2024年 39卷 第1期
2024, 39(1): 1-6.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.01.001
摘要:
目的 以鸭疫里默氏菌（ Riemerella anatipestifer ）噬菌体CRP2为对象，研究尾丝蛋白（Tail fiber protein，TFP）对噬菌体吸附功能的影响。 方法 克隆ORF70假定的TFP基因，构建重组表达载体pET28a（+）-TFP，在大肠杆菌E.Coli BL21（DE3）中诱导表达，通过Ni-NTA亲和层析纯化。酶联免疫吸附试验（ELISA）测定重组蛋白与CRP2噬菌体的宿主菌外膜蛋白（Outer membrane protein, OMP）的结合作用。竞争吸附试验测定重组蛋白对CRP2噬菌体吸附率的影响。 结果 构建了pET28a（+）-TFP重组表达质粒，在大肠杆菌中得到了可溶性表达。纯化的重组蛋白可以与宿主菌的OMP结合，也可以抑制CRP2对其宿主菌的吸附。 结论 ORF70编码的TFP是噬菌体CRP2的一种受体结合蛋白，其对应的受体是宿主菌的OMP。
2024, 39(1): 7-16.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.01.002
摘要:
目的 中华蜜蜂（Apis cerana cerana）是我国特有的蜜蜂品种，其高度灵敏的嗅觉系统能在复杂气味环境中识别群体内化学信号以及区分食物源散发的特异性气味分子，气味受体（Odorant receptors, ORs）在中蜂识别气味分子的行为过程中起到了重要而又关键的作用。通过分析筛选OR1和OR2的互作蛋白，为深入探究OR1和OR2蛋白在蜜蜂嗅觉系统中的功能提供理论依据。 方法 通过构建OR1和OR2基因的真核表达载体pFastBac-OR1和pFastBac-OR2载体，转染Sf9细胞，提取细胞总蛋白，利用免疫共沉淀（Co-IP）联合质谱分析技术筛选鉴定与OR1和OR2互作的细胞蛋白，并对这些互作蛋白进行GO功能注释、KEGG信号通路和蛋白互作网络分析。 结果 IP组和IgG组重组蛋白在细胞内得到正确表达，利用Co-IP联合质谱分析技术共筛选到273个与OR1互作的细胞蛋白和204个与OR2互作的细胞蛋白，主要为微管蛋白、热休克蛋白、核糖体蛋白等。对这些蛋白进行GO功能富积分析，发现这些蛋白质涉及多种生物学功能，包括RNA剪接、核糖体和能量运输有关。KEGG信号通路分析结果表明互作蛋白参与调节了多条细胞内的重要通路，包括核糖体、剪接体、RNA转运等与核糖体相关的通路，丙酮酸代谢、硫胺素新陈代谢、脂肪酸生物合成、淀粉和蔗糖代谢、FoxO信号通路，Hedgehog信号通路等。 结论 OR1和OR2可能通过与多种蛋白直接或间接的相互作用调控并影响其嗅觉感受。
2024, 39(1): 17-24.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.01.003
摘要:
目的 通过CRISPR/Cas9基因编辑技术遗传改良水稻种质，创制高直链淀粉新材料。 方法 以水稻品种中花11为试验材料，利用CRISPR/Cas9编辑系统对水稻淀粉分支酶（Starch branching enzymes, SBE）基因OsSBE 3进行靶向编辑，利用PCR技术鉴定无标记纯合突变体，并测定其淀粉含量。 结果 T0代获得10株突变体株系，T1代获得5个无标记纯合突变株系，其中4个株系（sbe3-22-6、sbe3-25-3、sbe3-25-4、sbe3-25-6）的直链淀粉含量和淀粉直支比显著高于野生型。 结论 本研究创制了高直链淀粉含量的水稻新种质，为水稻品质改良提供了参考。
2024, 39(1): 25-32.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.01.004
摘要:
目的 选育产量、米质和抗性相协调的香型优质水稻新品种。 方法 利用亲本间的遗传多样性和农艺性状的互补性，以高产、高配合力的父本福恢669与香型、优质、抗病的不育系野香A杂交，结合多生态点抗性鉴定、高温逼熟后品质分析、多年多点品比试验等相结合。 结果 选育出优质、高产、抗病，株叶态协调的杂交稻品种野香优669。 2019–2020年参加福建省中稻区域试验，全生育期两年平均139.8 d, 比对照II优3301早熟1.1 d，产量平均9363 kg·hm−2，比对照增产2.24%，未达显著水平。两年稻瘟病抗性鉴定综合评价为抗稻瘟病，稻米品质达部颁一等优质食用稻品种品质标准，2021年通过福建省农作物审定委员会审定（闽审稻20210014）。野香优669聚合了来自双亲的22个有利基因，其中6个为单方携带，16个为双亲均携带。 结论 野香优669产量高、抗性强、品质好、口感佳，在生产上大面积推广应用，是福建省农业主推品种之一。
2024, 39(1): 33-39.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.01.005
摘要:
目的 克隆分析三角梅（Bougainvillea spectabilis）二氢黄酮醇-４-还原酶（Dihydroflavonol-4-reductase, DFR）基因（BsDFR），探讨其在三角梅苞片呈色中的作用。 方法 基于三角梅转录组数据，利用PCR技术克隆BsDFR基因，并通过生物信息学工具分析其分子特性；通过分子对接技术预测BsDFR底物特异性；采用实时荧光定量PCR分析该基因在不同颜色三角梅中的表达量差异。 结果 三角梅BsDFR基因（GenBank ID：ON417750）编码区全长987 bp，编码328个氨基酸。BsDFR理论相对分子质量为36.48 kDa，等电点pI为6.33；具有DFR特有的NADPH及底物特异结合位点，属于Asn型DFR；不具有跨膜结构及信号肽，定位于细胞质中；二级结构中α螺旋占比最多，三级结构预测显示为二聚体蛋白。底物对接模拟预测BsDFR对二氢山柰酚（Dihydrokaempferol, DHK）、二氢槲皮素（Dihydroquercetin, DHQ）和二氢杨梅素（Dihydromyricetin, DHM）3种底物均具有催化活性，与结构分析相吻合。进化树分析其与石竹目（Centrospermae）植物聚为一类。qRT-PCR分析发现其在橙色系三角梅中含量较高，进一步推测其主要底物为DHK，催化生成橙色系花青素（天竺葵素）的前体物质——无色天竺葵素苷元。 结论 BsDFR基因是一个典型的植物二氢黄酮醇-４-还原酶基因，主要与橙色系三角梅苞片色素合成有关。
2024, 39(1): 40-48.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.01.006
摘要:
目的 4-香豆酰-CoA连接酶（4CL）作为苯丙烷类代谢途径的关键酶之一，对花青素合成起着重要作用。探究滇水金凤4CL基因（命名为Iu4CL）对滇水金凤花色调控的分子机理，为其花色调控及花色育种提供参考依据。 方法 以滇水金凤为材料，采用RT-PCR技术分离克隆Iu4CL1、Iu4CL2、Iu4CL3和Iu4CL4基因，并对其生物信息学进行分析；通过qRT-PCR技术对4CL基因在4种不同花色（白色、粉色、红色和深红色）及其4个不同花发育时期（花苞期S1、始花期S2、盛花期S3和谢花期S4）中的表达情况进行分析。 结果 Iu4CL1、Iu4CL2、Iu4CL3和Iu4CL4的cDNA全长分别为1620、1653、1698、1638 bp，分别编码539、550、565、545个氨基酸；其中Iu4CL1和Iu4CL2分别含有2个和4个内含子，Iu4CL3和Iu4CL4没有内含子。生物信息学分析表明，Iu4CL1、Iu4CL2和Iu4CL4为稳定蛋白，Iu4CL3为不稳定蛋白；4个基因均为无信号肽疏水性蛋白；Iu4CL2有3个跨膜结构，其余3个基因均不存在跨膜结构；Iu4CL基因4个拷贝均属于AMP结合酶超级家族和腺苷酸形成域I类超级家族。同源性分析表明，Iu4CL基因的4个拷贝均与喜马拉雅凤仙花的同源性最高；且Iu4CL1和Iu4CL2处于同一个大的分支中，而Iu4CL3和Iu4CL4处于另一个大的分支中，推测可能为旁系同源。qRT-PCR分析表明，Iu4CL基因的4个拷贝在4种不同花色和4个不同花发育时期的滇水金凤花器官中均有表达，其中Iu4CL1和Iu4CL3基因在白色花器官S3（盛花期）阶段表达量最高；Iu4CL2基因在红色花器官S3（盛花期）阶段表达量达到顶峰；Iu4CL4基因在深红色花器官S3（盛花期）阶段表达量最高。 结论 Iu4CL基因可能在滇水金凤花青素生物合成中发挥重要作用。
2024, 39(1): 49-56.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.01.007
摘要:
目的 分析紫菜薹（Brassica rapa var. purpuraria）线粒体基因组SSR序列的分布特征，并与芸薹属主要物种进行比较，为紫菜薹SSR分子标记的开发及遗传进化研究提供参考。 方法 利用MISA软件对紫菜薹及芸薹属6个基本种（包括白菜3个变种）的线粒体基因组进行搜索，并对搜索到的SSR序列分布特征进行比较分析。 结果 在紫菜薹及芸薹属6个基本种（包括白菜3个变种）的线粒体基因组中，分别筛选到168、170、167、168、180、280、185、165、179个完整的SSR序列，相对密度分别为764 、774 、760 、764 、775 、777、721 、744 、771 个·Mb−1，SSR序列的总长度分别为1562、1577、1547、1562、1664、2564、1722、1524、1646 bp，占各自线粒体基因组序列总长度的比例分别为0.71%、0.72%、0.70%、0.71%、0.72%、0.71%、0.67%、0.69%和0.71%。在1～6个不同核苷酸重复单元中，紫菜薹及芸薹属6个基本种的SSR序列均是单核苷酸重复单元最多，然后依次是二核苷酸、四核苷酸、三核苷酸、五核苷酸，均未发现六核苷酸重复单元。其中，A/T、AG/CT、AT/AT和C/G是芸薹属线粒体基因组共有的常见重复单元类型。 结论 紫菜薹线粒体基因组大小为219 779 bp，共筛选出168个SSR分子标记，相对密度为764 个·Mb−1，平均长度为9 bp，以单核苷酸重复单元的数量最多，其次为二、四核苷酸重复单元类型，具有较大的多态性标记开发潜力。
2024, 39(1): 57-65.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.01.008
摘要:
目的 研究不同发育期黄金百香果果皮挥发性成分和游离氨基酸成分的组成和动态变化规律，明确关键呈味氨基酸和特征差异挥发性成分，为黄金百香果果皮的芳香调控、产品开发及综合利用等提供参考。 方法 采用氨基酸分析仪和顶空固相微萃取气质联用仪（HS-SPME-GC-MS），检测不同发育期（T1~T7）果皮中的游离氨基酸和挥发性物质，并进行差异性分析。 结果 果皮中共检测出游离氨基酸（Free amino acid, FAA）15种。呈味氨基酸中的芳香类氨基酸含量最高，在T7时达到最大值（98.48 mg·hg−1），占比为39.03%。OPLS-DA和滋味活度值（TAV）分析表明，胱氨酸为影响香气形成的关键呈味氨基酸。果皮中共检测出90种挥发性物质，T1~T6时期以醛类为主，T7时期以萜烯类为主。OPLS-DA和ROAV分析表明，特征差异挥发性成分有9种，其中T1~T5时期以1-辛烯-3-酮为主，其次为苯甲醛（T1~T4时期）和庚醛（T5时期），T6和T7时期以(E)-β-大马烯酮的贡献作用最大。 结论 胱氨酸是影响黄金百香果果皮香气形成的关键呈味氨基酸。黄金百香果果皮挥发性物质在不同发育期存在特异性，其中果皮着色期（T1~T5）以1-辛烯-3-酮为主，完全成熟期（T6和T7）以(E)-β-大马烯酮的贡献作用最大。
2024, 39(1): 66-74.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.01.009
摘要:
目的 分析永泰县茶树种质资源的遗传多样性及群体结构，探明不同茶树资源群体的亲缘关系，为当地茶树种质资源的收集和优异种质利用提供依据。 方法 利用 EST-SNP 分子标记技术对77份永泰及其周边地区茶树种质资源进行亲缘关系和遗传多样性分析。 结果 筛选出48个适用于鉴定永泰茶树种质的SNP位点。这些 SNP 位点的多态性信息指数平均值为0.407，观测杂合度平均值为0.303，期望杂合度平均值为0.271，固定指数平均值为−0.092，次等位基因频率平均值为0.268。通过主坐标分析、聚类分析和 Structure 群体结构分析，发现永泰茶树种质的同一群体内部的交流多于不同群体之间的交流，且梧桐的茶树种质与洑口、丹云等地的种质差异较大，两者间的遗传距离较远，但又与尤溪和大田的茶树亲缘关系较近。此外，应用筛选出的48个高质量 SNP 位点构建了54份永泰茶树种质的 DNA 指纹图谱，可用于相关茶树种质的精确鉴定。 结论 永泰县茶树种质资源多样性丰富；永泰县茶树种质资源按照地理位置可划分为梧桐镇产区和其他地区两个类群；梧桐茶树资源与大田和尤溪的茶树资源亲缘关系较为密切，而洑口、丹云等地的茶树资源与永泰县北部产茶地的茶树资源亲缘关系更近。
2024, 39(1): 75-82.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.01.010
摘要:
目的 有效利用太子参根须副产物资源，提高樟芝（Antrodia camphorata）菌丝产量，促进活性成分合成。 方法 以太子参根须（粉末）作为培养基组分，Plackett-Burman试验筛选影响樟芝菌丝生长的关键成分，正交试验优化培养基组成。 结果 筛选试验结果表明，葡萄糖、酵母粉、蛋白胨及KH2PO4对樟芝菌丝生长有重要影响，正交试验优化的培养基组成为：太子参6 g·L−1，葡萄糖10 g·L−1，酵母粉4 g·L−1，蛋白胨6 g·L−1，KH2PO4 1.5 g·L−1。利用优化培养基深层发酵，樟芝生物量达到4.73 g·L−1，与对照培养基及PDB培养基相比，胞内三萜含量分别提高2.75%和24.85%，胞外多糖分别提高161.11%和113.64%；发酵液中高密度无性孢子含量达1.8×107 个·mL−1。 结论 太子参适合作为樟芝双向液体发酵的药性成分，可有效促进樟芝菌丝生长、活性成分合成和无性孢子形成，是太子参根须副产物资源利用新途径。
2024, 39(1): 83-92.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.01.011
摘要:
目的 解决卷积神经网络在复杂环境下识别率低、模型参数多等问题，为苹果叶病智能识别提供参考。 方法 本研究提出一种基于改进ResNet18的苹果叶病识别模型。首先，通过离线增强和在线增强两种方式解决数据不平衡和数据过拟合现象，增强模型的泛化能力；其次，引入缩放因子调整通道参数以减少网络参数量，并在下采样残差结构的恒等映射中用最大池化层代替1×1卷积完成下采样，去除图片中的冗余特征，增大模型的感受野；将ResNet18模型的第一层7×7卷积层替换为多尺度特征提取模块，提高模型对细小病斑的提取能力；最后，在特征提取网络中插入DenseBlock模块，加强模型对浅层有效特征的重用。 结果 改进后的ResNet18模型准确率为97.94%，比原模型高出0.88个百分点；模型大小为3.97 MB，比原模型减小90.77%。与ShuffleNetv2、MobileNetv3、EfficientNet等轻量化模型和Inceptionv2、DenseNet、ResNet等经典模型相比，该模型拥有更好的性能。 结论 改进后的模型在复杂环境下能够准确识别苹果叶病，并且具有较少的模型参数，方便移植到移动设备上，为苹果叶病的智能诊断提供参考。
2024, 39(1): 93-104.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.01.012
摘要:
目的 探究森林土壤中外生菌根真菌（Ectomycorrhizal fungi, ECMF）对宿主的选择性。 方法 采用不同的土壤菌源（马尾松土壤Pinus massoniana soil, PmS和米槠土壤Castanopsis carlesii soil, CcS），分别对马尾松（Pinus massoniana, Pm）和鳞苞锥（Castanopsis uraiana, Cu）进行接种试验（Pm-PmS、Pm-CcS、Cu-PmS、Cu-CcS）。培育6个月后，采用ITS进行菌根鉴定，检测并计算不同土壤菌源下马尾松和鳞苞锥根中ECM出现的频率、侵染率、相对丰度、相对频率、丰富度和多样性，并测定苗木生长指标以及土壤理化性质。 结果 米槠土壤pH值、全磷含量、全碳含量、有效磷含量显著高于马尾松土壤，且接种苗木后幼苗的地上干重和根长均显著高于马尾松土壤。两种土壤中共检测到19个OTUs的ECMF，分别属于7科和10属，Cenococum geophilum、Rhizopogon boninensis和Tomentella sp.2为两种土壤共有。马尾松林下土壤鉴定到的13种ECMF中，能侵染马尾松的有8种，能侵染鳞苞锥的有6种。米槠林下土壤鉴定到的9种ECMF中，能侵染马尾松的有4种，能侵染鳞苞锥的有7种。C. geophilum和Sebacina sp.2均能与马尾松和鳞苞锥建立共生关系；而Hyaloscyphaceae sp.、Lactarius inconspicuous、Rh. boninensis、Rh. flavidus、Tomentella sp.1、Tomentella sp.3和Tomentellopsis submollis只侵染马尾松；Athelia sp.、Amanita sp.、L. atrofuscus、Russula minor、Russula sp.、Sebacina sp.1、Thelephora sp.1、Thelephora sp.2和Tomentella sp.4只侵染鳞苞锥。马尾松土壤的ECMF丰富度指数（IV）、Shannon多样性指数（H´）、Simpson优势度指数（D）高于米槠土壤；但马尾松土壤接种不同宿主植物后的Sorensen相似性指数（0.14）低于米槠土壤（0.36）。部分ECMF的侵染率与寄主的生理生态指标密切相关。 结论 ECM是经过长期与树种共同进化而建立的共生关系，因此马尾松土壤中的ECMF更倾向于侵染马尾松，而米槠土壤的ECMF更倾向于侵染同为壳斗科的鳞苞锥；马尾松林下土壤的ECMF相对于米槠土壤，对寄主植物选择性的更强。虽然土壤理化性质在一定程度上影响了侵染率，但是ECMF的定殖主要受宿主植物的影响。
2024, 39(1): 105-114.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.01.013
摘要:
我国是中药材种植大国，但不合理的栽培方式和管理措施导致中药材连作障碍在种植区普遍存在，造成药材减产变质、道地产区转移、资源保护与利用不协调等，严重影响药用植物生长发育。因此对中药材连作土壤进行修复是解决中药材连作障碍的一个关键措施。生物质炭一般呈碱性，是一种良好的土壤改良剂，能够增加土壤养分、改良酸化土壤、提升植物品质，近年来得到广泛关注与应用，因此利用生物质炭作为调理剂来缓解中药材连作障碍具有一定潜力。本文针对我国中药材连作障碍的可能成因及潜在危害，分析生物质炭在解决药用植物连作造成的土壤理化性质改变、土壤微生物区系改变、化感自毒危害等问题上的作用，并对生物质炭在药用植物生产上的应用潜力进行展望。
我国是中药材种植大国，但不合理的栽培方式和管理措施导致中药材连作障碍在种植区普遍存在，造成药材减产变质、道地产区转移、资源保护与利用不协调等，严重影响药用植物生长发育。因此对中药材连作土壤进行修复是解决中药材连作障碍的一个关键措施。生物质炭一般呈碱性，是一种良好的土壤改良剂，能够增加土壤养分、改良酸化土壤、提升植物品质，近年来得到广泛关注与应用，因此利用生物质炭作为调理剂来缓解中药材连作障碍具有一定潜力。本文针对我国中药材连作障碍的可能成因及潜在危害，分析生物质炭在解决药用植物连作造成的土壤理化性质改变、土壤微生物区系改变、化感自毒危害等问题上的作用，并对生物质炭在药用植物生产上的应用潜力进行展望。
2024, 39(1): 115-124.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.01.014
摘要:
植物腺毛（Plant glandular trichomes, GTs）是具有分泌能力的植物表皮毛，分布在茎、叶、花器官甚至果实的表面，可产生具有抗生物胁迫和非生物胁迫能力的腺毛分泌物（Glandular trichomes secretions），被誉为“生物合成工厂”。植物腺毛分泌物属于次生代谢产物，在医疗保健、植物源农药及食品工业等行业具有重要的应用价值。本文主要综述了植物腺毛结构、腺毛分泌物种类、提取分离及其功能活性等方面的研究进展，并对存在的问题和应用前景进行了分析与展望，以期为植物腺毛分泌物在医药、农业及食品领域的开发与利用提供参考。
植物腺毛（Plant glandular trichomes, GTs）是具有分泌能力的植物表皮毛，分布在茎、叶、花器官甚至果实的表面，可产生具有抗生物胁迫和非生物胁迫能力的腺毛分泌物（Glandular trichomes secretions），被誉为“生物合成工厂”。植物腺毛分泌物属于次生代谢产物，在医疗保健、植物源农药及食品工业等行业具有重要的应用价值。本文主要综述了植物腺毛结构、腺毛分泌物种类、提取分离及其功能活性等方面的研究进展，并对存在的问题和应用前景进行了分析与展望，以期为植物腺毛分泌物在医药、农业及食品领域的开发与利用提供参考。
