2022年, 第36卷, 第11期 刊出日期：2022-11-10
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核农学报. 2022, 36(11): 2093-2103. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.11.2093
水资源短缺一直是制约西北干燥区水稻生产的主要因素之一,在水稻某一或全生育期节水有利于缓解该区域农业用水。为挖掘水稻耐旱种质资源和培育耐旱品种,对西北干燥区种植的粳稻种质资源进行种子萌发期的耐旱性鉴定和评价,本研究首先以PEG-6000为渗透剂对6份不同耐旱性水稻材料进行模拟干旱处理,研究了粳稻种子在0%、5%、10%、15%、20%的PEG-6000溶液胁迫下的萌发情况,分析了种子的相对发芽势、相对发芽率、相对根长、相对芽长、活力指数、相对根芽鲜重、相对根芽干重和萌发耐旱指数的变化。结果表明,15%PEG-6000可作为粳稻种子萌发期耐旱性鉴定的最佳浓度。在此基础上,进一步利用该处理浓度对139份不同来源的粳稻种质资源进行萌发期耐旱性鉴定,以筛选浓度时选用的8个耐旱指标作为评价指标,通过主成分分析法确定了相对发芽势、相对芽长、活力指数、萌发耐旱指数为4个关键指标,利用隶属函数结合权重分析法得到了萌发期粳稻种质资源耐旱性的综合评价值D。根据D值排序,筛选鉴定到萌发期耐旱性强的5个粳稻种质:松粳3号、通院515、龙粳807、松粳20和Farry。通过聚类分析将139份粳稻种质资源划分为4个亚群,第Ⅰ和Ⅲ亚群(除个别种质为中等耐旱种质外)均为旱敏感亚群,第Ⅱ亚群为耐旱和中等耐旱混合亚群,第Ⅳ亚群为中等耐旱亚群。本研究构建的聚类图中,活力指数与D值表现出较好的一致性。本研究结果可为种子萌发期粳稻种质资源耐旱性快速鉴定和评价提供参考。
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核农学报. 2022, 36(11): 2104-2114. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.11.2104
为解析我国主栽日本栗品种资源的遗传多样性并构建其指纹图谱,本研究通过毛细管电泳和高质量的17个SSR分子标记对日本栗品种资源进行位点检测。结果显示,日本栗与茅栗具有较近的种间亲缘关系。在59份日本栗品种(系)中共检测到131个等位位点,每个标记平均有7.706个等位位点;多态信息含量(PIC)变幅为0.375~0.815,平均值为0.605;供试日本栗品种表现出高的遗传多样性。系统发育树、群体结构和主坐标分析结果一致,支持中国境内的部分日本栗品种(系)独立形成一个分支,且大多品种为杂交资源。此外,本研究根据多位点匹配分析确定了CmSI0922、CmSI00702和CmSI0658为核心引物,并利用这3个核心引物构建了59份日本栗品种(系)的指纹图谱。综上所述,相比其他栗属植物,日本栗分布范围较狭窄,但其具有丰富的遗传多样性,且品种资源间存在广泛的基因流。本研究成功构建了59份日本栗品种(系)资源的具有唯一对应关系的指纹图谱,为栗属植物的资源鉴定和保护利用提供了有力支撑。
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核农学报. 2022, 36(11): 2115-2123. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.11.2115
为比较二倍体及其同源四倍体木薯叶片之间的差异,本试验以木薯华南205、南植199的二倍体及其同源四倍体植株为材料,测定其叶片形态结构和逆境生理指标,鉴定其抗螨性,并进行相关性分析。叶片形态结构和生理指标测定结果表明,木薯同源四倍体的叶片厚度、中裂叶宽、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅海比、下表皮厚度、下角质层厚度、单宁含量、多酚氧化酶以及苯丙氨酸解氨酶活性均高于其二倍体,中裂叶长、叶形指数、气孔密度和丙二醛含量均低于其二倍体。抗螨性鉴定结果发现,木薯同源四倍体的抗螨性均强于其二倍体。相关性分析结果表明,螨害指数与叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、下表皮厚度、下角质层厚度、多酚氧化酶活性以及苯丙氨酸解氨酶活性呈极显著负相关,与单宁含量呈显著负相关,与气孔密度、丙二醛含量呈显著正相关。本研究为木薯倍性育种、抗性育种工作提供了科学依据。
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核农学报. 2022, 36(11): 2124-2136. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.11.2124
千粒重是作物产量构成的三要素之一。增加粒重是提高作物产量的重要途径。为阐明高梁千粒重的遗传机理,本试验以主要来自于我国16个高粱种植省份的242份高粱品种(系)组成的关联群体为研究材料,借助覆盖全基因组的2 015 850个高质量SNPs标记,采用多位点分析软件mrMLM 4.0 R软件包中的mrMLM、FASTmrMLM、FASTmrEMMA、ISIS EM-BLASSO、pLARmEB、pKWmEB 6种模型,对2018—2020年贵州贵阳、浙江杭州、海南乐东、海南陵水3年4点7个环境的高梁千粒重进行全基因组关联分析。结果表明,7个环境的高梁千粒重均表现连续正态分布,呈现明显的数量性状遗传特性,变异范围于10~50 g之间。利用6个模型共检测到323个与千粒重显著关联的数量性状核苷酸位点(QTNs),这些位点不均匀地分布在10条染色体上。单个QTN可解释0.4%~26.6%的表型变异。不同模型检测到的位点数目不同,FASTmrMLM模型最多,然后依次是pKWmEB模型、pLARmEB模型、mrMLM模型、ISIS EM-BLASSO模型和FASTmrEMMA模型。合并共同QTNs后得到96个显著影响千粒重的QTNs,其中4个QTNs与前人报道的高粱基因位点重叠,另有4个QTNs包含与水稻中克隆的粒重相关基因qGW7/GL7、BG2、OsARF4、RSR1、TGW6等同源的基因。本研究结果为探究高粱千粒重性状分子遗传机理和高粱分子设计育种提供了科学依据。
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核农学报. 2022, 36(11): 2137-2147. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.11.2137
黄秋葵(Hibiscus esculentus L.)纤维素和木质素的大量积累极易引起果实老化,而植物MYB转录因子参与纤维素和木质素等生物合成与沉积,在次生细胞壁形成中起着重要的调控作用。为研究MYB转录因子在黄秋葵老化中的作用,从黄秋葵果实转录组测序数据库中筛选得到10条功能注释为MYB基因的片段序列,克隆获得了HeMYB4、HeMYB6、HeMYB26、HeMYB28、HeMYB44、HeMYB46、HeMYB59、HeMYB86、HeMY108和HeMYB113的基因全长,分析其核苷酸及编码氨基酸序列特征,同时进行了亚细胞定位、磷酸化位点、功能域、进化等生物信息学分析。结果显示,10个MYB基因均定位于细胞质膜上,具有丰富的磷酸化位点和功能域,与拟南芥等物种中参与纤维素和木质素合成的MYB蛋白亲缘关系较近。通过实时荧光定量PCR分析黄秋葵MYB基因家族的10个基因在果实发育过程、采后常温贮藏期间的表达,结果发现,HeMYB46、HeMYB86、HeMY108的表达量与纤维素含量呈极显著正相关,推测上述基因在黄秋葵果实衰老过程纤维素合成中起重要作用;HeMYB46、HeMYB59的表达量与木质素含量呈极显著正相关,推测其在木质素合成中起到重要调控作用。本研究结果初步明确了黄秋葵MYB转录因子在黄秋葵老化过程中的作用, 为黄秋葵的生产、分子育种等提供了理论基础。
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核农学报. 2022, 36(11): 2148-2157. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.11.2148
温度是影响桃树生长发育以及地理分布的一个重要环境因子。为解析桃品种丁家坝的抗寒机制,挖掘抗寒关键基因,本研究选取低温耐受型丁家坝和敏感型加纳岩桃叶片为试验材料,对叶片在4℃条件下处理2、6和12 h的生理生化变化以及转录本进行对比分析。结果表明,低温诱导下两种桃叶片的电解质渗透率和丙二醛含量均随着冷诱导时间的延长而逐渐增加,并在6 h时出现激增。同时,可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸等重要渗透调节物质随着处理时间的延长逐渐上升,丁家坝的增长趋势高于加纳岩。转录组分析结果显示,丁家坝和加纳岩在冷处理下分别鉴定到569和505个差异基因。丁家坝鉴定到的569个差异基因显著富集在植物与病原菌互作、丝裂原活化蛋白激酶MAPK信号通路-植物和倍半萜和三萜生物合成等代谢通路。通过研究发现,植物与病原菌互作和MAPK信号通路以及MPK3/6、WRKY22和WRKY24等相关基因在丁家坝的抗寒过程中发挥重要作用。本研究结果为桃抗寒机制的深入研究奠定了理论基础,为桃抗寒新品种的培育提供了候选基因。
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核农学报. 2022, 36(11): 2158-2165. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.11.2158
短链脱氢/还原酶(SDR)是一类NAD(P)(H)依赖的氧化还原酶,负责催化生物体内各种代谢活动的氧化还原步骤。为了探究苹果(Malus domestica)SDR(MdSDR)蛋白的功能,利用农杆菌介导的苹果组培苗瞬时转化技术在苹果叶片中瞬时表达MdSDR,然后通过刺伤接种法研究过表达MdSDR对叶片抗病性的影响;利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测瞬时表达MdSDR后苹果中脂肪酸生物合成相关基因的表达水平;利用气相色谱分析技术检测瞬时表达MdSDR苹果叶片中的脂肪酸含量;利用尼罗红染色检测苹果叶片中的脂滴(LDs)积累情况。结果表明,瞬时表达MdSDR显著增强了苹果叶片对腐烂病菌(Valsa mali)的抗病性,试验组叶片病斑直径相比对照组减小约14.46%(P<0.001);瞬时表达MdSDR后苹果叶片中脂肪酸生物合成相关基因的表达显著上调(P<0.001),其中MdACCase上调48.41倍,MdKAR上调129.79倍,MdENR上调168.20倍,MdHAD上调8.67倍,MdβCT、MdKASⅠ和MdKASⅡ均上调约5倍;然而过表达MdSDR后苹果叶片中脂肪酸的积累水平无显著变化(P>0.05);进一步研究发现,过表达MdSDR后苹果叶片中调控脂滴合成的基因MdSEIPIN显著上调表达(P<0.05),脂滴数量大量增加。本研究初步证明MdSDR能够通过促进脂肪酸的合成,间接提高脂滴的数量,从而提高苹果的抗病性,为苹果抗性品种的研究提供了一定的理论基础。
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核农学报. 2022, 36(11): 2166-2174. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.11.2166
为探究黄芩叶斑病的病原种类,筛选有效的杀菌剂,本研究从甘肃省定西市陇西县黄芩主产区采集黄芩叶斑病病叶,采用组织分离法进行病原物的分离,通过病原菌的形态特征并结合rDNA转录间隔区(rDNA-ITS)、过敏原基因(Alt a1)、质膜腺苷三磷酸基因(ATPase)和组蛋白基因(His 3)4个基因序列对病原菌进行种类鉴定,采用菌丝生长速率法测定4种杀菌剂对病原菌的抑菌作用。结果表明,引起陇西县黄芩叶斑病的病原菌为茄链格孢(Alternaria solani)和细极链格孢(Alternaria tenuissima),其中细极链格孢为优势病原菌;室内毒力测定表明,97%咯菌腈的抑菌作用最强,对茄链格孢(A. solani)和细极链格孢(A. tenuissima)均有较好的抑菌作用,EC50分别为0.06和0.04 mg·L-1。本研究在国内首次报道了茄链格孢(A. solani)和细极链格孢(A. tenuissima)是引起黄芩叶斑病的病原菌,可为科学诊断该病害、研究其发生规律和田间防治提供理论基础和科学依据。
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核农学报. 2022, 36(11): 2175-2182. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.11.2175
为研究电子束辐照对天麻灭菌效果及其品质的影响,采用0(CK)、5、7、9、11、13 kGy剂量的电子束辐照处理天麻粉,测定天麻的微生物含量、色泽、理化性质、指纹图谱相似度及活性成分含量等指标。结果表明,经9 kGy辐照处理后,天麻中均未检出需氧菌、霉菌和酵母菌;辐照后天麻的L*值降低,9 kGy剂量总色差值变化最小;辐照对天麻的水分、总灰分含量均无显著影响,9~13 kGy吸收剂量下天麻的醇溶性浸出物含量显著增加(P<0.05);不同吸收剂量电子束辐照处理后天麻指纹图谱的相似度为0.995~0.998;辐照对天麻主要活性成分的总含量无显著影响(P>0.05)。综上,9 kGy电子束辐照处理既能减少天麻微生物含量,又能最大限度地保持其品质不受影响。本研究结果为电子束辐照在天麻灭菌工艺中的应用提供了理论基础。
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核农学报. 2022, 36(11): 2183-2189. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.11.2183
为探究茶树不同叶位的传统稳定同位素分布及其随时间的变化特征,本研究以龙井43#品种茶树为研究对象,采用元素分析-同位素比值质谱仪(EA-IRMS)对不同叶位叶片的碳同位素(δ13C)、氮同位素(δ15N)、氢同位素(δ2H)和氧同位素(δ18O)进行分析。结果表明,随叶位自上向下递增,叶片中δ13C、 δ15N和δ2H显著贫化,而δ18O呈现相对较弱的贫化,且第2~第5叶位叶片的同位素比值最高(21.0‰~25.0‰),相邻叶位的同位素分馏系数差异不大。此外,随着采样时间的变化和环境气候影响,前三叶位叶片的δ13C和δ15N总体呈现富集特征,而δ2H和δ18O出现先贫化后富集的变化特征。本研究结果为探究茶树不同叶位茶叶传统稳定同位素的分布提供了数据支撑,也为研究茶叶分馏机制和数据库构建奠定了基础。
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核农学报. 2022, 36(11): 2190-2198. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.11.2190
为更好地开发利用蚕豆资源,研究蚕豆发芽过程中蛋白质及蛋白抗氧化能力的变化规律,采用凯氏定氮法测定发芽蚕豆的蛋白质含量,采用氨基酸分析仪测定氨基酸组分含量,运用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)技术观察发芽蚕豆蛋白组成的变化,通过测定发芽蚕豆蛋白的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基和2,2'-联氮双-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(ABTS)自由基的清除能力分析其抗氧化能力。结果表明,蚕豆发芽过程中蛋白和氨基酸含量升高,促进部分蚕豆蛋白由大分子量转化分解成小分子量,提高了蚕豆蛋白的抗氧化能力,在蚕豆发芽第9天时蛋白质含量达到34.1 g·100g-1、氨基酸含量为29.16 g·100g-1,均达到最大值,蚕豆蛋白的自由基清除能力达到最强。综上,蚕豆的发芽过程可以增加蚕豆的营养物质成分含量,增强蚕豆的抗氧化能力。本研究结果为蚕豆蛋白、蚕豆芽等功能食品的开发利用提供了参考依据。
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核农学报. 2022, 36(11): 2199-2209. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.11.2199
为进一步利用鱼类加工副产物,采用微波技术预处理鳙鱼皮,碱性蛋白酶酶解制备鳙鱼皮水解物(FSH),将其与葡萄糖、木糖和核糖进行美拉德反应,评价美拉德反应产物的抗氧化活性和挥发性风味物质。结果表明,美拉德反应显著提高了鳙鱼皮水解物的抗氧化活性,核糖美拉德反应产物的抗氧化活性最高,在135℃、35 min条件下,核糖美拉德反应产物的总氧化活性为2 156 μmol·L-1 FeSO4,DPPH自由基清除能力达到96.53%,超氧阴离子自由基清除能力达到88.08%。采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用(SPME-GC-MS)分析美拉德反应产物的挥发性风味物质发现,呈肉香味的吡嗪、呋喃类杂环化合物相对含量增加,从而改善了鳙鱼皮水解物的风味。本研究结果为制备食品天然抗氧化剂提供了理论依据,为鱼类加工副产物高值化开发与利用提供了参考。
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核农学报. 2022, 36(11): 2210-2217. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.11.2210
为探究乌贼墨黑色素纳米粒(MNP)对明胶-普鲁兰多糖(Gel/Pul)复合膜的改性效果,本研究以乌贼墨为原料,利用动态高压微射流技术制备MNP,以明胶、普鲁兰多糖为成膜基质,添加MNP制备纳米复合膜,通过水蒸气透过率(WVP)、透油率、光学性能、机械性能和自由基清除率等指标,考察了MNP添加量对复合膜的物理特性和抗氧化能力的影响,并通过傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)进行微观表征,探究MNP与成膜基质间的相互作用。结果表明,MNP与Gel/Pul基质存在氢键的相互作用,具有良好的生物相容性;MNP的加入可以改善纳米复合膜的水蒸气阻隔性和机械性能;当MNP添加量为1 wt%时,复合膜的水蒸气透过率最小,抗拉强度达到最大值;随着MNP添加量的增加,纳米复合膜表现出优越的紫外阻隔性和抗氧化性能。本研究结果为MNP应用于可食膜改性及食品包装提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2022, 36(11): 2218-2228. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.11.2218
为促进大豆副产物资源利用,开发新型营养面制品,本试验以豆渣为原料,利用柠檬明串珠菌E12为发酵剂制作豆渣酸面团,探究不同豆渣酸面团添加量(0%、20%、30%和40%)对馒头面团(对应编号分别为S0、S20、S30和S40)发酵活力、动态流变特性、抗氧化特性以及膳食纤维含量的影响,并研究豆渣酸面团馒头(对应编号分别为CS0、CS20、CS30和CS40)的感官品质,以及在贮藏期间馒头质构和水分含量的变化。结果表明,添加豆渣酸面团会降低馒头面团的弹性、黏性和综合黏弹性。馒头面团的抗氧化特性以及膳食纤维含量随着豆渣酸面团添加量的增加而显著增加;当添加量为40%时,S40馒头面团的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除率和2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)自由基清除率分别达到15.61%和79.59%,比S0增加了5.10和15.02个百分点,总膳食纤维含量达到3.91 g·100g-1,比S0增加了138.79%。豆渣酸面团的添加量为20%时,CS20馒头的比容和延展率与CS0相比无显著差异,但对馒头的外观、色泽、风味和口感产生了积极影响,整体可接受度达到7.8。在贮藏5 d后,CS0的硬度、咀嚼性和胶着性分别增加了180.85%、69.62%和98.08%,而CS40分别增加了76.19%、30.88%和33.96%,与CS0相比增加量显著减小,且在贮藏期间CS40的水分含量始终高于CS0,表明豆渣酸面团有利于减缓馒头的老化。本研究为实现豆渣资源的合理化应用以及新型营养的酸面团产品开发提供了一定的理论基础。
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核农学报. 2022, 36(11): 2229-2238. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.11.2229
为探讨不同制粉方式及不同粒度对黑小麦流变学特性及加工品质的影响,将运黑161黑小麦经直接粉碎法和回添法制得的全麦粉分别过80、100、120目筛,以运黑161黑小麦面粉为对照,分析全麦粉淀粉含量、水合特性、发酵特性以及流变学特性。结果表明,直接粉碎且过80目筛的全麦粉支链淀粉含量最高,为80.18%,破损淀粉含量最低,为9.93%,溶解度、膨润力最小,分别为2.5%和3%。回添法制备的全麦粉面团发酵高度、持气率小于直接粉碎法。直接粉碎且过80目筛全麦粉的粉质质量指数最高,为59.5,形成时间和稳定时间分别为3.45和3.2 min,较接近于黑小麦面粉,且该全麦粉的阻力值、最大阻力值在醒发时间135 min时最大,用该全麦粉制作的面包感官得分最高。综上,以直接粉碎且过80目筛制备的全麦粉为原料制作的全麦面包品质较好。本研究结果为黑小麦全麦面包研发提供了理论基础。
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核农学报. 2022, 36(11): 2239-2248. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.11.2239
为解决葡萄园中由葡萄修剪产生的大量叶片残留问题,提高修剪产生的叶片的利用价值,本试验以8612、玫瑰香、红鸡心3个红叶葡萄品种和葡萄园皇后、玫瑰露、秋红3个绿叶葡萄品种不同发育时期的叶片为研究对象,利用MATLAB软件对整张叶片的图像数据进行提取,计算色差值;利用超高效液相-质谱法(LC-MS)检测花色苷的成分和含量,探讨不同发育时期叶片中花色苷不同组分的变化规律。结果表明,不同发育时期的红色和绿色叶片色差指数L*、a*、b*变化趋势明显不同,共检测到18种花色苷组分,包括花青素类(4种)、甲基花青素类(4种)、花翠素类(4种)、甲基花翠素类(2种)和二甲基花翠素类(4种)。以上5类花色苷在红色叶片中均被检测到,绿叶品种中未发现花翠素类和甲基花翠素类花色苷。花色苷定量结果显示,红色叶片不同发育时期花色苷含量为123.468~855.001 mg·100g-1,绿色叶片花色苷含量为4.407~44.517 mg·100g-1。甲基化类花色苷占比随叶片发育均逐渐增大。花色苷酰化修饰类型分析结果发现,香豆酰化类型花色苷含量高于其他酰化类型花色苷,在花色苷总含量中所占比例较高,而阿魏酰化和糖酰化类花色苷含量非常少。色差和不同类型花色苷成分的相关性分析结果表明,红色叶片的色差指数与更多类型的花色苷含量存在相关关系。红色葡萄叶片中花色苷种类丰富、含量较高,是花色苷类化合物的潜在来源,具有很大的利用价值。本研究通过对叶片中花色苷成分和含量进行了详细调查,为今后葡萄园中叶片的加工再利用提供了依据。
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核农学报. 2022, 36(11): 2249-2257. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.11.2249
毒氟磷是我国自主创制的新型植物抗病毒剂,研究毒氟磷的环境行为和归趋对科学评价其环境风险具有重要意义。本试验采用14C同位素示踪技术,以[噻唑基-2-14C]-毒氟磷为示踪剂,研究了毒氟磷在A和B两种水-沉积物系统中的好氧降解动态以及残留转化规律。结果表明,毒氟磷母体在两种水-沉积物系统中的水相消散和降解均符合一级动力学模型,其水相消散半减期分别为7.23 d (A)和13.86 d (B),在水-沉积物整个系统中的母体降解半减期则分别为121.60 d (A)和65.39 d (B)。毒氟磷在供试水-沉积物系统中的残留转化规律存在显著差异,培养结束时(培养时间为100 d),可提态残留在A和B系统中分别占放射性引入量的77.41%和43.71%,矿化量分别占放射性引入量的1.11%和2.83%,结合态残留分别占放射性引入量的24.11%和49.25%;较高的降解率和阳离子交换量是毒氟磷及其代谢产物在B系统中更易形成结合残留的主要原因。本研究结果为科学评价毒氟磷在水-沉积物系统中的安全性提供了基础数据和科学依据。
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核农学报. 2022, 36(11): 2258-2265. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.11.2258
为研究经赤霉烯酮(ZEN)自然污染与60Co-γ辐照处理后的玉米对绵羊定时人工授精中澳洲白种公羊、湖羊母羊的生殖性能的影响,本试验选取含ZEN玉米样本,分别用0、3、5、8、10 kGy剂量的60Co-γ辐照,并测定辐照后玉米主要营养成分变化。然后分别将未污染玉米(Ⅰ对照组)、经10 kGy 60Co-γ辐照的污染玉米(试验Ⅱ组)、污染玉米(试验Ⅲ组)饲喂定时人工授精的绵羊,检测澳洲白种公羊的精液质量,测定湖羊母羊的繁殖性能指标。结果表明,未经60Co-γ辐照的玉米含ZEN 2 153 μg·kg-1,在10 kGy 60Co-γ辐照剂量下,玉米中ZEN降解率为83.7%;当60Co-γ辐照剂量低于10 kGy时,玉米淀粉表面结构无变化,主要营养成分无显著变化。试验Ⅱ组澳洲白种公羊的采精量、精子活力、精子密度与试验Ⅲ组相比显著升高(P<0.05),与Ⅰ对照组相比无显著差异(P>0.05);试验Ⅲ组澳洲白种公羊第30天精子畸形率与试验Ⅱ组、Ⅰ对照组相比均显著升高(P<0.05),显微镜下观察可见双尾精子、双头精子、无尾精子等现象,其中双尾精子头部、尾部不完整;试验Ⅱ组湖羊母羊同期发情率、受胎率、产羔率和羔羊始重等指标与试验Ⅲ组相比显著升高(P<0.05),与Ⅰ对照组无显著差异(P>0.05)。综上,使用经10 kGy 60Co-γ辐照后ZEN含量低于2 153 μg·kg-1的玉米饲喂繁育绵羊,对绵羊定时人工授精无不利影响。本研究结果为60Co-γ辐照模式下玉米中赤霉烯酮和品质的变化对绵羊定时人工授精的影响研究提供了理论依据。
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核农学报. 2022, 36(11): 2266-2274. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.11.2266
为了明确叶面喷施亚硒酸钠对黑豆硒吸收转运特征及籽粒硒形态的影响,采用小区试验在黑豆结荚兴盛期进行一次性叶面喷施亚硒酸钠(施硒量分别为0、6、12、18和24 mg·m-2)处理,分析比较不同浓度亚硒酸钠处理下黑豆产量、各器官硒含量、籽粒有机硒转化率和品质性状的差异。结果表明,各施硒水平对黑豆各器官总硒含量均有提升作用,在24 mg·m-2硒处理时各器官总硒含量最大,根、茎、荚和籽粒硒含量分别较对照提高了8.74、8.37、9.85和65.21倍,硒处理后各器官总硒含量呈现籽粒>根≈荚>茎的特点。籽粒中硒以有机硒形态存在,且有机硒转化率随着亚硒酸钠浓度的增加呈下降趋势,在0、6、12、18和24 mg·m-2施硒处理时,有机硒含量分别为0.071 4、1.101 8、1.510 6、1.811 1和2.093 5 mg·kg-1,有机硒转化率分别为94.52%、84.81%、70.30%、60.11%和52.43%。叶面喷施亚硒酸钠显著提高了黑豆籽粒蛋白质含量和分离蛋白硒含量,但对脂肪含量的影响较小,在24 mg·m-2硒处理时蛋白质含量和分离蛋白硒含量分别较对照增加了2.4个百分点和117.35倍,分离蛋白硒含量占有机硒和总硒含量的比例分别为90.29%和47.39%。适宜浓度亚硒酸钠叶面喷施对黑豆产量具有促进作用,但浓度过高导致增产效果减弱。综上,叶面喷施亚硒酸钠可提高黑豆各器官总硒含量,但黑豆籽粒有机硒转化率随喷施浓度的增加呈下降趋势,且黑豆籽粒有机硒主要以蛋白质形式存在。本研究结果为应用外源硒强化技术生产富硒黑豆提供了科学依据。
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核农学报. 2022, 36(11): 2275-2285. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.11.2275
为探究菌糠多糖-纳米硒复合物对水稻的促生效果,以茶树菇菌糠多糖为原料,采用抗坏血酸为还原剂制备菌糠多糖-纳米硒复合物,并初步探索其对水稻种子萌发及水稻幼苗生长的影响。结果表明,当茶树菇菌糠多糖占比为10%、Vc与亚硒酸钠的配比为4∶1、反应时间为4 h、反应温度为50℃时,可以获得粒径最小且稳定的菌糠多糖-纳米硒复合物。该条件制备的茶树菇菌糠多糖-纳米硒复合物有一定的体外抗氧化能力,对水稻生长具有明显促进作用,且其促生效果高于单一的菌糠多糖,其中对水稻根部发育的影响尤为显著。进一步研究表明,当水稻幼苗叶面喷施菌糠多糖-纳米硒复合物浓度为20 mg·L-1时,根和叶中可溶性蛋白含量比对照分别提高了72.62%和27.80%,叶中可溶性糖含量增加了180.87%,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量分别增加了67%、58%、21%。叶面喷施对水稻的促生效果显著高于根部添加处理。本研究为菌糠多糖在农业领域的推广应用提供了理论与实践参考,同时也为利用外源性物质提高农作物生长提供了依据。
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核农学报. 2022, 36(11): 2286-2294. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.11.2286
为探明氮、磷、钾化肥减施下有机物料对砂姜黑土固碳培肥的影响,于2018—2020年开展大田试验,设置常规单施化肥(F)、常规施肥+生物炭(F+B)、化肥减量20%+生物炭(80%F+B)、常规施肥+秸秆还田(F+S)、化肥减量20%+秸秆还田(80%F+S)5个处理,分析水稻季化肥减量配施生物炭或秸秆还田对土壤总有机碳和活性有机碳含量、所占比例,碳库管理指数及养分含量的影响。结果表明,相较于单施化肥,常规施肥下增施生物炭土壤总有机碳含量显著提高19.6%。化肥减量配施有机物料显著提高了土壤水溶性有机碳、颗粒有机碳和易氧化有机碳含量,较F处理分别增加21.6%~28.6%、46.2%~61.1%和16.2%~36.3%,其中80%F+S处理土壤易氧化有机碳和颗粒有机碳含量、所占比例及土壤碳库管理指数均最高。F+B处理土壤有效磷和速效钾含量最高,较F处理分别提高11.1%和30.8%,其他处理有效磷含量则降低6.5%~15.7%。主成分分析表明,活性有机碳组分和碳库管理指数在80%F+S处理中具有较高载荷,而F+B处理土壤有效磷、pH和速效钾因子得分较高。化肥减施下秸秆还田有利于提高砂姜黑土活性有机碳含量、所占比例及碳库管理指数,而常规施肥下配施生物炭能够促进土壤总有机碳积累和磷、钾有效性。本研究结果可为沿淮平原稻麦轮作区化肥减量增效、农业废弃物资源化利用提供技术支撑。
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核农学报. 2022, 36(11): 2295-2306. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.11.2295
为明确夜间增温对小麦产量形成的影响,于2019—2020和2020—2021年两个小麦生长季,以苏麦188和安农0711为试验材料,采用被动式夜间增温方法,以不增温为对照,对小麦生育前期3个阶段(分蘖期至拔节期、拔节期至孕穗期、孕穗期至开花期)进行夜间增温处理,研究不同阶段夜间增温处理对小麦干物质积累、分配、转运以及产量的影响。结果表明,分蘖期至拔节期与拔节期至孕穗期夜间增温处理均能提高小麦孕穗期和开花期的旗叶叶面积,且分蘖期至拔节期夜间增温处理与对照差异显著,孕穗期至开花期夜间增温处理的旗叶叶面积较对照有所降低;在小麦拔节期和孕穗期时,分蘖期至拔节期与拔节期至孕穗期夜间增温处理较对照均提高了小麦的株高,开花期各增温处理的株高与对照无显著差异;分蘖期至拔节期与拔节期至孕穗期夜间增温处理均提高了小麦干物质的积累量和产量,在分蘖期至拔节期夜间增温处理下,苏麦188和安农0711的两年平均产量较对照分别提高了5.63%和6.77%。综上,分蘖期至拔节期夜间增温处理提高了小麦的叶面积和株高,使其获得更多的光能用于光合作用,最终增加了小麦的干物质积累量和产量。本研究结果为制定未来气候变化背景下的农业适应战略提供了理论依据。
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核农学报. 2022, 36(11): 2307-2315. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.11.2307
为了解析主要代谢成分与杉木(Cunninghamia lanceolata)应压木形成的关系,以3年生直立杉木苗为研究对象,与垂直方向倾斜45°放置30、60和90 d后观察其生长性状并测定木质纤维素含量,使用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对木质部代谢成分进行鉴定和解析。解剖发现应压木木质部管胞发生变形;化学成分测定发现总木质素和半纤维素含量增加,纤维素含量降低;GC-MS检测出应压木、对应木和直立木中共有成分20种,其中有机酸7种、单糖3种、二糖2种、醇类3种、氨基酸2种、酚类和糖苷类各1种;主成分分析结合显著性检验发现,3个时期应压木和直立木中有11种共有差异代谢物,其中乙醇酸、甘氨酸、核糖酸和棕榈酸在应压木中的含量显著低于对应木和直立木,苹果酸、松醇、肌醇、半乳糖和蔗糖在应压木中的含量显著高于对应木和直立木。本试验结果从代谢角度解释了杉木应压木形成中的生物学变化,可为揭示木材形成的分子机制提供新途径,并为高品质木材的定向培育和木材功能性改良提供理论依据。
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