- 贾利强;赵秋芳;陈曙;
以8个玉米DOF基因为研究对象,研究这8个基因在玉米生长发育中的器官表达模式及应答4种逆境胁迫(200 mmol·L~(-1) NaCl, 20%PEG,铵态氮胁迫和硝态氮胁迫)的响应表达模式。结果表明,7个基因具有明显的组织表达特异性,5个基因主要在玉米1种器官中表达,2个基因主要在2种器官中表达,而ZmDOF37呈组成性表达。这些数据表明,这8个基因参与玉米器官的发育进程。在200 mmol·L~(-1) NaCl胁迫处理和20%PEG6000胁迫处理1 h后,分别有8个基因和4个基因表现上调,表明这些基因是NaCl和PEG胁迫响应信号途径中的早期响应基因。在20%PEG6000胁迫处理24 h后,有4个基因被明显的诱导(ZmDOF29,ZmDOF32,ZmDOF37和ZmDOF45),表明这4个基因属于晚期响应基因。在铵态氮和硝态氮胁迫处理1 h后,分别有7个基因被明显诱导,属于早期响应基因,表明这7个基因可能参与玉米应答氮胁迫的早期响应机制。
2021年04期 v.55;No.226 612-620页 [查看摘要][在线阅读][下载 2158K] - 杜晗蔚;罗艳敏;吕闪闪;孙金凤;王延凯;胡秀丽;田志强;
以玉米品种郑单958为试验材料,对玉米中40个ZmCDPKs的主要结构进行生物信息学技术分析,显示它们的结构域具有很高的保守性。利用qRT-PCR对这40个ZmCDPKs表达进行分析,发现ZmCDPK7表达显著受高温诱导。通过在玉米叶原生质体瞬时过表达或沉默ZmCDPK7来分析其作用,结果显示,与无高温胁迫相比,瞬时过表达ZmCDPK7显著促进了高温胁迫诱导的小热休克蛋白sHSP17.4、热休克蛋白HSP70、过氧化氢酶CAT1、抗坏血酸过氧化物酶APX1、呼吸爆发氧化酶同源物RBOHA和RBOHB的表达及CAT和APX的活性增加,但降低了高温胁迫诱导的MDA,H_2O_2含量增加;而瞬时沉默ZmCDPK7的作用相反。
2021年04期 v.55;No.226 621-630页 [查看摘要][在线阅读][下载 1756K] - 王贝麟;陈麒帆;门文强;田修斌;苗敬南;贺金秋;赵月;李欢欢;刘文轩;
六倍体小黑麦84(184)的自交后代出现高秆、中高秆和矮秆3种株高类型。经原位杂交鉴定,发现高秆、中高秆和矮秆植株分别包含14,13和12条黑麦染色体。进一步利用14个黑麦染色体(1R～7R)长臂和短臂特异分子标记对84(184)高秆、中高秆和矮秆植株及其自交后代进行分析,发现高秆植株及其后代均包含14个黑麦染色体臂特异分子标记;矮秆植株及其后代则缺少2R染色体特异的2个分子标记;中高秆植株也检测到14个黑麦染色体臂特异分子标记,但其自交后代2R染色体特异分子标记发生分离。综合原位杂交和分子标记鉴定结果,确定84(184)后代株高分离是由于2R染色体的分离造成的,含有1对2R染色体的2R二体植株表现高秆,只有1条2R染色体的2R单体植株为中高秆,缺少1对2R染色体的2R缺体表现矮秆;缺失1条黑麦2R染色体导致株高平均降低30.45%,缺少1对2R染色体株高平均降低52.98%。因此,2R染色体上携带有正向影响株高的不完全显性基因,该基因的缺失可以显著降低植株高度。
2021年04期 v.55;No.226 631-638页 [查看摘要][在线阅读][下载 930K] - 翁鸿燕;彭廷;王海彬;熊加豹;韩雨恩;孔许;可文静;张静;赵全志;
为探究不同产量潜力超级杂交稻各节间形态特征及其与抗倒伏特性之间的关系,以不同产量潜力超级杂交稻代表性品种Y两优1号、Y两优2号和Y两优900为试验材料,采用大田试验,研究了不同氮素水平对超级杂交稻各节间形态特征及其与抗倒伏特性的影响。结果表明,不同产量潜力超级杂交稻品种间倒伏指数、株高、重心高度及各节间形态指标之间的差异均达显著或极显著水平,且抗倒伏性和各节间形态指标基本表现为Y两优900最优;随施氮量的增加,各品种弯曲力矩、倒伏指数、株高和重心高度均呈逐渐增加的变化趋势,但Y两优900在不同氮素水平条件下的倒伏指数均为最低,各品种不同节间形态指标对氮素的响应也不尽相同;相关分析和冗余分析表明,倒伏指数与茎秆形态特征中的穗下第4节间壁厚和单位长度干质量关系最为密切。因此,具有较高产量潜力的超级杂交稻品种Y两优900更适合在高氮肥条件下种植,且超级杂交稻品种选育及高产栽培调控中更应关注穗下第4节间质量。
2021年04期 v.55;No.226 639-646页 [查看摘要][在线阅读][下载 935K] - 张学林;吴梅;李晓立;何堂庆;张晨曦;田明慧;陈冰洁;张富粮;郝晓峰;杨青华;
选用有代表性的摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae,FM)和地表球囊霉(Glomus versiforme,GV) 2种真菌进行玉米盆栽试验,比较了接种不同丛枝菌根真菌对玉米灌浆前期子粒氮同化酶活性、根系特性以及子粒产量和品质的影响。结果表明,接种FM和GV后玉米子粒产量、植株地上部和根系生物量及其氮素累积量均比对照显著增加,灌浆期子粒硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶活性增强,玉米根长、根表面积和根体积均显著增加,根系直径显著降低,子粒粗蛋白和粗脂肪含量增加;其中接种GV处理的玉米产量显著高于FM。本研究证实,不同丛枝菌根真菌可以通过改善玉米根系性状,提高灌浆期氮代谢酶活性,进而增加玉米子粒产量,改善子粒品质。
2021年04期 v.55;No.226 647-653页 [查看摘要][在线阅读][下载 463K] - 雷振山;李猛;祁玲;吴延洋;刘娟;杨俊霞;肖荣英;季新;
为明确播期对豫南稻区直播杂交籼稻稻米品质的影响,探讨豫南稻区杂交籼稻直播的最适播期。以杂交籼稻品种丰优香占为试验材料,设置5个播期(4月25日,5月5日,5月15日,5月25日和6月4日),对其产量、加工品质、外观品质、RVA谱特性、营养品质和外观品质进行分析,并采用主成分分析法对稻米品质进行综合评价。随播期推迟,直播稻丰优香占产量呈先升高后降低趋势,5月25日播种产量最高;6月4日播种产量最低,但该期加工品质糙米率和精米率以及外观品质垩白粒率和垩白度均是最优的。随着播期推迟,丰优香占蒸煮食味品质逐渐变劣,4月25日播种则蒸煮食味品质最优。营养品质中5月15日播种的丰优香占蛋白质含量最高,5月25日播期直链淀粉含量最高。基于主成分分析的综合评价表明,5月15日直播的丰优香占稻米综合品质最优,而品质最差的为5月5日。稻米品质性状中垩白粒率、峰值时间、最终黏度、蛋白质含量和垩白度受播期影响最大,而热浆黏度、崩解值、峰值黏度、糊化温度和食味值受影响较小。因此,豫南稻区杂交籼稻丰优香占直播要获得高产,播期应安排在5月25日左右,而要获得相对高产且最优的稻米品质,则播期应安排5月15日左右。
2021年04期 v.55;No.226 654-660页 [查看摘要][在线阅读][下载 428K] - 罗东城;张立成;胡德勇;李汉常;谭歆;岳伶俐;
以黑麦草(Loliumperennial ryegrass)为研究对象,研究不同水泥含量的基质土壤对其根系生长胁迫的影响,探明黑麦草根系对水泥基质逆境胁迫的耐受适应性。在1%～7%水泥含量的基质土壤上种植黑麦草,分别于分蘖期、孕穗期、开花期采集根系样品,测定不同处理的水泥基质土壤黑麦草根系生长指标、根系活力、根内逆境胁迫的相关酶活性。结果表明,不同水泥含量基质土壤黑麦草总根长均显著低于CK,孕穗期和开花期各处理之间根系平均直径无显著差异。不同水泥含量基质土壤黑麦草根系活力均显著低于CK,5%水泥含量基质处理根系活力显著高于7%处理,与3%处理无显著差异。分蘖期时,5%水泥含量基质处理中黑麦草根内SOD、POD、CAT活性显著高于其他水泥含量基质处理。因此,进一步说明,水泥含量大于5%的基质土壤对黑麦草根系的生长胁迫影响较大。
2021年04期 v.55;No.226 661-665+688页 [查看摘要][在线阅读][下载 146K]
- 彭才望;宋世圣;谢烨林;贺喜;许道军;孙松林;
针对黑水虻虫沙机械化集料程度低的问题,结合黑水虻养殖特点与虫沙特性,设计一种螺旋式双向集料装置。阐述了该装置的结构组成与工作原理,对其关键部件双向螺旋进行了分析与参数设计。采用离散元软件建立了虫沙-双向螺旋装置的耦合仿真模型,模拟仿真了虫沙的集料输送过程,以螺距、螺旋轴径、螺旋转速、移动速度为试验因素,以质量流率为评价指标进行了四元二次回归通用旋转组合仿真试验。试验结果表明,各因素对质量流率影响主次顺序为螺旋转速>螺旋移动速度>螺旋轴径>螺距。以提高质量流率为目标,运用Design-Expert8.0.6软件进行参数优化,确定了最优组合:螺距153 mm、螺旋轴径29 mm、螺旋转速83 r·min~(-1)、螺旋移动速度66 mm·s~(-1),此时仿真优化得到集料质量流率为1.13 kg·s~(-1),加工物理样机并进行验证试验,得到集料质量流率为1.20 kg·s~(-1),与仿真试验相对误差为5.83%。
2021年04期 v.55;No.226 689-697+714页 [查看摘要][在线阅读][下载 2169K] - 赫晓慧;冯坤;郭恒亮;田智慧;
以大豆叶面积指数(Leaf area index, LAI)反演为研究目标,利用PROSAIL模型和遗传算法优化后的BP神经网络模型,分别对重组自交系(Recombinant Inbred Lines, RIL)和自然野生大豆种群的LAI进行反演。结果表明,在对人工定向培育的RIL大豆种群冠层叶片LAI反演中,PROSAIL模型表现出了更优异的反演能力,而对品种繁多的自然野生大豆种群LAI反演中,遗传算法优化后的BP神经网络模型表现出了更好的适用性,并且上述2种模型在始粒期(R5)时性能最佳,PROSAIL模型和遗传算法优化后的BP神经网络模型R~2分别为0.89和0.85,RMSE分别为0.11和0.13,EA均为97%,典型生育期内的反演性能均优于全生育期综合反演性能。因此,针对同一农作物不同种群的表型特征反演,需要根据研究对象的特征来选择合适的模型,以便于精确的估测大豆长势情况,为农作物的规模化育种监测提供数据支持。
2021年04期 v.55;No.226 698-706页 [查看摘要][在线阅读][下载 1764K]
- 郝勇航;刘俊峰;刘璐函;王鑫盛;吴秋玲;贺恒旭;陈丽颖;杨霞;宋合强;
通过陕西省和河北省部分地区屠宰场的待宰生猪、屠宰环节胴体及环境采集样本,对金黄色葡萄球菌进行分离鉴定与流行分析。取样地点分别在陕西咸阳某屠宰场和河北保定某屠宰场,3次共采集样品745份。分别采用国家标准GB 4789.10—2016的分离鉴定方法及显色培养基筛选、16S rRNA基因序列分析等方法进行了生猪从待宰到屠宰环节中的金黄色葡萄球菌污染检测,并进行了耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)筛查。检测结果显示,从745份样品中共分离出金黄色葡萄球菌98株,总分离率为13.2%;其中,在屠宰场1a、屠宰场1b和屠宰场2样本中的检出率分别为15.6%、10.4%和13.8%,3次检测结果无明显相关性(P>0.05);从采样部位看,猪鼻腔拭子样本中金葡菌阳性率最高,平均为20.5%,明显高于体表拭子样本检出率平均5.5%(P<0.01),这说明待宰生猪及宰后猪鼻腔为金黄色葡萄球菌的主要污染部位;在屠宰场地面、空气及器具样本中均检出了金黄色葡萄球菌,说明屠宰场环境中存在金葡菌污染,其中以屠宰场2较为严重。进一步筛查与分析结果显示,上述98个金黄色葡萄球菌分离株中有12个为MRSA菌株(12.2%),且其中11株来自屠宰场2。对seb等10个特异性肠毒素基因的检测结果表明,携带肠毒素基因的菌株在3批(屠宰场1a、1b和2)金葡菌分离株中分别占比42.9%、29.6%和44.4%;肠毒素基因的总体检出率为10.6%,其中以sem、sei、sen、seg、sek的检出频次较高;大部分金葡菌分离株携带肠毒素基因数≤3个,但来自屠宰场2的2个MRSA菌株均携带≥5个肠毒素基因,这提示了毒力基因与MRSA菌株高致病性的关联性。研究结果表明,金黄色葡萄球菌等食源性病原菌在生猪养殖到屠宰等各个环节中都存在着不同程度的污染与传播,不同屠宰场食源性致病菌的污染传播存在一定差异。高度耐药的超级致病株MRSA在待宰生猪、屠宰环节甚至在屠宰场环境中的检出提示其对于肉食品安全的严重风险。
2021年04期 v.55;No.226 707-714页 [查看摘要][在线阅读][下载 433K] - 宋文菲;卢焕仙;黄新球;荀利杰;余玉生;李亚辉;王艳辉;
为探讨荞麦蜜提取液对西方蜜蜂存活及寿命基因表达量的影响,采用4种荞麦蜜提取液对西方蜜蜂成年工蜂进行饲喂,分析各提取液对不同日龄成年工蜂的存活率、Vg和Sir2基因表达量。结果表明,荞麦蜜正丁醇提取液饲喂的成年工蜂存活率最高,35日龄时存活率为56.27%。取食3种荞麦蜜提取液(乙酸乙酯、正丁醇、乙腈)的成年工蜂存活率在10～25日龄期间相对较高,25日龄后存活率急剧下降。3种荞麦蜜提取液饲喂的成年工蜂Vg相对表达量呈现先上升后下降的趋势,在27日龄达到峰值;Sir2相对表达量随日龄增加呈现逐渐下降的趋势。说明在成年工蜂10～25日龄采取荞麦蜜正丁醇提取液进行饲喂,可维持成工年蜂较高的存活率,有利于蜂群繁育。Vg相对表达量可能受到蜜蜂行为发育中保幼激素滴度水平的影响。
2021年04期 v.55;No.226 715-720页 [查看摘要][在线阅读][下载 969K] - 陈静;尤瑞国;刘慧敏;杨国庆;
本试验目的是探究柠檬醛对小鼠生长性能、肌内脂肪(Intramuscular fat, IMF)含量,调控IMF关键基因及脂肪酸代谢酶的影响。选取40只5周龄雄性小鼠,随机分为对照组和试验组,对照组饲喂基础饲料,试验组在基础饲料中添加3.5%的柠檬醛,经过7 d试验环境适应后,饲喂期维持18 d。结果表明,与对照组相比,1)试验组小鼠生长速度显著加快,采食量无显著差异;2)股四头肌IMF含量显著升高(P<0.05),同时与IMF沉积相关基因脂肪酸结合蛋白(A-FABP)(P<0.05)、过氧化物酶体增殖物激活受体PPARα(P<0.01)、PPARγ(P<0.05)转录和翻译水平显著上升;3)脂肪酸合成代谢酶基因FASN、ACC的转录水平显著升高(P<0.05),分解代谢酶基因CPT-1、ACOX1、AMPK的转录水平显著下降(P<0.05)。
2021年04期 v.55;No.226 721-726+735页 [查看摘要][在线阅读][下载 696K]
- 曹宏丽;郝尚华;楚梦晓;邱爽;罗梦香;王明道;
为了探究铁载体在生物化感作用中的影响,从种植地黄的3种土壤样品中,分离纯化具有产铁载体能力的细菌菌株,进行形态学观察以及分子生物学鉴定,测定菌株产铁载体的生长曲线,通过单因素试验和正交试验确定最优产铁载体条件,在此基础上通过薄层层析和硅胶柱层析分离纯化铁载体,并以拟南芥种子为材料,分析铁载体对植物生长发育的影响。结果表明,经形态学和分子生物学鉴定,筛选出高产铁载体菌株为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)S2。该菌株产铁载体最优发酵条件为26℃,180 r·min~(-1),pH值为10.0,培养时间48 h,此时产铁载体含量为64.37%,分离纯化出大极性和小极性共2种铁载体,大极性铁载体能有效抑制拟南芥主根的生长,根长度由1.80 cm减小到0.76 cm。
2021年04期 v.55;No.226 727-735页 [查看摘要][在线阅读][下载 1066K] - 曹子敬;张智超;高明;杜文涛;张继冉;张世敏;吴坤;徐淑霞;
为了探究微生物还原Cr(Ⅵ)的细胞定位以及还原过程中相关蛋白的功能,以嗜碱性Cr(Ⅵ)高效还原细菌克雷伯氏菌(Klebsiella sp.)Z3为研究对象,结合扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)、X射线光电子能谱分析(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)、能量色散X射线谱(energy dispersive spectroscopy, EDS)以及双向电泳联合质谱,考察了铬(Cr)在菌株Z3内的分布特征、细胞各组分对Cr(Ⅵ)的还原能力以及Cr胁迫条件下菌株Z3的全细胞蛋白表达差异。结果表明,100 mg·L~(-1) Cr(Ⅵ)处理组,菌体胞外多聚物、细胞膜、细胞壁和细胞质的总Cr质量浓度分别为8.00、1.49、1.84和3.05 mg·L~(-1)。细胞各组分的还原能力由高到低依次为胞外多聚物>细胞质>细胞膜>细胞壁。SEM结果表明,菌体还原Cr(Ⅵ)的主要位置为胞外多聚物。还原过程及还原结束菌体细胞的EDS检测结果进一步证明,Cr(Ⅵ)的还原过程发生在胞外。XPS分析表明,Cr(Ⅵ)被还原为Cr(Ⅲ),产生的蓝灰色沉淀为Cr(OH)_3。双向电泳联合质谱对相关功能蛋白的鉴定结果表明,Cr(Ⅵ)胁迫条件下,菌株Z3有23个蛋白的表达量上调1.5倍以上,功能上分别聚类于蛋白质合成、能量代谢、氨基酸代谢、胁迫应答、免疫应答、信号传导和脂肪酸代谢共7大类。
2021年04期 v.55;No.226 736-743页 [查看摘要][在线阅读][下载 1109K]
- 殷全玉;李想;王典;张明月;王兆双;云菲;王新发;刘国顺;
为了研究生物炭对于植烟土壤改良的长期影响,通过连续4年的田间试验,设置4个试验处理:不施生物炭和化肥的休耕处理(FL)、施用化肥(CK)、化肥+1.5 t·hm~(-2)生物炭(B1.5)和化肥+15 t·hm~(-2)生物炭(B15)。研究了生物炭对土壤理化性质、细菌多样性及群落结构特征的影响,并分析了影响细菌群落特征的土壤因子。结果表明,同不施炭处理相比,施用生物炭可以显著提高土壤含水率、速效钾、碳氮比和有机质含量(P<0.05),显著降低土壤容重(P<0.05)。施用生物炭显著提高土壤团聚体稳定性,施炭处理的土壤团聚体平均质量直径(MWD)和机械稳定性团聚体(DR_(0.25))含量均显著高于不施炭处理(P<0.05)。生物炭显著增加土壤细菌丰富度(P<0.05),同时显著改变细菌群落结构。土壤容重、速效钾和团聚体指标是细菌群落结构变异的主导性因子。综上,生物炭施用4 a后对土壤理化特性有显著的影响,其中某些关键土壤因子的改变驱动了土壤细菌群落的生态演替。
2021年04期 v.55;No.226 752-760+775页 [查看摘要][在线阅读][下载 1121K] - 罗洋;刘方;朱健;罗绪强;杨晓斓;孙丽;
为提高龙葵对镉污染土壤的植物修复效率,采用盆栽试验,研究了添加外源草酸、柠檬酸和氨三乙酸在不同施用浓度(2.5和5 mmol·kg~(-1))下对石灰土上龙葵吸收、富集和转运Cd的影响。结果表明,龙葵生长受有机酸种类及浓度的影响,氨三乙酸对龙葵具有一定的毒性效应,而草酸的施加能明显促进龙葵的生长(P<0.05),柠檬酸则对龙葵地上部生物量指标无显著影响。与对照相比,施加草酸和氨三乙酸使龙葵地上部Cd含量分别显著提高了28.23%～28.30%和11.85%～26.51%。3种有机酸处理下龙葵地上部对Cd的提取量大小顺序为草酸>柠檬酸>氨三乙酸,其中当草酸浓度为5 mmol·kg~(-1)时提取量较高,为对照的1.92倍,而在氨三乙酸浓度为5 mmol·kg~(-1)时较低,仅为对照的0.56倍。此外,有机酸添加还能使土壤pH值降低0.02～0.32,其中草酸和氨三乙酸还提高了龙葵收获后土壤有效态Cd的含量。综合而言,当草酸施用浓度为5 mmol·kg~(-1)时,具有强化龙葵修复Cd污染石灰土的潜力。
2021年04期 v.55;No.226 761-767页 [查看摘要][在线阅读][下载 353K] - 朱秀红;崔明康;张梦霄;关锐锐;任泉静;茹广欣;
为探究泡桐生物炭的特征,评价其不同剩余物的炭化利用潜力,以泡桐3种剩余物(树皮、去皮枝条和树叶)为原料,在3个热解终点温度(300、500和700℃)下分别炭化2 h制备生物炭,通过热重分析和比表面及孔径分析,探讨泡桐生物炭的炭化热解过程和孔隙结构特征。结果表明,3种泡桐原料的热解过程呈现相似的趋势并存在3个阶段,分别为初始温度至150℃的水分蒸发阶段,150～500℃的快速热解阶段,500℃以上平缓热解阶段,3种原料的失重速率约在350℃达到峰值;随热解温度的升高,泡桐生物炭产率不断下降,各温度下去皮枝条炭的产率最低;泡桐生物炭的吸附等温线均经历了由Ⅲ类回滞环H3型转变为Ⅱ类回滞环H4型的过程;比表面积由1.515 7～3.351 8 m~2·g~(-1)升至95.056 6～512.538 0 m~2·g~(-1),平均孔径由12.291 9～22.959 7 nm降至2.402 2～2.768 9 nm,微孔占比由0%提升至10%以上;在较高热解温度下,泡桐生物炭孔隙结构更加复杂,分形维数趋近于3,孔道表面更加粗糙。
2021年04期 v.55;No.226 768-775页 [查看摘要][在线阅读][下载 1552K]