TT基因型个体。【结论】4个贵州地方猪TAS1R3基因中鉴定出4个错义突变SNP位点,g.63613635T>C和g.63616733T>C在黔东花猪和关岭猪中处于中度多态水平。在江口萝卜猪和关岭猪中存在强连锁不平衡效应。从江香猪TAS1R3基因SNP位点H1H3双倍型个体与更优的体尺性状相关。TAS1R3基因具有影响贵州地方猪生长性状的遗传潜能。g.63613635T>C和g.63616733T>C及其双倍型H1H3可作为后续分子标记辅助选择的参考。
-
- 枯草芽孢杆菌与植物乳杆菌共培养及其相互作用
- 王玲, 骆楠, 王昭玥, 肖冰冰, 宋增福,
- 【目的】筛选出枯草芽孢杆菌和植物乳杆菌共培养的最佳培养基及接种比例,并探讨2种益生菌间的相互作用机理,为绿色水产养殖高效复合益生菌制剂的研究及混合发酵工艺的优化提供理论依据与实践指导。【方法】以从鲫肠道分离获得的枯草芽孢杆菌1-5(BS1-5)和植物乳杆菌2-7(LP2-7)为研究对象,在不同培养基和接种比例下进行共培养,通过监测其活菌数、芽孢率和培养基pH而确定最佳培养基及接种比例;然后通过接触性培养试验确定2种益生菌间的相互作用关系及枯草芽孢杆菌各成分对植物乳杆菌存活的影响。【结果】BS1-5株营养细胞在pH 3.0环境下全部死亡,其芽孢表现出高存活率,即芽孢比营养细胞更适应于酸性环境。2种益生菌在共培养液体培养基中的生长情况较LB液体培养基和MRS液体培养基更好,且BS1-5株和LP2-7株按数量比5∶1共培养的综合生长效果最佳,共培养24 h的活菌数对数分别为8.58和9.13,BS1-5株产芽孢率为91.14%,且在共培养12和24 h时显著高于单菌培养和10∶1共培养(P<0.05,下同)。BS1-5株和LP2-7株在固体培养基上进行重叠或间距培养时,二者在生长过程中并未出现抑制作用,但LP2-7株的代谢物上清液能抑制BS1-5株生长。经BS1-5株悬浮液和破碎细胞处理后,LP2-7株活菌数对数显著或极显著(P<0.01,下同)高于单菌摇床培养,经BS1-5株胞内物质处理的LP2-7株活菌数对数也极显著高于单菌摇床培养,表明BS1-5株的营养细胞、代谢物及胞内物质能缓减LP2-7株的氧损害,促进其生长。【结论】枯草芽孢杆菌与植物乳杆菌在共培养液体培养基中按数量比5∶1共培养的综合生长效果最佳。植物乳杆菌形成的酸性环境能促进枯草芽孢杆菌芽孢生成,而枯草芽孢杆菌的代谢物、营养细胞及胞内物质能缓减植物乳杆菌的氧损害,促进其生长,二者间具有互利共生的互作关系,即芽孢杆菌和乳酸杆菌组合微生物制剂可实现共发酵并应用于水产养殖。
-
- 基于太赫兹光谱成像的设施生菜氮素检测方法
- 张怡雪, 郑家椋, 智景博, 李铁柱, 张晓东,
- 【目的】构建基于太赫兹光谱成像的设施生菜氮素检测方法,筛选出针对生菜氮素含量的最佳预测模型,为太赫兹光谱技术在农产品质量分析及植物营养检测上的应用提供理论依据和技术支撑,进而实现精准农业的氮素调控与施肥优化。【方法】以设施水培生菜为研究对象,分别在4个氮素营养梯度(20%、60%、100%和150%)下培育40 d,利用凯氏定氮法获取叶片氮素含量的实测值;同时通过太赫兹光谱成像系统获取不同营养水平生菜叶片的时域光谱数据,采用Savitzky-Golay(S-G)平滑算法和多元散射校正(MSC)进行光谱信息预处理,再利用稳定性竞争自适应重加权采样(sCARS)、区间偏最小二乘法(iPLS)和迭代保留信息变量(IRIV)进行特征频段筛选,在此基础上结合Liner-Kernel、RBF-Kernel和KELM核函数建立生菜氮素含量预测模型,并通过决定系数(R2)和均方根误差(RMSE)筛选出最佳预测模型。【结果】0.2~1.2 THz是适用于生菜氮素含量分析的最佳频率范围,经sCARS、iPLS和IRIV算法进行降维分析及特征变量选取,在功率谱维度下分别选取获得6、17和15个特征变量,在吸光度维度下分别选取获得7、16和12个特征变量。在功率谱和吸光度2个维度下,采用3种不同的核函数与特征变量提取算法组合进行建模,结果发现功率谱维度下的整体建模效果优于吸光度维度。其中,LS-SVM预测模型以RBF核功率谱维度的sCARS算法提取特征变量的预测效果最佳,校正集的R2和RMSE分别为0.9640和0.1939,预测集的R2和RMSE分别为0.9606和0.1986;KELM预测模型同样以功率谱维度的sCARS算法提取特征变量的预测效果最佳,校正集的R2和RMSE分别为0.9675和0.1913,预测集的R2和RMSE分别为0.9596和0.1997。【结论】太赫兹光谱对植物组织中的营养水平变化具有可识别性,且可能与氮素变化导致的组织结构、电极化行为及大分子振动模式密切相关,因此基于太赫兹光谱成像构建的设施生菜氮素无损检测方法能有效预测生菜的氮素含量,其中LS-SVM预测模型以RBF核功率谱维度的sCARS算法提取特征变量的预测效果最佳。
-
- 乡村数字经济与人居环境耦合协调发展研究
- 向丽, 宋立一, 柳华杰,
- 【目的】明确我国乡村数字经济与人居环境的耦合协调发展水平、耦合协调等级及障碍因素,为数字乡村治理提供新的理论视角,也为推进乡村全面振兴战略的深入实施提供参考依据。【方法】基于2014—2022年我国30个省级行政区(由于数据不可得性,未将西藏及港澳台地区纳入研究)的面板数据,构建乡村数字经济与人居环境评价指标体系,采用熵值法测度各省级行政区历年的乡村数字经济水平与人居环境质量,运用耦合协调度模型测算二者的耦合协调度并判定其协调等级及协调发展阶段,再通过σ收敛、绝对β收敛和条件β收敛模型检验分析各省级行政区间乡村数字经济与人居环境协调发展水平的收敛性,并构建障碍度模型识别影响耦合协调发展的障碍因素。【结果】我国乡村数字经济评价指数介于0.135~0.280,乡村人居环境评价指数介于0.218~0.272,均表现出持续上升的发展趋势。我国乡村数字经济与乡村人居环境的综合发展指数平均值介于0.177~0.276,耦合度平均值介于0.483~0.490,位于颉颃耦合阶段;耦合协调度平均值介于0.278~0.361,耦合协调等级由中度失调演化至轻度失调。我国乡村数字经济与人居环境的耦合协调度同时存在σ收敛性、绝对β收敛性和条件β收敛性,且耦合协调度较低省级行政区与耦合协调度较高省级行政区间的追赶效应受农业现代化水平和财政支农水平的双重影响。人居基础设施、人居文化环境和产业数字化是我国乡村数字经济与人居环境耦合协调发展的主要障碍子系统,而农产品数字交易、农村每万人拥有成人文化技术培训学校数、农村人均用电量及每万人拥有乡生活垃圾中转站是主要障碍因素。【建议】深度挖掘数字技术潜力,因地施策强化关键薄弱环节,加强文化教育体系建设,以促进乡村数字经济与人居环境耦合协调发展,进而推动我国乡村全面振兴。
