“鱼-植物”共生模式下不同植物根际细菌多样性及群落结构研究

为研究“鱼-植物”共生模式下不同植物根系细菌多样性及群落结构与水体中氮、磷含量的关系,分别剪取定植于浮床中的水稻(Oryza sativa)、茨菰(Sagittaria sagittifolia)、水蕹菜(Ipomoea aquatica)、水芹菜(Oenanthe javanica)和苏丹草(Sorghum sudanense)根系,经PBS(p H=7.4)缓冲液漂洗、摇床震荡和离心富集根系土壤等处理后,利用高通量测序技术测定根系细菌群落多样性,同时采集植物种植区水样,分析有关水质指标。结果表明,不同植物在“鱼-植物”共生模式下根系细菌OTU绝大部分为特有类型,彼此间差异极大,水蕹菜的OTU数最多,苏丹草最少;聚类分析结果表明,苏丹草与其他四种植物差异大,而茨菰和水稻聚于一个分支,说明试验植物间的OTU相似性较高。不同种类植物根系细菌群落组成均匀度低,不同种类菌群差异较大;通过水质与根系细菌菌群关联分析发现,Planctomycetaceae等14科、Rhodobacter等14属与水体中的N、P含量呈显著(P<0.05)或极显著相关性(P<0.01)。为提高共生植物对水产养殖中水或尾水的净化效率,建议采用该技术时应选用多种植物搭配模式。

基于GC-IMS技术分析留兰香薄荷及其饲喂草鱼的挥发性组分

为了区分留兰香薄荷茎叶饲喂草鱼与对照草鱼肌肉挥发性组分的不同,作者以鱼-花(薄荷)共生闭环系统中的新鲜留兰香薄荷(Mentha spicata L.)茎叶按鱼体质量的10%配合常规饲料饲喂草鱼,利用气相色谱-离子迁移谱技术测定留兰香薄荷及薄荷饲喂草鱼、对照草鱼的挥发性有机物(Volatile organic compounds,VOCs)指纹图谱,并进行定性分析。研究发现,在留兰香薄荷茎叶中可检测到VOCs 129种,可定性的以醇、酮和醛类为主的VOCs有30种,其中叶片中含量相对较多;在薄荷饲喂草鱼和对照草鱼中检测到VOCs 83种,能定性出45种;由指纹图谱结合定性分析发现,薄荷饲喂草鱼中双戊烯、苯乙醇、芳樟醇等含量比对照草鱼的高,而具有臭味的邻甲酚以及海水味、腥臭味的反式-2-戊烯醛含量大幅降低,且检测到留兰香薄荷VOCs中有6种芳樟醇、异戊醛向其饲喂草鱼中转移明显,使原有的2-甲基丁酸乙酯、2-乙基呋喃的含量大幅降低;进一步通过主成分分析证实,薄荷饲喂草鱼与对照草鱼之间VOCs差异显著,可以各自聚为一类。结果表明,留兰香薄荷叶片中VOCs的含量远高于茎;薄荷饲喂草鱼VOCs的含量远高于对照草鱼,且留兰香薄荷中的具有木香、花香特征的芳樟醇及苹果香、桃子香特点的异戊醛向其饲喂的草鱼中发生转移,含量提升;而使原有影响草鱼风味的一些腥臭味物质如邻甲酚、反式-2-戊烯醛等降低,这为科学定向利用药食兼用薄荷属植物,改善水产品挥发性风味物质提供理论依据。

葡萄柚薄荷茎叶组织风味物质的GC-IMS分析

以鱼-花共生闭环系统中葡萄柚薄荷为研究对象,采用气相色谱-离子迁移谱(GC-IMS)技术分析其茎叶组织中挥发性组分的差异。结果表明:在茎叶组织中共定性出36种挥发性物质,主要有醇12种、醛6种、酯6种、酮6种、醚2种、萜烯1种及杂环3种。其中芳樟醇、二甲基三硫和乙酸乙酯在叶茎中峰体积较大,而叶中反式-2-己烯醇、香叶醇、桉叶油醇峰体积较大;茎中异戊醛、丁醛峰体积较大。PCA分析表明,葡萄柚薄荷茎、叶中挥发性物质组成差异明显。这为进一步研究葡萄柚薄荷的药理机制提供了理论基础,并为产品的研发提供了参考。

香槟薄荷和日本薄荷茎叶组织中挥发性组分的分析

目的:为了区分薄荷茎叶组织中挥发性成分的不同。方法:本研究采用气相色谱-离子迁移谱(GC-IMS)技术对香槟和日本薄荷茎叶中挥发性组分进行了分离与鉴定,并进行了主成分分析。结果:两种薄荷中,共检测出了172种挥发性成分,共定性出了41种挥发性成分,主要有醇、酮、醛、呋喃、酯和萜烯类,其中在香槟薄荷茎叶中共鉴定出了113种挥发性成分,定性出了30种挥发性成分;在香槟薄荷叶片中,特征成分有3-辛醇桉、叶油醇、芳樟醇、反式-2-己烯-1-醇、2-庚酮等;在香槟薄荷茎中,特征成分有2,3-丁二酮等;在日本薄荷中共鉴定出了137种挥发性成分,其中定性出了38种成分,叶片中,主要成分有3-辛醇、1-辛烯-3-醇、3-辛酮、异丁酸乙酯、芳樟醇、丁醛、α-蒎烯、1-戊醇等;在日本薄荷茎中,特征性成分有乙酸乙酯、2-正戊基呋喃、乙酸戊酯、2-壬酮、乙酸异丁酯等。比较香槟薄荷和日本薄荷叶片可知,其中2,3-丁二酮是香槟薄荷中独有的特征性成分。对比发现,2-壬酮、2-正戊基呋喃、正己酸乙酯、乙酸丁酯等是日本薄荷茎中特有的成分,香槟薄荷茎中没有检测出。结论:由结果可得,每种薄荷茎叶组织中特征性成分都能得到明显区分,这可为今后薄荷在精油提取、香精香料、调味品、茶饮料等加工原料的应用方面提供理论依据,也可对薄荷不同部位的挥发性成分利用进行精准定位,并为薄荷的品种鉴别提供方法。

青田稻-鱼共生系统水稻密度对水稻生长及产量构成的影响

青田稻-鱼共生系统是首批入选联合国全球重要农业文化遗产系统(global important agriculture heritage system,GIAHS)保护的试点项目,该系统中最适水稻密度的选择关系到其更好地应用推广。对青田稻-鱼共生系统的水稻栽培密度开展了优化研究,分析3种水稻栽培密度(高、中、低密度株行距分别为20 cm×30 cm、30 cm×30 cm和40 cm×30 cm)下水稻的生长和产量构成,记录3种水稻密度青田田鱼(Cyprinus carpio var.color)的存活和生长情况。结果表明:低密度(40 cm×30 cm)条件下的水稻分蘖数和生物量在拔节期后均显著高于高密度;在3种密度中,低密度(40 cm×30 cm)下的水稻茎秆构成性状优势明显;栽培密度对水稻产量影响不显著。灰色关联度分析表明,与水稻产量关联度最大的茎秆构成因子是穗长、关联度最大的产量构成因子是千粒重。水稻中密度(30 cm×30 cm)栽培时青田田鱼的特定生长率(specific growth rate,SGR)达到最高值4.54%±0.03%,极显著高于高密度(20 cm×30 cm)时的3.62%±0.04%。各水稻密度下的青田田鱼的存活率(survival rate,SR)无显著差异。基于水稻生长和综合效益考虑,青田稻-鱼共生系统采用中密度(30 cm×30 cm)栽培方式可以在保证水稻不减产的同时获得更快的田鱼生长速率。

稻鱼共生生态系统中物质循环及经济效益的探析

稻鱼共生理论是在种植水稻时放养鱼类使鱼类和水稻共同生长在稻田中,从而形成一个人工的稻鱼共生生态系统.鱼类能有效促进稻田间的物质循环,使稻苗健康茁壮成长,实现增产增收.本文将对稻鱼共生生态系统中的物质循环及经济效益,进行简要分析.