2023年, 第37卷, 第11期 刊出日期:2023-11-10
  

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    植物诱变育种·农业生物技术
  • 胡冰, 陈朝黎, 陈天笑, 张如平, 曾炳山, 李湘阳, 陆钊华
    核农学报. 2023, 37(11): 2107-2116. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2023.11.2107
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    为研究航天诱变处理对四种木本花卉生长性状及生理特性的影响,利用新一代载人试验飞船搭载凤凰木、蓝花楹、多花红千层、腊肠树种子,返回地面后对容器苗进行生长性状、叶片形态、色素含量、生理活性等指标的测定。结果表明:与对照相比,航天诱变处理的凤凰木种子的成苗率提高6.92个百分点,蓝花楹和红千层种子的成苗率降低8.12和10.66个百分点,腊肠树种子的成苗率无明显改变;凤凰木和腊肠树苗期株高、地径、叶片数、叶(轴)面积等生长性状分别降低了25.74%和45.15%、11.14%和19.51%、9.13%和31.60%、33.62%和32.26%;红千层苗期株高、地径、叶片数、叶长和蓝花楹苗期的叶轴长、叶轴面积等生长性状分别提高了64.93%、37.09%、118.25%、18.78%和26.49%、37.29%;使凤凰木、蓝花楹和红千层苗期叶片中可溶性糖含量分别提高了36.46%、16.77%和7.23%;使腊肠树苗期叶片中可溶性糖含量和脱氢酶(PDHA)活性分别降低了8.59%和39.83%。综合相关性分析结果得出,航天诱变处理对凤凰木和腊肠树苗期的生长及叶片形态参数呈抑制作用,使其发生负向变异;对红千层苗期的生长及叶片形态参数和蓝花楹苗期的叶片形态参数呈促进作用,使其发生正向变异;对凤凰木、蓝花楹和红千层苗期叶片中生理活性物质的影响大于腊肠树。综上,航天诱变处理对四种木本花卉苗期的生长发育产生了重要影响,诱变效果因树种自身特性而异。本研究验证了航天诱变育种是木本花卉种质改良的一种有效途径。

  • 王驰, 黄伟, 龚玲, 何淙, 邓钢桥, 邓子牛, 龙桂友, 李娜
    核农学报. 2023, 37(11): 2117-2125. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2023.11.2117
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    为探究辐射诱变冰糖橙果实提早着色性状的遗传变异,果实着色与糖酸内在品质表现,以及辐射诱变冰糖橙是否为早熟突变体,以突变体与对照冰糖橙为材料,对比分析春梢长度、春梢叶片、花器官、果实大小、果皮颜色转变、主要物候期等性状和特性的变化,应用分子标记鉴定遗传变异,比较两者果实中可溶性固形物、可滴定酸、固酸比的变化以及蔗糖和柠檬酸代谢相关基因的表达。结果表明,与对照冰糖橙相比,突变体春梢显著变短,成熟时果实较大,果皮和果肉提前15 d转色成橙黄色和橙色,主要物候期提早2~5 d,插入或缺失(InDel)标记和简单序列重复(SSR)标记引物扩增都存在差异条带,突变体发生了遗传改变。早熟突变体果实外观颜色与内在品质在花后190 d同步达到正常成熟度,可溶性固形物、可滴定酸及固酸比分别为14.53 °Brix、0.46%和31.59,表现为低酸、降酸早、固酸比值高,比对照提早15 d成熟。蔗糖和柠檬酸的合成、降解、转运相关基因的表达分析结果表明,早熟突变体蔗糖合成多、转运早,柠檬酸合成少、降解快、贮运少,与果实品质表现低酸、降酸早、固酸比高基本吻合。综上,辐射诱变突变体发生了植物性状、生物特性、DNA的遗传改变,果实降酸早、含酸低、固酸比高,11月上旬着色成熟。研究结果为该突变体的进一步选育和登记早熟冰糖橙新品种奠定了基础。

  • 管翊君, 王浩, 吕美澄, 白俊青, 唐燕, 周春菊, 李奎, 吕金印
    核农学报. 2023, 37(11): 2126-2133. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2023.11.2126
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    为探究电子加速器源射线对小麦的生物学效应,利用10 MeV电子直线加速器辐射处理小麦种子,分析不同辐射剂量对小麦的生长、生理特性和根尖细胞染色体形态的影响。结果表明,与0 Gy相比,200、400 Gy辐射处理下,小麦种子发芽率差异不显著,但随着辐射剂量的增大,发芽时间明显延长、生长速度减慢,生长10 d的小麦幼苗株高分别下降了49.67%和81.32%,根长分别下降了74.79%和89.67%,鲜重分别下降了50.93%和62.01%。同时,两种剂量处理下,两叶一心期小麦叶片过氧化氢酶(CAT)活性分别上升了171.01%和37.69%,过氧化物酶(POD)活性分别上升了89.77%和59.74%,可溶性蛋白含量分别上升了63.20%和102.45%,丙二醛(MDA)含量分别上升了44.85%和75.36%,H2O2含量分别上升了120.64%和175.78%,而超氧化物歧化酶(SOD)活性分别下降了34.91%和45.45%,叶绿素a含量下降了42.55%和54.69%,叶绿素b含量下降了28.03%和54.44%。表明高剂量(400 Gy)辐射影响植物细胞中的正常代谢,进而影响生长。200、400 Gy辐射处理下,小麦根尖细胞有丝分裂指数分别降低了4.37和6.00个百分点,畸变率分别升高了6.80和16.19个百分点,微核率分别升高了6.02和14.22个百分点。表明高剂量辐射导致根尖细胞无法正常完成有丝分裂,并且造成染色体畸变,生长速率被抑制,对小麦正常生长造成不良影响。试验结果可为应用电子加速器源射线辐射小麦诱变育种提供参考依据。

  • 邢运高, 刘艳, 李健, 迟铭, 杨波, 李景芳, 王宝祥, 徐大勇
    核农学报. 2023, 37(11): 2134-2141. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2023.11.2134
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    为了探明糯稻的稻瘟病抗性水平和抗稻瘟病基因分布,评价抗稻瘟病基因的抗性效应,利用自然诱发鉴定与人工接种鉴定相结合的方法鉴定65个糯稻品种(品系)的稻瘟病抗性,利用竞争性等位基因特异性PCR(KASP)标记技术检测Pi2Pi9PigmPi1PikhPikPi5Pita等8个基因。2021年自然诱发鉴定、2021—2022年人工接种鉴定中抗以上品种(品系)的比例分别是41.6%、24.6%和6.2%,说明糯稻品种(品系)的稻瘟病抗性年际间波动大、整体抗病性一般。除了Pigm外,其他7个抗病基因都有分布,分布频率差异较大,Pita基因在供试材料中分布频率最高,达到了67.7%,其次是PikhPi9Pi2Pi5PikPi1,分布频率为47.7%、38.5%、27.7%、13.8%、4.6%、1.5%。供试糯稻品种(品系)携带0~4个抗病基因不等,仅有连糯19105携带4个抗性基因。国审、江苏审定的品种携带Pita的比例最高,安徽审定品种携带Pi9的比例最高,山东审定品种携带Pi5的比例最高,但不携带Pi2基因,Pik基因仅存在于国审及江苏审的品种中。携带3个抗性基因的供试品种(品系)抗性最好,其中“Pi2+Pita+Pik”、“Pi9+Pita+Pik”连续两年的自然诱发鉴定和人工接种鉴定抗病品种(品系)的比例均达到100%,年际间抗病稳定,可作为改良粳糯稻瘟病抗性主要的基因组合。本研究结果对粳糯稻的抗稻瘟病改良提供了理论依据。

  • 张雨佳, 刘丽, 邹龙海, 周敏舒, 畅欣, 郭小勤
    核农学报. 2023, 37(11): 2142-2150. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2023.11.2142
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    FLOWERING LOCUS T(FT)亚家族在植物生长发育过程中发挥着重要作用。为探究毛竹FT基因的表达特性及生物学功能,本研究通过反转录PCR(RT-PCR)从毛竹中克隆到1个FT同源基因PheFT12a,该基因编码区序列长度为522 bp,包含典型的4个外显子和3个内含子,编码173个氨基酸,编码蛋白包含完整的磷脂酰乙醇胺结合蛋白(PEBP)结构域。系统进化树分析结果显示,PheFT12a与水稻(Oryza sativa)OsFTL12的亲缘关系最近,与OsFTL2(Hd3a)和拟南芥(Arabidopsis thaliana)FT的亲缘关系相对较远。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果显示,PheFT12a基因在毛竹实生苗叶片中表达最高,茎次之。亚细胞定位结果显示,PheFT12a蛋白定位于细胞核和细胞质,主要富集于细胞核。转化拟南芥ft突变体表型结果显示,PheFT12a能明显回补ft突变体的晚花表型,可提高回补植株的主茎数和侧枝数。本研究为进一步分析PheFT12a的生物学功能提供了参考依据,并为毛竹开花及芽发育的分子机制提供了基础资料。

  • 李明源, 王继莲, 田世梅
    核农学报. 2023, 37(11): 2151-2157. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2023.11.2151
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    为探究盐碱区生态环境改良方式,丰富产1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶菌种资源,从新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州盐碱地盐爪爪(Kalidium foliatum)根际土壤中筛选产ACC脱氨酶菌株,结合16S rRNA基因测序对优良菌株鉴定,通过盆栽接种试验验证其促生效果。结果从盐爪爪根际分离到26株产ACC脱氨酶菌株,酶活性为0.4~5.6 U·mg-1,以PM14、PM16和PM24活性最高。经鉴定,菌株PM14、PM16和PM24分别归属肠杆菌属(Enterobacter)、赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus)和假单胞菌属(Pseudomonas)。盆栽试验表明,接种3株菌对非盐碱胁迫下拟南芥地上(株高、地上干重)和地下(根长、根干重)部分生长均有明显促进作用;对盐碱土栽培小麦的地上部分(株高、茎粗、鲜重和干重、叶绿素含量)和根干重也有积极影响,尤以PM16最显著。PM14和PM16兼具解磷、固氮和分泌吲哚-3-乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)的能力,PM24兼具固氮和分泌IAA的能力,均具有多种促生功能。本研究结果为盐碱区微生物菌肥的开发提供了菌种资源和理论支持。

  • 蔡肖, 李兴河, 王海涛, 刘存敬, 唐丽媛, 张素君, 张建宏
    核农学报. 2023, 37(11): 2158-2165. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2023.11.2158
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    非生物胁迫导致棉花生长发育受到抑制,严重影响棉花的产量和品质。为了深入探究棉花非生物逆境响应的分子作用机制并鉴定GhJAZ1的互作蛋白,本研究以陆地棉标准系TM-1为材料,采用Gateway重组技术构建了非生物胁迫诱导的陆地棉酵母双杂交cDNA文库,获得的初级文库总克隆数为1.2×107 CFU,次级文库总克隆数为1.6×107 CFU,重组阳性率100%,酵母文库滴度为5.0×107 cells·mL-1,酵母克隆平均插入片段>1 000 bp,符合建库标准,可用于后续酵母双杂交筛选。以GhJAZ1为诱饵,构建pGBKT7-GhJAZ1诱饵蛋白表达载体,经毒性检测及自激活活性检测,明确了诱饵质粒在酵母系统中无毒性和自激活活性,可直接用于酵母文库筛选。利用酵母双杂交筛选构建的非生物胁迫诱导的酵母cDNA文库,得到72个初筛阳性克隆,经测序、序列比对和酵母回转验证,获得11个与GhJAZ1相互作用的候选蛋白。选取其中4个候选蛋白,利用酵母双杂交进一步确认了GhJAZ1与候选蛋白的相互作用关系。本研究结果为深入分析棉花非生物胁迫响应的调控网络奠定了良好的基础,为解析GhJAZ1低温应答分子机理提供了重要参考。

  • 张强强, 王雯雯, 闫思远, 李玲, 王若彤, 顾沛雯
    核农学报. 2023, 37(11): 2166-2174. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2023.11.2166
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    为实现葡萄生产中对葡萄卷叶伴随病毒-3(GLRaV-3)的快速检测。本研究以GLRaV-3的CP基因序列(GenBank登录号:KC477128.1)为靶序列设计并合成了3对逆转录环介导恒温扩增技术(RT-LAMP)引物,建立并优化GLRaV-3的RT-LAMP检测方法。结果表明,该方法能够实现在恒温64 ℃下反应1 h完成对GLRaV-3的检测,引物GLRaV3-LAMP-Ⅰ特异性高,不与GLRaV-1~2、葡萄扇叶病毒、沙地葡萄茎痘相关病毒、葡萄病毒A、灰皮诺葡萄病毒和葡萄浆果内坏死病毒等7种葡萄常见病毒发生交叉反应;RNA最低检测限为10 pg·μL-1,灵敏度是逆转录PCR(RT-PCR)的10倍。田间样品检测验证结果表明,该方法与常规RT-PCR法检测一致率为100%。综上,本研究建立的GLRaV-3 RT-LAMP检测体系具有高特异性、高灵敏度和实用性强等特点,可应用于田间葡萄卷叶病样的检测。

  • 刘雯雯, 胡连清, 周万海, 魏琴, 冯瑞章, 赵鑫, 蒙昌廷, 张淑瑶
    核农学报. 2023, 37(11): 2175-2184. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2023.11.2175
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    为揭示糯红高粱内生酵母菌多样性及筛选可利用菌株,本研究基于传统纯培养技术和Illumina MiSeq测序技术,研究杂交种金糯粱1号和地方种青壳洋根、茎和叶组织内生酵母菌的多样性,并对纯培养菌株产酶功能进行初筛。结果表明,分离纯化共获得36株内生酵母菌,其中金糯粱1号27株,青壳洋9株;根、茎、叶分别为6、7、23株。36株内生酵母隶属于1门3纲5目6科7属,担子菌门(Basidiomycota)为优势门,浅黄隐球酵母(Cryptococcus luteolus)为优势种,其中5株菌具有产4种酶的特性,隐球菌属(Cryptococcus)占比最多。基于酵母菌26S rDNA NL1F和NL2R区的高通量测序分析共检测到111个操作分类单元(OTU),隶属于2门83属,其中杂交种金糯粱1号和地方种青壳洋内生酵母菌群落多样性、群落结构不存在显著性差异,而不同组织间多样性、群落结构存在极显著性差异(P<0.001)。通过FUNGuild功能预测发现不同组织内生酵母菌的营养模式和生态功能群分为6种和16个,其中茎部独有功能群最多,叶部独有功能群最少。综上,糯红高粱不同品种和不同组织内生酵母菌群落具有丰富的多样性,且存在共性与差异,组织间多样性和菌群组成存在显著性差异。本研究中筛选得到的功能性菌株值得进一步深入挖掘和开发利用。

  • 农产品辐照研究·食品科学
  • 洪赫阳, 张信泽, 张秀珍, 韩典峰, 崔艳梅, 赵军强, 宫向红, 徐英江
    核农学报. 2023, 37(11): 2185-2195. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2023.11.2185
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    为探究Sr稳定同位素和矿物元素结合鉴别鲍鱼地理起源的可行性,本试验以辽宁大连、山东长岛、山东荣成及福建连江4个产地皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai)为研究对象,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP⁃MS)测定鲍鱼不同组织(壳肌、裙边、消化腺性腺、外套膜)中87Sr/86Sr、88Sr/86Sr和20种矿物元素特征及差异,通过3种化学计量学方法构建鲍鱼产地溯源模型并筛选优质指标。结果表明,4种组织的22种指标(除消化腺性腺Li元素)在4个产地间有显著性差异(P<0.05);通过主成分分析(PCA)降维处理,22种指标可在一定程度上区分不同产地鲍鱼,但依然有重叠现象;采用两种判别分析方法建立鲍鱼壳肌、裙边、消化腺性腺、外套膜产地判别模型,利用偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)得出4个组织的正确判别率分别为99.0%、97.0%、99.0%和95.5%,利用线性判别分析(LDA)得出4个组织交叉验证的正确判别率分别为97%、97.5%、99.0%和96.0%,两种模型均展现了良好的判别效果。与Sr稳定同位素单独判别相比,Sr稳定同位素和矿物元素结合判别的正确判别率均有所提升。肌肉组织(壳肌、裙边)和消化腺性腺指标结合溯源可100%精准识别鲍鱼产地,体现了良好的溯源效果。本研究构建了快速高效的鲍鱼原产地判别技术,确保了原产地信息的真实性,为建立完善的水产品溯源体系提供了理论基础。

  • 洪天畅, 朱恒杏, 邵孟茹, 潘家荣
    核农学报. 2023, 37(11): 2196-2205. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2023.11.2196
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    为研究辐照对鲈鱼过敏原生化性质、抗原性及二级结构的影响,本试验采用0、3、5、7、9 kGy剂量电子束辐照鲈鱼小清蛋白溶液及冻干粉,测定其浓度、浊度、疏水性、分子量和抗原性的变化,以及二级结构的含量。结果表明,随着辐照剂量增大,小清蛋白冻干粉及溶液的浓度降低,疏水性提高,浊度增加,过敏条带变浅,免疫印迹条带变浅,小清蛋白与抗体的结合能力减弱,抗原性降低;α-螺旋及无规则卷曲比例升高,β-折叠及β-转角变化不明显,二级结构被破坏。综上,电子束辐照使小清蛋白生化性质及结构发生了变化,有效降低了小清蛋白的抗原性,同时发现液态小清蛋白较固态对辐照更敏感。本研究结果为鲈鱼及其制品辐照消敏研究提供了理论依据。

  • 朱士臣, 任晓露, 魏传双, 丁玉庭, 周绪霞
    核农学报. 2023, 37(11): 2206-2213. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2023.11.2206
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    为探究斩拌处理对鱼糜肌原纤维蛋白结构特性的影响,本试验以鳕鱼鱼糜为模型,研究机械效应和温度效应对鱼糜蛋白结构特性(溶解度、粒径、总巯基含量、表面疏水性、Ca2+-ATP酶活性、内源荧光强度)的影响,并通过冗余分析探究斩拌条件(斩拌时间、温度、NaCl添加量)与蛋白质变性的相关性。结果表明,随着斩拌时间的延长,肌原纤维蛋白的Ca2+-ATP酶活性逐渐降低,溶解度、总巯基含量和粒径总体呈先上升后下降趋势,其中在斩拌时间为60~120 s时达到最大值;斩拌后期凝胶强度随斩拌时间的延长显著增加,相较于斩拌10 s,180 s下1%、2%、3% NaCl试验组凝胶强度分别上升43.6%、33.6%、26.8%。冗余分析表明,斩拌时间与粒径分布的正相关性最强,与表面疏水性、总巯基含量、溶解度等也呈正相关;温度与疏水性、总巯基含量之间呈正相关,与溶解度呈负相关,且相关性程度均弱于斩拌时间与肌原纤维蛋白结构特性之间的相关性。由此可知,鱼糜斩拌过程主要是通过机械作用导致肌原纤维蛋白氧化变性,而非斩拌过程中产生的局部热效应。本研究结果可为鱼糜斩拌条件优化及其加工品质改善提供一定的理论指导。

  • 方贵平, 李旋, 王雅, 刘春海, 岳丽华, 刘佳, 毕金峰
    核农学报. 2023, 37(11): 2214-2225. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2023.11.2214
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    沙棘(Hippophae rhamnoides L.)富含多种有益的功能活性物质。为提高沙棘功能性组分保留率和制品综合品质,本研究利用低温升华(20 ℃)真空冷冻干燥(FD-1)和高温升华(60 ℃)真空冷冻干燥(FD-2)两种冻干工艺制备沙棘粉,测定沙棘粉的各项指标,通过对沙棘粉品质指标、香气和挥发性成分、小分子活性组分建立数学模型进行因子分析。结果表明,FD-1制备的沙棘粉在L、a、b、维生素C含量、流动速率敏感度(FRI)、DPPH自由基清除率、ABTS自由基清除率、铁离子还原力(FRAP)指标上优于FD-2,主要反映沙棘粉的色泽和抗氧化活性;FD-2在特别流动能、总流动能、剪切性、类胡萝卜素、压缩性方面优于FD-1,主要反映沙棘粉的粉体特性。小分子代谢组分分析中共检测出68种化合物,因子分析结果显示,FD-1中特征性组分为丹酚酸A、异抗坏血酸、异鼠李素、表没食子儿茶素等;FD-2中特征性组分为[6]-姜酚、异鼠李素3-新橙皮苷、酒石酸、维生素C、槲皮苷等,证明不同冻干工艺制备的沙棘粉活性组分有明显差异。两种沙棘粉在挥发性成分上也有较大差异,挥发性组分共检测出153种化合物,FD-1的特征性组分为壬醛、3-甲基丁酸2-甲基丁酯、异戊酸异戊酯、3-甲基丁酸乙酯等;FD-2的特征性成分为异丙醇、二甲基二硫醚、苯乙醛等,表明冷冻干燥升温工艺参数的差别对沙棘粉挥发性物质组成的影响较明显。综合对比两种冻干工艺条件下沙棘粉在色泽、粉体特性、功能性组分、抗氧化活性和挥发性成分等方面的差异,20 ℃低温升华真空冷冻干燥沙棘粉的综合品质整体显著优于60 ℃高温升华真空冷冻干燥。本研究结果为高品质沙棘粉冷冻干燥产品的开发提供了理论依据和技术支撑。

  • 梁成浩, 李明, 张影全, 巨明月, 郭波莉, 赵海燕
    核农学报. 2023, 37(11): 2226-2231. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2023.11.2226
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    为获得绿豆凉粉最佳冷却条件和冷却速率,本试验通过控制冰箱和恒温恒湿箱的冷却温度[冰箱(4、-10、-18 ℃)静冷和恒温恒湿箱(25、15、4 ℃)风冷],创造绿豆凉粉不同的冷却速率,解析冷冻速率对绿豆凉粉在贮藏过程中色泽、质构、晶体结构及老化特性的影响。结果表明,不同冷却方式和冷却温度下,凉粉的冷却速率有显著差异,恒温恒湿箱4 ℃风冷的冷却速率最大;不同冷却速率对绿豆凉粉的色泽、质构品质和老化特性有一定的影响,冷却速率越大,制备的绿豆凉粉在贮藏期间的亮度值(L* )、硬度及老化焓值越低。同时,不同冷却速率对凉粉老化过程中晶型结构无显著影响,但对结晶度有显著影响,冷却速率越高,淀粉结晶度越低。可见,冷却速率对绿豆凉粉及其贮藏品质具有一定的影响,冷却速率越大,新鲜凉粉及其贮藏期间的品质越好。本研究结果为绿豆凉粉冷却加工工艺的制定提供了依据。

  • 王丽娜, 陈川, 何荣军, 孙培龙
    核农学报. 2023, 37(11): 2232-2242. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2023.11.2232
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    为探究鲜枣香气物质的形成机理,本试验分析了不同成熟期壶瓶枣、板枣、赞皇大枣3个品种鲜枣中香气成分的变化及其与脂氧合酶(LOX)途径关键酶活性之间的关系。采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(HS-SPME-GC-MS)分析技术对挥发性化合物进行定性定量分析,利用香气活性值(OAV)分析挥发性化合物对鲜枣香味的贡献,同时利用紫外分光光度法检测鲜枣中脂氧合酶途径关键酶活性的变化。结果表明,共鉴定出46种香气成分,己醛、(E)-2-己烯醛、(Z)-2-庚烯醛、(E)-2-壬烯醛、(E)-2-辛烯醛、1-戊烯-3-酮和月桂酸对鲜枣香气有较大贡献。其中(E)-2-己烯醛含量在壶瓶枣(0.18~2.20 mg·kg-1)、板枣(2.09~4.67 mg·kg-1)和赞皇大枣(2.07~4.20 mg·kg-1)中最高,且在赞皇大枣中随成熟度增加而逐渐升高。同时,LOX、ADH及醇酰基转移酶(AAT)活性在不同的成熟期达到最大值,并对醛类、酯类和酮类香气成分有重要影响。综上所述,鲜枣成熟过程中LOX途径中关键酶活性的变化与香气成分的变化密切相关,不同成熟阶段鲜枣香气成分的含量存在明显差异。本研究结果不仅有助于揭示果实成熟和品质形成的机制,还可为鲜枣的品质控制和调控提供重要的科学依据。

  • 宁亚婷, 王新茹, 罗逢健, 李建勋, 张新忠
    核农学报. 2023, 37(11): 2243-2251. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2023.11.2243
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    为了满足茶叶和土壤中手性农药cis-联苯菊酯和高效氯氟氰菊酯对映异构体残留检测的需要,本试验首次对比研究了正相液相色谱条件下,Daicel ChiralPak® AS-H、Phenomenex® Cellulose-1和Cellulose-3柱对两组手性对映体的拆分效果,以及气相色谱条件下BGB-172柱的分离测定效果,并建立了基于手性气相色谱分离的茶叶和土壤中cis-联苯菊酯和高效氯氟氰菊酯对映体残留分析方法。样品采用正己烷和丙酮提取,Florisil与GCB混合柱净化,气相色谱手性柱BGB-172程序升温分离,电子捕获检测器(ECD)外标法定性定量测定。结果表明,在2.5~800 µg·L-1浓度范围内,cis-联苯菊酯对映体色谱峰面积(Y)与浓度(x)之间分别满足线性方程Y=15 381.1x-279 657.5(r=0.996 7)和Y=17 387.6x-399 048.0(r=0.993 7),对映体分数(EF值)=0.489±0.017;在2.5~200 µg·L-1浓度范围内,高效氯氟氰菊酯对映体分别满足线性方程Y=22 083.8x-161 004.3(r=0.992 3)和Y=23 001.1x-167 694.8(r=0.992 2), EF=0.492±0.008。在0.005、0.050和0.50 mg·kg-1 3个添加浓度水平下,cis-联苯菊酯和高效氯氟氰菊酯对映体在不同茶叶、土壤样品中的平均添加回收率为61.6%~123.4%,相对标准偏差(RSD)为2.5%~14.6%,检测限低于0.001 mg·L-1,方法定量限低于0.005 mg·kg-1,不同样品中未见到明显基质效应。综上,该方法能够满足cis-联苯菊酯和高效氯氟氰菊酯对映体残留分析的需要,用于研究茶鲜叶中cis-联苯菊酯和高效氯氟氰菊酯对映体残留消解,且无明显对映体选择性差异。本研究结果为进一步开展2种手性农药在茶叶生长和加工过程中的残留和消解规律研究提供了技术支持。

  • 王诗睿, 赵冲
    核农学报. 2023, 37(11): 2252-2257. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2023.11.2252
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    糖尿病是以血葡萄糖水平慢性增高为特征的代谢疾病群,严重危害人体健康,且其流行趋势日益严峻。通过饮食控制来防治糖尿病是较为温和安全的方法,其中对于食源性降糖活性成分的研究不断深入。桑叶具有良好的降糖效果,1-脱氧野尻霉素是桑叶的主要降糖成分,对其降糖机制已有较为广泛深入的研究。本文综述了1-脱氧野尻霉素调节血糖作用的主要机制,并针对1-脱氧野尻霉素以及桑叶的开发利用提出展望,为未来桑叶功能成分尤其是1-脱氧野尻霉素的相关研究提供了理论参考。

  • 同位素示踪·资源环境·动植物生理
  • 张水清, 张博, 岳克, 林杉, 黄绍敏
    核农学报. 2023, 37(11): 2258-2267. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2023.11.2258
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    为探明生物炭对河南潮土区土壤氨挥发和小麦氮素吸收的影响,本研究设置不施肥(CK)、氮磷钾化肥(NPK)、生物炭(BC)、化肥配施生物炭(BC+NPK)4个处理,测定小麦季土壤氨挥发速率、籽粒产量和氮素吸收量。结果表明,在小麦基肥期,CK和BC处理氨挥发速率相对稳定,平均速率在0.06 kg·hm-2·d-1左右,且无显著差异。而NPK和BC+NPK处理氨挥发速率在基肥施入后2~3 d达到峰值,分别为0.86和1.25 kg·hm-2·d-1,BC+NPK处理较NPK处理显著提高45.35%。在小麦追肥期,NPK和BC+NPK处理土壤氨挥发速率最大值分别为0.96和1.07 kg·hm-2·d-1,且均在追肥后第7天达到最大值。与NPK处理相比,BC+NPK处理导致土壤氨挥发累积量增加9.45%,在基肥期和追肥期分别增加了5.47%和13.44%。整个小麦生育期,BC+NPK处理的土壤铵态氮含量平均值为21.61 mg·kg-1,较NPK处理显著增加17.29%,氨挥发速率与土壤铵态氮含量呈极显著正相关关系。与不施肥条件相比,施用生物炭使小麦籽粒产量及地上部吸氮量分别提升0.23 t·hm-2和6.12%,差异不显著;化肥配施生物炭使小麦地上部吸氮量提升6.44%,但差异不显著。综上,在河南潮土区,施用生物炭通过提升土壤铵态氮含量进而增加了土壤氨挥发速率及累积量,但对小麦产量及氮素吸收的提升效果不显著。本研究为生物炭在黄淮海平原潮土区的合理利用提供了科学依据。

  • 石吕, 石晓旭, 李赢, 薛亚光, 魏亚凤, 韩笑, 杨美英, 刘建
    核农学报. 2023, 37(11): 2268-2277. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2023.11.2268
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    为探明江苏如东草甸土水稻穗肥减氮运筹效应,以当地农户传统施肥模式(A)为对照,在穗肥减氮10%的情况下,设置B(2∶1)、C(1.5∶1.5)、D(2.5∶0.5)、E(3∶0)、F(0∶3)5个不同的促花肥和保花肥比例水平,开展田间试验,研究产量效益、群体质量和稻米品质变化情况。结果表明,与对照相比,穗肥减氮10%后,不同施肥比例茎叶干物质转运量、转运率和贡献率总体呈降低趋势,产量与之相反(除F减产6.67%),其中C增幅最大(2.47%),主要表现为结实率与千粒重的提高,其产值、纯收入和产/投比增幅分别为2.48%、17.31%和3.38%。成熟期和花后干物质积累量均与产量呈极显著正相关关系(P<0.01),相关系数分别为0.979和0.965。抽穗期上3叶(总叶)叶面积指数、叶面积衰减率均与成熟期叶面积指数变化呈相反趋势(除F处理),其中C成熟期叶面积指数最高,叶面积衰减率最低。适当提高保花肥比例有助于上3叶净光合速率的提高,且处理C、F始终保持较高水平,倒2、3叶增加趋势比倒1叶明显。穗肥减氮10%后,稻米加工品质和外观品质有改善趋势,直链淀粉含量和胶稠度有所提高,蛋白质含量亦呈增加趋势,其中C加工品质和外观品质相对较好,直链淀粉含量最低,胶稠度较长,蛋白质含量适中。与对照相比,C氨基酸总量增幅最大(8.05%),主要提高了蛋氨酸、缬氨酸2种必需氨基酸含量(增幅>5%)和谷氨酸、精氨酸、天冬氨酸、丝氨酸、组氨酸5种非必需氨基酸含量(增幅>10%)。综合考虑,草甸土水稻高产优质高效栽培适宜的氮素穗肥运筹方式为纯氮99 kg·hm-2情况下分促花肥(倒4叶期)和保花肥(倒2叶期)两次等量施用,切忌在倒2叶期保花肥作穗肥一次施用。本研究结果可为如东草甸土水稻绿色高质高效生产技术的规范提供基础数据和理论支撑。

  • 崔英静, 孙莉琼, 师建玲, 李晓帆, 鲍婷婷, 王峰峰, 唐晓清, 王康才
    核农学报. 2023, 37(11): 2278-2287. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2023.11.2278
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    为研究施氮后基质C/N和菘蓝(Isatis indigotica Fort.)碳氮代谢的动态变化,以河北居群的菘蓝为试验材料,播种后施用0、5、15、20 g·L-1 CO(NH22,分别记为CK、N1、N2、N3。利用重铬酸钾外加热法和碳氮分析仪测定基质及菘蓝碳、氮元素含量;实时荧光定量PCR(qRT-PCR)法测定菘蓝碳氮代谢酶基因的表达;超高效液相色谱(UPLC)法测定菘蓝指标成分含量。结果表明,菘蓝碳氮代谢对不同浓度氮营养的响应不同。随着处理时间延长,N1、N2、N3叶与根的可溶性糖含量先增加后减少,与磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因表达量变化趋势相反,与蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性变化趋势相似。菘蓝碳氮代谢产物与碳氮代谢关键酶的活性及基因表达量密切相关。N1靛蓝含量与硝酸还原酶(NR)基因表达量变化趋势相似,靛玉红含量与谷氨酰胺合成酶(GS)基因表达量、谷氨酸合成酶(GOGAT)活性变化趋势相似,与GOGAT基因表达量、GS活性变化趋势相反。N2靛蓝含量与NR活性变化趋势相反,与GOGAT基因表达量变化趋势相似,靛玉红含量与NRGS基因表达量、GOGAT活性变化趋势相似。N3靛蓝、靛玉红含量与NRGS基因表达量、GOGAT活性变化趋势相似。GS、GOGAT活性和其相应酶基因表达量的变化趋势相反。随着菘蓝的生长,基质中的碳元素含量逐渐增加,氮元素含量逐渐减少,C/N升高。菘蓝碳、氮元素含量的变化趋势与基质相反。施氮后,菘蓝叶、根中累积的氮素含量增多,基质中的氮素减少,碳元素含量的变化与氮相反。N2处理各种酶的活性及基因表达量较高,同时累积更高的活性成分。综上,15 g·L -1 CO(NH22处理更有助于菘蓝指标成分的累积。本研究结果为菘蓝氮营养高效利用提供了理论参考。

  • 王成己, 李静超, 郝东, 张建忠, 王涛, 胡忠良, 唐莉娜
    核农学报. 2023, 37(11): 2288-2296. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2023.11.2288
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    为探究化肥减量配施炭基有机肥对烤烟翠碧1号生长和产质量的影响,本研究采用田间试验,设置6个处理:不施肥(TJ1)、单施化肥(TJ2)、化肥未减量+炭基肥(TJ3)、化肥减量10%+炭基肥(TJ4)、化肥减量20%+炭基肥(TJ5)、化肥减量30%+炭基肥(TJ6)。其中化肥减量是以当地翠碧1号常规氮肥用量(83.40 kg·hm-2纯N)为基础,从基肥的烟草专用肥中按比例扣减;炭基肥用量为2 400 kg·hm-2。在烟草采收后采样测定烟田土壤理化性质、烤烟农艺性状(打顶后)、烟叶化学成分、烟叶感官质量及烤烟主要经济性状,并据此构建氮素调控与烟叶产质量提升方案。结果表明,化肥减量配施炭基有机肥对翠碧1号生长及烟叶产质量具有不同程度影响。化肥减量10%~20%配施2 400 kg·hm-2炭基肥未显著降低烟田土壤肥力,化肥减量20%对烟株生长具有积极的促进作用,而过量施肥则对烟株生长产生一定的抑制作用;化肥减量配施炭基有机肥增加了烟叶有益化学成分,降低总氮、烟碱、氯含量,提高了烟叶化学成分协调性;化肥减量10%~30%对烟叶感官质量综合得分的不利影响有限。相对于TJ3处理,化肥减量10%~20%时烤烟产量和产值分别增加1.55%~2.50%和1.95%~2.99%,而化肥减量30%时烤烟产量和产值分别降低1.05%和0.73%。综上,推荐化肥减量20%配施2 400 kg·hm-2烟秆炭基有机肥在福建省清香型烤烟翠碧1号种植区推广使用。本研究结果可为福建烟区清香型特色烤烟翠碧1号优质生产提供技术参考。

  • 吉状状, 谭韵, 黄众基, 丁云倩, 朱庆祥, 金鹏, 王晓敏, 赵光武
    核农学报. 2023, 37(11): 2297-2304. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2023.11.2297
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    为提高甜玉米播前种子质量,针对甜玉米种子活力较低、田间出苗差和苗期生长势弱等特点,设计以海藻酸为主要成分的包衣剂对甜玉米种子进行播前包衣处理。研究在室内和大田条件下,海藻酸包衣1(SC1)、海藻酸+硫酸锰+6-BA包衣2(SC2)和海藻酸+硫酸锰+6-苄氨基嘌呤(6-BA)+吡虫啉包衣3(SC3)三种包衣剂对甜玉米种子活力、抗氧化酶系统、产量及产量构成的影响。室内试验以未处理种子(CK1)为对照,大田试验以未处理(CK1)和商用包衣剂噻虫嗪(CK2)为对照。结果表明,浙甜2088(ZT2088)SC3处理种子活力优于其他处理,其发芽势和发芽率较CK1分别提高11.4和15.7个百分点,发芽指数和活力指数分别提高19.1%和53.9%。此外,经SC3处理后,ZT2088的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性较CK1分别提高了74.5%、137.3%、29.5%和42.0%,丙二醛(MDA)含量降低了43.6%,且达到显著差异水平(P<0.05)。SC3处理种子的ZmAPX1ZmMSD3.4ZmCAT1ZmPOD5基因表达量分别较CK1升高55.6%、35.8%、74.7%和31.3%。ZT2088田间出苗率最高的为SC3处理,达到86.5%,产量为709.0 kg·667 m-2,较CK1和CK2分别提高7.3%和2.5%,穗数分别提高7.0%和1.9%,各处理间单穗重无显著差异。浙甜11(ZT11)各项结果变化趋势与ZT2088基本一致。上述结果表明,以海藻酸为主要成分的包衣剂可能通过提高甜玉米萌发期间的抗氧化酶活性促进种子萌发和苗期建成,进而提高产量。本研究为甜玉米高质量生产提供了播前处理技术参考。

  • 李俊积, 马海艳, 祝婷婷, 邹乔生, 马宏亮, 黄秀兰, 杨洪坤, 樊高琼
    核农学报. 2023, 37(11): 2305-2314. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2023.11.2305
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    为探究减氮配施增效助剂对四川旱地夏玉米产量及氮素利用的综合效应,设置增效助剂拌常规复合肥减氮20%与30%,增效助剂螯合肥减氮20%、30%与40%,增效助剂螯合肥减氮40%+有机肥3 000 kg·hm-2(合计减氮27%),并设置空白对照(CK0)、一次性施用常规复合肥(CK1,施氮量225 kg·hm-2)、常规复合肥作底肥+尿素作追肥(CK2,施氮量225 kg·hm-2,底追比6∶4)共计9个处理,分析不同施肥模式与减氮梯度对夏玉米产量形成与氮素利用的调控。结果表明,增效助剂处理显著提高了开花后10~30 d夏玉米的叶面积指数(LAI)与相对叶绿素含量(SPAD)。增效助剂螯合肥减氮20%与30%、增效助剂螯合肥+有机肥合计减氮27%处理花后氮素积累量较CK1和CK2显著增加9.1%~14.6%和10.7%~16.4%,成熟期干物质、氮素积累量较CK1和CK2均显著增加。此外,增效助剂处理后产量较CK1、CK2提升,其中增效助剂拌常规复合肥减氮20%、增效助剂螯合肥减氮20%和30%、增效助剂螯合肥+有机肥合计减氮27%增产效果较明显。同时,增效助剂拌常规复合肥、增效助剂螯合肥、增效助剂螯合肥+有机肥模式下各处理氮素利用效率、氮肥偏生产力较CK1和CK2均显著提升,经济效益分别显著提高7.6%~12.6%和8.7%~13.8%。减氮稳产增效的原因在于配施增效助剂后可使肥料养分固持缓释,促进夏玉米花后养分吸收并增加花后干物质积累量和氮素积累转运量,进而提高氮素利用率。采用增效助剂拌常规复合肥,可实现减氮20%且稳产;增效助剂螯合肥,可实现减氮20%~30%且稳产或增产;增效助剂螯合肥配合有机肥3 000 kg·hm-2,可实现减氮27%且增产。本研究可为采用增效助剂途径实现夏玉米减氮稳产提供理论依据。

  • 核农学报. 2023, 37(11): 2316-2316.
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