2020年 35卷 第4期
2020, 35(4): 359-365.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.04.001
摘要:
目的 构建能在Sf9昆虫细胞中稳定高效表达中华蜜蜂气味受体AcerOr1的重组表达载体，并对其功能进行分析。 方法 将目的基因AcerOr1和昆虫表达载体pIB/V5-His载体用Bam HI和EcoRI做双酶切，通过T4 DNA连接酶构建成含目的基因AcerOr1的表达载体pIB/V5-AcerOr1。将重组表达载体用脂质体转染的方法转染至Sf9细胞中，利用免疫荧光和Western blot检测AcerOr1蛋白的亚细胞定位和表达情况；利用全波长多功能酶标仪检测该受体对4种花香物质刺激后细胞内Ca2+浓度的变化。 结果 成功构建重组表达载体pIB/V5-AcerOr1并建立稳定转染细胞系；Western blot结果证明重组表达载体能在昆虫细胞Sf9中表达；免疫荧光显示重组表达载体在Sf9细胞膜上表达，与预测结果一致。转染pIB/V5-AcerOr1的细胞受花香物质月桂酸（Lauric acid）、亚麻酸（Linolenic acid）、α-松油醇（α-Terpineol）、十一酸（Undecanoic acid）刺激时，均能引起细胞内Ca2+浓度升高。 结论 构建的重组表达载体pIB/V5-AcerOr1能在Sf9细胞中稳定表达，并具有对气味分子的识别功能。
2020, 35(4): 372-378.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.04.003
摘要:
目的 了解日本血吸虫寄生对钉螺代谢物的影响，为钉螺的生物防控提供参考。 方法 通过镜检确认钉螺是否有血吸虫寄生，无尾蚴寄生的为阴性钉螺，有尾蚴寄生的为阳性钉螺。应用气相色谱-质谱联用（GC-MS）检测阳性和阴性钉螺的代谢产物和含量，根据正交-偏最小二乘法筛选和分析其差异代谢物。 结果 获得18种差异显著的代谢产物，其中苯甲醇、蔗糖、邻苯二甲酸二辛酯和3-羟基丁酸等在阴性钉螺中的量比阳性钉螺高2.3～765倍，并分析上述代谢产物变化对能量代谢、蛋白质合成与分解、信号传导和基因表达等的影响。 结论 获得了日本血吸虫阳性和阴性钉螺代谢物的差异数据，并证实日本血吸虫的寄生对钉螺宿主的营养代谢、生长发育和繁殖能力等造成不利影响，为揭示日本血吸虫与钉螺互作机制和的生物灭螺提供理论基础。
2020, 35(4): 379-391.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.04.004
摘要:
目的 研究增施摩西管柄囊霉（Funneliformis mosseae）对甜玉米氮肥减量效果及根际土壤AM真菌多样性的影响，揭示AM真菌对甜玉米氮肥减量增效的土壤微生物学机制，为AM真菌在甜玉米氮肥减量上的推广应用提供参考。 方法 试验共设4个施氮水平：（1）不施氮肥（N0）；（2）优化施肥，施氮肥330 kg·hm−2（N22）；（3）优化施肥减氮10%，施氮肥297 kg·hm−2（N19.8）；（4）优化施肥减氮20%，施氮肥264 kg·hm−2（N17.6）。同一施氮水平下设增施摩西管柄囊霉315 kg·hm−2和不增施2个裂区，试验共8个处理3个重复。利用土壤常规理化分析方法和Illumina Hiseq 2500测序平台，对8个处理甜玉米根际土壤氮肥增效及AM真菌进行扩增子测序，进而对AM真菌的群落结构多样性进行分析。 结果 增施摩西管柄囊霉处理，在N0、N17.6、N19.8和N22等4个施氮水平上，甜玉米鲜苞产量较不施菌裂区组分别增加了32.6%、16.7%、8.0%和0.8%，氮素生理利用率较不施菌裂区组分别增加了5.51%、4.14%、6.19%。通过Illumina Hiseq 2500测序平台共获得1 558 461个有效序列，在97%的相似水平下聚类后获得15 771个OTUs，分属于1纲4目5科5属。在属水平上，球囊霉属（Glomus）、近明球囊霉属（Claroideoglomus）和类球囊霉属（Paraglomus）是8个处理共有的菌属，其中，球囊霉属是8个处理的优势菌属，占各处理相对丰度≥1%物种的21.82%以上。N22AM处理的Chao1和Richness指数显著高于其他处理（P＜0.05），而N0AM处理的Dominance指数最大，Shannon指数和Simpson指数最小。增施摩西管柄囊霉后，显著增加了Shannon指数、Simpson指数与侵染率、孢子密度和4种氮素利用率（NAE、PFP、NRE、NPE）之间的相关性（P＜0.05）。 结论 增施摩西管柄囊霉可显著提高甜玉米的氮肥利用效率，改变AM真菌群落结构，提高甜玉米产量，是甜玉米氮肥减量的有效途径。
2020, 35(4): 392-397.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.04.005
摘要:
目的 利用辐射诱变获得有色稻，考察辐射诱导的水稻粒色突变体农艺性状及营养品质变化，为有色稻育种提供优良种质资源。 方法 以Co60-γ射线辐射扬稻6号（9311）干种子获得果皮颜色改变的突变体。将突变体进行自交选育并保留果皮颜色红色或黑色的理想单株直至水稻性状稳定。对性状稳定的突变体的农艺性状以及营养品质进行检测。 结果 辐射诱变获得的2个粒色突变体R9311-01、R9311-02的糙米皮颜色分别为黑色和红褐色，R9311-01的平均穗长、R9311-02的千粒重与对照9311-CK有显著差异，其余的农艺性状无显著差异。在营养品质方面，R9311-01、R9311-02的脂肪含量、支链淀粉含量、黄酮含量、花色苷含量均极显著高于亲本9311-CK（P＜0.01)，而粗蛋白与总氨基酸则无显著差异；此外，R9311-01的赖氨酸含量显著高于9311-CK（P＜0.05），其余的氨基酸（R9311-01、R9311-02的所有氨基酸）则无显著差异。 结论 辐射突变获得的黑稻R9311-01、红稻R9311-02继承了原始亲本9311-CK的大部分农艺性状且提高了营养品质，为有色稻的育种以及遗传研究提供了优质材料。
2020, 35(4): 398-405.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.04.006
摘要:
目的 植物生长调节剂过量使用会对植物的生长造成不利影响，严重情况下甚至抑制植物生长，而印度梨形孢（Piriformospora indica，简称Pi）是一种植物根部内生菌，能增强植物的抗逆能力，探究印度梨形孢对植物生长调节剂在水稻上过量使用的危害是否具有缓解作用可为缓解植物生长调节剂胁迫提供方法依据。 方法 利用国际水稻营养液培养水稻，施加过量植物生长调节剂（2,4-D或PP333），水培15 d后，分别测量各组水稻株高、根长、根数、根系活力及叶绿素含量，观察叶片ROS染色情况，分析在印度梨形孢是否接种的情况下，2,4-D或PP333对水稻叶片中抗氧化酶（SOD、POD、CAT）的活性变化影响。 结果 施加过量植物生长调节剂，水稻生长状况受到抑制，接种过印度梨形孢的水稻受影响较未接种小；+Pi、+2,4-D组与−Pi、+2,4-D组相比，株高增加26.02%，根长增加17.27%，根数增加30.77%，叶绿素含量增加64.71%，根系活力增加43.72%；+Pi、+PP333组与−Pi、+PP333组相比，株高增加36.79%，根系活力增加23.64%；接种印度梨形孢以及2,4-D或PP333处理，使水稻叶片中ROS含量增加；2,4-D或PP333处理使水稻SOD、POD、CAT活性升高，接种过印度梨形孢的水稻，抗氧化酶活性维持在正常水平。 结论 印度梨形孢对植物生长调节剂在水稻上过量使用具有缓解作用。植物生长调节剂过量使用的情况下，接种印度梨形孢的水稻株高增高、根系发达，植株整体发育比未接种印度梨形孢的水稻良好，印度梨形孢可能通过恢复水稻活性氧系统平衡，一定程度上减少水稻受植物生长调节剂过量使用的抑制作用。
2020, 35(4): 406-413.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.04.007
摘要:
目的 探讨密度与施氮及其互作对冬作马铃薯产量和氮肥农学利用率（AEN）的协同调控效应，为冬作马铃薯高产高效栽培提供理论参考和技术支撑。 方法 以冬作马铃薯主栽品种闽薯1号为材料，采用田间裂区试验设计，主区设3种密度（4.76万、6.67万和10.96 万株·hm−2，分别以D4.76、D6.67和D10.96表示），副区设4个施氮水平（0、75、150和300 kg·hm−2，分别以N0、N75、N150和N300表示），研究密度与施氮对冬作马铃薯产量、氮肥农学利用率（AEN）和叶片光合特性的影响。 结果 密度和施氮及其互作对马铃薯总产量和AEN均有显著影响，适当增密有利于提高马铃薯总产和AEN，其中D6.67处理产量最高，AEN则以D10.96处理最高。在N300水平下，D6.67和D10.96处理总产比D4.76处理分别提高21.3%和21.2%，AEN分别提高20.5%和49.2%，增幅比在其他施氮水平下明显，表明高氮水平下增密效果更显著。施氮显著提高了马铃薯产量，且在施氮量为150 kg·hm−2时产量最高。在D4.76和D6.67条件下，N75和N150处理产量差异不明显，但在D10.96条件下N75处理产量显著降低。AEN随施氮量增加明显下降，相比N75处理，N150和N300处理的AEN分别下降41.2%和75.2%。与不施氮相比，施氮显著提高了叶片气体交换参数和相对叶绿素含量SPAD，而高密种植不利于叶片光合效率的提高，D10.96处理叶片净光合速率Pn均低于D6.67处理。相关性分析发现，叶片光合特性与马铃薯总产量之间均呈显著正相关。 结论 在本试验条件下，6.67万株·hm−2和150 kg·hm−2的处理组合产量最高（32.2 t·hm−2），10.96万株·hm−2和75 kg·hm−2的处理组合AEN最高（156.5 kg·kg−1）；高氮水平配合增密、中低密度配合减氮可作为协同提高冬作马铃薯产量和氮肥农学利用率的参考途径。
2020, 35(4): 414-421.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.04.008
摘要:
目的 引进和筛选高产、高糖、抗逆性强的甘蔗优良新品种，为广西甘蔗产业基地建设提供后备品种，促进广西糖业的可持续发展。 方法 2016年3月至2018年1月在广西农垦国有新兴农场甘蔗基地进行大田1年新植1年宿根的品比试验，以10个甘蔗品种（系）为材料，比较各品种（系）的农艺性状等。 结果 凉蔗系列（包括桂热系列）的新植及宿根蔗均在产量和产糖量方面表现出优势，其中：新植蔗LZ02-186、LZ07-53、GR2和LZ03-81的产糖量均高于CK（ROC22），GR2宿根蔗在产量和产糖量方面也表现出了较大优势，产糖量达16.32 t·hm-2，超过CK 57.68%，LZ02-186和LZ03-81宿根蔗产糖量也较CK高。 结论 GR2的宿根性及抗性等综合性状好，具有一定的推广价值，可作为下一步重点示范的新品系；LZ02-186、LZ03-81虽然糖分略低，但其在有效茎数、蔗茎产量方面都存在较大优势，抗性也较好，建议作为优良的种质资源备用。
2020, 35(4): 422-428.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.04.009
摘要:
目的 克隆金线莲（Anoectochilus roxburhii）ArF26G基因的cDNA全长，分析该基因在金线莲茎、叶中的表达模式，以期为进一步了解金线莲甾体皂苷的生物合成代谢调控机制提供参考。 方法 利用RACE技术克隆金线莲ArF26G基因cDNA全长，以pET-28a（+）为载体构建原核表达载体并诱导表达，采用荧光定量PCR方法分析不同温度（5、15、25、35℃）和种植时间（1–6个月）ArF26G基因在茎和叶中的表达水平。 结果 ArF26G基因的cDNA全长1 982 bp，含有1个1 764 bp的ORF，编码587个氨基酸，编码蛋白具有Glycosyl hydrolase 1（GH1）superfamily蛋白保守区，定位于叶绿体，N端33个氨基酸残基为叶绿体转运肽，分子量为66.48 kD，理论等电点（pI）为5.31，不稳定系数为37.92，属稳定蛋白。构建了pET-28a-ArF26G原核表达载体，并在大肠杆菌（E. coli）BL21（DE3）中成功诱导表达。荧光定量PCR分析结果显示，ArF26G基因在茎中的表达量极显著高于叶，25℃处理表达量最高。金线莲种植时间达4个月时，ArF26G基因在茎中的表达量是25℃处理组培苗茎的11.9倍，种植5个月达到23.3倍。 结论 本研究克隆了金线莲ArF26G基因cDNA全长，其表达量在25℃以及种植5个月时表达量最高。
2020, 35(4): 429-436.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.04.010
摘要:
目的 以铁观音茶树鲜叶为试验材料，对参与甘油磷脂代谢途径的茶树甘油-3-磷酸酰基转移酶（Glycerol-3-phosphate acyltransferase, CsGPAT）进行克隆、生物信息学分析以及不同萎凋温度的表达量分析，了解GPAT基因在茶叶萎凋过程中的重要意义，以期为茶叶萎凋过程中温度调控提供理论基础。 方法 基于乌龙茶加工（萎凋）转录组数据，筛选获得茶树GPAT同源序列。利用ExPASy Protparam、SMART、SignalP 4.1Server、PSORT、prediction protein等在线软件进行生物信息学分析，利用SWISS-MODEL在线工具编辑GPAT蛋白质三维结构；在NCBI Blastp进行氨基酸序列同源比对。提取铁观音叶片RNA进行qRT-PCR，检测实时表达情况，克隆茶树GPAT基因全长。 结果 克隆得出CsGPAT（IDcsa:CSA000941.1/ IDcss:TEA019813.1）基因序列全长1 554 bp，编码497个氨基酸；GPAT蛋白属于稳定疏水性蛋白，不含信号肽，具有磷脂生物合成功能的PlsC域；进化树分析表明CsGPAT基因与油茶的亲缘关系最近。qRT-PCR分析结果显示CsGPAT基因在20℃温度萎凋时表达量最高。 结论 CsGPAT基因在茶叶萎凋受到相对低温胁迫时，表达量上调，表明CsGPAT表达与茶叶萎凋过程中的温度调控密切相关。
2020, 35(4): 437-442.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.04.011
摘要:
目的 获得双孢蘑菇凝集素基因，了解双孢蘑菇凝集素家族蛋白的功能。 方法 根据已报道的双孢蘑菇凝集素基因序列设计引物，以总DNA为模板扩增双孢蘑菇凝集素基因。将长432 bp的基因亚型克隆后连接至携带His标签的原核表达载体pET-28a，转化大肠杆菌BL21（DE3），经IPTG诱导表达，表达产物经亲和层析纯化后，进行Western blot印迹分析。 结果 扩增的凝集素基因大小为432 bp，重组表达质粒pET-Lectin构建正确，重组凝集素蛋白在大肠杆菌BL21（DE3）中的表达产物约为18 kDa，重组蛋白纯化后纯度达95%以上。 结论 本研究首次扩增双孢蘑菇凝集素基因，并获得纯度较高的双孢蘑菇凝集素蛋白，可利用凝集试验检测其生物学活性，为目的基因的深入研究提供参考依据。
2020, 35(4): 443-449.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.04.012
摘要:
目的 探明福建稻区紫云英最佳播期、播种量组合，为紫云英轻简化高效栽培提供依据。 方法 在田间试验条件下，分别设置9月30日、10月25日、11月20日、12月15日4个播期和15.0、22.5、30 .0 kg·hm−2 3个不同播种量共12个组合处理，测定盛花期紫云英生长性状、产量、养分含量及累积量。 结果 紫云英盛花期株高、茎粗、分枝数、养分累积量均随播期的推迟而降低，其氮、磷、钾养分含量随着播期的推迟呈先升高后降低趋势。随着播种量的增加，产量先升高后降低，但总体差异不大。播种量和播期组合处理下，9月30日至11月20日播种有利于获得较高的地上部产草量和养分累积量，以9月30日播种和22.5 kg·hm−2播种量处理的紫云英产量和养分累积量最高，干草产量达6.94 t·hm−2，氮、磷、钾累积量分别为144.01、14.45、116.01 kg·hm−2。 结论 在福建稻区种植紫云英以9月30日播种、播种量22.5 kg·hm−2为最优组合。紫云英播期弹性较小，通过增加播种量弥补延期播种无法实现高产。
2020, 35(4): 450-455.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.04.013
摘要:
目的 研究不同干燥方法对海带多糖得率及其部分理化性质的影响，为获取高品质海带干制品提供技术方案。 方法 采用2 W·g−1真空微波-真空组合干燥、4 W·g−1真空微波-真空组合干燥、真空干燥、热风干燥和自然日晒5种方法对新鲜海带进行干燥处理，研究不同干燥方法对海带多糖的得率及其SO42−含量、黏度、清除羟自由基和超氧阴离子自由基活性的影响。 结果 自然日晒干燥海带的多糖得率（7.87%）、SO42−含量、黏度和体外抗氧化活性显著低于热风干燥和真空干燥样品（P＜0.05）；两种微波功率密度的真空微波-真空组合干燥海带的多糖得率、SO42−含量和体外抗氧化活性都较高，而其黏度较低，其中4 W·g−1 微波功率密度干燥海带的多糖得率最高（13.83%），而2 W·g−1 微波功率密度干燥海带的多糖体外抗氧化活性最高（P＜0.05）。 结论 新鲜海带采用不同干燥方法加工会影响海带多糖的得率及其性质，适宜微波功率密度的真空微波-真空组合干燥可以减少海带干燥过程多糖及其体外抗氧化活性的损失，从而提高海带干制品的品质。
2020, 35(4): 456-464.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.04.014
摘要:
目的 玉米雄穗在玉米的生长过程和最终产量中起关键作用，使用无人机采集玉米抽穗期的RGB图像，研究不同的目标检测算法，构建适用于无人机智能检测玉米雄穗的模型，自动计算图像中雄穗的个数。 方法 使用无人飞行器（UAV）在25 m飞行高度下获得大量玉米抽穗时期的RGB图像，裁剪并标注出图像中玉米雄穗的位置和大小，训练数据和测试数据按照3:1的比例划分数据集；在深度学习框架MXNet下，利用这些数据集，分别训练基于ResNet50的Faster R-CNN、基于ResNet50的SSD、基于mobilenet的SSD和YOLOv3等4种模型，对比4种模型的准确率、检测速度和模型大小。 结果 使用无人机采集了236张图像，裁剪成1024×1024大小的图片，去除成像质量差的图像，利用标注软件labelme获得100张标注的玉米雄穗数据集；最终得到4个模型的mAP值分别为0.73、0.49、0.58和0.72。在测试数据集上进行测试，Faster R-CNN模型的准确率最高为93.79%，YOLOv3的准确率最低，仅有20.04%，基于ResNet50的SSD和基于mobilenet的SSD分别为89.9%和89.6%。在识别的速度上，SSD_mobilenet最快（8.9 samples·s−1），Faster R-CNN最慢（2.6 samples·s−1），YOLOv3检测速度为3.47 samples·s−1, SDD_ResNet50检测速度为7.4 samples·s−1。在模型大小上，YOLO v3的模型最大，为241 Mb，SSD_mobilenet的模型最小，为55.519 Mb。 结论 由于无人机的机载平台计算资源稀缺，综合模型的速度、准确率和模型大小考虑，SSD_mobilenet最适于部署在无人机机载系统上用于玉米雄穗的检测。
