2020年, 第34卷, 第10期 刊出日期：2020-10-10
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核农学报. 2020, 34(10): 2125-2132. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.10.2125为探究辐射对睡莲的生物学效应,对2个睡莲品种弗吉尼亚(Nymphaea Virginia)和奥毛斯特(N.Almost black)的块茎进行不同剂量的60Co-γ射线辐射处理。结果表明,2个睡莲品种的存活率均随辐射剂量的增加而下降,半致死剂量分别为24.342和27.671 Gy。5~10 Gy 剂量60Co-γ辐射处理使睡莲叶面积和浮叶数显著增加,20~40 Gy剂量60Co-γ辐射处理使叶面积和浮叶数显著减少。2个睡莲品种的开花时间均随辐射剂量的增加而延迟,但整个花期长度无显著变化。10~40 Gy剂量60Co-γ辐射处理显著降低了睡莲花径,但对睡莲开花率无显著影响。辐射处理导致2个睡莲品种的叶片均出现红棕色斑块、锯齿、皱缩、小孔、卷曲、黄化等变异,且红棕色斑块的面积随着辐射剂量的增加而增大。辐射处理使黑红色花品种奥毛斯特出现普遍的褪色现象,而白色花品种弗吉尼亚的花色未发生变异。此外,经60Co-γ射线辐射处理后2个睡莲品种均出现了花型变异的现象。本研究结果为利用辐射诱变技术选育睡莲新品种奠定了基础。
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核农学报. 2020, 34(10): 2133-2142. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.10.2133为了研究小麦-顶芒山羊草新种质材料的染色体组构成及开发其在育种中的利用价值,本研究利用分子标记和荧光原位杂交对小麦-顶芒山羊草杂交新种质进行鉴定,并通过小麦主要病害生理小种接种和农艺性状调查等方法对鉴定的材料进行综合评价。分子标记和原位杂交结果显示,所鉴定材料分别为小麦-顶芒山羊草2M附加系、2M(2D)代换系、2AS-2ML.2MS易位系和2DS-2ML.2MS易位系;抗病性鉴定结果表明,含2M染色体的材料均高抗小麦条锈病,其小麦亲本则高感条锈病,表明2M染色体上可能含有抗条锈病新基因;农艺性状调查分析结果表明,2M染色质导入小麦,可影响其小穗数、穗粒数和穗粒重等产量性状。因此,在创制和利用抗条锈病的小麦-顶芒山羊草2M染色体小片段易位系时,应加强对上述农艺性状的考察,并利用当前主栽品种进行回交改良。本研究鉴定出的抗条锈病小麦-顶芒山羊草2M染色体系丰富了小麦抗病基因库,为小麦育种提供了新抗源。
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核农学报. 2020, 34(10): 2143-2151. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.10.2143为明确标准切花菊分枝性状的杂种优势及主基因效应,以标准切花菊QD3-71× 精之一世(组合Ⅰ)的97个杂交后代和秦淮春雪×神马(组合Ⅱ)的147个杂交后代作为遗传群体,对其总侧芽数、上部一级分枝数、一级分枝粗、一级分枝角度、一级分枝长度、总侧芽数/叶节数6个相关分枝性状进行杂种优势分析和主基因+多基因混合遗传分析。结果表明,两组合F1群体各分枝性状呈连续分布,变异系数为10.23%~39.92%;两组合各分枝性状存在不同程度的中亲优势,超亲分离现象广泛存在,总侧芽数、上部一级分枝数在两组合中均存在偏母性遗传效应,一级分枝长度在组合Ⅰ中存在正向超亲优势。混合遗传分析表明,在组合Ⅰ中,总侧芽数/叶节数符合表现为由两对加性效应主基因控制的B-3模型,主基因遗传率为98.84%;在组合Ⅱ中,上部一级分枝数符合表现为由两对加-显-上效应主基因控制的B-1模型,一级分枝长度和总侧芽数/叶节数符合表现为由一对加-显效应主基因控制的A-1模型,主基因遗传率分别为93.04%、36.84%和52.11%;总侧芽数在两个组合中均符合表现为由一对加-显效应主基因控制的A-1模型,主基因遗传率分别为57.39%和46.73%;一级分枝粗、一级分枝角度在两个组合中均符合A-0模型,无主基因控制。本研究表明标准切花菊分枝性状的主基因效应在不同遗传背景中差异较大,这些主基因效应的发现为QTL定位研究提供了参考,对标准切花菊的株型育种具有重要价值。
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核农学报. 2020, 34(10): 2152-2160. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.10.2152为揭示谷子MDH基因对逆境胁迫的响应,本研究通过序列比对得到2个谷子苹果酸脱氢酶(malate dehydrogenase, MDH)基因SiMDH1、SiMDH2,并对SiMDH1和SiMDH2的编码蛋白特征、基因结构、功能、进化等性状进行了系统的分析和预测,用荧光实时定量PCR(qPCR)检测了SiMDH1和SiMDH2在苗期不同逆境及关键生育期干旱胁迫和不同光照强度下的表达。蛋白特征参数和序列分析表明,SiMDH1和SiMDH2蛋白特征参数相似度很高,序列非常保守,都含有MDH基因的特征功能域苹果酸酶NAD结合域和苹果酸酶C端功能域。亚细胞定位预测显示,SiMDH1和SiMDH2主要定位于叶绿体、细胞质和线粒体。启动子区域顺式元件分析发现,在SiMDH1和SiMDH2启动子区域含有大量光应答、激素类和其他类应答元件。苗期逆境qPCR表达谱分析发现,SiMDH1和SiMDH2受脱落酸(ABA)、聚乙二醇(PEG)、高盐和低温不同程度诱导,揭示SiMDH1和SiMDH2参与了谷子苗期非生物逆境胁迫应答。进一步分析发现,SiMDH1和SiMDH2参与了谷子在拔节、抽穗、灌浆期的干旱应答,而光照强度会显著影响SiMDH1和SiMDH2基因在不同生育期的表达。本研究为进一步分析MDH逆境应答机制以及利用基因工程方法改善作物抗逆性提供了试验和理论支持。
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核农学报. 2020, 34(10): 2161-2167. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.10.2161为探究半胱氨酸蛋白酶抑制剂(cystatin)基因MpCYS4在苹果响应苹果褐斑病病原菌侵染过程中的功能,以苹果矮化砧木M26野生型和MpCYS4过表达株系#1、#3、#4为材料,利用实时荧光定量PCR分析苹果褐斑病病菌侵染后MpCYS4基因在苹果叶片中的表达变化;同时,对转MpCYS4基因苹果叶片的褐斑病抗性进行鉴定,并对MpCYS4融合蛋白进行体外诱导纯化和抑菌活性分析。结果表明,MpCYS4基因的表达受褐斑病侵染诱导,其过量表达提高了苹果叶片对褐斑病的抗性,且经体外纯化的MpCYS4融合蛋白能够有效抑制褐斑病病原菌孢子的萌发和菌丝生长,表现出显著的抑菌活性。本研究结果为进一步探索MPCYS4的生物学功能及其抗病作用机制奠定了基础。
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核农学报. 2020, 34(10): 2168-2177. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.10.2168JAZ1基因是编码TIFY家族JAZs蛋白的基因之一。为克隆高粱SbJAZ1基因及研究其响应胁迫表达特性,本试验以高粱品种BTx623为研究材料,提取其总RNA,反转录获得cDNA,以cDNA为模板扩增SbJAZ1基因,并对其进行生物信息学、基因表达和原核表达分析。结果显示,SbJAZ1基因全长606 bp,编码201个氨基酸,蛋白质等电点为7.70,分子量大小为21.15 kDa;SbJAZ1与玉米相应同源基因亲缘关系最近,为亲水性蛋白;二级结构中α螺旋占25.37%、延伸链占9.95%、β转角占4.98%,无规则卷曲占59.70%。qRT-PCR分析表明,SbJAZ1在高粱根、茎、芽和叶组织中均有表达,且具有组织表达特异性,在茎中表达量最高;茉莉酸(JA)处理1 h后,SbJAZ1在高粱茎中表达量最高;吲哚乙酸(IAA)和PEG-6000可诱导SbJAZ1的表达。原核表达结果显示,SbJAZ1在大肠杆菌Rosetta(DE3)菌株诱导表达的最佳条件为:温度30℃,异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)浓度0.8 mmol·L-1。本研究结果为SbJAZ1基因的生物学功能研究提供了基础。
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核农学报. 2020, 34(10): 2178-2189. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.10.2178为探究兰属杂交种红花的呈色机理,选择绿花春兰和黄花大花蕙兰的红花杂交种黄金梅为试验材料,通过小花蕾期和始花期花瓣的转录组测序分析,筛选影响花色的关键结构基因及调节基因,实时荧光定量PCR(qPCR)验证基因的差异表达,分光光度计法检测花瓣色素(类黄酮、叶绿素A、叶绿素B、花青苷)的含量。结果表明,通过测序共获得113 780条单基因(Unigene),其中200~300 bp的Unigene占比42.68%;44 088 个Unigene获得注释信息;与小花蕾期花瓣比较,始花期花瓣上调基因有1 855个,下调基因有2 494 个;差异表达基因(DEGs)被GO数据库注释划分为47个功能组;1 219个DEGs被KEGG数据库注释,涉及166条代谢途径;根据KEGG代谢通路及基因注释结果,筛选出与花色相关的54个关键结构基因和21个转录因子;花青苷合成基因DFR、ANS、3,5GT及转录因子Zm1、Hv1、MYB305表达量在始花期上调, 在NCBI库BLAST同源基因发现黄金梅DFR、ANS、3GT基因与大花蕙兰的基因同源性最高,5,3GT、3,5GT、Zm1基因与蝴蝶兰和石斛兰的基因同源性最高,转录因子Hv1、MYB305与建兰的基因同源性最高。qPCR参试基因表达量变化与转录组测序结果趋势一致。各阶段花瓣总黄酮的含量显著高于类胡萝卜素和叶绿素含量;始花期花瓣中花青苷含量升高。本研究结果为兰属杂交种花色基因的功能分析提供了参考。
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核农学报. 2020, 34(10): 2190-2198. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.10.2190为鉴定常见的3种鳕科鳕鱼(大西洋鳕鱼、太平洋鳕鱼和黑线鳕),选用16S rDNA基因设计区分鳕科和非鳕科鱼类的引物,选用线粒体Cytb基因设计区分3种鳕鱼的物种特异性引物,建立实时荧光定量聚合酶链式反应(qPCR)体系,对其进行物种分析。结果表明,16S rDNA qPCR体系及3种鳕鱼品种特异性qPCR体系均具有良好的性能,结合标准曲线,可以对单一或混合样品中的目标鳕鱼进行定量检测。在模拟混合样品中目标鳕鱼的相对检测灵敏度可达0.01%。通过对13种市售样品的检测,本研究设计的qPCR体系可检测出原料及深加工产品中的鳕鱼成分。综上,所建立的qPCR体系具有很强的实用性,能满足日常检测的要求,并有望作为未来鳕鱼市场管理的检测方法。
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核农学报. 2020, 34(10): 2199-2208. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.10.2199为探究低温对果实采后成熟软化与淀粉降解的影响,以红阳猕猴桃果实为试验材料,研究在低温贮藏期间,猕猴桃果实硬度,可溶性固形物、乙烯、淀粉含量以及淀粉酶相关基因的变化。结果表明,低温贮藏能显著抑制猕猴桃果实采后成熟软化,延缓果实淀粉的降解和可溶性固形物含量的增加,维持贮藏期间果实较高的硬度。低温贮藏抑制乙烯合成关键基因AcACO1和AcACS1的表达,抑制乙烯合成。同时,低温贮藏显著抑制淀粉降解相关基因AcAMY1、AcBAM1/3、AcISA3、AcLDA1和AcDPE1的表达。在低温贮藏后期,淀粉酶相关基因AcAMY1、AcBAM1/3、AcLDA1和AcDPE1的表达与乙烯释放速率有关。综上,低温贮藏延缓猕猴桃采后成熟软化进程与淀粉降解密切相关,可能主要通过抑制乙烯合成,从而影响贮藏后期淀粉降解速率,最终延缓果实软化进程。本研究结果为猕猴桃采后低温贮藏提供了理论依据。
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核农学报. 2020, 34(10): 2209-2218. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.10.2209为了建立高效、稳定的风兰(Neofinetia falcata)丛芽诱导体系,以非共生性萌发所获得的风兰愈伤组织和原球茎(PLB)混合物为材料,改良的MS为基本培养基,附加不同植物激素及天然附加产物,进行单因素试验,选取适宜风兰生长的各因素种类和质量浓度范围,进而通过正交及完全组合试验,研究不同植物激素种类及其质量浓度和天然附加产物对其愈伤组织诱导和增殖、丛芽发生及植株再生的影响。结果表明,较适宜的非共生性萌发培养基为改良的MS+活性炭(AC)0.5 g·L-1,在该培养基中种子培养75 d即可获得大量原球茎;原球茎在改良的MS+6-苄氨基嘌呤(6-BA) 0.5 mg·L-1 +萘乙酸(NAA) 0.5 mg·L-1 + 苹果泥30 g·L-1 + AC 0.5 g·L-1中培养70 d,诱导出的愈伤组织大量增殖,随后由原球茎产生大量丛芽,愈伤增殖系数6.84,丛芽发生率98.96%;将诱导出的丛芽转接至相同培养基中,以“芽繁芽”方式增殖,其增殖系数可达4.36。无菌苗生根则在改良的MS + NAA 1.0 mg·L-1 + AC 0.5 g·L-1 + 苹果泥70 g·L-1 中进行,生根率100%。生根苗移栽至消毒后的碎松树皮中,保温保湿培养90 d后,成活率100%。本研究建立了风兰体外高效快速繁殖体系,为进一步开展其人工繁育和栽培提供了技术支持和理论基础,同时也为其他兰科植物的离体快繁提供了技术参考。
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核农学报. 2020, 34(10): 2219-2225. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.10.2219立枯丝核菌(Rhizoctonia solani kühn)寄主范围广且腐生性强,主要危害禾本科、茄科、豆科和十字花科等43科260多种植物,造成水稻、玉米和马铃薯等作物产量严重减少以及品质下降。目前种质库中尚未发现高水平的抗源,因此无法借助转基因手段培育抗立枯丝核菌的新材料。立枯丝核菌致病因子主要为毒素和细胞壁降解酶,基于病原菌和植物互作关系,本文着重阐述了立枯丝核菌毒素提取工艺的发展、成分鉴定、生物活性及致病机理,旨在为进一步深入研究立枯丝核菌及其相关病害的有效防治提供一定的理论依据。
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核农学报. 2020, 34(10): 2226-2234. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.10.2226为探究茶多酚(TP)对淀粉基复合可食膜功能化改性效果,本试验以马铃薯淀粉和海藻酸钠(7:3,m:m)为成膜基质,甘油为增塑剂,TP为功能活性物质,通过溶液共混法制备马铃薯淀粉/海藻酸钠/茶多酚复合膜,考察不同质量分数TP对复合膜的物理性能、力学性能、阻湿性能、抗菌和抗氧化性等的影响。结果表明,当TP质量分数为5%时,复合膜的综合性能较好,且各项指标均显著高于空白对照组(P<0.05),此时抗张强度为20.78 MPa,断裂伸长率为24.33%,水蒸气透过系数为2.33×10-12 g·cm-1·s-1·Pa-1, 同时厚度为117.67 μm,总酚含量为7.95 mg GAE·g-1,DPPH自由基清除率为84.47%,对金黄色葡萄球菌抑菌圈面积为502.15 mm2。本研究结果为TP在基于淀粉等可食性膜的功能化及其在食品包装方面的应用提供了一定的理论指导和数据参考。
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核农学报. 2020, 34(10): 2235-2243. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.10.2235为探究超声预处理对香葱叶柄干燥效率和干燥产品品质的影响,本研究采用Box-Behnken响应面法对超声处理香葱叶柄的条件进行优化。通过测定干燥速率、复水比、L值、硫代亚磺酸酯和蒜氨酸保留率,利用归一化法进行综合评分。结果表明,超声波预处理的优化参数为:超声功率697.66 W、超声频率46.23 kHz、超声时间5.78 min,在此条件下综合评分为0.84。验证试验表明,优化条件下综合评分为0.82,误差为2.38%,表明优化结果具有可操作性,优化的超声预处理工艺能够提高香葱叶柄的干燥效率且能够改善其干燥品质。本研究结果为香葱叶柄干制产业化发展提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2020, 34(10): 2244-2253. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.10.2244为优化海藻酸降解产生海藻酸单糖的制备工艺,本试验以海藻酸为原料,采用高温降解和H2O2氧化降解相结合的方法降解海藻酸,在单因素试验的基础上,通过正交试验确定海藻酸降解产生海藻酸单糖的最优条件。以废弃贝壳为钙源制备海藻酸单糖钙,并验证海藻酸单糖钙的补钙功效。正交试验结果表明,海藻酸降解的最优条件为:高温降解温度130℃、降解时间180 min、海藻酸与水质量比1:25,氧化降解温度92.5℃、降解时间150 min、海藻酸与30%H2O2比为1:5,此条件下海藻酸的降解率可达80.68%。当海藻酸单糖与水质量比为1:8、结合温度为30℃、反应时间为12 h时,海藻酸单糖与钙结合率达88.42%,含钙率为10.10%。薄层色谱分析及傅里叶变换红外光谱分析结果表明,海藻酸单糖的基本结构并未因高温及氧化降解发生变化。动物试验结果表明, 与低钙模型组相比,海藻酸单糖钙具有显著增加大鼠骨密度的作用(P<0.05)。本研究结果为海藻酸单糖的制备提供了新的方法,为海藻酸单糖钙成为功能性食品提供了基础数据,同时也为贝壳资源的高值化利用提供了一种新的方法。
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核农学报. 2020, 34(10): 2254-2260. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.10.2254为明确不同干燥温度对花生营养品质和发芽特性的影响,本研究以新收获的大粒形花生品种花育22 (HY22)、中粒形花生品种花育20 (HY20)和小粒形花生品种农花16 (NH16)为试验材料,对不同干燥温度处理下花生营养品质性状和发芽参数等指标进行测定。结果表明,随着干燥温度的升高,HY22、HY20和NH16花生油脂的酸价和过氧化值均有所增加,增加幅度为HY22>NH16>HY20,但蛋白质、油酸、亚油酸和氨基酸等组分的含量变化不大。当干燥温度为40℃时,HY22、 HY20和NH16的电导率值分别是其对照的1.98、1.26和1.62倍(12 h),发芽势、发芽率、胚芽长和胚芽重均与其对照无显著差异。当干燥温度为50℃时,HY22、 HY20和NH16的电导率值分别是其对照的2.4、1.61和3.12倍(12 h),HY22的发芽势和发芽率分别显著降低了24.30和6.25个百分点,胚芽长度和胚芽重分别显著降低了25.21%和24.62%;NH16的发芽势显著降低了16.25个百分点,胚芽重显著降低了22.14%,HY20无显著变化。当干燥温度高于50℃时,HY22、 HY20和NH16的发芽率均显著降低。可见,高温干燥降低了花生的营养品质和发芽性能。本研究结果可为花生收获后快速干燥技术提供理论依据。
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核农学报. 2020, 34(10): 2261-2270. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.10.2261为探究茶多酚对生鲜面品质及抗氧化性的影响,利用质构仪、扫描电子显微镜、感官评价和抗氧化模型,分别研究添加0、0.1%、0.5%、1.0%茶多酚的生鲜面的蒸煮特性、质构特征、微观结构、感官品质、贮藏品质以及自由基清除率。结果表明,添加茶多酚后,面条的硬度和咀嚼性均显著增强,面条整体的面筋网状结构变得致密、均匀,内部结构得到明显改善;此外,茶多酚的添加可以有效抑制微生物的生长。在本试验条件下,茶多酚添加量为0.5%时,感官评价总分最高,且DPPH和ABTS自由基清除率较对照均提高了1.5倍,表明在面条中添加0.5%茶多酚可生产出具有一定生理功能的生鲜面产品。本研究结果为功能性生鲜面产品的加工提供了理论依据。
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核农学报. 2020, 34(10): 2271-2279. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.10.2271为提升贵人香干白葡萄酒的香气品质,以澄清汁发酵工艺(CQ)为对照,利用顶空固相微萃取结合气相色谱质谱联用技术(HS-SPME/GC-MS)检测浸渍工艺(JZ)和浸渍澄清工艺(JC)处理发酵酒样中的挥发性香气化合物。结果表明,浸渍处理可以明显增加葡萄酒中香气物质的含量。与CQ相比,JZ和JC对发酵酒样中品种香气物质的含量影响显著(P<0.05),萜烯类化合物含量分别增加1.86、1.01倍,且JC酒样中醇类、酯类香气物质含量最高,分别为4 799.38 μg·L-1和5 013.28 μg·L-1。主成分分析结合感官评价结果表明,JZ和JC酒样的花香特征相似,且JC酒样的热带水果香气以及醇香特征更为明显;与CQ相比,JC发酵酒样香气优雅、纯正,口感平衡。综合分析,浸渍澄清工艺(JC)可有效提升甘肃河西产区贵人香干白葡萄酒的香气品质。本研究结果可为干白葡萄酒增香酿造提供技术支持。
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核农学报. 2020, 34(10): 2280-2289. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.10.2280为探究米根霉发酵米糠的最佳条件,本研究采用过热蒸汽对米糠作稳定化处理,以米根霉为菌种发酵稳定化米糠,以米糠可溶性膳食纤维(SDF)得率为指标,并对此条件下发酵米糠的体外益生活性进行评价。结果表明,过热蒸汽稳定米糠最佳条件为160℃、2 min,此条件下脂肪酶失活率为88.01%;甜香型米根霉发酵米糠的最佳条件为:以甜香型米根霉为发酵菌种,料液比1:2.25、接种量0.7%、发酵温度35℃、发酵时间24 h,此条件下SDF得率为5.83%,比未发酵米糠提高了近一半;与未发酵米糠相比,经甜香型米根霉发酵后的米糠,可有效促进双歧杆菌(对数值6.85)和乳酸杆菌(对数值5.23)的增殖;总短链脂肪酸含量提高37.30%,肠道益生活性显著增强(P<0.05)。本研究结果为改善米糠功能特性提供了依据,对今后米糠在发酵方面的应用具有一定的指导意义。
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核农学报. 2020, 34(10): 2290-2298. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.10.2290为揭示贵州省市售婴儿配方乳粉(PIF)中克罗诺杆菌的污染情况及种群特征,本研究以350份PIF样品为研究对象,对PIF中的克罗诺杆菌进行分离鉴定;利用API 20E生化鉴定法、16S rRNA测序法和多位点序列分型(MLST)法对分离株进行生化表型分型和基因分型,最后利用Kirby-Bauer纸片扩散法进行菌株的耐药性分析。结果表明,350份样品中共分离出21株克罗诺杆菌,污染率为6%。21株克罗诺杆菌被分为6个生化表型,3个类群和11个序列型,其中ST193和ST157为分离自贵州省市售PIF的克罗诺杆菌的优势序列型。耐药性分析结果表明,21株克罗诺杆菌对四环素和万古霉素具有高度的耐药性,而对氨苄西林、庆大霉素和氯霉素较为敏感。本研究结果为贵州省市售PIF中克罗诺杆菌的防控提供了理论依据。
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核农学报. 2020, 34(10): 2299-2306. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.10.2299
为探索瘠薄地条件下甘薯的最佳钾肥用量,以淀粉型甘薯品种济薯25为试验材料,设3个处理:CK(不施钾肥)、K1(K2O,150 kg·hm-2)、K2(K2O,300 kg·hm-2),研究钾肥用量对瘠薄地甘薯产量和钾肥利用率的影响。结果表明,施钾显著提高了鲜薯和薯干产量,K1增产幅度较大,鲜薯和薯干产量分别较CK增加22.84%和32.13%,K2分别较CK增产11.39%和20.30%。施钾促进了甘薯块根的膨大,K1和K2的块根膨大速率均显著高于CK,T/R值均显著低于CK。施钾促进干物质的积累,K1和K2的叶片、叶柄、茎和纤维根干重以及总生物量显著高于CK,且K1优于K2。施钾显著增加了甘薯各器官的钾素积累量,且整体表现为施钾量越多,各器官的钾素积累量越高。钾肥利用率随施钾量的增加而降低,K1的钾素产块根效率、产干物质效率、钾肥吸收利用率、钾肥农学利用率和钾肥偏生产力均显著高于K2。在本试验瘠薄地条件下,钾肥的最佳用量为150 kg·hm-2。本研究为瘠薄地甘薯田间施肥提供了理论依据,可达到节本增效的目的。
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核农学报. 2020, 34(10): 2307-2315. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.10.2307为科学评价连作植烟土壤中具有显著积累特征的两种酚酸的化感效应,丰富现有连作障碍机理,以烤烟品种K326为试验材料,基于前期田间实测结果设置不同浓度梯度(间苯三酚:0.20、1.00、5.00 mg·kg-1,对羟基苯甲酸0.02、0.10、0.50 mg·kg-1)进行盆栽试验。结果表明,两种酚酸物质均显著抑制了烤烟种子萌发。间苯三酚抑制了幼苗根系的生长,且浓度越大抑制作用越强;对羟基苯甲酸对幼苗根系生长的影响表现出“低促高抑”的浓度效应。随着间苯三酚浓度的增加,叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性呈上升趋势,而过氧化物酶(POD)活性呈下降趋势;随着对羟基苯甲酸浓度的增加,叶片SOD、CAT和POD活性均呈先升后降趋势。此外,两种酚酸物质均降低了烤烟幼苗叶片叶绿素含量,增加了丙二醛(MDA)含量。随着处理时间的延长,胁迫作用趋势相同。由此可知,间苯三酚和对羟基苯甲酸不同程度地抑制了烤烟幼苗的生长,且存在浓度效应。间苯三酚表现为抑制作用,浓度越高抑制作用越强;对羟基苯甲酸浓度≤0.10 mg·kg-1时表现为促进作用,>0.10 mg·kg-1时表现为抑制作用。对羟基苯甲酸较间苯三酚具有更强的生物毒性。本研究可以丰富植烟土壤连作障碍机理,为今后连作障碍调控提供理论依据。
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核农学报. 2020, 34(10): 2316-2325. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.10.2316为充分利用盐碱地资源,明确野生大豆耐盐碱生理机制,本研究对采集于冀东地区的349份野生大豆种质资源进行耐盐碱性鉴定,测定了高耐材料2010-12和敏感材料2012-34、2012-49在0、100和200 mmol·L-1盐碱胁迫下的丙二醛、脯氨酸和可溶性糖含量、电解质外渗率以及脯氨酸代谢关键酶吡咯琳-5-羧酸合成酶(GmP5CS)、吡咯琳-5-羧酸还原酶(GmP5CR)、脯氨酸脱氢酶(GmPDH)及谷胱甘肽S-转移酶19(GsGST19)相关基因的表达量。结果表明,表现耐性等级1级的高耐材料有2份(Yong 2和2010-12),表现耐性等级2级的耐性材料有22份,表现耐性等级3、4、5级的材料各有80、77和161份。与CK相比,高耐野生大豆材料2010-12在盐碱胁迫下脯氨酸及可溶性糖含量显著升高,丙二醛含量及电解质外渗率无显著差异。在高耐盐碱野生大豆材料中,GmP5CS、GmP5CR和GsGST19基因表达量上调,GmPDH基因表达量下调。以上结果表明高耐野生大豆材料在盐碱胁迫下脯氨酸合成通路激活,脯氨酸含量升高,说明脯氨酸在野生大豆对抗盐碱胁迫中发挥重要作用。本研究筛选的高耐盐碱野生大豆材料可为培育耐盐碱栽培大豆提供优异种质。
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核农学报. 2020, 34(10): 2326-2334. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.10.2326为探究薄壳山核桃幼苗对干旱胁迫的适应能力,本试验以一年生薄壳山核桃幼苗为材料,采用盆栽控水试验,设置正常供水(CK)、轻度干旱胁迫(LD)、中度干旱胁迫(MD)和重度干旱胁迫(SD)4种水分处理梯度,测定相关生理生化指标并分析叶片超微结构。结果表明,在干旱胁迫50 d时,随着干旱程度加剧,叶绿素a含量呈下降趋势,CK的叶绿素a含量分别是LD和MD的1.22和1.35倍;MD叶片气孔大量闭合,关闭密度达236 个·mm-2;LD和MD的净光合速率(Pn)较CK分别下降了17.16%和58.42%。此外,渗透调节物质含量在干旱胁迫下显著提高,其中LD和MD的可溶性蛋白含量较CK分别增加了141.68%和204.17%。在干旱胁迫50 d时,MD幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)活性达到峰值,为367.93 U·mg-1prot,而过氧化物酶(POD)活性较干旱胁迫20 d出现下降。各水分梯度处理下,LD幼苗长势最好;MD叶片叶绿体结构破坏严重,基粒片层模糊不清;SD幼苗死亡,故为满足幼苗生长需要,应保证种植地土壤含水量达到田间持水量的35%以上。本研究结果为薄壳山核桃栽种区域的选择以及进一步扩大薄壳山核桃栽种面积提供了理论依据。
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核农学报. 2020, 34(10): 2335-2342. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.10.2335硒能够缓解镉胁迫对植物产生的毒害。为探明硒(Se)和镉(Cd)交互作用对植物的影响,本研究以西葫芦为材料,采用沙培的方式,研究了不同浓度Se(0.5、2.0和4.0 mg·L-1)与Cd(0.2、0.4和0.6 mg·kg-1)交互作用对西葫芦幼苗生长和抗氧化酶活性的影响。结果表明,单一Cd胁迫下,随着Cd浓度的增加,其对西葫芦幼苗的生长和抗氧化酶活性具有一定的促进作用。Se与Cd交互作用对西葫芦幼苗生长和抗氧化酶活性的影响与Se和Cd的浓度有关。不同浓度Se与低中浓度Cd(0.2和0.4 mg·kg-1)交互作用可使Cd胁迫下西葫芦幼苗苗高、鲜重和干重显著增加,与高浓度Cd(0.6 mg·kg-1)交互作用却抑制了西葫芦幼苗的生长。与单一Cd胁迫相比,不同浓度Se与0.2 mg·kg-1Cd交互作用可显著提高西葫芦幼苗SOD和POD活性,不同浓度Se与0.4和0.6 mg·kg-1Cd交互作用抑制了西葫芦幼苗SOD和POD活性,且Cd浓度越高,差异越明显。在高浓度(0.6 mg·kg-1)Cd胁迫下,Se浓度越高,2种元素的交互作用对西葫芦幼苗生长和抗氧化酶活性产生的抑制作用越大。Cd胁迫下,外源Se可以降低西葫芦幼苗Cd含量,同时提高Se含量。较低浓度的Se能够有效缓解Cd对西葫芦幼苗造成的毒害作用,综合来看,2.0 mg·L-1Se与Cd的交互作用对西葫芦幼苗的生长和抗氧化酶活性的促进作用最强。本研究表明施加外源Se缓解Cd胁迫对植物的毒害时,应同时考虑Cd的污染程度和施加Se的量,为Cd污染治理提供了一定的参考依据。
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核农学报. 2020, 34(10): 2343-2351. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.10.2343为探究秸秆还田配施腐熟剂对宁夏扬黄灌区土壤改良和玉米增产的效应,在秸秆还田条件下施用3种不同腐熟剂[生物秸秆速腐剂(SR+BS)、EM菌秸秆腐熟剂(SR+RJ)、有机废物发酵菌曲(SR+OW)],以秸秆还田不施腐熟剂处理为对照(CK),研究其对秸秆生物失重率、砂性土壤理化性状和滴灌玉米生长及产量的影响。结果表明,3种腐熟剂均能有效促进玉米秸秆腐解,其中SR+RJ的秸秆腐解程度最佳,翻埋130 d后其秸秆生物失重率为49.9%,SR+OW和SR+BS次之,3种处理分别较CK显著提高7.1、5.7、5.2个百分点。SR+RJ对改善0~40 cm土层土壤容重效果最佳,较CK显著降低4.2%,同时显著提高了耕层土壤有机质和速效养分含量及生育中后期土壤贮水量,SR+OW和SR+BS次之。施用秸秆腐熟剂能明显促进玉米生育中后期植株生长,其中SR+RJ最佳。SR+RJ和SR+OW对玉米增产增收效果最明显,分别较CK显著增产26.9%、23.4%,显著增收28.8%、23.4%。可见,秸秆还田配施腐熟剂可有效促进玉米秸秆腐解,改善土壤理化性质,促进玉米生长发育,显著提高作物产量与经济效益,以EM菌秸秆腐熟剂效果最佳。本研究为宁夏扬黄灌区还田后促进秸秆腐熟和砂性土壤培肥及玉米高产提供了技术参考。
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核农学报. 2020, 34(10): 2352-2359. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.10.2352为研究热应激对湖羊生理生化指标的影响,将湖羊分别饲养于热应激(2017年8月)和非热应激(2017年12月,对照组)环境中,测定其生理生化指标三碘甲腺原氨酸(T3)含量和甲状腺素(T4)含量。结果表明,热应激显著或极显著改变了湖羊生理生化指标,例如呼吸频率、平均红细胞体积、红细胞压积、平均血小板体积、天门冬氨酸氨基转移酶含量、碱性磷酸酶含量、r-谷氨酰基转移酶含量和高密度脂蛋白胆固醇含量。此外,热应激湖羊血清中T3和T4含量显著低于对照组。综上,这些指标的变化可以作为评估湖羊遭受热应激的参考,本研究结果为湖羊生产奠定了一定的理论基础。
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核农学报. 2020, 34(10): 2360-2367. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.10.2360为探讨玉米大豆套作模式下大豆叶片叶绿体及光合荧光特性对荫蔽的响应,本研究选用南豆12、桂夏3号为试验材料,设置大豆单作(CK)、单行玉米行间套作大豆(A1)和两行玉米带间套作大豆(A2)3个处理,分析大豆叶片叶绿体超微结构和光合荧光参数。结果表明,与CK相比,套作玉米荫蔽下两品种大豆叶片叶绿体基粒厚度、基粒面积/叶绿体面积、淀粉粒面积和淀粉粒面积/叶绿体面积增加,且荫蔽下南豆12基粒厚度和淀粉粒面积/叶绿体面积高于桂夏3号;叶绿体基粒数量在品种间存在差异,南豆12较CK增加,而桂夏3号降低。与CK相比,荫蔽下大豆叶片厚度、栅栏组织厚度显著降低,南豆12在A1、A2下叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度和栅栏组织厚度均高于桂夏3号。荫蔽下大豆叶片PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)和PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)显著增加,但气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、净光合速率(Pn)和实际光化学效率(Fq'/Fm')显著降低。南豆12在A1、A2下的Pn和Fq'/Fm' 高于桂夏3号。综上,套作玉米荫蔽直接影响大豆叶片结构特征和光合荧光特性,但品种间响应存在显著差异。本研究可为耐荫性套作大豆品种的选育提供一定的理论参考。
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核农学报. 2020, 34(10): 2368-2375. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2020.10.2368为探讨外源抗坏血酸(AsA)对铝胁迫下水稻抗氧化损伤的效应,以滇优35号(杂交稻,粳稻)为试验材料,采用溶液培养法研究外源AsA对不同铝浓度(0、50、100、200、400 μmol·L-1)胁迫下水稻根尖H2O2含量及抗氧化酶活性等生理生化指标的影响。结果表明,水稻根尖氧化损伤程度随铝浓度的递增而加剧,与对照相比,400 μmol·L-1铝胁迫可导致水稻根尖H2O2和MDA含量增加1.53和3.16倍,脯氨酸含量、SOD、POD、APX和CAT活性分别增加1.73、1.39、1.42、1.76和1.56倍,内源AsA含量减少0.53倍;而施用外源AsA处理的根尖H2O2和MDA含量只增加1.04和2.69倍,内源AsA含量减少0.46倍,脯氨酸含量增加1.96倍,SOD、POD、APX和CAT活性分别增加1.48、1.63、1.90和1.89倍。综上所述,外源AsA可通过增强渗透调节物质含量来维护质膜结构的完整性,增强抗氧化酶活性和内源AsA含量,降低根尖H2O2的积累和质膜过氧化程度,促进水稻在铝胁迫条件下的生长。本研究结果为进一步探索外源AsA缓解水稻铝毒的机理提供了一定的理论依据。
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