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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

    黔北麻羊毛色差异主要调控基因及其通路分析

    孙宝盛张颜肖贵榜杨玉能...
    1483-1492页
    查看更多>>摘要:[目的]明确调控黔北麻羊毛色差异的候选基因及其通路,为揭示黔北麻羊特征毛色的形成机制提供理论依据.[方法]以1岁黔北麻羊公羊为研究对象,分别采集其肩部黑色羊毛下的皮肤组织块和腹部白色羊毛下的皮肤组织块,以RNA为模板合成双链cDNA,经末端修复等处理后进行PCR富集构建cDNA文库,采用Illumina HiSeqTM 4000测序平台完成转录组测序,经过滤及质控后以DESeq2筛选出差异表达基因(DEGs),然后分别进行GO功能注释分析和KEGG信号通路富集分析.[结果]与白色羊毛对照组(White)相比,黑色羊毛试验组(Black)存在509个显著上调表达基因、195个显著下调表达基因;在黑色羊毛试验组中的509个显著上调基因中筛选获得5个与黑色素生成相关且表达差异显著(基因表达差异倍数log2 Fold Change>1、校正后的P-adjust<0.05)的基因,分别是酪氨酸酶基因(TYR)、酪氨酸相关蛋白1基因(TYRP1)、黑素皮质素受体1基因(MC1R)、角蛋白19基因(KRT19)和角蛋白79基因(KRT79).显著差异表达基因GO功能注释分析结果表明,除了色素代谢过程外,黑色羊毛试验组还显著富集于黑素小体、色素沉着、色素生物合成过程、黑色素生物合成过程和角质形成细胞分化等与黑色素形成相关的GO功能条目上;KEGG通路富集分析结果表明,在黑色羊毛试验组显著差异表达基因富集的通路中,与黑色素生成密切相关的是酪氨酸代谢通路,而不是Wnt/β-catenin、MAPK、PI3K/Akt和MC1R/α-MSH等经典的黑色素生成信号通路.[结论]TYR、TYRP1、MC1R和KTR19等是调控黔北麻羊毛色的主要基因,酪氨酸代谢通路是调控黔北麻羊毛色的主要通路.TYR、TYRP1、MC1R和KTR19等基因的局部上调表达,激活酪氨酸代谢等通路而促使黑色素生成增加,是黔北麻羊肩部黑色羊毛和腹部白色羊毛存在差异的主要原因.

    黔北麻羊毛色黑色素差异表达基因酪氨酸酶代谢通路

    烟草高亲和钾转运蛋白基因NtHAK5克隆及表达模式分析

    李晨依喻奇伟罗贞宝朱紫童...
    1493-1501页
    查看更多>>摘要:[目的]克隆烟草高亲和钾转运蛋白基因(NtHAK5),并分析其在不同非生物胁迫下的表达模式,为深入探究该基因在烟草抵御低钾胁迫等非生物胁迫中的功能和作用机制提供理论参考.[方法]从普通烟草K326中扩增NtHAK5基因编码区(CDS)序列,利用生物信息学软件对其进行预测分析,并构建pBWA(V)HS-NtHAK5-GLosgfp融合表达载体,通过农杆菌介导转染烟草表皮细胞,观察荧光信号以确定蛋白的亚细胞定位情况.利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测NtHAK5基因在不同组织和不同非生物胁迫条件下的表达特性,以无胁迫处理(正常供钾2 mmol/L K+)的植株为对照(CK).[结果]烟草NtHAK5基因CDS序列全长2418 bp,共编码805个氨基酸残基,其编码蛋白的分子量为89874.00 Da,理论等电点(pI)为8.65,属于稳定性疏水蛋白,含有HAK家族蛋白典型的跨膜结构域.NtHAK5基因的二级结构中α-螺旋占40.12%,延伸链占24.97%,无规则卷曲占26.21%,β-折叠占8.70%.NtHAK5蛋白与烟草NtHAK1和黄花烟草NrHAK1蛋白的氨基酸相似性分别为40.69%和40.44%,与拟南芥AtHAK5相似性最高,为58.26%.NtHAK5基因启动子含有厌氧、低温、干旱、脱落酸(ABA)、茉莉酸甲酯(MeJA)响应的相关顺式作用元件.NtHAK5蛋白定位在细胞膜上.低钾胁迫处理下和正常供钾(CK)条件下,NtHAK5基因在根、茎、老叶和新叶中均有表达,且均以老叶中相对表达量最高.NtHAK5基因在干旱胁迫、冷害处理、盐胁迫和低钾胁迫下的相对表达量显著高于CK(P<0.05),但在低氮和低磷条件下的相对表达量与CK无显著差异(P>0.05).[结论]NtHAK5基因属于HAK基因家族成员,具有明显组织表达特异性,参与烟草植株对干旱胁迫、冷害胁迫、盐胁迫和低钾胁迫等非生物胁迫响应,推测其编码的蛋白在烟草组织中作为K+转运体参与非生物胁迫下K+的吸收、转运和再利用.

    烟草NtHAK5基因克隆非生物胁迫表达分析

    云烟121健康与感黑胫病烟株根系及根际土壤丛枝菌根真菌差异研究

    裴妍任禛李秋桦陈秀...
    1502-1512页
    查看更多>>摘要:[目的]明确云烟121健康与患黑胫病烟株根系及根际土壤丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)侵染特征的差异,为后续AMF在缓解烟株土传病害方面的应用打下理论基础.[方法]以云烟121健康和患黑胫病烟株根系及根际土壤为试验材料,采用显微形态观察法对2种烟株根系AMF侵染水平及根际土壤AMF孢子密度进行测定,应用Illumina高通量测序技术对烟株根系AMF多样性和群落结构进行分析,并应用冗余分析(RDA)和Spear-man相关性系数揭示根际土壤理化性质对AMF属水平相对丰度及AMF多样性的影响.[结果]在云烟121健康和患病烟株根系及根际土壤中均检测到AMF的存在,且健康烟株根际土壤AMF孢子密度和根系AMF侵染率均明显高于患病烟株.基于高通量测序结果,在烟株根系中共检测到1410个AMF-OTUs,分属于1纲4目5科6属.在不同分类阶层上,健康与患病烟株根系AMF的优势目、科和属种类均不相同.与患病烟株相比,健康烟株根系AMF的ACE、Shannon和Chao指数更高,Simpson指数更低,差异均达显著水平(P<0.05).PCA分析表明感染黑胫病可明显改变云烟121根系的AMF群落结构.冗余分析结果显示,土壤速效养分与AMF的Chao、ACE和Shannon指数呈负相关,与Simpson指数呈正相关.土壤有效磷和速效钾是影响AMF多样性的主要影响因子,有效磷对烟株根系AMF属水平上的相对丰度影响最大.[结论]与健康烟株相比,感染黑胫病烟株根际土壤速效养分含量增加,土壤AMF孢子密度下降;烟株根系AMF侵染率减少,AMF种类及多样性下降,且根系AMF群落结构发生明显改变.

    烟草黑胫病丛枝菌根真菌(AMF)高通量测序土壤理化性质

    耕作深度与翻压绿肥对植烟土壤细菌群落结构及多样性的影响

    祖韦军潘文杰薛亚军杨磊...
    1513-1524页
    查看更多>>摘要:[目的]研究不同耕作深度与翻压绿肥对植烟土壤细菌群落特征的影响,以期筛选出适宜贵州福泉黄壤烟区的耕作深度与绿肥品种,为该烟区培肥改土及保障优质生态烟叶生产提供理论依据.[方法]以旋耕深度(浅耕与深耕)和翻压绿肥(油菜、光叶紫花苕、黑麦草)后的0~20 cm耕层烟株根际土壤为研究对象,以无绿肥土壤为对照,采用Illumina MiSeq高通量测序技术,系统分析烟株根际土壤细菌群落结构与多样性.[结果]根际土壤微生物OTUs数量及特有细菌种类差异明显,总体呈各翻压绿肥处理>无绿肥对照、深耕>浅耕趋势;翻压光叶紫花苕和黑麦草处理烟株根际土壤细菌群落较无绿肥对照丰富度和多样性均有提高,翻压油菜无明显影响.门水平上,变形菌门(Proteo-bacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)为根际土壤优势菌门,且翻压绿肥与无绿肥对照处理相比土壤中各优势菌门相对丰度存在差异,其中变形菌门和酸杆菌门平均丰度分别提高0.23%和4.44%,放线菌门和绿弯菌门分别降低1.34%和1.55%;属水平上,不同处理烟株根际土壤中主要菌属为鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、朱式杆菌属(Chujaibacter)、产黄杆菌属(Rhodanobacter).与浅耕比较,深耕翻压绿肥处理鞘氨醇单胞菌、朱式杆菌属、产黄杆菌属平均丰度分别提高0.03%、0.74%、0.05%,待定革兰蛋白杆菌属(unidenti-fied_Gammaproteobacteria)、苔藓杆菌属(Bryobacter)、芽单胞菌属(Gemmatimonas)分别降低0.37%、0.25%、0.16%.不同耕作深度翻压绿肥对植烟土壤微生物LEfSe进化分支图有明显影响,各处理间起重要作用的细菌主要集中在纲、目、科3个水平上,除油菜+浅耕外,深耕模式更能有效增加土壤细菌优势种群,且深耕模式下各翻压绿肥处理间只有光叶紫花苕在科水平上有芽胞杆菌科(Bacillaceae)这一优势菌群.[结论]不同耕作深度翻压绿肥调节了烟株根际土壤细菌群落结构与多样性,以光叶紫花苕+深耕模式综合效果较好,可作为贵州福泉黄壤烟区有效的栽培与耕作方式推广应用.

    绿肥耕作深度根际土壤高通量测序细菌多样性群落结构

    烟草—荞麦轮作对烟草黑胫病防治及土壤微生态的调控作用

    孟祥佳刘洋黎妍妍许汝冰...
    1525-1535页
    查看更多>>摘要:[目的]明确烟草—荞麦轮作对烟草黑胫病防治及根际土壤微生物群落结构的调控作用,为利用烟荞轮作缓解烟草连作障碍及烟草黑胫病害提供科学依据.[方法]选择湖北省恩施市宣恩县烟草黑胫病发生较重的连作烟田为试验地点,设烟草—烟草—烟草(连作)和烟草—荞麦—荞麦—烟草(轮作)2个处理,通过计算田间病情指数评价烟荞轮作对黑胫病发生的影响;运用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测烟荞轮作下烟草根际黑胫病菌数量的变化;运用Illumina高通量测序分析烟荞轮作对烟草根际微生物丰富度、多样性及群落结构的影响.[结果]烟草移栽后45、60、75和90 d,轮作田烟草黑胫病病情指数分别为2.57、18.03、24.93和75.88,与连作田相比分别下降35.59%、36.22%、46.53%和11.52%;轮作田烟草根际黑胫病菌孢子数量分别为1.05×104、2.19×104、5.25×105和1.32×105个/g,与连作田相比分别降低43.55%、86.81%、95.73%和-43.86%.与连作相比,轮作提高了烟草根际土壤微生物群落的丰富度和多样性,轮作田细菌的Sobs、Shannon和Chao1指数分别上升23.70%、6.38%和24.32%,真菌的Sobs、Shannon和Chao1指数分别上升24.51%、16.57%、41.17%.在门水平上,轮作田中有益细菌门放线菌门(Actinobacteriota)、绿弯菌门(Chloro-flexi)、酸杆菌门(Acidobacteriota)的相对丰度分别较连作田提高6.58%、17.79%和38.22%,有益真菌门子囊菌门(As-comycota)、壶菌门(Chytridiomycota)的相对丰度分别较连作田提高20.47%和420.22%;在属水平上,烟荞轮作显著增加了芽孢杆菌属(Bacillus)、慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、念珠菌固体杆菌属(Candidatus_Solibacter)、鞘氨醇单孢菌属(Sphingomonas)、芽单胞菌属(Gemmatimonas)和沙壤土杆菌属(Ramlibacter)等有益细菌的丰度,显著减少了致病菌劳尔氏菌属(Ralstonia)的丰度.[结论]烟荞轮作可有效降低田间烟草黑胫病病情指数和根际黑胫病菌数量,提高烟草根际真菌和细菌的群落丰富度和多样性,增加烟草根际多种有益菌的丰度,对改善土壤微生态环境、缓解连作障碍具有积极作用,具有较广的推广应用前景.

    烟草黑胫病烟草荞麦轮作实时荧光定量PCR微生物群落

    基于灰色关联分析法的湖北烤烟还原糖含量与叶片形态特征关系研究

    刘晓敏位志坤王晓丽徐锐...
    1536-1542页
    查看更多>>摘要:[目的]探究不同部位烤烟叶片还原糖含量与叶片形态特征指标的关联性,确定对还原糖含量影响的主要形态特征指标,为湖北烟区优质烟叶原料生产提供理论参考.[方法]以湖北省襄阳市2017—2019年3个烟叶产地(枣阳市、南漳县和保康县)的初烤烟样品(272个上部叶样品、277个中部叶样品、282个下部叶样品)为试验材料,测定其主要叶片形态特征指标和还原糖含量,对不同部位叶片还原糖含量与单叶重、含梗率、叶长、叶宽及叶片长宽比等形态特征指标进行关系分析,并深入挖掘还原糖含量与叶片形态特征的数量关系.[结果]不同部位烤烟还原糖含量变异系数在15.00%左右.不同部位烤烟的含梗率与还原糖含量存在极显著负相关(P<0.01,下同),中、下部烤烟叶片的还原糖含量与叶宽呈极显著正相关,与叶片长宽比呈极显著负相关,上部叶与叶片长宽比呈显著负相关(P<0.05,下同);下部烟叶的单叶重与还原糖含量呈极显著正相关.上、中部叶片各形态指标与还原糖含量的灰色关联度排序为叶宽>叶长>叶片长宽比>含梗率>单叶重,下部叶片各形态指标与还原糖的灰色关联度排序为叶宽>叶长>单叶重>叶片长宽比>含梗率.不同部位叶宽与还原糖含量的回归方程均达显著水平,其中上部叶为y=0.238x+17.909,R2为0.720;中部叶为y=2.358x-0.045x2-4.894,R2为0.831;下部叶为y=3.693x-0.074x2-20.106,R2为0.946.[结论]不同部位初烤烟叶片还原糖含量均与叶宽的灰色关联度最大,且还原糖含量随叶宽增加呈增加趋势.叶宽可作为湖北烟区优质烟叶原料生产的一个重要参考指标.

    烤烟叶片形态特征还原糖灰色关联分析湖北烟区

    雪茄烟马杜罗茄衣化学品质指数与中性香气物质的关系

    闫铁军丁宁王剑周平...
    1543-1551页
    查看更多>>摘要:[目的]研究马杜罗茄衣中性香气物质随化学品质指数的变化规律,以期为国产雪茄茄衣的可用性评价和工业使用提供理论依据.[方法]以海南产区马杜罗茄衣为试验材料,测定烟叶化学品质指数及各类中性香气物质含量,并对化学品质指数和中性香气物质含量进行相关分析及回归分析.[结果]马杜罗茄衣烟叶各化学品质指数与中性香气物质的变异范围在0.12~0.50,均属于中等变异程度.糖碱比和糖氮比与苯丙氨酸转化产物、类西柏烷降解产物和新植二烯含量及中性致香物质总量分别呈显著(P<0.05,下同)或极显著(P<0.01,下同)正相关关系,氮碱比和钾氯比分别与类胡萝卜素降解产物含量呈极显著负相关关系.回归分析结果表明,在一定范围内:提高糖碱比,苯丙氨酸转化产物、类西柏烷降解产物和新植二烯含量及中性香气物质总量持续升高;提高糖氮比,苯丙氨酸转化产物、类西柏烷降解产物和新植二烯含量及中性香气物质总量均先降低再升高,分别在糖氮比为0.49、0.47、0.56和0.51时达最低值;提高氮碱比,类胡萝卜素降解产物含量先降低再升高,最低值时氮碱比为0.93;提高钾氯比,类胡萝卜素降解产物含量显著降低.[结论]马杜罗茄衣化学品质指数与中性香气物质密切相关,利用回归模型可判断香气物质随化学品质指数的变化趋势,对马杜罗茄衣品质调控及协调性研究具有重要参考价值.

    雪茄烟马杜罗茄衣化学品质指数中性香气成分相关分析回归分析

    有机肥和品种互作对土壤微生物群落及雪茄烟叶生长和产量的影响

    李虹高华军吕洪坤林北森...
    1552-1559页
    查看更多>>摘要:[目的]揭示有机肥和雪茄烟叶品种互作对土壤微生物群落数量及烟叶生长和产量的影响,为改善国内雪茄植烟土壤管理及提高雪茄烟叶产量和品质提供参考.[方法]以2个古巴雪茄烟叶品种KS01(V01)和KS02(V02)为试验材料,设有机肥常规用量1500 kg/ha(C1500)和高施用量2250 kg/ha(C2250)2个处理,测定并分析土壤可培养微生物群落数量及烟叶叶绿素含量(SPAD值)、叶片长宽和叶面积、成熟叶鲜重和晾制后干物质重量等指标.[结果]与有机肥常规用量处理相比,高施用量条件下雪茄烟叶成熟期红壤中可培养微生物细菌群落数量显著增加(P<0.05,下同),土壤细菌发展为最具优势的微生物群落,而真菌群落则演变为土壤最弱势的微生物群落.增施有机肥可促进雪茄烟叶叶绿素合成,对于同一部位烟叶,均以V01×C2250互作处理的SPAD值最高.有机肥高施用量还显著促进雪茄烟叶生长,V01品种对有机肥处理响应度较高,V01×C2250处理组合成熟烟叶的产量指标(长度、宽度、鲜重、干物质重量)均优于所有处理的平均值.[结论]有机肥高施用量可优化雪茄植烟土壤微生物性质,促进雪茄烟叶叶绿素合成、烟叶伸长变宽,并提高雪茄烟叶干物质重量.V01品种对有机肥响应度更高,采用有机肥与优良雪茄烟叶品种配套的技术方法才能发挥促进土壤管理和提升雪茄烟叶产质的潜力.

    雪茄有机肥品种土壤微生物叶绿素含量叶面积生物量

    玫瑰黄链霉菌活性代谢产物诱导烟草灰霉病抗性机制研究

    刘海涛王娇刘大群李亚宁...
    1560-1567页
    查看更多>>摘要:[目的]解析温室条件下玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63活性代谢产物Roflamycoin和Men-myco-A(简称R&M)诱导烟草灰霉病抗性的作用机制,为利用R&M绿色防控烟草灰霉病提供理论依据.[方法]通过80 mg/L R&M注射4~5叶期本生烟草叶片后过敏反应(HR)染色验证及100 mg/L R&M注射4~5叶期本生烟草叶片后抗病标志基因hsr203J的表达验证R&M的诱抗作用;采用相关试剂盒检测烟草处理(分别为80 mg/L R&M喷雾处理和清水处理)后非药剂接触烟叶内过氧化氢酶(CAT)和脂氧合酶(LOX)的活性变化,以及防御相关物质过氧化氢(H2O2)的含量变化.采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测烟草处理(处理1,用80 mg/L R&M溶液灌根处理4~5叶期本生烟草2 d后,于上部第3片叶采用灰霉菌孢子悬浮液摩擦接种;处理2,清水灌根处理4~5叶期本生烟草2 d后,于上部第3片叶采用清水摩擦接种)后烟草叶片木质素合成基因PAL及病程相关蛋白(PR)基因PR1、PR5相对表达量的变化.[结果]80 mg/L R&M诱导处理后,烟叶中CAT活性2 d后逐步提高;LOX活性第3 d后显著提高(P<0.05,下同),第7 d达最高值;H2O2含量在第1 d迅速增加后降低;PAL基因相对表达量在24 h后显著上调,为清水对照的25.37倍;病程相关蛋白基因PR1、PR5相对表达量分别在24和72 h达最高值,分别为清水对照的11.23和11.17倍.[结论]R&M通过提高烟叶中相关防御酶活性、协调活性氧水平及增强抗病相关基因的表达等提高烟草植株的抗病性.玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63产生的活性代谢产物R&M具有作为植物病害诱抗剂的潜力,有望应用于植物灰霉病等重要病害的绿色防控.

    玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63RoflamycoinMen-myco-A烟草灰霉病诱导抗病性PR基因

    一株具有烟草甲毒杀作用的苏云金芽孢杆菌对烟叶的影响

    胡逸超苏赞雷薇陈义昌...
    1568-1576页
    查看更多>>摘要:[目的]明确一株具有烟草甲毒杀作用的苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis,Bt)在醇化过程中对烟叶的影响,为烟叶仓库中应用Bt菌剂防控烟草甲的可行性和安全性评价提供参考依据.[方法]按照0.1 g Bt菌剂处理1 kg烟叶的比例作处理,以未喷施Bt菌剂的烟叶作为对照,在仓库中贮藏12个月后,每隔2个月采集醇化阶段烟叶,对总糖、还原糖、氯、总植物碱、钾、总氮和淀粉等7项常规化学成分,以及香气质、香气量、杂气、刺激性、透发性、柔细度、甜度、余味、浓度和劲头等10项感官品质进行测定和评估.同时对醇化24个月的烟叶样品使用16S rDNA扩增子测序,比较分析喷施Bt菌剂和未喷施Bt菌剂的烟叶细菌群落结构多样性变化.[结果]Bt菌剂处理后,烟叶的7项常规化学成分均未出现显著变化(P>0.05);而感官质量的5项指标出现显著性差异(P<0.05,下同),其中香气量和杂气的评吸得分表现为处理组优于对照组,香气质、透发性和甜度的评吸得分表现为对照组优于处理组;处理组和对照组的细菌种类存在明显差异,在处理组中,纲、目、科和属分类中相对丰度最高的分别为杆菌纲(Bacilli,95.9%)、芽孢杆菌目(Bacillales,95.9%)、芽孢杆菌科(Bacillaceae,96.0%)和芽孢杆菌属(Bacillus,95.9%),而在对照组中,相对丰度最高的分别为丙型变形菌纲(Gammaproteobacteria,47.6%)、肠杆菌目(Enterobacteriales,31.3%)、肠杆菌科(Enterobac-teriaceae,33.7%)和志贺氏大肠杆菌属(Escherichia-Shigella,22.9%).处理组和对照组的Alpha多样性指数中Ob-served species指数和Chao1指数存在显著差异,处理组的细菌群落丰富度显著低于对照组,Beta多样性分析证明2组间的群落结构存在显著差异.[结论]使用苏云金芽孢杆菌处理后,烟叶中的细菌群落结构发生显著变化,但对烟叶化学成分和感官质量的影响较小,不造成烟叶品质的下降,说明在仓储中使用该菌株防控烟草甲的经济风险较小.

    苏云金芽孢杆菌烟叶醇化化学成分感官质量细菌群落结构多样性