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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

    基于转录组测序的辅助鉴定南方大豆皱叶症分子标记开发

    陈文杰梁江韦清源汤复跃...
    1587-1597页
    查看更多>>摘要:[目的]基于转录组测序(RNA-Seq)开发辅助鉴定南方大豆皱叶症(SSCLD)的分子标记,为快速鉴定生产上遇到的大豆皱叶是否为SSCLD提供技术支撑.[方法]利用转录组测序技术分析遗传背景相近的皱叶大豆和正常叶大豆材料在皱叶症诱导环境下的差异表达基因(DEGs),从中去除核苷酸序列高度相似的同源序列,筛选出表达差异较大的DEGs进行分子标记开发,利用皱叶大豆材料和逆境处理试验评价分子标记的表达专一性,并利用不同类型的皱叶表型样本对分子标记进行表达专一性及可靠性验证.[结果]7株皱叶植株样本和5株正常叶植株样本的测序碱基错误率为0.0226~0.0238,Q20和Q30分别在99.00%和99.90%以上的碱基数量占总碱基数量均大于95.00%,GC含量为45.60%~46.24%,表明转录组测序数据质量较好.皱叶大豆材料较正常叶大豆材料有1063个DEGs上调表达,85个DEGs下调表达.根据基因的表达量和同源性,共筛选8个DEGs用作开发分子标记的候选基因,均表现为明显上调表达.8个候选基因的实时荧光定量PCR检测结果与转录组数据基本相符.此外,所筛选基因中有6个基因表达在不同程度上受干旱、水渍、冷害、荫蔽和盐胁迫等逆境胁迫诱导,其中,种植于皱叶症土壤中的皱叶型株系叶片GLYMA_18G033400基因的相对表达量均高于其在正常土壤中受干旱、水渍、冷害、荫蔽和盐等逆境胁迫后的相对表达量.根据GLYMA_18G033400基因序列设计分子标记qCL-18G033400,并用该分子标记对19份不同皱叶类型的叶片样品进行实时荧光定量PCR检测,结果发现,以ΔCt值小于10.00作为SSCLD的判定标准,分子标记鉴定结果同田间鉴定结果一致.[结论]利用转录组测序技术开发的分子标记qCL-18G033400可辅助鉴定SSCLD.

    大豆皱叶症分子标记开发转录组辅助鉴定

    不同玉米种质花期对干旱和高温胁迫的响应

    侯宪斌易强滕峥杨翠凤...
    1598-1611页
    查看更多>>摘要:[目的]探讨不同玉米种质农艺性状和光合生理性状对干旱和高温胁迫的响应,以期为玉米耐旱和耐热种质的筛选及热带种质的利用提供理论依据.[方法]以热带种质、温带种质和温热种质各25份为试验材料,分别在开花散粉期前后进行干旱处理和高温处理,以当地玉米种植正常管理为对照,测定不同处理的株高、穗位高、雄穗分枝数、散粉吐丝间隔期、穗长、穗行数、行粒数、百粒重、单株产量和叶绿素含量,计算PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)和PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm),对不同种质的耐旱性和耐热性进行综合评价.[结果]不同玉米种质间12个性状的联合方差分析结果显示,种质间及环境(胁迫)间均存在极显著差异(P<0.01,下同).不同玉米种质间开花散粉期对干旱胁迫响应的变化趋势一致,单株产量和散粉吐丝间隔期受干旱影响较大,穗行数受干旱影响较小.不同玉米种质间开花散粉期对高温胁迫响应的变化趋势一致,单株产量受高温影响较大,穗位高受高温影响较小.叶绿素含量、Fv/Fo和Fv/Fm的耐旱系数在热带种质中表现最好,雄穗分枝数耐旱系数在温热种质中表现最好,株高和穗位高的耐旱系数在温带种质中表现最好.穗长、单株产量、叶绿素含量、Fv/Fo、Fv/Fm等性状耐热系数在热带种质中表现最好.3类种质中耐旱以上自交系数量表现为热带种质(11个)>温热种质(9个)>温带种质(7个),中耐热以上自交系数量表现为热带种质(10个)>温热种质(3个)>温带种质(2个).不同种质耐旱性和耐热性综合评价结果与其聚类分析结果高度一致,且不同种质耐旱性和耐热性加权隶属值均具有极显著相关性.聚类分析结果表明强耐旱自交系单株产量、叶绿素含量、Fv/Fm、株高、穗长等性状表现较好,强耐热自交系单株产量、穗长、行粒数、叶绿素含量、Fv/Fm等性状表现较好.加权隶属值结果表明株高、单株产量、叶绿素含量和Fv/Fm与耐旱性相关性较高,行粒数、单株产量、叶绿素含量、Fv/Fm与耐热性相关性较高.[结论]不同种质对干旱胁迫和高温胁迫响应趋势相同但响应程度存在差异,热带种质更易筛选出耐旱性或耐热性表现较好的自交系.单株产量、叶绿素含量和Fv/Fm对耐旱性和耐热性鉴定均具有较好效果.

    玉米种质花期干旱胁迫高温胁迫

    铁皮石斛DcNAC1基因克隆、表达及转录自激活活性分析

    陈彧邢文婷李雨欣张婷婷...
    1612-1621页
    查看更多>>摘要:[目的]克隆铁皮石斛NAC转录因子基因(DcNAC1),并进行表达模式及转录自激活活性分析,为铁皮石斛抗逆相关基因鉴定及其分子机制研究提供参考.[方法]以铁皮石斛cDNA为模板,PCR扩增DcNAC1基因,运用生物信息学软件分析DcNAC1蛋白的理化性质、保守结构域、信号肽、跨膜结构域及亚细胞定位,通过实时荧光定量PCR检测DcNAC1基因在不同组织和不同逆境胁迫下的表达模式.同时构建该基因的酵母表达载体,分析其转录自激活活性.[结果]从铁皮石斛中PCR扩增获得DcNAC1基因的开放阅读框(ORF),全长为945 bp,与参考序列(LOC110104882)的核苷酸序列相似性为100%.该基因编码314个氨基酸残基,蛋白分子量为35.40 kD,理论等电点(pI)为8.16,为不稳定的亲水性蛋白,定位于细胞核,不含信号肽和跨膜结构域,含有特征性的NAC保守结构域.DcNAC1基因的启动子序列含茉莉酸甲酯响应元件(CGTCA-motif和TGACG-motif)、胁迫响应元件(TC-rich repeats)、光响应元件(G-box)、干旱诱导MYB结合位点(MBS)和低温响应元件(LTR).根中DcNAC1基因的相对表达量在高温胁迫和低温胁迫处理6h分别达最高,显著高于处理0h(P<0.05,下同);茎中DcNAC1基因在盐胁迫处理48h的相对表达量达最高,显著高于处理0h.将构建的重组质粒pGBKT7-DcNAC1转化酵母菌株Y2HGold,结果发现该重组质粒无毒性,DcNAC1蛋白具有自激活活性.[结论]DcNAC1基因表达受到茉莉酸、低温、干旱、光信号和逆境胁迫等多种信号的调控.DcNAC1蛋白具有自激活活性,通过激活下游基因的表达,参与到植物生长发育和逆境胁迫响应的转录调控过程中.

    铁皮石斛NAC转录因子基因克隆转录自激活活性逆境胁迫

    基于高通量测序的明日叶不同组织内生菌群落结构分析

    刘雯雯张旭黄奇胡连清...
    1622-1632页
    查看更多>>摘要:[目的]分析明日叶不同组织内生菌的群落结构和多样性,为探究明日叶和内生菌互作机制及功能菌株筛选提供参考.[方法]以四川宜宾栽培的药食兼用型明日叶为试材,采用Illumina MiSeq高通量测序技术确定根、茎、叶和果实组织内生真菌和内生细菌群落多样性.[结果]根据97%的序列相似性水平,将内生真菌和细菌的reads分别归类为1023和1871个操作分类单元(OTU).韦恩图和热图显示明日叶各组织内生真菌和内生细菌群落结构差异性较高,种群丰度存在一定的差异.α多样性分析发现明日叶的叶内生真菌种类数最多,根内生真菌群落多样性最低,果实内生真菌群落丰富度最低;而根含有内生细菌种类数最多,茎内生细菌群落多样性最低,果实内生细菌群落丰富度最低.β多样性分析表明,组织特征对明日叶内生真菌或内生细菌群落结构有显著影响.明日叶4个不同组织中的优势真菌门和细菌门分别为子囊菌门(Ascomycota)和变形菌门(Proteobacteria).根、茎、叶和果实中内生真菌优势属分别为Serendipita、Paramycosphaerella、多臂菌属(Trichomerium)和Apiotrichum,内生细菌优势属分别为罗尔斯通菌属(Ralstonia)、罗尔斯通菌属、甲基杆菌属(Methylobacterium)和弧菌属(Vibrio).线性判别分析(LEfSe)表明,除根外,明日叶的茎、叶和果实中内生真菌重要差异指示种分别是Paramycosphaerella、苍白尾孢属(Pallidocercospora)和横断孢属(Strelitziana);茎、叶和果实中内生细菌重要差异指示种分别是罗尔斯通菌属、甲基杆菌属和亮杆菌属(Leucobacter).经FUNGuild和COG功能预测发现,不同组织内生菌群功能丰富,除具有固氮、促生和抑菌等功能的菌群外,还存在较大比例未知功能菌群.[结论]明日叶中蕴含丰富多样的内生菌群,在不同组织中的群落结构、多样性、优势菌属及差异指示种存在保守性与差异性,组织特征差异是影响内生菌群的重要因素;不同组织内生菌群生态功能亦差异较大,且大量为未鉴定出种属和未定义的功能菌群.

    明日叶内生真菌内生细菌多样性功能预测

    密花豆叶绿体基因组序列特征及密码子偏好性分析

    吴民华叶晓霞谭靖怡王燊...
    1633-1645页
    查看更多>>摘要:[目的]分析密花豆叶绿体基因组序列特征及密码子偏好性,为密花豆种质鉴定、分子育种及资源保护利用提供理论参考.[方法]利用高通量测序技术对密花豆的叶绿体基因组进行测序,结合生物信息学软件和工具对序列进行拼接、注释及序列特征和密码子偏好性分析,并通过构建系统发育进化树解析密花豆的进化地位.[结果]密花豆叶绿体基因组全长为152275 bp,是由83924 bp的大单拷贝(LSC)区、25113 bp的反向重复A(IRA)区、18125 bp的小单拷贝(SSC)区和25113 bp的反向重复B(IRB)依次排列而成的环状双链四分体分子.密花豆叶绿体基因组共注释到129个基因,包括84个蛋白编码基因(PCGs),8个rRNA和37个tRNA.密花豆叶绿体基因组在自然选择为主的多因素作用下,偏好使用以A或T结尾的密码子,最优密码子是GCT、AGA、CGA、AAT、TGT、CAA、GAA、GGT、CAT、ATA、TTA、AAA、TTT、CCT、TCA、ACT、TAT和GTT.从密花豆叶绿体基因组检测到117个SSR位点,由单、二、三、四核苷酸重复基元组成,其中以单、二核苷酸复基元数量较多,分别占SSR位点总数的50.4%和36.8%,且单、二、三、四核苷酸重复基元均以A或T及其组合为主.叶绿体基因组在密花豆属内和属间均存在较明显的碱基突变,密花豆与同属的美丽密花豆的叶绿体基因组序列相似性最高,说明二者亲缘关系最近.[结论]密花豆叶绿体基因组具有植物叶绿体基因组典型的结构特点,在密花豆属内及属间均有较好的鉴别效果,且其密码子偏好性是多因素共同作用的结果,其中自然选择是主要决定因素,但碱基突变以及其他因素对密码子使用偏好也有一定影响.

    密花豆叶绿体基因组序列特征密码子偏好性系统发育分析

    广西壮瑶药瘤果紫玉盘SCoT-PCR反应体系建立及引物筛选

    张尚文杨天为黄诗宇李婷...
    1646-1655页
    查看更多>>摘要:[目的]建立瘤果紫玉盘SCoT-PCR最佳反应体系,并筛选出适宜的SCoT引物,为瘤果紫玉盘种质鉴定分类、亲缘关系分析和遗传多样性分析提供理论参考.[方法]以广西河池、百色、柳州、南宁4份瘤果紫玉盘野生种质为试材,通过单因素试验和正交试验对瘤果紫玉盘SCoT-PCR反应体系的DNA模板用量、引物用量和Mix预混液用量3个因素进行优化,并使用优化后最佳反应体系进行SCoT引物筛选.最后将SCoT-PCR最佳反应体系和筛选出的引物用于瘤果紫玉盘种质的遗传多样性分析.[结果]单因素试验结果显示,DNA模板用量为40~70 ng,引物(10 μmoL/L)用量为1.0~1.4 μL,Mix预混液用量为9.0~12.0 μL范围内扩增效果较好,通过L16(43)正交试验确定瘤果紫玉盘的SCoT-PCR最佳反应体系20.0 μL:DNA模板(40 ng/μL)1.0 μL,引物(10 μmoL/L)1.2 μL,Mix预混液10.0 μL,7.8 μL ddH2O.利用最佳反应体系筛选出26条适用于瘤果紫玉盘的SCoT引物,并确定了各引物最适的退火温度.26条SCoT引物在4份瘤果紫玉盘材料中共扩增出305个基因位点,其中多态性位点204个,多态性比率为66.89%,平均每条引物扩增出11.7个基因位点,有8.7个多态性位点.4份瘤果紫玉盘种质的平均等位基因数(Na)为1.7377,平均有效等位基因数(Ne)为1.5344,Nei's基因多样性指数(H′)为0.3053,Shannon指数(I)为0.4449.4份瘤果紫玉盘间的遗传相似系数为0.5443~0.6492,遗传距离为0.4320~0.6083,说明4份瘤果紫玉盘种质间存在较大的遗传变异,遗传多样性水平较高.[结论]建立的SCoT-PCR最佳反应体系和筛选出的26条SCoT标记引物扩增效果较好,可用于瘤果紫玉盘种质资源的鉴定分类、亲缘关系分析和遗传多样性分析.

    瘤果紫玉盘SCoT-PCR反应体系优化引物筛选遗传多样性

    云南3种黄精根系丛枝菌根真菌群落结构特征差异研究

    黄博邓利娟杨双琳钟宇...
    1656-1666页
    查看更多>>摘要:[目的]明确云南黄精主栽品种根系间丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)的定殖状况、多样性和群落结构差异,并探讨黄精根系AMF多样性与根际土壤理化性质间的关系,为黄精栽培专用AMF菌肥的研发和利用打下基础.[方法]以云南黄精主栽品种鸡头黄精、多花黄精和滇黄精根系及根际土壤为研究对象,采用显微形态观察法测定黄精根系中各菌根的定殖参数和根际土壤的AMF孢子密度,通过Illumina高通量测序技术分析不同品种黄精根系间AMF多样性和群落结构差异,并应用皮尔森相关系数法分析AMF多样性与土壤理化因子间的相关性.[结果]黄精根系中AMF定殖强度及定殖率分别在15.11%~39.21%和44.34%~92.22%,根际土壤孢子密度在105.33~285.33个/25 g,其中鸡头黄精的定殖程度显著高于其他2种黄精(P<0.05,下同),而滇黄精根际土壤中的AMF孢子密度最高.通过高通量测序在3种黄精根系中共获得38个OTUs,排除不可归类后分属于4目5科5属14种,其中球囊霉属(Glomus)占比最高(80.61%).多样性分析结果发现,不同品种黄精根系AMF多样性指数差异显著.对比其他品种,滇黄精根系中AMF-OTUs最多,且Shannon指数最高,Simpson指数最低,说明该品种根系中AMF的种类更丰富.PLS-DA结果表明,3个品种黄精根系的AMF群落结构差异明显,其中类球囊霉属(Paraglomus)为滇黄精根系的优势属(占比59.86%),Glomus为鸡头黄精和多花黄精的优势属(占比分别为95.55%和99.47%).相关分析结果发现,根际土壤中的碱解氮和有机质含量与黄精根系AMF的Shannon指数呈极显著负相关(P<0.01).[结论]黄精根系AMF多样性及群落结构与品种密切相关.Glomus和Paraglomus可作为黄精功能型AMF菌剂开发的重点.

    黄精丛枝菌根真菌群落结构云南

    罗汉果渣发酵料替代部分日粮对富凤麻鸡大肠微生物群落多样性的影响

    滕少花肖正中周晓情吴柱月...
    1667-1675页
    查看更多>>摘要:[目的]探索罗汉果渣发酵料替代部分日粮对富凤麻鸡大肠微生物群落多样性的影响,为罗汉果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日龄的富凤麻鸡(母鸡)20羽,随机分成4组,使用罗汉果渣发酵料分别替代3%、6%、9%日粮,以全日粮为对照(CK),进行为期97d的饲养试验.饲喂结束后,采集鸡大肠内容物,基于Illumina高通量测序技术探究3种替代日粮比例对富凤麻鸡大肠微生物群落多样性的影响.[结果]不同比例替代日粮处理的富凤麻鸡大肠微生物群落的Chao1指数排序为CK>替代9%>替代3%>替代6%,Shannon指数排序为CK>替代9%>替代3%=替代6%,Simpson指数排序为CK=替代9%>替代3%=替代6%.经Wilcoxon检验,各试验组与CK的Chao1指数无显著差异(P>0.05,下同),表明罗汉果渣发酵料替代日粮处理对富凤麻鸡大肠细菌群落物种的丰富度均无影响.替代3%日粮的富凤麻鸡大肠微生物群落的Shannon指数显著低于CK(P<0.05,下同),其他试验组的Shannon指数与CK无显著差异;替代3%和6%日粮处理大肠微生物群落的Simpson指数显著低于CK,而替代9%日粮的Simpson指数与CK无显著差异.门分类水平上共注释出29个细菌门,其中拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)是4组试验中的绝对优势菌门,拟杆菌门的相对丰度排序为替代9%>CK>替代3%>替代6%,厚壁菌门的相对丰度排序为替代6%>替代3%>CK>替代9%,变形菌门的相对丰度排序为替代3%>替代6%>CK>替代9%.其中,替代3%日粮处理的大肠微生物群落变形菌门相对丰度显著高于CK,替代9%日粮处理的变形菌门相对丰度显著低于CK,而替代6%日粮处理的变形菌门相对丰度与CK无显著差异.属分类水平上,变形菌属(Proteus)的相对丰度在4组试验中有显著差异,其相对丰度排序为替代6%>替代3%>CK>替代9%,其中,替代9%日粮处理的变形菌属相对丰度显著低于CK,而替代3%和6%日粮处理与CK无显著差异.[结论]基于物种丰富度、罗汉果渣的营养成分及变形菌门的丰度对富凤麻鸡大肠微生物群落影响的保守评估,罗汉果渣发酵料替代日粮的最佳替代比例为6%.

    富凤麻鸡罗汉果渣肠道菌群微生物多样性

    外源茉莉酸对三七根系代谢物的影响及关键代谢物诱导三七抗病性分析

    王正平罗丽芬张林段生双...
    1676-1688页
    查看更多>>摘要:[目的]揭示叶部喷施茉莉酸(Jasmonic acid,JA)诱导三七根系的代谢变化,明确显著变化的代谢物,为三七病害的生物防治提供理论基础.[方法]以三七为试验材料,在叶部接种黑斑病菌(Alternaria panax)菌株SL17,于接种4和8d时测定三七植株内源JA含量;于三七叶片外源喷施不同浓度的JA后,利用气相色谱—质谱联用仪(GC-MS)分析三七根系代谢物变化,并检测显著变化代谢物对主要根腐病菌的抑制活性及其灌根后诱导三七叶部抗黑斑病的效果.[结果]叶部接种黑斑病菌4d时,三七叶部JA和茉莉酸亮氨酸螯合物(JA-ile)的含量增加而在根系减少;接种8d时,叶部JA含量显著增加(P<0.05,下同),而根系中2种物质的含量均极显著增加(P<0.01).外源喷施不同浓度JA后三七根系代谢变化测定结果显示,三七根系中共检测出125种代谢物,主要分为有机酸类、氨基酸类、酯类、糖类、胺类、核苷酸及其衍生物和酮类等,其中有机酸类、氨基酸类和糖类是根系代谢物中的主要成分.与对照相比,叶部施用JA后三七根系中的草酸和氢化乳清酸含量显著增加.进一步测定显著变化的差异代谢物功能发现,草酸和氢化乳清酸对三七主要根腐病菌具有一定的抑制活性,其中氢化乳清酸在浓度为0.001 μg/mL时对茄腐镰刀菌(Fusarium solani)菌株F3和锈腐病菌(Ilyonectria destructans)菌株RS6的抑制效果最佳,浓度为0.010 μg/mL时对锈腐病菌菌株RS8的抑制效果最佳,浓度为0.100 μg/mL时对恶疫霉(Phytophthora cactorum)菌株D-6的抑制效果最佳;草酸浓度为0.001 μg/mL时对菌株F3的抑制效果最佳,浓度为10.000 μg/mL时对菌株D-6的抑制效果最佳;草酸和氢化乳清酸灌根后还能明显减小三七叶部黑斑病的病斑面积,且均在浓度10.000 μg/mL时诱导抗病效果最佳.[结论]外源喷施JA可改变三七根系代谢,促进氢化乳清酸和草酸的积累,进而增强三七对黑斑病的抗性,并对三七主要根腐病菌具有一定的抑制活性.

    三七黑斑病菌茉莉酸氢化乳清酸草酸抗病性

    不同贮藏温度对雪胆块茎褐变相关酶及底物的影响

    陈庚李思琪高青青李霞...
    1689-1696页
    查看更多>>摘要:[目的]研究贮藏温度对雪胆块茎褐变相关酶、底物及有效成分的影响,为控制褐变、提高雪胆块茎中药材的稳定性提供理论支持.[方法]将鲜切雪胆块茎放置在3个贮藏温度(-20、4和25℃)下,分别于贮藏第0、2、4、8和10d时取样,测定其褐变度、过氧化物酶(POD)活性及丙二醛(MDA)、总酚、雪胆甲素和雪胆乙素含量等指标,并进行褐变度与其他测定指标间的相关分析.[结果]随着贮藏时间的延长,鲜切雪胆块茎褐变度均上升,贮藏至第10d时,25℃下贮藏的鲜切雪胆块茎褐变度较-20和4℃显著升高(P<0.05,下同);3个贮藏温度下的鲜切雪胆块茎POD活性均呈先上升后下降的变化趋势,整个贮藏期间25℃下的POD活性始终显著高于-20和4℃;贮藏温度越高,鲜切雪胆块茎的MDA含量越大,贮藏4~10 d,25℃的MDA含量显著高于-20和4℃,但-20与4℃的MDA含量间无显著差异(P>0.05,下同);贮藏第4d后,25℃下贮藏的鲜切雪胆块茎总酚含量也始终显著高于-20和4℃.25℃下贮藏的鲜切雪胆块茎中雪胆甲素含量在第4d后急剧上升,在第6d达最大值(1.1410 mg/g),显著高于-20和4℃,而雪胆乙素含量在贮藏2d后开始急剧增加,至第8d时达0.01143 mg/g,也显著高于-20和4℃.相关分析结果表明,3个贮藏温度下的褐变度均与贮藏时间呈极显著正相关(P<0.01,下同),与总酚、雪胆甲素和雪胆乙素含量均无显著相关性;-20和4℃的褐变度与POD活性分别呈极显著和显著负相关,-25℃的褐变度与POD活性无显著相关性;-20℃的褐变度与MDA含量呈显著负相关.[结论]低温(-20和4℃)下贮藏,可通过抑制褐变关键酶POD活性,或减少褐变底物酚类物质的生成而有效控制鲜切雪胆块茎的褐变,以-20℃的控制褐变效果更佳.

    鲜切雪胆块茎褐变过氧化物酶总酚贮藏温度