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当期目录

    2010年 第43卷 第2期 刊出日期:2010-01-20
      
    作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
    两个新的水稻叶色突变体形态结构与遗传定位研究
    张力科,李志彬,刘海燕,李如海,陈满元,陈爱国,钱益亮,华泽田,高用明,朱苓华,黎志康
    中国农业科学. 2010, 43(2):  223-229 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.001
    摘要 ( 810 )   PDF (729KB) ( 1031 )   收藏
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    【目的】对2个新的水稻叶色突变体进行形态结构与遗传分析,并且初步定位这2个突变基因。【方法】在水稻育种材料中分别发现了一株白色条纹叶突变体和一株黄叶突变体,经多代自交已形成稳定的突变系。对突变体的主要形态特征与叶绿素组分等进行分析,观察叶绿体的超微结构,并以这2个突变系杂交产生的F2群体作为定位群体,应用SSR标记对突变基因进行初定位。【结果】与其野生型相比,白色条纹叶突变体的单株穗数减少12.86%,生育期延长11.27%,黄色叶突变体的株高降低31.08%,千粒重减少14.55%,生育期延长17.86%,并且2种突变体的叶绿素含量都显著低于其野生型。电镜观察结果表明:2种突变体的类囊体结构异常,与野生型水稻相比,黄色叶突变体的类囊体片层数变少,白色条纹叶中条纹部分的类囊体片层结构几乎消失,正常绿色部分的类囊体结构没有变化。遗传分析表明:这2种突变性状均受1对隐性核基因控制,位于不同染色体上,将突变基因暂时命名为st9(t)(stripe)、chl12(t) (Chlorophyll-deficit)。将st9(t)定位到第一染色体短臂最末端,与分子标记RM1331相距9.6 cM,且与标记RM3252等共分离;将chl12(t)定位到第三染色体短臂,与分子标记RM411、RM8208之间的遗传距离分别是1.2、5.1 cM。【结论】发现了2个叶色突变新基因,为下一步的基因克隆与功能分析奠定了基础。
    新质源(CMS-FA)杂交稻产量相关性状的遗传效应与杂种优势分析
    王洪飞,王乃元,李毓,梁康迳,仇秀丽,周卫营
    中国农业科学. 2010, 43(2):  230-239 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.002
    摘要 ( 828 )   PDF (267KB) ( 653 )   收藏
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    【目的】研究水稻新质源(CMS-FA)不育系和恢复系的产量相关性状遗传效应和杂种优势水平,评价新型细胞质源杂交稻亲本的育种潜力。【方法】采用不完全双列杂交设计,以新质源(CMS-FA)杂交稻系统的5个不育系为母本,5个恢复系为父本配制25个杂交组合,种植亲本和F1获得产量相关性状的试验数据。利用加性-显性遗传模型和MINQUE(1)法对10个产量相关性状遗传方差分量比率、遗传率、亲本加性效应和组合显性效应以及杂种优势进行剖析。【结果】新质源杂交稻产量相关性状同时受加性效应和显性效应的控制,单株穗数、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率、千粒重、剑叶长和生育期等性状以加性效应占主导,单株产量、株高和穗长等性状则以显性效应控制为主;狭义遗传率以千粒重表现最高,生育期次之,单株产量最低;加性效应最好的不育系是金农2A,恢复系是金恢3号和金恢1号;显性效应最强的4个组合为金农2A×金恢5号、金农2A×金恢2号、金农4A×金恢5号和金农5A×金恢5号;单株产量、株高、穗长3个产量相关性状F1具有很强的群体平均优势(7.351%—16.330%)和群体超亲优势(4.233%—10.507%),强优势组合杂种优势可达10.307%—49.462%。【结论】供试不育系以金农2A较好,恢复系以金恢3号和金恢1号最好,金恢5号在配制生育期较短的杂交稻高产组合中是一个很好的亲本。

    世界栽培豌豆(Pisum sativum L.)资源群体结构与遗传多样性分析
    宗绪晓,关建平,王海飞,马钰
    中国农业科学. 2010, 43(2):  240-251 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.003
    摘要 ( 830 )   PDF (561KB) ( 1276 )   收藏
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    【目的】评价国家种质库长期保存的国内、外栽培豌豆(Pisum sativum L.)资源的遗传多样性水平,揭示其遗传多样性、等位基因和群体结构差异,据此评估其重要程度及价值,为中国豌豆资源研究策略和方向的正确选择、国内外资源的充分发掘利用和深入研究提供理论依据。【方法】利用21对豌豆多态性SSR引物,对来自国外五大洲66个国家和中国28个省(区、市)的1 984份栽培豌豆进行SSR标记遗传多样性和群体结构分析;采用Structure 2.2软件完成资源群体结构剖析、推断参试材料的合理组群数、确定每份参试材料的适当群体划入及其相关参数计算;利用NTSYSpc2.2d软件估算其遗传距离,进行主成分分析(PCA)并绘制三维空间聚类图;采用Popgene V1.32估算种质群的等位位点分布等参数,利用Fstat V2.9.3.2 进行种质群间遗传多样性差异显著性测验。【结果】通过对国、内外栽培豌豆资源群间SSR等位基因数(NA)、有效等位基因数(NE)、有效等位基因所占比重(NE/NA)、等位基因丰度(AR)、基因多样性指数(GD)、Shannon's信息指数(I)的比较,发现除等位基因数(NA)外,国内资源的其它5个遗传多样性指标全面高于国外资源。在21个SSR基因位点中,国内、外资源群在7个位点间存在等位基因种类的差异。群体结构分析将1 984份世界栽培豌豆资源划分成三大组群。组群A包含96.49%的国外栽培豌豆参试资源,可代表典型的国外栽培豌豆资源类型;组群B的资源88.18%来源于陕西和内蒙古,可代表中国典型的春播区栽培豌豆资源类型;组群C的资源52.05%源于中国秋播区,47.44%源于中国春播区,可代表中国秋播区和除陕西、内蒙古外的春播区栽培豌豆资源类型。组群间遗传多样性差异达到显著水平。PCA作图分析也明确显示世界栽培豌豆资源群体中存在3个边界明显的资源富集区(基因库I、II、III),且与三大组群的群体结构分析结果精确对应。【结论】国内资源的遗传多样性程度整体上超过国外资源,国外资源群体内个体间的差异程度平均高于国内资源。群体结构分析侦测到世界栽培豌豆资源中存在A、B、C共三大资源类群,类群间的遗传多样性差异达到了显著水平,且与PCA做图分析显示的3个边界明显的基因库间存在着精确对等关系:“类群A”几乎等同于“基因库I”,“类群B”几乎等同于“基因库II”,而“类群C”几乎等同于“基因库III”;基因库I由国外资源富集而成,基因库II由中国陕西和内蒙古资源富集而成,基因库III由中国秋播区资源和陕西、内蒙古以外的春播区资源富集而成,由此得出世界栽培豌豆由3个基因库构成的结论。国外栽培豌豆种质资源构成了“基因库I”,国内栽培豌豆种质资源构成了“基因库II”和“基因库III”,表明国内、外资源均很重要,但国内资源甚于国外。

    甘蓝型油菜BnClo1基因克隆、表达载体的构建及原核表达
    丁勇,常玮,刘小烛
    中国农业科学. 2010, 43(2):  252-258 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.004
    摘要 ( 917 )   PDF (420KB) ( 737 )   收藏
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    【目的】克隆甘蓝型油菜(Brassica napus)油体钙蛋白(caleosin)基因BnClo1,并进行原核表达研究。【方法】在获得甘蓝型油菜BnClo1基因全长cDNA的基础上,根据BnClo1基因编码区设计1对特异引物,以甘蓝型油菜种子总RNA为模板,通过RT-PCR获得了约750 bp的cDNA片段,T/A克隆后进行序列测定。随后将该蛋白成熟肽cDNA片段克隆到原核表达载体pTYB12中,构建融合表达载体pTYB12-BnClo1,转化到Escherichia coli ER2566(DE3)中进行表达。【结果】测序结果显示,RT-PCR获得的cDNA全长768 bp,包含完整的开放阅读框738 bp,编码245个氨基酸残基,caleosin分子量为28.1 kD。原核表达产物经SDS-PAGE分析表明,以20℃、4 mmol?L-1 IPTG诱导该基因表达效果最好,诱导产物为一个与理论值相符的83.1 kD的融合蛋白intein-caleosin。【结论】克隆了油菜BnClo1基因,并在大肠杆菌中进行了优化表达。为进一步纯化和鉴定目的蛋白,及研究其功能奠定了试验基础。

    苜蓿总皂甙含量的遗传变异及其与农艺性状的相关分析
    甘智才,尚伦学,刘勇,玉永雄
    中国农业科学. 2010, 43(2):  259-265 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.005
    摘要 ( 783 )   PDF (236KB) ( 472 )   收藏
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    【目的】通过对苜蓿总皂甙含量与农艺性状的相关分析找出一个能快速标记总皂甙含量高低的性状,探索总皂甙含量的遗传变异规律。【方法】以耐湿热苜蓿新品种渝苜一号为材料,测定100个苜蓿单株,从中选出5个高皂甙植株和5个低皂甙植株。【结果】通过各单株后代系的试验确定了这10个植株的总皂甙遗传力在0.118到0.745之间变化,后代系的变异系数在15.54%到28.81%之间变化,高低皂甙群体的遗传力分别为0.636和0.208,高皂甙群体的遗传力明显高于低皂甙群体。苜蓿总皂甙含量与株高、叶色、虫害程度、干重和干物质率的相关分析及通径分析的结果表明:叶色与总皂甙含量呈极显著负相关(r=-0.405**),且叶色与总皂甙含量的的相关关系主要是直接效应(P=-0.422**);干重与总皂甙含量的相关主要是通过株高、叶色和干物质率的间接作用。【结论】通过常规育种方法要育成低皂甙苜蓿品种较为困难,而一些高皂甙含量的后代系可作为高皂甙苜蓿品种的育种材料;苜蓿的叶色可以作为快速识别苜蓿总皂甙含量高低的标记。

    耕作栽培·生理生化
    粳型超级稻产量构成因素协同规律及超高产特征的研究
    吴桂成,张洪程,钱银飞,李德剑,周有炎,徐军,吴文革,戴其根,霍中洋,许轲,高辉,徐宗进,钱宗华,孙菊英,赵品恒
    中国农业科学. 2010, 43(2):  266-276 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.006
    摘要 ( 858 )   PDF (275KB) ( 1042 )   收藏
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    【目的】水稻是中国重要的粮食作物,实现水稻的超高产生产对保证中国粮食安全有重要作用。本研究旨在探讨粳型超级稻产量构成因素协同演进规律及超高产特征。【方法】以具有代表性的4个超级粳稻品种(武粳15、淮稻9号、徐稻3号和常优1号)为材料,对高产(8 250—9 750 kg?hm-2)、更高产(9 750—11 250 kg?hm-2)和超高产(>11 250 kg?hm-2)3个产量等级群体的产量及其结构、群体库容量和群体库容的充实进行了系统的比较研究。【结果】由高产到更高产再到超高产,4个超级稻品种的群体颖花量不断提高(差异显著),而结实率、千粒重在3个产量等级间略有增减(差异不显著)。在安全成熟的情况下,群体颖花量与产量呈极显著正相关;群体颖花量的提高在由高产提高到更高产的水平上,主要依靠单位面积穗数的增加,而由更高产提高到超高产水平,则主要依靠足穗基础上增加每穗粒数。在安全成熟条件下,群体库容充实度在3个产量等级间因种略有增减,差异不显著,而群体库容实际充实量则随产量的增加而增加。【结论】以足量大穗构成群体安全大库容(安全成熟的群体高颖花量),通过保持正常的充实度(即保证常年的结实率与千粒重),从而提高群体库容总充实量,是粳型超级稻的超高产特征。

    中国不同时期玉米单交种产量变化的研究
    丰光,刘志芳,李妍妍,景希强,邢锦丰,黄长玲
    中国农业科学. 2010, 43(2):  277-285 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.007
    摘要 ( 868 )   PDF (331KB) ( 945 )   收藏
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    【目的】分析中国不同时期玉米品种产量、杂种优势及主要农艺性状发展变化规律,为今后玉米育种的发展提供理论依据和参考意见。【方法】利用中国不同时期具有代表性的20个玉米单交种及其32份亲本自交系为材料,采用3点裂区试验设计,分析产量、杂种优势及主要农艺性状的变化规律,产量与各性状间的相关性。【结果】品种产量和中亲产量随年代推进逐渐提高;早期品种高密条件下产量下降,当前品种随密度增加产量逐渐提高;不同时期品种随年代变化杂种优势在低密条件下逐渐增加,而高密条件下逐渐下降,中密和平均杂种优势没有变化;随年代变化,雄穗分枝和穗上叶与主茎夹角逐渐减少,行数、籽粒长和百粒重逐渐增加,行粒数、出籽率和容重没有变化;随年代变化品种产量增加与杂种优势效应相关性不显著,与穗行数、穗粗、籽粒长、百粒重和中亲产量呈极显著正相关,与雄穗分枝数和穗上叶与主茎夹角呈极显著负相关。【结论】杂种优势并没有显著提高,亲本产量的提高、种植密度的增加、株型的改善、雄穗分枝的减少及果穗性状的优化是当前中国玉米产量提高的主要原因。

    甘蓝型油菜DH群体苗期耐湿性的评价
    李真,蒲圆圆,高长斌,周广生,涂金星,傅廷栋
    中国农业科学. 2010, 43(2):  286-292 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.008
    摘要 ( 1082 )   PDF (245KB) ( 632 )   收藏
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    【目的】评价甘蓝型油菜双单倍体(doubled haploid,DH)群体苗期耐湿性,筛选极端耐湿性DH系。【方法】采用盆栽试验,以株高(PH)、根长(RL)、地上部干重(SDW)、根干重(RDW)、根冠比(R/S)、总干重(TDW)等6个性状的耐湿系数作为耐湿性评价指标,对甘蓝型油菜DH群体的118个株系及其亲本进行苗期耐湿性评价。【结果】(1)与对照相比,湿害严重抑制了甘蓝型油菜苗期的生长,6个评价指标均表现出显著差异,其中根干重的变异系数最大;(2)在对照和湿害条件下,群体各株系各性状均表现出超亲连续分离,大部分呈正态分布,湿害条件下的分离更为明显;(3)相关性分析表明,地上部干重、根干重和总干重耐湿系数可作为甘蓝型油菜苗期耐湿性的主要评价指标。【结论】本研究综合应用地上部干重耐湿系数、地上部干重耐湿系数和总干重耐湿系数3个评价指标,筛选出005、007、040为候选的极端耐湿性基因型,086、110、119等为候选的极端不耐湿基因型,为耐湿相关研究及育种提供新材料。

    植物保护
    小麦抗叶锈近等基因系TcLr38的cDNA-AFLP分析
    王文霞,褚栋,高士刚,闫红飞,缑丽倩,杨文香,刘大群
    中国农业科学. 2010, 43(2):  293-303 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.009
    摘要 ( 957 )   PDF (669KB) ( 637 )   收藏
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    【目的】分析经叶锈菌诱导小麦抗叶锈近等基因系TcLr38的基因表达情况,寻找与抗病基因表达相关的片段。【方法】应用cDNA-AFLP技术从mRNA表达水平研究TcLr38和感病对照Thatcher与小麦叶锈菌05-22-65(THTS)互作时基因表达的差异。【结果】76对引物组合检测到约3 800条条带,平均每一对选择性引物可以获得50条条带,其中28对能够在小麦近等基因系TcLr38和感病对照Thatcher之间扩增出特异性条带。多态性条带划分为8种类型,其中3种类型可能与抗病基因相关。最终得到95条小麦抗叶锈近等基因系TcLr38的特异性表达的转录衍生片段(TDF),其中19条差异TDFs只在接种叶锈菌的TcLr38中出现,为上调表达,而8条差异TDFs为下调表达。对可能与抗病相关的特异TDFs中的21条片段进行序列测定与分析,经BLASTx比较,17个TDFs所推导的蛋白质序列在数据库中找到其所对应的同源序列,15个TDFs为已知功能的基因。【结论】通过对功能已知的基因分析,推测决定蛋白激酶C、ATP结合蛋白、类受体激酶、信号传导组氨酸激酶(HPK)、肽酶家族M23、Dnak抑制蛋白DksA、甲硫氨酸tRNA合成酶、RanGTP酶激活蛋白1、烯酰辅酶A水合酶的TDFs可能与抗病或防御过程相关。

    泡桐丛枝病病树周围几种植物上植原体的分子检测
    王洁,田国忠,徐启聪,刘永光,高瑞,李向东,竺晓平
    中国农业科学. 2010, 43(2):  304-312 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.010
    摘要 ( 869 )   PDF (542KB) ( 625 )   收藏
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    【目的】初步明确自然条件下可能感染泡桐丛枝病植原体的寄主植物。【方法】用植原体16S rRNA基因的通用引物,对从泡桐丛枝病病树周围采集的表现黄化、小叶、皱叶、丛枝等症状或无症状的16种植物样品的DNA进行巢式PCR扩增,对所扩增的片段进行序列测定和分析。并利用泡桐从枝病植原体延伸因子的抗血清对部分样品进行间接免疫荧光观察。【结果】巢式PCR结果显示从牛筋草(Eleusine indica)、辣椒(Capsicum annuum)、狗尾草(Setaria viridis)、山药(Dioscorea opposita)、灯笼泡(Physalis angulata)、花生(Arachis hypogaea)及南瓜(Cucurbita moschata)共7种植物样品和阳性对照PaWB菏泽分离物(PaWB-HZ)中均得到了约1.2 kb的特异性片段。序列分析表明这7种植原体分离物和PaWB-HZ属于翠菊黄化组的16SrI- D亚组。对所采集的植原体侵染的寄主植株辣椒、山药、花生、南瓜和泡桐进行间接免疫荧光观察结果显示,仅在PaWB-HZ侵染的泡桐中发现翠绿色特异荧光,在健康泡桐及其它4种分离物侵染的植物中均未检测到明显的植原体特异荧光。【结论】首次从泡桐丛枝病病树周围存在的7种其它植物中检测到植原体,并且测定其植原体16S rDNA核苷酸序列与泡桐丛枝植原体相关基因片段高度同源,初步推测这7种植物可能是泡桐丛枝病植原体自然寄主或是通过昆虫偶尔被感染。

    转hpa1Xoo基因棉花对棉铃虫全基因组转录谱的影响
    缪卫国,武淑文,宋从凤,汪瑜,龚晓崇,张亮,王金生
    中国农业科学. 2010, 43(2):  313-321 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.011
    摘要 ( 848 )   PDF (444KB) ( 560 )   收藏
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    【目的】明确转hpa1Xoo棉花抗虫性及其作用机制。【方法】采用生测法和芯片技术分析了转hpa1Xoo棉T-34的抗虫性和harpinXoo表达对棉铃虫全基因组转录谱的影响。【结果】饲喂T-34棉叶的棉铃虫发育明显迟缓,棉铃虫死亡率为90.95%,而饲喂其出发品种(Z35)棉叶的棉铃虫死亡率为12.20%。利用和棉铃虫同属鳞翅目的家蚕的23K Oligo探针,以分别饲喂T-34和Z35叶片的棉铃虫RNA为模板,制作了棉铃虫Oligo表达谱芯片,获得了24 280个EST数据,从中检测到了2 927个基因。在T-34和Z35上饲喂的棉铃虫有872个差异表达基因,其中上调基因328个(ratio>2.0),下调基因544个(ratio<0.5)。872个差异表达基因主要涉及13个生物功能、96个代谢通路。【结论】转hpa1Xoo棉花对棉铃虫的抗性涉及棉铃虫蛋白酶分解和合成、ATP合成等多个生物代谢途径的改变。

    土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境
    长期施用含硫与含氯肥料对水稻产量及其构成要素的影响
    沈浦,李冬初,高菊生,徐明岗,王伯仁,侯晓娟
    中国农业科学. 2010, 43(2):  322-328 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.012
    摘要 ( 971 )   PDF (336KB) ( 650 )   收藏
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    【目的】研究长期施用含硫酸根、氯离子的肥料对南方红壤水稻产量及其构成要素的影响。【方法】统计分析长期施用含硫酸根、氯离子肥料的稻田耕层土壤中SO42-、Cl-含量变化及其与早、晚水稻产量的关系。【结果】长期施用含SO42-肥料,SO42--S含量在土壤中表现为前期上升,后期下降,其含量变化与早、晚稻总产量呈显著负相关。长期施用Cl-、Cl-+SO42-、SO42-肥料,3个处理早稻和晚稻历年平均产量分别为5 738.9、5 657.5、5 633.8 kg?hm-2和4 831.9、4 603.8、4 557.0 kg?hm-2,以施Cl-处理产量最高。施SO42-处理15年后水稻产量下降迅速,显著低于施Cl-处理,至2000年后又平缓上升,各处理之间无显著差异。施氯处理土壤SO42--S含量维持在26.50 mg?kg-1左右,未出现缺硫现象。【结论】在南方红壤丘陵区水田上长期施用含硫肥料易导致土壤SO42--S过量累积,对水稻生长存在一定风险,施用含氯肥料效果要好于含硫肥料。

    全球气候变暖对中国种植制度可能影响 Ⅰ.气候变暖对中国种植制度北界和粮食产量可能影响的分析
    杨晓光,刘志娟,陈阜
    中国农业科学. 2010, 43(2):  329-336 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.013
    摘要 ( 1240 )   PDF (476KB) ( 2104 )   收藏
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    【目的】在全球气候变化背景下,中国气温自20世纪80年代明显升高已成为共识,这一变化对中国农业生产尤其是对种植制度的影响越来越受到中国政府和专家学者的重视。为了回答这一问题,笔者以1981年为时间节点,把从20世纪50年代至今分为2个时间段,分析和比较后一时段气候变暖对全国种植制度北界、冬小麦种植北界、双季稻种植北界、雨养冬小麦-夏玉米稳产种植北界的可能影响,以及由于种植北界的空间位移对作物产量可能的影响。【方法】依据全国种植制度气候区划指标、冬小麦和双季稻种植北界指标以及雨养冬小麦-夏玉米稳产种植北界的降水量指标,采用公认的农业气候指标计算方法,使用ArcGIS分别绘出1950s—1980年、1981—2007年2个时段全国种植制度北界图,以及冬小麦种植北界图、双季稻种植北界图、雨养冬小麦-夏玉米稳产的种植北界图。【结果】(1)与1950s—1980年相比,1981—2007年一年二熟制种植北界,空间位移变化最大的区域在陕西省、山西省、河北省、北京和辽宁省。一年三熟制种植北界,空间位移变化最大的区域为湖南省、湖北省、安徽省、江苏省和浙江省。在不考虑品种变化、社会经济等方面因素的前提下,这些区域由一年一熟变成一年二熟,主体种植模式的粮食单产平均可增加54%—106%,由一年二熟变成一年三熟,主体种植模式的粮食单产平均可增加27%—58%。(2)与1950s—1980年相比,1981—2007年辽宁省、河北省、山西省、陕西省、内蒙古、宁夏、甘肃省和青海省冬小麦的种植北界不同程度北移西扩。以河北省为例,冬小麦种植北界的北移,可使界限变化区域由春小麦改种冬小麦,单产平均增加约25%。(3)浙江省、安徽省、湖北省和湖南省双季稻的种植北界向北移动,单从热量资源的角度出发,可使其粮食单产不同程度增加。(4)雨养冬小麦-夏玉米稳产的种植北界大部分区域向东南方向移动,这是由于近年来该区降水量减少造成的。【结论】在过去的50年中,由于气候变暖造成了全国种植制度界限不同程度北移、冬小麦和双季稻种植北界北移,熟制的变化可能使种植制度界限变化区域的粮食单产增加。然而降水量的减少造成了雨养冬小麦-夏玉米稳产北界向东南方向移动。

    园艺
    供水吸力对温室黄瓜产量与水分利用效率的影响
    李邵,薛绪掌,郭文善,李霞,陈菲
    中国农业科学. 2010, 43(2):  337-345 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.014
    摘要 ( 968 )   PDF (398KB) ( 625 )   收藏
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    【目的】研究不同供水吸力即不同土壤水分对温室黄瓜(Cucumis sativus L.)生长发育的影响,确定黄瓜不同生育期对水分的需求,为温室黄瓜灌溉决策提供理论依据。【方法】采用负水头供水控水盆栽装置,通过设定装置不同的供水吸力(WST)来持续稳定控制不同的土壤含水率,分析各供水吸力处理的黄瓜叶片光合、产量与水分利用效率的差异。【结果】负水头供水控水盆栽装置能通过调节供水吸力持续稳定控制土壤不同含水率;黄瓜植株在3—5 kPa供水吸力范围内产量与商品瓜率最高,叶片净光合速率、干物质积累量也较高;3—13 kPa处理范围内的黄瓜水分利用效率差异不明显,最高为7 kPa处理的36.57,1 kPa处理的黄瓜水分利用效率最低,与其它处理差异显著,表明对黄瓜各生育期进行分期水分调控才能显著提高水分利用效率;试验结果还表明,黄瓜随着生育进程需水量越来越大,供水不足会导致生长点枯死而停止生长,影响黄瓜产量与商品瓜率,黄瓜采收后期适当加大水分供应可以增加采收后期产量。【结论】3—5 kPa的供水吸力较适合温室黄瓜的生长,此时土壤相对含水量为67%—81%;适当降低黄瓜苗期土壤水分、控制花期土壤水分和增加结果期土壤水分能进一步提高产量与水分利用效率。

    结球甘蓝叶色(紫/绿)的遗传分析和基因定位
    张成合,刘传斌,任艳蕊,轩淑欣,申书兴
    中国农业科学. 2010, 43(2):  346-350 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.015
    摘要 ( 760 )   PDF (236KB) ( 602 )   收藏
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    【目的】明确结球甘蓝叶色(紫/绿)的遗传方式及其基因所位于的染色体。【方法】以普通结球甘蓝‘9601’及其系列初级三体为母本分别与紫甘蓝‘紫阳’杂交;结合形态学观察和染色体数目鉴定从各F1群体中选出三体(2n+1)植株进行测交;采用双体和三体遗传分析及χ2测验法对叶色基因进行染色体定位。【结果】双体遗传分析表明,结球甘蓝‘9601’和‘紫阳’的叶色(紫/绿)受2对独立遗传基因控制,紫红色对绿色为显性并表现加性效应;三体遗传分析显示,控制其叶色的两对基因分别位于3号和8号染色体上。【结论】结球甘蓝‘9601’和‘紫阳’的叶色(紫/绿)受2对独立遗传的基因控制并表现加性效应,两基因分别位于3和8号染色体。

    苹果果实GalDH和GalLDH基因的表达与AsA的关系
    李明军,高静,马锋旺,梁东,侯长明
    中国农业科学. 2010, 43(2):  351-357 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.016
    摘要 ( 714 )   PDF (366KB) ( 489 )   收藏
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    【目的】进一步探明苹果果实是否具有抗坏血酸(AsA)合成的能力。【方法】从‘嘎拉’苹果果实中克隆AsA合成关键酶L-半乳糖脱氢酶(L-galactose dehydrogenase, GalDH)全长cDNA序列,检测它与另一合成酶L-半乳糖-1,4-内酯脱氢酶(L-galactono-1,4-lactone dehydrogenase, GalLDH)在苹果不同组织中的表达及酶活性与AsA含量的关系。【结果】克隆获得的苹果GalDH cDNA含有975 bp的完整开放阅读框,编码一条分子量为34.97kD、含324个氨基酸残基的蛋白质,登录号为GQ131419。在叶片和苹果果实不同组织中,均能检测到GalDH和GalLDH基因mRNA表达和活性,叶片高于果实,幼果高于成熟果,果皮高于果肉。同时,苹果果皮中的AsA含量受光的调控,二者在阳面果皮的表达和活性明显高于阴面果皮,而阳、阴面果肉间无明显差异。不同组织中的AsA含量与GalDH和GalLDH活性均呈显著正相关性。【结论】进一步证明了苹果果实自身具有经L-半乳糖途径合成AsA的能力,且合成可能是苹果果实AsA形成的主要决定因子。

    利用数量性状构建新疆野苹果核心种质的方法
    刘遵春,张春雨,张艳敏,张小燕,吴传金,王海波,石俊,陈学森
    中国农业科学. 2010, 43(2):  358-370 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.017
    摘要 ( 922 )   PDF (393KB) ( 832 )   收藏
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    【目的】以300份新疆野苹果实生株系为试验材料,根据叶片、花朵和果实等器官15个数量性状的遗传多样性,研究新疆野苹果核心种质构建的方法。【方法】采用逐步聚类法,以30%的取样比例,根据2种遗传距离(欧氏距离和马氏距离)、4种系统聚类方法(类平均法、离差平方和法、最长距离法和最短距离法)和3种取样方法(随机取样法、偏离度取样法和优先取样法)构建24个核心种质,以筛选出的最佳构建策略进一步比较7种不同取样比例(10%、15%、20%、25%、30%、35%和40%)的构建效果以确定最适宜的取样比例。【结果】(1) 在新疆野苹果构建中,采用欧氏距离聚类优于马氏距离。(2) 4种系统聚类方法比较表明,最短距离法优于类平均法、离差平方和法和最长距离法。(3) 3种取样方法比较表明,优先取样法和偏离度取样法都能明显提高核心种质的方差差异百分率、极差符合率和变异系数变化率,均适宜于新疆野苹果核心种质的构建,前者略优于后者。(4)20%是最适宜的取样比例。【结论】以20%的取样比例,采用欧氏距离,利用最短距离法进行逐步聚类,结合优先取样法构建的核心种质最有代表性,是构建新疆野苹果核心种质的最佳方法。

    枣选择性扩增微卫星体系的建立及优化
    马庆华,王贵禧,梁丽松
    中国农业科学. 2010, 43(2):  371-379 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.018
    摘要 ( 902 )   PDF (673KB) ( 496 )   收藏
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    【目的】建立和优化枣的选择性扩增微卫星(SAM)技术体系,丰富枣群体遗传学研究的方法,同时为枣利用SAM法开发SSR引物提供技术参考和模板。【方法】以冬枣、大荔龙枣和金丝小枣为试材,采用CTAB法提取样品DNA,对SAM试验过程中的酶切-连接、抑制性扩增、预扩增、选择性扩增等关键因子进行研究。【结果】利用PstⅠ和MseⅠ双酶切系统,分步法进行酶切-连接是后续试验成功的关键,抑制性扩增(20.0μL体系)模板取酶切连接液2.0μL,预扩增和选择性扩增(20.0μL体系)的模板分别取上步扩增的稀释产物各2.0μL;抑制性扩增和预扩增反应中,ExTaq取0.5 U,反应25个循环,产物稀释20倍进行下一步扩增;选择性扩增采用前6个循环中退火温度梯度降低(每循环降低1℃)的反应程序,体系中可将ExTaq用量增加到1.0 U以保证酶的保真效果。【结论】试验利用优化后的反应体系,选用16个MseⅠadapter+NN primer和SSR primer(PCT6)组成引物对进行筛选,获得了谱带清晰、分辨率高、多态性丰富的电泳图谱。该研究结果为利用SAM技术开展枣的亲缘演化、遗传多样性分析及SSR引物开发等方面的研究打下了基础。

    非洲菊耐热变异株系的筛选和田间鉴定
    彭建宗,李安,黄志刚,陈兆平,文方德,王小菁
    中国农业科学. 2010, 43(2):  380-387 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.019
    摘要 ( 720 )   PDF (352KB) ( 618 )   收藏
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    【目的】以非洲菊‘深圳5号’(S5)品种为材料筛选耐热株系。【方法】利用组织培养体系,以EMS诱变和多代间歇高温筛选的方法获得耐热变异体EH和H10,经继代增殖、生根后定植于大棚,在自然高温条件下测定植株叶的生长及耐热相关生理生化变化、产花量以及花品质等指标。【结果】经间歇高温筛选获得的非洲菊组培苗耐热变异株系H10与对照相比,叶面积增大,叶绿素含量有所提高,在珠海温度最高的7、8月份,产花量分别比对照提高55.67%和53.27%,花径增加5.57%和5.70%,花梗长度增加10.35%和11.77%,花瓣的花色素苷含量明显高于对照组;在自然高温条件下,H10的叶片细胞膜透性具有较好的稳定性,且明显低于对照组,脯氨酸含量增高,超氧物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)及抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性增强。EH在生长状况、产花量和成花品质等各方面都未优于对照组。【结论】经过大棚种植鉴定和相关生理生化指标测定,认为H10可以作为一个优良的非洲菊耐热新品系。

    贮藏·保鲜·加工
    添加面筋蛋白对小麦淀粉糊化特性的影响
    陈建省,邓志英,吴澎,田纪春,谢全刚
    中国农业科学. 2010, 43(2):  388-395 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.020
    摘要 ( 788 )   PDF (408KB) ( 876 )   收藏
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    【目的】研究添加面筋蛋白对淀粉糊化特性影响的规律,为活性面筋蛋白在食品加工中的应用及小麦品质改良提供依据。【方法】以PH1391普通小麦淀粉为试验材料,添加3种类型的面筋蛋白(强筋、中筋和弱筋),5个添加量处理,分析其糊化特性并对形成的网络结构进行显微镜观察。【结果】随着面筋蛋白添加量的增加,峰值黏度、低谷黏度、最终黏度、黏度面积、反弹值和峰值时间都呈现明显下降趋势。每增加2%的面筋蛋白,以上糊化特性指标平均值分别下降了纯淀粉相应指标的3.6%、4.8%、3.4%、3.8%、4.0%和1.18%,除峰值时间外,下降率都超过了纯淀粉的2%;面筋蛋白添加量对稀懈值、糊化温度和糊化起始时间没有显著影响。面筋蛋白添加量10%时,面筋蛋白之间形成的复合物镶嵌在淀粉糊浆之中,没有明显的面筋蛋白隔层存在,面筋蛋白添加量增加到18%,在糊化体系中观察到较大的面筋蛋白隔层。3种面筋蛋白对峰值黏度、低谷黏度、黏度面积、反弹值和峰值时间影响差异极显著,对稀懈值的影响差异显著,而对糊化温度和糊化起始时间影响没有显著差异。3种面筋蛋白对峰值黏度、低谷黏度和黏度面积的影响按降低大小的顺序都为强筋>中筋>弱筋,而对反弹值的影响则表现出相反的顺序。【结论】面筋蛋白添加量和面筋蛋白类型会显著影响峰值黏度、低谷黏度、黏度面积、反弹值和峰值时间,而对糊化温度和糊化起始时间的影响差异不显著。

    畜牧·资源昆虫
    荷斯坦牛中性粒细胞防御素BNBD12基因克隆、原核表达及其抗菌活性分析
    武建明,王长法 ,何洪彬,胡桂学,杨宏军,杨少华,高运东,仲跻峰
    中国农业科学. 2010, 43(2):  396-403 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.021
    摘要 ( 812 )   PDF (718KB) ( 575 )   收藏
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    【目的】实现荷斯坦牛中性粒细胞防御素BNBD12基因在大肠杆菌中的高效表达,并分析重组BNBD12的抗菌活性。【方法】RT-PCR扩增荷斯坦牛中性粒细胞BNBD12基因,序列分析后人工合成了适于在大肠杆菌中表达的BNBD12成熟肽,构建原核表达载体pET32a(+)/BNBD12,并在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达。通过琼脂扩散法分别确定重组蛋白对牛源乳腺炎主要致病菌革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的抗菌效果,应用扫描电镜观察重组蛋白的杀菌效应。【结果】测序结果表明扩增片段长度为180 bp,可编码含60个氨基酸的成熟蛋白。SDS-PAGE和Western blotting分析显示人工合成的BNBD12的成熟肽基因以融合蛋白形式表达,表达量占菌体总蛋白的21.4%;纯化的重组蛋白0.05 mg?mL-1对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌有明显抑菌效果;扫描电镜观察发现重组蛋白作用后可引起病原菌内容物外泄而死亡。【结论】成功表达了荷斯坦牛中性粒细胞β-防御素12,该重组蛋白既可作用于革兰氏阳性菌又可作用于革兰氏阴性菌,显示出较好的临床应用前景。

    双拷贝抑制素基因免疫对肉牛卵泡和黄体的影响
    王水莲,薛立群,邓立新,崔先利,杨利国
    中国农业科学. 2010, 43(2):  404-410 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.022
    摘要 ( 1017 )   PDF (283KB) ( 480 )   收藏
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    【目的】探讨不同剂量的双拷贝抑制素pcISI基因免疫对肉牛生殖能力的影响。【方法】将58头同期发情肉牛随机分为6组, 每组肉牛分别注射0.75(T1)、1.5(T2)、2.25(T3)、3.0 mg/头(T4)pcISI质粒、3.0 mg/头 pcMV-S空质粒(C1)和3 mL/头 生理盐水(C2),初次免疫21d后进行加强免疫,以探讨抑制素pcISI基因疫苗对肉牛卵泡和黄体发育的影响。【结果】4个剂量组的大卵泡数均高于对照组,除了T1外,其它3个剂量组均与对照组差异显著(P<0.05);T3和T4的中卵泡数均高于对照组,且差异显著(P<0.05);T3和T4的小卵泡数均高于对照组,且差异显著(P<0.05)。无论左侧还是右侧,各剂量组成熟卵泡直径均高于对照组,除了T1外,其它3组两侧成熟卵泡均与对照组差异显著(P<0.05)。无论左侧还是右侧,4个剂量组黄体直径均高于对照组,且均与对照组差异显著(P<0.05);T3黄体最大,T1最小,且T3与T1差异显著(P<0.05)。加强免疫后10 d(BM10)抑制素抗体与成熟卵泡大小相关显著(r=0.629,P<0.05),与黄体大小相关极显著(r=0.651,P<0.01)。【结论】双拷贝抑制素pcISI基因免疫可促进肉牛卵泡和黄体发育,2.25mg为最佳免疫剂量,抑制素抗体水平与卵泡和黄体发育有一定的相关性。

    兽医
    一株类猪圆环病毒2型因子P1的全基因组序列测定与分析
    温立斌,何孔旺,杨汉春
    中国农业科学. 2010, 43(2):  411-416 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.023
    摘要 ( 1021 )   PDF (277KB) ( 501 )   收藏
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    【目的】确定猪体内存在与猪圆环病毒2型核苷酸序列高度同源的因子。【方法】首先利用PCR方法对来自临床表现为猪断奶后多系统衰竭综合征的猪血清所抽提的DNA进行扩增,根据获得的序列再设计引物进行反向PCR,拼接得到类猪圆环病毒2型因子P1的全基因组序列,最后根据P1全基因组序列设计引物扩增其全基因组加以验证。【结果】首次完成了类猪圆环病毒2型因子P1的全基因组序列测定。测序结果表明P1因子为环状DNA基因组,全长648个核苷酸,包括3个开放阅读框。除5′端16个核苷酸外,P1因子与国内猪圆环病毒2型BF毒株的核苷酸同源率为98.42%。系统进化分析表明P1与猪圆环病毒有很近的亲缘关系。【结论】猪体内存在类猪圆环病毒2型因子P1。

    母鼠妊娠期铅镉联合暴露对新生鼠大脑bcl-2,Bax和c-fos mRNA表达的影响及NAC保护效应
    路浩,达剑森,梅莉,张英,刘宗平
    中国农业科学. 2010, 43(2):  417-423 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.024
    摘要 ( 735 )   PDF (391KB) ( 443 )   收藏
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    【目的】研究母鼠妊娠期铅镉联合暴露对新生鼠大脑bcl-2、Bax、c-fos mRNA表达的影响及N-乙酰半胱氨酸(N-Acetylcysteine, NAC)的保护作用。【方法】35只怀孕SD母鼠被随机分为7组,即A组为对照组(饮用蒸馏水)、B组为铅组(300 mg?L-1)、C组为铅+NAC组(300 mg?L-1 +20 mmol?L-1)、D组为镉组(10 mg?L-1)、E组为镉+NAC组(10 mg?L-1+20 mmol?L-1)、F组为铅+镉组(300 mg?L-1+10 mg?L-1)、G组为铅+镉+NAC组(300 mg+10 mg?L-1+20 mmol?L-1)。采用饮水染毒,染毒时间为21d,分娩后应用实时荧光定量PCR检测新生鼠大脑bcl-2、Bax、c-fos mRNA的相对表达。【结果】与对照组比较,各染毒组bcl-2 mRNA表达降低,除B组外,D组、F组均差异显著(P<0.05),Bax、c-fos mRNA表达显著升高(P<0.05),其中以F组作用最为明显;NAC拮抗组与相应染毒组比较,除C组bcl-2 mRNA表达与B组无显著性差异外(P﹥0.05),其余各组差异显著(P<0.05);Bax、c-fos mRNA表达均显著降低(P<0.05)。【结论】铅镉联合表现协同毒性效应,NAC对铅、镉致新生鼠大脑凋亡基因表达异常引起的脑细胞凋亡具有明显的保护作用。

    番鸭呼肠孤病毒感染对体液免疫功能的影响
    王全溪,吴宝成,李国平,黄一帆
    中国农业科学. 2010, 43(2):  424-429 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.025
    摘要 ( 1017 )   PDF (277KB) ( 593 )   收藏
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    【目的】探讨番鸭呼肠孤病毒感染对体液免疫功能的影响。【方法】将60只5日龄健康番鸭,随机平均分为两组,分室隔离饲养。试验组雏鸭每只腿部肌肉注射番鸭呼肠孤病毒细胞毒0.2 mL(0.01个TCID50=10-3.7558),对照组相同部位注射等量灭菌生理盐水,每隔5 d,应用组织化学法检测脾脏和法式囊中浆细胞数量,间接血凝法检测血清中禽流感抗体水平和放射免疫法检测血清中IL-2,IL-6含量的变化。【结果】番鸭感染呼肠孤病毒,法氏囊和脾脏中浆细胞数量试验组均比对照组少,在感染后15 d达到最少,试验组极显著地低于对照组(P<0.01);同时,番鸭感染呼肠孤病毒可抑制禽流感抗体形成,感染后15d抗体水平最低,试验组极显著地低于对照组(P<0.01),此后又逐渐升高;血清中IL-2和IL-6的含量也在感染初期降低后又逐渐回升,感染后10 d均达最低,试验组极显著地低于对照组(P<0.01)。【结论】番鸭呼肠孤病毒感染5日龄雏番鸭,通过破坏免疫器官(法氏囊,脾脏)中的浆细胞,降低了机体抗体形成能力,同时,也通过对免疫分子的影响反过来影响机体的体液免疫功能。提示,增强机体体液免疫功能是防制该病的一个途径。

    研究简报
    cDNA芯片筛选亚洲棉短绒分化发育相关基因
    赵国红,王晟,贾银华,孙君灵,王杰,杜雄明
    中国农业科学. 2010, 43(2):  430-437 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.026
    摘要 ( 909 )   PDF (415KB) ( 519 )   收藏
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    【目的】筛选亚洲棉短绒分化发育相关基因。【方法】利用cDNA芯片技术在棉纤维发育前期开花前3天(-3DPA)、开花当天(0DPA)、开花后3天(+3DPA)、5天(+5DPA)、7天(+7DPA)筛选野生型DPL971与其短绒突变体DPL972的差异基因。通过与模式植物拟南芥数据库相结合,找到与棉纤维起始发育相关基因,并通过RT-PCR和Real-Time PCR(QRT-PCR)验证部分侯选基因。【结果】筛选出与亚洲棉纤维起始分化发育相关基因8个,其中相对应的与拟南芥同源性较高的蛋白有7个,分别为KAK(DR461366)、MYB5(ES812048)、TTG1(ES811600)、MYB23(DR453866)、CSLD3(DR459646)、RHD2(DR461821)和ZWI(ES791383),这些基因在拟南芥的表皮毛起始发育过程中都起着重要的作用。RT-PCR和QRT-PCR结果表明MYB23、MYB5、TTG1、CSLD3、RHD2这5个基因在短绒突变体DPL972与其野生型DPL971的+3DPA胚珠中表达差异都有差异。【结论】上述结果表明这5个基因可能与短绒分化发育相关,第1个基因可能抑制短绒分化和发育,后4个则促进短绒分化和发育。

    与苜蓿褐斑病(CLS)抗性基因连锁的SRAP标记研究
    王瑜,袁庆华,李向林,高建明
    中国农业科学. 2010, 43(2):  438-442 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.02.027
    摘要 ( 746 )   PDF (327KB) ( 612 )   收藏
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    【目的】寻找与苜蓿抗褐斑病基因连锁的分子标记。【方法】以褐斑病中等抗性亲本杂交组合(YL0602M×SH0602M)的F1分离群体为研究材料,采用SRAP分子标记技术,结合BSA法筛选与抗褐斑病基因连锁的分子标记。【结果】SRAP引物对Me3/Em3在抗、感病DNA池以及建池20单株中产生特异片段。测序结果显示,目标片段大小为169 bp,将该标记命名为M3E3-R169。【结论】标记M3E3-R169在20个建池抗、感单株中出现的符合率为80%,初步确定其与苜蓿抗褐斑病基因连锁。