• 2019年第38卷第1期文章目次
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    • >共生固氮专题
    • 百脉根Rboh基因家族在共生固氮中的功能研究

      2019, 38(1):1-9.

      摘要 (2167) HTML (0) PDF 3.43 M (1885) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探索植物呼吸爆发氧化酶(respiratory burst oxidase homologue,Rboh)基因家族在共生固氮中的功能和作用机制,利用分子生物学、细胞生物学和遗传学等方法,围绕百脉根Rboh基因家族中在根瘤中特异性表达的基因LjRbohA(Lj5g3v1497840)以及在根瘤中高表达的基因LjRbohB(Lj6g3v1549190)和LjRbohC(Lj5g3v1497820),分别对其蛋白的亚细胞定位、基因的表达模式、基因的启动子活性及蛋白的功能进行了研究。结果显示:LjRbohA、LjRbohB和LjRbohC蛋白都定位在植物的细胞膜上;LjRbohA、LjRbohB和LjRbohC基因在接种根瘤菌后表达上调;LjRobhA和LjRobhB基因在根瘤、维管束和侧根原基表达;利用CRISPRCas9技术对LjRbohA、LjRbohB和LjRbohC 3个基因分别进行敲除导致结瘤数目减少。这些研究结果表明,LjRbohA、LjRbohB和LjRbohC这 3个基因可能都参与调控百脉根与根瘤菌的共生结瘤过程。

    • 百脉根起始结瘤相关转录因子间相互作用的鉴定

      2019, 38(1):10-15.

      摘要 (934) HTML (0) PDF 3.38 M (1752) 评论 (0) 收藏

      摘要:以模式豆科植物百脉根为材料,利用酵母双杂交和双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation ,BiFC)技术,研究调控起始结瘤基因表达的转录因子IPN2、NSP2、CYCLOPS、DELLA间的相互作用。结果显示,百脉根IPN2与DELLA、NSP2与DELLA、CYCLOPS与DELLA均有相互作用。表明IPN2、DELLA可能参与并形成一个大的蛋白复合物,网络调控豆科植物起始结瘤基因的时空表达。

    • 百脉根半胱氨酸蛋白酶基因在根瘤衰老过程中的表达分析

      2019, 38(1):16-21.

      摘要 (809) HTML (0) PDF 2.16 M (1422) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确半胱氨酸蛋白酶与定型根瘤衰老的相关性,通过与已鉴定的紫云英半胱氨酸蛋白酶AsNODf32进行序列比对分析,从百脉根中鉴定出2个与根瘤衰老相关的蛋白酶基因LjCyp1和LjCyp5。蛋白序列及结构分析表明,LjCyp1和LjCyp5同源性高达96.2%,均含有2个典型的半胱氨酸蛋白酶结构域和液泡定位信号肽,属于木瓜蛋白酶家族。体外酶活检测显示,2个蛋白都具有半胱氨酸蛋白酶活性。通过Realtime PCR和组织化学定位分析表明,2个蛋白酶基因主要在成熟和衰老的根瘤中表达。结果表明LjCyp1和LjCyp5可能在百脉根根瘤衰老过程中发挥重要作用。

    • 百脉根泛素结合酶LjE2的表达及活性鉴定

      2019, 38(1):22-27.

      摘要 (826) HTML (0) PDF 1.55 M (1813) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究泛素化作用在豆科植物共生固氮过程中的调控功能和作用机制,利用拟南芥泛素结合酶E2的序列,在百脉根基因组上鉴定得到14个编码E2(LjE2)的基因,从LjE2中克隆到11个基因并构建了融合表达载体pETLjE2s:His。通过大肠杆菌表达系统,表达并纯化到10个LjE2:His融合蛋白。经体外泛素化及Western blot分析,在10个LjE2中有9个具有泛素结合酶活性,1个(LjE25)未检测到泛素结合酶活性。

    • ACC脱氨酶对大豆快生根瘤菌及苜蓿中华根瘤菌共生固氮与竞争结瘤的影响

      2019, 38(1):28-34.

      摘要 (982) HTML (0) PDF 1.49 M (1999) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用大肠杆菌S171与根瘤菌进行两亲本接合转移,将苜蓿中华根瘤菌Sm1021中的ACC脱氨酶基因导入大豆快生根瘤菌HH103,在苜蓿中华根瘤菌Sm1021中过表达ACC脱氨酶基因,探讨ACC脱氨酶对根瘤菌共生固氮及竞争结瘤的影响。结果显示:接种过表达ACC脱氨酶的重组根瘤菌Sm1021,宿主植物地上部分鲜质量与结瘤数量有所增加;接种外源导入ACC脱氨酶的重组根瘤菌HH103,能够增加结瘤数,提高植物地上部分干质量且竞争结瘤能力增强。但是,接种2种重组根瘤菌后,宿主植物的根瘤鲜质量和根瘤固氮酶酶活性无明显变化。

    • 大豆快生根瘤菌SfHH103_03182基因突变体的构建和共生固氮表型分析

      2019, 38(1):35-42.

      摘要 (1441) HTML (0) PDF 2.51 M (2076) 评论 (0) 收藏

      摘要:以大豆快生根瘤菌HH103中glnK同源基因SfHH103_03182为研究对象,采用pK19mob单插入失活技术构建该基因的插入失活突变体,菌落PCR和测序分析表明突变体构建正确。植物盆栽试验结果显示,与接种野生型菌株HH103相比,突变体接种植株的根瘤数量增多,植株鲜质量和根瘤鲜质量增加,根瘤固氮酶活无显著差异。在不同浓度氮素处理和盆栽条件下,对共生表型的检测表明突变体接种植物的根瘤数量没有显著变化。

    • 苜蓿中华根瘤菌共生固氮相关基因突变体的分离和鉴定

      2019, 38(1):43-49.

      摘要 (993) HTML (0) PDF 2.80 M (1886) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了阐明豆科植物共生反应与免疫反应的协调机制,揭示参与植物细胞侵染、定殖及固氮过程中根瘤菌基因的功能,以苜蓿中华根瘤菌Sm2011为材料,构建了约8 000株Tn5sacB转座子插入的突变体库。利用巢式PCR检测技术,从中鉴定和筛选出nodC、nifH、smc01188和smc04024等4个特定目标基因的插入突变体及其插入位点。通过结瘤试验考察突变体共生及固氮表型,结果显示:植株接种smc01188突变体28 d后,与对照植株相比,该基因突变导致根瘤固氮酶活下降,与慢生型大豆根瘤菌该基因突变体的表型类似; smc04024基因突变不影响植株生长,根瘤发育基本正常;接种nifH突变体后,植株呈缺氮表型,生长发育受阻,根瘤为白色;接种nodC突变体后植株不结瘤,说明Tn5SacB的插入导致nifH、nodC基因功能丧失。利用PCR检测、鉴定和分离目标基因突变体是一种行之有效的方法。

    • 磷转运蛋白AsPT6对紫云英结瘤及固氮酶活性的影响

      2019, 38(1):50-58.

      摘要 (780) HTML (0) PDF 3.12 M (1447) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用组织定位、超表达及RNAi等方法对紫云英中的Pht1家族磷转运蛋白AsPT6进行了研究。时空表达结果显示,AsPT6基因在根、茎、叶中均有表达,接种根瘤菌后在根和根瘤中高量表达;化学组织定位分析表明,AsPT6在根和根瘤的维管组织及根和根瘤连接处均有表达,起到向根瘤转运磷的作用;超表达及RNAi结果显示AsPT6能显著影响紫云英的结瘤及固氮酶活性。这些研究结果表明,AsPT6参与根瘤形成和发育过程中磷的转运。

    • >植物保护
    • 西藏自治区色季拉山高寒草甸牧草根腐线虫的鉴定

      2019, 38(1):59-66.

      摘要 (746) HTML (0) PDF 2.12 M (1331) 评论 (0) 收藏

      摘要:在西藏自治区色季拉山高寒草甸土壤线虫群落调查期间,从高山嵩草(Kobresia pygmaea)根际土壤中分离得到一种根腐线虫。通过形态特征观察和分子序列比对,将其鉴定为刻痕短体线虫(Pratylenchus crenatus)。其主要特征:唇环3个,口针长15.6~16.2 μm,口针基部球前缘略凹,侧线6条,V值为82.5~83.2,尾圆柱形,末端环纹清晰。对该线虫rDNA的3个区段(18S部分序列、28S D2D3区和ITS区)进行特异性扩增和测序,分别得到902、774和1 013 bp的序列。将所获得的序列在GenBank数据库上进行BLAST比对,结果显示:此线虫群体与刻痕短体线虫群体的相似度分别为97.4%~99.8%、97.4%~97.8%和90.2%~99.8%。贝叶斯推断法构建的系统进化树显示:本研究的线虫群体与刻痕短体线虫聚为高度支持的分支,进一步确定此线虫群体为刻痕短体线虫。本研究获得刻痕短体线虫中国群体的分子数据。该刻痕短体线虫是西藏自治区的新纪录种。高山嵩草是刻痕短体线虫的新寄主。

    • 番茄NBSLRR抗根结线虫基因同源序列的克隆与分析

      2019, 38(1):67-72.

      摘要 (762) HTML (0) PDF 972.43 K (1659) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据已知抗病基因的NBSLRR保守结构域设计简并引物,从抗南方根结线虫病的番茄材料cDNA中克隆抗病基因同源序列(resistance gene analogs,RGAs),并通过qRTPCR技术检测RGAs与南方根结线虫侵染的相关性。序列分析发现,2条序列具有NBSLRR保守结构域,分别命名为F58和F520;保守区域氨基酸比对结果显示,F58(GenBank 登录号为MG860907)和F520(GenBank 登录号为MG860908)与已知抗病基因保守区域具有很高的相似性,其中F58与Mi1相应区域氨基酸相似性为94%,F520与Hero基因相应区域氨基酸相似性为96%。qRTPCR结果发现,F58和F520在接种南方根结线虫2龄幼虫24 h后其表达量均发生了变化。初步推测F58和F520为南方根线线虫侵染相关基因同源序列。

    • >资源与环境
    • 典型柑橘种植区土壤有机质空间分布与含量预测

      2019, 38(1):73-81.

      摘要 (725) HTML (0) PDF 2.06 M (1657) 评论 (0) 收藏

      摘要:以湖北省宜都市红花套镇典型柑橘种植区采集到的329个土壤样本为研究对象,设置土壤有机质(SOM)进行普通克里格(OK)插值的结果为参照,借助地理探测器选取与SOM相关性最大的前5种主要影响因子,分别建立全局模型多元线性回归、偏最小二乘回归和局部模型地理加权回归(GWR),再深入分析模型残差的结构性,构造GWR扩展模型GWRMLR、GWRPLSR,讨论几种SOM预测模型的差异。结果表明:使用GWRPLSR模型预测研究区SOM含量的均方误差和均方根误差可分别降低到9.834和3.136,相对分析误差提高到1.468,实测值与预测值间的相关系数(r)达0.743,具有最高的预测精度,GWRMLR其次,说明除SOM与主要影响因子间存在空间相关性,分析模型残差可进一步消除预测的不平稳性。因此,将模型残差项纳入考虑的局部扩展模型更适宜进行区域化SOM空间分布预测与数字土壤制图。

    • >动物科学.动物医学
    • 4种鲌的星耳石形态度量学比较

      2019, 38(1):82-90.

      摘要 (1288) HTML (0) PDF 1.88 M (1763) 评论 (0) 收藏

      摘要:对来自9个采样点的鲌属(Culter)翘嘴鲌(C. alburnus)、蒙古鲌(C. mongolicus)、达氏鲌(C. dabryi)和近红鲌属(Ancherythroculter)黑尾近红鲌(A. nigrocauda)共810尾个体星耳石的8个特征值进行形态度量,运用Statistica软件作鲌类鱼体生长与耳石生长的回归分析、形态特征值及6个形态因子和6个形态指数的多变量统计分析。结果显示: (1)4种鲌耳石形态存在极显著差异。(2)幂函数回归方程相对于直线回归方程能更好地表述鲌体生长及耳石生长关系;鲌类体质量与耳石质量、体长与耳石直径的回归方程近于线性回归关系,体质量与耳石直径、与体长回归方程幂值分别近于3.5、3,而耳石质量与耳石直径回归方程幂值近于2。耳石质量增长速度与体质量增长速度相近,但耳石质量相对耳石长度的增长速度较体质量相对体长或耳石长度的增长速度要慢。(3)鲌耳石形态度量特征值判别函数分析判别正确率达71.11%,对识别影响较大的特征值为耳石宽、耳石面积、耳石长、基叶长等;通过4种鲌耳石形态因子和形态指数的主成分分析,对识别影响较大的形态因子为F2、F1、F6、F5和形态指数为形态系数、充实度、椭圆率等。(4)采用鲌类群体耳石形态度量特征值判别分析和聚类分析,均能较好地区分翘嘴鲌3个长江群体(太湖、鄱阳湖、丹江口水库)与漓江群体、蒙古鲌鄱阳湖5个群体(新妙湖、南北港、青岚湖、庐山西海、章江),其群体聚类距离与群体间的地理距离相关联。本研究结果说明,星耳石形态度量分析能为鲌类物种或群体间关联性分析提供依据。

    • 黄颡鱼bmp2a与bmp4基因启动子的克隆及分析

      2019, 38(1):91-96.

      摘要 (1239) HTML (0) PDF 980.50 K (1516) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究黄颡鱼bmp2a与bmp4基因的功能及其相关转录因子的调控网络,采用RLM5′ RACE方法确定bmp2a与bmp4基因的转录起始位点,通过hiTAILPCR方法克隆bmp2a与bmp4基因启动子序列并运用生物信息学方法预测启动子序列上的关键转录因子结合位点。结果显示,bmp2a与bmp4基因的转录起始位点分别位于bmp2a与bmp4基因编码区上游的391 bp与351 bp处。克隆bmp2a与bmp4的1 830 bp、1 962 bp启动子序列,在启动子序列的基础上预测出AP1、SP1、Ebox、GATA1、CREB、PPARγ、SOX5、SOX6和SOX9等转录因子的结合位点,提示这些转录因子对bmp2a与bmp4基因的转录调控发挥潜在的重要作用。

    • 池塘养殖条件下恩诺沙星及其代谢产物在斑点叉尾鮰体内的残留消除规律

      2019, 38(1):97-102.

      摘要 (829) HTML (0) PDF 945.13 K (1870) 评论 (0) 收藏

      摘要:在池塘养殖条件下,每天以20 mg/kg和40 mg/kg剂量的恩诺沙星药饵投喂斑点叉尾鮰,周期为5 d,研究恩诺沙星及其代谢产物在斑点叉尾鮰体内的分布与残留消除规律。分析结果显示,低剂量组和高剂量组斑点叉尾鮰肝脏中恩诺沙星的达峰时间分别在给药期间第3天和第4天,达峰时的药物含量分别为12.24、15.97 mg/kg。低剂量组肝脏、肌肉和血液中的消除曲线方程分别为C=0.25e-0.136t、 C=0.31e-0.082t和C=0.23e-1.37t,消除半衰期分别为5.10、8.43和5.06 d。高剂量组肝脏、肌肉和血液中的消除曲线方程分别为C=0.70e-0.173t、C=0.50e-0.096t和C=1.08e-0.182t,消除半衰期分别为4.00、7.22和3.81 d。恩诺沙星在斑点叉尾鮰体内可代谢为环丙沙星。在用药138 d时,低剂量组鱼体肌肉中恩诺沙星含量为0.013 mg/kg;高剂量组为0.019 mg/kg。药物在斑点叉尾鮰各组织中的消除顺序依次为血液>肝脏>肌肉。

    • >食品与农业工程
    • 恩施富硒茶硒和茶多酚的溶出特征及抗氧化活性研究

      2019, 38(1):103-111.

      摘要 (905) HTML (0) PDF 968.15 K (1670) 评论 (0) 收藏

      摘要:以硒溶出量为指标,采用单因素和正交试验优化恩施富硒茶的冲泡工艺,并考察水质和冲泡次数对恩施富硒茶硒和茶多酚的溶出特征以及抗氧化活性的影响。结果表明:恩施富硒茶的最优冲泡条件为茶水比2∶50 (m/V,g/mL)、冲泡温度100℃、冲泡时间6 min、茶叶粒径150 μm;在最优冲泡条件下,硒的溶出量为385.57 ng/g,且一道茶汤中硒的浸出率约为12%,分别是二道茶汤和三道茶汤的3倍和6~7倍。自来水冲泡的茶汤硒溶出量要高于超纯水冲泡的茶汤,每道茶汤中四价硒所占比例为70%~90%,且溶出的硒大部分存在于茶叶溶出的小分子部分。茶多酚的溶出规律与硒相似,一道茶汤中茶多酚的溶出量达到60 mg/g,分别是二道茶汤和三道茶汤的2倍和3倍。抗氧化实验表明,富硒茶茶汤具有良好的抗氧化活性,且超纯水冲泡的茶汤抗氧化性要优于自来水;随着冲泡次数增加,茶汤的抗氧化活性也随之降低,冲泡3次即可达到对活性成分的较大利用。

    • 徐香猕猴桃多酚抗氧化特性研究

      2019, 38(1):112-118.

      摘要 (1207) HTML (0) PDF 979.77 K (1834) 评论 (0) 收藏

      摘要:以徐香猕猴桃(Actinidia chinensis)为试验材料,测定其总酸度、总糖和维生素C的含量;采用超声提取法提取猕猴桃多酚,测定猕猴桃多酚的总还原能力及对羟基自由基、超氧自由基、DPPH自由基、ABTS自由基等4种自由基的清除能力,并以Vc为对照,评价徐香猕猴桃多酚的抗氧化特性。结果显示,徐香猕猴桃总酸、总糖及Vc含量分别为1.13%±0.16%、10.03%±0.78%及(78.71±7.60) mg/100 g,猕猴桃提取液的多酚质量浓度为0.123 mg/mL。猕猴桃多酚的总还原能力高于Vc,猕猴桃多酚对4种自由基清除率的IC50值均比Vc的IC50值低,表明猕猴桃多酚具有很高的抗氧化活性。猕猴桃多酚中含有没食子酸、香豆酸、儿茶素、绿原酸、咖啡酸、阿魏酸等6种多酚类物质,其中咖啡酸含量最高,其次为绿原酸、香豆酸、儿茶素,阿魏酸和没食子酸含量较少。

    • 3种植物多酚对鱼糜制品储藏品质的影响

      2019, 38(1):119-124.

      摘要 (918) HTML (0) PDF 945.21 K (1504) 评论 (0) 收藏

      摘要:分别将茶多酚(tea polyphenols,TP)、苹果多酚(apple polyphenols,AP)和葡萄多酚(grape polyphenols,GP)添加到鱼糜中并经两段式加热制成鱼糜制品,在4℃分别冷藏0、5、10、15、20 d,以鱼糜制品的白度值、持水性、凝胶强度、TBARS值、TVBN值、菌落总数等为指标考察3种植物多酚对鱼糜制品储藏品质的影响。结果显示:添加多酚会降低鱼糜制品的白度值,在储藏过程中GP组白度值无显著变化,TP组和AP组白度值呈现先轻微下降后趋于平缓的趋势;多酚能提升鱼糜制品的持水性和凝胶强度,并且在储藏期间能显著延缓持水性与凝胶强度的下降;添加多酚的鱼糜制品TBARS与TVBN值的升高速度显著低于对照组;添加多酚能抑制或杀死腐败菌。以上结果表明,将植物多酚应用于鱼糜制品中能较好改善鱼糜制品的储藏品质,3种多酚中,以TP储藏效果最好,GP和AP效果次之。

    • 山地果园手扶式单履带运输车设计与试验

      2019, 38(1):125-132.

      摘要 (866) HTML (0) PDF 2.80 M (2039) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计一种以单履带为行走机构的山地果园运输车,该山地果园运输车由单履带行走装置、车架、传动装置、动力系统等组成,其主体外形尺寸为1 540 mm×600 mm×815 mm。根据整车质心分析和人机工程学确定车辆的结构和运动参数,并利用Creo建立三维模型,计算出车辆的质心位置。根据车辆的质心位置分析车辆在横向坡面和纵向坡面的稳定性。对该山地果园运输车样机在满载情况下进行不同工作环境的测试,结果表明:设计的山地果园运输车的最大载荷为75 kg,具备上10°纵向坡,下30°纵向坡以及通过20°横向坡面和通过各种复杂路面的能力。该运输车能够较好地满足山地果园横向运输要求。

    • 畜禽粪便与秸秆混合热解制备生物炭研究

      2019, 38(1):133-138.

      摘要 (1099) HTML (0) PDF 936.63 K (1804) 评论 (0) 收藏

      摘要:以牛粪和猪粪为原料,玉米芯秸秆为辅料,采用管式反应器制备生物炭,研究热解温度(200、300、400、500℃)和秸秆添加量(20%、40%、60%、80%)对畜禽粪便生物炭产率和理化特性的影响。结果显示,随着热解温度的升高,混合料生物炭产率降低,挥发分含量逐渐降低,而灰分含量、pH、全磷和全钾含量均呈递增趋势,全氮含量呈先增后减趋势;添加秸秆有利于改善畜禽粪便生物炭的pH,调节养分含量;秸秆添加量为20%时,牛粪秸秆混合生物炭的孔隙特性在400℃表现最好,猪粪秸秆混合生物炭的孔隙特性较差。牛粪秸秆混合生物炭相比猪粪秸秆混合生物炭有更好的炭产率、pH和孔隙特性,其较好的孔隙特性有利于其作为吸附剂等使用,猪粪秸秆混合生物炭具有更好的养分特性,可作为磷肥生产辅料或土壤改良剂使用。

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