南方农业学报杂志

南方农业学报杂志2025年第12期

  • 基于多重分子标记的银耳遗传多样性分析
    史佳丽, 胡永强, 刘栩州, 李俐颖, 王晓国, 杨立芳, 祁亮亮, 姜明国,
    【目的】通过多重分子标记技术对来自广西、河南、安徽以及国内银耳主产区福建和四川的18株银耳菌株进行鉴定及遗传多样性分析,以期为银耳菌株精准鉴定及杂交育种提供参考依据。【方法】以1对ITS引物、7条ISSR引物、7条RAPD引物和6对SRAP引物对18株银耳菌株进行遗传多样性及聚类分析,并结合菌种来源、表型性状和栽培模式等进行深入分析。【结果】通过4种分子标记分析发现不同菌株间的遗传多样性存在明显差异。ITS聚类分析结果显示,可将18株银耳菌株分为五大类,来自不同地区的野生菌株可单独聚在一起,栽培菌株聚在一起,表明野生银耳种内遗传多样性较高,而栽培种质之间遗传多样性较低。ISSR、RAPD、SRAP分子标记的多态性比率分别为96.47%、100.00%、96.55%,遗传相似系数分别为0.17~0.88、0.15~0.82、0.11~0.96,特异性条带分别为25、17和20条,特异性条带分布于野生菌株TR-1001、TR-1002、TR-22501、TR-22601和TR-22901及四川栽培菌株TR-25和TR-35;ISSR、RAPD、SRAP分子标记均可将银耳菌株按照来源、栽培模式进行聚类,在遗传相似系数分别为0.55、0.48、0.61时,可将明显区分椴木栽培和袋料栽培、野生银耳和栽培银耳;在遗传相似系数分别为0.79、0.79、0.92时,3种分子标记聚类结果中部分银耳菌株按表型性状差异聚类,且RAPD对表型性状的区分具有更高的分辨率。3种分子标记聚类分析结果显示,菌株TR-2307B与菌株TR-HN的遗传相似系数最高,亲缘关系较近,而菌株TR-2307B与TR-35的遗传相似系数最低,亲缘关系最远。【结论】4种分子标记对18株来源、表型性状、栽培模式等不同的银耳种质资源进行了精准鉴定,得到相似的遗传多样性结果,说明基于多重分子标记分析银耳的遗传多样性具有一定的可靠性,ITS、ISSR、RAPD和SRAP均可作为银耳精准鉴定的参考分子标记。综合各分子标记可区分菌种来源、表型性状、栽培模式等方面的差异,RAPD较其他3种分子标记反映出的银耳种质遗传信息更丰富。
  • 基于ISSR分子标记和表型性状的皱环球盖菇种质资源遗传多样性分析及综合评价
    马文艳, 曹雪莲, 李昕竺, 唐杰, 刘理旭, 谢丽源, 刘诗诗, 熊维全, 宋佳歌, 陈影,
    【目的】基于ISSR分子标记和表型性状对皱环球盖菇种质进行遗传多样性分析及综合评价,筛选出皱环球盖菇种质资源鉴定评价的表型性状及优异种质,为皱环球盖菇种质资源发掘利用提供科学依据。【方法】利用ISSR分子标记对47份皱环球盖菇种质进行遗传多样性分析,并测定其15个表型性状,计算各性状的Shannon-Weaver多样性指数和变异系数。采用相关分析、聚类分析、主成分分析与逐步回归等方法对皱环球盖菇种质开展综合评价。【结果】18条ISSR引物共扩增出106条多态性条带,平均多态性百分比为68.03%,47份皱环球盖菇种质的遗传相似系数为0.80~0.99。在遗传相似系数0.896处47份皱环球盖菇种质分为五大类群,菌盖形状、菌盖鳞片数量、菌盖颜色和始收期可作为ISSR分子标记类群划分的主要特征性状。15个表型性状的Shannon-Weaver多样性指数为0.18~1.90,均值为1.03,其中有6个表型性状(菌柄直径、菌盖直径、菌盖高度、菌盖颜色、菌盖厚度和菌柄长度)的Shannon-Weaver多样性指数大于1.00,说明6个性状变异程度较大。5个子实体测量性状(菌盖高度、菌盖直径、菌盖厚度、菌柄长度和菌柄直径)的变异系数为24.20%~32.29%,均高于20.00%,表明这些性状变异程度均较高。有17对表型性状间存在极显著相关(P<0.01,下同),其中有14对呈极显著正相关,5个子实体测量性状之间均呈极显著正相关性(P<0.01)。基于表型性状的皱环球盖菇种质聚类分析(type-y)结果显示,47份种质分为五大类群,菌盖形状、菌盖鳞片数量、菌盖颜色、菌柄形状和始收期是类群划分的主要特征性状。主成分分析结果显示,前6个主成分累计贡献率达77.66%,能概括皱环球盖菇表型性状的主要信息。47份种质的主成分综合得分(F值)为-1.99~1.48,以此划分为六大类群,类群划分的特征性状为菌盖形状、菌盖鳞片数量、菌盖颜色、菌柄形状和菌柄颜色,其中前4个特征性状与type-y类群划分的特征性状相同。6个主成分经隶属函数分析获得综合评价数学模型F=0.31F1+0.13F2+0.11F3+0.08F4+0.08F5+0.07F6。【结论】ISSR分子标记可分析皱环球盖菇种质资源的遗传差异。基于F值筛选出6份表型性状优良的种质,可作为育种材料开发利用。筛选出5个表型性状(菌盖形状、菌盖鳞片数量、菌盖颜色、菌柄形状和始收期)可用于皱环球盖菇种质综合评价。
  • 紫芝单核菌株活性成分含量及抗氧化能力分析
    韦娇君, 罗阳兰, 廖艳婷, 王灿琴, 赵承刚, 黄保成,
    【目的】分析不同紫芝单核菌株生物学特性、活性成分含量及抗氧化能力,为选育广西本土优良紫芝菌株及灵芝产业的可持续发展提供理论依据。【方法】以广西野生大型真菌为研究对象,经多次纯化后获得菌株SZ903,并通过ITS序列鉴定该菌株;利用光学显微镜和荧光显微镜观察孢子萌发单菌落菌丝体的单核、双核及锁状联合情况,鉴定单核菌株,探究不同单核菌株和SZ903菌株的菌丝生长速率、疏密度、色素分泌量以及菌丝活性成分含量和抗氧化能力,并对菌丝的活性成分含量及抗氧化能力指标进行相关分析。【结果】SZ903菌株的ITS序列与13株紫芝菌株的相似性均超过99%,鉴定该野生真菌为紫芝。仅有1株菌株的单菌落存在锁状联合结构且双核相邻,为双核菌株;30株菌株单菌落菌丝的细胞核分散且无锁状联合结构,为单核菌株。7株单核菌株的菌丝生长速率高于SZ903菌株,且菌丝较密,其中SZ903-8菌株的菌丝生长速率最快,为8.30 mm/d;SZ903-4和SZ903-15菌株的菌丝色素分泌量较大。7株单核菌株的总多糖含量为1.07%~1.78%,SZ903-6、SZ903-12和SZ903-28菌株菌丝的总多糖含量分别为1.78%、1.63%和1.57%,均高于SZ903菌株。SZ903-23和SZ903-28菌株的三萜含量高于SZ903菌株。SZ903-2、SZ903-8和SZ903-23菌株菌丝的总黄酮含量为1.02~1.25 mg/g,显著高于SZ903菌株(P<0.05,下同)。SZ903-8和SZ903-23菌株菌丝的总抗氧化能力分别为3.56和3.98 μmol/g,显著高于SZ903菌株的总抗氧化能力(3.06 μmol/g);7株单核菌株菌丝的SOD活性均高于SZ903菌株。菌株SZ903-2、SZ903-8和SZ903-23菌丝的羟自由基清除率均显著高于SZ903菌株(47.1%)。相关分析结果表明,总多糖含量与总黄酮含量呈极显著负相关(P<0.01),相关系数为-0.922;总黄酮含量与羟自由基清除率呈显著正相关,相关系数为0.709。【结论】广西野生大型真菌菌株SZ903为紫芝。从7株菌丝生长指标较好的紫芝单核菌株中筛选到SZ903-28和SZ903-23菌株,这2株菌株的活性成分含量及抗氧化能力较强,可用于紫芝种质创新及品种选育。
  • 香菇与平菇粗多糖的抗氧化活性及促白灵菇菌丝生长能力分析
    李奕葶, 张菁, 银开涌, 郭昱秀, 钱磊, 班立桐, 于海利,
    【目的】探讨香菇和平菇粗多糖不同乙醇分级沉淀组分的抗氧化活性及促进白灵菇菌丝生长能力,为食用菌多糖在白灵菇栽培上的应用提供参考依据。【方法】以香菇和平菇子实体干品为原材料,采用乙醇分级沉淀法(乙醇浓度分别为70%、85%和100%)进行多糖沉淀,分别获得3个香菇粗多糖(LECP)组分(LECP-70%EP、LECP-85%EP和LECP-100%EP)和3个平菇粗多糖(POCP)组分(POCP-70%EP、POCP-85%EP和POCP-100%EP),分别测定不同浓度组分的抗氧化能力(包括DPPH自由基和羟基自由基清除率及铁离子还原能力)。制备LECP-PDA培养基与POCP-PDA培养基进行白灵菇菌丝培养试验,研究不同粗多糖组分对白灵菇菌丝生长的促进性能,分析最适组分浓度对PDB培养基中白灵菇产胞外酶(羧甲基纤维素酶、木聚糖酶和漆酶)活性的影响。【结果】LECP与POCP组分得率和总糖含量均随乙醇浓度的升高而显著增加(P<0.05,下同)。不同LECP与POCP组分均具有较高的DPPH自由基清除率,且均随着乙醇浓度的增加而明显升高,当组分浓度为10 mg/mL时,LECP-70%EP、LECP-85%EP、LECP-100%EP的DPPH组自由基清除率均为100.00%;同一组分浓度下,POCP-100%EP组分的DPPH自由基清除率效果最佳,当组分浓度为10 mg/mL时,其DPPH自由基清除率为96.56%。当LECP组分浓度为10 mg/mL时,其羟基自由基清除率均可达100.00%;在3种POCP组分中,POCP-100%EP的羟基自由基清除率最高,为93.13%;LECP-100%EP铁离子还原能力较强,吸光度为2.09。与LECP相比,同一组分浓度下,3种POCP组分的铁离子还原能力较弱,当组分浓度为10 mg/mL时,POCP-70%EP、POCP-85%EP和POCP-100%EP的吸光度分别为0.49、0.67和0.69。利用不同LECP与POCP组分进行白灵菇菌丝培养试验,结果显示,培养基中添加LECP-85%EP和POCP-100%EP的浓度分别为1.5和2.5 mg/mL时,白灵菇菌丝生长较好,为促进白灵菇菌丝生长的最适组分浓度。与空白对照相比,2个最适组分浓度均能提高白灵菇菌丝的羧甲基纤维素酶、木聚糖酶和漆酶活性。其中,漆酶活性提升较为明显,1.5 mg/mL LECP-85%EP和2.5 mg/mL POCP-100%EP培养的白灵菇菌丝漆酶活性均显著高于空白对照,分别提高39.61%和80.76%。【结论】乙醇浓度越高,乙醇分级沉淀法获得的香菇和平菇粗多糖的抗氧化活性越高。在PDA与PDB培养基中添加1.5 mg/mL LECP-85%EP组分和2.5 mg/mL POCP-100%EP组分对白灵菇菌丝生长以及胞外酶活性的提高有积极作用。
  • 野生赤芝生物学特性及栽培评价
    王叔放, 李金涛, 王胜, 闫梅霞,
    【目的】对野生赤芝开展生物学特性及栽培评价研究,为野生赤芝种质资源开发利用、新品种选育和栽培提供参考依据。【方法】分离纯化广东野生灵芝YS-4菌株,通过形态学观察和ITS序列分析进行鉴定;通过单因素试验分析YS-4菌株在不同碳源、氮源、温度、pH和无机盐条件下的生物学特性;通过4因素3水平正交试验筛选菌丝生长最适条件;以栽培菌株LZ-8和LZ-11为对照,评价YS-4、LZ-8和LZ-11菌株在高温胁迫处理下的耐受能力,测定菌株子实体综合性状和有效成分含量。【结果】形态学观察及分子生物学鉴定结果显示,供试野生灵芝YS-4菌株为赤芝(Ganoderma lingzhi)。单因素试验结果显示,YS-4菌株菌丝生长的最适碳源为果糖、最适氮源为硝酸铵、最适无机盐为氯化钙、最适pH为5.0、最适温度为30 ℃。正交试验结果显示,以果糖为碳源、硝酸铵为氮源、碳酸钙为无机盐及温度为25 ℃时,YS-4菌株菌丝生长情况最佳。高温胁迫试验结果显示,温度为40 ℃时,YS-4、LZ-8和LZ-11菌株的热胁迫抑制率均为100.00%,菌丝不生长;YS-4菌株的菌丝恢复生长速率最高,为2.70 mm/d,显著高于LZ-8和LZ-11菌株(P<0.05)。栽培试验结果显示,YS-4菌株的发菌期、原基形成、子实体成熟时间分别为38、9和42 d,均快于LZ-8和LZ-11菌株;YS-4菌株子实体颜色较深,菌盖厚度为16.35 mm,菌柄长度为1.83 cm,菌盖长度为11.25 cm,菌盖宽度为5.83 cm,鲜重为45.01 g,干重为28.87 g,生物学效率为3.21%,多糖含量为2.39%,三萜及甾醇含量为1.24%。【结论】YS-4菌株高温抗逆性强、生长周期短、菌盖厚、子实体多糖和三萜及甾醇含量高,为优良的野生赤芝菌株,可用于赤芝新品种选育和栽培。
  • 野生小孢挂钟菌的生物学特性及驯化栽培
    苏晟, 潘美晨, 代月婷, 吕雪, 李长田,
    【目的】对从云南采集的1株野生挂钟菌属菌株进行分离鉴定、生物学特性试验及驯化栽培,为该属种质资源的开发和利用提供技术参考。【方法】通过形态学观察和分子生物学鉴定,确定其分类学地位,再对该菌株进行碳源、氮源、温度、pH 4个单因素的生物学特性试验,从中选取各因素3个较优的水平进行正交试验,并进行驯化栽培。【结果】野生菌株丛生或群生于腐木上,子实体菌盖呈扇形或半圆形,表面为浅土黄色,整体为肉质;菌肉为白色或浅黄色,菌褶直生且极密,呈白色至浅黄色,菌柄侧生且短,呈淡棕色至棕色;经过纯化的菌株菌丝为淡灰色,有棕色的色素,气生菌丝生长浓密,菌丝边缘呈辐射状,与已报道的小孢挂钟菌形态学特征一致。分子生物学鉴定结果显示,该菌株的ITS和nrLSU序列与NCBI数据库的小孢挂钟菌(HKAS133169)相似性最高,在系统发育树中二者聚在同一分支上,进一步证实该菌株为小孢挂钟菌(Campanophyllum microsporum)。生物学特性试验结果显示,小孢挂钟菌的最适碳源为蔗糖,最适氮源为酵母浸粉,最适温度为20 ℃,最适pH为8.0。根据正交试验得出最佳培养基组合:碳源为蔗糖,氮源为氯化铵,最适温度为20 ℃、pH为6.7。选用78%木屑、20%麦麸、1%石灰、1%石膏为栽培配方,含水量控制在60%,可成功出菇。在25 ℃条件下培养45~55 d形成原基后,移入20 ℃,湿度85%的菇房,继续培养30~35 d,子实体即可完全成熟。【结论】从云南采集的1株野生挂钟菌属菌株被鉴定为小孢挂钟菌,已被成功驯化栽培,填补了小孢挂钟菌在生物学特性和驯化栽培方面的研究空白,为小孢挂钟菌可持续开发利用及遗传改良提供种质材料。
  • 不同品种大球盖菇营养和风味品质分析
    胡雪萍, 朱恒星, 黄飞逸, 卢敏, 杨西萌, 陈道静, 王伟, 冉龙, 雷成功, 戴前莉,
    【目的】探究不同品种大球盖菇在农艺性状、营养品质和风味特征方面的差异,为大球盖菇的规范化栽培及风味品质定向改良提供理论依据。【方法】以大球盖菇8号、黄球盖1号、川球盖2号和球盖菇6号大球盖菇品种为研究对象,测定4个大球盖菇品种的单位面积产量、菌盖直径、菌盖厚度、菌柄直径和菌柄长度等农艺性状,并检测其总蛋白、总糖、脂肪和氨基酸等营养成分的含量。采用气相色谱—离子迁移谱(GC-IMS)技术测定不同大球盖菇品种中的挥发性成分,并结合主成分分析(PCA)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)进行风味谱解析。【结果】川球盖2号大球盖菇的单位面积产量最高,菌盖直径较大,菌柄直径和菌柄长度最长,该品种单位面积产量达4030.89 g/m2,显著高于其余3个大球盖菇品种的单位面积产量(P<0.05,下同)。4个大球盖菇品种中,总蛋白含量无显著差异(P>0.05);总糖、脂肪和总氨基酸含量均差异显著,其中总糖含量排序为球盖菇6号>大球盖菇8号>黄球盖1号>川球盖2号,黄球盖1号的氨基酸种类最为丰富。采用GC-IMS技术在4个大球盖菇品种中共鉴定出72种挥发性成分。PCA分析结果显示,前2个主成分的累计贡献率为74.3%,PLS-DA分析模型解释率为91.4%,预测率为96.6%,表明4个大球盖菇品种的风味谱可被有效区分。4个大球盖菇品种中所含的挥发性成分中,大球盖菇8号以醛类为主,黄球盖1号以醇类、酮类和酯类为主,川球盖2号以酮类为主,球盖菇6号以醇类和酮类为主。【结论】品种遗传背景是决定大球盖菇营养品质和挥发性风味物质构成的核心因素。4个大球盖菇品种中,川球盖2号的生物积累量和适应性最强,可作为林下生态种植的潜力品种;而球盖菇6号、黄球盖1号和大球盖菇8号分别具有高糖、富含氨基酸和醛香特征,可作为选育专用型大球盖菇品种的遗传资源。
  • 虎乳灵芝研究进展
    朱安红, 孟诗奇, 屈直, 马海霞,
    虎乳灵芝是珍稀食药用真菌,被认为是最具有开发前景的药用真菌之一。文章综述虎乳灵芝分类地位演变、生物学特性、栽培技术、活性成分及药理作用的相关研究进展:虎乳灵芝隶属于担子菌门伞菌纲多孔菌目多孔菌科核生柄孔菌属,具有丰富的物种多样性,现已发现7个物种,主要分布在亚洲和非洲的热带地区;在我国,虎乳灵芝仅分布在海南省,目前发现有2个种,即孤苓核生柄孔菌Lignosus rhinocerus (Cooke) Ryvarden和海南核生柄孔菌(Lignosus hainanensis B. K. Cui);虎乳灵芝的主要形态特征为担子果一年生,具中生柄,菌柄从菌核上生出,呈木栓质,菌盖呈浅黄褐色且表面光滑或具细微绒毛,常具同心环带,孔口圆形且表面白色到浅黄色,担孢子圆柱形至椭圆形,无色,薄壁,光滑,无拟糊精反应和淀粉质反应;目前已栽培的虎乳灵芝有4种,最常见报道的为孤苓核生柄孔菌,其他3种分别为虎乳核生柄孔菌(Lignosus tigris Chon S. Tan)、金马伦核生柄孔菌(Lignosus cameronensis Chon S. Tan)和海南核生柄孔菌,自20世纪90年代末我国开始虎乳灵芝人工驯化,用于生产的种类主要是孤苓核生柄孔菌,2024年本课题组首次成功驯化海南核生柄孔菌,虎乳灵芝在我国的栽培区主要是海南省,以林下栽培为主,产业规模近年逐年扩增,形成具有广阔发展潜力的林下经济健康产业,产生了较高的经济价值和社会效益;虎乳灵芝富含多糖、活性蛋白、氨基酸、矿物质、维生素等活性物质,具有抗肿瘤、抗炎、改善呼吸、免疫调节、抗氧化等多种药理作用,近年来对虎乳灵芝生理活性成分和药理作用的研究已取得较大进展,但虎乳灵芝的生产规模还远不能满足社会需求,其人工培养技术相对滞后。最后文章提出今后研究重点,包括虎乳灵芝种质资源系统评价、品种选育、临床试验及产品精深加工等,为虎乳灵芝资源发掘、研究及开发利用提供参考。
  • CrSnRK2.4基因对长春花萜类吲哚生物碱生物合成的调控作用及逆境胁迫响应机制
    王志芹, 刘雪静, 熊雨彤, 陈浩然, 王舒文, 束涵, 高潇潇,
    【目的】克隆长春花蔗糖非发酵-1-相关蛋白激酶2.4基因(CrSnRK2.4)并分析其表达模式,探究CrSnRK2.4基因对长春花萜类吲哚生物碱(TIAs)生物合成的调控作用及逆境胁迫响应机制,为调控TIAs生物合成、提高TIAs产量提供理论依据。【方法】克隆CrSnRK2.4基因,利用生物信息学方法对CrSnRK2.4蛋白进行理化性质和系统发育分析。通过实时荧光定量PCR检测CrSnRK2.4基因的组织表达特异性及对不同生物与非生物胁迫的响应;利用病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术瞬时沉默CrSnRK2.4基因,分析CrSnRK2.4基因沉默对长春花3种TIAs生物合成途径关键酶基因(CrSTR、CrG10H和CrTDC)相对表达量及2种TIAs(文多灵和长春质碱)含量的影响。【结果】从长春花基因组中挖掘并克隆获得CrSnRK2.4基因,其编码区(CDS)长度为1071 bp,编码356个氨基酸残基。CrSnRK2.4蛋白具有26个潜在磷酸化位点,二级结构由α-螺旋(39.045%)、无规则卷曲(43.820%)和延伸链(17.135%)组成,定位于细胞核中。多序列比对分析结果表明,不同物种SnRK2.4蛋白高度保守;系统发育分析结果表明,CrSnRK2.4蛋白与马铃薯StSnRK2.4蛋白亲缘关系最近。实时荧光定量PCR检测结果显示,CrSnRK2.4基因在长春花不同组织中的相对表达量依次为第1对叶>第2对叶>第3对叶>茎>根>花;在受病原微生物、虫害等生物胁迫与干旱、盐、高温、低温等非生物胁迫时,CrSnRK2.4基因相对表达量明显上调。瞬时沉默CrSnRK2.4基因后,长春花TIAs生物合成途径关键酶基因CrSTR、CrG10H、CrTDC的相对表达量均明显降低,文多灵和长春质碱含量均明显降低。【结论】CrSnRK2.4蛋白具有SnRK2家族成员典型的ATP结合位点和蛋白激酶激活位点;CrSnRK2.4基因参与长春花对干旱、极端温度、病原微生物等逆境胁迫的响应,并参与调控长春花TIAs生物合成途径关键酶基因的表达,进而影响TIAs产量,可能在长春花防御系统中发挥重要作用。
  • 西南喀斯特区植被演替和干湿季对土壤—凋落物—微生物化学计量特征的影响
    彭涵蕾, 柒冰宇, 高智卓, 刘真熙, 梁燕, 刘家齐, 朱瀚卿, 周昕, 杨少妍, 段敏,
    【目的】探究植被演替和干湿季对土壤—凋落物—微生物化学计量特征的影响,有助于深入理解西南喀斯特区土壤养分循环过程,为该区域养分资源管理和植被恢复提供科学参考。【方法】以广西桂林典型喀斯特区处于灌草群落阶段(SG)、灌乔过渡阶段(ST)、常绿落叶阔叶混交林阶段(MF)的生态系统为研究对象,分别在湿季和干季采集土壤和凋落物样品,测定土壤基本理化性质以及土壤、凋落物和微生物生物量碳、氮、磷含量,计算其化学计量特征,分析其随植被演替和季节变化的规律及相关性。【结果】无论是干季还是湿季,土壤pH以及可溶性氮(DN)和硝态氮(NO3--N)含量随着植被演替的进行而增加,铵态氮(NH4+-N)含量随着植被演替的进行而整体上减少;随着植被演替的进行,在干季和湿季土壤全碳(TC)含量分别增加44.8%和23.9%,全氮(TN)含量分别增加43.9%和31.2%,全磷(TP)含量先减少后增加;干季土壤TC和TN含量极显著高于湿季(P<0.01,下同),而TP含量在2个季节之间无显著差异(P>0.05,下同);无论是干季还是湿季,土壤碳氮比(C∶N)在不同植被演替阶段之间无显著差异,碳磷比(C∶P)和氮磷比(N∶P)随着植被演替的进行而增加;凋落物C∶N随着植被演替的进行在湿季降低37.8%,而C∶P和N∶P均呈先增加后减少的变化趋势,且干季极显著高于湿季;湿季土壤微生物生物量碳磷比(MBC∶MBP)和微生物生物量氮磷比(MBN∶MBP)随着植被演替的进行先减少后增加,干季MF阶段土壤MBC∶MBP显著高于SG和ST阶段,而MBN∶MBP在不同植被演替阶段之间无显著差异;相关分析结果表明,随着植被演替的进行,微生物对土壤和凋落物碳、氮、磷化学计量特征的调节作用逐渐减弱,凋落物对土壤的调节作用先增强后减弱;凋落物C∶P和N∶P以及土壤pH、含水率和DN含量是调控土壤碳、氮、磷化学计量特征的主要因素。【结论】西南喀斯特区植被演替过程中土壤—凋落物—微生物碳、氮、磷化学计量特征存在较大差异,且具有明显的季节变化特征;植被演替对土壤养分的积累起到积极作用,但在植被演替后期磷缺乏较严重,不利于植物生长和植被演替。
  • 甘蔗与蔗茅杂交BC1F1子代材料的耐旱性综合评价
    张婷, 靳铎, 毛伟杰, 段品顺, 娄红波, 何丽莲, 李富生, 杨清辉, 王先宏,
    【目的】分析甘蔗与蔗茅杂交BC1F1子代材料的耐旱性差异,并进行耐旱性综合评价,为其在甘蔗抗旱育种中的利用提供科学依据。【方法】以19份甘蔗与蔗茅杂交BC1F1材料及其3个亲本为试验对象,采用盆栽试验,设正常供水(对照)与干旱胁迫处理,测定不同处理下参试材料的生理指标及光合指标,通过方差分析、相关分析及模糊隶属函数法综合评价参试材料的耐旱性。【结果】与对照相比,干旱胁迫下参试材料的相对含水量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均值下降(耐旱系数<1.000),细胞膜透性、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量和胞间CO2浓度(Ci)均值均有不同程度上升(耐旱系数>1.000)。参试材料各指标的平均隶属值排序结果表明,崖城89-9的平均隶属值最小(0.235),蔗茅的平均隶属值最大(0.546);BC1F1子代材料中以16-5的平均隶属值最大(0.529),16-6的平均隶属值最小(0.279)。各项指标间的相关分析结果显示,细胞膜透性与SOD活性呈极显著正相关(P<0.01,下同),与相对含水量呈极显著负相关;脯氨酸含量与相对含水量呈显著负相关(P<0.05,下同);Pn与Gs、Tr呈极显著正相关;Gs与Tr呈极显著正相关;SOD活性与Gs和Pn均呈显著正相关;参试材料的染色体数目与相对含水量呈显著正相关,与MDA含量和耐旱性呈显著负相关。基于生理指标和光合指标平均隶属值的聚类分析将22份参试材料划分为高度耐旱型、中度耐旱型和不耐旱型,其中16-5、16-3和16-12 3份BC1F1材料属于高度耐旱型。【结论】干旱胁迫下甘蔗对不同生理指标的调控能力和响应侧重点存在差异。相对含水量是反映材料耐旱性的重要指标,生理指标的变化对甘蔗的光合作用有一定影响;同时,染色体数目对材料的耐旱性有显著影响,但对光合作用无明显影响。
  • 不同钾镁肥处理对海南雪茄烟生理及烟叶产质量的影响
    贺远, 陈国瑀, 耿召良, 李龙科, 刘春奎, 王楹鑫, 史晓芙, 娄世豪, 高华军,
    【目的】探究不同钾镁肥处理对海南雪茄烟生理及烟叶产质量的影响,阐明钾镁肥配施在改善烟株营养平衡、提升烟叶品质方面的作用,以期为海南地区优质雪茄烟生产提供参考依据。【方法】以海研103雪茄烟为试验材料,采用随机区组设计,设6个不同钾镁肥配比处理:T0处理(常规施肥)、T1处理(增钾)、T2处理(稳钾增镁1)、T3处理(稳钾增镁2)、T4处理(提钾增镁1)、T5处理(提钾增镁2);测定成熟期烟株农艺性状、叶绿素相对含量(SPAD值)、碳氮代谢关键酶活性、物理性状、化学成分及产质量等指标。【结果】与T0处理相比,增施钾镁肥处理均能显著提高雪茄烟的株高、地下部干重和SPAD值(P<0.05,下同)。不同处理对雪茄烟的碳氮代谢关键酶活性具有明显影响,其中T3处理的硝酸还原酶(NR)活性显著高于其他处理,且较T0处理显著提高42.11%;淀粉酶(AL)活性较T0处理显著提高8.65%。烟叶抗张力以T1处理最高,T3处理次之,均显著高于其他处理;T3处理的烟叶厚度较T0处理降低1.71%;除T5处理外,其余处理的含梗率均显著低于T0处理。烟叶总糖含量以T3处理最高,较T0处理显著提高8.20%;还原糖含量以T4处理最高,T3处理次之,分别为0.39%和0.38%;T3和T5处理的糖碱比较高,均较T0处理显著提高19.23%。烟叶总产量以T3处理最高,较T0处理显著提高21.62%;茄衣产量和茄衣产出率均以T3处理最高,分别为199.99 kg/ha和22.48%;经济效益表现为T3处理>T1处理>T4处理>T2处理>T0处理>T5处理,其中T3处理较T0处理显著提高46.19%。【结论】在常规施肥的基础上,增施300 kg/ha硫酸镁可改善海南雪茄烟叶的物理性状和化学成分组成,促进烟株的生长发育、物质积累和碳氮代谢,并提升烟叶产量及经济效益。
  • 王不留行提取物诱导烟草抗烟草花叶病毒活性分析
    吴钰, 张祎, 高晶鑫, 吴一丹, 关丽杰,
    【目的】探究王不留行(Vaccaria segetalis)提取物诱导烟草抗烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)的活性及其作用机制,为新型植物源农药的研发提供理论依据。【方法】制备王不留行提取物,采用透射电子显微镜(TEM)观察王不留行提取物对TMV粒子形态结构的影响。采用半叶枯斑法测定不同浓度(1.00、5.00、25.00、125.00和625.00 mg/L)王不留行提取物和对照药剂(5%氨基寡糖素水剂)对TMV的预防、钝化和治疗作用;通过盆栽试验测定不同浓度王不留行提取物和对照药剂对TMV的防治效果。设4个处理,分别为喷施清水(空白对照,CK)、喷施清水并接种TMV(T1)、喷施王不留行提取物(T2)、喷施王不留行提取物并接种TMV(T3),测定各处理下烟草叶片的防御酶活性。【结果】通过TEM观察发现,王不留行提取物可使TMV衣壳蛋白亚基变性、病毒粒子断裂,降低TMV侵染宿主的能力。625.00 mg/L王不留行提取物对TMV的预防、钝化和治疗作用最佳,对TMV的抑制率显著高于对照药剂(P<0.05,下同)。在整个试验期间,T2和T3处理的超氧化物歧化酶(SOD)活性均显著高于CK和T1处理;T3处理在接种TMV后不同时间,过氧化物酶(POD)活性均显著高于T1处理,苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性均高于其余处理;接种TMV第1 d,T3处理的多酚氧化酶(PPO)活性显著高于T1处理,接种TMV第3、5、7和9 d,T3处理的PPO活性均高于其余处理。盆栽试验待接种TMV的烟草叶片出现典型花斑、卷曲等病症时进行发病情况调查,结果表明25.00 mg/L的王不留行提取物对TMV的防治效果最佳(75.50%),显著高于对照药剂。【结论】王不留行提取物能破坏TMV粒子结构,同时还能增强烟草体内防御酶(SOD、POD、PAL和PPO)活性,诱导烟草对TMV产生抗性。在适宜浓度下,王不留行提取物对TMV的预防、钝化和治疗作用及防治效果均优于对照药剂,具有应用于TMV防治的潜力。
  • 猕猴桃细菌性溃疡病病原鉴定及室内防治药剂筛选
    梁赛玉, 何斌枭, 艾彩霞, 龚智浩, 陈诗琦, 李逸彤, 单体江,
    【目的】明确广东省和平县猕猴桃细菌性溃疡病的病原菌,筛选出防治猕猴桃细菌性溃疡病的有效药剂,为猕猴桃细菌性溃疡病的诊断和防治提供理论依据。【方法】从广东省和平县采集猕猴桃细菌性溃疡病病枝,利用涂布平板法分离病原菌,依据柯赫氏法则验证其致病性,结合革兰氏染色、形态特征观察及16S rRNA和carA基因序列分析,明确病原菌的分类地位。分析不同温度对病原菌生长的影响,明确其与猕猴桃细菌性溃疡病常见病原菌丁香假单胞菌猕猴桃致病变种(Pseudomonas syringae pv. actinidiae)的区别。采用抑菌圈法和噻唑蓝(MTT)法,测定7种供试药剂1.5%四霉素AS、85%噻霉酮素TC、31.5%中生菌素TK、20%辛菌胺醋酸盐AS、98%喹啉铜TC、83.8%春雷霉素TC和98%硫酸链霉素TC的室内毒力。【结果】从猕猴桃细菌性溃疡病病枝中分离出1株菌株GD,通过柯赫氏法则验证确定其为猕猴桃细菌性溃疡病的病原菌。菌株GD的菌落呈乳白色至淡黄色,表面湿润、光滑,整体微微隆起。革兰氏染色结果表明菌株GD为革兰氏阴性菌,在显微镜下观察发现,菌体呈短杆状,两端钝圆,粗细较均匀,菌体大小为0.5~1.0 μm×2.0~3.0 μm。结合16S rRNA和carA基因序列分析,最终将其鉴定为胡萝卜软腐果胶杆菌猕猴桃亚种(Pectobacterium carotovorum subsp. actinidiae),不同于常见的猕猴桃细菌性溃疡病病原菌丁香假单胞菌猕猴桃致病变种。胡萝卜软腐果胶杆菌猕猴桃亚种最适生长温度为35 ℃,在40 ℃高温下仍能保持一定活力;而丁香假单胞菌猕猴桃致病变种最适生长温度为25 ℃,温度达35 ℃以上时其生长受抑制。室内毒力测定结果表明,1.5%四霉素AS对胡萝卜软腐果胶杆菌猕猴桃亚种和丁香假单胞菌猕猴桃致病变种的抑制效果最好,在6.25、3.125和1.5625 mg/mL浓度下对2种病原菌的抑菌圈直径均显著高于传统防治药剂98%硫酸链霉素TC(P<0.05),1.5%四霉素AS对胡萝卜软腐果胶杆菌猕猴桃亚种和丁香假单胞菌猕猴桃致病变种的半抑制浓度(IC50)分别为24.28和6.29 μg/mL。【结论】广东省和平县猕猴桃细菌性溃疡病病原菌为胡萝卜软腐果胶杆菌猕猴桃亚种,其最适生长温度为35 ℃,较常见的猕猴桃细菌性溃疡病病原菌丁香假单胞菌猕猴桃致病变种更耐高温。1.5%四霉素AS对胡萝卜软腐果胶杆菌猕猴桃亚种和丁香假单胞菌猕猴桃致病变种均有较好的抑制效果,可作为防治猕猴桃细菌性溃疡病的候选药剂。
  • 粗茎秦艽斑枯病不同发病程度叶际微生物群落结构与多样性分析
    魏朝霞, 尹子寒, 纪元霞, 段飞, 李铷,
    【目的】探究粗茎秦艽斑枯病不同发病程度对叶际微生物群落结构及多样性的影响,为粗茎秦艽病害防治与高质量栽培提供理论依据。【方法】以粗茎秦艽斑枯病不同发病程度(健康、轻微和严重)叶片为试验材料,采用高通量测序技术探究粗茎秦艽叶表生微生物群落与内生微生物群落结构,进行Alpha多样性和Beta多样性分析,并对真菌群落和细菌群落进行功能预测。【结果】Alpha多样性分析结果表明,轻微发病和严重发病后,粗茎秦艽叶表生真菌群落的Shannon、Chao1和ACE指数均显著高于健康状态(P<0.05,下同),Simpson指数显著低于健康状态;严重发病粗茎秦艽叶表生细菌群落的Shannon、Chao1和ACE指数均显著高于健康及轻微发病状态。随着发病程度加重,粗茎秦艽叶内生真菌群落Shannon指数先上升后下降而Simpson指数先下降后上升,内生细菌群落的Shannon指数呈上升趋势,但不同发病程度粗茎秦艽叶内生真菌群落和细菌群落Chao1及ACE指数均无显著差异(P>0.05)。Beta多样性分析结果表明,粗茎秦艽叶表生真菌群落与内生真菌群落结构存在明显差异。与健康状态相比,轻微发病及严重发病粗茎秦艽叶表生真菌群落与内生真菌群落中壳针孢属和布氏白粉菌属等病原菌相对丰度上升,表生细菌群落中芽孢杆菌属和甲基杆菌—甲基红菌属等有益菌相对丰度上升。通过功能预测发现,粗茎秦艽叶际真菌主要营养方式为腐生营养型、病理营养型及共生营养型,轻微发病和严重发病粗茎秦艽叶表生真菌群落与内生真菌群落中腐生营养型占比较健康状态增加;粗茎秦艽叶际细菌主要功能类群为好氧化能异养型、厌氧化能异养型及光营养型等,随着发病程度加重,粗茎秦艽叶表生细菌群落中厌氧化能异养型和光营养型占比下降。【结论】斑枯病不同发病程度对粗茎秦艽叶际微生物群落多样性存在影响,感染斑枯病后粗茎秦艽叶表生微生物群落多样性及丰富度上升,而内生微生物群落更具稳定性。斑枯病不同发病程度影响粗茎秦艽叶际微生物群落组成及功能。
  • 基于HS-SPME-GC-MS分析不同亚属睡莲香气成分
    赵倩, 郭玉华, 王宏伟, 申洁, 蒋小枫, 尹俊梅,
    【目的】通过对不同亚属睡莲的香气成分种类及含量进行分析,明确不同亚属睡莲香气差异及主要赋香物质,为筛选优良花香睡莲品种和创制不同香型新品种提供参考依据。【方法】采用顶空固相微萃取(HS-SPME)结合气相色谱—质谱联用(GC-MS)技术,对10个睡莲品种(广温带亚属鸽子血和夹克风、古热带亚属红色闪耀和泰国粉、新热带亚属花胎生和鲁吉娜、澳大利亚亚属晚秋和紫贝壳、广热带亚属小花睡莲和紫乔伊)进行挥发性成分测定,采用内标法计算其相对含量,并建立正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)模型进行变量重要性投影(VIP)分析,筛选差异代谢物。【结果】10个睡莲品种共鉴定出83种挥发性成分,主要分为烷烃类、烯烃类、酯类、醇类、醚类、醛类和酮类7种化合物类型,其中含量占比前3的化合物为烷烃类、醚类和烯烃类,分别占检出总量的45.14%、40.32%和11.20%。10个睡莲品种所含挥发性成分总量排序为花胎生(73.170 μg/g)>小花睡莲(40.809 μg/g)>晚秋(25.963 μg/g)>紫贝壳(24.119 μg/g)>鸽子血(11.021 μg/g)>泰国粉(7.592 μg/g)>红色闪耀(4.436 μg/g)>紫乔伊(1.719 μg/g)>夹克风(0.908 μg/g)>鲁吉娜(0.224 μg/g),其对应检测到的挥发性成分分别有20、31、43、46、33、32、25、33、33和15种。澳大利亚亚属睡莲化合物的丰富度最高,广热带亚属次之,新热带亚属则最低。聚类分析结果显示,广温带亚属、古热带亚属和新热带亚属睡莲聚为一簇,澳大利亚亚属和广热带亚属聚为一簇,且各亚属内品种两两聚在一起。从83种挥发性成分中筛选到14种显著差异代谢物(P<0.05),包括5种烷烃类、6种烯烃类、1种醚类、1种醇类和1种酯类,其中十三烷、十四烷、十五烷和苯甲醚4种香气物质为10个睡莲品种共有成分,(3R-反式)-6-甲基-1-(3-甲基乙烯基)-环己烯和异硫氰酸异丙酯2种香气物质为古热带亚属睡莲特有成分。【结论】香气成分种类及含量的差异导致不同亚属睡莲品种的香气存在区别,不同亚属的特征香气成分可为品种的亚属归类提供依据,澳大利亚亚属和广热带亚属睡莲香气成分丰富,具有开发成化妆品或香气浓郁切花的巨大潜力。
  • 单宁添加对菠萝酒蛋白稳定性及品质的影响
    安鹏, 臧小敏, 胡子璇, 张凯璇, 陈宇, 何光胜, 叶冬青, 李昌宝, 黄晓川, 刘延琳,
    【目的】定量和半定性分析菠萝酒中的蛋白,探究发酵前梯度添加单宁对菠萝酒蛋白稳定性的影响,并评估其对酒样理化特性、香气物质及感官品质的作用,为菠萝酒品质提升及工艺优化提供参考依据。【方法】设5个处理组,分别为对照组(CK)、添加单宁组(T50、T100、T150,单宁添加量分别为50、100、150 mg/L)、热处理结合单宁添加组(H50、80 ℃水浴30 min后添加50 mg/L单宁);采用SDS-PAGE电泳和Bradford法分析不同处理组菠萝酒蛋白组成和含量;通过线性回归分析和相关分析探讨单宁添加量与蛋白含量及酒样品质指标间的关系;通过顶空固相微萃取—气相色谱—质谱(HS-SPME-GC-MS)技术结合偏最小二乘判别法(PLS-DA)分析香气物质组成,并采用偏最小二乘回归(PLSR)分析香气物质与感官属性之间的关系。【结果】菠萝酒中蛋白含量为0.29 g/L,分子量约为21.0和14.4 kD。单宁添加量与蛋白去除量呈线性相关(R2=0.9553),且与酒样澄清度、亮度和涩感呈显著正相关(P<0.05,下同)。不同单宁添加量(T50~T150组)对菠萝酒理化特性影响有限,但均显著增加香气化合物总量,尤其是高级醇类、酯类及挥发性酚类物质的含量显著提高。异戊醇、苯乙醇、异丁醇、乳酸乙酯和乙酸乙酯为受单宁影响显著的关键香气物质,其中添加单宁组的乙酸乙酯含量较CK组显著提升15.7%~22.5%,异丁醇含量降低10.3%~12.6%。感官品质上,T50和T150组的香料和果脯香气更为突出,T100组突出水蜜桃和菠萝香气,CK组以香瓜和草本香气为主。此外,H50组能有效去除菠萝酒中的不稳定蛋白,但其酒样中检测到具有不良化学气味的辛醛,且乙酸含量过高,约为CK组的64倍,会给酒样增添醋味。【结论】发酵前添加单宁能有效提升菠萝酒的蛋白稳定性,并优化其香气物质组成,改善感官品质,以单宁添加量150 mg/L的综合表现最优。热处理结合单宁添加虽然在提升蛋白稳定性方面表现出色,但也可能导致重要香气物质的散失以及乙酸的积累,故菠萝汁发酵前的热处理工艺需要进行更为细致地评估与优化。
  • 不同海拔稻田鲤肌肉营养分析
    彭智洪, 刘明求, 田璐, 邓时铭, 安苗, 邹利, 韩淋梅, 谢仲桂, 董志国, 梁志强,
    【目的】探究不同海拔稻田鲤肌肉营养价值差异,为解析“高山稻田鲤鱼味美”的原因和提升水产品质量提供科学依据。【方法】参照国家标准,对养殖于280、470、660、810 m海拔稻田中的黑背鲤和322、530、548、1000 m海拔稻田中的湘西呆鲤肌肉的常规营养成分、矿物质元素、氨基酸、脂肪酸进行测定,评价其营养价值,并分析海拔与营养成分的相关性。【结果】随着海拔升高,黑背鲤肌肉必需氨基酸总量从280 m的5.46 g/100 g增至810 m的5.87 g/100 g,而鲜味氨基酸从5.11 g/100 g降至4.93 g/100 g;湘西呆鲤则表现为必需氨基酸总量和鲜味氨基酸总量随海拔升高而波动变化,从322 m的5.48和3.83 g/100 g分别增至1000 m的5.90和4.03 g/100 g。2种稻田鲤的锌、硒及二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)含量均随海拔升高整体呈增加趋势,其中黑背鲤在280~810 m海拔范围内,锌含量从5.82 mg/kg增至11.58 mg/kg,硒含量从0.12 mg/kg增至0.45 mg/kg,EPA+DHA含量从0.05 g/100 g增至0.09 g/100 g;而湘西呆鲤在322~1000 m海拔范围内,锌含量从5.30 mg/kg增至7.67 mg/kg,硒含量从0.15 mg/kg增至1.40 mg/kg,EPA+DHA含量从0.04 g/100 g增至0.12 g/100 g。氨基酸评分显示,黑背鲤的限制性氨基酸具有明显海拔差异,低海拔以蛋氨酸+胱氨酸和缬氨酸为主,中高海拔转为缬氨酸与色氨酸/异亮氨酸组合;湘西呆鲤在各海拔均稳定表现为蛋氨酸+胱氨酸和色氨酸限制。化学评分证实,2种稻田鲤的蛋氨酸+胱氨酸与色氨酸限制模式一致且稳定。主成分分析表明,660 m海拔黑背鲤和530 m海拔湘西呆鲤肌肉的粗脂肪含量与氨基酸综合营养最优,而280 m黑背鲤和548 m海拔湘西呆鲤肌肉的脂肪酸综合得分最高。相关分析结果显示,黑背鲤肌肉中的EPA和DHA含量与海拔有较高相关性,相关系数分别为0.92和0.81,而在湘西呆鲤肌肉中,EPA和DHA含量与海拔分别呈极显著(P<0.01)和显著(P<0.05)正相关。【结论】高海拔环境明显提高稻田鲤肌肉中必需氨基酸、鲜味氨基酸、锌、硒及EPA+DHA等营养物质的含量。高山稻田鲤的鲜美可能源于高海拔环境下营养物质的提升,特别是鲜味氨基酸含量的增加,但不同品种对海拔的响应存在差异。
  • 调控方式对醇化烟叶微生物群落结构的影响
    郑好, 赵宝良, 邹杨, 张丰收, 汪健, 王豹祥, 毕庆文, 武云杰,
    【目的】探究机械调控和气调调控对醇化烟叶微生物群落结构及霉变烟叶优势菌群的影响,为烟叶防霉及生产提质增效提供技术依据。【方法】以武汉乐道物流有限公司仓储的2022年云烟87片烟(C3F)为研究对象,设机械调控(J)和气调调控(Q)2种处理,利用高通量测序分析细菌(16S rDNA V5~V7区)和真菌(ITS1区)多样性,并通过霉变诱导、分离培养和分子鉴定筛选优势霉菌。【结果】2种调控方式下醇化烟叶的细菌和真菌Alpha多样性(ACE、Chao1、Shannon和Simpson’s指数)无显著差异(P>0.05),但非度量多维尺度分析显示其微生物群落结构存在明显分离。除J2样本外,其他样本优势细菌属均为鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas,相对丰度68.98%~86.86%),J2样本优势细菌属为泛菌属(Pantoea,相对丰度22.78%);所有样本的优势真菌属包括曲霉属(Aspergillus)、链格孢属(Alternaria)、枝孢属(Cladosporium)和线黑粉酵母属(Filobasidium)。线性判别分析效应大小(LEfSe)分析结果表明,细菌在属分类水平上存在显著差异物种12种(均富集于机械调控方式醇化烟叶)(P<0.05,下同),真菌存在显著差异物种 9种(7种富集于机械调控方式醇化烟叶,2种富集于气调调控方式醇化烟叶)。霉变诱导后,机械调控霉变烟叶优势菌群为黄曲霉(Aspergillus flavus)、橘青霉(Penicillium citrinum)和纤细小脆柄菇(Psathyrella gracilis);气调调控霉变烟叶优势菌群为层出镰刀菌(Fusarium proliferatum)、黑曲霉(Aspergillus niger)和壮观丝衣霉(Byssochlamys spectabilis)。【结论】机械调控和气调调控虽未显著改变醇化烟叶微生物群落的整体多样性水平,但显著重塑了其群落结构组成和差异物种分布,并决定了霉变烟叶中不同的优势霉菌菌群。
  • 高效降解烟碱菌株的分离、鉴定及其应用效果
    李萌, 王哲, 高新涵, 曾婷婷,
    【目的】筛选出高效降解烟碱的菌株并优化其发酵条件,为烟草废弃物无害化处理提供技术支持。【方法】采用烟碱培养基从河南省许昌市植烟土壤中分离得到烟碱降解菌株,通过形态学结合分子生物学方法鉴定该菌株;利用单因素试验结合正交试验设计,优化得到该菌株降解烟碱的最适发酵条件;将菌株接种于烟草废弃物浸提液,通过响应面试验优化得到烟草废弃物烟碱最佳降解条件。【结果】从植烟土壤中分离得到1株烟碱降解菌株YT5,经菌落形态观察结合16S rDNA序列构建的系统发育树分析,确定该菌株为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida);单因素试验结果显示,培养温度为30 ℃,菌液接种量为4%,初始pH为6.5~7.0,烟碱浓度低于4 g/L,培养时间为24 h时,菌株YT5的生长量和烟碱降解率均达较优水平;通过正交试验优化,得到菌株YT5降解烟碱的最适发酵条件为培养温度30 ℃、初始pH 7.0、菌液接种量6%,培养24 h对烟碱的降解率可达95.79%;进一步将菌株YT5接种于烟草废弃物浸提液中,通过响应面试验确定烟碱降解最适工艺条件为培养温度29.3 ℃、初始pH 7.1、菌液接种量5.1%,烟草废弃物浸提液中烟碱降解率可达55.54%,其中培养温度、初始pH对烟碱降解率的影响极显著(P<0.01),初始pH与菌液接种量的交互作用对烟碱降解率的影响显著(P<0.05)。【结论】得到1株烟碱降解菌株YT5,该菌株能高效降解烟草废弃物浸提液中的烟碱,可用于烟草工业废水中烟碱的生物降解。
  • 鲟鱼基因组加倍过程中的基因复制与进化
    黄沁怡, 刘洁, 赵恒权, 齐茜, 陆颖,
    【目的】探究7种鲟鱼的系统发育关系及全基因组复制(WGD)事件,明确八倍体鲟鱼中高度复制基因特点和血红蛋白基因家族扩张时间,为揭示鲟形目鱼类基因组加倍事件及其进化策略提供理论依据。【方法】采集3种四倍体鲟鱼(闪光鲟、小体鲟和欧鳇)及4种八倍体鲟鱼(俄罗斯鲟、施氏鲟、达氏鳇和中华鲟)的血液样本,经Illumina测序后构建基因组草图,通过基因家族分析及重构系统发育树分析基因家族膨胀和收缩事件,基于同义替换率(Ks)和四倍简并位点颠换率(4DTv)估算WGD事件发生时间,通过血红蛋白基因家族进化分析推测基因家族分歧时间,比较八倍体和四倍体鲟鱼基因区域覆盖深度差异筛选出在八倍化事件中得到扩增且保留的高复制基因,并进行KEGG信号通路富集分析及蛋白互作网络(PPI)分析。【结果】7种鲟鱼基因组中存在大量的多拷贝直系同源基因,但共有单拷贝直系同源基因数量极少(仅26个);不同倍性鲟鱼间存在明显的基因家族膨胀和收缩事件,且四倍体鲟鱼与八倍体鲟鱼的基因保留模式不同。综合4DTv分析和Ks计算结果可知,所有鲟鱼均经历了1次古老的鲟形目特异性WGD事件(As3R),其发生时间在1.18亿~1.96亿年前,接近二叠纪—三叠纪大灭绝事件时期。八倍体鲟鱼的血红蛋白基因拷贝数分化明显,α血红蛋白基因拷贝数比为达氏鳇∶俄罗斯鲟∶施氏鲟∶中华鲟=3∶5∶4∶8,β血红蛋白基因拷贝数比为达氏鳇∶俄罗斯鲟∶施氏鲟∶中华鲟=4∶20∶4∶8。219个在八倍体鲟鱼中显著扩增且保留的高复制基因主要富集在基础代谢过程及与基因稳定性和表达调控密切相关的通路上,而蛋白互作网络图显示核心基因(PPFIA2、ZAP70和IRG1)在神经系统发育及免疫调节中发挥关键作用。【结论】WGD事件导致剪接体复合物、DNA修复等信号通路的相关基因在八倍体鲟鱼中高度复制,增强了基因组稳定性和RNA加工调节能力,有助于避免因冗余DNA增加而引发不稳定性,使得八倍体鲟鱼在生理调控、基因稳定性和环境适应性方面具备更明显的优势。
  • 17α-甲基睾酮与微塑料联合暴露对斑马鱼卵巢转录组的影响
    王贤珍, 荣伟雅, 李彤瑶, 熊梓君, 刘少贞,
    【目的】探究17α-甲基睾酮(MT)与聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)联合暴露对斑马鱼卵巢转录组的影响,为科学评估复合污染对鱼类生殖健康的潜在风险提供理论依据。【方法】试验设对照(Control)组(0.001%无水乙醇暴露)、MT组(50 ng/L MT暴露)、MT+PPS-MPs组(50 ng/L MT与0.5 mg/L PS-MPs联合暴露)。解剖斑马鱼取卵巢组织,通过苏木精—伊红染色观察斑马鱼卵巢组织结构,利用实时荧光定量PCR检测斑马鱼类固醇激素合成关键基因的相对表达量。对Control组和MT+PS-MPs组样品进行转录组测序分析。通过实时荧光定量PCR验证转录组测序数据的可靠性。【结果】与Control组相比,MT组斑马鱼卵巢出现明显的空泡化现象,且成熟卵细胞比例明显降低;cyp11a1和cyp19a1a基因相对表达量显著降低(P<0.05,下同),StAR和cyp17a1基因相对表达量均极显著降低(P<0.01,下同)。与MT组相比,MT+PS-MPs组斑马鱼卵巢结构破坏更为严重,卵巢组织被大量初级卵母细胞占据,几乎观察不到成熟卵细胞;与Control组相比,MT+PS-MPs组StAR、cyp11a1、cyp17a1和cyp19a1a基因相对表达量极显著降低。DEGs筛选结果显示,Control组和MT+PS-MPs组斑马鱼卵巢组织共鉴定出421个DEGs,其中156个DEGs显著上调表达,265个DEGs显著下调表达。GO功能注释分析结果显示,393个DEGs被注释到生物过程、细胞组分和分子功能三大类别。KEGG信号通路富集分析结果显示,富集程度前20条信号通路中,7条显著富集的信号通路与生长发育相关,包括肌动蛋白细胞骨架的调节、细胞周期、细胞黏附分子、细胞凋亡黏附连接Wnt信号通路,mTOR信号通路;4条显著富集的信号通路与代谢过程相关,包括赖氨酸降解、叶酸介导的一碳单位池、谷胱甘肽代谢和丙氨酸、天冬氨酸及谷氨酸代谢。【结论】PS-MPs能加剧MT对斑马鱼卵巢的毒性作用,其机制涉及对类固醇激素合成关键基因表达的协同抑制,并可能通过干扰生长发育和代谢过程等信号通路来调控细胞生长、发育和代谢,进而影响卵巢的正常生理功能,最终导致卵泡发育受阻。
  • 热应激通过NOX2诱导氧化应激介导湖羊骨骼肌细胞凋亡
    何海恩, 韦义荣, 沈宇龙, 邹剑伟, 吴少强, 李银, 卢俊, 梁一山, 黄艳娜, 蒋钦杨,
    【目的】探讨热应激诱导湖羊骨骼肌细胞凋亡的分子机制,为解析热应激对湖羊产肉性能的抑制作用提供理论依据。【方法】41.5 ℃处理湖羊骨骼肌细胞构建热应激模型,使用CCK-8试剂盒检测细胞活力,确定热应激处理时间。采用试剂盒检测湖羊骨骼肌细胞活性氧(ROS)水平、超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量。通过Hoechst 33258染色和流式细胞术检测湖羊骨骼肌细胞凋亡情况。采用实时荧光定量PCR和Western blotting检测热休克蛋白、细胞凋亡和抗氧化相关基因及其编码蛋白的相对表达量。【结果】41.5 ℃处理3 d可成功构建湖羊骨骼肌细胞热应激模型。热应激下湖羊骨骼肌细胞中ROS水平极显著升高(P<0.01,下同),MDA含量显著升高(P<0.05,下同),SOD活性极显著降低,细胞核中出现大量固缩、浓染的强蓝色荧光斑块,细胞凋亡率极显著升高,促凋亡基因BAX和Caspase8的相对表达量分别显著和极显著升高,抗凋亡基因BCL-2和BCL-XL的相对表达量分别显著和极显著降低。热应激下湖羊骨骼肌细胞NOX2基因相对表达量极显著升高,NOX2蛋白相对表达量显著升高,使用抑制剂Apocynin干预后,热应激湖羊骨骼肌细胞NOX2蛋白相对表达量显著降低,ROS水平和MDA含量均极显著降低,SOD活性显著升高,细胞核固缩浓染明显减少,细胞凋亡率极显著降低。热应激下湖羊骨骼肌细胞中p38蛋白相对表达量极显著升高,磷酸化蛋白p-p38相对表达量显著升高,使用抑制剂Apocynin干预后,细胞中磷酸化蛋白p-p38相对表达量极显著降低。【结论】热应激可诱发湖羊骨骼肌细胞氧化应激级联反应。热应激通过提高NOX2基因及其编码蛋白的表达,导致细胞内ROS过量积累,ROS的过量积累激活了p38 MAPK信号通路,p38 MAPK信号通路通过调控凋亡相关基因的表达,介导了湖羊骨骼肌细胞凋亡。
  • 吉富罗非鱼IFNa3基因克隆及其功能分析
    崔智昊, 纪月鑫, 龙潜, 孔秀东, 耿富豪, 童桂香, 李琦, 黄世昆, 韦友传, 韦信贤,
    【目的】明确吉富罗非鱼干扰素a3(IFNa3)基因的结构特征及组织表达模式,以及聚肌胞苷酸Poly(I:C)刺激和罗非鱼湖病毒(TiLV)感染后的表达变化,并探究IFNa3基因对干扰素刺激基因(ISGs)及TiLV复制的影响,为科学制定罗非鱼养殖疾病控制策略提供理论依据。【方法】克隆吉富罗非鱼IFNa3基因及进行生物信息学分析,采用实时荧光定量PCR检测IFNa3基因在健康吉富罗非鱼组织中的表达分布及Poly(I:C)刺激和TiLV感染后的表达变化,并通过过表达和敲降基因试验检测吉富罗非鱼IFNa3基因对ISGs表达及TiLV复制的影响。【结果】吉富罗非鱼IFNa3基因开放阅读框(ORF)长度为570 bp,共编码189个氨基酸残基。吉富罗非鱼IFNa3蛋白含有1个IFabd结构域,具有Ⅰ型IFN典型的结构特征。吉富罗非鱼IFNa3氨基酸序列与其他硬骨鱼类Ⅰ型IFNa3氨基酸序列的相似性为70.3%~83.5%,其中与伯氏妊丽鱼IFNa3氨基酸序列的相似性最高(83.5%)。IFNa3基因在健康吉富罗非鱼的脾脏、肝脏、脑、鳃、肠道、肌肉、心脏及头肾等组织中均有表达,以鳃组织中的相对表达量最高;经Poly(I:C)刺激和TiLV感染后,吉富罗非鱼IFNa3基因在鳃、头肾和脾脏等组织中的表达均呈上调表达,且呈现“早期升高、随后回落”的时序变化特征。在罗非鱼脑细胞(TiB)中过表达IFNa3基因,能极显著上调STAT1、ISG15和Mx基因的表达(P<0.01,下同),而TiLV-S10基因相对表达量极显著降低;通过siRNA敲降IFNa3基因表达后,TiLV-S10基因相对表达量极显著上升,而STAT1、ISG15和Mx基因的表达极显著下调。【结论】吉富罗非鱼IFNa3具有鱼类Ⅰ型IFN典型的结构特征,受免疫刺激后在鳃、头肾和脾脏等组织中均呈上调表达,通过激活JAK-STAT信号通路并诱导下游多种ISGs表达,在细胞水平上抑制TiLV复制,进而在吉富罗非鱼抗TiLV感染的先天免疫应答中发挥关键作用。
  • 基于线粒体Cytb基因的黄纹胡蜂遗传多样性分析
    崔峻铭, 杨俊, 刘金林, 王振吉, 张媛,
    【目的】开展基于线粒体Cytb基因的黄纹胡蜂遗传多样性分析研究,探究我国黄纹胡蜂种群的遗传多样性与遗传分化现状,为黄纹胡蜂的资源保护与可持续利用提供理论依据。【方法】采集我国7个省(自治区)15个地理种群的黄纹胡蜂样本,提取总DNA并进行PCR扩增。通过测序分析黄纹胡蜂线粒体Cytb基因序列特征,并基于黄纹胡蜂线粒体Cytb基因序列进行单倍型与遗传多样性分析、遗传分化与基因流分析、错配分布与分子方差分析,并构建单倍型网络图与系统发育树。【结果】Cytb基因有效序列长度为393 bp,包含15个变异位点,Cytb基因中AT含量(69.9%)高于GC含量(30.1%),表现出明显的A/T碱基偏好性。15个黄纹胡蜂种群Cytb基因共鉴定出13个单倍型,单倍型H1为优势单倍型,分布于8个种群,出现频率最高,为42.72%。5个种群总体单倍型多样性指数为0.765,核苷酸多样性指数为0.00614,平均核苷酸差异数为2.415。15个种群105个比较组中,74个比较组固定系数(FST)>0.25,占总比较组数的70.48%,80个比较组基因流(Nm)<1.00,占76.19%。群体的错配分布曲线观察值呈明显的多峰分布,遗传变异主要存在于种群间,贡献率为68.75586%。【结论】黄纹胡蜂种群整体具有较高的遗传多样性,单倍型多样性指数和核苷酸多样性指数均处于较高水平。种群间遗传分化明显,多数成对种群间存在高度遗传分化,基因交流水平普遍较低。遗传变异主要来源于种群间。单倍型网络图呈放射状结构,系统发育树形成4个主要支系,存在明显的地理聚类与分化格局。
  • 不同性别三斑海马亲鱼形态性状与体质量的相关性及通径分析
    周胜杰, 于刚, 马振华,
    【目的】开展三斑海马雌、雄亲鱼形态性状与体质量的相关性及通径分析,明确三斑海马雌、雄亲鱼形态性状与体质量的关系,为三斑海马雌、雄性亲鱼选育提供理论依据。【方法】测定三斑海马亲鱼体质量和头长、吻长、眼径、头高、头冠长、胸鳍宽、径宽、躯干长、体高、背鳍基宽、尾柄宽、尾长和体长13个形态性状,并进行主要性状的描述性统计、各性状间的相关分析、形态性状对体质量的通径分析和决定系数分析。以体质量为因变量,关键形态性状为自变量,构建多元回归方程,进行单因素曲线拟合分析。【结果】三斑海马雌、雄亲鱼的体质量变异系数均高于其他形态性状。三斑海马雄性亲鱼各性状间,除头冠长与体质量的相关性未达显著水平外(P>0.05,下同),其余形态性状与体质量均呈极显著正相关(P<0.01,下同);三斑海马雌性亲鱼各性状间,仅头冠长与体质量相关性未达显著水平,其余形态性状与体质量均呈极显著正相关。三斑海马雄性亲鱼体长和体高对体质量具有显著正向直接作用(P<0.05,下同),且体长对体质量的直接影响略大;三斑海马雌性亲鱼体高、吻长和眼径对体质量均具有显著正向直接作用,以吻长对体质量的直接影响最大。【结论】体长和体高是影响三斑海马雄性亲鱼体质量的主要形态性状,体高、吻长和眼径是影响三斑海马雌性亲鱼体质量的主要形态性状。体长对三斑海马雄性亲鱼体质量的直接影响最大,吻长对三斑海马雌性亲鱼的直接影响最大。在三斑海马人工选育中,雄性应以体长和体高为主要选择指标,雌性应以吻长和体高为核心指标。
  • 我国西甜瓜绿色发展效率收敛性特征及其影响因素
    王福红, 夏咏, 丁宁, 吕毅, 赵兰兰, 王紫洋,
    【目的】明确西甜瓜绿色发展效率的区域差异、收敛性特征及其影响因素,为保障我国西甜瓜产业的高质量发展及优化产业政策提供决策参考。【方法】基于2010—2020年我国西甜瓜县域定点观测数据集(划分为中西部地区和东部地区),采用全局广义SBM模型测算西甜瓜绿色发展效率,然后通过σ收敛和绝对β收敛进一步检验西甜瓜绿色发展效率的趋同或发散情况,并在引入控制变量(生产集聚程度、技术进步路径偏向、财政支农力度和农村劳动力平均受教育年限)后进行条件β收敛检验。【结果】2010—2020年,我国西瓜平均绿色发展效率仅2010和2018年大于1.00,甜瓜平均绿色发展效率仅2016年大于1.00,且多数省级行政区的西甜瓜绿色发展效率小于1.00,尚未达到绿色发展的有效状态,即我国的西甜瓜绿色发展存在区域差异。我国西甜瓜绿色发展效率具有σ收敛性、绝对β收敛性及条件β收敛性特征,各地的西甜瓜绿色发展效率绝对差距不断缩小,且存在西甜瓜绿色发展效率落后地区对先进地区的追赶效应,各地区的西甜瓜绿色发展效率呈现出各自稳态水平。4个控制变量对我国西甜瓜绿色发展效率收敛性有不同程度的影响,其中生产集聚程度、技术进步路径偏向及农村劳动力平均受教育年限对西甜瓜绿色发展效率均具有正向促进作用,是影响西甜瓜绿色发展效率演化的重要因素。【建议】构建区域差异化的西甜瓜绿色生产技术推广体系,警惕低效收敛陷阱;建立西甜瓜全产业链绿色认证和溢价机制,破解市场激励不足难题;创新集聚区西甜瓜绿色联防联控和服务共享机制,解决负外部性扩散问题。
  • 全球木薯价值链演变趋势与产业竞争力分析
    李丛希, 谭砚文,
    【目的】评估全球木薯价值链发展趋势与国际竞争力状况,为提升我国木薯产业全球价值链地位和国际竞争力提供经验借鉴和参考依据。【方法】基于2000—2023年全球及木薯主产国的木薯生产和贸易数据,运用价值链分析绘制木薯价值链图谱,探讨非洲国家、东南亚国家及我国的木薯价值链演变趋势,然后进一步运用国际竞争力评价方法对全球主要木薯生产国、出口国的木薯生产和贸易竞争力进行测度。【结果】非洲国家的木薯生产综合比较优势明显高于其他地区,其中刚果(金)自2005年以来一直是木薯生产综合比较优势最强的国家;从2010年起,除了尼日利亚和加纳外,刚果(金)、安哥拉、莫桑比克等非洲木薯主产国的木薯生产综合比较优势总体上呈下降趋势。在东南亚国家中,柬埔寨的木薯生产综合比较优势从2010年开始领先于泰国、越南、印度尼西亚等木薯主产国;至2023年,柬埔寨的木薯生产比较优势(SA)指数分别是泰国、越南、印度尼西亚木薯SA指数的2.09、5.16和13.60倍。从全球五大木薯干片出口国的显性比较优势(RCA)指数来看,2015—2023年泰国、柬埔寨、越南和哥斯达黎加的木薯干片RCA指数都大于2.500,具备极强的国际竞争力,但哥斯达黎加、泰国和越南的木薯干片RCA指数总体上呈下降趋势,木薯贸易占其国际商品贸易的份额逐步缩小。从全球五大木薯淀粉出口国的RCA指数来看,泰国、老挝和印度尼西亚的木薯淀粉RCA指数从2020年起总体上呈上升趋势,至2023年,泰国的木薯淀粉RCA指数(53.708)上升了32.39%,老挝的木薯淀粉RCA指数(113.052)上升趋势更明显,上升了2.85倍。我国木薯不具备生产和贸易优势,但具备庞大的市场规模优势,在科技研发和加工增值方面优势突出。【建议】我国木薯价值链升级及竞争力提升的路径选择:(1)以国家战略需求为导向,拓宽产业价值链;(2)提高产品附加值,在价值链中高端环节发力;(3)发挥综合比较优势,加快木薯价值链全球战略布局。
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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