2021年, 第35卷, 第1期 刊出日期：2021-01-10
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核农学报. 2021, 35(1): 1-6. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.01.0001为探讨60Co-γ射线对姜黄的诱变效应,本研究以姜黄种根为研究对象,采用不同剂量(60、70、80、90 Gy)的60Co-γ射线进行辐射处理,分析VM1和VM2材料的田间表现。结果表明,姜黄种根经 60Co-γ射线辐射后VM1生长受到明显的抑制,植株的出苗率、株高、叶长、叶宽、地上部分干重、根茎鲜重等指标均显著低于对照(CK)。VM2中辐射处理的抑制作用仍然存在,但抑制效应减弱。适宜剂量辐射对姜黄VM2的姜黄素类成分有促进作用,其中辐射剂量为60 Gy时,姜黄VM2的姜黄素含量较CK显著提高30.7%(P<0.05);在姜黄VM2中,随着辐射剂量的增加,挥发油呈先增加后降低的趋势。60Co-γ射线辐射对姜黄具有诱变作用,其辐射的半致死剂量(LD50)在70~80 Gy之间。本研究结果为姜黄药材的诱变育种提供了参考依据。
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核农学报. 2021, 35(1): 7-11. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.01.0007钙依赖性蛋白激酶(CDPK)在植物细胞钙信号转导中起重要作用。为筛选鉴定辣椒CDPK基因家族,探讨其基因功能及进化模式,本研究利用生物信息学方法,在辣椒品种遵辣1号基因组中对其进行系统鉴定分析;同时,与辣椒品种CM334基因组进行比较分析。结果表明,遵辣1号基因组中共鉴定获得30个CDPK基因,分布在11条染色体上,命名为CaCDPK01~CaCDPK30。其中,有6对CaCDPK基因发生了片段复制。辣椒CDPK基因家族可分为4个亚族,亚族间基因数目及结构差异较大,Ⅳ亚族最保守。CaCDPKs在辣椒不同组织及成熟的不同阶段中具有表达特异性,部分基因对之间表达趋势相关性较高。在2个辣椒品种中,CDPK基因也发生了明显分化。本研究为深入解析CaCDPKs基因功能及进化模式奠定了重要的理论基础。
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核农学报. 2021, 35(1): 18-30. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.01.0018BBX转录因子家族参与植物幼苗的光形态建成、开花、光周期调控及避荫反应等,在高等植物的生长发育过程中起到重要作用。为了解葡萄中BBX基因家族功能,本研究利用生物信息学方法对葡萄BBX基因家族成员的数量、结构、启动子、氨基酸特性、染色体定位及基因进化进行分析。结果表明,葡萄BBX家族有25个成员,以酸性蛋白为主;亚细胞定位表明,有4个分泌途径信号肽,VvBBX2、VvBBX5、VvBBX7、VvBBX20;有2个叶绿体转运肽,VvBBX23、VvBBX24;有1个线粒体靶向肽VvBBX1。染色体定位分析发现,25个VvBBXs基因主要分布在1、3、4、5、7、9、11、12、14、18、19共11条染色体上;系统发育进化分析发现葡萄BBX家族成员分为5个亚家族;葡萄与拟南芥的同源性分析发现,葡萄BBX蛋白家族有很强的保守性;在葡萄BBX基因启动子序列中含有光相应元件、激素类响应元件、低温响应元件等多种顺式作用元件。葡萄BBX基因家族在不同发育时期不同葡萄组织中的表达谱显示,该基因家族具有一定时空表达特异性;不同光照条件下,葡萄BBX基因的相对表达量有显著变化,这表明葡萄BBX基因家族与光形态建成及光合作用有着密切的关系。本研究结果为葡萄BBX基因家族的进一步功能分析提供了重要研究基础。
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核农学报. 2021, 35(1): 31-40. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.01.0031MC1R是影响皮肤色素沉着中黑皮素系统的重要基因,通过信号分子的相互作用影响黑色素的生成。为探究酉州乌羊 MC1R的生物学特性,本研究对酉州乌羊MC1R进行了分离鉴定、生物信息学分析。结果表明,酉州乌羊皮肤组织MC1R基因的CDS序列为954 bp,共编码317个氨基酸,酉州乌羊与各物种MC1R具有较高同源性。酉州乌羊MC1R编码蛋白的分子式是C1603H2565N411O410S22,其为疏水蛋白,有7个α-螺旋组成的跨膜结构域和3个保守功能结构域,MC1R氨基酸序列大部分都用于构成α-螺旋。此外,酉州乌羊MC1R基因c.676A>G突变,其编码的氨基酸由赖氨酸转变为谷氨酸,位于受光刺激和G蛋白配体结合的保守结构域上,氨基酸的异义替换还造成了酉州乌羊MC1R空间构象的差异。而对重庆市山羊群体多态性检测发现,山羊MC1R基因c.676A>G变异位点在重庆合川白山羊、巫溪白山羊、本地白山羊、酉州乌羊中共享,且c.676A>G位点的各基因型在皮肤白色和乌色山羊群体中的分布差异不显著(P>0.05)。本研究初步揭示酉州乌羊MC1R的序列特征和蛋白结构,为酉州乌羊MC1R影响皮肤色素沉积的分子机制研究提供了理论数据。
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核农学报. 2021, 35(1): 41-48. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.01.0041为更好地防治棉花黄萎病,在冀棉11根系中分离得到一株对大丽轮枝菌抗性明显的内生细菌,经分子鉴定为解淀粉芽孢杆菌489-2-2。本试验以489-2-2为材料,研究该菌株对棉花黄萎病的防效和机理。结果表明,解淀粉芽孢杆菌489-2-2能够抑制黄萎病菌Vd080的生长,可导致Vd080菌丝形态异常。用该菌株发酵液浸泡棉花种子,对棉花黄萎病的防效为54.99%,灌根法的防效为60.31%。解淀粉芽孢杆菌489-2-2能使植株产生防御酶,诱导的免疫反应较强,且该菌株能定殖到棉花幼苗根系内部。本研究结果为解淀粉芽孢杆菌489-2-2的利用提供了理论依据。
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核农学报. 2021, 35(1): 49-59. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.01.0049为了研究MYB转录因子家族对山楂花色的影响,明确MYB转录因子在花色芽变品种中的表达情况,采用MYB蛋白质理化性质分析、motif结构预测、基因进化树分析以及基因表达量分析等方法对转录组数据进行深度挖掘。结果表明,共筛选出73个MYB转录因子,其中35个1R-MYB成员、36个2R-MYB成员、2个3R-MYB成员。1R-MYB蛋白序列的长度在50~786个氨基酸之间,2R-MYB蛋白序列长度在88~979个氨基酸之间,且仅有3个MYB基因家族蛋白为稳定蛋白。以拟南芥2R-MYB蛋白为参考进行系统进化树分析,19个山楂2R-MYB蛋白被分入14个已有一定研究基础的亚组中;1R-MYB蛋白进行单独分析,被分为6个亚组。通过差异表达分析,发现8个可能调控山楂花色的MYB转录因子。本研究结果为进一步研究影响山楂花色的MYB转录因子提供了一定的参考数据。
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核农学报. 2021, 35(1): 60-71. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.01.0060为筛选黄秋葵实时荧光定量PCR的稳定内参基因,本研究以绿白1号为试验材料,根据黄秋葵RNA-seq数据库,筛选并验证获得18SrRNA、ACT、EF-1α、TUA、TUB、GAPDH等6个内参基因ORF序列;以黄秋葵不同组织、不同发育时期果实、不同发育时期叶片和低温、高温、干旱胁迫处理的叶片为材料,利用实时荧光定量PCR技术分析测定基因表达量,并结合GeNorm、NormFinder和BestKeeper软件评价6个内参基因的稳定性。结果表明,6个基因在不同组织、各发育阶段及不同胁迫下均有表达,但表达稳定性不尽相同,其中,EF-1α在黄秋葵果荚发育、高温胁迫下表达稳定性最好;18SrRNA在黄秋葵各组织、叶发育和干旱胁迫下表达稳定性最优;ACT在低温胁迫下表现最稳定。此外,在29个处理中,18SrRNA、EF-1α、ACT表达均较稳定,可以用于荧光定量表达分析。本研究结果为黄秋葵基因功能分析和调控机理研究提供了基础。
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核农学报. 2021, 35(1): 72-82. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.01.00724-香豆酸:辅酶A连接酶(4-coumarate: CoA ligase,4CL)基因是植物木质素、类黄酮和其他次生代谢产物合成的关键基因之一。为探究毛竹(Phyllostachys edulis)4CL基因的分子特征和表达模式,利用生物信息学方法对毛竹4CL同源基因进行鉴定,并对其基因结构、保守结构域和系统进化等进行全面分析,应用实时荧光定量PCR(qPCR)技术对基因表达模式进行研究。结果表明,在毛竹中共鉴定出15个4CL同源基因(Pe4CL1 ~ Pe4CL15),均含有内含子,数量为2 ~ 5个。Pe4CLs编码蛋白长度为520 ~ 671 aa,分子量为55 ~ 72 kDa。Pe4CLs均含有2个4CL家族高度保守的结构域,保守基序数量为6 ~ 10个,且均定位在过氧化酶体上。系统进化分析显示,毛竹、水稻、二穗短柄草、拟南芥、大豆和毛果杨的4CL家族成员分为2个亚家族(A和B),其中亚家族A又分为3个类型(Type Ⅰ ~ Type Ⅲ)。基于转录组数据的基因组织特异性表达分析发现,15个Pe4CLs在毛竹不同组织和不同生长时期中的表达量均存在明显差异。qPCR结果显示,除Pe4CL6的表达下调外,其他基因均随着竹笋高度增加呈上调趋势。组织化学染色结果表明,随着笋高度的增加,其木质化程度加深,与大多数Pe4CLs表达上调相一致。本研究为进一步探究毛竹中4CL的功能提供了参考依据。
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核农学报. 2021, 35(1): 83-92. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.01.0083为了维持长期培养植物愈伤组组织的高再生率,以应用于体细胞无性系进行变异筛选。本研究以继代15年的沟叶结缕草[Zoysia matrella (L.) Merr.]胚性愈伤组织为材料,用不同浓度的表油菜素内酯(EBL)处理,研究油菜素甾醇(BR)对其生长和再生的影响,选出可提高长期离体培养愈伤组织生长及再生效率的最优EBL浓度。同时,测定EBL处理的愈伤组织和再生植株中过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧岐化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量等生理指标变化,探究BR调控沟叶结缕草体细胞胚发生过程中抗氧化系统的作用机理。结果表明,0.02 μmol·L-1EBL对愈伤组织生长和再生的促进作用最明显,直径增长率和再生率分别为131.11%和43.8%,且愈伤组织胚性维持最佳。高浓度的EBL(>0.10 μmol·L-1)抑制愈伤组织的胚性维持和再生。EBL处理激活了植物体内的抗氧化反应系统,继代生长中POD活性降低;再生过程中,CAT、POD、SOD活性均增强;继代和再生过程中MDA含量均降低,表明BR途径能激活愈伤组织的抗氧化系统的响应,加强继代和再生过程中的抗氧化反应,从而调控体细胞胚胎发生过程中的生理生化进程。本研究为缓解长期培养的愈伤组织再生率随着培养时间增长而下降的难题提供了解决方案。
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核农学报. 2021, 35(1): 103-110. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.01.0103为研究1-甲基环丙烯(1-MCP)熏蒸和60Co-γ辐照处理对枇杷贮藏品质的影响,本研究以大五星枇杷为试验材料,对采后自发气调包装枇杷的腐烂指数、木质素、硬度、呼吸强度、乙烯生成速率、相对电导率、可滴定酸(TA)、可溶性固形物(TSS)以及苯丙氨酸解氨酶(PAL)、脂氧合酶(LOX)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)活性进行测定,研究6±0.5℃条件下1 μL·L-1 1-MCP、1.5 kGy60Co-γ、1 μL·L-1 1-MCP+1.5 kGy 60Co-γ不同处理对枇杷贮藏品质的影响。结果表明, 1-MCP和60Co-γ复合处理效果最好,可延缓腐烂指数和木质素含量上升,维持果实硬度,降低果实呼吸强度、乙烯生成速率和相对电导率,保持果实TA和TSS含量,抑制PAL、LOX、PPO和POD活性的上升。在贮藏40 d时,1-MCP和60Co-γ复合处理枇杷的腐烂指数仅为17.95%,而1-MCP组、60Co-γ组、CK组分别为22.86%、25.72%和36.24%。因此,1-MCP和60Co-γ复合处理对枇杷果实的贮藏效果最好。本研究结果为枇杷的贮藏保鲜提供了理论依据。
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核农学报. 2021, 35(1): 111-119. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.01.0111为探讨臭氧(O3)预处理结合氮气(N2)气调对稻谷储藏品质的影响,以4种不同方式(O3/N2、O3/Air、对照/N2、对照/Air)对稻谷进行处理,并在14℃和相对湿度75%的储藏条件下,对储藏期间稻谷微生物指标、理化特性和感官评分等进行研究。结果表明,臭氧预处理显著降低了稻谷中细菌、霉菌和酵母菌菌落数(P<0.05)。在12个月的储藏过程中,各组稻谷的发芽率、过氧化氢酶活力、游离巯基含量等指标均随着储藏时间的延长呈下降趋势,其中,N2气调组稻谷的各指标变化显著低于常规储藏组(P<0.05),表明N2气调能有效保持稻谷的生理活性,延缓稻谷中脂质和蛋白质氧化。臭氧预处理在一定程度上降低了稻谷中游离巯基的含量,增加了脂肪酸值,但对稻谷的发芽率、过氧化氢酶活力均无显著影响(P>0.05)。基于以上7个指标的主成分分析及综合评价函数的结果表明,其中前2个主成分的累积方差贡献率为94.455%,能够较好地反映原始数据的信息,进一步分析显示,臭氧预处理结合N2气调储藏稻谷的综合评分值下降速率最慢,能够有效减缓稻谷品质的变化,延长稻谷储藏期。本研究结果为稻谷的高品质储藏提供了理论依据。
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核农学报. 2021, 35(1): 120-127. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.01.0120为探究有机酸对食品中致腐假单胞菌抗生物被膜活性,本试验测定了柠檬酸(CA)和乙酸(AA)对荧光及隆德假单胞菌的最小抑菌浓度(MIC)和生物被膜抑制能力,通过结晶紫法、苯酚-硫酸法和显微镜观察等分析亚抑菌浓度有机酸处理对2种假单胞菌的生物被膜形成、胞外多糖(EPS)和被膜结构变化及菌体运动性和蛋白酶活性的影响。结果表明,CA和AA对荧光假单胞菌的MIC分别为2.1和1.0 mg·mL-1。2种有机酸添加浓度为1/4 MIC、1/2 MIC时能显著降低荧光和隆德假单胞菌的生物被膜和EPS分泌量,其中,1/2 MIC CA和1/2 MIC AA处理下生物被膜形成分别减少53.00%和52.19%,EPS分泌量分别降低54.43%和57.85%。光学和共聚焦显微镜(CLSM)观察发现,假单胞菌在亚抑菌浓度有机酸处理下粘附菌量明显降低,被膜变薄,被膜内死细菌增加,其中荧光假单胞菌成熟被膜为50.0 μm,而1/2 MIC AA和1/2 MIC CA处理下仅为9.8和10.2 μm,且菌体群集和泳动性变得微弱,尤其是AA处理。假单胞菌的蛋白酶活性在弱有机酸作用下显著下降,其酶活性降低22.21%~34.10%。综上表明,亚抑菌浓度CA和AA具有良好的抗假单胞菌生物被膜活性,其中AA的抑制作用更强。本研究为有机酸应用于生鲜食品保鲜提供了理论依据。
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核农学报. 2021, 35(1): 128-137. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.01.0128为探讨冷激结合水杨酸处理减轻黄瓜果实冷害的作用及其机理,本试验分别研究了冷激(0℃冰水混合物)、水杨酸(1 mmol· L-1)以及二者结合(含有1 mmol· L-1水杨酸的0℃冰水混合物)3种处理方式对黄瓜果实低温贮藏期间能量和脯氨酸代谢的影响。结果表明,冷激、水杨酸以及二者结合处理均能抑制黄瓜果实冷害程度、相对电导率和丙二醛(MDA)含量的上升;还能提高 Ca2+-ATPase、H+-ATPase、琥铂酸脱氢酶(SDH)和细胞色素C氧化酶(CCO)的活性,延缓三磷酸腺苷(ATP)和二磷酸腺苷(ADP)含量的下降,抑制一磷酸腺苷(AMP)含量的上升,维持较高的能荷水平;此外,3种处理均提高了△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)和鸟氨酸-δ-氨基转移酶(OAT)活性,抑制了脯氨酸脱氢酶(PDH)活性,促进了黄瓜果实内脯氨酸的积累。在3种处理方法中,以冷激结合水杨酸处理的效果最佳。本研究为减缓黄瓜果实采后冷害提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2021, 35(1): 138-146. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.01.0138为探索不同干燥方式对宁夏泾源黄牛肉水分分布特性及迁移规律的影响,本试验采用低场核磁共振技术(LF-NMR)结合干燥曲线,对中红外联合电加热(MICEH)、中红外(MI)、低温真空(LTV)3种干燥方式进行对比研究。结果表明,相同加热功率下泾源黄牛肉湿基含水率由72%降至20%以下所需时间分别为330、420和450 min,平均干燥速率分别为0.417 9、0.330 8和0.309 9 g·g-1·h-1;牛肉湿基含水率达到35%左右时,结合水峰积分面积A21明显降低,湿基含水率达到25%时,结合水的信号消失,不易流动水的波峰明显左移;不同干燥方式下,牛肉湿基含水率与核磁共振峰积分面积总和均呈显著的线性关系(P<0.05),其中MICEH干燥的线性回归方程为y=16 913x-1 102.3(R2=0.985 2);MICEH干燥前期水分下降较快,而后期水分扩散速率低于MI及LTV干燥(P<0.05),但在相近含水状态下MICEH干燥的氢质子密度分布相对均匀,牛肉干燥品质较高。本研究结果为MICEH在牛肉干燥生产上的应用提供了试验依据,也为MICEH干燥技术的改进提供了理论参考。
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核农学报. 2021, 35(1): 147-158. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.01.0147为了探究微藻在贝类净化中的作用,以及净化处理对贝类风味成分的影响,本研究以球等鞭金藻作为净化贝类的食物来源,通过多元统计及判别分析,对比添加球等鞭金藻净化前后贝肉挥发性成分的变化。结果表明,净化后贝类中绝大多数特征性风味成分含量增加,如醛、醇、酯、酮类化合物;其中含量增加最明显的风味成分是具有黄油、肉香的酮类;而部分具有刺激性气味的苯的同系物含量显著下降(P<0.05),如1,2,4-三甲基苯等。判别分析结果表明,与传统海水净化相比,球等鞭金藻净化对贝类风味的改善效果更明显。本研究结果为微藻在贝类净化产业中的应用提供了一定的理论基础。
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核农学报. 2021, 35(1): 159-166. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.01.0159为提高激光拉曼光谱技术对不同霉变程度玉米中的黄曲霉毒素B1(AFB1)和玉米赤霉烯酮(ZEN)检测的准确率,本试验以6个不同霉变等级的玉米样品为研究对象进行拉曼光谱检测。首先采用迭代多项式拟合基线校正方法对原始拉曼光谱进行基线校正,去除荧光背景;然后采用多元散射校正(MSC)、标准正态变量变换(SNV)和高斯-洛伦兹混合函数峰位拟合(Gauss-Lor)3种方法对光谱进行预处理,并对预处理结果进行对比,确定GaussLor方法更为合适;运用竞争性自适应重加权算法(CARS)对AFB1和ZEN分别选取了22和36个特征波长;最后运用BP神经网络(BPNN)和偏最小二乘(PLS)、支持向量机(SVM)分别在特征波长和全波长下对2种毒素含量进行预测。结果表明,基于所筛选出的特征波长光谱信息所建立的BPNN模型预测效果最佳,其对AFB1和ZEN含量预测值的相关系数(R2)和均方根误差(RMSE)分别为0.986 9、0.098 7和0.967 3、0.092 2。本研究结果为激光拉曼光谱技术快速检测玉米中真菌毒素提供了一定的借鉴,并为其他谷物中真菌毒素的拉曼检测提供了参考。
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核农学报. 2021, 35(1): 167-174. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.01.0167为探究大豆发芽过程中大豆致敏原和抗营养因子脲酶活性的变化,本试验将大豆在20℃条件下发芽7 d,每天取样,利用免疫印迹法和间接竞争酶联免疫法分析大豆发芽过程中过敏原蛋白的致敏性和抗原性变化,并测定大豆发芽过程中脲酶活性变化。结果表明,随着发芽时间的延长,豆芽中可溶性蛋白含量(干基)持续增加,在发芽第4天时达到最高,随后略有降低。电泳结果表明,β-伴大豆蛋白的α和α'亚基及球蛋白的酸性亚基较β亚基和碱性亚基优先降解。发芽过程(7 d)中,豆芽抗原性和过敏原性的变化均呈现先降低后升高的趋势。发芽第4天时,豆芽根部抗原性下降80%,之后略有升高,其中Gly m Bd 30K是豆芽根部的主要过敏原。发芽第5天时,大豆芽菜的过敏原性降低了54%,抗原性降低了44%,大豆脲酶活性下降了67%。综上所述,发芽对于降低大豆中的致敏原具有很好的效果。大豆芽约长6 cm时,其致敏原含量及脲酶活性均较低,适合开发易吸收、低敏感的大豆芽食品。
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核农学报. 2021, 35(1): 175-182. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.01.0175为探究微波处理鲜切猕猴桃片的最佳工艺条件,本研究以猕猴桃片的失重率、硬度、色差(△E)、可滴定酸(TA)含量、抗坏血酸(Vc)含量、可溶性糖含量、可溶性固形物(TSS)含量、糖酸比、总酚含量、叶绿素含量及菌落总数为响应值,考察微波功率、微波时间、切片厚度3个因素及其交互作用对猕猴桃片品质的影响,通过主成分分析法和Box-Behnken响应面分析法优化鲜切猕猴桃片微波处理工艺并进行验证。结果表明,微波处理鲜切猕猴桃片的最佳工艺参数:微波功率294 W、微波时间25 s、切片厚度8 mm,在此工艺条件下,鲜切猕猴桃片在4℃条件下贮藏10 d后的糖酸比为5.65,△E值为3.53,硬度为25.78 g,菌落总数为2.68×104 CFU·g-1。鲜切猕猴桃片品质的评价特征指标为糖酸比、△E、硬度,由此建立的二项式回归方程均显著(P<0.05),可用于分析和预测微波处理参数对糖酸比、△E、硬度及菌落总数的影响。本研究为鲜切猕猴桃片的加工生产提供了一定的理论依据和技术指导。
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核农学报. 2021, 35(1): 183-191. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.01.0183为探明松嫩平原秸秆还田对连作春玉米氮素供应与吸收的影响,在松嫩平原中南部,采用框栽和15N同位素标记的方法,设置5个秸秆还田量,分别为0(CK)、9.20、18.40、27.60和36.80 t·hm-2,均施入15N标记的尿素350 kg·hm-2(纯氮量约160 kg·hm-2),开展秸秆还田试验。结果表明,秸秆还田改变了春玉米对肥料氮和土壤氮的利用比例,在一定秸秆还田量条件下,随着秸秆还田量的增加,苗期春玉米植株氮素积累中肥料氮所占比例增加,而拔节期后则呈相反趋势。通过方程拟合可知,秸秆还田量低于12.49 t·hm-2时可以较CK提高当季氮肥利用率,高于12.49 t·hm-2时则低于CK。秸秆还田不利于春玉米苗期和拔节期生长;秸秆还田量为11.25 t·hm-2时,最有利于春玉米产量的形成,秸秆还田量高于23.96 t·hm-2时则会引起减产。综上,在松嫩平原中南部,配施尿素350 kg·hm-2时,最适秸秆还田量为11.25 t·hm-2。本试验较系统地研究了玉米不同秸秆还田量对土壤供氮和下茬玉米氮素吸收的影响,为科学解析秸秆还田与土壤供氮关系提供了依据。
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核农学报. 2021, 35(1): 192-201. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.01.0192为筛选水稻抗旱性鉴定指标并科学鉴定水稻抗旱性,本研究以蒸馏水为对照,采用质量体积比为5%、10%、15%、20% 的PEG-6000溶液处理6份川香29B近等基因导入系进行芽期抗旱鉴定,研究模拟干旱对水稻育种材料芽期种子萌发的影响,并探讨芽期抗旱性鉴定指标及筛选抗旱材料。结果表明,轻度水分胁迫对种子发芽抑制作用较小,部分材料表现出促进效应;重度水分胁迫对种子发芽抑制作用明显;对发芽势抑制作用强于发芽率,根长、根干重、剩余种子干重、根芽比在水分胁迫下表现出增长效应,水分胁迫对种子萌发过程中芽的抑制作用强于根,并阻碍了物质的转运利用。相关性分析表明,储藏物质转化率抗旱系数与发芽指数抗旱系数等8个指标呈显著或极显著相关,总体而言,芽长抗旱系数与其他指标抗旱系数相关性强于根长抗旱系数。应用隶属函数法进行抗旱性综合评价,5818(川香29B/ASOMINORI//29B///29B)、川香29B、5819(川香29B/ASOMINDRI//29B///29B)(分别记作C2、C6、C3)综合D值排前三名,综合评价抗旱性较强。在20% PEG-6000溶液处理下,将D值与各指标抗旱系数进行相关性分析,活力指数抗旱系数、根长抗旱系数、储藏物质转化率抗旱系数与D值相关系数分别为0.84、0.78、0.85。综上,储藏物质转化率抗旱系数、活力指数抗旱系数与多数指标抗旱系数显著相关,且与D值显著正相关,储藏物质转化率可作为芽期抗旱性鉴定一级指标,活力指数和D值可作为鉴定二级指标,应用于水稻材料、品种等于芽期进行快速、准确抗旱性鉴定。应用隶属函数法筛选得到抗旱性较强的材料为C2、C6、C3,可进一步应用于抗旱育种,以选育抗旱性品种,并进一步开展抗旱研究。
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核农学报. 2021, 35(1): 202-210. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.01.0202为提高棉花在盐胁迫下的出苗率,争取全苗、壮苗,以棉花种子为试验材料,使用蒸馏水和5%、10%、15%聚乙二醇(PEG-6000)进行6、12、24 h引发,根据发芽势(GP)和发芽率(GR)筛选出最适引发条件。后续以未引发种子为对照,使用筛选出的最佳引发条件进行引发,分别于4个NaCl浓度(0、50、100、150 mmol·L-1)下进行萌发,研究种子引发对盐胁迫下棉种萌发和生理特性的影响。结果表明,使用5% PEG-6000引发12 h为最佳引发条件,并且在后续的NaCl胁迫下同样表现突出。在不同浓度的NaCl胁迫下,引发后种子的GP、GR、发芽指数(GI)和活力指数(Ⅵ)均较未引发出现了显著提高。对萌发7 d棉种形态特征的研究发现,下胚轴长度和根长在不同浓度的NaCl胁迫下分别提高了17.95%~30.37%和12.93%~74.96%。种子生理指标的测定结果表明,经过引发的棉种萌发7 d其根系活力提高了6.84%~39.32%;萌发2、4、6 d,种子超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性与未引发种子相比同样出现了较大幅度的提升;而种子内部的H2O2、丙二醛(MDA)含量却降低,说明PEG引发可以通过增强种子内部抗氧化酶活性和缓解膜脂过氧化程度来提高棉种的耐盐能力。本研究为提高棉花在盐胁迫下的出苗率提供了简单、有效的方法。
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核农学报. 2021, 35(1): 211-220. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.01.0211为探究不同外源物质对Cd胁迫下绵毛水苏生理和生长的缓解效果,采用盆栽试验研究叶面喷施不同浓度水杨酸(SA)(0.5、1.0、1.5、2.0 mmol·L-1)和谷胱甘肽(GSH)(0.1、0.2、0.3、0.4 mmol·L-1) 对300 mg·kg-1 Cd胁迫下绵毛水苏幼苗生长、渗透调节物质、抗氧化酶活性以及Cd含量等的影响。结果表明,外源SA和GSH改善了植物的叶色,提高了叶面积和萌蘖能力,并增加了地下、地上部干物质积累量。除0.4 mmol·L-1 GSH处理第3天外,外源SA和GSH处理均提高了可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸等渗透调节物质的含量,最高增幅分别为16.06%、14.13%、311.39%(SA)和50.28%、12.77%、313.77%(GSH);此外,SA和GSH分别使抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性最高增幅依次达57.39%、38.51%、26.81%和85.00%、60.77%、50.21%。绵毛水苏吸收的Cd主要累积在根部,外源SA对Cd吸收无明显影响,而GSH抑制了Cd向地上部的转运。综上可知,SA和GSH对Cd胁迫下的绵毛水苏均具有缓解作用,以1.5 mmol·L-1 SA和0.3~0.4 mmol·L-1 GSH效果较佳。本研究结果对绵毛水苏应用于Cd污染土壤植物修复具有重要意义。
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核农学报. 2021, 35(1): 221-228. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.01.0221为探究棉花幼苗营养器官抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环系统对低温胁迫的响应机制,以新陆早57号为试验材料,研究4℃低温胁迫不同时间(0、1和2 d)对根、茎和叶中抗氧化物质含量和酶活性的影响。结果表明,与对照(0 d)相比,随着低温胁迫时间延长,棉花幼苗根中还原型抗坏血酸(AsA)含量及单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性呈上升趋势,氧化型抗坏血酸(DHA)含量先减少后增加,氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性先升高后降低,谷胱甘肽氧化还原状态(GSH/GSSG比率)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性总体呈下降趋势,抗坏血酸氧化还原状态(AsA/DHA比率)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性无显著性差异;茎和叶中AsA和GSH含量、AsA/DHA比率及APX、MDHAR和GR活性总体呈上升趋势,且茎中DHAR活性升高,DHA和GSSG含量先减少后增加,GSH/GSSG比率和GPX活性无显著性差异,而叶中DHA含量和GSH/GSSG比率先不变后增加,DHAR活性先升高后降低,GSSG含量和GPX活性无显著性差异。综合分析显示,棉花幼苗通过调节根、茎和叶中抗氧化物质含量和酶活性来清除活性氧,从而适应低温胁迫,减轻低温伤害。此外,低温对根中AsA-GSH循环影响最大。本研究结果为揭示低温胁迫对棉花幼苗AsA-GSH循环代谢机制提供了理论依据。
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核农学报. 2021, 35(1): 229-237. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.01.0229
为提升江西省特色品种马家柚果实品质,以不套袋处理为对照(CK),研究了5种纸袋类型[单层黄色纸袋(T1)、双层外黄内黑纸袋(T2)、三层外黄内黑纸袋(T3)、双层外红内黑纸袋(T4)、三层外红内黑纸袋(T5)]和4个摘袋时期[9月25日(Z1)、10月10日(Z2)、10月25日(Z3)、11月10日(Z4)]对马家柚果实外观及内在品质的影响。结果表明,使用双层或三层纸袋套袋的马家柚果实外观品质(CCI值为-0.38~-0.08)显著高于不套袋和套单层纸袋处理(CCI值为-1.69~-1.40),但不同颜色对品质的影响差异较小。套袋对马家柚的果型、可食率和果实主要内含物(总糖、可滴定酸、Vc等)含量无显著影响,而T2、T3、T4在增加主要类胡萝卜素含量方面效果更好,其中T3的果实β-胡萝卜素含量最高(22.64 μg·g-1),T2的番茄红素含量最高(29.06 μg·g-1)。不同摘袋时期处理并不会显著改变马家柚原有的果型、可食率和果实主要内含物含量,但对果皮和果肉的色泽以及主要类胡萝卜素含量会产生影响,其中Z3的果实果皮色泽最佳(CCI值为26.44),且果实β-胡萝卜素(23.17 μg·g-1)和番茄红素含量(29.14 μg·g-1)最高,但与带袋采收(Z4)无显著差异。综合劳动力考虑,以套袋后带袋采收为佳。本研究结果为改善马家柚的果实品质提供了理论依据。
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核农学报. 2021, 35(1): 238-244. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.01.0238为探讨拔节期渍害对小麦籽粒品质性状的影响,以34份小麦品种(系)为材料,比较了渍水处理和对照组的籽粒特性、面团流变学性状及溶剂保持力(SRC)的变化。结果表明,品种对所调查籽粒的品质性状、面团流变学特性及SRC均有显著或极显著影响,渍水处理对千粒重、峰值面积和峰值时间以及SRC有显著影响。渍水后,籽粒性状中的千粒重和硬度、面团流变学特性中的峰值面积和峰值时间分别较对照下降9.09%、3.76%、6.86%、7.49%,蔗糖SRC值和乳酸SRC值分别较对照降低2.68和4.39个百分点,差异达极显著水平。根据渍水前后的品质变化及相关性分析,上述性状中的千粒重、蔗糖SRC值和乳酸SRC值可以作为小麦品质耐渍性筛选指标。根据K-Means法统计供试小麦品种(系)耐渍性对品质影响的差异,发现宁麦9号、扬16-157、皖西麦7号和鄂麦6046品质耐渍性较好,可作为培育耐渍品种的亲本加以利用。本研究结果为小麦耐渍育种及渍害对小麦生长发育的影响提供了理论依据。
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核农学报. 2021, 35(1): 245-251. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.01.0245为探讨垄沟集雨覆盖栽培对旱作马铃薯块茎形成过程中淀粉颗粒形态、颗粒分布及糊化特性的影响,以马铃薯栽培品种青薯9号为材料,设置全膜双垄(M2)和地膜垄作(M1)覆盖栽培模式,以露地平播为对照(M0),采用扫描电镜、激光粒度仪、粘度分析仪,测定马铃薯块茎形成过程中淀粉的颗粒形态、分布及糊化特性指标。结果表明,从块茎发育全程来看,全膜双垄覆盖栽培模式下马铃薯块茎淀粉颗粒的平均粒径、峰值粘度、低谷粘度及最终粘度整体较高;地膜垄作覆盖栽培模式下马铃薯块茎淀粉颗粒的离散度、崩解值、回生值整体较高;各栽培模式间马铃薯块茎淀粉颗粒形态、糊化温度无显著差异;马铃薯淀粉颗粒的平均粒径与各阶段粘度呈显著正相关,与糊化温度呈显著负相关,与崩解值、回生值无显著相关性;马铃薯淀粉颗粒的离散度与淀粉的糊化特性各指标均无显著相关性。综上,全膜双垄覆盖栽培模式所产生的淀粉品质较好。
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