2024年, 第38卷, 第6期 刊出日期：2024-06-10
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核农学报. 2024, 38(6): 1005-1011. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.06.1005
小麦黄花叶病是影响长江中下游麦区小麦（Triticum aestivum L.）产量的重要病害之一。为了筛选抗小麦黄花叶病种质资源，本研究对近30年来长江中下游麦区选育的279个小麦品种（系）进行田间小麦黄花叶病抗性鉴定，同时利用与抗小麦黄花叶病主效数量性状基因座（QTL）QYm.nau-5A.1和QYm.nau-2D连锁的分子标记检测，以分析抗病QTL在品种（系）中的传递过程。结果显示，抗病材料为174个，占62.4%，其中仅含QYm.nau-5A.1和QYm.nau-2D的材料分别为30、98个，两个QTL均含的材料为9个，两个QTL均无的为37个，表明还存在其他抗病基因或QTL；感病材料为105个，占37.6%，其中仅含QYm.nau-5A.1和QYm.nau-2D的分别为6、25个，两个QTL均无的为74个。进一步分析小麦品种（系）系谱发现，长江中下游麦区小麦品种（系）的QYm.nau-5A.1主要来自于西风小麦，通过宁麦9号传递；QYm.nau-2D主要来自于苏麦6号、扬辐麦9311、郑麦9023，其中苏麦6号中的抗性QTL主要通过镇麦9号传递。本研究结果为长江中下游麦区小麦黄花叶病抗性分子育种及新抗病基因挖掘与利用提供了理论支撑。
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核农学报. 2024, 38(6): 1012-1023. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.06.1012
为探究蝴蝶兰种质资源倍性与育性的关系，本研究采用染色体计数法结合流式细胞术鉴定蝴蝶兰属33个品种（种或变种）的倍性水平，并通过完全双列杂交试验探究不同倍性蝴蝶兰种质资源的育性。染色体计数结果表明，二倍体和三倍体蝴蝶兰均有5个，均占15.15%；四倍体蝴蝶兰有10个，占30.30%；非整倍体蝴蝶兰有13个，占39.39%。蝴蝶兰不同品种之间染色体大小构成存在差异。流式细胞术检测结果表明，蝴蝶兰属25个品种（种或变种）的流式细胞术倍性估计结果与染色体计数结果相符。供试材料的流式直方图均呈现出3~4个峰，且循环值均大于0.1。杂交育性结果表明，作为亲本杂交的四倍体蝴蝶兰具有最高的坐果率和萌发率；在三倍体和非整倍体蝴蝶兰中，不同品种之间的育性差异较大，同一品种作为父本或母本杂交和自交后，其育性差异也较大。上述结果表明，大多数蝴蝶兰杂交品种的倍性为多倍体或非整倍体，蝴蝶兰的育性与其倍性水平和染色体大小构成相关；流式细胞术的倍性估计适用于蝴蝶兰种内以及含有小而均匀染色体的杂交品种；供试蝴蝶兰叶片均存在内多倍体化且不同倍性蝴蝶兰叶片的内多倍体化模式存在显著差异。本研究为蝴蝶兰种质资源鉴定、亲本选配、遗传改良以及多倍体育种提供了参考依据。
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核农学报. 2024, 38(6): 1024-1034. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.06.1024
3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶（HMGR）是药用植物萜类产物骨架生物合成的重要酶之一。为了明确掌叶覆盆子HMGR蛋白的功能，使用生物信息学手段对RcHMGR家族成员的分类、基因结构、染色体定位、启动子信息等进行了系统分析，并比较了不同组织、果实不同成熟阶段及MeJA处理下RcHMGR基因的表达量。结果表明，RcHMGR基因家族共有7个成员，分布于3条染色体上，编码444~601 aa蛋白序列。RcHMGR蛋白分为4个亚家族，亚细胞定位于内质网，均含有HMGR保守功能域。RcHMGR家族基因的启动子上包含激素响应、光响应和低温响应等多种顺式元件。RcHMGR家族基因在掌叶覆盆子不同组织、果实不同成熟阶段和MeJA处理下的表达量均存在显著差异，其中RcHMGR5在果实中高丰度表达，并受到MeJA强烈诱导，与类胡萝卜素在掌叶覆盆子果实中的积累规律相一致，推测是类胡萝卜素合成途径的关键酶。上述结果为后续研究RcHMGR基因家族在萜类生物合成中的功能奠定了基础。
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核农学报. 2024, 38(6): 1035-1047. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.06.1035
ECT结构域蛋白家族作为一种重要的转录后调控因子，在调控m6A修饰中发挥重要功能，在植物正常生长发育和响应逆境胁迫时的基因表达调控中具有重要作用。为了研究ECT结构域蛋白家族在玉米（Zea mays L.）非生物胁迫下的生长发育与胁迫响应中的功能，本研究采用生物信息学方法鉴定到玉米ECT家族成员22个，并分析其序列和结构特征、染色体分布、启动子顺式作用元件、GO富集、蛋白质互作网络和系统发育进化关系，通过实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析了玉米ZmECTs在冷胁迫以及不同激素处理下的表达模式。结果表明，玉米ECT家族成员分布在10条染色体上，编码的蛋白质所含氨基酸残基数目为119~748 aa，相对分子量（MW）范围为13 412.17~81 823.70 Da，等电点（pI）范围为5.43~8.82，大部分蛋白定位在细胞核。在ZmECT家族中共鉴定到10个motif。顺式作用元件分析结果表明，ZmECT家族成员启动子包含多个与胁迫、激素和生长发育相关的响应元件。GO富集分析结果显示，ZmECT家族成员可能参与mRNA的剪接和维持RNA稳定性。蛋白质互作网络预测，ZmECT6是该家族蛋白的核心成员。系统进化树显示，ZmECT家族成员分为4组。qRT-PCR结果显示，经不同激素处理后，ZmECT家族成员表现出复杂的响应模式，部分ZmECT家族成员响应冷胁迫。本研究结果为玉米ECT基因后续的生物学功能解析及分子机制研究提供了参考。
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核农学报. 2024, 38(6): 1048-1056. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.06.1048
小RNA（sRNA）是一种调节分子，可以在转录后水平调节基因表达，从而改变细菌的生理特征。为了研究sRNA GcvB在鼠伤寒沙门菌毒力中的调控作用，本研究构建了GcvB基因缺失株、互补株及示踪菌，检测其对鼠伤寒沙门菌生物被膜形成及泳动能力的影响；分析亲本株与缺失株在毒力及感染动力学上的差异，预测并分析了GcvB调控的潜在靶基因，探究了GcvB对ST生物被膜、氧化应激和毒力的调控作用。结果显示，与亲本株和回补株相比，GcvB缺失后生物被膜形成能力升高、抗氧化应激能力显著增强；半数致死量（LD50）上升至3.98倍。实时荧光定量PCR（qRT-PCR）检测靶基因gcvA、bapA、hilA、igaA及sitD，结果显示gcvA、bapA、igaA及sitD的转录水平表达量上调，而hilA下降。本研究证实sRNA GcvB参与了鼠伤寒沙门菌生物被膜形成、氧化应激和毒力作用，为揭示sRNA GcvB在ST生物被膜、氧化应激和毒力中的调控机制提供了研究基础。
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核农学报. 2024, 38(6): 1057-1064. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.06.1057
花色多样是绿绒蒿属植物的重要特性。为探究绿绒蒿花瓣呈色原因，以3种不同花色绿绒蒿为研究材料，对其花瓣表型及色素分布进行分析，利用超高效液相色谱串联质谱（UPLC-MS/MS）技术对3种绿绒蒿进行花青素、黄酮、类胡萝卜素靶向代谢组学分析。结果表明，3种绿绒蒿的花色素主要存在于表皮细胞，上下表皮色素分布较均匀。另外，绿绒蒿的上、下表皮细胞形状相同，均呈扁平的不规则长方形。红花绿绒蒿、全缘叶绿绒蒿、川滇绿绒蒿中分别检测出59、63、99种代谢物。矢车菊素衍生物是红花绿绒蒿花瓣呈现红色的主要原因，儿茶素类化合物作为辅助色素，使其颜色加深；槲皮素类黄酮醇代谢物是全缘叶绿绒蒿黄色花形成的主要原因；川滇绿绒蒿的花瓣呈色由花青素、黄酮、类胡萝卜素这3条代谢途径共同起作用。糖基转移酶参与了3种绿绒蒿的代谢过程，且其酶活性浓度会影响绿绒蒿糖苷类化合物含量。本研究分析了影响不同种绿绒蒿花呈色的原因，不仅为解析绿绒蒿属花色呈色机理奠定了基础，也为花色分子育种等提供了一定的理论依据。
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核农学报. 2024, 38(6): 1065-1073. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.06.1065
为研究超微粉碎的复方中药对产蛋后期蛋鸡肠道物理屏障和微生物组成的影响，选取307日龄的新杨黑羽蛋鸡216只，随机分为3组，每组8个重复，每个重复9只。对照组饲喂基础饲粮，试验组分别在基础饲粮中添加0.5%丹参+0.25%女贞子+0.25%蒲公英（复方1）、0.3%益母草+0.2%丹参+0.25%女贞子+0.25%蒲公英（复方2）的超微粉。于试验第120天采集空肠和回肠样品，测定肠道形态、菌群组成及物理屏障功能相关基因表达水平。结果表明，与对照组相比，复方1组空肠绒毛高度（VH）、VH/隐窝深度（CD）比值、空肠ZO-1和Claudin-1以及回肠ZO-1的mRNA表达量显著增加、回肠放线菌门和肠球菌属的相对丰度显著增加（P<0.05），复方2组回肠VH显著降低、空肠及回肠VH/CD比值、图里西杆菌属相对丰度显著增加（P<0.05）；与复方1组相比，复方2组空肠VH及VH/CD比值、回肠放线菌门和肠球菌属相对丰度显著降低、空肠Claudin-1和回肠ZO-1的mRNA表达量显著降低（P<0.05）。综上所述，饲粮添加由益母草、丹参、女贞子和蒲公英组成的超微粉碎的复方中药可降低产蛋后期蛋鸡的肠道通透性，改善肠道组织形态，增加肠道中有益菌的定植，有利于维持机体肠道屏障功能和肠道微生物稳态。本研究结果为开发新型饲料添加剂提供了参考依据和实践基础。
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核农学报. 2024, 38(6): 1074-1086. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.06.1074
鉴于预包装凤爪辐照灭菌后仍会发生胀袋等腐败现象，为探讨腐败辐照凤爪真菌多样性及挥发性成分的变化，本研究利用高通量测序技术解析了正常凤爪和腐败凤爪中的真菌多样性，并通过顶空固相微萃取结合气相色谱质谱法分析了挥发性成分的变化。此外，通过Spearman相关性分析揭示了优势核心微生物与挥发性成分之间的相关性（|r|>0.8，P<0.05）。高通量测序结果表明，担子菌门（Basidiomycota）和子囊菌门（Ascomycota）是腐败凤爪中的优势门，嗜热子囊菌属（Thermoascus）和曲霉属（Aspergillus）是腐败凤爪中的优势属。采用顶空固相微萃取结合气象色谱质谱法从正常凤爪和腐败凤爪中共鉴定出72种挥发性成分。利用正交偏最小二乘判别分析分别筛选出11种优势核心真菌属和34种挥发性成分的标志物。基于Spearman分析的相关性网络图显示，10个优势核心真菌属对腐败前后凤爪的挥发性成分含量有显著影响（VIP>1，P<0.05），包括未分类_o_酵母菌属（unclassified_o_Saccharomycetales）、枝孢菌属（Cladosporium）、镰刀菌属（Fusarium）、Vanrija、Thermoascus、Apiotrichum、未分类_k_真菌（unclassified_k_Fungi）、Aspergillus、假丝酵母属（Candida）和复膜孢酵母属（Saccharomycopsis）。本研究可为优化凤爪生产工艺和辐照灭菌工艺，解决其腐败问题提供理论参考。
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核农学报. 2024, 38(6): 1087-1097. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.06.1087
为探究不同煮制水样水质对小米粥理化性质和感官品质的影响，本研究以晋谷21号小米为研究对象，选取8种类型（超纯水、自来水及市售纯净水、矿物质水、天然泉水、天然矿泉水、苏打水、含气矿泉水）共14个水样作为煮制用水，分析了不同水样煮沸前后及其煮制小米粥后的pH值、电导率、矿质元素的变化以及对小米粥色泽、黏度、氨基酸、糖类等的影响。结果表明，各水样煮沸后pH值、电导率有上升趋势且与小米粥的pH值、电导率呈极显著正相关，相关系数（r）分别为0.95和0.87；煮沸水样中Ca2+、Mg2+含量与小米粥的色差a*值呈显著正相关，相关系数（r）分别为0.542和0.538。经电导率过高的水样煮制的小米粥感官品质和色泽较差，同时水样pH值过高也会导致小米粥明亮度下降。各水样主要通过水质离子影响小米粥的理化成分，不同水样对小米粥色泽、黏度及氨基酸成分均有一定影响，其中Na+会增加小米粥的总糖含量，提高甜味，促进组氨酸含量增加；水样中Ca2+、Mg2+含量较高会导致小米粥色泽偏暗。结合感官评分，中性且含有适量矿物质离子的水煮制的小米粥品质较好。本研究结果可为日常生活中小米粥煮制以及企业相关小米粥产品用水的选择提供一定参考意义。
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核农学报. 2024, 38(6): 1098-1107. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.06.1098
为探究不同菇粉添加对乳化香肠凝胶特性及抗氧化性的影响，本研究在猪肉糜中分别添加3%猴头菇粉、鳞柄伞粉、蛹虫草粉、绣球菌粉、香菇粉制作乳化香肠，并以不添加菇粉为空白对照组，对乳化香肠的持水性、凝胶强度、白度值、抗氧化活性、化学作用力、Zeta电位等指标进行测定，对感官品质进行评价，并利用扫描电镜观察微观结构。结果表明，添加菇粉的乳化香肠持水性、凝胶强度和抗氧化活性较对照增加，其中绣球菌香肠持水性和凝胶强度最高，分别为93.83%和2.88 g·mm；香菇香肠的总还原能力、羟自由基清除率、1，1-二苯基-2-苦基肼（DPPH）自由基清除率和超氧阴离子自由基清除率均最高，分别达到了25.16%、58.33%、87.41%和15.36%；与空白组相比，添加菇粉的乳化香肠化学作用力有明显变化，其中蛹虫草香肠促进了离子键和疏水键的作用，猴头菇香肠主要通过氢键来与肌原纤维蛋白进行缔合，而添加鳞柄伞粉可使香肠中二硫键的作用力增强；添加菇粉均提高了乳化香肠的Zeta电位绝对值，使微观结构更加致密均匀、孔隙减小，提高了感官评分。综上所述，菇粉的添加可以改善乳化香肠的凝胶特性、抗氧化性，这是源于菇粉改变了乳化香肠的化学作用力，使二硫键和离子键作用力增强。本研究可为菇粉在乳化香肠中的应用提供理论依据和技术支持。
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核农学报. 2024, 38(6): 1108-1116. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.06.1108
为研究不同温度下冻藏对青鱼品质的影响，本研究将新鲜青鱼在-18、-30、-60、-80 ℃下冻藏，分别取冻藏后0、7、15、30、60、90 d样品测定盐溶性蛋白含量、钙ATP酶（Ca2+-ATPase）活性、总巯基含量、表面疏水性，并结合质构、色差、十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺（SDS-PAGE）凝胶电泳、电镜观察，分析4个温度梯度下冻藏青鱼品质的变化。结果表明，随着冻藏时间的延长，4组青鱼鱼肉的品质均出现下降，以30 d内检测指标的变化较为突出，说明冻藏1月的青鱼可食用价值发生改变。相同冻藏时间下，-80 ℃组冻藏青鱼的各项指标均优于其余3组，-60 ℃组品质次之，-18与-30 ℃组品质无明显差异，说明超低温可降低青鱼组织蛋白质的变性速率，更好地保持鱼肉品质。本研究可为研发青鱼冻藏新方式及辅助存储技术提供理论依据。
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核农学报. 2024, 38(6): 1117-1124. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.06.1117
为增强猪血红蛋白（PHb）结构的稳定性，提高其应用价值，将天然抗氧化剂儿茶素（C）与PHb进行互作，以期稳定PHb的结构。采用紫外可见光谱、荧光光谱、傅里叶红外光谱和扫描电镜研究C与PHb的相互作用，并通过分子模拟对接技术表征儿茶素-猪血红蛋白复合物（C-PHb）的形貌和结构。结果表明，添加C前后，PHb的紫外吸收光谱发生明显变化；荧光光谱结果表明，C能有效猝灭PHb内源荧光且为自由发生的静态猝灭，猝灭常数（Kq ）为7.5×1010 L·mol-1·s-1，作用力主要为范德华力、氢键和疏水作用力。同时，相较于PHb，C-PHb的蛋白质二级结构发生改变，表现为β-折叠含量增高，α-螺旋、β-转角和无规卷曲含量降低。此外，分子对接模型进一步验证了C可与PHb进行相互作用。综上，C可与PHb互作以稳定其结构。本研究可为制备具有抗氧化性质的PHb复合物提供理论支持和可行性依据。
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核农学报. 2024, 38(6): 1125-1136. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.06.1125
为探究3-癸烯-2-酮对马铃薯的抑芽作用，本试验以陇薯7号马铃薯为试验材料，以不做任何抑芽处理为对照，采用0.15 mL·kg-1的3-癸烯-2-酮对萌芽期马铃薯进行熏蒸处理，考察3-癸烯-2-酮处理0~5 d对芽眼部位分生组织和生理指标的影响，并分别对处理后48和72 h的马铃薯样品进行转录组分析。结果表明，3-癸烯-2-酮处理后1~2 d，芽分生组织逐渐坏死，3~4 d完全坏死。与对照相比，3-癸烯-2-酮处理组块茎呼吸速率增加，超氧阴离子（O2-）、过氧化氢（H2O2）含量升高，抗氧化酶活性降低，丙二醛（MDA）和蛋白质羰基含量增加。3-癸烯-2-酮处理使得编码9-LOX基因下调表达，改变了植物激素水平，并使光合作用中叶绿体电子传递系统发生紊乱，从而影响果胶甲酯酶活性，改变细胞壁稳定性，最终引起分生组织细胞在短时间内发生膜质过氧化而抑制马铃薯发芽。在此过程中，谷胱甘肽代谢和苯丙烷生物合成通路对氧化胁迫做出了响应。本研究结果可为进一步探索3-癸烯-2-酮抑制马铃薯发芽的分子机制提供参考。
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核农学报. 2024, 38(6): 1137-1145. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.06.1137
玉米赤霉烯酮（ZEN）及其衍生物是由镰刀菌产生的具有类雌激素效应及细胞毒性的次级代谢产物，广泛存在于受镰刀菌侵染的谷物及其制品中。ZEN不仅影响粮食的品质和产量，也会对人畜生命健康造成威胁。ZEN脱毒方法主要包括物理法、化学法和生物法。生物法特别是生物酶法因反应条件温和、特异性好、脱毒效率高、环保、便捷等优势而具有较高的应用价值。本研究对近年来报道的ZEN降解酶的挖掘、鉴定及其实际应用等方面进行了综述，旨在为ZEN的生物酶法脱毒研究提供参考。
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核农学报. 2024, 38(6): 1146-1152. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.06.1146
为探索我国南方中低水平镭污染土壤环境中优势植物对226Ra的富集规律及其根际微生物特征，对属于中亚热带湿润型季风气候区的南方典型铀矿区进行了野外实地样方调查，采集该地区优势植物和土壤，分析物种优势度、土壤镭污染水平、植物对226Ra的转移和富集特征、植物根际微生物特征。结果表明，现场共筛选出15种优势草本植物，以苏丹草（Sorghum sudanense）的生物量最大，富集系数和转运系数分别为0.17、0.45；采样区226Ra的平均浓度为211 Bq·kg-1；土壤中存在大量的变形菌门（Proteobacteria）、子囊菌门（Ascomycota）等微生物，且不同的植物根际有特定的微生物类群富集，在放射性环境治理和修复、形成植物-微生物联合修复组合方面具有应用潜力。本研究结果为后期筛选原位治理土壤放射性污染的植物-微生物联合修复技术提供了依据。
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核农学报. 2024, 38(6): 1153-1162. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.06.1153
为探究利于稻虾共作深水灌溉模式下水稻、小龙虾产量及稻米品质协同发展的适宜肥料运筹，本研究以适宜稻虾共作模式的水稻品种丰优香占为试验材料，设置7个施肥处理：干湿交替0 N不养虾（R）、干湿交替100%化肥养虾（RC）、深水灌溉［100%化肥不养虾（RR）、100%化肥养虾（RS0）、30%有机肥+70%化肥养虾（RS3）、50%有机肥+50%化肥养虾（RS5）、70%有机肥+30%化肥养虾（RS7）］，并从水稻、小龙虾产量性状、稻米品质（外观、加工、营养、食味）等多个维度进行研究分析。结果表明，水稻方面，在深水灌溉模式下有机无机肥比例为5∶5时，水稻产量最高，两年产量分别为8.99、6.54 t·hm-2，且与RC相比，产量有所提高。随着有机肥比例的提高，加工品质（糙米率、精米率、整精米率）总体呈上升趋势，外观品质（垩白度、垩白粒率、垩白大小）呈先上升后下降趋势，其中RS5、RS7的加工、外观品质较RC有所改善。蛋白质含量以RS5、RS7处理较高，且较RC显著提高，直链淀粉含量、米饭外观、口感、食味值呈相反趋势，以RS5、RS7处理较低。随着有机肥比例的提高，峰值黏度、热浆黏度、最终黏度、崩解值呈下降趋势，以RS5、RS7处理较低，且较RC显著降低；消减值、糊化温度则呈相反趋势。小龙虾方面，随着有机肥比例提高，各有机无机肥比例处理之间小龙虾产量无明显差异，但小龙虾均重变异系数呈下降趋势，以RS5和RS7较低。综合分析认为，全程氮肥宜使用有机无机供氮比例5∶5，可以缓解深水种养造成的不利影响，提高稻虾共作模式下水稻产量及稻米加工、外观、营养品质，并且可提高小龙虾规格稳定性和规格效益，但对食味品质、RVA特征有一定的负面影响。本研究为长江中下游地区稻虾共作模式下水稻保优栽培提供了科学依据。
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核农学报. 2024, 38(6): 1163-1174. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.06.1163
为研究不同土壤改良剂对设施黄瓜（Cucumis sativus L. Del 99）连作障碍的影响，本试验于2018—2020年在宁夏园艺产业园区内进行，设置对照组（CK）、蚯蚓粪（V）、脱硫石膏（G）及蚯蚓粪与脱硫石膏配施（G+V）处理，探究不同处理对土壤物理性质、土壤酶活性、土壤微生物群落分布、黄瓜品质及产量的影响，并将其纳入土壤质量指数（SQI），进行拟合分析。结果表明，与对照相比，蚯蚓粪与脱硫石膏配施（G+V）能降低北方地区连作土壤的pH值，增加土壤电导率（EC）、有机质、速效氮、速效磷、速效钾含量。蚯蚓粪配施脱硫石膏的细菌门、属群落丰富度最高，且放线菌门（Actinobacteria）比例随种植年限增加而增加。连续种植四茬后，施加各改良剂均能显著增加黄瓜产量，相较于对照组以蚯蚓粪+脱硫石膏配施（G+V）处理增幅较高，各茬相比于对照组分别增加19.81%、31.47%、11.36%、14.98%。相关分析结果显示，土壤综合质量指数（SQI）与黄瓜产量呈显著正相关关系。综上，蚯蚓粪与脱硫石膏（G+V）配施能够协同改善设施连作土壤综合质量指数，提升设施黄瓜产量。本研究结果为我国北方地区设施蔬菜的可持续生产和设施连作障碍的改善提供了理论参考。
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核农学报. 2024, 38(6): 1175-1185. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.06.1175
为研究不同桑枝还田处理对桑园土壤养分与微生物群落的影响，在室内采用分解袋掩埋法处理桑枝屑，设置双因子变量，即桑枝用量（全量、半量、未添加）和施氮方式（不施氮、0 d施一次氮、28 d施一次氮、施两次氮），共12个处理，处理35 d后进行桑枝残留量测定、土壤理化性质检测和微生物16S、ITS扩增子测序。结果表明，桑枝分解情况主要受施氮方式影响。添加桑枝处理较未添加明显提升了土壤有机质含量，而施氮处理较未施氮则明显提高了碱解氮含量。在土壤微生物丰富度与多样性上，桑枝用量是主要影响因子，添加全量桑枝处理较其余处理均显著降低了微生物的Chao1和Shannon指数。桑枝用量和施氮方式均可影响微生物群落的分布，以桑枝用量影响程度更高。冗余分析结果表明，pH值、有机质、碱解氮含量与微生物群落分布密切相关。添加桑枝处理较未添加极显著提升了粪壳菌纲的相对丰度，而施氮处理则较未施氮极显著提升了硝化螺旋菌纲相对丰度。与未添加桑枝处理相比，添加桑枝处理显著富集了微杆菌属、Ellin6067、MND1、芽孢八叠球菌属、假单胞菌属、链霉菌属、顶孢霉属、Gibellulopsis、杯盘菌属。进一步分析富集真菌的生态功能发现，桑枝分解主要提升了土壤中腐生营养型真菌的相对丰度（全量为58.96%、半量为58.39%、未添加为23.74%）。本研究结果为解释桑枝还田的微生态效应提供了理论依据。
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核农学报. 2024, 38(6): 1186-1195. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.06.1186
为探究生物炭用量对烟草青枯病发生及土壤细菌群落结构和功能的影响，以植烟病圃土壤为研究对象，设置5个炭/土比0、1.5%、3.0%、4.5%、6.0%（记为TS0、TS15、TS30、TS45、TS60）的盆栽试验，研究烤烟青枯病发病情况、土壤农化性状、细菌群落结构与功能。结果表明，生物炭可有效减轻烟草青枯病发病情况，以炭/土比3.0%效果最佳。生物炭处理均可显著增加土壤pH值及有机质含量、改善土壤养分比例。冗余分析（RDA）结果表明，土壤pH值及养分是影响烟草青枯病的重要因子，提升土壤pH值及养分含量可有效减轻青枯病发生程度。进一步分析发现，生物炭可提高土壤细菌Alpha多样性，与对照相比，炭/土比1.5%~6.0%处理Chaol指数提高了8.24%~26.50%，变形菌门丰度分别增加了2.28、9.70、5.40、5.28个百分点，而酸杆菌门丰度分别降低了5.48、7.05、8.09、7.06个百分点。表型预测结果表明，生物炭可通过提高变形菌门丰度及降低酸杆菌门丰度来减少潜在致病菌丰度；与对照相比，炭/土比3.0%处理的芽孢杆菌属、鞘氨醇单胞菌属、出芽单胞菌属丰度分别增加5.77、0.24、0.36个百分点，罗河杆菌属丰度降低1.70个百分点，且雷尔氏菌属丰度随着施炭量的增加而逐渐减小。此外，生物炭可提高土壤氨基酸代谢、细胞生长与死亡功能类群丰度，且土壤pH值、有机质、速效钾、全素养分含量与氨基酸代谢、细胞生长与死亡功能具有正向效应，而罗河杆菌属与其具有负向效应。综上，生物炭可显著改善土壤养分比例，进而改善土壤细菌群落结构和功能特性、激发细菌群落氨基酸代谢等功能，提升烟株抗病性，减少青枯病的发生程度，以炭/土比3.0%~4.5%防控烟株青枯病效果较好。本研究结果为烟草种植中的病害防控和土壤改良提供了技术参考。
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核农学报. 2024, 38(6): 1196-1204. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.06.1196
为减少缺素障碍对巨峰葡萄（Vitis vinifera×Vitis labrusca）在生产栽培中的不利影响，本试验以1年生巨峰葡萄扦插苗为材料，采用大棚内珍珠岩盆栽方式，设置改良霍格兰完全营养液（CK）和缺素（-N、-P、-K、-Ca、-Mg、-Fe、-B、-Zn、-Cu）营养液培养处理，分析各处理条件下植株的表观差异与生长生理指标。结果表明，缺N、Ca、Mg和Zn时，巨峰较其他缺素处理优先表现症状，且缺Zn植株抗性弱，症状发生剧烈、死亡率高。巨峰缺N和缺P时老叶叶脉均变黄，黄化面积逐渐向周围叶肉扩散。缺K和缺Mg时，老叶叶肉呈条块状黄化，叶脉仍为绿色；缺Ca和缺Cu时，新叶叶肉褪绿，叶脉仍呈绿色。缺Fe、缺Zn、缺Cu老叶多呈“花叶”状，常见枯斑、灼叶。生长生理方面，与CK相比，缺N和缺Zn胁迫显著降低了巨峰株高；缺素胁迫总体显著降低了巨峰叶片叶绿素含量，但对叶形影响较小。葡萄遭受缺素胁迫时，丙二醛（MDA）含量和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性整体随处理时间的延长呈先升高后降低趋势。总体而言，巨峰对Zn元素的缺乏较敏感、耐性弱，对P元素的缺乏耐性较强。本研究结果为葡萄缺素营养诊断及指导田间施肥提供了参考依据。
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核农学报. 2024, 38(6): 1205-1211. https://doi.org/10.11869/j.issn.1000-8551.2024.06.1205
为探讨细胞质膜ATP酶（PM H+-ATPase）基因对铝胁迫下水稻（Oryza sativa L.）吸收硝态氮（NO3--N）的调控，本试验以2个水稻品种峰1A和峰1A优5为研究对象，以无铝处理幼苗为对照，分析铝胁迫下水稻根尖PM H+-ATPase活性、H+-泵活性、H+通量、PM H+-ATPase基因家族（OsA1~OsA10）表达水平、PM H+-ATPase和14-3-3蛋白的互作水平以及NO3--N吸收量。结果表明，与对照相比，铝胁迫下2个水稻品种根尖PM H+-ATPase活性、H+-泵活性和根尖H+通量下降，PM H+-ATPase和14-3-3蛋白的互作水平下降。铝胁迫抑制了OsA1、OsA5、OsA7和OsA8基因的表达，其中OsA7的表达水平显著下调，铝胁迫下峰1A和峰1A优5的OsA7表达量仅为对照组的21%和39%。NO3--N吸收量较对照下降，分别为对照的81%和85%。综上，PM H+-ATPase基因的表达水平影响水稻对NO3--N的吸收能力，OsA1、OsA5、OsA7和OsA8在铝胁迫下水稻吸收NO3--N过程中起关键的调控作用。本研究结果可为增强酸铝条件下水稻吸收NO3--N的能力，促进水稻生长及增产提供理论依据。
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