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2024年  第39卷  第11期

栏目
生物育种
摘要:
目的 

水稻粒长是水稻粒型构成因素之一,直接影响籽粒产量,挖掘更多粒型相关基因对水稻粒型遗传改良具有重要意义。

方法 

以构建的水稻籼粳亚种间组合佳辐占×日本晴构建的499个重组自交系群体为研究材料,以水稻粒长性状为鉴定指标,通过图位克隆的方法,对水稻长粒性状数量性状基因座进行鉴定,并对该长粒性状在育种中的应用进行分析。

结果 

在重组自交系群体中检测到一个主效粒长基因GS3,并将该基因定位在物理距离16310~18161 kb,长度约为1851 kb。通过测序分析发现,佳辐占与日本晴相比,该基因仅有1个碱基的差异,为第2个外显子的第48个碱基由C突变为A,造成蛋白翻译提前终止。进一步分析发现研究者利用粒长基因GS3选育的佳早1号和佳福香占在粒长、粒宽及长宽比上与野生型佳辐占无显著差异。

结论 

佳辐占×日本晴重组自交系中可检测到长粒基因GS3,并可稳定遗传应用。本研究为后期GS3基因的功能研究以及水稻高产优质的遗传改良提供优异的基因资源和理论依据。

摘要:
目的 

检测福清山羊和努比亚山羊群体细胞介素15受体亚基α(IL15RA–interleukin 15 receptor subunit alpha, IL15RA)基因的表达谱以及突变位点多态性,分析不同位点与山羊生长性状的相关性,进一步分析IL15RA基因对山羊生长性状的影响。

方法 

随机挑选福清山羊和努比亚山羊12月龄羯羊各3只,分别采集心、肝、脾、肺、肾、头颈半棘肌、背最长肌、股四头肌和臀股二头肌共9种组织,采用qRT-PCR方法构建该基因在两个品种不同组织中的表达谱,Sanger测序检测福清山羊(n=108)和努比亚山羊(n=286)群体中IL15RA基因的SNP位点,并分析其与生长性状的相关性。

结果 

(1)IL15RA基因在肌肉组织中的表达水平显著低于内脏组织(P<0.05),福清山羊背最长肌表达水平显著低于努比亚山羊(P<0.05),肺部组织表达量显著高于努比亚山羊(P<0.05)。(2)福清山羊和努比亚山羊IL15RA基因内含子3存在1个InDel位点,为g.22224_22225 Del A,Del22224。内含子6存在1个SNP位点,为g.33428A>G。(3)SNP-g.33428位点显著影响(P<0.05)福清山羊的体重、胸围、胸宽、胸深、尻宽等指标。(4)在福清山羊中,单倍型组合DD/AA、ID/GG为优势单倍型组合;在努比亚山羊中,单倍型组合ID/AA、II/GG为优势单倍型组合。

结论 

IL15RA基因多态性与福清山羊和努比亚山羊生长性状显著相关,IL15RA基因可作为福清山羊和努比亚山羊生长性状选育的候选基因。

动物科学
摘要:
目的 

以克氏原螯虾(Procambarus clarkii)为研究对象,探索过氧化物还原酶6(Peroxiredoxin 6, Prx6)基因(prx 6)在抗细菌先天免疫应答过程中的作用机制,为克氏原螯虾养殖过程病害问题的防治提供新思路。

方法 

为了确定prx 6基因是否参与到克氏原螯虾抗细菌先天免疫过程,检测鲶爱德华氏菌(Edwardsiella ictaluri)免疫刺激后的克氏原螯虾血细胞、肝胰腺、鳃以及肠组织中prx 6的相对表达量。采用体外转录法制备Prx 6双链RNA(double-strands RNA, dsRNA),使用无菌注射器注射至克氏原螯虾血窦处,通过qRT-PCR检测其干扰效果。随后,通过RNAi试验分析鲶爱德华氏菌免疫刺激后克氏原螯虾的存活率,并通过qRT-PCR检测克氏原螯虾内源抗菌肽(antimicrobial peptides, Amps)基因的变化情况。

结果 

通过qRT-PCR试验,发现经鲶爱德华氏菌刺激后克氏原螯虾各组织中prx 6基因的表达量上调,表明其可能参与了克氏原螯虾抗鲶爱德华氏菌的先天免疫调节。为深入研究prx 6基因的免疫调节作用机制,体外制备了Prx 6双链RNA,并注射dsRNA后检测克氏原螯虾肝胰腺中prx 6的相对表达量,结果显示其表达水平被显著抑制。在RNAi试验中,注射病原菌之后,与dsGFP对照组相比,克氏原螯虾的存活率显著下降,证明prx 6在宿主抵抗病原菌感染过程中发挥了重要作用。进一步检测病原菌感染后克氏原螯虾抗菌肽基因的变化情况,结果显示,与dsGFP对照组相比较,克氏原螯虾内源的抗菌肽基因ALF 4、ALF 1、crustin 1、crustin 2、lyslectin 2表达量被明显抑制。推测prx 6基因可能通过调节抗菌肽基因的表达水平,影响了克氏原螯虾对病原菌的抵抗能力,进而导致存活率下降。

结论 

prx 6在克氏原螯虾对鲶爱德华氏菌的先天免疫中起重要作用,可能通过调控抗菌肽的表达参与克氏原螯虾抵抗鲶爱德华氏菌的免疫应答过程。

摘要:
目的 

利用原核表达系统制备鳗鲡圆环病毒(Eel circovirus, EeCV)的衣壳蛋白(Cap蛋白),以期为EeCV亚单位疫苗及相关生物制品的制备奠定基础。

方法 

以EeCV Cap蛋白基因组序列(GenBank登录号:NC_023421.1)为参考,优化其密码子并进行全序列合成。将合成序列克隆至pET-32a载体,构建重组表达质粒pET32a-EeCV-Cap,并转化至表达宿主菌BL21(DE3)中,优化诱导表达温度和时间,制备EeCV Cap重组蛋白。再利用SDS-PAGE与Western blot对EeCV Cap蛋白进行鉴定,并通过透射电镜观察是否形成病毒样颗粒(virus-like particles, VLPs)。

结果 

重组质粒pET32a-EeCV-Cap在大肠埃希菌中表达为可溶性蛋白,蛋白大小约为31 kDa。且在20 ℃使用0.5 mmol·L−1 IPTG诱导16 h时,EeCV Cap重组蛋白表达量最高。超声破碎后的重组菌上清液经镍柱纯化可得到单一目的蛋白。经Western blot鉴定,在31 kDa处有一条明显的特异性条带,与预期大小符合。在透射电镜下可观察到,经过戊二醛和1%锇酸固定的蛋白悬液里,存在直径20 nm左右规则的VLPs。

结论 

本研究实现了EeCV Cap蛋白在大肠埃希菌中的可溶性表达,经镍柱亲和层析法可得到单一目的蛋白,并能在体外自发组装成VLPs,可用于制备亚单位疫苗及相关生物制品。

摘要:
目的 

旨在建立一种可同时检测赤羽病病毒(akabane virus, AKAV)、牛疱疹病毒1型(bovine herpesvirus 1, BoHV-1)和牛病毒性腹泻病毒(bovine viral diarrhea virus, BVDV)的多重RT-PCR检测方法,为牛繁殖障碍类疫病鉴别诊断及防控奠定基础。

方法 

针对AKAV的 S基因、BoHV-1的 gH基因和BVDV的 3'UTR保守区域设计3对引物,通过反应条件参数的优化,建立AKAV、BoHV-1和BVDV多重RT-PCR检测方法。

结果 

特异性结果显示,该方法仅对AKAV、BoHV-1和BVDV阳性样品检测为阳性,对牛细小病毒(bovine parvovirus, BPV)、牛呼吸道合胞体病毒(bovine respiratory syncytial virus, BRSV)、牛副流感病毒3型(bovine parainfluenza virus 3, BPIV3)、口蹄疫病毒(foot-and-mouth disease virus, FMDV)、牛流行热病毒(bovine ephemeral fever rhabdovirus, BEFV)等阳性样品检测为阴性。敏感性结果显示,该方法对AKAV、BoHV-1和BVDV重组质粒的下限阈值均为1.0×103 拷贝·μL−1。重复性结果显示,批内、批间重复性均较好。利用建立的方法对143份患繁殖障碍的牛全血/组织样品进行测定,并与现有的地方标准进行对比,验证本检测方法的实际临床应用效能。结果显示,AKAV、BoHV-1和BVDV的阳性率分别为2.80%(4/143)、21.68%(31/143)、38.46%(55/143),存在混合感染现象,与AKAV、BoHV-1和BVDV地方标准检测方法的符合率为99.3%、98.6%和97.2%,Kappa系数分别为0.885、0.960和0.942,表明本研究建立的方法与地方标准检测结果一致性良好。

结论 

本研究开创性建立了一种特异性强、灵敏度高和成本低的多重RT-PCR检测方法,适用于AKAV、BoHV-1和BVDV的鉴别检测。

园艺科学
摘要:
目的 

研究软枣猕猴桃雄株不同发育阶段花粉含量与活力,分析不同干燥前预处理方法对花粉加工效率的影响及干燥温度对花粉活力的影响,以优化软枣猕猴桃花粉生产加工工艺。

方法 

以软枣猕猴桃雄株品系辽农3-1为试材,比较开花前5、4、3、2、1 d和开花1 d花(花蕾)的花粉含量及花粉活力;对6种干燥前预处理方法(不处理、剥取花药、匀浆机3 s、匀浆机2 s、匀浆机1 s和手工掰开成两半)进行比较;研究在22 、25 、28 ℃等3种温度条件下花蕾的干燥速度及花粉活力的差异。

结果 

随着花的发育,花粉量急速增多,在开花前2 d时花粉可采集量最多,为1.276%,之后随着花药的破裂,可采集花粉量迅速降低,呈现二次幂曲线形态。花蕾干燥前预处理方法选用匀浆机匀浆1 s打碎花蕾,即可短时间内有效打碎花蕾,缩短花蕾干燥时间,同时精粉中杂质含量少,是有效可行的处理方法。花蕾相对干质量<23%时,水分减少趋缓,呈现干燥状态,随着干燥温度的升高,干燥用时缩短,28 ℃条件下干燥用时为13 h,花蕾相对干质量为22.98%,且花粉活力与22 ℃和25 ℃散出花粉没有显著性差异。

结论 

大量采集软枣猕猴桃雄株花粉,可优先选择开花前2 d花蕾,使用匀浆机匀浆1 s处理,然后在28 ℃条件下干燥后,使用精粉提取机制取花粉。

植物保护
摘要:
目的 

分离具有金线兰茎腐病拮抗作用的木霉菌,为生防菌的开发提供理论基础。

方法 

以金线兰仿野生种植植株为材料,利用组织分离法分离木霉菌,利用形态特征与ITS和rpb2序列同源性分析鉴定其分类,利用平板对峙法鉴定其抗茎腐病能力,并对不同木霉菌的促生长作用进行评价。

结果 

利用组织分离法分离3株木霉菌A21B-1、A21B-2和A21E。经鉴定,3株木霉株分别为哈茨木霉拟康宁木霉和Trichoderma longifialidicum。对峙生长表明,3种木霉菌株均对茎腐病病原菌尖孢镰刀菌ASP01表现较强的抑制作用,其抑制率分别达75.29%、73.55%和 60.02%。室内防效结果表明,A21B-1菌株对茎腐病有较强的抑制作用,接种15 d后病情抑制率达91.9%,可作为该病的生物防治候选菌株。促进生长试验表明,种植6个月后,施用3个木霉菌的金线兰植株的单株重、株高、茎粗、叶面积及SPAD值较对照均显著提高,其中A21B-2与A21E处理的植株单株重比对照分别提高了58.68%与58.99%,叶面积分别提高66.82%与59.73%,可作为金线兰促进生长的候选菌株。同时,施用木霉菌可有效提高金线兰多糖及金线莲苷的含量,其中A21B-2菌株效果最佳,其多糖及金线莲苷含量均较对照提高89.62%与11.83%,可作为促进金线兰药用成分积累的候选菌株。

结论 

3种不同类型的木霉菌在金线兰对抗茎腐病、促进生长和提高多糖含量方面有显著作用。

摘要:
目的 

探明茶树对茶饼病菌的抗性分子机制,挖掘抗病相关基因,为茶树抗性育种提供依据。

方法 

通过转录组测序和代谢组分析,比较茶树健康叶片(CK)和感染茶饼病的叶片(TB)中的差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)和差异代谢物(differentially accumulated metabolites, DAMs)。

结果 

转录组数据显示,样品CK和TB之间共有1009个 DEGs;GO 富集分析表明,差异基因参与了细胞壁代谢及调控几丁质酶活性、氧化还原酶活性和木葡聚糖:木葡基转移酶活性;KEGG 代谢途经分析表明,DEGs显著富集在“类黄酮生物合成”“苯丙素生物合成”“氨基糖和核苷糖代谢”“甘油酯代谢”和“二苯乙烯、二芳基庚烷和姜酚生物合成”途径;DEGs 中包含47个转录因子,分属21个转录因子家族,主要包括bHLH、SBP、AP2/ERF-AP2和MYB等,这些转录因子可能是茶树抵御茶饼病侵染过程中重要的调控基因。利用广泛靶向代谢组学技术分析,共发现353个DAMs,DAMs主要富集于“类黄酮生物合成”“赖氨酸生物合成”和“丙氨酸、天门冬氨酸和谷氨酸代谢”途径。利用转录组联合代谢组分析发现,显著共同富集的途径是“类黄酮生物合成”“苯丙素生物合成”和“二苯乙烯、二芳基庚烷和姜酚生物合成”;筛选了与苯丙素类及类黄酮生物合成途径相关的20个DEGs和15个DAMs,其中,CSS00117414CL)、CSS0002940DFR)、CSS0015968DFR)和CSS0010687ANS)等DEGs在感病叶中上调表达,根皮素、根皮苷、4-羟基苯乙烯、对香豆酰奎宁酸、二氢杨梅素、表没食子儿茶素和芍药素-3-O-葡萄糖苷等DAMs在感病叶中积累。

结论 

“苯丙素类生物合成”和“类黄酮生物合成”等代谢途径中的 DEGs在茶树响应茶饼病侵染中发挥重要作用,根皮素、根皮苷以及表没食子儿茶素等DAMs可能是茶树抵御茶饼病侵染的重要次生代谢产物。

摘要:
目的 

由丁香假单胞猕猴桃致病变种(Pseudomonas syringae pv. actinidiae, Psa)侵染引起的猕猴桃细菌性溃疡病是危害猕猴桃生产最重要的病害,明确福建地区Psa生物学特征,筛选防治病害的有效杀菌剂,为该病害的科学防治提供依据。

方法 

采用平板菌落测定法和叶片针刺接种法分别研究病菌在不同培养条件下的生长量和致病力,采用叶面喷药法研究9种杀菌剂(商品推荐浓度)对病害的防治效果。

结果 

Psa菌株培养48~72 h,菌量处于相对稳定的增长期,菌株生长最适温度为25 ℃,最适培养基为LBA、NA培养基,用于病菌接种培养的最适培养基为LBA培养基,病菌70 ℃处理10 min后,不能存活。猕猴桃和番茄叶片接种结果显示不同菌株的致病力均存在差异,大多数菌株表现强致病力。此外,有5种杀菌剂对病害表现出较好的预防或治疗效果,60亿芽孢·mL−1解淀粉芽孢杆菌水剂200倍液+3%中生菌素水剂1000倍液、52%甲硫•中生可湿性粉剂1000倍液、10%春雷霉素可湿性粉剂500倍液、3%中生菌素水剂1000倍液和18%松酯酸铜乳油500倍液对病害的预防效果分别为82.99%、79.45%、64.92%、58.39%和43.97%,治疗效果分别为76.33%、65.08%、85.80%、52.65%和74.85%,各杀菌剂处理对猕猴桃叶片安全。

结论 

明确了福建Psa的生物学特征,筛选出60亿芽孢·mL−1解淀粉芽孢杆菌水剂+3%中生菌素水剂、52%甲硫•中生可湿性粉剂、10%春雷霉素可湿性粉剂等对病害表现出较好防治效果的杀菌剂,防效介于64.92%~85.80%。

摘要:
目的 

分离鉴定桑葚果实腐烂的病原菌并筛选对其具有抑菌活性的植物提取物,为桑葚果腐病的绿色防控提供依据。

方法 

采用组织分离法分离病原菌并通过真菌形态学及分子生物学对病原菌进行鉴定;采用菌丝生长速率法测定54种植物提取物对桑葚果实腐烂病原菌的抑菌活性,筛选活性较好的提取物,通过浓度梯度进行毒力测定,最后通过显微观察活性较好的提取物(EC50)对菌丝形态的影响。

结果 

经形态及分子生物学鉴定该致病菌为易脆毛霉(Mucor fragilis);当提取物质量浓度为1 mg·mL−1时,青蒿和天蓝鼠尾草乙醇提取物对该菌株有较好的抑菌效果,抑菌率分别为77.72%和49.06%,经毒力测定其抑菌有效中浓度(EC50)分别为0.063、0.107 mg·mL−1;通过显微镜观察发现,青蒿乙醇提取物可导致病菌菌丝畸变,天蓝鼠尾草对病原菌菌丝形态无明显影响。

结论 

本研究发现青蒿和天蓝鼠尾草对桑葚果腐病菌易脆毛霉有较好的抑菌活性,青蒿提取物的抑菌活性尤为显著,EC50仅为0.063 mg·mL−1,具有进一步开发的价值。

摘要:
目的 

明确江苏省蚕豆叶斑病的病原种类和病原菌生物特性,筛选适用于防控该病的化学药剂。

方法 

通过组织分离法获得病原菌株,结合致病性测定、形态学观察和多基因(ITS、GAPDH)序列联合分析对分离出的菌株进行鉴定,并测定病原菌生物学特性和对10种杀菌剂的敏感性。

结果 

蚕豆叶斑病的病原菌为链格孢(Alternaria alternata),最适生长条件:温度25 ℃,pH 6.0~9.0,连续光照或12 h光暗交替,以麦芽糖或葡萄糖为碳源,以酵母膏或牛肉膏为氮源,马铃薯葡萄糖琼脂或燕麦琼脂培养基。10种杀菌剂中苦参碱和氟啶胺对A. alternata抑菌作用最强,EC50值分别为0.02200.6309 mg·L−1

结论 

本研究鉴定出江苏南通蚕豆叶斑病病原菌为链格孢(A. alternata),并明确其生物学特性,苦参碱和氟啶胺对该病原菌的毒力较高,可用于防控链格孢引起的蚕豆叶斑病。

资源与环境科学
摘要:
目的 

评估不同水稻品种、土壤调理剂和叶面阻控剂对重金属污染土壤的治理效果及对水稻产量和品质的影响。

方法 

采用田间试验的方法,试验区选址在福建省龙岩市某县区安全利用耕地镉-铅复合污染大田,其土壤中镉、铅DTPA提取量分别为0.190 mg·kg−1、16.3 mg·kg−1,土壤中全Cd、全Pb含量分别为0.334 mg·kg−1、99.5 mg·kg−1。选用当地常规杂交水稻品种甬优9、甬优1540、甬优17、泰两优美丝、两优1516、喜两优丰丝苗、更香优糖丝、更香优703、中浙优8号、增香丝隆望两优889进行对比试验,比较分析各品种产量及水稻糙米中Cd、Pb含量;比较不同土壤调理剂(牡蛎壳粉、麦饭石粉、屹米达土壤修复剂IM-2、屹米达土壤调理剂IM-3、超稳矿化土壤修复新材料、洋屿土壤结构调理剂)和叶面阻控剂(楚戈、玲珑硅、给力硅、粮安好、液体硅)对土壤中有效态Cd、Pb含量和水稻糙米中Cd、Pb含量的影响;把不同安全利用措施优化组合,探讨其对受污染耕地修复治理的效果与可行性。

结果 

不同水稻品种在产量和水稻糙米中Cd、Pb的累积上存在明显差异,其中甬优17产量最高,泰两优美丝产量最低,10种不同水稻品种糙米中Cd、Pb含量均未超出国家标准GB 2762—2022要求(Cd≤0.2 mg·kg−1、Pb≤0.2 mg·kg−1),增香丝隆望两优889、甬优9号、中浙优8号、甬优17等4种水稻品种在产量及对重金属Cd、Pb的低积累上表现出较好效果。不同土壤调理剂能显著提升土壤pH值,除了施用超稳矿化土壤修复新材料处理组出现水稻产量减产外,其他处理则均表现出显著增产效果。施用牡蛎壳粉、麦饭石、屹米达土壤调理剂IM-3、超稳矿化土壤修复新材料等4种土壤调理剂显著降低了土壤中有效态Cd、Pb含量;施用牡蛎壳粉、屹米达土壤调理剂IM-3、洋屿土壤结构调理剂、超稳矿化土壤修复新材料显著降低了水稻糙米中Cd含量,除了洋屿土壤结构调理剂处理组水稻糙米中Pb有检测出,其他处理组均未检出。不同叶面阻控剂在水稻产量上均表现出显著增产效果,均能显著降低水稻糙米中Cd含量,降低比例依次为粮安好>液体硅> 玲珑硅> 楚戈>给力硅;除粮安好处理组水稻糙米中有检测出Pb外,其他处理组水稻中则均未检出。3种综合治理技术模式均能显著降低土壤中有效态Cd、Pb含量,显著降低水稻糙米中Cd含量,水稻糙米中Pb则均未检出。

结论 

筛选出增香丝隆望两优889、甬优9号、中浙优8号、甬优17等4种水稻品种作为低积累水稻品种;土壤调理剂推荐使用牡蛎壳粉和屹米达土壤调理剂IM-3,叶面阻控剂推荐使用液体硅和玲珑硅。在镉-铅复合污染稻田上,因地制宜选用上述推荐的低积累水稻品种、土壤调理剂、叶面阻控剂,以“低积累水稻品种+土壤调理剂+叶面阻控剂”的组合作为综合治理技术模式使用,既能保障水稻产量,又能有效降低土壤中有效态Cd、Pb含量,降低水稻糙米中Cd、Pb含量,保障水稻的质量安全。