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当期目录

    2010年 第43卷 第7期 刊出日期:2010-04-01
      
    作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
    水稻穗发芽调控基因OsVP1的RNA干涉载体构建及遗传转化研究
    高永峰,刘继恺,范晶,彭奕,黄科,张敦房,刘永胜
    中国农业科学. 2010, 43(7):  1321-1327 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.07.001
    摘要 ( 907 )   PDF (515KB) ( 684 )   收藏
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    【目的】穗发芽是种子在收获前遇到阴雨潮湿环境时,在田间母体植株上发芽的现象,是水稻生产中的一个重要限制因素。水稻穗发芽的表现性状和玉米种子特异的viviparous1(vp1)突变体表型非常相似。VP1是种子成熟和休眠所必须的脱落酸信号转导途径中的重要转录因子,因此利用转基因技术研究水稻同源基因OsVP1的生物学功能对有效控制杂交水稻穗发芽的发生和危害具有重要意义。【方法】将水稻OsVP1片段导入到植物表达载体pHB,构建OsVP1的RNA干涉植物表达载体pHB-OsVP1RNAi;通过根癌农杆菌介导转入水稻品种日本晴,并获得阳性植株。【结果】半定量RT-PCR分析显示,转基因植株胚中的OsVP1表达量明显低于野生型日本晴植株;萌发试验表明,转基因植株T1种子的萌发速率与野生型日本晴相比有明显的提高。并且在外加不同浓度的脱落酸(ABA)处理的溶液中,与野生型日本晴相比转基因种子萌发速率所受到的抑制较小;同时,在转基因植株T2新收获的稻穗的萌发试验表明,转基因的稻穗出现了明显的穗发芽现象。【结论】水稻OsVP1的RNA干涉能够提高种子的萌发速率以及诱发稻穗的穗发芽。

    不同发育时期大豆籽粒干物质积累的QTL动态分析
    韩英鹏,滕卫丽,杜玉萍,孙德生,张忠臣,徐香玲
    中国农业科学. 2010, 43(7):  1328-1338 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.07.002
    摘要 ( 1088 )   PDF (606KB) ( 675 )   收藏
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    【目的】在不同发育时期,探索影响大豆籽粒干物质积累QTL的加性效应、上位性效应和环境互作效应及其对大豆籽粒干物质积累的影响,可加深大豆育种工作者对产量形成的理解和加速育种进程。【方法】以美国大豆品种Charleston为母本,东农594为父本及二者杂交所得F5所衍生的143个F5:9、F5:10和F5:11重组自交系为研究材料,研究不同发育时期控制大豆籽粒干物质积累的QTL及其遗传效应对大豆籽粒干物质积累的影响。【结果】在不同发育时期检测到与大豆籽粒干物质积累相关的13个加性QTL和14对上位性QTL,其中8个加性QTL和8对上位性QTL存在与环境互作效应。另外,在本研究中仅有加性QTL dmaC2_2能够在6个发育时期都被检测到,而其它加性QTL和14对上位性QTL只能在某个或某些时期被检测到。【结论】在6个不同的发育时期,加性QTL数目、加性QTL能够解释的表型变异呈现“S”型曲线变化,与大豆籽粒干物质重的表现型变化相似,而上位性QTL能够解释的表型变异相对稳定且较小。从效应值上看,加性效应在籽粒发育开始(30 d发育时期)较大,从40 d发育时期开始降低,在70 d发育时期降至最低,在籽粒发育结束时(80 d发育时期)略有上升;上位性效应从30 d发育时期到70 d发育时期一直上升,在籽粒发育结束时(80 d发育时期)略有下降;QTL×环境互作效应在6个发育时期均显著地影响大豆籽粒干物质的积累。从连锁群的位置上看,在6个不同的发育时期控制大豆籽粒干物质积累的加性QTL主要集中在C2连锁群(从OPK14_70到satt134区间,即QTL dmaC2_1、dmaC2_2、dmaC2_3所对应的区间),特别是发育初期(30 d发育时期);从40 d发育时期到籽粒发育结束时(80 d发育时期),控制大豆籽粒干物质积累的加性QTL的连锁群位置变化较多,表现为发育时期的选择性。在6个不同的发育时期中,除50 d发育时期以外,控制大豆籽粒干物质积累的上位性QTL主要集中在C2连锁群(从OPK14_70到satt202区间,即QTL dmaC2_1所对应的区间)和D1b连锁群(从satt537到sat_135区间,即QTL dmaD1b_1所对应的区间)之间。

    淹水胁迫条件下甘蓝型油菜发芽期耐湿性的配合力分析
    程勇,顾敏,丛野,邹崇顺,张学昆,王汉中
    中国农业科学. 2010, 43(7):  1339-1345 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.07.003
    摘要 ( 804 )   PDF (222KB) ( 443 )   收藏
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    【目的】研究甘蓝型油菜发芽期耐湿抗性的遗传机制,为合理选配亲本和选育耐湿品种提供理论依据。【方法】选择6个耐湿性不同的甘蓝型油菜品种配制完全双列杂交组合,在水淹胁迫条件下萌发亲本及F1代种子,测定萌芽种子的相对根长、相对茎长、相对单株鲜重、相对芽苗率、相对电导率和相对活力指数,用GriffingⅠ方法对发芽性状的一般配合力和特殊配合力进行遗传分析。【结果】在30个组合间,各性状的一般配合力方差达到极显著水平,特殊配合力方差除了单位电导率外也达到极显著水平。遗传效应分析表明:相对于其它5个性状,作为最能代表甘蓝型油菜耐湿性的相对活力指数,其狭义遗传率最大,而广义遗传率相对较小。品种中双9号和P79相对活力指数的一般配合力效应最高,具有较大的利用潜力。【结论】分析发芽期相对活力指数的配合力和遗传效应,可以有效地鉴定甘蓝型油菜种子萌发期的耐湿性,为耐湿育种进行早期世代选择提供理论依据。

    黑麦草与羊茅属间杂种研究进展
    温常龙,赵冰,杜建材,山田敏彦,郭仰东
    中国农业科学. 2010, 43(7):  1346-1354 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.07.004
    摘要 ( 789 )   PDF (316KB) ( 551 )   收藏
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    黑麦草属(Lolium L.)与羊茅属(Festuca L.)是世界范围内重要的禾本科牧草和草坪草。黑麦草与羊茅杂交能综合黑麦草优良营养品质与羊茅抗逆性强的优点,可培育出优质抗逆的黑麦草羊茅杂种。同时黑麦草羊茅杂种是研究禾本科牧草遗传机制的优质试材,倍受世界各国育种工作者关注。本文总结了黑麦草羊茅杂种高产、优质、抗性强的优势;分析了杂种染色体配型特点;重点介绍了通过基因渗入、雄核发育和转基因手段改良牧草的方法;对黑麦草羊茅杂种基因组原位杂交、分子标记和遗传图谱建立、数量性状位点分析等分子遗传学的最新研究进展进行了综述。

    蒺藜苜蓿小G蛋白ROP在共生过程中的作用:1. MtROP5的克隆和表达分析
    刘伟,陈爱民,冯利兴,曹连莆,孙杰,王彦章
    中国农业科学. 2010, 43(7):  1355-1362 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.07.005
    摘要 ( 788 )   PDF (665KB) ( 442 )   收藏
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    【目的】对蒺藜苜蓿ROP进行克隆与表达分析,为深入研究ROP在共生互作过程中的功能提供理论依据。【方法】通过比较基因组学和RT-PCR方法克隆了蒺藜苜蓿的MtROP5,采用半定量RT-PCR方法检测了MtROP5在蒺藜苜蓿不同组织中的表达水平,采用荧光实时定量PCR方法检测了MtROP5在根瘤菌侵染宿主植物根系后72 h内不同时间阶段的表达水平。【结果】从蒺藜苜蓿中克隆了含有MtROP5完整编码区的cDNA序列,长度826 bp,编码197个氨基酸。序列分析表明,MtROP5编码的蛋白具有典型的ROP蛋白特征结构域,与其它几种植物中ROP蛋白具有高度的同源性和相似性。半定量RT-PCR分析表明,MtROP5在蒺藜苜蓿的根、茎、叶、花、根瘤中均有表达,茎和花中表达量最高,根和根瘤中次之,在叶中表达最弱。荧光实时定量PCR分析表明,与未接种根瘤菌的对照处理相比较,MtROP5在根瘤菌侵染的72 h内不同时间阶段的根系中都增强表达。【结论】克隆的cDNA序列是一个蒺藜苜蓿小G蛋白ROP,推测MtROP5可能在共生互作的早期信号传导过程中行使一定的调控作用。

    耕作栽培·生理生化
    基于G-MRF模型的玉米叶斑病害图像的分割
    赖军臣,汤秀娟,谢瑞芝,白中英,李少昆
    中国农业科学. 2010, 43(7):  1363-1369 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.07.006
    摘要 ( 969 )   PDF (483KB) ( 707 )   收藏
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    【目的】图像分割是作物病害自动识别系统实现的难点之一,前人研究大多采用基于阈值或聚类的分割算法,方法简单、易于实现,但分割精度较低。本文引入高斯模型的Markov随机场分割模型(G-MRF),对玉米叶部病斑图像进行分割试验,以期提高分割精度。【方法】在VC6.0下实现了G-MRF分割模型,G-MRF既利用了图像像素的灰度信息,又通过像素类别标记的Gibbs光滑先验概率引入了图像的空间信息,是能较好地分割含有噪声图像的算法。采用该算法对大斑病、小斑病、灰斑病和弯孢菌叶斑病等4种主要玉米叶部病害的图像进行了 分割测试,并与基于阈值和基于Gauss模型的分割算法进行比较。【结果】基于G-MRF分割模型的分割,目标区 域的一致性和边缘的清晰方面明显好于基于阈值和Gauss模型的分割算法,其平均正确分类率达96.35%,分别较基于阈值和基于Gauss模型的分割算法高出3.75%和4.03%,差异达到显著水平。【结论】基于G-MRF模型的分割算法鲁棒性高,能够有效地将病斑区域从叶片部分离,分割正确分类率达96.35%,可用于玉米叶斑类病害图像的分割。

    外源激素对一个新的棉花极端矮化突变体AS98植株生长和酶活性的影响
    张超,孙君灵,贾银华,周忠丽,潘兆娥,何守朴,徐正君,杜雄明
    中国农业科学. 2010, 43(7):  1370-1378 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.07.007
    摘要 ( 724 )   PDF (394KB) ( 527 )   收藏
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    【目的】探索棉花极端矮化突变体AS98株高性状对不同外源激素的敏感性,进而确定该突变体属于哪种激素缺陷型。【方法】以突变体AS98和正常型品种LHF10W99为材料,用不同浓度的GA3、IAA和BR处理AS98,比较分析不同处理条件下AS98株高、节间长度和叶片数的变化;同时,分析AS98在GA3和PP333处理后,α-淀粉酶活性、POD活性、SOD活性等的变化。【结果】表明没有用激素处理的突变体AS98的平均株高、节间长度、铃重、子指,均显著低于正常基因型LHF10W99,但是其相同时期的叶片数和衣分等性状与LHF10W99差异不显著;100 mg•L-1的外源GA3连续处理后,AS98的株高和节间长度明显高于未处理的AS98对照,差异达极显著水平,而且其株高达到了正常基因型对照LHF10W99水平。但不同浓度IAA和BR处理后,AS98株高与未处理的AS98对照相比,差异不显著。回归分析也表明AS98的株高和节间长度与外源GA3具有显著的正相关性,而与外源IAA和BR的相关性不显著。此外,研究还表明GA3能诱导AS98的α-淀粉酶活性提高,降低SOD和POD活性,PP333能诱导AS98的α-淀粉酶活性降低,提高SOD和POD活性。【结论】综上可见,AS98是一个株高极端矮化、叶片为正常阔叶的新型棉花矮化突变体;AS98的株高对GA3敏感,连续用GA3处理可以恢复其株高,而且GA3和PP333均能诱导AS98的α-淀粉酶活性发生敏感性反应,AS98是一个GA3敏感型矮化突变体。
    叶片喷施H2O2 以及转入Cu/Zn SOD和APX基因对甘薯幼苗冷后恢复的作用
    伍小兵,成雨洁,邓西平,郭尚洙
    中国农业科学. 2010, 43(7):  1379-1388 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.07.008
    摘要 ( 848 )   PDF (852KB) ( 530 )   收藏
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    【目的】研究转入铜/锌超氧化物歧化酶(Cu/Zn SOD)和抗坏血酸氧化酶(APX)基因甘薯幼苗在短时间冷胁迫处理后的恢复过程中与其非转基因对照株比较是否具有抗冷优势,以及用外源过氧化氢(H2O2)于冷胁迫前预处理甘薯叶片能否增强幼苗的冷后恢复能力。【方法】以转入Cu/Zn SOD和APX基因的甘薯幼苗及其非转基因对照株为试验材料,研究在5℃下冷胁迫一夜(12 h)后,植株的细胞膜透性、各种抗氧化酶活性以及光合作用的各项指标的变化过程,以了解植株的冷后恢复情况;以及用1.0 mmol•L-1 H2O2于冷胁迫前4 h叶片喷施预处理对其抗冷性的影响。【结果】(1)在短时间(12 h)冷胁迫后的很短时间(2 h)内,非转基因植株的APX、SOD、CAT(过氧化氢酶)这3种抗氧化酶活性及类胡萝卜素含量显著降低,膜透性升高,光合色素以及光合电子传递链受到破坏,光合速率显著下降;在经过26 h的室温恢复后,植株的上述3种抗氧化酶活性及类胡萝卜素含量都得到显著提升,但膜透性继续增加,光合电子传递链得到修复,而光合色素却显著下降,光合作用恢复。(2)与非转基因对照植株相比较,转基因植株在冷胁迫后表现出较高的上述3种抗氧化酶活性及类胡萝卜素含量、较低的膜透性、较强的光合色素以及光合电子传递系统保护能力,其光合速率也相对较强。(3)用1.0 mmol•L-1 H2O2预处理组的植株对比未预处理的对照株,在冷胁迫后的恢复过程中,表现出了较强的SOD与APX酶活性的恢复能力,较低的MDA产生量以及膜透性,且冷处理后植株的生长状况更加良好。【结论】转基因植株在冷胁迫处理中较非转基因对照表现出较强的冷耐受性,在冷后恢复过程中也显示出更强的恢复能力,转基因甘薯幼苗更具有抗冷优势;用1.0 mmol•L-1 H2O2预处理植株能够显著提高甘薯幼苗的冷后恢复能力,增强其抗冷性。

    植物保护
    生防菌Pseudomonas fluorescens 2P24对甜瓜根围土壤微生物的影响
    朱伟杰,王楠,郁雪平,王伟
    中国农业科学. 2010, 43(7):  1389-1396 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.07.009
    摘要 ( 927 )   PDF (448KB) ( 986 )   收藏
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    【目的】探讨生防假单胞菌2P24对根围土壤微生物的影响,为生防菌的安全应用提供基础。【方法】利用平板培养计数与末端标记限制性片段长度多态性分析(terminal restriction fragment length polymorphism, T-RFLP)相结合的方法研究施用生防假单胞菌2P24后不同生育期甜瓜根围土壤微生物多样性的变化。【结果】在甜瓜定植后,生防菌2P24对土壤中细菌和真菌均有较强的抑制作用,对放线菌却具有促进作用。在收获期,2P24对土壤中细菌和放线菌的影响逐渐减弱,而对真菌表现了一定的促进作用。获得了41个细菌菌群的TRF片段,其中,2P24对优势菌群TRF213、TRF240、TRF513无明显影响,而对TRF61、TRF348、TRF365等菌群影响显著,土壤微生物Shannon-Wiener多样性指数有所提高。【结论】将传统培养法和T-RFLP分析技术相结合,是分析土壤微生物种群变化较为理想的方法。生防菌2P24对甜瓜根围土壤微生物的生态系统影响不显著。

    植物组织和单头蚜虫中柑橘衰退病毒的快速分子检测技术
    刘永清,曹孟籍,王雪峰,李中安,唐科志,周常勇
    中国农业科学. 2010, 43(7):  1397-1403 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.07.010
    摘要 ( 851 )   PDF (744KB) ( 626 )   收藏
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    【目的】探寻一种快速、简便、灵敏而可靠的检测植物组织和单头蚜虫中柑橘衰退病毒的方法。【方法】运用反转录多聚酶链式反应(reverse transcription polymerase chain reaction, RT-PCR)、反转录巢式多聚酶链式反应(reverse transcription nested polymerase chain reaction, RT-nested-PCR)、印记捕获反转录巢式多聚酶链式反应(print capture reverse transcription nested polymerase chain reaction, PC-RT-nested-PCR)方法检测接种Citrus tristeza virus(CTV)四年以上的柚以及采用挤压捕获反转录巢式多聚酶链式反应(squash capture reverse transcription nested polymerase chain reaction, SC-RT-nested-PCR)检测单头蚜虫中CTV,并比较几种方法的检出率、灵敏度以及SC-RT-nested-PCR方法的有效性。【结果】对染病柚的总核酸或印迹稀释后检测,RT-PCR、RT-nested-PCR、PC-RT-nested-PCR的检测限分别为10-3、10-5和10-1倍。用质粒梯度稀释后模板进行nested-PCR检测,灵敏度达到13—14拷贝•μL-1。饲毒一周后的蚜虫经SC-RT-nested-PCR检测,除在健康琯溪蜜柚上饲喂的蚜虫未检测到目标条带外,其余在感病琯溪蜜柚上饲喂的蚜虫体内都获得132 bp的目标片段。【结论】PC-RT-nested-PCR和RT-nested-PCR方法具有相同的检出率,SC-RT-nested-PCR检测单头蚜虫非常有效,PC-RT-nested-PCR和SC-RT-nested-PCR都勿需提取核酸,适用于柑橘苗木和接穗的无毒认证以及柑橘衰退病的流行监测和蚜传机理研究。

    土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境
    长期施用化肥、猪粪和稻草对红壤性水稻土物理性质的影响
    聂军,郑圣先,杨曾平,廖育林,谢坚
    中国农业科学. 2010, 43(7):  1404-1413 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.07.011
    摘要 ( 864 )   PDF (468KB) ( 711 )   收藏
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    【目的】研究化肥与猪粪和稻草长期配合施用对红壤性水稻土物理性质的影响。【方法】利用1981 年建立在湖南省望城县黄金乡第四纪红土发育红壤性水稻土(普通简育水耕人为土)上的肥力定位试验,对化 学氮、磷和钾肥料及其与猪粪和稻草长期配合施用的7个处理的土壤物理性质进行了评价。【结果】猪粪、稻 草与化肥长期配合施用均可显著降低土壤容重和土粒密度,提高孔隙度,猪粪和稻草的效果基本相似。与化肥处理相比,施用猪粪和稻草显著地促进了5—0.5 mm水稳性团聚体的形成和提高土壤团聚体稳定性。猪粪和稻草与化肥配施处理耕层土壤持水量也显著高于化肥处理。【结论】猪粪和稻草与化肥长期配合施用能显著降低土壤容重和土粒密度,提高孔隙度、土壤团聚体稳定性和土壤持水量,是提升土壤物理质量和红壤性水稻土肥力的有效措施。

    苏丹草-黑麦草轮作制中氮、磷、钾肥施用效果研究
    李文西,鲁剑巍,陈防,李小坤
    中国农业科学. 2010, 43(7):  1414-1422 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.07.012
    摘要 ( 757 )   PDF (294KB) ( 380 )   收藏
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    【目的】为苏丹草-黑麦草轮作制中合理利用养分、水分及培肥土壤提供理论依据。【方法】连续3年盆栽试验研究苏丹草(Sorghum sudanense)-黑麦草(Lolium L.)轮作制中氮、磷、钾肥对饲草产量、养分吸收、水分利用及土壤养分的影响。【结果】氮、磷、钾肥配施显著增加饲草产量,2005/2006、2006/2007、2007/2008年度的饲草总量分别为1 690.0、2 091.3、1 770.7 g/pot。与CK处理(NPK配施)相比,不施氮处理(PK)的饲草产量分别减少700.7%、1 256.9%、856.3%,不施磷处理(NK)分别减少426.3%、384.9%、792.3%,不施钾处理(NP)分别减少15.9%、4.4%、10.6%。氮、磷、钾肥配施促进饲草的养分吸收,3个年度NPK处理的总吸氮(N)量分别为6.36、4.91、6.85 g/pot,总吸磷(P)量分别为0.79、1.01、0.82 g/pot,总吸钾(K)量分别为11.58、6.36、5.62 g/pot,养分利用效率显著高于其它处理。3个年度NPK处理水分生产率分别为16.5、16.1、16.2 kg•m-3,明显高于其它处理。轮作体系下,土壤有机质,NP、NK、NPK处理的全氮,NP、PK、NPK处理的速效磷,NK、PK处理的缓效钾、速效钾均上升;土壤pH,NP、NPK处理的缓效钾、速效钾下降,而PK处理的全氮、NK处理的速效磷基本稳定。【结论】苏丹草-黑麦草轮作体系下,合理配施氮、磷、钾肥能持续获得高产、促进饲草养分吸收和有效改善土壤肥力。

    园艺
    NaCl胁迫下栽培型番茄Na+、K+吸收、分配和转运特性
    王学征,李秋红,吴凤芝
    中国农业科学. 2010, 43(7):  1423-1432 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.07.013
    摘要 ( 746 )   PDF (464KB) ( 645 )   收藏
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    【目的】明确盐分胁迫下栽培型番茄离子吸收、分配和转运特性。【方法】以栽培番茄为试材,以NaCl溶液为盐分胁迫条件,通过苗期耐盐性鉴定,采用原子吸收光谱法测定不同耐盐性番茄品种体内离子含量,对盐分胁迫下番茄体内离子积累、分布和转运机制进行系统分析。【结果】番茄对Na+的吸收随盐分处理浓度和时间的增加而增加,在各器官的积累量顺序为根>茎>叶。对于较耐盐品种,Na+在体内的积累总量低于盐敏感品种。盐分胁迫后,番茄叶片、茎和根系中Na+/K+比均随NaCl浓度的升高而升高。耐盐品种的Na+/K+比低于盐敏感品种。离子在体内的区域化分布情况是,较耐盐品种的Na+在根茎中的分配比例较高,盐敏感品种趋向于向叶片分配。K+在较耐盐品种的分布集中于叶片。在盐胁迫初期,盐分处理浓度超过200 mmol•L-1时,番茄植株对K+向地上部的选择运输性随着胁迫时间的延长呈现出下降的趋势。低于200 mmol•L-1时,表现出很好的选择运输性,耐盐品种的Sk/Na(运输)高于盐敏感品种,根系表现出更强的向地上部运输K+的能力。【结论】盐分胁迫下,叶片中较低的Na+含量和更强的向地上部运输K+的能力是番茄耐盐性的重要特征。

    ‘美人酥’和‘云红梨1号’红皮砂梨果实的着色生理
    黄春辉,俞波,苏俊,舒群,滕元文
    中国农业科学. 2010, 43(7):  1433-1440 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.07.014
    摘要 ( 746 )   PDF (496KB) ( 693 )   收藏
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    【目的】研究两个不同遗传背景的红皮砂梨品种在其着色过程中色素的变化与相关酶活性及糖积累的关系,旨在了解砂梨果实着色的一般规律。【方法】选择两个云南地区主栽的红皮砂梨品种‘美人酥’和‘云红梨1号’,系统研究果实整个生长发育过程果皮中花青苷、叶绿素、类胡萝卜素、类黄酮、总酚等色素含量和花青苷积累相关的酶活性,以及果肉中糖含量的变化。花青苷含量采用pH示差检测法测定,叶绿素、类胡萝卜素、类黄酮和总酚含量采用比色法测定。苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性采用比色法测定,类黄酮半乳糖苷转移酶(UFGT)活性采用高效液相色谱法测定。糖含量采用高效液相色谱法测定。【结果】在果实整个生长发育过程中,两个品种呈现了相似的生理变化趋势。果实生长前期,果皮中叶绿素、类胡萝卜素、类黄酮和总酚的含量不断上升,几乎没有花青苷的积累;果实生长中后期(花后13周)开始,叶绿素急剧降解,花青苷不断积聚并在成熟时达到最高值。在果实着色始期,PAL和UFGT活性相继达到最高值;之后随着花青苷的快速合成,PAL活性急剧下降,但UFGT活性一直保持在很高的水平。果实整个发育过程中可溶性总糖含量持续上升,其中蔗糖开始有明显积累的时期与花青苷开始大量积累的时期相吻合。【结论】红皮砂梨花青苷的合成积累主要是在果实生长发育后期,伴随着果实的成熟,花青苷含量达最大值。PAL与花青苷合成的启动有关,UFGT与花青苷的积聚密切相关。花青苷的积累伴随着果肉中可溶性总糖的上升。

    水杨酸对镉胁迫下葡萄根系质膜ATPase和自由基的影响
    邵小杰,杨洪强,冉昆,姜倩倩,孙晓莉
    中国农业科学. 2010, 43(7):  1441-1447 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.07.015
    摘要 ( 834 )   PDF (248KB) ( 589 )   收藏
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    【目的】研究水杨酸对镉胁迫下葡萄根系特性的影响,探讨缓解葡萄镉伤害的途径。【方法】以‘泽香’葡萄扦插苗为试材,在水培条件下,研究水杨酸预处理对氯化镉胁迫下葡萄根系活力、质膜H+-ATPase和Ca2+-ATPase活性以及活性氧和一氧化氮(NO)生成的影响。【结果】0.10 mmol•L-1氯化镉能够提高根系活力和质膜Ca2+-ATPase活性;1.0 mmol•L-1氯化镉明显促进根系超氧阴离子( )、H2O2和NO的生成,显著抑制根系活力及质膜H+-ATPase和Ca2+-ATPase活性。50 μmol•L-1水杨酸显著降低1.0 mmol•L-1氯化镉处理下根系 、H2O2和NO的生成,阻止根系活力及质膜H+-ATPase 和 Ca2+-ATPase活性下降,而随着浓度升高至200 μmol•L-1,水杨酸的这种作用减弱。【结论】水杨酸缓解葡萄根系镉伤害的适宜浓度为50 μmol•L-1;在该浓度下,水杨酸通过降低镉胁迫下自由基的产生而减轻镉对葡萄根系活力和质膜ATPase的损伤。

    甘蔗S-腺苷蛋氨酸脱羧酶基因Sc-SAMDC的克隆和表达分析
    刘金仙,阙友雄,郭晋隆,许莉萍,徐景升,陈如凯
    中国农业科学. 2010, 43(7):  1448-1457 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.07.016
    摘要 ( 855 )   PDF (1162KB) ( 682 )   收藏
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    【目的】克隆甘蔗(Saccharum officinarum)S-腺苷蛋氨酸脱羧酶(S-adenosylmethionine decarboxylase, SAMDC)基因,并进行序列特征、原核表达和不同逆境胁迫下表达特性分析。【方法】通过对甘蔗茎全长cDNA文库测序和分析,获得SAMDC基因cDNA全长,命名为Sc-SAMDC,并进行序列分析。随后将编码S-腺苷蛋氨酸脱羧酶的cDNA片段克隆到原核表达载体pET29a(+)中,构建融合表达质粒,转化至Esherichia coli BL21(DE3)中进行表达。最后利用定量PCR技术分析甘蔗幼苗中该基因在不同外源胁迫下的表达特性。【结果】序列分析显示,甘蔗Sc-SAMDC基因(GenBank Accession number: GQ246459)cDNA全长1 968 bp,存在3个读码框(袖珍读码框tORF、上游读码框uORF和主读码框mORF),mORF长1 200 bp,编码399个氨基酸的SAMDC酶原,预测分子量为43.6 kD,该酶原含有两个高度保守的功能结构域(酶原剪切位点和PEST结构域)。原核表达产物经SDS-PAGE表明,Sc-SAMDC以融合蛋白形式表达,相对分子量约为50 kD。定量PCR分析表明,Sc-SAMDC基因在聚乙二醇(PEG)、NaCl、水杨酸(SA)和H2O2外源胁迫下表达特性不同,受PEG和NaCl的诱导,受SA和H2O2的抑制。【结论】本研究成功地克隆了Sc-SAMDC基因并在原核生物中进行了表达研究,分析了该基因的表达特性,为其进一步的生物学功能研究及其应用奠定了基础。

    贮藏·保鲜·加工
    济南市售蔬菜中农药残留的变异性
    宋玉峰,吕潇,任凤山
    中国农业科学. 2010, 43(7):  1458-1463 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.07.017
    摘要 ( 1040 )   PDF (386KB) ( 609 )   收藏
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    【目的】研究济南市售蔬菜中农药残留污染状况,探讨其变异性并获得其变异因子,为准确评估蔬菜农药残留膳食摄入风险提供技术支持。【方法】应用统计学方法分析农药残留的污染水平;在JMPR建议原则指导下,采用Harrell-Davis法获得残留的变异因子,并对计算结果及过程进行验证。【结果】济南市售蔬菜中8种常用农药残留检出率均在20%之内,超标率较低(0.6%),检出率最高的残留和蔬菜分别是百菌清和叶菜类蔬菜,变异因子与农药残留平均浓度的关系可用 表达。【结论】济南市售蔬菜中农药残留污染较轻,其变异因子普遍高于JMPR建议值,但低于英国急性评估中采用的默认值。

    鹅源草酸青霉CBHⅠ基因克隆及真核表达载体构建
    王宝维,张倩,葛文华,张名爱,岳斌,黄国清
    中国农业科学. 2010, 43(7):  1464-1472 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.07.018
    摘要 ( 742 )   PDF (632KB) ( 630 )   收藏
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    【目的】鹅源草酸青霉F67(Penicillium oxalicum Currie & Thom)纤维素酶二糖水解酶(cellobiohydrolase, CBHⅠ)基因克隆并构建真核表达载体,为该菌株分子特性的进一步研究及构建高效纤维素分解菌奠定基础。【方法】首先通过兼并PCR法扩增CBHⅠ基因片段,然后利用改良热不对称交错PCR(TAIL-PCR)技术克隆CBHⅠ基因5′端和3′端侧翼序列,最后采用RT-PCR法扩增鹅源草酸青霉F67 CBHⅠ基因序列全长,并对该基因进行生物信息学分析,构建pPIC9K真核表达载体。【结果】分别扩增到鹅源草酸青霉F67纤维素酶 CBHⅠ基因片段A(EU574736)、5′端序列B1(EU603295)、3′端序列B2(EU652768)及全长基因C(EU727171),并成功构建真核表达载体pPIC9K-CBHⅠ;生物信息学分析表明,该基因蛋白序列与微紫青霉氨基酸序列同源性最高,达76%,前26个氨基酸为信号肽序列,疏水性可达2.63,由催化功能域、衔接区和真菌性纤维素结合域构成, 其三级结构主要为β-sheet。【结论】鹅源草酸青霉纤维素酶CBHⅠ基因全长序列的克隆进一步丰富了丝状真菌 的生物信息学资源;其真核表达载体的构建为将该菌株进一步在真核宿主中表达,从而获得高效工程菌株奠定了基础。

    畜牧·资源昆虫
    雏鹅冷应激反应中HPT轴HSP70 mRNA的动态表达规律
    屠云洁,陈国宏,耿照玉,苏一军,王克华
    中国农业科学. 2010, 43(7):  1473-1479 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.07.019
    摘要 ( 728 )   PDF (433KB) ( 605 )   收藏
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    【目的】研究急性冷应激处理时,HSP70基因mRNA在下丘脑、垂体和甲状腺(HPT轴)中的表达规律。【方法】以7日龄皖西白鹅为研究对象,利用实时荧光定量逆转录PCR技术,分析(12±1)℃室温条件下雏鹅HSP70 mRNA在HPT轴中的动态表达规律。【结果】下丘脑HSP70 mRNA转录量在冷应激1.5、6和9 h显著升高,其它时间点均恢复到正常水平;在应激结束后6 h内HSP70 mRNA转录水平均显著升高,应激结束后6 h转录水平最高,随后又迅速下降到室温下的转录水平。垂体HSP70 mRNA转录量在冷应激0.5、1.5、6和12 h时显著降低,其它应激时间均升高到应激前的水平,应激结束后0.5、3和6 h转录水平也显著低于应激前的水平,随后逐渐升高到应激前的正常水平。甲状腺HSP70 mRNA转录量在冷应激0.5 h时显著升高,随后迅速下降到应激前的水平,应激3、6和12 h时显著降低。应激结束后0.5 h和3 h转录量显著升高,其它时间点逐渐恢复到正常水平。【结论】雏鹅冷应激反应中,HSP70基因在下丘脑、垂体、甲状腺(HPT轴)中的表达规律是不同的,在不同的组织中有不同的调控规律。下丘脑HSP70 mRNA转录水平最高,表达量总体呈现明显上升趋势,是冷应激反应时的正调控基因; 而它在垂体和甲状腺中的表达总体是被抑制的,是垂体和甲状腺冷应激反应时的负调控基因。

    兽医
    猪圆环病毒2型Cap蛋白核定位信号区抗原表位的鉴定
    郭龙军,陆月华,黄立平,危艳武,刘长明
    中国农业科学. 2010, 43(7):  1480-1486 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.07.020
    摘要 ( 694 )   PDF (543KB) ( 877 )   收藏
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    【目的】猪圆环病毒2型(PCV2)是引起断奶仔猪多系统衰竭综合症(PMWS)的重要病原,其基因组ORF2编码的Cap蛋白为病毒的主要结构蛋白,起保护性抗原作用,对其进行抗原表位鉴定十分必要。【方法】本研究采用杆状病毒表达的重组Cap蛋白作为免疫原制备5株单克隆抗体,通过原核表达系统对ORF2基因进行了截短表达,先行对Cap蛋白抗原表位进行宽幅定位,然后利用合成多肽对Cap抗原表位做精确扫描定位。【结果】5株单抗中有4株针对同一抗原表位,坐落在Cap蛋白N末端核定位信号区,经多肽扫描证实,核心序列为26RPWLVHPRHRY36;另1株单抗(1D2)仅与重组Cap蛋白产生免疫活性反应,对4个分段截短表达的Cap蛋白无免疫活性反应,鉴于该单抗具有中和病毒活性,针对的可能是构象表位。【结论】本研究首次鉴定出位于Cap 蛋白核定位信号区的一个抗原表位,为以后Cap蛋白功能及核定位机理的研究奠定基础。

    动物源大肠埃希氏菌QnrS阳性株体内氟喹诺酮药物蓄积的研究
    阳艳林,岳磊,李树娟,薛国聪,李璐璐,陈朝喜,张文剑,吴欢鹏,刘雅红
    中国农业科学. 2010, 43(7):  1487-1492 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.07.021
    摘要 ( 658 )   PDF (361KB) ( 400 )   收藏
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    【目的】研究氟喹诺酮类药物在动物源大肠埃希氏菌QnrS阳性株体内蓄积量的变化规律,探讨主动外排机制在携QnrS菌株中的作用。【方法】采用肉汤微量稀释法测定QnrS阳性株对氟喹诺酮类药物的MIC,荧光测定法检测盐酸环丙沙星在QnrS阳性株体内浓度的变化及能量抑制剂碳酰氰间氯苯腙(CCCP)对菌体内药物蓄积的影响。【结果】动物源大肠埃希氏菌QnrS阳性株对氟喹诺酮药物的敏感性存在明显差异,均对盐酸环丙沙星的蓄积呈能量依赖性降低,其中以耐药株体内的药物浓度降低最为明显。加入能量抑制剂后,耐药株体内的药物浓度上升程度明显高于敏感株,但均达不到标准株体内药物浓度水平。【结论】主动外排泵的激活,使受试菌体内盐酸环丙沙星减少并低于有效浓度,从而影响QnrS介导的氟喹诺酮类耐药性。

    头孢噻呋混悬剂体外抗菌活性及抗生素后效应研究
    王慧,刘伟,陈小军,刘自逵,肖红波,孙志良
    中国农业科学. 2010, 43(7):  1493-1499 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.07.022
    摘要 ( 720 )   PDF (349KB) ( 646 )   收藏
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    【目的】评价头孢噻呋混悬剂对兽医临床常见的3种标准菌株的体外抗菌活性及抗生素后效应。【方法】以试管二倍稀释法对3种标准菌株进行最低抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)的测定;采用菌落计数法绘制3种标准菌株的时间-杀菌曲线(KCs);采用平板计数法测定了头孢噻呋混悬剂对3种标准菌株的抗生素后效应(post-antibiotic effect,PAE)。【结果】头孢噻呋混悬剂对大肠杆菌、放线杆菌及猪兽疫链球菌的MIC值分别为:0.076、0.304、0.00475 μg•mL-1;MBC值分别为:0.61、0.304、0.00475 μg•mL-1;头孢噻呋混悬剂对放线杆菌的杀菌速率最快,对链球菌次之;头孢噻呋混悬剂对大肠杆菌PAE较短,呈现非浓度依赖性,对放线杆菌的PAE较长,呈明显的浓度依赖性,而对猪兽疫链球菌呈现部分浓度依赖性。【结论】头孢噻呋混悬剂具有强效、速效、持效的杀菌作用,可广泛应用于兽医临床。

    研究简报
    马铃薯温光反应及其与内源激素关系的研究
    肖关丽,郭华春
    中国农业科学. 2010, 43(7):  1500-1507 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.07.023
    摘要 ( 704 )   PDF (281KB) ( 569 )   收藏
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    【目的】研究不同温光条件下马铃薯生长、块茎形成及其与内源GA3、ABA和JA的关系,为云南省马铃薯周年均衡生产及品种引进提供依据。【方法】选用云南主栽的4个马铃薯品种——大西洋、合作88、米拉和中甸红,设15℃8 h、15℃12 h、15℃16 h、25℃8 h、25℃12 h和25℃16 h共6个温光处理,观察不同温光条件下马铃薯生长及块茎形成,并对不同温光条件下的内源GA3、ABA和JA进行测定分析。【结果】马铃薯不同品种对温度和光照的敏感性存在差异,大西洋对温度反应较敏感,25℃高温条件下,8 h、12 h和16 h三个光照处理后均无块茎形成,合作88对光照反应较敏感,在16 h长日光照条件下,15℃、25℃两个温度处理后均无块茎形成, 中甸红在高温和长日照(25℃16 h)的共同作用下无块茎形成,米拉在所有温光处理下均有块茎形成。不同温光条件下马铃薯叶片内源GA3、ABA和JA测定分析结果表明,GA3在无块茎形成的温光条件下含量较高而在块茎形成温光条件下含量显著降低,ABA和JA含量无论在何种温光条件下都随马铃薯生育进程持续增高。【结论】GA3是抑制结薯的重要因子,ABA和JA含量升高与植株衰老的关系比与块茎形成的关系更为密切。

    节瓜分子遗传图谱的构建与始雌花节位性状定位
    程志学,陈清华,彭庆务,张华,王瑞
    中国农业科学. 2010, 43(7):  1508-1515 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.07.024
    摘要 ( 711 )   PDF (565KB) ( 625 )   收藏
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    【目的】构建节瓜分子遗传图谱,标记始雌花节位性状基因,为建立相关分子标记辅助育种体系、克隆雌性相关基因和转基因提供理论依据。【方法】以节瓜全雌系K36及弱雌系G4组配得到的115个F2单株为群体,利用AFLP、RAPD和SRAP标记技术构建节瓜的分子遗传连锁图谱,并定位始雌花节位性状基因。【结果】该图谱共包含13个连锁群,涉及93个AFLP标记、16个RAPD标记、35个SRAP标记。该图谱覆盖基因组1 651.9 cM,标记间平均距离为11.47 cM。利用QTL Network 2.0分析,检测到3个控制始雌花节位的QTL位点:fn1、fn2和fn3,其中fn1位于连锁群LG1上,fn2和fn3位于LG6上。这些QTL位点对雌花节位性状表型变异的贡献率分别为62.54%、0.2%、37.39%。【结论】本研究首次构建了节瓜的分子遗传图谱,并定位了3个控制始雌花节位性状的QTL位点,为进一步克隆雌性相关基因及分子标记辅助选择育种提供科学依据。

    苹果S-SAP分子标记体系建立及应用
    赵桂玲,张志宏,马跃,常琳琳,王昆,代红艳
    中国农业科学. 2010, 43(7):  1516-1523 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.07.025
    摘要 ( 896 )   PDF (695KB) ( 468 )   收藏
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    【目的】建立和优化苹果S-SAP分子标记体系,探讨应用S-SAP技术区分元帅芽变的可能性,为从DNA分子水平上对苹果芽变鉴定和利用奠定基础。【方法】利用富士、寒富和嘎啦初步建立S-SAP分析体系;根据谱带量和多态性等对32对引物组合进行筛选;从DNA酶切、PCR扩增、银染方法等角度对影响S-SAP反应的因子进行优化;利用6对多态性引物,对8个元帅芽变进行S-SAP分析,采用NTsys-pc2软件的SIMQUAL程序计算相似系数,UPGAM方法进行循环同化阶层聚类分析,并通过Treeplot程序生成聚类图。【结果】优化的苹果S-SAP 分析体系为,改良CTAB法提取基因组总DNA;MseⅠ和PstⅠ双酶切基因组总DNA;Fermentas公司的 Taq DNA 聚合酶进行PCR扩增;6%变性聚丙烯酰胺凝胶分离选择性扩增产物;改良弱碱法银染检测差异片段。筛选出6个适宜苹果品种分析的S-SAP引物。发现LTRP1/Mtcc 引物组合在元帅芽变分析中具有多态性,矮红、红星与新元帅等具有多态性位点,供试芽变资源的遗传相似系数在0.88—0.98之间,以相似系数0.93为标准,8个元帅芽变资源可分为4类。【结论】建立了基于Ty1-copia组反转录转座子的苹果S-SAP标记体系,筛选出了6 个适宜苹果品种分析的S-SAP 引物,利用LTRP1/Mtcc引物组合成功区分了元帅芽变。

    酸性木聚糖酶产生菌株的筛选和酶学性质分析
    国春艳,刁其玉,乔宇,屠焰,张乃锋,姜成钢
    中国农业科学. 2010, 43(7):  1524-1530 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.07.026
    摘要 ( 686 )   PDF (325KB) ( 647 )   收藏
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    【目的】从自然环境筛选出可用于饲料工业加工用途的酸性木聚糖酶产生菌株。【方法】通过富集培养定向筛选技术,从土壤中分离获得18株产木聚糖酶菌株,挑选其中5株进行摇瓶发酵。对产酶最高的菌株S8-3进行初步鉴定,同时分析该菌株产生的木聚糖酶的酶学性质。【结果】经初步鉴定该菌株为黑曲霉(Aspergillus niger);该菌株发酵液的木聚糖酶活性高达628.43 U•mL-1;木聚糖酶的最适作用温度为45℃,最适pH为4.5,在70℃保温30 min后酶活力仍为60%以上,在 pH 3.0—7.0内稳定性较好。【结论】预期该菌株产的木聚糖酶具有用于饲料添加剂的潜力。

    日本血吸虫Sj CyclophilinA基因的克隆、表达及其生物学功能研究
    彭金彪,韩宏晓,洪 炀,王欣之,石耀军,傅志强,刘金明,林矫矫
    中国农业科学. 2010, 43(7):  1531-1538 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.07.027
    摘要 ( 702 )   PDF (449KB) ( 491 )   收藏
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    【目的】克隆和表达了日本血吸虫CyclophilinA(Sj CyPA)编码基因cDNA,分析其在日本血吸虫不同发育阶段虫体的表达情况,评估该重组抗原在小鼠体内诱导的抗血吸虫免疫保护效果。【方法】从实验室构建的7天童虫消减cDNA文库中,PCR扩增一EST序列的基因全长cDNA,提交到NCBI,登录号为GQ403666。应用荧光实时定量PCR分析该基因在日本血吸虫不同发育阶段虫体的表达情况,以pET28a(+)为载体构建重组表达质粒,并在大肠杆菌中表达。诱导、表达、纯化和复性重组蛋白,测定其PPIase活性。利用Western blot检测重组蛋白的抗原性。以重组抗原免疫小鼠,评估其对小鼠诱导的免疫保护效果。【结果】PCR获得了Sj CyPA编码基因的全长cDNA,其开放阅读框为519 bp。荧光实时定量PCR分析表明,该基因在13 d童虫表达量最高,为童虫期高表达基因。构建了重组表达质粒pET28a(+)-Sj CyPA,并在大肠杆菌中成功表达。复性重组蛋白具有PPIase活性。Western blot试验显示该重组蛋白具有良好的抗原性,在小鼠免疫试验中,与空白对照组比较,免疫组小鼠获得18.72%的减虫率和44.6%的肝脏减卵率。【结论】获得了日本血吸虫童虫期高表达的Sj CyPA基因的全长cDNA,成功构建了Sj CyPA原核重组表达质粒,在大肠杆菌中成功表达,纯化复性得到有PPIase活性的Sj CyPA重组蛋白,并证实该重组抗原在小鼠体内诱导产生了部分免疫保护效果。