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  • 穆文丹, 裴丽伊, 朱祖浩, 张丽, 贾仁明, 张秋丰
    南方农业学报. 2024, 55(02): 299-310.
    【目的】探明北部湾北部海域大型底栖动物的物种组成、群落结构、多样性及其与环境因子的相关性,为北部湾北部海域生态监测、环境评价和大型底栖动物多样性保护提供数据支撑,也为北部湾北部海域海洋资源的可持续开发利用提供科学依据。【方法】于2020年10—11月(秋季)和2021年4—5月(春季)对北部湾北部海域共20个调查站位进行大型底栖动物取样,统计底栖动物丰度、生物量、优势度(Y)和种类更替率,并计算Shannon-Wiener多样性指数(H')、Margalef丰富度指数(D)和Pielou均匀度指数(J'),通过相似性百分比分析(SIMPER)确定划分群落时的主要物种,以ABC曲线(丰度/生物量)分析大型底栖动物群落受干扰情况,并利用SPSS 24.0分析环境因子与大型底栖动物多样性(H'、J'和D)的Pearson相关性。【结果】春季调查共鉴定出50种大型底栖动物,隶属于9个门类,优势种有12种;秋季调查共鉴定出40种,隶属于5个门类,优势种有10种;春、秋两季大型底栖动物的共有优势种为光亮倍棘蛇尾、疣吻沙蚕和日本文昌鱼。春季大型底栖动物平均丰度为143.11 ind/m~2,秋季为186.38 ind/m~2;春季大型底栖动物平均生物量为18.92 g/m~2,秋季为24.15 g/m~2;春季大型底栖动物多样性明显高于秋季,具体表现为:春季H'(1.566)>秋季H'(1.126),春季J'(0.780)>秋季J'(0.613),春季D(0.694)>秋季D(0.548)。在春季,北部湾北部海域各站位的大型底栖动物群落结构可划分为五大类群,在秋季可划分为四大类群,两季均存在的特征种为光亮倍棘蛇尾和日本文昌鱼。Pearson相关分析结果表明:春季大型底栖动物的H'、J'和D与各环境因子均无显著相关性(P>0.05),结合ABC曲线分析可知北部湾北部海域春季大型底栖动物群落受到的干扰较小;在秋季,H'与溶解氧呈显著正相关(P<0.05,下同),与水温、硝酸盐及溶解态无机氮呈显著负相关;J'与溶解氧和pH呈显著正相关,与磷酸盐、硝酸盐及溶解态无机氮显著负相关;D与溶解氧呈极显著正相关(P<0.01),与水温、磷酸盐、硝酸盐及溶解态无机氮呈显著负相关。【结论】北部湾北部海域可能存在中度污染或干扰,尤其是秋季的生物群落结构稳定性较差;水温、溶解氧、磷酸盐、硝酸盐及溶解态无机氮等环境因子是影响秋季大型底栖动物群落的主要环境因子,即控制氮、磷输入是维持北部湾海域生态平衡的重要举措。
  • 张小明, 张婷婷, 张贞贞, 李菁菁, 赵旺生
    南方农业学报. 2024, 55(02): 334-345.
    【目的】探究不同饲养方式对南江黄羊肠道菌群结构和血清免疫指标的影响,为开展南江黄羊集约化舍饲养殖提供参考依据。【方法】选取体重相近、健康状况良好的3月龄南江黄羊公羊32只,随机分为2组,每组16只,分别进行放牧饲养(FMGF)和圈舍饲养(SSGF),预饲期7 d,正饲期60 d。正饲期第60 d每组随机选取6只南江黄羊,无菌采集直肠粪便样品,通过Illumina HiSeq探析不同饲养方式下南江黄羊肠道菌群结构差异;同时采集颈静脉血样,通过ELISA检测血清免疫球蛋白(IgA、IgG和IgM)和血清免疫因子(IL-2、IL-4、IL-6和TNF-α)。【结果】FMGF组南江黄羊血清中的IgM含量显著高于SSGF组南江黄羊(P<0.05,下同),而TNF-α含量显著低于SSGF组南江黄羊。FMGF组南江黄羊肠道菌群的Chao1指数显著低于SSGF组南江黄羊。在门分类水平上,FMGF组和SSGF组的优势菌门均为厚壁菌门和拟杆菌门;髌骨细菌门和浮酶菌门在FMGF组的相对丰度极显著高于SSGF组(P<0.01,下同),弯曲菌门、梭杆菌门和纤维杆菌门则表现为FMGF组的相对丰度显著低于SSGF组。在属分类水平上,FMGF组和SSGF组的优势菌属分别是理研菌科_RC9_菌群和克里斯滕森菌科_R-7_菌群;FMGF组相对丰度极显著高于SSGF组的菌属有念珠菌属、丁酸弧菌属、厌氧支原体属及假丁酸弧菌属等;FMGF组相对丰度极显著低于SSGF组的菌群有大肠杆菌—志贺菌属、阿克曼西亚属及拟杆菌属等。IgM含量与乳杆菌属相对丰度呈极显著负相关,与奈瑟菌属和拟杆菌属的相对丰度呈显著负相关;TNF-α含量与单杆菌属和p-1088-a5_gut_group的相对丰度呈极显著负相关。【结论】与舍饲相比,放牧能促使南江黄羊血清中IgM含量升高及TNF-α含量降低,并显著提高肠道中疣微菌门和脱硫杆菌门等有益菌群丰度,同时抑制弯曲菌门和梭杆菌门等有害菌群繁殖。可见,放牧对南江黄羊的免疫性能和肠道有益菌群结构有明显的正向影响。
  • 龙小霞, 杨永鲜, 吕玉新, 吴古荣, 张欢, 杨金春, 汪潘, 杨胜宏, 王忠
    南方农业学报. 2024, 55(02): 311-322+294.
    【目的】探究不同体质量分组兴义矮脚鸡肠道菌群及其网络结构特征,鉴定出与鸡体质量相关的潜在生物标志物,为养鸡业促生长益生菌的发掘提供理论依据。【方法】从同批次的110羽兴义矮脚母鸡群体(16周龄)中选取体质量最高的20羽组成HWC组(1.12±0.05 kg),体质量最低的20羽组成LWC组(0.74±0.05 kg),采集肛门粪便样品检测16SrRNA序列V3~V4可变区,利用Mothur进行肠道菌群Alpha多样性,采用基于未加权UniFrac距离的主坐标分析(PCoA)评估肠道菌群Beta多样性,通过SparCC算法构建肠道菌群互作网络,并应用LEfSe分析鉴定与兴义矮脚鸡体质量相关的肠道微生物。【结果】从40份兴义矮脚鸡粪便样品中共获得3145511条Clean reads,经DADA2聚类分析得到22297个扩增子序列变异体(ASVs)。在门分类水平上,兴义矮脚鸡肠道菌群中相对丰度排名前5的菌门包括厚壁菌门、变形菌门、拟杆菌门、放线菌门和热脱硫杆菌门,对应的相对丰度分别为67.54%、12.24%、11.28%、2.39%和1.26%;在属分类水平上,相对丰度排名前5的菌属分别为乳酸杆菌属、罗斯氏菌属、利吉拉杆菌属、拟杆菌属和志贺杆菌属,对应的相对丰度分别为23.35%、14.86%、5.44%、4.63%和2.77%。LWC组兴义矮脚鸡肠道菌群稳定性指数为3.95%,HWC组的为12.22%,且LWC组的网络复杂性(5.57%)也低于HWC组(7.70%),推测低体质量兴义矮脚鸡肠道菌群复杂性和稳定性的下降与其体质量较低有关。兴义矮脚鸡肠道菌群互作网络中重要性评分排名前5的枢纽菌群分别是植物乳杆菌、乳球菌、瘤胃球菌属扭链群、粪杆菌属和理研菌科_RC9_菌群。LEfSe分析发现,有18个ASVs的相对丰度在HWC组和LWC组间呈显著差异(LDA>2,P<0.05),其中,12个ASVs表现为在LWC组的相对丰度高于HWC组,6个ASVs表现为在HWC组的相对丰度高于LWC组。【结论】肠杆菌科、支原体属等有害菌相对丰度的上升会降低鸡肠道菌群互作网络稳定性和复杂性,且与兴义矮脚鸡的低体质量有关。乳酸杆菌、理研菌科_RC9_菌群、梭状芽孢杆菌等是影响兴义矮脚鸡体质量的潜在关键菌群,可作为兴义矮脚鸡体质量关联的候选生物标志物。
  • 刘雅荣, 夏耘, 魏东, 张凯, 谢骏, 王广军, 龚望宝, 郁二蒙, 孙金辉
    南方农业学报. 2024, 55(02): 378-387.
    【目的】探究饲料中添加黄连素(BBR)与聚β-羟基丁酸酯(PHB)对大口黑鲈(Micropterus salmoides)反季幼苗生长、免疫和肠道菌群的影响,为BBR与PHB在大口黑鲈配合饲料中的应用和大口黑鲈反季繁育提供理论依据。【方法】以大口黑鲈秋苗(体质量130.34±0.26 mg)为试验材料,以投喂基础饲料为对照(CK),B、P和MIX组分别投喂饲料B(1‰BBR)、饲料P(1‰PHB)和饲料BP(1‰BBR+1‰PHB),BP5、BP7和BP14组分别以每5、7和14 d的频率交替投喂饲料B与饲料P,养殖30 d,测定大口黑鲈生长性能、肝脏和肠道生化指标,分析肠道菌群结构及功能。【结果】在生长性能上,与CK相比,除P和MIX组外,其余处理组终末总体质量均显著提高(P<0.05,下同),饲料系数均显著降低;BP5、BP7和BP14组增重率、存活率均显著高于CK;BP7组终末总体质量、增重率和存活率均最高,饲料系数最低。在肝脏中,B、P、BP5、BP7、BP14和MIX组的ACP和AKP活性均显著高于CK,同时GOT和GPT活性均显著低于CK。在肠道中,与CK相比,其他处理组MDA和IL-6含量均显著降低,CAT和LZM含量均显著提高;BP5和BP7组TNF含量均显著低于CK。肠道菌群物种在门分类水平分布上,与CK相比,BP5、BP7和MIX组变形菌门相对丰度明显降低、厚壁菌门相对丰度明显增加,BP7组拟杆菌门相对丰度明显增加;在属分类水平分布上,与CK相比,BP5和BP7组无色杆菌属相对丰度明显降低,乳杆菌属相对丰度明显增加。BP7组微生物功能基因在代谢通路和环境信息处理通路显著富集。【结论】饲料中添加BBR可提高大口黑鲈秋苗的生长性能,BBR和PHB的添加或混合添加均能有效提高鱼体免疫能力及抗氧化能力、改善肝脏损伤和降低肠道炎症反应,以每7 d的频率交替投喂含BBR的饲料与含PHB的饲料效果最好;推测是由于BBR和PHB改变大口黑鲈肠道菌群结构及功能,改善了肝脏及肠道健康。
  • 陈宇航, 陈会丽, 汪胜勇, 高子慧, 田威, 田小海, 丁双成, 王宏伟
    南方农业学报. 2024, 55(02): 440-450.
    【目的】探究高温胁迫下喷施外源化学物质对水稻颖花能量水平的影响及其与水稻耐热性的关系,以期为水稻的耐热栽培提供理论依据。【方法】以常规籼稻高温耐性品种广陆矮15(GLA15)和高温敏感品种绵恢101(MH101)为试验材料,减数分裂期以叶面喷施清水为对照(CK),设5个外源物质喷施处理:0.15 mmol/L蔗糖(Suc)、25mmol/L阿卡波糖(Aca)、10mmol/L水杨酸(SA)、10mmol/L水杨酸+0.15mmol/L蔗糖(SA+Suc)、10mmol/L水杨酸+25 mmol/L阿卡波糖(SA+Aca)。喷施完毕立即利用日光型人工气候室进行高温胁迫(日最高气温/日最低气温为38.0℃/29.0℃)处理,分析高温胁迫下不同外源物质对颖花能量水平、花粉活力、颖花受精率、蔗糖代谢酶活性、抗氧化酶活性、碳水化合物含量、苯丙烷类代谢酶活性和次生代谢物含量的影响。【结果】喷施不同外源物质可构建不同的颖花能量水平,与CK相比,高温胁迫下2个水稻品种的ATP含量和ATPase活性均以SA+Suc处理最高,Aca处理最低,且GLA15颖花的ATP含量和ATPase活性总体高于MH101。高温胁迫下SA+Suc、Suc和SA处理的花粉活力和颖花受精率均较CK提高;Aca处理的花粉活力和颖花受精率则较CK显著降低(P<0.05,下同),MH101分别降低10.3%和35.6%,GLA15分别降低2.5%和8.0%,降幅MH101>GLA15。与CK相比,高温胁迫下SA、Suc和SA+Suc处理的蔗糖合酶、酸性转化酶、超氧化物歧化酶、过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶活性增加,Aca处理的上述酶活性均降低;SA、Suc和SA+Suc处理的颖花碳水化合物含量增加,Aca处理的颖花碳水化合物含量降低(MH101的果糖和可溶性糖含量除外),SA可促进颖花的糖代谢水平,进而缓解Aca对可溶性糖、蔗糖和非结构性碳水化合物含量的抑制作用。高温胁迫下2个品种的苯丙氨酸解氨酶、肉桂酸-4-羟化和4-香豆酸辅酶A连接酶活性及木质素含量均以SA+Suc处理较高,总酚和总黄酮含量以Suc处理较高。【结论】外源化学物质主要通过影响碳水化合物含量和蔗糖代谢,调控颖花能量水平,维持较高抗氧化酶活性和次生代谢物水平,增强水稻花器官对高温胁迫的耐性。通过施用外源物质改善颖花能量起始水平可能是有效缓解水稻高温胁迫的一种潜在技术策略。
  • 杨胜宏, 杨永鲜, 龙小霞, 李辉, 张福平, 周迪, 王忠
    南方农业学报. 2024, 55(02): 323-333.
    【目的】基于微生物16S rRNA测序技术探究3种贵州地方鸡的盲肠菌群结构特征,鉴别不同品种鸡盲肠富集的特定菌群,从肠道菌群角度解析地方鸡遗传资源特性,进而加深对贵州地方鸡肠道菌群特征的认识。【方法】选取3种贵州地方鸡(乌蒙乌骨鸡11羽、黔东南小香鸡12羽及瑶山鸡12羽),采集盲肠内容物样品检测16SrRNA序列V3~V4可变区,通过QIIME计算鸡盲肠菌群Alpha多样性,以主坐标分析(PCoA)评估鸡盲肠菌群Beta多样性;采用SparCC算法构建盲肠菌群互作网络,使用马修斯相关系数(MCC)算法进行枢纽菌群识别,并以LEfse分析鉴别组间差异的菌群类别及功能通路。【结果】从35羽贵州地方鸡盲肠内容物共测序获得2625245条Clean reads,按序列相似度97%的阈值进行聚类分析共获得727个OTUs。在门分类水平上,3种贵州地方鸡盲肠菌群的优势菌包括拟杆菌门、厚壁菌门、变形菌门、互养菌门和螺旋菌门;在属分类水平上,相对丰度排名前5的属为拟杆菌属、理研菌科_RC9_菌群、考拉杆菌属、普拉梭菌属和脱硫弧菌属。从乌蒙乌骨鸡、黔东南小香鸡和瑶山鸡盲肠菌群中分别获得160、144和149个OTUs用于菌群互作网络研究,对盲肠菌群互作网络结构分析发现网络稳定性排序为瑶山鸡(稳定性指数44.22%)>黔东南小香鸡(稳定性指数41.76%)>是乌蒙乌骨鸡(稳定性指数37.56%),而网络复杂性排序为黔东南小香鸡>乌蒙乌骨鸡>瑶山鸡。颤螺菌属是黔东南小香鸡和瑶山鸡盲肠菌群互作网络中重要性评分最高的枢纽菌群,乳酸杆菌属是黔东南小香鸡盲肠的枢纽菌群,理研菌科_RC9_菌群是乌蒙乌骨鸡盲肠的枢纽菌群。LEfSe分析结果表明,乌蒙乌骨鸡盲肠富集到15个特征OTUs,其功能通路涉及氨基酸生物合成、2-氧羧酸代谢、精氨酸生物合成等;黔东南小香鸡盲肠富集到2个特征OTUs,其功能通路涉及光合作用和链霉素生物合成;瑶山鸡盲肠富集到6个特征OTUs,仅涉及脂多糖生物合成功能通路。【结论】品种是影响贵州地方鸡盲肠菌群组成和结构的重要因素,一些特定微生物存在于不同品种鸡盲肠中。其中,理研菌科_RC9_菌群、瘤胃球菌属、紫单胞菌属等在乌蒙乌骨鸡盲肠中富集;巨单胞菌属、理研菌科_RC9_菌群、考拉杆菌属等在瑶山鸡盲肠中富集;脱硫弧菌属和普拉梭菌属在黔东南小香鸡盲肠中富集。
  • 吴志刚, 张洪耀, 高铭佐, 严子科, 谭雯予, 韩书煜, 施金谷, 黄德生, 梁静真, 黄钧
    南方农业学报. 2024, 55(02): 388-396.
    【目的】探究饲料中添加不同水平的黄芪多糖对黄喉拟水龟(Mauremys mutica)生长性能、血清生化指标和肠道菌群结构的影响,以期为黄芪多糖在黄喉拟水龟饲料中的应用及黄喉拟水龟的健康养殖提供理论依据。【方法】将初始平均体重为128.36±1.80g的黄喉拟水龟随机分为5组,分别投喂黄芪多糖含量为0(M0,对照组)、0.25%(M25)、0.50%(M50)、0.75%(M75)和1.00%(M100)的等氮等脂饲料,每组设3个重复,每重复10只龟,投喂60 d后测定其生长性能指标和血清生化指标,以高通量测序分析肠道菌群结构。【结果】生长性能分析结果显示,M25、M50和M75组的黄喉拟水龟的增重率和特定生长率显著高于M0组(P<0.05,下同),饲料系数显著低于M0组,其中M50组的增重率和特定生长率最高、饲料系数最低。M25、M50、M75和M100组黄喉拟水龟背甲长、背甲宽和背甲高的日增长与M0组比较均无显著差异(P>0.05,下同)。血清生化指标检测结果显示,M25、M50和M75组的碱性磷酸酶和超氧化物歧化酶活性显著高于M0组,M50、M75和M100组的过氧化氢酶活性显著高于M0组;M25、M50和M75组的丙二醛含量显著降低。肠道菌群分析结果显示,M25组群落丰富度指数(Sobs指数和ACE指数)显著高于M0组,群落多样性指数(Shannon指数和Simpson指数)与M0组无显著差异。M50、M75和M100组的Sobs指数、Chao1指数、ACE指数、Shannon指数和Simpson指数与M0组差异均不显著。在门分类水平上,各组丰度占比排名前3的菌群均为厚壁菌门、拟杆菌门和变形菌门,0.25%~1.00%的黄芪多糖对门分类水平的肠道菌群组成无显著影响。在属分类水平上,M50组的瘤胃球菌属1和M75组的汉氏盐单胞菌属相对丰度显著提高;添加0.25%和1.00%的黄芪多糖对属分类水平的肠道菌群组成均无显著影响。【结论】饲料中添加适量的黄芪多糖能有效地促进黄喉拟水龟生长、提高抗氧化能力并改善肠道菌群结构。综合分析,建议饲料中黄芪多糖添加量为0.50%。
  • 杨婧, 苏顺雨, 赵添琦, 李永杰, 唐萍, 左如斌, 刘崇兰, 杨静
    南方农业学报. 2024, 55(02): 397-410.
    【目的】揭示外源茉莉酸(Jasmonic acid,JA)对脂氧合酶基因LOX3敲除水稻株防御响应的影响,为利用外源JA等激发子提高农作物因抗性相关基因丧失导致的水稻防御响应降低问题提供基础数据。【方法】以感病粳稻丽江新团黑谷(LTH)及其LOX3敲除水稻株系(Δlox3#1、Δlox3#10和Δlox3#20)为材料,开展水稻株高、分蘖数和百粒重等表型分析、过氧化物酶(POD)、活性氧(ROS)和木质素等抗菌化合物活性(含量)测定,以及防御相关基因表达分析;进一步对供试水稻进行稻瘟菌接种,调查供试水稻稻瘟病症状,检测稻瘟菌接种水稻中抗菌化合物活性(含量)及防御相关基因表达等,并观察稻瘟菌在水稻中的侵染进程;在此基础上,使用外源JA处理稻瘟菌接种36和48 hpi时的Δlox3敲除水稻株和LTH,分析JA对水稻稻瘟病症状及稻瘟菌侵染的水稻中抗菌化合物活性(含量)和防御相关基因表达等的影响,同时观察JA对稻瘟菌侵染进程的影响。【结果】Δlox3敲除水稻株种子发芽速度快于野生型,但株高、分蘖数和百粒重等与野生型相近;稻瘟菌接种的Δlox3敲除水稻株稻瘟病症状较稻瘟菌接种的野生型水稻严重,且胼胝质数、POD活性及木质素含量降低,ROS含量和死细胞数增加,OsWRKY45、OsPR1a和OsPOX1基因下调幅度和稻瘟菌菌丝定殖量明显高于稻瘟菌接种野生型水稻;外源JA可有效减缓稻瘟菌接种36和48 hpi的Δlox3敲除水稻株稻瘟病症状,且JA提高了稻瘟菌接种36和48 hpi的Δlox3敲除水稻株中胼胝质数、POD活性和木质素含量以及防御相关基因OsWRKY45、OsPR1a和OsPOX1表达水平,而降低了OsRbohB表达量及ROS含量和细胞死亡数,同时限制了稻瘟菌菌丝扩展;其中JA对稻瘟菌接种48 hpi的Δlox3敲除水稻株稻瘟病症状减轻效果优于JA对稻瘟菌接种36 hpi的Δlox3敲除水稻株,主要体现在JA使稻瘟菌接种48 hpi的Δlox3敲除水稻株中抗菌化合物增加幅度、防御相关基因表达水平、细胞死亡数和稻瘟菌菌丝扩展受限等优于JA处理稻瘟菌接种36 hpi的Δlox3敲除水稻株。【结论】LOX3基因敲除提升了水稻种子发芽速度而降低了水稻抗瘟性,外源JA则减缓LOX3敲除导致的水稻防御响应降低,提高了水稻抗瘟性。JA在减缓农作物因抗性基因持久性短而造成的抗性降低或丧失方面具有潜在的应用前景。
  • 杨通黎, 杨松花, 王晶琴, 马秀国, 陈竹
    南方农业学报. 2024, 55(02): 451-459.
    【目的】研究不同大豆品种幼苗对低磷胁迫的响应,为耐低磷大豆的筛选和育种改良提供理论依据。【方法】以13个大豆品种[黔豆11号(Qd11)、商豆1013(Sd)、牛毛黄豆(Nm)、中黄13号(Zh13)、七星1号(Qx1)、华春6号(Hc6)、中黄30(Zh30)、华夏3号(Hx3)、矮选(Ax)、华夏2号(Hx2)、绥阳豆(Sy)、中黄301(Zh301)和中黄61(Zh61)]为试验材料,设正常供磷(0.5 mmol/L KH_2PO_4)和低磷胁迫(0.02 mmol/L KH_2PO_4)2个磷处理,进行沙培试验,研究低磷胁迫下不同大豆品种幼苗的生长形态和生理特性,并通过隶属函数法综合评价不同大豆品种的耐低磷能力。【结果】低磷胁迫下,大豆的株高、茎粗、叶面积、地上部干重和磷含量有降低趋势,而根冠比和地上部磷利用效率有上升趋势;低磷胁迫也对大豆叶片的SPAD值和荧光参数产生影响,SPAD值、最大荧光产量(F_m)、可变荧光(F_v)、PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)多为降低趋势,而初始荧光(F_o)多为升高趋势;此外,低磷胁迫下大豆叶片丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性有上升趋势。基于耐低磷能力综合值(D),可将13个大豆品种分为耐低磷型、中间型和低磷敏感型,其中耐低磷型品种(Qx1、Sy和Hx2)整体表现为生理调节能力较强,有较高的地上部磷利用效率,能通过提高抗氧化酶活性降低叶片损伤,维持正常光系统途径;中间型品种(Ax、Zh30、Hc6和Qd11)叶片膜损伤较低,但光系统受损较大;低磷敏感类型大豆品种(Zh301、Hx3、Zh61、Zh13、Sd和Nm)地上部磷利用效率降低,生理调节能力较弱,叶片功能受损严重。【结论】不同大豆品种对低磷胁迫的响应程度存在差异,参试材料中Qx1、Sy和Hx2的耐低磷能力相对较强,能更好适应低磷环境来保证正常的生长发育和生理活动。
  • 王兆丰, 代华, 高义霞, 李昭, 杜石勇
    南方农业学报. 2024, 55(02): 578-588.
    【目的】探究室温条件下多酚处理对甜樱桃采后品质和活性氧(ROS)代谢的影响,以期为保持甜樱桃果实品质和延长货架期提供新途径。【方法】选用4种多酚单体酚(咖啡酸、儿茶素、绿原酸和原花青素)处理甜樱桃,以去离子水处理作为对照组,测定在20℃室温贮藏过程中(0~10 d)甜樱桃果实品质、ROS、非酶抗氧化剂含量、抗氧化酶活性及细胞膜脂质过氧化等指标的变化,并对多酚处理后甜樱桃品质与抗氧化系统相关特征进行相关分析。【结果】与对照组相比,多酚处理组甜樱桃果实的失重率明显降低,多酚处理降低甜樱桃贮藏过程中的呼吸速率,减少果实内部营养物质的过度消耗,保持可滴定酸(TA)和维生素C(Vc)较高含量,表现出更高水平的抗氧化酶活性、花青素、总酚、总黄酮和抗氧化能力,同时抑制超氧阴离子(O2-·)的产生和积累,并减轻果实细胞膜的脂质过氧化程度。4种多酚单体酚中,原花青素的处理效果最佳。当贮藏至第10 d时,原花青素处理的甜樱桃果实失重率和腐烂率最低,分别为1.36%和3.49%,Vc含量仅下降35.36%,花青素含量为0.24 g/kg,显著高于对照组(P<0.05,下同),总抗氧化能力较对照组显著增加62.61%,丙二醛(MDA)含量仅增加52.45%。果实失重率与腐烂率、MDA含量和O2-·产生率呈极显著正相关(P<0.01,下同),与Vc含量、非酶抗氧化剂(总酚、总黄酮、花青素)含量和总抗氧化能力呈极显著负相关,与TA含量呈显著负相关。【结论】多酚处理可抑制ROS积累引起的甜樱桃果实氧化衰老,有效保持果实营养价值并延长其货架期;以原花青素处理的保鲜效果最佳,保持甜樱桃细胞膜结构的完整性,有效防止抗氧化能力下降,延缓果实衰老。
  • 姚云昊, 王文倩, 杜广祖, 沈云峰, 孟继枝, 肖文祥, 陈斌
    南方农业学报. 2024, 55(02): 355-365.
    【目的】明确一点缀螟[Paralipsa gularis (Zeller)]幼虫肠道细菌组成结构与多样性并预测其功能,为后续挖掘该害虫肠道的功能菌及制定其综合防治策略提供理论依据。【方法】以云南省保山和芒市一点缀螟种群为研究对象,利用传统分离培养法并结合高通量测序技术,对2个地理种群一点缀螟3龄幼虫肠道细菌进行分离鉴定和测序,分析其组成结构与多样性,并通过KEGG代谢通路分析不同地理种群一点缀螟幼虫肠道细菌功能基因的表达情况。【结果】保山一点缀螟种群3龄幼虫肠道细菌有23门48纲120目211科375属,优势属是肠球菌属(Enterococcus,38.02%)和肠杆菌属(Enterobacter,17.24%);共分离到可培养细菌2门4科5属10种,优势门、科、属、种分别是厚壁菌门(72.73%)、芽孢杆菌科(36.36%)、芽孢杆菌属(36.36%)和鹑鸡肠球菌(45.34%)。芒市一点缀螟幼虫肠道细菌有6门9纲22目46科69属,优势属是肠球菌属(56.13%)和肠杆菌科未知属(15.02%);共分离到可培养细菌2门4科4属8种,优势门、科、属、种分别是厚壁菌门(62.50%)、芽孢杆菌科(62.50%)、芽孢杆菌属(62.50%)和高地芽孢杆菌(33.85%)。保山一点缀螟种群3龄幼虫肠道细菌群落ACE指数、Chao1指数、Simpson指数和Shannon指数分别为852.00、852.00、0.93和6.03,均高于芒市种群的对应指数(196.18、196.00、0.91和4.73)。KEGG代谢途径差异分析结果显示,一点缀螟幼虫肠道细菌主要参与膜运输、氨基酸和碳水化合物等代谢过程。【结论】一点缀螟幼虫肠道细菌种类丰富,有23门48纲121目225科408属,其肠道细菌群落多样性随着地理环境条件的改变而存在差异,其中保山种群肠道细菌群落组成及多样性高于芒市种群。一点缀螟幼虫肠道细菌可能参与膜运输、氨基酸和碳水化合物等代谢。
  • 张曼, 刘炳顺, 陈晓, 岳茂婷, 朱国渊, 田永明, 宁婧怡, 秦得强, 吴国星, 高熹
    南方农业学报. 2024, 55(02): 489-498.
    【目的】通过对叉角厉蝽[Eocanthecona furcellata (Wolff)]毒液丝氨酸蛋白酶(Serine protease,SP)基因EfSP2的克隆、序列分析、表达谱分析及RNA干扰(RNAinterference,RNAi),解析EfSP2蛋白的功能,为EfSP2基因的分子特征研究及功能注释提供科学依据。【方法】从叉角厉蝽唾液腺转录组中获得EfSP2基因序列,利用PCR技术扩增EfSP2基因完整开放阅读框(Open reading frame,ORF)序列,对其进行生物信息学分析;利用实时荧光定量PCR方法分析EfSP2基因在叉角厉蝽不同发育阶段(卵、1~5龄若虫和雌雄成虫)唾液腺及雌成虫不同组织(马氏管、唾液腺、脂肪体、卵巢、中肠、头)中的表达情况;通过RNAi技术检测其对叉角厉蝽雌雄成虫存活及捕食的影响。【结果】克隆获得EfSP2基因ORF序列长861 bp,编码286个氨基酸;EfSP2氨基酸序列中具有1个完整的Tryp-SPc结构域,含有胰蛋白酶N末端保守的起始氨基酸序列(IVGG);含有保守的SP三联体催化活性中心,属于丝氨酸蛋白酶家族的类胰蛋白酶亚家族;与稻绿蝽(Nezara viridula)SP同源性最高,氨基酸序列一致性为44.69%。EfSP2基因在叉角厉蝽雌雄成虫和唾液腺中有极高的表达量。注射dsEfSP2能显著抑制靶标基因的表达(P<0.05,下同),且显著降低叉角厉蝽雌雄成虫的存活率和捕食量。【结论】成功克隆了叉角厉蝽毒液丝氨酸蛋白酶EfSP2基因。时空表达谱及RNAi结果表明,EfSP2可能是叉角厉蝽生长发育、捕食和消化过程中的重要蛋白之一。
  • 赵明, 龙芳, 武鹏, 莫天利, 黄相, 苏祖祥, 魏守兴, 邹瑜, 张欣, 林志城
    南方农业学报. 2024, 55(02): 540-550.
    【目的】筛选鉴定抗枯萎病香蕉品种宝岛蕉的早花突变体,为进一步利用突变体株系选育适应性更广的香蕉新品种提供参考依据。【方法】利用多代组织培养繁育结合田间种植对比试验,依据生育期短、抗病性强、株高矮、株产高和遗传稳定筛选目标,从宝岛蕉早花突变后代中筛选优良株系,以宝岛蕉为对照,按照香蕉种质资源描述规范对优良突变株系的形态特征和生物学特性等进行观察鉴定,测定分析植株球茎生长点部位碳、氮营养累积以及成花相关激素吲哚乙酸(IAA)、玉米素(ZR)、赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)含量差异,通过ISSR分子标记检测突变体及其野生型之间的遗传变异和亲缘关系。以宝岛蕉和主栽品种(桂蕉6号及巴西蕉)为对照,利用伤根浸菌法进行苗期抗病性鉴定,并在广西和海南开展区域种植试验及田间抗病性鉴定。【结果】筛选获得优良突变株系0523(简称0523),其新植蕉平均株高280.0 cm,假茎基围80.5 cm、中围60.0 cm,较宝岛蕉分别减小14.0%、5.8%和11.8%,新抽总叶片数26~29片;果实营养品质和单株产量与宝岛蕉无显著差异(P>0.05,下同)。0523球茎生长点碳氮比较宝岛蕉显著提高19.0%(P<0.05,下同),GA和IAA含量显著降低24.8%和22.6%,ABA和ZR含量与宝岛蕉相比略有增加,差异不显著。抗病性苗期鉴定结果显示0523为中抗且偏强,抗性水平与宝岛蕉相比略有提高,桂蕉6号为高感。突变株系0523与宝岛蕉的多态性比率为8.8%,遗传相似系数为0.95,二者存在差异。0523在广西和海南各试验点第1、2造蕉平均发病率分别为4.5%和3.5%,较主栽品种降低87.8%和94.1%,各试验点发病率均显著低于主栽品种。0523第1、2造蕉的生育期较宝岛蕉显著缩短,与主栽品种无显著差异。【结论】突变株系0523具有抗枯萎病、早熟、矮化、适应性广等优良性状,可用来培育大面积推广的香蕉新品种,或作为亲本育种材料应用于香蕉育种研究。
  • 丁凤娇, 李元朝, 柳紫琼, 李鹏春, 闫佳伟, 袁雨薇, 林进龙, 李鹏铭, 金珊
    南方农业学报. 2024, 55(02): 551-565.
    【目的】比较不同烘焙次数对美人茶风味品质的影响,为美人茶烘焙工艺优化及品质提升提供参考依据。【方法】以室内自然萎凋和室外日光萎凋2种方式制成的金萱和青心大冇美人茶为试验材料,采用感官审评和生化成分检测对不同烘焙次数的金萱和青心大冇美人茶进行品质分析,利用顶空固相微萃取结合气相色谱质谱联用(HSSPME-GC-MS)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)方法对烘焙美人茶的挥发性物质进行鉴定和分析。【结果】感官审评结果显示,随着烘焙次数的增加,2种美人茶汤滋味更醇厚,口感更顺滑;茶汤香气由开始的清香转为轻蜜香,再到蜜香,逐渐形成美人茶果蜜香和花蜜香的香气特征。生化成分测定结果显示,烘焙2次后,室外萎凋金萱和青心大冇美人茶中茶多酚含量分别由24.225%和20.461%下降至22.210%和19.015%;在室内和室外萎凋的青心大冇美人茶中,随着烘焙次数的增加,茶褐素含量由2.540%和2.801%下降至2.343%和1.967%;水浸出物和茶黄素含量在第2次烘焙金萱美人茶中显著增加(P<0.05)。挥发性物质分析结果表明,不同烘焙次数美人茶中共鉴定出151种挥发性物质,包括醇类35种、醛类25种、酯类29种、烯烃类21种、酮类17种和其他类24种。依据OPLS-DA分析,筛选变量重要性投影大于1(VIP>1)的物质为差异挥发性物质,在第1次和第2次烘焙金萱美人茶中分别筛选出18和19种差异挥发性物质,在第1次和第2次烘焙青心大冇美人茶中分别筛选出25和36种差异挥发性物质。其中香叶醇、苯乙醇、芳樟醇、(Z)-氧化芳樟醇(呋喃类)、二氢芳樟醇、苯甲醛和水杨酸甲酯是不同烘焙次数美人茶中的关键香气化合物,其含量的上升形成美人茶的蜜香和花果香。经2次烘焙后,金萱美人茶中的香气物质总含量增加1.3~2.5倍,青心大冇美人茶香气物质总含量增加1.2~1.8倍。【结论】烘焙有助于改善美人茶的香气品质,使其滋味更醇柔,口感更顺滑,整体风味品质得到明显提升,以烘焙2次后的美人茶品质更佳,蜜香更显,滋味更甘醇。
  • 叶雷, 张波, 杨学圳, 谭伟, 李小林
    南方农业学报. 2024, 55(02): 566-577.
    【目的】探究不同毛木耳种质的氨基酸组成及营养差异,为合理开发利用毛木耳资源提供科学参考。【方法】测定6份毛木耳种质(SH、QB、CB、FS、HY和CF)的氨基酸和常规营养成分,基于主成分分析、聚类分析,利用氨基酸比值(RAA)、氨基酸比值系数分(SRC)等指标综合评价营养差异。【结果】6份毛木耳种质均含17种氨基酸,氨基酸总量4.139~6.314 g/100 g,以QB的氨基酸总量最高,且显著高于其他5份种质(P<0.05,下同);天门冬氨酸(Asp)和谷氨酸(Glu)含量相对较高,半胱氨酸(Cys)、蛋氨酸(Met)、酪氨酸(Tyr)和异亮氨酸(Ile)含量相对较低;第一限制性氨基酸为Met+Cys,第二限制性氨基酸为赖氨酸(Lys),呈味氨基酸以鲜味氨基酸为主,必需氨基酸与总氨基酸比值均高于联合国粮食及农业组织/世界卫生组织(FAO/WHO)模式;SRC为63.999~75.217,以FS和CB相对较高。不同毛木耳种质营养差异明显,必需氨基酸含量1.515~2.227 g/100 g,QB和HY显著高于其他种质;蛋白质含量5.508~7.707 g/100 g,以HY最高;粗多糖含量3.827~10.140 g/100 g,钙含量1.790×10~3~4.867×10~3 mg/kg,铁含量17.007~180.667 mg/kg,灰分含量1.967~5.400 g/100 g,均以FS最高;粗脂肪含量0.100~0.500 g/100 g,锌含量6.333~10.800 mg/kg,硒含量0.015~0.084 mg/kg,均以CB最高,且显著高于其他种质。主成分分析结果显示,6份种质氨基酸综合得分由高到低排序为QB>HY>FS>CF>CB>SH。聚类分析将6份种质分成三大类群,SH、CB和CF聚为类群Ⅰ,综合品质较差;FS单独聚为类群Ⅱ,综合品质居中;QB和HY聚为类群Ⅲ,综合品质最佳。【结论】6份毛木耳种质氨基酸种类齐全,必需氨基酸占比较高,营养均衡性好;不同毛木耳种质的氨基酸组成及营养品质差异明显,以QB和HY的综合营养品质最佳。
  • 蔡仲慧, 李秀杰, 王悦, 李勃, 谢兆森
    南方农业学报. 2024, 55(02): 499-508.
    【目的】探究不同赤霉素处理方式对阳光玫瑰葡萄果实生长动态及品质的影响,为筛选较优的赤霉素处理方式及提高阳光玫瑰葡萄的产量和质量提供理论指导。【方法】以10年生V形架自根阳光玫瑰葡萄为试验材料,设拉穗+无核保果+膨大处理(T1)、无核保果+膨大处理(T2)、膨大处理(T3),清水处理作为对照(CK)。研究4个处理下果实生长动态变化,测量拉穗处理0、12、24 h和3、7 d后的花穗长度;测定成熟期果实纵径、横径,处理20、40、60、80和100 d(成熟期)的单果重、单果体积、果实硬度、果实可溶性固形物和可滴定酸含量及糖酸组分等果实品质指标。【结果】T1处理中赤霉素拉穗处理7 d后花穗长度显著高于CK(P<0.05,下同);相较于CK,赤霉素处理(T1、T2和T3)可使阳光玫瑰果实快速生长期提前,处理后20~40 d,T1和T2处理果实单果重和体积增长速度及果实硬度下降速度均为最大值。赤霉素处理显著增加阳光玫瑰葡萄果实纵径、横径、单果重和体积,能够促进果实膨大,提高阳光玫瑰果实可溶性固形物含量,对果实内糖酸组分及硬度影响较小。其中T2处理的果实纵径较CK显著提高28.1%,单果重和体积峰值分别为11.3 g和10.59 cm~3,均显著高于T3和CK;至成熟期,T2处理果实糖酸比较CK显著提高22.1%,可溶性固形物含量为16.40%,果实内果糖(63.49 mg/g)和葡萄糖(78.66 mg/g)含量在4个处理中最高,且显著高于T1和T3处理;T2处理的可滴定酸含量显著低于T1处理和CK。【结论】不同赤霉素处理方式均能明显促进阳光玫瑰葡萄果实生长发育,提高果实品质。其中无核保果+膨大处理后的果实生长迅速,能在保证果实膨大生长的同时增加果实可溶性固形物含量,品质最佳,适宜在生产中使用。
  • 刘宣宣, 贺忠群, 李清明, 扎西桑布, 秦艳梅, 李春燕, 张瑞洁
    南方农业学报. 2024, 55(02): 520-530.
    【目的】研究植物工厂中不同LED光质对番杏植株生长及营养物质积累的影响,为筛选适宜番杏植株生长的最佳光质及番杏的优质高效栽培提供参考依据。【方法】以种植在植物工厂中的番杏为试验材料,设置白光为对照(CK)及不同比例红、蓝光(R2B8、R5B5和R8B2)4个光照条件处理,处理后45 d,测定番杏主根长、株高、茎粗、叶片数、叶面积和含水量等生长指标,测定光合色素含量与光合参数[净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)和蒸腾速率(T_r)]及营养品质(单宁、总黄酮、总皂苷、可溶性糖、维生素C、可溶性蛋白和硝酸盐含量)指标,并分析主要农艺性状与营养指标的相关性。【结果】随着红光比例的增加,株高和主根长呈上升趋势,排序为R8B2>R5B5>CK>R2B8;红光比例的增加显著促进了番杏叶面积的增加(P<0.05,下同),R8B2处理下番杏的茎粗、叶片数、叶面积和鲜重均为最高值,分别较CK显著增加30.40%、16.00%、39.14%和5.86%;叶绿素a与总叶绿素含量在R8B2处理下含量最多,与CK相比分别显著增加20.94%和27.42%;R8B2处理下番杏P_n最高,与CK相比显著增加59.45%;R5B5处理的P_n最小。R2B8处理的总皂苷含量最高,与CK相比显著增加14.63%。可溶性糖与维生素C含量随着红光比例增加呈先升后降的变化趋势,分别在R5B5和R2B8时达峰值后降低。可溶性蛋白含量各处理差异不显著(P>0.05),硝酸盐含量随着红光比例的增加而降低。相关分析结果显示,不同LED光质处理下番杏的生长特性和营养成分变化密切相关。番杏的株高与茎粗、叶面积、鲜重等呈极显著正相关(P<0.01,下同),P_n与叶绿素a、总叶绿素含量和茎粗呈极显著正相关,总黄酮与单宁和可溶性蛋白呈显著正相关,硝酸盐与茎粗、叶绿素b、G_s等呈负相关。【结论】红、蓝光不同配比影响植物工厂中番杏的生长和营养物质积累,当2种光质光配比为R8B2时可促进番杏光合作用、形态建成和营养物质积累,降低硝酸盐含量,提升食用口感,可应用于番杏实际生产。
  • 吴元彩, 王东登, 郑旭阳, 李永强, 王鹏, 钟川, 于文进
    南方农业学报. 2024, 55(02): 509-519.
    【目的】研究激素和蔗糖对番茄子叶节位侧芽萌发和生长的影响,为培育番茄接穗双头苗提供理论依据。【方法】以子叶节位易萌发侧芽番茄TZ1502和不易萌发侧芽番茄TR1525为材料,通过比较打顶后内源激素含量、相关基因表达量变化,以及外源激素和蔗糖喷施对子叶节位侧芽萌发生长的影响,从激素水平和基因表达的角度探讨番茄子叶节位侧芽萌发的调控机理。【结果】打顶后2种番茄的IAA含量和生长素转运基因PIN1的相对表达量均先降低后增加,PIN1的相对表达量在TZ1502中高于TR1525;细胞分裂素合成基因IPT2的相对表达量在TZ1502打顶第3 d增加到最大值,而在TR1525中的相对表达量无显著变化(P>0.05);芽内负调控因子BRC1在TR1525中的相对表达量增加,且高于在TZ1502中的相对表达量。TZ1502侧芽萌发能力强于TR1525,表明打顶后侧芽萌发与IAA和CKs含量及其相关基因的表达有关,同时也与BRC1基因的表达有关。GR24和NAA通过下调IAA3和PIN1基因的表达降低IAA含量,下调IPT2和IPT3基因的表达降低CKs含量,以及上调BRC1基因表达;TIBA通过抑制PIN1基因的表达、上调BRC1基因表达,进而抑制侧芽萌发和生长。相反,蔗糖通过上调PIN1、IAA3、IPT2和IPT3基因的表达增加IAA和CKs的含量,抑制BRC1基因的表达,进而促进子叶节位侧芽萌发和生长。【结论】打顶后番茄TZ1502的子叶节位侧芽萌发能力比TR1525强。番茄子叶节位侧芽萌发与其基因型和激素相关,即IAA3和PIN1基因表达上调且IAA和CKs含量增加、BRC1基因表达下调促进侧芽萌发。培育番茄接穗双头苗,蔗糖外源处理促进子叶节位侧芽萌发和生长,调控作用与CKs的积累效应有关。
  • 杨启晟, 周明旭, 滕少花, 肖正中, 王自豪, 周晓情, 吴柱月, 马青艳, 温斌华, 彭夏云
    南方农业学报. 2024, 55(02): 346-354.
    【目的】探索罗汉果渣、豆腐渣、红薯皮和芋头粉4种组分混合渣发酵料替代部分日粮对广西富凤麻鸡肠道微生物菌群的影响,同时评估混合渣发酵料替代日粮的最佳比例,为混合渣发酵料在鸡养殖生产中的应用提供参考依据。【方法】选定60日龄广西富凤麻鸡(母鸡)20羽,随机分成4组,每组5羽,使用罗汉果渣、豆腐渣、红薯皮和芋头粉混合渣发酵料分别替代5%(R5)、10%(R10)和15%(R15)日粮,以全日粮为对照(CK),进行97 d的饲养试验。饲养结束后采集鸡大肠内容物,基于Illumina高通量测序技术探究混合渣发酵料替代日粮对广西富凤麻鸡大肠微生物群落多样性的影响。【结果】广西富凤麻鸡大肠微生物群落Chao1指数排序为R15>CK>R10>R5,Shannon指数排序为CK>R15>R10>R5,Simpson指数排序为CK=R15=R10>R5。各试验组间的Chao1指数、Shannon指数和Simpson指数均无显著差异(P>0.05,下同)。在门分类水平上,拟杆菌门、厚壁菌门及变形菌门为优势菌门,拟杆菌门相对丰度排序为R10>R15>CK>R5,厚壁菌门相对丰度排序为R5>CK>R15>R10,变形菌门相对丰度排序为CK>R10>R15>R5。其中,R5试验组的变形菌门和Epsilonbacteraeota相对丰度显著低于CK(P<0.05,下同)。在属分类水平上,变形杆菌属相对丰度排序为CK>R10>R5>R15,且3个替代试验组的相对丰度显著低于CK;瘤胃梭菌属9相对丰度排序为R10>R15>CK>R5,仅R10试验组的相对丰度显著高于CK;粪杆菌属相对丰度排序为CK>R10>R5>R15,其中R15试验组的相对丰度显著低于CK。【结论】以罗汉果渣、豆腐渣、红薯皮和芋头粉4种组分的混合渣发酵料替代5%、10%和15%日粮饲喂广西富凤麻鸡,不会影响鸡肠道微生物群落的物种丰度及多样性;基于有益菌和有害菌的综合评估,10%添加比例能增加益生菌瘤胃梭菌属9相对丰度且对变形杆菌属的影响最小,为最优添加比例。
  • 陈琴, 郭元元, 李洋, 康德贤, 张力, 孙晓研, 宋焕忠, 唐娟, 文俊丽, 陈振东
    南方农业学报. 2024, 55(02): 432-439.
    【目的】通过主基因+多基因遗传模型分析有棱丝瓜早熟性相关性状的遗传规律,为早熟丝瓜品种选育提供理论参考。【方法】以高代自交系有棱丝瓜LC034(♀)和LC052(♂)为亲本构建6世代群体,采用主基因+多基因遗传分离法分析有棱丝瓜的4个早熟相关性状(第一雌花节位、始花期、第一坐果节位和始收期)遗传规律。【结果】LC034的4个早熟相关性状均极显著低于LC052(P<0.01)。F_1、BC_1P_1、BC_1P_2和F_2代群体的4个早熟相关性状变异系数为8.70%~25.46%、14.77%~37.67%、19.93%~38.97%和22.37%~46.81%,且4个早熟相关性状在F_2代群体的分离频率分布均包含多种正态分布的混合分布。MX2-ADI-ADI为第一雌花节位和第一坐果节位的最优遗传模型,受2对加性—显性—上位性主基因+加性—显性—上位性多基因控制;第一雌花节位在BC_1P_1、BC_1P_2和F_2代群体的主基因遗传率(h~2_(mg))分别为4.63%、84.69%和79.99%,多基因遗传率(h~2_(pg))为74.60%、0和0;第一坐果节位在BC_1P_1、BC_1P_2和F_2代群体的h~2_(mg)分别为2.38%、82.86%和76.45%,h~2_(pg)为57.04%、0和0。2MG-ADI为始花期的最优遗传模型,受2对加性—显性—上位性主基因控制,在BC_1P_1、BC_1P_2和F_2代群体的h~2_(mg)分别为72.02%、79.05%和86.53%。2MG-AD为有棱丝瓜始收期最优遗传模型,属于2对主基因控制的加性—显性遗传模型,在BC_1P_1、BC_1P_2和F_2代群体的h~2_(mg)分别为62.33%、84.79%和85.07%。【结论】有棱丝瓜的第一雌花节位、始花期、第一坐果节位和始收期均表现为数量性状的特点,受多基因的控制,其中第一雌花节位和第一坐果节位受2对主加性—显性—上位性主基因+加性—显性—上位性多基因控制,始花期受2对加性—显性—上位性主基因控制,始收期受2对加性—显性主基因控制。
  • 萧允艺, 赵晓梦, 刘金丰, 于泽浩, 刘杰凤, 林丽静
    南方农业学报. 2024, 55(02): 422-431.
    【目的】测定番石榴果实发育过程中的抗坏血酸含量,并分析番石榴抗坏血酸合成酶基因的表达特性,为后续深入挖掘果实抗坏血酸合成调控机理及选育优质番石榴品种提供理论参考。【方法】以番石榴品种珍珠果实为研究对象,测定不同果实发育(花后10~130 d)过程中果肉(鲜重)中抗坏血酸含量及单果抗坏血酸总量,并从番石榴基因组数据中挖掘其抗坏血酸合成途径酶基因,通过实时荧光定量PCR检测其在果实发育过程中的表达特性。【结果】珍珠番石榴品种果实发育成熟周期为130 d,生长速率出现2个高峰期,分别出现在幼果膨大期和大果膨大期,果实果皮颜色从深绿色向浅绿转变,在花后110 d果皮颜色转变最明显。番石榴果肉抗坏血酸含量在果实发育成熟前期(花后10~40d)保持在较高水平,特别是在花后30d,果肉抗坏血酸含量达132mg/100g,在花后40~100d抗坏血酸含量稍微下降但较稳定,保持在102.73 mg/100 g以上,成熟后期随果实迅速膨大而抗坏血酸含量略有下降,为84.39 mg/100 g,但单果抗坏血酸总量持续上升。从番石榴基因组数据共鉴定获得13个基因编码果实抗坏血酸合成途径相关酶的基因,这些基因编码完整L-半乳糖途径的相关酶,其中有6个基因集中于3号染色体,推测3号染色体是番石榴果实维生素合成的关键染色体。实时荧光定量PCR检测结果显示,除磷酸甘露糖异构酶基因(PgPMI1)和甘露糖磷酸变位酶基因(PgPMM1)在果实发育成熟过程中表达不规律外,其余11个L-半乳糖途径相关酶基因均在果实发育中期上调表达,后期表达又下调。果实抗坏血酸含量与GDP-甘露糖焦磷酸化酶基因(PgGMP1)和GDP-甘露糖-3',5'-表型异构酶基因(gGME2)表达显著正相关(P<0.05)。【结论】番石榴果实抗坏血酸积累与其合成途径基因的完整性及表达水平密切相关,推测由9类酶组成的L-半乳糖途径存在复杂的分子调控网络,挖掘获得的13个L-半乳糖途径成员,可用于后续番石榴优良品种的选育及转录调控机理研究。
  • 赖多, 王德林, 周国昌, 邵雪花, 秦健, 庄庆礼, 蔡时可, 肖维强
    南方农业学报. 2024, 55(02): 479-488.
    【目的】明确余甘子果实斑点病的病原菌种类,了解其生物学特性,筛选有效的防治药剂,为余甘子果实斑点病的科学诊断和田间防治提供理论依据。【方法】从广东省汕尾市陆河县余甘子产业园种植基地采集发生斑点病的余甘子果实,采用组织分离法对余甘子斑点病病果进行病原菌分离,通过形态学特征和基于多基因(ITS、TUB和EF1-α)的系统发育进化分析对病原菌进行鉴定;采用针刺接种法测定病原菌菌株的致病力;采用菌丝生长速率法测定不同培养条件对病原菌菌丝生长的影响;通过室内毒力测定评估12种常见杀菌剂对病原菌的抑菌活性。【结果】从余甘子病果中分离出1株病原真菌菌株PE3,致病性测定结果表明,该菌株为余甘子斑点病致病菌,其形态特征与间座壳菌Diaporthe phoenicicola相似,且其ITS、TUB和EF1-α基因系统发育进化树分析显示与D.phoenicicola聚在同一分支。生物学特性测定结果显示,菌株PE3菌丝生长的最适温度为25℃,最适p H为7,最适生长碳源为甘油和蔗糖,最适生长氮源为酵母提取物。室内毒力测定结果显示,450 g/L咪鲜胺乳油对菌株PE3菌丝生长的抑制作用最强,抑制中浓度(EC_(50))为0.019 mg/L;其次是8%氟硅唑微乳剂、10%苯醚甲环唑微乳剂和25%吡唑醚菌酯悬浮剂,EC_(50)分别为0.023、0.124和0.194 mg/L;而2%春雷霉素水剂对菌株PE3菌丝生长的抑制效果最差,EC_(50)为402.336 mg/L。【结论】间座壳菌D.phoenicicola是引起余甘子果实斑点病的病原菌,450 g/L咪鲜胺乳油、8%氟硅唑微乳剂、10%苯醚甲环唑微乳剂和25%吡唑醚菌酯悬浮剂能有效防治余甘子果实斑点病,可在余甘子种植中推广应用。
  • 荆永琳, 王小冰, 李俊国, 陈浪欣, 杨庆全, 徐立
    南方农业学报. 2024, 55(02): 411-421.
    【目的】克隆蜻蜓凤梨成花素基因AfFT3,并鉴定其生物学功能,为深入解析凤梨科植物开花分子机制提供理论依据。【方法】克隆AfFT3基因,利用生物信息学软件进行序列分析,并通过实时荧光定量PCR探究其在低温(18℃)、常温(25℃)和高温(35℃)及外源乙烯处理下的表达情况,采用农杆菌浸花法将AfFT3基因转入拟南芥,观察转基因植株表型,通过异源表达预测其生物学功能。通过酵母单杂交试验初步鉴定其启动子与AfEIN3蛋白的互作关系。【结果】从蜻蜓凤梨中克隆获得AfFT3基因全长570 bp,编码区(CDS)序列为465 bp,编码154个氨基酸残基,蛋白分子量为17.3 kD,为稳定的亲水性蛋白,无跨膜螺旋区,含有PKC、PKA、cdc2、INSR和GSK3等多个蛋白激酶磷酸化位点。同源序列比对发现,AfFT3蛋白中有2个氨基酸残基~(138)Trp和~(140)Gln突变为~(138)Met和~(140)Glu。系统发育分析结果显示,该蛋白属于PEBP家族的FT-like蛋白亚家族,与TFL-like亚家族的亲缘关系较近。与对照(大棚正常条件下栽培植株)相比,高温和低温处理下AfFT3基因在蜻蜓凤梨中的相对表达量显著(P<0.05,下同)或极显著(P<0.01,下同)升高。在高温、常温和低温条件下,使用外源乙烯处理后,AfFT3基因在蜻蜓凤梨中的相对表达量均较对照显著或极显著升高,在常温处理下其相对表达量最高。共获得6个转基因拟南芥株系(L_1~L_6),其中转基因株系L_3和L_6较转空载体拟南芥和野生型拟南芥延迟抽薹8 d。通过分段扩增获得AfFT3基因启动子3段序列(AfFT3-P1、AfFT3-P2和AfFT3-P3),长度分别为390、1077和552 bp,通过酵母单杂试验推测启动子序列AfFT3-P1和AfFT3-P3可与AfEIN3蛋白发生互作。【结论】高温、低温胁迫和乙烯均不同程度诱导AfFT3基因的高效表达,但在高温和低温条件下乙烯对AfFT3基因的表达诱导效果较常温有所降低,其转基因株系延迟抽薹,说明AfFT3基因参与调控蜻蜓凤梨开花过程,且响应温度和乙烯信号。
  • 李亚波, 张文健, 何丽萍, 平懂
    南方农业学报. 2024, 55(02): 531-539.
    【目的】探究不同生物引发条件对番茄冷胁迫下种子活力和幼苗生理特性的影响,为番茄的反季节露天栽培提供可行性方案。【方法】以番茄种子种都红运为试验材料,哈茨木霉和荧光假单胞菌作为引发剂,设5个处理:未引发处理(CK);哈茨木霉和荧光假单胞菌的1×10~7 CFU/m L的孢子液(T1处理)和发酵液(T2处理),1×10~6 CFU/m L的发酵液(T3处理)及无菌过滤液(T4处理)引发,回干后测定种子萌发指数;幼苗设4℃低温处理,以常温(25℃)为对照,分别测量形态指标和生理指标。【结果】4个引发处理不同程度促进了番茄种子萌发及植株生长,效果显著。通过种子萌发指数发现,引发效果T4>T3>T2>T1,就活力指数而言,分别显著提高90.00%、67.70%、51.30%和50.00%。分析60 d的幼苗形态指标发现,T4处理的株高、茎粗和茎鲜重均达最大值,T2处理的根长和茎鲜重达最大值;分析60 d幼苗的生理指标发现,T2处理的过氧化氢酶(CAT)含量最高。光合色素和可溶性糖含量则依次表现为T4>T3>T2>T1,T4处理的可溶性蛋白和脯氨酸(PRO)含量达最大值,分别显著增加71.74%和46.50%,其他处理的增幅略低于T4处理。4个引发处理的相对电导率(REC)在低温胁迫前后的变化相差不大,CK经低温胁迫后急剧升高。MDA含量在低温胁迫后的增量依次表现为T3>T4>T2>T1。相关分析结果表明,株高、茎粗、茎鲜重与植株CAT含量呈极显著正相关(P<0.01,下同),根鲜重与REC和MDA含量呈极显著负相关,与PRO含量呈极显著正相关。【结论】番茄种子经哈茨木霉和荧光假单胞菌的无菌过滤液等体积混合引发有利于提高种子活力,促进植株生长,增加植株体内的保护酶活性,最终提高番茄植株的低温耐受性。
  • 徐创文, 蒋魁, 虞为, 林黑着, 王鹏飞, 赵超, 刘曦瑶, 杨铿
    南方农业学报. 2024, 55(02): 366-377.
    【目的】探究丁酸梭菌(Clostridium butyricum)对花鲈(Lateolabrax maculatus)幼鱼生长性能,消化、免疫和抗氧化能力及肠道菌群的影响,为丁酸梭菌在花鲈鱼养殖中的应用提供理论依据。【方法】以花鲈幼鱼为试验材料设饲料中丁酸梭菌添加量为0(D0,对照)、0.25%(D1)、0.50%(D2)、1.00%(D3)、2.00%(D4)和4.00%(D5)6组,投喂花鲈幼鱼56 d,测定其生长性能、肠道消化酶活性、血清生化和免疫指标及肠道形态指标,分析肠道菌群组成。【结果】丁酸梭菌可显著降低饲料系数(P<0.05,下同),显著提高花鲈幼鱼的终末平均体质量,D3、D4和D5组的增重率及特定生长率均显著高于D0组。与D0组相比,D4组肠道糜蛋白酶和脂肪酶活性均显著提高,血清总胆固醇、甘油三酯含量和谷草转氨酶、谷丙转氨酶活性均显著降低。D4组溶菌酶、碱性磷酸酶和总一氧化氮合酶活性均显著高于D0组,D3组酚氧化酶活性显著高于D0组;与D0组相比,D3和D5组过氧化氢酶活性及总抗氧化能力均显著提高,D4组超氧化物歧化酶活性显著提高,丙二醛含量显著降低。D2、D3和D5组花鲈幼鱼肠道肌层厚及绒毛高度均显著高于D0组。D3组花鲈幼鱼肠道菌群OTU数量和Chao1指数均显著高于D0组,各试验组花鲈幼鱼肠道菌群Simpson指数和Shannon指数均显著高于D0组;在门分类水平上,丁酸梭菌降低了变形菌门和厚壁菌门相对丰度,提高了放线菌门、浮霉菌门、酸杆菌门、绿弯菌门、拟杆菌门和芽单胞菌门相对丰度;在属分类水平上,丁酸梭菌降低了劳尔氏菌属、肠弧菌属和弧菌属有害菌相对丰度,提高了节杆菌属和KD4-96_unclassified有益菌相对丰度。【结论】饲料中添加丁酸梭菌能显著提高花鲈幼鱼生长性能,提高消化、免疫和抗氧化能力,调节肠道菌群结构组成及其相对丰度,提高肠道菌群多样性,以2.00%添加量效果最好。
  • 崔文艳, 张佳佳, 俞伶俐, 张贵云, 王文佳, 彭玲, 罗喜燕, 何朋杰
    南方农业学报. 2024, 55(02): 468-478.
    【目的】筛选出对生姜青枯病病原菌具有较好拮抗效果的芽孢杆菌,并优化其发酵条件,旨在为丰富生姜青枯病的生防芽孢杆菌菌种资源及生防制剂的进一步开发应用打下理论基础。【方法】以生姜根际土壤为研究对象,以生姜青枯病菌为靶标,通过稀释涂布法和抑菌圈法从中分离并筛选出能高效拮抗生姜青枯病菌的芽孢杆菌;通过形态学观察、生理生化测定和分子生物学鉴定,确定拮抗菌株的分类地位;采用牛津杯法测定拮抗菌株对生姜青枯病菌的抑菌活性,并结合单因素和正交试验对其发酵条件进行优化。【结果】从生姜根际土壤中分离出1株对生姜青枯病菌具有较强拮抗作用的菌株HC-5,其抑菌圈直径达0.71 cm。综合形态学特征、生理生化特性及分子鉴定结果,将菌株HC-5鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillusvelezensis)。单因素和正交试验结果显示,菌株HC-5的最适发酵培养基组分为糯米粉5.0 g/L、酵母浸粉7.0 g/L、硫酸锌11.0 g/L,最适发酵条件为培养温度35℃、培养时间36 h、接种量1.0%、转速180 r/min、初始pH 5.5、装液量100 m L。优化后菌株HC-5无菌上清液对生姜青枯病菌的抑菌圈直径增大至3.03 cm,相比于LB和发酵培养基条件下分别增大76.2%和62.9%。【结论】菌株HC-5对生姜青枯病菌具有良好的拮抗效果,经发酵条件优化后其无菌上清液对生姜青枯病菌的抑菌活性显著增强。菌株HC-5具有开发成生姜青枯病生防菌剂的潜力。
  • 陈炬廷, 毛云, 杨佳豪, 王晶, 毕庆文, 梁凯粼, 于鑫淼, 张芊, 赵犇, 叶协锋
    南方农业学报. 2024, 55(02): 460-467.
    【目的】探究KOH改性烟秆生物炭对铅(Pb)、镉(Cd)复合污染土壤中烤烟Pb、Cd吸收的影响,以期为利用烟秆生物炭改良重金属污染土壤及降低烤烟重金属污染风险提供参考。【方法】试验采用盆栽方式模拟Pb、Cd复合污染植烟土壤环境,设Pb、Cd复合污染浓度(PC)与生物炭用量(T)2个因素。Pb、Cd污染浓度分别为0和0 mg/kg(PC0)、30和500 mg/kg(PC1)、60和1000 mg/kg(PC2);改性烟秆生物炭用量(炭/土质量比)分别为0(T0)、2%(T1)和4%(T2);共9个处理。移栽后60 d取样,测定不同处理的烟株干物质积累量、Pb和Cd含量及积累量,计算Pb、Cd富集系数和转运系数。【结果】复合污染水平(PC1和PC2)下,施用改性烟秆生物炭会降低烟株干物质积累量,且降低幅度随改性烟秆生物炭施用量的增加而增大。同一污染水平下,随着改性烟秆生物炭施用量增加,烟株各器官的Pb、Cd含量显著降低(P<0.05,下同),其中,PC1T2处理烟株根、茎、叶的Pb含量较PC1T0处理分别降低75.60%、46.17%、66.63%,Cd含量分别降低82.29%、74.97%、77.67%;PC2T2处理烟株根、茎、叶的Pb含量分别较PC2T0处理降低56.96%、62.90%、69.83%,Cd含量分别降低76.80%、70.84%、59.13%。施用改性烟秆生物炭后,烟株中Pb和Cd的积累量、富集系数也均呈降低趋势,其中,PC1T2处理的烟株Pb和Cd总积累量较PC1T0处理分别显著降低71.54%和83.90%,富集系数分别显著降低64.35%和72.32%;PC2T2处理的烟株Pb和Cd总积累量较PC2T0处理分别显著降低68.13%和77.49%,富集系数分别降低41.23%和25.71%。在一定的污染水平下,施用改性烟秆生物炭能抑制Pb和Cd从土壤向烟株根系的转移能力,其中,PC1T2处理Pb和Cd的TF_(土壤-根)较PC1T0处理分别显著降低68.00%和76.44%,PC2T2处理Pb和Cd的TF_(土壤-根)较PC2T0处理分别显著降低37.93%和45.55%。【结论】在Pb、Cd复合污染植烟土壤中施用KOH改性烟秆生物炭能抑制烟株对Pb、Cd的吸收,有效降低烟株体内Pb、Cd含量及积累量,缓解Pb、Cd复合污染对烟株的毒害作用。