赵高鹏,洪双双,范怡雯,刘泓畅,张泰铭,刘青青,张严玲,王翠玲
2025, 51(5):1-9. DOI: 10.13331/j.cnki.jhau.2025.05.001
摘要:为研究热带玉米(Zea mays L.)中铁氧还蛋白编码基因ZmFdx5的结构及其在玉米响应逆境胁迫过程中所起的作用,从热带玉米自交系CML288中克隆出ZmFdx5基因,对ZmFdx5蛋白进行生物信息学和系统进化树分析,并对ZmFdx5基因在干旱和盐逆境胁迫下的表达进行分析。结果表明:ZmFdx5基因含有1个585 bp的开放阅读框,共编码194个氨基酸。ZmFdx5蛋白包含典型的fer2超家族结构域,属于亲水性不稳定蛋白,不含信号肽并且是非跨膜蛋白,主要由无规则卷曲和α–螺旋组成。ZmFdx5蛋白可能与NAR1蛋白、铁硫氧还蛋白还原酶(FTRC)等蛋白具有互作关系,且该蛋白聚集在光合型Fd组,推测其属于玉米中的光合型Fd。玉米ZmFdx5蛋白在单子叶植物组中与高粱、柳枝稷等C4植物具有更近的亲缘关系。玉米ZmFdx5基因主要在叶片中表达,响应干旱和盐逆境胁迫。
2025, 51(5):10-18. DOI: 10.13331/j.cnki.jhau.2025.05.002
摘要:为明确千穗谷GRF基因在千穗谷生长发育过程中的作用,基于最新的千穗谷基因组信息,对AhGRF基因家族成员进行预测,并对其序列及其对外源赤霉素的响应模式进行分析。结果表明:千穗谷中共鉴定出AhGRF1~AhGRF9这9个基因,其不均匀地分布在8条染色体上;AhGRFs分为5个亚家族,不同的AhGRF基因的表达模式不同,绝大多数AhGRF基因在花器官中高表达。AhGRF的启动子包含能响应水杨酸、脱落酸、茉莉酸甲酯、赤霉素、生长素等激素以及干旱、低温等胁迫的响应元件。AhGRF2、AhGRF5、AhGRF6、AhGRF8的启动子还含有与胚乳表达、分生组织、栅栏叶肉细胞分化相关的作用元件。赤霉素处理显著促进了千穗谷叶片和茎的生长,除AhGRF8在叶与茎中不表达外,叶中AhGRF7、AhGRF9的表达被抑制,AhGRF1~AhGRF6的表达量均在不同时间点上调;茎中的AhGRFs的表达模式与叶中的不同,所有基因的相对表达量均在赤霉素处理1 h时上调,且多个基因表达呈现节律性。
胡庆辉,付帅,张仲文,王卫民,赵炯平,菅攀锋,江智敏,周海宽,李思军,邓小华
2025, 51(5):19-27. DOI: 10.13331/j.cnki.jhau.2025.05.003
摘要:以湘烟7号中部叶为试验材料,设计稳温降湿烘烤工艺与四步式烘烤工艺2个处理,研究烘烤过程中的烤房内温湿度均匀度、烟叶物质动态变化对烤后烟叶的外观质量、物理性状、化学成分、评吸质量和烘烤经济效益的影响。结果表明:烤房内温度垂直差异小于水平差异,但湿度垂直差异大于水平差异;与四步式烘烤工艺相比,稳温降湿烘烤工艺可以提高烤房的温湿度均匀度,增加烟叶色度和油分,提高单叶质量和糖含量,减少烟叶淀粉和类胡萝卜素含量,正组烟叶比例提高3.27个百分点,杂色烟叶比例降低2.08个百分点,微带青烟叶比例降低1.18个百分点,上等烟率提高3.92个百分点,均价提高5.02%,外观质量总分和评吸总分分别提高5.31%、3.05%,烘烤能耗成本减少6.91%。因此,对稻作烟区中部烟叶选用稳温降湿烘烤工艺,能提升烟叶品质,节约成本,提高烘烤经济效应。
黄菁偲 , ,唐鹏 , ,潘路招,李大伟,詹妞 , ,王美琪 , ,张优优 , ,成宇豪 , ,刘峰 , , ,
2025, 51(5):28-35. DOI: 10.13331/j.cnki.jhau.2025.05.004
摘要:本研究以EMS诱变筛选得到的辣椒窄叶突变体Canl(Capsicum annuum narrow leaf )为材料,以野生型樟树港辣椒(WT)为对照,进行表型特征鉴定,发现突变体Canl叶片宽度、面积和叶表皮细胞大小显著减小,叶片长度和叶表皮细胞数量无显著差异;利用WT和突变体Canl构建定位群体F1和F2,调查各群体的正常叶和窄叶植株数量,根据遗传定律分析结果,发现窄叶性状受1对单隐性核基因控制;采用BSA-Seq技术和KASP分型技术对控制叶片形态变化的基因进行精细定位,最终将目的基因定位于6号染色体SNP14074961至SNP14299292之间,在候选区间内筛选到1个候选基因Caz06g08110;对WT和突变体Canl的叶片进行转录组分析,发现差异基因主要富集于植物激素信号转导通路,其中生长素和细胞分裂素信号转导通路上的基因表达水平发生显著变化。推测Caz06g08110基因可能通过影响植物激素信号转导参与叶片表型的变化。
石涵 , ,朱文君 , ,肖牧 , ,阮颖 , ,刘春林 , ,
2025, 51(5):36-44. DOI: 10.13331/j.cnki.jhau.2025.05.005
摘要:以野生型拟南芥(Arabidopsis thaliana,Col-0)、TC1A-GUS、TC1A-GFP和过表达株系OE-TC1A#1和OE-TC1A#2为试验材料,分析拟南芥中功能未知的1个编码MATH结构域的基因TC1A的表达模式和TC1A蛋白的亚细胞定位,在干旱胁迫下对野生型和过表达株系的表型进行观察和生理指标测定,并对过表达株系进行转录组分析和激素水平分析,研究TC1A对植物耐旱性的影响。结果表明:TC1A蛋白定位于细胞质膜和细胞核;过表达植株与野生型植株Col-0之间的差异表达基因主要分布在与逆境应答与植物激素转导相关的途径;TC1A的转录水平因受干旱胁迫诱导而上调,且过表达TC1A基因能显著提高拟南芥植株对干旱的耐受性;过表达植株与野生型植株的ABA含量变化无显著差异,而茉莉酸合成过程的中间产物12–氧–植物二烯酸(OPDA)在TC1A过表达植株中显著增加,推测TC1A调控植株的耐旱性可能不依赖ABA信号,而是与OPDA水平的上升有关。
王兴娥,管爽,何佳美,杨欣,牟鹏,杨艳,张丽娟,杨雅焯,刘荣,赵永田
2025, 51(5):45-51. DOI: 10.13331/j.cnki.jhau.2025.05.006
摘要:为明确贵州省都匀市茶炭疽病的病原,筛选防控杀菌剂,采用组织分离法、柯赫氏法则、形态学及分子生物学技术分离纯化并鉴定炭疽病的病原,并选择20种杀菌剂采用菌丝生长速率法测定其对炭疽病菌的毒力。结果表明:从茶炭疽病叶中分离得到2个菌株T26和T60,均为果生刺盘孢菌(Colletotrichum fructicola);10种化学杀菌剂对菌株T26和T60的EC50值范围为0.03~166.95 mg/L,其中,咪鲜胺的抑菌活性最高,对T26和T60的EC50值分别为0.03、0.07 mg/L;10种生物杀菌剂对菌株T26和T60的EC50值范围为41.59~158.61 mg/L,其中,几丁聚糖的抑菌活性最高,对T26和T60的EC50值分别为41.59、41.84 mg/L。综上所述,推荐咪鲜胺和几丁聚糖用于都匀市茶炭疽病的田间防治。
高四喜,高宏帅,曾志豪,贺华良,丁文兵,邱林,高俏,薛进,李有志
2025, 51(5):52-57. DOI: 10.13331/j.cnki.jhau.2025.05.007
摘要:为阐明湖南省不同地区黑尾叶蝉(Nephotettix cincticeps)的遗传多样性特征,利用ISSR(Inter-simple sequence repeats)分子标记技术对湖南省10个地理种群的黑尾叶蝉进行了遗传多样性分析。结果显示:黑尾叶蝉总的基因多样性(Ht=0.366 8)高于种群内基因多样性(Hs=0.247 5),其种群间基因杂合度低于种群内的基因杂合度;遗传分化系数(Gst)为0.325 3,表明有32.53%遗传变异来源于种群间,67.47%遗传变异来自种群内;基因流(Nm)为1.036 8,表明不同地理种群间的基因交流处于中等水平。黑尾叶蝉种群内高遗传变异特征及中等的基因流增强了它的适应潜力,使其在地理隔离、农药施用等外界压力下仍能保持较强的种群延续能力。基于此结果,在黑尾叶蝉防治过程中,需注意其可能因遗传适应性强而导致的抗药性快速演化风险。
张文萍,王润贤,沈科元,张鑫全,曾乐,关劼兮,颜智勇,李汉常,谭歆,刘全良
2025, 51(5):58-65. DOI: 10.13331/j.cnki.jhau.2025.05.008
摘要:为探明增氧条件下粉绿狐尾藻根系生理生长特性对植株氮磷吸收的影响规律,通过粉绿狐尾藻的盆栽试验,研究增氧0、4、6、8、10 min条件下,粉绿狐尾藻不同生长时期根系的生理生长特性及其对氮磷的吸收特征,并探究它们之间的相互关系。结果表明:与不增氧的对照组相比,增氧可提高粉绿狐尾藻单株根部、茎叶部和植株的氮磷吸收量,且茎叶部的氮磷吸收量均高于根部的;增氧可提高不同生长时期粉绿狐尾藻的根系活力、根系体积、根表面积、总根长;增氧条件下,粉绿狐尾藻成熟期(T5时期)的单株氮吸收量、磷吸收量、根系活力、根系体积、根表面积、总根长分别增加3.39%~72.06%、14.40%~58.20%、69.37%~275.14%、18.57%~47.84%、5.80%~64.88%、2.70%~57.77%;增氧6 min时,T5时期粉绿狐尾藻单株植物氮吸收量出现阈值,为171.07 mg,增氧8 min时,T5时期粉绿狐尾藻单株植物磷吸收量出现阈值,为9.98 mg;增氧6 min为调控粉绿狐尾藻根系生理生长特性、促进其对氮磷吸收的理想增氧时间。综上,增氧调控可提升粉绿狐尾藻的根系活力、促进根系生长,进而增强了粉绿狐尾藻根系对氮、磷元素的吸收。
康世东 , ,黄艳岚 , ,张超凡 , ,张亚 , ,董芳 , ,董文 , ,项伟 , ,张道微 , ,刘红梅 ,
2025, 51(5):66-74. DOI: 10.13331/j.cnki.jhau.2025.05.009
摘要:为缓解湖南省甘薯主产区存在的连作障碍,以湖南省典型的酸壤型连作障碍地为试验区,以‘湘薯203’为试验品种,设置甘薯专用复合肥、微生物菌肥、有机肥共3种肥料因素处理,单个因素设置0.0倍、0.5倍、1.0倍、2.0倍推荐施肥量共4个施肥水平,进行单一肥料及L16(43)正交肥料配施试验,对比分析各试验小区鲜薯产量、干物质积累量、土壤养分、经济效益的差异。结果表明:单一肥料试验中,专用复合肥增产效果最好,有机肥次之,微生物菌肥效果最差,其中施用600 kg/hm2专用复合肥的实际鲜薯产量可达28.17 t/hm2,相同肥效施肥量的有机肥、微生物菌肥处理小区的产量与之接近;正交试验的不同混施处理中,以有机肥等肥效混施专用复合肥的增产效果最好,在施用600 kg/hm2专用复合肥的基础上增施1 500 kg/hm2有机肥的实际鲜薯产量最高,达36.25 t/hm2,较施用300 kg/hm2专用复合肥+750 kg/hm2有机肥的处理增产22.42%,较单独施用专用复合肥和有机肥时分别增产28.68%、31.87%;单一肥料试验中,3种肥料均在推荐施肥用量下干物质积累量达到最大,肥料混施试验在600 kg/hm2专用复合肥+750 kg/hm2微生物菌肥+3 000 kg/hm2有机肥下干物质积累量达到最大;施肥对土壤养分含量影响大,主要表现为专用复合肥显著增加土壤速效养分,有机肥显著提升土壤有机质含量,但微生物菌肥对土壤养分影响不大;600 kg/hm2专用复合肥+1 500 kg/hm2有机肥处理获得的经济效益最高,为20 620 元/hm2。综上,600 kg/hm2专用复合肥+1 500 kg/hm2有机肥处理为缓解连作障碍的较优施肥方案。
2025, 51(5):75-85. DOI: 10.13331/j.cnki.jhau.2025.05.010
摘要:依托长期定位试验的4种玉米种植模式,即玉米单作(M-M)、玉米–芝麻间作(M-G)、玉米–花生间作(M-P)和玉米–大豆间作(M-S),设置原位网袋秸秆填埋和不填埋2个裂区处理,并于玉米种植的135 d内每隔15 d收集网袋及网袋周边土壤样品,探究不同间作系统下填埋秸秆对土壤养分累积、微生物量、碳氮磷获取酶活性以及玉米产量的影响。结果表明:间作模式耦合秸秆填埋能提高速效养分的含量,促进作物对养分的吸收和玉米增产,与未填埋秸秆相比,M-P模式下填埋秸秆处理的土壤可溶性有机碳、碱解氮、速效磷含量的最大增幅分别达41.9%、47.7%和97.8%;M-S模式下填埋秸秆处理的土壤速效钾含量的最大增幅达32.8%;填埋秸秆处理下,与M-M模式相比,M-S和M-P模式下玉米分别增产44.4%、61.3%。间作模式耦合秸秆填埋能提高土壤微生物量,与未填埋秸秆处理相比,M-P模式下填埋秸秆处理的土壤微生物量碳、氮的最大增幅分别达47.3%、48.9%,土壤微生物量碳氮、碳磷利用效率的比值最大降幅分别为37.6%、50.8%;M-S模式下填埋秸秆处理的土壤微生物量磷含量的最大增幅达42.8%,土壤微生物量碳氮、氮磷利用效率的比值最大增幅分别达37.9%、32.1%。填埋秸秆增强了碳氮磷获取酶的活性,与未填埋秸秆处理相比,M-S模式下填埋秸秆处理的脲酶、酸性磷酸酶、纤维二糖水解酶活性及氮获取酶潜在活性最大增幅分别达95.2%、59.3%、35.4%、50.6%;M-P模式下填埋秸秆处理的碱性磷酸酶、亮氨酸氨基肽酶、蛋白酶活性及磷获取酶潜在活性的最大增幅分别达88.7%、53.6%、38.9%、24.3%。填埋秸秆处理的速效养分含量与多数土壤碳氮磷循环相关生物化学功能指标呈显著或极显著正相关。由此可见,间作模式与秸秆填埋的协同作用能提高土壤肥力、微生物量、酶活性等,促进玉米对养分的吸收,从而提高玉米产量。
2025, 51(5):86-94. DOI: 10.13331/j.cnki.jhau.2025.05.011
摘要:于2018年在杭州、合肥、长沙等12地开展丙硫多菌灵在水稻上的规范田间残留试验,建立测定水稻中丙硫多菌灵残留量的高效液相色谱法,定性、定量分析水稻样品中丙硫多菌灵的残留量,探究其在水稻中的残留水平、消解动力学及储藏稳定性情况,并评估其残留量对不同人群的长期膳食摄入风险。结果表明:在添加水平为0.05、0.10、1.00 mg/kg时,丙硫多菌灵在水稻中的平均添加回收率为78%~106%,相对标准偏差为4%~9%,定量限为0.05 mg/kg;在–20 ℃储存24周,所有水稻样品中的丙硫多菌灵降解率均不超过30%;丙硫多菌灵在稻谷中的残留消解过程符合一级动力学方程,消解半衰期为8.66~11.55 d;采用10%丙硫多菌灵悬浮剂施药,按有效成分用量150 g/hm2的剂量连续施药3次,施药间隔7 d,采收间隔期为14、21 d,收获的水稻糙米、稻壳、稻谷和稻秆中的丙硫多菌灵的最终残留量分别为≤0.08、≤0.08、≤0.07、≤0.20 mg/kg;针对中国、巴基斯坦、印度、孟加拉国、阿根廷和泰国不同年龄段与不同性别人群糙米膳食结构的摄入风险及中国总膳食摄入风险进行评估的风险商均低于100%,这表明消费者因食用糙米而摄入丙硫多菌灵所面临的长期膳食风险处于可接受水平。
2025, 51(5):95-103. DOI: 10.13331/j.cnki.jhau.2025.05.012
摘要:为研究妊娠后期母猪饲粮中添加酒糟(DG)对母猪繁殖性能和初乳成分的影响,选取72头妊娠80 d左右的健康PIC母猪,将其分为2个组,每个组6个重复,每个重复6头猪,对照组饲喂基础日粮,酒糟组在基础日粮中补充1%(质量分数)馥郁香型白酒酒糟,试验周期为妊娠80 d至分娩结束。结果表明:与对照组相比,酒糟组仔猪初生窝重、活仔数、健仔数均显著上升(P<0.05),宫内发育迟缓(IUGR)仔猪数显著降低(P<0.05);酒糟组母猪初乳中尿素氮质量浓度显著降低(P<0.05),但免疫球蛋白(IgA、IgG、IgM)质量浓度无显著差异(P>0.05);酒糟组血清中甘油三酯(TG)浓度显著上升(P<0.05),且血清总胆固醇(TC)和高密度脂蛋白(HDL-C)浓度、总超氧化物歧化酶(T-SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性极显著上升(P<0.01),胎盘组织中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性极显著上升(P<0.01),但血清中白细胞介素–2(IL-2)水平显著下降(P<0.05)。饲粮中添加1%酒糟对母猪肠道微生物群聚类、Chao1指数、observed_species、PD_whole_tree和Shannon指数无显著影响(P>0.05);但DG组母猪肠道微生物中Spirochaetota(螺旋体门)的相对丰度极显著降低(P<0.01),Treponema(密螺旋体属)的相对丰度显著降低(P<0.05),且显著提高了Clostridiaceae(梭菌科)的相对丰度(P<0.05)。综上所述,母猪妊娠后期饲粮中补充1%酒糟可有效改善母猪繁殖性能,提高母猪抗氧化能力,缓解炎症并影响肠道微生物结构。
2025, 51(5):104-110. DOI: 10.13331/j.cnki.jhau.2025.05.013
摘要:以澳大利亚谷饲牛肉为研究对象,采用低频电场解冻、常温解冻、流水解冻和冰箱解冻4种解冻方式解冻冷冻牛肉,考察不同解冻方式对牛肉的pH、色差、持水力、质构特性以及挥发性盐基氮(TVB-N)、游离氨基酸和可溶性蛋白质质量分数的影响,并通过扫描电镜观察肌肉微观结构的完整性,从而对比4种解冻方法对牛肉品质的影响。结果表明:相较于其他3种解冻方式,电场解冻的牛肉pH接近鲜肉pH(6.00);亮度L*最大,为48.46;离心损失率和滴水损失率均最小,分别为21.53%和1.93%;硬度、弹性和咀嚼性皆最大,分别为8 784.61 g、0.86和2 704.82 g;TVB-N的质量分数最低,为5.13 mg/100 g;可溶性蛋白质质量分数最高,为74.67 mg/g;甜味氨基酸占比最高,且苦味氨基酸占比最低。扫描电镜结果表明,低频电场解冻后的牛肉肌肉原始组织结构完整。综上可知,采用低频电场解冻的方式可以减少牛肉在解冻过程中的损失,保持新鲜品质和原始风味。
2025, 51(5):111-120. DOI: 10.13331/j.cnki.jhau.2025.05.014
摘要:为了解嗜盐四联球菌在日式酱油发酵过程中的丰度及功能,利用芯片式数字PCR(dPCR)定量分析不同发酵阶段酱醪样品中嗜盐四联球菌的绝对丰度,再从酱醪中分离获得9株嗜盐四联球菌,并绘制其在不同NaCl质量分数和pH环境下的生长曲线,筛选生长性能最优的菌株YC24进行全基因组测序、代谢功能注释及盐胁迫响应基因解析,同时挖掘前噬菌体的辅助代谢功能。结果表明:嗜盐四联球菌的绝对丰度呈先增加后下降的趋势,在发酵60 d时达到最高值(1.86×106拷贝数/g);其最适生长条件为10%(质量分数)NaCl和pH 7.0。菌株YC24的基因组大小为2 328 497 bp,G+C含量为35.69%,共注释到2 232个COG功能基因、1 065个KEGG功能基因及227个碳水化合物活性酶。此外,YC24携带多种与渗透保护剂合成和转运相关的基因,并鉴定出1个前噬菌体,注释到2个辅助代谢基因。综上可知,嗜盐四联球菌通过参与多种代谢途径,在酱油发酵过程中展现出重要的生态适应性和功能潜力。
2025, 51(5):121-128. DOI: 10.13331/j.cnki.jhau.2025.05.015
摘要:本研究提出一种基于YOLOv8n的轻量化高性能算法Lighter-Faster-YOLO。首先,该算法使用改进的深度可分离部分卷积(DSPConv)替换原C2f中的常规卷积,减少冗余计算和内存访问,从而更加有效地提取网络特征;其次,使用高效多尺度注意力(EMA)模块替换快速空间金字塔池化(SPPF)前的C2f模块,以较低的计算开销提高性能;最后,使用高级特征融合金字塔网络(HS-FPN)作为新的颈部网络来增强特征融合的效果,并减少计算量。结果表明,采用本文所提算法检测葡萄叶片病害的平均精度达到93.0%,相较于YOLOv8n算法参数量和浮点计算量分别降低66.34%和35.80%。相较于当前主流的轻量化目标检测算法Faster R-CNN、YOLOv5n等,改进后的Lighter-Faster-YOLO算法性能更优越,能有效减少参数量,降低模型复杂度,从而降低计算成本,更易于在智能检测仪器上进行部署。