2022年, 第36卷, 第2期 刊出日期：2022-02-10
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核农学报. 2022, 36(2): 245-250. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.02.0245
水稻稻瘟病是水稻的重要病害之一,给我国甚至全世界的水稻安全生产带来了巨大隐患。选育优质抗稻瘟病恢复系,进而培育稻瘟病水稻杂交组合,是选育抗稻温病品种的有效途径之一。本研究以双抗77009为抗性基因Pigm-1的供体亲本,以感病恢复系R20为受体亲本,通过杂交和连续回交方法,并利用分子标记辅助选择技术,定向改良优质水稻恢复系R20的稻瘟病抗性,得到4个R20的抗病改良系。室内接菌和田间自然诱发鉴定结果表明,R20-1、R20-2、R20-3和R20-4改良系均表现为抗稻瘟病;遗传背景恢复分析显示,这4个改良系基本恢复受体亲本的背景;农艺性状分析表明,R20-1、R20-2、R20-3与受体亲本R20的株高、穗长、有效穗、每穗颖花数、结实率、粒长、粒宽和千粒重等性状相比,没有显著差异,而R20-4的粒长和千粒重与R20相比显著增加。本研究利用分子标记辅助技术改良了恢复系R20稻瘟病抗性,而且改良系R20-4在抗病的同时产量得到了提高,为抗稻瘟病基因Pigm-1的分子育种研究提供了参考依据。
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核农学报. 2022, 36(2): 251-258. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.02.0251
籽仁蔗糖含量是影响花生食味品质的重要因素。为了建立花生籽仁中蔗糖含量的高效检测技术,本研究采集了149份花生籽仁的近红外光谱,结合化学法测定籽仁蔗糖含量,采用偏最小二乘法 (PLS) 构建花生籽仁蔗糖含量近红外预测群体模型。结果显示,预测模型的决定系数(R2)为0.898,校正标准偏差(SEC)为0.253,20份外部验证材料的预测值和化学值的R2为0.873,预测模型具有较高的可信度,运用该模型筛选徐花17号诱变群体,从1 965份M2单株籽仁中获得4份的突变体。本研究为优质食味花生种质资源的筛选和品种选育奠定了基础。
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核农学报. 2022, 36(2): 259-269. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.02.0259
硫解酶(thiolase)是脂肪酸代谢的关键酶,在植物次生代谢合成、生长发育以及抵抗非生物胁迫中均发挥重要作用。为探究谷子硫解酶基因家族的基本特征,本研究利用生物信息学方法,对谷子硫解酶基因家族成员进行了鉴定,对蛋白理化性质及系统进化、基因结构、染色体位置、启动子、基因进化进行了分析;采用转录组测序进行了根、茎、叶、穗组织表达谱分析,运用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)测定干旱胁迫下谷子硫解酶基因家族成员的表达水平。结果表明,谷子硫解酶基因家族共有5个成员,位于4条染色体上,编码的蛋白长度为401~461 aa,分子量为41~49 kDa,均含有硫解酶特有的2个保守基序。系统进化分析显示,谷子硫解酶基因家族分为2个亚家族(KAT和ACAT),KAT型硫解酶编码基因有14个外显子,ACAT型硫解酶有13个外显子。基因进化分析显示,谷子硫解酶基因既存在功能冗余也存在功能分化。谷子硫解酶编码基因启动子序列中含有光响应、激素类响应、胁迫诱导等多种顺式作用元件。谷子不同组织中硫解酶基因表达谱显示,KAT型硫解酶基因在根、茎、叶、穗部位均高表达;而ACAT型硫解酶基因仅在根和穗部位有较高的表达。干旱胁迫下,谷子硫解酶基因家族成员表达量均明显上调。本研究为揭示谷子硫解酶的功能及其在谷子抗旱育种中的应用提供了理论基础。
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核农学报. 2022, 36(2): 270-281. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.02.0270
为分离甘薯[Ipomoea batatas (L.) Lam.]交替氧化酶(AOX)基因家族成员,分析其在甘薯应答生物和非生物胁迫中的响应模式,本试验在筛选甘薯基因组的基础上,进行基因克隆和测序,最终从心香甘薯中获得3个AOX基因家族成员。基因结构分析结果表明,3个甘薯AOX基因的cDNA全长依次为963、1 080 和1 032 bp,分别编码320、359和343个氨基酸,均含4个外显子和3个内含子,将其分别命名为IbAOX1a(GenBank登录号:MT992313)、IbAOX1b(GenBank登录号:MT992314)和IbAOX2 (GenBank登录号:MG450566.1)。蛋白同源性分析结果显示,甘薯AOX蛋白序列在C端十分保守,仅在N端有较小差异,且序列中都存在特有的EXXH、FXHR和EEE-Y铁离子结合保守结构域。亚细胞定位预测结果表明该基因家族成员主要定位在线粒体。蛋白质二级结构预测表明,该基因家族成员主要以α-螺旋、β-转角、延伸链和不规则卷曲为主。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析结果表明,IbAOXs基因的表达具有组织特异性,IbAOX1a在叶片中表达最高,IbAOX1b和IbAOX2在块根中高表达,IbAOX1a和IbAOX2在花蕾中几乎不表达。IbAOX1a和IbAOX1b在低温、干旱和盐胁迫的幼苗中均表达上调。IbAOX1a在低温块根中的表达高峰显著高于IbAOX1b,而在腐皮镰刀菌(Fusarium solani)侵染的块根中IbAOX1b的表达量显著高于IbAOX1a。无论在甘薯幼苗或块根中,IbAOX2对各种胁迫都没有响应,呈现组成型表达模式。本研究为甘薯AOX基因的功能挖掘及甘薯抗逆品种筛选提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2022, 36(2): 282-290. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.02.0282
为明确贵州省施秉县过路黄叶斑病的病原种类,探索该病害的生物防治方法,本试验利用组织分离法、致病性测定法获得致病菌株GLHYB,并结合形态学特征和基于内转录间隔(ITS)、β-微管蛋白(β-tubulin)、延伸因子(EF-1α)3个基因构建系统发育树,将该菌株鉴定为腐皮镰刀菌(Fusarium solani)。利用组织块培养法、平板对峙法从太子参(Pseudostellaria heterophylla)健康块根内分离筛选出1株对F. solani抑菌率达50%以上的拮抗细菌X14,根据生理生化特性及16S rDNA、促旋酶(gyrAse)A亚单位基因序列分析,将X14鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。该菌株能引起F. solani菌丝畸形和膨大,且具有广谱抑菌性,对4种供试病原真菌的抑菌率为50%~70%。本研究为防治镰刀菌属引起的过路黄叶斑类病害提供了生物材料及理论参考。
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核农学报. 2022, 36(2): 291-301. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.02.0291
番茄生产是现代蔬菜生产的主导产业,因经济价值高,成为乡村振兴的优势产业。然而番茄生产大多面临番茄黄化曲叶病毒(TYLCV)和其他病毒的严重威胁。最新研究发现双链RNA结合蛋白(DRB)在植物RNA干扰(RNAi)抗病毒通路中发挥重要作用。为探究番茄DRB(SlDRB)基因抗TYLCV防御反应,本研究通过生物信息学方法鉴定并分析番茄DRB基因的基础性质,包括DRB基因家族进化树、基因结构和基因染色体上的位置、保守基序、组织特异性表达等,同时利用实时荧光定量(qRT-PCR)技术检测SlDRB基因家族对TYLCV的防御反应。结果表明,番茄含有8个SlDRB基因家族成员,分布于6条染色体上,其中3个SlDRB基因位于1号染色体。番茄DRB家族可分出3个亚族,即DRB2/3、DRB6/7和DRB1/4/5/8,不同的亚族内含子数量和蛋白结构分布有所差异。亚细胞定位结果表明SlDRB1、SlDRB5、SlDRB6、SlDRB7和SlDRB8定位于胞外,SlDRB2和SlDRB3定位于细胞质,SlDRB4定位于细胞核。不同SlDRB基因的组织特异性表达差异明显,但是在叶片组织中大多数SlDRB基因表达相对适中,在根、花、果组织中多数基因表达水平相对较高。所有SlDRB基因在番茄受TYLCV侵染后表达水平均有升高,根据表达趋势分为四类:第一类基因SlDRB7、SlDRB8,表达水平持续上调;第二类基因SlDRB2、SlDRB3,在病毒接种第7天表达上调,在第14天下调;第三类基因SlDRB1、SlDRB4,仅在病毒侵染7 d表达上调;第四类基因SlDRB5、SlDRB6,仅在病毒侵染14 d表达上调。本研究在番茄上鉴定了8个SlDRB基因,并明确了该基因参与植株抗病毒的防御反应,为研究SlDRB在番茄RNAi抗病毒中的功能与作用奠定了基础。
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核农学报. 2022, 36(2): 302-312. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.02.0302
拟南芥TOC1基因是中央振荡器的重要组成部分,其编码的蛋白质TOC1通过光周期途径调控拟南芥对光照的响应。为了揭示高羊茅FeTOC1基因的生物学功能,本研究通过同源克隆获得该基因全长cDNA序列,对其在不同光照水平下的表达模式进行分析,并对其编码的蛋白质进行亚细胞定位。结果显示,高羊茅FeTOC1基因的全长cDNA序列为1 557 bp,编码517个氨基酸; 其编码的蛋白质N端存在大约120个氨基酸组成的非典型PR结构域,C端则存在大约50个氨基酸构成的CCT结构域; 系统进化树分析显示高羊茅FeTOC1蛋白质与禾本科大麦、小麦及粗山羊草亲缘关系高达99%。将构建的目的蛋白与GFP融合表达载体注射入烟草中,发现FeTOC1主要定位在细胞核中。实时荧光定量分析发现,叶片中FeTOC1表达在长、短日照下表现出一定的昼夜节律性,表达峰值均出现在光照0~4 h;相比于持续黑暗,持续光照显著地削弱了FeTOC1表达的振荡节律;颠倒昼夜节律,FeTOC1基因的表达首先受外界昼夜交替信号的调节。综上所述,FeTOC1基因在高羊茅生物钟调节中发挥着重要作用。本研究结果为进一步探索FeTOC1基因的功能,进而培育适应短日照地区牧草新品种提供了一定的理论基础。
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核农学报. 2022, 36(2): 313-321. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.02.0313
单萜化合物是香味文心兰花香的主要成分。为研究文心兰单萜化合物合成的分子机理,本试验以文心兰香味品种红梦香为材料,基于文心兰转录组数据克隆获得萜类合成酶基因OnTPS,利用生物信息学方法鉴定其分子特性,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析其表达模式。结果表明,OnTPS的开放阅读框为1 797 bp,编码598个氨基酸,其编码蛋白质含有单萜合成酶基因家族典型的RRx8W、DDXXD和XDLGTSXXE保守基序,与铁皮石斛α-松油醇合成酶和月桂烯合酶序列同源性达68%,属于TPSb亚家族。亚细胞定位分析发现OnTPS蛋白质定位于质体中。qRT-PCR分析表明,OnTPS主要在红梦香萼片和花瓣中表达;在开花过程中,该基因在盛花期高表达,且呈明显昼夜节律变化;OnTPS在不同梦香品种花中也有较高表达。本研究构建了OnTPS过表达载体,并成功在文心兰瘤状物中瞬时表达。该研究结果为文心兰OnTPS的生物学功能研究及花香遗传改良提供了理论参考。
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核农学报. 2022, 36(2): 322-328. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.02.0322
为了探究硝酸还原酶基因启动子中硝酸盐响应元件NRE2缺失对烟草植株氮代谢的影响,以烤烟品种K326为材料,采用CRISPR/Cas9基因编辑技术获得了烟草NIA1和NIA2基因启动子中NRE2元件缺失的突变体材料,并于同一氮素营养条件下培养,测定烟草植株氮代谢相关生理指标。结果表明,与野生型相比,单突变体和双突变体叶片中的硝酸还原酶活性下降了18.1~25.6个百分点,NO3-含量下降了1.5%~4.3%,亚硝酸还原酶活性和NO2-含量仍保持在较高水平;单敲除突变体的总氮含量与野生型相比无显著差异,双敲除突变体的总氮含量显著下降了0.88个百分点。本研究为深入了解硝酸盐调控网络以及选育低硝酸盐积累的烟草新品种提供了理论依据。
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核农学报. 2022, 36(2): 329-340. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.02.0329
马铃薯块茎产量性状复杂,由多个产量组分构成。为探究马铃薯块茎不同顶端优势类型、植株主茎数和产量组分的相关性,本研究对国际马铃薯中心引进的102份高代品系块茎的发芽情况进行筛选,以12个顶端优势强弱程度不同的马铃薯品系为试验材料,在马铃薯植株盛花期测定主茎数;收获期统计小区产量、小区大薯产量、小区小薯产量、单株产量、单株大薯产量、单株小薯产量、单株结薯数、单株大薯数、单株小薯数;贮藏期测定芽眼个数、发芽个数、发芽长度等,分析马铃薯块茎不同顶端优势类型与植株主茎数及产量组分的相关性。结果表明,12个马铃薯品系根据块茎的发芽情况可分为四种顶端优势类型。对发芽率和发芽长度的分析结果表明,四种顶端优势类型马铃薯品系的发芽率存在显著差异,发芽长度在第90天时差异不显著。对主茎数、小区产量、小区大薯产量、小区小薯产量、单株产量、单株大薯产量、单株小薯产量、单株结薯数、单株大薯数、单株小薯数的分析表明,四种顶端优势类型马铃薯品系的主茎数、小区产量、小区大薯产量、单株产量、单株大薯产量、单株小薯产量、单株结薯数、单株大薯数、单株小薯数差异显著,小区小薯产量差异不显著。方差分析表明,马铃薯块茎顶端优势显著影响植株主茎数及产量组分中的单株小薯产量、单株结薯数、单株大薯数、单株小薯数。相关性分析表明,主茎数与单株结薯数等产量组分无显著相关性。本试验研究了马铃薯产量组分中不同性状之间的相关性,对于结薯特性不同的品种的选育,不同结薯类型品种在生产中采用不同的栽培模式,以及提高田间管理效率和促进产量增加均具有重要意义。
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核农学报. 2022, 36(2): 341-349. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.02.0341
为考察微波辐射处理对浓香型白酒中挥发性物质的影响,本试验采用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)对不同微波辐射条件下白酒样品中挥发性物质成分进行检测分析。结果表明,新酿优级酒在微波辐射温度45℃,微波辐射时间80 min,微波辐射功率500 W条件下,其挥发性物质的种类及比例与四年中级酒最接近;与新酿优级酒相比,最佳微波辐射酒以及四年中级酒中酯类含量分别上升31.20%和21.57%,醇类含量分别下降21.99%和47.64%,醛类含量分别下降14.18%和9.00%,酸类含量分别下降18.07%和22.90%,表明微波辐射催陈白酒效果与自然陈化变化趋势一致。本研究结果为微波辐射作用于白酒催陈提供了理论支持和实践基础。
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核农学报. 2022, 36(2): 350-361. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.02.0350
为探索不同干燥方式对海鲜菇复水及品质特性的影响,分别采用真空冷冻干燥(不加热冻干、加热冻干、热泵干燥、热风干燥4种干燥方式对海鲜菇进行干制,结合海鲜菇干品的质构特性和复水率,通过低场核磁共振技术动态分析海鲜菇干品复水过程中水分的迁移和分布规律,并通过线性回归分析不同干燥方式与海鲜菇干品核磁参数、质构特性与复水率的相关性。结果表明,4种干燥方式制备的海鲜菇干品在复水过程中均会出现结合水、不易流动水和自由水3个组分峰,随着复水时间的增加,不易流动水、自由水含量呈显著上升趋势,结合水含量变化不大。真空冷冻干燥处理(不加热冻干、加热冻干)组海鲜菇的复水特性最好,热风干燥海鲜菇的复水特性最差。复水过程中真空冷冻干燥处理组海鲜菇的硬度、咀嚼度较小,热风干燥和热泵干燥组海鲜菇的硬度和咀嚼度较大。干燥方式对海鲜菇的复水及品质特性有显著影响,真空冷冻干燥有利于海鲜菇的干制。研究结果可为基于低场核磁共振技术研究不同干燥方式对海鲜菇复水及品质体系影响预测模型的建立提供参考。
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核农学报. 2022, 36(2): 362-368. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.02.0362
为探讨外源一氧化氮(NO)协同1-甲基环丙烯(1-MCP)处理对水蜜桃常温贮藏品质、活性氧代谢及其对货架期的影响,本研究以湖景蜜露水蜜桃为试材,采用0.5 μL·L-1 1-MCP、25 μmol·L-1硝普钠水溶液浸泡(NO)、1-MCP协同NO(NO+1-MCP)共3种处理方式,将其置于28±2℃室温中贮藏7 d。结果表明,NO+1-MCP处理能显著抑制膜脂过氧化作用,减少$O_{2}^{-\cdot }$、H2O2等活性氧物质积累,降低细胞膜相对电导率及丙二醛(MDA)含量,维持较高的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,较好地延缓桃果贮期果实硬度、维生素C(Vc)含量等品质因子下降,进而延长水蜜桃的常温货架期,其保鲜效果优于单独使用NO或1-MCP(P<0.05)。本研究为软质型水蜜桃的常温货架期保持提供了方法参考及理论依据。
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核农学报. 2022, 36(2): 369-375. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.02.0369
为建立绿色、高效、高选择性合成虎杖苷十一碳烯酸酯双前药的生物催化体系,本研究以棉状嗜热丝孢菌(Thermomyces lanuginosus)脂肪酶(TLL)为催化剂,以反应介质、底物摩尔比、温度及反应时间等因素为变量,探究了TLL催化虎杖苷十一碳烯酰化反应的特性。结果表明,TLL可在丙酮中实现对虎杖苷的高效转化,产物均为6″-单酯(100%);在最优条件下,该酶促反应的初速度、底物转化率和6″-区域选择性分别达20.8 mmol·L-1·h-1、100%和100%。TLL在不同有机介质中催化虎杖苷酰化反应的动力学特征差别较大,但在丙酮中的Km值最小、Vmax和Vmax/Km最大,分别为24.7 mmol·L-1、68.9 mmol·L-1·h-1和2.79 h-1,表明在丙酮中酶与底物的亲和力更强,催化效率更高,因此丙酮是该酶促反应的适宜溶剂。本研究不仅丰富了非水相酶学基础理论知识,更为绿色高效的酶催化技术改造传统化学合成过程提供了借鉴。
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核农学报. 2022, 36(2): 376-383. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.02.0376
为探索体外消化对油茶蒲活性成分的影响,本试验以油茶蒲为原料,分析消化前后油茶蒲提取物、水相、正丁醇相、乙酸乙酯相对α-葡萄糖苷酶抑制活性的变化,采用高效液相色谱(HPLC)、分子对接进一步探索油茶蒲中抑制α-葡萄糖苷酶的主要活性物质。结果表明,油茶蒲提取物、乙酸乙酯相、正丁醇相、水相对α-葡萄糖苷酶的IC50为0.27~1.17 μg·mL-1,经体外模拟消化后,IC50上升至0.34~2.36 μg·mL-1,其中乙酸乙酯相的活性最强。油茶蒲提取物成分分析结果显示,体外消化能影响各相萃取物的总酚含量,其中乙酸乙酯相的总酚含量最高(44.49 μg·mL -1)且在体外消化中具有良好的稳定性。相关性分析结果表明,油茶蒲提取物中有5个化合物与α-葡萄糖苷酶的IC50呈显著相关,其中包括3-O-甲基鞣花酸-4'-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(MEAG)。AutoDock分子对接结果也表明,MEAG具有良好的α-葡萄糖苷酶抑制活性,以及最佳的结合能(-7.99 kcal·mol-1)和估计抑制常数(1.40 μmol·L -1), 其主要通过氢键和疏水作用与α-葡萄糖苷酶的氨基酸残基相互作用。本研究结果为开发新型α-葡萄糖苷酶抑制剂以及油茶蒲资源利用提供了数据参考。
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核农学报. 2022, 36(2): 384-391. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.02.0384
为科学评价银鲑不同部位肌肉的营养品质及风味差异,本试验以银鲑背部和腹部肌肉为原料,通过测定银鲑不同部位肌肉的基本营养成分、氨基酸和脂肪酸组成,分析其营养学特征;采用气相离子迁移谱仪(GC-IMS)分析不同部位肌肉的特征风味。结果表明,除灰分外,银鲑背部和腹部肌肉的营养组成存在显著差异,腹部肌肉粗脂肪含量高达10.93 g·100 g-1,是背部的2.75倍,而腹部肌肉的粗蛋白和水分含量则显著低于背部。背部和腹部肌肉氨基酸总量分别为59.78和44.83 g·100g-1,必需氨基酸比例均在40%以上,符合FAO/WHO推荐的蛋白质营养评价的理想模式。背部和腹部肌肉鲜味氨基酸总量分别为23.23和17.65 g·100g-1。2个部位肌肉含有种类丰富的脂肪酸,其中多不饱和脂肪酸含量最高,分别为70.1%和71.2%;背部和腹部Σn-6PUFA与Σn-3PUFA的比值为分别为0.78和1.22,远低于WHO/FAO建议的标准(4~6)。共分离鉴定出酮类、醛类、醇类、酯类、烷烯烃以及含硫化合物等33种挥发性成分,银鲑背部和腹部肌肉挥发性风味物质组成和含量差异明显。本研究结果为银鲑的精深加工与综合利用提供了科学依据。
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核农学报. 2022, 36(2): 392-401. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.02.0392
为探讨不同品种甘薯淀粉特性与其粉条品质的关系,本研究选用济薯25、济薯26以及商薯19共3个品种于丘陵山地进行试验,收获后进行块根干物质含量、产量测定以及淀粉分离,分析淀粉组分、老化和糊化特性,并对粉条品质进行测定。结果表明,济薯25的薯干产量显著高于其他2个品种(P<0.05),且3个品种的淀粉结晶结构、形态相似。3个品种甘薯的淀粉含量、组分以及糊化特性不同,其中济薯25淀粉的灰分和蛋白质含量、最终黏度、回生值高于其他2个品种,商薯19淀粉的直链淀粉、磷和粗纤维含量最高。济薯25淀粉加工的粉条硬度、拉伸强度和剪切性能均优于商薯19和济薯26。相关关系分析发现,直/支链淀粉比值与粉条硬度、拉伸强度和剪切行为呈正相关,淀粉的峰值黏度、最终黏度、回生值与其粉条硬度呈负相关。因此,筛选出的甘薯品种济薯25较适合粉条加工,适宜在丘陵山地种植,这不仅促进了丘陵山区甘薯产业的可持续发展,也为甘薯产业带动乡村振兴提供了品种支撑。
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核农学报. 2022, 36(2): 402-413. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.02.0402
为了解我国西北地区蔬菜水果和食用菌的质量安全情况及暴露风险,本试验从2018至2020年在我国甘肃省平凉市进行样品抽取,共测定2 435份蔬菜水果和食用菌样品中46种农药残留的含量。通过农药残留风险评估方法分析了9类别蔬菜水果和食用菌中农药残留的分布和相关性,并对蔬菜和水果中农药残留情况进行了风险排序,以及暴露风险、预警风险和急慢性膳食风险等多种风险评价。结果表明,有34份样品不合格,样品不合格率为1.40%;在已检测的2 435份样品中,有435份样品检出农药残留,检出率为17.86%,共检出28种农药残留;通过风险排序方式检出的高风险农药有久效磷、联苯菊酯、甲胺磷、克百威、氧乐果、甲维盐和溴氰菊酯7种,中风险农药有毒死蜱、氯氰菊酯、丙溴磷、氟虫腈、啶虫脒和甲氰菊酯6种,低风险农药4种,极低风险农药11种;其中毒死蜱存在中度预警风险,其他检出的27种农药残留存在低度预警风险;甲氰菊酯急性参考剂量(%ARfD)值为160.07%(>100%),急性膳食风险不可接受,其余27种检出农药残留的急性膳食风险可以接受;检出的28种农药残留慢性膳食风险每日允许摄入量(%ADI)值均低于100%,慢性膳食风险可以接受。本研究为我国西北地区蔬菜水果和食用菌中的农药残留风险监测提供了参考依据。
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核农学报. 2022, 36(2): 414-421. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.02.0414
随着我国经济社会不断发展与科技水平日益提高,真空冷冻干燥(freeze-drying,FD)技术作为一种可以有效保持物质细胞组织结构、生物活性成分、色香味形口感以及营养健康功效的干燥技术,日益得到食品科技界和产业界的高度关注。近些年在营养健康食品精准设计制造中得到了快速、广泛的应用。本文从FD技术、装备和产品的历史、现状与发展趋势三个维度,从科技和产业两个角度分析FD技术在食品工业中的现状与未来, 为FD技术在未来食品领域的广泛应用提供参考。
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核农学报. 2022, 36(2): 422-434. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.02.0422
为了明确不同施氮量对高温胁迫后马铃薯块茎淀粉合成酶、淀粉含量及产量的影响,本研究于2019―2020年在宁南山区海原县进行田间试验。供试品种为青薯9号,通过搭建高温棚构建高温环境,设2个温度处理(T1:块茎形成初期高温胁迫,T2:自然温度),4个氮肥水平(不施氮N0:0 kg·hm-2,低氮水平N1:75 kg·hm-2、常规氮水平N2:150 kg·hm-2、高氮水平N3:225 kg·hm-2),测定马铃薯块茎支链淀粉、直链淀粉、总淀粉含量,腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGP)、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UGP)、淀粉分支酶(SBE)、可溶性淀粉合酶(SSS)、束缚态淀粉合酶(GBSS)活性和产量。结果表明,高温胁迫后各施氮水平下的减产率不同,介于3.03%~10.35%之间,其中N2的减产率最低,其常温处理与高温胁迫下的产量分别为43.95和41.54 t·hm-2;各施氮水平下的直链淀粉、支链淀粉与总淀粉含量下降率分别介于8.84%~17.71%、13.44%~25.67%以及12.77%~23.90%之间,且处理间均表现为N2>N3>N1>N0,这也与各淀粉合成酶活性大小关系相吻合;本研究还发现,高温胁迫下N0、N1的淀粉合成酶活性下降幅度大于N2、N3。综上,本试验条件下,150 kg·hm-2的施氮量可以在高温胁迫后维持淀粉合成酶较高的活性,并明显减小了淀粉含量的下降幅度,使马铃薯保持较高的淀粉合成能力,从而减少产量的损失,保证经济效益。本研究探究了适量施氮对马铃薯高温胁迫的缓解效应,明确了其缓解机理,为马铃薯抗逆高产栽培提供了理论依据。
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核农学报. 2022, 36(2): 435-444. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.02.0435
为探究追氮量对不同黑小麦品种(系)籽粒产量和品质的影响,本研究采用大田裂区试验设计,主区为11个黑小麦品种(系),副区为追施氮量0(N0,对照)、34.5(N1)、51.8(N2)、69.0(N3)kg·hm-2, 于小麦灌浆期测定旗叶叶绿素含量(SPAD值),成熟期测定籽粒产量及产量构成要素、籽粒氮素含量和品质指标。结果表明,旗叶SPAD值在追氮处理下均增加,除B145-2、L10056、L10058的旗叶SPAD值在N1最高,其余8个品种(系)的旗叶SPAD值均随追氮量增加而升高。追施氮肥均有利于增加黑小麦产量,与N0相比,N1、N2和N3的产量增幅分别为15.2%~99.7%、17.5%~80.9%和0.7%~69.9%。11个品种(系)获得最高产量的适宜追氮量因品种而异,其中L10056、B120-2、运黑14207籽粒产量随追氮量增加而增加,B145-2、L10058籽粒产量在N2最高,其余6个品种(系)籽粒产量在N1最高。追氮量、品种及二者交互均对产量及构成因素存在极显著影响。追施氮肥能够提高多数黑小麦品种籽粒氮素含量,其中B145-2、L10058和运黑14207在N2最高,18鉴46、临黑131、冬黑1号、临黑187、2002-4、运黑161在N1最高。追氮量与籽粒产量、氮含量、蛋白含量呈正相关(相关性不显著),而产量与籽粒蛋白含量及多数品质指标存在极显著负相关关系。综合考虑黑小麦产量及品质的提高,追氮量在34.5~51.8 kg·hm-2之间较为适宜。本研究结果可为黑小麦合理施用氮肥提供参考。
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核农学报. 2022, 36(2): 445-455. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.02.0445
为探究有机栽培对稻田土壤养分及不同食味型水稻产量和品质形成的影响,本研究以味优高产型粳稻(南粳46和苏香粳100)和味中高产型粳稻(常农粳8号和淮香粳15号)为材料,设置有机和常规2种栽培模式,对多个关键生育期(分蘖期、抽穗期、灌浆结实期和成熟期)的0~10 cm和10~20 cm土层养分含量及不同食味型粳稻的产量和品质进行比较。结果表明,分蘖期到成熟期,0~10 cm和10~20 cm土层速效磷和速效钾含量均表现为常规栽培<有机栽培;除成熟期外,有机栽培下0~10 cm和10~20 cm土层碱解氮和有机质含量在各生育时期均显著大于常规栽培。有机栽培较常规栽培降低了2种食味型粳稻的穗数,降幅均为20%左右,但提高了味中高产粳稻每穗粒数,分别提高了5.60%和6.35%,并降低了味优高产粳稻每穗粒数,分别降低了2.17%和2.52%。通径分析表明,栽培方式和品种对穗数均表现为负效应,其中栽培方式影响最大,品种较栽培方式对千粒重和结实率的影响最大。另外,有机栽培显著改善了2种食味型粳稻的外观品质、食味品质和RVA谱特征值。相关性分析表明,土壤碱解氮含量与直链淀粉含量呈显著负相关、与蛋白质含量呈显著正相关;而速效磷和速效钾含量均与直链淀粉和蛋白质含量呈显著负相关。本研究结果为优化水稻有机栽培技术、提高稻米的产量和品质提供了理论依据。
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核农学报. 2022, 36(2): 456-465. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.02.0456
为了明确枣园种植长柔毛野豌豆(Vicia villosa Roth.)对土壤养分和细菌群落的影响,本试验以5年生金丝4号(Zizyphus jujuba Mill.)为试材,研究了枣园不同生草处理(清耕、自然生草、长柔毛野豌豆)对土壤基本理化指标和土壤细菌群落的影响。结果表明,与清耕(对照)相比,枣园生草提高了土壤含水量、全氮、有效磷、有效钾和有机质含量,降低了土壤pH值、含盐量和容重;同时也显著提高了土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶和蛋白酶活性,均以长柔毛野豌豆处理最高。高通量测序结果表明,变形菌门、放线菌门和酸杆菌门为优势种群,相对丰度之和占42.4%~76.0%;γ变形菌纲、放线菌纲、α变形菌纲和芽孢杆菌纲为优势菌纲,其相对丰度占31.2%~68.0%。α多样性分析表明,长柔毛野豌豆处理较自然生草和清耕处理能够提高土壤细菌群落的丰度、种群丰度和多样性指数;β多样性分析表明,生草处理与清耕处理的细菌群落系统发育组成存在显著差异。冗余分析(RDA)表明,不同生草处理下土壤细菌群落相对丰度与土壤养分及酶活性存在一定相关关系。综上所述,枣园种植长柔毛野豌豆可提高土壤营养水平和果实品质、改善土壤细菌群落结构和多样性。本研究为推广应用枣园种植长柔毛野豌豆提供了理论依据。
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核农学报. 2022, 36(2): 466-472. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.02.0466
为探讨内生真菌印度梨形孢(Piriformospora indica)对樱桃番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)产量、品质及采后抗性的影响,本研究以杭杂5号樱桃番茄幼苗为试验材料,于温室大棚盆栽条件下在植株根部接种印度梨形孢,待果实成熟时测定果实的产量、自然腐烂率、对病原菌的抗性及贮藏期的品质变化。结果表明,苗期植株接种印度梨形孢对樱桃番茄总产量无显著影响,但能提高樱桃番茄果实品质,果实可溶性蛋白含量、维生素C含量分别比对照高0.03 mg·g-1和3.9 mg·100g-1;能延缓贮藏期果实硬度、维生素C和可溶性蛋白含量的下降;能提高果实的采后抗性,果实采后自然腐烂率、黑斑病和灰霉病的发病率分别比对照降低了25.0、20.0和17.5个百分点。苗期接种印度梨形孢诱导果实抗性的可能机制包括提高了果实的采后品质,降低了果实软化速度从而延缓了果实成熟衰老的进程,激活了贮藏期间与抗性相关的过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)的活性。本研究结果为印度梨形孢在樱桃番茄生产上的应用提供了理论基础。
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核农学报. 2022, 36(2): 473-480. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.02.0473
为了揭示宛氏拟青霉提取物(ZNC)诱导小白菜抗低温胁迫的作用机理,本研究以黄秧小白菜为试验材料,探究叶喷不同浓度(20、30、40 ng·mL-1)ZNC对低温下小白菜生长的影响。结果表明,低温下,与清水对照相比,喷施不同浓度的ZNC均可显著提高小白菜的SPAD值、株高和地上部鲜重。ZNC还提高了小白菜叶片内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性,并降低了过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)的积累量。此外,ZNC不仅可以通过上调小白菜抗寒基因BrCBF和BrCOR14的表达水平增加渗透调节物质,如可溶性蛋白和脯氨酸的含量,还可以增加赤霉素(GA)和吲哚乙酸(IAA)含量,降低脱落酸(ABA)含量。上述结果表明,ZNC可通过降低低温对小白菜细胞膜造成的氧化损伤,增加渗透调节物质积累以保持细胞结构稳定,提高(GA+IAA)/ABA比值来促进小白菜生长,最终增强小白菜对低温胁迫的抗性。本研究为降低低温对蔬菜的危害提供了有效手段。
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核农学报. 2022, 36(2): 481-487. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.02.0481
多年来国内学术界对英文词汇biochar的中文应表述为“生物炭”还是“生物质炭”存在争议。本文根据逻辑学关于概念及语词、定义及划分的基本方法,试图剖析生物炭(生物质炭)概念的内涵与语词的混乱现象,澄清当前生物炭定义及划分等方面存在的逻辑问题,旨在深入理解生物炭的专业术语、促进科学知识的传播和科技成果的推广应用。
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