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202005-ML 目录
2020, 35(5): 1-2.
摘要:
作物科学
CRISPR/Cas9编辑Badh2基因改良优质粳稻品种香味性状
吴明基, 林艳, 刘华清, 付艳萍, 宋亚娜, 王锋
2020, 35(5): 465-473. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.05.001
摘要:
  目的  利用基因编辑技术编辑水稻香味基因,改良优质粳稻香味性状。  方法  构建CRISPR/Cas9-BADH基因编辑载体,转化优质粳稻品种龙稻18、龙稻24和秀水134,测序鉴定3个优质粳稻品种的香味基因Betaine aldehyde dehydrogenase 2Badh2)突变体并分析潜在脱靶效应,利用气相色谱-质谱联用技术测定不同遗传背景badh2突变体稻米的2-乙酰-1-吡咯啉(2-acetyl-1-pyrroline, 2AP)含量。  结果  转化获得的30株T0代中有24株为badh2突变体,其中53.33%为杂合型突变,16.67%为纯合型突变,10%为双等位突变类型。T1代非转基因植株内共鉴定获得7种纯合badh2突变基因型。在5个预测位置上未检测到脱靶事件的发生,说明设计的sgRNA具有高度特异性。所有Badh2移码突变体稻米的2AP含量都达到或高于稻花香的水平,但不同品种来源的badh2突变体间2AP含量差异极显著。  结论  本研究提供了一个能够高效诱导水稻Badh2突变的CRISPR/Cas9定向编辑靶点,改良了生产上大面积推广的3个优质水稻品种龙稻18、龙稻24和秀水134的香味性状,发现了不同遗传背景的水稻badh2突变体间2AP含量差异显著,为基于定向编辑Badh2基因的方法培育适合生产应用的香稻品种、提高育种效率提供科学依据。
水稻OsBI-1L-8基因启动子功能分析
陈睿, 于法科, 李清贤, 单贞
2020, 35(5): 474-479. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.05.002
摘要:
  目的  分析水稻OsBI-1L-8基因启动子的结构与功能,解析OsBI-1L-8基因的表达特性及生物学功能,进一步了解OsBI-1L家族在水稻生命进程中的作用机理。  方法  利用BDGP、Softberry及Promoter 2.0预测分析水稻OsBI-1L-8启动子大小,以日本晴基因DNA为模板扩增pOsBI-1L-8,PlantCARE分析序列中顺序调控元件。构建pOsBI-1L-8::GUS载体,导入水稻,组织化学染色法检测pOsBI-1L-8在水稻中的时空表达特征。  结果  通过预测分析并克隆pOsBI-1L-8长度为1 258 bp,该区域含有光信号、缺氧胁迫应答及激素调节等顺式作用元件。pOsBI-1L-8驱动的GUS报告基因仅表达于水稻抽穗期的茎结合部位、根茎过渡区和雄蕊。  结论  pOsBI-1L-8为组织特异型启动子,推测OsBI-1L-8可能在水稻生长及雄蕊发育中起重要作用。
福建花生氮磷钾推荐施肥与有机肥替代化肥潜力研究
李娟, 张立成, 张华, 章明清, 姚宝全
2020, 35(5): 480-488. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.05.003
摘要:
  目的  为提高花生施肥效益,实现减量增效的目标,在花生氮磷钾施肥限量标准研究基础上,探讨有机肥替代化肥的最佳施肥模式。  方法  根据近年来在福建花生主产区开展的105个田间肥效试验结果,应用系统聚类分析结合类别间差异显著性检验技术,确定花生最佳施肥类别数;构建各施肥类别的三元非结构肥效模型,确定推荐施肥量,并开展田间试验验证和有机肥替代化肥潜力的研究。  结果  在各施肥类别间的氮磷钾施肥效应具有显著水平差异条件下,福建花生可划分为高产田、中产田、中低产田和低产田等4个施肥类别;高产田的花生施肥效应远高于其他类型田块,中产田及以下的耕地类型应进行土壤改良培肥,才能充分发挥施肥增产潜力。针对各耕地施肥类别对应的氮磷钾田间肥效试验结果构建的4个三元非结构肥效模型均属于典型式,由此建立了基于农学效应的花生氮磷钾推荐施肥量。34个大田对比试验表明,化肥推荐施肥的花生产量平均比习惯施肥增产10.2%,肥料成本下降63元·hm−2,净增收2 877元·hm−2;平均氮、磷减肥幅度分别为24.9%、38.1%,但增加钾肥用量79.3%。有机肥替代25%化肥处理的产量最高,平均比化肥推荐施肥增产10.6%,净增收1 595元·hm−2  结论  在推荐施肥基础上,有机肥替代25%化肥是花生减肥增效最佳施肥模式。
高产优质鲜食大豆新品种闽豆7号的选育与应用
张玉梅, 蓝新隆, 陈伟, 徐日荣, 陈昊, 陈湘瑜, 滕振勇, 陆佩兰, 胡润芳, 林国强
2020, 35(5): 489-494. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.05.004
摘要:
  目的  选育高产优质的鲜食大豆新品种供推广种植,促进鲜食大豆品种更新换代。  方法  以抚鲜5号为母本,云豆9号为父本进行有性杂交,经系谱选育,聚合父母本优良基因,定向选出组合08B3-1。2013年春进行品比试验,平均鲜荚产量11 459.40 kg·hm−2,比对照毛豆3号显著提高2.25%,定名为闽豆7号(闽审豆20180002)。  结果  推荐参加福建省鲜食大豆新品种区域试验,在2015–2016年两年区域试验中,闽豆7号平均鲜荚产量9 625.50 kg·hm−2,比对照毛豆3号增产1.76%;2017年春进入福建省鲜食大豆新品种生产试验,平均鲜荚产量9 780.45 kg·hm−2,比对照增产5.68%;2018年4月通过福建省农作物品种审定委员会审定(闽审豆20180002)。  结论  育成鲜食大豆新品种闽豆7号,该品种荚大粒大,清煮口感香甜柔糯,属鲜食大豆中熟品种,适宜福建省春播种植。
园艺科学
铁皮石斛鲨烯单加氧酶基因的克隆与表达分析
林江波, 王伟英, 邹晖, 戴艺民
2020, 35(5): 495-502. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.05.005
摘要:
  目的  克隆铁皮石斛(Dendrobium officinale)甾醇类化合物合成关键酶鲨烯单加氧酶(Squalene Monooxygenase,SQE)基因,并对其进行生物信息学分析和不同营养生长期茎和叶中的表达模式分析。  方法  根据铁皮石斛转录组测序获得带5’末端的SQE基因片段,设计DoSQE1DoSQE2基因的3’RACE引物,克隆全长cDNA,利用生物信息学分析软件对DoSQE1DoSQE2基因及其编码蛋白序列进行分析。运用实时荧光定量PCR检测DoSQE1DoSQE2基因在铁皮石斛营养生长期的8月、10月、12月茎和叶中的表达模式。  结果  DoSQE1基因cDNA序列全长1 796 bp(GenBank 登录号MT160182),含有1个1 554 bp的ORF,编码517个氨基酸;DoSQE2基因cDNA序列全长1 963 bp(GenBank 登录号MT160183),含有1个1 578 bp的ORF,编码525个氨基酸。DoSQE1具有2个跨膜区,分别在4~22 aa和55~72 aa;DoSQE2只有在5~23 aa的1个跨膜区。DoSQE1蛋白在204~476 aa、DoSQE2蛋白在211~484 aa处含有鲨烯环氧酶结构域。系统进化分析表明,DoSQE1与姬蝴蝶兰SQE(XP_020599860.1)的亲缘关系最近,DoSQE2与姬蝴蝶兰SQE(XP_020579136.1)的亲缘关系最近。qRT-PCR检测结果表明,茎和叶中都能检测到2个基因的表达,叶的表达量显著高于茎。DoSQE1基因在8月份表达量最高,DoSQE2基因在10月份表达量最高。  结论  本研究克隆得到DoSQE1DoSQE2基因,发现DoSQE1DoSQE2基因的表达模式存在差异,该结果为进一步研究铁皮石斛甾醇类化合物生物合成机理及代谢调控奠定基础。
杂交兰EST-SSR标记在国兰中的通用性及多态性分析
林榕燕, 陈艺荃, 钟淮钦, 吴建设, 林兵
2020, 35(5): 503-508. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.05.006
摘要:
  目的  探索杂交兰EST-SSR标记在国兰中的通用性,为国兰寻找新的分子标记,并利用这些新标记分析国兰的种间遗传多样性,以期为国兰的品种鉴定和种质资源的合理利用奠定基础。  方法  以建兰、墨兰、春兰等国兰44个品种为试验材料,对240对杂交兰EST-SSR标记引物的通用性进行研究。在此基础上,通过筛选的引物对国兰的遗传多样性进行分析。  结果  杂交兰240对EST-SSR引物在国兰中的通用性比例分别为春兰(67.92%)、建兰(66.25%)、墨兰(71.25%)。利用其中的17对引物对44份国兰品种资源进行分子系统发育研究,有10对引物表现出多态性,10对引物共扩增出52个条带,多态性条带数为3~9个,多态性信息含量分布范围为0.504~0.850。聚类分析结果表明,44个国兰品种可分为4大聚类群,分类结果与传统的植物学分类相吻合。  结论  本研究发掘的杂交兰EST-SSR引物可以有效用于国兰的分子遗传多样性研究。
混合接菌及营养元素对杜鹃苗生理生化特性的影响
杨舒婷, 欧静, 李林盼, 何跃军
2020, 35(5): 509-518. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.05.007
摘要:
  目的  探索杜鹃苗对不同混合接菌组合及营养元素的生理响应机制。  方法  以2年生杜鹃(Rhododendron simsii)苗为研究对象,采用J1(杜鹃花类菌根真菌混合接菌)、J2(杜鹃花类菌根真菌和马尾松外生菌混合接菌)、J3(不接菌,对照)3种接菌组合与不同氮磷钾施肥水平,研究菌根真菌与氮磷钾肥对杜鹃苗生理生化特性的影响,测定杜鹃幼苗生物量、叶绿素含量(chl)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量、可溶性蛋白(SP)含量、可溶性糖(SS)含量、生长素(IAA)含量、细胞分裂素(ZR)含量、赤霉素(GA3)和脱落酸(ABA)含量的变化情况,并采用主成分分析法对各指标进行筛选。  结果  混合接菌和施肥处理都能提高杜鹃叶片的叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素总含量、SOD活性、POD活性、CAT活性、SP含量、IAA含量、ZR含量和GA3含量,降低杜鹃幼苗的MDA含量,同时接菌处理较不接菌处理只需要施正常氮磷钾肥量的1/4~1/2水平即可最大程度增强杜鹃苗的生理水平,特别是接J2处理。菌根共生体可能是通过促进养分吸收,增强光合作用能力,刺激激素合成,降低膜脂过氧化程度,提高保护酶活性,增强杜鹃苗的抗逆能力,促进杜鹃苗生长。根据相关性分析可得,各指标均具有相关性。  结论  生理生化指标总体表现为接菌处理优于不接菌处理,J2处理施养分1/2水平(即施用尿素1.1 g·株−1、钙镁磷1 g·株−1、氯化钾0.7 g·株−1)对杜鹃苗生长及生理生化指标的影响最为明显,叶绿素含量(Chl)、超氧化物歧化酶活性(SOD)、可溶性蛋白(SP)、生长素(IAA)、赤霉素(GA3)可以作为反映杜鹃苗生长评价的主要指标。
主枝选留对高纺锤形苹果产量及品质的影响
王红宁, 孙俊宝, 牛自勉, 张生智, 吴晓璇
2020, 35(5): 519-524. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.05.008
摘要:
  目的  确定苹果高纺锤形树形构建中特定阶段的最佳树相参数,为果园科学修剪提供理论依据。  方法  以5~7 年生矮化高纺锤形苹果树为试材,研究不同主枝数量对树体产量及果实品质的影响。  结果  试验所涉区间内,苹果的株产随主枝数的增加呈先增后降的趋势,在主枝数为25个时产量达最高值。苹果的单果重随着主枝数量的增加而降低,在主枝数23~24个时,其单果重最高。果肉中可溶性固形物(TSS)和果皮中花色苷含量均随主枝数的增加而降低,均在主枝数23~25个时,其TSS和花色苷含量达最高。相关分析表明,苹果的株产、单果重、TSS和花色苷含量均与主枝数显著负相关(r=-0.721~-0.964)。  结论  综合各指标,主枝数为24.29个时,5~7 年生高纺锤形苹果的平均株产、单果重、果肉TSS及果皮花色苷含量四指标均可达相对较高水平。
氮肥减量下缓释肥对乌龙茶鲜叶产量与品质的影响
黄毅彪, 胡泽波, 林燕萍, 张见明, 王飞权, 尹应武, 金日良, 陈荣冰
2020, 35(5): 525-531. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.05.009
摘要:
  目的  研究氮肥减量下缓释肥对乌龙茶鲜叶产量、品质的影响,为茶园减量施肥提供参考。  方法  采用武夷岩茶黄观音为试验材料,以不施氮肥(CK1)和常规施肥(CK2)为对照,设置缓释氮肥减量10%(T1)、20%(T2)、30%(T3)和40%(T4)等4个处理。  结果  与不施氮肥相比,缓释肥显著提高土壤有机质含量、pH值、茶叶产量、SPAD值、含氮量、氨基酸含量。T1、T2与CK2相比,茶叶产量无差异;有机质含量分别提高4.01%和3.10%;pH值分别提高5.82%和2.41%;氨基酸含量分别提高10.11%和9.04%;酚氨比分别降低10.11%和5.57%。对6个处理的成分指标进行主成分分析,提取前2个主成分,累积贡献率达95.20%。经主成分分析,各处理得分差异显著。T1处理t1得分4.418、t2得分1.092,T2处理t1得分2.038和t2得分0.731,两个处理得分较高。  结论  缓释肥氮肥减量10%、20%促进茶鲜叶品质提升,可在茶叶生产上推广应用。
茶园套种对灵芝生长和品质的影响
林忠宁, 陆烝, 林怡, 李艳春, 刘明香
2020, 35(5): 532-537. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.05.010
摘要:
  目的  探讨茶园套种对灵芝生长和品质的影响,为茶园套种灵芝的生产模式应用提供科学依据。  方法  采用竖栽覆土和横栽覆土2种茶园套种灵芝仿野生栽培方式,分析比较2种茶园套种方式与常规室外荫棚覆土栽培方式之间灵芝的生长性能、商品性状及其品质的差异。  结果  茶园套种模式下,灵芝可以正常出芝并生长发育成熟,其商品性状正常,但生长性能和商品性状均不如室外荫棚覆土栽培。与室外荫棚覆土栽培相比,竖栽覆土和横栽覆土2种茶园套种下的灵芝菌棒下地后生长时间分别慢25 、18 d,出芝率分别显著降低12.8%和14.5%(P<0.05),生物转化率分别降低10.48%和4.49%(P>0.05)。茶园套种时灵芝的多糖、总三萜和氨基酸等含量与室外荫棚覆土栽培均无显著性差异;竖栽覆土和横栽覆土的灵芝多糖含量为1.09%和1.08%,比荫棚覆土栽培的灵芝高9.90%和9.29%,总三萜含量为1.19%和1.21%,比荫棚覆土栽培的灵芝高11.48%和13.55%。  结论  茶园生态环境条件下灵芝可以正常生长,茶园套种可提高灵芝的品质,但对生长性能和商品性状有一定的不利影响。
植物保护
槟榔芋软腐病生防真菌的筛选
董晓菲, 叶祖云, 刘雨虹, 黄林榕, 李珊
2020, 35(5): 538-544. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.05.011
摘要:
  目的  以福鼎槟榔芋为研究对象筛选生防菌株,为槟榔芋软腐病生物防治提供可用菌株。  方法  从福鼎槟榔芋根际土壤和健康植株球茎内分离得到22株真菌,经离体球茎试验筛选,共筛选出9株对槟榔芋软腐病具有防治效果的真菌菌株。对这9株菌株进行分子鉴定、常规形态特征观察、生理生化测定和田间活体防效等,进一步筛选可用菌株。  结果  得到2株有较好防治效果的菌株CAF-H001和CAF-L002。扩增菌株的ITS1/ITS4 DNA,经测序后与NCBI数据库进行同源性比对,结果显示菌株CAF-H001与藤仓镰刀菌(Fusarium fujikuroi )相似度100%,菌株CAF-L002与塔宾曲霉(Aspergillus tubingensis)相似度100%。其中,菌株CAF-H001为白色菌体,细长型分生孢子,最适pH为9,最适温度为28℃,以淀粉作为碳源、蛋白胨作为氮源时生长最佳;菌株CAF-L002为黑褐色菌体,球形分生孢子,最适pH为8,最适温度为32℃,以淀粉作为碳源、酵母浸粉作为氮源时生长最佳。  结论  本研究分离鉴定的菌株CAF-H001和CAF-L002分别为藤仓镰刀菌和塔宾曲霉,具有较好的生防应用价值,为槟榔芋软腐病的生物防治提供了基础。
温度对桉树枝瘿姬小蜂生长发育的影响
陈元生, 李欣, 邓必平
2020, 35(5): 545-551. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.05.012
摘要:
  目的  致瘿性昆虫—桉树枝瘿姬小蜂(Leptocybe invasa)的生长发育、繁殖及分布主要受到温度的影响,而探明温度对桉树枝瘿姬小蜂生长发育的影响,可为该害虫的虫情监测和预测预报提供科学依据。  方法  采用室内恒温接种、饲养的方法,测定了桉树枝瘿姬小蜂在19、22、25、28、31℃下各虫态的发育历期和发育速率,利用直线回归(图测法)、线性回归和 Logistic 回归方程分析了温度与各虫态发育速率的关系,并用直线回归方程求得各虫态发育起点温度和有效积温。  结果  温度对桉树枝瘿姬小蜂卵至蛹各虫态、全世代的发育历期及成虫寿命均有显著影响,在19~31℃范围内,各虫态发育历期均随温度升高而逐渐缩短,发育速率与温度呈显著正相关。图测法直线回归方程更能准确拟合桉树枝瘿姬小蜂各虫态发育速率与温度之间的关系。桉树枝瘿姬小蜂卵、幼虫、蛹、成虫(存活)及全世代的发育起点温度分别为10.78、10.29、14.64、14.73和12.68℃,有效积温分别为86.96、588.24、92.59、104.17和712.34 d·℃,发育最适温度分别为25.68、25.65、24.58、26.42和23.84℃,发育适宜温区为12.21~35.48℃。2017—2019年,该害虫在江西赣南发生世代数理论值为4.27代,与实际观察结果一致。  结论  温度是影响桉树枝瘿姬小蜂生长发育的重要因素,本研究结果可为预测该蜂的发育历期、发生区域、发生期和发生代数提供科学依据和技术支撑,尤其对该蜂成虫发生期预测预报和有效防控具有重要的指导意义。
资源与环境科学
不同炭化时间对五节芒生物炭理化特征和微观结构表征的影响
任丽花, 叶菁, 杨冬雪, 翁伯琦, 王义祥
2020, 35(5): 552-559. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.05.013
摘要:
  目的  研究不同炭化时间对五节芒生物炭制备过程中理化特征及其微观结构表征的影响,探求其作为生物质能源的潜在应用价值。  方法  以五节芒为原材料,利用高温高压反应釜,在200℃下,水热炭化停留0、1.5、3.0、6.0、9.0 h制备生物炭,研究不同炭化时间对五节芒水热炭的有机碳、总氮、总磷、C/N、灰分、pH值、产率、元素损失率等的影响,并利用扫描电镜对其微观结构表征进行研究。  结果  在本试验条件下,五节芒生物炭有机碳含量为39.90%~54.82%,C/N为57.90~81.22,生物炭产率为57.3%~67.1%。五节芒生物炭中有机碳含量、总氮含量、C/N、碳损失率、磷损失率及灰分损失率随炭化时间的延长而增加,总磷含量、灰分含量、pH值及炭产率随炭化时间的延长而降低,氮损失率则在炭化达6 h时明显高于其他处理,9 h明显低于其他处理。扫描电镜观察结果显示五节芒生物炭富含淀粉颗粒,随炭化时间的延长,表面炭化现象比较明显,基本组织表面因增厚堆叠而开始变得杂乱,维管束大部分遭到破坏,薄壁细胞堵塞,薄壁细胞的边缘变厚但轮廓开始变得清晰,生物炭表面淀粉颗粒发生糊化,之后观察到了更多的形状不规则球体或椭球体的微球聚集融合,五节芒生物炭表面出现大量的微球结构。  结论  水热炭化改变了五节芒生物炭的理化特性和微观结构,且随炭化时间延长生物炭产率和pH值降低,碳、磷元素损失率增加;本试验条件下炭化3 h以上可显著改善生物炭的理化特性。
野生建兰根际与根内共生细菌种群结构差异分析
谢泰祥, 张清华, 周杰, 陈娟, 马山虎, 艾叶
2020, 35(5): 560-568. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2020.05.014
摘要:
  目的  比较野生建兰根际和根内细菌的种群结构差异,为研究根共生细菌与建兰的营养关系奠定理论基础。  方法  采用高通量测序技术鉴定福州鼓山野生建兰根际和根内共生细菌,分析其种类多样性和种群结构。  结果  建兰根际、根内拥有种类多样的细菌,辛普森指数分别为0.99、0.95;香农指数比较显示建兰根际细菌种类多样性显著高于根内。建兰根际拥有10门细菌,优势门为变形菌门(60.5%)、酸杆菌门(20.5%)、放线菌门(15.3%),根内优势细菌门分别为变形菌门(75.3%)、酸杆菌门(7.3%)、放线菌门(14.6%)。根际与根内丰度最高的10个细菌属中,SolibacterAcidipila仅在根际中,戴氏菌、新鞘氨醇菌和Granulicella仅存在于根内。根际中酸杆菌门酸杆菌纲的丰度显著高于根内,11个差异显著的目,仅肠杆菌目在根内的丰度大于根际,根际有12个属的丰度显著高于根内。  结论  建兰根际与根内细菌种类丰富度存在显著性差异,其原因可能是不同生态位的细菌对建兰的生物学功能存在较大差异。