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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。
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    北部湾北部海域大型底栖动物的群落结构特征

    穆文丹裴丽伊朱祖浩张丽...
    299-310页
    查看更多>>摘要：[目的]探明北部湾北部海域大型底栖动物的物种组成、群落结构、多样性及其与环境因子的相关性,为北部湾北部海域生态监测、环境评价和大型底栖动物多样性保护提供数据支撑,也为北部湾北部海域海洋资源的可持续开发利用提供科学依据.[方法]于2020年10-11月(秋季)和2021年4-5月(春季)对北部湾北部海域共20个调查站位进行大型底栖动物取样,统计底栖动物丰度、生物量、优势度(Y)和种类更替率,并计算Shannon-Wiener多样性指数(H')、Margalef丰富度指数(D)和Pielou均匀度指数(J'),通过相似性百分比分析(SIMPER)确定划分群落时的主要物种,以ABC曲线(丰度/生物量)分析大型底栖动物群落受干扰情况,并利用SPSS 24.0分析环境因子与大型底栖动物多样性(H'、J'和D)的Pearson相关性.[结果]春季调查共鉴定出50种大型底栖动物,隶属于9个门类,优势种有12种;秋季调查共鉴定出40种,隶属于5个门类,优势种有10种;春、秋两季大型底栖动物的共有优势种为光亮倍棘蛇尾、疣吻沙蚕和日本文昌鱼.春季大型底栖动物平均丰度为143.11 ind/m2,秋季为186.38 ind/m2;春季大型底栖动物平均生物量为18.92 g/m2,秋季为24.15 g/m2;春季大型底栖动物多样性明显高于秋季,具体表现为:春季H'(1.566)>秋季H'(1.126),春季J'(0.780)>秋季J'(0.613),春季D(0.694)>秋季D(0.548).在春季,北部湾北部海域各站位的大型底栖动物群落结构可划分为五大类群,在秋季可划分为四大类群,两季均存在的特征种为光亮倍棘蛇尾和日本文昌鱼.Pearson相关分析结果表明:春季大型底栖动物的H'、J'和D与各环境因子均无显著相关性(P>0.05),结合ABC曲线分析可知北部湾北部海域春季大型底栖动物群落受到的干扰较小;在秋季,H'与溶解氧呈显著正相关(P<0.05,下同),与水温、硝酸盐及溶解态无机氮呈显著负相关;J'与溶解氧和pH呈显著正相关,与磷酸盐、硝酸盐及溶解态无机氮显著负相关;D与溶解氧呈极显著正相关(P<0.01),与水温、磷酸盐、硝酸盐及溶解态无机氮呈显著负相关.[结论]北部湾北部海域可能存在中度污染或干扰,尤其是秋季的生物群落结构稳定性较差;水温、溶解氧、磷酸盐、硝酸盐及溶解态无机氮等环境因子是影响秋季大型底栖动物群落的主要环境因子,即控制氮、磷输入是维持北部湾海域生态平衡的重要举措.

    大型底栖动物群落结构生物多样性环境因子北部湾北部海域

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    兴义矮脚鸡肠道微生物与其体质量的关联性

    龙小霞杨永鲜吕玉新吴古荣...
    311-322页
    查看更多>>摘要：[目的]探究不同体质量分组兴义矮脚鸡肠道菌群及其网络结构特征,鉴定出与鸡体质量相关的潜在生物标志物,为养鸡业促生长益生菌的发掘提供理论依据.[方法]从同批次的110羽兴义矮脚母鸡群体(16周龄)中选取体质量最高的20羽组成HWC组(1.12±0.05 kg),体质量最低的20羽组成LWC组(0.74±0.05 kg),采集肛门粪便样品检测16S rRNA序列V3～V4可变区,利用Mothur进行肠道菌群Alpha多样性,采用基于未加权UniFrac距离的主坐标分析(PCoA)评估肠道菌群Beta多样性,通过SparCC算法构建肠道菌群互作网络,并应用LEfSe分析鉴定与兴义矮脚鸡体质量相关的肠道微生物.[结果]从40份兴义矮脚鸡粪便样品中共获得3145511条Clean reads,经DADA2聚类分析得到22297个扩增子序列变异体(ASVs).在门分类水平上,兴义矮脚鸡肠道菌群中相对丰度排名前5的菌门包括厚壁菌门、变形菌门、拟杆菌门、放线菌门和热脱硫杆菌门,对应的相对丰度分别为67.54%、12.24%、11.28%、2.39%和1.26%;在属分类水平上,相对丰度排名前5的菌属分别为乳酸杆菌属、罗斯氏菌属、利吉拉杆菌属、拟杆菌属和志贺杆菌属,对应的相对丰度分别为23.35%、14.86%、5.44%、4.63%和2.77%.LWC组兴义矮脚鸡肠道菌群稳定性指数为3.95%,HWC组的为12.22%,且LWC组的网络复杂性(5.57%)也低于HWC组(7.70%),推测低体质量兴义矮脚鸡肠道菌群复杂性和稳定性的下降与其体质量较低有关.兴义矮脚鸡肠道菌群互作网络中重要性评分排名前5的枢纽菌群分别是植物乳杆菌、乳球菌、瘤胃球菌属扭链群、粪杆菌属和理研菌科_RC9_菌群.LEfSe分析发现,有18个ASVs的相对丰度在HWC组和LWC组间呈显著差异(LDA>2,P<0.05),其中,12个ASVs表现为在LWC组的相对丰度高于HWC组,6个ASVs表现为在HWC组的相对丰度高于LWC组.[结论]肠杆菌科、支原体属等有害菌相对丰度的上升会降低鸡肠道菌群互作网络稳定性和复杂性,且与兴义矮脚鸡的低体质量有关.乳酸杆菌、理研菌科_RC9_菌群、梭状芽孢杆菌等是影响兴义矮脚鸡体质量的潜在关键菌群,可作为兴义矮脚鸡体质量关联的候选生物标志物.

    兴义矮脚鸡肠道菌群体质量互作网络16SrRNA

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    3种贵州地方鸡盲肠菌群结构特征的比较

    杨胜宏杨永鲜龙小霞李辉...
    323-333页
    查看更多>>摘要：[目的]基于微生物16S rRNA测序技术探究3种贵州地方鸡的盲肠菌群结构特征,鉴别不同品种鸡盲肠富集的特定菌群,从肠道菌群角度解析地方鸡遗传资源特性,进而加深对贵州地方鸡肠道菌群特征的认识.[方法]选取3种贵州地方鸡(乌蒙乌骨鸡11羽、黔东南小香鸡12羽及瑶山鸡12羽),采集盲肠内容物样品检测16S rRNA序列V3～V4可变区,通过QIIME计算鸡盲肠菌群Alpha多样性,以主坐标分析(PCoA)评估鸡盲肠菌群Beta多样性;采用SparCC算法构建盲肠菌群互作网络,使用马修斯相关系数(MCC)算法进行枢纽菌群识别,并以LEfse分析鉴别组间差异的菌群类别及功能通路.[结果]从35羽贵州地方鸡盲肠内容物共测序获得2625245条Clean reads,按序列相似度97%的阈值进行聚类分析共获得727个OTUs.在门分类水平上,3种贵州地方鸡盲肠菌群的优势菌包括拟杆菌门、厚壁菌门、变形菌门、互养菌门和螺旋菌门;在属分类水平上,相对丰度排名前5的属为拟杆菌属、理研菌科_RC9_菌群、考拉杆菌属、普拉梭菌属和脱硫弧菌属.从乌蒙乌骨鸡、黔东南小香鸡和瑶山鸡盲肠菌群中分别获得160、144和149个OTUs用于菌群互作网络研究,对盲肠菌群互作网络结构分析发现网络稳定性排序为瑶山鸡(稳定性指数44.22%)>黔东南小香鸡(稳定性指数41.76%)>是乌蒙乌骨鸡(稳定性指数37.56%),而网络复杂性排序为黔东南小香鸡>乌蒙乌骨鸡>瑶山鸡.颤螺菌属是黔东南小香鸡和瑶山鸡盲肠菌群互作网络中重要性评分最高的枢纽菌群,乳酸杆菌属是黔东南小香鸡盲肠的枢纽菌群,理研菌科_RC9_菌群是乌蒙乌骨鸡盲肠的枢纽菌群.LEfSe分析结果表明,乌蒙乌骨鸡盲肠富集到15个特征OTUs,其功能通路涉及氨基酸生物合成、2-氧羧酸代谢、精氨酸生物合成等;黔东南小香鸡盲肠富集到2个特征OTUs,其功能通路涉及光合作用和链霉素生物合成;瑶山鸡盲肠富集到6个特征OTUs,仅涉及脂多糖生物合成功能通路.[结论]品种是影响贵州地方鸡盲肠菌群组成和结构的重要因素,一些特定微生物存在于不同品种鸡盲肠中.其中,理研菌科_RC9_菌群、瘤胃球菌属、紫单胞菌属等在乌蒙乌骨鸡盲肠中富集;巨单胞菌属、理研菌科_RC9_菌群、考拉杆菌属等在瑶山鸡盲肠中富集;脱硫弧菌属和普拉梭菌属在黔东南小香鸡盲肠中富集.

    乌蒙乌骨鸡黔东南小香鸡瑶山鸡盲肠菌群结构特异性

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    不同饲养方式对南江黄羊肠道菌群结构及血清免疫指标的影响

    张小明张婷婷张贞贞李菁菁...
    334-345页
    查看更多>>摘要：[目的]探究不同饲养方式对南江黄羊肠道菌群结构和血清免疫指标的影响,为开展南江黄羊集约化舍饲养殖提供参考依据.[方法]选取体重相近、健康状况良好的3月龄南江黄羊公羊32只,随机分为2组,每组16只,分别进行放牧饲养(FMGF)和圈舍饲养(SSGF),预饲期7 d,正饲期60 d.正饲期第60 d每组随机选取6只南江黄羊,无菌采集直肠粪便样品,通过Illumina HiSeq探析不同饲养方式下南江黄羊肠道菌群结构差异;同时采集颈静脉血样,通过ELISA检测血清免疫球蛋白(IgA、IgG和IgM)和血清免疫因子(IL-2、IL-4、IL-6和TNF-α).[结果]FMGF组南江黄羊血清中的IgM含量显著高于SSGF组南江黄羊(P<0.05,下同),而TNF-α含量显著低于SSGF组南江黄羊.FMGF组南江黄羊肠道菌群的Chao1指数显著低于SSGF组南江黄羊.在门分类水平上,FMGF组和SSGF组的优势菌门均为厚壁菌门和拟杆菌门;髌骨细菌门和浮酶菌门在FMGF组的相对丰度极显著高于SSGF组(P<0.01,下同),弯曲菌门、梭杆菌门和纤维杆菌门则表现为FMGF组的相对丰度显著低于SSGF组.在属分类水平上,FMGF组和SSGF组的优势菌属分别是理研菌科_RC9_菌群和克里斯滕森菌科_R-7_菌群;FMGF组相对丰度极显著高于SSGF组的菌属有念珠菌属、丁酸弧菌属、厌氧支原体属及假丁酸弧菌属等;FMGF组相对丰度极显著低于SSGF组的菌群有大肠杆菌—志贺菌属、阿克曼西亚属及拟杆菌属等.IgM含量与乳杆菌属相对丰度呈极显著负相关,与奈瑟菌属和拟杆菌属的相对丰度呈显著负相关;TNF-α含量与单杆菌属和p-1088-a5_gut_group的相对丰度呈极显著负相关.[结论]与舍饲相比,放牧能促使南江黄羊血清中IgM含量升高及TNF-α含量降低,并显著提高肠道中疣微菌门和脱硫杆菌门等有益菌群丰度,同时抑制弯曲菌门和梭杆菌门等有害菌群繁殖.可见,放牧对南江黄羊的免疫性能和肠道有益菌群结构有明显的正向影响.

    南江黄羊饲养方式血清免疫指标肠道菌群相对丰度

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    混合渣发酵料替代部分日粮对广西富凤麻鸡大肠微生物群落多样性的影响

    杨启晟周明旭滕少花肖正中...
    346-354页
    查看更多>>摘要：[目的]探索罗汉果渣、豆腐渣、红薯皮和芋头粉4种组分混合渣发酵料替代部分日粮对广西富凤麻鸡肠道微生物菌群的影响,同时评估混合渣发酵料替代日粮的最佳比例,为混合渣发酵料在鸡养殖生产中的应用提供参考依据.[方法]选定60日龄广西富凤麻鸡(母鸡)20羽,随机分成4组,每组5羽,使用罗汉果渣、豆腐渣、红薯皮和芋头粉混合渣发酵料分别替代5%(R5)、10%(R10)和15%(R15)日粮,以全日粮为对照(CK),进行97 d的饲养试验.饲养结束后采集鸡大肠内容物,基于Illumina高通量测序技术探究混合渣发酵料替代日粮对广西富凤麻鸡大肠微生物群落多样性的影响.[结果]广西富凤麻鸡大肠微生物群落Chao1指数排序为R15>CK>R10>R5,Shannon指数排序为CK>R15>R10>R5,Simpson指数排序为CK=R15=R10>R5.各试验组间的Chao1指数、Shannon指数和Simpson指数均无显著差异(P>0.05,下同).在门分类水平上,拟杆菌门、厚壁菌门及变形菌门为优势菌门,拟杆菌门相对丰度排序为R10>R15>CK>R5,厚壁菌门相对丰度排序为R5>CK>R15>R10,变形菌门相对丰度排序为CK>R10>R15>R5.其中,R5试验组的变形菌门和Epsilonbacteraeota相对丰度显著低于CK(P<0.05,下同).在属分类水平上,变形杆菌属相对丰度排序为CK>R10>R5>R15,且3个替代试验组的相对丰度显著低于CK;瘤胃梭菌属9相对丰度排序为R10>R15>CK>R5,仅R10试验组的相对丰度显著高于CK;粪杆菌属相对丰度排序为CK>R10>R5>R15,其中R15试验组的相对丰度显著低于CK.[结论]以罗汉果渣、豆腐渣、红薯皮和芋头粉4种组分的混合渣发酵料替代5%、10%和15%日粮饲喂广西富凤麻鸡,不会影响鸡肠道微生物群落的物种丰度及多样性;基于有益菌和有害菌的综合评估,10%添加比例能增加益生菌瘤胃梭菌属9相对丰度且对变形杆菌属的影响最小,为最优添加比例.

    广西富凤麻鸡发酵混合渣大肠微生物多样性

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    玉米新害虫一点缀螟肠道细菌组成结构与多样性及功能预测

    姚云昊王文倩杜广祖沈云峰...
    355-365页
    查看更多>>摘要：[目的]明确一点缀螟[Paralipsa gularis(Zeller)]幼虫肠道细菌组成结构与多样性并预测其功能,为后续挖掘该害虫肠道的功能菌及制定其综合防治策略提供理论依据.[方法]以云南省保山和芒市一点缀螟种群为研究对象,利用传统分离培养法并结合高通量测序技术,对2个地理种群一点缀螟3龄幼虫肠道细菌进行分离鉴定和测序,分析其组成结构与多样性,并通过KEGG代谢通路分析不同地理种群一点缀螟幼虫肠道细菌功能基因的表达情况.[结果]保山一点缀螟种群3龄幼虫肠道细菌有23门48纲120目211科375属,优势属是肠球菌属(Enterococcus,38.02%)和肠杆菌属(Enterobacter,17.24%);共分离到可培养细菌2门4科5属10种,优势门、科、属、种分别是厚壁菌门(72.73%)、芽孢杆菌科(36.36%)、芽孢杆菌属(36.36%)和鹑鸡肠球菌(45.34%).芒市一点缀螟幼虫肠道细菌有6门9纲22目46科69属,优势属是肠球菌属(56.13%)和肠杆菌科未知属(15.02%);共分离到可培养细菌2门4科4属8种,优势门、科、属、种分别是厚壁菌门(62.50%)、芽孢杆菌科(62.50%)、芽孢杆菌属(62.50%)和高地芽孢杆菌(33.85%).保山一点缀螟种群3龄幼虫肠道细菌群落ACE指数、Chao1指数、Simpson指数和Shannon指数分别为852.00、852.00、0.93和6.03,均高于芒市种群的对应指数(196.18、196.00、0.91和4.73).KEGG代谢途径差异分析结果显示,一点缀螟幼虫肠道细菌主要参与膜运输、氨基酸和碳水化合物等代谢过程.[结论]一点缀螟幼虫肠道细菌种类丰富,有23门48纲121目225科408属,其肠道细菌群落多样性随着地理环境条件的改变而存在差异,其中保山种群肠道细菌群落组成及多样性高于芒市种群.一点缀螟幼虫肠道细菌可能参与膜运输、氨基酸和碳水化合物等代谢.

    一点缀螟肠道细菌可培养细菌高通量测序分析

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    丁酸梭菌对花鲈幼鱼生长性能、免疫消化及肠道菌群的影响

    徐创文蒋魁虞为林黑着...
    366-377页
    查看更多>>摘要：[目的]探究丁酸梭菌(Clostridium butyricum)对花鲈(Lateolabrax maculatus)幼鱼生长性能,消化、免疫和抗氧化能力及肠道菌群的影响,为丁酸梭菌在花鲈鱼养殖中的应用提供理论依据.[方法]以花鲈幼鱼为试验材料设饲料中丁酸梭菌添加量为0(D0,对照)、0.25%(D1)、0.50%(D2)、1.00%(D3)、2.00%(D4)和4.00%(D5)6组,投喂花鲈幼鱼56 d,测定其生长性能、肠道消化酶活性、血清生化和免疫指标及肠道形态指标,分析肠道菌群组成.[结果]丁酸梭菌可显著降低饲料系数(P<0.05,下同),显著提高花鲈幼鱼的终末平均体质量,D3、D4和D5组的增重率及特定生长率均显著高于D0组.与D0组相比,D4组肠道糜蛋白酶和脂肪酶活性均显著提高,血清总胆固醇、甘油三酯含量和谷草转氨酶、谷丙转氨酶活性均显著降低.D4组溶菌酶、碱性磷酸酶和总一氧化氮合酶活性均显著高于D0组,D3组酚氧化酶活性显著高于D0组;与D0组相比,D3和D5组过氧化氢酶活性及总抗氧化能力均显著提高,D4组超氧化物歧化酶活性显著提高,丙二醛含量显著降低.D2、D3和D5组花鲈幼鱼肠道肌层厚及绒毛高度均显著高于D0组.D3组花鲈幼鱼肠道菌群OTU数量和Chao1指数均显著高于D0组,各试验组花鲈幼鱼肠道菌群Simpson指数和Shannon指数均显著高于D0组;在门分类水平上,丁酸梭菌降低了变形菌门和厚壁菌门相对丰度,提高了放线菌门、浮霉菌门、酸杆菌门、绿弯菌门、拟杆菌门和芽单胞菌门相对丰度;在属分类水平上,丁酸梭菌降低了劳尔氏菌属、肠弧菌属和弧菌属有害菌相对丰度,提高了节杆菌属和KD4-96_unclassified有益菌相对丰度.[结论]饲料中添加丁酸梭菌能显著提高花鲈幼鱼生长性能,提高消化、免疫和抗氧化能力,调节肠道菌群结构组成及其相对丰度,提高肠道菌群多样性,以2.00%添加量效果最好.

    丁酸梭菌花鲈生长性能免疫消化肠道菌群

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    黄连素与聚β-羟基丁酸酯对大口黑鲈生长、免疫和肠道菌群的影响

    刘雅荣夏耘魏东张凯...
    378-387页
    查看更多>>摘要：[目的]探究饲料中添加黄连素(BBR)与聚β-羟基丁酸酯(PHB)对大口黑鲈(Micropterus salmoides)反季幼苗生长、免疫和肠道菌群的影响,为BBR与PHB在大口黑鲈配合饲料中的应用和大口黑鲈反季繁育提供理论依据.[方法]以大口黑鲈秋苗(体质量130.34±0.26 mg)为试验材料,以投喂基础饲料为对照(CK),B、P和MIX组分别投喂饲料B(1‰ BBR)、饲料P(1‰ PHB)和饲料BP(1‰ BBR+1‰ PHB),BP5、BP7和BP14组分别以每5、7和14 d的频率交替投喂饲料B与饲料P,养殖30 d,测定大口黑鲈生长性能、肝脏和肠道生化指标,分析肠道菌群结构及功能.[结果]在生长性能上,与CK相比,除P和MIX组外,其余处理组终末总体质量均显著提高(P<0.05,下同),饲料系数均显著降低;BP5、BP7和BP14组增重率、存活率均显著高于CK;BP7组终末总体质量、增重率和存活率均最高,饲料系数最低.在肝脏中,B、P、BP5、BP7、BP14和MIX组的ACP和AKP活性均显著高于CK,同时GOT和GPT活性均显著低于CK.在肠道中,与CK相比,其他处理组MDA和IL-6含量均显著降低,CAT和LZM含量均显著提高;BP5和BP7组TNF含量均显著低于CK.肠道菌群物种在门分类水平分布上,与CK相比,BP5、BP7和MIX组变形菌门相对丰度明显降低、厚壁菌门相对丰度明显增加,BP7组拟杆菌门相对丰度明显增加;在属分类水平分布上,与CK相比,BP5和BP7组无色杆菌属相对丰度明显降低,乳杆菌属相对丰度明显增加.BP7组微生物功能基因在代谢通路和环境信息处理通路显著富集.[结论]饲料中添加BBR可提高大口黑鲈秋苗的生长性能,BBR和PHB的添加或混合添加均能有效提高鱼体免疫能力及抗氧化能力、改善肝脏损伤和降低肠道炎症反应,以每7 d的频率交替投喂含BBR的饲料与含PHB的饲料效果最好;推测是由于BBR和PHB改变大口黑鲈肠道菌群结构及功能,改善了肝脏及肠道健康.

    黄连素(BBR)聚β-羟基丁酸酯(PHB)大口黑鲈生长免疫肠道菌群

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    黄芪多糖对黄喉拟水龟生长性能、血清生化指标及肠道菌群结构的影响

    吴志刚张洪耀高铭佐严子科...
    388-396页
    查看更多>>摘要：[目的]探究饲料中添加不同水平的黄芪多糖对黄喉拟水龟(Mauremys mutica)生长性能、血清生化指标和肠道菌群结构的影响,以期为黄芪多糖在黄喉拟水龟饲料中的应用及黄喉拟水龟的健康养殖提供理论依据.[方法]将初始平均体重为128.36±1.80 g的黄喉拟水龟随机分为5组,分别投喂黄芪多糖含量为0(M0,对照组)、0.25%(M25)、0.50%(M50)、0.75%(M75)和1.00%(M100)的等氮等脂饲料,每组设3个重复,每重复10只龟,投喂60 d后测定其生长性能指标和血清生化指标,以高通量测序分析肠道菌群结构.[结果]生长性能分析结果显示,M25、M50和M75组的黄喉拟水龟的增重率和特定生长率显著高于M0组(P<0.05,下同),饲料系数显著低于M0组,其中M50组的增重率和特定生长率最高、饲料系数最低.M25、M50、M75和M100组黄喉拟水龟背甲长、背甲宽和背甲高的日增长与M0组比较均无显著差异(P>0.05,下同).血清生化指标检测结果显示,M25、M50和M75组的碱性磷酸酶和超氧化物歧化酶活性显著高于M0组,M50、M75和M100组的过氧化氢酶活性显著高于M0组;M25、M50和M75组的丙二醛含量显著降低.肠道菌群分析结果显示,M25组群落丰富度指数(Sobs指数和ACE指数)显著高于M0组,群落多样性指数(Shannon指数和Simpson指数)与M0组无显著差异.M50、M75和M100组的Sobs指数、Chao1指数、ACE指数、Shannon指数和Simpson指数与M0组差异均不显著.在门分类水平上,各组丰度占比排名前3的菌群均为厚壁菌门、拟杆菌门和变形菌门,0.25%～1.00%的黄芪多糖对门分类水平的肠道菌群组成无显著影响.在属分类水平上,M50组的瘤胃球菌属1和M75组的汉氏盐单胞菌属相对丰度显著提高;添加0.25%和1.00%的黄芪多糖对属分类水平的肠道菌群组成均无显著影响.[结论]饲料中添加适量的黄芪多糖能有效地促进黄喉拟水龟生长、提高抗氧化能力并改善肠道菌群结构.综合分析,建议饲料中黄芪多糖添加量为0.50%.

    黄芪多糖黄喉拟水龟生长性能血清生化指标肠道菌群结构

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    外源茉莉酸对脂氧合酶基因LOX3敲除的粳稻防御响应的影响

    杨婧苏顺雨赵添琦李永杰...
    397-410页
    查看更多>>摘要：[目的]揭示外源茉莉酸(Jasmonic acid,JA)对脂氧合酶基因LOX3敲除水稻株防御响应的影响,为利用外源JA等激发子提高农作物因抗性相关基因丧失导致的水稻防御响应降低问题提供基础数据.[方法]以感病粳稻丽江新团黑谷(LTH)及其LOX3敲除水稻株系(Δlox3#1、Δlox3#10和Δlox3#20)为材料,开展水稻株高、分蘖数和百粒重等表型分析、过氧化物酶(POD)、活性氧(ROS)和木质素等抗菌化合物活性(含量)测定,以及防御相关基因表达分析;进一步对供试水稻进行稻瘟菌接种,调查供试水稻稻瘟病症状,检测稻瘟菌接种水稻中抗菌化合物活性(含量)及防御相关基因表达等,并观察稻瘟菌在水稻中的侵染进程;在此基础上,使用外源JA处理稻瘟菌接种36和48 hpi时的Δlox3敲除水稻株和LTH,分析JA对水稻稻瘟病症状及稻瘟菌侵染的水稻中抗菌化合物活性(含量)和防御相关基因表达等的影响,同时观察JA对稻瘟菌侵染进程的影响.[结果]Δlox3敲除水稻株种子发芽速度快于野生型,但株高、分蘖数和百粒重等与野生型相近;稻瘟菌接种的Δlox3敲除水稻株稻瘟病症状较稻瘟菌接种的野生型水稻严重,且胼胝质数、POD活性及木质素含量降低,ROS含量和死细胞数增加,OsWRKY45、OsPR1a和OsPOX1基因下调幅度和稻瘟菌菌丝定殖量明显高于稻瘟菌接种野生型水稻;外源JA可有效减缓稻瘟菌接种36和48 hpi的Δlox3敲除水稻株稻瘟病症状,且JA提高了稻瘟菌接种36和48 hpi的Δlox3敲除水稻株中胼胝质数、POD活性和木质素含量以及防御相关基因OsWRKY45、OsPR1a和OsPOX1表达水平,而降低了OsRbohB表达量及ROS含量和细胞死亡数,同时限制了稻瘟菌菌丝扩展;其中JA对稻瘟菌接种48 hpi的Δlox3敲除水稻株稻瘟病症状减轻效果优于JA对稻瘟菌接种36 hpi的Δlox3敲除水稻株,主要体现在JA使稻瘟菌接种48 hpi的Δlox3敲除水稻株中抗菌化合物增加幅度、防御相关基因表达水平、细胞死亡数和稻瘟菌菌丝扩展受限等优于JA处理稻瘟菌接种36 hpi的Δlox3敲除水稻株.[结论]LOX3基因敲除提升了水稻种子发芽速度而降低了水稻抗瘟性,外源JA则减缓LOX3敲除导致的水稻防御响应降低,提高了水稻抗瘟性.JA在减缓农作物因抗性基因持久性短而造成的抗性降低或丧失方面具有潜在的应用前景.

    水稻稻瘟菌脂氧合酶基因茉莉酸防御响应

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