2022年, 第36卷, 第6期 刊出日期：2022-06-10
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核农学报. 2022, 36(6): 1073-1079. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.06.1073
为创制新的两系不育系,并将其应用于强优势杂交水稻品种培育,综合利用花培和诱变技术培育了粳稻两系不育系江79S。取培矮64S/粳稻H179的F1幼穗,利用花药培养技术培育获得一个粳型光温敏不育系S79;后采用高能碳离子束处理S79干种子,在其后代中选育了一个熟期突变体GS79(江79S),其在长日照和短日照条件下始穗表现不同,分别较S79早7 d左右和迟5 d左右。观察江79S的育性转换特性,发现其在嘉兴种植时,每年9月8日左右开始出现可育花粉并开始结实;在陵水种植时,植株正常结实且结实率达80%以上。人工气候箱光温敏特性鉴定结果表明,江79S在长日照条件下育性转换温度低于23.5℃。稻米品质和抗性鉴定结果为江79S米质达农业部(现农业农村部)部颁三级优质米标准,苗叶期抗稻瘟病。对江79S进行全基因组测序,分析发现其携带源自农垦58S的光敏不育基因pms1和pms3,且含携带抗稻瘟病基因pi21、Pia、Pid3和Pita,与其高抗苗瘟的特性相一致。以江79S配制的亚种间杂交水稻品种江两优7901通过了国家主要农作物品种审定。本研究结果为综合运用花培和辐照诱变技术培育新两系不育系材料提供了研究方法。
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核农学报. 2022, 36(6): 1080-1088. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.06.1080
为了解析水稻叶绿体发育和高光效育种中光合作用的机理,本研究以不育系P88S群体中发现的一株淡黄叶自然突变体xws为试验材料,对该突变体进行表型鉴定和光合特征分析,并对其进行精细定位和候选基因分析。结果表明,xws在整个生育期叶片、茎和穗均呈淡黄色。与野生型相比,xws叶片、茎和穗的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均显著下降。透射电镜观察结果发现,与野生型相比,xws嗜锇小体消失,类囊体数量减少。xws的净光合效率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度和叶绿素荧光参数与野生型相比均降低。以xws与R032杂交的F2群体作为定位群体,将基因精细定位至水稻第3号染色体分子标记WY242和WY119之间,其物理距离为51.7 kb。本研究结果为进一步研究水稻叶绿体发育,从而提高水稻光合作用和分子调控网络途径提供了理论支撑。
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核农学报. 2022, 36(6): 1089-1099. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.06.1089
为了明确不同成熟度油橄榄果实表观性状与内在品质的变化规律和相关性,以豆果、皮瓜尔、鄂植8号、莱星6个成熟度的果实为试验材料,对果实大小、颜色等8个表观指标以及含油率、脂肪酸组分、还原糖、总酚、总黄酮含量等内在品质指标进行测定,并对各指标间进行相关性分析。结果表明,4个品种油橄榄果实各指标随着成熟度的增加,呈现一定的变化规律,其中随着成熟度的增加,亮度值(L*值)、红绿值(a*值)、黄蓝值(b*值)均先增大后减小,横径增大,纵径变化不显著,横径增长速度大于纵径,果形指数变小,含油率升高,表明果实外观逐渐变圆;还原糖含量先降低后升高,总酚、总黄酮含量在第Ⅰ成熟度时显著高于其他5个成熟度,豆果、皮瓜尔、鄂植8号的饱和脂肪酸(SFA)、单不饱和脂肪酸(MUFA)与多不饱和脂肪酸(PUFA)比值越来越接近1∶1∶1。不同成熟度油橄榄的含油率与脂肪酸比值、还原糖、总酚含量、果形指数以及果实横径存在相关关系,且与a*值、总黄酮含量呈极显著相关,相关系数最高分别为0.73、-0.84;a*值与还原糖含量呈显著负相关,与总酚、总黄酮含量极显著负相关;总黄酮含量与SFA、PUFA呈显著负相关,与总酚含量、MUFA、还原糖含量、果形指数、L*值、b*值呈显著正相关。综合变化规律和相关性分析结果认为,油橄榄果实a*值和总黄酮含量可以代表大部分指标用于进行果实品质检测。本研究结果可为后续机械采收识别系统采集指标数据提供理论依据。
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核农学报. 2022, 36(6): 1100-1107. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.06.1100
RNAi干涉小麦TaDEP1基因导致小穗密度下降以及小穗数减少,表明该基因转录水平的降低会引起基因功能的丧失。为挖掘影响TaDEP1转录水平的作用元件,通过特异扩增D组TaDEP1基因启动子并进行测序,发现不同品种间存在132 bp序列差异,该序列位于TaDEP1基因起始密码子上游1 529~1 660 bp处。利用小麦微核心种质材料,鉴定到132 bp序列与TaDEP1基因的转录水平呈正相关,即启动子序列中含有132 bp序列的TaDEP1基因转录水平明显高于不含该序列的转录水平。启动子顺式作用元件分析结果显示,该132 bp序列未包含特殊的顺式作用元件。结合荧光素酶(LUC)活性试验,在小麦原生质体中证明该序列能够显著提高LUC的转录活性,表明该序列可作为小麦基因转录增强序列。本研究鉴定到新的小麦基因转录增强序列,为小麦分子标记辅助选择育种提供了基因资源与技术支持。
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核农学报. 2022, 36(6): 1108-1114. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.06.1108
为筛选耐草甘膦野生大豆种质并了解其耐性机制,本试验对采集于冀东地区的862份野生大豆进行了草甘膦的耐性鉴定。在草甘膦处理后,测定了高耐和敏感材料的莽草酸、丙二醛和叶绿素含量,过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,以及草甘膦相关基因EPSPS表达量。结果显示,喷施草甘膦后,862份野生大豆材料中,药害等级在4级以上的材料占82.84%,3级占9.51%,2级占4.87%,1级占2.78%。筛选到高耐草甘膦的野生大豆材料Yong-33,其在1.125 kg a.i·hm-2 草甘膦处理后植株存活率达到96.67%。经草甘膦处理后,与对照相比,高耐材料的叶绿素、丙二醛和莽草酸含量在检测的各时间点均无显著差异,敏感材料叶绿素含量显著降低,丙二醛和莽草酸含量显著升高;高耐材料POD、CAT和SOD活性以及EPSPS基因表达量均显著升高,而敏感材料酶活性及EPSPS基因表达量无显著差异。以上结果表明,野生大豆中存在高耐草甘膦的种质资源,在草甘膦处理后其植株内活性氧清除酶系活性升高,EPSPE基因上调表达,推测这是野生大豆对草甘膦耐性较好的原因。本研究筛选到的耐草甘膦野生大豆材料可为培育耐草甘膦栽培大豆新品种提供种质资源。
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核农学报. 2022, 36(6): 1115-1126. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.06.1115
为了探讨NAC转录因子对枇杷果实类胡萝卜素代谢的调控机制,以大红袍(红肉枇杷)和白沙(白肉枇杷)为试验材料,利用RNA-Seq技术对大红袍和白沙进行转录组测序,通过分析两个品种间的转录组差异,初步筛选并克隆出了1个枇杷NAC转录因子,命名为EjNAC82。生物信息学技术分析结果发现,EjNAC82具有NAC转录因子特有的结构域、理化性质和蛋白质结构特点,是典型的NAC转录因子家族基因。亚细胞定位试验发现该转录因子定位于细胞核。实时荧光定量PCR结果表明,EjNAC82在枇杷老叶中的表达量高于根、芽、嫩叶、老叶、嫩枝、老枝、幼果和熟果。EjNAC82在果皮和果肉成熟过程中的表达模式相同,均呈先上升后下降再上升的趋势。随着果实的成熟,EjNAC82在大红袍果肉中的表达显著高于白沙(P<0.05)。EjNAC82在大红袍果皮S1、S2、S4时期的表达显著高于白沙。LUC/REN双荧光素酶试验结果表明,EjNAC82对EjPSY1、EjPSY2和EjBCH启动子具有激活作用。这些结果表明EjNAC82可能通过调控EjPSY1、EjPSY2和EjBCH基因的表达从而正向调控枇杷果实中类胡萝卜素的合成。本研究结果为揭示NAC转录因子对枇杷果实类胡萝卜素积累的转录调控功能提供了理论依据。
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核农学报. 2022, 36(6): 1127-1136. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.06.1127
种植绿肥可以缓解化肥工业发展带来的一系列负面问题,然而我国绿肥相关研究并不广泛,尤其是绿肥油菜。为筛选优质绿肥油菜品系,采用随机区组田间设计,以2个绿肥油菜品种(油肥1号、油肥2号)为对照,12个绿肥油菜品系为材料,在苗期、盛花期检测植株养分、土壤养分含量及土壤微生物类群,并进行相关性与主成分分析。结果表明,苗期植株氮、磷、钾养分含量均高于盛花期,而单株养分积累量显著低于盛花期;土壤中速效磷、速效钾的含量在不同品种(系)中差异较大,氮含量则在不同生育期及品系间差异较小;植株养分积累量与土壤微生物是影响土壤养分含量的重要因素,且植株养分积累量是绿肥油菜养分特性评价的主导因子。总体而言,11号(辰溪腊油菜)、4号(紫叶芥)品系优于两对照,可作为优良种质促进绿肥油菜育种。本研究结果为化肥农药减施提供了有机替代,对环境保护与农业可持续发展具有重要意义。
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核农学报. 2022, 36(6): 1137-1144. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.06.1137
为了建立油用牡丹单粒种子含油量的近红外测定模型,便于高含油量单株的选育,采用索氏抽提法测试了200份油用牡丹凤丹单粒种子的含油量,并应用近红外反射光谱技术(NIRS)采集了200份样品的光谱数据,通过偏最小二乘法(PLS)和主成分回归法(PCR)构建了油用牡丹单粒种子含油量的数学模型。结果表明,索氏抽提法中,均匀粉碎后的油用牡丹籽样品干燥烘焙条件为105℃ 2 h,牡丹籽抽提时间为20 h,测出的含油量变化范围在10%~28%之间,籽油含量基本符合正态分布。NIRS法构建的模型最佳参数为:采用PLS法,光程固定,一阶导数消除背景,数据平滑处理采用Norris derivative filter的方法,平滑参数选用5和3。内部交叉检验校正相关系数r1为0.980 1、预测相关系数r2为0.957 6、校正均方根误差(RMSEC)为0.463、预测均方根误差(RMSEP)为0.705。外部检验相关系数达 0.957 6, 平均误差小于3%。本试验所构建的牡丹单粒种子含油量的NIRS模型可靠,可以用于分析油用牡丹单粒种子的含油量。
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核农学报. 2022, 36(6): 1145-1154. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.06.1145
为探索裸脚菇0612-9提取物(GSFE)对意大利青霉(Penicillium italicum)和指状青霉(P. digitatum)的抑菌活性和作用机理,本试验采用菌丝生长速率法测定GSFE对意大利青霉和指状青霉的抑菌活性,分析GSFE处理后意大利青霉和指状青霉的菌丝形态、细胞膜通透性和麦角固醇含量变化情况,并通过靶位竞争剂试验探究GSFE的抑菌机理。结果表明,GSFE对意大利青霉和指状青霉的半有效浓度(EC50)值分别为116.76和147.74 μg·mL-1,最小抑菌浓度(MIC)均为200 μg·mL-1;经质量浓度为EC50和MIC的GSFE处理后意大利青霉和指状青霉菌丝体均发生严重的皱缩、干瘪,并且胞内呈空泡状结构,细胞质大量减少,胞外相对电导率显著上升,菌体内核酸、可溶性蛋白等胞内物质含量显著降低。这表明意大利青霉和指状青霉细胞膜通透性增加,胞内物质外泄,细胞膜完整性遭到破坏。经浓度为EC50的GSFE处理的意大利青霉和指状青霉菌丝体,其麦角固醇含量均显著降低,分别仅为对照组的17.92%和20.13%。由此可见,GSFE主要通过抑制意大利青霉和指状青霉菌丝体的麦角固醇合成而损伤病原真菌细胞膜的结构和功能。本研究结果为后续开发新型微生物源柑橘采后保鲜剂提供了设计思路。
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核农学报. 2022, 36(6): 1155-1165. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.06.1155
为探明不同品种李果皮蜡质特性,选择3种李(空心李、蜂糖李和脆红李)为试验材料,采用扫描电子显微镜观察果皮表面结构,通过非靶向气相色谱-质谱(GC-MS)代谢组学技术对果皮蜡质的成分进行分析。结果表明,空心李果皮有大量堆叠的片状和杆状蜡质结构,蜂糖李果皮有颗粒状蜡质晶体以及大量片状蜡质结构,脆红李果皮有片状和大量堆叠的杆状蜡质结构。空心李果皮蜡质含量最高,蜂糖李次之,脆红李最低。3种李果皮蜡质中共检测出7类87种成分,其中伯醇含量最高、烷烃次之、酮类含量最少。主成分分析显示3种李果皮蜡质组分相对含量差别较大,组分区分明显;聚类热图分析显示空心李与脆红李的蜡质成分相近,与蜂糖李蜡质成分差异较大。李果皮上的片状结构蜡质与蜡质成分中醇类和烷烃含量高相关,并且对称二元醇和三萜类化合物对杆状蜡质以及白霜状蜡质的形成起到重要作用。本研究结果为进一步开展贮藏时期李果皮蜡质结构和成分变化研究提供了理论依据。
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核农学报. 2022, 36(6): 1166-1173. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.06.1166
为探究槟榔芋苯点部位萌发早期的营养物质与激素水平变化规律,以槟榔芋为研究对象,测定不同发芽程度槟榔芋芽点部位淀粉、蛋白质、水分等营养物质含量的变化,并基于低场核磁共振(LF-NMR)技术探究槟榔芋萌发早期的水分迁移分布状况,同时测定脱落酸(ABA)及赤霉素(GA3)等激素水平的变化。结果表明,距球茎顶端越远,发芽槟榔芋的淀粉含量越高;发芽程度越高,芋头球茎顶端蛋白质含量越低;3种发芽长度槟榔芋距球茎顶端2 cm处的水分含量最低;经过低场核磁共振检测发现,越靠近芋头球茎中心,水分活跃度越高,且随着槟榔芋萌芽长度的增加,结合水逐渐向半结合水转变;核磁共振成像结果显示,短芽芋头含水率最高,长芽芋头最低;短芽及中芽芋头的3个部位(块茎、芽、根须)中根须部位ABA含量最高,而长芽芋头3个部位的ABA含量均无显著差异(P>0.05);短芽芋头的GA3含量在3个部位无显著差异(P>0.05),中芽及长芽芋头芽部位GA3含量最高。本研究结果为探索槟榔芋休眠及贮藏后的萌发规律提供了理论支持。
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核农学报. 2022, 36(6): 1174-1182. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.06.1174
为获得发酵性能优良的菌株,生产优质的发酵叶用芥菜,本研究从自然发酵的芥菜中分离发酵用菌株,通过测定乳酸菌的生长、产酸和亚硝酸盐降解能力以及酵母菌的产气、产酯能力和蛋白酶活性等发酵特性进行筛选,并对筛选获得的优良发酵菌加以应用。结果表明,筛选获得的2株乳酸菌L8短乳杆菌(Lactobacillus brevis)、L9植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)和1株酵母菌Y9酿酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)在腌制叶用芥菜中的发酵性能优良。与自然发酵的叶用芥菜相比,接菌发酵叶用芥菜的pH值和亚硝酸盐含量分别减少了2.22%和88.13%;总酸含量、氨基酸态氮含量分别增加了9.02%和28.09%。接菌发酵提高了腌制芥菜的营养品质和安全性。本研究丰富了叶用芥菜的发酵菌种,为蔬菜发酵加工产业奠定了技术基础。
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核农学报. 2022, 36(6): 1183-1192. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.06.1183
为了研究蒲公英不同部位抑菌作用和代谢物成分的差异,本物采用打孔法和超高效液相色谱串联质谱(UPLC-MS/MS)方法,研究了蒲公英根、茎叶和花的水提取物和醇提取物对5种致病菌的抑菌作用,并对不同部位的代谢物成分进行了定性和定量分析。结果表明,蒲公英不同部位初提取物对变形杆菌、嗜根考克氏菌和枯草芽孢杆菌均有抑菌作用,而对大肠杆菌和铜绿假单胞菌均无抑菌作用;醇提法的抑菌效果优于水提法,花提取物的抑菌活性最强,根最弱。蒲公英的不同部位共鉴定出449种代谢物,根、茎叶和花中相对含量最高的物质分别为反油酸(脂类)、γ-亚麻酸(脂类)和木犀草素(黄酮类);且根、茎叶和花中相对含量排名前20的物质中黄酮类分别有0种、3种和8种,表明黄酮类物质可能是蒲公英中的主要抑菌活性物质。正交偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA)结果显示,木犀草素-7-O-葡萄糖苷在花中上调幅度最大,橙皮素C-丙二酰己糖苷为根中特有物质。本研究结果为利用蒲公英不同部位研制和开发新型药物提供了理论依据。
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核农学报. 2022, 36(6): 1193-1203. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.06.1193
为快速检测乳制品中的金黄色葡萄球菌,本研究将纳米氢氧化钛和纳米氢氧化锆固定在滤纸片上以去除PCR反应抑制因子,并以Nuc为靶基因,建立一种无需样品前增菌的PCR快速检测方法,同时确定该方法的特异性、灵敏度和实用性,并评估该方法所用试剂在冷冻保存条件下的稳定性与实用性。结果表明,该PCR快速检测方法在检测97株目标菌及83株非目标菌后未出现假阳性或假阴性结果;该方法无需增菌处理,可在4 h内完成检测,检测限为101 CFU·25 g-1或101 CFU·25 mL-1;该方法与传统检测方法在实际乳制品样品中金黄色葡萄球菌的检出率及活菌检测率均一致(符合率100%);此外,该检测方法所用试剂在-20℃冷冻条件下可稳定保存至少12个月。综上所述,本研究建立的PCR快速检测方法特异性强、灵敏度高,且实用性良好,能有效去除样品基质中的PCR反应抑制因子,为乳制品中金黄色葡萄球菌的快速检测提供了参考依据。
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核农学报. 2022, 36(6): 1204-1215. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.06.1204
为了建立大蒜果聚糖含量的快速高效检测方法,本试验以乐都紫皮大蒜为试材,首先通过热水、超声、超声-热水法提取大蒜总糖,分别利用不同的水解试剂类型、pH值、浓度、水解时间将其中的果聚糖彻底水解,通过响应面分析筛选了果聚糖降解的最优条件;随后利用分光光度计和高效液相法测定水解前后果聚糖降解产物(蔗糖、葡萄糖、果糖)的含量并计算差值,得到大蒜组织中所有果聚糖的总含量;最后利用方法学验证对确立的方法进行了优化和评价。结果表明,热水法更有利于提取大蒜可溶性总糖;大蒜果聚糖最佳水解工艺条件为水解温度90℃、HCl浓度3 mol·L-1、水解时间1 h,经此条件水解后大蒜果聚糖含量预测值为627.903 mg·g-1 FW,与实际测定值(620.470 mg·g-1 FW)差异不显著,所得回归模型拟合良好。方法学验证结果显示,该果聚糖定量方法精密度、重复性及稳定性良好,三者的相对标准偏差(RSD)均小于1.5%;平均回收率为98.45%~101.04%,其RSD为0.59%~1.75%。利用此方法鉴定大蒜资源果聚糖性质发现,不同品种大蒜鳞茎中果聚糖含量差异显著。本研究筛选确立的检测方法准确性较高,结果可靠,适用于大蒜果聚糖含量的测定分析。本研究结果为大蒜资源果聚糖性状的深入评价和开发利用提供了理论依据。
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核农学报. 2022, 36(6): 1216-1228. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.06.1216
针对近红外光谱技术在生鲜肉品质检测中预测模型适用范围窄、检测指标单一、模型稳定性差、难以有效应用于生产检测等问题,本研究采集不同月龄宁夏滩羊宰后3个时期4个部位肉的可见-近红外光谱信息,测定色泽、pH值、蒸煮损失、剪切力以及蛋白质、粗脂肪和水分含量,利用2个波段(370~1 050 nm、900~1 700 nm)的光谱数据分别构建各个指标的偏最小二乘回归(PLSR)预测模型以实现滩羊肉多品质指标同步无损检测。结果表明,两波段中各品质指标的PLSR预测模型相关系数(R)均大于0.80,第二波段中水分含量PLSR模型预测集R可达0.941;两波段中各品质指标预测模型的性能较好,其中370~1 050 nm波段的光谱数据对样品色泽参数预测效果更好。综上所述,可见-近红外光谱技术可实现滩羊肉7个品质指标的快速无损检测。本研究结果为滩羊肉品质控制和滩羊屠宰加工企业优质特色产品的生产提供了技术支撑。
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核农学报. 2022, 36(6): 1229-1235. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.06.1229
为探讨机械直播稻田稗最佳防控时间,采用小区试验的方法,以人工除草处理为对照,研究稗不同出苗时间(水稻机械直播后0、7、14、21、28、35 d)和不同密度(1、3、5、7株·m-2)对机械直播水稻根系特性以及产量的影响。结果表明,稗出苗时间和密度对水稻产量有不同的影响,稗草出苗时间越早或密度越大,水稻减产越多。当稗密度为1株·m-2时,水稻机械直播后0~35 d出苗的稗均对水稻产量无影响;当稗密度为3、5、7株·m-2时,在水稻机械直播后21 d内出苗的稗均随其密度增加而显著降低水稻产量,之后出苗的稗对水稻产量无明显影响。同时发现,产量显著降低后水稻的根系总根长、平均根系直径、根干重、根系总吸收面积、根系活跃吸收面积、根系氧化力和玉米素+玉米素核苷含量也均显著降低。上述水稻根系指标的降低可能是机械直播水稻与稗伴生后产量降低的重要原因。本研究为机械直播稻田稗草防控提供了理论依据。
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核农学报. 2022, 36(6): 1236-1243. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.06.1236
为明确氮肥用量和采收株高影响油蔬两用型油菜品种菜薹糖分积累的机制,以富硒1号油菜品系为材料,采用裂区试验设计,研究了3个氮肥水平(120、180和240 kg·hm-2)和4个采收株高(20、30、40和50 cm)对菜薹糖组分含量的影响,比较了菜薹中蔗糖代谢关键酶转化酶(INV)、蔗糖合成酶(SS)和磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性的变化,并对糖代谢关键酶活性基因的表达量进行了分析。结果表明,淀粉含量随着施氮量的增加而降低,其他糖分含量在施氮量为180 kg·hm-2时显著高于其他施氮处理,表明过高和过低施氮量均不利于菜薹糖分积累。就不同采收株高而言,菜薹中果糖、淀粉、葡萄糖和蔗糖含量在株高20 cm采收时最高;海藻糖和山梨醇含量在株高40 cm采收时显著高于其他处理。菜薹SPS活性在各施氮量和采收株高处理下均比INV和SS活性低,表明菜薹中蔗糖以分解成小分子单糖如葡萄糖、果糖等代谢活动为主。在菜薹各采收时期和施氮量处理下,蔗糖分解体系的蔗糖合成酶SUS1/SUS4、SUS3和转化酶A/N-INVA、CINV1、CINV2等基因表达模式互补且为上调,增强了蔗糖的分解,而对蔗糖磷酸合成酶SPS1/SPS2的表达量影响很小。本研究结果为油蔬两用型油菜薹品种合理氮肥运筹提供了理论依据。
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核农学报. 2022, 36(6): 1244-1253. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.06.1244
为分析生物质炭用于老参地土壤修复的可行性,本研究采用Biolog、高通量测序等技术研究了3种生物质炭对连作参地人参品质、土壤肥力、微生物群落结构与功能多样性变化的影响。结果显示,增施不同生物质炭均有助于两年生重茬人参生物量及总皂苷含量的积累。结合生物质炭对土壤性质的影响研究结果发现,不同生物质炭对土壤有效磷、有机碳含量具有稳定的提升效果,增幅分别为47.04%~237.73%、8.09%~38.71%。增施生物质炭促进了土壤微生物的代谢活性,增加了土壤对聚合物类、酚酸类、氨基酸类、羧酸类碳源的利用效率,其中以酚酸类物质为底物的功能微生物种群数量显著增加。高通量测序结果显示,老参地土壤细菌物种数、丰度与多样性均呈下降趋势,细菌优势门类减少,单个门类优势度上升。生物质炭处理下土壤中细菌丰度与多样性增加,调控了变形菌门、厚壁菌门、疣微菌门、芽单胞菌门的优势度,使其数量变化趋势趋向于新林土。上述分析表明,重茬人参生物量和品质的提高与生物质炭提升土壤中人参生长的关键肥力指标,促进微生物代谢,调控细菌群落结构变化趋势有关。综上,生物质炭对老参地土壤表现出良好的修复、改良作用,适量增施生物质炭有利于老参地土壤质量的调节与恢复。
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核农学报. 2022, 36(6): 1254-1261. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.06.1254
为筛选适宜山西机械粒收春玉米品种,明确玉米机械粒收质量影响因素,在山西长治和晋中两个地区不同生产条件下,对33个玉米品种进行连续3年的机械收获,研究了籽粒含水率、产量与机械收获质量的关系。结果表明,机械收获的籽粒破碎率、含杂率和总损失率均值分别为5.50%、2.71%和4.75%,其中,总损失率分为穗损失率与籽粒损失率两部分,前者占比65.89%。籽粒破碎率高是影响山西省春玉米机械收获的主要因素。籽粒含水率与籽粒破碎率、含杂率呈极显著正相关,与穗损失率呈极显著负相关,与落粒损失率呈显著正相关,而与总损失率的相关性不显著。籽粒破碎率与籽粒损失率随籽粒含水率降低而快速降低,后期有所升高。杂质率随籽粒含水率降低而降低,后期趋于稳定。穗损失率随籽粒含水率降低而升高。籽粒含水率与破碎率之间关系符合模型y=0.018x2-0.788x+13.18(R2=0.615**),当籽粒含水率为21.89%时,破碎率最低。另外,春玉米在籽粒含水率为16.92%~24.85%间进行机械收获,其籽粒破碎率可达到≤5%的国家标准,且通过多环境重复测试并结合产量性状试验证实,长单511、迪卡159、长单716更适合机械粒收。本研究对于推动玉米收获机械化及提升玉米产业核心竞争力具有重要意义。
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核农学报. 2022, 36(6): 1262-1272. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.06.1262
为筛选甘肃省2018—2019年马铃薯(Solanum tuberosum L.)品种区域试验中丰产、稳产和适应性强的品系,同时评价试点的代表性和鉴别力,本研究收集整理2018—2019年在甘肃省安定区、秦州区、渭源县、永昌县、临夏县、庄浪县6个试点种植的各育种单位育成的15个品系的产量数据,用主效可加互作可乘模型(AMMI)和基因型与环境互作分析模型(GGE)联合对产量进行基因型与环境互作分析,评价品系的丰产性、稳定性、适应性和环境的鉴别力。方差分析结果表明,马铃薯品系的产量在基因型效应(G)、环境效应(E)和互作效应(G×E)中均呈现极显著差异(P<0.01),环境效应平方和占总方差平方和最大,其次是基因型效应,互作效应占比最小。AMMI分析结果显示,丰产稳产的品系是0730-185;品系凯薯2号、0730-156和0730-185在永昌县的适应性较好,庄薯8号在安定区的适应性较好,GN-99、W1在渭源县的适应性较好,GN-99、GN-122和W1在临夏县的适应性较好;AMMI环境的鉴别力由强到弱依次为2018年的永昌县、2018年的安定区、2019年的临夏县等。GGE分析结果显示,丰产稳产的品系是GN-99;品系凯薯2号在永昌县的适应性最好,品系GN-122在渭源、安定区、秦州区、庄浪县、临夏县适应性最好;GGE环境的鉴别力由强到弱依次为2018年的永昌县、2019年的临夏县、2019年的安定区等。利用AMMI模型和GGE模型共同对甘肃省马铃薯区域试验的产量数据联合分析可以更好地评价并筛选优良品种。两种模型对基因型丰产性分析的准确性取决于其解释变异的大小,AMMI对基因型稳定性和环境鉴别力的分析优于GGE,GGE对基因型适应性分析优于AMMI。两种模型鉴定出高产稳产品种(系)有GN-99和0730-185;高适应性的品系试点组合有GN-122-临夏县、GN-122-庄浪县、GN-122-秦州区、GN-122-安定区、GN-122-渭源县、凯薯2号-永昌县;环境的鉴别力最好的两个试点为永昌县、安定区,其他试点均属于以上两试点的品种生态亚区。本研究结果为马铃薯新品种推广和后续的区域试验提供了参考。
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核农学报. 2022, 36(6): 1273-1283. https://doi.org/10.11869/j.issn.100-8551.2022.06.1273
为探究光强、光质、氮、磷四种环境因子对微拟球藻营养物质积累的影响,设计以下试验:光强试验设置光强梯度为20、80、140和200 μmol photons·m-2·s-1;光质试验依照RGB原理,调节红、蓝、绿光比例分别为100%、50%、0%;氮浓度试验设置氮浓度梯度为55.40、13.85、3.46、1.73 mg·L-1;磷浓度试验设置磷浓度梯度为8.96、2.24、0.56、0.28 mg·L-1,统一初始接种密度并测定25 d时脂肪酸及色素组成、蛋白及可溶性糖浓度。结果显示,蛋白和可溶性糖浓度随着光强的增大而增大;200 μmol photons·m-2·s-1 光强下微拟球藻生长速率最快、生物量最高,且蛋白(5.17 mg·mL-1)和可溶性糖(2.40 mg·mL-1) 浓度最大;20 μmol photons·m-2·s-1光强下叶绿素a比例最大。光质试验表明,红光对于微拟球藻可溶性糖积累和生长有一定促进作用,其余光质比例对其生长无显著影响,绿光有利于β-胡萝卜素积累,但纯绿光显著抑制蛋白合成。氮浓度为55.40 mg·L-1时微拟球藻不饱和脂肪酸和二十碳五烯酸占比均达到最大,分别为68.23%和20.50%,且随着氮浓度降低,微拟球藻生长速率、蛋白及还原糖含量均显著降低。同样,随着磷浓度降低,微拟球藻生长速率和蛋白含量均显著下降,磷浓度为2.24 mg·L-1时更适宜积累可溶性糖。本研究可为微拟球藻在不同环境因子下的营养优化培养提供理论支撑,具有一定的应用意义和经济价值。
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