2021年, 第35卷, 第5期 刊出日期：2021-05-10
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核农学报. 2021, 35(5): 1009-1019. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.05.1009为研究60Co-γ射线对栀子插条的辐射诱变作用及3种保护剂的保护效应,采用不同辐射剂量(5、10、20、40 Gy)辐射栀子插条,运用氯化钠(NaCl)、半胱氨酸(Cys)及维生素C(Vc)3种保护剂,分别设置4种不同浓度浸泡辐射后插条,分析不同辐射剂量及保护剂处理栀子插条的生根率、存活率、根长、根数、成株率、节间长度、分枝数、叶片数、叶长、叶宽等指标。结果表明,随着辐射剂量的增加,栀子插条的损伤逐渐增大。栀子插条60Co-γ射线半生根剂量为21.22 Gy,半致死剂量为81.65 Gy,半成株剂量为20.30 Gy。3种保护剂在较高剂量辐射下具有显著的保护效应。在20 Gy辐射剂量下,3.00 g·L-1 NaCl处理对栀子插条生根、生长保护效果较好。40 Gy辐射剂量下,0.12 g·L-1 Cys和0.08 g·L-1 Vc处理对栀子插条生根、生长保护效果较好。综上所述,3种保护剂均对较高剂量60Co-γ射线损伤具有较好的保护作用,且保护效果与辐射剂量、保护剂浓度相关。本研究为栀子的辐射诱变育种及保护剂应用提供了技术参考。
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核农学报. 2021, 35(5): 1020-1029. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.05.1020骨干谷子品种对谷子产业发展发挥了重要的作用,为了解其优异性状遗传基础及利用价值,选用来源于不同生态区的12个骨干谷子品种,进行表型鉴定和遗传差异分析。结果表明,12个来源于不同生态区的骨干品种在株高、穗长、穗粗、穗下节间长、单穗重、生育期以及黄色素含量等方面差异较大。79对SSR多态性标记共检测到258个多态性变异位点,平均3.265 8个;SSR标记多态性(PIC)的变幅为0.141 1~0.711 6,平均为0.510 1;其中PIC>0.5的SSR标记有50对,占多态性标记的63.3%。12份材料的遗传距离变幅为0.140 2~0.801 1,平均为0.473 7;来自华北夏谷区的豫谷1号和沧谷4号遗传距离最近,而沧谷4号和来自内蒙高原的地方品种金香玉距离最远;总体而言,华北夏谷区品种和西北早熟春谷区品种遗传距离相对较大。相似性系数为0.594时,12个品种可聚为两类,华北夏谷区的豫谷1号、矮88、冀谷19号、沧谷4号和济谷12聚为一类,来自西北春谷早熟区、晚熟区和东北春谷区的7个品种聚为一类,聚类分析结果和品种的生态类型具有较高的一致性。群体结构分析和聚类分析的结果相似,华北夏谷区品种和春谷区品种之间存在基因交流。总之,不同生态区来源品种间遗传差异较大,同一生态区来源品种遗传差异较小;华北夏谷区骨干品种之间遗传差异较春谷区品种遗传差异相对较小;华北夏谷区品种和西北早熟春谷区品种间遗传差异较大,丰富华北夏谷区遗传变异,应加强与西北早熟春谷区品种之间的交流。本研究结果为优异谷子品种培育及种质资源利用提供了一定依据。
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核农学报. 2021, 35(5): 1030-1038. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.05.1030为筛选出欧李叶片类黄酮和9种类黄酮物质中单一物质含量较高的品种,并分析确定具有抗氧化和抑制酪氨酸酶活性的物质,本研究以38份欧李种质基生枝成熟期叶片为试材,利用超高效液相色谱法(UHPLC)测定儿茶素、表儿茶素、甘草素、芦丁、槲皮素、槲皮素-7-O-葡萄糖苷、杨梅素、光甘草定、根皮素活性物质含量,对其抗氧化及抑制酪氨酸酶能力进行分析。结果表明,38份欧李种质叶片中,Y09-14品种类黄酮含量最高,为64.84 mg·g-1,且类黄酮及其9种组分的变异系数均超过20%,表明其遗传多样性丰富。根据叶片类黄酮含量进行聚类分析,发现70%以上的种质为中类黄酮类型。通过对不同种质欧李叶片类黄酮及不同组分物质含量的测定发现,儿茶素、表儿茶素、芦丁、槲皮素-7-O-葡萄糖苷在38份种质中均能被检测到,且儿茶素含量为6.271~935.295 mg·100 g-1,极显著高于另外8种物质。4种不同活性物质(儿茶素、表儿茶素、芦丁、槲皮素-7-O-葡萄糖苷)与DPPH清除率呈极显著正相关(P<0.01),表明这种活性物质的抗氧化能力较强;芦丁、槲皮素-7-O-葡萄糖苷、光甘草定与酪氨酸酶抑制率呈正相关。本研究为欧李后期相关物质的检测及提取提供了依据。
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核农学报. 2021, 35(5): 1039-1047. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.05.1039隶属于AP2/ERF超家族的乙烯响应因子(ERF)是植物抵御盐胁迫过程中的一类重要基因,为了减轻盐渍土地对小麦产量的负面影响,本研究从小麦全基因组中分离了AP2/ERF超家族,根据聚类结果和结构特征从中鉴定出96个ERF家族成员,在A、B、D基因组中共有229个拷贝序列;通过聚类分析和转录组数据分析筛选出13个与已克隆耐盐ERF基因相似性高或受NaCl诱导的TaERF成员,随后利用小麦抗感材料验证13个TaERF成员在受250 mmol·L-1 NaCl处理后的表达水平变化情况,结果显示,TaERF27、TaERF35、TaERF55和TaERF64在耐盐材料CH7034中受NaCl胁迫后显著上调,而在盐敏感品种SY95-71中无明显变化,推测其可能为盐胁迫响应基因;组织特异表达和启动子调控元件分析结果显示这4个基因在CH7034苗期根和叶中均具有较高的表达水平,并且每个基因起始密码子前 2 000 bp区域内包含脱落酸、水杨酸和茉莉酸等多种植物激素响应元件,推测它们可能参与植物多种非生物胁迫信号转导通路。本研究结果有助于理解植株应对非生物胁迫的分子机制,并为小麦品种耐盐性改良提供了参考基因。
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核农学报. 2021, 35(5): 1048-1059. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.05.1048为明确MIR319家族成员(miR319、miR319a及miR319a-3p)在黄瓜绿斑驳花叶病毒(CGMMV)胁迫应答中的作用,本研究将MIR319的成熟序列与西瓜基因组进行Blast比对获得其前体基因,利用MEGA对前体基因进行系统进化分析,PlantCARE对前体基因启动子区的顺式作用元件进行分析,降解组测序对MIR319的靶基因进行分析,转录组测序及qRT-PCR分析MIR319靶基因的表达模式。研究结果获得MIR319家族成员共同前体基因Pre-MIR319,其长度为170 bp,含有完整的茎环结构;序列比对显示,MIR319家族成熟序列在5'端第2~第14位碱基高度保守;西瓜Pre-MIR319与35个物种的116条miR319前体序列经系统进化分析后分为四个分支,其中西瓜Pre-MIR319与马铃薯miR319a前体基因(MI0025952)距离最近;Pre-MIR319启动子区含有光响应元件、赤霉素响应元件、乙烯响应元件、茉莉酸甲酯响应元件、MYB和MYC等多个顺式作用元件;降解组测序获得MIR319家族成员的5个靶基因,其中Cla019567、Cla013523、Cla023342和Cla002428注释为TCP转录因子,Cla013668注释为MYB转录因子,剪切位点位于MIR319家族成员成熟序列5'端的第10位碱基;靶基因编码氨基酸数目为319~554 aa、分子量为34.94~61.21 kDa、理论等电点为5.29~7.80,定位于细胞核/细胞质中,均不含跨膜结构域;转录组测序及qRT-PCR分析表明miR319a负调控靶基因Cla013523(TCP)的表达。本研究结果进一步明确了MIR319家族成员在CGMMV胁迫应答中的作用及其对靶基因的调控作用。
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核农学报. 2021, 35(5): 1060-1066. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.05.1060F-box基因在植物组织器官发育及非生物胁迫响应中起着重要的作用。为进一步探讨其作用机制,从结球甘蓝品种BoJF-16-1中利用反转录PCR(RT-PCR)技术克隆得到一个F-box基因BoFBX117,其cDNA全长为936 bp,编码311个氨基酸,蛋白分子量为30.14 kDa,等电点为9.71。该基因编码BoFBP7蛋白,序列同源性分析表明,BoFBP7与芜菁、萝卜、拟南芥的FBP7蛋白亲缘关系较近,同源性分别为99.36%、98.39%、92.26%;实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析表明,BoFBX117基因在结球甘蓝莲座叶中最高,其次是根,幼叶中表达量最低,表现出组织特异性;在低温胁迫处理下,该基因表达量总体呈现上升趋势,说明该基因的表达受低温胁迫诱导。推测BoFBX117基因可能在结球甘蓝叶片发育及低温胁迫中发挥重要的生物学功能。本研究为深入解析F-box基因调控植物生长发育及非生物逆境胁迫的分子机制提供了依据。
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核农学报. 2021, 35(5): 1067-1073. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.05.1067为找到水稻中与南方水稻黑条矮缩病毒(SRBSDV)外壳蛋白P10(CP)相互作用的寄主蛋白,利用P10筛选水稻膜系统酵母双杂cDNA文库,寻找水稻中与P10互作的蛋白并结合生物信息学技术进行分析,回转验证。结果表明,筛选到10个可能与P10互作的水稻寄主蛋白,如胚发育晚期丰富蛋白Lea14 - A、硫氧还原蛋白TRXh1、铁硫结合蛋白IscA以及真核生物起始翻译因子eIF-5A等。这些蛋白的发现说明水稻受到病毒侵染时,生长发育与营养物质的合成均受到影响。本研究结果为后续进一步研究P10蛋白的功能及其致病机制提供了理论依据。
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核农学报. 2021, 35(5): 1074-1083. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.05.1074非表达因子基因(NPR1)是植物系统获得抗性的激活子,也是植物响应病原菌侵染过程中的核心因子之一,在植物抗病性方面发挥着非常重要的作用。为明确高粱NPR1基因家族成员及SbNPR1的表达特性,本研究通过生物信息学及实时荧光定量PCR(RT-qPCR)方法,对高粱NPR1基因家族进行鉴定和表达分析。结果表明,共鉴定到5个高粱NPR1基因SbNPR1~SbNPR5,其氨基酸序列长度介于480~621 aa之间,理论分子量介于50.496 81~67.648 06 kDa之间,理论等电点介于5.64~6.11之间;系统进化分析显示,SbNPR1与甘蔗Sh253P03亲缘关系最近;基因结构分析表明,该家族各个成员之间的外显子和内含子数量差异变化较小;RT-qPCR分析表明,SbNPR1基因在高粱不同器官中的表达具有组织特异性;经激素独脚金内酯(GR24,1 μmol·L-1)和水杨酸(SA,1 mmol·L-1)处理后,SbNPR1的表达分别被抑制和诱导;20%的聚乙二醇(PEG6000)和250 mmol·L-1的NaCl处理下,SbNPR1的表达呈现先升高后降低的趋势,在0.5 h表达量达到最大值,之后下调;而经甘露醇(D-mannitol,300 mmol·L-1) 处理后,SbNPR1基因表达量在3 h后开始下降;高粱经病原相关分子模式(PAMPs)flg22(100 nmol·L-1) 和几丁质(Chitin, 8 nmol·L-1)处理后,SbNPR1受到flg22的诱导表达,在12 h时表达量最高,而在Chitin作用下,SbNPR1的表达受到抑制。本研究为进一步探索NPR1家族在调节高粱抗性、信号转导、植物激素以及胁迫调控等过程中的作用提供了基础。
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核农学报. 2021, 35(5): 1084-1090. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.05.1084为探究链霉菌JD211所产活性物质农抗211抑制水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani)的作用机制,采用不同浓度(0.46、0.63、1.26、2.53、4.00、5.06 μg·mL-1)农抗211作用纹枯病菌,检测纹枯病菌菌丝细胞膜透性和抗氧化系统的变化。结果表明,与对照相比,处理组荧光染料碘化丙啶(PI)染色呈现明显荧光,胞外电导率增加,菌丝总脂质含量降低,表明活性物质处理增加了纹枯病菌细胞膜通透性,导致细胞膜结构遭受破坏。低浓度(0.63 μg·mL-1)农抗211处理,病菌的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性增强,显示为了减少氧化损伤,病原菌抗氧化系统开始作用。随着农抗211浓度增加,菌体SOD、CAT、POD、多酚氧化酶(PPO)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性受到抑制,脂氧合酶(LOX)活性和丙二醛(MDA)含量升高,说明菌丝体内抗氧化系统被破坏,膜脂质过氧化损伤严重,菌体生长受到影响。本研究可为链霉菌JD211的生物防治应用提供理论指导。
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核农学报. 2021, 35(5): 1091-1098. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.05.1091角蛋白关联蛋白(KAPs)是羊绒纤维的主要结构成分,但尚未在山羊基因组中鉴定出KRTAP2-1基因,本研究以人类KRTAP2-1基因为模板,在山羊基因组中进行同源性搜索,在19号染色体上发现了一个399 bp的开放阅读框。采用聚合酶链反应-单链构象多态性(PCR-SSCP)方法,在249只陇东山羊上检测到7条不同的序列(A-G)。进化树结果表明,这7条序列与人类和绵羊的KAP2-1序列有较高的同源性,表明该序列是山羊KRTAP2-1的7个等位基因。测序结果表明,KRTAP2-1基因中存在12个单核苷酸多态性(SNPs)(5个SNPs位于编码区,7个SNPs位于非编码区),以及c.-61_-63delCTC和c.93_95delCCG两个碱基缺失,其中c.93_95delCCG引起了第32位精氨酸的移码缺失。山羊KAP2-1蛋白含有丰富的半胱氨酸、脯氨酸、苏氨酸和丝氨酸。相关性分析表明,等位基因C的存在与较小的羊绒纤维直径相关(存在:13.4±0.05 μm;缺失:13.6±0.03 μm;P=0.010)。本研究表明,山羊KRTAP2-1基因有丰富的多态性,可作为陇东绒山羊羊绒纤维直径选育的分子标记用于生产实践。
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核农学报. 2021, 35(5): 1099-1112. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.05.1099为开发基于营养品质、稳定同位素及矿物元素分析的不同产地新疆红枣地理标志产品溯源新方法,本研究采集了2016年新疆不同产区(若羌、和田、阿克苏、麦盖提等15个县市)97个红枣种植地块的50份灰枣和47份骏枣样本,测定其果肉中13类营养品质指标(蛋白质、还原糖、自由氨基酸、总黄酮等),稳定碳、氮、氢、氧同位素比率(δ13C、δ15N、δ2H和δ18O)及21种微量矿物元素含量(Na、Mg、K、Fe和Zn等)用于其产地溯源分析与建模。采用单因素方差(one-way ANOVA)法比较不同产区间营养品质、稳定同位素比率及矿物元素特征的差异,利用偏最小二乘判别分析(PLS-DA)分别对两类红枣内在品质特征建立产地判别模型,对比其溯源准确度。结果表明,红枣稳定同位素及矿物元素产地特征差异比营养品质特征更明显,溯源判别准确度得到明显提升。灰枣和骏枣营养品质参数建模总体判别准确度分别为86.00%和85.11%,稳定同位素及矿物元素参数判别准确度分别为94.12%和95.74%,且两种地理标志保护的红枣品牌(若羌灰枣和和田玉枣)产地判别准确度高达100%,而其他产地误判为这两个产地红枣的概率为0%。因此,该策略有望作为新疆红枣产地溯源与地理标志农产品保护的可靠技术。
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核农学报. 2021, 35(5): 1113-1120. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.05.1113为研究食品基质对γ-辐照杀菌效果的影响,本试验以英诺克李斯特菌(Listeria Innocua)为试材,采用lgN-D线性回归分析,建立活菌数-剂量的拟合方程,获得D10 值;利用D10值表征无菌水环境下γ-射线和电子束辐照的吸收剂量差异,以及不同γ-射线吸收剂量、糖浓度、盐浓度对英诺克李斯特菌杀菌效果的影响。结果表明,当辐照在无菌水液体环境下时,γ-射线的D10值均小于电子束,分别为0.788和0.872 kGy,表明γ-射线的杀菌效果更好;在γ-射线辐照下,杀灭生理盐水(0.85% NaCI)中英诺克李斯特菌的D10值与无菌水无明显差别,随着盐浓度的增加,D10值呈先增加后减少的趋势,其中在3%和5%盐浓度下的D10值分别为0.709和0.730 kGy,明显低于无菌水组;杀灭糖溶液中英诺克李斯特菌的D10值明显高于无菌水组,随着糖浓度的增加,D10值先升高后降低,其中5%糖溶液的D10值最大,为1.133 kGy。说明盐溶液对杀菌有协同作用,而糖溶液对杀菌有抵抗作用。本研究结果为进一步探索辐照杀菌机制,降低辐照剂量成本,提升产品品质提供了一定的参考。
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核农学报. 2021, 35(5): 1121-1128. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.05.1121为探究果实生长期间套不同颜色纸袋对芒果采后果实软鼻病和贮藏特性的影响,本试验以套黄、白袋凯特芒果(Mangifera indica L.cv. Keitt)为试验材料,比较研究了两种套袋果实采后软鼻病发病率、硬度及糖代谢的差异。结果表明,在常温贮藏下(10 d),套黄袋芒果采后果实的软鼻病发病率显著低于套白袋芒果(P<0.05),而且采后果实果肉的淀粉酶、酸性转化酶(AI)、中性转化酶(NI)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性均显著低于套白袋芒果(P<0.05),因而缓解了果实淀粉含量的下降速率和蔗糖积累的速率,延缓了果实的软化成熟进程,提高了采后果实的耐贮性。另外,套袋影响采后芒果果肉的蔗糖糖代谢可能与果实软鼻病的病情发展相关。本研究为选取合理有效的芒果套袋材料提供了一定的参考依据。
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核农学报. 2021, 35(5): 1129-1135. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.05.1129为了控制采后香菇在贮藏过程中的褐变并提高其贮藏品质,本试验采用不同剂量(2、4、6和8 kJ·m-2) 短波紫外线(UV-C)对新鲜香菇进行预处理,研究不同剂量UV-C处理对香菇色泽、总酚含量、多酚氧化酶(PPO)活性、过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性、可溶性蛋白含量、还原糖含量、游离氨基酸含量以及香菇表面微生物的影响。结果表明,UV-C处理延缓了香菇色泽的下降,保持了较高的总酚含量,并且有利于POD、SOD、CAT和PAL活性维持在较高水平,抑制了PPO活性,同时可以保持较高的还原糖和可溶性蛋白含量,在一定程度上延缓了蛋白质的降解,而且可以有效抑制微生物的生长,其中4 kJ·m-2 UV-C处理效果最佳。综上所述,UV-C处理可以有效地抑制香菇褐变,延长其贮藏期。本研究结果为香菇的贮藏保鲜提供了理论依据。
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核农学报. 2021, 35(5): 1136-1146. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.05.1136为探讨液氮(LN)冻结拟穴青蟹软壳蟹在冻藏期间的营养物质变化,本研究采用基于核磁共振(NMR)的代谢组学技术分析了LN冻结软壳蟹可食组织代谢谱在短期(7 d)和长期(8个月)冻藏期间的变化。结果表明,-20℃冻藏和LN冻结均对短期冻藏的软壳蟹代谢谱无显著影响(P>0.05),但 -20℃ 冻藏导致软壳蟹肌肉的二甲胺和肝胰腺的肌苷水平倍增,而LN冻结能抑制这两种物质的增加。长期冻藏可导致LN冻结软壳蟹肌肉的肌苷、麦芽糖和葡萄糖以及肝胰腺的肌苷、谷氨酰胺和尿苷水平显著升高(P<0.05)。表明LN冻结可有效缓解长期冻藏软壳蟹的质量下降。本研究结果为揭示软壳蟹冻藏过程中的品质变化提供了理论参考。
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核农学报. 2021, 35(5): 1147-1153. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.05.1147为制备可用于分析过氧化氢(H2O2)的荧光传感器,本研究利用壳聚糖与DL-酒石酸为反应前体,水热处理制备了新型氮掺碳量子点(CDs),能够高效、简便地检测食品中的H2O2含量;并采用透射电镜(TEM),以及傅里叶变换红外光谱(FTIR)等方法进行分析表征。结果表明,CDs的荧光量子产率约为5.22%,粒径约为20 nm,而且具有石墨烯结构,其表面也含有较丰富的羟基、氨基和羧基等功能性官能团。此外,Fe3+可以猝灭CDs溶液的荧光,而Fe2+几乎不影响;按照CDs与Fe3+混合后荧光几乎消失时的浓度配比,将Fe3+替换成同等浓度Fe2+再分别加入不同浓度的H2O2,快速混均后测量其在320 nm激发光下的荧光发射图谱,绘制标准曲线,H2O2浓度在0~60 μmol·L-1内线性关系良好,相关系数R2约为0.990 0,检测限约为0.65 μmol·L-1。本研究结果为快速检测食品中的H2O2提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2021, 35(5): 1154-1161. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.05.1154为了规范食品安全标识,防止非食用性的狐狸肉添加到肉品中导致伦理、宗教等敏感问题,迫切需要建立狐狸肉源性成分鉴定方法。本研究以狐狸、牛、羊、猪、鸭、驴和鼠肉以及模拟掺假样本为研究对象,根据狐狸线粒体基因序列设计特异性交叉引物组合,Bst DNA聚合酶反应体系经63℃恒温扩增60 min,扩增产物经电泳检测和一次性核酸试纸条检测,显示结果一致,建立了交叉引物等温扩增技术与核酸试纸条检测结合的快速检测狐狸源性成分的方法。本研究建立的狐狸肉源性成分特异性的等温扩增体系,对单一狐狸源性DNA成分的灵敏度为10 ng·μL-1,对狐狸肉与羊肉混合物中狐狸肉成分的检出比例为1%,可为肉制品市场现场检测提供简便、经济、快速有效的技术支持。
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核农学报. 2021, 35(5): 1162-1169. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.05.1162为研究紫外处理和热激处理对芥菜芽苗生理生化及其褪黑素富集的调控机制,本试验以芥菜籽粒为试材,研究经紫外处理和热激处理芥菜芽苗的主要生理生化指标及褪黑素合成关键酶基因表达情况。结果表明,经紫外处理和热激处理后,发芽期间,芥菜芽苗的芽长显著低于对照组(CK),可溶性蛋白含量和总抗氧化能力均显著高于CK(P<0.05),在观察时间点(4 和7 d),热激处理发芽4 d的芥菜芽苗褪黑素含量最高,分别是CK和紫外处理的2.89和2.47倍。发芽期间,紫外处理和热激处理各关键酶基因表达量存在显著差异,热激处理4 d时芥菜芽苗TDC2、T5H2及SNAT4的表达量较CK均显著上调,而SNAT2及ASMT3的表达量显著下调(P<0.05)。本研究表明热激处理可作为芥菜芽苗富集褪黑素的有效手段。
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核农学报. 2021, 35(5): 1170-1177. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.05.1170食品在保藏、运输过程中,极易受到微生物污染而引起腐败变质,亟需有效的抑菌防腐措施。植物精油作为天然抑菌剂,具有易挥发、可降解、低残留、低毒性、环境友好的特点,已成为食品行业研究开发的热点。本文综述了植物精油的来源和活性成分、抑制真菌生长、抑制真菌毒素产生及其在食品保藏中的应用现状,以期为进一步开发与利用植物精油作为天然抑菌剂和食品保鲜剂提供参考。
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核农学报. 2021, 35(5): 1178-1187. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.05.1178为探讨周年不同施氮组合对冬小麦-夏大豆轮作体系土壤氮素及产量影响规律,于2017—2018年,在伊宁县农业科技示范园内开展大田试验,以冬小麦-夏大豆轮作为研究对象,在前茬麦季设置4个施氮水平:0(N0)、104(N1)、173(N2)、242 kg·hm-2(N3);后茬大豆设置3个施氮水平:0(S0)、69(S1)、138 kg·hm-2(S2),研究周年不同施氮组合对两季作物收获后农田0~100 cm土层土壤硝态氮(NO3--N)、铵态氮(NH4+-N)含量、无机氮残留量及产量的影响。结果表明,冬小麦不同施氮水平土壤NO3--N及NH4+-N含量均在20~40 cm土层达到最大值,且N3的土壤NO3--N和NH4+-N含量最高,分别达到14.65 mg·kg-1和4.26 mg·kg-1,土壤NO3--N含量平均分别较N0、N1、N2增加了92.86%、44.69%和17.03%,土壤NH4+-N平均依次增加了69.95%、26.10%和8.46%;而冬小麦施氮量越高,其土壤无机氮残留量越大,以麦季N3平均最高,为200.62 kg·hm-2。此外,前茬麦季施氮还能影响后茬大豆土壤中NO3--N、NH4+-N含量及无机氮残留量;夏大豆的土壤NO3--N和NH4+-N含量也在20~40 cm土层达到最大值,且N3S2的土壤NO3--N、NH4+-N含量及无机氮残留量最大,平均分别为18.61 mg·kg-1、 5.10 mg·kg-1、258.36 kg·hm-2。在麦季施氮173 kg·hm-2时(N2),冬小麦产量最高,平均为7 828.64 kg·hm-2,平均分别较N0、N1、N3增加35.45%、16.77%、6.26%;且在此基础上夏大豆当季再施氮69 kg·hm-2时(S1),夏大豆获得产量最高,平均为2 988.93 kg·hm-2,其周年总产量也达到最高平均,为10 817.5 kg·hm-2。综上所述,麦季施氮173 kg·hm-2,豆季施氮69 kg·hm-2既有利于提高麦豆周年产量,又能减少土壤氮素的残留量,可为当地一年两熟制高效施氮制度提供一定的参考标准。
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核农学报. 2021, 35(5): 1188-1195. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.05.1188为比较不同覆盖材料对枣园土壤温湿度及灵武长枣果实品质的影响,以灵武长枣为试验对象,采用园艺地布、秸秆进行全园覆盖,并以清耕为对照(CK),定期测定土壤温湿度变化,枣吊生长和果实有机酸含量、可溶性糖含量、Vc含量等。结果表明,与CK相比,园艺地布覆盖处理枣园日平均土壤温度提高0.7℃,而秸秆覆盖处理的土壤温度降低了2.0℃;2种材料覆盖处理均明显提高枣园日平均土壤湿度,其中园艺地布覆盖处理较CK提高了3.1%,秸秆覆盖处理较CK提高了2.8%;2种材料覆盖处理均对灵武长枣营养生长和果实品质有显著影响,其中秸秆覆盖处理果实的可溶性糖含量较CK提高了33.7%,可溶性固形物含量提高了20.0%。园艺地布覆盖处理果实Vc含量较CK提高了14.8%,可溶性糖含量提高了24.1%。因此,园艺地布、秸秆覆盖能够促进灵武长枣营养生长,提高果实品质。本研究为西北干旱、半干旱地区枣园生产提供了参考。
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核农学报. 2021, 35(5): 1196-1208. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.05.1196为探索不同施氮量对宁夏旱区马铃薯块茎淀粉形成和产量的影响机理,分别于2017年(平水年)和2019年(丰水年)在宁夏南部山区开展大田试验,以马铃薯栽培品种青薯9号为材料,采用单因素随机区组试验设计,以不施氮肥(N0)为对照,研究施纯氮量75(N1)、150(N2)、225 kg·hm-2(N3)对马铃薯淀粉含量、淀粉形成关键酶及产量的影响。结果表明,随着施氮量的增加,总淀粉和支链淀粉含量呈先上升后下降的趋势,以N2最高,分别较N0显著提高21.23、26.42个百分点(2017年)和19.74、24.93个百分点(2019年);而直链淀粉含量随着施氮量的增加而增加,在N3达到最高,比N0增加1.59个百分点(2017年)、1.78个百分点(2019年)。腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPP)和淀粉分支酶(SBE)均以N2最高,分别较N0增加了57.38%、36.83%(2017年)和67.19%、29.01%(2019年);而可溶性淀粉合酶(SSS)和束缚态淀粉合酶(GBSS)活性则以N3最高,分别较N0增加33.90%、49.51%(2017年)和46.02%、51.00%(2019年)。相关、通径分析结果表明,淀粉含量与淀粉合成关键酶均呈正相关,AGPP、SSS、GBSS在淀粉合成过程中的直接贡献较大;与N0相比,N1~N3在2017年和2019年的产量分别增加了10.72%~21.02%和8.40%~16.30%,以N2的产量最优;综合产量回归曲线分析可知,达到最高产量的最佳施氮量为150~184(2017年)、150~196 kg·hm-2(2019年)。因此,建议宁夏旱区马铃薯施氮量为150~200 kg·hm-2,该条件能有效提高淀粉形成关键酶活性,加快淀粉形成和积累,促进马铃薯产量增加,从而提高当地农民的经济收益。
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核农学报. 2021, 35(5): 1209-1220. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.05.1209为研究紫茎泽兰叶片提取物对杂草生长发育的抑制效应及作用机制,用纸卷发芽和盆栽试验等方法,研究了不同浓度梯度(200、400、600、800、1 000 mg·L-1)的紫茎泽兰叶片提取物,对鬼针草、马齿苋、猪毛菜和鹅绒藤4种田间杂草种子萌发和幼苗生长的影响。发芽试验结果表明,杂草种子的萌发指标随提取物浓度增加而降低,当提取物浓度为600 mg·L-1时,其发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数均显著低于空白对照。盆栽试验结果表明,提取物对供试杂草幼苗根长和鲜重的抑制率均呈现鹅绒藤>猪毛菜>马齿苋>鬼针草的趋势。提取物处理诱导了杂草体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性升高,并提升抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)和脯氨酸含量,同时,丙二醛(MDA)、超氧阴离子($O_2^{-}$)含量也明显升高。提取物对杂草的氧化胁迫作用,是导致种子萌发指标降低和幼苗生长受抑的内在机制。本研究结果为紫茎泽兰叶片提取物在农田杂草的防控应用提供了一定理论依据。
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核农学报. 2021, 35(5): 1221-1230. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.05.1221为了探究植物组合内各种植物对双酚A(bisphenol A, BPA)的生理生化响应机制,及植物组合较单一植物在植物修复双酚A中的优势,本试验以湿地植物芦苇(Phragmites australis)、香蒲(Typha orientalis)和荻(Triarrhena sacchariflora)为材料,研究了3种植物及其组合对BPA的生理响应。结果表明,在一定BPA浓度下,部分植物组合可以显著提高植物鲜重、干重、光合色素含量、抗氧化酶活性[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)]、抗氧化非酶物质、渗透胁迫物质;显著降低活性氧积累量和质膜过氧化水平。其中,芦苇和香蒲的植物组合对BPA胁迫的耐受能力增加最为明显,干重最高达到同一处理下单一植物的1.09和1.23倍,总叶绿素含量达到1.15和1.13倍, CAT达到1.30和1.17倍,脯氨酸(Pro)含量达到1.09和1.16倍,H2O2含量达到0.82和0.91倍,丙二醛(MDA)含量达到0.87和0.88倍。本研究为揭示植物组合较单一植物在植物修复BPA中优势的生理调控机制提供了参考依据。
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核农学报. 2021, 35(5): 1231-1242. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.05.1231为探讨菌糠原料及其所制备生物炭的理化性质与其对染料孔雀石绿吸附性能之间的内在关系,以香菇菌糠为原料,在不同热解温度下(350℃和750℃)制备菌糠生物炭(LS350和LS550),研究热解温度对生物炭理化性质与染料吸附性能的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术对吸附前后的菌糠和菌糠生物炭进行表征,探究其吸附机理。结果表明,随热解温度的升高,吸附剂比表面积增大,芳香化增强,草酸钙(碳酸钙)组分增多,这些理化性质是引起生物炭吸附性能差异的重要原因;批量吸附试验表明,香菇菌糠和菌糠生物炭对孔雀石绿的吸附过程符合准一级动力学模型与Redlich-Peterson模型。由Langmuir模型计算得到香菇菌糖、LS350和LS750的最大吸附量分别为6 785.65、6 986.74和13 118.43 mg·g-1,LS750的吸附量最高。吸附机理表明,香菇菌糠和菌糠生物炭对孔雀石绿的吸附过程主要包括氢键作用、π-π共轭作用、静电引力、阳离子交换等机制。以香菇菌糠为原料制备的生物炭对阳离子染料孔雀石绿具有高效吸附性能,且可重复利用,可为菌糠生物炭应用于印染废水处理提供理论依据和实践支撑。
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核农学报. 2021, 35(5): 1243-1251. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2021.05.1243为探讨提高旱地麦田休闲期土壤蓄水保水能力、保证旱地小麦稳产高产的有效途径,本研究采用双因素裂区试验,主区为耕作方式(深松、深翻和旋耕),副区为保水剂施用量(0、45、90 kg·hm-2),研究了耕作方式和施用保水剂对土壤含水量、土壤养分、旱地小麦产量和水分利用率的影响,并分析了土壤含水量、生育期耗水量与旱地小麦产量及其构成因素和水分利用率之间的相关关系。结果表明,与休闲期旋耕相比,休闲期深松提高了播前20~160 cm土层的土壤含水量,休闲期深翻提高了播前0~20 cm和60~140 cm土层的土壤含水量,加速了收获期20~200 cm土层的水分利用;并通过增加穗数和穗粒数使旱地小麦产量分别提高了12.63%和6.88%,显著提高了水分利用率和降水利用率,20~40 cm土层有机质、碱解氮、速效磷含量总体提高。休闲期耕作,配施保水剂45 kg·hm-2显著提高了旱地小麦休闲期蓄水保水能力、水分利用率和产量。休闲期深松增产效果和提高水分利用率效果优于休闲期深翻。旱地小麦产量和降水利用率与播前60~120 cm土层含水量呈正相关。本研究结果为晋南旱地小麦优化耕作方式和保水剂施用量提高产量和水分利用率提供了理论依据,对旱地小麦稳产高产、减小年际间产量波动具有重要意义。
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