2024年 39卷 第5期
2024, 39(5): 503-511.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.05.001
摘要:
目的 研究我国大洋河水域黄鳍东方鲀（Takifugu xanthopterus）的分子遗传学特性，为黄鳍东方鲀种质资源遗传多样性和系统发育分析提供基础数据。 方法 利用高通量测序技术，获得黄鳍东方鲀线粒体基因组全序列，分析线粒体基因组结构。 结果 黄鳍东方鲀线粒体基因组序列全长16444 bp（GenBank 登录号：MT560586），由13 个蛋白质编码基因、22 个 tRNAs 基因、2 个 rRNAs 基因、1个控制区和1个轻链复制起始区组成。13个蛋白质编码基因中仅有cox1基因起始密码子为特殊的GTG，其余蛋白质编码基因均以ATG为起始密码子，cox2和nad4终止密码子以单独的T结尾。偏好密码子（RSCU＞2）分别是Arg（CGA）和Ser（UCC）。22 个tRNAs基因除trnS1基因外，其余tRNAs二级结构均为典型的三叶草结构。以斑腰单孔鲀（Monotreta leiurus）为外类群，对16种东方鲀属线粒体基因组全序列进行进化关系分析。由贝叶斯法构建的系统发生树表明，黄鳍东方鲀与痣斑多纪鲀（T. chrysops）和豹纹多纪鲀（T. pardalis）的亲缘关系最近。 结论 黄鳍东方鲀的线粒体基因组结构和基因排列顺序符合鱼类基因组典型结构和排列特征。
2024, 39(5): 512-521.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.05.002
摘要:
目的 探究饲草源乳酸菌对碳源的选择性，为不同草种筛选适宜的青贮菌种。 方法 选取饲草中分离获得的16株代表性乳酸菌作为研究对象，在MRS液体培养基中以葡萄糖、蔗糖、果糖、木糖、棉籽糖以及5种糖混合为碳源，进行不同菌株发酵培养。每株乳酸菌设3个重复，每个糖处理设空白对照（不接菌）。采用高效液相色谱仪测定各处理发酵24 h后液体培养基中剩余碳源含量和乳酸产量。 结果 （1）蔗糖是大部分菌株发酵首选碳源，在棉籽糖、葡萄糖、果糖和木糖的选择上不同菌株差异较大，发酵乳杆菌（Lactobacillus fermentum, LbF-WM）首选棉籽糖和木糖，假肠膜明串珠菌（Leuconostioc pseudomesenteroides, LeP-IR）首选木糖。（2）罗伊氏乳杆菌（Lactobacillus reuteri, LbR-EG）和柠檬明串珠菌（Leuconostoc citreum, LeC-IR）对蔗糖，LbF-WM和LbR-EG对果糖， LbF-WM 、LbR-EG和LeP-IR对棉籽糖的利用率均达100%，屎肠球菌（Enterococcus faecium, EF-KG）、短乳杆菌（Lactobacillus brevis, LbB-KG）、戊糖乳杆菌（Lactobacillus pentosus, LbPe-EG）、乳酸乳球菌（Lactococcus lactis, LcL-SC）对葡萄糖的利用率高于其他碳源。（3）灰黄色肠球菌（Enterococcus durans, EG-IR）利用葡萄糖和混合糖，LbPe-EG利用果糖，肠膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteroides, LeM-IR）利用棉籽糖和混合糖，LbPe-EG利用蔗糖，LbF-WM利用木糖，格氏乳球菌（Lactococcus garvieae, LcG-IR）利用混合糖发酵乳酸产量最高。（4）耐久肠球菌（Enterococcus durans, ED-IR）利用葡萄糖，植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum, LbPl-IR）、LbPe-EG利用果糖， LbPl-IR和LeM-IR利用棉籽糖， LbPe-EG、LbPl-IR和ED-IR利用蔗糖， LeP- IR利用木糖，LcG-IR和EG-IR利用混合糖产乳酸效率较高。LbPl-IR在5种单糖中产酸效率均达80%以上。 结论 不同菌株对同一碳源的利用率、产酸量和产酸效率均不同；同一株菌株对不同碳源的利用率、产酸量和产酸效率也不相同。其中，蔗糖为大部分菌株的首选碳源，蔗糖和葡萄糖的利用率和产乳酸量较高，葡萄糖的产酸效率较高；青贮调制时，可针对饲草中分布乳酸菌种类选择最适碳源。
2024, 39(5): 522-531.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.05.003
摘要:
目的 水稻籼粳亚种间杂交具有强大的杂种优势已成为当前水稻育种关注的焦点，本研究旨在为籼粳交水稻育种实践以及水稻关键性状的遗传研究提供理论依据。 方法 按照NC-II不完全双列杂交方式，选择14个亲本材料并配组48个杂交组合，采用植物数量性状的加性-显性遗传模型（A-D模型）分析生育期、株高与粒形相关性状等共计5个农艺性状的遗传效应、杂种优势及性状之间的相关性。 结果 籼粳亚种间杂交稻生育期、株高、粒长、粒宽及长宽比等的加性方差分量占遗传主效应比率（VA/VP）比值分别为69.2%、74.2%、58.9%、66.0%和63.5%。广义遗传率（H2B）和狭义遗传率（H2N）的变幅分别为59.0%～99.6%和69.2%～98.9%，均达显著或极显著水平，主要受加性效应控制，且受环境影响小，在育种上早期选择有效。大多数的籼粳亚种间杂种一代的生育期、株高和粒形性状均呈负向中亲优势和负向超亲优势，杂交后代的生育期缩短、株高降低，长宽比介于双亲之间。籼粳亚种间杂交稻生育期是一个独立遗传的品种特性，株高与粒形具呈显著正相关。 结论 在籼粳交育种上应关注生育期、株高，粒形等性状间的协调，有效利用杂种优势，培育强优势亚种间杂交稻新组合。
2024, 39(5): 532-539.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.05.004
摘要:
目的 实时、准确地预测基质栽培黄瓜结果期蒸散量，指导基质栽培黄瓜灌溉。 方法 通过传感器实时获取黄瓜结果期的温室小气候环境数据，用称量法测量黄瓜蒸散量，以移栽时间、空气温度、空气相对湿度、光照强度及前5天的日均灌溉量为输入变量，利用BP神经网络（Back propagation neural network, BPNN）、卷积神经网络（Convolutional neural networks, CNN）、长短期记忆网络（Long short-term memory, LSTM）和门控循环单元（Gated recurrent unit, GRU）分别建立基质栽培黄瓜蒸散量预测模型，比较不同模型的预测效果，模型数据集的时间间隔设为20 min。 结果 相较于BPNN、CNN及LSTM模型，GRU模型的预测效果最好，其决定系数（R2）、均方根误差（RMSE）、平均绝对误差（MAE）分别为0.8577 、2.3279 g和1.6744 g。当实测的黄瓜每日实时累积蒸散量超过50 g时，GRU模型预测的黄瓜每日实时累积蒸散量与实测每日实时累积蒸散量之间的相对误差最小，在0.11%～10.01%。 结论 基于GRU的基质栽培黄瓜结果期蒸散量预测模型预测效果最好，可为基质栽培黄瓜的灌溉系统提供参考。
2024, 39(5): 540-549.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.05.005
摘要:
目的 生长调节因子（growth-regulating factors, GRF）是植物的一种特有蛋白，探明艾（Artemisia argyi）GRF基因家族的生物学特性，为艾的生长发育和逆境胁迫调节提供依据。 方法 对艾GRF基因家族进行理化性质、进化、基因结构以及表达等生物信息学进行分析，进而通过转录组数据和实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术分析基因家族各成员在不同组织、逆境胁迫以及响应不同激素的表达模式。 结果 从艾基因组中共鉴定出17个GRF家族成员，理化鉴别显示其编码蛋白均为亲水蛋白；系统发育进化树分为4个亚家族；motif分析表明进化树中同一分支的基因具有相似或相同的保守基序；AaGRF基因家族成员随机分布在11条不同的染色体上；AaGRF基因家族启动子含有多种逆境和激素响应元件；AaGRF基因家族在响应盐碱胁迫时表现出不同的表达趋势；该家族成员在艾的根、茎、叶中的表达模式具有组织特异性；经脱落酸、吲哚乙酸、水杨酸和茉莉酸甲酯处理后，AaGRF05、AaGRF06、AaGRF11和AaGRF14在处理后的12 h基因表达量最高，表明大部分基因在前期参与不同激素的调控。 结论 艾GRF基因家族参与艾生长发育、激素与逆境胁迫调节，为探究GRF家族功能提供的理论依据。
2024, 39(5): 550-556.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.05.006
摘要:
目的 评价不同紫芝（Ganoderma sinense）菌株间体细胞不亲和反应与遗传差异的关系，为应用体细胞不亲和性评价紫芝菌株间的遗传差异提供依据。 方法 以7个不同交配基因型的紫芝单核体为亲本，应用单向或者双向核迁移技术构建双核体菌株；通过在PDA培养基配对检测双核体菌株间的体细胞不亲和性，并采用ISSR、RAPD和SRAP 3种分子标记综合分析双核体菌株间的遗传差异。 结果 构建了5类遗传背景清晰的不同双核体菌株11个，它们之间的体细胞不亲性反应分为亲和、不亲和，其中不亲和反应出现隔离区、隔离区带线状和类似墙式结构的3种类型；3种分子标记综合分析显示，11个菌株间的遗传相似系数0.29～0.97，UPMGA聚类树状图能很好地展示11个双核体菌株间的遗传差异，并与亲本来源相一致。 结论 紫芝菌株间的体细胞不亲性反应主要受细胞核的影响，而细胞质的影响极小，并且紫芝菌株间的体细胞不亲性反应类型与菌株间的遗传差异相对应，在以后的紫芝种质资源遗传差异评价中，可应用操作简便的体细胞不亲和性进行初步分析。
2024, 39(5): 557-562.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.05.007
摘要:
目的 开发橄榄SNP标记并分析其种质资源遗传多样性，为橄榄种质资源保护和利用提供依据。 方法 基于SLAF-Seq技术进行橄榄SNP标记开发，同时采用系统进化分析、群体聚类分析和主成分分析等研究了橄榄种质资源遗传结构和遗传多样性。 结果 基于SLAF-Seq技术共挖掘到506 701个SLAF标签，其中多态性SLAF标签27 108个，开发获得361 386个群体SNP标记；基于SNP标记，利用系统进化树和群体聚类分析可分别将橄榄种质资源分为3和6个类群，整体Nei多样性指数和Shanon-Wiener指数分别为0.321和0.472。两种分类方法分析结果均发现，不同地区之间的橄榄种质资源并未严格按照地域分布归类。 结论 橄榄种质资源遗传多样性相对丰富，且不同地域间存在种质资源交流，而采用SNP标记可有效鉴定橄榄种质资源。
2024, 39(5): 563-570.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.05.008
摘要:
目的 探明丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi, AMF）在苋菜富硒栽培中的生物效应，综合评价AMF对不同硒形态处理下苋菜生长和硒积累的影响。 方法 采用盆栽试验，分析了土施外源硒和接种AMF对苋菜光合作用、生长状况、苋菜红素以及硒积累的影响。 结果 硒酸钠、亚硒酸钠和L-硒代半胱氨酸处理均降低了苋菜红素含量，但对菌根侵染率和菌根依赖性均无显著影响，同时显著提高了苋菜叶片叶绿素a、b含量、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、净光合速率（Pn）和胞间CO2浓度（Ci），其中L-硒代半胱氨酸处理效果最佳，说明外源硒处理对苋菜的生长有一定的正效应。另外，接种AMF对不同硒处理下苋菜的生长也有促进作用，且提高了叶片苋菜红素含量，同时增强了光合能力和根茎叶硒含量的积累。 结论 接种AMF和外源硒处理均能提高苋菜的光合能力和硒积累能力，从而促进苋菜生长和提高苋菜营养品质，两者交互处理可作为提高蔬菜富硒栽培的有效措施。
2024, 39(5): 571-583.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.05.009
摘要:
目的 实现贺兰山东麓地区废弃葡萄枝条资源化、无害化处理，解决食用菌原材料不足问题。 方法 引进7个毛头鬼伞菌株，利用贺兰山东麓葡萄枝条作为主要栽培原料代替传统栽培基质设计6个栽培配方，将菌株与配方排列组合设置42个处理，探究毛头鬼伞在含有葡萄枝条栽培基质中的生物学效率、粗多糖等营养成分、氨基酸风味成分和重金属安全性，利用灰色关联度分析筛选出适宜的栽培配方。 结果 42个处理中，16个含有葡萄枝条栽培基质的处理生物学效率超过100%，其中CM6处理（菌株CC900，含有20%葡萄枝条的栽培基质）生物学效率最高，粗多糖含量显著高于对照（不含有葡萄枝条基质的处理）；灰分含量与生物学效率联系密切，生物学效率较高则灰分较高。利用葡萄枝条栽培毛头鬼伞不会影响其产量、商品外观和风味，符合国家食品安全标准。CM6（菌株CC900，含有20%葡萄枝条、38%棉籽壳、20%麦麸、20%玉米芯、1%石灰、1%石膏的栽培基质）、DM4（菌株CC155，含有30%葡萄枝条、28%棉籽壳、20%麦麸、20%玉米芯、1%石灰、1%石膏的栽培基质）、CM3（菌株为白鸡腿，含有20%葡萄枝条、38%棉籽壳、20%麦麸、20%玉米芯、1%石灰、1%石膏的栽培基质）是综合表现较好的栽培方案。 结论 葡萄枝条不仅可代替部分传统原料栽培毛头鬼伞，且在一定程度上提高了毛头鬼伞产量和营养成分，降低了生产成本，是毛头鬼伞良好的栽培原料。
2024, 39(5): 584-592.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.05.010
摘要:
目的 针对芒果叶片病虫害缺少数据集和识别准确率低的问题，筛选构建芒果叶片病虫害分类模型，以提高芒果叶病虫害分类准确率。 方法 提出使用去噪扩散模型进行病虫害数据增强，同时联合SKNet与MobilenetV3模型的芒果叶片病虫害分类方法。首先使用去噪扩散模型对数据集进行扩充，再采用多尺度结构相似性指标对生成的病虫害图像与拍摄的病虫害图像之间的相似程度进行评估，接着对DDIM与DCGAN网络训练和生成效果进行比对。在MobilenetV3模型中，将SE注意力模块替换为SKNet模块进行构建网络模型。 结果 使用DDIM生成的所有类型的病虫害图像与拍摄的病虫害图像的MS-SSIM指标均大于0.63，且都高于DCGAN。相较于其他注意力模块，联合SKNet与MobilenetV3的分类效果最佳，在98%以上。对添加CA、CBAM、ECA注意力模块进行平滑类激活图可视化，对比其他注意力模块，使用SKNet注意力分布区域更为集中在病虫害叶片上。 结论 该方法在病虫害叶片检测上具有良好的应用前景，能提升病虫害识别效率与精度，减少检测成本，同时可应用于移动式或者嵌入式设备。
2024, 39(5): 593-599.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.05.011
摘要:
目的 明确假眼小绿叶蝉[Empoasca vitis (Göthe)]迁飞扩散行为特征，揭示影响其种群迁飞扩散的关键因素。 方法 利用系留气球悬挂诱虫黄板诱捕不同朝向、不同高度假眼小绿叶蝉，通过HYSPLIT-4气流动力模型和气象数据，分析模拟假眼小绿叶蝉迁飞扩散行为。通过田间虫口调查，结合种群密度与扩散系数分析，明确推动假眼小绿叶蝉种群分布转化的驱动因素。 结果 假眼小绿叶蝉最高飞行高度为8 m，2～8 m高度内，随高度增加，假眼小绿叶蝉数量逐步下降。HYSPLIT-4气流动力模型分析结果表明，假眼小绿叶蝉迁飞轨迹只与迁飞时间有关，高度对其迁飞轨迹与直线扩散距离没有影响。此外，HYSPLIT-4气流动力模型分析结果还表明，假眼小绿叶蝉24 h直线迁飞距离为35.70～178.10 km。种群密度与扩散系数分析表明，假眼小绿叶蝉有聚集分布和随机分布两种分布型，迁飞和扩散是导致两种分布型转化的重要因素。 结论 借助气流，假眼小绿叶蝉可以实现区域性的迁飞。在种群密度驱动下，假眼小绿叶蝉种群分布存在聚集分布和随机分布的转化，也促使假眼小绿叶蝉种群发生田间扩散和区域性迁飞。因此，假眼小绿叶蝉的防控应以主要防治区为中心，向外扩展200 km 的范围内开展统防统治。
2024, 39(5): 600-608.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.05.012
摘要:
目的 明确福建地区多花黄精根腐病的发病率和病原菌种类，并为该病害的防治提供理论依据。 方法 调查福建省3个多花黄精种植基地的根腐病发病率，并采集具有典型根腐病症状的植株和块根病样，分离纯化获得病原菌，利用形态学特征、分子生物学特征及致病性测定对其进行鉴定。 结果 福建省多花黄精种苗的根腐病平均发病率为10.50%，采收时根茎的根腐病平均发病率为17.65%。分离纯化获得98株菌株，结合菌株的形态学特征、特异性引物FOF1/FOR1和F8/R8、tef-1α 基因序列分析，分别鉴定为尖孢镰刀菌Fusarium oxysporum、腐皮镰刀菌F. solani和藤仓镰刀菌F. fujikuroi，三者的分离频率依次为75.51%、20.41%和4.08%。代表性菌株经回接根茎进行致病性检测发现其发病症状与田间表现一致，符合柯赫氏法则。 结论 尖孢镰刀菌、腐皮镰刀菌和藤仓镰刀菌是福建地区多花黄精根腐病的主要病原菌，首次报道藤仓镰刀菌可引起我国多花黄精根腐病。
2024, 39(5): 609-614.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.05.013
摘要:
目的 利用梨幼果建立梨火疫病（Erwinia amylovora）抗性资源评价体系，筛选出对梨火疫病具有抗性的材料，为抗病育种提供技术支撑。 方法 以36个梨品种和41个库尔勒香梨杂交后代为材料，利用人工接种的方式对幼果期、膨大期和成熟期的果实进行接种试验，并根据接种后致病力的强弱，制定梨品种（种质）的抗性分级指标，综合评价77份种质资源的抗病水平。 结果 与梨果实膨大期和成熟期相比，接种幼果期果实更能准确评估梨品种（种质）的抗性水平；在接种24 h后，梨幼果开始显症；77个品种（种质）对梨火疫病的抗性水平差异显著，高感品种（种质）13个，感病品种（种质）11个，中感品种（种质）27个，抗病品种（种质）26个；供试品种（种质）对梨火疫病的抗性不高，其中只有33.77%的品种（种质）表现抗病性，66.23%的品种（种质）不同程度感病。 结论 本研究建立以梨果实的幼果期为接种时期，在接种24 h时开始观察发病情况的梨火疫病抗性资源评价体系；从供试品种（种质）筛选出的26份材料达到抗性水平，为培育新的抗性品种提供参考。
2024, 39(5): 615-622.
doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2024.05.014
摘要:
目的 分析评价不同胁迫处理的橡胶灵芝菌候选内参基因的稳定性，为探索橡胶灵芝菌基因的功能及其侵染橡胶树的分子机制等提供参考。 方法 以5个非生物因子（温度、盐、氧化、pH、干旱）和1个生物因子（生防细菌）胁迫下的橡胶灵芝菌作为材料，提取RNA并反转录为cDNA，采用实时荧光定量PCR技术，扩增6个候选内参基因（UBC、ACT、RPL6、β-TUB、APT、28s），利用分析软件geNorm、NormFinder、BestKeeper和RefFinder根据基因表达的稳定性对基因进行排序，选择最适合不同胁迫的内参基因组合。 结果 所有样品RNA均为清晰的两条带，且6个候选内参基因的熔解曲线为明显单一峰。结合geNorm、NormFinder、Bestkeeper和RefFinder对其进行表达稳定性分析发现，温度胁迫下基因表达稳定性为UBC＞ACT＞RPL6＞β-TUB＞28s＞APT，盐胁迫下基因表达稳定性为ACT＞RPL6＞UBC＞APT＞β-TUB＞28s；氧化胁迫下基因表达稳定性为UBC＞ACT＞28s＞APT＞β-TUB＞RPL6；pH胁迫下基因表达稳定性为RPL6＞UBC＞APT＞ACT＞β-TUB＞28s，干旱胁迫下基因表达稳定性为ACT＞UBC＞β-TUB＞RPL6＞APT＞28s，生物胁迫下基因表达稳定性为UBC＞ACT＞RPL6＞28s＞APT＞β-TUB。 结论 结合所有候选基因稳定性和胁迫条件，推荐基因ACT和UBC作为在干旱、氧化、温度和生物胁迫下的内参基因，基因ACT和RPL6为盐胁迫下的内参基因，UBC和RPL6为pH胁迫下的内参基因。本研究结果为不同胁迫下橡胶灵芝菌相关基因的表达研究提供了合适的内参基因。
