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期刊信息/Journal information
南方农业学报
广西壮族自治区农业科学院
南方农业学报

广西壮族自治区农业科学院

李杨瑞

月刊

2095-1191

nfnyxb@163.com

0771-3243905、3244920

530007

广西南宁市大学东路174号

南方农业学报/Journal Journal of Southern AgricultureCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是由广西农业科学院主办的综合性农业科技期刊，主要报道农业科研新成果、新技术、新方法，农业生产新经验、新产业等。
正式出版
收录年代

    牛妊娠相关糖蛋白6基因密码子优化及其在HEK293细胞中的表达

    刘长彬卢春霞石国庆倪建宏...
    2597-2606页
    查看更多>>摘要：[目的]解决天然牛妊娠相关糖蛋白(bPAG)不易分离纯化的问题,获得高效异源表达且具有良好免疫反应性的bPAG6,为国产bPAG检测产品的研发提供技术支持.[方法]根据宿主细胞对密码子的偏好性,利用MaxCodonTM在不改变氨基酸序列的前提下,对bPAG6基因密码子进行优化,采用全基因合成技术扩增优化后的bPAG6基因,构建proEM-bPAG6重组载体,并转染至HEK293细胞中进行高效表达;然后通过SDS-PAGE电泳、Western blotting和ELISA检测重组蛋白的表达效果及免疫反应性,并利用在线生物信息学分析软件对重组蛋白的结构及功能进行预测.[结果]优化后bPAG6基因的密码子适用指数(CAI)由0.80提高到0.96,G+C含量由49.4％提高到58.8％,其蛋白编码区(CDS)长度为1137 bp,共编码379个氨基酸残基.将全基因合成技术扩增获得的bPAG6基因插入proEM载体构建proEM-bPAG6重组载体,经EcoR I和Hind III双酶切鉴定可获得2条与预期结果相符的片段[proEM载体(4369 bp)和bPAG6基因(1176 bp)],测序结果也显示其碱基序列与优化后的bPAG6基因完全一致.proEM-bPAG6重组载体转染HEK293细胞表达获得的重组蛋白bPAG6分子量约46 kD.重组蛋白bPAG6可被抗bPAG6抗体识别,即具有良好的免疫反应性.重组蛋白bPAG6信号肽由N端的前15个氨基酸残基组成;存在5个N-糖基化位点,其N-糖基化修饰主要位于57Asn、73Asn、102Asn、124Asn和181Asn位点处;重组蛋白bPAG6为分泌性蛋白,无跨膜螺旋区,其二级结构由无规则卷曲(42.74％)、延伸链(31.93％)、α-螺旋(19.26％)和β-转角(6.07％)组成.[结论]通过基因优化及真核表达获得的重组蛋白bPAG6具有良好免疫反应性,可作为抗原应用于牛早期妊娠快速诊断产品的研发.

    牛妊娠相关糖蛋白6(bPAG6)早期妊娠诊断密码子优化真核表达

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    水稻锌指蛋白基因CRISPR/Cas9突变体的构建及突变分析

    易勇郑瑞杨波栾维江...
    2607-2613页
    查看更多>>摘要：[目的]通过CRISPR/Cas9基因编辑技术对水稻锌指蛋白基因(OsC3H54)进行基因编辑,筛选鉴定出其突变体植株,为深入研究OsC3H54的生物学功能提供良好材料,也为水稻锌指蛋白研究提供参考依据.[方法]通过E-CRISP在OsC3H54基因的外显子上设计靶点序列,将靶点序列连接至OsU6SK载体上,再与Cas9一起连接到pCAM-BIA1300双元载体上,获得CRISPR/Cas9重组双元载体,通过农杆菌介导将其转入日本晴水稻愈伤组织,利用潮霉素进行抗性筛选,获得突变体植株,并分析其靶点位置的碱基及编码氨基酸突变情况.[结果]在OsC3H54基因第2个外显子上找到2个符合靶点设计要求的靶点,分别为TG1:5'-CCGCCGCGGCTGCCTTTGGATAC-3'和TG2:5'-CCTTCCC CAATGGCGGGGGTGGC-3'.将OsU6SK载体和靶点序列正确连接的重组载体与Cas9一起连接至pCAMBIA1300双载体上,成功获得CRISPR/Cas9重组双元载体(pCAMBIA1300-Cas9-TG1和pCAMBIA1300-Cas9-TG2).通过农杆菌介导转入日本晴水稻,经潮霉素抗性筛选获得TG1靶点株系和TG2靶点株系,共16株CRISPR/Cas9突变体植株.CRISPR/Cas9突变体植株在靶点序列的突变位点位置附近出现套峰,表明2个株系的植株均发生碱基突变,其中Y1、Y2、Y3和Y4突变体植株均为单碱基插入突变,最终导致编码的氨基酸发生移码突变,蛋白翻译提前终止.[结论]水稻OsC3H54基因CRISPR/Cas9突变体植株的获得为进一步研究水稻锌指蛋白生物学功能提供了良好材料.

    水稻锌指蛋白C3H54CRISPR/Cas9基因编辑突变体植株突变分析

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    海岛棉H268 PPR蛋白家族基因鉴定及SNP/InDel分析

    李枝玲孔祥军郑杰韦美玲...
    2614-2625页
    查看更多>>摘要：[目的]通过对海岛棉不育系H276A及其育性恢复材料H268进行三角状五肽重复蛋白(PPR)家族基因鉴定及比对分析,获得序列存在差异的PPR基因,为后续育性恢复基因(Rf)的发掘提供理论基础.[方法]通过生物信息学分析海岛棉PPR基因,并对其进行亚细胞定位预测与功能注释分析;采用Illumina HiSeq 4000高通量测序技术对海岛棉H276A及H268对PPR蛋白家族基因进行转录组测序,将筛选获得的PPR蛋白与其他植物具有育性恢复的PPR蛋白进行氨基酸序列同源比对并构建系统发育进化树.[结果]鉴定获得912个PPR基因,其中有846个在海岛棉H276A和H268间存在序列差异,且分别存在7226个SNP差异位点和301个InDel差异位点,其中作用于线粒体的PPR基因有2143个SNP差异位点和134个InDel差异位点.转录组测序结果显示,共检测到表达基因数量为68197个,其中已知基因56311个、新基因11886个,可满足后续数据分析.GO功能注释结果显示,PPR基因主要富集于生物学过程,富集于分子功能的PPR基因最少.50.0％PPR蛋白定位于线粒体,29.0％PPR蛋白定位于叶绿体,0.9％PPR蛋白定位于细胞核,20.0％PPR蛋白定位于胞外,0.1％PPR蛋白定位于细胞质膜.xp_016708712(LOC107923023)和xp_016710013(LOC107924193)与多个具有育性恢复功能的PPR蛋白氨基酸序列相似性达33％,说明二者亲缘关系较近,且亚细胞定位于线粒体.[结论]xp_016708712和xp_0167100132个PPR蛋白可能与海岛棉不育系H276A育性恢复相关,可用于发掘海岛棉CMS的Rf基因.

    海岛棉PPR蛋白家族基因转录组测序生物信息学分析SNPInDel

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    南美蟛蜞菊WtActin1基因克隆及表达稳定性分析

    李红春肖雨沙王小兰宋莉英...
    2626-2635页
    查看更多>>摘要：[目的]克隆南美蟛蜞菊肌动蛋白基因(WtActin1),并进行生物信息学及表达稳定性分析,为南美蟛蜞菊耐热耐冷功能基因表达及调控研究提供可靠的内参基因.[方法]RACE克隆WtActin1基因,通过在线生物信息学分析软件对其氨基酸序列进行分析,并利用实时荧光定量PCR检测该基因在不同组织及温度胁迫下的表达情况.[结果]克隆获得的WtActin1基因cDNA全长1682 bp(GenBank登录号MN485900),其中5'非编码区(5'-UTR)170 bp,3'非编码区(3'-UTR)378 bp,开放阅读框(ORF)1134 bp,编码377个氨基酸残基.WtActin1蛋白分子量为41725.81 Da,理论等电点(pI)为5.31,不稳定性指数(II)为37.48,亲水性的平均值(GRAVY)为-0.166,为稳定的亲水性蛋白,无跨膜结构域和无信号肽,主要存在于细胞质中,具有Actin蛋白家族的典型特征结构,其二级结构主要由α-螺旋、β-转角、延伸链和无规则卷曲组成,三级结构同源模型为嵌合肌动(3ci5.1.A),与莴苣、橡胶草和洋蓟的同源蛋白三级结构高度相似.WtActin1基因与其他植物Actin基因核苷酸序列相似性在86.4％以上,其推导氨基酸序列相似性在94.0％以上.从基于Actin氨基酸序列相似性构建的系统发育进化树可看出,WtActin1与同为菊科的莴苣LsActin7亲缘关系最近,与传统分类学相吻合,其次是菊科的橡胶草TkActin1和锦葵科的棉花GhActin.WtActin1基因在南美蟛蜞菊根、茎、叶和花中的表达量均无显著差异(P>0.05,下同),且在高、低温胁迫下与正常温度处理的表达量也均无显著差异.[结论]WtAtin1基因属于Actin基因家族成员,在不同组织及温度胁迫下均能稳定表达,可作为内参基因用于南美蟛蜞菊耐热耐冷功能基因研究.

    南美蟛蜞菊肌动蛋白基因(Actin)内参基因基因克隆表达稳定性温度胁迫

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    东方山羊豆种质资源ISSR分析

    罗天琼王小利张瑜莫本田...
    2636-2643页
    查看更多>>摘要：[目的]分析东方山羊豆种质资源遗传多样性,为其种质资源鉴定评价、新品种选育及开发利用提供理论参考.[方法]以4份引进东方山羊豆种质及其29份杂交后代为材料,利用ISSR引物对其进行多态性扩增,并以PopGene 32计算其遗传参数,采用NTsys-pc 2.1计算遗传相似系数,运用SHAN模型中的非加权配对算术平均法(UPGMA)绘制聚类树状图.[结果]从24条ISSR引物中筛选出8条扩增条带清晰、多态性良好且易扩增的引物,利用其从33份东方山羊豆种质材料中共扩增出79条条带,其中65条具有多态性,多态百分率为82.15％;观察等位基因数(Na)为1.6667～2.0000,平均为1.8215,有效等位基因数(Ne)为1.2212～1.5740,平均为1.4242;Nei'基因多样性指数(H)为0.1521～0.3322,平均为0.2509,Shannon多态信息指数(I)为0.2473～0.4976,平均为0.3813.这些种质材料遗传相似系数为0.5696～0.9241,平均为0.7623,在0.7140处可划分为三大类群(Ⅰ～Ⅲ),分别包含25、3和5份种质材料,不同地理来源种质相互混杂分布.[结论]东方山羊豆遗传多样性较丰富,其中第Ⅱ类群和第Ⅲ类群遗传多样性较第Ⅰ类群更丰富,具有优良亲本基因源选择的潜力,可作为东方山羊豆不同亲本选配和杂种优势加以利用.

    东方山羊豆种质资源ISSR聚类分析遗传多样性

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    基于灰色关联度分析法综合评价24个绿豆新品种(系)在桂南地区的田间性状表现

    陈燕华李经成李荣丹唐建淮...
    2644-2652页
    查看更多>>摘要：[目的]采用灰色关联度分析法综合评价24个绿豆新品种(系)在桂南地区的田间性状表现,分析产量与其他性状的关联度,筛选出综合表现优异的绿豆品种(系),为桂南地区及与其生态环境相似地区的绿豆育种和生产提供优良品种.[方法]以2016─2017年参加国家食用豆产业技术体系多点联合鉴定试验的24个绿豆新品种(系)及对照品种中绿5号(CK)为材料,测定14个性状(10个主要农艺性状和4个抗逆性状)的田间表现,确定参考品种的性状表现,采用灰色关联度分析法分析小区产量与其他13个性状的关联度以及参试绿豆品种(系)与参考品种的加权关联度.[结果]小区产量与其他13个性状的关联度顺序为单株粒重(0.8685)>百粒重(0.7997)>荚长(0.7852)>单株荚数(0.7821)>抗青枯病率(0.7634)>单荚粒数(0.7488)>主茎节数(0.7314)>抗倒伏率(0.7194)>主茎分枝(0.7074)>抗晕疫病率(0.6959)>抗叶斑病率(0.6924)>株高(0.6580)>生育天数(0.6278),说明单株粒重对小区产量的影响最大,其次为百粒重和荚长,以生育天数影响最小.基于等权关联度、加权关联度和小区产量对25个绿豆品种(系)进行排名,结果显示,鄂绿5号和冀绿0816排名均分别位于第1名和第2名,综合表现较其他参试品种好;保绿201012-7、中绿5号(CK)、渝黑绿3号、142-139与保绿200810-15个品种的等权关联度、加权关联度和产量排名均位于前7名,综合表现也较好.[结论]桂南地区在选育高产绿豆新品种时应选择单株粒重和百粒重较重、粒大、荚长、荚多的亲本材料,同时要兼顾青枯病抗性和单荚粒数等性状.鄂绿5号、冀绿0816、保绿201012-7、渝黑绿3号、142-139和保绿200810-1等6个绿豆新品种(系)适宜在桂南地区及与其生态环境相似地区大面积推广种植.

    绿豆新品种(系)性状灰色关联度分析综合评价

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    绿肥粉垄耦合对稻田耕层土壤团粒结构特征的影响

    郑佳舜胡钧铭韦燕燕李婷婷...
    2653-2664页
    查看更多>>摘要：[目的]研究稻田生态系统耕层优化对双季稻田耕层土壤团粒结构特征的影响,为探明和评估绿肥粉垄耦合土壤物理结构特征及稻田土壤逆境调控提供理论依据.[方法]2017—2018年在广西农业科学院试验田(南宁)开展为期4个稻季的定位试验,早稻采用粉垄耕作(F)和常规耕作(C)2种方式,以不施肥(N)为对照,设置常规施用化肥(N0)、同等肥力条件下单倍绿肥配施化肥(N1)和双倍绿肥配施化肥(N2),共设8个处理(CN、CN0、CN1、CN2、FN、FN0、FN1、FN2),晚稻实行常规施用化肥免耕.采用粒度分析仪测定0～15、15～30和30～45 cm耕层黏粒、粉粒、砂粒的土壤粒径含量;采用湿筛法测定0～15 cm层土壤水稳性团聚体含量,计算土壤水稳性团聚体凝聚力的关键指标,即平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD);采用电子显微镜扫描团聚体超微观形态结构;采用土壤紧实度仪测定不同耕层土壤紧实度.[结果]FN1处理提高了0～15和30～45 cm土壤黏粒含量,其中早稻分别增加0.75％和2.10％,晚稻分别增加0.67％和0.09％;FN2提高了除晚稻30～45 cm以外的其他耕层土壤粉粒含量.绿肥粉垄耦合能提高稻田土壤团聚体的凝聚效果.同一季稻田粉垄耕作土壤MWD和GWD均低于常规耕作,其中早稻和晚稻粉垄耕作土壤MWD较常规耕作分别降低0.19～0.96和0.47～0.72 mm,GMD较常规耕作分别降低0.36～1.52和0.79～1.15 mm.绿肥用量的增加有效提高了土壤MWD和GMD,其中FN1和FN2早稻处理下分别提高0.75和1.06 mm,晚稻分别提高0.21和0.31 mm.FN1处理提高土壤持水性和通气性,有效促进了土壤团聚体的形成.粉垄耕作下土壤微观结构呈孔隙多而偏小,空洞少而偏大的特征.晚稻FN1处理的土壤微团聚体和大团聚体含量最高,分别占8.60％和29.09％,免耕晚稻的土壤微团聚体和大团聚体含量较粉垄早稻有所提升,FN1处理增加了3.88％和1.34％,FN2处理增加了12.04％和9.01％.粉垄耕作下早、晚稻不同土层土壤紧实度均低于常规耕作,免耕晚稻的土壤紧实度高于免耕早稻.与常规耕作相比,FN1早稻土壤紧实度从土层自上而下分别降低8.90、22.73和55.15 kPa,晚稻分别降低1.20、28.84和53.93 kPa,FN2早稻分别降低5.80、25.37和66.00 kPa,晚稻分别降低6.80、36.97和50.33 kPa.[结论]绿肥还田对粉垄耕作稻田土壤微形态结构特征产生重要影响,绿肥粉垄耦合有助于集约化水稻抗逆栽培、实现减肥增效.

    绿肥还田粉垄耕作稻田土壤土壤团聚体微观结构

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    岩溶区种植砂糖桔对石灰土有机氮矿化过程的影响

    杨会朱同彬吴夏郝玉培...
    2665-2673页
    查看更多>>摘要：[目的]土壤有机氮矿化是产生无机氮的主要过程,研究岩溶区不同土地利用方式对有机氮矿化过程的影响,为岩溶区农业种植提供理论依据.[方法]选择岩溶区由灰岩和泥晶灰岩发育而来的石灰土作为研究对象,测定土壤的理化性质和碳化学结构,并采用15N同位素标记方法,研究由乔灌地开垦种植砂糖桔后土壤有机质的数量和质量对有机氮矿化速率的影响.[结果]乔灌地开垦种植砂糖桔后,两种石灰土的土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、钙(Ca)含量、土壤田间持水量(WHC)和pH均显著降低(P<0.05,下同),钾(K)含量显著增加.灰岩发育的石灰土铁(Fe)、铝(Al)含量和粘粒比例显著增加,泥晶灰岩发育的石灰土Fe、Al含量和粘粒比例无显著变化(P>0.05,下同).灰岩发育的石灰土碳化学结构变化不显著,泥晶灰岩发育的石灰土烷基碳从21.9％显著增至25.7％,羰基碳从16.0％显著降至13.5％.由灰岩和泥晶灰岩发育成的石灰土有机氮总矿化速率(MNorg)分别由2.96和2.22 mg N/(kg·d)降至0.66和1.05 mg N/(kg·d),主要归于易利用有机氮矿化速率(MNlab)的降低.灰岩发育的石灰土难利用有机氮矿化速率(MNrec)变化不明显,泥晶灰岩发育的石灰土MNrec由0.36 mg N/(kg·d)提高至0.66 mg N/(kg·d).泥晶灰岩发育的石灰土MNorg和MNlab主要受控于土壤有机质数量,与SOC和TN含量呈显著正相关;MNrec受有机质结构组成的影响,与烷基碳呈显著正相关.灰岩发育的石灰土MNorg和MNlab除受有机质数量影响外,还受土壤岩性的影响,与Ca含量呈极显著正相关(P<0.01,下同),与Fe、Al含量和粘粒比例呈极显著负相关.[结论]乔灌地开垦种植砂糖桔导致不同灰岩发育的石灰土有机氮总矿化速率均显著降低,土壤无机氮供应能力减弱.

    岩溶区石灰土土地利用方式岩性矿化速率有机质质量

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    粉垄耕作对甘蔗根系生长及氮素吸收利用的调控作用

    王奇朱艳春申章佑周佳...
    2674-2681页
    查看更多>>摘要：[目的]探究粉垄耕作对甘蔗根系生长和氮素吸收利用的调控作用,为粉垄耕作技术在甘蔗生产中的推广应用提供理论依据.[方法]以甘蔗品种福农41为试验材料,以传统耕作为对照,研究粉垄耕作对甘蔗根系生物量和氮含量的影响;采用转录组测序(RNA-seq)和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析粉垄耕作对甘蔗根系中氮素吸收利用相关基因表达水平的调控作用.[结果]与传统耕作相比,粉垄耕作条件下甘蔗根系鲜重、干重、氮含量分别显著增加48.7％、46.8％和50.0％(P<0.05).RNA-seq分析结果表明,2种耕作方式的甘蔗根系存在14020个差异表达基因,其中12565个基因在粉垄耕作甘蔗根系中上调表达、1455个基因在粉垄耕作甘蔗根系中下调表达.进一步筛选到45个氮吸收利用相关的差异表达基因,包括硝酸盐转运蛋白基因、硝酸还原酶基因、亚硝酸还原酶基因、谷氨酰胺合成酶基因、谷氨酸合酶基因等,其中有44个氮吸收利用相关基因在粉垄耕作根系中上调表达.qRT-PCR分析结果显示,3个有代表性的差异表达基因TRINITY_DN194141_c0_g1、TRINITY_DN252586_c0_g1和TRINITY_DN241177_c0_g1在2种耕作方式甘蔗根系中的表达差异趋势与RNA-seq分析结果一致.[结论]粉垄耕作可能通过上调甘蔗根系中氮素吸收利用相关基因表达水平来增加甘蔗根系对氮的吸收利用能力,而增加甘蔗根系中氮含量并促进根系生长;此外,由于粉垄耕作的甘蔗根系更发达,可能通过增加根系与土壤接触的总面积,进而促进甘蔗根系对土壤中氮素的吸收利用.

    甘蔗粉垄耕作根系生长转录组测序技术氮素吸收利用基因表达

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    低分子有机酸对贵州黄壤龙葵吸收镉的影响

    刘桂华秦松柴冠群吴正卓...
    2682-2689页
    查看更多>>摘要：[目的]探讨低分子有机酸对龙葵吸收镉(Cd)的影响,以期为提高贵州地区黄壤重金属污染的植物修复效率提供科学依据.[方法]采用盆栽试验种植龙葵,待龙葵生长60 d后,将不同浓度的低分子有机酸(柠檬酸、苹果酸和酒石酸)及其复合处理(柠檬酸+苹果酸、柠檬酸+酒石酸)以溶液形式加入土壤,以添加500 mL去离子水为对照(CK),1个月后收获植株样品并采集土壤样品,分析不同处理对龙葵生长及吸收转运重金属Cd的影响.[结果]柠檬酸添加量为2.5 mmol/kg时龙葵单株生物量最高,较CK显著增加6.75％(P<0.05,下同),其他处理的生物量均低于CK.3种有机酸均能强化龙葵根、茎、叶和果实对Cd的吸收,表现为苹果酸>酒石酸>柠檬酸,各部位的Cd含量表现为叶>茎>根>果实,且均在苹果酸添加量为5.0 mmol/kg时达最大值,分别为CK的1.68、1.53、1.21和1.32倍.添加2.5 mmol/kg酒石酸和5.0 mmol/kg苹果酸时龙葵对Cd的累积量较高,二者显著高于其他处理.添加柠檬酸、苹果酸和酒石酸均能提高龙葵对Cd的转移和富集能力,作用表现为苹果酸>酒石酸>柠檬酸,其中,添加5.0 mmol/kg苹果酸时龙葵对Cd的富集系数最大,为12.81.相对于单一有机酸处理,复合有机酸处理对龙葵富集Cd的能力无明显优势.[结论]添加适当浓度的柠檬酸、苹果酸和酒石酸均能提高龙葵各部位对Cd的吸收及土壤Cd从地下向地上部转移的能力,促进龙葵对Cd的转移和富集;其中苹果酸添加量为5.0 mmol/kg时,龙葵对Cd的累积量相对较高且富集系数最大,对土壤中Cd的植物修复效果最好.

    低分子有机酸龙葵镉吸收累积贵州黄壤

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