核农学报

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陈莉敏, 李达旭, 白史且, 张玉, 毛德才, 廖兴勇, 杨晓玲

核农学报. 2022, 36(9): 1701-1706. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.09.1701

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为探明⁶⁰Co-γ射线辐射对金花菜(Medicago polymorpha L.)种子的生物学影响,本研究以金花菜干种子为材料,设置不同剂量(0、400、600、800、1 000、1 200 Gy)辐射处理,测定了发芽率、植株存活率、幼苗株高、分枝数、开花数量、荚果数量等指标,利用直线回归方程计算金花菜干种子的半致死剂量(LD₅₀)。结果表明,辐射剂量为400 Gy可显著提高金花菜种子的发芽率,发芽率随着辐射剂量的增加(400~1 200 Gy)逐渐降低;辐射剂量与成活率、幼苗株高、分枝数呈显著负相关;低剂量(≤600 Gy)可促进金花菜的种子萌发、生长和结实,高剂量(>600 Gy)则抑制金花菜的生长和结实;金花菜干种子辐射的LD₅₀为580 Gy。本研究结果为金花菜诱变育种提供了理论参考。

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山东石榴品种对枝条干腐病的抗性评价及其病原菌鉴定

丁宁, 于霞, 张雯, 房超琦, 王思贤, 王治国

核农学报. 2022, 36(9): 1707-1712. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.09.1707

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为明确山东省主要石榴品种对枝条干腐病的抗性及引起枝条干腐病的病原菌种类,本研究对山东省枣庄市的20个主要石榴品种进行田间抗性评价。通过组织分离法对病原菌进行分离,利用柯赫氏法则验证其致病性,并通过显微形态特征观察及分子生物学分析开展病原菌鉴定。结合形态学、致病性测定和分子生物学分析结果,将石榴枝条干腐病病原菌鉴定为单间座壳菌(Diaporthe eres)。抗性评价结果显示,白皮酸、碧榴表现为近免疫;大青皮、秋艳、岗榴1号、大马牙、峄城三白、冰糖籽、黑美人表现为抗病;枣庄玛瑙、墨石榴、九洲红、青皮软籽、黄金榴、枣庄软仁表现为中抗;冠榴、谢花甜、红皮马牙表现为感病;大红袍和泰山红表现为高感。筛选得到的近免疫、抗病品种可作为石榴抗性育种和种质资源改良提供研究材料。本研究结果为山东石榴枝条干腐病的抗病机理研究和系统性防控提供了参考。

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亚洲棉NCED3基因克隆及其抗旱功能分析

蔡肖, 王海涛, 李兴河, 甄军波, 刘琳琳, 刘迪, 迟吉娜, 张建宏

核农学报. 2022, 36(9): 1713-1722. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.09.1713

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9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)是脱落酸(ABA)合成过程中的关键限速酶,被证实广泛参与植物的生长发育进程及对非生物胁迫的应答。为了挖掘、鉴定棉花抗旱相关的NCEDs基因,本研究克隆了亚洲棉(Gossypium arboreum)GaNCED3基因,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析了干旱胁迫下该基因的表达特性;并遗传转化拟南芥(Arabidopsis thaliana),研究了该基因在干旱应答中的功能。结果显示,GaNCED3基因开放阅读框(ORF)全长为1 794 bp,其编码的蛋白质包含597个氨基酸。该基因在干旱胁迫处理后上调表达,在处理3 h的根中表达量最高,是对照的27.6倍。在萌发期进行甘露醇模拟的干旱处理,超表达GaNCED3的转基因拟南芥种子萌发率和绿苗率均高于野生型。在幼苗期进行自然干旱处理后,转基因拟南芥植株叶片丙二醛含量显著低于对照(P<0.05),游离脯氨酸积累量显著高于对照(P<0.05)。本研究初步证明了外源超表达GaNCED3基因使植株抗旱能力增强,为进一步研究GaNCED3干旱应答的分子机制提供了理论依据,为抗旱育种提供了候选基因资源。

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谷子GRAS转录因子家族的全基因组鉴定、表达分析及标记开发

王智兰, 韩康妮, 杜晓芬, 李禹欣, 连世超, 王军

核农学报. 2022, 36(9): 1723-1737. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.09.1723

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为了鉴定谷子GRAS家族基因并揭示SiGRASs响应外源植物激素和逆境胁迫过程的表达规律,本研究采用生物信息学方法对谷子GRAS转录因子家族进行全基因组鉴定,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)进行4种激素和2种胁迫处理后的表达分析,并根据SiGRAS23序列差异开发分子标记。结果表明,谷子全基因组共包含52个GRAS转录因子基因,大部分编码亲水性蛋白;82.69%的基因编码酸性蛋白,长度为362~734 aa,分子量为39.81~100.09 kDa,等电点为4.85~9.53。系统发育分析将谷子GRAS家族划分为10个亚家族。组织表达量分析表明,各亚族基因具有明显的组织表达特异性,LISCL、DELLA和SHR亚族基因分别在叶、茎和根中有较高的表达量,PAT1和HAM亚族大部分基因为组成型表达,但在叶中的表达量最高。SiGRASs启动子区含有多种植物激素、逆境响应相关的顺式作用元件;qRT-PCR结果显示,SiGRASs在不同激素和非生物胁迫下的表达水平存在较大差异,其中PAT1亚族中Seita.2G369400对6种不同的处理响应最为敏感;少数SiGRASs基因在各组织和各种激素和非生物胁迫处理下,表达量均在极低水平。DELLA亚族中的SiGRAS23在遗传群体AJF₅的双亲矮宁黄和晋谷21号间存在序列差异,据此开发的分子标记D8-1与该群体株高性状紧密连锁。本研究为解析谷子GRAS家族基因参与激素信号转导及逆境胁迫响应的功能研究奠定了基础,SiGRAS23的分子标记可用于今后谷子种质资源株高等位变异的筛选。

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铜胺氧化酶基因PpCuAO4在桃成熟中的功能鉴定

王伟, 程鑫, 崔振国, 蒋亚博, 谭彬, 程钧, 张郎郎, 冯建灿

核农学报. 2022, 36(9): 1738-1745. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.09.1738

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为明确铜胺氧化酶(CuAO)在桃果实成熟过程中的作用,分别采用1.0、5.0和10.0 mmol·L^-1的CuAO抑制剂氨基胍(AG)对黄水蜜桃果实进行喷施处理,并于桃果实成熟后测定果实硬度。结果表明,5 mmol·L^-1 AG处理组桃果实的硬度保持效果最好。进一步采用5.0 mmol·L^-1 AG处理黄水蜜桃果实,并测定果实成熟相关生理指标。结果表明,AG处理下桃果实在采后7 d内果实硬度均显著高于对照水平,乙烯释放量和呼吸强度均显著低于对照水平,表明抑制CuAO介导的多胺分解可显著延缓桃果实成熟。AG处理显著抑制乙烯合成、生长素转运和细胞壁降解相关基因PpACO1、PpACS、PpPIN1、PpGH3.3、PpPG和PpPME1的表达水平。为进一步明确CuAO在桃成熟中的功能,利用病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术沉默腐胺(Put)分解关键基因PpCuAO4。结果显示,转基因桃果实PpCuAO4表达水平仅为对照的18%,Put含量和果实硬度显著高于对照水平,而乙烯释放量和呼吸强度均显著低于对照水平。上述结果表明,PpCuAO4介导的Put分解可以促进桃果实成熟。本研究为进一步深入解析多胺(polyamine)调控桃果实成熟的机制提供了重要的理论依据。

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长白猪Plin3、Plin5基因克隆及表达规律研究

李鑫月, 郭振清, 张寒, 李红强

核农学报. 2022, 36(9): 1746-1754. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.09.1746

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脂滴包被蛋白3(Plin3)和脂滴包被蛋白5(Plin5)是细胞内脂滴包被蛋白(PAT)家族的成员,在脂滴合成方面具有重要作用。为探究Plin3和Plin5在长白猪中的序列和表达特征,利用PCR技术扩增该基因,采用生物信息学分析两者的序列特征,并利用实时荧光定量PCR技术检测其在长白猪11个不同组织中的表达特征。结果表明,长白猪Plin3序列全长1 403 bp,Plin5全长1 397 bp,两种蛋白二级结构均以α-螺旋为主,无规则卷曲次之,不存在跨膜结构,无信号肽结构,有多个磷酸化位点。检测两种基因在不同组织中的表达水平发现,Plin3在长白猪的11个组织中均有表达,其中在脾脏中的相对表达量显著高于其他组织(P<0.05),肝脏次之;Plin5在脂肪组织中的相对表达量显著高于其他组织(P<0.05),而在大肠和小肠中不表达。本研究为进一步探究长白猪Plin3和Plin5在脂质代谢中的作用机制提供了理论依据。

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褐斑病侵染下2,3-丁二醇-凹凸棒石复合制剂对草地早熟禾细胞壁组成物质及细胞壁降解酶活性的影响

张露露, 刘兴菊, 马源, 马晖玲

核农学报. 2022, 36(9): 1755-1765. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.09.1755

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为了探究2,3-丁二醇(2,3-BD)与凹凸棒石(PAL)复合使用对植物诱抗能力的提升效果,以草地早熟禾纳苏(Poa pratensis Nassau)为试验材料,2,3-BD-PAL为复合诱导制剂,立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)为接种病原物,对未诱导接菌、2,3-BD诱导接菌和2,3-BD-PAL复合诱导接菌后的植株叶片中细胞壁组成物质及细胞壁降解酶活性进行数据分析。结果表明,在病原菌胁迫期间,各处理组植株叶片中羧甲基纤维素酶(Cx)、β-葡萄糖苷酶(β-Glu)、滤纸酶(FPA)、果胶甲基半乳糖醛酸酶(PMG)和多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性均显著升高,而多聚半乳糖醛酸反式消除酶(PGTE)和果胶甲基反式消除酶(PMTE)活性变化不明显,其中Cx起主要降解作用。在胁迫3 d时,未诱导叶片Cx、β-Glu和PG等酶活性快速上升到最大值,而诱导处理有效抑制了酶活的增加。草地早熟禾经2,3-BD-PAL复合诱导处理后,能够稳定纤维素含量,高效促进果胶合成和木质素积累,抑制菌丝入侵,更大程度上降低Cx、β-Glu和PG等降解酶对细胞壁的破坏程度,其诱抗效果优于2,3-BD单独诱导处理。综上,2,3-BD与PAL复合诱导能够增强2,3-BD的诱导效果,提高植物抗病性,为2,3-BD在农业生产中的广谱性应用奠定了理论基础。

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盐度对湛江等鞭金藻生长、脂肪酸及藻际菌群的影响

叶凌志, 张琳, 田娇娇, 杨永艺, 徐继林

核农学报. 2022, 36(9): 1766-1774. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.09.1766

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为探究盐度对湛江等鞭金藻(Isochrysis zhanjiangensis)生长、脂肪酸组成及藻际菌群的影响,本研究将湛江等鞭金藻置于4个盐度(12、18、24和30)下进行半连续培养,达到稳定生长状态后测定细胞密度(OD₇₅₀)、叶绿素荧光参数及脂肪酸组成,并分析藻际菌群组成。结果表明,湛江等鞭金藻在盐度18~24下有着较高的细胞密度、最大光化学效率(F_v/F_m)及有效光化学效率(F'_v/F'_m)。盐度12、18和24下脂肪酸组成无显著差异。盐度30下饱和脂肪酸显著高于其他三组,而不饱和脂肪酸显著低于其他三组。综合来看,盐度18~24是湛江等鞭金藻生长和不饱和脂肪酸积累的最适盐度范围。采用16S rDNA扩增子测序分析藻际菌群,从Chao1、ACE和Shannon指数推测盐度12下藻际菌群多样性显著高于其他三组。主坐标分析(PCoA)表明,盐度18、24和30组间藻际菌群组成相似,与盐度12组差异明显。藻际菌群组成分析显示盐度12下优势菌为变形菌门(Proteobacteria),占比为92.70%,其中占比最多的属为短波单胞菌属(Brevundimonas)。盐度18、24和30下优势菌为蓝菌门(Cyanobacteria),占比分别为97.63%、97.41%和93.51%,说明盐度12和盐度≥18对于湛江等鞭金藻是两个差异巨大的生长环境,会使其藻际菌群组成发生剧烈变化。本研究为湛江等鞭金藻培养方案优化提供了数据支持,同时为深入探究盐度对湛江等鞭金藻藻际菌群的影响奠定了基础。

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基于Dual RNA-seq分析的褪黑素影响萝卜与链格孢菌互作的作用研究

李经纬, 夏铭, 黄廷敏, 祖贵东, 陆芳丽, 屈立武, 张万萍

核农学报. 2022, 36(9): 1775-1788. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.09.1775

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由芸薹链格孢菌(Alternaria brassicae)严重影响萝卜(Raphanus sativus)生产,外源喷施褪黑素可减轻病症,但褪黑素同时存在于植物和微生物中,外源喷施时可对感病植株上寄主和病原物的生命活动均有影响,其介导寄主-病原菌互作的作用模式。为解析褪黑素参与调控病叶上萝卜和链格孢菌互作的生理和基因转录机制,本研究通过对感黑斑病萝卜叶面外施0~1 500 μmol·L^-1浓度褪黑素,检测病情指数变化,同时利用互作转录组分析0、500和1 500 μmol·L^-1褪黑素处理下萝卜和链格孢菌转录水平变化。结果显示,50~500 μmol·L^-1褪黑素可分别显著提高萝卜和链格孢菌双方的生长势和抗逆性,且500 μmol·L^-1表现最优,1 000和1 500 μmol·L^-1与500 μmol·L^-1相比作用较小,呈明显剂量依赖型模式,但500 μmol·L^-1褪黑素处理下,萝卜对链格孢菌抗性明显提升。Dual RNA-seq检出萝卜基因组reads比对率>88%,链格孢菌基因reads比对率≤0.06%,萝卜差异表达基因数显著高于链格孢菌检出数。对萝卜及链格孢菌生长及抗逆性调控相关基因表达模式进行验证,基因表达模式基本与表型反应一致。综上所述,褪黑素介导萝卜与链格孢菌的作用存在低浓度促进、高浓度抑制的剂量依赖性效应,500 μmol·L^-1浓度下褪黑素对双方均具生长促进作用,但褪黑素对寄主的影响超过对链格孢菌的影响,最终表现为诱导萝卜对链格孢菌抗性增强。本研究为褪黑素在萝卜黑斑病抑制中的应用提供了数据支撑和理论基础,并在转录水平上初步解析了褪黑素参与萝卜对链格孢菌抗性变化的作用模式。

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电子束辐照对大黄品质及抗氧化活性的影响

付孟, 王丹, 何毅, 王钢, 唐艺文, 于明, 高鹏, 黄敏

核农学报. 2022, 36(9): 1789-1796. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.09.1789

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为探究高能电子束辐照对大黄的影响,以川产道地大黄饮片为试验材料,以未处理组及硫磺熏蒸组为对照,研究不同剂量(2、3、5、7、10、13、15、25 kGy)电子束辐照对大黄微生物数量、理化性质、活性成分、抗氧化活性的影响。结果表明,高能电子束辐照能降低大黄饮片中的微生物数量,3~5 kGy及以上剂量辐照使大黄微生物数量降至检测限以下,在360 d的贮藏期内微生物数量均控制在药典规定以下,保持较高的卫生标准,而经7 kGy及以上剂量辐照可完全灭菌。辐照对大黄干燥失重、总灰分含量无显著影响,水浸物含量显著增加,其5种蒽醌类成分含量略有增加。贮藏期内,大黄水浸物、蒽醌类活性成分含量明显下降,辐照处理能较好地保持大黄的质量。综合评价表明,3~5 kGy辐照剂量范围能有效杀灭大黄中的微生物,同时大黄水浸物含量明显增加,活性成分含量略有增加,适用于辐照后短期(约180 d)贮藏。7~10 kGy辐照处理能使微生物含量在一年贮藏期内处于较低水平,且对其活性成分含量具有较好的保持作用,适用于辐照后长期(约360 d)贮藏。本研究结果为高能电子束辐照技术在大黄及其制剂的加工与贮藏中的应用提供了一定的理论参考。

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西藏茶叶稳定同位素特征与区域差异及环境因子关系分析

李梁, 李春霖, 王贞红, 刘振东, 聂晶, 张永志, 袁玉伟

核农学报. 2022, 36(9): 1797-1804. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.09.1797

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西藏茶叶具有高原茶品质特征,是助推西藏经济发展的重要高价值农产品。为探明西藏茶叶同位素特征,探索气象环境对茶叶同位素的影响,本研究收集了西藏不同海拔地区茶叶以及全国主产区茶叶样品,分析茶叶中稳定同位素值(δ¹³C、δ¹⁵N、δ²H、δ¹⁸O),同时收集部分采样点的环境气象信息,结合偏最小二乘法(PLS)探究西藏茶叶同位素特征及环境因子关联性。结果表明,西藏茶叶δ¹³C值分布于-31.9‰~-27.8‰之间,随海拔升高而降低,显著低于其他主产区样品(P<0.01),δ¹³C值主要与采样当月的日照时间和气温有关;西藏茶叶δ¹⁵N与其他主产区样品无显著差异,且与环境气象因子关联性较弱;δ²H值介于-111.5‰~-40.5‰之间,与环境气象因子关联性最强,受相对湿度等多种因素影响; δ¹⁸O值介于22.2‰ ~ 27.6‰之间,主要与气温关系密切。本研究结果为西藏茶叶产地特征挖掘提供了研究思路,为西藏茶叶品牌保护提供了一定的理论依据。

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真空冷冻干燥果胶-纤维素-小分子糖气凝胶质构研究

李卓豪, 毕金峰, 易建勇, 冯舒涵, 郭玉霞

核农学报. 2022, 36(9): 1805-1814. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.09.1805

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为探究不同小分子糖对真空冷冻干燥(FD)果蔬质构的影响,并寻找蔗糖的替代品,本试验通过建立FD果蔬天然网络结构模拟体系——果胶-纤维素气凝胶体系,并在该多孔骨架结构上搭载11种小分子糖,考察了不同小分子糖对FD气凝胶的微观结构、质构、吸湿性和玻璃化转变温度(T_g)等品质的影响。结果表明,添加果糖、水苏糖、麦芽糖醇样品的硬度显著高于添加蔗糖样品,而添加海藻糖和低聚异麦芽糖样品的硬度显著低于添加蔗糖样品;所有样品中,仅果糖样品的脆度显著高于蔗糖样品;低聚果糖样品的外观、质构以及吸湿性品质均与蔗糖样品相近,且T_g较高。因此,在FD果蔬工业生产中,低聚果糖是极具发展前景的一种蔗糖取代糖。本研究结果证实了小分子糖是果胶-纤维素气凝胶形成硬度和脆度的物质基础,可为FD果蔬生产过程中小分子糖的选择提供理论依据。

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气调包装协同低温等离子体杀菌对狮子头保鲜效果的影响

郭依萍, 李冉, 叶可萍, 李仲情, 陈永芳, 张园园

核农学报. 2022, 36(9): 1815-1825. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.09.1815

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为探究气调包装协同低温等离子体处理对狮子头品质及货架期的影响,本研究设置对照组(普通彩袋包装)、气调包装组(40%CO₂+60%N₂)以及气调包装协同不同处理时间的低温等离子体组(MAP-3 min、MAP-6 min、MAP-9 min),通过菌落总数、挥发性盐基氮(TVB-N)、硫代巴比妥酸反应物(TBARS)、感官评定及挥发性有机化合物等指标综合评价狮子头的贮藏品质。结果表明,气调包装协同低温等离子体处理使狮子头的初始微生物数量降低0.70~1.56 log CFU·g^-1,能有效减缓狮子头贮藏过程中TVB-N值的增加及脂质氧化。经低温等离子体处理后的新鲜狮子头中庚醇、1-己醇、1-丙醇、2-癸酮及壬酸等挥发性有机化合物增加。2-己酮、2-丁酮、苯乙烯、2-甲基吡嗪及八甲基三硅氧烷等挥发性有机化合物可能是狮子头腐败气味的主要成分。与对照组及其他处理组相比,MAP-6 min和MAP-9 min处理均可将狮子头货架期延长7 d,MAP-6 min和MAP-9 min 2组狮子头在贮藏7 d后微生物及TVB-N、TBARS等品质指标无显著差异。综合各项指标及能源成本,40%CO₂+60%N₂气调包装协同低温等离子体处理6 min可以在显著抑制微生物生长的同时保持狮子头的品质,将产品货架期延长至14 d。本研究结果为中式调理类肉丸制品新型保鲜技术的发展提供了理论参考。

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NO处理对采后映霜红桃果实冷害及呼吸作用的影响

宋丛丛, 赵垚垚, 李昂, 林琼, 段玉权

核农学报. 2022, 36(9): 1826-1833. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.09.1826

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为探究一氧化氮(NO)处理对桃果实冷藏期间冷害及呼吸作用的影响,本研究以映霜红桃果实为试验材料,采用不同浓度NO(0、5、10、15 μL·L^-1)处理,检测桃在4℃贮藏期间冷害症状、冷害指数、硬度、呼吸速率、呼吸途径关键酶的变化。结果表明,10 μL·L^-1NO处理延缓了桃冷害的发生,显著降低了冷害指数、呼吸速率(P<0.05),维持了桃果实的硬度,使果实正常软化后熟。同时,10 μL·L^-1NO处理通过抑制桃果实糖酵解、三羧酸(TCA)循环、细胞色素氧化酶途径关键酶—葡萄糖磷酸异构酶(GPI)、琥珀酸脱氢酶(SDH)和细胞色素氧化酶(COX)的活性(P<0.05),抑制了果实呼吸速率,延缓了果实衰老。10 μL·L^-1 NO处理通过提高磷酸戊糖途径关键酶—葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G-6-PDH)和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(6-PGDH)的联合活性及抗氰呼吸途径关键酶—交替氧化酶(AOX)的活性,增强了桃果实的抗冷性,减轻了桃果实的冷害。本研究结果为NO在桃果实贮藏保鲜中的应用提供了理论依据。

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光照对香菇菌丝后熟转色过程中活性氧代谢及自噬的影响

管婉, 储婷, 鲍大鹏, 黄天宇, 张建, 黄卫华, 李福后, 唐利华

核农学报. 2022, 36(9): 1834-1840. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.09.1834

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为研究光照对香菇菌丝后熟转色过程中活性氧代谢的影响,通过设置自然光照条件与黑暗条件下香菇菌丝后熟转色对比试验,分析其活性氧含量、丙二醛(MDA)含量、还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶活性、抗氧化酶活性及自噬的差异。结果表明,自然光照条件下香菇菌丝正常后熟转色,黑暗条件下香菇菌丝不转色。自然光照条件下香菇菌丝活性氧含量、MDA含量、NADPH氧化酶活性、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性均显著高于黑暗条件,超氧化物歧化酶(SOD)活性变化则与之相反。同时,香菇菌丝细胞自噬的透射电镜分析及实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对自噬基因Atg8的表达水平分析结果表明,在自然光照条件下香菇菌丝细胞的自噬特征明显。本研究结果为优化香菇栽培的环境条件提供了一定的理论依据,也为后续对光照环境下香菇体内氧化平衡的作用机理研究提供了有效参考。

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应用¹⁵N示踪技术研究耕作方式对甘蔗氮肥吸收利用的影响

韦剑锋, 韦冬萍, 胡桂娟, 吴炫柯, 罗小芬, 黄琳, 黄业华, 赵晓玉

核农学报. 2022, 36(9): 1841-1848. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.09.1841

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为探讨甘蔗适宜的机械耕作方式,以甘蔗品种桂糖42号为材料,采用田间微区¹⁵N示踪技术,研究深松45 cm+旋耕25 cm(T1)、深翻40 cm+圆盘耙碎土25 cm(T2)和旋耕25cm(T3)3种耕作方式对氮肥利用效率及去向的影响。结果表明,3种耕作方式下新植蔗吸收的N有43.40%~46.45%来自当季施用的氮肥,氮肥利用率、残留率和损失率范围分别为14.39%~18.43%、50.70%~55.49%和26.08%~34.91%;宿根蔗吸收的N来自上季施用氮肥的比率为13.27%~14.78%,上季氮肥在宿根季的利用率、残留率和损失率范围分别为7.79%~10.35%、31.41%~34.12%和11.02%~11.50%;两季甘蔗收获后,氮肥残留均随土层深度的增加而明显递减,但T3在0~20 cm土层残留较多,其他耕作方式在20~60 cm土层残留较多。两季甘蔗干物质积累量、肥料氮来源比率、氮肥利用率及氮肥残留率以T1最高,T2次之,T3最低,T1与T3间差异达显著水平;两季甘蔗氮肥损失率以T3最高,T2次之,T1最低,其中在新植蔗3个处理间的差异达显著水平。综上,在红壤旱地,深松深翻能促进甘蔗对氮肥的吸收,减少氮肥损失,增加甘蔗产量,其中深松45 cm+旋耕25 cm(T1)的耕作方式效果较好。本研究结果可为红壤蔗地合理耕作提供科学依据。

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川南杂交中稻-再生稻高产品种产量形成特点

徐富贤, 袁驰, 王学春, 韩冬, 廖爽, 曾正明, 曹厚明, 郭晓艺

核农学报. 2022, 36(9): 1849-1859. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.09.1849

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为探索四川南部冬水田区杂交中稻-再生稻高产品种的产量穗粒构成,本试验以近年通过国家长江上游区试和四川省区试审定的36个杂交中稻新品种为材料,于2018—2020年在有代表性的江安、富顺、隆昌、泸县、南溪5个生态点,统一采用目前大面积生产应用的杂交中稻蓄留再生稻的高产栽培技术,研究了高产品种的产量形成特点。结果表明,两季产量11 000 kg·hm^-2以上品种有内5优907、内香优138、内香优103等16个品种。头季稻穗粒性状对其产量影响的多元回归分析F值达显著或极显著水平,对再生稻产量多元回归分析F值极显著(F值为22.18,n=180),且与两季总产量的关系极显著(F值为14.65,n=180)。选择头季稻、再生稻、两季总产分别高于10 000 kg·hm^-2、4 000 kg·hm^-2和13 500 kg·hm^-2的43组高产数据,分析发现再生稻产量与头季稻产量呈极显著负相关关系(y=12 161-0.867 6x,r=0.557 2)。由此可知,大穗型品种表现出头季稻高产、再生力相对较弱的特点,穗数型品种则具有再生力强和两季总产量较高的优势,两季总产量高的头季稻穗粒结构为有效穗数230.72~257.85万·hm^-2、穗粒数167.50~194.44粒、结实率78.80%~90.79%、千粒重22.60~29.33 g。本研究结果为川南杂交中稻蓄留再生稻大面积生产的高产品种选择和栽培技术的制定提供了新的科学依据。

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减氮配施牡蛎壳粉对优质晚籼稻抗倒性能的影响

黄玉珍, 高凯歌, 吕茹洁, 占静, 潘霞, 曾勇军, 商庆银

核农学报. 2022, 36(9): 1860-1868. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.09.1860

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多数优质晚籼稻品种抗倒伏能力较弱,倒伏问题已成为发展优质晚籼稻生产的关键限制因素。为探究减氮配施牡蛎壳粉调理剂对晚籼稻植株抗倒性能的影响,本试验以泰优871为材料,设置常规施肥(T1,180 kg N·hm^-2)、减氮施肥(T2,135 kg N·hm^-2)和减氮配施牡蛎壳粉调理剂(T3,T2基础上增施3 t·hm^-2牡蛎壳粉调理剂)3个处理,分别测定茎秆的形态指标、生物力学指标、基部第2节间碳水化合物、茎秆钙积累量及碳代谢相关酶活性、干物质积累、产量及其构成要素。结果表明,与T1处理相比,T2处理单株鲜重、株高、重心高、基部第2节间长度、折断部位至穗顶长、倒伏指数、纤维素酶活性以及有效穗数显著降低,蔗糖合成酶活性显著提高。与T2处理相比,T3处理倒伏指数、重心高、苯丙氨酸解氨酶活性均显著降低,纤维素含量、肉桂酸-4-羟化酶活性、有效穗数及产量显著提高,且T3处理齐穗期干物质、茎鞘物质输出率,齐穗期及成熟期茎秆钙积累量均显著高于T1、T2处理。综上,减氮后配施牡蛎壳粉调理剂不仅能够增加籼稻的产量,还显著提高了籼稻的抗倒伏能力。本研究为实现水稻的高产、稳产、抗倒伏提供了理论依据。

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氮磷钾配施下赤红壤区粉葛的肥料效应及产量和品质研究

王艳, 许振欣, 何明慧, 黄廉康, 欧昆鹏, 王学礼

核农学报. 2022, 36(9): 1869-1877. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.09.1869

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为探明赤红壤区粉葛(Pueraria thomsonii Benth)高效栽培的合理施肥技术,采用“3414”随机区组设计,研究氮、磷、钾配施对桂中南赤红壤区粉葛的肥料效应及产量和品质的影响,通过拟合肥料效应函数方程确定粉葛种植的最优施肥配方。结果表明,粉葛的产量及经济效益随着氮、磷、钾施肥量的增加表现出先上升后下降的趋势,减量施肥(1水平)、正常施肥(2水平)和过量施肥(3水平)处理的产量分别较不施肥处理提高了59%、87%和42%,经济效益也相应增加了53%、79%和32%,而缺素处理(N₀P₂K₂、N₂P₀K₂、N₂P₂K₀)结果与对照差异不显著。减量施氮(N₁P₂K₂)处理的粉葛淀粉含量(40%)最高,减量施肥(N₁P₂K₂、N₂P₁K₂、N₂P₂K₁)处理的葛根素含量平均值为1.65 mg·g^-1,高于其他处理;肥料的交互效应显示,N与P存在正交互作用,而N、P与K均呈负交互作用。N₁P₂K₂配施方案更能兼顾粉葛的产量和品质,以产量、品质及经济效益为目标,对多元回归模型进行优化,明确桂中南赤红壤区条件下粉葛产量≥35 000 kg·hm^-2、经济效益≥150 000元·hm^-2的施肥方案为施氮(N)量312~455 kg·hm^-2, 施磷(P₂O₅)量397~547 kg·hm^-2,施钾(K₂O)量362~489 kg·hm^-2。本研究结果可为赤红壤区粉葛精准、规范化施肥提供科学依据。

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灌浆期高温胁迫下外源水杨酸对小麦旗叶抗氧化生理特性的影响

樊永惠, 李宇星, 马亮亮, 吕钊彦, 武倩倩, 张文静, 马尚宇, 黄正来

核农学报. 2022, 36(9): 1878-1886. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.09.1878

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为探讨外源水杨酸(SA)对缓解小麦花后高温伤害的作用,本研究于2019—2020年进行盆栽试验,以扬麦18号为材料,在田间增温棚中进行花后15~19 d的高温胁迫处理,比较不同时期预喷施外源SA处理下小麦的抗氧化生理特性。结果表明,高温胁迫处理导致丙二醛(MDA)和过氧化氢(H₂O₂)含量增加,旗叶超氧阴离子( $O 2 . -$ )产生速率加快,小麦细胞膜脂过氧化程度加剧,对小麦旗叶造成损害;喷施外源SA后,灌浆期小麦旗叶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)等抗氧化酶活性有所提高,抗逆指标苯丙氨酸解氨酶(PAL)和多酚氧化酶(PPO)活性提高,表明外源SA增强了小麦对高温环境的抵抗能力;不同时期喷施外源SA后,开花期预喷施SA处理相对其他处理缓解高温胁迫伤害效果最好。综上,喷施外源SA可通过提高小麦旗叶抗氧化酶和抗逆酶的活性缓解灌浆期高温胁迫对小麦旗叶的损伤程度,且开花期喷施效果较佳。本研究结果为减轻高温对小麦生产的危害提供了新的技术途径。

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不同湿地植物配置对扑草净的吸收和去除效果研究

张坤, 孙仕仙, 石傲傲, 郑毅

核农学报. 2022, 36(9): 1887-1895. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.09.1887

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为探究不同湿地植物配置对扑草净的去除效果,设置香根草和菖蒲生物量比例为1∶2、1∶1、2∶1及香根草和菖蒲单独种植共5个处理,以未种植植物的水体为对照,测定5 mg·L^-1扑草净处理5、10、15、20、25、30 d时水体和植物体内的扑草净含量,并与单一植物处理相比较,分析不同植物搭配处理对扑草净的吸收去除效果。结果表明,3种不同生物量配置处理下水体中的扑草净含量均显著低于对照和单一植物的水体;从第5天开始,2种植物搭配处理的水体中扑草净的含量已开始低于单一植物的水体;第20天时,香根草和菖蒲生物量比为2∶1的处理水体中扑草净去除率达89.6%,残留的扑草净含量仅为0.52 mg·L^-1,显著低于其他处理。香根草对扑草净的吸收能力优于菖蒲,以香根草为优势植物(生物量大)时对扑草净的吸收效果优于以菖蒲为优势植物的处理。综上所述,2种湿地植物搭配对扑草净的吸收和净化效果优于单一植物,其中香根草和菖蒲生物量比为2∶1的处理效果最佳。本研究为深入挖掘湿地植物对水体污染物的净化潜力提供了理论参考。

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2022年, 第36卷, 第9期　刊出日期：2022-09-10

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