• 2020年第39卷第3期文章目次
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    • >特约综述
    • 硼诱导植物耐铝性的机制研究进展

      2020, 39(3):1-8.

      摘要 (1542) HTML (0) PDF 2.47 M (174) 评论 (0) 收藏

      摘要:酸性土壤中铝(Al)毒害已成为世界性关注问题,且硼(B)在耐铝毒方面广有研究。为更清晰探究硼如何提升植物耐铝性的机制作用,本综述主要从植物外部排斥机制和内部耐受机制两方面介绍了植物耐铝毒机制,探究出硼对植物铝毒害的缓解机制主要包括:(1)诱导有机酸的分泌;(2)调控根系pH的改变;(3)降低细胞壁铝结合位点;(4)调控抗氧化酶及抗氧化剂系统;(5)促使液泡区室化;(6)调控植物生长素的应答,综合以上几方面进行介绍,以期为酸性土壤中硼肥施用提高植株耐铝性提供理论基础。

    • >作物遗传改良与栽培
    • 1种简单快速高效的双靶点CRISPR/Cas9载体构建方法

      2020, 39(3):9-18.

      摘要 (1627) HTML (0) PDF 8.14 M (100) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于Golden Gate载体构建过程,对CRISPR/Cas9双靶点敲除技术的载体构建系统进行了优化,建立了一种简单快速高效且无PCR扩增的双靶点CRISPR/Cas9载体构建方法。在本方法中,只需将设计好的2个靶点DNA小片段和1个外源片段用T4 DNA连接酶构建到CRISPR/Cas9载体上即可。用本方法对10个已报道的水稻基因构建了20个双靶点CRISPR/Cas9载体,阳性率为100%,测序结果显示无突变。该载体系统非常适合大批量CRISPR/Cas9载体的构建,同时也为其他植物中构建双靶点CRISPR/Cas9载体提供借鉴。

    • 长江中下游地区杂交中稻再生稻品种适应性的综合评价与筛选

      2020, 39(3):19-27.

      摘要 (1186) HTML (0) PDF 1023.62 K (85) 评论 (0) 收藏

      摘要:2018年,结合大田和盆栽试验比较了9个供试杂交中稻品种的平均生育期、平均产量、平均光能生产效率、平均积温生产效率、温室气体(CH4、N2O)累积排放、开花期耐热性和再生力,并采用隶属函数法综合评价了供试品种对于长江中下游气候变暖和作再生稻种植的适应性。结果表明:供试品种综合农艺性状表现不同程度的差异;根据平均隶属函数值的大小,从9个杂交水稻品种中筛选出综合性状较优的品种C两优华占、两优6326、荃优华占和隆两优3188;其中,隆两优3188的产量较高,耐热性强,生育期为140 d,作再生稻种植时要适时早播;两优6326、C两优华占和荃优华占适宜在长江中下游地区作再生稻种植;筛选出的4个杂交中稻作再生稻大面积种植可以减缓水稻生产对在长江中下游稻区气候变暖的不利影响。

    • 黄萎病对海/陆嫁接棉苗叶片中H2O2、抗病相关酶活性和GST、PAL基因表达的影响

      2020, 39(3):28-37.

      摘要 (438) HTML (0) PDF 1.79 M (72) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨棉花黄萎病抗性机制,以抗黄萎病的海岛棉材料Pima90(R)为砧木,以在湖北省感病的陆地棉品种鄂棉22(S)为接穗,获得海/陆嫁接棉苗(S/R),研究海岛棉Pima90(R)、陆地棉鄂棉22(S)和海/陆嫁接棉苗(S/R)接种后的抗病反应,测定叶片中的H2O2含量,比较三者POD、PAL酶活性水平和PAL、GST基因表达模式的差异。结果显示:以黄萎病菌大丽轮枝菌菌株V991接种棉苗根部,海/陆嫁接棉苗(S/R)的萎蔫程度介于砧木Pima90(R)和接穗鄂棉22(S)之间,表明利用抗病海岛棉砧木(R)对感病陆地棉(S)嫁接可提高棉苗对黄萎病的抗性;接种后,鄂棉22(S)、Pima90(R)和海/陆嫁接棉苗(S/R)三者叶片中的H2O2含量、POD和PAL活性均有明显升高;其中感病品种鄂棉22(S)中H2O2含量和POD、PAL活性上升相对较缓慢,抗病品种海岛棉Pima90(R)上升较快,而海/陆嫁接棉苗(S/R)上升幅度介于R和S二者之间,且与抗病砧木Pima90(R)表现出相似的趋势;接种后不同时段对GST和PAL基因的real-time PCR分析结果显示,GST基因表达在Pima90(R)、鄂棉22(S)和海/陆嫁接棉苗(S/R)均表现出先缓慢上升后下降的趋势;在感病品种鄂棉22(S)中高水平表达持续时间短(8~16 h),而在抗病海岛棉品种Pima90(R) 和海/陆嫁接棉苗(S/R)中,高水平表达持续时间较长(8~48 h);PAL基因在Pima90(R) 、鄂棉22(S)和嫁接棉苗(S/R)中具有相似的表达模式,即均表现为上升-下降-上升(-下降)的表达趋势,在8 h和48 h出现2个表达峰值;在感病品种鄂棉22(S)中PAL表达量较低,2个峰值较小;而在抗病海岛棉品种Pima90(R)中,PAL表达水平高,2个峰值较大;海/陆嫁接棉苗(S/R)中PAL表达量介于R和S二者之间。

    • >植物保护
    • 湖北伦晚脐橙越冬黑点病发生动态及病原菌生物学特性

      2020, 39(3):38-44.

      摘要 (1051) HTML (0) PDF 3.67 M (70) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究果实黑点病在冬季的发生动态,为伦晚脐橙健康发展提供技术指导,选取湖北省宜昌市秭归县郭家坝村2个果园进行黑点病发生的跟踪调查。结果显示,在2017年12月至2018年4月期间,雨雪日较多,果园平均温度均在15℃以下,果面病斑数量和果园病情指数没有明显的变化。进一步研究发现温度对病原菌菌丝生长、分生孢子形成、萌发和侵染有显著的影响,表明温度是限制越冬果实黑点病发生的重要因素之一。

    • 人参灰霉病菌Botrytis cinerea的种群表型和基因型多样性

      2020, 39(3):45-53.

      摘要 (433) HTML (0) PDF 3.15 M (55) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究人参灰霉病菌Botrytis cinerea的种群表型和基因型多样性,对从我国人参主产区的8个地区所分离到的对人参有致病性的154株灰葡萄孢菌株进行研究,在PDA上培养3周观察其表型,通过PCR扩增的方法鉴定其转座因子类型和MAT基因型,并对不同转座因子类型的菌株进行致病力的测定。通过试验得到8种表型和3种转座因子型(Boty、Flipper和Transposa),不存在Vacuma类型,其中Transposa类型所占比例最高为93. 51%,且致病力最强;同时也发现了含MAT1-1和MAT1-2的菌株个数分别为73株和75株,2种基因型在该种群中均匀分布。以上研究结果表明,我国人参灰霉病菌B. cinerea具有相对均匀的种群多样性,同时也具有丰富的表型和遗传分化。

    • 甘蔗鞭黑粉菌致病力差异菌株转录组分析

      2020, 39(3):54-59.

      摘要 (1016) HTML (0) PDF 2.58 M (64) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明甘蔗鞭黑粉菌不同致病力菌株在转录水平的差异,挖掘致病相关基因,采用Illumina测序技术对2个不同致病力菌株Ss16(强致病力)和Ss47(弱致病力)构建cDNA文库,进行转录组测序,通过质控后对其进行生物信息学分析。结果显示:共获得8.31G(Ss16)和9.88G(Ss47)的分析数据(clean reads),Ss16和Ss47相比较共获得显著(P<0.05)差异表达基因649个,其中上调基因299个,下调基因350个。差异性表达基因的GO注释及KEGG通路富集分析结果表明,KEGG通路多与物质的蛋白合成、运输和代谢相关,富集最显著的前几条通路分别为:淀粉和蔗糖代谢(starch and sucrose metabolism)、ABC转运蛋白(ABC transporters)、芳香族化合物的降解(degradation of aromatic compounds)、代谢途径(metabolic pathways)和嘌呤代谢(purine metabolism)。

    • >资源与环境
    • 梁子湖表层沉积物中双酚A和双酚S的分布特征及生态风险评价

      2020, 39(3):60-67.

      摘要 (945) HTML (0) PDF 1.04 M (69) 评论 (0) 收藏

      摘要:对梁子湖不同时期(枯水期、平水期和丰水期)表层沉积物中的双酚A(BPA)和双酚S(BPS)污染水平及分布特征进行研究,并进行相关生态风险评价。结果表明,仅在平水期梁子湖出湖口沉积物中有BPS检出,含量为0.02 ng/g。BPA的检出情况与BPS明显不同。枯水期、平水期和丰水期沉积物中BPA的检出率均为100%,其含量为0.08~2.11 ng/g,最大值出现在东梁子湖湖心,且丰水期沉积物中BPA的含量与有机质含量呈显著的正相关。与国内外其他研究区域相比,梁子湖表层沉积物中BPA和BPS的浓度水平整体偏低,采用商值法对梁子湖表层沉积物中BPA的生态风险进行评价,其暴露浓度均未达到对生态环境具有风险的水平。

    • TiO2/MIL-53(Al)和TiO2/Al2O3催化剂的制备及其光催化性能研究

      2020, 39(3):68-74.

      摘要 (792) HTML (0) PDF 2.98 M (50) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用溶剂热法合成了MIL-53(Al),以此为载体负载TiO2制备得到TiO2/MIL-53(Al)光催化剂用于污水中次甲基蓝的催化降解研究,并与传统载体材料Al2O3负载的TiO2催化剂的光催化效果进行比较。样品通过热重-差热扫描量热(TG-DSC)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、X 射线衍射(XRD)、N2物理吸附-脱附等方法进行表征。采用光度吸收法分析污水中次甲基蓝的降解率,结果显示,TiO2/MIL-53(Al)光催化剂对次甲基蓝的光催化降解率达到98.6%,而TiO2/Al2O3光催化剂对次甲基蓝的降解率只有70.3%,TiO2/MIL-53(Al)光催化剂对污水中次甲基蓝的降解去除能力明显优于TiO2/Al2O3光催化剂对次甲基蓝的降解去除能力。

    • >动物科学.动物医学
    • 新疆额尔齐斯河银鲫食性分析

      2020, 39(3):75-81.

      摘要 (455) HTML (0) PDF 1.00 M (62) 评论 (0) 收藏

      摘要:以2013年4-10月在额尔齐斯河干流中国段下游采集的 546尾银鲫(Carassius auratus gibelio)样本为研究对象,对银鲫的食物组成、摄食强度、摄食时空变化以及摄食策略等进行系统的分析和研究。统计结果显示,银鲫总体的空肠率为28.17%,且在繁殖季节前期(5月)的空肠率(54.7%)显著高于其他月份。以食物出现率比较,硅藻(100%)及摇蚊幼虫(86.67%)在银鲫食物组成中比较常见;植物碎屑质量百分比(61.52%)、优势度指数(62.36%)均最高,此外,改进的Costello图示法也表明植物碎屑为银鲫的主要食物。Kruskal-Wallis检验结果显示,额尔齐斯河银鲫不同季节的食物组成具有显著性差异,不同体长组间食物组成差异不显著。以上结果表明,额尔齐斯河银鲫为杂食性,且偏于植物食性。

    • DDM-BSA复合纳米材料的制备及对猪繁殖与呼吸综合征病毒增殖的抑制

      2020, 39(3):82-88.

      摘要 (681) HTML (0) PDF 3.58 M (65) 评论 (0) 收藏

      摘要:以牛血清白蛋白、(2,4-二羟基苯基)(2,6-二甲基苯基)甲酮(DDM)为原料,采用去溶剂化的方法,合成DDM-BSA 复合纳米材料,通过紫外-可见光谱仪、透射电镜、激光粒度仪等对所合成的复合纳米材料进行表征。结果显示,所合成的复合纳米粒子尺寸分散均匀,平均粒径49.3 nm,对DDM药物的负载率为37.4%,80 h后体外释放率可达95.4%。在此基础上,评估了复合纳米粒子对MARC-145细胞的细胞毒性及对猪繁殖与呼吸综合征病毒增殖的影响。结果发现,当牛血清白蛋白负载的DDM质量浓度为12 μg/mL时,MARC-145细胞的存活率超过90%,该质量浓度的复合纳米粒子可有效抑制PRRSV病毒的增殖,与单纯使用DDM相比,具有更好的抗病毒效果。

    • 地方鸡禽白血病病毒感染调查及主要流行亚群分析

      2020, 39(3):89-93.

      摘要 (392) HTML (0) PDF 1.11 M (59) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解湖北省地方鸡禽白血病病毒的感染状态及主要流行亚群,从麻城绿壳蛋鸡、江汉鸡、景阳鸡3个地方品种核心群采集了7 477份样品,进行蛋清p27抗原检测、公鸡病毒分离鉴定及分离株gp85基因序列分析。结果显示:3个地方鸡种蛋清p27抗原阳性率分别为1.32%、6.54%和2.82%,公鸡病毒分离率为6.11%、30.14%和8.64%,表明湖北省地方鸡禽白血病病毒感染比较严重,不同品种的感染率不同,公鸡的排毒率高于母鸡。利用PCR方法将分离的15株禽白血病病毒分为两大亚群,分离株gp85基因遗传进化分析结果显示,3个地方鸡品种主要流行J、K亚群禽白血病病毒,均存在J、K亚群禽白血病病毒的共感染,表明湖北省地方鸡禽白血病病毒感染情况较为复杂。

    • >食品与农业工程
    • 酵母葡聚糖对鲢鱼肉挥发性成分的影响

      2020, 39(3):94-104.

      摘要 (866) HTML (0) PDF 1.08 M (67) 评论 (0) 收藏

      摘要:以新鲜鲢鱼肉和酵母葡聚糖为研究对象,采用顶空-固相微萃取-气质联用法(HS-SPME-GC-MS)分析检测了新鲜鲢鱼肉和酵母葡聚糖的挥发性成分组成,并结合电子鼻研究了酵母葡聚糖对鲢挥发性成分的影响。结果表明:利用电子鼻技术可以很好地将添加了酵母葡聚糖的鱼肉与空白组区分开来,多数传感器能有效地通过响应值变化区别不同样品;鲢鱼肉共鉴定出28种挥发性物质,以醛类和醇类化合物为主;酵母葡聚糖共鉴定出41种挥发性物质,以醛类化合物为主;鲢鱼肉-酵母葡聚糖混合物共鉴定出33种挥发性物质,对鲢鱼肉鱼腥味有贡献的挥发性成分如己醛、辛醛、壬醛和癸醛,含量均有不同程度的减少。

    • 低亚氨基在胶原异源三聚体中倾向性的测定

      2020, 39(3):105-112.

      摘要 (611) HTML (0) PDF 4.35 M (46) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解析不同类型氨基酸残基对天然胶原热稳定性的影响,以更贴近天然胶原序列中低亚氨基的异源三聚体abc为研究主体,设计不同的突变胶原序列,以圆二色谱法测定不同氨基酸对胶原热稳定性的影响,即倾向性。同时统计了天然胶原序列中各氨基酸的出现频率,并基于氨基酸倾向性计算预测了天然Ⅰ型胶原蛋白的局部热稳定性值。结果显示:X位的Ala、Leu和Glu、以及Y位的Gln、Thr、Ala和Arg既具有较高的倾向性,又具有较高的出现频率;天然Ⅰ型胶原蛋白序列可分为2种类型的区域:一种是可促进二级结构形成的高稳定性区域:另一种是对某些生命过程起到关键作用的低稳定性区域;同时具备高热稳定性和高出现频率的氨基酸,对天然胶原蛋白的稳定性起到关键作用。

    • 青砖茶茶汤滋味品质的近红外快速无损评价

      2020, 39(3):113-119.

      摘要 (563) HTML (0) PDF 1.33 M (68) 评论 (0) 收藏

      摘要:在不破坏青砖茶样品的前提下,将近红外光谱技术与标准变量变换、一阶导数、二阶导数光谱等预处理方法和遗传算法相结合,剔除部分噪声信息和精准筛选最佳光谱信息数据点后,应用偏最小二乘法建立青砖茶茶汤品质预测模型。筛选的最佳光谱预处理方法为:标准变量变换+二阶导数,遗传算法筛选得到28个最佳建模光谱数据点;最佳偏最小二乘法模型对验证集样品的预测均方根误差为0.372 6,预测集决定系数为0.975 2;对未知茶汤品质的预测均方根误差为0.392 7,预测集决定系数0.970 2。结果表明,在青砖茶茶汤品质得分(73~93分)范围内,应用近红外光谱技术结合遗传算法和偏最小二乘法实现了对青砖茶茶汤品质的快速、准确评价。

    • 基于水分子结构变化的不同温度下细菌浓度的检测

      2020, 39(3):120-126.

      摘要 (446) HTML (0) PDF 1.54 M (71) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究样本温度、细菌浓度对水分子结构的改变从而明确细菌浓度检测的机理,以金黄色葡萄球菌悬浊液样本为例在水的特征吸收波段(1 334~1 539 nm)对不同温度下不同浓度细菌进行表征和检测。首先,通过对比不同预处理方法,得到最佳预处理方法,然后利用多级成分分析分别建立一级模型(温度与光谱的关系模型)和二级模型(细菌浓度与光谱的关系模型)。结果表明,Savitzky-Golay 卷积平滑结合连续小波变换的预处理方法最优。一级模型可以精确表征样本温度,其校正相关系数(correlation coefficient,RC)和校正均方根误差(root mean square error,RMSEC)分别为0.997和0.37℃。对温度贡献较大的波长对应水溶剂化层OH-(H2O)1,4和超氧化物O2-(H2O)4、游离水和游离OH-(S0)及具有1个氢键的水分子(S1),该模型预测相关系数RP和预测均方根误差RMSEP分别为0.997和0.37℃。二级模型可以较好表征样本浓度,其校正相关系数RC和校正均方根误差RMSEC分别为0.887和0.891 log CFU/mL。对细菌浓度贡献最大的波长对应H2O非对称伸缩振动V3,具有1个氢键的水分子(S1)、具有3个氢键的水分子(S3)及具有4个氢键的水分子(S4),预测相关系数RP和预测均方根误差RMSEP分别为0.869和0.858 log CFU/mL。本研究所建模型均具有较好的检测精度和适应性,表明水的结构特性对细菌悬浊液温度、细菌浓度检测起重要作用。

    • 稻麦兼用型气力滚筒式精量排种器设计与试验

      2020, 39(3):127-134.

      摘要 (377) HTML (0) PDF 1.31 M (68) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对长江中下游稻麦轮作区设计了一种稻麦通用型气力滚筒式精量排种器,滚筒采用对剖式结构,可从径向拆装,简化拆装过程、减少对密封件的影响。以黄华占和郑麦9023为播种对象,以空穴率、合格率和重播率为排种性能评价指标,对窝眼形状、滚筒转速、吸种负压和充种区种层高度对排种性能的影响进行了单因素试验;并通过二次正交旋转中心组合试验对工作参数进行了优化和验证。结果显示:圆锥形窝眼更适合水稻种子,类椭球形窝眼更适合小麦种子;充种区种层高度对排种性能影响不显著,滚筒转速和吸种负压对排种性能有明显影响;分析得到的水稻最优工作参数组合为滚筒转速17 r/min、吸种负压4.6 kPa、种层高度40 mm;小麦最优工作参数组合为滚筒转速21 r/min、吸种负压4.2 kPa、种层高度40 mm。对该参数组合下的排种性能进行验证试验,结果表明:水稻的排种合格率和空穴率分别为86.81%和4.61%,小麦的排种合格率和空穴率分别为81.84%和7.83%,与优化预测结果相吻合,且各项指标满足播种基本要求。

    • 基于离散元的插装式大豆排种器改进设计及试验

      2020, 39(3):135-144.

      摘要 (790) HTML (0) PDF 4.80 M (68) 评论 (0) 收藏

      摘要:2BZXJ系列插装式精量播种机配备的排种器在大豆的小区育种过程中,由于护种板结构较长导致出现严重的存种、混种现象,且排种初期存在一定的机具空行程;同时由于排种方向与播种机前进方向一致,导致种粒落地滚动弹跳落点位移较大,株距合格率低。针对上述问题,本研究设计一种改进型育种专用排种器,去掉护种板,增设清种刀以及导种凹槽用以解决存种、混种以及机具空行程的问题。通过建立投种位置的理想数学模型,同时结合排种盘实际结构,确定最佳排种位置以解决种粒落地滚动弹跳位移过大、株距合格率低的问题。利用离散元仿真软件EDEM进行仿真对比试验,模拟排种过程得出种子各阶段运动规律。仿真结果表明:改进型育种排种器投种更早、种粒落地平均位移减小至原平均位移的46%,位移均方差减小至1.95 mm,平均位移波动更小,株距更稳定。田间试验结果显示,改进型育种排种盘内无残留种子,播种带提前;当播种机具作业速度为0.7 m/s、排种器转速24 r/min、株距为7 cm时,粒距合格指数整体提高6.80%、重播指数减少3.40%、漏播指数减少3.41%,试验结果验证仿真结果的正确性。

    • 谷物联合收获机方向盘总成的模态分析与结构优化

      2020, 39(3):145-150.

      摘要 (414) HTML (0) PDF 4.97 M (62) 评论 (0) 收藏

      摘要:以某谷物联合收获机方向盘总成为研究对象,基于Pro/E软件建立其几何模型,采用有限元分析软件(ANSYS)对方向盘组合体模型进行模态分析。结果表明,模型第一阶固有频率为44.005 Hz,位于人手敏感振动频率范围37.5~65.0 Hz,对操作人员身体健康具有较大影响。为了调整组合体模型的固有频率以避开人手的敏感频率范围,在将方向盘骨架材料更换为45钢的基础上,通过增大转向柱和传动轴的直径对组合体进行结构优化。优化后组合体模型第一阶固有频率由44.005 Hz提升至67.31 Hz,避开了人手敏感的振动频率,同时也避开了发动机激振频率。结构优化后的模型可避免共振现象的发生,并提升作业人员的操作舒适性。

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