2023年 38卷 第5期
2023, 38(5): 515-523.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.05.001
摘要:
目的 选育品质优、产量高、抗倒性强、抗病性较强、耐热性好、适应性广的超甜玉米新品种。 方法 2015年冬，应用 “温带种质×热带种质”的甜玉米杂种优势模式，利用福建省农业科学院作物研究所最新育成的热带种质黄色超甜玉米自交系闽甜系T146与温带种质白色超甜玉米自交系闽甜系AS67测交配组，培育黄白粒超甜玉米新品种闽双色6号。2018–2021年闽双色6号分别通过了国家东南区、西南区鲜食玉米科企联合体区域试验。并于2021和2022年在广东惠州和福建建瓯开展千亩示范。 结果 国家区试结果：产量方面，闽双色6号在2018-2019年东南区试中，两年平均鲜穗产量13587.8 kg·hm−2，比对照品种粤甜16号增产7.6%，增产点率80.9%。在西南区试中，两年平均鲜穗产量13505.3 kg·hm−2，比对照品种粤甜16号增产3.6%，增产点率70%。抗逆性方面，鲜食玉米品种闽双色6号在田间自然发病的情况下，中抗小斑病，中抗/高抗纹枯病，中抗/高抗瘤黑粉病，中抗茎腐病，中抗/感大斑病和南方锈病。接种鉴定结果表明，该品种感丝黑穗病，感/中抗小斑病，感瘤黑粉病，高感纹枯病，感/中抗南方锈病。品质方面，经专家鉴定，国家东南区试验综合评分89.2分，国家西南区试验综合评分86.8分，均优于对照品种粤甜16号（85.0分）；经扬州大学农学院理化品质检测，闽双色6号国家东南、西南两大区试平均皮渣率为11.8%，可溶性总糖含量为26.7%，还原糖含量为11.25%，优于对照品种粤甜16号的理化品质。 分别于2020年和2022年通过国家农作物品种审定委员会审定（国审玉20200523、国审玉20220577 ）。惠州市马安镇千亩示范结果显示闽双色6号每公顷产量17982 kg，比对照增产5.9%，每公顷可增效7014元，品质品尝90.8分；建瓯市东游镇示范片每公顷产量18889.5 kg，比对照增产9.44%，每公顷可增效7173.6元，品质品尝为89.7分，均优于对照，且建议扩大该品种的推广和应用。 结论 闽双色6号很好地协调了品质与产量、抗性的关系，具有品质优、产量较高、抗倒性强、抗病性较强、耐热性较好、适应性广等优点，满足了生产上对优质高产新品种的需求，适宜在我国南方鲜食玉米种植区种植；闽双色6号的选育成功，再次证明“温带种质×热带种质”的杂种优势模式是甜玉米新品种选育的有效杂种优势利用模式。
2023, 38(5): 524-529.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.05.002
摘要:
目的 对T0-T3代转基因植株进行抗草甘膦EPSPS基因的筛选检测，以期得到遗传稳定的转基因株系。 方法 利用花粉管通道法将EPSPS基因转入优良自交系京92中，通过田间草甘膦筛选和分子检测鉴定外源基因在世代间的遗传表达。 结果 在田间用200 mg·L-1的草甘膦除草剂筛选，T0代15个抗性植株经PCR鉴定，共获得10个阳性植株，转化率为1.03%；对各株系从T1代到T3代逐代筛选淘汰，株系内阳性株数逐渐增多，在T3代5个株系中分离出K3和K8两个整合了EPSPS外源基因的稳定遗传株系；进一步对K3和K8两个株系的T3代采用试纸条进行功能表达分析，发现目的基因均能正常表达。 结论 K3和K8两个转基因玉米株系后期可作为培育耐草甘膦的基础材料。
2023, 38(5): 530-536.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.05.003
摘要:
目的 探究不同耕作方式对寒地水稻产量品质以及土壤有机质含量的影响，实现寒地黑土可持续发展。 方法 采用单因素随机区组设计，测定4种耕作方式（秋翻春打浆、秋翻旋春打浆、秋翻旋秋打浆、原茬秋打浆）的水稻产量品质以及土壤腐殖质全碳、腐殖酸总碳、胡敏酸碳、富里酸碳、胡敏素碳等的含量。 结果 4种耕作方式中，原茬秋打浆的腐殖质全碳、腐殖酸总碳、胡敏酸碳、富里酸碳和胡敏素碳含量高于其他处理，且2020年高于2019年，呈上升趋势。4种耕作方式对产量的影响差异极显著，其中翻旋秋打浆处理较秋翻旋、秋翻和原茬秋打浆3个处理的产量分别极显著提高1.45%、2.23%和1.50%。不同耕作方式之间稻米加工品质、外观品质和直链淀粉含量差异不显著，但综合两种秋打浆方式的主要品质比较，原茬秋打浆表现较好。 结论 秋翻旋秋打浆较其他耕作方式产量最高，适宜寒地水稻种植生产。原茬秋打浆有机质含量最高，对寒地稻田资源可持续利用具有深远意义。
2023, 38(5): 537-544.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.05.004
摘要:
目的 甘露糖是金线莲多糖重要组成成分，对甘露糖-1-磷酸尿苷转移酶（GMP）基因进行克隆和基因表达调控分析，为进一步研究金线莲多糖的生物合成奠定基础。 方法 以梅花山金线莲植株为材料，克隆ArGMP基因的cDNA序列和基因组序列，利用在线软件进行生物信息学分析，并对其基因表达调控模式进行qRT-PCR分析。 结果 金线莲ArGMP基因ORF区序列长1086 bp，共编码361个氨基酸；基因组序列长度为1760 bp，含有3个内含子，GenBank登录号OQ030271。生物信息学分析表明：ArGMP蛋白是一种较稳定的、无跨膜结构的亲水蛋白，该蛋白与铁皮石斛、深圳拟兰、蝴蝶兰等兰科植物的亲缘关系较近。qRT-PCR结果显示：ArGMP基因在金线莲不同组织中的表达量差异显著，在花中的表达量最高；在不同种植温度处理条件下，25 ℃时表达量最高，高温严重抑制其表达；35 ℃高温处理不同时间显示，处理3 h后ArGMP基因表达量显著下降；而不同浓度NaCl胁迫处理对ArGMP基因表达基本无影响。 结论 克隆了甘露糖-1-磷酸尿苷转移酶基因的cDNA序列和基因组序列，发现该基因具有组织特异性表达的特点，且该基因受温度调控，而不受盐胁迫调控，这为进一步研究金线莲多糖生物合成调控机制奠定理论基础。
2023, 38(5): 545-551.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.05.005
摘要:
目的 研究不同LED光培养条件对蚕豆芽苗菜功效成分左旋多巴产量的影响。 方法 通过单因素试验和L9（34）正交试验研究不同光强、光照时间和培养时间3个因素对蚕豆芽苗菜生长及其功效物质左旋多巴产量的影响。 结果 弱光促进蚕豆芽苗菜干物质的积累，强光促进蚕豆芽苗菜左旋多巴质量分数的积累，蚕豆芽苗菜高左旋多巴产量的最优培养条件为光强500 lx、光照时间9 h、培养时间6 d，在此培养条件下蚕豆芽苗菜左旋多巴产量为19.62 g·m−2。 结论 通过调节蚕豆芽苗菜的光培养条件可以提高其功效物质左旋多巴的产量，本研究为蚕豆芽苗菜的功效物质成分提取提供参考依据，有利于蚕豆芽苗菜的开发利用。
2023, 38(5): 552-558.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.05.006
摘要:
目的 Argonaute（AGO）蛋白是RNA介导的沉默复合物RISC的核心成分，参与植物生长发育、组织形成、细胞增殖凋亡、病毒防御、逆境响应等多种生物过程。探究龙眼DlAGO4和DlAGO6基因启动子区域的顺式作用元件，以及重组表达载体在不同激素处理下的表达模式，可为进一步研究DlAGO4和DlAGO6基因的功能提供参考。 方法 使用常规PCR技术克隆龙眼DlAGO4和DlAGO6基因启动子序列，采用BPDG、PLACE和PlantCARE等生物信息学工具进行DlAGO4和DlAGO6基因启动子序列的生物信息学分析，并构建全长启动子与GUS基因融合表达载体，转化烟草叶片，进行瞬时表达，通过GUS组织化学染色分析启动子的活性。 结果 DlAGO4基因启动子片段长度1514 bp，DlAGO6基因启动子片段长度1784 bp。两个启动子序列均含有TATA-box和CAAT-box核心元件、茉莉酸甲酯、脱落酸和光响应元件；DlAGO4启动子序列还含有水杨酸、赤霉素响应元件和厌氧应答调控元件；DlAGO6启动子序列还含有生长素及昼夜节律调控元件。2个启动子片段均可驱动GUS基因表达，表达强度弱于CaMV35S。MeJA和ABA处理可显著提高转DlAGO6启动子烟草叶片中GUS基因的相对表达水平，SA和MeJA处理可提高转DlAGO4启动子烟草叶片GUS基因的相对表达水平。 结论 成功克隆了龙眼DlAGO4和DlAGO6基因启动子，二者为激素诱导型启动子，具有驱动下游GUS表达的活性，可能参与了植物体胚发育以及对激素的响应。
2023, 38(5): 559-565.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.05.007
摘要:
目的 研究避雨栽培条件下葡萄园地面覆盖反光膜（银白色镀铝塑料膜）对巨峰葡萄果实色泽及品质的综合影响。 方法 在福建省建瓯市小松镇，以3年生避雨栽培巨峰葡萄为试材，于果实转色初期行间地面覆盖反光膜，比较覆膜对果实成熟过程中果穗上下部果粒着色、花色苷含量、果粒纵横经、果形指数、可溶性固形物含量、糖组分及总酸含量等的影响。 结果 地面覆盖反光膜有利于巨峰葡萄提早转色，促进果穗上下部着色一致，果皮花色苷含量显著提高；覆膜后果穗不同部位的果粒硬度值提升67.30%以上，单粒质量提升26.79%以上；果粒呈椭圆形或长圆形，可以良好体现巨峰葡萄粒形性状；覆膜后巨峰葡萄的总糖和糖组分含量较对照有不同程度提升且果穗下部糖含量提升明显；处理较对照组可溶性固形物含量略有提升但差异不显著。 结论 避雨栽培巨峰葡果实成熟前30 d行间铺设反光膜可有效促进果穗下部果粒转色，果实着色均匀一致，果皮花色苷含量提升，果实品质稳定，可在生产中进一步推广应用。
2023, 38(5): 566-573.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.05.008
摘要:
目的 建立红丽海棠超低温保存技术体系，实现其种质资源保存。 方法 以红丽海棠茎尖为试材，研究蔗糖预处理浓度和时间、装载处理时间、PVS2处理时间对其超低温保存后的存活率的影响，并在此基础上，在超低温保存程序中的不同环节添加3种抗氧化剂[过氧化氢酶（Catalase, CAT）、抗坏血酸（Ascorbic acid, AsA）和谷胱甘肽（Glutathione, GSH）]和2种细胞程序性死亡（PCD）抑制剂[（乙烯利Ethephon, Eth）和NO供体（Sodium Nitroprusside, SNP）]，探讨其对茎尖冻后存活率的影响。 结果 （1）红丽海棠茎尖的玻璃化保存程序为：首先将红丽组培苗切为4～5 mm带顶芽茎段，接种在含0.7 mol·L−1蔗糖的预培养基后放入4 ℃冰箱冷锻炼2 d；再将其切成约1.5～2.0 mm的茎尖，置于Loading溶液中，在室温下处理20 min，随后于0 ℃下PVS2溶液处理90 min，立即投入液氮冻存；需用时将其从液氮罐取出后，快速放入38 ℃水浴中化冻1 min，再用Unloading溶液在室温下震荡洗涤2次，每次10 min。采用此方法红丽海棠茎尖液氮冻后存活率为66.58%，恢复生长率为16.67%。（2）不同浓度的外源添加剂对红丽海棠冻后存活率影响不同。其中，CAT、AsA和GSH最佳添加浓度分别为200 U·ml−1、400 μmol·L−1和0.04 μmol·L−1，较对照冻后存活率分别提高了20.28%、6.75%和27.61%，添加Eth和SNP没有显示明显的正向作用。 结论 红丽海棠茎尖可以实现超低温保存，外源添加适宜浓度GSH、CAT、AsA可以提高液氮冻存后率，效果最好的GSH可将恢复生长率从16.67%提高到41.39%。
2023, 38(5): 574-582.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.05.009
摘要:
目的 制备马缨杜鹃（Rhododendron delavayi）查尔酮异构酶（Chalcone isomerase，CHI）基因表达的重组蛋白并验证其活性，为解析查尔酮异构酶功能提供理论依据，为改良植物花色、增加药用成分奠定基础。 方法 根据所获得的马缨杜鹃查尔酮异构酶RdCHI1基因的序列信息设计引物，构建其原核表达载体，优化RdCHI1可溶性重组蛋白最佳诱导表达条件，制备可溶性重组蛋白并检测其活性。 结果 成功构建RdCHI1原核表达载体，RdCHI1重组蛋白可在上清中表达，最佳诱导条件为：15 ℃、36 h，IPTG浓度0.35 mmol·L−1。经镍柱纯化得到质量较好的RdCHI1重组蛋白，通过体外酶活反应确定，与对照组相比，RdCHI1可以更快地催化柚皮素查尔酮（Naringenin chalcone）反应生成柚皮素（Naringenin）。 结论 RdCHI1为I型CHI，可极大提高柚皮素查尔酮生成柚皮素的速率，增加黄酮类物质积累量。
2023, 38(5): 583-597.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.05.010
摘要:
目的 FtsH基因在植物的抗逆境胁迫中具有重要的作用，揭示茶树FtsH基因在茶树中的功能和表达模式可为茶树耐光氧化和抗高温胁迫改良育种提供理论依据。 方法 通过茶树基因组数据鉴定FtsH基因，对其进行生物信息学分析，筛选出1个对高温敏感的CsFtsH31基因。在烟草中超量表达CsFtsH31基因，通过光氧化和高温处理分析CsFtsH31基因的表达模式。 结果 在茶树基因组中共鉴定到了45个FtsH基因，按照进化关系可将其分成5类，拟南芥和茶树FtsH基因同源性很高。该家族成员分布在茶树不同的染色体上。茶树中 CsFtsH基因在不同组织和不同胁迫条件下存在差异表达，在高温处理后茶树中CsFtsH14、CsFtsH31、CsFtsH34基因随着时间变化呈上升趋势，CsFtsH31对高温尤其敏感；遗传转化CsFtsH31基因获得转CsFtsH31基因烟草，对转CsFtsH31基因烟草进行光氧化和高温胁迫处理，结果发现转基因烟草的叶绿素、可溶性糖含量及超氧化物歧化酶活性均高于野生型，而丙二醛含量低于野生型。 结论 CsFtsH31基因在烟草中表达，提高叶绿素、可溶性糖含量及超氧化物歧化酶活性，降低丙二醛，清除胁迫产生的活性氧，保护膜结构功能，提高烟草的抗光氧化和抗高温胁迫能力。
2023, 38(5): 598-606.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.05.011
摘要:
目的 系统研究嗜水气单胞菌Sec分泌系统亚基SecD（Protein-export membrane protein，SecD）的生理功能。 方法 利用pRE112自杀载体，通过同源重组的方法，构建secD基因缺失株（标记为∆secD）。以嗜水气单胞菌野生型菌株为对照组，分别采用绵羊血、牛奶固体培养基测定∆secD 的溶血性和胞外蛋白酶活性；结晶紫染色法结合多功能酶标仪测定生物被膜形成能力；利用全自动生长曲线仪进行细菌酸碱及高渗透压耐受性分析；采用二倍稀释法系统评估细菌抗生素耐药性。 结果 与嗜水气单胞菌野生型菌株相比，发现∆secD生物被膜形成能力降低，溶血性、胞外蛋白酶活性显著增强，碱性和高渗透压环境胁迫的耐受性增强，对盐酸土霉素、四环素、依诺沙星和美罗培南的MIC提高4倍，对环丙沙星和诺氟沙星的MIC提高2倍，而对红霉素和头孢噻肟钠的MIC分别降低了2倍和4倍。 结论 发现Sec分泌系统的亚基SecD参与嗜水气单胞菌毒力因子、抗生素耐药蛋白等的跨膜转运，对以Sec分泌系统的亚单位为靶标开发新一代抗菌药物提供理论依据，对预防和控制嗜水气单胞菌引起疾病的发生和传播可能具有重要的科学意义。
2023, 38(5): 607-615.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.05.012
摘要:
目的 探究大赤隐翅虫Philonthus spinipes（Sharp, 1874）的线粒体基因组结构特征及隐翅虫亚科的系统发育关系。 方法 利用高通量测序技术获得大赤隐翅虫线粒体基因组的全序列。在系统发育分析中，选择隐翅虫亚科的21个物种和毒隐翅虫亚科的8个物种作为内群，并选择2个蚁甲亚科Pselaphinae的物种作为外群，利用最大似然法和贝叶斯法重建隐翅虫亚科的系统发育关系。 结果 大赤隐翅虫的线粒体基因组包含37个基因（13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因和2个rRNA基因）和一段非编码控制区。整个线粒体基因组全长为16 219 bp（GenBank登录号：OL998729）。大赤隐翅虫线粒体基因组的13个蛋白质编码基因的起始密码子除nad6和nad1利用ATC和TTG开头外，其余蛋白质编码基因都是以ATT、ATA和ATG开头。4个蛋白质编码基因（cox1、cox2、cox3和nad5）以不完整的终止密码子T或TA结尾，其余9个蛋白质编码基因以完整的终止密码子TAA或TAG结尾。除trnS1因缺少DHU臂而形成一个简单的环，无法形成稳定的三叶草结构外，其余tRNA基因均能形成典型的三叶草结构。rrnL基因的全长为1 275 bp，A+T含量为79.84%。rrnS基因全长为765 bp，A+T含量为76.47%。 结论 两种不同的系统发育分析方法构建的隐翅虫亚科的系统发育关系是基本一致的，均表明隐翅虫亚科为非单系群；毒隐翅虫亚科为单系群；毒隐翅虫亚科嵌套在隐翅虫亚科中。
2023, 38(5): 616-623.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.05.013
摘要:
目的 对大豆中咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶（CCoAOMT）基因进行克隆和生物信息学分析，为研究木质素代谢途径关键基因CCoAOMT在大豆抗胞囊线虫的作用机制奠定基础。 方法 以高抗大豆胞囊线虫（Heterodera glycines Ichinohe）3号生理小种品种灰皮支黑豆根系为材料，利用RT-PCR技术进行克隆。 结果 克隆得到1条大豆 CCoAOMT 基因的cDNA全长序列，将其命名为 GmCCoAOMT ，GenBank登录号为MW480860。该基因全长为848 bp，含有1个741 bp的开放阅读框，编码246个氨基酸组成的蛋白，分子量为27.6 kDa，等电点为5.67；亚细胞定位预测显示，CCoAOMT蛋白可能位于细胞质，该蛋白含有1个保守的AdoMet_MTases结构域，属于AdoMet_MTases超级家族；在与其他豆科植物CCoAOMT编码的蛋白序列比对及系统进化树分析中，GmCCoAOMT编码的蛋白序列与其他豆科植物具有较高的相似性。 结论 获得大豆CCoAOMT基因的cDNA全长序列，通过构建进化树确定大豆与豇豆、木豆、菜豆和赤豆的CCoAOMT蛋白进化关系较近，而与白羽扇豆和鹰嘴豆进化关系较远。
2023, 38(5): 624-631.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.05.014
摘要:
目的 获取西藏沙棘根瘤内生菌中具有多重生物学活性的假单胞菌属菌株，探究筛选所得菌株的促生作用，为研发高效生物菌肥提供基础材料。 方法 利用纯培养方法，从西藏沙棘根瘤中分离假单胞菌，通过形态、生理生化及16S rDNA序列比对鉴定菌株，测定菌株溶磷、产IAA、产铁载体及产降解纤维素酶的能力，接种宿主植物验证其促生效果。 结果 4株根瘤内生菌与参考假单胞菌属同源性为99%以上，鉴定为假单胞菌属。溶磷和产IAA的定性及定量结果表明，4株菌均具有溶解无机磷和产IAA的能力，其中溶解无机磷能力较强的菌株是QY-X10和QY-X22，均达到400 mg·L−1；菌株QY-X4产IAA能力较其他菌株强，达1.9 mg·L−1；4株菌株具有产铁载体的能力，除QY-X10以外，均具产降解纤维素酶的能力；促生试验结果表明，QY-X6可有效促进种子的萌发；QY-X6、QY-X10处理组叶片数显著高于对照；QY-X6、QY-X10处理组苗长显著高于对照；QY-X10、QY-X22处理组最大叶片长显著高于对照。 结论 分离筛选出4株假单胞菌，均可溶解无机磷和产IAA，兼具产铁载体；3株兼具产降解纤维素的能力；接种试验发现，4株菌株处理组可有效促进植株的生长发育，分离菌株可为研发生物菌肥提供基础材料。
2023, 38(5): 632-638.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.05.015
摘要:
目的 酿酒酵母JP2（Saccharomyces cerevisiae JP2）是从自然发酵枇杷酒醪中分离得到一株具有较好代谢苹果酸的酵母菌。为深入研究其内在降酸机理，对其进行全基因组测序和基因组序列信息解析，并分析其可能的代谢苹果酸途径，找出影响降酸的基因。 方法 基于Illumina Miseq和PacBio测序平台，联用第二代和第三代测序技术对酿酒酵母JP2和模式菌株酿酒酵母S288c进行全基因组测序，采用生物信息学方法对其进行序列组装、基因预测与功能注释，并挖掘JP2可能的苹果酸代谢路径。 结果 （1）通过对酿酒酵母JP2基因组组装共得到52个重叠群，整个基因组大小为11.98 Mbp，GC含量 38.07%；JP2和S288c二者的全基因组大小和GC含量差异不大。（2）JP2代谢苹果酸的途径有3个：苹果酸→草酰乙酸→丙酮酸；苹果酸→丙酮酸；苹果酸→富马酸。相关的主要基因分别为maeA、MDH及fumC，其中苹果酸→草酰乙酸→丙酮酸是主要代谢路径，关键基因是maeA。（3）模拟发酵过程苹果酸代谢及其关键基因表达量变化显示，JP2的苹果酸含量下降了35.8%，下降程度显著高于S288c；与S288c相比，JP2的maeA基因呈现表达极显著上调（P＜0.01），在发酵后期，其相对表达量达到起始值的130%。 结论 JP2在果酒发酵过程中呈现maeA基因高效表达，从而显著提高了苹果酸降解效率。研究结果可为酿酒酵母JP2降酸功能基因的研究以及降酸工程菌的研发提供技术支撑。
