2017年, 第31卷, 第7期 刊出日期:2017-07-10
  

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    植物诱变育种·农业生物技术
  • 宋晋辉, 马海莲, 瓮巧云, 袁进成, 赵艳, 刘颖慧
    核农学报. 2017, 31(7): 1245-1254. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.07.1245
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    热激蛋白70(HSP70)是生物体应答各种胁迫反应产生的一类蛋白,广泛存在于生物体中,在几乎所有的活细胞中都起着重要的作用。为全面解析玉米基因组HSP70基因信息,利用从Pfam数据库中下载的隐马氏模型文件PF00012在Gramene数据库进行基因搜索,并利用多种生物软件或在线工具对所鉴定的基因进行生物信息学分析。结果表明,试验共鉴定得到35个玉米HSP70基因,分别命名为ZmHSP70-1~ZmHSP70-35。这些基因不均衡地分布在玉米的10条染色体上,其中5号染色体上分布最多(6个),9号染色体上分布最少(1个)。进化树分析显示35个基因聚为6组,且同组基因具有相似的基因结构,其基序数量、类型和顺序也是相似的。物种间进化树分析不同物种的86个基因,存在8对直系同源基因和17对旁系同源基因,直系同源基因中7对存在于玉米和水稻之间,仅1对存在于水稻和拟南芥之间,说明起源于共同祖先基因的直系同源基因对虽在单/双子叶植物差异分离前就存在,但玉米与水稻间的进化关系要比与拟南芥间更为亲近。表达谱分析表明,大多数ZmHSP70基因属组成型表达,但表达模式和表达量不同。本研究结果为进一步研究玉米HSP70家族基因的功能奠定了理论基础。
  • 姚立蓉, 谢蕾蕾, 强欣, 汪军成, 司二静, 任盼荣, 赵向田, 李葆春, 马小乐, 孟亚雄, 王化俊
    核农学报. 2017, 31(7): 1255-1262. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.07.1255
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    为探明大麦品种的不同氮利用效率差异及质体型谷氨酰胺合成酶基因的表达差异,以48份大麦品种为材料,并利用不同氮水平营养液水培8周,研究其在低氮(0.4 mmol·L-1)、中氮(2.0 mmol·L-1)及高氮(5.0 mmol·L-1)下根、茎、叶的相关性状,筛选氮高效利用和氮低效利用的大麦品种,并利用qRT-PCR对筛选到的大麦氮高效和氮低效品种的GS2基因表达特性进行分析。结果表明,中氮下,除根干重和根含氮量外,其余的大麦苗期根、茎、叶各生物性状在品种间差异极显著,根据不同氮处理下的48份大麦品种苗期性状以及氮利用效率,筛选到1个氮高效品种(Z0099001)和2个氮低效品种(ARr-91和甘啤7号)。3个氮处理水平下,氮高效品种GS2基因的相对表达量高于氮低效品种,并且氮高效品种和氮低效品种根、茎、叶中GS2基因的相对表达量也各不相同,其中,叶中最高,茎中次之,根中最低。低氮条件下,根茎叶中,Z0099001的GS2基因的相对表达量高于甘啤7号,ARr-91最低。中氮条件下,根、茎、叶中均表现为氮高效品种高于氮低效品种,但在根中差异不显著,茎和叶中差异显著。高氮条件下,3个品种在根中GS2基因的相对表达量较低;在茎和叶中,Z0099001的相对表达量显著高于ARr-91和甘啤7号,且Z0099001叶中GS2基因的相对表达量在所有性状中最高。本研究结果为进一步解析大麦氮高效利用率奠定了基础。
  • 叶曙光, 宰文珊, 熊自力, 张海利, 马彦如
    核农学报. 2017, 31(7): 1263-1271. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.07.1263
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    为了探明番茄KNOX基因家族特征及茄科作物中KNOX的进化关系,利用生物信息学方法,在全基因组水平上对番茄及其它茄科作物KNOX基因家族成员进行鉴定和分析。结果表明,番茄基因组中共含有8个KNOX基因(SlKNOX1~SlKNOX8),分别分布在番茄8条染色体上;多序列比对发现,除SlKNOX5外,所有基因均含有同源异型盒蛋白特有的4种结构域,即KNOX1、KNOX2、ELK和Homeobox KN。利用系统发育树将茄科作物KNOX基因分为2类:ClassⅠ和ClassⅡ。茄科作物KNOX基因与拟南芥同源基因可能经历了不同的进化历程,在茄科作物中,特有的进化分支(Class I C)已经出现。qRT-PCR分析发现,番茄SlKNOX1在花蕾和花中具有较高表达,在果实生长发育过程中表达量逐渐降低,SlKNOX2~SlKNOX4在果实生长发育过程中几乎不表达,SlKNOX6和SlKNOX7在所测组织中均有表达,SlKNOX8在果实成熟过程中表达量逐渐增加,且在根中表达量最大。本研究在全基因组水平上揭示了番茄中KNOX基因家族特征以及茄科作物中KNOX基因的系统发育关系,为进一步揭示KNOX基因家族在番茄组织器官中的功能及进化模式奠定了基础。
  • 高山, 许端祥, 杜文丽, 陈中钐, 林碧英, 傅睿清, 温庆放
    核农学报. 2017, 31(7): 1272-1281. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.07.1272
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    过氧化还原蛋白(Prxs) 是广泛存在于植物体内重要的抗氧化酶。为深入研究Prx基因在苦瓜非生物胁迫中的作用, 从苦瓜叶片均一化文库中获得McPrx基因的cDNA全长序列,并命名为McPrx(KJ722768.1),该cDNA序列全长1 068 bp,开放阅读框972 bp,编码324个氨基酸,属于ClassⅢ基因家族成员。采用基因组步移法分离获得McPrx基因5'上游1 237 bp的启动子调控序列,运用PlantCARE对其进行顺式作用元件分析,结果显示该序列除含有CAAT-box、TATA-box 等核心启动子元件,还具有激素、抗病与抗逆应答元件,表明McPrx基因的表达可能受多种外界环境条件的调控。qRT-PCR分析表明,McPrx在根、茎、雌花等器官中的表达量存在极显著差异。其中在茎中表达量最大,在雌花中表达量最低,说明该基因的表达具有器官表达特异性;低温胁迫1 h时,McPrx表达量显著上调,胁迫3 h时McPrx表达量达到最大,随后下降,说明McPrx响应了低温胁迫的应答。本研究结果为进一步研究McPrx 的生物学功能及其应用奠定了基础。
  • 刘继恺, 张林, 高永峰, 吴婵娟, 唐运来
    核农学报. 2017, 31(7): 1282-1289. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.07.1282
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    组织特异性启动子是基因工程研究及实际应用中的重要工具。为了研究烟草NtMTPC4启动子的表达特性,采用实时荧光定量PCR方法分析烟草金属耐受蛋白C4(MTPC4)基因NtMTPC4在烟草不同组织中的表达模式,并利用PCR技术克隆得到NtMTPC4的上游启动子NtMTPC4-P。根据调控元件的分布对NtMTPC4-P进行不同程度的缺失,获得了NtMTPC4-P1、NtMTPC4-P2和NtMTPC4-P3缺失体;构建全长NtMTPC4-P和不同缺失体的植物表达载体,并通过花序浸染法转化拟南芥,对获得的转基因拟南芥进行GUS组织化学染色分析。结果表明,NtMTPC4基因的表达具有组织特异性,其在花中的表达量最高。NtMTPC4-P全长2 287 bp,含有CAAT-box、TATA-box、GTGANTG10和POLLEN1LELAT52等顺式作用元件和调控元件。GUS组织化学染色结果表明,全长启动子NtMTPC4-P和不同缺失体都能特异性地驱动GUS基因在转基因拟南芥花粉中的表达。本研究结果为通过基因工程技术在花粉中特异表达目的基因提供了新的调控元件。
  • 阮崇美, 王相生, 张勇, 马友记, 胡俊杰, 赵兴绪
    核农学报. 2017, 31(7): 1290-1298. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.07.1290
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    热休克蛋白60(HSP60)不仅在细胞保护方面发挥作用,也参与雄性动物生殖生理的调控。为研究HSP60基因序列特性及其在天祝白牦牛下丘脑-垂体-睾丸轴(HPT-axis)上的表达情况,探寻其在白牦牛睾丸发育、精子发生过程中的作用机制,本研究采用RT-PCR和RACE技术获得白牦牛HSP60基因全长cDNA序列,采用生物信息学方法分析HSP60蛋白的理化性质、结构及不同物种之间的同源性等,并利用qPCR、Western blotting、免疫组化法分析HSP60在白牦牛下丘脑-垂体-睾丸轴中的表达及定位。结果表明,白牦牛HSP60基因cDNA全长为2 300 bp,开放阅读框为1 722 bp,编码572个氨基酸;其理论分子量为60.977kDa、等电点为5.69,编码的蛋白为非跨膜可溶性蛋白。氨基酸序列比对结果显示,白牦牛HSP60氨基酸序列与牛、瘤牛、绵羊、藏羚羊、骆驼、白犀牛、兔和黑猩猩的氨基酸序列同源性高、进化水平相近。HSP60基因及蛋白在白牦牛的下丘脑、垂体及睾丸组织中均有表达,其中下丘脑及垂体组织表达量显著高于睾丸,下丘脑和垂体之间差异不显著。免疫组化结果显示,HSP60蛋白定位表达于白牦牛下丘脑组织的室旁核大细胞、室旁核小细胞和神经角演网、垂体组织的腺细胞、睾丸组织的精原细胞、精母细胞、支持细胞和间质细胞,而精子细胞中表达较弱。通过对健康成年白牦牛HSP60在下丘脑-垂体-睾丸轴的表达与定位检测,推断HSP60参与雄性白牦牛生殖轴调控,并参与睾丸发育与精子发生。本研究结果为进一步研究HSP60对雄性生殖调控奠定了基础。
  • 赵亚运, 张玉, 曹明月, 黄红丽, 李娟, 薛良义
    核农学报. 2017, 31(7): 1299-1309. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.07.1299
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    为筛选适用于大黄鱼miRNA研究的内参基因,选取饥饿试验组(EG)中饥饿21d及正常投喂组(CG,对照)的大黄鱼肌肉组织进行miRNA高通量测序,初步筛选得到稳定表达的6个miRNA:miR-23a-3p,miR-4508,miR-1961,miR-1297,miR-1956-3p和Let-7。采用实时荧光定量PCR法检测这6个miRNA和3个传统的内参基因(U6,5S和18S)在大黄鱼6种组织(肌肉、肝脏、肾、脾、脑和心脏)以及不同饥饿时间段的肌肉组织中的表达,并利用GeNorm,BestKeeper以及NormFinder对数据进行分析。结果表明,miRNA的表达稳定性优于传统内参基因。在CG组大黄鱼不同组织中,最稳定单内参基因是miR-23a-3p,最佳内参基因组合为miR-23a-3p和Let-7。在不同饥饿时间的EG组大黄鱼肌肉组织中,最稳定单内参基因是miR-23a-3p,最佳内参基因组合为Let-7和miR-1961。本试验结果为研究大黄鱼miRNA时内参基因的选择提供了参考。
  • 冯学金, 郭秀娟, 杨建春, 王利琴
    核农学报. 2017, 31(7): 1310-1316. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.07.1310
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    亚麻是重要的油料作物和纤维作物,本文简要介绍了物理诱变、化学诱变和组织培养等诱变技术的特点与机理,重点综述了γ射线诱变、航天诱变、EMS 诱变和体细胞无性系变异等诱变技术在亚麻育种中的应用;同时介绍了形态学方法、仪器分析方法、离体组织培养法和TILLING技术等在亚麻突变体的鉴定与筛选中的应用,并从开展复合诱变育种和优化诱变后代筛选技术等方面对亚麻诱变技术的发展前景进行了展望,旨在为亚麻诱变育种研究提供参考。
  • 农产品辐照研究·食品科学
  • 张初署, 孙杰, 毕洁, 于丽娜, 张建成, 胡玉忠, 赵善仓
    核农学报. 2017, 31(7): 1317-1322. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.07.1317
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    为了进一步掌握高效降解黄曲霉毒素B1的食用菌SJ-1的特性,考察了温度、pH以及金属离子对食用菌SJ-1漆酶酶活的影响,同时研究了该漆酶降解黄曲霉毒素B1的降解曲线和降解方程。结果表明,食用菌SJ-1漆酶的最适反应温度为35℃,最适pH值为3.0。Cu2+对该漆酶酶活有一定的激活作用,而Fe2+、Ca2+、Mg2+、Na+、K+对其酶活都有较强的抑制作用。食用菌SJ-1漆酶降解黄曲霉毒素B1的方程为y=-0.1712x2 + 20.107x - 76.587,其中x为反应时间,范围为0~48 h,y为黄曲霉毒素B1降解量(ng),该方程在0~48 h内,能够推算出食用菌SJ-1漆酶降解黄曲霉毒素B1的降解量。本研究结果为食用菌漆酶降解黄曲霉毒素的应用提供了理论指导和技术支持。
  • 甄凤元, 乔勇进, 高春霞, 王晓
    核农学报. 2017, 31(7): 1323-1329. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.07.1323
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    为了探讨不同浓度二氧化氯气体处理对杭白菜贮藏品质的影响,用0.14、0.57和1.00 mg·L-1 3种浓度的二氧化氯气体,密闭处理杭白菜30 min,以等量的蒸馏水喷洒处理作对照,处理结束后,置于2±1 ℃、湿度85%~95%冷库中贮藏,定期测定其生理生化指标。结果表明,0.57 mg·L-1的二氧化氯处理是杭白菜的最佳处理组,该处理条件对杭白菜的失水有明显的抑制作用,可有效维持可溶性固形物、叶绿素和维生素C含量,减轻细胞膜脂过氧化作用,抑制多酚氧化酶(PPO)与过氧化物酶(POD)活性的升高。此外,0.57 mg·L-1的二氧化氯处理后,杭白菜可在2±1℃、湿度85%~95%冷库中贮藏20 d且仍保持较高品质。本研究结果为二氧化氯在绿叶菜保鲜领域的应用提供了理论依据。
  • 高文伟, 王震, 霍乃蕊, 王丽廷, 周芃来, 乔天磊, 郭泽恒, 苏文婷
    核农学报. 2017, 31(7): 1330-1338. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.07.1330
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    为了提高聚合草利用价值,开发聚合草免疫活性肽,利用Box-Behnken设计原理,以多肽含量为响应值,用响应面法构建数学模型,确定制备聚合草多肽的最优工艺条件,并建立ConA诱导的小鼠脾淋巴细胞增殖的体系(MTT法)和LPS促进小鼠腹腔巨噬细胞吞噬功能的体系(中性红法),探究所制备的聚合草多肽的免疫活性。结果表明,将聚合草以8%的料水比打浆,添加3%纤维素酶,调节pH值至6.0,45℃酶解2 h后,再添加4.57%的碱性蛋白酶,调节pH值至8.91,43.4℃酶解56 min,酶解液中的多肽含量达0.664 mg·mL-1。用乙醇沉淀法收集酶解液中的多肽,制成多肽液,结果发现,66、0.66和0.066 μg·mL-1的聚合草多肽对小鼠脾淋巴细胞的增殖均具有显著促进作用;66、6.6和0.66 μg·mL-1的聚合草多肽对小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬功能均具有显著增强作用。由此可见,本研究所制备的聚合草多肽具有免疫增强活性,这为聚合草的高值利用提供了理论依据。
  • 杨慧, 王赵改, 史冠莹, 王晓敏, 张乐, 赵守涣
    核农学报. 2017, 31(7): 1339-1348. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.07.1339
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    为了研究香椿嫩芽烫漂过程中颜色热降解规律及挥发性风味成分的变化,分别采用分光光度法和光电反射光度法对香椿嫩芽叶绿素含量和色差进行测定,同时利用顶空固相微萃取及GC-MS联用技术对不同烫漂时间下香椿嫩芽的挥发性成分进行鉴定,并对各种处理后的风味物质进行主成分分析。结果表明,香椿嫩芽叶绿素降解和绿色损失均属于一级动力学反应,且叶绿素的减少与绿色损失相关性较好,呈极显著水平。烫漂后香椿嫩芽挥发性成分种类增多,含硫类等呈刺激性气味的化合物相对含量减少,烯类等呈柔和气味增加,提升了香椿的香味品质。综合颜色及挥发性成分随烫漂时间的变化规律,确定最佳烫漂时间为30s。主成分分析结果显示,第1、第2和第3主成分累积贡献率达98.742%,能够较好的代表原始数据所反应的信息。第1主成分包含噻吩类、烯类、醇类和醛类,贡献率大小为噻吩类>烯类>醇类>醛类;第2主成分包含酮类和其它类,贡献率大小为酮类>其它类;第3主成分为烃类。本研究结果为香椿嫩芽精深加工过程中颜色和风味的控制提供了理论依据。
  • 官爱艳, 杨文鸽, 谢果凰, 刘俊豪, 胡红艳
    核农学报. 2017, 31(7): 1349-1354. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.07.1349
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    为考察壳聚糖对鱿鱼皮明胶膜的改性效果,将壳聚糖添加到明胶溶液中,考察壳聚糖的添加量对鱿鱼皮明胶复合膜机械性能、水蒸气透过率、透光性及其结构的影响。结果表明,壳聚糖能有效改善鱿鱼皮明胶膜的有关性能指标,当鱿鱼皮明胶溶液与壳聚糖溶液以60∶40(v/v)比例混合,制得复合膜的断裂伸长率相比单一明胶膜下降,但其抗拉伸强度、透光率和水蒸气阻隔能力分别比单一明胶膜提高了652%、11%和48%;差示扫描量热仪、红外及扫描电镜分析结果显示,壳聚糖能与鱿鱼皮明胶相互作用,形成结构致密的均相体系,提高复合膜的热变性温度。综上可知,鱿鱼皮明胶与壳聚糖之间具有良好的相容性,壳聚糖是一种较理想的明胶膜改性材料。本试验结果为鱿鱼皮明胶作为食品保鲜膜的应用提了供依据。
  • 谭娇, 丁兰, 蔡仁祥, 许光治, 倪勤学, 张有做
    核农学报. 2017, 31(7): 1355-1364. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.07.1355
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    为高效利用美国豆芋花皂苷类化合物,以皂苷得率和纯度为指标,研究美国豆芋花总皂苷的提取工艺及大孔树脂纯化工艺,并对制备的美国豆芋花总皂苷的抗氧化及α-葡萄糖苷酶活性抑制能力进行研究。结果表明,美国豆芋花总皂苷的提取工艺为提取溶剂90%乙醇,料液比1∶20,温度70 ℃,提取时间2 h。得到的提取物石油醚脱脂后用水饱和正丁醇萃取,D-101大孔树脂吸附柱纯化的工艺为上样皂苷质量浓度1 mg·mL-1,上样量40 mL·g-1树脂,洗脱剂为80%乙醇(pH值6),洗脱剂用量4 BV (树脂柱体积)。制备的美国豆芋花总皂苷样得率4.24%,纯度达65.35%,比粗提物(纯度15.27%)提高了约3倍;抗氧化性能(清除DPPH和ABTS自由基IC50值分别为51.08、29.24 μg·mL-1)和α-葡萄糖苷酶活性抑制能力(IC50值为83.62 μg·mL-1)也均优于粗提物(清除DPPH、ABTS自由基IC50值分别为286.51、69.92 μg·mL-1,α-葡萄糖苷酶的抑制浓度(IC50)值为1 043.57 μg·mL-1),表明该工艺可用于高活性美国豆芋花总皂苷的富集和纯化。此外,美国豆芋花总皂苷抑制α-葡萄糖苷酶活性的抑制类型为竞争型抑制,抑制常数为49.68 μg·mL-1。本研究结果为开发具有降血糖功能的医药中间体或功能性食品提供了新资源和实践基础。
  • 钱浩杰, 郜海燕, 穆宏磊, 陈杭君, 房祥军
    核农学报. 2017, 31(7): 1365-1373. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.07.1365
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    为优化水酶法提取山核桃油脂工艺,以山核桃为原料,采用水酶法提取油脂,在单因素试验基础上,采用响应面法研究木瓜蛋白酶用量、酶解时间、pH值、酶解温度和料液比对山核桃油提取率的影响;采用气相色谱-质谱联用技术分析提取油脂的脂肪酸组成,并对比了压榨法、溶剂法和水酶法3种方式对油脂理化性质的影响。结果表明,水酶法提取山核桃油脂工艺的最佳条件为:木瓜蛋白酶量0.17%,酶解时间150 min,pH值6.34,酶解温度54.43 ℃、料液比1∶5,在此条件下山核桃中油脂提取率为81.32%。采用气相色谱-质谱联用技术对提取油脂的脂肪酸组成进行分析,共测出12种脂肪酸,棕榈酸、油酸、亚油酸、亚麻酸是4种主要脂肪酸,其中饱和脂肪酸(SFA)占7.61%,单不饱和脂肪酸(MUFA)占69.10%,多不饱和脂肪酸(PUFA)占23.29%。对比3种提油方式发现,水酶法是一种较为理想的油脂提取方法。本研究结果为水酶法提取山核桃油脂生产提供了理论依据。
  • 赖谱富, 陈君琛, 汤葆莎, 翁敏劼, 李怡彬
    核农学报. 2017, 31(7): 1374-1380. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.07.1374
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    为了优选杏鲍菇秋葵咀嚼片配方,以杏鲍菇粗多糖、杏鲍菇超细粉为主要原料,采用全粉末直接压片技术,选取片重差异、崩解时限、硬度及脆碎度的综合评定值为评价指标,通过响应面法确定最佳配方,并制定产品的质量指标。结果表明,杏鲍菇秋葵咀嚼片的最佳配方为杏鲍菇粗多糖38%、杏鲍菇超细粉49%和黄秋葵超细粉13%,制成的咀嚼片表面光滑、色泽均匀。综上,采用多指标综合评分法优化杏鲍菇秋葵咀嚼片配方是可行的,所得工艺配方稳定可靠,这为我国咀嚼片剂工艺创新及其产业化应用研究提供了新思路。
  • 同位素示踪·资源环境·动植物生理
  • 臧建成, 孙涛, 杨小林, 辛福梅
    核农学报. 2017, 31(7): 1381-1387. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.07.1381
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    为了解半干旱河谷不同封育时间对砂生槐灌丛土壤动物群落组成及结构的影响,阐明土壤动物群落多样性及群落结构在高原灌丛植被恢复中的变化趋势,本研究对拉萨河中下游的不同封育时间砂生槐灌丛下土壤动物群落结构、垂直分布、多样性、土壤动物类群间的相关性特征进行分析。结果表明,砂生槐灌丛90份土样中共获得大中小型土壤动物491只,隶属3门9纲25类。优势种群为弹尾目、鞘翅目和蜱螨目,分别占类群总数的42.7%、15.9%和11.2%。土壤动物类群数和个体数量的垂直分布具有表聚性特征,多数土壤动物分布在0~20 cm土层,但因不同封育时间而有变化。封育10年样地0~10 cm土层土壤动物数量显著高于10~20和20~30 cm,该层土壤动物个体数占所有采集数的40.1%。随封育时间增加,植被盖度、土壤动物个体数量、类群数均呈逐渐上升趋势。土壤动物群落的多样性指数(H),均匀性指数(E),丰富度指数(D),优势度指数(I)和多群落间比较指数(DIC)基本随封育时间的增加逐渐增大,但DIC指数的最高值出现于封育10年和15年,分别为3.99和3.29,而未封育(对照)、封育4年和8年分别为0.66、0.49和0.63。不同封育时间半干旱河谷砂生槐灌丛螨类(A)/跳虫(C)值也呈现较大变异,封育4年的A/C值为2.67,高于其它封育时间,因此,A/C可作为拉萨半干旱河谷植被退化恢复演替评价的生物指示剂,这为高原生态环境状况评价提供参考依据。
  • 冯西博, 王建林, 钟志明, 侯维海, 王改花, 大次卓嘎
    核农学报. 2017, 31(7): 1388-1396. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.07.1388
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    青藏高原是地球上生态环境最复杂的地区,也是大麦的起源中心之一。为探究裸大麦(青稞)赖氨酸含量的空间分布规律及与环境因子的关系,利用农学和地理学相结合的方法,在青稞主种植区选取了83个样点数据,通过逐步回归分析法和随机森林回归分析法建立数学模型。结果表明,在地理水平方向上,形成了藏中和藏东2个青稞赖氨酸含量高值区;在地理垂直方向上,赖氨酸含量在海拔2 700 m以下和4 200 m以上分别形成2个高峰区;影响青稞赖氨酸含量的环境因素从大到小依次是土壤全氮含量>年均日照时数>年均降水量>年均相对湿度>8月平均降水量。由此可见,青稞赖氨酸含量高值分布区位于喜马拉雅山脉、冈底斯-念青唐古拉山脉、喀喇昆仑山脉交汇的高山峡谷地带,是生态环境最复杂地区,是西藏野生大麦群体发现地之一。环境对青稞赖氨酸含量有重要影响,其中最主要环境因素是土壤全氮含量、年均日照时数、年均降水量。本研究结果为青藏高原青稞育种、栽培和加工提供了科学依据。
  • 李九龙, 田兵, 华跃进
    核农学报. 2017, 31(7): 1397-1403. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.07.1397
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    为探究微生物和植物在受损入海河口附近重金属污染的盐碱滩涂湿地上的生态修复效果,选择适合于该类型区域的生态修复方法,通过极端微生物——耐辐射奇球菌、盐生翅碱蓬及其组合处理等方式在受损滩涂湿地进行修复作用研究,分析不同处理对滨海湿地的修复效果。结果表明,上述处理均能部分改良试验区域土壤的物理、化学、生物学性质;添加耐辐射奇球菌后,土壤微生物数量显著增加、重金属Cd(II)含量降幅达25.24%、有效磷含量增加12.75%、有机质含量增加13.1%、水溶性盐含量降低3.37%;耐辐射奇球菌处理在增加土壤有效磷、有机质和微生物数量,降低Cd(II)和水溶性盐含量等指标方面优于其它处理,表现出更为明显的修复效果。本研究结果为利用极端微生物进行受损湿地生态修复提供了理论依据和实践参考。
  • 刘孝成, 赵广才, 石书兵, 常旭虹, 王德梅, 陶志强, 杨玉双, 王美, 郭明明, 亓振, 王雨
    核农学报. 2017, 31(7): 1404-1411. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.07.1404
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    为探明干旱处理与氮磷肥合用后小麦产量和养分积累及分配的变化,在盆栽条件下,以中麦8为试材,在设置3个氮磷肥施用量的基础上,每施肥处理下于开花期再利用称重法设置水分适宜(W1,SRWC=75%)、轻度亏水(W2,SRWC=60%)和重度亏水(W3,SRWC=45%)3个土壤水分水平,研究了肥水调控对冬小麦产量、养分积累及籽粒蛋白质组分的影响。结果表明,与花后土壤水分适宜相比,花后轻度亏水与重度亏水产量分别降低9.73%和15.55%,籽粒氮素积累量降低了3.41%和13.64%,醇溶蛋白含量降低了0.1%和1.1%,穗粒数、千粒重、籽粒磷素积累量、养分收获指数、氮素利用效率、清蛋白含量亦有不同程度的降低,但磷素利用效率、球蛋白含量及谷/醇比呈相反的趋势变化,其中,磷素利用效率以W3最高,达81.76 g·g-1,显著高于W1和W2。增施氮磷肥,穗数、千粒重降低,籽粒养分积累量及其蛋白质组分含量增加,但养分利用效率及氮素收获指数降低,其中,与F1(N 120 kg·hm-2,P2O5 96 kg·hm-2)相比,F2(N 180 kg·hm-2,P2O5144 kg·hm-2)和F3(N 240 kg·hm-2,P2O5 192 kg·hm-2)产量分别降低了7.23%和7.69%。土壤适度亏水,增施氮磷肥降低了产量、籽粒氮素分配比例及养分利用效率和氮素收获指数,籽粒蛋白质组分含量及谷/醇比提高;土壤重度亏水,增施氮磷肥降低了磷素利用效率、氮素收获指数和清蛋白含量及谷/醇比,提高了产量、籽粒磷素分配比例及球蛋白和醇溶蛋白含量。本研究结果为小麦产量和品质领域研究奠定了一定的理论基础。
  • 崔宏亮, 姚庆, 李利民, 苗昊翠
    核农学报. 2017, 31(7): 1412-1418. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.07.1412
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    为了解新疆8个主栽品种的耐旱性,本试验采用不同浓度的PEG-6000溶液模拟干旱胁迫,对9个花生品种的萌芽期耐旱性进行综合评价。结果表明,9个花生品种不同测定指标中均存在一定差异性,平均隶属函数值表现为花育25号(0.8144)>花育51号(0.6444)>花育52号(0.4694)>花育951号(0.4616)>山花7号(0.4597)>中花16号(0.4036)>山花9号(0.2928)>花育22号(0.2296)>花育33号(0.1227)。由此可见,花育25号的抗旱性较强,花育33号的抗旱性最差。本研究结果对新疆选育抗旱花生品种具有一定指导意义。
  • 蔡丛希, 侯秋梅, 汪炳良, 汪俏梅
    核农学报. 2017, 31(7): 1419-1425. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.07.1419
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    为探究油菜素甾醇对萝卜芽菜生物活性物质的影响,用表油菜素内酯及其类似物高芸薹素单独或者与氯化钠共同处理萝卜芽菜,测定并分析其芥子油苷、花青素、维生素C和总多酚的含量以及抗氧化能力的变化。结果表明,20 nmol·L-1表油菜素内酯单独处理时,芥子油苷含量显著降低,但与40 mmol·L-1 氯化钠共处理时,芥子油苷含量显著上升;20 nmol·L-1高芸薹素单独处理或者与40 mmol·L-1 氯化钠共处理则对芥子油苷含量无显著影响。此外,表油菜素内酯和高芸薹素单独处理或者分别与氯化钠共处理均能显著提高花青素和维生素C的含量,但对总多酚含量和抗氧化能力均无显著影响。综上,表油菜素内酯与氯化钠共处理是提高萝卜芽菜中芥子油苷、花青素以及维生素C等主要生物活性物质的有效手段,这为通过化学调控的方法改良萝卜芽菜的品质提供了理论依据和技术支撑。
  • 郑州元, 林海荣, 崔辉梅
    核农学报. 2017, 31(7): 1426-1435. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.07.1426
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    为探究外源硫化氢(H2S)对盐胁迫下加工番茄幼苗光合作用和光合荧光参数的影响,以耐盐性不同的2个加工番茄KT-7(耐盐性强)和KT-32(耐盐性弱)为材料,采用分光光度法、CIRAS-3型光合仪和Imaging-PAM调制荧光成像系统分别测定光合色素含量、光合参数和叶绿素荧光参数。结果表明,外源H2S提高了盐胁迫下加工番茄幼苗的生长及叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、叶片蒸腾速率(Tr)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ);降低了胞间CO2浓度(Ci)、PSⅡ调节性能量耗散的量子产额[Y(NPQ)]和非光化学猝灭系数(NPQ);而PSⅡ非调节性能量耗散的量子产额[Y(NO)]稳定在较低水平。此外,外源H2S对KT-32的缓解效应强于KT-7。综上所述,外源H2S通过提高加工番茄幼苗叶片的光合色素量和光合电子传递效率,有效地缓解盐胁迫对加工番茄叶片PSⅡ的伤害。本研究结果为探究外源H2S增强加工番茄耐盐性研究提供了科学依据。
  • 吴树峰, 杨文强, 张拴林, 杨致玲, 刘强, 郭刚
    核农学报. 2017, 31(7): 1436-1442. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.07.1436
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    为探究蛋白质和富含不饱和脂肪酸的过瘤胃脂肪对瘤胃发酵和尿嘌呤衍生物的影响,选用4头装有永久性瘤胃瘘管的晋南阉牛,按照蛋白质需要量的85%、100%和115%设计3个水平,并在此基础上添加0、2.5%、5.0%和7.5%的亚麻油制作的钙皂作为过瘤胃脂肪,采用3×4两因素设计,共形成12组饲粮组合,测定瘤胃pH、氨态氮浓度(NH3-N)浓度、挥发性脂肪酸(VFA)含量以及尿嘌呤衍生物(PD)的排出量。结果表明,蛋白质和过瘤胃脂肪水平对瘤胃pH均无显著影响。蛋白质水平对NH3-N浓度影响显著,9组NH3-N显著高于1、2、3、4和8组,10组显著高于3和8组;对丙酸和乙酸、丁酸、乙酸/丙酸及总酸分别具有极显著和显著影响,5组的乙酸浓度较1、2、3和4组显著提高,9、10和11组瘤胃液中的丙酸浓度较1和2组显著提高,12组较2组显著提高,10组的丁酸浓度显著高于7和8组,1和2组的乙酸/丙酸比值显著高于9、10和11组;对精补料养分有效降解率影响极显著,对秸秆有机物(OM)和酸性洗涤纤维(ADF)分别具有极显著和显著影响,10组精补料粗蛋白质(CP)瘤胃有效降解率显著高于2、3、4、5、6、7和8组,1、9、11和12组显著高于4、5、6、7和8组;对玉米秸秆中ADF瘤胃有效降解率6、7和8组显著高于除5和12组之外的其余各组,5和12组显著高于除9和11组之外的其余各组;对尿囊素和尿嘌呤衍生物有显著影响,12组的尿囊素和尿嘌呤衍生物显著高于1和4组,11组尿酸显著高于其余组。综上,饲粮蛋白质水平对瘤胃发酵和尿嘌呤衍生物具有显著影响,饲粮蛋白质水平为饲养标准需要量前提下,过瘤胃脂肪适宜添加量为饲粮的5%。本研究结果为肉牛养殖中日粮过瘤胃脂肪添加量及蛋白质水平提供了一定的依据。
  • 李海粟, 李任植, 李俭, 吴明根
    核农学报. 2017, 31(7): 1443-1451. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2017.07.1443
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    乙酰乳酸合成酶(ALS)是植物体内合成支链氨基酸过程中的关键酶类。生产上对以ALS为单一靶标的磺酰脲类等5大类除草剂的连续广泛使用,使杂草抗药性突变体大规模产生。本文从计算机辅助药物设计(CADD)的角度出发,综述通过同源模建、结构稳定性分析和分子动力学模拟(MDS)等方法,推测替代突变导致ALS构象变化的抗性机理,并根据模拟抑制物与野生和突变型ALS结合物理参数的差异,如构象标准差、旋转半径、结合自由能,设计理论上对突变型ALS有抑制作用的化合物新结构,以期为抗药突变型靶标与其抑制剂之间的分子作用机理研究和反抗类除草剂的开发提供参考。