南方农业学报杂志2025年第3期
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- 茉莉酸甲酯处理对当归阿魏酸生物合成和JAZ基因家族表达的影响
- 袁成晓, 李勒松, 黄桂林, 周品含, 梁艳丽, 杨生超, 栗孟飞, 赵艳,
- 【目的】探究茉莉酸甲酯(MeJA)处理对当归阿魏酸生物合成及茉莉酮酸酯ZIM结构域蛋白(JAZ)基因家族表达的影响,为探究当归中阿魏酸的生物合成调控机制提供理论依据。【方法】以当归幼苗为试验材料,使用100 μmol/L的MeJA对当归幼苗进行处理,并进行时间梯度(0、1.5、3.0、9.0和12.0 h)取样,利用高效液相色谱法(HPLC)检测不同处理时间当归根、茎、叶中阿魏酸含量。从当归基因组中筛选JAZ基因家族成员,并对其编码的AsJAZs蛋白进行理化性质、保守结构域、亚细胞定位预测等生物信息学分析,通过实时荧光定量PCR检测AsJAZs基因在MeJA处理后的相对表达量。【结果】在MeJA处理下当归根和茎中阿魏酸含量总体上呈先上升后降低的趋势,叶片中阿魏酸含量则呈上升趋势。从当归基因组中共筛选出11个JAZ基因家族成员(AsJAZ1~AsJAZ11),编码的氨基酸数量为136~586个,且大部分为碱性蛋白。通过亚细胞定位预测发现,除AsJAZ3蛋白定位于叶绿体外,其余蛋白定位于细胞核。11个AsJAZs蛋白被分为4个亚家族,共含有5个保守结构域,包括典型的tify结构域和jas_motif结构域,同亚家族的AsJAZs蛋白结构域组成较相似。外源MeJA处理后当归中11个AsJAZs基因在根、茎、叶中的相对表达量均呈先升高后降低的趋势,其中AsJAZ8基因的相对表达量与阿魏酸含量呈正相关。【结论】外源MeJA处理当归幼苗后,在一定时间内能影响当归根、茎、叶中阿魏酸的生物合成,且AsJAZs基因主要在茎和叶中对MeJA有响应,其中AsJAZ8基因可能是响应MeJA信号的关键转录调节基因,并参与调控阿魏酸的生物合成。
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- 钩吻GeSTR基因克隆及表达模式分析
- 王静, 兰金旭, 杨宁辉, 章瑶, 唐其,
- 【目的】克隆钩吻(Gelsemium elegans Benth)异胡豆苷合成酶基因(GeSTR),并分析其表达模式,为探究该基因在钩吻素己生物合成的调控机制提供理论参考。【方法】经液相色谱—质谱联用仪(LC-MS)测定钩吻不同组织中钩吻素己的相对含量,采用“基因组+表达谱+代谢组”的共表达关联分析方法,筛选得到合成钩吻素己的相关酶基因GeSTR,通过PCR克隆GeSTR基因的编码区序列(CDS),并结合生物信息学软件进行序列分析。利用实时荧光定量PCR检测GeSTR基因在不同组织中的表达模式。【结果】不同组织中钩吻素己相对含量排序:根>花>茎>叶,结合候选14个STR基因的表达谱信息,筛选得到与钩吻素己关联性最强的基因GeSTR。GeSTR基因的开放阅读框(ORF)大小为1026 bp,共编码341个氨基酸残基,相对分子量为38.31269 kD,理论等电点(pI)为5.69,脂溶系数和不稳定指数II分别为85.95和30.19,总平均亲/疏水性指数(GRAVY)为-0.158,推测GeSTR蛋白为稳定的亲水蛋白。GeSTR蛋白主要定位于细胞外基质和叶绿体2种亚细胞结构上,其N端含信号肽和跨膜结构域,可能为分泌型蛋白,具有32个潜在的磷酸化位点及1个N-糖基位点。GeSTR蛋白二级结构由无规则卷曲(41.64%)、延伸链(32.85%)、α-螺旋(15.54%)和β-折叠(9.97%)组成,不仅含有STR典型结构域,还含有YvrE结构域,与11个其他植物的STR氨基酸序列具有相似性,与金钩吻(Gelsemium sempervirens)的STR蛋白相似性最高(达93.84%),亲缘关系最近。实时荧光定量PCR结果显示,GeSTR基因仅在钩吻根和花中表达,且在花中的相对表达量极显著高于根部(PGeSTR基因在钩吻中的表达具有组织特异性。【结论】钩吻根和花中的钩吻素己相对含量高于茎和叶中,且GeSTR基因仅在根和花中表达,故推测GeSTR基因正向调控钩吻素己合成,具有催化耦合反应产生异胡豆苷的作用及其他潜在的多种功能,为后续研究钩吻素己及其他MIAs合成的途径及机制提供线索。
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- 宁夏枸杞果实转录组分析及类胡萝卜素合成相关差异表达基因的筛选
- 卢晓悦, 刘雪霞, 池礼鑫, 高寒, 刘璇, 冯睿, 马云妮, 刘朔, 岳思君, 郑蕊,
- 【目的】探究枸杞果实不同发育时期转录水平上的基因表达变化,筛选类胡萝卜素生物合成相关差异表达基因(DEGs),为揭示枸杞果实在不同发育阶段类胡萝卜素含量差异的分子机制及枸杞分子育种提供理论参考。【方法】通过Illumina NovaSeq 6000高通量测序技术,分析青果期(YD)、转色期(ZD)和成熟期(XD)的杞鑫1号枸杞果实转录谱,以|log2 Fold Change|≥1,且错误发现率(FDR)PSY、PDS、ZDS、CHYB和Z-ISO 5个类胡萝卜素合成途径关键酶基因在YD和XD的表达量均高于100。类胡萝卜素合成代谢的关键酶基因PSY、PDS、ZDS和CHYB高表达,而类胡萝卜素分解代谢相关酶基因ZEP和NCED低表达。8个DEGs在杞鑫1号果实中的相对表达量与转录组测序结果基本一致。【结论】在杞鑫1号枸杞青果期和成熟期,类胡萝卜代谢途径中类胡萝卜素合成途径的关键酶基因PSY、PDS、ZDS、CHYB高水平表达而类胡萝卜素分解代谢相关的基因ZEP、NCED表达量较低,这些基因协同促进杞鑫1号枸杞成熟期果实中玉米黄质、β-胡萝卜素等类胡萝卜素的大量合成。
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- 山苍子全基因组SSR特征及其SSR-PCR反应体系优化
- 王轶钥, 蒋丽娟, 唐扬, 李培旺, 陈景震, 陈韵竹, 刘强, 郁培义, 周宵, 杨艳,
- 【目的】分析山苍子全基因组数据,开发SSR分子标记并优化SSR-PCR反应体系,为研究山苍子种质资源遗传多样性,分子标记辅助育种及构建核心种质等提供参考依据。【方法】基于山苍子全基因组序列,利用MISA(1.0)挖掘SSR位点,对其进行特征分析;对山苍子全基因组不同重复类型的SSR数量进行相关分析;并采用4因素3水平正交试验优化山苍子SSR-PCR反应体系。【结果】山苍子全基因组中共检测到303202个SSR,平均长度为25.95 bp。山苍子基因组全长1.3 Gb,1号染色体最长,12号染色体最短,分别为161.20、55.35 Mb。染色体上完全型核苷酸SSR共259695个,以单核苷酸丰富度最高,六核苷酸最低,其中SSR≤20 bp共202278个(77.89%),各染色体上SSR位点的频度密度为172~231个/Mb。山苍子12对染色体中2号染色体上分布的SSR数量最多,为36366个(14.00%),12号染色体SSR数量最少,共有9499个(3.66%)。完全型核苷酸不同重复类型和不同重复基序类型分别有4471和2091种,单核苷酸~六核苷酸分别有262、459、494、543、1011、1702种不同重复类型,分别有4、12、60、219、586、1210种不同重复基序类型,其优势重复单元依次为T、AT、AAT、AAAT、TTGGT、TGTATT,具明显的A/T碱基偏好性。不同SSR类型重复频次范围在4~240,分布在4~10的SSR位点数最多,共计134725个(51.88%),不同染色体中重复基序频次主要集中在4~20。对山苍子全基因组不同重复类型的SSR数量进行相关分析,发现不同重复类型SSR位点间均呈极显著正相关(P<0.01),其中单核苷酸与二核苷酸的相关系数最大(0.997)。正交试验下5号条带清晰明亮,为最佳条带。【结论】山苍子基因组SSR数量及类型较为丰富,且具有明显的A/T碱基偏好性。山苍子SSR-PCR反应体系优化的最佳组合:DNA模板浓度50 ng/μL、引物量1.5 μL、退火温度60 ℃、进行28次循环。
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- 蚕豆VfSAMS2基因抗旱功能分析
- 李和超, 李莉, 韩雪松, 陈宏伟, 刘昌燕, 沙爱华,
- 【目的】分析蚕豆S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS)基因(VfSAMS2)抗旱功能,为蚕豆耐旱品种选育及植物耐旱性的分子机制解析提供理论参考。【方法】基于蚕豆干旱胁迫转录组信息,从中筛选出响应干旱胁迫的VfSMAS2基因,利用病毒表达载体在烟草中超量表达VfSMAS2基因,通过盆栽试验模拟自然干旱胁迫,观察VfSAMS2过表达烟草株系的抗旱表型,并测定干旱胁迫处理前后离体叶片失水率、脯氨酸(PRO)和丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性、乙烯合成前体1-氨基环丙烷羧酸(ACC)、腐胺(Put)、亚精胺(Spd)和精胺(Spm)的含量,以及SAMS参与调控的1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(ACO)、S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(SAMDC)、亚精胺合成酶(SPDS)、精胺合成酶(SPMS)、多胺氧化酶(PAO)等乙烯和多胺合成途径相关基因的表达情况。【结果】以蚕豆种子cDNA作模板PCR扩增得到长度为1173 bp的VfSAMS2基因编码区(CDS),连接至病毒表达载体PVX-LIC后转化根癌农杆菌GV3101。将含有PVX-LIC-VfSAMS2质粒的根癌农杆菌GV3101菌液用注射器注射入烟草叶片背面,同时以转空载体(PVX-LIC)的根癌农杆菌GV3101菌液注射叶片作为对照,通过完全失水法模拟干旱处理。在干旱胁迫10 d时发现转空载体烟草叶片发黄,严重萎蔫;而VfSAMS2过表达烟草叶片仅底部叶片轻度萎蔫。在干旱胁迫下,VfSAMS2过表达烟草离体叶片失水率在室温放置1.0 h后极显著低于转空载体烟草(PVfSAMS2过表达烟草叶片中MDA含量与转空载体烟草无显著差异,VfSAMS2过表达烟草叶片中PRO含量较转空载体烟草显著降低56.7%(PVfSAMS2过表达烟草中ACC含量较转空载体烟草显著降低66.69%,Put和Spm含量分别较转空载体烟草显著提高71.51%和32.53%。VfSAMS2过表达烟草中ACO基因相对表达量较转空载体烟草显著降低64.7%,SAMDC、SPMS和PAO基因相对表达量较转空载体烟草分别显著上调24.3%、133.5%和43.3%。【结论】VfSAMS2过表达烟草通过减少乙烯合成、增加Spm的积累和氧化分解、增强POD活性从而提高烟草的耐旱性。
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- 云南澳洲坚果种质资源表型多样性分析
- 周涛, 王大玮, 聂艳丽, 王正成,
- 【目的】对云南省栽培的澳洲坚果种质资源进行表型性状多样性分析,以筛选出综合表现较好的种质,为澳洲坚果优良品种选育、推广种植提供理论依据。【方法】采集71份澳洲坚果种质的果实和叶片样品,测定21个表型性状并进行变异分析。对各表型性状进行相关分析和主成分分析,并对澳洲坚果种质进行聚类分析。【结果】71份澳洲坚果种质的青皮果重为7.84~29.37 g,青皮果果形指数为0.92~1.42,出仁率为14.04%~42.08%。21个表型性状的变异系数为9.01%~46.26%,其中青皮果重、青皮果纵径、带壳果鲜重、青皮厚度等19个表型性状变异系数大于10.00%,青皮果横径的变异系数最小(9.01%),叶片一侧叶缘刺数量的变异系数最大(46.26%)。南亚1号的果仁重明显高于其他种质,A4、桂热1号、Own Choice的种仁重也较高;A4的出仁率明显高于其他种质;桂热1号、广西1号、HAES 344、Own Choice的核果比较高而皮果比较低。相关分析结果表明,澳洲坚果各表型性状间关系复杂,多个表型性状共同影响果实大小和形态,青皮果重、青皮果横径、青皮果纵径均与带壳果横径、带壳果纵径、带壳果干重、种仁重呈极显著正相关(P<0.01)。主成分分析结果表明,前6个主成分累计贡献率为85.135%,皮果比、青皮重、青皮厚度、青皮果果形指数等表型性状对主成分的影响较明显。聚类分析结果表明,71份澳洲坚果种质可分为4个类群。【结论】71份澳洲坚果种质的表型性状变异丰富、具有多样性,广西1号、A4、桂热1号、Own Choice、HAES 344的综合表现较好,可作为云南省澳洲坚果良种选育和推广种植的种质资源。
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- 不同改良材料复配对酸化黄壤玉米产量及养分吸收利用的影响
- 周磊, 熊涵, 刘彦伶, 李渝, 张雅蓉, 朱华清, 黄兴成, 杨叶华, 舒英格,
- 【目的】探究不同改良材料复配对贵州酸化黄壤玉米产量及养分吸收利用的影响,为复合型酸化土壤改良剂的研发及酸化黄壤耕地质量提升提供参考依据。【方法】设置不施肥(CK)、优化施肥(T2)、优化施肥+有机替代(T3)、优化施肥+有机替代+生物炭(T4)、优化施肥+有机替代+生物炭+白云石粉(T5)、优化施肥+有机替代+生物炭+白云石粉+其他(微生物菌剂和腐殖酸)(T6)6个处理,分析各处理玉米产量、养分积累量及土壤理化性质,评价不同改良材料复配效果。【结果】与T2处理相比,T3~T6处理籽粒生物量提升7.7%~40.7%,其中T4~T6处理达显著水平(P<0.05,下同);T4~T6处理秸秆生物量及籽粒氮、磷、钾积累量分别显著提升31.0%~33.4%、69.2%~113.5%、50.0%~82.2%、31.8%~111.4%,氮肥农学效率、氮肥偏生产力、氮肥利用率分别显著提升66.3%~165.0%、14.6%~40.7%、134.1%~235.4%,且随改良材料复配种类增多而增大;与T2处理相比,T6处理株高、穗粒数、千粒重、穗粗分别显著提高12.3%、15.8%、12.2%、2.7%,土壤pH及有效磷、速效钾含量分别显著提升8.0%、45.5%、104.9%,且土壤容重显著降低7.7%;玉米产量及养分积累量与土壤养分间有不同程度的相关性,对玉米产量及氮、磷、钾积累量影响最大的因子分别为有效磷、有效磷、速效钾和全氮含量。【结论】不同改良材料复配均可不同程度提升玉米产量、养分积累量及土壤养分含量,且随着复配改良材料种类的增加,改良效果不断提升,以优化施肥+有机替代+生物炭+白云石粉+其他(微生物菌剂和腐殖酸)处理的效果最佳。
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- 不同硫水平区硫素施用量对烤烟硫素利用及产质量的影响
- 王萍, 李静超, 郝东, 肖鑫, 丛萍, 宋文静, 董建新, 唐莉娜,
- 【目的】研究硫素本底值不同地区烟田的硫素施用量对烤烟硫素利用及产质量的影响,并分析烟叶硫含量与硫素施用量的关系,评估烤烟对硫的吸收利用率,为合理制定硫肥用量及优质烟叶生产提供参考。【方法】以不施硫素(CK)为对照,在福建烟区典型缺硫(有效硫含量6.25 mg/kg)、潜在缺硫(有效硫含量16.03 mg/kg)与硫充足(有效硫含量26.55 mg/kg)烟区开展不同硫素施用量(S1:30.0 kg/ha;S2:60.0 kg/ha;S3:90.0 kg/ha)的2年田间定位试验,测定各处理烤烟不同部位硫含量,计算烤烟硫积累量和硫素利用率,并对烤后烟叶进行产值测定,取中部叶(C3F)进行化学成分测定和感官质量评价。【结果】与CK相比,施用硫素能提高烟叶硫含量,缺硫区和潜在缺硫区以S3处理效果较好,增幅分别为12.75%~30.62%和31.45%~36.52%,硫充足区以S2处理效果较好,增幅为8.71%~16.30%,均达显著水平(P<0.05,下同);施用硫素可显著提高3个试验地烤烟硫总积累量6.11%~25.04%和烟叶硫积累量7.79%~37.19%。缺硫区和潜在缺硫区均以S1处理的硫素表观利用率、硫素农学效率和硫素偏生产力最高;硫充足区的硫素偏生产力也以S1处理最高,且各处理间差异显著。缺硫区和潜在缺硫区烤后烟叶全钾含量均以S2处理最高,2021年S2处理较CK显著提高11.68%~16.52%。缺硫和潜在缺硫区S1处理的烤烟感官质量最佳,而在硫充足区,施用硫素均降低了烤烟的感官质量。硫充足区硫素施用量与烤后烟全钾含量之间的关系符合一元二次方程曲线,在施硫量为30 kg/ha时,全钾含量达最高值。【结论】在福建烟区缺硫区和潜在缺硫区烤烟硫素施用量以30~60 kg/ha较适宜、硫充足区烤烟硫素施用量不宜超过30.0 kg/ha。此外,还应及时调整当前烤烟生产中使用的钾肥种类,适当减少硫酸钾肥的施用量。
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- 1株几丁杆菌的酶学特性及其对虾壳废弃物的降解作用
- 管箫, 李督福, 海钱敏, 刘厶铭, 童金凤, 马振刚,
- 【目的】从自然环境土壤样品中分离鉴定高产几丁质酶的菌株,开展几丁质酶的酶学特性分析,并评估该菌株在几丁质降解方面的效能,为富含几丁质的虾壳等废弃物资源的工业转化及实现几丁质资源的绿色环保应用提供理论依据。【方法】采用胶体几丁质平板水解圈法筛选几丁质酶高产菌株,利用生理生化特性分析及分子生物学鉴定技术对菌株进行鉴定,通过3,5-二硝基水杨酸(DNS)法研究酶的活性特征与发酵条件,并利用失重法测定胶体几丁质和虾壳的降解率。【结果】在土壤样品中成功分离出1株高产几丁质酶的菌株,经鉴定该菌株隶属于几丁杆菌属(Chitinibacter),命名为Chitinibacter sp. strain CQNU6-1。酶活力分析显示该菌株的最佳培养条件为30 ℃、pH7.0,在此条件下,经过120 h的培养,几丁质酶活力达0.547 U/mL。该菌株所产的几丁质酶在40 ℃和pH 6.0的条件下表现出最高的相对酶活力,且在70 ℃高温和pH 10.0的强碱性环境下,仍能保持70.0%以上的相对酶活力,显示出良好的热稳定性和酸碱适应性;在离子浓度为0.01和0.1 mol/L时,Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Fe3+和Mn2+均能提高几丁质酶的相对酶活力,其中Mn2+对酶活力的提升作用最明显,而Cu2+则对相对酶活力产生抑制作用。此外,CQNU6-1菌株能在以几丁质为唯一碳源的培养基中生长,对胶体几丁质和富含几丁质的虾壳具有显著的降解效果,降解率分别可达100.0%和78.7%。该菌株产生的几丁质酶可通过硫酸铵沉淀法进行初步的富集与纯化。【结论】筛选获得的几丁质酶高产菌株Chitinibacter sp. strain CQNU6-1,发酵温度和发酵pH适应性较宽,该菌株在高温碱性条件下展现出良好的几丁质生物降解能力。
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- 吸附降解苯系物的不同生物源腐殖质材料比较分析
- 吴卓穗, 姜辉, 李英,
- 【目的】使用农林废弃物作为主要生物源进行腐殖质堆肥发酵,分析不同腐殖质的组分及吸附苯系物的效果,旨在寻找适用于西北地区煤化工场地苯系物污染修复的高效腐殖质类材料,为采用生物法治理苯系物污染提供参考。【方法】选择苹果木枝条和猪粪为主要生物源,设纯果木枝条、纯猪粪、果木枝条与猪粪混合3个处理组,采用好氧堆肥方式(碳氮比25∶1)进行90 d发酵;对获得的腐殖质进行水溶性物质、腐殖酸、胡敏素及胡敏酸的有机碳(CWSS、CHE、CHu、CHA)含量检测,通过计算获得富里酸的有机碳(CFA)含量,并通过苯系物吸附效果筛选评估不同生物源材料的适用性。【结果】堆肥期间各处理组内的腐殖质组分消耗及生成情况不同。堆肥开始时(0 d),CWSS、CHE和CHA含量最高为纯猪粪组,分别为28.1、54.0和32.0 g/kg,最低为纯果木枝条组,分别为15.5、48.0和24.0 g/kg;CHu含量最高为纯果木枝条组(369.5 g/kg),最低为果木枝条与猪粪混合组(169.0 g/kg),二者间差异显著(PHA/CFA最高为果木枝条与猪粪混合组(2.67),最低为纯果木枝条组(1.00),二者间差异显著。堆肥结束时(90 d),部分指标的处理组排序有变,CWSS含量最高为果木枝条与猪粪混合组(12.6 g/kg),最低为纯猪粪组(9.1 g/kg),二者间差异显著;CHA含量最高和最低分别为纯果木枝条组(22.1 g/kg)和果木枝条与猪粪混合组(15.0 g/kg),二者间差异显著;CHA/CFA最高和最低分别为纯果木枝条组(1.56)和果木枝条与猪粪混合组(0.83),二者间差异显著;苯系物吸附效果筛选发现纯果木枝条制备的腐殖质对苯系物的吸附效果最佳,吸附量达320 mg/kg。【结论】果木枝条堆肥制备的腐殖质对苯系物表现出优越的吸附性能,可作为修复西北地区煤化工场地苯系物污染的潜在高效材料。
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- 外源碳氮对农田土壤真菌群落结构及功能的影响
- 刘超, 李仕蓉, 许巧玲, 乔志伟,
- 【目的】研究外源碳氮对贵州中部农田土壤真菌群落结构及功能的影响,为维持土壤生态系统健康提供理论依据。【方法】以贵州中部典型农田土壤为研究对象,设空白对照(CK)、单独添加10 g/kg葡萄糖(C)、单独添加1 g/kg尿素(N)、联合添加10 g/kg葡萄糖和1 g/kg尿素(CN)4个处理,采用盆栽试验,种植油菜至成熟采收。测定土壤理化性质,采用Illumina高通量测序和FUNGuild功能预测工具对土壤真菌群落结构和功能类群进行分析。【结果】C、N、CN处理的土壤全氮、碱解氮和有机质含量均高于CK,其中全氮和碱解氮含量与CK差异显著(PP>0.05,下同);与CK相比,C、N处理的Pielou指数、Shannon指数和Simpson指数提高,而CN处理降低,但均与CK无显著差异。主坐标分析(PCoA)和多元方差分析(Adonis)结果表明,不同处理间土壤真菌群落结构差异极显著(PFusarium)、木霉属(Trichoderma)、绿僵菌属(Metarhizium)、葡萄孢属(Botrytis)等10个属是优势菌属。冗余分析(RDA)结果显示,土壤全氮含量是影响真菌群落结构的关键因子,多元回归及随机森林模型分析结果表明,土壤有机质含量与真菌群落丰富程度关系最密切。FUNGuild预测结果表明,各处理的土壤真菌群落可划分为7种营养类型,CN处理可提高共生营养型真菌的相对丰度,并降低病理营养型、病理—腐生营养型真菌的相对丰度;进一步分析发现,7种营养类型真菌可被划分为22种功能类群,各处理的优势功能类群有明显区别。分段结构方程模型分析结果表明,木霉属对共生营养型有极显著的直接影响。【结论】外源碳氮添加会引起土壤真菌群落多样性变化并改变真菌群落结构,土壤全氮和有机质含量是影响土壤真菌群落结构和丰富程度的重要因素,外源碳氮联合添加有利于共生营养型真菌生长,同时有助于降低病理营养型真菌在土壤中的相对丰度。
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- 尖孢镰刀菌古巴专化型胱硫醚γ-合酶基因敲除突变体的转录组分析
- 丁兆建, 杜泽旭, 段霜, 梁栋樑, 欧阳晗, 李立姐, 林惠娇,
- 【目的】对尖孢镰刀菌古巴专化型野生型菌株及其胱硫醚γ-合酶基因(FoMETB)敲除突变体(ΔFoMETB)进行转录组测序,分析氨基酸合成通路中富集的差异表达基因(DEGs)的功能,为深入探究该病菌的致病机理和香蕉枯萎病的绿色防控提供理论依据。【方法】利用转录组测序技术对尖孢镰刀菌古巴专化型野生型菌株和ΔFoMETB菌株在PDB培养基中振荡培养18 h后的菌丝进行转录组测序,对筛选出的DEGs进行GO功能注释和KEGG信号通路富集分析,利用in silico技术分析氨基酸合成通路中富集的DEGs的功能,利用实时荧光定量PCR对转录组测序结果进行验证。【结果】野生型菌株和ΔFoMETB菌株的转录组测序共鉴定出10140个基因,其中在野生型菌株中特异表达的基因有923个、在ΔFoMETB菌株中特异表达的基因有706个、在野生型菌株和ΔFoMETB菌株均表达的基因有8511个;相较野生型菌株,ΔFoMETB菌株共有3077个DEGs,包括1598个上调和1479个下调的DEGs。GO功能注释分析结果显示,共有2465个DEGs注释在529个GO功能条目,显著富集的前4个GO功能条目为属于分子功能的辅酶结合和属于生物学过程的有机酸代谢过程、含氧酸代谢过程和羧酸代谢过程。KEGG信号通路富集分析结果显示,DEGs数量富集最多的前20个通路中有8个通路与氨基酸的合成与代谢相关。对氨基酸合成通路中的51个DEGs进行in silico分析发现,其中有22个DEGs已在不同种类真菌中被鉴定,其参与调控真菌的致病性、生长发育、氮源利用、氨基酸合成和次级代谢产物合成。利用实时荧光定量PCR检测10个DEGs的表达情况,其结果与转录组测序结果基本一致。【结论】FoMETB基因通过调控氨基酸合成通路中的关键DEGs来影响尖孢镰刀菌古巴专化型的生理特性和致病性。
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- 豆伞滑刃线虫类转甲状腺素基因(Bd-TTL-1)的克隆与表达定位分析
- 林世锋, 王仁刚, 杨志晓, 王自力, 李莉, 朱秀, 陈越男,
- 【目的】克隆豆伞滑刃线虫(Bursaphelenchus doui)类转甲状腺素(Transthyretin-like,TTL)基因Bd-TTL-1并进行表达特性分析,为进一步研究该基因的生物学功能打下基础。【方法】以植物寄生线虫豆伞滑刃线虫为试验材料,以其体前端cDNA为试验方,体后端cDNA为驱动方,利用固相消减杂交方法构建豆伞滑刃线虫体前端特异cDNA文库。利用反向Northern杂交和测序筛选文库,结合RACE技术获得Bd-TTL-1基因全长序列,并利用生物信息学软件及数据库对Bd-TTL-1蛋白的理化性质、信号肽、跨膜区、同源性和保守结构域进行预测分析。利用实时荧光定量PCR和原位杂交分别进行基因发育模式和表达定位分析。【结果】成功构建1个豆伞滑刃线虫体前端特异cDNA文库。通过反向Northern杂交、测序与RACE技术相结合的方法克隆获得豆伞滑刃线虫TTL全长基因Bd-TTL-1,GenBank登录号PQ276066。Bd-TTL-1基因DNA编码区全长497 bp,包括2个外显子和1个内含子;cDNA编码区全长435 bp,编码144个氨基酸。预测Bd-TTL-1蛋白的相对分子量为15.86 kD,理论等电点为9.37;Bd-TTL-1蛋白含有1个典型且保守的TTL蛋白结构域,存在信号肽但无跨膜结构域,属于分泌性蛋白。实时荧光定量PCR结果显示,Bd-TTL-1基因在豆伞滑刃线虫各发育阶段均有表达,但在虫卵期表达微弱,显著低于其他发育阶段(PBd-TTL-1基因在豆伞滑刃线虫的食道腺特异表达。【结论】豆伞滑刃线虫Bd-TTL-1蛋白的氨基酸序列含有1个TTL蛋白保守结构域,是一种具有信号肽但无跨膜结构域的分泌性蛋白;Bd-TTL-1基因在豆伞滑刃线虫食道腺中特异表达,初步推测编码蛋白在寄生过程中通过口针释放到体外发挥作用。
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- 虱螨脲致死中浓度对草地贪夜蛾幼虫肠道可培养细菌群落的影响
- 张轲, 杨光源, 陈诗涵, 王广, 金思彤, 蔡浩升, 陈斌,
- 【目的】分析虱螨脲对草地贪夜蛾[Spodoptera frugiperda(Smith)]幼虫生长发育及其肠道细菌多样性的影响,探究该害虫对虱螨脲胁迫的响应机制,为合理利用虱螨脲防治草地贪夜蛾及其抗药性机理研究提供科学依据。【方法】采用浸叶法测定10%虱螨脲悬浮剂对草地贪夜蛾3龄幼虫的毒力,并确定该药剂对草地贪夜蛾3龄幼虫的致死中浓度(LC50);运用分离培养法分别对虱螨脲LC50处理的处理组和吐温水处理的对照组草地贪夜蛾3龄幼虫进行肠道可培养细菌分离,根据菌株菌落形态及16S rDNA序列对分离获得的可培养细菌进行种属鉴定。【结果】虱螨脲对草地贪夜蛾3龄幼虫表现出较强的毒力,且其毒力随着处理浓度的增加和处理时间的延长而增强,接触药剂后96 h的LC50为1.162 mg/L。从处理组草地贪夜蛾3龄幼虫肠道分离到可培养细菌9株,分属于4门6科6属,从对照组分离到可培养细菌13株,分属于4门7科8属。在门分类水平上,虱螨脲LC50处理后,厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)的相对丰度分别较对照组降低了10.15%、6.01%、0.09%,而芽孢杆菌门(Bccillota)的相对丰度增加了16.24%;在属分类水平上,肠球菌属(Enterococcus)、肠杆菌属(Enterobacter)、葡萄球菌属(Staphylococcus)的相对丰度较对照组分别下降了6.64%、4.65%、2.14%,而芽孢杆菌属(Bacillus)的相对丰度增加了16.24%。【结论】虱螨脲对草地贪夜蛾幼虫肠道微生物群落组成、结构与多样性具有明显影响。
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- 一种烟草叶斑类病害的诊断及其叶际微生态特征分析
- 林丽, 雷文洁, 汪汉成, 陈丽莉, 蔡刘体, 陈兴江, 彭丽娟,
- 【目的】诊断1种烟草未知叶斑病类病害,了解其叶际微生态特征,为该未知烟草叶斑病的精准防控研究提供基础病原信息。【方法】以采集自贵州施秉烟区感染未知叶斑病的烟叶为材料,采用组织培养法对其叶际病原真菌进行分离、纯化和鉴定,依据柯赫氏法则,通过刺伤接种筛选和验证致病菌。采用ITS和16S扩增子高通量测序技术对其叶际微生物群落与多样性进行分析。【结果】从感病烟叶上共分离获得SBR111、SBR121、SBR222和SBR232共4株真菌,经分子鉴定确认菌株SBR111和SBR121为亚隔孢壳属(Didymella)、菌株SBR222和SBR23为炭团菌属(Hypoxylon)。经柯赫氏法则验证菌株SBR121是致病菌,通过形态学鉴定和分子生物学鉴定确认其为Didymella segeticola。健康与感病烟叶叶际优势真菌门均为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)和被毛霉菌门(Mortierellomycota);健康与感病烟叶叶际优势细菌门均为变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)。感病烟叶的优势真菌属为茎点霉属(Phoma)、链格孢属(Alternaria)和Boeremia,优势细菌属主要为假单胞菌属(Pseudomonas)、根瘤菌科未知属(unidentified_Rhizobiaceae)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas);健康烟叶的优势真菌属主要为链格孢属、茎点霉属、Boeremia和汉纳酵母属(Hannaella),优势细菌属为假单胞菌属、鞘氨醇单胞菌属、根瘤菌科未知属和甲基杆菌属(Methylobacterium)。健康烟叶叶际真菌Alpha多样性指数除覆盖度指数与感病烟叶相等外,多样性指数和丰富度指数均高于感病烟叶,其叶际细菌多样性指数、丰富度指数均低于感病烟叶。微生物群落功能预测结果显示,感病烟叶叶际真菌主要分布于植物病原菌—木质腐生菌类群,而健康烟叶主要分布于动物病原菌—内生菌—植物病原菌—木质腐生菌和内生菌—植物病原菌类群;感病与健康烟叶叶际细菌均主要分布于代谢、遗传信息处理和环境信息处理3种通路。【结论】发生于贵州施秉烟区的烟草叶斑病病原为Didymella segeticola。该烟草叶斑病健康与感病烟叶叶际真菌和细菌群落结构与多样性均存在差异,感病烟叶叶际真菌多样性和丰富度指数均低于健康烟叶,其叶际细菌多样性指数和丰富度指数均高于健康烟叶。
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- AMPKα基因介导白纹伊蚊对四氟甲醚菊酯抗药性
- 吕海燕, 江定心,
- 【目的】探究白纹伊蚊(Aedes albopictus)腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)基因(AalAMPKα)与四氟甲醚菊酯的抗药性关系,揭示白纹伊蚊对四氟甲醚菊酯的抗性形成机制,为白纹伊蚊的综合治理提供理论基础。【方法】克隆AalAMPKα基因编码区(CDS)序列,通过Protparam、SMART、SWISS-MODEL和GSD_v2.0等在线软件进行生物信息学分析;使用实时荧光定量PCR技术检测AalAMPKα基因在白纹伊蚊不同组织和不同发育时期的表达情况;采用微量点滴法测定白纹伊蚊对四氟甲醚菊酯的抗药性;使用RNA干扰技术探究AalAMPKα基因在白纹伊蚊抗药性中的功能。【结果】AalAMPKα基因全长1653 bp,编码545个氨基酸,蛋白质的相对分子量为61.63 kD,理论等电点(pI)为8.03,为不稳定的亲水性蛋白;序列分析结果显示,AalAMPKα基因编码的氨基酸序列与其他物种相似,有着高度保守的结构域;AalAMPKα基因编码的氨基酸序列与埃及伊蚊(Aedes aegypti)AMPKα基因编码的氨基酸序列的相似性最高,与其他双翅目昆虫之间有着较近的亲缘关系;基因组结构分析显示,AMPKα基因在不同物种中的基因组结构差异较大,表现出物种特异性。AalAMPKα基因在白纹伊蚊的不同组织和不同发育时期均有不同程度的表达,其中在脂肪体和1日雄蚊中表达量最高。白纹伊蚊抗性品系AalAMPKα基因的表达量是敏感品系的3.98倍。四氟甲醚菊酯对白纹伊蚊敏感品系和抗性品系的半致死剂量(LD50)分别为0.354和8.010 ng/头,抗性品系的抗性倍数为22.63,为高水平抗性;对白纹伊蚊抗性品系雌蚊显微注射双链核糖核酸(dsRNA)沉默AalAMPKα基因24 h后,注射dsGFP的对照组LD50为7.876 ng/头,注射dsAalAMPKα 组的LD50为2.631 ng/头,沉默AalAMPKα基因后抗性倍数从22.25下降到7.43,抗药性极显著减弱(PAalAMPKα基因可介导白纹伊蚊对四氟甲醚菊酯的抗药性。
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- 响应面优化粉葛啤酒发酵工艺及风味特征分析
- 闫昱辛, 尚小红, 王颖, 石爱华, 胡昊, 李宇, 罗凯, 严华兵, 何美军,
- 【目的】优化粉葛啤酒发酵工艺,并分析其风味特征,以期研发一款风味独特、市场接受度高的粉葛啤酒,为粉葛的综合利用及新型啤酒的开发提供理论依据。【方法】以粉葛为原材料,采用单因素结合Box-Behnken响应面法,通过感官评价体系对粉葛添加量、啤酒花添加量和酵母添加量3个工艺参数进行优化;进一步对粉葛啤酒的理化指标、风味物质及活性成分进行检测鉴定。【结果】以粉葛啤酒的感官评分(Y)为响应值,粉葛添加量(A)、啤酒花添加量(B)和酵母添加量(C)为自变量,拟合得到回归方程:Y=87.75-2.48A-1.1B+0.47C+0.76AB+0.68AC+0.44BC-4.75A2-3.09B2-1.71C2,粉葛添加量和啤酒花添加量对感官评分有极显著影响(PP<0.05,下同),粉葛添加量分别与啤酒花添加量、酵母添加量的交互作用对感官评分影响显著。粉葛啤酒发酵最佳工艺条件:粉葛添加量47%、啤酒花添加量0.75 g/L、酵母添加量0.94 g/L,在此条件下,获得的浓色粉葛啤酒感官评分为89.69分,酒体澄清、泡沫丰富、口感醇厚爽口,原麦汁浓度10.00 °P、酒精度4.12%vol;异黄酮活性成分葛根素、大豆苷和大豆苷元含量分别为73.96、21.34和31.61 mg/L;气味物质主要为苯乙醇、异戊醇等醇类和芳香族类,以及氮氧化合物、硫化合物、烷类;滋味中苦味最突出,咸味和鲜味次之,苦回味和涩回味也较丰富,酸味和甜味略显逊色。【结论】通过单因素和响应面试验优化发酵工艺生产出的粉葛啤酒滋味丰富、整体偏苦涩、口感醇厚,异黄酮活性成分含量高,可为当前多元化的药食同源啤酒产品研发提供新思路。
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- 滇黄精多糖提取工艺优化及体外抗氧化和降血糖活性分析
- 廖谦, 梁正维, 寸竹, 徐素素, 管彦辉, 赵银河, 陈军文,
- 【目的】优化滇黄精多糖提取工艺,分析其体外抗氧化及降血糖活性,以期为滇黄精产品规模化开发提供参考依据。【方法】使用复合酶法,将木瓜蛋白酶复合纤维素酶按一定比例加入至滇黄精提取液中,采用单因素—响应面试验提取滇黄精多糖,优化滇黄精多糖在料液比、pH、复合酶添加量及酶解温度下的最佳提取条件,并评价最佳提取条件下得到滇黄精多糖的体外抗氧化活性和降血糖活性。【结果】滇黄精多糖的最佳提取工艺:料液比1∶23(g/mL)、pH 4.6、复合酶添加量14.5 g/L、酶解温度52 ℃,在此条件下获得滇黄精多糖提取率为22.27%,与理论值(22.31%)无显著差异(P>0.05);各因素对多糖提取率的影响大小为酶解温度>pH>料液比>复合酶添加量,4个因素对滇黄精多糖提取率均有极显著影响(P50)分别为0.26、0.54、1.07和0.59 mg/mL,有明显的铁离子还原能力,IC50为0.62 mg/mL;以阿卡波糖作阳性对照,当质量浓度为1.2 mg/mL时,滇黄精多糖对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制率分别为35.65%和49.83%,表现出一定的降血糖能力。【结论】经单因素试验和响应面试验优化的提取工艺可提高滇黄精多糖提取率,得到的多糖具有较强的体外抗氧化及降血糖活性。
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- CO2气调烘烤对变黄期烟叶叶绿素降解的影响
- 张宜冰, 首安发, 姜永雷, 孔菲, 宋朝鹏, 魏硕, 胡彬彬, 王卫峰,
- 【目的】调控烘烤变黄期的烟叶色泽变化,探究CO2浓度对烟叶叶绿素降解的影响,为烟叶烘烤过程中品质及色泽优化提供技术支持。【方法】以中烟100中部叶为试验材料,在变黄期各温度点稳温阶段的前1/3时间段(36 ℃3 h,38 ℃ 8 h,40 ℃ 4 h,42 ℃ 6 h)进行CO2气调处理,设3个CO2浓度处理组[(1.0±0.1)%(GR1)、(1.5±0.1)%(GR2)、(2.0±0.1)%(GR3)],以常规烘烤为对照组(CK),测定各组别烟叶的变黄程度、颜色参数值、叶绿素含量、叶绿素降解酶活性和叶绿素衍生物含量。【结果】GR1和GR2气调组加速烘烤变黄期烟叶的黄化进程及颜色参数L*、a*、b*的增加,38 ℃末时二者变黄程度分别达87.39%和92.28%,且在变黄后期(42 ℃末)的总叶绿素降解率分别为85.95%和85.54%,显著高于GR3气调组和CK(PGR1>CK>GR3;GR1和GR2气调组脱植基叶绿素a、脱镁叶绿素b和脱镁叶绿酸a在变黄期的积累和转化更快,叶绿素降解效率明显提升。相比之下,GR3气调组延缓叶绿素降解进程,阻碍烟叶颜色转变,变黄期结束后叶片泛青明显,总叶绿素降解率仅为71.90%,显示出一定的负面影响。【结论】烘烤变黄期维持(1.0±0.1)%~(1.5±0.1)%的CO2浓度,能有效促进叶绿素降解,确保烟叶变黄充分,避免烤后烟叶叶面含青,从而提升烘烤质量。
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- 红车轴草异黄酮抗猪圆环病毒2型诱导猪肺泡巨噬细胞炎症的作用机制
- 韦兴克, 徐一丹, 魏岩, 潘诗琴, 欧德渊, 曾诚, 彭羽, 宋旭琴, 杨剑,
- 【目的】阐明红车轴草异黄酮抗猪圆环病毒2型(PCV2)诱导猪肺泡巨噬细胞(3D4/2)炎症的作用机制,为将红车轴草异黄酮开发成兽用抗炎药品提供理论依据。【方法】以PCV2感染诱导建立3D4/2细胞炎症模型,再以不同浓度(0.25、0.50和1.00 mg/mL)的红车轴草异黄酮溶液及地塞米松(DXMS)分别处理3D4/2细胞,通过ELISA和实时荧光定量PCR检测白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)及白细胞介素-10(IL-10)等细胞炎症因子的分泌及其基因表达水平,同时采用Western blotting检测NF-κB信号通路和MAPK信号通路相关蛋白(p65、IκB-α和p38)的表达与磷酸化情况。【结果】经PCV2诱导后,3D4/2细胞的生长明显受到抑制,炎症因子IL-1β、IL-6、TNF-α和IL-10的含量极显著升高(P<0.01,下同),对应的基因相对表达量也极显著升高;IκB-α蛋白降解水平、p38蛋白表达及p65蛋白的磷酸化与表达水平均极显著提升。以0.25、0.50和1.00 mg/mL红车轴草异黄酮处理PCV2诱导3D4/2细胞,其生长状况与空白对照组相比无明显差异,与PCV2诱导3D4/2细胞相比,促炎因子IL-1β、IL-6和TNF-α含量及其基因相对表达量呈明显下降趋势,而抗炎因子IL-10含量及其基因相对表达量呈明显上升趋势,且均呈剂量依赖性,以1.00 mg/mL红车轴草异黄酮的效果最佳;此外,不同浓度的红车轴草异黄酮均能极显著抑制p65蛋白磷酸化及IκB-α蛋白降解,同时极显著降低p65和p38蛋白的表达,且其变化趋势基本上呈剂量依赖性,即通过干扰NF-κB信号通路和MAPK信号通路的激活而发挥抗炎作用。【结论】红车轴草异黄酮对PCV2诱导3D4/2细胞具有抗炎作用,其作用机制是通过抑制炎症因子释放,促进抗炎细胞因子IL-10分泌,以及控制NF-κB信号通路和MAPK信号通路的激活来实现。
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- 基于代谢组学探究赖氨酸水平对贵州黄鸡采食中枢差异代谢物的影响
- 蒋耀洲, 陈颖, 饶永超, 田应平, 王小亚, 吴胜, 刘沁松, 施晓丽, 张福平,
- 【目的】基于代谢组学探究赖氨酸(Lys)水平对贵州黄鸡采食中枢差异代谢物的影响,为探究贵州黄鸡日粮Lys最适添加量提供理论依据。【方法】选取1日龄健康贵州黄鸡400羽,随机分为4组,设置4个不同Lys水平(0.7%、0.9%、1.1%、1.3%)的玉米—豆粕日粮,分别饲喂4组贵州黄鸡,记录体重和采食量,试验至6周龄结束。采集0.7%、0.9%和1.3%组贵州黄鸡下丘脑组织,进行液相色谱—质谱(LC-MS)分析。【结果】0~6周龄贵州黄鸡平均日采食量(ADFI)以0.9%组最高,1.3%组最低,且0.7%、0.9%和1.1%组均极显著高于1.3%组(PP<0.05,下同)。D-甘露糖在0.7% vs 0.9%组中上调表达,在0.9% vs 1.3%组中下调表达。KEGG信号通路富集分析结果显示,在0.7% vs 0.9%组中,显著富集的信号通路有谷胱甘肽代谢、牛磺酸和亚牛磺酸代谢、D-谷氨酰胺和D-谷氨酸代谢、β-丙氨酸代谢。在0.9% vs 1.3%组中,显著富集的信号通路有ABC转运体和氨酰-tRNA生物合成。在0.7% vs 1.3%组中,显著富集的信号通路有铁死亡、谷胱甘肽代谢、甲状腺激素合成与新霉素及卡那霉素和庆大霉素生物合成。【结论】适宜Lys水平激活了谷胱甘肽代谢、ABC转运体等信号通路。Lys可能通过调节免疫、抗炎及氧化还原平衡来影响贵州黄鸡的采食行为。D-甘露糖等代谢物的动态变化显示出营养信号与神经调控的紧密关联,Lys可能参与蛋白合成或在中枢神经代谢中发挥调节作用。
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- 罗汉果甜苷V增强黄牛8-细胞期胚胎发育能力的作用机制
- 黄依林, 肖鹏, 李孟琪, 杨春艳, 郑海英, 李楠楠, 田新如, 张博, 杨小淦, 尚江华,
- 【目的】探究罗汉果甜苷V(Mogroside V,MV)增强黄牛8-细胞期胚胎发育能力的作用机制,为提高黄牛胚胎发育能力和利用植物提取物提高体外培养胚胎质量提供理论依据。【方法】收集黄牛4/8/16-细胞期胚胎,利用Smart-seq2方法进行转录组测序,探究黄牛胚胎线粒体相关通路转录表达谱,并进行线粒体染色验证、均匀流行近似和投影(UMAP)聚类和基因富集分析(GSEA)。在黄牛8-细胞期胚胎体外培养过程中添加25、50、100 μmol/L MV,通过统计8-细胞率和囊胚率筛选最优MV浓度。设正常培养的黄牛胚胎为对照组(CON),最优MV浓度处理为试验组(MV),采用免疫荧光染色分别检测黄牛8-细胞期胚胎中线粒体功能、ROS水平、细胞凋亡水平和DNA损伤水平。【结果】GSEA分析结果显示,不同发育阶段黄牛胚胎线粒体相关通路转录表达谱存在差异,与8-细胞期胚胎相比,4-细胞期和16-细胞期胚胎线粒体蛋白及其复合物通路均显著上调(PP<0.01,下同),显著低于16-细胞期。在黄牛胚胎体外培养过程中添加50 μmol/L MV对黄牛胚胎发育能力的提升效果最显著。与CON组相比,MV组黄牛8-细胞期胚胎线粒体荧光强度极显著升高、ROS水平极显著降低、Caspase-3荧光强度极显著降低、γ-H2AX的荧光强度极显著降低。【结论】与黄牛4-细胞期和16-细胞期胚胎相比,8-细胞期胚胎线粒体功能降低。在胚胎发育过程中,添加MV能通过增强黄牛8-细胞期胚胎线粒体功能并降低氧化应激、细胞凋亡和DNA损伤水平,以提高黄牛胚胎发育能力,缓解8-细胞期胚胎发育阻滞。
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- G1P[7]型猪轮状病毒的分离鉴定及其全基因组分析
- 王建新, 马润超, 周金柱, 卞贤宇, 朱雪蛟, 李昱辰, 张雪寒, 李彬,
- 【目的】分离鉴定G1P[7]型猪轮状病毒(PoRV)并进行全基因组分析,为仔猪腹泻病防控及疫苗研发提供理论依据。【方法】腹泻仔猪粪便样本由南京农业大学动物医学院提供,对样本进行猪流行性腹泻病毒(PEDV)、猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)、猪德尔塔冠状病毒(PDCoV)、牛病毒性腹泻病毒(BVDV)及PoRV PCR检测。向PCR检测结果为阳性的样本上清液中加入胰蛋白酶,随后接种到MA104细胞进行病毒分离和纯化。通过PCR检测、电镜观察、间接免疫荧光检测和RAN-PAGE检测鉴定毒株。通过绘制病毒增殖曲线和检测病毒对MA104、Vero、IPEC-J2、HT-29、HRT-18和Caco-2细胞的易感性探究毒株生物学特性。利用生物信息学软件分析分离毒株的11个基因与国内外各基因型轮状病毒的同源性并构建病毒全基因组系统发育树。【结果】粪便样本PCR检测结果显示,粪便样本中仅PoRV呈阳性。成功分离出1株PoRV,将该毒株命名为JSNJ2023,病毒在MA104细胞上能稳定增殖和传代,经3次克隆,筛选出适合的克隆株,在第3次克隆中,选择病毒滴度最高的克隆株进行扩大培养,最终成功获得高滴度的单克隆毒株。病毒颗粒呈明显的球形结构,具有清晰的双层衣壳特征,直径约70 nm。间接免疫荧光检测结果显示,JSNJ2023毒株能感染MA104细胞。RNA-PAGE检测结果显示,JSNJ2023毒株具有A群轮状病毒特征性的11条电泳图谱,排列方式为4∶2∶3∶2。病毒增殖曲线显示,接种病毒18 h后JSNJ2023毒株在MA104细胞中的病毒滴度达峰值,随着感染时间的延长,病毒滴度逐渐降低。JSNJ2023毒株对细胞的易感性依次为MA104、IPEC-J2、HRT-18、HT-29、Caco2和Vero细胞。基因同源性分析与系统发育树构建结果显示,JSNJ2023毒株属于猪A群G1P[7]型轮状病毒,其基因型为G1-P[7]-I5。【结论】成功分离获得PoRV JSNJ2023毒株,其属于A群G1P[7]型轮状病毒,基因型为G1-P[7]-I5。JSNJ2023毒株与人、猪及牛轮状病毒存在高度同源性,其进化过程中可能受到人轮状病毒、PoRV与牛轮状病毒的影响,发生了基因重组或交换,形成了独特的基因型(R1-C1-M1-A8-N1-T7-E1-H1)。
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- 杜洛克猪精子动力学参数非遗传因素分析与遗传参数估计
- 周隽, 孙如水, 张海燕, 钱昱良, 张浩, 辜祥涛, 曹玉美, 韦富康, 林昌华, 司景磊,
- 【目的】对杜洛克猪精子动力学参数进行非遗传因素分析和遗传参数估计,为提升杜洛克公猪精液质量、提高母猪繁殖水平提供参考依据。【方法】收集了2016—2023年570头杜洛克公猪的178706条精子动力学参数[精子浓度(SC)、精子直线运动率(SLMR)、曲线运动距离(DCL)、平均路径速度(VAP)、曲线速度(VCL)和直线速度(VSL)]记录,对不同杜洛克猪精子动力学参数进行固定效应方差分析、统计分析、非遗传因素分析、估计方差组分分析、遗传相关及表型相关分析,并分析不同动力学参数估计育种值可靠性。【结果】采精月龄、出生年份、出生胎次、采精年份、同窝仔猪数和采精季节对精子动力学参数均有极显著影响(P24月龄的杜洛克公猪的DCL、VAP、VCL和VSL均显著高于其他月龄的杜洛克公猪(P16头的杜洛克公猪SC、SLMR、DCL、VAP、VCL、VSL均显著高于其他同窝仔猪数,杜洛克公猪SLMR、DCL、VAP、VCL、VSL在冬季显著高于其他季节,在夏季显著低于其他季节。杜洛克公猪精子各动力学参数遗传力为0.040~0.240;重复力为0.26~0.38。其中SC和SLMR的遗传力<0.100,属于低遗传力性状,VAP和VSL的重复力较高,分别为0.33和0.38。SLMR与DCL、VAP、VCL和VSL遗传相关系数分别为0.38、0.51、0.41和0.41;表型相关系数分别为0.29、0.30、0.25和0.26。杜洛克公猪精子SC、SLMR、DCL、VAP、VCL和VSL的估计育种值可靠性分别为0.79、0.59、0.73、0.80、0.75和0.82,各动力学参数可靠性均较高。【结论】采精月龄、出生年份、出生胎次、采精年份、同窝仔猪数和采精季节对精子动力学参数均有显著影响,精子浓度和精子直线运动率属于低遗传力性状,精子直线运动率、曲线运动距离、平均路径速度、曲线速度和直线速度间具有较高的遗传相关性。
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- 日粮补充酵母硒对东乡绿壳鸡蛋品质及风味提升的影响
- 周瑶敏, 广业兰, 谢敏, 李道捷, 费丹,
- 【目的】明确酵母硒对东乡绿壳鸡蛋品质及风味的提升作用,为富硒鸡蛋的开发利用提供技术支撑。【方法】选取20周龄的东乡绿壳蛋鸡120羽,随机分为2个处理组:基础日粮(CT,对照组)和基础日粮+0.4 mg/kg酵母硒(SeY,试验组)。饲养12周后,分别测定鸡蛋硒含量、蛋品质、基本营养成分、氨基酸、脂肪酸及挥发性风味物质等,探究酵母硒对东乡绿壳鸡蛋营养品质及风味特性的影响。【结果】与CT组相比,日粮补充酵母硒能极显著提高鸡蛋中的硒含量(PPa*显著低于CT组鸡蛋。此外,日粮补充酵母硒对鸡蛋的水分、蛋白含量、脂肪含量、胆固醇含量、氨基酸含量及其组成均无显著影响(P>0.05),但可促进鸡蛋中不饱和脂肪酸富集,显著或极显著提高亚油酸、γ-亚麻酸、α-亚麻酸和二十二碳六烯酸等不饱和脂肪酸含量,同时极显著降低饱和脂肪酸硬脂酸含量。醛类和醇类化合物为东乡绿壳鸡蛋的主要挥发性风味物质,日粮补充酵母硒能显著提高正癸醛、(E,E)-2,4-壬二烯醛、1-辛烯-3-醇、2-乙基己醇和1-十四烷醇等挥发性风味物质含量,对鸡蛋的腥味具有一定修饰作用。相关分析结果显示,硒含量与哈氏单位、2-乙基己醇含量和1-十四烷醇含量呈极显著正相关,与正癸醛含量呈显著正相关;挥发性风味物质中,2-乙基己醇和1-十四烷醇与大部分指标存在内在关联。哈氏单位和硒含量分别与2-乙基己醇含量、1-十四烷醇含量呈极显著正相关,表明酵母硒通过提高鸡蛋挥发性风味物质含量,进而修饰蛋腥味。【结论】日粮中补充酵母硒能有效提高东乡绿壳鸡蛋的硒含量及蛋壳强度、蛋壳厚度和哈氏单位,同时增加不饱和脂肪酸和挥发性风味物质含量。可见,酵母硒具有改善鸡蛋品质的作用,可作为生产富硒东乡绿壳鸡蛋的适宜饲料添加剂予以开发利用。
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- 坦布苏病毒NS1蛋白的原核表达、生物信息学分析及鼠源多克隆抗体制备
- 李娜, 林翠, 吴诚诚, 张帆帆, 谭佳, 黄江南, 李海琴,
- 【目的】对坦布苏病毒(Tembusu virus,TMUV)NS1蛋白进行生物信息学分析,原核表达NS1蛋白并制备鼠源NS1多克隆抗体,为TMUV检测及NS1蛋白功能研究提供理论基础。【方法】使用ProtParam、ProtScale、TMHMM-2.0、SignalP-5.0、NetPhos 3.1、NetNGlyc-1.0、YinOYang-1.2、SOPMA、AlphaFold2等生物信息学软件分析NS1蛋白氨基酸组成、理论等电点、亲/疏水性、跨膜结构域、信号肽、磷酸化位点、糖基化位点、二级结构、三级结构。扩增NS1基因,构建重组质粒并转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞表达NS1蛋白。NS1蛋白经尿素处理后使用Ni2+-NTA亲和层析纯化并浓缩,随后使用SDS-PAGE和Western blotting进行鉴定。制备鼠源NS1多克隆抗体,建立间接ELISA检测方法,检测鼠源NS1多克隆抗体效价和特异性。【结果】生物信息学分析结果显示,NS1蛋白编码320个氨基酸残基,分子质量约36.1 kD,理论等电点8.24,为稳定的亲水性蛋白。NS1蛋白不存在跨膜结构域和信号肽,具有42个磷酸化位点(22个丝氨酸位点、17个苏氨酸位点和3个酪氨酸位点)和13个糖基化位点(3个N-糖基化位点和10个O-糖基化位点)。NS1蛋白二级结构中α-螺旋占21.88%,延伸链占25.00%,β-转角占11.87%,无规则卷曲占41.25%,NS1蛋白三级结构由2个结构域组成。成功构建原核表达载体pET-28a-NS1,经纯化后成功获得NS1蛋白。制备的鼠源NS1多克隆抗体经间接ELISA检测效价达1∶3276800,可用于TMUV的特异性检测和间接免疫荧光分析。【结论】NS1蛋白不含信号肽和跨膜结构域,为亲水性蛋白,适合在原核系统内表达。利用原核表达系统成功构建pET-28a-NS1,通过尿素变性及Ni2+-NTA亲和层析纯化后得到纯度和生物学活性较高的NS1蛋白。成功制备效价高、特异性强的鼠源NS1多克隆抗体,可用于TMUV的特异性检测。
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- 狂犬病病毒毒力及感染途径对小鼠致病性的影响
- 杨文豪, 朱敏, 罗茜, 李霜, 李晓宁, 罗廷荣,
- 【目的】探究脑内感染和肌肉感染2种途径下狂犬病病毒(RABV)感染小鼠的临床症状差异及相关细胞因子表达情况,明确其嗜神经性的作用机制,为狂犬病的科学防控及治疗提供理论依据。【方法】以RABV的弱毒株rRC-HL、标准强毒株CVS-24及街毒株GX074,分别通过肌肉注射和脑内注射2种途径感染昆明小鼠,同时设DMEM组(注射等体积的DMEM)和Blank组(不进行任何处理)。观察脑内感染和肌肉感染RABV后小鼠的发病情况及临床症状,采集濒死期小鼠脑组织样品,通过Western blotting检测小鼠脑组织中病毒蛋白的表达情况,并以实时荧光定量PCR检测小鼠脑组织中病毒基因及相关细胞因子基因的表达变化。【结果】rRC-HL株经脑内感染可使小鼠出现轻微的临床症状,但在感染7 d后小鼠临床症状逐渐消失,体重逐渐恢复,未出现死亡现象;经肌肉感染并未引起小鼠出现神经性临床症状。CVS-24株和GX074株无论是脑内感染还是肌肉感染,均可引起小鼠发病,致死率为100%,但2种感染途径引起的临床症状和死亡时间不同。肌肉感染途径下的小鼠发病时间、死亡时间均晚于脑内感染途径,症状初期表现为单侧后肢运动不协调,后期发展为双侧后肢瘫痪;脑内感染途径下,CVS-24株感染小鼠呈麻痹型,而GX074株感染小鼠为狂躁型。rRC-HL株经脑内感染可引起小鼠脑组织中IL-1β、IL-12、TNF-α、IFN-γ、MCP-1、STAT1及RIG-1等细胞因子基因上调表达,但经肌肉感染时细胞因子基因的表达变化不明显;CVS-24株和GX074株的2种感染途径均可引起IL-1β、IL-6、IL-12、TNF-α、IFN-γ、MCP-1、STAT1及RIG-1等细胞因子基因上调表达。【结论】病毒毒力和感染途径同步影响RABV对小鼠的致病性,且宿主脑组织的细胞因子水平差异是RABV感染宿主后出现临床症状差异的主要原因。
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- 2003—2023年江苏省农作物植被净初级生产力时空变化特征研究
- 韩雪丽, 田城安, 詹培,
- 【目的】明确气候变化背景下温度(TM)、降水(TP)和辐射(SSRD)等气象因子变化对农田净初级生产力(NPP)时空变化的影响,为科学指导江苏省农业生产提供参考依据。【方法】基于MODIS遥感反射率数据、MCD12Q1土地利用类型数据和ERA5气象数据,利用改进的CASA模型估算2003—2023年江苏省农田NPP,应用Theil-Sen中位数趋势分析(T-S趋势分析)和Mann-Kendall检验(M-K检验)探究近20年来江苏省农田NPP时空格局及其驱动因素,并借助通径分析和Hurst指数分析揭示不同尺度下气象因子对江苏省农田NPP变化的贡献。【结果】2003—2023年,江苏省农田气象因子及其NPP的年际变化呈现不同趋势,其中,TM总体上呈极显著上升趋势(PP>0.05)。江苏省农田年平均NPP的空间分布呈现北高南低,在纬度上,江苏省农田年平均NPP在34°N地区最高(698.3 g·C/m2),并以此为中心向南北递减;在经度上,江苏省农田年平均NPP在121°E以西的地区呈波动变化(640.0~690.0 g·C/m22)。江苏省农田NPP的年际变化总体上呈显著下降趋势(P<0.05,下同),影响江苏省农田NPP变化的主导因子存在明显空间异质性;在像元尺度下,江苏省有82.61%的农田NPP变化受TM主导,而15.40%和1.99%的农田NPP变化分别受SSRD和TP主导,随着分析尺度的扩大,主导因子逐渐转变为SSRD。由于江苏省稳定农田NPP显著下降区域具有更强的持续性,而NPP显著上升区域相对较弱,致使江苏省大部分地区农田NPP未来变化将延续当前的变化趋势。【结论】近20年来江苏省农田NPP总体上呈下降趋势,但地区间存在较强的空间异质性,未来江苏省大部分区域农田NPP将延续当前的变化趋势。江苏省农田NPP变化的驱动因素在不同尺度下也存在差异,其中温度和辐射是主导影响因子。
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- 基于MaxEnt模型的重庆市茶树适生区预测及锗富集转运特性分析
- 孙协平, 高少兵, 邹喜芳, 余飞, 罗友进, 李宏群, 徐国庆,
- 【目的】预测重庆市茶树适生区,分析茶树对锗的富集转运特性,为重庆市优质富锗茶叶的生产提供参考。【方法】收集重庆市307个茶树分布位置(包括295个人工种植茶园和12株古茶树)和19个环境变量数据,通过MaxEnt模型对茶树适生区进行等级划分,并分析各环境变量的贡献率和置换率,采用刀切法检验影响茶树分布的主要环境变量。采集重庆市南川区茶树的幼叶、老叶、枝干和根系,测定锗含量并计算富集系数和转运系数,分析富锗茶叶生产潜力。【结果】19个环境变量对重庆市茶树适生区预测均有影响,其中最冷月份最低气温的贡献率最高,降水量季节变化的置换率最高;刀切法检验结果表明,影响重庆市茶树分布的环境变量主要为年平均气温、最冷季度平均气温、最冷月份最低气温、最湿季度平均气温、最干燥季度平均气温。重庆市茶树适生区可划分为4种等级,高适生区和非适生区面积较小,而中适生区和低适生区面积较大,其中南川区大部分地区属于中适生区,少部分属于低适生区和非适生区,极少部分属于高适生区。在南川区随机采集古茶树幼叶和人工种植茶园的茶树幼叶、老叶、枝干、根系,经测定发现人工种植茶园的茶树幼叶锗含量(平均值0.0058 mg/kg)高于古茶树幼叶(平均值0.0047 mg/kg),人工种植茶园的茶树老叶锗含量(平均值0.0119 mg/kg)高于幼叶。茶树对锗的富集系数仅为1.41,从根系到枝干、从根系到老叶、从根系到幼叶的转运系数分别为0.32、0.30、0.14。在南川区茶树中适生区选取土壤锗含量较高的5个地点人工种植茶园,采集茶树叶片测定锗含量,结果发现茶树老叶锗含量(0.0292~0.2840 mg/kg)高于随机采集样品。虽然茶树对锗的富集能力较弱,但以位于茶树适生区和富锗土壤分布区的人工种植茶园茶树老叶为材料较易制成富锗茶叶。【建议】合理规划重庆市茶树种植区,在高适生区、中适生区发展茶树种植;充分利用富锗土壤资源,加快富锗茶叶生产。
