生物技术

• 马铃薯PDS和ZDS基因的克隆与表达特性分析

  石源睿;董海涛;常璐;吕运韬;贾小云;张红梅;唐锐敏;

  八氢番茄红素脱氢酶（Phytoene desaturase）和ζ-胡萝卜素脱氢酶（ζ-Carotene desaturase）是类胡萝卜素合成通路上的关键限速酶，影响植物体内类胡萝卜素的合成。为解析PDS和ZDS在马铃薯类胡萝卜素合成途径中的作用，为马铃薯类胡萝卜素合成的分子调控机理解析和新品种创制奠定基础，研究从黄心马铃薯晋薯16号品种中克隆PDS和ZDS基因，利用生物信息学工具对这2个基因及其所编码的蛋白序列进行分析，并对二者在不同组织内的表达模式进行定量检测。结果表明，克隆得到PDS和ZDS基因长度分别为1 752、1 767 bp，分别编码583、588个氨基酸；StPDS的分子质量为64.97 ku，理论等电点为6.41;StZDS的分子质量为64.73 ku，理论等电点8.51;PDS和ZDS均属于亲水性非跨膜蛋白。系统进化树分析表明，马铃薯晋薯16号的PDS和ZDS分别与番茄PDS和ZDS的同源性最高。通过测定3个不同马铃薯品种晋薯16号、红玫瑰2号和希森8号叶片和薯块中的类胡萝卜素含量，发现在同一组织中，红玫瑰2号的类胡萝卜素含量显著高于希森8号和晋薯16号，这一结果说明，StPDS和StZDS基因可能正向调控马铃薯块茎类胡萝卜素的积累；在同一品种中，类胡萝卜素含量较少的叶片中StPDS和StZDS基因表达量却远远高于块茎中基因的表达量，推测这2个基因可能参与叶片的光合作用。

  2023年04期 v.51;No.446 347-355页 [查看摘要][在线阅读][下载 2029K]
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• 15种植物δ8-FAD2基因密码子使用模式比较

  郭媛婷;杨玉洁;胡晓艳;杜淑辉;

  为明确草本油料、木本油料与非油料作物内δ8-FAD2基因密码子的使用偏好性及其影响因素的差异，为进一步通过基因调控改良油料作物品质提供研究基础，从GenBank数据库选取15种不同类型植物的δ8-FAD2完整基因序列，对其密码子使用偏好性进行分析；并使用CodonW软件分析序列，得出A3、T3、C3、G3、GC3、有效密码子数（ENC）、相对同义密码子使用度（RSCU）等重要参数；通过相关指数分析、多种参照体系的最优密码子确定、ENC-plot绘图分析、PR2-plot分析及系统关系分析对比15种植物的基因序列。结果表明，15种植物δ8-FAD2基因密码子使用偏好性均较弱且偏好使用A或T结尾；δ8-FAD2基因共有17个优势密码子，最优密码子多达21个；不同植物δ8-FAD2基因的最优密码子有所差异。通过ENC-plot和PR2-plot分析得出，油料作物的δ8-FAD2基因密码子使用偏好性要强于非油料作物，木本植物间其密码子偏好性的受压力情况基本类似，而草本植物间各不相同。分别基于RSCU值和完整基因序列进行聚类分析，发现物种间的亲缘关系并不是密码子使用偏好性的决定性因素。

  2023年04期 v.51;No.446 356-365页 [查看摘要][在线阅读][下载 1716K]
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• 黄瓜F-box基因家族的鉴定与生物信息学分析

  史艳;肖雅茹;李丽霞;李梅兰;

  F-box蛋白是泛素连接酶E3的核心成分，在植物的生长发育和抵御胁迫方面起着重要作用。为探讨黄瓜F-box基因家族的分子特征与表达模式，通过同源序列比对，共鉴定出22个黄瓜F-box基因家族成员，在7条染色体上均有分布，依次命名为CsF-box01～CsF-box22。然后对该家族基因结构、染色体定位、理化性质、保守基序、顺式作用元件、进化关系和表达模式进行分析。结果表明，黄瓜F-box基因家族编码蛋白大多为不稳定亲水蛋白，55%的成员为酸性蛋白；保守基序分析发现，95%的成员含有Motif1,Motif1在该蛋白家族中最为保守；基因结构分析发现，该家族有8个基因为断裂基因，外显子数目在2～10个；亚细胞定位显示，F-box蛋白主要被定位到细胞质中，其次是细胞核中；启动子顺式作用元件分析发现，黄瓜F-box基因家族富含大量胁迫响应、生长发育调控、激素响应和光响应等作用元件，说明F-box基因可能广泛参与黄瓜生长发育和胁迫响应过程。基因表达分析结果发现，分别有8、2个F-box基因在霜霉菌和丁香假单胞菌胁迫下差异性表达，说明黄瓜F-box家族基因参与了生物胁迫响应途径。

  2023年04期 v.51;No.446 366-374页 [查看摘要][在线阅读][下载 1806K]
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生理生化

• 黄土高原旱塬区3种堇菜属植物光合特性分析

  江龙龙;黄文迪;吕小旭;田树鑫;王冲;

  黄土高原旱塬区3种堇菜属植物分布状况、种群数量以及长势不同，为了探究堇菜属植物对光照强度和干旱生境的光合特性响应策略，试验通过测定同一生境下3种堇菜属植物以及紫花地丁在不同生境（田间、路边、荒地和林下）下的光合特性，比较净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、光能利用效率（LUE）及水分利用效率（WUE）等光合指标差异性，判断3种堇菜属植物在同一生境下光合特性的差异，分析紫花地丁光合特性与生态因子的相关性。结果表明，同一生境下3种堇菜属植物整个生长周期的净光合速率大小依次为紫花地丁>斑叶堇菜>早开堇菜；紫花地丁在4种生境条件下净光合速率大小依次为田间>路边>荒地>林下，生态因子光合有效辐射（PAR）、叶面温度（Tleaf）、土壤含水量（SMC）与光合参数Pn、Tr均呈正相关，与Gs、LUE、WUE均呈负相关。在路边干旱无遮挡的生境下，3种堇菜中紫花地丁适应性更强，光照强度是限制黄土高原旱塬区堇菜属植物分布的重要因素；最适宜紫花地丁生长的生境为田间，适度遮阴能够打破其“光合午休”现象，使其具有更大的光合作用潜力及更强的生态适应性。

  2023年04期 v.51;No.446 375-381页 [查看摘要][在线阅读][下载 1496K]
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资源与环境

• 水稻机直播基肥正位深施对土壤养分的影响

  徐秋月;沈明星;陆长婴;沈园;陆丽华;郁耀闯;董林林;

  为探究水稻机直播种植模式下基肥施入深度对土壤养分的影响，试验通过新型水稻直播六位一体机作业布设不施肥（CK）、基肥施入深度0、5、10、15 cm等5个处理，研究不同基肥施入深度影响下稻田土壤养分间的差异。结果表明，基肥施入深度对水稻抽穗期和成熟期土壤含水量、有机碳含量、全氮含量无显著影响；基肥施入深度对抽穗期土壤pH影响不明显，对成熟期土壤pH影响显著，基肥深施5、10、15 cm时，成熟期土壤pH显著高于抽穗期土壤pH；基肥施入深度对抽穗期和成熟期土壤速效磷含量无显著影响，抽穗期土壤速效钾含量受基肥施入深度影响显著，成熟期土壤速效钾含量受基肥施入深度影响不显著，基肥深施10 cm时，抽穗期土壤速效钾含量最低，但在成熟期土壤速效钾含量最高且明显高于基肥表施；水稻产量和氮肥偏生产力均随基肥施入深度的增加呈先增加后减小的趋势，且施入深度为10 cm时，水稻产量和氮肥偏生产力最高。综合考虑化肥利用、土壤养分及作物产量等状况，基肥施入深度为10 cm更有利于提高化肥利用率，培肥土壤，改善土壤质量，提高产量。

  2023年04期 v.51;No.446 382-390页 [查看摘要][在线阅读][下载 1453K]
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• 不同硒肥对设施草莓果实硒累积效应的影响

  李曦怡;阳圣莹;朱润华;白胜;梁秋屏;李轶骥;朱亮;

  为探讨叶面喷硒肥和根部施硒肥对设施栽培草莓果实硒累积效应的影响，试验采用草莓叶面喷施肥液（P）和根系周围滴灌施肥液（G）2种施肥方式，共8个处理（叶面硒肥营养液稀释1 500倍液（P1 500,14.40 mg/L）、2 500倍液（P2 500,8.64 mg/L）、3 000倍液（P3 000,7.20 mg/L）以及对照喷施清水（CKP）；滴灌施硒肥营养液稀释750倍液（G750,28.80 mg/L）、1 250倍液（G1 250,17.28 mg/L）、1 500倍液（G1 500,14.40 mg/L）以及对照滴灌清水（CKG））。结果表明，在相同质量浓度下，即叶面硒肥营养液稀释1 500倍液条件下，根部施硒肥营养液稀释1 500倍液的果实中硒元素积累量高于叶面喷硒肥处理；而设施栽培草莓通过2种施肥方式补硒后叶片光合系统、叶片叶绿素含量、植株根系活力、果实的品质指标均低于对照，并不能提升草莓的生理性状和果实品质，但硒元素的补充尤其是常用果蔬富硒生产，对于解决人类硒营养缺乏问题具有重要意义。采用喷施硒肥或滴灌施硒肥14.40 mg/L后的草莓符合富硒农产品硒含量分类要求，且能对人体起到补硒作用。

  2023年04期 v.51;No.446 391-399页 [查看摘要][在线阅读][下载 2059K]
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植物保护

• 不同诱孢方法对辣椒疫霉菌孢子囊消长动态的影响

  赵岩;祝文慧;赵晓军;殷辉;任璐;周建波;

  为明确不同诱孢方法对辣椒疫霉菌孢子囊消长动态的影响，为以辣椒疫霉菌孢子囊为病原接种体的相关研究提供技术支撑，试验通过选取5种培养基并结合抹伤处理方式诱导孢子囊产生,研究在不同诱孢条件下辣椒疫霉菌孢子囊从产生到完全释放的变化动态差异。结果表明，5种供试培养基中，辣椒疫霉菌仅在PA、CA和V8培养基上可以产生孢子囊，孢子囊产生最大量分别为7.238万、3.712万、0.523万个/mL;OA和PDA培养基上未产生孢子囊。抹伤处理后，PA、CA和V8这3种培养基上最大产孢子囊量均增加，孢子囊产生最大量分别为8.412万、3.916万、0.669万个/mL，孢子囊产生时间提前，最大产孢续存期增加；其中PA培养基经过抹伤处理对辣椒疫霉菌孢子囊产生的诱导效果最佳，不仅产生的孢子囊量最多，而且抹伤处理后比未处理的培养基孢子囊产生时间提前了2 d，最大产孢续存期增加了2 d，孢子囊的释放时间增加4 d。此外，OA培养基上也有孢子囊产生，但所需的时间较长，PDA培养基上仍未产生孢子囊。

  2023年04期 v.51;No.446 400-405页 [查看摘要][在线阅读][下载 1394K]
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• 山西省山药褐腐病病原菌鉴定

  丁慧琳;翟雅鑫;薛丽芳;杨春;王建明;郝晓娟;

  为明确山西省山药褐腐病病原菌的种类，从乡宁县山药种植区采集发病症状典型的山药地下块茎,采用组织分离法分离病原菌，采用菌饼接种法分析致病性，结合形态学特征和多基因联合系统发育分析对病原菌进行鉴定。结果表明，从发病地下块茎分离到5株形态特征一致的菌株，代表菌株XNSY-3在PDA培养基上菌落呈圆形，初为白色后呈淡粉色，背面中间黄色，边缘粉色，气生菌丝棉絮状；菌丝平均生长速率为1.08 cm/d；大型分生孢子呈马特形，稍弯曲，两端圆钝，2～3分隔，大小为（14.11～27.21）μm×（3.03～7.27）μm；小型分生孢子椭圆形、卵形或肾形，0～1分隔，多为无隔，大小为（7.08～17.59）μm×（3.03～6.47）μm；厚垣孢子圆形或卵圆形，可由菌丝顶端或中间产生，直径3.81～11.85μm。在以ITS联合EF-1α基因序列构建的系统发育树中，菌株XNSY-3与腐皮镰孢菌（Fusarium solani）聚于一支。致病性测定结果表明，接种XNSY-3后，发病症状与田间症状一致。结合形态学特征和分子生物学鉴定结果，确定引起山西省山药褐腐病的病原菌为腐皮镰孢菌。

  2023年04期 v.51;No.446 406-411页 [查看摘要][在线阅读][下载 1269K]
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• 山西省葡萄白粉病流行区温度多时间尺度变化特征分析

  唐秀丽;杨建敏;燕平梅;孟志龙;

  为探究温度因子与葡萄白粉病发生流行的关联性，基于山西省葡萄白粉病发生流行区1962—2021年的月均温度数据，采用线性趋势、Mann-Kendall检验、Morlet小波分析方法对白粉病各流行期温度的演变特征进行分析。结果表明，山西省葡萄白粉病发生流行区温度序列呈明显上升的趋势，整个病害流行期、越冬期、发病初（盛）期及末期温度极显著上升，温度分别上升0.35、0.53、0.21、0.22℃/10 a；越夏期温度上升显著，温度上升0.11℃/10 a。山西省葡萄白粉病流行期的温度时间序列突变不统一，越冬期、越夏期和发病末期发生1次突变，发病初（盛）期发生3次突变；越冬期、发病初（盛）期和末期突变后温度呈显著上升趋势，越夏期温度突变后呈先上升后下降的趋势。不同流行期温度序列有不同的振荡周期，存在着多重时间尺度上的复杂嵌套结构，在不同的尺度周期中，表现出不同的冷暖交替振荡规律，总体表现为由小尺度无明显规律的剧烈振荡向大尺度有明显规律的振荡变化，第1主周期分别为越冬期9.5 a、发病初（盛）期7 a、越夏期25 a、发病末期10 a。

  2023年04期 v.51;No.446 412-419页 [查看摘要][在线阅读][下载 1771K]
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• 黄芪根腐病尖孢镰刀菌LAMP可视化快速检测方法的建立

  梁伊菲;王春伟;

  由于黄芪的轮作周期缩短、连作面积连续增加，导致黄芪根腐病的发病率大大增加。目前，黄芪根腐病成为限制黄芪产量的主要因素之一，严重制约着黄芪产业的持续发展。虽然多种镰刀菌在整个种植季均可侵染黄芪，但尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）是造成黄芪根部腐烂最主要的病原菌之一。镰刀菌在不同的培养基上形态不同，由多种镰刀菌引起的黄芪根腐症状通常很难根据其形态学的特征加以区分，需要通过一些基因测序手段。翻译延伸因子（TEF-1alpha）已被广泛应用于研究镰刀菌属的种内和种间变异和系统发育。因此，可以针对TEF-1alpha区域为靶点设计LAMP引物。为了给尖孢镰刀菌的野外和现场快速检测提供新思路，为黄芪根腐病病害的田间快速诊断提供一个简便快速的新技术，研究针对尖孢镰刀菌翻译延伸因子（TEF-1alpha）序列设计引物，优化环介导等温扩增（LAMP）反应时间和温度，测试LAMP反应的灵敏性和特异性，构建黄芪根腐病尖孢镰刀菌的LAMP快速检测方法。结果表明，反应最适温度为62℃，最适时间为30 min；在最佳反应条件下，黄芪根腐病尖孢镰刀菌的LAMP快速检测方法对尖孢镰刀菌具有良好的特异性，灵敏度可达到10 pg/μL；在反应开始前加入SYBR Green I显色剂，可在反应结束后观察检测结果。

  2023年04期 v.51;No.446 420-426页 [查看摘要][在线阅读][下载 1361K]
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• 星豹蛛成蛛感受器的类型及分布

  王美;赵萌萌;王雅丽;赵瑞;焦丽亚琳;牛越;张晓晨;李锐;

  利用扫描电子显微镜观察雌、雄星豹蛛成蛛体表感受器的类型、超微结构、形态特征和数量分布，旨在为星豹蛛行为学和电生理学等方面的研究提供科学依据。结果表明，星豹蛛体表存在毛状感受器、裂缝感受器和半球状感受器3种不同类型的感受器，其中，毛状感受器种类和数量最多，包括触毛、听毛、化学感觉毛、毛状刺、棘和羽状毛，其中，触毛和听毛均在4对步足分布最多，化学感觉毛在第1步足与触肢上分布数量最多，毛状刺存在于全身各处数量非常多，棘仅在步足上有少量分布，羽状毛分布于眼附近；裂缝感受器包含单裂缝感受器和竖琴器，单裂缝感受器仅在触肢上观察到2个，竖琴器在各附肢的关节处有1～2个；半球状感受器聚集于眼的周围。星豹蛛体表感受器类型和分布在雌、雄成蛛体表没有显著区别，同种感受器在不同部位数量分布具有明显差异。

  2023年04期 v.51;No.446 427-433页 [查看摘要][在线阅读][下载 1379K]
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畜牧兽医

• 晋汾白猪背最长肌肌纤维类型和能量代谢特性分析

  安家岐;何志强;孙迪;李娇;赵天枝;高鹏飞;曹果清;郭晓红;蔡春波;李步高;

  为了探究晋汾白猪背最长肌肌纤维类型和能量代谢的特点，试验采集6月龄晋汾白猪和大白猪背最长肌，采用HE染色检测肌纤维的直径和密度；通过qRT-PCR分别检测生肌调节因子、肌纤维类型标记基因、氧化磷酸化、糖酵解活性以及线粒体活性相关基因的表达模式；PCR扩增晋汾白猪UCP3基因的CDS序列，并进行信号肽预测分析，采用qRT-PCR和Western blot检测晋汾白猪和大白猪中UCP3基因的表达特性。结果表明，相较于大白猪，晋汾白猪背最长肌肌纤维直径较小，密度较大；晋汾白猪背最长肌中生肌调节因子MyoD和MyoG的表达量较低；Ⅰ型肌纤维标记基因Myh7的表达量较高，Ⅱ型肌纤维标记基因Myh2、Myh4和Myh1的表达量均较低；糖酵解活性相关基因LDHA和LDHB、氧化磷酸化相关基因UQCRC2和NDUFA9以及线粒体活性相关基因ATP5A1和PGC1α的表达量均较低；晋汾白猪UCP3基因的CDS序列共有927个碱基，且不存在信号肽；晋汾白猪背最长肌中UCP3基因表达量和蛋白含量均显著低于大白猪；UCP3在晋汾白猪背最长肌和皮下脂肪组织中的表达量较高，且90 d晋汾白猪背最长肌中的表达量明显高于0、180 d。综上，晋汾白猪背最长肌肌纤维直径较小，I型肌纤维含量较高，Ⅱa型和Ⅱb型肌纤维含量较低，糖酵解和氧化磷酸化的活性较低，且UCP3的表达量低于大白猪。

  2023年04期 v.51;No.446 434-442页 [查看摘要][在线阅读][下载 1555K]
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• 乳鸽副黏病毒（PPMV-1）与大肠杆菌混合感染的诊断与防治

  李婷婷;陆冰洋;丁树荣;唐娟;王彩先;刘华栋;

  为了对太原市某肉鸽场乳鸽突发的PPMV-1和大肠杆菌病混合感染病例进行诊断，通过对发病乳鸽进行临床诊断和病理剖检，并采集病鸽的组织病料，进行RT-PCR检测、SPF鸡胚传代分离病毒和细菌分离培养、生化鉴定、药敏试验和动物回归试验，旨在制定出综合防治措施，对PPMV-1和大肠杆菌病混合感染疾病的预防和治疗提供指导意义。结果显示，该鸽场鸽群感染病毒为鸽源Ⅰ型副黏病毒（PPMV-1），分离菌为大肠杆菌。药敏试验表明，分离菌对氨基糖苷类药物部分高敏。根据诊断结果，紧急使用新城疫IV系疫苗免疫，同时联合使用丁胺卡那霉素，病情迅速得到控制。抗体检测发现，该鸽场种鸽新城疫抗体效价参差不齐，是诱发乳鸽感染PPMV-1的主要原因。动物回归试验进一步确定了PPMV-1分离株和大肠杆菌的致病性，乳鸽感染PPMV-1后发病率为100%，死亡率达80%；而雏鸡感染病毒后无明显临床症状，表明PPMV-1分离株对乳鸽和雏鸡的致病力存在差异，且混合感染比病毒和大肠杆菌单独感染死亡率高，在乳鸽养殖中要重视综合防控，防止PPMV-1和大肠杆菌混合感染的发生。

  2023年04期 v.51;No.446 443-449页 [查看摘要][在线阅读][下载 1288K]
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信息技术

• 基于图像处理技术的多角度冬小麦氮素营养诊断

  刘星科;董浩;杨莎;王超;冯美臣;肖璐洁;宋晓彦;张美俊;杨武德;

  为实现基于图像处理技术的多角度冬小麦氮素营养无损监测，以不同氮运筹试验的冬小麦作为研究对象，使用相机对冬小麦冠层进行多角度拍摄，基于openCV图像技术处理冬小麦冠层图像并提取颜色特征参数，结合叶片氮含量指标，利用多元线性回归、逐步多元线性回归、BP-神经网络建立多角度条件下颜色特征参数的氮素监测模型。结果表明，冬小麦冠层图像与叶片氮含量存在一定的相关性，从冠层图像获取的RGB颜色空间中的R、G、B、reG、lnG等5个颜色参数与冬小麦的叶片氮含量相关性均达到极显著水平；不同的拍摄角度对基于图像参数的冬小麦叶片含氮量光谱监测精度造成影响，其中，与冠层水平面呈60°（逆光，与天顶方向夹角30°）拍摄的冠层图像建模效果准确度最高，效果最优（R~2=0.896,RMSE=0.572），与冠层水平面呈30°（逆光，与天顶方向夹角60°）次之，与冠层水平面呈90°（逆光，垂直向下，与天顶方向夹角0°）最差。基于R、G、B、lnG、reG等5个颜色特征参数建立的60°冠层图像的多元线性回归模型整体表现最好。

  2023年04期 v.51;No.446 450-455页 [查看摘要][在线阅读][下载 998K]
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综述

• 微生物菌剂在粮食作物生产中的应用研究进展

  马学兰;周连玉;巨家升;

  微生物菌剂是指由一种或多种微生物参与制成的、具有高活力的、特定效应的生物制品，应用于农作物种植、畜禽饲养、水产养殖业及农业有机废弃物无害化处理中。微生物菌剂具有改善土壤性质，提高作物产量、高效发酵粪便废弃物，释放营养物质、调节养殖水体氨氮，改善水质、降解污水中有机污染物等作用。通过文献阅读和整理介绍了微生物菌剂类型、微生物菌剂的制备，同时阐述了不同种类微生物菌剂、菌剂施加方法（微生物菌剂单施或菌剂复配）在粮食作物生产过程中对土壤酶活性、土壤微生物数量、作物农艺性状、光合效率、产量和品质等应用效果方面的研究进展，并指出今后微生物菌剂的研究方向应侧重于优良菌株选育、有效成分与合理搭配以及应用效果的评价等方面。

  2023年04期 v.51;No.446 456-461页 [查看摘要][在线阅读][下载 1071K]
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• 芦笋茎枯病菌生物学特性与遗传多态性研究进展

  孙强;曲润波;兰波;阴长发;陈洪凡;杜宜新;石妞妞;肖鸿勇;李湘民;杨迎青;

  芦笋因其营养价值高，并具有润肺、镇咳、祛痰、抑制肿瘤生长等药理功能，被称为“蔬菜之王”。然而，茎枯病的普遍发生，给芦笋生产带来严重影响，其是芦笋的一种毁灭性病害，该病一度被称为“芦笋癌症”，明确其生物学特性与遗传多态性对有针对性地制定防治策略具有重要意义。从分类地位的历史演化、寄主范围、形态学鉴定、分子生物学鉴定等方面介绍了芦笋茎枯病菌的分类特征，明确了其学名为天门冬拟茎点霉（Phomopsis asparagi），而非天门冬茎点霉（Phoma asparagi）；从菌落直径和菌丝干质量等方面介绍了芦笋茎枯病菌不同菌株间生长速率的差异；从致病力测定和不同地理来源菌株的致病力比较等方面介绍了芦笋茎枯病菌的致病性；从基于致病力的遗传多态性、基于rDNA ITS序列的遗传多态性和基于ISSR分子标记技术的遗传多态性等方面介绍了芦笋茎枯病菌不同地理来源菌株的遗传多态性规律。

  2023年04期 v.51;No.446 462-468页 [查看摘要][在线阅读][下载 1207K]
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