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  • 张雨阳, 赵莉, 桂朗, 王余德, 孙盛明, 李名友, 刘东
    南方农业学报. 2023, 54(03): 657-668.
    【目的】基于转录组测序技术筛选出罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)雌雄样本脑和胸神经组织中的差异表达基因(DEGs),为揭示其生长发育的性别二态性及开展分子辅助育种提供理论依据。【方法】通过TRIzol提取罗氏沼虾雌雄样本脑和胸神经节组织总RNA,构建cDNA测序文库后通过Illumina HiSeq 2000平台进行转录组测序,经过滤、质量控制及拼接组装获得Unigenes,使用DESeq筛选出DEGs,并进行GO功能注释分析和KEGG信号通路富集分析。【结果】转录组数据经de novo拼接成84627条Unigenes。以P <0.05和|log_2Fold Change|>1为判断标准,发现雌雄罗氏沼虾脑组织间存在5287个DEGs,雄性组织中显著上调DEGs有2416个、显著下调DEGs有2871个;胸神经节组织间存在6211个差异表达基因,雄性组织中显著上调DEGs有3280个、显著下调DEGs有2931个。雌雄罗氏沼虾脑和胸神经节组织DEGs在GO数据库中注释到生物学过程、细胞组分和分子功能三大功能条目,分别涉及56和57个亚类,包含顶体外膜、生殖结构发育、组织形态发生、细胞过程、代谢过程、细胞组分及结合等;KEGG信号通路富集分析结果表明,DEGs主要参与RNA运输、剪接体、内质网蛋白加工、转录、翻译、折叠和降解等过程。筛选得到的TUBA1B、COX、TRY、MHC、MLC、HSP90和IAGBP等10个DEGs与罗氏沼虾肌肉生长及性腺发育相关,对雌雄罗氏沼虾生长发育差异调控起重要作用。【结论】雌雄罗氏沼虾脑和胸神经节组织中的TUBA1B、COX、TRY、MHC、MLC、HSP90、TRA2、PCNA、MT-ND4和IAGBP等DEGs,富集在RNA转运、内质网蛋白加工及MAPK信号通路等,参与肌肉生长和性腺发育调控,有助于罗氏沼虾生长发育性别二态性的形成。
  • 葛锐, 强壮, 聂竹兰, 李丽, 魏杰
    南方农业学报. 2023, 54(03): 806-814.
    【目的】基于高通量转录组测序分析斑重唇鱼SSR分布及序列特征,为斑重唇鱼SSR分子标记开发、遗传多样性、遗传连锁图谱、种质资源鉴定和分子辅助育种提供理论数据。【方法】使用Illumina NovaSeq高通量测序平台对斑重唇鱼皮肤组织进行转录组测序,利用Trinity对获得的高质量测序数据进行序列组装,再用MISA对筛选得到的1 kb以上的Unigenes进行SSR分布及序列特征分析。【结果】斑重唇鱼转录组共获得244.42 Gb Clean data,组装后获得55182条Unigenes,其中8903条Unigenes含有SSR位点,含有SSR的Unigenes比例为16.13%,共含有12899个SSR位点,从中除去616个复合型SSR位点,共获得12283个完美型SSR位点,存在单核苷酸~六核苷酸6种重复基元类型,其中单核苷酸重复基元数目最多,为6654个,占比为54.17%,二核苷酸~六核苷酸随着核苷酸重复数的增多依次减少,分别是32.30%、12.04%、1.38%、0.07%和0.03%。斑重唇转录组中共有348种不同重复基元,其中最丰富、种类最多的是三核苷酸重复基元,共有145种;单核苷酸是数量最多重复基元类型,其重复基元数量最多的是(A)10型。SSR的长度范围较大,为10~75 bp,总长度为157088 bp,SSR相对丰度为0.19%,其中长度为10 bp的SSR数量最多,有3232个,占比为26.31%;其次是12、11和14 bp,占比分别为21.73%、12.02%和10.06%。【结论】斑重唇鱼转录组中SSR位点数量多,出现频率较高,多态性较好,可用来开发斑重唇鱼类分子标记,且不同核苷酸重复基元类型数量差异较大,且分布特征差异明显。
  • 彭超, 陈中元, 吴水清, 邵立业, 韩庆
    南方农业学报. 2023, 54(03): 764-773.
    【目的】筛选出斑节对虾肌肉中与虾青素积累相关的基因及其信号通路,为揭示虾青素在对虾肌肉积累的分子机制提供基础数据。【方法】分别剪取注射虾青素斑节对虾(试验组)和未注射虾青素斑节对虾(对照组)的肌肉,提取RNA后等量混合构建cDNA文库,采用Illumina HiSeq X Ten测序仪进行转录组测序,序列拼接与注释后以DESeq筛选差异表达基因(DEGs),然后进行GO功能注释分析和KEGG信号通路富集分析,并通过实时荧光定量PCR验证转录组数据的准确性。【结果】在试验组和对照组中分别获得48415832和48532230条有效序列(Clean reads),拼接后得到20495条Unigenes;分别有8761(占42.75%)、7658(占37.37%)、6933(占33.83%)、5584(占27.25%)和7238(占35.32%)条Unigenes在Nr、Swiss-Prot、KOG、KEGG和GO数据库中注释成功,其中在GO数据库的生物学过程、细胞组分、分子功能三大类别55个功能条目上均注释到Unigenes。经DESeq筛选,试验组与对照组间存在1468个DEGs,其中1209个DEGs在对照组呈上调表达、259个DEGs在对照组呈下调表达;与虾青素相关的基因主要有细胞色素b5基因(CYB5)、细胞色素P450基因(CYP450)、葡糖基/葡萄糖醛酸基转移酶基因(UDPGT)、类kelch蛋白基因(KLHL)、ATP结合盒转运蛋白基因(ABCT)、脂质蛋白受体基因(LipR)、脂肪酶基因(lipase)及半胱天冬酶3基因(CASP3)等。DEGs聚集最多的GO功能条目是多聚糖分解过程,富集最多的KEGG信号通路是信号转导。【结论】CYP450、CYB5、ABCT、LipR、KLHL、UDPGT、CASP3和lipase等DEGs,以及信号转导、运输与分解代谢、内分泌系统及辅酶因子和维生素代谢等信号通路与斑节对虾体内虾青素的积累相关,后续宜通过原位杂交、原核表达等技术验证DEGs的功能,进一步揭示虾青素在对虾体内积累的分子机制。
  • 阳长洪, 卫婷, 李慧君, 黄枫城, 吴炜龙, 杨贵琼, 甄珍, 蔺中
    南方农业学报. 2023, 54(12): 3538-3549.
    【目的】研究菲(Phe)在不同根际距离中的降解和根际区域微生物群落结构变化,获得最佳降解效果的根际距离和降解微生物种类,为阐明红树林根际效应对海岸带多环芳烃(PAHs)降解的强化作用和机制提供参考。【方法】利用根际箱分离4个连续的隔间,其距离分别为0~2 mm、2~4 mm、4~6 mm隔间(根际)和>6 mm隔间(非根际),分别于0、10、20、30、40和50 d测定不同根际距离的Phe残留浓度、沉积物理化性质、微生物生物量和细菌群落结构,并采用冗余分析(RDA)探明Phe残留浓度与环境因子及细菌群落结构的相关性。【结果】靠近根际表面的沉积物(0~2 mm隔间)Phe降解效率最高(74.73%)。在培养50 d后,对比不同隔间的理化性质变化,与第0 d相比,0~2 mm隔间变化最明显,p H降低3.84%,有机质含量提高16.14%;>6 mm隔间腐殖质含量升高12.56%。在Phe降解过程中,沉积物pH和腐殖质含量随着红树林根际距离的增加而增加,有机质含量随着根际距离的增加而减少。培养50 d后,微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)和微生物呼吸强度(SMR)在0~2 mm隔间均最高,分别为216.45 mg/kg、68.20 mg/kg和147.35 mg/(kg·h),且均随着根际距离增加而降低。培养结束后,在0~2 mm、2~4 mm和4~6 mm隔间优势细菌属中,短杆菌属(Brevibacterium)和乳酸杆菌属(Lactobacillus)的相对丰度随根际距离的增加而减少,脂环酸芽孢杆菌属(Alicyclobacillus)的相对丰度则随根际距离的增加而增加。RDA结果表明,Phe残留浓度主要受降解功能微生物及环境因子影响,与脂环酸芽孢杆菌属、盐硫杆菌属(Halothiobacillus)、硫单胞菌属(Thiomonas)、短杆菌属、乳酸杆菌属及有机质呈负相关。【结论】红树林根际效应可通过影响根际区沉积物的理化性质,从而改变细菌群落结构和微生物活性,以强化Phe降解,对消除海岸带生态系统中PAHs污染具有积极影响。
  • 陈钊峰, 苏海明, 黄瑜, 鲁义善, 王蓓, 简纪常, 蔡佳
    南方农业学报. 2023, 54(09): 2614-2623.
    【目的】研究尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)钙结合蛋白S100A16的结构特征、系统进化关系及组织表达分布情况等,进一步分析S100A16在抗菌免疫中的作用,为深入研究S100A16基因在鱼类免疫防御中的功能提供参考依据。【方法】根据S100A16基因序列设计特异性引物克隆尼罗罗非鱼S100A16基因(On-S100A16),构建原核表达载体并采用SMART 4.0、DNAMAN 9.0及MEGA 6.0等在线软件对On-S100A16氨基酸序列进行生物信息学分析。通过实时荧光定量PCR检测On-S100A16在尼罗罗非鱼各组织中的分布情况及无乳链球菌感染后在尼罗罗非鱼各组织中的表达变化,并制备融合蛋白用于孵育尼罗罗非鱼头肾淋巴细胞后,检测炎症相关因子基因的表达情况。【结果】克隆获得的On-S100A16基因编码区长度为276 bp,共编码91个氨基酸残基,含有S100保守结构域。On-S100A16氨基酸序列与斑马拟丽鱼、杂色鳉、大口黑鲈等其他鱼类的S100A16氨基酸序列具有较高的相似度,系统发育进化分析也显示On-S100A16与斑马拟丽鱼S100A16的亲缘关系最近。On-S100A16基因在尼罗罗非鱼的各组织中广泛表达,在肝脏组织中的相对表达量最高;经无乳链球菌感染后,On-S100A16基因在尼罗罗非鱼脑、肠道和脾脏组织中的表达量呈上调趋势,且均在感染24 h后达峰值。成功制备融合蛋白S100A16后用于孵育头肾淋巴细胞,实时荧光定量PCR检测结果表明,抗炎因子基因IL-4和TLR1的相对表达量极显著上调(P<0.01,下同),促炎因子基因IL-6和TNF-α的相对表达量则极显著下调。【结论】On-S100A16氨基酸序列含有S100蛋白家族典型的S100结构域,其可能具有与其他S100蛋白相似的生物学功能。On-S100A16通过调控淋巴细胞活性来参与尼罗罗非鱼的抗菌免疫反应。
  • 梁子莹, 邱丽华, 王鹏飞, 张博, 闫路路, 乔秀亭, 赵超
    南方农业学报. 2023, 54(09): 2654-2664.
    【目的】克隆并明确斑节对虾(Penaeus monodon)新型抗菌肽ALF-like基因(PmALF-like)的结构特征、组织表达分布规律及副溶血弧菌(Vibrio parahemolyticus)刺激后的表达变化,探究其在抗菌先天免疫中的作用与功能,为阐明斑节对虾抗菌免疫调控机制提供参考依据。【方法】依据PmALF-like基因表达序列标签(EST)序列,利用RACE扩增获得PmALF-like基因cDNA全长序列,通过ProtParam、SignalP 5.0、MegAlign和MEGA 7.0等在线软件进行生物信息学分析;利用实时荧光定量PCR检测PmALF-like基因在斑节对虾不同组织中的表达特征及其在副溶血弧菌刺激后的表达模式;利用原核重组方法获得PmALF-like成熟肽的重组蛋白(去信号肽),并通过液体培养基法和牛津杯法等探究Pm ALF-like成熟肽抑制细菌生长的作用。【结果】PmALF-like基因cDNA序列全长1242 bp,包括45 bp的5'端非编码区(5'-UTR)、798 bp的3'端非编码区(3'-UTR)和399 bp的开放阅读框(ORF),共编码132个氨基酸残基;分子量为15.26k D,理论等电点(pI)为7.67;利用SignalP5.0对PmALF-like蛋白进行信号肽预测,结果表明其第18个氨基酸处存在信号肽剪切位点。实时荧光定量PCR检测结果表明,PmALF-like基因在斑节对虾血淋巴、肝胰腺、鳃、肠道、肌肉等组织中均有不同程度的表达,以肝胰腺中的相对表达量最高,血淋巴次之,肌肉组织中的相对表达量较少。副溶血弧菌刺激后,斑节对虾肝胰腺组织PmALF-like基因产生免疫应答,其基因相对表达量在6~72 h显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)上调。利用原核表达方法在体外成功获得不含信号肽的PmALF-like成熟肽,借助液体培养基法和牛津杯法发现PmALF-like成熟肽对维氏气单胞菌(Aeromonas veronii)、副溶血弧菌及嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)的生长均有明显抑制作用。【结论】PmALF-like基因在斑节对虾各组织中广泛表达,其成熟肽对维氏气单胞菌、副溶血弧菌及嗜水气单胞菌的生长具有明显抑制作用。
  • 农颖杰, 卢昱帆, 许诗萍, 高日芳, 宋娟, 张金莲, 韦翔华, 陈廷速
    南方农业学报. 2023, 54(10): 2854-2864.
    【目的】比较基于rDNA序列分析的3种丛枝菌根(AM)真菌分子鉴定方法,为提高AM真菌在种水平分子鉴定的准确性提供参考。【方法】对从柑橘和甘蔗等广西地区主要作物的根际土壤中分离出的AM真菌菌株(编号为A6、B3和GY3-1)进行形态学鉴定,再通过巢式PCR分别扩增AM真菌的18SrDNA、28Sr DNA及含ITS1、5.8SrDNA和ITS2的序列(简写为ITS1+5.8S+ITS2),分别将其测序结果与GenBank数据库进行比对,并构建系统发育进化树,再结合形态学鉴定结果比较基于3个r DNA序列分析分子鉴定方法的准确性。【结果】菌株A6、B3和GY3-1的形态特征分别与幼套近明球囊霉(Claroideoglomus etunicatum)、黏质隔球囊霉(Septoglomus viscosum)和摩西斗管囊霉(Funneliformismosseae)一致。基于18SrDNA序列,将菌株A6鉴定为近明球囊霉属(Claroideoglomus),菌株GY3-1鉴定为摩西斗管囊霉(F. moessae),菌株B3鉴定为黏质隔球囊霉(S. viscosum)。基于28S rDNA序列,将菌株A6鉴定为幼套近明球囊霉(C. etunicatum),菌株B3鉴定为黏质隔球囊霉(S. viscosum),菌株GY3-1鉴定为摩西斗管囊霉(F. moessae)。基于ITS1+5.8S+ITS2序列,将菌株A6鉴定为幼套近明球囊霉(C. etunicatum),菌株B3鉴定为黏质隔球囊霉(S. viscosum),菌株GY3-1鉴定为摩西斗管囊霉(F.moessae)。而综合3种分子鉴定结果,菌株A6、B3和GY3-1分别鉴定为幼套近明球囊霉(C. etunicatum)、黏质隔球囊霉(S. viscosum)和摩西斗管囊霉(F. mosseae)。【结论】3种方式均可用于AM真菌的在种水平上的分子鉴定,以18S rDNA与28S rDNA为主的鉴定方法相对简单且快速,更适用于对AM真菌在属水平的鉴定;以ITS1+5.8S+ITS2为主的鉴定方法步骤较繁琐,但鉴定至种水平的准确性较高。3种方法的分析结果在一定程度上可互相补充,加强对AM真菌分子鉴定结果的准确性。
  • 蒋传美, 阮涌, 李吉凤, 肖美美, 许家利, 黄家锦, 许厚强
    南方农业学报. 2023, 54(10): 3064-3072.
    【目的】探究胰岛素样生长因子结合蛋白2基因(IGFBP2)在香苏杂交猪不同生长时期及组织中的表达差异,为进一步分析IGFBP2基因对香苏杂交猪生长发育分子机制提供基础数据。【方法】采用PCR扩增得到香苏杂交猪IGFBP2基因的编码区(CDS)序列,利用在线软件对IGFBP2基因的CDS序列进行生物信息学分析,利用克隆的CDS构建系统发育进化树。使用实时荧光定量PCR检测IGFBP2基因在香苏杂交猪不同阶段各组织中表达情况。【结果】猪IGFBP2基因CDS全长951 bp,共编码316个氨基酸残基,蛋白二级和三级结构以无规卷曲为主,为亲水性稳定蛋白,且IGFBP2蛋白氨基酸序列中以甘氨酸(13.0%)和亮氨酸(12.3%)为主。同源性分析发现,香苏杂交猪IGFBP2基因与野猪、牛、绵羊和山羊的亲缘关系较近。实时荧光定量PCR结果显示,IGFBP2基因在3日龄、6月龄和12月龄香苏杂交猪的心脏中相对表达量存在极显著差异(P<0.01,下同),且3日龄的相对表达量较高;在肝脏中,12月龄的相对表达量显著高于3日龄和6月龄(P<0.05,下同),3日龄与6月龄无显著差异(P>0.05,下同);在脾脏中,3日龄的相对表达量极显著高于6月龄和12月龄,12月龄的相对表达量显著高于6月龄;在肺脏中,3日龄的相对表达量极显著高于6月龄和12月龄,而6月龄与12月龄的相对表达量无显著差异;在肾脏中,3日龄、6月龄和12月龄的相对表达量间均存在显著差异;在背最长肌中,6月龄与12月龄的相对表达量存在显著差异,且IGFBP2基因在3个年龄阶段的背最长肌中的相对表达量均较低。【结论】IGFBP2基因在香苏杂交猪不同生长时期各组织中均差异表达,且在与甘油三酯和脂肪酸合成代谢相关组织(肝脏)中高特异性表达,可能表明IGFBP2基因对脂肪的合成、代谢和沉积具有重要调控作用。
  • 吴玲玲, 覃仁源, 罗莲凤, 冯红钰, 刘汉焱, 李子平, 莫小燕, 冯兰, 梁光志
    南方农业学报. 2023, 54(01): 217-227.
    【目的】探究不同加工工艺对山楂叶代用茶品质的影响,筛选出较适宜加工工艺,为山楂叶茶的进一步开发利用提供参考依据。【方法】以山楂(小叶种)1芽2、3叶为试材,采用直接烘干、绿茶、白茶和红茶4种加工工艺制成山楂叶代用茶,分别从理化成分、感官品质及挥发性成分3方面评价不同加工工艺对山楂叶代用茶品质的影响。【结果】山楂叶绿茶中水浸出物、总糖、总酸和总酚含量均最高,分别为42.23%、424.24 mg/g、1.96%和59.62 mg/g;山楂叶白茶中总黄酮和氨基酸含量最高,分别为87.72 mg/g和77.21μmol/g;山楂叶红茶中蛋白质含量最高,为148.12 mg/g。由相关分析结果可知,水浸出物、总糖、总酸、总酚、总黄酮和氨基酸含量之间均呈正相关,水浸出物、总酸、总酚、总黄酮均与蛋白质含量呈负相关,水浸出物、总酚含量与滋味呈正相关,水浸出物含量与香气呈负相关。由主成分分析结果可知,山楂叶绿茶综合得分最高,其次是山楂叶白茶。由感官品质分析结果可知,山楂叶白茶和山楂叶绿茶滋味爽甜,香气鲜悦,汤色橙黄明亮,综合评价得分分别为90.15和89.90分,总体表现较好。4类山楂叶代用茶鉴定出的主要挥发性成分以醇类、醛类、酮类、酯类和烯烃类为主,山楂叶白茶中醛类、酮类和酯类相对含量均最高,分别为38.93%、16.87%和17.65%。4类山楂叶代用茶的主要挥发性成分种类及相对含量均存在一定差异,含量较高的成分有2-己烯醛、壬醛、苯甲醛、苯乙酮、水杨酸甲酯、α-法呢烯等。【结论】绿茶和白茶工艺较适宜山楂叶代用茶的制备。不同加工工艺条件下,山楂叶代用茶主要挥发性成分的种类及含量存在一定差异。
  • 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。
  • 黄涛, 郜秋艳, 李美凤, 彭叶, 杨云, 沈强, 刘建军
    南方农业学报. 2024, 55(01): 179-188.
    【目的】研究不同厌氧发酵时间处理对黄金芽绿茶γ-氨基丁酸(GABA)含量及品质成分的影响,明确高品质高GABA含量黄金芽绿茶的最佳厌氧时间,为黄金芽绿茶的产品研发及茶叶品质提升提供理论依据。【方法】以黄金芽1芽2、3叶为原料,常规摊放后,采用食品真空封口机抽真空封口包装,进行0(对照)、3、6、9、12和15 h室内常温厌氧,采用绿茶工艺制样。采用高效液相色谱仪检测茶样GABA含量,结合感官审评和品质成分检测,分析厌氧发酵时间对黄金芽绿茶GABA含量及品质成分影响的变化规律。【结果】厌氧后,制得的黄金芽绿茶GABA含量均达GABA茶标准(1.50 mg/g),其中,厌氧6 h的GABA含量最高(2.50 mg/g),是对照(0.20 mg/g)的12.5倍。厌氧6 h内,茶样感官品质正常,外形条索完整、金黄,汤色绿黄明亮,香气纯正,滋味鲜醇,叶底金黄明亮,厌氧超6 h后,感官品质下降明显,表现为外形条索完整、金黄,汤色黄、较亮,香气熟闷,滋味青涩,叶底色杂、带红梗。厌氧后,游离氨基酸含量增幅为0~9.43%,咖啡碱和水浸出物含量降幅分别为1.89%~14.83%和2.26%~6.41%,茶多酚和总黄酮含量无显著变化(P>0.05,下同),酚氨比变幅为0.16%~4.06%;儿茶素总量增幅为1.91%~7.93%,儿茶素苦涩味指数无显著变化;类黄酮总量增幅为132.15%~169.06%;氨基酸总量降幅为10.03%~27.64%。对照茶样中,以茶氨酸(The)和苯丙氨酸(Phe)含量最高,分别为1.23和0.96 mg/g;其次为天冬氨酸(Asp)和谷氨酸(Glu),含量分别为0.84和0.81 mg/g;半胱氨酸(Cys)含量最低,仅为0.04 mg/g。厌氧茶样中,以GABA和The含量最高,分别为1.60~2.50 mg/g和1.12~2.30 mg/g;其次为赖氨酸(Lys),含量为0.72~0.82 mg/g;以谷氨酰胺(Gln)、缬氨酸(Val)、Cys、异亮氨酸(Ile)和亮氨酸(Leu)含量较低,为0.02~0.05 mg/g。随着厌氧发酵时间的延长,茶样的鲜味类氨基酸含量升高,增幅为10.59%~45.29%,而芳香类、苦味类、甜味类和酸味类含量降低,降幅分别为28.79%~50.00%、51.85%~85.80%、68.72%~78.97%和82.24%~96.26%。【结论】厌氧6 h处理的茶样GABA含量最高,且综合品质佳,可作为加工黄金芽GABA绿茶的最佳厌氧发酵时间。
  • 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。
  • 李曼, 张东梅, 黄雪, 刘军伟, 朱凯杰, 李国怀
    南方农业学报. 2023, 54(08): 2360-2368.
    【目的】探究新型肥料纳米钾肥对桃幼苗生长和成年桃树叶片生理特性等的影响,为纳米肥料在桃树栽培上的应用提供理论指导。【方法】以毛桃幼苗和春美成年桃树为试材,比较纳米钾肥与3种传统肥料(硫酸钾、水溶肥和复合肥)对幼苗生物量、根系形态、光合性能及成年树叶片生理特性等的影响。【结果】在桃幼苗上,除纳米钾肥与硫酸钾肥在株高、地下部鲜重及根系形态指标上无显著差异(P>0.05,下同)外,纳米钾肥均能比其他处理显著增加株高、茎粗、叶片数、叶表面积及地上、地下部干(鲜)重和根系各项形态指标(P<0.05,下同)。同时,纳米钾肥能显著提高桃幼苗叶片中叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量及光系统Ⅱ最大光能转换效率(F_v/F_m)。在成年桃树上,与硫酸钾肥相比,纳米钾肥显著提高叶片的总叶绿素、可溶性糖、匀浆蛋白和脯氨酸含量,增幅分别达30.2%、48.6%、40.4%和33.6%;同时显著提高桃果实单果重,增幅达17.5%。水溶肥和复合肥对成年桃树叶片和果实的影响与纳米钾肥的效果相当,无显著差异。【结论】综合形态和生理指标,相比传统钾肥,纳米钾肥可不同程度地促进桃幼苗地上部和地下部的生长,提高幼年和成年桃树叶片叶绿素含量和光合性能,促进树体营养生长和果实生长,未来有望作为一种新型肥料在桃树实际生产中推广应用。
  • 温靖, 张炜, 徐玉娟, 吴继军, 赖慧宁, 傅曼琴, 刘昊澄, 刘海洋, 赵振刚
    南方农业学报. 2023, 54(02): 564-574.
    许多生物活性成分因其化学性质不稳定而降低了其生物利用度和功效。植物基纳米纤维素颗粒以其生物相容性、可再生性和经济性等特点在新型Pickering乳液的配方中表现出优异性能,且能作为包封和递送体系提高生物活性成分的稳定性和生物利用度。文章归纳总结了植物基纳米纤维素来源、分类和常用的制备方法,纳米纤维素稳定的食品级Pickering乳液类型及其作为递送体系对生物活性成分的包封和控制释放等方面的最新研究进展,根据纳米纤维素乳液在食品基质中的安全问题,提出今后需进一步完善纳米纤维素在体内的毒性研究,利用体内模型深入探讨纳米纤维素对结肠微生物区系和整体肠道健康的影响,开展纳米纤维素乳液对生物活性成分的释放机制,以及功能性乳液与真实食物系统的相容性和功效等理论与应用研究,为纤维素资源在食品领域中的应用提供参考。
  • 肖贵榜, 张浩然, 黄胜, 赵谱远, 杨玉能, 鲍娟, 周林, 陆武军, 廖丽, 姜秋霞
    南方农业学报. 2023, 54(06): 1884-1892.
    【目的】探究不同质量浓度间氨基苯甲酸乙酯甲磺酸盐(MS-222)对红尾副鳅(Paracobitis variegatus)的麻醉效果及其生理行为特征,为鱼类野外活体样本采集、驯养和繁育等科研生产活动提供麻醉技术并丰富鱼类麻醉理论。【方法】采用静水生物测试法,设置35.0、45.0、60.0、70.0、85.0、110.0、140.0、150.0、180.0和210.0 mg/L共10组MS-222质量浓度进行红尾副鳅麻醉试验,检测不同质量浓度MS-222药浴红尾副鳅后的麻醉和复苏阶段经过时间及呼吸频率,筛选适宜红尾副鳅驯养、繁育和疾病防治的MS-222麻醉剂质量浓度。【结果】依据MS-222麻醉红尾副鳅后其不同呼吸频率和行为特征,可将红尾副鳅麻醉程度分为应激期、轻度镇静期、深度镇静期、轻度麻醉期、麻醉期和深度麻醉期(A_1~A_6期)6个麻醉阶段,将复苏过程分为复苏期1~复苏期4(R_1~R_4期)4个复苏等级;10个质量浓度MS-222麻醉均能使红尾副鳅达到A_6阶段,且均能复苏至R_4等级。相关分析结果表明,MS-222质量浓度与麻醉时间呈显著负相关(R2=-0.6003)(P<0.05,下同),与复苏时间呈显著正相关(R2=0.7440);麻醉剂量均显著影响红尾副鳅的麻醉与复苏。各质量浓度MS-222处理红尾副鳅的呼吸频率均呈波浪式变化,麻醉和复苏阶段的呼吸频率均存在差异。在充氧条件下,35.0~210.0 mg/L MS-222处理红尾副鳅的复苏率均达100.0%。【结论】不同质量浓度MS-222处理红尾副鳅在麻醉和复苏阶段的呼吸频率均存在差异,理想的麻醉浓度区间为45.0~180.0 mg/L,110.0~180.0 mg/L的MS-222可用于红尾副鳅短时麻醉,45.0~85.0 mg/L的MS-222可用于红尾副鳅较长时间麻醉。
  • 林丽, 谢金兰, 莫璋红, 李长宁, 梁强, 罗霆, 李杨瑞
    南方农业学报. 2023, 54(11): 3239-3246.
    【目的】研究根瘤菌在甘蔗根内的定殖特点、根瘤菌接种对甘蔗生长的影响及与甘蔗的联合固氮效率,为根瘤菌在甘蔗生产中的应用提供理论依据。【方法】采用三亲结合法,将含有绿色荧光蛋白(GFP)基因和四环素抗性片段的pPROBE-pTetr-TT质粒导入分离自广西野生割手密根系的根瘤菌Rhizobium sp. CZGRD1,将标记GFP的根瘤菌CZGRD1与新台糖22号(ROC22)和RB928064(B9)甘蔗组培苗共培养,用激光共聚焦显微镜检测其在甘蔗根内的定殖特点。用~(15)N同位素法研究盆栽条件下,CZGRD1对B9和ROC22组培苗和种茎苗的促生作用和固氮效率。【结果】CZGRD1对庆大霉素和氯霉素有抗性,对氨苄青霉素、链霉素、壮观霉素和四环素等抗生素敏感。CZGRD1与B9和ROC22甘蔗组培苗共培养过程中,能从根的裂缝、侧根伸出部位和根冠细胞侵入根内。接种CZGRD1使B9和ROC22甘蔗组培苗植株干重较不接种菌株对照分别增长12.11%和4.48%,氮含量分别增长25.00%和7.97%,植株从空气中获得的固氮百分率分别为12.35%和8.30%。接种CZGRD1使B9和ROC22甘蔗种茎苗植株干重较不接种菌株对照分别增长14.31%和10.26%,氮含量分别增长20.07%和10.90%,植株从空气中获得的固氮百分率分别为12.77%和10.28%。【结论】根瘤菌Rhizobium sp. CZGRD1能定殖在甘蔗根内,可促进B9和ROC22组培苗和种茎苗生长,并与甘蔗联合固氮。
  • 吕魏, 苏靖文, 余晓燚, 岳宁燕, 董智超, 张文祺, 苗渝青, 张振华, 陈海飞
    南方农业学报. 2023, 54(06): 1780-1788.
    【目的】探究2种氮形态对水稻产量和光合特性的影响,为合理施用氮肥及提高氮肥利用效率提供参考依据。【方法】以水稻品种中花11号为试验材料,设相同施氮量的硝酸钙(NO_3~--N)和尿素(NH_4~+-N)处理的盆栽试验,调查水稻单株产量、单株分蘖数、单株有效穗数和单株结实率;设(NH_4)_2SO_4(NH_4~+-N)、Ca(NO_3)_2(NO_3~--N)及NH_4NO_3(NH_4~+-N/NO_3~--N)3个相同氮浓度处理的营养液试验,培养21 d后测定水稻生物量、全氮含量、叶绿素含量、光合特性和金属阳离子含量,分析不同处理下叶片净光合速率与叶绿素含量、气孔导度、氮含量和铁离子含量的相关性。【结果】盆栽试验结果表明,与施用硝酸钙处理相比,施用尿素处理的水稻产量约提高1.8倍,水稻单株分蘖数、单株有效穗数和单株结实率分别提高75.4%、97.4%和26.1%,差异均达显著(P<0.05,下同)或极显著(P<0.01,下同)水平。营养液培养试验结果表明,Ca(NO_3)_2处理的水稻叶片叶绿素含量、光合效率、氮含量和氮素吸收量显著低于NH_4NO_3及(NH_4)_2SO_4处理;但是根冠比和氮素生理利用效率显著高于NH_4NO_3及(NH_4)_2SO_4处理。此外,2种氮素营养下水稻离子组发生显著变化,特别是Ca(NO_3)_2处理下水稻叶片铁离子含量显著下降;相关性分析结果表明,2种氮形态下叶片净光合速率与叶绿素含量、气孔导度、氮含量和铁离子含量极显著相关。【结论】相同施氮量下,相对于NO_3~--N,NH_4~+-N可显著增加水稻的分蘖数和结实率,从而提高水稻产量。NH_4~+-N有利于氮和铁的吸收,叶绿素含量更高,而NO_3~--N可增加水稻的根冠比和氮素生理利用效率,因此NH_4~+-N和NO_3~--N混合营养更有利于水稻生长。
  • 南彦斌, 刘占玲, 潘学能, 张晓军, 周渊涛
    南方农业学报. 2023, 54(10): 2918-2926.
    【目的】测定分析棕色鳃金龟(Holotrichia titanis)线粒体基因组全序列,并基于线粒体基因组序列探讨棕色鳃金龟的系统发育关系,为揭示棕色鳃金龟的分类地位及对其进行分子生物学研究提供科学依据。【方法】利用Illumina NovaSeq二代测序技术对棕色鳃金龟的线粒体基因组进行测序,并对其基因结构特点及碱基组成进行分析。基于17种鞘翅目与3种直翅目外群昆虫的蛋白编码基因(Protein-codinggenes,PCGs)序列,应用邻接法(Neighborjoining,NJ)和最大似然法(Maximum likelihood,ML)构建系统发育进化树,分析棕色鳃金龟与其他昆虫的系统发育关系。【结果】棕色鳃金龟线粒体基因组全长16851 bp(登录号MZ726798.1),包含37个基因,分别为13个PCGs、22个t RNA基因和2个rRNA基因,以及1个非编码控制区(D-loop)。棕色鳃金龟线粒体基因组基因之间存在重叠或基因间隔区,其线粒体全基因组中AT含量占比74.30%,碱基组成表现出明显的AT偏好性(AT-skew),且AT-skew为正值,GC偏好性(GC-skew)为负值。PCGs中,cox1基因以特殊的TTG为起始密码子,其余12个基因均以典型的ATN为起始密码子。在22个tRNA基因二级结构中,除trnS1基因因缺少1个二氢尿嘧啶(DHU)导致不能形成完整的三叶草结构外,其余tRNA基因均能形成典型的三叶草结构。系统发育分析结果显示,棕色鳃金龟与暗黑鳃金龟(Holotrichia parallela)聚在同一小分支上,二者亲缘关系较近。【结论】获得了棕色鳃金龟线粒体基因组全序列,棕色鳃金龟线粒体基因组符合金龟科昆虫线粒体基因组的一般特征;棕色鳃金龟与暗黑鳃金龟在线粒体基因组学和系统发育上非常相似,在进化上有着相似的进化史。
  • 袁煜林, 吕建平, 潘嫦艳, 廖周洋, 侯墨林, 邓忠坚, 张媛
    南方农业学报. 2023, 54(12): 3571-3580.
    【目的】研究气候变化背景下草地贪夜蛾在云南省的生境分布变化,旨在为农业部门开展草地贪夜蛾的防控和监测提供科学参考。【方法】通过系统收集草地贪夜蛾在云南省的分布点,并结合野外调查数据,利用BioMod2组合模型和ArcGIS 10.7,模拟草地贪夜蛾在当前和未来气候条件下的潜在生境分布变化。【结果】将9种物种分布模型进行组合,得到组合模型AUC、TSS和Kappa均值分别为0.994、0.980和0.943,其中,广义线性模型(GBM)、广义增强模型(GLM)、随机森林(RF)和人工神经元网络(ANN)是预测草地贪夜蛾生境分布的最优模型,表现最差的模型是表面分布区分室模型(SRE),未能通过模型精度检验。影响草地贪夜蛾分布的4个重要环境变量因子为坡度、海拔、年均气温和最高气温。当前时期草地贪夜蛾在云南省的适生生境面积为32.94万km~2,占云南省总面积的83.61%。在未来气候模拟条件下,适生区面积扩张,尤其是低适生区和高适生区面积明显扩张,扩张均值分别为27.84%和12.80%;非适生区和中适生区面积减少,下降均值分别为19.69%和32.92%。【结论】基于气候变化大背景下的预测结果显示,草地贪夜蛾在云南省的适生区面积明显扩张,非适生区面积收缩,适生区有向高海拔和高纬度地区扩散的趋势,气候变化导致虫害的风险增大,应密切监控虫灾严重区域及新发地的虫情发展。
  • 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。
  • 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。
  • 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。
  • 孙溱博, 廖森泰, 杨琼, 刘吉平, 肖阳, 李庆荣, 邢东旭
    南方农业学报. 2024, 55(01): 280-289.
    【目的】通过Box-Behnken响应面优化热水浴法解除蚕卵滞育的处理条件,并测试以不同来源水处理蚕种的孵化效果,为热水浴法在蚕业生产中的推广应用提供科学依据,探索出可替代传统盐酸孵化法且更安全环保、成本低廉的蚕种人工孵化方法。【方法】选用两广二号为供试蚕种,以卵龄(A)、处理时间(B)和处理温度(C)为变量,以蚕卵实用孵化率(Y)为响应值,通过Box-Behnken响应面优化热水浴法解除蚕卵滞育的处理条件;选择自来水、纯净水及矿泉水等不同来源的水,并选取萨尼斯、932、湘晖和春5等4个蚕种品种,分别采用优化后的条件对蚕卵进行热水浴处理,检验热水浴法解除蚕卵滞育的效果。【结果】蚕卵实用孵化率对3个变量因素的二项式拟合方程为:Y=91.03-2.01A-4.60B+22.89C+0.040AB+4.03AC+0.89BC-10.46A~2+3.25B~2-19.60C~2,响应面设计模型拟合程度较好。各因素对蚕卵实用孵化率的影响排序为处理温度(C)>处理时间(B)>卵龄(A),其中,处理温度影响极显著(P<0.01),处理时间影响显著(P<0.05,下同),卵龄影响不显著(P>0.05,下同);两因素间交互作用对蚕卵实用孵化率的影响排序为AC>BC>AB。修正后的热水浴法最佳处理条件:卵龄17.5 h,处理时间13 s,处理温度50℃,此条件下的实际蚕卵实用孵化率为97.94%,与理论预测值(98.81%)接近。不同来源水对两广二号正、反交种进行热水浴处理后的实用孵化率均在95.00%以上,仅阳山自来水和纯净水1在热水浴处理两广二号正交种时的实用孵化率显著低于盐酸即时浸酸法,但其实用孵化率仍高于93.00%;萨尼斯、932、湘晖、春5等4个家蚕品种的热水浴实用孵化率与盐酸即时浸酸法相比均无显著差异,表明热水浴法具有较强的普适性。【结论】热水浴法能有效解除蚕卵滞育,具有较强的普适性,且成本低廉、操作简单,可作为蚕业生产上替代传统盐酸孵化法的新方法。
  • 刘嘉烁, 彭灿, 汤少勋, 韩雪峰, 谭支良
    南方农业学报. 2023, 54(10): 3037-3046.
    【目的】探析橙皮苷对奶牛乳腺上皮细胞凋亡的阻抑效果及其分子作用机制,为其在促进奶牛乳腺器官生长发育和维持泌乳功能领域的应用提供理论依据。【方法】以1000μmol/L H_2O_2处理奶牛乳腺上皮细胞8 h构建细胞凋亡模型,再用120μg/mL橙皮苷处理24 h,然后采用CCK-8法测定奶牛乳腺上皮细胞活性,通过激光共聚焦显微镜、流式细胞仪和DNA凝胶电泳检测细胞凋亡情况,利用实时荧光定量PCR检测奶牛乳腺上皮细胞的Bcl-2、Bax和Caspase3基因表达水平,并以Western blotting检测Bcl-2、Bax和Caspase3蛋白的表达变化。【结果】与空白对照组(CK)相比,H_2O_2组奶牛乳腺上皮细胞活性极显著下降(P<0.01,下同),发生凋亡的细胞比例极显著升高,且DNA片段呈梯状条带;橙皮苷组奶牛乳腺上皮细胞活性显著升高(P<0.05,下同),且细胞凋亡程度低,发生凋亡的细胞数目较少。与H_2O_2组相比,H_2O_2+橙皮苷组奶牛乳腺上皮细胞活性显著上升,细胞凋亡比例极显著降低,且DNA片段的梯状条带减少。在Bax、Bcl-2和Caspase3基因及其蛋白表达方面,H_2O_2组奶牛乳腺上皮细胞中的Bax和Caspase3基因及其蛋白表达水平显著或极显著高于CK组,而Bcl-2基因及其蛋白表达水平较低;橙皮苷组奶牛乳腺上皮细胞的Bax和Caspase3基因及其蛋白表达水平显著低或极显著于CK组,Bcl-2基因及其蛋白表达水平则均高于CK组;与H_2O_2组相比,H_2O_2+橙皮苷组奶牛乳腺上皮细胞的Bax和Caspase3基因及其蛋白表达极显著下调,而Bcl-2基因及其蛋白表达极显著上调。【结论】橙皮苷通过Bcl-2/Bax-Caspase3信号通路阻抑H_2O_2诱导的奶牛乳腺上皮细胞凋亡,有效提高细胞活性,故推测橙皮苷对促进乳腺器官发育和维持泌乳能力具有良好的正向效应。
  • 袁畅, 李蔚, 郑玉斯, 李鑫, 张圣杰, 彭金霞, 李文红, 何苹萍, 王大鹏
    南方农业学报. 2023, 54(09): 2762-2771.
    【目的】确定不同卵巢成熟率克氏原螯虾群体形态性状对体质量的影响,为克氏原螯虾选育工作提供参考。【方法】以晒田环境胁迫方式获得不同卵巢成熟率的克氏原螯虾群体,分别测量不同卵巢成熟率群体的全长(X_1)、体长(X_2)、头胸甲长(X_3)等11个形态性状及体质量(Y);通过相关分析、通径分析和多元回归分析研究不同卵巢成熟率下克氏原螯虾群体体质量与主要形态性状间关系的变化。【结果】通过晒田环境胁迫方式确定3个卵巢成熟率[51.67%(S_1+S_2)、76.67%(S_3)和96.67%(S_4)]克氏原螯虾群体。相关分析结果表明,不同卵巢成熟率群体各形态性状与体质量存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)差异,体质量变异系数均在25.00%以上,选育潜力较大。通径分析结果表明,3个卵巢成熟率群体的总决定系数均≥0.850,51.67%卵巢成熟率群体体质量(Y)由全长(X_1)、螯足长(X_5)和腹全长(X_8)共同决定;76.67%卵巢成熟率群体体质量由头胸甲长(X_3)、头胸甲宽(X_4)和螯钳长(X_6)共同决定;96.67%卵巢成熟率群体体质量由全长(X_1)和螯钳宽(X_7)共同决定。3个卵巢成熟率克氏原螯虾群体形态性状与体质量的多元回归方程分别为:■。【结论】随着晒田时间的增加,克氏原螯虾卵巢成熟率随之升高,卵巢成熟率为51.67%时,显著影响体质量的主要形态性状以螯足长为主,腹全长和全长为辅;卵巢成熟率升至76.67%时,显著影响体质量的主要形态性状以头胸甲长为主,头胸甲宽和螯钳长为辅;卵巢成熟率升至96.67%时,显著影响体质量的主要形态性状以全长为主,螯钳宽为辅。
  • 陈钊, 潘鹏丞, 潘星辰, 陈少梅, 覃兆鲜, 吴永绍, 覃倩, 农素群, 谢炳坤, 陈宝剑
    南方农业学报. 2023, 54(12): 3739-3747.
    【目的】克隆陆川猪脂酰辅酶A氧化酶1(Acyl-CoA oxidase 1,ACOX1)基因不同亚型,进行生物信息学分析,并分析ACOX1基因及其亚型在不同品种猪背最长肌中的表达情况,为研究ACOX1基因在陆川猪机体内的功能作用提供参考依据。【方法】根据GenBank中ACOX1基因序列(NM_001101028.1)及所克隆获得陆川猪ACOX1基因编码区(CDS)序列,设计特异性扩增和验证引物,采用TRIzol法提取0月龄陆川猪肝脏及8月龄陆川猪、杜洛克猪、杜陆猪和陆杜猪背最长肌的总RNA,反转录合成cDNA,以0月龄陆川猪肝脏cDNA为模板进行克隆和验证,获得陆川猪ACOX1基因不同亚型序列,并利用在线工具进行生物信息学分析,利用实时荧光定量PCR检测ACOX1基因不同亚型在背最长肌组织中的表达情况。【结果】陆川猪ACOX1基因存在2种亚型结构(ACOX1-Ⅰ和ACOX1-Ⅱ),NCBI登录号分别为OQ701687和OQ701688;2种亚型CDS长度均为1986 bp,共编码661个氨基酸残基,2种异构体主要是第270~429位氨基酸进行选择性剪切,陆川猪ACOX1-Ⅰ型编码蛋白分子量为74786.50Da,理论等电点(pI)为7.36,ACOX1-Ⅱ型编码蛋白分子量为74670.49 Da,pI为8.17;ACOX1-Ⅰ型蛋白中α-螺旋占47.96%,β-转角占10.14%,延伸链占14.52%,无规则卷曲占27.38%,ACOX1-Ⅱ型蛋白中α-螺旋占47.66%,β-转角占10.89%,延伸链占14.37%,无规则卷曲占27.08%,陆川猪ACOX1蛋白不存在跨膜结构。ACOX1-Ⅰ基因在陆川猪背最长肌中的相对表达量最高,杜洛克猪中的相对表达量最低,4个品种猪之间差异不显著(P>0.05),ACOX1-Ⅱ基因在陆川猪和杜洛克猪背最长肌中的相对表达量显著高于杜陆猪和陆杜猪(P<0.05)。【结论】陆川猪ACOX1基因存在2种亚型(ACOX1-Ⅰ和ACOX1-Ⅱ),ACOX1基因及其亚型在不同品种猪中的表达存在明显差异,该结果可为阐明ACOX1基因在陆川猪脂肪沉积及代谢方面的调控机制提供参考。
  • 李经成, 戴高兴, 曾华忠, 覃钦博, 肖俊, 王剑, 陈韦韦, 罗永巨, 邓国富, 刘少军
    南方农业学报. 2023, 54(03): 894-901.
    【目的】探索稻鱼综合种养新模式,为稳定粮食生产、提高稻田效益及加快稻鱼综合种养产业发展提供技术支撑。【方法】选择优质杂交稻万太优美占、万太优3158、香118优516、香118优263及优质常规稻桂育9号和桂野丰为稻渔综合种养的水稻品种,合方鲫为稻鱼综合种养的优质鱼类,在桂南(合浦)、桂中(象州)和桂北(桂林)稻作区开展适宜稻鱼综合种养的水稻品种筛选试验,并以筛选出的优质高产水稻品种在广西桂平、灵川和合浦开展优质稻+优质鱼综合种养试验与示范,分析优质稻+优质鱼种养技术体系的经济效益。【结果】3个稻作区水稻品种筛选试验点水稻平均产量表现为万太优美占(8444.1 kg/ha)>香118优263(8414.0 kg/ha)>香118优516(8304.3 kg/ha)>万太优3158(8134.5 kg/ha)>桂育9号(7105.3 kg/ha)>桂野丰(6936.0 kg/ha)。3个优质稻+优质鱼综合种养模式示范点示范区内的水稻平均产量为8045.6 kg/ha,合方鲫平均产量为1493.1 kg/ha,综合产值91904.5元/ha,扣除生产成本投入35625.0元/ha,纯收入达56279.5元/ha,比单一水稻种植模式增收48276.8元/ha。【结论】杂交稻万太优美占是适合稻渔综合种养的优质水稻品种,合方鲫为适合稻渔综合种养的优质鱼类。优质稻+优质鱼综合种养模式可实现一田两用、粮鱼双收、钱粮双增,稳粮增收效果明显,值得扩大推广应用。
  • 刘丽娟, 王红莉, 王亚军, 任燕, 王庆, 石存斌, 张德锋
    南方农业学报. 2023, 54(02): 638-646.
    【目的】明确2022年5月广东省珠海市某养殖场笋壳鱼烂鳃病的病原,为防控笋壳鱼相关病害提供参考依据。【方法】从患病笋壳鱼的腐烂鳃丝、肾脏和体表病灶等部位分离细菌,并纯化优势菌落,通过PCR方法扩增分离菌株的16S rRNA序列并进行测序分析,同时构建该基因的系统发育进化树,鉴定患病笋壳鱼的病原菌。选取代表菌株Om2202进行毒力基因检测和斑马鱼人工感染试验。测定中草药和消毒剂对分离菌株Om2202的抑菌和杀菌活性,分析菌株Om2202的致病性和药物敏感性。【结果】从患病鱼鳃部和肾脏分离到的优势菌落呈细长的弯曲或直杆状,菌体表面未见鞭毛和菌毛,有荚膜,有胞外分泌物;通过特异性PCR检测和16S r RNA序列的系统发育进化树分析,结合菌落形态分析结果,确定分离菌株Om2202为柱状黄杆菌(Flavobacterium columnare)。毒力基因检测结果显示,菌株Om2202携带gldD、hly、cslA、ompA和chiA等11种毒力相关基因。斑马鱼致病性试验结果显示,菌株Om2202对斑马鱼具有较强致病性,其LC_(50)为7.50×10~6CFU/mL。药物敏感性试验结果显示,Om2202菌株对芦荟大黄素、大黄素和苯扎溴铵等药物敏感,对连翘精油、二氧化氯、蛋氨酸碘和过氧化钙等药物不敏感。【结论】引起笋壳鱼烂鳃的主要致病菌为柱状黄杆菌,属于广泛流行的基因Ⅱ型菌株,且携带大量的毒力相关基因,对斑马鱼具有较强的致病性,可用芦荟大黄素、大黄素和苯扎溴铵等药物进行防控。
  • 刘要鑫, 仇惠君, 欧智涛, 陈香玲, 高兴, 陈东奎, 李果果, 赵洪涛, 黄宏明, 李善彪
    南方农业学报. 2023, 54(01): 209-216.
    【目的】探究枳橙砧木对沃柑树体及果实品质的影响,为筛选桂南地区沃柑适宜的砧木提供理论依据。【方法】在广西南宁市武鸣区采取长期定位试验,对嫁接在枳橙上的沃柑果实品质进行持续3年(2018—2020年)的研究,以资阳香橙砧、枳砧和红橘砧沃柑为对照,分析其树体指标(砧木干周、接穗干周、干周差、株高、挂果数量)及果实品质指标(单果重、果实横径、纵径、果形指数、果皮厚度、可食率、维生素C、可溶性固形物、柠檬酸、总糖、固酸比)等的变化。【结果】综合3年数据可知,枳橙砧沃柑在单果重、挂果数量和部分品质指标上优于其他砧木,3年平均挂果数为299个,单果重为143.07 g,维生素C含量为19.92 mg/100 m L,可溶性固形物含量为12.51%,柠檬酸含量为0.584%,总糖含量为12.46%,固酸比为21.42。枳橙砧与枳砧相比,呈现出生长势强,挂果数量多等优势,但与香橙砧相比,差异不显著(P>0.05,下同);结合单果重表现,枳橙砧沃柑无明显的下降趋势,与香橙砧沃柑相比,均能持续稳产。枳橙砧沃柑的果实品质整体表现低于枳砧沃柑,但进入丰产期后,二者品质差异不显著。对比其他3种砧木,红橘砧沃柑整体表现较差,主要为挂果数量较少,果实品质指标不理想,其中3年平均挂果数量为185个。【结论】枳橙砧沃柑在桂南地区综合表现较好,可考虑枳橙砧作为桂南地区沃柑的适宜砧木;但枳橙砧不适宜在缺锌较严重的地块种植,且在生产中,枳橙砧应控制树势,适时修剪,不适宜密植。
  • 高志群, 虞霖田, 陆阳清
    南方农业学报. 2023, 54(07): 2101-2114.
    【目的】鉴定出在蛋壳形成过程中可能参与钙转运的溶质载体(SLC)基因超家族成员,并分析SLC基因在蛋壳形成不同时期的表达特征,为进一步探究SLC基因与蛋壳形成的相关性及揭示钙转运调控机制打下基础。【方法】基于NCBI和Ensembl数据库,检索并整理鸡SLC基因超家族全基因信息,通过ProtParam、Pfam、TBtool、NPS@:SOPMA、Euk-mPLoc 2.0及MEGA 11.0等在线软件进行生物信息学分析,并利用实时荧光定量PCR分析钙转运相关SLC基因在蛋壳形成不同时期的表达特征。【结果】鸡SLC基因超家族包括56个亚家族,分布在包括Z染色体在内的32条染色体上,其编码蛋白主要分布在内质网和细胞膜上,大多数为疏水的碱性蛋白,涵盖81种结构域,主要参与核苷酸、糖类、氨基酸、神经递质、无机离子及有机离子等物质的运输,其中与钙离子(Ca~(2+))相关的SLC亚家族基因有SLC4、SLC8、SLC9、SLC24和SLC30。SLC8和SLC24亚家族基因在进化分支上的亲缘关系很近,存在直接与Ca~(2+)转运的结构域,主要定位在细胞膜和内质网上。实时荧光定量PCR检测结果表明,控制Ca~(2+)的SLC8和SLC24基因在产蛋鸡子宫部的表达显著高于未产蛋鸡(P<0.05,下同),进一步说明二者确实参与调控Ca~(2+)跨膜运输,但各成员间分工有所不同。【结论】鸡SLC基因超家族编码产物多为疏水的碱性蛋白,含有结合多种物质的结构域,定位于细胞或多种亚细胞结构膜上,表明SLC家族蛋白成员参与多种物质的跨膜转运过程。其中,SLC8和SLC24亚家族基因在蛋壳形成过程中协同调控Ca~(2+)从内质网释放并完成跨膜运输,分泌到输卵管子宫部而参与蛋壳的形成。
  • 马之瑞, 陈丽婷, 严欣, 郭忠宝, 伍宜杰, 罗立鸣, 张文超, 何智昌, 肖俊, 罗永巨
    南方农业学报. 2023, 54(09): 2790-2799.
    【目的】为探究罗非鱼在池塘循环流水养殖(In-pond raceway system,IPRS)模式下其肌肉各营养指标的变化,明确该养殖模式对罗非鱼肌肉品质的影响,为池塘循环流水养殖模式的推广及开展高品质罗非鱼养殖提供科学依据。【方法】以IPRS养殖的罗非鱼为试验组,传统池塘养殖(Traditional pond aquaculture,TPA)罗非鱼为对照组,对2种养殖模式下罗非鱼背肌、腹肌和尾肌的营养指标及背肌的质构特性和肌纤维特性进行测定分析。【结果】IPRS组罗非鱼腹肌粗蛋白(19.62%)和背肌粗脂肪(3.30%)含量最高,IPRS组和TPA组背肌中粗脂肪含量差异显著(P<0.05,下同);在IPRS组和TPA组各部位肌肉中均检测出16种氨基酸,必需氨基酸总量、鲜味氨基酸总量及16种氨基酸总量在IPRS组背肌中最高(7.41%、7.22%和18.41%),在TPA尾肌中最低(6.09%、5.89%和15.20%);IPRS组和TPA组4种鲜味氨基酸中谷氨酸和天冬氨酸含量分别排第1和第2,含量最高在IPRS组背肌(3.11%和2.05%);IPRS组腹肌饱和脂肪酸总量显著降低,不同部位肌肉的多不饱和脂肪酸总量均极显著提高(P<0.01),多不饱和脂肪酸总量在IPRS组尾肌最高(31.53%),在TPA组背肌最低(27.99%)。IPRS组罗非鱼硬度、弹性、咀嚼性和回复性等肌肉质构特性相对于TPA组分别提高24.89%、18.19%、61.40%和33.63%;且IPRS组肌纤维直径更小、密度更大。【结论】池塘循环流水养殖罗非鱼的肌肉品质与营养价值相比于传统池塘养殖罗非鱼更具优势。
  • 李正飞, 杨宝云, 何艳艳, 杨虎权, 颜朝涧萍, 曹湖英, 彭跃进, 陈斌, 杜广祖
    南方农业学报. 2024, 55(01): 128-136.
    【目的】明确云南省山区旱地稻田蛴螬种类组成、种群空间分布型及抽样方法,为云南山区旱地稻田蛴螬类害虫的预测预报及综合防控提供参考依据。【方法】选择云南省普洱市澜沧县竹塘乡蒿枝坝村、哈果马村和诺国村3个主要旱地稻种植区为试验地点,于2022和2023年采用五点取样法对旱地稻田中的蛴螬种类进行系统调查及鉴定;通过聚集度指标法、Iwao回归分析、Taylor幂函数法及种群聚集均数分析不同试验点旱地稻田蛴螬空间分布型和聚集原因,并基于空间分布结果,拟合建立理论抽样和序贯抽样模型。【结果】云南省普洱市澜沧县3个试验地点的旱地稻田共发现9种蛴螬,隶属于3科6属,其中黑阿鳃金龟(Apogonia cupreoviridis)和东方绢金龟(Maladera orientalis)是主要的优势种,相对丰度分别为30.91%和24.18%。聚集度指标法、Iwao回归分析及Taylor幂法结果显示,2022和2023年蒿枝坝村、哈国马村和诺国村的蛴螬空间分布型均表现为聚集分布(α<0,β>1);聚集均数λ值均大于2,表明昆虫本身的生活习性和环境气候、土壤湿度、植株生长状况等因素是影响旱地稻田蛴螬个体聚集的主要因素。通过建立理论抽样和序贯抽样模型可知,当允许误差D为0.3,蒿枝坝村、哈国马村和诺国村的虫口密度均为2头/m~2时,2022年所需的理论抽样数分别为353、393和155 m2,2023年所需抽样数为76、44和49 m~2。【结论】云南省普洱市澜沧县竹塘乡3个村的旱地稻种植田蛴螬共有9种,主要优势种为黑阿鳃金龟和东方绢金龟。蛴螬种群在田间呈聚集分布,引起聚集的原因是昆虫本身的生活习性和环境气候、土壤湿度、植株生长状况等因素。
  • 张宇, 王金开, 陈小林, 李其利, 唐利华, 黄穂萍, 郭堂勋, 玉延华
    南方农业学报. 2023, 54(03): 815-828.
    【目的】分析白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryae,Xoo)侵染不同时间点的水稻转录组数据,了解其响应侵染过程中抗病相关基因的表达情况,为明确水稻对白叶枯病菌感病机制以及培育新的抗白叶枯病水稻品种提供理论参考。【方法】以含有广谱抗性基因Xa23的水稻品系CBB23为试验材料,对其叶片接种高致病性的野生型Xoo菌株N3-1,将接种0、48和72 h水稻样品总RNA进行转录组测序(RNA-Seq)。以|log2Fold Change|≥1,且错误发现率(False discovery rate,FDR)<0.01为标准筛选差异表达基因(Differentially expressed genes,DEGs),并进行GO功能注释和KEGG通路富集分析;通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证RNA-Seq结果的可靠性。【结果】RNA-Seq转录组测序结果共获得约54.63 Gb Clean data,样品平均数据量约为6.07 Gb,Q30碱基准确率在94.34%及以上。与对照组0 h相比,水稻CBB23在接种48和72 h两个时间点分别鉴定出2361和2117个DEGs,其中48 h上调基因1650个、下调基因711个,72 h上调基因1440个、下调基因677个。GO富集结果表明,水稻的DEGs显著富集于芳香族氨基酸的代谢及二萜类的生物合成。KEGG通路富集结果表明,DEGs富集于苯丙氨酸和苯丙素类的生物合成。DEGs的分析结果表明,SWEET基因家族中的OsSWEET14基因在接种后表达明显升高,而白叶枯病抗性基因Xa23在接种后几乎没有表达。对转录因子中的WRKY家族进行分析,发现与Xoo抗病相关的WRKY转录因子表达明显下降。钙依赖蛋白激酶(CDPK)表达明显升高,丝裂原活化激酶(MAPK)表达不变。qRT-PCR的基因表达检测结果与RNA-Seq结果趋势基本一致。【结论】水稻CBB23在抵御白叶枯病菌菌株N3-1侵染过程中的氨基酸代谢及次级代谢过程明显增强;感病基因OsSWEET14在侵染过程中被诱导表达,可能是水稻中被调控的关键感病基因之一。与抗病相关的转录因子表达既有上调也有下调。表明水稻在响应病原菌侵染过程中会发生复杂的转录调控网络变化,通过信号通路之间的信号传递,进而调控整个抗(感)病过程。
  • 杨雪, 王晓静, 唐卓磊, 闵江艳, 黄凯丰, 黄小燕
    南方农业学报. 2023, 54(03): 887-893.
    【目的】探究连作对苦荞幼苗生长的影响及苦荞品种间对连作障碍响应的差异,以期为苦荞的高产栽培提供理论和技术支撑。【方法】以九江苦荞和晋荞2号2个苦荞品种为试验材料,在水培条件下设连作0(CK)、1(C1)、2(C2)、3(C3)、4(C4)和5(C5)次共6个处理,对比分析各连作处理对苦荞幼苗植株形态和生理特性的影响。【结果】九江苦荞和晋荞2号的株高、植株鲜质量、总根长、根表面积、根系活力、叶片叶绿素和可溶性蛋白含量均随着连作次数的增加呈持续下降的变化趋势,其中根表面积的下降幅度最大,与CK相比,九江苦荞和晋荞2号在C5处理时分别下降79.28%和68.81%;苦荞叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性随着连作次数的增加均表现为先上升后下降,九江苦荞叶片SOD、POD和CAT活性在C2处理达最大值,晋荞2号则在C3处理达最大值;苦荞叶片的丙二醛(MDA)和超氧阴离子自由基含量随着连作次数的增加而增加,与CK相比,九江苦荞和晋荞2号C5处理的MDA含量增幅分别为36.34%和25.04%,超氧阴离子自由基含量增幅分别为77.82%和52.87%;随着连作次数增加,2个苦荞品种叶片的叶绿素和可溶性蛋白含量均持续下降,九江苦荞和晋荞2号C5处理的叶绿素含量降幅分别为70.96%和54.09%,可溶性蛋白含量降幅分别为38.89%和32.23%。【结论】连作在一定程度上会影响苦荞幼苗生长,苦荞品种间对连作障碍的响应存在差异,总体以九江苦荞受连作障碍的影响程度大于晋荞2号。
  • 韦春梦, 陈亚珍, 刘静, 邓维安, 李晓东
    南方农业学报. 2023, 54(05): 1303-1316.
    【目的】通过分析云南瘤蚱(Thoradonta yunnana)线粒体基因组结构特征,重建蚱总科系统发育关系,为进一步明确蚱总科各类群间的亲缘关系和进化位置提供理论依据。【方法】通过Illumina HiSeq 2500测序平台的二代测序技术对云南瘤蚱线粒体基因组进行测序,并结合已有的23种蚱类昆虫及2种蚤蝼科昆虫的线粒体蛋白编码基因(Protein-coding genes,PCGs)分别利用最大似然法(ML)和贝叶斯推断法(BI)构建蚱总科系统发育关系。【结果】云南瘤蚱线粒体基因组全长17859 bp,包括2个rRNA基因、22个t RNA基因、13个PCGs及一段非编码控制区。13个PCGs中,除nad6基因以TTG为起始密码子、nad5基因以不完整的T为终止密码子外,其余PCGs均以ATN作为起始密码子且以完整的TAA或TAG密码子终止。22个tRNA基因中,仅trnS1基因缺少DHU臂,其余基因均能折叠成三叶草二级结构。在云南瘤蚱线粒体基因组控制区中共发现6种重复序列,重复单元长度在29~204 bp不等。基于13个PCGs构建的ML法和BI法系统发育进化树拓扑结构基本一致,股沟蚱科和三棱角蚱科位于系统发育进化树的基部,属于较为原始的类群;刺翼蚱科、枝背蚱科及短翼蚱科位于发育进化树中部,属于中间类群;蚱亚科所有物种聚为一支,位于发育进化树顶部,属于较进化类群。【结论】研究结果支持蚱亚科为单系群,刺翼蚱科为并系群的观点,并在一定程度上验证了股沟蚱科属于较原始类群,蚱亚科属于较进化类群的观点。
  • 杨尉, 司圆圆, 许瑞雯, 陈兴汉
    南方农业学报. 2023, 54(09): 2593-2603.
    【目的】鉴定疣吻沙蚕转录组中简单重复序列(SSR)位点,并分析其分布规律,为该物种多态性SSR分子标记的高效开发提供理论依据。【方法】利用高通量测序技术获得疣吻沙蚕的转录组数据,经过滤、组装后使用MISA搜索鉴定SSR位点,分析其序列特征及分布规律,初步验证SSR引物的有效性,并对有效扩增引物进行多态性分析。【结果】从转录组数据组装获得79420条Unigenes,总长度为104411064 bp,N50值和N90值分别为1902和331 bp。从79420条Unigenes中鉴定到9932个SSR位点,分布在8707条Unigenes上,其中1029条至少包含1个SSR位点,SSR出现频率为8.49%,发生频率为7.43%,丰度为58.85个/Mb(未计入单核苷酸重复)。SSR重复类型共133种,重复次数为4~26次,主要集中在4~15次,长度≥20 bp的SSR约占SSR总数的20%。SSR优势重复基序为二核苷酸、单核苷酸和三核苷酸,发生频率分别为40.29%、32.12%和21.76%,其中二核苷酸重复基序以AT/TA为主,占比79.88%,单核苷酸和三核苷酸分别以A/T和AGC/GCT为主,占比分别为65.92%和29.06%。SSR位点以中等多态性的Ⅱ型为主,共有7296条,占SSR总数的80%,而高度多态性的Ⅰ型有1813条,占SSR总数的20%。筛选到11对多态性引物,每对引物平均产生3.73个多态性片段。【结论】疣吻沙蚕转录组SSR类型丰富,且具有较高的多态性,可用于SSR分子标记开发,对其种质资源评价与保护利用、种群遗传学及分子育种研究等具有实用价值。
  • 侯宪斌, 易强, 滕峥, 杨翠凤, 孔宇, 刘应红, 李玉峰
    南方农业学报. 2023, 54(06): 1598-1611.
    【目的】探讨不同玉米种质农艺性状和光合生理性状对干旱和高温胁迫的响应,以期为玉米耐旱和耐热种质的筛选及热带种质的利用提供理论依据。【方法】以热带种质、温带种质和温热种质各25份为试验材料,分别在开花散粉期前后进行干旱处理和高温处理,以当地玉米种植正常管理为对照,测定不同处理的株高、穗位高、雄穗分枝数、散粉吐丝间隔期、穗长、穗行数、行粒数、百粒重、单株产量和叶绿素含量,计算PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)和PSⅡ最大光化学量子产量(F_v/F_m),对不同种质的耐旱性和耐热性进行综合评价。【结果】不同玉米种质间12个性状的联合方差分析结果显示,种质间及环境(胁迫)间均存在极显著差异(P<0.01,下同)。不同玉米种质间开花散粉期对干旱胁迫响应的变化趋势一致,单株产量和散粉吐丝间隔期受干旱影响较大,穗行数受干旱影响较小。不同玉米种质间开花散粉期对高温胁迫响应的变化趋势一致,单株产量受高温影响较大,穗位高受高温影响较小。叶绿素含量、F_v/F_o和F_v/F_m的耐旱系数在热带种质中表现最好,雄穗分枝数耐旱系数在温热种质中表现最好,株高和穗位高的耐旱系数在温带种质中表现最好。穗长、单株产量、叶绿素含量、F_v/F_o、F_v/F_m等性状耐热系数在热带种质中表现最好。3类种质中耐旱以上自交系数量表现为热带种质(11个)>温热种质(9个)>温带种质(7个),中耐热以上自交系数量表现为热带种质(10个)>温热种质(3个)>温带种质(2个)。不同种质耐旱性和耐热性综合评价结果与其聚类分析结果高度一致,且不同种质耐旱性和耐热性加权隶属值均具有极显著相关性。聚类分析结果表明强耐旱自交系单株产量、叶绿素含量、F_v/F_m、株高、穗长等性状表现较好,强耐热自交系单株产量、穗长、行粒数、叶绿素含量、F_v/F_m等性状表现较好。加权隶属值结果表明株高、单株产量、叶绿素含量和F_v/F_m与耐旱性相关性较高,行粒数、单株产量、叶绿素含量、F_v/F_m与耐热性相关性较高。【结论】不同种质对干旱胁迫和高温胁迫响应趋势相同但响应程度存在差异,热带种质更易筛选出耐旱性或耐热性表现较好的自交系。单株产量、叶绿素含量和F_v/F_m对耐旱性和耐热性鉴定均具有较好效果。
  • 张小玉, 李辉, 叶涛, 余欢, 肖涛, 罗韦, 陈友波, 石钰仕, 赵德鹏
    南方农业学报. 2023, 54(05): 1529-1538.
    【目的】分析赤水乌骨鸡腱蛋白样蛋白1基因(CHRDL1)多态性与肤色性状的关联性,筛选出CHRDL1基因调控赤水乌骨鸡肤色的关键SNP位点,为揭示乌骨鸡黑色素沉积调控机理及推进赤水乌骨鸡肤色性状改良提供理论依据。【方法】以赤水乌骨鸡为研究对象,通过测定赤水乌骨鸡CHRDL1基因外显子序列筛选出SNP位点,采用ProtParam、TargetP、PSORT II、NetPhos 2.0、TMHMM、SMART及STRING等在线软件进行生物信息学分析,并对CHRDL1基因多态性与赤水乌骨鸡肤色性状进行关联分析。【结果】在赤水乌骨鸡CHRDL1基因第2、4和5外显子上发现3个SNPs位点,分别是g.2752T→C(无义突变)、g.8459G→T(Ser→ILe)和g.27148T→C(无义突变),属于中度多态性(0.250.05),g.8459G→T和g.27148T→C位点表现出弱连锁不平衡。赤水乌骨鸡CHRDL1蛋白理论等电点(pI)为8.17,属于疏水性不稳定蛋白,具有磷酸化位点和糖基化位点;主要定位于细胞外(占44.4%)、细胞核(占22.2%)和线粒体(占22.2%);不存在跨膜结构,但有3个保守的血管性血友病C型重复序列(VWC结构域);跨膜结构、功能结构域及其互作蛋白在突变前后均无变化。关联分析结果表明,除了g.2752T→C位点TT基因型个体的ΔL显著高于CC基因型和CT基因型个体(P<0.05,下同),g.8459G→T位点TT基因型个体的ΔL显著高于GG基因型和GT基因型个体外,其余SNP位点不同基因型个体间的胸部肤色参数差异均不显著(P>0.05)。【结论】在赤水乌骨鸡CHRDL1基因第2、4和5外显子检测到3个SNPs位点,分别是g.2752T→C、g.8459G→T和g.27148T→C,其中g.2752T→C和g.8459G→T位点表现出肤色差异性,可能是赤水乌骨鸡肤色性状的标记位点。
  • 宋长江, 喻大鹏, 赵天珍, 唐怀庆, 丘金珠, 梁富, 郑汉生, 黄梅燕, 黄瑜, 宋海霞
    南方农业学报. 2023, 54(04): 1244-1252.
    【目的】明确分化群抗原209(CD209)变体CD209v-1与罗非鱼机体免疫功能的相关性,为深入探析CD209及其家族成员在鱼类免疫系统中的作用机制提供理论依据,同时为罗非鱼细菌性疾病的防治及新型疫苗研发打下基础。【方法】采用PCR扩增尼罗罗非鱼CD209v-1基因(OnCD209v-1)开放阅读框(ORF),利用Berry-Psite、InterProScan、TMHMM 2.0、ExPASy、SignalP 4.1及SWISS-MODEL等在线软件进行生物信息学分析,并以实时荧光定量PCR检测OnCD209v-1基因在尼罗罗非鱼各组织中的表达情况。随后克隆OnCD209v-1基因胞外段构建pET-OnCD209v-1重组原核表达质粒,经原核诱导表达后,通过细菌结合试验和凝集试验体外探究rOnCD209v-1蛋白对多种水生动物致病菌的识别结合及凝集功能。【结果】OnCD209v-1基因ORF长780 bp,共编码259个氨基酸残基;OnCD209v-1基因编码蛋白相对分子量为29.424 kD,理论等电点(p I)为6.54,在第113~246位氨基酸间存在1个保守的C型凝集素(CTL)结构域。OnCD209v-1氨基酸序列与横线扁鼻丽鱼CD209氨基酸序列的相似性最高(86.49%),基于CD209氨基酸序列相似性构建的系统发育进化树也显示尼罗罗非鱼与横线扁鼻丽鱼先聚在同一分支上,二者的亲缘关系较近。OnCD209v-1基因在尼罗罗非鱼各组织中均有表达,尤其以肝脏和肠道中的相对表达量较高,其次是血液。原核诱导表达获得的rOnCD209v-1蛋白能识别并结合多种致病菌,且在Ca~(2+)存在的情况下对嗜水气单胞菌、大肠杆菌、无乳链球菌、副溶血弧菌和金黄色葡萄球菌具有凝集活性。【结论】OnCD209v-1基因是罗非鱼CD209基因的变体,具有1个保守的CTL结构域,广泛表达于罗非鱼各组织中;原核诱导表达获得的rOnCD209v-1蛋白能识别并结合嗜水气单胞菌、大肠杆菌、哈维氏弧菌、无乳链球菌、副溶血弧菌及金黄色葡萄球菌等常见致病菌,在Ca~(2+)存在的情况下对多种病原菌具有凝集活性。即OnCD209v-1基因作为重要的免疫分子参与了罗非鱼响应细菌感染的免疫过程。
  • 高方栏, 耿雪欣, 张木清, 何新华, 邹承武
    南方农业学报. 2023, 54(01): 128-138.
    【目的】了解广西柑橘主产区黄龙病(Huanglongbing,HLB)危害情况及黄龙病菌(Candidatus Liberibacter asiaticus, CLas)的遗传多样性,为黄龙病的田间诊断和科学防控提供参考。【方法】对广西柑橘主产区8个地级市有代表性的柑橘园进行2个年度(2020和2021年)的跟踪调查并随机采集1048份柑橘叶片样品,利用qPCR技术对采集的样品进行CLas检测,并对阳性样品CLas菌株的基因组高变区的扩增产物进行测序,分析CLas菌株的遗传多样性。【结果】与2020年相比,除采自百色的柑橘样品CLas检出率2个年度保持不变(14.29%)外,2021年采自玉林、桂林、河池、梧州、南宁、贺州和来宾的柑橘样品CLas检出率均呈上升趋势,其中2021年采自梧州的柑橘样品CLas检出率最高(52.94%)。不同种类柑橘的CLas检出率差异明显,2021年甜橙类、柚类、杂交柑类和金柑类的样品CLas检出率均较2020年升高,2个年度的宽皮柑橘类CLas检出率相同(14.29%)。不同症状类型的柑橘样品CLas检出率也存在较大差异,其中2021年采集的缺素黄化型样品CLas检出率最高(61.64%),其次是均匀黄化型(24.00%)和褪绿斑驳型(20.00%),无症状样品的CLas检出率亦高达11.54%,均较2020年的检出率增加。通过对CLas基因组高变区的PCR产物进行测序,发现CLas菌株存在丰富的遗传多样性,37株CLas菌株可聚为7个类群,与寄主柑橘的种类有一定关系,但其与症状类型及地理来源无明显的相关性。【结论】不同年份、地理来源、柑橘种类和症状类型的CLas检出率差异较大,且发病率有逐年上升趋势。田间缺素黄化型植株确诊为感染黄龙病的概率最大,其次是均匀黄化型和褪绿斑驳型,无症状植株也有很大概率感染黄龙病。CLas菌株存在丰富的遗传多样性,与寄主柑橘的种类有一定关系,但与症状类型及地理来源无明显的相关性。