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  • 廖宏英, 范继征, 李秀玲, 崔学强, 王晓国, 宁云芬
    南方农业学报. 2023, 54(10): 2844-2853.
    【目的】基于引物结合位点扩增(iPBS)和简单序列重复间DNA多态性(ISSR)分子标记对兜兰属同色组种质进行鉴定及遗传多样性分析,筛选出可靠的种质鉴定方法,为兜兰属种质鉴定、遗传多样性分析及分子育种提供科学依据。【方法】采用iPBS和ISSR分子标记对47份兜兰属同色组种质进行种质鉴定,并分析其亲缘关系和遗传多样性,挖掘可用于鉴别3个近缘种的分子标记。【结果】利用7条iPBS引物共扩增出117个位点,其中多态性位点100个,多态性比率为85.47%;47份供试种质的遗传相似系数为0.73~0.97;在遗传相似系数0.76处可将47份供试种质划分为三大类群,其中6份难鉴定种质与已知的文山兜兰聚为第Ⅱ类群,第Ⅰ类群包含了所有巨瓣兜兰种质,第Ⅲ类群包含了所有的同色兜兰种质。7条ISSR引物共扩增出115个位点,其中多态性位点111个,多态性比率为96.52%;47份供试种质的遗传相似系数为0.68~0.94,在遗传相似系数为0.73处可将47份供试种质划分为三大类群。第Ⅰ类群包括11个巨瓣兜兰种质,第Ⅱ类群包括表型难鉴定的6份种质及13个文山兜兰种质,第Ⅲ类群包括17个同色兜兰种质。iPBS和ISSR单独聚类结果和二者综合聚类分析结果略有差异,但种质聚类鉴定结果具有较高的一致性,均将47份兜兰属同色组种质分为三大类群,且6份难鉴定个体均与文山兜兰聚为一类,巨瓣兜兰和同色兜兰各自聚为一类。3个聚类分析结果均表明,文山兜兰与同色兜兰的亲缘关系较近,与巨瓣兜兰的亲缘关系较远。【结论】iPBS和ISSR分子标记均可用于兜兰属近缘种间的种质鉴定及遗传多样性分析,二者结合分析的方法可在DNA水平上更准确有效地鉴定易混淆种质,多种标记联合数据的聚类分析结果,能更全面客观地反映种质间的遗传多态性及亲缘关系。
  • 吴杨, 郑亿磊, 罗志强, 朱智国, 严鑫, 王海浪
    南方农业学报. 2023, 54(03): 839-848.
    【目的】对油茶不同光照强度条件下的转录组进行测序分析,以期解析油茶响应光照环境变化的分子调控网络,为油茶高光效代谢网络构建及其关键基因挖掘提供依据。【方法】在不同光照强度处理下测定油茶叶片光合生理指标,利用高通量测序技术进行转录组测序分析,挖掘光合作用、初级代谢、次级代谢、激素合成相关通路上的差异表达基因(DEGs),并分析其表达特征。【结果】随光照强度减弱,油茶叶片净光合速率、气孔导度和碳含量降低,而胞间CO2浓度、叶绿素a、叶绿素b和氮素含量提高。GO功能注释结果显示,油茶通过上调生物学过程、细胞组成和分子功能相关DEGs的表达来适应弱光环境。Mapman代谢通路富集结果显示,油茶通过上调捕光复合体、电子传递蛋白、碳水化合物分解和氮代谢,下调光呼吸和三羧酸循环通路上DEGs的表达以应对碳同化能力的不足。随光照强度降低,脱落酸(ABA)、油菜素内酯(BR)、生长素(IAA)、茉莉酸(JA)和赤霉素(GA)合成通路上的DEGs上调表达,分裂素(CTK)分解通路上的DEGs下调表达,黄酮类、苯丙烷类、酚类、萜类、生物碱等次级代谢通路上的DEGs下调表达。共鉴定出1372个转录因子,其中家族成员数量最多的转录因子为bHLH和ERF,分别有115个和100个。【结论】油茶光合碳同化能力随光照强度降低而下降。在分子水平上通过上调捕光复合体、电子传递蛋白、碳水化合物分解、氮代谢和各类激素合成,下调呼吸作用和次级代谢途径上的基因表达,以及调控bHLH和ERF两大类转录因子来响应低光照强度环境。
  • 张震, 伍仲平, 邓雅鑫, 唐军旺, 李慧, 蔡妙灵, 王丽萍, 季久秀
    南方农业学报. 2023, 54(03): 743-754.
    【目的】比较杜洛克和二花脸猪耳软骨组织的差异,为揭示猪外耳面积变异的分子机制提供参考。【方法】采集100日龄全同胞雄性杜洛克(n=5)和二花脸(n=5)猪外耳软骨组织进行石蜡切片及HE染色和Masson三色染色,对比两者结构上的区别;体外分离培养耳软骨细胞,使用CCK8法检测其增殖能力;联合转录组测序,比较二花脸(n=3)和杜洛克(n=3)耳软骨组织中基因表达的差异,筛选影响软骨生长相关的基因并使用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)进行验证。【结果】HE染色和Masson三色染色结果显示,与杜洛克相比,二花脸耳软骨细胞形成更多的由2~8个细胞组成的同源细胞群,软骨组织中含有更多的弹性纤维。细胞增殖检测试验表明,二花脸耳软骨细胞在体外培养36、48和60 h后增殖速率显著大于杜洛克(P<0.05)。转录组测序共筛选到251个差异表达基因(DEGs),其中杜洛克较二花脸上调基因165个,下调基因86个;GO功能注释显示上调基因主要富集于骨骼系统发育和细胞外基质等通路,下调基因主要富集于细胞对维甲酸应答和Wnt信号等通路。基因网络和功能分析表明,杜洛克耳软骨中高量表达的MMP3、BGLAP和GDF5基因等促进软骨组织细胞外基质降解和矿化过程;二花脸耳软骨中Wnt信号通路抑制基因DKK1高量表达,Wnt信号强度受到负调控;高量表达的HMGA2、WNT10B、AXIN2基因促进了二花脸外耳软骨细胞的增殖。qRTPCR验证了上述结果。【结论】二花脸耳软骨细胞较杜洛克具有更加旺盛的增殖分裂能力。杜洛克耳软骨通过MMP3、BGLAP和GDF5等基因诱导细胞外基质降解和成骨分化过程;二花脸耳软骨组织中Wnt信号通路受到负调控,通过HMGA2、WNT10B和AXIN2等基因促进软骨细胞的增殖及耳软骨的生长。
  • 袁建, 敖政, 曾素梅, 王智伟, 赵中龙, 季全, 张勇
    南方农业学报. 2023, 54(03): 669-680.
    【目的】探究摘除卵巢后藏姜母猪背最长肌脂肪沉积的动态规律,为揭示脂肪沉积的调控机制提供理论依据。【方法】于45日龄手术摘除藏姜母猪卵巢(试验组),对照组藏姜母猪在腹部相同部位进行创伤处理但不摘除卵巢。分别记录45、154和300日龄藏姜母猪的血清雌激素、甘油三酯和总胆固醇含量变化,300日龄屠宰采集背最长肌组织样品制作石蜡切片,并通过Illumina NovaSeq 6000测序平台完成测序。以|log2Fold Change|>1且P<0.05为标准,采用DESeq2筛选出背最长肌组织中的差异表达基因(DEGs),通过GO和KEGG数据库分别进行GO功能注释分析及KEGG信号通路富集分析,找出可能参与脂代谢的基因,并以实时荧光定量PCR进行转录组测序结果验证。【结果】试验组藏姜母猪的血清甘油三酯含量显著高于对照组藏姜母猪(P<0.05,下同),总胆固醇含量极显著高于对照组藏姜母猪(P<0.01,下同),雌激素含量极显著低于对照组藏姜母猪,背最长肌脂肪含量显著低于对照组藏姜母猪。试验组与对照组藏姜母猪间存在278个DEGs,其中有33个DEGs与脂代谢相关。DEGs主要注释在胆汁酸分泌、磷脂酰肌醇3-激酶信号传导、蛋白激酶B信号传导、G蛋白偶联受体结合、糖胺聚糖结合、趋化因子活性及趋化因子受体结合等GO功能条目上,且主要富集在糖酵解/糖异生、淀粉和蔗糖代谢、碳水化合物消化和吸收、MAP激酶丝氨酸/苏氨酸磷酸酶活性、雌激素2-羟化酶活性及cGMP-PKG信号等KEGG信号通路中。实时荧光定量PCR检测到的目的基因表达趋势与转录组测序结果基本一致,表明转录组测序数据可靠。【结论】摘除卵巢后藏姜母猪血清雌激素水平降低,甘油三酯和总胆固醇水平升高,背最长肌的肌间脂肪含量降低,与CALML5、PLCZ1、PIK3C2G、IL6等33个参与脂代谢调控DEGs的差异表达有关,且涉及胆汁酸分泌、磷脂酰肌醇3-激酶信号传导调控等功能条目及糖酵解/糖异生、淀粉和蔗糖代谢等信号通路。
  • 袁畅, 李蔚, 何苹萍, 陆专灵, 黄彬胜, 王大鹏, 李文红
    南方农业学报. 2023, 54(03): 691-703.
    【目的】运用转录组测序技术探究不同晒田环境胁迫下克氏原螯虾卵巢的基因表达变化,筛选出与其卵巢发育相关的候选基因及信号通路,为研究晒田胁迫方式促进克氏原螯虾卵巢发育的作用机制提供理论依据。【方法】以雌性克氏原螯虾为研究对象,分别在晒田环境胁迫0 d(CK)、3 d(T1)、7 d(T2)和10 d(T3)时采样,构建卵巢c DNA文库进行转录组测序,对差异表达基因(DEGs)进行GO功能注释及KEGG信号通路富集分析。【结果】共获得86377个Unigenes,在Nr、KOG/COG、Swiss-Prot和KEGG库中成功注释到22712个Unigenes;获得1115个胁迫组(T1、T2和T3)与CK的DEGs。KEGG信号通路富集分析结果表明,DEGs富集的PI3K-Akt信号通路、GnRH信号通路和雌激素信号通路与卵巢发育相关。实时荧光定量PCR验证结果表明,3个DEGs的表达模式与转录组分析结果基本一致,证明转录组数据准确可靠。筛选得到B2M、TUBA1B、MT-CYB、MT-ND1、MT-ND2、MT-ND4、DSX、Pck2、PIM3和serine protease nudel-like等10个与卵巢发育相关的DEGs,并对其表达量进行分析,结果表明各基因在晒田胁迫期间均可调控卵巢发育。【结论】B2M、TUBA1B、MT-CYB、MT-ND1、MT-ND2、MT-ND4、DSX、Pck2、PIM3和serine protease nudel-like等10个DEGs及PI3K-Akt信号通路、GnRH信号通路、雌激素信号通路等3个富集通路在晒田胁迫期间参与卵巢发育调控。
  • 朱启飞, 贺莹, 李云, 刘红
    南方农业学报. 2023, 54(02): 618-628.
    【目的】探究低盐胁迫下低聚木糖(XOS)对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)生长性能、抗氧化能力、免疫相关基因表达及肠道菌群结构的影响,为凡纳滨对虾淡化养殖饲料的开发提供理论依据。【方法】将450尾凡纳滨对虾按照养殖水体盐度和XOS添加量分为海水对照组HS0(盐度30‰+0 mg/kg XOS)及低盐对照组LS0(盐度3‰+0 mg/kg XOS)、LS250(盐度3‰+250 mg/kg XOS)、LS500(盐度3‰+500 mg/kg XOS)和LS1000(盐度3‰+1000 mg/kg XOS)。饲养8周后计算生长指标,采用试剂盒测定消化酶活性和抗氧化指标,并通过实时荧光定量PCR检测免疫相关基因的表达情况。【结果】与HS0组相比,LS0组凡纳滨对虾的生长指标、消化酶活性、抗氧化能力及免疫相关基因相对表达量均有所下降。与LS0组相比,LS500和LS1000组凡纳滨对虾的增重率、特定生长率、存活率及淀粉酶(AMS)活性均呈显著升高趋势(P<0.05,下同),丙二醛(MDA)含量则呈显著降低趋势;脂肪酶(LPS)、胰蛋白酶(Trp)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性呈上升趋势,但差异不显著(P>0.05)。LS500和LS1000组凡纳滨对虾的酚氧化酶原(proPO)、抗脂多糖因子(ALF)、溶菌酶(LZM)、Toll样受体1(TLR1)、Toll样受体2(TLR2)和Toll样受体3(TLR3)基因的相对表达量均显著高于LS0组凡纳滨对虾。此外,LS1000组凡纳滨对虾的肠道菌群Shannon指数、Chao1指数和ACE指数显著高于LS0组凡纳滨对虾,Simpson指数显著低于LS0组凡纳滨对虾;在门分类水平上,变形菌门和拟杆菌门相对丰度显著降低,而蓝细菌门、厚壁菌门和疣微菌门的相对丰度显著增高;在属分类水平上,弧菌属、黄海绵菌属、斯氏弓型菌属和希瓦氏菌属相对丰度显著降低,而乳酸杆菌属和不动杆菌属相对丰度显著增加。【结论】在基础饲料中添加500~1000 mg/kg XOS,可显著提高凡纳滨对虾生长速率、抗氧化性能、免疫相关基因表达及改善肠道菌群组成结构,有效提高对虾在低盐胁迫下的养殖效果,即XOS可作为凡纳滨对虾淡化养殖饲料添加剂进一步开发应用。
  • 周俊华, 方治山, 袁朝原, 覃倩, 吴强, 杨楷, 周志扬, 罗鲜青, 廖晓光
    南方农业学报. 2023, 54(02): 629-637.
    【目的】探究不同添加剂对凌云乌鸡生长性能、免疫器官指数、血清免疫指标及盲肠微生物多样性的影响,为凌云乌鸡饲养过程中选择替抗产品提供参考依据。【方法】选取1日龄凌云乌鸡500只,公母各半,随机分为5组[5个处理,分别为添加剂组的T1~T4处理和对照(CK)],饲喂基础饲粮,T1、T2和T4处理分别在试验鸡常规饮水中添加3.0%复合乳酸菌、3.5%枯草芽孢杆菌和0.5%复方中药,T3处理在基础饲粮中添加0.3 mg/kg有机硒(以硒计),测定分析1~6周龄试验鸡的生长性能及6周龄试验鸡的免疫器官指数、血清免疫指标和盲肠微生物多样性。【结果】1周龄凌云乌鸡的平均日采食量,T2、T3、T4处理和CK均显著低于T1处理(P<0.05,下同),料重比以T1和T4处理显著低于T2、T3处理和CK;2周龄凌云乌鸡的平均日增重,CK和T1处理显著高于T2、T3和T4处理,料重比以T2和T3处理显著低于T1、T4处理和CK;3~6周龄凌云乌鸡的平均日增重、平均日采食量和料重比均无显著差异(P>0.05,下同)。T1~T4处理凌云乌鸡的脾脏指数较CK均有所提高,T1和T3处理的法氏囊指数均显著高于CK,T2和T4处理的法氏囊指数与CK差异不显著,T1和T3处理的胸腺指数较CK分别提高13.11%和14.75%。T1~T4处理凌云乌鸡的免疫球蛋白A和免疫球蛋白M较CK均有所提高,T1、T2和T4处理的免疫球蛋白G均较CK有所提高,且以T1处理最高。各处理凌云乌鸡间的Shannon指数、Simpson指数和Chao1指数差异不显著,但T1处理较CK及其他处理均有所提高,且T1处理的Pielou均匀度显著高于CK和T3处理。在门水平,T1、T2、T3、T4处理和CK凌云乌鸡盲肠细菌相对丰度>1.00%的优势菌门总数分别为5、6、5、7和5个,且优势菌门的总相对丰度分别为95.92%、98.11%、95.96%、97.97%和97.10%。在属水平,T1、T2、T3、T4处理和CK凌云乌鸡盲肠的细菌优势菌属总数分别为18、21、19、19和19个,且优势菌属的总相对丰度分别为80.46%、83.11%、81.58%、79.23%和81.31%。【结论】饲喂复合乳酸菌、有机硒、复方中药和枯草芽孢杆菌均可提高凌云乌鸡的平均日增重,降低其料重比,提高免疫器官指数和血清免疫指标,同时提高盲肠微生物多样性及群落相对丰度,尤其以饲喂复合乳酸菌的效果更佳。
  • 郑兰娟, 楠极, 李丽, 易萍, 黄方, 张兰, 黄敏
    南方农业学报. 2023, 54(01): 228-237.
    【目的】研究五倍子、油橄榄叶、虎杖和蒲公英4种中草药的抑菌活性及其对圣女果的保鲜效果,为开发绿色安全的圣女果保鲜剂,以及食品天然防腐保鲜剂的研究提供参考依据。【方法】采用醇提法制备五倍子、油橄榄叶、虎杖和蒲公英4种中草药提取液,以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、啤酒酵母和黑曲霉为指示菌,利用牛津杯法考察提取液抑菌活性,以二倍稀释法考察最低抑菌浓度(MIC);将不同浓度(50.00和100.00 mg/mL)五倍子和油橄榄叶提取液喷洒于圣女果表面,以蒸馏水为空白对照(CK),通过感官评价、腐烂率、失重率、硬度、可滴定酸、可溶性固形物和维生素C(Vc)指标,考察对圣女果的保鲜效果。【结果】4种中草药提取液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、啤酒酵母和黑曲霉均有不同程度的抑菌效果,五倍子和油橄榄叶抑菌效果最佳,抑菌圈直径分别为18.47和20.00 mm、17.77和22.00 mm、15.90和17.00 mm、14.83和13.00 mm、15.93和14.07 mm;MIC分别为62.50和15.63 mg/mL、31.25和7.81 mg/mL、31.25和15.63 mg/mL、62.50和31.25 mg/mL、62.50和62.50 mg/mL。从圣女果的保鲜测试指标结果可知,相较于CK,50.00和100.00 mg/mL五倍子和油橄榄叶提取液均可在不同程度上改善圣女果保鲜效果。贮藏至第10 d时,相较于其他处理组,100.00 mg/mL油橄榄叶提取液处理组的感官评分(46.15分)、腐烂率(16.67%)、失重率(4.50%)、硬度(1.20 kg/cm2)、可溶性固形物含量(6.18%)和Vc含量(31.50 mg/100 g)等保鲜指标最优,与CK存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01,下同)差异;而100.00 mg/mL五倍子提取液处理组的可滴定酸含量(0.48%)最高,与CK间差异极显著。【结论】100.00 mg/mL油橄榄叶提取液对圣女果的保鲜效果最佳,作为天然防腐保鲜剂具有良好的应用前景。
  • 张浩然, 曾曼, 王玉雪, 楚龙燕, 王香萍, 史彩华, 于永浩, 张建民
    南方农业学报. 2023, 54(01): 119-127.
    【目的】构建以草地贪夜蛾取食诱导后的玉米酵母cDNA文库以及编码植物Rac蛋白的诱饵载体,并从文库中筛选ZmRop1的互作蛋白,为进一步从分子层面解析ZmRop1在玉米中的信号传导机制和提高玉米对草地贪夜蛾的抗性提供支持。【方法】以草地贪夜蛾取食后的玉米品种郑单958不同组织为材料提取总RNA,利用SMART技术反转录合成ds cDNA,连接p GADT7载体后转化到酵母Y187中构建玉米酵母双杂交c DNA文库;以玉米c DNA为模板克隆ZmRop1,构建诱饵载体pGBKT7-ZmRop1,经酶切及测序鉴定后转化到酵母AH109中,并鉴定诱饵蛋白毒性及自激活活性。通过酵母双杂交以ZmRop1为诱饵从cDNA文库筛选其潜在互作蛋白。【结果】研究获得的玉米c DNA文库库容量为4.08×106CFU,文库滴度为1.3×108CFU,文库片段多样性良好,文库重组率91.7%;诱饵载体pGBKT7-ZmRop1成功转入AH109且经过鉴定证明无毒性、无自激活活性;从文库中初步筛选到22个与ZmRop1互作的蛋白,分析表明参与调控植物防御等多种生物学活动。【结论】构建的酵母双杂交cDNA文库符合建库要求;构建的ZmRop1诱饵载体无毒性和自激活活性;筛选到22个与ZmRop1互作的靶标蛋白,为进一步研究ZmRop1参与调控植物防御的信号分子作用机制及后续筛选玉米抗虫基因打下了理论基础。
  • 常吕恕, 杨韵, 王文倩, 孙淦琳, 杨光源, 杨航, 杨进波, 杜广祖, 陈斌, 张立敏
    南方农业学报. 2023, 54(01): 139-149.
    【目的】探究番茄潜叶蛾马铃薯种群幼虫肠道细菌组成结构与多样性及功能,为番茄潜叶蛾寄主适应性机制研究及综合防治提供理论依据。【方法】采用传统分离培养法和16S rDNA序列分析对取食马铃薯的番茄潜叶蛾肠道可培养细菌进行分离鉴定;采用单分子实时测序技术对其肠道细菌16S rDNA序列进行全长测序,分析肠道细菌的组成结构与多样性,并进行功能预测分析。【结果】番茄潜叶蛾马铃薯种群幼虫肠道细菌有5门13科13属15种,优势门、科、属、种分别为厚壁菌门(Firmicutes)、肠球菌科(Enterococcaceae)、肠球菌属(Enterococcus)和蒙氏肠球菌(E.mundtii)。其中通过传统分离培养法共分离到可培养细菌2门5科5属6种,优势门、科、属、种分别是厚壁菌门(90.38%)、肠球菌科(83.71%)、肠球菌属(83.71%)和蒙氏肠球菌(83.71%),桑肠杆菌(Enterobacter mori)(6.56%)、松鼠葡萄球菌(Staphylococcus sciuri)(5.98%)和粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)(2.30%)为细菌主要种类。通过单分子实时测序技术在番茄潜叶蛾肠道样品中共注释到5门6纲9目10科10属10种细菌,优势种是蒙氏肠球菌(70.71%),阴沟肠杆菌(E. cloacae)(22.16%)为细菌主要种类。番茄潜叶蛾肠道细菌ACE、Shannon、Simpson和Chao1指数分别为7.22±1.91、0.69±0.43、0.28±0.19和6.33±0.94。通过KEGG代谢途径分析,发现番茄潜叶蛾马铃薯种群的肠道细菌主要参与碳水化合物、氨基酸、核苷酸和能量等的代谢,优势种蒙氏肠球菌在碳水化合物代谢和膜运输中的作用最强。【结论】番茄潜叶蛾马铃薯种群幼虫肠道细菌种类较丰富,优势种为蒙氏肠球菌,其肠道细菌可能参与碳水化合物、氨基酸和核苷酸等代谢。
  • 杜高齐, 李雪娇, 许彬, 关文灵, 孟静
    南方农业学报. 2023, 54(01): 34-45.
    【目的】克隆月季独脚金内酯(SLs)信号应答底物受体即α/β折叠水解蛋白基因Dwarf 14(D14),对其进行亚细胞定位及表达分析,为探究该基因的生物学功能及其在SLs调控月季侧枝发生中的转导机制提供理论支持。【方法】以月季品种滇红为材料,克隆RhD14基因并进行生物信息学分析,同时采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测其在不同组织中的表达情况,利用烟草瞬时转化系统对RhD14基因编码蛋白进行亚细胞定位。【结果】克隆RhD14基因(GenBank登录号OP009358)cDNA序列1094 bp,包含完整的开放阅读框(ORF),长度为1045 bp,编码347个氨基酸残基,蛋白分子式为C1738H2703N441O510S15,相对分子量为38.41 kD,理论等电点(pI)为5.71,二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,且RhD14为无跨膜结构和信号肽的稳定蛋白,属于α/β水解酶家族,亚细胞定位于细胞质和细胞膜上。同源序列比对和系统发育进化树分析结果显示,RhD14蛋白的氨基酸序列与同属的古老月季品种月月粉RcD14(XP_024283944.1)的相似性最高为98.05%,其次是同亚科的草莓FvD14(XP_004287076.1),相似性为89.75%,三者亲缘关系较近。实时荧光定量PCR(q RT-PCR)结果显示,RhD14基因在根、茎、叶、腋芽、节和顶芽中均有表达,其中RhD14基因在茎和腋芽中的相对表达量最高,极显著高于根(P<0.01,下同)。去顶处理后RhD14基因在茎和腋芽中的表达模式相似,均较未去顶处理明显上调表达,且随着处理时间的延长均呈先上升后下降的趋势,去顶处理后12 h达峰值,尤其是腋芽中RhD14基因在6、12、24和48 h的相对表达量与未去顶处理差异显著(P<0.05)或极显著。【结论】RhD14基因在细胞质和细胞膜上发挥作用,具有组织特异性,且受去顶诱导高效表达,推测该基因参与腋芽萌发过程。
  • 饶东云, 周锋, 周世永, 刘康, 字雪靖, 杨友琼, 吴伯志
    南方农业学报. 2023, 54(01): 90-101.
    【目的】探讨不同施氮量和磷肥运筹对青贮玉米产量及养分吸收利用的影响,为青贮玉米的绿色高效栽培提供理论依据。【方法】2021—2022年,以青贮玉米品种桥单6号为试验材料进行田间试验,设N1(减氮20%,240 kg/ha)和N2(常规施氮,300 kg/ha)2个施氮处理,每个施氮水平下分别设3种磷肥施用方式:P1(100%基肥)、P2(50%基肥,50%穗肥)、P3(50%拔节肥,50%穗肥),共6个施肥处理。测定不同施氮量和磷肥施用方式下青贮玉米的干物质积累量、鲜草产量、养分吸收利用量及土壤养分含量和酶活性。【结果】施氮量影响青贮玉米生物量,总体表现为N1处理低于N2处理。磷肥追施可提高青贮玉米生物产量,在N1水平下,P2处理显著高于P3和P1处理(P<0.05,下同);N2水平下,P3处理显著高于P2和P1处理。在各处理组合中,N1P2和N2P3处理的鲜草产量较N2P1处理(常规施肥)增产显著。氮磷素的吸收量也表现为N2处理高于N1处理,同时,追施磷肥可显著提高氮磷养分吸收利用量。在N1水平下,乳熟期的氮磷素吸收量均表现P2>P3>P1;N2水平下则表现为P3>P2>P1。在各处理中,N2P3处理在乳熟期的氮磷素吸收量显著高于N1P2和N2P1处理;与N2P1处理相比,N1P2处理2021年和2022年氮素吸收量分别提高9.52%和9.03%,磷素吸收量分别提高4.69%和9.45%,且玉米磷素与氮素吸收在吐丝期和乳熟期表现出极显著正相关关系(P<0.01)。此外,减氮20%总体会降低磷肥偏生产力,但能提高氮肥偏生产力。与N2P1处理相比,N1P2处理的氮肥偏生产力2021和2022年分别显著提高36.91%和39.62%。N2P3处理磷肥偏生产力显著高于N2P1和N1P2处理;N1P2较N2P1处理,2021和2022年分别提高4.71%和9.51%。减氮20%总体会降低碱解氮和速效磷含量及脲酶和酸性磷酸酶活性,而磷肥追施可提高酶活性,增加土壤速效养分,基本表现为P2和P3处理高于P1处理。在各处理中,N1P2和N2P3较N2P1处理能保持较高的土壤脲酶和酸性磷酸酶活性,促进碱解氮和速效磷的积累,增加植株干物质积累量和氮磷素吸收利用量。【结论】磷肥作追肥提高了土壤酶活性和土壤速效养分,促进了玉米对养分的吸收利用,从而缓解减氮造成的产量损失。从施氮量和磷肥施用方式看,N1P2和N2P3处理表现出氮磷养分资源的高效利用和产量的提高。
  • 韦兴迪, 曾庆飞, 王佳楚函, 冉伟男, 龙忠富, 莫丹禄, 余晓玲
    南方农业学报. 2023, 54(01): 200-208.
    【目的】筛选获得结瘤固氮能力强、促生效果好的土著高效救荒野豌豆根瘤菌菌株,为贵州喀斯特地区土壤改良应用提供优质菌株资源。【方法】采用刚果红YMA平板分离培养法,对贵州省不同生态功能区的救荒野豌豆根瘤进行分离、纯化,结合菌体形态结构和16S r RNA测序方法进行细菌种类鉴定,将筛选获得根瘤菌株与豆科模式植物百脉根进行盆栽回接试验,结合菌株固氮酶活性的测定,筛选土著高效根瘤菌株。【结果】从贵州省境内不同生态功能区的救荒野豌豆根瘤样品中分离获得53株形态、颜色和大小各异的根瘤细菌菌株,革兰氏染色后,共获得30株革兰氏阴性(G-)纯化菌株,经鉴定8株为根瘤内生细菌,22株为根瘤菌分属根瘤菌属(Rhizobium)和假单胞菌属(Pseudomonas),其中Rhizobium的分布频率最高,达91%,豌豆根瘤菌(R. leguminosarum)的分布频率最高,达27%,分别是分离获得的优势属和优势种。将来自不同地域和种类的根瘤菌与百脉根进行盆栽回接试验后,共筛选得到优良固氮促生根瘤菌6株,即XDVR141-4、ZJVR339-3、WEVR362-3、WXVR365-1、WLVR370-5和BQVR415-3,其中,WXVR365-1菌株的酶活力及植物促生效果与其余5株的差异均达显著水平(P<0.05),为最优促生根瘤菌。【结论】从贵州不同生态功能区采集的救荒野豌豆根瘤中分离获得的R. acidisoli属于根瘤菌α-变形菌纲的一类,具有较强的固氮促生效果,可作为开发微生物菌肥的候选菌株资源。
  • 谢娜, 郭其强, 袁刚毅, 张亚琴, 桂琴, 罗丝琼, 丁贵杰
    南方农业学报. 2023, 54(01): 190-199.
    【目的】探讨马尾松与油茶树种单一和混合细根分解特征及养分动态,揭示二者间相互作用机制,为马尾松人工林的复合经营与高效培育提供理论参考。【方法】在马尾松飞播林下收集马尾松和油茶树种的细根,采用原位分解袋法,测定1年内马尾松和油茶细根分解干质量剩余率变化及碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)和镁(Mg)元素动态,分析其细根分解的混合效应。【结果】马尾松细根初始C、Ca含量及C∶N、C∶P、N∶P均显著高于油茶(P<0.05,下同),而N、P、K和Mg含量显著低于油茶。细根分解过程可分为快速和缓慢分解2个阶段,养分元素C、P、K和Mg总体上为净释放,Ca为富集,N在油茶细根中为净释放,在马尾松细根中为富集。在1年的分解期内,马尾松细根养分释放速率排序依次为K>C>Mg>P,油茶细根养分释放速率排序依次为K>Mg>P>C,油茶细根的N、P、K和Mg元素释放速率显著高于马尾松细根,Ca富集量低于马尾松细根。马尾松与油茶细根混合处理在分解前期(0~3个月)抑制细根的分解,后期(9~12个月)促进分解,其对养分元素的影响较为复杂,混合处理显著抑制了细根N、K元素的释放,在分解前期抑制Ca的积累,分解6~9个月促进Ca积累,而对C、P和Mg的释放既有促进也有抑制作用。细根分解速率与温度、湿度分别呈显著正相关和负相关。【结论】马尾松与油茶混交对其凋落物细根分解及养分释放均起到不同作用,细根混合处理在分解后期显著促进细根分解,混合效应显著抑制细根N元素的释放。因此,在生产实践中还应考虑混交树种的经济效益、凋落物混合效应等选择混交树种。
  • 刘洢杋, 杨峻晖, 刘家齐, 陆慧飞, 葛茜盈, 王盈涵, 林正艺, 宋柏君, 段敏
    南方农业学报. 2023, 54(01): 110-118.
    【目的】比较漓江流域喀斯特和非喀斯特森林植物叶片—根系—凋落物的磷含量及土壤磷含量和无机磷分级特征,为深入认识喀斯特森林磷循环过程,促进退化喀斯特森林生态系统恢复提供科学参考。【方法】在广西桂林漓江流域选取典型喀斯特和非喀斯特森林样地,采集植物叶片、根系和凋落物测定各组分磷含量,采集土壤样品测定总磷、速效磷和无机磷各组分含量以及土壤p H、含水率、碳氮含量等理化性质,分析植物磷与土壤磷各组分的相关性,明确喀斯特和非喀斯特森林磷养分的差异及其主要影响因素。【结果】喀斯特森林土壤总碳、总氮、可溶性有机碳和可溶性氮含量及碳氮比均显著低于非喀斯特森林(P<0.05,下同);喀斯特森林植物根系和凋落物磷含量(0.03%和0.04%)也显著低于非喀斯特森林(0.05%和0.11%);喀斯特森林土壤总磷含量为231.0 mg/kg,速效磷含量为2.2 mg/kg,均显著低于非喀斯特森林土壤(总磷含量609.0 mg/kg,速效磷含量9.3 mg/kg);2种森林类型土壤铁结合态磷(Fe-P)、闭蓄态磷(O-P)和钙结合态磷(Ca-P)均存在显著差异,喀斯特森林土壤无机磷组分以Fe-P为主,而非喀斯特森林土壤无机磷组分以O-P为主;喀斯特和非喀斯特森林植物叶片磷含量与土壤速效磷和铝结合态磷(Al-P)含量呈显著正相关,根系磷含量与土壤总磷、速效磷、Fe-P、O-P和Ca-P含量具有显著或极显著(P<0.01)相关性,而凋落物磷含量与土壤总磷、速效磷呈极显著负相关,与Fe-P呈显著正相关。【结论】漓江流域喀斯特与非喀斯特森林土壤总磷和速效磷含量及无机磷分级特征的差异在一定程度上影响着喀斯特与非喀斯特森林植被对土壤磷素获取和吸收,从而影响植物叶片、根系和凋落物磷含量。
  • 李金金, 叶明燕, 姚欢, 吴应梅, 周浓
    南方农业学报. 2023, 54(06): 1697-1710.
    【目的】建立响应面模型优化合适树脂下地参总三萜酸的纯化工艺,为研究地参总三萜酸活性提供技术参考。【方法】运用Box-Behnken设计方法,采用大孔树脂吸附纯化地参总三萜酸,以吸附率和解吸率为指标,测定5种大孔树脂(AB-8、D101、HPD600、DA201和S-8型)对地参总三萜酸的纯化效果。以上样浓度、上样流速、洗脱浓度和洗脱流速为自变量,回收率为因变量,运用响应面法优化地参总三萜酸纯化工艺参数。【结果】最佳显色条件:显色温度60℃,5%香草醛—冰乙酸0.2 m L,高氯酸0.4 m L,检测波长545 nm。AB-8型树脂对地参总三萜酸的吸附和解吸效果最佳,解吸率为88.61%,吸附率为70.54%。上样体积在40 mL,80%乙醇100 mL为最佳洗脱体积。建立的回归方程:Y=0.6887+0.0196A-0.0085B-0.0287C+0.0052D+0.0299AB-0.0107AC-0.0122AD+0.0128BC+0.0211BD+0.026A~2-0.0765B~2-0.0877C~2-0.0932D~2(A为上样浓度,B为上样流速,C为洗脱浓度,D为洗脱流速,Y为总三萜酸回收率)。由Box-Behnken方差分析结果可得,上样浓度和洗脱浓度2个因素,以及上样浓度与上样流速的交互作用、洗脱浓度与洗脱流速的交互作用对地参总三萜酸回收率影响极显著(P<0.01),上样流速与洗脱流速的交互作用对总三萜酸回收率影响显著(P<0.05),4个因素对地参总三萜酸回收率影响顺序为洗脱浓度>上样浓度>上样流速>洗脱流速。优化后的地参总三萜酸纯化工艺:上样浓度0.66 mg/mL、上样流速2 BV/h、洗脱浓度80%、洗脱流速2 BV/h,在此条件下,总三萜酸平均回收率为67.37%。【结论】建立的回归模型可用于地参总三萜酸纯化工艺的预测;AB-8型大孔树脂对地参总三萜酸的分离纯化效果较好,适用于总三萜酸物质的纯化。
  • 赵信林, 宁甲兴, 胡清湘, 肖六军, 龙松华, 邱财生, 高帅帅, 吴智敏, 邱化蛟
    南方农业学报. 2023, 54(06): 1753-1761.
    百合是一种集食用、药用、观赏价值于一身的重要经济作物,但百合种植存在严重的连作障碍,威胁着百合收获物的产量和品质。绿色有效地防控连作障碍可降低百合生产成本并保证百合产品的安全利用,因此,有必要深入了解百合种植连作障碍成因及相应的防控技术。文章综述了近年来关于百合连作障碍相关的国内外研究进展,指出连作导致的土壤性质恶化、土壤微生物群落结构病原菌化及百合自毒物质逐年积累是百合连作障碍发生的主要原因。当前应对百合连作障碍的方法主要涉及选用耐连作百合品种、轮作和间套作、土壤熏蒸消毒、土壤强还原处理、应用微生物制剂及其他绿色土壤调理剂等。针对我国百合生产中存在的耐连作百合品种缺乏,各种新型连作障碍常规消减技术还需进一步验证安全性、提高效果及降低成本,以及当前百合生产受耕地资源限制严重等问题,提出培育耐连作百合品种、提高连作障碍防治技术效果和降低相关成本及实现治理技术安全无害化是未来应对百合连作障碍的主要攻关方向。
  • 陈天楠, 胡鲲
    南方农业学报. 2023, 54(06): 1858-1867.
    【目的】建立基于16S rRNA序列和gyrB基因串联DNA特征序列的属内菌种鉴定方法,为气单胞菌的种间区分提供技术支持。【方法】以2020—2021年在我国福建、江苏等地分离获得的水产源气单胞菌和NCBI已公布且完成全基因组测序的10种气单胞菌为研究对象,分别以16S rRNA序列、gyrB基因及2个基因序列串联后得到的新DNA特征序列作为构建系统发育进化树的依据,比较不同系统发育进化树的鉴定结果,并以运动性试验、溶血性试验、糖发酵试验进行辅助鉴定。【结果】在基于16S rRNA序列构建的系统发育进化树中,中间气单胞菌、嗜水气单胞菌、达卡气单胞菌、肠源气单胞菌等聚类在不同分支上,未能形成独立的种属进化分支;在基于gyrB基因构建的系统发育进化树中,达卡气单胞菌、豚鼠气单胞菌和嗜水气单胞菌聚类在同一分支上,而异嗜糖气单胞菌和维氏气单胞菌聚类在另一分支上。将16S rRNA序列和gyrB基因串联组成新DNA特征序列再构建系统发育进化树建树,能完全有效分离气单胞菌属的不同菌株,将不同种的气单胞菌独立聚为一支,较好地实现种间区分。【结论】将16S rRNA序列和gyrB基因串联组成新DNA特征序列再构建系统发育进化树,较基于16S r RNA序列或gyrB基因单独构建系统发育进化树具有更高的分辨力,是一种理想的保守序列相似性高的属内菌种鉴定方法。因此,在16S rRNA测序鉴定为气单胞菌的情况下可再次以gyrB基因为测序对象,获得序列信息后与16S r RNA序列串联构建系统发育进化树,能更加精确地将气单胞菌鉴定到种水平。
  • 崔文艳, 罗喜燕, 吴小云, 陈永超, 李明伟, 彭玲, 何朋杰
    南方农业学报. 2023, 54(06): 1711-1719.
    【目的】明确贵州省金银花白粉病的病原菌分类地位与生物学特性,筛选有效的防治药剂,为金银花白粉病的田间防治提供理论基础。【方法】分别于贵州省铜仁市沿河县和遵义市绥阳县采集具有典型白粉病症状的金银花叶片和花蕾,对获得的菌株进行致病性测定,结合形态特征和ITS序列测序及系统发育进化分析对病原菌进行分类鉴定;采用孢子萌发法和喷施接种法分析温度对病原菌分生孢子萌发率和致病性的影响;结合室内毒力测定和温室药效试验评估6种常见杀菌剂对金银花白粉病的防控效果。【结果】从贵州省遵义市和铜仁市金银花产区共获得33株疑似病原菌菌株,致病性测定结果表明,所有菌株均为金银花白粉病致病菌,其中代表性菌株BF1的形态特征与忍冬叉丝壳菌(Erysiphe lonicerae var. lonicerae)相似,且其ITS序列聚类分析显示与E. lonicerae var. lonicerae ITS序列聚为一类。菌株BF1生物学特性测定结果显示,菌株BF1最适孢子萌发温度为24~26℃,最适致病温度为24℃。防治药剂筛选试验结果显示,室内条件下1%多抗霉素、30%吡唑醚菌酯、5%已唑醇和0.3%四霉素对菌株BF1分生孢子萌发有较好的抑制作用,其EC_(50)分别为0.3454、0.4347、0.5369和0.6315 g/L;温室条件下1%多抗霉素、30%吡唑醚菌酯、5%已唑醇和0.3%四霉素对金银花白粉病均表现出较好的防治效果,第2次药后的防治效果分别为88.53%、86.40%、84.00%和89.60%。【结论】引起贵州省铜仁市和遵义市金银花白粉病的病原菌为忍冬叉丝壳菌。0.3%四霉素水剂、1%多抗霉素水剂、30%吡唑醚菌酯悬浮剂和5%己唑醇乳剂能有效防控金银花白粉病,可在金银花生产中推广应用。
  • 周文才, 李应, 姚丹, 万炜, 詹洪平, 黎华君, 贺兴江, 冉曜琦, 于瀛龙, 韦小平
    南方农业学报. 2023, 54(06): 1819-1828.
    【目的】明确贵州省东方蜜蜂群体的遗传结构和遗传多样性,掌握其遗传现状,为贵州省东方蜜蜂的遗传资源评价及保护利用提供参考依据。【方法】基于线粒体t RNA~(leu)~COII和COI片段对贵州省内19个采样点的1282群东方蜜蜂进行遗传分析,计算单倍型多样性(H_d)、平均核苷酸差异数(K)和核苷酸多样性(π)等遗传多样性指数,采用中性检验(Tajima's D和Fu's Fs)评估群体扩张情况,通过计算遗传分化系数(F_(st))、构建系统发育进化树和分子方差分析评估其遗传分化,并开展环境因子相关分析以明确遗传分化的作用因子。【结果】贵州东方蜜蜂在线粒体t RNA~(leu)~COII片段上的H_d介于0.5421~0.9167,π介于0.00174~0.00527,K介于0.611~1.854,其中台江、雷山、麻江、罗甸、紫云、晴隆和威宁等7个采样点发生过群体扩张;在线粒体COI片段上的H_d介于0.5710~0.9109,π介于0.00109~0.00261,K介于0.874~2.084,其中松桃、江口、印江、台江、石阡、雷山、罗甸、紫云、黔西、晴隆和威宁等11个采样点发生过群体扩张。贵州东、西部东方蜜蜂群体间存在中度遗传分化(在t RNA~(leu)~COII片段上的F_(st)=0.04±0.02,在COI片段上的F_(st)=0.07±0.04),贵州西部东方蜜蜂群体内也存在中度遗传分化(在t RNA~(leu)~COII片段上的F_(st)=0.04±0.02,在COI片段上的F_(st)=0.07±0.03)。相关分析结果显示,贵州西部东方蜜蜂组群的遗传分化程度与海拔呈弱相关,但与温度、湿度等环境因子呈显著正相关。【结论】贵州省东方蜜蜂在线粒体t RNA~(leu)~COII和COI片段上的遗传多样性处于较高水平,主要归功于蜂群数量大和饲养方式较原始;贵州东方蜜蜂整体上呈现中度遗传分化,且西部东方蜜蜂组群内部的遗传分化程度较东部东方蜜蜂组群更高,主要与温度和湿度等环境因子密切相关,是其为适应所处环境而进化产生,而非海拔因素造成。
  • 韩晓文, 韩硕, 朱永兴, 王飞, 高升华, 刘奕清, 尹军良
    南方农业学报. 2023, 54(05): 1341-1351.
    【目的】鉴定辣椒DUF966基因家族成员,并分析其表达模式,为揭示该家族基因对辣椒生长发育和逆境响应的调控机制及辣椒抗逆育种提供理论参考。【方法】从Pfam数据库下载DUF966(PF06136)的隐马尔可夫模型种子序列,并以拟南芥和水稻DUF966家族蛋白序列作为参考序列,从辣椒基因组中鉴定出DUF966家族成员,利用生物信息学方法对其基因结构、保守基序、蛋白质特征、启动子顺式作用元件及miRNA和DUF966基因家族间的靶向关系进行系统分析,并利用转录组数据分析辣椒DUF966基因家族成员在不同组织生长发育及不同激素和胁迫处理下的表达模式。【结果】共鉴定到7个辣椒DUF966基因家族成员,将其命名为CaDUF966-1~CaDUF966-7。将辣椒DUF966基因家族成员分为3个亚群,其中,Ca DUF996-2和Ca DUF996-7属于I亚群,Ca DUF996-3和Ca DUF996-5属于II亚群,CaDUF996-1、CaDUF996-4和CaDUF996-6属于III亚群。7个CaDUF966s基因分布在1、2、6、11和12号染色体上。7个CaDUF966s基因含有2~5个内含子,外显子数为3~6个。所有CaDUF966s均为亲水的不稳定蛋白,亚细胞定位于细胞核内,共含有20个Motif(Motif 1~Motif 20),同一亚群CaDUF966s蛋白含有的Motif越相似。除CaDUF966-3蛋白外,其余6个CaDUF966s蛋白的二级结构和三维结构相似,均以无规则卷曲所占比例较大(36.31%~51.80%),以β-转角所占比例较小(8.56%~10.71%)。基于非同义替换率/同义替换率的比值(Ka/Ks)分析发现,DUF966基因家族成员在辣椒品种间和茄科物种间高度保守,同源基因对的Ka/Ks均小于1.000,表明其在进化过程中经历了强烈的纯化选择压力。7个CaDUF966s基因启动子区域共含有17个生物和非生物胁迫相关顺式作用元件、7个生长发育相关顺式作用元件及10个植物激素反应相关顺式作用元件。7个CaDUF966s基因具有明显的组织和时空特异性,说明CaDUF966s基因参与辣椒的生长发育和胁迫响应。9个miRNA通过切割作用靶向CaDUF966-3和CaDUF966-6基因,5个miRNA靶向CaDUF966-6基因,4个miRNA靶向CaDUF966-3基因。【结论】7个辣椒DUF966基因家族成员在不同组织生长发育过程及响应生物和非生物胁迫过程中具有调控作用。
  • 张永科, 张利娟, 卢迎春, 何霞红, 张宏瑞
    南方农业学报. 2023, 54(05): 1317-1326+1268.
    【目的】明确龟瓢虫[Epiverta chelonia(Mader,1933)]线粒体基因组结构特征,分析其系统发育关系,为龟瓢虫的起源、分化和遗传多样性研究提供数据支持。【方法】利用Illumina二代测序技术测定龟瓢虫线粒体基因组,对基因组序列进行注释和分析;基于瓢虫科(Coccinellidae)3亚科[食植瓢虫亚科(Epilachninae)、瓢虫亚科(Coccinellinae)和小毛瓢虫亚科(Scymninae)]11种昆虫的线粒体基因组13个蛋白编码基因(Protein-coding genes,PCGs),采用最大似然法和贝叶斯法构建系统发育进化树。【结果】龟瓢虫线粒体基因组全长17347 bp,包含37个基因(13个PCGs、22个tRNA基因和2个rRNA基因)和1个非编码的控制区,基因重叠区域共11处,间隔区域共9处。基因组拥有鞘翅目昆虫典型线粒体基因组的基因组成和排列顺序,AT含量为75.77%,表现明显的AT偏向性。13个PCGs中除cox1基因以TTG为起始密码子外,其余均以ATN为起始密码子;nad1和nad3基因以TAG为终止密码子,其余11个基因以TAA为终止密码子。除trnS1基因外,其余21个tRNA的二级结构均为典型的三叶草结构,二级结构中出现少量的G-U碱基错配现象。系统发育进化分析结果表明,龟瓢虫与苜蓿瓢虫(Subcoccinella vigintiquatuorpunctata)处于同一分支上。【结论】龟瓢虫线粒体基因组符合瓢虫科昆虫线粒体基因组的一般特征;龟瓢虫与苜蓿瓢虫的亲缘关系较近,与传统的形态学分类相一致。
  • 闫洋, 姚凯, 张炳辰, 郭紫惠, 王佳靓, 卞云婷, 王东阳, 常春荣
    南方农业学报. 2023, 54(05): 1465-1475.
    【目的】探究间作绿肥对香蕉生长和根际土壤微生物群落结构影响,为香蕉间作绿肥模式推广应用提供理论依据。【方法】以皇帝蕉及红三叶、假花生、蟛蜞菊和尖叶猪屎豆4种绿肥为试验材料,测定小区香蕉移栽1、2和3个月后间作4种绿肥的抽蕾期香蕉地上部和根系生物量及单株养分累积量,对大田2个月苗龄香蕉间作4种绿肥近根系区域和香蕉—绿肥根系共生区土壤微生物群落进行α多样性分析、土壤微生物群落主坐标(PCoA)分析和操作分类学单元(OTUs)聚类分析,并分析土壤细菌和真菌门和属水平结构组成、相对丰度及根系分泌物种类数和分布。【结果】小区试验结果显示,与小区香蕉单作(CK1)相比,移栽2个月间作猪屎豆分别显著提高香蕉地上部分生物量、根系生物量、单株氮和钾累积量61.69%、117.72%、38.71%和64.81%(P<0.05,下同),移栽3个月显著提高47.97%、67.79%、34.53%和52.04%。大田试验结果显示,香蕉—绿肥土壤细菌和真菌群落结构与大田香蕉单作(CK2)明显分离,共生区较CK2提高土壤细菌群落ACE指数5.53%~26.93%和Shannon指数8.78%~14.52%,而近根系区降低ACE指数23.69%~32.21%和Shannon指数11.70%~18.85%;与CK2相比,种植绿肥放线菌门相对丰度提高17.97%~73.97%,根系共生区变形菌门丰度降低12.32%~27.92%;香蕉间作假花生和蟛蜞菊的芽孢杆菌属(Bacillus)相对丰度分别提高82.09%~260.14%和0.85%~25.20%;香蕉间作绿肥降低了真菌病原菌柄锈菌属(Puccinia)相对丰度94.48%~99.37%。间作绿肥与CK2相比,近根系区酸类物质含量比根系共生区高7.06%~41.84%;间作红三叶和猪屎豆近根系区糖类物质含量与根系共生区分别高88.11%和64.19%。【结论】香蕉移栽后不同时期间作绿肥对香蕉地上部分、根系生长和养分累积影响不同,猪屎豆适合香蕉移栽后2个月间作,红三叶、蟛蜞菊和假花生适合香蕉移栽后3个月间作,香蕉间作绿肥可降低共生区有机酸含量和变形菌门相对丰度,提高放线菌门和芽孢杆菌属相对丰度,促进香蕉根系生长并增强抗病性。
  • 罗清, 池昭锦, 邓有展, 丁丽琼, 韦妙琴, 李秋荔, 陆祖正
    南方农业学报. 2023, 54(05): 1499-1509.
    【目的】对比2种石斛花香成分的差异及其主要香气成分,为培育香型石斛新品种提供科学依据。【方法】以浓香型紫瓣石斛和清香型珍珠石斛为试验材料,采用顶空固相微萃取结合气相色谱—质谱联用(HS-SPME-GC-MS)技术对不同花朵部位(萼片、唇瓣、花瓣和蕊柱)的香气成分种类及相对含量进行分析。【结果】2种石斛检测到7类、96种挥发性成分,共有成分仅4种(正己醇、4,7-二甲基-4-辛醇、反式-2-辛烯-1-醇和己醛)。紫瓣石斛4个花器官中共检测到37种挥发性化合物,包括醛类11种、酮类8种、烯类5种、醇类4种、酯类4种、烷类2种及其他类3种,共有成分14种;萼片主要成分是己醛(28.09%)、反式-2-壬烯醛(14.00%)和2-十五烷酮(13.66%),花瓣主要成分是己醛(24.50%)、反式-2-辛烯醛(13.23%)和2-戊基呋喃(12.69%),唇瓣主要成分是2-十五烷酮(29.04%)、2-十三酮(12.71%)和己醛(10.48%),蕊柱主要成分与唇瓣相同,含量有所差异;化合物中2-十五烷酮、己醛和反式-2-辛烯醛相对含量较高,香味浓郁。珍珠石斛4个花器官中共检测到63种挥发性化合物,包括烯类26种、醇类15种、酯类7种、烷类3种、酮类4种、醛类2种及其他类6种,共有成分11种;其中烯类相对含量最高,烯类以D-柠檬烯、γ-松油烯、石竹烯和β-月桂烯为主,香味清甜;花瓣主要成分是D-柠檬烯(20.04%)、正己醇(12.56%)和石竹烯(10.93%),萼片主要成分是D-柠檬烯(40.60%)、β-月桂烯(7.81%)和3-蒈烯(7.63%),唇瓣主要成分是D-柠檬烯(22.92%)、1,3,3-三甲基-三环[2.2.1.0(2,6)]庚烷(18.99%)和(Z)-3,7-二甲基-1,3,6-十八烷三烯(10.92%),蕊柱主要成分为D-柠檬烯(48.59%)、α-蒎烯(12.62%)和β-月桂烯(11.75%)。【结论】紫瓣石斛和珍珠石斛挥发性成分数量及相对含量存在明显差异,香气成分组成较复杂;2-十五烷酮是紫瓣石斛花器官的主要香气物质,D-柠檬烯是珍珠石斛花器官的主要香气物质。
  • 马慧霞, 张桥, 陈会巧, 孙丽丽, 周昌敏, 顾文杰, 卢钰升, 徐培智, 解开治
    南方农业学报. 2023, 54(05): 1405-1416.
    【目的】研究长期有机培肥对南方红壤区稻田土壤碳循环功能基因的影响,为南方稻田土壤碳库高效利用和施肥策略提供理论参考。【方法】依托江西省红壤研究所长期定位试验平台,设4个处理:不施肥处理(CK)、单施化肥处理(NPK)、早稻施绿肥紫云英处理(M1)、早稻施绿肥紫云英+晚稻秸秆还田处理(M2)。晚稻收获后采集土壤样品,测定土壤基本理化性质,利用实时荧光定量PCR测定土壤碳循环功能基因的绝对定量,分析不同活性碳含量及碳循环相关基因与环境因子的关系。【结果】长期有机培肥处理提高了土壤有机碳组分中活性有机碳含量,其中M2处理易氧化有机碳、热水提取态有机碳、可溶性有机碳含量均显著高于CK(P<0.05,下同);M1处理土壤微生物量碳含量最高(193.98 mg/kg)。各处理中,M1和M2处理参与碳水解、碳固定和甲烷代谢过程的相关功能基因表达量均处于较低水平。相关分析结果表明,碳水解过程相关功能基因(除amyX、IsoP、lig和naglu)、碳固定过程相关功能基因(除mcrA)和甲烷代谢(除emGDH)与全钾、微生物量碳和胡富比均呈显著负相关。碳固定过程功能基因和甲烷代谢过程功能基因(除emGDH)与pH和速效钾呈正相关。随机森林分析结果显示,长期有机培肥稻田土壤对碳水解功能基因和环境因子的解释率为89.22%,对碳固定功能基因和环境因子的解释率为90.12%,对甲烷代谢功能基因和环境因子解释率为87.14%;结构方程建模结果表明,长期有机培肥稻田土壤中mnp和apu基因、mct和rbcL基因、em GDH和pmoA基因分别直接影响碳水解、碳固定和甲烷代谢过程,土壤有机碳、胡敏素和胡富比间接影响碳水解和碳固定基因表达量,胡敏酸、有机碳和胡敏素间接影响甲烷代谢过程功能基因表达量。【结论】长期有机培肥有利于增加南方稻田土壤活性有机碳组分含量,降低碳循环功能基因表达量,提高土壤的稳定性,有助于环境变化中保持农田生产力的稳定。
  • 黎巷汝, 赵雅琦, 张艳, 赵佳林, 刘菲, 张渤, 洪永聪, 李力
    南方农业学报. 2023, 54(05): 1352-1362.
    【目的】分析武夷名丛叶绿体基因组序列特征及系统发育进化关系,为加强武夷名丛种质鉴定及其资源多样性的开发利用提供参考依据。【方法】利用PacBio和Illumina高通量测序技术对5个武夷名丛品种(白鸡冠、半天妖、肉桂、水金龟和铁罗汉)叶绿体基因组进行测序、组装和注释,并结合已发表的大红袍叶绿体基因组序列进行叶绿体全基因组序列比较及系统发育进化分析。【结果】6个武夷名丛品种的叶绿体基因组的长度为157024~157126 bp,均由环状双链DNA组成,包含2个反向重复区(IR)(25944~26095 bp)、1个大单拷贝区(LSC)(86594~86859 bp)和1个小单拷贝区(SSC)(18276~18291 bp),共注释到92个蛋白编码基因、37个tRNA和8个rRNA,鉴定得到1276个简单重复序列(SSRs)、65个长重复序列和93个插入缺失突变。6个武夷名丛品种的叶绿体基因组表现出高度相似的密码子偏好性,筛选出高频密码子(RSCU>1)个数均为30个,其中,以A和U结尾的密码子数量最多,且对UUA偏好性最强。在基于叶绿体基因组构建的系统发育进化树中,并非所有的茶亚属和山茶亚属的品种均分别聚为一支,且6个武夷名丛品种也并未聚为一支,其中大红袍和肉桂与龙井43的分支较近,半天妖与安化茶聚为一支,水金龟与铁观音聚为一支,白鸡冠和铁罗汉分别聚成单个分支。【结论】武夷名丛叶绿体基因组大小和结构及密码子偏好相似,但具一定的多样性,叶绿体基因组可作为超级条码用于武夷名丛品种鉴别和群体遗传研究。
  • 薛海清, 乔云发, 苗淑杰
    南方农业学报. 2023, 54(04): 1119-1126.
    【目的】阐明大气CO_2浓度升高对黑土有机碳稳定性的影响,为黑土碳中和应对气候变化提供理论依据。【方法】以黑土为研究对象,依托中国科学院海伦农业生态试验站长期定位模拟气候变化开顶箱(OTC)试验平台,设2个处理,分别为对照处理(CK,CO_2浓度400μmol/mol)和CO_2浓度升高处理(eCO_2,CO_2浓度700μmol/mol),采用~(13)C同位素示踪法,研究大气CO_2浓度升高对黑土及不同粒级团聚体有机碳稳定性的影响,并对土壤有机碳含量与更新率和半衰期进行相关分析。【结果】与CK相比,eCO_2处理使>0.25 mm粒级团聚体含量显著增加11.09%(P<0.05,下同),0.25~0.053 mm粒级团聚体含量显著减少23.85%,提升团聚体的平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD);大气CO_2浓度升高使>0.25 mm粒级团聚体有机碳显著增加11.61%,0.25~0.053 mm粒级团聚体有机碳含量显著减少8.72%,全土及<0.053 mm粒级团聚体有机碳含量无显著变化(P>0.05,下同)。~(13)C丰度随着粒级减小而依次增大,且CO_2浓度升高使全土及各个粒级团聚体的~(13)C丰度均显著降低,全土、>0.25 mm粒级及0.25~0.053 mm粒级团聚体的更新率分别显著增加34.62%、21.60%和57.22%,半衰期依次显著降低34.61%、19.63%和36.84%,<0.053 mm粒级团聚体更新率和半衰期未发生显著变化;更新率与全土和>0.25 mm团聚体有机碳含量呈显著正相关,半衰期与全土和>0.25 mm团聚体有机碳含量呈显著负相关。【结论】大气CO_2浓度升高对黑土有机碳含量影响不显著,但使大团聚体结构稳定性和有机碳含量增加,加快全土和大团聚体有机碳更新周转,有利于提升黑土肥力。
  • 王金艳, 李金峰, 李林峰, 王士苗, 周晓超, 刘骏, 牛秀丽, 杜立丰
    南方农业学报. 2023, 54(04): 1038-1044.
    【目的】分析近年来黄淮麦区新育成小麦新品种主要农艺性状的演变情况及与产量的关系,以期为焦作及同一生态地区小麦育种和生产提供参考。【方法】以2017—2022年焦作小麦区域试验694个参试小麦新品种为试验材料,通过多样性分析、相关分析、偏相关分析、通径分析、逐步回归分析对生育期、基本苗、有效穗数、穗粒数、千粒重、株高和产量等主要农艺性状进行综合分析。【结果】参试小麦品种主要农艺性状的变异系数为2.37%~20.23%,平均为13.19%,遗传多样性指数为1.7460~2.0838,平均为1.9561。小麦产量整体水平较高,不同年份的小麦产量在5125.92~8602.19 kg/ha,有效穗数在742.70万~551.05万穗/ha,穗粒数高于31粒(2018年除外),千粒重为43.39~50.10 g。相关分析结果表明:7个农艺性状间存在一定程度的相关性,与产量相关程度表现为穗粒数(r=0.556)>基本苗(r=-0.460)>生育期(r=0.412)>千粒重(r=0.387)>株高(r=0.158)>有效穗数(r=-0.051);偏相关分析结果表明:主要农艺性状与产量的相关程度表现为穗粒数(r=0.629)>生育期(r=0.462)>有效穗数(r=0.363)>千粒重(r=0.342)>基本苗(r=-0.297)>株高(r=0.101);通径分析结果表明:主要农艺性状对产量的综合作用贡献大小依次为穗粒数(0.5970)>生育期(0.5054)>基本苗(∣-0.4563∣)>千粒重(0.4068)>株高(0.2015)>有效穗数(∣-0.0402∣);逐步回归分析结果表明:穗粒数、生育期、千粒重和有效穗数为产量的主要决定因素。【结论】综合分析黄淮麦区新育成小麦品种,穗粒数对产量的影响最大。今后小麦育种和生产中应注重产量三要素间的协同平衡,通过育种和栽培手段稳定并增加小麦穗粒数是焦作及同一生态区小麦高产稳产的重要途径。
  • 杨子博, 张勇, 刘畅, 沈业松, 杜莹莹, 周羊梅, 王安邦, 顾正中
    南方农业学报. 2023, 54(04): 1010-1017.
    【目的】创制黄淮麦区抗赤霉病新材料,为该地区抗赤霉病育种提供亲本。【方法】利用甲基磺酸乙酯(Ethyl Methane Sulfonate,EMS)创制淮麦33突变群体,早代(M_2和M_3代)采用单花滴注法进行赤霉病抗性鉴定,筛选抗性显著提高的突变体。世代稳定后(M_4),对目标材料进行农艺性状和品质性状分析,筛选农艺性状和品质指标符合黄淮麦区育种需求的抗赤霉病新材料。【结果】赤霉病抗性鉴定结果显示,M_2代有73份穗行出现抗感分离;M_3代进行抗性验证,最终筛选到17份赤霉病抗性明显提高(平均严重度≤3.10)的稳定突变家系,其中8份达到中抗水平(1.45<平均严重度≤2.55),9份为中感水平(2.55<平均严重度≤3.10)。M_4代中选突变体农艺性状调查结果显示,有4份株高极显著变矮(P<0.01,下同)、1份单株穗数显著增加(P<0.05,下同)、1份穗粒数极显著增多、8份千粒重极显著增加、2份产量显著提升。品质相关性状鉴定发现,部分材料品质指标与淮麦33差异显著,筛选到2份品质指标显著提升(偏强筋类型)、1份品质指标显著下降(偏弱筋类型)的优异突变体。【结论】以育种应用为出发点,创制出一批赤霉病抗性显著提升且农艺性状符合育种需要的新种质,可作为黄淮麦区抗赤霉病品种选育的亲本材料。
  • 王硕立, 薛子钟, 丁松爽, 侯冰清, 赵曦, 刘冰洋, 时雅琪, 时向东
    南方农业学报. 2023, 54(08): 2218-2227.
    【目的】探究遮荫栽培条件下茄衣烟田微气候特征对烟株生长发育和发酵后烟叶质量的影响,以期为国产茄衣遮荫栽培提供理论依据。【方法】以雪茄烟品种云雪1号为试验材料,设透光率100%(CK)、75%(T1)和65%(T2)3个处理,分析不同处理下的烟田微气候特征及其对烟株农艺性状、生物量积累与分配及发酵后烟叶主要品质特征的影响。【结果】遮荫处理能降低烟田的气温、光照强度、昼夜温差及≥10℃有效积温,提高相对湿度。遮荫对烟株株高、茎围、最大叶面积、生物量积累等生长发育指标均有显著影响(P<0.05,下同)。其中,株高、最大叶面积、叶生物量均以T2处理最高,且在遮荫后40 d时增幅最大,而茎围则以CK最大。T2处理烟叶的叶片结构、油分、颜色均匀度、支脉粗细等外观质量指标得分最高,其拉力强度也显著高于其他处理。遮荫处理茄衣产量和茄衣产出率均显著高于CK,与CK相比,T1和T2处理茄衣产量分别显著增加5.87%和13.78%,茄衣产出率分别显著增加8.56%和18.56%。相关分析结果表明,遮荫条件下温度(积温、≥10℃有效积温和平均气温)的降低是烟株叶厚、茎围和根茎生物量积累减少的主要原因;平均光照强度降低和平均相对湿度增加是提升烟叶外观质量和物理特性的关键因素。【结论】遮荫能降低茄衣烟田的环境温度和光照强度,提高相对湿度,使烟株的形态发育和物质积累产生改变,从而提高茄衣产量和茄衣产出率,也使发酵后烟叶的外观和物理指标更符合工业使用。综合来看,在豫西南遮荫种植茄衣时以65%透光率较适宜。
  • 吕金慧, 郑中兵, 吴涛, 孙娅辉, 陈萍
    南方农业学报. 2023, 54(08): 2388-2395.
    【目的】测定海南8种热带水果的抗氧化活性、总酚和总黄酮含量,比较8种水果抗氧化活性和抗氧化物质含量的差异,为人们食用热带水果提供一定的营养价值参考,也为抗氧化活性较强的热带水果相关产品的开发利用提供参考依据。【方法】以人心果、莲雾、山竹、榴莲、蛋黄果、西番莲、番荔枝和菠萝蜜8种热带水果为研究对象,利用1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除能力法、铁离子抗氧化能力(FRAP)法和2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)阳离子自由基清除能力法分别测定其抗氧化活性,采用福林酚(Folin-Ciocalteu)法测定总酚含量,AlCl3显色法测定总黄酮含量;并对3种抗氧化活性测定方法与2种抗氧化物质含量进行相关分析,对抗氧化活性测定结果进行优劣解距离(TOPSIS)法综合分析。【结果】利用DPPH法和FRAP法测得抗氧化活性最强的是蛋黄果(178.62和140.83μmol Trolox/g),最弱的是人心果;ABTS法测得抗氧化活性最强的是山竹(157.06μmol Trolox/g),最弱的是人心果;同时测得蛋黄果的总酚含量(3.80%)和总黄酮含量(7.60%)在8种水果中最高,而人心果的总酚含量(0.09%)最低,榴莲的总黄酮含量(1.07%)最低;3种测定方法与2种抗氧化物质的相关分析结果表明,DPPH法与总酚和总黄酮含量的相关系数达0.81以上,FRAP法与总酚和总黄酮含量的相关系数达0.90以上;利用TOPSIS法进行综合分析,抗氧化活性排序为蛋黄果>山竹>莲雾>西番莲>番荔枝>菠萝蜜>榴莲>人心果。【结论】8种热带水果均具有一定的抗氧化活性,以蛋黄果的抗氧化活性较强,人心果的抗氧化活性较弱。
  • 朱诗谣, 周姝婧, 朱翔杰, 徐新建, 苏显冰, 张芷宁, 姜荃耀, 周冰峰
    南方农业学报. 2023, 54(08): 2436-2443.
    【目的】明确江西省生境条件下东方蜜蜂遗传多样性水平及遗传分化规律,为促进江西省东方蜜蜂遗传资源的保护与利用,以及我国东方蜜蜂遗传资源的保护和合理布局提供理论依据。【方法】选用37个微卫星标记对江西省10个代表性样点共704群东方蜜蜂进行遗传特征、遗传多样性和遗传分化分析,利用Excel Microsatellite Toolkit 3.1计算观察杂合度(Ho)、期望杂合度(He)、等位基因数(Na)和多态信息含量(PIC),采用PopGene 1.31计算有效等位基因数(Ne)和香农指数(I),通过GenAlEx 6.5和R 4.0.3分别进行主坐标分析(PCoA)和主成分判别分析(DAPC),运用Genepop on Web分析样点间的遗传分化指数(F_(st)),通过F_(st)=1/(1+4Nm)计算基因流(Nm),并以POPTREE2构建UPGMA聚类分析树。【结果】以37个微卫星标记从江西省10个样点704群东方蜜蜂中共检测出374个等位基因,其中PIC高于平均值的有21个微卫星标记(AP243、BI278、AP249、AT185、BI225、AC139、Ap313、AT004、AC045、K0715、AC011、AP189、BI314、Ap085、AT101、244T、Ac-1、Ac-2、Ac-5、Ac-26和Ac-35)。江西省10个样点东方蜜蜂群体的Na为5.2857~6.3125,平均值为5.8247;Ho为0.3951~0.4602,平均值为0.4197;He为0.4211~0.4676,平均值为0.4437;Ne为2.7991~3.2596,平均值为2.9205;PIC为0.3909~0.4366,平均值为0.4133;I为0.9090~1.0106,平均值为0.9542;10个东方蜜蜂样点间的近交系数(F_(is))为-0.036~0.091,F_(st)为0.0059~0.0294,Nm为8.2534~42.1229。PcoA分析、DAPC分析及UPGMA聚类分析均显示,江西东方蜜蜂尚未发生种群遗传分化。【结论】江西东方蜜蜂遗传多样性处于全国中等水平,未发现江西东方蜜蜂发生种群遗传分化,且在东方蜜蜂遗传分化过程中基因交流的作用大于环境选择。
  • 陈映僮, 姚富成, 何麒锋, 贺爱兰, 张少斌, 彭红元, 郭靖
    南方农业学报. 2023, 54(07): 2031-2038.
    【目的】研究天敌宽体金线蛭胁迫下不同性比福寿螺种群的响应,探明福寿螺在天敌胁迫下的种群特征变化,为揭示福寿螺在天敌胁迫下快速入侵策略以及在繁殖环节通过调控其性比例来防控福寿螺的危害提供科学依据。【方法】采用3重复随机区组试验,将3种不同性比福寿螺种群(雌雄比分别为2∶1、1∶1和1∶2)与天敌宽体金线蛭置于水族箱中共养21 d,以不投放宽体金线蛭为对照,定期调查福寿螺的存活、摄食、行为活动和繁殖特征(产卵量、孵化率、孵化历期等)。【结果】宽体金线蛭的存在抑制了福寿螺的存活,不同性比福寿螺种群存活率均降低50.0%以上,但不影响存活个体的日均摄食量;雌多雄少福寿螺种群的存活率和日均摄食量高于雌雄等量和雌少雄多种群,分别高于后两者20.0%和40.0%以上;福寿螺通过减少摄食(降幅达58.0%)和增加闭厣(增幅达194.0%)行为以应对宽体金线蛭的捕食,而性比对福寿螺行为活动影响不明显;雌性占比越低,种群产卵量越少,受天敌抑制越明显,雌多雄少福寿螺种群在天敌胁迫下产卵量未见明显减少,而雌少雄多种群产卵量锐减近90.0%;宽体金线蛭的存在提升了福寿螺卵孵化率(增幅达32.0%),并缩短了孵化历期(降幅达8.0%)。【结论】宽体金线蛭的存在会抑制福寿螺生存和繁殖,雌多雄少的性比结构有利于福寿螺种群应对天敌威胁。
  • 郑传奇, 令狐美林, 舒忠泽, 汤鑫鑫, 周佳佳, 苏荣荣, 陈华
    南方农业学报. 2023, 54(07): 2050-2059.
    【目的】分离鉴定木霉属有益菌株,探索其对辣椒炭疽菌和薏苡黑粉菌的抑制效果,为木霉属真菌的开发利用及辣椒炭疽病和薏苡黑粉病的生物防治提供理论支持。【方法】采用组织分离法从鱼腥草根际土壤中分离、筛选木霉属有益菌株,通过形态学和内转录间隔区(ITS)测序确定其分类地位,利用两点对峙法、生长速率法、平板对扣法等测试木霉菌菌丝体、小分子代谢产物及挥发性成分对辣椒炭疽菌和薏苡黑粉菌的抑制效果。【结果】采用组织分离法从鱼腥草根际土壤中分离纯化获得单一菌株,记为ZQ202104,结合形态特征和分子生物学鉴定结果,将菌株ZQ202104鉴定为钩状木霉(Trichoderma hamatum)。在对峙培养下,菌株ZQ202104对辣椒炭疽菌的抑制率为59.40%,对薏苡黑粉菌的抑制率为74.01%。生长速率法测定结果显示,菌株ZQ202104菌液加入量为2、4和6 mL时均能很好地抑制辣椒炭疽菌及薏苡黑粉菌的生长,对辣椒炭疽菌的抑制率分别为57.57%、60.60%和65.15%,对薏苡黑粉菌的抑制率分别为71.42%、82.85%和85.71%。菌株ZQ202104无菌发酵液的抑菌活性在发酵9 d时对辣椒炭疽菌的抑制率最高,为35.09%;发酵15 d时对薏苡黑粉菌的抑制率最高,为68.00%。菌株ZQ202104的挥发性成分对辣椒炭疽菌和薏苡黑粉菌的生长均具有抑制作用,抑制率分别为47.29%和82.95%。【结论】从鱼腥草根际土壤中分离到的钩状木霉菌菌株ZQ202104的菌丝体、小分子代谢产物及挥发性成分对辣椒炭疽菌和薏苡黑粉菌均具有抑制作用,特别是对薏苡黑粉菌的生长抑制效果明显,其生防机制可能是竞争作用与抗生作用相结合。菌株ZQ202104具有开发成薏苡黑粉菌抑菌剂的潜力。
  • 王年, 郁小娟, 骆楠, 王玲, 王昭玥, 肖冰冰, 陈俊律, 宋增福
    南方农业学报. 2023, 54(09): 2721-2731.
    【目的】探明玻璃轻石构建序批式生物膜反应器(SBBR)在水产养殖污水中的脱氮性能,为生物膜法处理水产养殖污水工艺中高效、低廉的载体材料选择提供模型及数据参考。【方法】以玻璃轻石为载体构建SBBR模型,利用水产养殖池底泥进行挂膜,并进行玻璃轻石不同孔径(3~8、2~3、1~2和0.1~1.0 mm)、粒径(10~20、20~30和30~50mm)和填充率(20%、30%和40%)脱氮性能优化试验,以获得最佳脱氮性能SBBR参数;以沸石、火山石、活性炭和SiO2颗粒为对照,对比各载体材料生物膜中的挥发性悬浮物(VSS)和细胞外聚合物(EPS)含量,比较不同载体材料对疏水性蛋白的吸附能力。【结果】玻璃轻石以孔径1~2 mm、粒径10~20 mm、填充率20%构建SBBR的除氮性能最优,第30 d时氨氮、亚硝氮和总氮的去除率分别可达(90.61±0.30)%、(99.45±0.08)%和(94.04±0.14)%,玻璃轻石上的VSS含量为3.87±0.11 g/L,EPS含量为80.99±0.05 mg/g-VSS,显著高于其他载体材料处理(P<0.05,下同),同时EPS中具有更高的蛋白/多糖(PN/PS)比值,有利于生物膜的形成;除氮细菌吸附试验结果,玻璃轻石可吸附(58.08±0.15)%的牛血清白蛋白(BSA),显著高于沸石(41.72±0.40)%、火山石(25.34±0.53)%、活性炭(20.68±0.13)%和SiO2颗粒(15.56±0.38)%。【结论】以玻璃轻石构建的SBBR应用于水产养殖污水处理具有良好的脱氮性能,且具有较好的除氮细菌吸附能力,是良好的生物膜技术修复水产养殖污水的载体材料。
  • 成良峰, 戴习林
    南方农业学报. 2023, 54(09): 2752-2761.
    【目的】阐明慢性氨氮胁迫对罗氏沼虾生长、存活和能量代谢的影响及其适应机制,为罗氏沼虾的健康养殖提供理论依据。【方法】设0.02mg/L(对照)、0.50mg/L(T0.50)、1.04mg/L(T1.04)、2.14mg/L(T2.14)、4.42mg/L(T4.42)和9.03 mg/L(T9.03)6个不同氨氮浓度处理组,养殖48 d,研究慢性氨氮胁迫对罗氏沼虾摄食、生长、存活及血清供能物质含量和能量代谢相关酶活力的影响。【结果】T9.03组的罗氏沼虾存活率显著低于对照组(P<0.05,下同),其他胁迫组的存活率与对照组无显著差异(P>0.05,下同);摄食率、饵料效率及增重率、相对增长率和特定生长率均随着氨氮浓度的增加呈降低趋势,饵料系数和体重差异系数均随着氨氮浓度的增加呈上升趋势;血清葡萄糖(Glu)含量随着氨氮胁迫时间的延长总体上呈先升高后降低的变化趋势;在胁迫12 d后,血清甘油三酯(TG)和总胆固醇(TCHO)含量均随着氨氮浓度的增加呈下降趋势;在胁迫前24d,各胁迫组的血清总蛋白(TP)含量与对照组均无显著差异,而在第48 d,胁迫组的TP含量随着氨氮浓度的增加呈降低趋势,且除T0.50组外,其他胁迫组均显著低于对照组;血清乳酸(LA)含量随着氨氮浓度的增加总体上呈上升趋势。此外,胁迫组的肝胰腺己糖激酶(HK)、丙酮酸激酶(PK)及乳酸脱氢酶(LDH)活力均随着胁迫时间的延长呈先升高后降低的变化趋势;磷酸烯醇式丙酮酸羧基酶(PEPCK)活力在第12~48 d均有胁迫组显著高于对照组;在整个氨氮胁迫期间,琥珀酸脱氢酶(SDH)活力均随着氨氮浓度的增加呈降低趋势,T4.42和T9.03组的活力均显著低于对照组。【结论】氨氮对罗氏沼虾的最大无影响浓度为0.50mg/L;罗氏沼虾为应对慢性长期较高浓度的氨氮胁迫,能量供应和利用途径均发生明显变化,最终显著影响其摄食、生长和存活,造成养殖效果不佳。在集约化养殖中,应及时关注养殖水体的氨氮含量,减少氨氮胁迫对罗氏沼虾造成的额外耗能,提高生产效益。
  • 张慧, 田钰, 靳利忠, 张星玥, 韩乐, 王晓清, 胡亚洲
    南方农业学报. 2023, 54(09): 2674-2683.
    【目的】探究中华鳖(Pelodiscus sinensis)甘露糖受体C2(Mannose receptor C type 2)基因PsMRC2在应答嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)感染中的免疫功能,为中华鳖抗细菌感染的免疫机制研究提供理论依据。【方法】通过PCR克隆PsMRC2基因开放阅读框(ORF)序列,对其进行生物信息学和系统发育进化分析,并以实时荧光定量PCR检测PsMRC2基因在中华鳖各组织中表达谱及嗜水气单胞菌感染后的时序表达。【结果】PsMRC2基因ORF序列为4086 bp,共编码1361个氨基酸残基。PsMRC2蛋白结构域包括1个纤连蛋白Ⅱ型(FNⅡ)结构域(第61~109位氨基酸)、8个串联的C型凝集素(CLECT)结构域(第116~1276位氨基酸)、1个跨膜结构域(第1295~1317位氨基酸)。通过SOMPA预测得到PsMRC2蛋白二级结构包含706个无规则卷曲(占51.87%)、302个延伸链(占22.19%)、289个α-螺旋(占21.23%)和64个β-转角(占4.70%);SWISS-MODEL预测PsMRC2蛋白三级结构匹配的模板与PsMRC2氨基酸序列相似性为90%,预测结果可信。基于PsMRC2蛋白氨基酸序列相似性构建的系统发育进化树显示,中华鳖与龟类的亲缘关系最近,而与鱼类相距较远。PsMRC2基因在中华鳖的心脏、肝脏、脾脏、肾脏、肠道、肌肉、脑和肺脏组织中均有表达,以脾脏组织中的相对表达量最高。感染嗜水气单胞菌后,PsMRC2基因在中华鳖肝脏、脾脏、肾脏和肠道组织中的相对表达量均呈上调趋势。【结论】PsMRC2基因在进化上较保守,广泛表达于中华鳖各组织中,参与中华鳖抗细菌感染的免疫应答过程。
  • 韩春丽, 杨果豪, 李天香, 王健宇, 熊忠萍, 许尤厚, 朱鹏, 杨家林, 王鹏良
    南方农业学报. 2023, 54(09): 2604-2613.
    【目的】探讨方格星虫线粒体基因组密码子偏好性,明确自然选择和基因突变对其密码子偏好性的作用,并充分利用密码子偏好性的特点,为方格星虫分子遗传改良提供科学依据。【方法】根据方格星虫线粒体基因组序列,选取长度大于300 bp且以ATG开头的10个非重复基因序列为研究对象,运用CondonW 1.4.2分析方格星虫线粒体基因组密码子偏好性参数,通过中性绘图分析、ENC-plot分析、PR2-plot分析及对应分析明确方格星虫线粒体基因组密码子偏好性形成的主导因素,并依据高频密码子和高表达密码子筛选出方格星虫线粒体基因组最优密码子。【结果】方格星虫线粒体基因组密码子的GC含量因位置而异,GC1、GC2和GC3的平均值分别为51.06%、40.19%和47.11%,GC含量平均值为46.12%;ENC、CAI和CBI的平均值依次为50.022、0.150和-0.023;RSCU>1.00的同义密码子有31个,以A或C结尾的密码子占87.10%。中性绘图分析结果表明,GC12与GC3无相关性,相关系数为0.05;ENC-plot分析结果表明,全部参试基因均位于标准曲线下方,说明方格星虫线粒体基因组密码子偏好性以自然选择为主导;PR2-plot分析结果表明,除ND6基因位于左侧x轴上外,其余9个参试基因全部分布在坐标系的第二象限;对应分析结果表明,前4轴的贡献率分别为23.86%、14.96%、12.21%和10.82%,在构建的平面坐标系内细胞色素C类基因分布相对集中,而NADH还原酶类基因分布较分散。依据方格星虫线粒体基因组的高频密码子和高表达密码子,最终确定GUA、CUC、CAC、CUU、AUU、CCU、GCA、AAC及GAA为方格星虫线粒体基因组最优密码子。【结论】方格星虫线粒体基因组密码子偏好性较弱,偏好于A/C结尾的密码子;自然选择在方格星虫线粒体基因组密码子偏好性形成中占主导地位。因此,可根据宿主线粒体基因组密码子偏好性优化外源基因,以提高其表达效率,加速方格星虫品种的遗传改良。
  • 宝童曦, 高正锋, 徐丝, 李先伟, 黄荣斌, 邹应啟, 周庆兰, 吕敏, 白羽祥, 吕芬
    南方农业学报. 2023, 54(08): 2207-2217.
    【目的】探究不同氮素形态配比与烟草青枯病发生、烟株根际土壤理化性质及土壤细菌群落之间的关系,筛选出关键微生物及土壤因子,为烟草青枯病防治和氮肥合理施用提供理论依据。【方法】以往年烟草青枯病严重发生地块为试验地,设计5个不同氮素形态配比及常规对照(CK)处理,调查不同硝态氮与铵态氮配比处理的烟草青枯病发生情况;收集不同硝态氮与铵态氮配比处理烟株的根际土壤,测定土壤理化性质;采用16S rDNA测序技术,探究不同硝态氮与铵态氮配比下烟草青枯病发生及根际土壤细菌群落结构的差异。【结果】与CK处理相比,硝态氮与铵态氮以1∶1配合施用时有效降低了烟草青枯病的发病率和病情指数,同时提高了烟叶的SPAD值,而当硝态氮与铵态氮以7∶3配合施用时,土壤细菌群落的丰富度和均匀度增加。主坐标分析(PCoA)结果表明,不同氮素形态配比对土壤细菌群落有显著影响(P<0.05,下同)。在门分类水平上,变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)是较占优势的土壤细菌门;在属分类水平上,芽孢杆菌属(Bacillus)是最优势的土壤细菌属,其次是鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、Candidatus_Udaeobacter、苔藓杆菌属(Bryobacter)和黄杆菌属(Flavobacterium)。冗余分析和Pearson分析结果表明,土壤有机质(SOM)、速效钾(AK)和硝态氮(NO-N)是影响土壤细菌群落发生变化的主要理化因子。【结论】不同氮素形态配比可影响烟草青枯病的发生以及土壤细菌群落的多样性和物种组成。硝态氮与铵态氮以1∶1配比为最优处理,可有效降低烟草青枯病的发病率和病情指数,提高土壤中芽孢杆菌属和黄杆菌属的相对丰度。适当增加硝态氮比例有利于土壤健康微生态的构建。
  • 宋琦亮, 徐林, 吴志强, 黄亮亮, 高明慧, 何佳洋, 刘昊, 文浩
    南方农业学报. 2023, 54(11): 3416-3426.
    【目的】分析柳江下游大眼鳜(Siniperca knerii)仔稚鱼的耳石形态变化和微结构特征,明确该江段大眼鳜的生长和繁殖现状,为其资源保护及合理开发利用提供理论依据。【方法】以2022年采集的柳江下游大眼鳜仔稚鱼为试验材料,经50%乙醇麻醉后测量体长(mm),用解剖针挑取耳石;采用温度标记法确证矢耳石轮纹增量周期;通过显微镜观察矢耳石和微耳石形态特征并统计耳石轮纹数,利用耳石日轮技术推算其孵化日期;通过Image J测量矢耳石与微耳石的长(μm)、宽(μm)、周长(μm)和面积(μm~2)等形态指标,并计算环率、矩形趋近率、椭圆度、辐形比、外形尺寸和圆度等形状指数,比较两类尺寸等级(体长≤13 mm和体长>13 mm)的大眼鳜矢耳石形态变化,对大眼鳜矢耳石形态指标与体长关系进行拟合,采用AIC(Akaike information criterion)准则选取最适模型,分析二者间的关系。【结果】2022年采集的大眼鳜样本微耳石轮纹数范围为3~9轮,矢耳石轮纹数范围为6~16轮,矢耳石标记轮纹数与标记时间呈线性相关,大眼鳜矢耳石轮纹增量具有日周期性,用日轮数N+3表示日龄,推算2022年柳江下游江段大眼鳜样本的孵化期为5月1日—8月8日。随着大眼鳜仔稚鱼的生长,矢耳石由近圆形发育成一端略尖的桃形,微耳石由近圆形发育成贻贝形,矢耳石相较于微耳石变化更明显。拟合大眼鳜矢耳石的长、宽、周长和面积4个形态指标与体长的关系,以线性模型为最佳拟合模型,两类尺寸等级的大眼鳜矢耳石形态指标与体长相关性均较强,第二类R2大于第一类,两类尺寸等级的线性模型拟合效果无显著差异,表明大眼鳜仔稚鱼在早期生活阶段耳石形态与体长呈线性相关,且在一段时间内相关性逐步增强。【结论】柳江下游大眼鳜仔稚鱼孵化期整体短于珠江流域鳜属鱼类的自然繁殖期,矢耳石更适合作为大眼鳜早期年龄鉴定的器官,耳石的大小可作为判断该物种早期生长现状的重要依据。