广告服务

摘要点击排行

    一年内发表的文章 |  两年内 |  三年内 |  全部
    Please wait a minute...
    选择: 显示/隐藏图片
    1. 大豆GmLEA的分离及其在种子活力中的功能分析
    周亚丽,朱雅婧,赵飞云,王爽,刘骕骦,郭凌凯,赵海红,麻浩
    中国农业科学    2018, 51 (23): 4397-4408.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.23.001
    摘要252)   HTML93)    PDF(pc) (3927KB)(224)    收藏

    【目的】大豆(Glycine max (L.) Merr.)种子从发育成熟期(R6或R7期)开始具有活力,在此时期容易受到高温高湿胁迫,导致种子活力下降。通过对GmLEA的研究,揭示其高温高湿胁迫下的表达水平以及功能,为一步深入研究GmLEA在参与大豆种子活力形成及响应非生物胁迫等方面奠定基础。【方法】利用Primer Premier 5.0软件设计引物,以宁镇1号和湘豆3号叶片的cDNA为模板,分离大豆GmLEA的cDNA序列全长。通过NCBI网站BLAST对GmLEA同源性氨基酸序列进行搜索,使用MEGA 6.0和DNAMAN多重比对蛋白质序列,并采用MEGA 6.0的N-J算法构建进化树。通过酵母双杂交试验验证GmLEA与GmCDPKSK5在酵母体内的互作。构建亚细胞定位和双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation,BiFC)载体,通过基因枪介导法转化烟草叶片分析GmLEA与GmCDPKSK5在烟草叶片细胞内的互作及其编码蛋白的亚细胞定位。利用实时荧光定量PCR技术(qRT-PCR)对GmLEA的组织特异性表达及其在高温高湿胁迫下的表达进行分析。构建pBI121融合表达载体,通过农杆菌介导法获得3个纯合的T3代过表达拟南芥株系,对高温高湿胁迫下拟南芥的种子活力进行分析。【结果】获得大豆GmLEA的cDNA序列全长,该基因包含一个长1 377 bp的开放阅读框(ORF);且该基因所编码的蛋白定位在烟草叶片细胞的细胞膜上。酵母双杂交试验与双分子荧光互补(BiFC)试验结果表明,GmLEA与GmCDPKSK5分别在酵母体内与烟草叶片细胞的细胞膜上存在特异性互作。组织特异性分析结果表明,GmLEA主要在宁镇1号和湘豆3号2个品种发育和成熟的种子中表达。在湘豆3号种子发育过程中GmLEA的表达量呈先上升后下降的趋势,在开花后50 d达最大值,在宁镇1号种子发育过程中该基因的表达量呈上升的趋势,在开花后60 d达到最大值。高温高湿胁迫后,与对照相比,GmLEA在湘豆3号中96 h时下调表达,其余时间点均上调表达,在宁镇1号中,仅24 h时下调表达。GmLEA过表达拟南芥株系经高温高湿胁迫后的发芽势、发芽率及种子活力均显著(P<0.01)高于野生型植株。【结论】GmLEA参与高温高湿胁迫下种子活力的形成,与GmCDPKSK5存在特异性互作,二者可能共同参与高温高湿胁迫下种子活力的形成。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    2. 小麦转录因子基因TaWRKY33的耐盐性分析
    张惠媛,刘永伟,杨军峰,张双喜,于太飞,陈隽,陈明,周永斌,马有志,徐兆师,付金东
    中国农业科学    2018, 51 (24): 4591-4602.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.24.001
    摘要222)   HTML73)    PDF(pc) (2880KB)(259)    收藏

    目的 WRKY转录因子是植物转录调节因子家族之一,参与调控植物病原菌的防御、生长发育和抗逆应答等多种生理过程。小麦WRKY转录因子基因TaWRKY33可以提高转基因拟南芥对干旱和高温的抗性。通过分析TaWRKY33的耐盐性,检测TaWRKY33转录因子的转录活性,深入分析转录因子基因TaWRKY33的功能,以解析其耐盐调控机制。方法 以盐胁迫处理的小麦cDNA为模板,利用实时荧光定量PCR检测TaWRKY33在盐胁迫条件下的表达模式;将TaWRKY33的CDS序列插入带有CaMV35S启动子的pCAMBIA1302表达载体中,构建表达载体pCAMBIA1302- TaWRKY33,转入农杆菌,侵染野生型拟南芥获得转基因株系;同时利用pWMB110-TaWRKY33双元载体创建了过表达小麦株系。用转TaWRKY33的拟南芥和小麦进行耐盐性鉴定。构建诱饵载体pGBKT7-TaWRKY33,通过单转法将诱饵载体pGBKT7-TaWRKY33重组质粒和文库质粒逐步转化到酵母AH109感受态细胞。通过SD/-Trp/-Leu/-His/-Ade和X-α-gal显蓝反应筛选得到阳性克隆,进行测序和BLAST分析。制备小麦原生质体,通过瞬时表达试验共转化报告子和效应子质粒,计算相对荧光值分析转录因子的转录活性。结果 实时荧光定量PCR结果显示,TaWRKY33受盐胁迫的诱导表达。双荧光素酶瞬时表达试验表明TaWRKY33在小麦细胞中可以激活相应荧光素酶的活性。从功能分析,在正常生长条件下转基因拟南芥和野生型拟南芥没有明显差异;在盐处理条件下,转基因拟南芥的根长大于野生型拟南芥的根长;过表达拟南芥的鲜重大于野生型,呈显著性差异。重要的是,在盐处理下,鲜重、相对电导率和Na +含量表明,过表达TaWRKY33的小麦较其受体对照有更好的耐盐性。对TaWRKY33候选互作蛋白分析表明,这些候选互作蛋白主要参与植物体的信号转导或免疫过程,表明TaWRKY33在植物的逆境信号转导、基因转录调控过程中发挥着重要作用。结论 小麦TaWRKY33受盐胁迫的诱导表达,具有潜在的转录激活活性,提高了转基因拟南芥和小麦的耐盐性;TaWRKY33可能需要其他蛋白共同作用提高小麦耐盐性。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    3. 历年国审玉米品种产量和品质性状变化趋势分析
    陈先敏,梁效贵,赵雪,高震,吴巩,申思,林珊,周丽丽,周顺利
    中国农业科学    2018, 51 (21): 4020-4029.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.21.002
    摘要200)   HTML15)    PDF(pc) (2441KB)(304)    收藏

    【目的】通过分析中国不同年代玉米品种产量和品质性状的变化趋势,探索不同性状之间的关联性,为进一步认识品种更替对玉米品种产量和品质性状的影响及未来发展方向奠定基础。【方法】搜集整理1992—2017年共计770个品次的国家审定玉米品种信息,对其中占比73.64%的普通玉米品种的千粒重、容重以及品质相关性状进行分析。【结果】随年份更替,容重、千粒重和粗淀粉的含量均呈显著或极显著升高趋势,年均升高量分别为1.87 g·L -1、0.91 g和0.19%;粗脂肪含量每年以0.03%呈极显著下降趋势;粗蛋白和赖氨酸含量年平均值则基本保持稳定,多年平均值分别为9.88%和0.30%。各性状间的相关性分析结果表明,容重和千粒重均与粗淀粉含量呈极显著正相关关系,但二者均与粗脂肪含量存在不同程度的负相关关系,粗蛋白和赖氨酸均与粗淀粉和千粒重存在极显著负相关关系。以每1 000粒籽粒为单位计算各物质积累量发现,随年份更替,单位千粒籽粒中的粗淀粉仍表现为极显著升高,但与物质含量趋势不同的是,单位千粒的粗蛋白和赖氨酸的积累量均出现不同程度的提升趋势,粗淀粉、粗蛋白和赖氨酸年均升高量分别为1.159、0.092和0.001 g;粗脂肪积累量仍随年份更替呈显著下降趋势。【结论】品种更替过程中,千粒重和容重等产量性状是中国玉米品种改良相对较快的性状,而千粒重和容重的升高主要依赖于粗淀粉含量的迅速提升;粗淀粉含量较为快速的提高可能对粗蛋白、赖氨酸和粗脂肪含量造成了“碳稀释效应”,而千粒重的改良导致了其积累量与浓度的变化趋势存在差异。同时,宜机收玉米品种的选育和推广对品质性状造成的可能影响值得进一步关注。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    4. 拔节期和孕穗期低温处理对小麦叶片光合及叶绿素荧光特性的影响
    刘蕾蕾,纪洪亭,刘兵,马吉锋,肖浏骏,汤亮,曹卫星,朱艳
    中国农业科学    2018, 51 (23): 4434-4448.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.23.004
    摘要193)   HTML49)    PDF(pc) (7711KB)(263)    收藏

    【目的】 研究自然温度日变化模式下低温处理对小麦光合及荧光特性的影响。【方法】以温度敏感性不同的2个小麦品种扬麦16和徐麦30为材料,于拔节期和孕穗期在全自动人工气候室中进行4个低温水平和3个低温持续时间的处理,于低温处理期间及低温处理结束后7 d内每天测定小麦第一张全展叶的光合和荧光参数。【结果】低温处理期间,扬麦16和徐麦30叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ФPSII)、光化学猝灭系数(qP)均随温度的降低而下降。拔节期低温处理期间,叶片Pn、Gs、Tr、Fv/Fm、ФPSII和qP随低温持续时间的延长呈先降低后升高的趋势,而孕穗期低温处理期间,则随低温持续时间的延长呈下降趋势。低温处理结束后,除孕穗期T4(Tmin/Tmax/Tavg,-6℃/4℃/-1℃)处理外,其他处理的叶片Pn、Gs、Tr、Fv/Fm、ФPSII、qP和非光化学猝灭系数(NPQ)均可恢复到正常水平。低温胁迫下,相对Pn与相对Fv/Fm、ФPSII、qP呈显著的正相关关系,而与相对NPQ呈显著的负相关关系,且相对Pn与相对ФPSII、qP的相关性要高于相对Fv/Fm和相对NPQ。【结论】低温主要通过降低叶片ФPSII和qP,引起小麦叶片光合速率下降,进而降低小麦干物质积累,最终导致产量下降。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    5. 植物RNA结合蛋白研究进展
    张在宝,李婉杰,李九丽,张弛,胡梦辉,程琳,袁红雨
    中国农业科学    2018, 51 (21): 4007-4019.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.21.001
    摘要177)   HTML80)    PDF(pc) (426KB)(163)    收藏

    在真核生物中,RNA结合蛋白(RBPs)是一类重要的转录后调控因子,通过与RNA结合形成核糖核蛋白复合物来调节真核生物细胞的RNA代谢过程,包括RNA的转移、修饰、翻译及降解。RNA结合蛋白广泛存在于动物、植物以及微生物中,约占真核生物基因编码蛋白的2%—8%。近年来,对RNA结合蛋白的研究已成为备受关注的热点。RNA结合蛋白与人类健康密切相关,许多RNA结合蛋白的突变都会导致人类疾病。RNA结合蛋白(尤其是三角状五肽重复区蛋白)不仅在植物中大量存在,而且作为重要的调控因子在RNA代谢、生长发育以及应激反应过程中发挥重要作用,这已引起人们的广泛关注。相对于动物RNA结合蛋白的大量研究,植物RNA结合蛋白的功能研究还相对较少。文中详细总结了近几年植物RNA结合蛋白的功能研究、作用机制以及同其他RNA结合蛋白之间的相互关系,并在此基础上重点阐述了5类RNA结合蛋白家族在植物中的功能研究进展,包括富含丝氨酸-精氨酸的RNA结合蛋白(SR蛋白)、富含甘氨酸的RNA结合蛋白(GR-RBPs)、三角状五肽重复区蛋白(PPR蛋白)、DEAD-box RNA解旋酶(DEAD-box RHs)以及RNA分子伴侣。主要在拟南芥、水稻和小麦等模式植物或经济作物中对上述5类植物RNA结合蛋白的功能基因进行介绍,总结每类RBPs在植物的RNA代谢、生长发育以及逆境胁迫响应过程中的重要作用,从而为基础研究和农业生产实践提供了重要的理论依据。在这5类RBPs中,SR蛋白主要作为重要的选择性剪接因子参与RNA代谢,从而在植物的生长发育和胁迫响应中发挥关键的调节作用;许多GR-RBPs家族成员具有功能多样性,一方面可能通过介导植物激素信号通路来调节植物的胁迫耐受性和各种生长发育过程;另一方面作为RNA分子伴侣参与RNA折叠反应并因此在低温和干旱等非生物胁迫响应过程中发挥关键作用。PPR蛋白主要参与线粒体和叶绿体的RNA代谢,调节植物的胁迫响应和生长发育过程;DEAD-box RHs作为细胞核和细胞器重要的RNA剪接因子,在植物生长发育以及非生物胁迫响应中发挥多种功能;作为非特异性RNA结合蛋白的RNA分子伴侣,通过参与RNA折叠反应而维持RNA分子的正常功能。此外,前4类RNA结合蛋白中有许多RBPs具有RNA分子伴侣活性,这使得同一蛋白可能具有功能多样性,从而赋予植物在逆境下具有较强的胁迫耐受性。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    6. 小麦籽粒镉积累差异评价
    明毅,张锡洲,余海英
    中国农业科学    2018, 51 (22): 4219-4229.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.22.001
    摘要174)   HTML20)    PDF(pc) (872KB)(313)    PDF(mobile) (624KB)(96)    收藏

    【目的】筛选小麦低镉(cadmium,Cd)积累材料不仅使受Cd污染农田得到安全利用,还可为其遗传特性的探究提供材料。【方法】以139份小麦材料为研究对象,分别于2014—2015年和2015—2016年在土壤重金属Cd重度污染条件下连续开展2期大田试验,以小麦籽粒Cd含量为指标对各年份种植相同的139小麦材料进行籽粒Cd积累差异评价,以获取籽粒具有Cd低积累特性的小麦材料。通过土培试验,进一步探讨籽粒Cd低积累型小麦材料在土壤重金属Cd重度污染条件下籽粒部位对Cd的积累差异与产量特征,并结合籽粒Cd含量和籽粒产量,进行聚类分析,以获得籽粒Cd含量低且产量较高的优势小麦材料,进而对比分析其与籽粒Cd高积累型材料各器官对Cd的积累转移差异,明晰籽粒Cd低积累型材料籽粒Cd含量低的原因。【结果】在2014—2015年和2015—2016年大田试验条件下,139份小麦材料籽粒Cd含量范围、变异系数分别为0.002—0.271 mg·kg -1DW -1、63.097%和0.095—0.343 mg·kg -1DW -1、24.960%,小麦材料间籽粒Cd含量差异明显。以籽粒Cd含量为聚类分析指标,综合得到2年试验中籽粒对Cd积累类型相同的小麦材料,12N551(M033)、济麦22(M059)、蜀麦375(M075)、中梁22(M079)、30389(M092)、B7094(M094)、ML2652(M114)、G219-24(M116)、77782(M121)、南农Ozy23(M123)、省C90097(M124)、Pm99915-1(M126)、南农02y393(M127)、省CXK027-4(M129)、02Y23(M131)、良麦2号(M139)16份小麦材料籽粒具有低Cd积累的特性,且在年际间具备较好的重现性或稳定性。土培条件下,16份籽粒Cd低积累型小麦材料籽粒Cd含量和产量均差异明显,在1或4 mg·kg -1 Cd水平下,其籽粒Cd含量、籽粒产量变幅分别为0.286—0.910 mg·kg -1、3.199—7.716 g·plant -1和0.881—1.381 mg·kg -1、3.075—8.252 g·plant -1,籽粒Cd含量、籽粒产量变异系数分别为33.706%、24.044%和12.276%、30.351%,以其籽粒Cd含量、籽粒产量为聚类指标,获得籽粒Cd含量低且产量较高的优势材料12N551(M033)、中梁22(M079)、G219-24(M116)与良麦2号(M139)。与Cd高积累型材料抗锈3816(M060)、射1136(M073)相比,12N551(M033)、中梁22(M079)、G219-24(M116)良麦2号(M139)同一器官(根、茎叶或籽粒)Cd含量在4 mg·kg -1 Cd水平下均显著高于1 mg·kg -1 Cd水平。在1或4 mg·kg -1 Cd水平下,籽粒Cd低积累型小麦材料12N551(M033)、中梁22(M079)、G219-24(M116)与良麦2号(M139)籽粒Cd含量均显著低于籽粒Cd高积累型材料抗锈3816(M060)、射1136(M073),其对Cd的转移能力较低,进而使籽粒Cd含量较低。 【结论】综合大田试验和土培试验结果,12N551(M033)、中梁22(M079)、G219-24(M116)和良麦2号(M139)具有籽粒Cd含量低且产量较高的优势,且在不同年际间、不同试验方式下籽粒Cd积累稳定性较好,具备可用于中轻度Cd污染农田种植的潜力,可作为小麦籽粒Cd低积累遗传特性的研究材料。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    7. 玉米SLAF标记的开发及其在玉米果皮纤维素含量BSA分析中的应用
    杜龙岗,王美兴
    中国农业科学    2018, 51 (8): 1421-1430.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.08.001
    摘要166)   HTML13)    PDF(pc) (1987KB)(228)    收藏
    【目的】降低果皮纤维素是甜玉米品质改良的重要目标,然而玉米果皮纤维素含量调控的研究甚少,相关调控基因尚未定位。利用纤维素含量差异的重组自交系(RILs)群体,通过特异位点扩增片段(specific-locus amplified fragment-sequencing,SLAF)测序和分离混池分析(bulked segregant analysis,BSA)定位控制玉米果皮纤维素含量的染色体区段,鉴定调控玉米果皮纤维素含量的候选基因。【方法】以果皮纤维素含量显著差异的E327和G5-1为亲本,构建重组自交系(RILs)。对RILs群体进行果皮纤维素含量的测定,并根据纤维素含量的结果选择纤维素含量高、低的样本进行混池,用于SLAF标签的鉴定和BSA分析。在BSA分析中,首先对两混池和2个亲本DNA用HaeⅢ和Hpy166Ⅱ进行酶切,回收414—464 bp的酶切片段进行Illumina建库,并进行SLAF测序,然后根据多态性SLAF标签开发SNP标记,利用SNP标记对玉米果皮纤维素含量进行关联分析,鉴定调控甜玉米果皮纤维素含量的染色体区段。分析这些区段所包含的玉米基因,并找到它们对应的拟南芥同源基因,通过查阅拟南芥相关基因功能研究的文献,进一步鉴定控制玉米果皮纤维素含量的候选基因。【结果】两亲本和2个混池SLAF建库测序得到的SLAF符合预期,基于SLAF测序数据,鉴定了73 786个多态性SLAF标签,这些SLAF标签均匀分布在玉米的10条染色体上。在这些多态性标签中得到了523 395 SNP位点信息。通过关联分析,调控果皮纤维素变异的基因被定位到玉米基因组的6个染色区段,都位于玉米的第5染色体上。在这些区段上,一共有47个玉米基因。通过进一步的研究分析,在这些关联的染色体区段最终确定了9个候选基因。【结论】定位到调控玉米果皮纤维素的含量的基因,表明此方法可以用于基因定位。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    8. 侵染我国主要蔬菜作物的病毒种类、分布与发生趋势
    刘勇,李凡,李月月,张松柏,高希武,谢艳,燕飞,张安盛,戴良英,程兆榜,丁铭,牛颜冰,王升吉,车海彦,江彤,史晓斌,何自福,吴云锋,张德咏,青玲,严婉荣,杨学辉,汤亚飞,郑红英,唐前君,章松柏,章东方,蔡丽,陶小荣
    中国农业科学    2019, 52 (2): 239-261.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2019.02.005
    摘要148)   HTML25)    PDF(pc) (651KB)(165)    收藏

    【目的】 对我国茄科、葫芦科、豆科和十字花科蔬菜主要病毒病开展调查、诊断,明确当前我国主要蔬菜作物病毒病的病原物、优势病毒及其分布,并对其中一些重要病毒引起的病毒病在我国的发生危害趋势进行分析。【方法】 2013—2017年,对我国大陆31个省(市、自治区)开展茄科、葫芦科、豆科和十字花科等蔬菜作物主要病毒病发生情况的普查,利用血清学和分子生物学相结合的方法对主要蔬菜病毒病的病原进行鉴定。【结果】 我国大陆31个省(市、自治区)共采集茄科、葫芦科、豆科和十字花科蔬菜作物疑似病毒病样品41 653份,共检出病毒63种,其中茄科蔬菜检出病毒达40种,葫芦科蔬菜检出病毒26种,豆科蔬菜检出病毒19种,十字花科蔬菜检出病毒14种。茄科的辣椒检出病毒33种,番茄检出病毒25种;葫芦科的南瓜检出病毒22种,黄瓜检出病毒19种;豆科的豇豆检出病毒14种,菜豆检出病毒12种;十字花科的萝卜检出12种病毒,大白菜检出7种病毒。蔬菜作物中普遍存在多种病毒复合侵染现象,已发现2—6种病毒复合侵染,以2种病毒复合侵染类型居多,其中辣椒、番茄和茄子上存在6种病毒复合侵染。本研究首次在国内发现番茄斑驳花叶病毒(Tomato mottle mosaic virus,ToMMV)、西葫芦虎纹花叶病毒(Zucchini tigre mosaic virus,ZTMV)、辣椒脉黄化病毒(Pepper vein yellows virus,PeVYV)、辣椒隐潜病毒1号(Pepper cryptic virus 1,PCV-1)和辣椒隐潜病毒2号(Pepper cryptic virus 2,PCV-2)的侵染;首次发现ToMMV、甜瓜蚜传黄化病毒(Melon aphid-borne yellows virus,MABYV)、南瓜蚜传黄化病毒(Cucurbit aphid-borne yellows virus,CABYV)对辣椒的侵染,首次发现ZTMV对黄瓜、烟草轻绿花叶病毒(Tobacco mild green mosaic virus,TMGMV)对南瓜的侵染,首次发现番茄斑萎病毒(Tomato spotted wilt tospovirus,TSWV)可以侵染芹菜、曼陀罗、豇豆、豌豆、党参、大丽花、旱金莲、刺天茄等,首次发现红辣椒脉斑驳病毒(Chilli veinal mottle virus,ChiVMV)可以侵染红茄,另外还首次发现辣椒和番茄为烟草丛顶病毒(Tobacco bushy top virus,TBTV)的新自然寄主。【结论】 黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)、烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)、芜菁花叶病毒(Turnip mosaic virus,TuMV)和蚕豆萎蔫病毒2号(Broad bean wilt virus 2,BBWV2)为当前危害我国蔬菜作物的优势病毒,在全国范围内广泛分布且发生严重,特别是CMV发生最为普遍,在31个省(市、自治区)均有分布,且均为这些地区的优势病毒。茄科蔬菜的优势病毒为CMV和TMV,葫芦科蔬菜的优势病毒依次为CMV、小西葫芦黄花叶病毒(Zucchini yellow mosaic virus,ZYMV)、黄瓜绿斑驳花叶病毒(Cucumber green mottle mosaic virus,CGMMV)和TMV,豆科蔬菜的优势病毒为CMV和BBWV2,十字花科蔬菜的优势病毒依次为TuMV、CMV和TMV。番茄褪绿病毒(Tomato chlorosis virus,ToCV)、TSWV、CGMMV和ToMMV等病毒在部分省区发生严重,扩展蔓延速度极快,具有在全国范围内流行的风险。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    9. 非洲猪瘟——我国养猪业的重大威胁
    罗玉子,孙元,王涛,仇华吉
    中国农业科学    2018, 51 (21): 4177-4187.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.21.016
    摘要142)   HTML17)    PDF(pc) (1134KB)(112)    收藏

    非洲猪瘟(African swine fever, ASF)是由非洲猪瘟病毒(African swine fever virus, ASFV)感染家猪和野猪引起的一种烈性传染病,急性型临床上表现为高热、沉郁、厌食、皮肤发绀、各脏器出血,发病率和病死率可高达100%。世界动物卫生组织(OIE)将其列为法定报告动物疫病,我国将其列为一类动物疫病,是我国重点防范的外来动物疫病之一。ASF在撒哈拉以南的非洲地区、意大利撒丁岛、高加索地区以及俄罗斯和东欧部分国家流行,给疫区国家的养猪业造成巨大的经济损失,并严重冲击畜产品的国际贸易。2018年8月,ASF首次传入我国,随后迅速大范围蔓延,对我国养猪业构成重大威胁,防控形势异常严峻。随着经济全球化发展,ASF呈全球流行态势,持续传入我国的风险极高。鉴于目前无商业化的ASF疫苗,亟需研发可实现现场快速检测的早期诊断技术,做到对疫情早发现、早控制。由于ASFV具有庞大的基因组结构和复杂的免疫逃逸机制,使得研制有效的疫苗十分困难。目前研制的灭活疫苗、亚单位疫苗和核酸疫苗不能提供免疫保护或仅能提供部分保护,而减毒活疫苗和基因缺失疫苗可以诱导完全的同源保护和部分的交叉保护。未来需要深入解析病毒毒力相关基因和免疫保护性相关抗原,并着力研制基因缺失疫苗和弱毒疫苗,解决其安全性、稳定性和免疫效力等难题。本文就ASF的流行病学、诊断技术和疫苗研发等方面的最新研究进展及防控面临的挑战进行综述,并提出防控策略及建议,以期为我国ASF的防控提供参考。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    10. 水分和氮素对玉米苗期生长、根系形态及分布的影响
    张馨月,王寅,陈健,陈安吉,王莉颖,郭晓颖,牛雅郦,张星宇,陈利东,高强
    中国农业科学    2019, 52 (1): 34-44.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2019.01.004
    摘要135)   HTML23)    PDF(pc) (1151KB)(193)    收藏

    【目的】 东北地区春旱频发严重影响玉米出苗与苗期生长,明确水分、氮素对玉米苗期生长和根系发育的影响及其耦合效应,可为东北春玉米水、氮调控措施的优化提供依据。【方法】 2016—2017连续2年设置水分、氮素两因素盆栽试验,土壤相对含水量设4个水平,分别为重度干旱(W0,30%)、适度干旱(W1,50%)、水分适宜(W2,70%)和水分过量(W3,90%);施氮量设3个水平,分别为不施氮(N0,0)、低氮(N1,0.12 g N·kg -1土)和高氮(N2,0.24 g N·kg -1土)。【结果】 水分、氮素均显著影响玉米苗期的植株生长、根系发育、氮素吸收与利用,且两因素对植株干重、根系形态、吸氮量和氮肥利用率交互作用显著。土壤水分亏缺或过量均抑制了植株生长、干物质累积、根系发育和氮素吸收。W0处理的负面影响最为严重,其地上部干重、根系干重和植株吸氮量与W2处理相比分别降低55.5%、60.1%和47.4%,氮肥利用率下降6.4个百分点,根长和根表面积分别减少58.2%和59.5%。施氮显著促进玉米苗期植株生长与氮素吸收,降低根冠比,且不同水分条件下氮肥效应及对根系发育的影响存在明显差异。水分适宜条件下施氮促进根系生长,显著增加根长、根表面积和根体积,植株干重和吸氮量增幅最高。干旱胁迫条件下施氮抑制了根系发育,显著降低根长和根表面积,氮肥效应偏低。水分过量条件下施氮改善根系生长,但施氮效应仍低于W2处理。各水分条件下,N1处理的根长和根表面积均高于N2处理,而体积接近或更小,说明低氮增加了细根的比例。水分、氮素不仅显著影响根系形态,也导致根系空间分布出现明显差异。干旱胁迫促进根系下扎,增加深层土壤的根长分布,W0和W1处理0—12 cm土层根长比例相比W2处理分别下降11.0和8.3个百分点,而24—36 cm土层分别提高9.5和6.9个百分点。与干旱胁迫相反,水分过量趋向于增加根系在表层土壤的聚集。施氮显著促进表层土壤的根系分布,N1和N2处理0—12 cm土层根长比例相比N0处理分别增加16.3和13.7个百分点,而24—36 cm土层分别下降11.5和12.5个百分点。所有水-氮处理中,W1N1处理根系的空间分布最为均衡。【结论】 水分、氮素对玉米苗期生长和根系发育有显著的耦合效应,适宜的水、氮措施可优化根系形态与空间分布,增加植株干重和氮素吸收利用。春玉米生产中建议降低氮肥基施用量以发挥水氮耦合效应,促进根系下扎和细根增殖,提高植株耐旱性和氮肥利用率。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    11. 一次性施肥在我国主要粮食作物中的应用与环境效应
    刘兆辉, 吴小宾, 谭德水, 李彦, 江丽华
    中国农业科学    2018, 51 (20): 3827-3839.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.20.002
    摘要130)   HTML19)    PDF(pc) (623KB)(213)    收藏

    当前我国粮食生产面临过量施肥、氮肥利用率低和农业劳动力短缺等问题,探讨主要粮食作物一次性施肥技术及其对作物产量、肥料利用效率以及环境效应的影响,为我国粮食生产的简化施肥提供技术支撑。本论文系统分析了一次性施肥技术的发展现状及其在三大粮食作物上的应用效果,针对一次性施肥技术存在的不足,提出其在我国三大粮食作物主产区的推广应用前景和发展方向。一次性施肥是一种生产轻便、节本增效和保护环境的技术模式。当前农业生产中,通过一次性基施缓控释肥、氮肥减量施用技术以及化学调控技术均可以实现三大粮食作物的一次性施肥。与农民传统施肥方式相比,一次性基施缓控释肥可以显著提高玉米、小麦和水稻三大粮食作物的产量和氮肥利用率,产量、氮肥利用率分别提高3.1%—31.7%、6.2%—86.6%;显著减少农田氨挥发、氧化亚氮排放、氮素淋溶和径流损失,分别减少18.1%—81.3%、22.4%—73.4%、0—53.0%和0—43.2%。氮肥减量施用技术可在减少20%—37%氮肥施用量的条件下,维持玉米、小麦和水稻的产量不降低,提高三大粮食作物氮肥利用率2.3%—20.4%,以及降低氮素的损失。添加硝化抑制剂可使三大粮食作物产量、氮肥利用率分别提高6.5%—20.1%、5.0%—78.3%,使氧化亚氮排放显著降低22.1%—51.0%;添加脲酶抑制剂显著提高三大粮食作物产量5.8%—22.8%,显著提高玉米、小麦氮肥利用率25.4%—40.7%,同时显著降低三大作物氨挥发、氧化亚氮排放46.1%—51.2%、11.9%—45.2%。在全国主要粮食主产区的应用结果表明,一次性施肥技术既实现了作物稳产高产、氮肥高效和氮损失减少,又节省了农业劳动力和降低了农业生产成本。因而,一次性施肥技术协同实现了作物高产、养分高效和环境友好的农业可持续发展道路,同时解决了我国当前农业生产劳动力不足的难题,是适宜在全国粮食主产区全面推广和应用的新技术。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    12. 基于簇毛麦No.1026转录组的SSR序列分析及其PCR标记开发
    陈竟男,马晓兰,王振,李仕金,谢皓,叶兴国,林志珊
    中国农业科学    2019, 52 (1): 1-10.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2019.01.001
    摘要129)   HTML26)    PDF(pc) (1709KB)(88)    收藏

    【目的】 探究从前苏联引进的簇毛麦No.1026(Dv#4)的EST-SSR序列特征及其在染色体的分布,分析它们在不同簇毛麦间及与小麦间的多态性,为其进一步的研究与利用提供依据。【方法】通过Illumina HiSeq测序获得No.1026植株的转录组序列,利用MISA软件分析转录组SSR序列及特征,采用Primer 3设计SSR引物,随机合成238对引物,对小麦中国春与簇毛麦Dv#4和引自英国剑桥的簇毛麦Dv#2的基因组DNA进行扩增,在琼脂糖凝胶上分离评价扩增产物的多态性,并利用一套小麦-簇毛麦异染色体系进行扩增分析。【结果】 检测了No.1026总长62.76 Mb的转录组序列,发现10 497个SSR位点,它们分布于8 735条Unigene上。在1—6个核苷酸的重复单元中,单、双、三碱基的重复占95.85%,其中三核苷酸串联重复数量最多,占SSR总数的50.33%,而CCG/CGG基序的重复占三核苷酸串联重复的41.66%;单核苷酸重复是第二大类型,出现频率为27.13%,其中A/T重复占单核苷酸重复的74.58%。二核苷酸重复类型的数量位列第三,占SSR总数的18.39%。在238对EST-SSR引物中,88对在中国春与簇毛麦(包括Dv#2和Dv#4)之间的扩增产物显示多态性;8对只在簇毛麦和单一异染色体系扩增;4对可在簇毛麦和多个异染色体系中特异扩增;但多数可在簇毛麦中清晰扩增的引物不能在任何异染色体系中扩增,推测可能与簇毛麦基因组及染色体导入小麦过程中的变异有关;47对(19.74%)在2份不同来源的簇毛麦Dv#2和Dv#4之间的扩增产物呈现多态性。利用1对EST-SSR引物和1个EST-PCR标记检测48个簇毛麦植株,证明多态性的SSR引物可有效用于检测簇毛麦的异质性。【结果】 簇毛麦No.1026(Dv#4)的转录组中存在丰富的SSR序列,其中CCG/CGG、A/T和AG/CT等三核苷酸、单核苷酸和二核苷酸是其最主要的串联重复基序。部分EST-SSR的侧翼保守序列与单一或若干外源染色体特异相关联,据此开发特异的分子标记,可用于跟踪检测小麦背景中特异的簇毛麦染色体或染色体片段。Dv#4与Dv#2间的部分EST-SSR具有多态性,提示2份不同来源簇毛麦的表达序列间存在一定程度的遗传差异,因此,簇毛麦Dv#4值得进一步的发掘研究。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    13. 种植方式和密度对高粱群体结构和产量的影响
    肖继兵,刘志,孔凡信,辛宗绪,吴宏生
    中国农业科学    2018, 51 (22): 4264-4276.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.22.005
    摘要127)   HTML17)    PDF(pc) (455KB)(223)    收藏

    【目的】种植方式结合种植密度是提高旱作区作物光能利用率、增加作物产量的有效途径之一,在旱作农业生产中具有重要意义。通过研究不同种植密度和种植方式对高粱冠层结构的影响,为进一步挖掘辽西半干旱区高粱产量潜力提供理论依据。【方法】2016—2017年以酿造型高粱品种辽杂19号为试验材料,采用二因素裂区试验设计,主区为种植方式,设60 cm等行距种植(P1)和80 cm+40 cm宽窄行种植(P2),裂区为种植密度,分别为75 000株/hm 2(D1)、105 000株/hm 2(D2)、135 000株/hm 2(D3)、165 000株/hm 2(D4),3次重复。通过测定分析高粱群体植株形态指标、光合生理指标、地上部生物量,探究不同处理组合对高粱群体光合特性和产量形成的影响。 【结果】2年间同一种植方式下,高粱籽粒产量由大到小依次为D3>D2>D4>D1。2年平均产量,P2D2处理较P1D2处理增产5.02%,P2D3处理较P1D3处理增产6.96%,P2D1处理较P1D1处理减产0.27%,2017年P2D4处理较P1D4处理减产2.55%,所有处理组合中以P2D3处理产量最高,2年平均产量为10 267.14 kg·hm -2。随种植密度的增加,株高、群体叶面积指数和叶向值呈增大趋势,茎粗、茎粗系数、单株叶面积、茎叶夹角、透光率、叶绿素相对含量(SPAD值)、净光合速率呈减小趋势。在D2和D3处理下,P2处理较P1处理在茎粗系数、群体叶面积指数、透光率、SPAD值、净光合速率等方面表现出一定的优势。2年平均茎粗系数,P2D2处理较P1D2处理增加2.80%,P2D3处理较P1D3处理增加9.29%。。2年平均群体叶面积指数和平均净光合速率,P2D2处理较P1D2处理分别增加3.17%和16.33%,P2D3处理较P1D3处理分别增加7.27%和17.57%。开花期和乳熟期,2年平均冠层底部透光率,P2D2处理较P1D2处理分别增加22.55%和15.81%,P2D3处理较P1D3处理分别增加37.45%和102.09%,冠层中部透光率P2D2处理较P1D2处理分别增加38.72%和8.16%,P2D3处理较P1D3处理分别增加56.59%和93.60%。开花期和乳熟期,2年平均SPAD值,P2D2处理较P1D2处理分别增加6.46%和5.41%,P2D3处理较P1D3处理分别增加8.75%和5.46%。在D2和D3处理下,2年间P2处理上层叶片相对挺直,叶面积较小,可以改善中下层叶片受光条件,下层叶片相对平展,叶面积较大,可以减少漏光损失,提高光能利用率。 【结论】适当提高种植密度是提升高粱产量的关键。适宜种植密度下,宽窄行种植较等行距种植可有效改善冠层透光率,增加群体叶面积指数,扩大光合面积,提高叶片尤其是中下层叶片光合性能,是实现作物群体结构和植株个体功能协同增益和产量提高的重要途径。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    14. AtNEK6在棉花旱盐胁迫响应中的功能分析
    范鑫,赵雷霖,翟红红,王远,孟志刚,梁成真,张锐,郭三堆,孙国清
    中国农业科学    2018, 51 (22): 4230-4240.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.22.002
    摘要123)   HTML14)    PDF(pc) (3938KB)(224)    收藏

    【目的】AtNEK6是在拟南芥中发现的一种NIMA相关激酶,在拟南芥中过表达AtNEK6能够促进植物的生长发育,提高植物的耐盐耐旱性。通过将AtNEK6转化棉花,研究其在抗逆中的分子机理,为培育耐旱耐盐碱棉花新品种提供理论基础和种质资源。【方法】采用农杆菌转化法,将来源于拟南芥的AtNEK6导入棉花,通过实时荧光定量PCR分析转基因株系中AtNEK6的表达量;通过观察转基因植株表型和扫描电镜观察细胞表皮细胞,分析转基因棉花的生长发育情况;利用甘露醇和NaCl模拟干旱处理和盐处理分析转基因棉花的耐盐耐旱能力,通过测定相关生理指标,鉴定AtNEK6对转基因棉花耐逆的贡献。【结果】利用卡那霉素筛选获得转基因幼苗,通过PCR鉴定获得10个不同的转基因株系;利用qRT-PCR分析筛选出表达量较高的L7、L17、L25株系。正常条件下,与野生型相比,转基因棉花的株高增高、叶面积增大,生长发育得到了促进,通过扫描电镜观察发现转基因棉花叶片的细胞表面积与野生型并无明显差异,细胞周期相关基因CYCB1;1CYCA3;1及生长发育相关基因GhGRF5GhEODGhAN3GhEBP1的表达量均上调。通过耐盐耐旱性分析,正常条件下,与野生型相比,转基因株系的根长、鲜重和干重均无明显差异,仅侧根数增多;在250 mmol·L -1甘露醇处理条件下,转基因株系的根长、侧根数、鲜重和干重均显著高于野生型,表现出更好的生长状态;在200 mmol·L -1NaCl处理条件下,转基因株系的侧根数、鲜重和干重均显著高于野生型,相比于野生型生长状态更好。温室中正常生长1月龄的转基因棉花,在300 mmol·L -1甘露醇处理条件下,转基因植株的SOD活性比野生型提高了0.65倍、0.42倍和1.45倍,CAT活性提高了0.65倍、0.64倍和0.42倍,MDA含量降低了0.51倍、0.41倍和0.22倍;250 mmol·L -1NaCl处理结果与甘露醇类似,转基因棉花的耐盐生理指标均优于野生型。另外,相关胁迫响应基因GhAREBGhDREBGhNCEDGhLEA5在转基因棉花中的表达量均显著高于野生型棉花。 【结论】AtNEK6通过参与细胞周期和生长发育的调控过程促进棉花的生长发育,同时提高棉花在逆境中的耐盐耐旱性。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    15. 中国启动IAS1000计划
    钱万强,万方浩
    中国农业科学    2018, 51 (22): 4395-4396.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.22.017
    摘要120)   HTML6)    PDF(pc) (188KB)(132)    收藏
    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    16. 一个甘蔗Ⅱd类WRKY转录因子基因的克隆和表达分析
    张旭,凌辉,刘峰,黄宁,王玲,毛花英,李聪娜,汤翰臣,苏炜华,苏亚春,阙友雄
    中国农业科学    2018, 51 (23): 4409-4423.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.23.002
    摘要116)   HTML41)    PDF(pc) (5964KB)(134)    收藏

    【目的】WRKY是植物特有的一类转录因子,在生理调控和逆境响应过程中有着重要作用。通过分析WRKY转录因子基因在甘蔗生长发育及抗逆境过程中的作用,为甘蔗抗逆分子育种提供优良的基因资源。【方法】从甘蔗转录组数据库中挖掘到一条WRKY基因Unigene序列,并通过RT-PCR扩增得到cDNA全长序列,利用ORF finder、Smart、ExPaSy、Prabi、NetPhos、Cell-PLOC 2.0和DNAMAN6.0软件对该基因序列及其编码蛋白序列进行生物信息学分析,并使用MEGA6.0软件构建系统进化树;构建pCAMBIA1300-WRKY-GFP融合表达载体,通过农杆菌转化本氏烟(Nicotiana benthamiana),确定WRKY蛋白在烟草叶片中的亚细胞定位;利用酵母杂交试验验证WRKY是否具有转录自激活活性;采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法分析WRKY在甘蔗品种ROC22中的组织特异性(根、蔗芽、叶、蔗髓和皮)及其在MeJA(100 μmol·L -1)、SA(5 mmol·L -1)、PEG(25%)、NaCl(250 mmol·L -1)、CuCl2(500 mmol·L -1)和CdCl2(500 mmol·L -1)胁迫条件下表达量的变化。【结果】从甘蔗品种ROC22中克隆获得一个WRKY转录因子基因,命名为ScWRKY6(GenBank登录号为MH393927)。该基因序列全长1 289 bp,包含1个1 059 bp的ORF,编码352个氨基酸,并具有45个磷酸化位点;理论等电点为9.73,不稳定指数为50.23,亲水性为-0.579,推测其为碱性不稳定亲水性蛋白。ScWRKY6蛋白具有1个WRKY结构域和1个锌指结构域(CX5CX23HXH),该蛋白氨基酸序列与高粱(Sorghum bicolor)WRKY(XP_002464211.1)的同源性最高,根据系统进化树分析可以推测其属于WRKY家族Ⅱd亚类。亚细胞定位结果显示,ScWRKY6::GFP融合蛋白定位在细胞核上。酵母转录激活验证试验显示,ScWRKY6蛋白不具有转录自激活活性。qRT-PCR分析表明,ScWRKY6在甘蔗中为组成型表达,其表达量由大到小依次为蔗芽、叶、根、皮和蔗髓,其中蔗芽、叶和根的表达量分别为蔗髓的2.05、1.55和1.37倍。ScWRKY6在NaCl、PEG、MeJA、重金属Cu 2+和Cd 2+胁迫诱导下表达量均上调,其在NaCl处理12 h时表达量最高,为对照的4.18倍;在PEG处理3 h时表达量最高,为对照组的6.88倍;在CuCl2和CdCl2诱导24 h时表达量最高,分别为对照组的3.63倍和4.86倍。【结论】ScWRKY6蛋白定位在细胞核上,不具有转录自激活活性;该基因在甘蔗不同组织部位中均有表达,且受NaCl、PEG、CuCl2和CdCl2等胁迫的诱导,推测ScWRKY6可能在甘蔗干旱应答、耐盐及金属离子胁迫响应中发挥作用。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    17. MdWRKY40介导提高苹果与拟南芥对轮纹病菌的免疫抗性
    周茜茜,邱化荣,何晓文,王宪璞,刘秀霞,李保华,吴树敬,陈学森
    中国农业科学    2018, 51 (21): 4052-4064.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.21.005
    摘要108)   HTML5)    PDF(pc) (1338KB)(96)    收藏

    【目的】从‘富士’苹果中克隆MdWRKY40,研究其在水杨酸(SA)诱导条件下的表达模式及在苹果轮纹病抗病信号通路中的作用,为进一步揭示苹果的抗病机制提供理论依据。【方法】以‘富士’苹果为试材,克隆MdWRKY40的全长CDS序列,对其进行生物信息学分析,采用荧光定量PCR(qRT-PCR)分析其在苹果各组织中的表达水平,及对非生物胁迫SA的响应;研究外源SA处理对苹果叶片接种轮纹病菌(Botryosphaeria dothidea)的影响,并利用qRT-PCR检测病程相关蛋白基因的表达;将MdWRKY40在拟南芥中进行异源表达,对稳定表达的拟南芥幼苗叶片进行接菌处理,观察叶片发病程度及发病叶片数量,并采用qRT-PCR分析病程相关基因的表达;测量拟南芥幼苗的根系长度,并利用qRT-PCR检测生长素相关基因的表达。【结果】MdWRKY40包含长为858 bp完整的开放阅读框,编码286个氨基酸,预测其分子量为32.088 kD,等电点为8.15。系统进化树分析表明,MdWRKY40与白梨PbWRKY40序列相似性最高,亲缘关系最近,与拟南芥AtWRKY40在不同的分支上,亲缘关系较远,利用DANMAN软件进行MdWRKY40与AtWRKY40的多序列比对分析发现,MdWRKY40蛋白与AtWRKY40蛋白虽然都含有一个WRKYGQK保守结构域,但相似度仅为29.78%。qRT-PCR分析表明,MdWRKY40在根中的表达水平最高,在叶中的表达水平最低,并且在根、茎、叶中,SA均诱导了MdWRKY40的表达,且均呈现先升高后降低的趋势,在6 h时表达量最高;外源SA处理提高了苹果叶片对轮纹病菌的抗性,未处理的叶片发病率达92.59%,SA处理后发病率降至79.26%,并显著提高了病程相关蛋白基因MdPR2MdPR5的表达量。与野生型相比,在拟南芥中异源过量表达MdWRKY40显著提高了拟南芥叶片对轮纹病菌的抗性,野生型拟南芥发病率达77.5%,而两个转基因拟南芥株系发病率仅为21.5%和17.4%,并显著提高了病程相关基因PR1PR3PR4的表达。过表达MdWRKY40的拟南芥植株根系生长受到抑制,培养7 d后转基因拟南芥主根长度分别是野生型拟南芥的39.9%和43.1%,培养10 d后主根长度分别是野生型拟南芥的58.5%和55.4%。基因表达结果显示,生长素合成相关基因AtTAA1和生长素运输相关基因AtPIN1AtPIN2的表达水平在MdWRKY40过表达株系中显著低于野生型。【结论】MdWRKY40表达受SA和苹果轮纹病菌侵染诱导;MdWRKY40是苹果中重要的轮纹病抗病基因,该基因过表达显著提高对轮纹病菌的抗性;MdWRKY40具有调控植物根系生长发育的功能,可能通过下调生长素运输相关基因的表达影响植物根系生长发育。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    18. 干旱胁迫对蜡质含量不同小麦近等基因系光合特性的影响
    杨彦会,马晓,张子山,郭军,李月楠,梁英,宋健民,赵世杰
    中国农业科学    2018, 51 (22): 4241-4251.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.22.003
    摘要107)   HTML8)    PDF(pc) (1993KB)(194)    收藏

    【目的】探讨叶片蜡质含量对干旱胁迫下小麦光合特性的影响。【方法】本研究以一对小麦近等基因系多蜡质品系JM205和少蜡质品系JM204为试验材料,将二者种植在同一盆中,在人工气候室采用逐渐干旱的方式模拟田间干旱过程中的土壤水分变化。随着干旱处理时间的延长,土壤相对含水量逐渐降低,同步测定了不同土壤相对含水量下小麦旗叶的水势、光合气体交换参数及荧光参数。【结果】轻度干旱胁迫(土壤相对含水量在60%—49%)下,多蜡质品系JM205与少蜡质品系JM204旗叶的光合速率(Pn)无显著差异,随着干旱程度的加重,多蜡和少蜡质品系的光合速率都逐渐降低,但少蜡质品系JM204下降幅度更大。在中度干旱胁迫(土壤相对含水量在49%—32%)下,多蜡质品系比少蜡质品系具有较高的水势和较大的气孔开度,因此CO2供应充足,光合速率更高;少蜡质品系的PSII实际光化学效率(ΦPSⅡ)和最大光化学效率(Fv/Fm)较多蜡质品系下降更快,说明少蜡质品系PSII电子传递受阻情况和光抑制比多蜡质品系更严重;快速叶绿素荧光动力学曲线参数分析(JIP-test)发现PSII电子传递受阻主要是因为受体侧QA到QB电子传递限制。在重度干旱胁迫(土壤相对含水量下降到32%以下)时,多蜡质与少蜡质品系的水势和光合能力都大幅下降且二者间没有明显差异。【结论】本研究表明,多蜡质品系JM205在中度干旱胁迫(土壤相对含水量49%—32%范围)下具有较高的光合优势;本研究为小麦抗旱性选育与利用提供了理论依据,并对进一步的研究提供了建议。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    19. 长江流域直播油菜密植效应及其机理研究进展
    蒯婕,王积军,左青松,陈红琳,高建芹,汪波,周广生,傅廷栋
    中国农业科学    2018, 51 (24): 4625-4632.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.24.004
    摘要106)   HTML32)    PDF(pc) (370KB)(130)    收藏

    长江流域是我国油菜主产区,面积与总产均约占我国油菜总面积与总产的90%左右。但与发达国家相比,我国长江流域直播油菜长期存在着“密度低、单产低、机械化程度低、肥料用量高、人工成本高”的问题。“三低两高”的现状,导致油菜生产成本高,效益低,农户种植油菜积极性不高,面积与总产长期徘徊,阻碍了该产区油菜生产的发展。近年来,各地生产实践均表明,合理密植是提高我国长江流域直播油菜生产效益,提高农户种植油菜积极性,缩小与发达国家差距的一项核心技术。本文根据相关研究,综述了长江流域直播油菜适当增加种植密度后,油菜的籽粒产量、籽粒品质、茎秆抗倒性、角果抗裂角性、肥料利用效率、光能利用率以及菌核病、杂草发生的变化规律及其机理,提出了直播油菜“以密增产、以密补迟、以密省肥、以密控草、以密适机”的“五密”栽培技术,为建立适宜油菜机械化生产的高产抗倒油菜群体提供了理论依据,同时也为油菜绿色轻简高效生产提供了技术支撑。

    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    20. 不同地力水平下的小麦施肥效应
    徐霞,赵亚南,黄玉芳,闫军营,叶优良
    中国农业科学    2018, 51 (21): 4076-4086.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.21.007
    摘要105)   HTML7)    PDF(pc) (559KB)(129)    收藏

    【目的】整理2005—2013年在河南省布置的1 247个小麦的“3414”田间试验,分析不同地力水平下小麦施肥后的增产效果、经济效益及氮、磷、钾肥利用效率,明确不同地力水平下河南省小麦施肥效应,为科学施肥提供理论依据。【方法】选取不施肥处理(N0P0K0)、-N处理(N0P2K2)、-P处理(N2P0K2)、-K处理(N2P2K0)和NPK处理(N2P2K2),根据不施肥处理的产量将土壤基础地力划分为<3.0 t·hm -2、3.0—4.5 t·hm -2、4.5—6.0 t·hm -2、>6.0 t·hm -24个等级,研究不同处理不同地力水平下小麦施用氮、磷、钾肥的增产量、增产率、产值、施肥成本、施肥利润和产投比,以及肥料的农学效率、偏生产力、肥料贡献率、地力贡献率。另外,分析不施肥处理及各缺素处理的产量与相应养分肥料贡献率的关系。 【结果】相比不施肥处理,施肥后小麦的产量显著提高,各施肥处理的增产量及增产率随地力水平的提高而下降。其中基础地力<3.0 t·hm -2时氮磷钾配施及增施氮、磷、钾肥的增产率分别为126.07%、75.98%、24.93%、17.73%,基础地力>6.0 t·hm -2时仅为24.35%、15.39%、10.36%、8.70%。在施肥经济效益方面,各施肥处理的产值、施肥成本、施肥利润及产投比均随地力水平的提高而升高,其中小麦产值和施肥利润均以基础地力>6.0 t·hm -2时的氮磷钾配施处理最高,分别为19.64×10 3、18.24×10 3 yuan/hm 2,基础地力<3.0 t·hm -2时的-N处理最低,分别为8.52×10 3、7.87×10 3yuan/hm 2。在肥料利用率方面,农学效率和肥料贡献率总体随地力水平的提高而下降。地力贡献率平均为63.72%,随地力水平的提高而提高,各地力水平从<3.0 t·hm -2到>6.0 t·hm -2的4个等级的地力贡献率平均分别为43.57%、57.80%、70.29%、80.34%。肥料贡献率随相应不施肥处理小麦产量的提高呈对数趋势下降,并且显著相关,说明提高基础地力可减少小麦的对化肥的依赖。 【结论】提高土壤基础地力能够促进小麦增产、增收,降低小麦产量对施用化肥的依赖;河南省小麦生产中应重视培肥土壤,并根据不同地力水平合理施肥以保证小麦高产稳产、提高施肥利润及肥料施用效率。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    21. 小麦新品种淮麦33的遗传构成分析
    杨子博,王安邦,冷苏凤,顾正中,周羊梅
    中国农业科学    2018, 51 (17): 3237-3248.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.17.001
    摘要104)   HTML22)    PDF(pc) (4558KB)(128)    收藏
    【目的】解析高产广适小麦新品种淮麦33的遗传构成,探讨双亲烟农19和郑麦991对其产量相关性状的遗传贡献,为小麦品种改良及亲本选配提供依据。【方法】利用部分农艺及品质性状、高分子量谷蛋白亚基组成及覆盖小麦21条染色体的625个SSR分子标记分析淮麦33及其双亲的遗传构成;比对已知的产量性状相关QTL,分析双亲的产量相关区段对淮麦33的遗传贡献。【结果】淮麦33的每平方米穗数和千粒重均介于两亲本之间,穗粒数和小区产量均显著高于两亲本;与烟农19相比,其株高显著降低。淮麦33的高分子量谷蛋白亚基组成为(1、17+18和2+12),其中1和17+18亚基均来自于母本烟农19,2+12亚基来自于父本郑麦991。SSR分子标记分析表明,双亲对淮麦33的遗传贡献和理论值相比出现了较大偏离,淮麦33分别继承了烟农19和郑麦991两亲本73.9%和26.1%的遗传物质。淮麦33与烟农19具有较大的遗传相似度,遗传相似系数为0.78。在不同基因组和染色体水平上,双亲对淮麦33的遗传贡献率差异较大,其中,烟农19在A、B和D基因组水平的遗传贡献率均较高,分别为75.1%、69.4%和68.7%;除6A染色体外,烟农19在其他20条染色体上的遗传贡献率均高于郑麦991,其中在2A染色体上达到100%,在1A、3A、2B、3B和4B等5条染色体上均超过90%。在遗传距离大于5 cM的染色体区段中,淮麦33来源于烟农19和郑麦991的染色体区段分别有34个和7个,其中在2D染色体上来源于烟农19的染色体区段最多,在5A染色体上来源于郑麦991的区段最多。淮麦33有38个不同于双亲的特异位点,主要分布在1B、1D、2A、2B、2D、3A、3B、3D、4A、4B、5A、5B、6B、6D和7A等15条染色体上。比对已知产量性状相关QTL,共发现10个产量相关区段,有6个来源于烟农19,分别位于1A、2D、3B、4B、4D和7A染色体上;3个来源于郑麦991,分别位于4A和5A染色体上;1个为淮麦33特异区段,位于6D染色体上。【结论】明确了小麦新品种淮麦33的遗传构成,其更多地继承了母本烟农19的遗传物质;发现淮麦33中来源于不同亲本的产量相关区段。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    22. 一次性施肥技术实现三大粮食作物轻简化绿色生产
    谭德水, 刘兆辉
    中国农业科学    2018, 51 (20): 3823-3826.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.20.001
    摘要104)   HTML25)    PDF(pc) (258KB)(198)    收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    23. 脂肪酸环氧化酶SlEPX转基因大豆的表型分析
    郝青婷,张飞,吉夏洁,薛金爱,李润植
    中国农业科学    2019, 52 (2): 191-200.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2019.02.001
    摘要100)   HTML63)    PDF(pc) (1237KB)(117)    收藏

    【目的】 植物源环氧化脂肪酸(epoxy fatty acids,EFAs)是生产高值化工产品的优异可再生原材料。EFAs仅在一些野生植物种子中高水平合成和积累,难以规模化利用。通过在普通油料作物大豆(Glycine max (L.) Merr.)发育种子中组装环氧化脂肪酸合成途径,以期实现这类珍稀脂肪酸(unusual fatty acids,UFAs)的商业化绿色生产。【方法】 通过构建琉璃菊(Stokesia laevis)脂肪酸环氧化酶(epoxygenase,SlEPX)基因种子特异表达载体,基于体细胞胚发生的粒子轰击法对大豆(cv. Jack)进行遗传转化,经连续选择和鉴定,获得表型稳定的高代转基因大豆株系。分别运用PCR和实时荧光定量PCR检测外源基因SlEPX的整合及在大豆发育种子中的表达谱。统计分析SlEPX转基因大豆籽粒形态和大小、百粒重以及种子萌发率等表型,应用气相色谱和凯氏定氮法测试种子油脂和蛋白等相关生理生化特性。【结果】 外源基因SlEPX稳定整合于大豆基因组,且能在高代转基因大豆发育种子中正确有效表达。SlEPX转基因大豆种子新合成积累了2.9%的EFAs,相应的亚油酸(18﹕2Δ9,12)含量减低8%。与对照相比,SlEPX转基因大豆种子变长,表皮多皱褶。种子大小测量显示,转基因大豆小粒种子(粒径<4 mm)占比明显增加。转基因与对照大豆的种子发芽率无明显差异,然而转基因植株生长缓慢。转基因大豆种子油脂含量、蛋白质含量和百粒重分别减少5%、6%和8.28%。进一步生化分析发现,转基因大豆新合成的EFAs,绝大部分结合于卵磷脂(phosphatidylcholine,PC,占12.6%)分子,仅少量结合于甘油三酯(triacylglycerol,TAG,占2.3%)。这些数据表明在转基因大豆种子中,外源SlEPX酶能正确催化亚油酸(18﹕2Δ9,12)生成环氧化脂肪酸即斑鸠菊酸(vernolic acid,Va)(12-epoxy-18﹕1Δ9)。但是,绝大多数斑鸠菊酸积累于构成细胞膜的主要成分PC分子中,而没有转移整合进入贮藏的TAG分子。大量新合成的斑鸠菊酸结合于PC分子可能损伤宿主细胞膜稳态和生理反应,导致转基因大豆产生不利表型。【结论】 在大豆发育种子中单独表达外源脂肪酸环氧化酶,能催化合成少量EFAs,但同时产生一些不利表型。在SlEPX转基因大豆种子中共表达DGATPDAT,既可实现环氧化脂肪酸在TAG中富集,同时还能消除环氧化脂肪酸在细胞膜中的积累及其所导致的负效应。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    24. 《中国农业科学》2018年第51卷第21期目次
    中国农业科学    2018, 51 (21): 0-.  
    摘要96)      PDF(pc) (329KB)(63)    收藏
    相关文章 | 多维度评价
    25. 玉米生长后期倒伏研究进展
    薛军, 王克如, 谢瑞芝, 勾玲, 张旺锋, 明博, 侯鹏, 李少昆
    中国农业科学    2018, 51 (10): 1845-1854.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.10.004
    摘要93)   HTML3)    PDF(pc) (1078KB)(258)    收藏

    倒伏是玉米生产中普遍存在的问题。传统生产中玉米一般在生理成熟期收获,前人关于倒伏研究也多集中在生育前期茎秆发育过程或者是生理成熟前的某一阶段,而对生理成熟后倒伏研究较少。玉米机械粒收一般在生理成熟后2—4周进行,倒伏将会增加机械粒收过程中的产量损失,降低籽粒品质,使收获难度加大,收获效率以及玉米种植效益明显降低,成为制约玉米种植密度进一步提高和机械粒收技术发展的重要因素。对此,本文从玉米生育后期植株的衰老生理及其影响因素角度进行综述,提出增强玉米后期抗倒伏能力的措施与建议。分析表明,玉米生育后期植株自然衰老将导致叶片、茎秆和根系活力下降,使茎秆含水量、可溶性糖、半纤维素及总结构性碳水化合物含量均降低,细胞壁变薄、细胞间缝隙变大;同时,茎秆和根系PAL、POD和PPO酶活性下降,抗病能力减弱;茎腐病病原菌产生的细胞壁降解酶分解细胞壁中的纤维素,降解寄主细胞,孢子迅速萌发形成菌丝并进入表皮细胞、皮层和维管束组织,加速茎秆组织失水干缩过程,植株空心变软甚至腐烂,茎秆质量下降。而基于密植高产机械粒收技术需求的增密种植、田间站秆籽粒脱水会加速并延长玉米衰老进程,使茎秆质量和抗病能力进一步下降,导致生理成熟后的倒伏风险加大。为有效控制倒伏、加速我国玉米密植高产机械粒收技术的推广,建议:(1)增强玉米生育后期茎秆衰老和倒伏的理论研究;(2)加强玉米抗倒种质创制,选育早熟、耐密植、籽粒脱水快、抗逆性强、适宜机械粒收的品种;(3)通过构建优质土壤耕层,集成宜机收品种、合理密植、肥水科学运筹、化学调控和病虫害综合防控等关键技术,创制高质量健康群体,提高生育后期茎秆的抗倒伏能力;(4)根据各地气候、生态条件,因地制宜制定降低玉米生育后期倒伏风险的应对措施。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    26. 大豆抗大豆花叶病毒病基因研究进展
    王大刚,李凯,智海剑
    中国农业科学    2018, 51 (16): 3040-3059.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.16.002
    摘要92)   HTML9)    PDF(pc) (1117KB)(79)    收藏
    大豆花叶病毒(soybean mosaic virus,SMV)病是严重危害世界大豆(Glycine max (L.) Merr.)生产的主要病害之一。近十年来,国内外关于大豆对SMV抗病基因的遗传标记定位、候选抗病基因的分析及大豆抗SMV的调控网络等研究取得许多新进展。大豆对SMV的抗性遗传主要分为数量抗性和质量抗性,其中数量抗性的遗传主要由1对加性主基因+加性-显性多基因共同控制;对不同SMV株系的质量抗性遗传分别由1对不同的显性基因控制。标记定位研究发现,大豆对SMV数量抗性位点主要分布在大豆的第6、10和13等染色体上。22个对SMV具有单显性质量抗性的基因位点已被标记定位在大豆的第2、6、13和14染色体上,且定位的多数抗病基因位点两侧标记间的物理距离都在1 Mb以内。其中第13染色体上的基因位点数最多,有Rsv1、Rsv5、RSC3Q、RSC11和RSC12等10个,定位在第2染色体上的基因位点有8个,如Rsv4、RSC5、RSC6、RSC7和RSC8等,第6和14染色体上各有2个基因位点,分别为RSC15、RSC18和Rsv3、RSC4。参考大豆全基因组序列(http://www.phytozome.net/soybean),利用生物信息学方法、表达谱分析及克隆测序技术等进一步缩小了大豆抗SMV候选基因的筛选范围。目前,在大豆第2染色体上确定的抗SMV候选基因主要有8个:Glyma.02G121400、Glyma.02G121500、Glyma.02G121600、Glyma.02G121800、Glyma.02G121900、Glyma.02G122000、Glyma.02G122100和Glyma.02G122200,在第6染色体上的是Glyma.06G182600,在第13和14染色体上的抗SMV候选基因分别有9个和6个:Glyma.13G184800、Glyma.13G184900、Glyma.13G187900、Glyma.13G190000、Glyma.13G190300、Glyma.13G190400、Glyma.13G190800、Glyma.13G194700、Glyma.13G195100和Glyma.14G204500、Glyma.14G204600、Glyma.14G204700、Glyma.14G205000、Glyma.14G205200、Glyma.14G205300。基于病毒诱导的基因沉默VIGS(virus induced gene silencing,VIGS)和转基因操作等技术,研究发现抗SMV相关基因GmHSP40、GmPP2C3a、GmAKT2、GmCnx1、GmSN1、Glyma.14G204500、Glyma.14G204600、Glyma.14G204700等参与大豆对SMV的抗性,属于正调控因子;而GmEF1A和GmeIF5A等则增加大豆对SMV的易感性,为负调控因子。在综合SMV抗病基因的相关研究基础上,构建了基于Rsv1和Rsv3介导对SMV极端抗性的调控网络模型。Rsv1介导的大豆对SMV极端抗性调控模型的建立为大豆抗SMV信号网络的研究提供了新的方向。Rsv3介导的大豆对SMV极端抗性的主要机制是通过ABA信号的传导,从而使胞间连丝处的胼胝质沉积以抑制病毒从最初侵染的细胞向健康细胞的转移。本文系统综述了SMV抗病基因方面的最新研究成果并对该领域未来的研究方向进行了展望,以期为大豆抗SMV分子设计育种和抗病基因的机理研究提供参考。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    27. 谷子萌发期响应干旱胁迫的基因表达谱分析
    许冰霞,尹美强,温银元,裴帅帅,柯贞进,张彬,原向阳
    中国农业科学    2018, 51 (8): 1431-1447.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.08.002
    摘要90)   HTML2)    PDF(pc) (3693KB)(246)    收藏
    【目的】谷子是一种耐旱作物,通过二代测序技术获得大量的谷子萌发期响应干旱胁迫的差异基因,进而挖掘谷子萌发期抵御干旱的关键基因及其相关的分子机制。【方法】以晋谷45为材料,谷子萌发期分别用18%PEG-6000干旱胁迫(处理组)和蒸馏水(对照组)处理种子并测定1、10和18 h种子的SOD、POD和CAT活性。SOD活性用氮蓝四唑(NBT)法测定,POD活性用愈创木酚法测定,CAT活性用比色法测定;对萌发10和18 h种子的对照组和处理组构建cDNA文库并进行差异基因表达谱分析;利用Bowtie将reads比对到参考基因组,采用RSEM对bowtie的比对结果进行表达量估计;使用DESeq进行差异表达基因分析;利用NR、Swiss-Prot、KEGG、COG和GO在线数据库对差异基因进行功能注释,挖掘调控谷子萌发的关键基因;利用qRT-PCR验证测序结果的可靠性。【结果】处理组的SOD活性整体比对照组高,而POD活性和CAT活性与之相反;随着萌发时间的变化,SOD活性在不断地增加,但CAT和POD活性逐渐减小。基因表达谱序列与所选参考基因组序列高度一致,基因表达呈现出高度不均一性。通过高通量测序最后获得35 470个基因,以RPKM≥0.01为筛选标准,对照样本中分别筛选出24 030和24 486个表达基因,PEG干旱胁迫处理10和18 h的样本分别筛选出24 019和23 877个表达基因;差异表达基因分析表明,谷子萌发10和18 h分别筛选出456和545个差异基因,其中87和267个上调表达基因,369和278个下调表达基因;GO功能显著性富集分析表明,差异基因主要涉及代谢过程,细胞进程和响应刺激;KEGG富集分析表明,差异基因参与到苯丙烷代谢和植物激素信号转导过程;通过qRT-PCR对5个差异基因在干旱胁迫下种子萌发时的表达分析表明,其表达趋势与表达谱分析结果基本一致。【结论】差异表达基因广泛涉及到糖、蛋白质、核酸等生物大分子代谢、次生代谢和能量代谢等过程;SnRK2和PAL可能在干旱胁迫下调节种子的萌发。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    28. 意大利蜜蜂幼虫肠道发育过程中的差异表达 microRNA及其调控网络
    郭睿,杜宇,熊翠玲,郑燕珍,付中民,徐国钧,王海朋,陈华枝,耿四海,周丁丁,石彩云,赵红霞,陈大福
    中国农业科学    2018, 51 (21): 4197-4209.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.21.018
    摘要85)   HTML5)    PDF(pc) (10339KB)(40)    收藏

    【目的】微小RNA(microRNA,miRNA)是一类在转录后水平对mRNA进行负调控的关键调控因子。本研究旨在通过分析意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica,简称意蜂)幼虫肠道发育过程中差异表达miRNA(differentially expressed miRNA,DEmiRNA)及其调控网络,提供miRNA的表达谱和差异表达信息,揭示DEmiRNA在幼虫肠道发育中的作用。【方法】利用small RNA-seq(sRNA-seq)技术对意蜂4、5和6日龄幼虫肠道样品(Am4、Am5和Am6)进行测序,将质控后的数据与西方蜜蜂(Apis mellifera)参考基因组进行比对,然后将比对上的序列标签(tags)注释到miRBase数据库,并利用TPM(tags per million)算法归一化处理所得miRNA的表达量,再通过相关生物信息学软件对miRNA进行表达量聚类、前体二级结构预测及差异表达分析。利用TargetFinder软件预测DEmiRNA的靶基因,使用Blast软件对靶基因进行GO和KEGG数据库注释,进而通过Cytoscape软件构建miRNA-mRNA的调控网络。采用茎环实时荧光定量PCR(Stem-loop RT-qPCR)验证测序数据的可靠性。【结果】意蜂幼虫肠道样品的测序分别得到10 841 644、12 037 678和9 230 496条有效序列标签;Am4 vs Am5比较组包含16个上调和10个下调miRNA,Am5 vs Am6比较组包含5个上调和7个下调miRNA。其中,novel-m0031-3p为两个比较组所共有,并结合5个与蜕皮激素诱导蛋白相关的靶基因;二者的特有DEmiRNA数分别为25和11个。Am4 vs Am5的26个DEmiRNA结合5 742个靶基因,其中2 725个靶基因可注释到GO数据库中的46个GO term,并主要富集在结合、细胞进程、代谢进程和单组织进程等;Am5 vs Am6的12个DEmiRNA结合3 733个靶基因,且其中2 725个靶基因富集在结合、细胞进程、单组织进程和代谢进程等41个GO term;此外,两个比较组中的DEmiRNA分别有1 046和676个靶基因可注释到116和92条KEGG代谢通路,且Am4 vs Am5比较组的DEmiRNA的靶基因富集在Wnt信号通路、Hippo信号通路、嘌呤代谢和内吞作用等通路上的数量均高于Am5 vs Am6比较组。进一步分析结果显示Am4 vs Am5中的上调和下调miRNA可分别结合611和85个靶基因,其中ame-miR-6052结合的靶基因数最多,可通过结合5个靶基因,参与对细胞色素P450的调控;miR-281-x结合49个靶基因,并间接调控组氨酸代谢、TGF-β信号通路以及Hippo信号通路;Am5 vs Am6中的上调和下调miRNA可分别结合43和431个靶基因,其中miR-iab-4-x结合靶基因数量最多,并广泛参与调控背腹轴的形成、Hippo信号通路、Wnt信号通路、FoxO信号通路、Notch信号通路以及mTOR信号通路等与生长发育相关的通路。调控网络分析结果表明,DEmiRNA与靶基因间形成较为复杂的调控网络,DEmiRNA居于调控网络的中心位置,而mRNA位于调控网络的外周。最后,通过茎环实时荧光定量PCR对随机选取的3个DEmiRNA进行验证,结果证实了测序数据的可靠性。【结论】在全基因组水平对意蜂幼虫肠道的DEmiRNA及其靶基因进行预测和分析,并对DEmiRNA的调控网络进行构建及分析,发现意蜂幼虫通过调节包括ame-miR-6052、miR-iab-4-x、miR-281-x和novel-m0031-3p在内的多个miRNA的表达水平对肠道生长和发育进行调控,研究结果不仅提供了意蜂肠道发育过程的miRNA表达谱及差异表达信息,也为阐明意蜂幼虫肠道的发育机理打下基础。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    29. 华北地区高产冬小麦氮磷钾养分需求特征
    张青松, 卢殿君, 岳善超, 占爱, 崔振岭
    中国农业科学    2018, 51 (20): 3840-3851.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.20.003
    摘要84)   HTML17)    PDF(pc) (844KB)(110)    收藏

    【目的】明确华北地区高产冬小麦氮磷钾养分需求特征及其与籽粒产量的定量关系,为高产冬小麦实时养分管理提供理论依据和技术支撑。【方法】在适宜氮磷钾养分供应条件下,通过华北地区多年多点田间试验数据构建冬小麦氮磷钾养分需求特征大数据,量化该区冬小麦地上部氮磷钾养分吸收量与籽粒产量的关系,定量单位籽粒产量的氮磷钾养分需求量。【结果】在适宜施氮条件下,华北地区生产冬小麦籽粒的氮素需求量平均为24.3 kg·t-1,单位籽粒氮素需求量随着籽粒产量的提高而有所降低。当产量水平在<4.5 t·hm-2和6.0—7.5 t·hm-2,籽粒氮素需求量从27.1 kg·t-1降低到24.5 kg·t-1,这是由收获指数的升高和籽粒氮浓度的降低造成的;当产量水平在6.0—7.5 t·hm-2和9.0—10.5 t·hm-2,籽粒氮素需求量从24.5 kg·t-1降低到22.7 kg·t-1,这是由籽粒氮浓度的降低造成的;当产量水平>10.5 t·hm-2,单位籽粒氮素需求量趋于稳定,不再变化。在适宜施磷条件下,生产冬小麦籽粒的磷素需求量平均为4.5 kg·t-1,单位籽粒磷素需求量随着籽粒产量的提高而降低,从产量水平<4.5 t·hm-2的4.7 kg·t-1下降到产量水平>9.0 t·hm-2的4.2 kg·t-1,这是由收获指数的升高和籽粒磷浓度的降低造成的。在适宜施钾条件下,生产冬小麦籽粒的钾素需求量平均为21.1 kg·t-1,单位籽粒钾素需求量随着籽粒产量的提高而降低,从产量水平<4.5 t·hm-2的23.8 kg·t-1下降到产量水平>7.5 t·hm-2的20.2 kg·t-1,这是由收获指数的升高和籽粒钾浓度的降低造成的。冬小麦在拔节至扬花阶段呈现最大的干物质累积与养分吸收速率。【结论】华北地区在适宜的氮磷钾养分供应条件下,冬小麦氮磷钾需求量随产量的提高而增加。随着产量的提高,冬小麦单位籽粒产量的氮素、磷素和钾素需求量下降,这种趋势主要是由收获指数的增加和籽粒氮、磷、钾浓度的降低造成的。对于不同产量水平的冬小麦,高产水平下冬小麦在拔节期后具有较高的干物质累积和养分吸收速率。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    30. 基于集中收获的新型棉花群体结构
    董合忠,张艳军,张冬梅,代建龙,张旺锋
    中国农业科学    2018, 51 (24): 4615-4624.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.24.003
    摘要83)   HTML17)    PDF(pc) (364KB)(154)    收藏

    构建合理群体结构是实现棉花高产优质高效的重要栽培学基础。我国传统棉花群体结构主要有“高密小株类型”、“中密中株类型”和“稀植大株类型”3种,分别在西北内陆棉区、黄河流域棉区和长江流域棉区广泛应用,为实现棉花高产稳产发挥了重要作用。但进入新时期,传统群体结构不利于集中收获和提质增效的弊端凸显,探索新型棉花群体结构成为新时期棉花栽培学的重要研究内容。本文简要评述了传统棉花群体结构的主要特征和弊端;基于新时期轻简节本、提质增效的需要,提出了建立“降密健株型”、“增密壮株型”和“直密矮株型”3种适于集中收获的新型棉花群体结构替代传统群体结构的观点。在此基础上,重点论述了3种新型群体结构的主要指标和调控技术,对新型棉花群体结构的研究与发展趋势进行了展望。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    31. 高效施肥技术研究的现状与展望
    白由路
    中国农业科学    2018, 51 (11): 2116-2125.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.11.009
    摘要82)   HTML1)    PDF(pc) (384KB)(177)    收藏
    长期以来,施肥目的是为了提高作物产量,保证人类发展对粮食的需求。化学肥料的发明大大缓解了人口增长与粮食需求的矛盾。但是,随着与之相伴的农产品安全、生态环境安全问题逐渐揭示并被广泛关注,如何在提高肥料效益、保证粮食产量与减少肥料施用、保证环境安全问题上找到平衡点,成了施肥技术必须面对的问题,解决这一问题的关键是高效施肥。文中阐述了高效施肥的内涵,认为高效施肥需要从粮食高效、生产高效、资源高效和环境高效四个方面加以理解。高效施肥可定义为,在作物营养供应的各个环节上,采用现代技术手段,最大限度地提高肥料利用效率,以充分保证提高作物的产量和品质、减少资源浪费、维护生态环境。文中详细介绍了目前国内外应用较为成熟的几种高效施肥技术,即测土施肥、精准施肥、灌溉施肥和轻简施肥等。在测土施肥方面,介绍了美国和欧洲目前的应用情况,同时也介绍了我国从20世纪70年代开始进行测土施肥以来的进展;在精准施肥方面,介绍了精准施肥技术的理论、核心技术、发展过程及其实现的技术途径等,分析了精准农业的经济效益及其在世界的应用情况;在灌溉施肥方面,介绍了灌溉施肥的优点、灌溉施肥的方式与研究历程,重点介绍了表面灌溉施肥技术、滴灌施肥技术和微喷施肥技术等。作者指出,在可预见的未来,高效施肥会向着信息化、自动化、智能化、轻简化方向发展,特别在高效施肥技术、数字化养分管理系统、养分高效利用基因筛选等方面需要深入研究,同时还要注意营养链一体化管理、作物营养调控技术的研究与应用。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    32. 播期温度对新疆膜下滴灌棉花出苗率及苗期生长的影响
    随龙龙,田景山,姚贺盛,张鹏鹏,梁福斌,王进,张旺锋
    中国农业科学    2018, 51 (21): 4040-4051.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.21.004
    摘要82)   HTML14)    PDF(pc) (472KB)(88)    收藏

    【目的】新疆膜下滴灌棉田普遍采用干土播种、滴水出苗技术,将棉花传统漫灌栽培条件下需要兼顾土壤墒情和气温状况转变为仅关注播期温度条件。论文根据棉花播种出苗对气温的要求,选择不同时期不同温度条件下播种,观测膜下滴灌棉花播种出苗及幼苗生长状况,分析播期温度变化对出苗率、苗期生长发育的影响及收获期产量的变化,为膜下滴灌棉花确定播种条件、实现一播全苗和培育壮苗提供理论依据。【方法】通过记载播种前气温及土壤温度的变化,以棉花种子发芽、出苗的生物学下限温度为最早播期,设置3—4个播期,调查不同播期下棉花出苗率,测定苗期株高、子叶节高度等形态指标和植株干物质累积量等,明确不同温度条件下播种对膜下滴灌棉花出苗和壮苗指标的影响。【结果】播前3 d膜下5 cm土壤温度18.7℃条件下棉花出苗速度快且出苗率最高;与温度较低条件下的早播相比,膜下5 cm土壤温度达24.7℃的晚播棉花出苗期至3叶期植株株高提高3.52%—8.64%、子叶节高度提高8.82%—20.59%、总根长增长1.79%—6.59%、比根长提高14.84%—25.93%;播前3 d膜下5 cm土壤温度9.5℃早播条件下,根干物质累积量较高、根冠比较大。【结论】棉花播前3 d平均气温稳定通过13.8℃—15.7℃,播后1周气温在16℃—18℃,出苗率可达90%以上;但平均气温在6.7℃—14.1℃、膜下5 cm平均地温9.5℃—17.6℃条件下播种,出苗至3叶期平均气温在18.5℃—19.5℃、有效积温在110℃— 120℃,棉花幼苗单位株高干物质累积量较高,根系生长量大,幼苗健壮,单株结铃多,铃重较高。因此,适温早播为棉花产量形成奠定良好基础。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    33. 渭北旱塬豆科绿肥提高冬小麦籽粒锌的效应与影响因素研究
    刘苡轩,黄冬琳,刘娜,姚致远,尹丹,蒙元永,赵护兵,高亚军,王朝辉
    中国农业科学    2018, 51 (21): 4030-4039.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.21.003
    摘要81)   HTML3)    PDF(pc) (419KB)(75)    收藏

    【目的】针对渭北旱塬石灰性土壤有效锌含量低,小麦籽粒锌含量不高的问题,研究不同豆科绿肥轮作对小麦籽粒锌的作用,揭示其提高小麦籽粒锌含量的影响因素,为改善居民锌摄入水平提供思路及实践依据。【方法】2016—2017年在永寿和长武两地开展田间试验,完全随机区组设计。永寿试验地处理为休闲-小麦、黑麦豆-小麦和绿豆-小麦3种处理;长武试验地为休闲-小麦、怀豆-小麦和绿豆-小麦3种处理。采集永寿、长武两地的绿肥、小麦和土壤样品进行分析。【结果】与休闲相比,永寿各豆科绿肥—小麦轮作的小麦各器官生物量显著降低了19.2%—38.3%;长武各豆科绿肥—小麦轮作显著减少了小麦茎叶、颖壳生物量,降幅为19.9%—33.2%。永寿黑麦豆—小麦和长武怀豆—小麦轮作较休闲显著提高了小麦籽粒锌含量,分别增加了14.2%和18.6%。黑麦豆—小麦、怀豆—小麦轮作对小麦的增锌作用一定程度上补偿了减产对小麦锌累积量的影响,长武怀豆—小麦轮作的小麦各器官及地上部锌累积量与休闲无显著差异。小麦籽粒锌含量与豆科绿肥的锌吸收量呈显著正相关关系,豆科绿肥锌吸收量每增加1.0 g·hm -2,小麦籽粒锌含量增加0.23 mg·kg -1。黑麦豆、怀豆的锌、氮吸收量相对较高,C/N较绿豆分别低了18.6%和20.4%。黑麦豆—小麦、怀豆—小麦轮作较休闲在小麦收获期显著提高了土壤硝态氮含量,增幅分别为36.7%和69.1%。豆科绿肥—小麦轮作在小麦生长过程中对土壤DTPA-Zn含量基本无显著影响。 【结论】黑麦豆、怀豆两种豆科绿肥因自身比较高的锌、氮吸收量以及较低的C/N,可显著提高后茬小麦籽粒锌含量。同时绿肥自身富集锌的能力可作为筛选小麦适宜增锌绿肥品种的依据。总之,豆科绿肥—小麦轮作模式是提高小麦籽粒锌含量,改善居民膳食锌摄入的有效生物强化手段。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    34. 苹果MdWRKY18和MdWRKY40参与盐胁迫途径分子机理研究
    许海峰,杨官显,张静,邹琦,王意程,曲常志,姜生辉,王楠,陈学森
    中国农业科学    2018, 51 (23): 4514-4521.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.23.010
    摘要79)   HTML10)    PDF(pc) (1795KB)(91)    收藏

    【目的】研究苹果WRKY转录因子MdWRKY18和MdWRKY40蛋白结构、表达水平及在盐胁迫中的功能,为进一步完善盐胁迫分子机理的研究提供参考。【方法】以‘红脆2号’苹果为试材,克隆MdWRKY18MdWRKY40,对其蛋白结构进行分析;采用qRT-PCR测定该基因在盐胁迫条件下的表达水平,并通过GUS染色分析它们启动子活性,利用酵母双杂分析其互作关系,并通过转基因验证其功能。【结果】蛋白结构分析表明MdWRKY18和MdWRKY40均含有一个WRKY、Cx5C以及HxH结构域;MdWRKY18MdWRKY40表达水平和启动子活性受150 mmol·L -1 NaCl诱导,酵母双杂交试验表明,MdWRKY18和MdWRKY40能够和自身互作形成同源二聚体,且MdWRKY18也能和MdWRKY40互作形成异源二聚体;在‘王林’愈伤中分别过表达MdWRKY18MdWRKY40时,能够促进MdSOS1MdNHX1的表达,并提高‘王林’愈伤在盐胁迫处理下的生长量,在‘王林’愈伤中共表达MdWRKY18MdWRKY40时,同样能够促进MdSOS1MdNHX1的表达,但对提高‘王林’愈伤的生长量要高于分别过表达MdWRKY18MdWRKY40。【结论】苹果MdWRKY18MdWRKY40受盐胁迫的诱导,可以形成同源或异源二聚体,并增强‘王林’愈伤对盐胁迫的耐性。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    35. 南方稻区优良食味与高产协同的单季晚粳稻品种特点研究
    胡蕾,朱盈,徐栋,陈志峰,胡兵强,韩超,裘实,吴培,张洪程,魏海燕
    中国农业科学    2019, 52 (2): 215-227.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2019.02.003
    摘要79)   HTML18)    PDF(pc) (421KB)(98)    收藏

    【目的】 旨在探究南方稻区不同食味值水平和产量类型单季晚粳稻产量与品质的差异,阐明南方稻区优良食味与高产协同的单季晚粳品种所具有的特征特性。【方法】 本文以南方稻区48个单季晚粳为材料,根据产量和食味值将其分为味优高产、味优中产、味中高产和味中中产4种类型,以实际生产需求为依据,选用味优高产、味优中产和味中高产3种类型进行产量和品质的比较研究。【结果】 味优高产类型的食味值比味中高产类型高26.69%,且味优类型食味值中的外观、黏度和平衡度分别比味中类型高出38.81%、36.30%和37.40%。与味中高产类型相比,味优高产类型的糙米率、整精米率与垩白粒率、垩白度分别高0.34%、7.13%、40.39%和47.56%;胶稠度长度长19.92%;直链淀粉、蛋白质含量低37.67%和33.08%。与味优中产类型相比,味优高产类型的每穗粒数、结实率、千粒重、灌浆结实期的日照时数、成穗率以及抽穗至成熟阶段生物积累量占总生物量的比例分别高4.47%、3.29%、5.72%、16.25%、11.09%、21.49%;叶面积衰减率低13.51%。抽穗至成熟阶段,味优高产的群体生长率、净同化率和光合势比味优中产分别高出24.46%、14.62%和19.01%。【结论】 南方优良食味与高产协同的单季晚粳品种的特征为加工品质达国标1级;透明度等级在3级;垩白粒率和垩白度分别在50%—85%与20%—35%;直链淀粉含量、蛋白质含量与胶稠度长度分别在10.0%、8.0%与90.0 mm左右;RVA谱特征值中消减值在-500cP以下,回复值在550 cP—650 cP。产量构成中,味优高产类型品种的结实率在90.0%左右;千粒重在25.0 g以上;且在抽穗前期保持适宜的干物质积累,在抽穗期以后保证叶面积指数、干物质积累量及其所占全生育期的积累比例有较高的水平。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    36. 超高效液相色谱-串联质谱法测定饲料中的二氢吡啶
    肖志明,王峻,索德成,魏书林,贾铮,刘成新,樊霞
    中国农业科学    2018, 51 (9): 1806-1814.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.09.017
    摘要78)   HTML1)    PDF(pc) (524KB)(85)    收藏
    【目的】二氢吡啶是一种新型的饲料添加剂,具有促进动物生长、提高饲料利用率、改善肉质等功效,目前已在畜牧生产中得到广泛应用。然而,二氢吡啶并不是允许使用的药物饲料添加剂,其在饲料中高水平添加所带来的畜产品中二氢吡啶残留可引起敏感人群严重的低血压反应。央视3.15晚会曝光了部分饲料企业违规使用二氢吡啶、硫酸黏杆菌素、喹乙醇等兽药,引起社会的广泛关注和政府的高度重视,因而亟需建立饲料中二氢吡啶的检测方法,为饲料企业合理用药和政府监管提供必要的技术支撑。【方法】采用UPLC上常用的BEH C18色谱柱,分别使用甲醇-水、乙腈-水、甲醇-0.1%甲酸、乙腈-0.1%甲酸作为流动相,优化了不同组成和比例流动相对色谱分离和质谱电离的影响。在正离子模式下进行母离子扫描,确定准分子离子,优化仪器毛细管电压、锥孔电压、雾化气流速等参数;然后进行子离子扫描,优化碰撞能量、驻留时间等参数,以确定丰度较高的两个子离子作为定性离子,并选择其中丰度最高的作为定量离子。比较甲醇、乙腈等不同溶剂对提取效率的影响,以及C18、HLB、MCX和碱性氧化铝等固相萃取柱(SPE)对净化效果的影响,确定较优的样品前处理方法。【结果】优化确定了较佳的前处理方法:采用乙腈超声提取,提取液在60℃下氮气吹干,残余物用乙腈﹕水(1﹕9,v/v)复溶,过HLB固相萃取柱净化,用乙腈﹕水(9﹕1,v/v)洗脱,洗脱液过0.22 μm有机滤膜后上超高效液相色谱-串联质谱仪(UPLC-MS/MS)测定。采用电喷雾离子源,在多反应监测(MRM)模式下,二氢吡啶的[M+H]+m/z 254,失去乙氧基(CH3-CH2-O+,46 Da)后产生主要的碎片离子m/z 208,m/z 208脱掉羰基(C=O,28 Da)产生碎片离子m/z 180,m/z 180进一步脱去乙酯基(CO-O-CH2-CH3,73 Da)后得到碎片离子m/z 108,因此本研究以离子对m/z 254>208为定量离子,m/z 254>180为定性离子。以0.1%的甲酸水-乙腈为流动相进行梯度洗脱,在10 min内完成了二氢吡啶的分离,且峰形尖锐,灵敏度高。二氢吡啶在0—500 μg·L-1浓度范围内呈现良好的线性关系(R2 ≥ 0.9992),根据20个空白样品的基线噪音,取其平均值,以信噪比(S/N)=3为检出限(LOD),S/N=10为定量限(LOQ),二氢吡啶的LOD、LOQ分别为10和50μg·kg -1。在10、50和100 μg·kg -1三个添加水平下,二氢吡啶的平均回收率为82.6%—101.0%,日内变异系数为0.8%—6.7%,日间变异系数为4.7%—9.2%。【结论】该方法操作简便、快速、稳定,适用于饲料中二氢吡啶的日常监测。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    37. 紫花苜蓿MsGAI的克隆、表达及遗传转化
    张涵,王学敏,刘希强,马琳,温红雨,王赞
    中国农业科学    2019, 52 (2): 201-214.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2019.02.002
    摘要78)   HTML15)    PDF(pc) (8066KB)(68)    收藏

    【目的】 DELLA蛋白属于GRAS家族,是赤霉素信号转导途径中重要的转录因子,负向调节GA转导途径。克隆获得紫花苜蓿GAI,分析其基因生物信息学特征并预测蛋白结构域。明确紫花苜蓿GAI组织表达特征及不同处理下的表达模式,构建该基因超表达载体并转入紫花苜蓿,以探究DELLA蛋白基因在紫花苜蓿赤霉素(GA)信号转导途径及胁迫条件下的作用机理。【方法】 利用同源克隆的方法,从紫花苜蓿中克隆得到MsGAI。利用生物信息学方法分析该基因的序列特征,使用MEGA7.0对MsGAI蛋白序列及同源序列进行多序列比对,构建同源物种间的系统发育树。利用实时荧光定量PCR检测紫花苜蓿各组织GAI表达量以及在PEG、NaCl、GA、ABA和黑暗处理下,GAI的表达变化。同时对转基因GAI株系表达水平进行分析,选择表达量高、中、低株系(L5、L8、L11)分别进行PEG和NaCl处理,分析GAI的表达变化。以pBI121为基础载体,采用双酶切-连接的方法构建植物超表达载体35S:MsGAI-gus。将重组载体转入农杆菌GV3101菌株中,以紫花苜蓿叶片为外植体,采用农杆菌介导的愈伤组织转化法转化紫花苜蓿,经PCR检测和GUS组织化学染色,得到转基因阳性苗。【结果】 该基因序列包含有一个1 818 bp的开放阅读框,编码605个氨基酸。生物信息学分析结果显示,MsGAI蛋白具有GRAS家族的典型结构域和保守区,其中包含N端保守结构域DELLA和TVHYNP,C端保守结构域SAW。多序列比对及系统进化树分析表明,该序列与其他物种的DELLA蛋白序列相似度均高达80%以上,将其命名为MsGAI。该基因与蒺藜苜蓿GAI亲缘关系最近,其次与鹰嘴豆、红三叶等双子叶豆科植物亲缘关系较近,与大麦等单子叶植物较远。实时荧光定量PCR分析表明,MsGAI在紫花苜蓿各组织中均有表达,根中的表达量最高。经PEG、NaCl、GA以及ABA处理后,均有明显响应;黑暗处理显著抑制MsGAI的表达。转基因株系经PEG、NaCl处理后,GAI表达量均上调。对构建完善的35S:MsGAI-gus植物超表达载体进行双酶切检测,琼脂糖凝胶电泳显示,条带大小与预期一致。对转基因植株进行GUS组织染色验证,结果表明,阳性植株呈现蓝色,对照组为白色。对超表达载体携带的MsGAIGUS序列进行PCR检测均呈阳性。【结论】 紫花苜蓿DELLA蛋白基因的克隆和超表达载体构建成功,MsGAI对逆境胁迫有响应。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    38. GT和GATA转录因子对甘蓝型油菜BnA5.FAD2BnC5.FAD2启动子功能的调控
    刘芳,肖钢,官春云
    中国农业科学    2018, 51 (24): 4603-4614.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.24.002
    摘要77)   HTML21)    PDF(pc) (3237KB)(97)    收藏

    目的 脂肪酸去饱和酶2基因(FAD2)是控制油菜中油酸含量的重要基因,通过研究GATA和GT转录因子与BnA5.FAD2BnC5.FAD2启动子的互作关系及其转录调控机制,为高油酸油菜育种提供分子理论基础。方法 通过缺失启动子片段及生物信息学分析,预测BnA5.FAD2BnC5.FAD2启动子区潜在顺式作用元件;从PlantTFDB转录因子数据库中筛选候选转录因子,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测转录因子的表达规律,并与BnA5.FAD2BnC5.FAD2表达规律对比,进一步筛选候选转录因子;利用酵母单杂交验证转录因子与启动子序列的互作情况;将转录因子与BnA5.FAD2BnC5.FAD2启动子序列共转入拟南芥,通过Western blot检测报告基因GFP的蛋白表达情况,分析转录因子对于启动子功能的影响。结果 单独敲除BnA5.FAD2BnC5.FAD2启动子中的GT或GATA顺式作用元件后,GFP蛋白丰度均下降,表明GT和GATA顺式作用元件在调节基因转录中起重要作用。酵母单杂交结果显示,GATA家族转录因子(Bna010243-1Bna026124-1Bna026124-2)和GT家族转录因子(Bna010915Bna013749)可以与BnA5.FAD2BnC5.FAD2启动子相互作用。Western blot结果显示,当GATA家族转录因子与含有GATA元件的启动子片段共转化拟南芥时,GFP蛋白含量明显高于无转录因子时,当敲除GATA元件时,GFP蛋白含量无明显变化;当GT家族转录因子与含有GT元件的启动子片段共转化拟南芥时,GFP蛋白含量有明显变化,当敲除GT元件时,GFP蛋白含量无明显变化。结论 GATA家族的转录因子Bna010243-1、Bna026124-1和Bna026124-2可以与BnA5.FAD2BnC5.FAD2启动子中GATA元件相互作用,增强基因的表达水平。GT家族的转录因子Bna010915可以与BnA5.FAD2BnC5.FAD2启动子中的GT元件发生互作,正向调节基因表达;Bna013749通过与BnA5.FAD2BnC5.FAD2启动子中的GT元件发生互作,负向调节基因表达。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    39. 蔬菜作物应答非生物逆境胁迫的分子生物学研究进展
    郭仰东,张磊,李双桃,曹芸运,齐传东,王晋芳
    中国农业科学    2018, 51 (6): 1167-1181.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.06.015
    摘要76)   HTML5)    PDF(pc) (446KB)(226)    收藏
    蔬菜作为重要的经济作物,近年来的种植面积、产量及需求都在不断增加。蔬菜作物在生长和发育过程中经常受到非生物逆境(包括干旱、盐、极端温度及重金属胁迫等)的侵害,影响其产量及品质。近十年来,国内外关于蔬菜应答非生物逆境胁迫的分子生物学研究领域取得了一定的进展。在应答干旱胁胁迫方面,DREB、WRKY、NAC、bHLH及bZIP等转录因子受干旱信号诱导,调节下游抗旱基因的表达,从而提高蔬菜作物抗旱能力。同时,水分运输相关功能基因(PIP、TIP)、E3连接酶SIZ1及脱水蛋白DHN也被报道受干旱诱导,并通过调节水势、渗透势及ROS积累抵御干旱胁迫。在抵御盐胁迫方面,SOS途径至关重要。SlSOS2能够通过调节SlSOS1和Na+/H+逆向转运蛋白LeNHX2/4的表达维持离子平衡和调节植物器官中Na+的分配。蔬菜抗盐研究中NAC、ERF、MYB等转录因子响应盐胁迫并激活抗逆相关基因表达,从而提高蔬菜作物抗盐能力。此外蔬菜植物大量合成渗透调节物质是其抵御盐胁迫的常见方式。吡咯啉-5-羧酸合成酶PvP5CS和tomPRO2、脯氨酸脱氢酶BoiProDH等在盐胁迫下能提高脯氨酸的含量;过表达甜菜碱醛脱氢酶SlBADH能提高番茄中甜菜碱含量。在高温胁迫响应过程中,HSFs位于调控网络的核心位置,可调控包括HSPs在内的一系列抗逆基因的表达,番茄中热激转录因子SlHSFs相互之间形成复合体调控下游SlHSPs的表达而应答高温逆境。在低温胁迫中,CBFs/EREBs位于调控网络的核心位置,并受ICE1调控;LEA及HSPs蛋白在低温下能够防止细胞中蛋白质变性并维持细胞膜流动性。蔬菜应答重金属胁迫主要依靠体内隔离和体内外螯合机制。在蔬菜应答非生物逆境的过程中,ABA作为信号受体起到至关重要的作用。蔬菜中NAC、MYB、HSF等转录因子则受ABA信号诱导,应答非生物逆境,进而提高活性氧清除能力,合成更多抗逆物质,从而抵御非生物逆境的侵害。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    40. 地膜覆盖、氮肥与密度及其互作对黄土旱塬春玉米氮素吸收、转运及生产效率的影响
    李婷,李世清,占爱,刘建亮
    中国农业科学    2018, 51 (8): 1504-1517.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.08.008
    摘要74)   HTML3)    PDF(pc) (655KB)(180)    收藏
    目的以紧凑型玉米品种先玉335为供试作物,研究地膜覆盖、施氮量、种植密度及其互作对春玉米氮素吸收转运及利用效率的影响,以期为黄土高原半干旱区春玉米高产高效栽培提供理论依据。【方法】2013—2014年春玉米生长季,设置覆盖方式(覆膜和不覆膜)、施氮量(2013年为0、170、200和230 kgN·hm-22014年为0、170、225和280 kgN·hm-2)和种植密度(5.0×104、6.5×104和8.0×104 /hm23个因子,分析不同处理的氮素累积与转运、产量及氮肥生产效率。【结果】地膜覆盖显著增加了玉米吐丝前氮素累积量,促进了吐丝后氮素累积和吐丝前累积氮素的再转移,从而显著提高了籽粒氮素累积量和籽粒产量。覆盖方式与氮肥或密度互作显著影响春玉米氮素吸收、累积和转移。地膜覆盖条件下更多的氮肥(200—230 kgN·hm-2)或更高的密度(6.5×104—8.0×104/hm2)投入能有效促进吐丝前储存更多的氮素向籽粒转运,提高吐丝后期氮同化量及其对籽粒的贡献率,从而提高了籽粒氮素累积量;而不覆盖条件下当施氮量超过170 kg N·hm-2或密度超过5.0×104/hm2时,吐丝后氮同化量及其对籽粒的贡献显著减少,从而导致吐丝前氮素储备的增加未能有效增加籽粒氮素累积。氮肥与密度互作显著影响氮素累积、吸收和转移。氮肥偏生产力(PFPN)和氮素收获指数(NHI)与吐丝前氮素累积量、氮素转移量、吐丝后氮素累积量及籽粒产量呈正相关,达到了显著水平。从春玉米氮素累积、转移及与产量和氮肥偏生产力关系看,全膜双垄沟播种植技术的合理施氮量为200—230 kgN·hm-2、密度为8.0×104/hm2,其产量可达13.7—14.6 t·hm-2PFPN可达64.8—68.7 kg·kg-1。【结论】地膜覆盖与适宜的施氮量和种植密度相结合的综合管理实践,有利于促进灌浆期营养器官储存氮向籽粒转移和吐丝后氮同化的协同增加,从而实现高产和高氮肥生产力。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    41. 水稻短穗小粒突变体sps1的鉴定与基因精细定位
    谢佳,张孝波,陶怡然,熊毓贞,周倩,孙莹,杨正林,钟秉强,桑贤春
    中国农业科学    2018, 51 (9): 1617-1626.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.09.001
    摘要71)   HTML1)    PDF(pc) (2610KB)(318)    收藏
    【目的】通过对一个水稻短穗小粒突变体的鉴定与基因精细定位,为水稻等禾本科作物的籽粒发育及分子改良奠定基础。【方法】在水稻EMS诱变体库中鉴定到一个短穗小粒突变体,暂命名为sps1shorten panicle and seed 1)。成熟期观察野生型和sps1的形态变化,考察株高、节间长、穗实粒数、结实率和千粒重等农艺性状;对野生型和sps1籽粒外稃内外表皮中部进行扫描电镜观察,并利用石蜡切片进一步分析野生型和sps1籽粒的形态变化;配制缙恢10号/sps1杂交组合进行遗传分析,并利用其F2群体进行基因精细定位;对野生型和sps1两叶一心期的叶鞘进行油菜素内酯(brassinolide,BR)敏感性试验;抽穗期分析SPS1在水稻根、茎、叶、鞘和穗中的表达,并对籽粒发育相关基因和BR相关基因进行qPCR分析。【结果】sps1穗和倒1、2、3的节间长度均极显著短于野生型,导致株高半矮化;此外,sps1穗枝梗数、结实率和千粒重也显著降低;扫描电镜观察发现sps1外稃中部内外表皮细胞长度极显著小于野生型,宽度则极显著变大,石蜡切片观察进一步证实了sps1籽粒宽短是由细胞变短、变宽造成的;籽粒发育相关基因qPCR分析发现,部分通过调控细胞分裂和扩展进而影响水稻籽粒发育的基因表达量发生了显著变化,在sps1中,AFD1SLGHGWGS3的表达量显著上调,GW7GID1显著下调;选取符合3﹕1分离比例的F2代分离群体中的突变单株进行基因定位,最终将调控基因精细定位在第7染色体上标记sps1-3和sps1-2之间134 kb的物理范围内,包含19个注释基因;经测序,与野生型相比,发现sps1中的Os07g0616000在编码区有一个A-T的碱基替换,致使编码的赖氨酸变成了终止密码子,导致蛋白翻译提前终止,初步确定为候选基因。qPCR分析发现SPS1在水稻的根、茎、叶、鞘和穗中均有表达,且在茎秆中的表达量最高;生物信息学分析发现,SPS1DEP2的一个新等位基因。sps1对外源BR的敏感性降低,BR钝感基因D1的表达极显著下调;推测SPS1/DEP2可能通过BR信号传导途径调控水稻籽粒和株型的发育。【结论】sps1是一个水稻短穗小粒突变体,SPS1编码一个表达蛋白,是DEP2的新等位基因,通过BR信号传导途径调控水稻籽粒和株型的发育。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    42. 猪瘟与非洲猪瘟对养猪业的重大冲击
    王琴
    中国农业科学    2018, 51 (21): 4143-4145.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.21.012
    摘要71)   HTML10)    PDF(pc) (261KB)(153)    收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    43. 夏玉米施用不同缓释化处理氮肥的效果及氮肥去向
    周丽平,杨俐苹,白由路,卢艳丽,王磊
    中国农业科学    2018, 51 (8): 1527-1536.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.08.010
    摘要69)   HTML7)    PDF(pc) (423KB)(124)    收藏
    【目的】研究不同缓释化处理氮肥对夏玉米的产量、氮肥去向及氮素平衡的影响,为提高夏玉米一次性施肥的氮肥利用率并降低氮肥的环境影响提供理论依据。【方法】试验于2014—2015年以郑单958为供试品种,在华北地区中低产田连续两年进行大田试验,共设置6个处理,分别为:不施氮(CK)、尿素(CU)、树脂包膜尿素(CRF)、控失尿素(LCU)、凝胶尿素(CLP)和脲甲醛(UF)。在玉米成熟期采集植物和土壤样品,用于测定植物含氮量和土壤无机氮含量,并计算作物吸氮量、氮肥利用率、土壤无机氮积累量、氮肥损失量等。【结果】(1)氮肥缓释化处理能够明显提高夏玉米的产量,促进氮素吸收。与尿素相比,脲甲醛、凝胶尿素、树脂包膜尿素和控失尿素可分别提高夏玉米产量18.9%、16.8%、13.7%和13.6%,同时氮肥农学利用效率分别提高6.5、4.8、4.0和3.7 kg·kg-1。(2)不同氮肥处理的作物吸收肥料氮以及肥料氮在0—100 cm土层残留量之间存在显著性差异。脲甲醛、凝胶尿素、树脂包膜尿素、控失尿素和尿素的氮肥表观回收率分别为54.9%、42.4%、38.3%、38.3%和22.0%,肥料氮在0—100 cm土层残留量分别占施氮量的28.3%、43.8%、39.2%、46.2%和46.6%。此外,与尿素相比,氮肥缓释化处理能够显著降低肥料氮的损失,凝胶尿素、控失尿素、脲甲醛和树脂包膜尿素分别降低了47.6%、43.1%、40.8%和26.7%。(3)综合分析不同氮肥处理的农田氮素平衡,脲甲醛处理的夏玉米吸氮量最高,为245.0 kg·hm-2,其次是凝胶尿素,为222.5 kg·hm-2。脲甲醛的0—100 cm土层残留量在缓释化氮肥中最低,为153.4 kg·hm-2,树脂包膜尿素、凝胶尿素和控失尿素分别为173.1、181.5和185.7 kg·hm-2。凝胶尿素处理的氮表观损失量最低,为35.6 kg·hm-2,控失尿素、脲甲醛和树脂包膜尿素的氮表观损失量分别为38.8、41.2和51.3 kg·hm-2。【结论】在华北地区中低产田土壤上,氮肥缓释化处理能够显著促进夏玉米对氮素的吸收、减少氮素损失。脲甲醛和凝胶尿素的效果相对较好。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    44. 基于极端混合池(BSA)全基因组重测序的甘蓝型油菜有限花序基因定位
    张尧锋,张冬青,余华胜,林宝刚,华水金,丁厚栋,傅鹰
    中国农业科学    2018, 51 (16): 3029-3039.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.16.001
    摘要69)   HTML3)    PDF(pc) (2309KB)(94)    收藏
    【目的】适合机械化收获是当今油菜育种改良和遗传研究的重要目标。该研究以一个自然变异产生的油菜有限花序(denterminate inflorescence 1,di1)突变体为研究对象,通过分析有限花序的遗传模式,开展有限花序性状的基因定位和克隆,以期发掘候选基因,为培育适合机械化收获的油菜新品种提供新思路和新材料,为揭示油菜有限花序遗传机制奠定基础。【方法】以一个稳定遗传的有限花序突变株系FM8与野生型自交系FM7开展正反交,观察F1和F2后代的花序形态,分析有限花序性状的遗传模式。在F2群体中挑选20个有限花序单株和20个野生类型单株构建混合池,对混合池和亲本开展20×和10×覆盖度的全基因组重测序,定位有限花序性状的关联区间。根据关联区间对应到拟南芥基因组的共线性区段和基因注释信息,预测候选基因,并对候选基因进行同源克隆,发掘序列变异,筛选关键基因。【结果】油菜有限花序突变性状表现为初花期主花序和侧枝花序顶部形成一个或若干个顶生花,花序无限生长受阻,导致结角期主枝和侧枝有封顶特征即有限花序。有限花序突变株系与野生型正反交F1均表现为野生型,F2代无限花序与有限花序的分离比符合13﹕3,说明有限花序的遗传受2对隐性基因和1对隐性上位抑制基因互作控制。对混合池及亲本开展全基因组重测序,得到30 123个单核苷酸多态性(SNPs)标记和107 636个插入缺失标记(InDels)标记,用于有限花序性状的全基因组定位。定位结果共检测获得7个显著关联区间,分布于油菜A08、A09、A10、C08和C09共5条染色体。其中,A10染色体上的关联区间峰值最高,是控制有限花序性状的主效位点。并且,A10染色体关联区间内的14.36—15.07 Mb的区域与C09染色体2个关联区间显示高度同源性。候选基因预测发现位于A08、A09、A10、C08和C09的5个关联区间包含有8个候选基因,包括TERMINAL FLOWER 1(TFL1)、FLOWERING LOCUS C(FLC)、ATBZIP14(FD)、MULTICOPY SUPPRESSOR OF IRA1 4(FVE)和SCHLAFMUTZE(SMZ)。基因序列分析表明di1突变体TFL1、FVE和SMZ的基因编码区存在序列变异,并导致蛋白序列变异。【结论】油菜有限花序突变由2对隐性基因和1对隐性上位抑制基因互作控制。与有限花序性状显著关联的区间有7个,其中,位于染色体A10和C09的关联区间具有高度同源性。TFL1、FVE和SMZ被推断为有限花序性状的候选基因。
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    45. 不同秸秆生物炭对贵州黄壤细菌群落的影响
    侯建伟,邢存芳,卢志宏,陈芬,余高
    中国农业科学    2018, 51 (23): 4485-4495.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.23.008
    摘要69)   HTML13)    PDF(pc) (978KB)(150)    收藏

    【目的】表征不同生物炭处理的黄壤细菌群落结构特征和组成差异,探讨引起黄壤细菌群落变化的主控环境因子,为土壤改良和秸秆资源的合理利用提供理论参考。【方法】以玉米、水稻和油菜秸秆500℃炭化得到的生物炭为添加材料,以贵州省地带性黄壤为供试土壤,通过室内培育试验,采用高通量测序(Illumina HiSeq)技术,研究不同生物炭处理的黄壤细菌的菌群变化,并对细菌群落结构与环境因子进行相关性分析和因子分析。试验共设4个处理:对照(CK)、添加玉米秸秆生物炭(BC1)、水稻秸秆生物炭(BC2)和油菜秸秆生物炭(BC3)。【结果】细菌16S rRNA基因拷贝数与土壤全氮、pH和全碳呈极显著或显著正相关关系(r分别为0.78**、0.62*和0.66*)。施用生物炭增加了细菌门和纲水平上的优势菌群的丰富度和多样性,且与pH和C/N具有较强的正相关性。Actinobacteria(放线菌门)、Cyanobacteria(蓝藻菌门)和Chloroflexi(绿弯菌门)为黄壤的3大优势菌门,占所有菌门的68.5%。因子分析显示,土壤全氮、C/N、pH、有效磷和阳离子交换量(CEC)总共解释了80.8%的群落变化,成为黄壤细菌群落结构变化的主控环境因子,贡献率依次为:土壤C/N>pH>有效磷>全氮>CEC。【结论】生物炭改变了细菌的群落构成和化学性质,土壤全氮、C/N、pH、有效磷和CEC对细菌群落结构变化贡献较大,其中全氮和pH是提高土壤细菌群落多样性和丰富度的主控环境因子。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    46. 基于品种熟期和籽粒脱水特性的机收粒玉米 适宜播期与收获期分析
    张万旭, 明博, 王克如, 刘朝巍, 侯鹏, 陈江鲁, 张国强, 杨京京, 车淑玲, 谢瑞芝, 李少昆
    中国农业科学    2018, 51 (10): 1890-1898.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.10.008
    摘要68)   HTML4)    PDF(pc) (451KB)(125)    收藏

    目的 规模化生产条件下,需要兼顾产量和效率的协同提高。通过合理配置不同熟期品种及播期,能够延长播种和收获的机械作业时间,提高机械利用效率和玉米生产效率。方法 本研究于2015—2017年,选用KWS9384、新玉77和M751 3种不同熟期的主栽玉米品种,观测籽粒含水率变化动态,建立基于授粉后积温(≥0℃)的籽粒含水率预测模型,结合当地气象数据,分析不同品种的播种与收获时期。结果 结果表明,不同熟期品种的产量和适播期不同。早熟品种KWS9384适宜播期和收获期更长,但产量较晚熟品种低;晚熟品种新玉77和M751产量高,但满足生理成熟及脱水至适宜机械粒收含水率的时间更长。通过早熟品种和晚熟品种的搭配,可以有效延长玉米播种及机械粒收的作业时间;早播晚熟品种、晚播早熟品种的配置方案,能够较好地协调产量和籽粒脱水的关系。结论 通过分析不同品种适宜播种期及其相应的适宜收获期,提出了高产高效协同生产目标下的品种和播期配置原则,实现特定生态和生产条件下机具利用效率和效益的最大化,为相关技术需求的研究和应用提供思路。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    47. Cd胁迫水培试验下水稻糙米Cd累积的关键生育时期
    王倩倩,贾润语,李虹呈,周航,杨文弢,辜娇峰,彭佩钦,廖柏寒
    中国农业科学    2018, 51 (23): 4424-4433.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.23.003
    摘要67)   HTML23)    PDF(pc) (400KB)(82)    收藏

    【目的】探究水稻不同生育时期Cd胁迫对水稻成熟期糙米Cd累积的影响,明确糙米Cd累积关键生育时期,以期适时采取阻控措施降低糙米Cd含量,为水稻安全生产提供理论参考。【方法】以水稻品种湘晚籼13号(晚稻品种)为研究对象,采用水培试验,共设计7个添加外源Cd处理,即CG(全生育时期Cd胁迫,102 d)、TS(分蘖期Cd胁迫,15 d)、JS(拔节期Cd胁迫,15 d)、BS(孕穗期Cd胁迫,21 d)、FS(灌浆期Cd胁迫,18 d)、DS(腊熟期Cd胁迫,15 d)、MS(成熟期Cd胁迫,18 d),以全生育时期无Cd胁迫作为空白对照(CK),每个处理重复3次。各处理外源Cd胁迫浓度相同,均为20 μg·L -1。水培试验于2017年7月23日开始,在湖南省长沙市中南林业科技大学水稻试验基地进行。2017年11月19日,水稻成熟后,整株采集水稻,测定指标为不同生育时期Cd胁迫下水稻农艺性状(株高、分蘖数和各部位生物量)和水稻各部位(根、茎、叶、穗、谷壳和糙米)Cd含量,计算水稻各部位Cd累积量以及不同生育时期Cd累积对成熟期糙米Cd累积的相对贡献率。【结果】不同生育时期Cd胁迫对水稻株高、分蘖数以及各部位生物量没有显著影响。灌浆期Cd胁迫下,水稻成熟期糙米Cd含量最高,为1.05 mg·kg -1,显著高于水稻成熟期(0.57 mg·kg -1)、孕穗期(0.52 mg·kg -1)、腊熟期(0.38 mg·kg -1)、拔节期(0.31 mg·kg -1)和分蘖期(0.17 mg·kg -1)Cd胁迫下糙米Cd含量。各生育时期Cd胁迫下水稻成熟期糙米Cd累积量范围为0.18—1.56 μg/株,糙米Cd累积量大小顺序为:全生育时期Cd胁迫>灌浆期Cd胁迫>成熟期Cd胁迫>孕穗期Cd胁迫>拔节期Cd胁迫>分蘖期Cd胁迫。孕穗期、灌浆期和成熟期是水稻糙米Cd累积的关键生育时期,对成熟期糙米Cd累积相对贡献率分别为19.7%、39.3%和22.6%,而分蘖期、拔节期和腊熟期的Cd累积对成熟期糙米Cd累积相对贡献较小,贡献率分别为2.4%、4.2%和11.9%。除全生育时期Cd胁迫外,水稻根、茎、穗和谷壳Cd含量均在孕穗期和灌浆期Cd胁迫下较高;各生育时期Cd胁迫下,水稻叶Cd含量无显著性差异。孕穗期和灌浆期Cd胁迫下根Cd累积量较高,分别为86.09 μg/株和79.23 μg/株,显著高于其他生育时期Cd胁迫下根Cd累积量(31.55—40.37 μg/株)。与其他生育时期Cd胁迫相比,水稻植株Cd总累积量在孕穗期和灌浆期Cd胁迫下较高,分别为107.13 μg/株和98.35 μg/株,显著高于其他生育时期Cd胁迫下水稻植株Cd总累积量(42.24—52.47 μg/株)。【结论】水稻的孕穗期、灌浆期和成熟期是控制水稻糙米Cd累积的关键时期。在孕穗期和灌浆期Cd胁迫下,水稻成熟期根和糙米累积Cd最多,因此可以在水稻孕穗期和灌浆期施加改良剂阻隔根系吸收Cd或者阻隔根系吸收的Cd向糙米中转运,从而降低水稻糙米中Cd的累积。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    48. 意大利蜜蜂工蜂中肠发育过程中的差异表达环状RNA及其调控网络分析
    郭睿,陈华枝,熊翠玲,郑燕珍,付中民,徐国钧,杜宇,王海朋,耿四海,周丁丁,刘思亚,陈大福
    中国农业科学    2018, 51 (23): 4575-4590.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.23.015
    摘要67)   HTML16)    PDF(pc) (3399KB)(60)    收藏

    【目的】环状RNA(circular RNA,circRNA)在可变剪接、转录调控和来源基因的表达调控等方面具有重要功能。本研究旨在探究意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica,简称意蜂)工蜂中肠发育过程中circRNA的表达谱及其发育过程中的差异表达circRNA(differentially expressed circRNA,DEcircRNA),进而在转录组水平探究DEcircRNA在中肠发育中的作用。【方法】基于前期获得的意蜂7和10日龄工蜂中肠样品(Am7和Am10)的全转录组数据,利用find_circ软件从质控后的数据中预测circRNA。采用RPM算法归一化处理得到circRNA的表达量。利用DEGseq软件对circRNA进行差异分析,按照差异倍数(fold change)≥2、P<0.05及错误发现率(false discovery rate,FDR)<0.05条件筛选DEcircRNA。通过BLAST比对GO和KEGG数据库,对DEcircRNA的来源基因进行功能和代谢通路注释。利用TargetFinder软件预测DEcircRNA-miRNA及DEcircRNA-miRNA-mRNA调控网络,通过Cytoscape v.3.2.1软件对调控网络进行可视化。通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)验证测序数据的可靠性。【结果】意蜂中肠各样品比对上参考基因组的短序列读段数平均为19 616 356条。Am7与Am10的组内Pearson相关系数均≥0.950。共预测出256个DEcircRNA,包括105个上调circRNA和151个下调circRNA。Novel_circ_009675和novel_circ_013879分别在Am7和Am10中高量表达。DEcircRNA的来源基因可注释到包括结合、单组织进程及细胞进程在内的32个GO条目,其中分别有35、35和7个来源基因注释到催化活性、代谢进程和应激反应。上述来源基因还可注释到35条KEGG代谢通路,其中分别有5、5和4个来源基因注释到Hippo信号通路、内吞作用和吞噬体;进一步分析发现分别有1、2和2个来源基因注释到磷酸肌醇代谢、淀粉和蔗糖代谢和半乳糖代谢等物质代谢通路,5、4、3、1和1个来源基因注释到内吞作用、吞噬体、溶酶体、泛素介导的蛋白水解和MAPK信号通路等免疫通路。上述结果表明相应的DEcircRNA广泛参与意蜂工蜂中肠的生长发育、新陈代谢和免疫防御。DEcircRNA-miRNA调控网络分析结果显示,141个DEcircRNA可靶向结合107个miRNA,其中多数仅能结合1—2个miRNA,但novel_circ_011577和novel_circ_010719结合的靶miRNA数可达32和28个;此外,mir-136-y、ame-miR-6001-3p及mir-136-y结合的circRNA数最多,分别为15、14和14个,表明相应的DEcircRNA可作为竞争性内源RNA在意蜂中肠发育过程发挥作用。进一步构建DEcircRNAs-ame-miR-6001-3p-mRNA调控网络,分析结果显示14个DEcircRNA可共同靶向结合ame-miR-6001-3p,表明它们可能通过调控ame-miR-6001-3p对意蜂中肠干细胞的分裂和分化进行间接调控。随机选取6个DEcircRNA进行RT-qPCR验证,结果显示5个DEcircRNA的表达量变化趋势与测序结果一致,证实了本研究测序结果的可靠性。【结论】通过对意蜂工蜂中肠发育过程中的DEcircRNA深入分析,提供了circRNA在意蜂工蜂中肠发育过程中的表达谱和差异表达信息,揭示了DEcircRNA在中肠发育过程中的作用,为中肠发育相关的关键circRNA的筛选和功能研究打下了基础。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    49. 小麦TaDRO与根系形态的关联分析及在中国和全球 品种中的地理分布与演变
    张维军, 李甜, 秦琳, 赵静, 赵俊杰, 柳洪, 侯健, 郝晨阳, 陈东升, 魏亦勤, 景蕊莲, 张学勇
    中国农业科学    2018, 51 (10): 1815-1829.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.10.001
    摘要66)   HTML3)    PDF(pc) (3498KB)(122)    收藏

    目的 根系改良是提高小麦抗逆性和产量的关键因素之一。通过克隆不同根系类型小麦品种的根系相关基因TaDRO,分析其与小麦重要农艺性状的关系,开发标记,为品种改良提供理论依据和技术支撑。方法 以根系性状多态性较高的21份普通小麦为材料,测序分析TaDRO-5ATaDRO-5BTaDRO-5D的序列多态性;利用“中国春”-缺体四体材料对其进行染色体定位,并用最新版的中国春基因组序列对其进行精细物理定位,根据TaDRO-5ATaDRO-5B序列多态性开发分子标记;以323份普通小麦构成的自然群体为材料进行TaDRO单元型与表型性状的关联分析。结果 克隆了小麦TaDRO的A、B、D基因组序列,利用最新版的中国春基因组序列分别将TaDRO-5ATaDRO-5BTaDRO-5D定位于小麦染色体5A、5B和5D上,分别位于426.15、381.00和327.60 Mb处;在TaDRO-5A全长序列中共检测到3个SNP,形成Hap-5A-AHap-5A-C 2种单元型,根据启动子区-2 271 bp的序列差异,开发出分子标记TaDRO-5A-KASP。在TaDRO-5B全长序列中共检测到17个SNP和1个InDel,形成Hap-5B-ⅠHap-5B-Ⅱ 2种单元型,根据-300 bp的InDel开发了分子标记TaDRO-5B-InDel。关联分析表明,TaDRO-5A与株高、千粒重和根系生长角度显著相关,Hap-5A-A是增大根系生长角度、降低株高、增加千粒重的浅根型单元型,而Hap-5A-C是减小根系生长角度、增加株高、降低千粒重的深根型单元型。TaDRO-5B与株高显著相关,Hap-5B-Ⅰ是增加株高和降低千粒重的深根型单元型,Hap-5B-Ⅱ是降低株高和增加千粒重的浅根型单元型。在地方品种中,Hap-5A-CHap-5B-Ⅰ为优势单元型,在育成品种中,Hap-5A-AHap-5B-Ⅱ为优势单元型;深根型单元型Hap-5A-CHap-5B-Ⅰ在干旱、半干旱麦区品种中的分布频率高于湿润麦区;在全球地理分布中,干旱麦区品种中Hap-5A-C为优势单元型,但Hap-5B-I优势不明显。随着育种年代推进,小麦品种中浅根型单元型Hap-5A-AHap-5B-Ⅱ的频率增加。结论 小麦根系相关基因TaDROHap-5A-CHap-5B-Ⅰ是增加株高和降低千粒重的深根型单元型,Hap-5A-AHap-5B-Ⅱ是降低株高和增加千粒重的浅根型单元型;随着灌溉和化肥用量的增加,中国小麦品种逐步由深根、高秆类型转变为浅根、矮秆类型;利用分子标记选择矮秆、深根类型,可能提高品种水肥利用效率。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    50. 我国1:5万土壤图数据库的质量控制
    徐爱国,张认连,田有国,冀宏杰,张怀志,龙怀玉
    中国农业科学    2018, 51 (22): 4297-4305.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.22.008
    摘要65)   HTML5)    PDF(pc) (398KB)(83)    收藏

    【背景】具有时空维度的土壤大数据可为农业、环境、国土等部门了解、研究和管理土壤与环境提供数据支撑。历史上完成的纸质土壤调查图件和资料则是构建土壤时空数据库的重要基础。由于不同地区、不同时期土壤图成图标准差异较大,构建高质量土壤时空大数据,对异源、异质的非标准化土壤图资料的整理必须进行质量控制。【目的】本研究的目的是解析我国各地异源土壤普查原始图件状况,弄清其数字化整合建库中的质量控制关键问题,探索相应的技术指标与规范,为构建大比例尺土壤图数据库提供质量保障。【方法】通过分析我国土壤普查图件资料状况,结合我国数字地形图质量控制方法,制定了精度指标,对土壤图数据库实现地理精度质量控制;对比分县土壤图中的土壤名称和现有国家标准土壤分类,实现全库土壤类型名称的修编、编码;通过拓扑检查完成土壤图空间数据库结构统一,以统一境界实现境界标准化。【结果】利用异源大比例尺土壤图构建大区域土壤图数据库的质量控制主要包括数字化地理精度控制、土壤要素提取标准化、全图整合赋码三大部分。其中数字化地理精度控制包括纸图扫描精度、定位坐标系、不同地形图幅的几何校正精度、几何校正控制点的选取和点数规定。土壤要素提取标准化主要包括土壤要素与非土壤要素采集与核准、空间要素分类码、图层与图幅的标准化。全图整合赋码包括土壤类型名称的修编、编码和行政边界标准化,针对原始分县土壤图土壤名称的不规范命名,特别是土类的不规范命名,遵照国家标准中的土类名称,借鉴分县土壤志剖面记载、省级和国家级分类汇总文献和著作,将300余个不规范土类命名修编为60个国家标准命名;采用层次编码方法,按照土纲、土类至土种的五级编码实现全库每个土壤类型的唯一编码;采用国家标准境界实现行政边界的无缝连接,并在此基础上实现了土壤图空间库存储单元由分县转换为1:5万标准分幅。【结论】利用异源大比例尺非标准土壤图资料构建大区域的土壤图数据库,其质量控制的关键为数字化地理精度控制、土壤要素标准化、全图整合赋码。针对这三个问题构建的质量控制方法和相应指标,符合我国土壤普查图件数字化建库实际情况,为建设覆盖我国全域的土壤图数据库提供了质量保障。采用这一方法,建立了1:5万土壤图数据库共计13 240个,1:5万标准分幅,涉及1 688个县市和国营农场。本文还讨论了本研究成果的现状并展望其拓展方向,期望通过结合土壤理化性状信息,为进行土壤长效性质数据挖掘研究提供数据基础。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价