南方农业学报杂志2025年第8期
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- 海棠花青苷调控基因MsMYB44-likes的克隆与鉴定
- 陈雅晴, 薛星月, 符嘉庆, 马宇航, 李增林, 段瑛,
- 目的 克隆和鉴定海棠花青苷生物合成相关转录因子(MYB44-likes),为揭示MsMYB44-likes基因在海棠叶片着色过程中的调控机制及海棠观赏性状改良提供参考依据。方法 以海棠品种海棠花为研究对象,对海棠组织培养幼苗进行喷施25 μmol/L脱落酸(ABA)处理,以喷施清水作为对照(CK)。PCR克隆海棠嫩叶中3个MsMYB44-likes基因(MYB44-like1、MsMYB44-like2和MsMYB44-like3),并对3个MsMYB44-likes基因进行生物信息学分析、编码蛋白亚细胞定位和系统发育分析。在苹果表皮中对MsMYB44-like2基因进行瞬时过表达,并通过凝胶迁移试验(EMSA)研究MsMYB44-like2蛋白与花青苷生物合成途径中结构基因海棠类黄酮糖基转移酶基因(MsUFGT)的启动子结合情况。结果 成功克隆获得3个MsMYB44-likes基因(MsMYB44-like1、MsMYB44-like2和MsMYB44-like3),其cDNA序列全长分别为954、960和942 bp,分别编码317、319和313个氨基酸残基;3个MsMYB44-likes蛋白结构中均以α-螺旋和无规则卷曲占比较高,且这3个蛋白与拟南芥、小麦、水稻、梨同源蛋白序列均含有典型的MYB-DNA结合结构域,MsMYB44-like1、MsMYB44-like2与梨的同源蛋白聚为一支。3个MsMYB44-likes蛋白均定位于细胞核。瞬时转化试验结果表明,注射含pCAMBIA2300-MsMYB44-like2农杆菌菌液后,苹果表皮的注射点周围呈黄绿色,说明该基因抑制苹果表皮花青苷的生物合成。与CK相比,经ABA处理后MsMYB44-like2基因的相对表达量显著降低(P<0.05)。EMSA试验结果显示,MsMYB44-like2蛋白与MsUFGT基因启动子片段的结合导致迁移率上移。结论 3个MsMYB44-likes蛋白均含有典型的MYB-DNA结合结构域,均定位于细胞核。MsMYB44-like2基因表达受ABA负调控,该蛋白通过与MsUFGT基因的启动子直接结合抑制海棠花青苷的生物合成。
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- 生理指标和转录组测序分析脱落酸对葡萄果实色泽品质的影响
- 李飞跃, 葛孟清, 余欢, 唐雯, 宋思言, 李少楠, 王晶, 付莹莹, 徐卫东, 房经贵,
- 目的 基于生理指标和转录组测序分析脱落酸(ABA)对葡萄果实色泽品质的影响,为葡萄果实品质调控及葡萄产业高质量发展提供理论依据。方法 以园香妃、园金香、浪漫红颜和阳光玫瑰4个鲜食葡萄品种为试验材料,于葡萄果实转色初期,采用250 mg/L ABA对葡萄果穗进行浸果处理(T),不含ABA的溶液浸果处理为对照组,4个品种葡萄第1次采样标记为CK0,CK的第2、3次采样分别标记为CK1和CK2;ABA处理第2、3次采样分别标记为T1和T2。测定不同处理下不同品种葡萄的果实纵径、横径、粒重和可溶性固形物(TSS)、果皮花青苷、类胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b含量,并对园香妃葡萄果皮处理样本进行转录组测序分析,筛选差异表达基因(DEG),通过农杆菌瞬时转化巨峰葡萄果实检测关键基因表达情况。结果 与CK2相比,T2处理下,园香妃和园金香葡萄果实的纵径、横径和粒重均显著增加(P<0.05,下同),分别增加5.8%、8.3%、16.0%和8.9%、5.4%、16.5%;阳光玫瑰葡萄果实的横径和粒重显著增加,分别增加8.2%、21.7%。与CK2相比,T2处理园香妃和浪漫红颜葡萄果皮中总花青苷含量均极显著增加(P<0.001,下同),园香妃和浪漫红颜葡萄果皮5类花青苷组分中,均以T2处理含量最高,显著高于其他4个处理。与CK2相比,T2处理下园金香葡萄果皮类胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b含量均显著降低;浪漫红颜葡萄果皮叶绿素a含量显著降低;阳光玫瑰葡萄果皮类胡萝卜素和叶绿素a含量显著降低。转录组测序分析结果显示,在园香妃果皮样本中共检测到5379个DEGs。对DEGs进行GO功能注释分析,结果显示,T2 vs CK2组生物过程类别主要注释到温度刺激响应、机械刺激响应等GO功能条目。KEGG信号通路富集分析结果显示,T1 vs CK1组、T2 vs CK2组均在芪类、二芳基庚烷类及姜辣素生物合成、类黄酮生物合成等信号通路明显富集,与CK2相比,T2处理下园香妃葡萄果皮中苯丙氨酸解氨酶基因(PAL)、肉桂酸-4-羟化酶基因(C4H)、黄烷酮-3'羟化酶基因(F3'H)、黄酮醇合酶基因(FLS)、二氢黄酮醇-4-还原酶基因(DFR)与花青苷合成相关的DEGs表达水平整体明显上调。巨峰葡萄果实瞬时过表达试验结果显示,经R2R3-MYB转录因子基因(VvMYB24)过表达处理后,葡萄果皮花青苷含量显著增加,VvMYB24、查尔酮异构酶基因(VvCHI)、VvDFR、葡萄白藜芦醇双加氧酶基因(VvLDOX)的相对表达量也极显著增加。结论 ABA通过促进花青苷合成基因VvPAL、VvC4H和转录因子基因VvMYBA1、VvMYBA2、VvMYBA24表达水平,抑制转录因子VvMYBC2-L1的表达水平促进葡萄果皮中花青苷的合成。
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- 基于广泛靶向代谢组学解析福建省2个产地山金柑果实次生代谢物差异
- 胡菡青, 林雄杰, 陈学蓉, 赵晓玮, 张艳芳, 吴梓洋, 温寿星, 王小安, 许家辉,
- 目的 基于广泛靶向代谢组学解析福建省2个产地山金柑果实代谢组差异和药用成分特征,为山金柑区域化的种质资源保护、品质认证、功能产品开发及废弃物高值化利用提供理论依据。方法 以福建省泉州市永春县和南平市松溪县2个主栽区的山金柑果实为试验材料,利用超高效液相色谱串联三重四极杆质谱(UPLC-MS/MS)技术,对2个产地的山金柑种子和去籽果实进行广泛靶向代谢组学分析。通过主成分分析(PCA)、正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)筛选差异代谢物,并结合KEGG代谢通路富集分析代谢物积累模式及功能。结果 广泛靶向代谢组学分析结果显示,从2个产地山金柑的去籽果实和种子中共鉴定到1594种次生代谢物,第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)对数据集的解释率分别为57.60%和17.86%;在2个山金柑产地的不同果实组织部位中分别检测到1119和1072种差异代谢物,其中组织特异性差异代谢物884种。2个产地去籽果实中黄酮类和萜类化合物的峰面积均显著高于种子(P<0.05,下同);而种子中木脂素和香豆素、醌类化合物的峰面积显著高于去籽果实。KEGG代谢通路富集分析结果显示,2个产地山金柑不同果实组织部位中组织特异性差异代谢物均富集在花青苷生物合成通路上。33种核心差异代谢物包括10种生物碱、7种黄酮类、12种木脂素和香豆素、2种酚酸以及2种其他类化合物,有6种核心差异代谢物在2个产地的去籽果实中均呈高表达,其中包括木犀草素-6-C-葡萄糖苷-7-O-鼠李糖苷、荭草素-2''-O-鼠李糖苷、木犀草素-8-C-葡萄糖苷(荭草素)等,筛选出24种具有地理标志差异的代谢物,其中永春县山金柑去籽果实和种子地理标志差异代谢物分别有8和11种,松溪县山金柑去籽果实和种子分别有3和2种。结论 山金柑果实次生代谢物在不同组织部位间的差异大于地理来源差异,去籽果实主要富集黄酮类和萜类化合物,种子主要富集生物碱、木脂素和香豆素等防御性代谢物;筛选获得24种永春县与松溪县地理标记差异代谢物。
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- 基于靶向代谢组学分析嫁接对茶树代谢物及其黄酮类代谢途径的影响
- 曾庆群, 周泳臣, 覃潇敏, 叶靖平, 李金婷, 韦持章,
- 目的 分析茶树嫁接前后茶叶中代谢物变化及其黄酮类代谢途径,为凌云白毫茶老茶园换种改造以及茶产业高质量发展提供理论参考。方法 以茶树品种桂热2号为接穗,凌云白毫茶为砧木的嫁接茶树为研究对象,采集嫁接前和嫁接后的桂热2号1芽2叶样本,分别标记为C和B样本,利用广泛靶向代谢组学技术检测嫁接前后茶叶中代谢物含量,对样本进行主成分分析(PCA)及正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA),采用极差法归一化处理代谢物含量,对差异代谢物进行聚类分析,依据log2 Fold Change≥2或log2 Fold Change≤0.5且变量重要性投影(VIP)≥1的标准筛选差异代谢物,并通过KEGG数据库对黄酮类差异代谢物的相关通路进行分析。结果 通过PCA分析和OPLS-DA分析均可将B和C样本完全分离,第一主成分(PC1)的贡献率为89.80%,第二主成分(PC2)的贡献率为3.04%。聚类分析结果显示,2个样本的代谢物存在显著差异,并且嫁接后黄酮类物质变化最大。茶叶中代谢物表现出显著的差异。在桂热2号茶树嫁接前后2个样本中共检测出3495个差异代谢物,其中有2919个具有显著差异的代谢物;与C样本相比,B样本中有2042个显著差异代谢物VIP上调和877个显著差异代谢物VIP下调。对桂热2号茶树嫁接前后排名前20的显著差异代谢物进行分析,结果显示,B样本中共有17个差异代谢物差异倍数明显高于C样本,差异代谢物主要集中在黄酮苷元Ⅲ的生物合成、不饱和脂肪酸的生物合成、花青素合成、淀粉和蔗糖代谢、咖啡因代谢等KEGG代谢通路中。此外,嫁接前后2个样本中有665个黄酮类物质具有显著差异,与黄酮类显著差异代谢物相关的主要通路主要集中在类黄酮生物合成通路、花青素生物合成通路、异黄酮生物合成通路、黄酮和黄酮醇生物合成通路,上述4个通路的显著差异代谢物分别有30、10、10、23个,主要为黄酮类物质,且大部分含量表现为上调。结论 茶树桂热2号通过嫁接会使茶叶中的代谢物发生显著变化,促进黄酮类物质在茶叶中积累,进而提高茶叶品质。
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- 芋花青素合成相关R2R3-MYB基因家族鉴定与表达分析
- 陈玥雯, 曾程红, 程琦, 邓婵, 曾鹏程, 唐雨菲, 李慧英, 周庆红, 黄英金, 朱强龙,
- 目的 鉴定并分析芋R2R3-MYB基因家族成员,为揭示R2R3-MYB基因家族在芋球茎花青素生物合成途径中的分子作用机制,选育高花青素芋品种提供参考依据。方法 以赣芋2号白肉芋和赣芋3号红肉芋为试验材料,通过pH示差法测定2种芋3个球茎发育期(膨大前期、膨大中期和膨大后期)芋肉和皮层组织中的总花青苷含量。利用生物信息学方法从芋全基因组数据库中鉴定芋R2R3-MYB基因家族成员,并分析预测其蛋白理化性质、保守结构域、染色体定位、基因结构特征,使用MEGA 7.0构建R2R3-MYB家族成员系统发育树,结合芋球茎膨大后期芋R2R3-MYB家族基因的表达量筛选与花青素生物合成相关的基因,通过相关分析和实时荧光定量PCR检测进一步鉴定出重要芋花青素合成基因。结果 在3个芋球茎发育期,同一组织赣芋3号红肉芋中总花青苷含量均显著高于赣芋2号白肉芋(P<0.05,下同)。球茎膨大后期赣芋3号红肉芋皮层组织中总花青苷含量在所有样品中最高,达6.23 mg/100 g。芋全基因组中共筛选出97个芋R2R3-MYB基因家族成员,均定位于细胞核,不均等地分布在芋13条染色体及9个重叠群上。大多数的蛋白编码200~400个氨基酸残基,蛋白呈酸性,稳定性较差。MYB结构域的R2和R3重复序列虽然表现出不同的特征氨基酸模式,但在芋和拟南芥间高度保守。芋的96个R2R3-MYB家族基因均包含Motif 1、Motif 2和Motif 3以及1~5个内含子。不同作物R2R3-MYB家族成员系统发育分析结果显示,芋R2R3-MYB蛋白划分为29个亚家族,其中有8个芋R2R3-MYB家族蛋白与参与花青素合成相关的拟南芥蛋白亲缘关系较近。转录组测序及相关分析结果表明,基因CeMYB63、CeMYB85和CeMYB89在赣芋3号红肉芋球茎膨大后期表达量较高,而在赣芋2号白肉芋球茎中表达量较低;上述3个基因与总花青苷含量呈显著或极显著(P<0.01)正相关。芋花青苷合成相关基因CeMYB63、CeMYB85和CeMYB89的相对表达量与转录组测序结果基本一致。结论 在芋中共鉴定出97个R2R3-MYB基因家族成员,该家族基因在进化过程中具有一定保守性和多样性。筛选到3个与红肉芋花青素生物合成相关的重要调控基因,分别是CeMYB63、CeMYB85和CeMYB89。
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- 基于质量源于设计理念优化葡萄籽低聚原花青素制备工艺及体外抗氧化活性分析
- 宋旭超, 夏梓铭, 李敏, 陈立, 田瑛, 王林,
- 目的 突破葡萄籽低聚原花青素(GS-OPC)制备的关键技术,建立科学、完善的质量控制体系,并评价其抗氧化活性,为葡萄籽原花青素提取物进一步开发利用提供参考依据。方法 引入质量源于设计(QbD)理念,通过风险因素分析、单因素试验及试验设计的综合运用获得制备工艺的操作空间;通过1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)法、铁离子还原抗氧化能力(FRAP)法、2,2′-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(ABTS)法,以及过氧化氢(H2O2)、Erastin和谷氨酸(Glu)诱导的PC12细胞氧化应激损伤试验,考察GS-OPC的抗氧化活性。结果 GS-OPC的制备工艺涉及乙醇提取、树脂富集和乙酸乙酯萃取3个步骤,建立的乙醇提取工艺操作空间为提取次数2次、乙醇体积分数64%~81%、提取温度30~36 ℃;树脂富集工艺操作空间为上样量6∶1(mL/g)、乙醇体积分数60%~80%,洗脱体积3.5~4 BV;目标产品GS-OPC中原花青素含量高达109.15%,低聚原花青素含量为92.05%;相较于葡萄籽提取物(GSE)和葡萄籽原花青素富集物(GSF),GS-OPC显示出优异的抗氧化能力,其DPPH自由基清除能力、FRAP总抗氧能力和ABTS总抗氧能力分别为404.8、543.5和617.6 mg/g;GS-OPC还可通过调节活性氧(ROS)和脂质过氧化物(LPO)水平,有效保护细胞免受H2O2、Erastin和Glu引起的氧化应激损伤,在100 μg/mL剂量下,细胞存活率分别为89.03%、83.01%和92.85%,较模型组分别提高34.55%、47.70%和31.88%(绝对值)。结论 以QbD理念科学指导GS-OPC的开发,获得的终产品具有制备可及、质量可控、活性优良的特征。
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- 紫化茶树花青素与儿茶素时空变化特征及花青素代谢关键基因表达分析
- 庞丹丹, 刘玉飞, 陈春林, 田易萍, 许燕, 邓少春, 刘悦, 陈林波,
- 目的 探究紫化茶树花青素与儿茶素时空变化特征并筛选花青素代谢关键基因,为解析紫化茶树品质成分时空分布规律及云南特色茶树资源的高效利用提供科学依据。方法 以紫娟(紫色芽叶)和云抗10号(绿色芽叶,对照品种)2个茶树品种为研究对象,分别于2023年3、4、5、7、9和10月采集2个茶树品种的1芽2叶新梢,于5月8日采摘紫娟1芽6叶新梢,按照叶位分离第1~6节位叶片(ZJ-1L~ZJ-6L)及对应茎段(ZJ-1S~ZJ-6S)。测定样品中总花青素含量及儿茶素单体组分含量,分析其动态变化规律,并进行主成分分析(PCA)、聚类分析和相关分析。使用实时荧光定量PCR检测紫娟茶树中花青素代谢关键基因的相对表达量。结果 不同采样时间紫娟茶树新梢总花青素含量均显著高于云抗10号(P<0.05,下同)。不同采样时间紫娟茶树新梢中,总花青素含量9月10日为峰值(5.81 μmol/g),同一采样时间,样品ZJ-2L中总花青素含量最高,为2.86 μmol/g,显著高于其他叶位和茎组织。云抗10号茶树新梢总儿茶素含量均值(210.94 mg/g)为紫娟均值(153.08 mg/g)的1.38倍,2个茶树品种儿茶素单体均以表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)为主。相关分析结果显示,2个茶树品种总花青素含量与总儿茶素含量呈负相关,而同一时间采样的紫娟茶树新梢总花青素含量与总儿茶素含量呈极显著正相关(P<0.01,下同)。聚类分析结果显示,紫娟和云抗10号2个茶树品种的样品各自聚在一起,且采样时间相近的紫娟样品间距离较近;紫娟茶树新梢叶片和茎组织样品明显分开,样品ZJ-1L和ZJ-2L聚在同一分支,二者再与样品ZJ-1S聚在一起,这3个样品中的总花青素和儿茶素单体组分的丰度普遍较高。紫娟茶树新梢成熟茎(样品ZJ-4S、ZJ-5S、ZJ-6S)中的儿茶素单体组分的丰度普遍较低。实时荧光定量PCR检测结果显示,紫娟茶树3个样品MYB转录因子基因(CsMYB75)相对表达量均显著高于云抗10号茶树。结论 夏季后期至秋季初期紫娟茶树1芽2叶总花青素含量较高,紫娟茶树新梢的总儿茶素含量低于绿色芽叶茶云抗10号。CsMYB75基因持续高表达是紫娟茶树维持高花青素含量的核心调控因子。
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- 铜、锰元素对樟叶越桔组培苗生长及3种酚类物质积累的影响
- 杨丽红, 李国泽, 王凤, 常玮, 赵展平, 丁勇,
- 目的 探究铜(Cu)、锰(Mn)2种微量元素对樟叶越桔组培苗生长及3种主要酚类物质6'-O-咖啡酰熊果苷(CA)、β-熊果苷(Arb)和绿原酸(CGA)积累的影响,为探究微量元素对樟叶越桔组培苗生长及酚类物质定向积累的影响机制提供参考依据。方法 以樟叶越桔组培苗为试验材料,基于1/4 MS培养基中Cu和Mn微量元素,分别设置5个不同浓度水平(0、0.5、1.0、1.5和2.0倍)处理,培养70 d后,测定植株的含水量、株高、根长、生根率和单株根数等生长指标及Arb、CGA和CA含量。通过实时荧光定量PCR检测3种酚类物质合成相关基因的相对表达量。结果 随着培养基Cu元素浓度增加,樟叶越桔组培苗生根率和根长呈逐渐减少的变化趋势;Cu(2.0)处理生根率、根长和单株根数显著低于Cu(1.0)处理(P<0.05,下同)。除Cu(2.0)处理外,其他处理株高显著低于Cu(1.0)处理,Cu(1.0)处理含水率最高,为89.39%;Mn(2.0)处理的生根率、根长和单株根数均显著高于除Mn(1.5)处理之外的其他3个处理。2种元素不同处理下,樟叶越桔组培苗均在1.0倍处理组生长表现最好,且3种酚类物质含量排序均为CA>Arb>CGA。Cu(2.0)处理下,樟叶越桔Arb和CA的含量最高,分别为2.71和30.81 mg/g。Mn(1.0)处理CGA含量最高,显著高于其余4个处理。与Cu(1.0)处理相比,VdAS-1和VdAS-2基因的相对表达量在Cu(2.0)处理下显著降低;VdAS-4基因的相对表达量在Cu(2.0)处理下显著升高;VdAT-3基因的相对表达量在Cu(0)、Cu(1.5)和Cu(2.0)处理下显著降低;Cu(2.0)处理仅VdCCoAOMT-2基因的相对表达量显著升高。与Mn(1.0)处理相比,Mn(2.0)处理VdAS-1和VdAS-2基因的相对表达量显著降低,VdAS-4基因相对表达量显著升高,VdAT-1基因的相对表达量显著降低,而VdAT-3基因的相对表达量显著升高,VdC3H-2、VdC3H-3、VdCCoAOMT-1、VdCCoAOMT-3和VdHCT基因的相对表达量显著降低,VdCCoAOMT-2基因的相对表达量显著升高。结论 Cu元素过剩或亏缺均会抑制樟叶越桔组培苗生长,2.0倍Mn浓度能促进樟叶越桔组培苗根系生长但抑制地上部分生长,CA和Arb 2种酚类物质对于樟叶越桔抵御Cu、Mn胁迫具有重要作用。
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- 水稻PHD17基因启动子克隆及冷胁迫应答分析
- 董伟峰, 贺子天, 杨珺凯, 李艳肖, 吴浩, GEORGE Bawa, 谢辉, 孙明哲, 沈阳, 孙晓丽,
- 目的 克隆水稻PHD(Plant homeodomain)蛋白基因OsPHD17的启动子序列,并进行冷胁迫应答分析,为深入探究OsPHD17基因的冷胁迫响应机制提供理论参考。方法 通过实时荧光定量PCR检测OsPHD17基因在冷胁迫下的表达模式,利用PlantRegMap数据库对其启动子转录因子识别元件进行预测,并克隆OsPHD17基因启动子序列(转录起始点上游1160 bp),连接至pCAMBIA3301载体上,从而获得植物表达载体(POsPHD17-GUS),通过根癌农杆菌介导转化拟南芥,获得转基因拟南芥株系。最后通过RT-PCR和实时荧光定量PCR检测在冷胁迫下的报告基因GUS表达水平,分析启动子在冷胁迫下的转录活性变化。结果 OsPHD17基因启动子包含参与调控生长发育的转录因子TALE、LBD、MIKC_MADS、G2-like和BBR-BPC等识别元件,以及冷胁迫应答相关的转录因子ERF、C2H2、bHLH、bZIP、NAC等多个识别元件。冷胁迫处理3.0 h时,OsPHD17基因相对表达量显著升高(P<0.05,下同),处理12.0 h时达到峰值,约为处理0 h的11.7倍,表明OsPHD17基因受到冷胁迫时可迅速作出应答。克隆获得的OsPHD17基因启动子序列长度为1160 bp,成功构建POsPHD17-GUS转基因拟南芥株系。通过RT-PCR检测发现,T3代纯合POsPHD17-GUS转基因拟南芥株系中GUS基因表达,说明OsPHD17基因启动子具有转录活性。对2株T3代纯合POsPHD17-GUS转基因拟南芥株系进行4 ℃胁迫处理,结果发现,与对照(未处理)相比,冷胁迫下2个株系GUS基因相对表达量极显著(P<0.01)或显著升高,表明OsPHD17基因启动子的转录活性升高。结论 克隆的OsPHD17基因启动子具有转录活性,可驱动下游基因转录,且在冷胁迫诱导下OsPHD17基因启动子转录活性升高,OsPHD17基因表达显著上调,证实OsPHD17基因在水稻冷胁迫应答中发挥重要的调控作用。
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- 基于表型性状与SSR分子标记的木薯种质资源遗传多样性分析
- 丘鸿, 王明, 肖鑫辉, 李开绵, 叶剑秋, 应东山, 杨延青, 孟俊霖, 袁爱娟, 朱莹,
- 目的 分析114份木薯种质资源的遗传多样性,为木薯种质资源保存、评价与利用提供理论参考。方法 对114份国内外木薯种质的株高、主茎高、节间长、株型、单株块根数、主茎粗、主茎外皮颜色、主茎内皮颜色、块根表皮等12个表型性状进行遗传多样性分析,并结合SSR荧光分子标记和毛细管电泳方法,评估木薯遗传多样性水平。结果 12个表型性状的变异系数为15.73%~81.74%,平均为39.86%,其中单株鲜薯重的变异系数最大,主茎粗的变异系数最小;12个表型性状的Shannon-Wiener多样性指数为0.5671~2.0059,平均为1.4202,表明供试种质的遗传多样性较高。从12个表型性状中初步筛选出变异系数和Shannon-Wiener多样性指数较高的4个表型性状,分别为主茎高、单株鲜薯重、主茎粗、主茎外皮颜色。基于12个表型性状的聚类结果显示,114份木薯种质在欧式距离为20时被分为六大类,Ⅰ~Ⅲ类分别包含62、38和5份种质,第Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ类均包含3份种质。通过28对SSR核心引物对114份木薯种质进行PCR扩增,结果显示,等位基因数(Na)为168个,每对引物检测到的Na为3~14个,平均为6个;有效等位基因数(Ne)为1.5777~7.1136个,每对引物平均检测到的Ne为3.1217个;香农指数(I)为0.6418~2.1958,平均为1.2712;观测杂合度(Ho)为0.2280~0.8070,平均为0.5877;期望杂合度(He)为0.3661~0.8594,平均为0.6444;多态性信息含量(PIC)为0.3205~0.8472,平均为0.5978,表明114份木薯种质资源具有较高的遗传多样性。基于SSR分子标记的聚类结果显示,114份木薯种质分为九大类群,Ⅰ~Ⅸ类群分别包含1、1、13、4、11、7、9、15、53份种质。表型性状聚类结果与SSR分子标记聚类结果不一致,均未表现出明显的地理来源规律。结论 主茎高、单株鲜薯重、主茎粗和主茎外皮颜色是木薯种质资源鉴定和核心种质筛选的重要表型性状,可用于木薯种质资源评价、品种创新和优良种质筛选。114份木薯种质具有较高的遗传多样性,筛选出的28对SSR核心引物能有效分析木薯的遗传多样性,可用于鉴定种质间的亲缘关系。
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- 分子标记辅助选择Pi9基因改良水稻不育系荣丰A稻瘟病抗性
- 李家鑫, 黄俊, 周庚, 邹玉莹, 谌强, 郭成龙, 刘金灵, 刘雄伦,
- 目的 利用分子标记辅助选择技术改良水稻三系不育系荣丰A及其保持系荣丰B的稻瘟病抗性,为三系法杂种优势利用提供新的抗稻瘟病亲本。方法 以籼稻品系75-1-127作为广谱持久抗稻瘟病基因Pi9的供体亲本,先后以荣丰B和荣丰A为受体亲本,利用Pi9基因内共显性功能标记SPL-1开展分子标记辅助选择育种,定向改良荣丰A及其保持系荣丰B的稻瘟病抗性,对改良系的稻瘟病抗性、不育特性、农艺性状及产量性状进行测定分析。结果 SPL-1标记在荣丰B和荣丰A基因组中的扩增产物长度约为1300 bp,而在75-1-127基因组中的扩增产物长度约为740 bp,该标记在供体亲本与受体亲本间多态性明显且条带清晰稳定。用14株稻瘟菌菌株在室内人工离体接种苗瘟试验,结果显示,荣丰B和荣丰A的抗性频率仅为28.57%,而75-1-127的抗性频率为85.71%。田间病圃苗瘟抗性鉴定结果显示,荣丰B和荣丰A表现为高感苗瘟(4级),而3个荣丰B-Pi9、3个荣丰A-Pi9、75-1-127均表现为高抗苗瘟(0级)。田间不育特性调查结果显示,荣丰A和3个荣丰A-Pi9的不育株率和不育度均为100%,花粉败育类型以典败为主,而荣丰B和3个荣丰B-Pi9的花粉育性均正常;3个荣丰A-Pi9的单边柱头外露率、双边柱头外露率和总柱头外露率均较荣丰A升高。3对不育系/保持系中,荣丰A-Pi9-1及其配套保持系荣丰B-Pi9-1的综合农艺性状和产量性状最好。结论 经SPL-1功能标记辅助选择连续回交育种,选育出1个新的水稻三系不育系荣丰A-Pi9-1及其配套保持系荣丰B-Pi9-1,具有高抗稻瘟病、农艺性状和产量性状优良等优点,在杂交育种中可用作抗稻瘟病亲本。
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- 水杨酸生物合成途径对薄壳山核桃果实膨大期幼果脱落的调控机制
- 张计育, 王雪凡, 贾展慧, 王涛, 陈智坤, 王刚, 宣继萍,
- 目的 探究水杨酸(SA)及其生物合成途径在调控薄壳山核桃果实膨大期幼果脱落过程中的作用,揭示幼果脱落的内在原因,为薄壳山核桃高产稳产提供新思路。方法 以薄壳山核桃品种波尼为试验材料,对授粉后53 d即将脱落幼果和正常发育幼果中的SA含量进行测定,分析SA处理对薄壳山核桃果实膨大期幼果脱落和果实发育的影响。基于转录组数据分析即将脱落幼果和正常发育幼果中SA生物合成苯丙氨酸解氨酶(PAL)和异分支酸合成酶(ICS)2类关键酶编码基因的表达情况,并对薄壳山核桃PAL基因家族成员进行基因结构、染色体定位和系统发育树分析。结果 薄壳山核桃授粉后53 d即将脱落幼果中SA含量显著高于正常发育幼果(P<0.05,下同)。SA处理后10 d落果率极显著高于对照(清水)(P<0.01,下同),SA处理7、10和13 d单果质量显著或极显著低于对照。正常生长条件下,即将脱落幼果的单果质量显著低于正常发育幼果,在随后的7 d内,发育迟缓或停滞的幼果全部脱落。即将脱落幼果中CiPAL5和CiPAL6基因的FPKM显著上调。薄壳山核桃基因组中含有6个PAL基因家族成员(CiPAL1~CiPAL6), 3个上调表达的CiPALs基因(CiPAL4、CiPAL5、CiPAL6)结构相似,紧密串联排列在4号染色体上。系统发育分析结果显示,CiPAL1~CiPAL3与拟南芥、烟草、葡萄和杨树等双子叶植物PAL蛋白亲缘关系较近,定位于薄壳山核桃4号染色体的CiPAL4~CiPAL6串联基因群编码的蛋白与定位于葡萄11号染色体的VviPAL3~VviPAL6串联基因群编码的蛋白聚为一类。结论 SA处理抑制了薄壳山核桃果实发育,促进幼果脱落,表明SA在薄壳山核桃果实膨大期幼果脱落过程中发挥重要作用。PAL合成途径是薄壳山核桃果实膨大期幼果脱落过程中SA生物合成的主要途径,调控薄壳山核桃幼果脱落。
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- 江南地区牡丹引种综合性评价及孢粉学聚类分析
- 鹿泽云, 张俊丽, 乔木, 俞伟鹏, 王馨怡, 朱柳玲, 王千千, 陈霞, 朱向涛,
- 目的 通过开展江南地区牡丹引种的综合性评价,并分析品种间的亲缘关系,为培育适宜江南地区栽培的牡丹品种提供理论依据。方法 运用层次分析法(AHP)对江南地区引种的33个牡丹品种资源进行实地调查,从观赏性、生长性状、生态适应性等方面对引种的33个牡丹品种进行评价,构建综合评价体系,并筛选出适应性强的牡丹品种,同时对牡丹花粉结构进行观察及聚类分析,确定品种间亲缘关系。结果 依据牡丹的特性,构建由目标层、约束层、标准层、最底层4个阶层组成的层次结构模型,并将其观赏性、生长性状和生态适应性作为综合性评价因子,构建合理的牡丹引种综合评价模型。在准则层中以生长性状的权重值最高,为0.5813,其因子层中的分支数权重值最高,为0.4960。将各品种的综合评价值分为4个等级,分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级,其中Ⅰ级优良品种有3个,分别为湘绣球、岛锦、林峰;Ⅱ级较优良品种有9个;Ⅲ级一般品种有18个;Ⅳ级较差品种有3个,分别为海黄、太阳、新云谷。通过扫描电镜观察发现,33个引种牡丹品种花粉均以单粒形式存在,多数为超长球形(极轴长/赤道轴长>2.00),极面观均为三裂圆形,萌发器官具3条孔沟,外壁纹饰以穴网状为主。基于花粉形态量化指标对引种的牡丹品种进行聚类分析,结果发现品种间多样性主要体现在花粉外壁纹饰,当欧式遗传距离为1.5时,可将其分为5个类群,其中类群Ⅰ有23个品种,类群Ⅱ有2个品种,类群Ⅲ有6个品种,类群Ⅳ、Ⅴ各有1个品种;当欧式遗传距离为5.0时,可将其分为2个类群,其中类群A有31个品种(包括类群Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),类群B有2个品种(包含类群Ⅳ、Ⅴ)。结论 在江南地区引种牡丹时可优先考虑牡丹的生长性状,其次是适应性和观赏性。Ⅰ级优良品种湘绣球、岛锦、林峰可大量引进作为主栽品种,Ⅱ级较优良品种可根据需求选择性引种,Ⅲ级和Ⅳ级品种表现较差,不建议引种。在引种牡丹中,海黄、日暮与其他品种亲缘关系较远,首案红与凤丹蓝亲缘关系较近。
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- 淹水胁迫对花生种子发芽及生理代谢的影响
- 郝西, 张曼, 刘梦雅, 张朋磊, 张俊, 臧秀旺,
- 目的 研究不同淹水时间对花生种子发芽能力及生理代谢的影响,为花生耐涝调控技术的研发提供理论依据。方法 选用耐涝性差异明显的2个花生品种豫花37号(耐涝品种)和远杂9847(涝敏感品种),以未淹水正常发芽种子为对照,设萌发期淹水2 d和淹水4 d 2个处理,测定不同处理花生种子的发芽特性及淹水处理结束后的渗透调节物质含量、抗氧化能力、呼吸作用酶活性等生理指标,分析淹水胁迫对花生萌发期生理代谢的影响。结果 淹水胁迫对2个花生品种的发芽质量均有影响,表现为发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数均降低,平均发芽时间极显著增加(P<0.01);耐涝品种豫花37号在淹水胁迫下的发芽势、渗透调节物质含量和抗氧化能力均明显高于涝敏感品种远杂9847,淹水2和4 d后,豫花37号的发芽势分别为远杂9847的1.46和1.86倍,可溶性糖含量分别比远杂9847高36.60%和28.50%,可溶性蛋白含量分别高30.42%和6.54%,三磷酸腺苷(ATP)含量分别高19.65%和219.36%,丙二醛(MDA)含量分别低13.26%和31.43%。随着淹水时间增加,豫花37号的乙酸脱氢酶(ADH)活性降低而乳酸脱氢酶(LDH)活性升高,远杂9847则表现为ADH和LDH活性均升高,表明2个品种在淹水胁迫下无氧呼吸运转的主要途径不同,豫花37号以乳酸发酵为主,而远杂9847是乙醇发酵和乳酸发酵并重。结论 耐涝性品种豫花37号在淹水胁迫下能维持较高的渗透调节物质含量和抗氧化能力及适度的呼吸代谢水平,从而确保种子在淹水胁迫下具有较高的发芽能力。
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- 移栽期对山东中部烟区雪茄烟生长发育及茄衣烟叶产量和品质的影响
- 陈克玲, 王以慧, 郭全伟, 杜玉海, 刘洋, 马蒙蒙, 林兵, 陈秀斋, 温亮, 马兴华,
- 目的 明确山东中部烟区茄衣烟叶生产的适宜移栽时间,优化气候资源配置,为优化该烟区雪茄烟栽培管理及促进优质茄衣烟叶生产提供参考。方法 以雪茄烟茄衣品种QX103为试验材料,设5个移栽期处理:5月10日(Y1)、5月15日(Y2)、5月20日(Y3)、5月25日(Y4)、5月30日(Y5),调查主要生育期时间及温度情况,现蕾期测定农艺性状指标,现蕾期和成熟期采集样品测定烟株不同部位的氮、磷、钾含量及积累量,晾制后测定茄衣烟叶的物理性状指标和主要化学成分含量,并计算产量、产值和茄衣产出率。结果 随着移栽期推迟,雪茄烟大田生育期缩短,中心花开放—终采时期表现最明显;与Y1处理相比,推迟移栽提高了全生育期平均温度,降低了全生育期的有效积温。随着移栽期推迟,烟株现蕾期各农艺性状指标、成熟期各部位干物质积累量以及叶片氮、钾含量和积累量均呈先升高后降低的变化趋势,其中Y3处理的叶片大小及成熟期叶片干物质积累量和叶片氮、磷、钾积累量最大。移栽期对茄衣烟叶物理特性和化学成分有明显影响,其中Y3处理的叶片厚度显著低于其他处理(P<0.05,下同),拉力显著大于Y4和Y5处理,含梗率较低,烟叶还原糖、总糖、烟碱、总氮、氯含量相对较低,钾含量较高。随着移栽期推迟,烟叶总产量呈下降趋势,茄衣产量和产值先升高后降低,Y3处理的茄衣产量、茄衣产出率和产值分别较其他处理提高14.53%~145.07%、5.55%~163.88%和2.85%~44.58%。根据生育期平均温度和茄衣产出率的拟合方程,初步确定山东中部烟区茄衣烟叶生产以5月15—20日移栽为宜。结论 适时推迟移栽能增大雪茄烟的叶面积,提高叶片干物质积累量,提升烟叶物理特性和化学成分协调性,从而提高茄衣产量、产出率和产值。综合分析,山东中部烟区种植雪茄烟适宜在5月15—20日移栽。
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- 增施腐熟牛粪对油菜土壤微生物群落多样性及功能的影响
- 施竹丽, 裴卫华, 施竹凤, 普特, 刘鑫, 王宇, 何飞飞, 杨佩文,
- 目的 研究水稻—油菜轮作模式下施用腐熟牛粪对油菜土壤微生物群落多样性及功能的影响,揭示腐熟牛粪对土壤微生物的调控机制,为油菜土传病害防控及腐熟牛粪的资源化利用提供理论依据。方法 设置不施肥对照(CK)、单施化肥(S1)、34500 kg/ha腐熟牛粪配施化肥(S2)、69000 kg/ha腐熟牛粪配施化肥(S3)、138000 kg/ha腐熟牛粪配施化肥(S4)共5个处理。于油菜抽薹开花期测定株高、茎粗,并调查根肿病发病率和病情指数。油菜收获期采集土壤样本,测定土壤主要理化指标,并运用宏基因组测序分析土壤微生物群落特征。结果 施用腐熟牛粪处理的油菜株高和茎粗较CK和S1处理显著提高(P<0.05,下同),发病率和病情指数显著降低。随着腐熟牛粪施用量的增加,土壤pH及全氮、水解性氮和有机碳含量显著升高,分别较CK提高7.73%~23.55%、17.93%~54.98%、13.49%~35.80%、20.63%~57.94%,较S1处理提高7.17%~22.90%、13.85%~49.62%、18.16%~41.39%、20.12%~57.27%。Alpha多样性分析结果显示,施用腐熟牛粪处理的土壤细菌Shannon指数和Chao指数极显著高于CK和S1处理(P<0.01,下同);真菌Chao指数极显著高于CK和S1处理,Shannon指数显著或极显著低于CK和S1处理。Beta多样性分析结果显示,不同施肥处理的土壤细菌群落差异较大,真菌群落差异较小。施用腐熟牛粪使土壤细菌的假单胞菌门(Pseudomonadota)和黏球菌门(Myxococcota)相对丰度增加,放线菌门(Actinomycetota)、绿弯菌门(Chloroflexota)和酸杆菌门(Acidobacteriota)相对丰度减少;施用腐熟牛粪使土壤真菌的子囊菌门(Ascomycota)相对丰度减少,内黏菌门(Endomyxa)相对丰度增加。冗余分析结果表明,pH、有机碳、水解性氮和全氮是影响土壤微生物群落结构的关键因子。KEGG功能分析结果表明,施用腐熟牛粪土壤中更容易富集与代谢和抗药性相关的微生物。CAZy功能注释结果表明,配施腐熟牛粪影响了与碳水化合物代谢有关的基因富集。结论 施用腐熟牛粪能有效提升土壤养分含量,改善土壤微生物群落结构,但需合理控制施用量。在水稻—油菜轮作模式下,以69000 kg/ha腐熟牛粪配施化肥的效果较佳。
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- 遮阴对药食两用植物明日叶光合特性的影响
- 覃丽钊, 陈婷, 李宁鑫, 李文, 李先琨, 陆树华,
- 目的 研究不同遮阴处理对明日叶光合色素含量和光合特性的影响,为明日叶的林下种植及其耐阴性评价提供理论依据。方法 以6个月生明日叶实生苗为供试材料,采用盆栽试验,设不遮阴对照、轻度遮阴(遮阴率30%)、中度遮阴(遮阴率50%)和重度遮阴(遮阴率70%)4个处理,于遮阴30、60和90 d时取样测定功能叶的光合色素含量,于遮阴90 d时测定叶片的光合特性,分析各指标的变化及其相关性。结果 随着遮阴程度增加,3个遮阴处理的叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、总叶绿素(Chlt)和类胡萝卜素(Car)含量及叶绿素a/叶绿素b(Chla/Chlb)均呈先升高后降低的变化趋势,中度遮阴处理下叶绿素含量显著高于其他处理(P<0.05,下同)。光响应参数变化趋势存在差异,表观量子效率(AQY)和光饱和点(LSP)先升高后降低,最大净光合速率(Pmax)先升高后降低再升高,光补偿点(LCP)持续下降,暗呼吸速率(Rd)先降低后升高再降低。净光合速率(Pn)日变化呈单峰曲线,气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)整体呈先升高后降低的变化趋势,胞间CO2浓度(Ci)日变化呈V形曲线,气孔限制值(Ls)日变化在各处理间变化规律不一致。相关分析结果表明,Pn与Ls呈极显著正相关(P<0.01,下同),与Ci、AQY和叶绿素含量呈极显著负相关,与LSP和Car呈显著负相关;光合色素含量均与光合有效辐射(PAR)、Tr、Gs、LCP、Rd呈极显著负相关,与AQY呈极显著正相关;其他指标间也存在不同程度的相关性。结论 适度遮阴条件下,明日叶可通过提高叶绿素含量,增强其对弱光的捕获和利用能力,从而适应低光环境,表现出较强的光能利用率和光合能力。不同遮阴处理下明日叶的Pn日变化为单峰曲线,未出现由于强光抑制导致的光合午休现象,Ci升高、Ls降低导致的Pn下降是限制其光合作用的主要原因。
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- 洱海流域3种菜薹专用型夏播油菜外观及营养品质分析
- 杨静, 王康, 张顺涛, 汪江涛, 郭奕真, 王睿, 朱炫, 李根泽, 鲁剑巍, 丛汶峰,
- 目的 分析洱海流域3种菜薹专用型夏播油菜的外观及营养品质,为洱海流域菜薹专用型油菜品种选择及种植提供参考依据。方法 在云南省大理白族自治州试种3个菜薹专用型油菜品种(硒滋圆1号、硒滋圆2号和大地95),分别从生育期、农艺性状、经济效益、外观品质和营养品质等方面分析不同油菜品种在洱海流域的适用性。结果 硒滋圆2号的抽薹期较硒滋圆1号和大地95分别提前16和19 d;大地95的3次采薹单薹重和薹粗均显著高于其他2个品种(P<0.05,下同),硒滋圆1号和硒滋圆2号的单薹重、薹长、薹粗、叶片数表现基本一致。硒滋圆2号的菜薹产量和产值最高,产量较硒滋圆1号和大地95分别显著提高31.9%和37.6%、产值显著增加30.4%和39.4%,其中第2次菜薹产量较硒滋圆1号和大地95分别提高87.8%和84.9%,是菜薹总产量提高的主要原因。分级表现为随采薹次数的增加,硒滋圆1号和硒滋圆2号菜薹外观品质总体呈逐渐降低趋势,其中硒滋圆2号第2次采薹的一级薹比例最高。硒滋圆2号全生育期氮、磷、钾积累量均最高,其中氮积累量较硒滋圆1号和大地95分别显著提高24.5%和31.8%,磷积累量较硒滋圆1号和大地95分别显著提高23.3%和52.7%;硒滋圆2号的硒、钙、锌、镁积累量及纤维素积累量也最高,可溶性糖积累量与大地95间无显著差异(P>0.05),营养品质好。结论 在相同种植条件下,硒滋圆2号菜薹特性与营养品质最佳,适合在云南大理洱海流域推广种植,能有效解决洱海流域油菜种植效益低的问题。
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- 混养黄颡鱼对大口黑鲈营养品质、肠道菌群及养殖微生态环境的调控效应
- 刘志强, 刘彦壮, 殷麒, 何瑞鹏, 高建忠, 陈再忠, 温彬,
- 目的 探讨混养黄颡鱼对大口黑鲈生长性能、营养品质、肠道菌群及养殖微生态环境的影响,筛选出适宜的混养比例,为开展大口黑鲈的绿色健康养殖提供参考依据。方法 设大口黑鲈单养组(C组)及低密度混养组(L组,大口黑鲈∶黄颡鱼=4∶1)、中密度混养组(M组,大口黑鲈∶黄颡鱼=2∶1)和高密度混养组(H组,大口黑鲈∶黄颡鱼=1∶1),养殖60 d后,分别测定大口黑鲈的生长性能、肌肉营养品质、肠道菌群及养殖水体微生物群落特征。结果 M组大口黑鲈的特定生长率(1.69 %/d)和肥满度(1.52)最高,而饲料系数(1.08)最低。M组和H组大口黑鲈肌肉的粗蛋白含量显著高于C组大口黑鲈(P<0.05,下同);M组大口黑鲈肌肉的必需氨基酸和鲜味氨基酸含量最高,均显著高于C组大口黑鲈;M组大口黑鲈肌肉的硬度和胶着性显著高于C组大口黑鲈,而土腥味物质(土腥素和2-甲基异莰醇)含量显著低于C组大口黑鲈。混养黄颡鱼对大口黑鲈肠道菌群结构产生明显影响,与C组大口黑鲈相比,M组大口黑鲈肠道中的芽孢杆菌门和假单胞菌门相对丰度显著升高,放线菌门相对丰度则显著降低;鞘氨醇单胞菌属相对丰度随黄颡鱼混养密度的升高而显著上升,且与肌肉粗蛋白含量呈显著正相关。此外,混养黄颡鱼导致大口黑鲈养殖水体微生物群落结构发生明显变化,M组养殖水体中的马赛菌属和微小杆菌属相对丰度显著高于C组,且微小杆菌属相对丰度与绿藻门密度呈极显著正相关(P<0.01),与大口黑鲈肠道菌群中的鞘氨醇单胞菌属相对丰度呈显著正相关。结论 大口黑鲈按2∶1的比例与黄颡鱼进行混养,能实现养殖生态重塑,不仅显著提高了大口黑鲈的生长性能、改善了肌肉营养品质,还优化了大口黑鲈肠道菌群结构及养殖微生物环境,实现生长—品质—环境协同提升,是一种理想的生态养殖模式。
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- 饲料添加虾青素对青海湖裸鲤响应碱度胁迫的影响
- 王丽楠, 李长忠, 祁洪芳, 李瑾, 杨颖, 李昭楠, 严青春, 梁天秀, 金文杰, 陈艳霞,
- 目的 探究饲料添加虾青素调节青海湖裸鲤响应碱度胁迫的作用机制,为虾青素在青海湖裸鲤饲料中的应用提供理论依据。方法 选择900尾1日龄青海湖裸鲤幼鱼,随机分成5组,对照组(AS0)饲喂基础饲料,试验组饲料中分别添加25 mg/kg(AS25)、50 mg/kg(AS50)、100 mg/kg(AS100)和200 mg/kg(AS200)虾青素。试验结束后,探究饲料添加虾青素对青海湖裸鲤生长性能、抗氧化能力和免疫功能的影响。选择饲喂最适添加量虾青素组的青海湖裸鲤进行碱度胁迫试验,分析饲料添加虾青素对青海湖裸鲤响应碱度胁迫的影响。结果 饲料中添加50 mg/kg虾青素显著提高了青海湖裸鲤的特定生长率、增重率和肝体比(P<0.05,下同)。AS50组青海湖裸鲤血清总蛋白含量显著高于AS0、AS25和AS200组,白蛋白含量显著高于AS0组,谷胱甘肽过氧化物酶活性和谷胱甘肽还原酶活性高于AS0、AS25、AS100和AS200组,总超氧化物歧化酶活性和过氧化氢酶活性在AS100组最高。青海湖裸鲤肝脏中总蛋白和丙二醛含量及总超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化氢酶活性均在AS50组最高,谷胱甘肽还原酶活性在AS100组最高。与AS0组相比,AS50组白介素-1β、白介素-6、白介素-8水平和肿瘤坏死因子α水平显著降低,白介素-10和转化生长因子β水平显著升高。AS0L96 vs AS0C组中铁死亡信号通路关键基因acsl4b、acsl1b、tfr1b和gpx4a在AS0L96组显著下调表达。AS50L96 vs AS0L96组中类固醇生物合成信号通路关键基因hsd17b7在AS50L96组显著上调表达。结论 青海湖裸鲤饲料中适宜的虾青素添加量为50~100 mg/kg,尤其以50 mg/kg的添加量抗碱度胁迫效果最佳。虾青素能通过调控青海湖裸鲤肝脏代谢和免疫响应等信号通路应对碱度胁迫,其中acsl4b、acsl1b、tfr1b、gpx4a和hsd17b7基因可能在青海湖裸鲤响应碱度胁迫中发挥重要作用。
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- 鼠李糖脂对寄生水霉ATCC200013生物膜的抑制作用
- 罗惠芳, 刘韵怡, 王昭玥, 王年, 郁小娟, 宋增福,
- 目的 探究寄生水霉ATCC200013生物膜形成规律及生物表面活性剂鼠李糖脂对寄生水霉ATCC200013生物膜的影响,为开发针对水霉病的绿色防控剂提供理论参考。方法 采用置片法,以聚乙烯网片为附着基质构建寄生水霉ATCC200013生物膜,绘制生物膜形成时间曲线。使用CCK-8试剂盒和番红染色法检测不同浓度的鼠李糖脂处理所形成的生物膜生物量和胞外基质量。利用扫描电子显微镜和激光共聚焦扫描显微镜观察寄生水霉ATCC200013生物膜形态结构。使用不同浓度的鼠李糖脂处理寄生水霉ATCC200013成熟生物膜,浓度梯度以其最小抑菌浓度(MIC)的不同倍数设置,分别标记为0MIC、1MIC、2MIC、4MIC和8MIC,评估其破坏效果。结果 寄生水霉ATCC200013生物膜的形成始于8 h,至60~72 h生物膜成膜量逐渐趋于稳定。鼠李糖脂处理抑制了寄生水霉ATCC200013生物膜的形成,15.625 mg/L鼠李糖脂对生物膜的抑制率为76.44%,31.25 mg/L鼠李糖脂则能完全抑制生物膜的形成。扫描电子显微镜和激光共聚焦扫描显微镜观察结果显示,随着鼠李糖脂浓度升高,生物膜胞外基质量逐渐减少,菌丝间隙增大,15.625 mg/L组菌丝体和胞外基质量均明显减少,菌丝形态受损,呈扁平状,受损和死亡细胞比例升高。鼠李糖脂能抑制寄生水霉ATCC200013成熟生物膜的活性,处理24 h,8MIC鼠李糖脂处理的生物膜活性完全丧失。处理48 h,1MIC鼠李糖脂处理的生物膜生物量仅为12.3%。随着鼠李糖脂浓度升高,孢子在聚乙烯网片上的黏附率和疏水率逐渐降低,15.625 mg/L鼠李糖脂处理的生物膜黏附率和疏水率显著低于0 mg/L鼠李糖脂处理的生物膜(P<0.05)。结论 鼠李糖脂对寄生水霉ATCC200013生物膜具有良好的抗性,鼠李糖脂可能通过减少胞外基质的生成而削弱生物膜的药物防御能力,进而提高水霉病原对药物的敏感性,或通过抑制胞外基质产生,使菌丝暴露于不利环境中,最终降低其生存能力并诱导其死亡。
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- 环境抗生素对草鱼生长、肠道健康及肌肉品质的影响
- 丁波, 田晶晶, 李红燕, 李奕潮, 谢骏, 王广军, 龚望宝, 夏纭, 张凯, 郁二蒙,
- 目的 探究环境中土霉素(OTC)、诺氟沙星(NOR)和磺胺甲恶唑(SMX)对草鱼生长、肠道健康及肌肉品质的影响,为抗生素的毒理学评价提供新思路。方法 设对照组(0 ng/L)和3个抗生素处理组SMX(1000 ng/L)、NOR(1000 ng/L)、OTC(5000 ng/L),饲养平均体质量为50.52±0.70 g的草鱼90 d,测定其生长性能、肠道和肌肉的微观结构,肠道、肌肉和血清的生化指标以及肌肉品质相关指标。结果 对草鱼进行环境OTC暴露会显著提高草鱼的饲料系数和肠道淀粉酶活性(P<0.05,下同),并引发草鱼的应激反应,但对草鱼的生长性能无明显影响。对草鱼肠道进行组织学和生化分析后发现,环境抗生素暴露增加草鱼肠道组织蛋白质羰基、活性氧(ROS)及丙二醛(MDA)含量,降低草鱼肠道组织总抗氧化能力(T-AOC)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性,表明环境抗生素暴露会造成草鱼肠道抗氧化反应的发生。环境抗生素暴露增加草鱼肠道组织的白细胞介素-8(IL-8)、白细胞介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)及转化生长因子-β(TGF-β)含量;此外,SMX组闭锁蛋白(Occludin)、紧密连接蛋白1(Claudin-1)、紧密连接蛋白2(Claudin-2)含量及OTC组Claudin-1含量均显著低于对照组,表明环境抗生素暴露会造成草鱼肠道炎症反应的发生,并破坏草鱼的肠道屏障。对环境OTC和SMX暴露的草鱼肠道微观结构进行观察,发现草鱼肠道出现结构性损伤。环境OTC暴露显著降低草鱼肌肉的持水力、回复性及弹性,但环境抗生素暴露并未影响草鱼肌纤维生长。结论 环境抗生素暴露会破坏草鱼肠道健康,但不会影响草鱼的正常生长;环境OTC暴露在一定程度上降低草鱼的肌肉品质。
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- 大口黑鲈—鲢生态混养对其营养品质及肠道菌群的影响
- 王清鹤, 温彬, 高建忠, 陈再忠,
- 目的 探究大口黑鲈—鲢生态混养对其营养品质及肠道菌群的影响,筛选适宜的混养比例,为大口黑鲈绿色健康养殖模式构建提供科学依据。方法 将大口黑鲈与鲢混养,设4个处理组:单养大口黑鲈(K组)、大口黑鲈与鲢的比例分别为18∶1(L组)、9∶1(M组)和4.5∶1(H组)。试验结束后,检测大口黑鲈生长性能指标、形体指标、肌肉常规营养成分、氨基酸含量、脂肪酸含量和质构特性。采集肠道内容物,提取DNA进行肠道菌群测序分析,在不同分类水平下统计各样品群落组成,并进行Alpha多样性分析、LEfSe分析和相关分析。结果 混养模式下,4组大口黑鲈生长性能、肌肉粗脂肪和水分含量无显著差异(P>0.05),M和L组肌肉灰分含量显著低于K组(P<0.05,下同),M组肌肉粗蛋白含量显著高于K组。4组大口黑鲈肌肉中EAA/TAA均在最佳比例40%左右,L组氨基酸总量显著高于K组,半必需氨基酸含量显著高于K、M和H组。4组大口黑鲈肌肉氨基酸评分和化学评分最高的必需氨基酸均为赖氨酸,第一限制氨基酸为蛋氨酸+半胱氨酸。K组单不饱和脂肪酸含量最低,显著低于M、H和L组,L和M组多不饱和脂肪酸含量显著高于K组。M组DHA+EPA显著高于K组。K组动脉粥样硬化指数和血栓形成指数显著低于L、M和H组。M组肌肉回复性和黏聚性均显著高于K组。K和H组ACE指数和Chao指数显著高于L组,L组Shannon指数极显著低于K和M组(P<0.01),显著低于H组。4组大口黑鲈优势菌门有厚壁菌门、放线菌门、变形菌门和蓝藻门等。优势菌属有芽孢杆菌属、分枝杆菌属和无色杆菌属等。结论 大口黑鲈与鲢适宜的混养比例为9∶1和18∶1。大口黑鲈与鲢适宜的比例混养能通过提高肌肉粗蛋白含量、氨基酸总量、鲜味氨基酸含量、多不饱和脂肪酸含量、C22:6含量和C20:5含量等提升大口黑鲈肌肉质品质,并通过提高谷氨酸杆菌和土地杆菌等肠道有益菌群丰度,保护肠道健康。
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- 鲈鳜主要病毒性病原三重荧光定量PCR检测方法的建立及应用
- 谭红连, 韦剑成, 李莉萍, 童桂香, 苏美珍, 韦信贤, 杨明伟, 陈静,
- 目的 建立能同时检测鲈鳜虹彩病毒(RanaV)、传染性脾肾坏死病毒(ISKNV)和鲈形目鱼类弹状病毒(PFRV)的三重荧光定量PCR,为鲈鳜养殖过程中的RanaV、ISKNV、PFRV检疫、监测及临床诊断等提供简便且高效的检测方法。方法 分别根据RanaV-MCP基因、ISKNV-MCP基因、PFRV-G基因的保守序列设计特异性扩增引物和TaqMan-MGB探针,将目的基因片段克隆至pGM-T载体上构建重组质粒pGM-T-MCPRanaV、pGM-T-MCPISKNV和pGM-T-GPFRV,其中,pGM-T-MCPRanaV、pGM-T-MCPISKNV分别作为RanaV和ISKNV的标准品DNA,pGM-T-GPFRV则以SalⅠ酶切后经体外转录获得PFRV标准品RNA;以标准品为模板进行三重荧光定量PCR反应条件优化及标准曲线制定,并分别进行敏感性、特异性、重复性及临床应用试验。结果 优化后的三重荧光定量PCR反应体系30.0 μL:2×Fast One Step Probe RT-qPCR Mix 15.0 μL,引物RanaV-qF/RanaV-qR(10 μmol/L)、ISKNV-qF/ISKNV-qR(10 μmol/L)、PFRV-qF/PFRV-qR(10 μmol/L)各0.6 μL,探针RanaV-qP(5 μmol/L)0.9 μL,探针ISKNV-qP(5 μmol/L)0.9 μL,探针PFRV-qP(5 μmol/L)1.2 μL,核酸模板3.0 μL,灭菌DEPC水补足至30.0 μL。建立的三重荧光定量PCR对RanaV、ISKNV和PFRV标准品均具有较高的扩增效率(Eff.>95.0%),其标准曲线线性关系良好(RSq≥0.999),可实现对RanaV、ISKNV和PFRV的同步定量分析;对RanaV、ISKNV、PFRV标准品的检测灵敏度可达10 copies/反应,对鲈鳜组织样品的检测灵敏度为10 copies/mg;与草鱼呼肠孤病毒(GCRV)、罗非鱼湖病毒(TiLV)、鲤春病毒血症病毒(SVCV)等鱼类常见病原均无交叉反应;检测RanaV、ISKNV、PFRV的组内及组间重复试验的Ct值变异系数均低于2.00%。采用建立的三重荧光定量PCR对采自广西各地养殖场的鲈鳜样品(大口黑鲈95份,鳜68份)进行检测,结果发现,RanaV阳性检出率为19.0%,ISKNV阳性检出率为14.7%,PFRV阳性检出率为4.3%。结论 基于TaqMan-MGB探针建立的三重荧光定量PCR能同时检测RanaV、ISKNV和PFRV,具有灵敏度高、特异性强、准确可靠、操作简单、快速高效的特点,可为鲈鳜的苗种检疫、疫情监测及临床诊断提供更简便、更高效的技术手段。RanaV、ISKNV和PFRV感染在广西鲈鳜养殖中已流行,大口黑鲈以RanaV感染为主,鳜则以ISKNV感染为主,且存在混合感染及无临床症状的潜伏感染。
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- 三氯杀螨砜对斑马鱼胚胎的生态毒理效应
- 刘宝, 刘静, 张旭程, 杨艳, 黎美凤,
- 目的 探究三氯杀螨砜(TDN)对斑马鱼胚胎的生态毒理效应,为揭示TDN对水生生物的毒性作用机制及有机氯农药的环境生态风险评估提供数据支撑。方法 将斑马鱼胚胎分别暴露于0、6、9、12、15、18 mg/L的TDN溶液中,记录TDN暴露对斑马鱼胚胎存活率、卵黄囊面积、心率和体长的影响。使用试剂盒检测超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量。实时荧光定量PCR检测斑马鱼胚胎凋亡、炎症和免疫相关基因的相对表达量。采用吖啶橙染色和苏丹黑染色鉴定细胞凋亡水平和嗜中性粒细胞数量。结果 随TDN浓度和暴露时间增加,斑马鱼胚胎存活率逐渐降低,在0~15 mg/L的TDN中暴露72 h,斑马鱼胚胎卵黄囊面积显著(P<0.05,下同)或极显著(P<0.01,下同)增大,心率显著或者极显著降低,体长缩短,15 mg/L TDN处理斑马鱼胚胎出现明显的心包水肿。与0 mg/L TDN处理相比,在6、9、12和15 mg/L的TDN暴露下,斑马鱼胚胎CAT活性均极显著升高,MDA含量均有所升高,9、12与15 mg/L TDN处理SOD活性均极显著升高。与0 mg/L TDN处理相比,6、9、12和15 mg/L TDN处理斑马鱼胚胎促凋亡相关基因Bax和P53相对表达量均有所升高,抗凋亡相关基因Bcl-2相对表达量整体上有所降低,炎症相关基因IL-6、IL-8、CXCL-C1C、TNF-α、Myd88和P65相对表达量均有所升高,免疫相关基因Ifnγ和Mxa和Mxb相对表达量均有所升高。吖啶橙染色和苏丹黑染色结果显示,与0 mg/L TDN处理相比,其他各TDN处理细胞凋亡水平整体上升高,嗜中性粒细胞减少。结论 TDN对斑马鱼胚胎的毒性作用表现在生长发育受损、诱导氧化应激反应、细胞凋亡、炎症反应和抑制免疫功能,其可能通过“氧化应激—凋亡—免疫紊乱”途径发挥作用。含氯杀虫剂的危害机理具有共性,应在环境风险评估中重视其对机体稳态的长期干扰。
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- 农村集体经济组织数字化转型的影响因素研究
- 陈朝阳, 秦宏, 李敬锁,
- 目的 明确农村集体经济组织数字化转型的关键影响因素及各影响因素间的耦合关系,为推动农村集体经济组织数字化转型提供参考依据。方法 在构建影响因素综合指标体系的基础上,利用决策试验和评价试验法(DEMATEL)-解释结构模型(ISM)-贝叶斯网络(BN)模型对农村集体经济组织数字化转型影响因素的重要性及因果关系进行分析,划分影响因素的层次结构及挖掘各层级因素间的内在关联,并推算出影响因素的最大致因链和敏感度,进一步验证影响因素间的耦合关系。结果 政府引导维度中的政策扶持和财政补贴具有较高的原因度,分别为2.085和2.156,且位于多层递阶结构模型的深层,是农村集体经济组织数字化转型的深层根源影响因素,对指标系统中的其他因素有重大影响。数字产业发展维度中的农业数字化规模及数字化基础设施建设维度中的数字创新基地数量和邮电通信业发展水平具有较高的中心度,分别为20.182、19.794和19.694,且位于多层递阶结构模型的中层,在指标系统中发挥承上启下的作用。数字人才维度和社会力量支持维度中相关影响因素的原因度均为负值,位于多层递阶结构模型的表层,对数字化转型有直接影响。农村集体经济组织数字化转型的发生概率为50.6%,表明当前农村集体经济组织实现数字化转型的概率并不高,数字化建设尚处于起步阶段,存在较大的提升空间;经BN模型逆向推理得知,推动农村集体经济组织数字化转型的最大致因链为政策扶持→数字创新基地数量→金融机构资金支持→农村集体经济组织数字化转型。【建议】根据农村集体经济组织数字化转型的关键影响因素及各影响因素间的内在关联,提出以下对策建议:(1)加大地方政府的政策支持与财政补贴力度;(2)提高农村地区的数字化基础设施建设水平;(3)汇聚创新资源推动农村地区数字产业发展;(4)强化农村集体经济组织数字人才队伍建设;(5)吸引社会力量参与农村集体经济组织数字化建设。
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- 高标准农田建设对粮食生产韧性的影响及作用机制研究
- 吕佳宁, 李明亮, 余国新,
- 目的 探究高标准农田建设对粮食生产韧性的影响及作用机制,并解析高标准农田建设对粮食生产韧性的影响是否存在区域差异,为相关部门有效推进高标准农田建设提供参考依据。方法 基于2005—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,从抵抗力、适应力、变革力3个维度出发构建粮食生产韧性综合评价指标体系,在以熵值法综合测度粮食生产韧性的基础上,利用双向固定效应模型和中介效应模型深入探究高标准农田建设对粮食生产韧性的影响及作用机制。结果 (1)高标准农田建设每增加1%,粮食生产韧性随之提高0.357%,即高标准农田建设能有效提高粮食生产韧性,且经1%缩尾处理、替换模型、剔除样本及控制内生性问题等系列检验后,其结论仍然成立。(2)高标准农田建设能通过促进农业劳动力转移、农业生产性服务发展来增强粮食生产韧性。(3)高标准农田建设对粮食生产韧性的影响在粮食生产功能区及自然灾害程度方面呈现明显异质性。在非粮食主产区,高标准农田建设极显著提升了粮食生产韧性(P<0.01,下同),而在粮食主产区的提升效果不明显;高受灾率地区和低受灾率地区的高标准农田建设对粮食生产韧性均具有极显著正向影响,且在高受灾率地区的提升作用更明显。【建议】今后应从以下3个方面进一步加快推进高标准农田建设,有效增强粮食生产韧性以保障我国粮食安全:(1)加快推进高标准农田建设,完善建后管护机制;(2) 引导农业劳动力转移,重视农业生产性服务发展;(3)制定差异化建设标准,因地制宜精准施策。
