2024年, 第38卷, 第11期 刊出日期：2024-11-10
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核农学报. 2024, 38(11): 2047-2053. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.11.2047
为了探究不同平菇品种对辐射的敏感性及适宜辐射剂量，以便快速准确地鉴别平菇的杂交后代，创制新平菇种质，从而加快育种进程，本研究利用10个60Co-γ射线剂量分别辐射4种不同平菇的孢子悬浮液，对致死率进行统计，并获得了诱变菌株的孢子单核体。随后配制杂交组合，开展了60Co-γ诱变和杂交育种研究。基于简单序列重复（SSR）标记，对诱变后材料和杂交后代共39份材料进行了遗传多样性分析。结果表明，品种5178的适宜辐射剂量为500 Gy，时间为200 min；9408的适宜辐射剂量为600 Gy，时间为240 min；灰美2号的适宜辐射剂量为700 Gy，时间为280 min；榆黄菇T2的适宜辐射剂量为400 Gy，时间为160 min。筛选获得的35个长势良好的杂交子中，经SSR分子标记验证，这些菌株在8对引物扩增下呈现出不同的特异性条带。综上，本研究可快速、准确地鉴别杂交子，为平菇的辐射诱变和杂交育种提供了技术依据和理论参考。
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核农学报. 2024, 38(11): 2054-2065. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.11.2054
为探究甘薯近缘种三浅裂野牵牛KNOX（ItrKNOX）基因家族在块根发育过程中的作用，本研究在基因组水平对ItrKNOX基因家族进行了鉴定，并利用转录组测序技术对ItrKNOX基因在三浅裂野牵牛Y22块根发育不同阶段的表达量变化进行了分析。共鉴定到分布于10条染色体的12个ItrKNOX基因。进化分析显示，这些ItrKNOX基因可分为Class Ⅰ、Class Ⅱ和Class M三类，KNOX家族基因的类型和数目在三浅裂野牵牛、三裂叶薯、牵牛和圆叶牵牛这4个甘薯属二倍体物种基因组中都较为稳定，其中三浅裂野牵牛和三裂叶薯的亲缘关系较近。对ItrKNOX基因启动子区进行分析，发现多个与生长发育、植物激素、光和逆境胁迫相关的顺式作用元件。转录组分析显示，在Y22块根发育过程中，不同ItrKNOX基因表达模式不同。其中，Class M基因ItrKNOX12几乎不表达，而ItrKNOX02、ItrKNOX03、ItrKNOX09和ItrKNOX10在整个根部发育过程中持续高表达。从不定根时期到块根发育期，ItrKNOX01~ItrKNOX03、ItrKNOX05、ItrKNOX09和ItrKNOX11的表达量明显上调，ItrKNOX08的表达量明显下调。值得注意的是，ItrKNOX06在块根膨大到直径大于2 mm后表达量才明显上调，ItrKNOX07在不定根和成熟块根中表达水平明显低于发育中的块根。本研究为探索甘薯及其近缘野生种三浅裂野牵牛KNOX家族基因的功能和调控机制提供了参考。
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核农学报. 2024, 38(11): 2066-2073. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.11.2066
为深入理解萝卜皮色形成机制，开发萝卜皮色标记进行辅助育种，本研究利用绿皮萝卜G-2和白皮萝卜W-1构建了遗传群体，明确了绿皮表型的遗传规律；结合混合分离群体分析和RNA-Seq技术（BSA-seq）确定了绿皮调控位点所在染色体，接着开发分子标记定位了绿皮基因。结果显示，G-2和W-1的F1代植株肉质根表现为介于亲本之间的中间色（浅绿色），其F2代群体单株分离出绿色、中间色和白色肉质根，大致符合1∶2∶1的分离比例（χ2=3.21，P>0.05），表明绿皮表型在遗传后代中呈不完全显性，并由1个主效基因控制，暂将其命名为Green-Skinned Taproot 1（GST1）。BSA-Seq结果显示，有1 827个萝卜单核苷酸多态性（SNP）位点在G-2×W-1 F2代群体绿皮池和白皮池间具有多态性，其中31.86%位于R01染色体，并且主要分布在短臂端部0~5 Mb的物理区间内。在此区段附近开发分子标记，最终将GST1定位到标记sxau30和sxau34之间，遗传距离分别为6.4和8.3 cM，对应萝卜品种Radicula参考基因组R01： 2.93~8.99 Mb的物理区间。此区间共有210个高置信注释基因可在肉质根表皮中表达，其中有44个在绿皮池和白皮池之间表达差异显著，对可能参与叶绿素合成或代谢途径的4个候选基因进行了实时荧光定量PCR（qRT-PCR）验证，其表达水平与BSA-Seq结果一致。本研究结果为萝卜绿皮成色机制解析奠定了理论基础，也为皮色分子育种提供了新标记。
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核农学报. 2024, 38(11): 2074-2082. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.11.2074
为了探究赤霉素（GA）促进银杏种子萌发的分子机制，本研究在MS培养基和添加有5 mg·L⁻¹ GA的MS培养基上培养15 d后，对银杏胚的形态及种子的相关生理生化指标进行比较，采用转录组测序技术鉴定差异表达基因（DEGs）。对DEGs所关联的生理功能及代谢途径进行分析，确定了参与碳水化合物代谢途径的关键基因，并对Gb_33733基因进行了功能验证。研究结果显示，GA显著提高了银杏胚的长度、重量、发芽势和发芽率；经过15 d的萌发，种子中的淀粉和蛋白质含量下降，而还原糖含量及α-淀粉酶活性显著上升。GO分析结果揭示，两种处理条件下特异性调控的179个DEGs主要富集于光合作用、光照强度感知、光质适应及对生物和非生物胁迫的响应等生理过程。KEGG通路分析表明，DEGs主要富集于碳水化合物代谢、氨基糖与核苷酸糖代谢、光合作用、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号传导、核质转运及能量代谢等途径。通过蛋白质互作筛选，鉴定了碳水化合物代谢途径中的6个关键基因。此外实时荧光定量PCR（qRT-PCR）结果证实，GA处理显著增强了Gb_33733、Gb_33736、Gb_19037、Gb_01010、Gb_05593和Gb_35011基因的表达水平。而且，Gb_33733基因的异源表达促进了拟南芥种子的萌发。本研究为进一步阐明GA诱导银杏种子萌发的分子基础提供了理论依据。
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核农学报. 2024, 38(11): 2083-2094. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.11.2083
为探究阳春砂（Amomum villosum）花器中茉莉酸（JA）生物合成酶基因表达与雌雄蕊生长的关系，本研究利用cDNA末端快速扩增（RACE）技术克隆阳春砂JA生物合成酶基因的全长序列，并对各基因进行生物信息学分析、表达模式测定及各基因表达与阳春砂雌雄蕊生长的相关性分析，以探究阳春砂花器中JA生物合成酶基因表达与雌雄蕊生长的关系。结果表明，阳春砂中JA生物合成酶基因AvLOX、AvAOS、AvAOC、AvOPR3序列全长分别为2 733、1 798、930、1 400 bp，分别包含2 577、1 485、744、1 179 bp的开放阅读框（ORF），其编码蛋白分别含有858、494、247、392个氨基酸残基。4个JA生物合成酶基因的表达随阳春砂雄蕊的发育进程逐渐增加，但在雌蕊中的表达则呈现多样性。在雌蕊中，AvLOX、AvAOS基因在开花后1天表达最高，AvAOC在标记后第9天表达最高，AvOPR3基因在标记后第6天表达最高。除AvAOS基因在小花在标记后第3天以及AvOPR3基因在小花标记后第6天外，4个JA生物合成酶基因在雄蕊中的表达在各发育阶段显著高于同时期在雌蕊中的表达。与对照组相比，在喷施茉莉酸甲酯（MeJA）后，4个JA生物合成酶基因在雄蕊中的表达模式，以及AvLOX和AvOPR3基因在雌蕊中的表达模式没有改变，但AvAOS和AvAOC基因在雌蕊中的表达模式有变化。在对照组和MeJA处理组中，4个JA生物合成酶基因的表达与阳春砂小花花丝和花柱的长度有极显著的相关性。本研究结果为进一步探究JA与阳春砂花器官生长发育的关系奠定了基础。
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核农学报. 2024, 38(11): 2095-2105. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.11.2095
花香是评价石斛商业价值的重要性状之一。为探究石斛花香物质的形成机理，本研究采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用法（HS-SPME-GC-MS）、转录组测序和PCR技术分析了不同花期澳洲香水石斛花香物质变化及其与萜类合成关键酶基因表达间的关系。结果表明，澳洲香水石斛中共检测到17种花香物质，其中1，4-二甲氧基苯、α-蒎烯和苯乙醇的含量相对较高，盛花期的花香释放量呈现明显的昼夜节律变化和组织特异性。基于转录组数据，筛选到77个与萜类合成相关的差异表达基因（DEGs），并成功克隆DeTPS6的全长，为1 749 bp。DeTPS6蛋白具有萜类合成酶家族的保守结构域，属于TPS-b亚家族。亚细胞定位分析结果显示，DeTPS6定位于胞质。实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析结果显示，DeTPS6在澳洲香水石斛的盛花期中高表达，且呈现显著的昼升夜降的变化趋势，与花香物质的含量呈正相关。本研究为DeTPS6生物学功能的探讨提供了理论基础。
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核农学报. 2024, 38(11): 2106-2115. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.11.2106
为了克隆牦牛高迁移率族核小体结合蛋白1（HMGN1）基因并制备牦牛HMGN1多克隆抗体，探究HMGN1在牦牛生殖生理研究过程中的作用，本研究通过基因克隆获得牦牛HMGN1基因序列并对其进行生物信息学分析，利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）检测HMGN1在牦牛子宫、卵巢、输卵管中的相对表达量。利用原核表达、亲和层析法纯化牦牛HMGN1重组蛋白，免疫10月龄新西兰大白兔，亲和层析法纯化所制备的牦牛HMGN1多克隆抗体；分别利用蛋白免疫印迹（WB）、免疫组织化学技术（IHC）检测HMGN1在牦牛生殖器官中的表达和定位；利用免疫荧光技术（IF）检测HMGN1蛋白在颗粒细胞中的表达。本试验成功克隆了牦牛HMGN1基因并制备了牦牛HMGN1多克隆抗体。WB结果显示，HMGN1蛋白在黄体期和卵泡期牦牛子宫的表达量高，妊娠期的表达量最低（P<0.05）；卵巢组织中，妊娠期的表达量最高，卵泡期的表达量最低（P<0.05）；输卵管中妊娠期的表达量最高，黄体期和卵泡期的表达量较低（P<0.05）。IHC结果显示，HMGN1主要分布在子宫内膜和子宫腺、卵泡膜和卵泡颗粒层、输卵管黏膜上皮等部位。IF结果显示，HMGN1主要表达在卵巢颗粒细胞的细胞质中。综上，HMGN1在牦牛发情周期和妊娠过程中均参与调节。本研究结果为进一步研究HMGN1蛋白在调节牦牛生殖生理机制提供了基础资料。
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核农学报. 2024, 38(11): 2116-2124. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.11.2116
为了建立转基因大豆品系高通量检测方法，本研究以转基因大豆DAS-68416-4、DAS-44406-6、DAS-81419、DP305423作为试验对象，根据品系特异的宿主与插入片断间连接区域的基因序列作为检测靶标，设计特异性引物。以转基因标准品为材料，提取DNA作为模板进行定性PCR扩增，尼龙膜点样，生物素探针制备，杂交与显色，并对探针浓度、杂交温度与时间与显色时长进行优化，利用优化后的反应条件对转基因大豆DAS-68416-4、DAS-44406-6、DAS-81419、DP305423及空白对照样品进行检测，验证体系的特异性。将4种转基因大豆的DNA进行10倍系列稀释，利用优化后的反应条件测定灵敏度。对实验室收集的7个品系的转基因大豆标准品和8个能力验证样品进行适用性检测分析，并采用双盲验证法对17份盲样进行核酸斑点杂交测试分析，进一步验证体系的可靠性。结果表明，以转基因大豆DAS-68416-4、DAS-44406-6、DAS-81419、DP305423为模版的扩增产物均有且只有一条清晰明亮的条带，大小均与理论相符，空白对照与内参照基因结果正常。4种转基因大豆特异性探针除对应样品有显色反应，对其他3种样品均未显色，具有方法特异性。样品DAS-68416-4、DAS-81419、DP305423最低检出限为20 pg·μL-1，样品DAS-44406-6最低检出限为2 pg·μL-1，具有较高的灵敏度。对7个标准品、8个能力验证样品和17份盲样的测试结果与SN/T 1204-2016《植物及其加工产品中转基因成分实时荧光PCR定性检测方法》中的结果一致，可用于日常样品检测。本研究建立的定性PCR结合的核酸斑点杂交方法能对4种转基因大豆进行快速准确鉴定，对有序推进生物育种产业化应用，严查非法转基因种子市场流通和田间种植，保障粮食安全具有重要意义。
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核农学报. 2024, 38(11): 2125-2133. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.11.2125
为探究不同解冻方式对速冻黄桃品质的影响，本研究对比分析了低温空气解冻（4 ℃）、常温空气解冻（25 ℃）、微波解冻（解冻模式，700 W）、超声波辅助水解冻（40 kHz，200 W）4种解冻方式下速冻黄桃汁液流失率、水分含量、质构、色泽、风味和营养物质含量的差异。结果表明，相较于其他处理组，微波解冻速率最高，解冻时间为5.3 min，汁液流失率最大（16.45%），解冻后黄桃综合品质下降最显著（P<0.05）；低温空气解冻耗时最长（470 min），黄桃汁液流失率最低（3.78%），质地和色泽品质变化最小，但营养物质损失较高；超声波辅助水解冻时间较短（5.5 min），汁液流失率较小，总酚和黄酮类物质流失最严重；常温空气解冻耗时65 min，总酚、类胡萝卜素和维生素C含量保留率最高。电子鼻分析显示，不同解冻处理下黄桃风味差异不显著（P>0.05）。综上，微波解冻和超声波辅助水解冻效率较高，但低温空气解冻更利于速冻黄桃感官品质的保持，常温空气解冻更利于其营养品质的保持。本研究结果可为速冻黄桃解冻方式的选择提供理论与技术支撑。
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核农学报. 2024, 38(11): 2134-2142. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.11.2134
为探究酸碱浸泡浓度对鱼皮明胶质构特性的影响，本研究以马面鱼皮为原料，采用酸碱法制备马面鱼皮明胶（GNS），比较其与传统猪皮明胶（GPS）在结构组成和特性方面的差异。结果表明，酸碱浓度对马面鱼皮明胶质构特性的影响明显，当氢氧化钠和乙酸的浓度分别为0.10、0.15 mol·L-1时，马面鱼皮明胶得率（9.70%）、硬度（1.78 N）、内聚性（0.81）、弹性（3.61 mm）和咀嚼性（5.17 mJ）达到最佳。氨基酸分析结果表明，两种明胶氨基酸组成相似，但马面鱼皮明胶中亚氨基酸含量为18.99%，略低于猪皮明胶（23.28%），导致其质构性质稍差于猪皮明胶；十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）结果显示，马面鱼皮和猪皮明胶的分子量分布相似；马面鱼皮明胶的紫外光谱、红外光谱和荧光光谱均与猪皮明胶类似，符合I型胶原蛋白特征。酶促凝胶特性结果显示，马面鱼皮明胶可在谷氨酰胺转胺酶（TG）作用下迅速交联形成热不可逆凝胶，质构性能得到改善。本研究为提高马面鱼皮的综合利用程度及制备高性能的鱼皮明胶奠定了基础。
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核农学报. 2024, 38(11): 2143-2154. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.11.2143
为探究前期不同容器陈酿及后期瓶储过程中赤霞珠葡萄酒香气及感官特征的变化，本研究以旧橡木桶、陶罐和微氧罐陈酿的葡萄酒为研究对象，基于顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱（HS-SPME-GC-MS）技术和定量描述（QDA）法进行12个月的香气变化跟踪，随后装瓶并分析18个月的香气与感官特征变化。结果表明，3种容器陈酿期间葡萄酒香气物质总质量浓度具有差异，随着陈酿时间的增加，酯类物质质量浓度上升，醇类物质质量浓度下降，酸、醛酮、萜烯类物质质量浓度无明显变化规律。瓶储期间，香气物质总质量浓度呈现先降低后升高的趋势，在瓶储12个月时达到最高。在瓶储3~9个月时，旧橡木桶与陶罐陈酿葡萄酒中酯类物质质量浓度低于醇类物质；12~18个月时，酯类物质质量浓度高于醇类物质。多数香气物质质量浓度在瓶储9~12个月时达到最高，异丁醇、正丁醇和苯甲醇质量浓度持续下降，苯甲醛、苯乙醛和糠醛质量浓度持续上升。感官分析表明，旧橡木桶和陶罐陈酿葡萄酒在瓶储后香气更加浓郁，旧橡木桶陈酿使奶油味等特征增强，陶罐陈酿的青椒味突出，微氧罐陈酿的香料味突出。不同容器陈酿会影响葡萄酒及其后期瓶储香气，橡木桶与陶罐陈酿均会提升瓶储香气总质量浓度及酯类物质占比，微氧罐陈酿对香气质量浓度的提升幅度低于其他两种容器。本研究可为合理选择不同葡萄酒陈酿方式、确定瓶储时间提供理论依据。
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核农学报. 2024, 38(11): 2155-2164. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.11.2155
粮食储藏及其品质鉴别对于保障粮食安全和减少粮食损失至关重要。为筛选小麦籽粒储藏过程中的关键挥发性物质，本研究将小麦籽粒于40 ℃、相对湿度65%的环境下进行为期28 d的储藏，选取储藏0、7、14、21、28 d的小麦籽粒样品，分析其中挥发性物质、萌发率、脂肪酸值、丙二醛（MDA）含量、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）活性的变化规律。结果表明，随着储藏时间的延长，总挥发性物质含量显著降低，MDA含量显著增加（21~28 d除外），萌发率和抗氧化保护酶（CAT、POD、SOD）活性总体呈下降趋势。通过小麦挥发性物质与储藏品质指标之间的相关性分析，确定叔丁醇、2-己烯醛、乙二醇二甲醚、2-戊基呋喃、庚醛、辛醛、3-甲基-2-丁烯醛、1-辛烯-3-酮、异亚丙基丙酮为小麦籽粒储藏关键挥发性物质；逐步线性判别分析显示，上述特征挥发性物质对不同储藏时间下样品的正确分类效果达98%，可作为小麦籽粒储藏品质的鉴别指标。本研究可为粮食储藏过程中的品质鉴别提供技术支撑。
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核农学报. 2024, 38(11): 2165-2173. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.11.2165
为筛选腐败能力强的菌株，本研究从托盘和真空包装羊肉4 ℃贮藏期间的均质液中分离腐败菌并对其进行鉴定，利用羊肉汁、脱脂牛奶和三丁酸甘油酯3种培养基评估分离菌株在体外对羊肉、蛋白质和脂质的降解能力，从而确定目标菌株并进一步分析其耐药基因图谱。结果表明，托盘包装中共纯化出191株菌株，主要菌属包括假单胞菌、不动杆菌和寡养单胞菌；真空包装中共纯化出72株菌株，主要菌属包括乳杆菌、乳球菌、肉杆菌、沙雷氏菌和哈夫尼亚菌。根据体外腐败能力测定结果，从每种包装中确定3株菌株作为后续研究的目标菌株，并根据基因组相似性计算结果确定种名，托盘包装中的目标菌株为MN10（副乳假单胞菌）、MN21（不动杆菌新菌种）和EF8（嗜麦芽窄食单胞菌），真空包装中的目标菌株为VMR17（清酒乳杆菌）、VF12（变形斑沙雷氏菌）和VE13（变形哈夫尼亚菌）。耐药性基因结果表明，含量较高的抗生素基因为大环内酯类抗生素、四环素类抗生素、氟喹诺酮抗生素、吖啶染料、亚胺培南类抗生素和氨基糖苷类抗生素。该研究为后续生鲜肉的靶向抑菌和腐败菌的腐败机理探究提供了研究基础。
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核农学报. 2024, 38(11): 2174-2182. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.11.2174
为揭示大分子拥挤剂葡聚糖-70（dextran-70）对蛋白质构象和微环境的影响，利用紫外光谱、荧光光谱、同步荧光、荧光量子产率及微流变等技术手段，研究葡聚糖-70添加后溶菌酶（Lys）、牛血清白蛋白（BSA）、β-乳球蛋白（BLG）微观构象的变化。结果表明，添加葡聚糖-70会改变蛋白，尤其是BLG蛋白的三级结构；葡聚糖-70引起蛋白质氨基酸微环境的变化，使蛋白质更趋向于疏水环境；荧光光谱显示，葡聚糖-70会导致蛋白质内源性荧光的猝灭，同时色氨酸和酪氨酸残基移向更加疏水的环境；葡聚糖-70对蛋白质量子产率的影响较小，对Lys的影响更为明显；微流变结果显示，随着葡聚糖-70浓度的增加，混合体系的复数模量和复数粘度增加、蛋白质分子运动速度减慢，可能是蛋白质与葡聚糖-70之间的相互作用所致。本研究结果可为蛋白质和多糖类食品体系的结构设计提供技术支持。
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核农学报. 2024, 38(11): 2183-2190. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.11.2183
羊尾油在常温下呈液态，富含不饱和脂肪酸，是生产化妆品和人造奶油、起酥油的优质原料。为制备高质量的液态羊尾油以提升羊附加值，本研究以小尾寒羊尾脂为原料，比较干法和溶剂法分离、提取液态尾油的熔点及得率，并通过气相色谱-质谱（GC-MS）、X-衍射光谱仪（XRD）、差示扫描量热仪（DSC）及热重分析仪（TGA）表征液油的脂肪酸、融化曲线、结晶曲线、晶型及热稳定特性。结果表明，干法和溶剂法下的液油熔点分别为22.73、23.85 ℃且均与精炼尾油熔点（38.33 ℃）差异显著；两种液油中含量最高的脂肪酸为油酸，含量分别为51.623%与59.763%，这与两者熔点差异密切相关。X-衍射结果显示，两种方法所得液态油在常温下均未出现特征吸收峰，固脂在3.7 Å、3.8 Å、3.9 Å与4.2 Å处出现特征吸收峰，表明固脂中存在β’与β晶型。热稳定性结果表明，两种方法所得液油均在300 ℃范围内稳定，当温度超过300 ℃后，甘油三酯混合物剧烈燃烧且在420 ℃时热失重速率达最大值。此外，溶剂分提法制备的液油中不饱和脂肪酸的含量及得率更高。本试验结果可为羊尾脂高附加产品开发提供理论依据。
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核农学报. 2024, 38(11): 2191-2201. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.11.2191
香蕉是生产、贸易以及消费量均位居全球前列的水果。挥发性风味作为评价香蕉果实品质的重要指标，直接影响香蕉加工产品的质量。优化香蕉鲜果和加工产品的挥发性风味品质，不仅可满足日益增长的消费需求，也是推动香蕉产业升级的必然选择。目前，香蕉的挥发性风味品质未能得到足够重视，且其检测过于依赖感官评价，不利于香蕉挥发性风味品质的精准调控。本文综述了香蕉果实中的挥发性风味物质组成及影响因素，重点介绍了品种、栽培条件、采后贮藏保鲜和催熟技术以及加工利用环节对香蕉挥发性成分的影响，同时围绕香蕉挥发性风味品质优化提出了建议和展望，可为香蕉鲜果和加工产品的风味调控提供参考。
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核农学报. 2024, 38(11): 2202-2210. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.11.2202
为探究植被接种丛枝菌根（AM）真菌对南方红壤区林下侵蚀劣地恢复的影响机制，本研究以马尾松退化林地为对象，设置引种灌木不接菌（S）和引种灌木接菌（S+AMF）两种处理，研究土壤AM真菌群落、土壤肥力及植物生长对紫穗槐（Amorpha fruticosa L.）接种AM真菌的响应。结果表明，接菌一年后，S+AMF处理菌根侵染率（MIR）极显著大于S处理（P<0.001），而接菌三年后MIR在两处理间无显著差异。接菌三年后，与S处理相比，S+AMF处理AM真菌的多样性和丰富度无显著差异，但其在种水平上的网络复杂性有所提高，其中Rhizophagus manihotis、Glomus cf. clarum Att894-7、fungal sp. Kamogawa和Rhizophagus neocaledonicus丰度具有显著性差异；土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、总球囊霉素相关土壤蛋白（TG）、土壤微生物生物量碳（SMBC）和土壤微生物生物量氮（SMBN）含量均显著或极显著提高，土壤团聚体变化不显著；植物叶片中全氮（TN）和全磷（TP）含量以及地上生物量（AGB）均显著或极显著提高，而地下生物量（UGB）显著降低（P<0.05）；植物根系构型中，根系总根长（TRL）、总体积（TRV）、比根长（SRL）、比表面积（SSA）和根冠比（R-S R）均显著或极显著降低，而根组织密度（RTD）则极显著提高（P<0.001）。线性回归分析表明，SOC、土壤TN、TG、SMBC、SMBN、AGB与MIR间存在显著或极显著正相关关系，TRL、TRV、R-S R、UGB和MIR间存在显著或极显著负相关关系，说明紫穗槐接种AM真菌能够有效改善土壤肥力，同时改变植物地上地下部的生长情况。本研究结果为林下劣地土壤质量提升和植被恢复提供了技术参考。
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核农学报. 2024, 38(11): 2211-2218. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.11.2211
为探究生物炭和腐植酸对唐菖蒲（Gladiolus hybridus）生长及根际土壤环境的影响，以唐菖蒲为试验材料，采用设施大棚栽培方式，设置8个处理：对照处理（CK：不加任何生物炭和腐植酸）；单施腐植酸处理（T1：0.2 kg·m-2）；单施生物炭处理（T2：1.5 kg·m-2）；2种生物材料配施处理（T3：0.5 kg·m-2生物炭+0.2 kg·m-2腐植酸；T4：1.0 kg·m-2生物炭+0.2 kg·m-2腐植酸；T5：1.5 kg·m-2生物炭+0.2 kg·m-2腐植酸；T6：2.0 kg·m-2生物炭+0.2 kg·m-2腐植酸；T7：3.0 kg·m-2生物炭+0.2 kg·m-2腐植酸），测定不同处理下的植株生长和土壤指标。结果表明，生物炭添加腐植酸处理整体增加了唐菖蒲的生物量，与CK相比，单施生物炭处理（T2）与组合配施处理（T4、T5、T6、T7）在定植60和90 d时的唐菖蒲鲜重和干重有所增加。此外，通过检测唐菖蒲叶片中叶绿素含量的相对值发现，随着生物炭施用量的增加，叶绿素相对值（SPAD）也相对增加。而在定植60 d时，通过根系扫描系统（WinRHIZO）分析根系长度、表面积、体积等指标发现，各处理均在一定程度上促进了唐菖蒲根系生长，其中T2、T3、T4、T5、T6、T7各指标均显著高于CK。从土壤理化性状变化看，各处理的有机质含量整体较CK显著提高。与CK相比，除T1处理唐菖蒲根际土壤的pH值降低外，其余处理pH值均有所提高，以T2、T6、T7处理增幅较大，分别增加了0.88、0.87和1.07个单位。同时，与CK相比，T2、T5、T6、T7处理的土壤紧实度分别显著降低15.56%、20.95%、19.45%和24.97%。综上，生物炭和腐植酸在培肥土壤和促进植物生长方面具有潜在的应用价值，在本试验条件下，T5和T6处理的生物炭和腐植酸配施对唐菖蒲生长具有较好的促进作用。本研究为唐菖蒲高效栽培提供了技术参考。
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核农学报. 2024, 38(11): 2219-2227. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.11.2219
为提高西北干旱地区的苦荞产量、减少氮肥施用及提高氮肥利用效率，以适宜西北地区种植的川荞2号（CQ2）和晋荞2号（JQ2）为材料，设置4个施氮水平（0、60、120和180 kg·hm-2），研究氮对苦荞生长、产量及氮素利用的影响。结果表明，随施氮量的增加，苦荞氮肥偏生产力和农学利用效率显著降低，SPAD值、干物质积累量、氮素积累量和每吨籽粒氮需要量逐步增加，而农艺指标、产量及其构成、氮肥表观利用率和氮收获指数均呈先升后降趋势，均以120 kg·hm-2施氮量最高。60、120和180 kg·hm-2施氮量处理下，JQ2的株粒数、有效株数和产量较CQ2平均增加6.2%、6.1%和18.2%，且其氮素吸收利用和收获指数更高，表现出更强的增产性和氮素利用能力。相关性和聚类分析发现，施氮对苦荞各指标的影响可被明显区分，苦荞的氮肥农学利用效率、氮肥偏生产力和氮收获指数与苦荞产量及构成呈极显著正相关。综合考虑氮素吸收利用效率及成本与产量因素，西北干旱地区苦荞氮施用量以120 kg·hm-2为宜，品种以JQ2较为适宜。本研究结果对苦荞的高效生产及生态环境的保护具有重要的理论与实际意义。
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核农学报. 2024, 38(11): 2228-2236. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.11.2228
为探讨小麦土壤氮矿化对CO2浓度升高、秸秆还田及其交互作用的响应，本研究利用人工控制气候室设置2种CO2浓度处理CK（CO2浓度为400 μmol·mol-1）、EC（CO2浓度为600 μmol·mol-1），3种秸秆处理：秸秆不还田（R）、秸秆掺入（I）、秸秆覆盖（M），测定小麦土壤理化性质、碳氮相关酶活性；通过为期35 d的室内培养试验，分析土壤硝态氮、铵态氮含量动态变化和净氮矿化速率等。结果表明，培养35 d后与秸秆不还田相比，两种秸秆还田方式均增加了土壤碳氮有效性，秸秆掺入和秸秆覆盖处理土壤净硝化速率在两种CO2浓度处理下分别平均增加0.76和0.55 mg·kg-1·d-1。3种秸秆处理方式中，以秸秆掺入土壤净矿化速率最大；秸秆覆盖土壤净氨化速率较低，导致其净矿化速率低于秸秆掺入。与CK相比，CO2浓度升高使土壤无机氮含量平均下降8.1%，土壤氮矿化量平均降低14.98 mg·kg-1。与CK相比，CO2浓度升高下秸秆还田使土壤无机氮含量增加74.2 mg·kg-1，主要是由于土壤硝态氮含量增加了73.8 mg·kg-1，导致土壤净硝化速率提高了0.57 mg·kg-1·d-1；CO2浓度升高下土壤净氨化速率整体下降，其中秸秆覆盖下降幅度较大，导致其净氮矿化速率低于CK。综上，CO2浓度升高下秸秆还田增加了土壤氮的可利用性，其中秸秆覆盖提高了土壤氮固持能力，减少了氮素淋失，秸秆掺入增加了土壤氮矿化，可提供更多无机氮以供作物利用。本研究为未来气候变化背景下选择适宜秸秆还田措施以维持土壤供氮潜力提供了理论依据和技术支持。
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核农学报. 2024, 38(11): 2237-2246. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.11.2237
为探讨持续干旱胁迫下不同基因型藜麦（Chenopodium quinoa Willd.）的生理响应变化动态，利用20%聚乙二醇（PEG）6000溶液模拟干旱，对晋藜1号（JL1）、晋藜2号（JL2）和晋藜3号（JL3）3个藜麦品种的苗期植株进行干旱胁迫，连续胁迫0、0.5、2、8、24、48和72 h后测定其生理生化指标，对藜麦苗期耐旱性评价或鉴定指标进行筛选，并对其耐旱性进行综合评价。结果表明，随着干旱胁迫时间的延长，叶片相对含水量（RWC）呈逐渐递减的趋势；可溶性糖（SS）和丙二醛（MDA）含量持续升高，在72 h时达到最大值；保护酶系统超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性均呈现先升后降的趋势，其中SOD、CAT、APX活性分别在胁迫24 h时达到峰值，POD活性在胁迫48 h时达到最大值。渗透调节物质脯氨酸（Pro）、可溶性蛋白（SP）含量及超氧阴离子（
）产生速率因品种而异。其中，JL1和JL2的Pro含量随胁迫时间延长呈上升趋势，JL3则呈现先上升后下降趋势，在48 h时达到最大值；JL1的SP含量表现为先降低后升高再降低趋势，而JL2和JL3则呈现先升高后降低趋势；JL1和JL3叶片中的 产生速率表现为持续上升趋势，JL2则表现为先升高后降低趋势。可见，胁迫时间对各指标的影响不同，大部分指标在胁迫24和48 h时变化幅度较大。此外，生理指标对干旱胁迫有一定的阈值反应。主成分分析和隶属函数分析均表明，供试藜麦种质耐旱性表现为JL1>JL2>JL3。本研究结果为藜麦耐旱机制研究及耐旱新品种选育提供了理论依据。 -
核农学报. 2024, 38(11): 2247-2257. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.11.2247
植物根系分泌物是指植物根系释放到根际环境中的各种化合物，是根系与周围环境进行物质交换的重要媒介，对植物生长、营养吸收、抵御病害等具有重要作用。在胁迫条件下，根系分泌物参与提高植物资源利用效率作用过程，并可促进植物与土壤微生物间的相互作用。本文综述了根系分泌物的组成和转运方式，及其在促进植物营养吸收中的应用；重点综述植物为应对生物和非生物胁迫，调控根系分泌物释放变化动态的研究进展；并讨论种植方式改变所产生的根系分泌物在病虫害防治中的应用。该综述可为深入了解植物根系的生态功能和适应机制提供理论指导。
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