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当期目录

    2010年 第43卷 第10期 刊出日期:2010-05-15
      
    作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
    条锈菌诱导的小麦TaHin1的克隆与表达特征分析
    邓麟,王晓杰,刘新颖,蔡高磊,汤春蕾,魏国荣,黄丽丽,康振生
    中国农业科学. 2010, 43(10):  1977-1984 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.001
    摘要 ( 856 )   PDF (670KB) ( 548 )   收藏
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    【目的】克隆受条锈菌诱导的小麦Hin1,研究其在小麦抗条锈病防御反应以及抗非生物胁迫过程中的作用。【方法】通过电子克隆、RT-PCR方法,从条锈菌侵染的小麦水源11中分离出一个编码HIN1的cDNA序列;通过生物信息学工具对DNA序列及其编码的蛋白序列进行分析;利用实时荧光定量PCR分析该基因在小麦不同器官、与条锈菌互作、外源激素处理以及非生物胁迫下的表达情况。【结果】分离得到小麦Hin1,命名为TaHin1,开放阅读框为642 bp,编码213个氨基酸,分子量为23.24 kD,等电点8.67,具有信号肽和HIN1结构域,可能为分泌蛋白;与高粱和水稻HIN1同源性达80%;表达分析结果表明,TaHin1在小麦根、茎、叶组织中表达差异不显著,在小麦与条锈菌互作时,仅在非亲和组合中被诱导表达;外源植物激素水杨酸、茉莉酸诱导TaHin1上调表达,脱落酸诱导其下调表达,而乙烯不诱导其表达;高盐、干旱、机械损伤以及低温等非生物胁迫下,TaHin1均上调表达。【结论】首次克隆到一个受条锈菌诱导的小麦TaHin1,可能通过水杨酸、茉莉酸信号途径参与了小麦对条锈菌的防御反应,而脱落酸在防御反应中起负调控作用,该基因在小麦对非生物胁迫的抗逆应答过程中也发挥着一定作用。

    玉米2个光敏色素A基因的克隆、蛋白结构与光诱导表达模式
    马燕斌,李壮,蔡应繁,周朋,肖阳,黄玉碧,付凤玲,潘光堂,杨克诚,杨建平
    中国农业科学. 2010, 43(10):  1985-1993 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.002
    摘要 ( 662 )   PDF (1048KB) ( 718 )   收藏
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    【目的】分析玉米2个光敏色素A基因(ZmPhyA1和ZmPhyA2)的蛋白结构及可能存在的功能区段,明确其响应于不同光线处理的表达模式。【方法】通过RT-PCR方法获得ZmPhyA1和ZmPhyA2编码的完整cDNA序列,推断2个基因编码蛋白的保守结构域,利用酵母双杂交测试其结构域间的物理互作,利用半定量RT-PCR技术分析不同光处理条件下ZmPhyA1和ZmPhyA2的表达模式。【结果】遗传进化树分析表明,ZmPHYA2与高粱光敏色素A的遗传关系要比与ZmPHYA1更近。ZmPHYA1与ZmPHYA2蛋白中含有1个GAF结构域、1个Phytochrome结构域、2个PAS结构域、1个His Kinase A结构域和1个类似组氨酸激酶的ATP激酶结构。ZmPHYA1与ZmPHYA2自身和相互之间可以通过其C端539个氨基酸区段进行相互作用。ZmPhyA1和ZmPhyA2在黑暗、远红光和蓝光条件下表达量较高,在红光和白光条件下较低,并且前者的表达量均低于后者。【结论】ZmPHYA1与ZmPHYA2蛋白是2个具有功能的光受体蛋白,自身和相互之间可能通过C端539个氨基酸区段互作形成复合体,二者的表达水平受不同光质的调控。
    大豆2-甲基-6-植基-1,4-苯醌甲基转移酶基因(Gm VTE3)的克隆及对转基因烟草种子中生育酚组成的影响
    徐妙云,周建,张兰,范云六,王磊
    中国农业科学. 2010, 43(10):  1994-1999 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.003
    摘要 ( 638 )   PDF (485KB) ( 659 )   收藏
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    【目的】克隆大豆2-甲基-6-植基-1,4-苯醌甲基转移酶基因(Gm VTE3),研究其在烟草中过量表达对转基因烟草种子中生育酚(维生素E)组分的影响。【方法】利用EST拼接和RT-PCR技术,从大豆中分离了大豆2-甲基-6-植基-1,4-苯醌甲基转移酶(VTE3)的全长cDNA序列,通过烟草转化研究过量表达VTE3对转基因植株维生素E组分的影响。【结果】Gm VTE3全长1 026 bp,编码342个氨基酸,与其它物种的VTE3氨基酸同源性很高,在烟草中过量表达该基因使烟草种子中γ-生育酚与δ-生育酚的比值最高增加2倍。【结论】首次克隆了大豆2-甲基-6-植基-1,4-苯醌甲基转移酶基因Gm VTE3,它能够催化烟草植株中2-甲基-6-植基-1,4-苯醌(MPBQ)的甲基化,从而改变烟草种子中生育酚的组成成分。说明可以利用克隆的Gm VTE3来改变植物种子中生育酚的组成和提高α-生育酚的含量。

    甘蓝型油菜抗菌核病近等基因系和感病亲本蛋白差异的初步研究
    皇甫海燕,官春云
    中国农业科学. 2010, 43(10):  2000-2007 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.004
    摘要 ( 871 )   PDF (528KB) ( 592 )   收藏
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    【目的】建立适合于提取油菜叶片全蛋白的三氯乙酸/丙酮沉淀法,为今后油菜蛋白质组学的研究提供参考,明确菌核菌诱导抗、感菌核病油菜后的蛋白差异表达情况,为寻找抗菌核病基因提供线索。【方法】以油菜抗菌核病近等基因系98C40(抗原来自湘油15)和感菌核病亲本98C40为材料,在其生长的苗期阶段,接种菌核菌72 h之后,分别提取其叶片全蛋白。运用双向电泳技术、PD-quest软件、质谱技术对其进行差异蛋白质组分析。【结果】检测到抗病98C40(抗原来自湘油15)与感病亲本98C40之间有4个差异蛋白点,蛋白点a,线粒体ATP合酶F1β亚基(mitochondrial F1 ATP synthase beta subunit);蛋白点c,磷酸甘油酸激酶(phosphoglycerate kinas);蛋白点d,噻唑生物合成酶(THI1);这3个蛋白只在抗病98C40(抗原来自湘油15)上表达,而在感病亲本98C40上不表达。蛋白点b,1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase);按5倍差异表达量计算,在抗病98C40(抗原来自湘油15)上高表达,而在感病亲本98C40上低表达。【结论】这4个蛋白都是油菜代谢相关蛋白,它们可能在油菜抗菌核病的反应中发挥作用。

    多性状综合评定的秩和差测验方法
    骆汝九,胡治球,宋雯,徐辰武
    中国农业科学. 2010, 43(10):  2008-2015 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.005
    摘要 ( 636 )   PDF (358KB) ( 508 )   收藏
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    【目的】多性状综合评价的秩和测验方法,虽可对多性状评价对象进行综合排序,并测验各评价对象与其平均水平的差异显著性,但无法实现各评价对象两两之间的差异显著性测验。为此,本文研究多性状综合评价多重比较的统计测验方法。【方法】在“ :各评价对象在各性状上的秩次随机分布”假设下,以秩和理论分布为基础,利用组合数学方法。【结果】进一步导出了多性状秩和差的理论分布,并据之给出了多性状综合评价秩和差测验的显著性临界值。【结论】通过秩和差测验,确定评价对象两两之间的差异显著性,从而实现评价对象间的多重比较。该方法操作简单,便于实际应用。

    耕作栽培·生理生化·农业信息技术
    生长素对铝胁迫下不同耐铝性小麦根苹果酸分泌的影响
    杨野,王巧兰,耿明建,郭再华,赵竹青
    中国农业科学. 2010, 43(10):  2016-2022 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.006
    摘要 ( 909 )   PDF (341KB) ( 760 )   收藏
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    【目的】研究Indole-3-acetic acid(IAA)对铝胁迫下小麦根苹果酸分泌的影响,探讨不同耐铝性小麦品种间苹果酸分泌差异机理。【方法】采用溶液培养的方法,以不同耐铝性小麦品种为材料(ET8,耐铝型和ES8,铝敏感型),研究IAA、N-1-napthyl-phtalamic acid(NPA)、2, 3, 5-triiodobenzoic(TIBA)、Anthracene-9- carboxylic acid(A9C)及Niflumic acid(NIF)对ET8和ES8苹果酸分泌的影响。【结果】ET8和ES8经不同浓度IAA(0、25、50和100 μmol•L-1)处理,苹果酸分泌速率均无显著差异;而当ET8和ES8经50 μmol•L-1 Al处理3 h后,无铝条件下,再经不同浓度IAA处理,ET8苹果酸分泌速率随IAA浓度的升高而显著升高,ES8苹果酸分泌速率却无显著变化;与Al(50 μmol•L-1)处理相比,ET8经IAA(50、100 μmol•L-1)和50 μmol•L-1 Al共处理,苹果酸分泌速率显著升高,但ES8经IAA(25、50 μmol•L-1)和50 μmol•L-1 Al共处理,苹果酸分泌速率均无显著变化;与Al(50 μmol•L-1)处理相比,ET8和ES8经IAA转运抑制剂NPA(TIBA)和Al(50 μmol•L-1)共处理,苹果酸分泌速率显著降低,以上结果表明,IAA参与调节铝胁迫下苹果酸分泌。与Al(50 μmol•L-1)处理相比,ET8和ES8经5 μmol•L-1 A9C(NIF)和Al(50 μmol•L-1)共处理,苹果酸分泌显著降低;与5 μmol•L-1 A9C(NIF)和Al(50 μmol•L-1)共处理相比,ET8和ES8经不同浓度IAA、5 μmol•L-1 A9C(NIF)和Al(50 μmol•L-1)共处理,苹果酸分泌速率随IAA浓度升高而显著升高,表明IAA可能通过调节阴离子通道参与铝胁迫下小麦根苹果酸分泌。【结论】只有在Al激活苹果酸分泌后,IAA才能增加耐铝型小麦品种分泌苹果酸,不同耐铝性小麦品种苹果酸分泌的显著差异与IAA对不同耐铝性小麦品种苹果酸分泌调节作用的差异有关。

    数字植物及其技术体系探讨
    赵春江,陆声链,郭新宇,肖伯祥,温维亮
    中国农业科学. 2010, 43(10):  2023-2030 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.007
    摘要 ( 785 )   PDF (274KB) ( 562 )   收藏
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    数字植物是数字农业的基础,是利用数字化方法研究植物,并为植物生命系统和农业生产过程的数字化表达、生长建模、过程模拟、可视化计算分析、协同科研实验、成果共享及集成应用提供信息服务和技术支撑平台。探讨数字植物及其技术体系对数字农业有重要的意义。本文介绍了数字植物的概念和内涵,分析了数字植物的基本研究问题,在此基础上探讨了数字植物的科学内涵和技术支撑体系,并讨论了该技术体系建设的重点和应采取的对策方法,以期为数字植物的进一步发展提供有益参考。

    植物保护
    绿木霉菌株TY009防治纹枯病等水稻主要真菌病害的潜力
    刘路宁,屠艳拉,张敬泽
    中国农业科学. 2010, 43(10):  2031-2038 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.008
    摘要 ( 990 )   PDF (299KB) ( 645 )   收藏
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    【目的】研究绿木霉(Trichoderma virens)菌株TY009对水稻纹枯病、稻瘟病和稻曲病菌作用效果,以及其代谢产物胶霉毒素在不同温度和pH条件下的活性稳定性,评价菌株TY009防治水稻纹枯病和其它水稻主要真菌病害的生防潜力。【方法】用色谱法从绿木霉菌株TY009培养液中分离、纯化出胶霉毒素;采用对峙培养方法测定菌株TY009对水稻纹枯病菌的拮抗作用;采用常规抑制方法测定其代谢产物胶霉毒素对水稻纹枯病菌菌丝生长、菌核萌发的抑制作用,以及对稻瘟病菌孢子萌发、附着胞形成和稻曲病菌孢子萌发和次生孢子形成的影响;在不同温度、pH条件下测定胶霉毒素生物活性的变化。【结果】菌株TY009对水稻纹枯病菌有显著的拮抗作用。150 μg•mL-1胶霉毒素完全抑制水稻纹枯病菌的菌丝生长;160 μg•mL-1胶霉毒素处理菌核4 h后,完全抑制了水稻纹枯病菌菌核的萌发;50和10 μg•mL-1胶霉毒素分别完全抑制稻瘟病菌分生孢子萌发和附着胞的形成;1.0 μg•mL-1胶霉毒素完全抑制稻曲病菌分生孢子萌发和次生孢子的形成。胶霉毒素在100℃处理 60 min后,其对水稻纹枯病菌菌丝的生物活性没有改变;在pH值大于6.0时,0.5 μg•mL-1胶霉毒素对稻曲病分生孢子没有明显的生物活性,但低的pH孢子悬浮液中,胶霉毒素显著抑制分生孢子萌发和次生孢子的形成。【结论】绿木霉(T. virens)菌株TY009拥有多种生防机制,是一个潜在的、有效的生防菌株,具有应用防治水稻纹枯病并兼防稻瘟病和稻曲病的潜力。

    水稻类病变(Lesion Resembling Disease)突变体对光照和温度的诱导反应
    王建军,张礼霞,王林友,张利华,竺朝娜,何祖华,金庆生,范宏环,于新
    中国农业科学. 2010, 43(10):  2039-2044 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.009
    摘要 ( 683 )   PDF (262KB) ( 632 )   收藏
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    【目的】对水稻lrd表达的光温诱导反应进行研究,明确水稻lrd表达光诱导波段和温度的抑制或促进作用。【方法】利用自有的6个水稻lrd突变体,用LED单色光源诱激和人工气候箱中不同温度梯度处理,观察类病斑的发生情况和统计病斑个数,比较诱导的效果。【结果】lrd31类病斑表达受紫外光诱导,lrd36的表达受黄光诱导,lrd37和 lrd35的表达受蓝光诱导,而lrd32 和lrd40 在所有处理的光源下均表达类病斑;lrd32、lrd36和lrd37等3种温度下都正常产生病斑,低温明显促进病斑的发生。lrd35和lrd40在高温下不表达,在中温下可正常表达,低温下也表现促进作用,但lrd31只有在中温下正常表达,低温和高温抑制病斑出现。【结论】不同的lrd基因型所需的光诱导反应波段是不相同的。温度是抑制或促进lrd表达的另一个重要环境因子,一般是较低的温度促进lrd表达,高温抑制lrd表达。

    芭蕉属植物内生细菌磷脂脂肪酸(PLFA)生物标记特性研究
    蓝江林,刘波,陈璐,肖荣凤,史怀,苏明星
    中国农业科学. 2010, 43(10):  2045-2055 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.010
    摘要 ( 722 )   PDF (417KB) ( 794 )   收藏
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    【目的】分离、鉴定芭蕉属植物内生细菌,了解内生细菌的种群结构及其脂肪酸生物标记特性。【方法】采用平板分离纯化芭蕉、威廉斯蕉和野生蕉植株内生细菌,利用细菌脂肪酸鉴定技术进行鉴定。【结果】共获得内生细菌11属14种,野生蕉植株分离得到9种,威廉斯蕉植株7种,芭蕉植株3种。共检测到35个磷脂脂肪酸生物标记,这些生物标记分为4种类型,即(1)高频次分布:在14株细菌中出现10—14次,属于细菌总体类群(general)的生物标记。(2)中频次分布:在14株细菌中出现4—6次,可以用于代表细菌属类群(genus)识别生物标记。(3)低频次分布:在14株细菌中出现2—3次,可以用于指示特定细菌种间差异的生物标记。(4)微频次分布:仅在一种细菌种类出现,是细菌种(species)特征生物标记。利用磷脂脂肪酸生物标记分析内生细菌群落结构,可将14种细菌分为3类;运用多样性、丰富度、均匀度及优势度指数等生态学概念,分析了磷脂脂肪酸生物标记总量与各生态学参数之间的关系,结果表明,磷脂脂肪酸生物标记16:0、18:1 W7C、14:0、12:0、18:0、17:0 CYCLO的丰富度皆相对较高;磷脂脂肪酸生物标记的Response值总和较高,均匀度(J)较低,其Simpson优势度指数(D)、Shannon-Wiener(H1)、Brillouin(H2)、Mcintosh(H3)多样性指数也相对较高。【结论】芭蕉属植物内生细菌及其磷脂脂肪酸生物标记存在多样性。

    不同小麦品种(系)对麦长管蚜生命参数的影响
    郭萧,李克斌,尹姣,王冰,曹雅忠
    中国农业科学. 2010, 43(10):  2056-2063 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.011
    摘要 ( 754 )   PDF (323KB) ( 685 )   收藏
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    【目的】比较小麦品种抗性对麦长管蚜连续2个世代若蚜和成蚜主要生命参数的影响。【方法】采用田间罩网试验,调查和测量Pm232等10个具有不同抗蚜性的小麦品种上定殖的有翅成蚜数量及若蚜发育历期、存活率、体重、翅型分化和成虫寿命、繁殖力等生命参数。【结果】麦长管蚜对10个供试小麦材料的不选择性有着明显差异,抗蚜材料对蚜虫的趋避作用明显较强。发育历期等5个生理参数的比较表明,抗蚜材料上的若蚜发育历期较感蚜材料明显延长,若蚜存活率、成虫寿命、繁殖力和体重较感蚜材料明显降低或减少,并且这种影响随着小麦抗性的升高而加重。研究还发现抗蚜材料上产生的有翅蚜要显著多于感蚜材料。通过对比不同世代的蚜虫生理参数发现抗蚜材料对蚜虫下世代的影响存在加重现象。【结论】小麦抗蚜品种对麦长管蚜不仅具有明显的趋避作用和抗生作用,而且其抗生性在蚜虫世代间可能存在累加效应。

    虫酰肼对甜菜夜蛾酚氧化酶的抑制作用
    邱秀翠,刘永杰,焦艳艳,刘辉
    中国农业科学. 2010, 43(10):  2064-2071 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.012
    摘要 ( 692 )   PDF (278KB) ( 495 )   收藏
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    【目的】研究证实虫酰肼是否对甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)酚氧化酶活性具有抑制作用。【方法】采用生物化学方法,分别测定虫酰肼对甜菜夜蛾5龄幼虫离体酚氧化酶的作用特点和用虫酰肼浸泡饲料饲喂5龄幼虫后,虫酰肼对幼虫头部、血淋巴及表皮组织酚氧化酶活性的抑制作用。【结果】随着虫酰肼浓度增大,酚氧化酶活力呈逐渐下降趋势,虫酰肼对酚氧化酶的抑制中浓度(IC50)为5.43 µmol•L-1。虫酰肼对酚氧化酶的抑制作用表现为混合型抑制,游离酶抑制常数(K i)和酶-底物络合物抑制常数(K is)分别为11.223 µmol•L-1和34.036 µmol•L-1。通过研究金属铜离子和酶液对虫酰肼吸收峰的影响,推测虫酰肼对甜菜夜蛾酚氧化酶的抑制作用不是与该酶活性中心的铜离子结合,而可能是与酚氧化酶蛋白结合发生作用有关。用28.41 µmol•L-1和85.23 µmol•L-1亚致死剂量浓度的虫酰肼分别处理甜菜夜蛾5龄幼虫24、48和72 h后,测定其头部、血淋巴和表皮酚氧化酶的活性。结果表明,随着用虫酰肼处理时间延长,两个剂量的虫酰肼对幼虫头部、血淋巴和表皮酚氧化酶的抑制作用基本呈逐渐增大趋势;处理后相同时间,高剂量的虫酰肼对酚氧化酶活性的抑制率基本上高于低剂量的抑制率;虫酰肼对头部酚氧化酶的抑制率最高,血淋巴次之,表皮最低。【结论】虫酰肼对甜菜夜蛾酚氧化酶具有明显的抑制作用,幼虫新表皮形成过程受到阻碍可能与虫酰肼抑制酚氧化酶的活性有关。

    土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境
    长期施钾及小麦秸秆还田对北方典型土壤固钾能力的影响
    谭德水,金继运,黄绍文,刘兆辉,江丽华
    中国农业科学. 2010, 43(10):  2072-2079 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.013
    摘要 ( 905 )   PDF (247KB) ( 559 )   收藏
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    【目的】探索在连续13年的钾肥施用及小麦秸秆还田条件下耕层土壤对外源钾素的固定能力。【方法】在各点同一氮磷用量水平上长期进行不同用量钾肥投入以及小麦秸秆还田,定位13年后对不同试验点各处理土壤样品进行不同浓度的KCL溶液浸泡处理,以研究中国北方典型土壤的固定钾素能力。【结果】长期连续施用钾肥或秸秆还田可显著降低土壤对外源钾素的固定,环境溶液中钾素浓度从1 000 mg•L-1上升至4 000 mg•L-1时,土壤固钾量亦随之增加。一年两作种植制度下土壤的固钾量较单作制高。土壤固钾能力表现出明显的地带性分布规律,自西向东土壤对钾的固定能力逐渐增强。在环境溶液中钾为1 000 mg•L-1浓度下,取自西北、华北和东北试验点只施氮磷肥(NP)处理土壤的平均固钾量分别为349、443和469 mg•kg-1。【结论】连续耗竭及连续施钾的土壤固钾能力差异亦是判断土壤钾素状况的重要特征之一。

    不同覆盖方式对渭北旱作苹果园土壤贮水的影响
    高茂盛,廖允成,李侠,黄金辉
    中国农业科学. 2010, 43(10):  2080-2087 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.014
    摘要 ( 677 )   PDF (301KB) ( 615 )   收藏
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    【目的】揭示不同覆盖方式对渭北旱作苹果园土壤贮水的影响,为该区域改进果园土壤水分管理措施提供理论依据。【方法】通过田间小区定位观测,对比分析秸秆覆盖、地膜覆盖、生草覆盖及裸地处理果园土壤孔隙度、土壤贮水库容及土壤贮水量等性状。【结果】秸秆覆盖明显提高了土壤孔隙度、土壤贮水库容及贮水量。覆盖3年后,各处理0—60 cm土层平均土壤孔隙度大小为秸秆覆盖>生草覆盖>裸地>地膜覆盖,地膜覆盖降低了土壤孔隙度;在0—60 cm土层,秸秆覆盖处理土壤饱和贮水量、吸持贮水量及滞留贮水量分别较裸地及地膜覆盖高2.18、0.84、1.34 mm及2.52、1.15、1.36 mm,生草处理土壤饱和贮水量、吸持贮水量及滞留贮水量分别较裸地及地膜覆盖高2.01、0.69、1.34 mm及2.32、1.00、1.34 mm;秸秆覆盖明显提高了5月份、10月份 1 m土层内土壤贮水量,5月份秸秆覆盖处理1 m土层内土壤贮水量较裸地高48.85 mm,10月份高47.36 mm,生草处理在5月份土壤贮水量最低,较裸地低31.71 mm,而在10月份与裸地贮水量相当。【结论】在渭北旱作苹果园采用秸秆覆盖能起到较好的土壤保蓄水作用,土壤贮水量增加明显。

    全球气候变化对中国种植制度可能影响分析 Ⅲ.中国北方地区气候资源变化特征及其对种植制度界限的可能影响
    李克南,杨晓光,刘志娟,王文峰,陈阜
    中国农业科学. 2010, 43(10):  2088-2097 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.015
    摘要 ( 767 )   PDF (462KB) ( 1117 )   收藏
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    【目的】在全球气候变化背景下,分析中国北方地区的热量和降水资源变化特征,以及北方地区农业气候资源和种植制度界限变动情况。【方法】基于中国北方地区14个省(市、自治区)308个气象台站地面观测资料,综合分析热量和降水资源的年际和空间变化趋势。结合中国种植制度气候区划指标,分析从1950s—1980年和1981—2007年种植北界的空间位移情况。在种植制度北界变化敏感地带选择典型站点,运用作物生产潜力逐级订正法计算由一年一熟春玉米、春小麦及冬小麦种植模式改变为一年两熟冬小麦-夏玉米种植模式导致的作物生产潜力变化。【结果】(1)中国北方地区气温普遍升高,≥0℃积温带北移西扩,温度上升的累积效应十分明显,≥0℃积温为每10年升高65.5℃。年降水量呈带状分布,由东南向西北减少,全区年降水量呈减小的趋势,年降水量每10年变化-90—23 mm,平均为每10年减少10.6 mm。(2)在热量和降水共同影响下,北部中高原半干旱凉温作物一熟区(Ⅱ)面积减少,东北西北低高原半干旱温凉作物一熟区(Ⅲ)在东北地区面积增加,而在西北和华北地区面积减少,东北平原丘陵半湿润温凉作物一熟区(Ⅳ)面积增加,黄淮海水浇地二熟旱地二熟一熟区(Ⅵ)向北移动,总体而言北方地区东北部种植界限空间位移显著,而西南部变化不明显。(3)在种植制度北界变动的敏感地带,作物生产潜力明显改变:在东北平原丘陵半湿润温凉作物一熟区变化为一年二熟区,作物生产潜力增加1 979 kg•hm-2,相当于单位面积土地周年产量增加15.3%;在东北西北低高原半干旱温凉作物一熟区改变为一年二熟区,作物生产潜力增加7 912 kg•hm-2,相当于单位面积土地周年产量增加155.2%;在东北西北低高原半干旱温凉作物一熟区春小麦种植改变为春玉米,作物生产潜力增加2 873 kg•hm-2,相当于单位面积土地周年产量增加51.7%。【结论】全球气候变化背景下,研究区域内≥0℃积温增加,年降水量呈减少的趋势,种植界限敏感区域种植北界明显北移西扩,种植界限变化敏感区域内因种植模式改变带来单位土地面积周年作物产量增加。

    园艺
    不同锌水平果园苹果树锌含量的年周期变化动态
    王衍安,闫志刚,张元珍,李德全,束怀瑞,张福锁
    中国农业科学. 2010, 43(10):  2098-2104 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.016
    摘要 ( 961 )   PDF (235KB) ( 557 )   收藏
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    【目的】研究大田条件下不同锌水平果园苹果树体锌吸收运转分配和锌运转系数的周年变化,解释不同锌水平果园苹果树锌含量的周年变化规律。【方法】以盛果期‘红富士/平邑甜茶’苹果为试材,测定缺锌小叶病树和正常树周年内不同物候期土壤及树体各器官的锌含量。【结果】不同锌水平树体根系锌含量周年动态变化差异显著,正常树锌含量周年内基本处于稳定水平,而病树根系前期呈下降趋势,后期急剧上升;在多年生枝条中,正常树锌含量始终处于较高水平,且后期有所增加,而病树在生长发育后期锌含量显著降低;新生器官的锌含量变化趋势基本一致,但正常树的锌含量始终高于病树。【结论】小叶病树生长发育后期锌低位贮藏引起地上部/根锌的运转系数低、树体锌含量上运受阻,同时,缺锌改变了树体养分吸收的节奏,致使小叶病苹果树春夏根系供锌能力低,形成了生长发育后期锌在根系贮藏、上运困难的特有锌运转规律。

    枳SPL9和SPL13全长cDNA克隆、亚细胞定位和表达分析
    宋长年,钱剑林,房经贵,王化坤,邱学林,章镇,张晓莹
    中国农业科学. 2010, 43(10):  2105-2114 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.017
    摘要 ( 752 )   PDF (472KB) ( 870 )   收藏
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    【目的】从枳[Poncirus trifoliata (L.) Raf.]中克隆SBP类[SQUAMOSA (SQUA) promoter-binding-like]转录因子基因SPL9和SPL13全长,构建SPL9和SPL13亚细胞定位表达载体验证其是否具有核定位功能,利用荧光定量PCR研究其在枳不同组织的表达特性,初步确定SPL9和SPL13在枳生长发育过程中的作用。【方法】利用生物信息学结合RACE技术以枳花器官的cDNA为模板,克隆出SPL9和SPL13基因全长,分别命名Pt-SPL9和Pt-SPL13,大小分别是1 519 bp 和1 824 bp,在GenBank的登录号分别是FJ502237和FJ502238;构建Pt-SPL9和Pt-SPL13亚细胞定位载体35S-GW-FJ502237/FJ502238-GFP,基因枪转化洋葱表皮细胞,暗培养24 h后激光共聚焦显微镜下观察;利用SYBR Green I实时定量RT-PCR方法检测Pt-SPL9和Pt-SPL13在根、茎、叶、花序、花和果等不同组织中的表达。【结果】生物信息学分析表明,Pt-SPL9和Pt-SPL13的cDNA序列中都有microRNA156的识别位点,Pt-SPL9与金鱼草、拟南芥和玉米SPL9的同源性分别为48.9%、42.5%和41.7%;Pt-SPL13与拟南芥SPL13、水稻的SPL16和玉米的TGA1同源性分别为40.8%、38.1%和35.8%。Pt-SPL9和Pt-SPL13与其它植物的SBP一样有着高度保守的序列,即SBP结构域和一个双向核定位信号KRXXXRRRK。亚细胞定位结果表明,Pt-SPL9和Pt-SPL13均定位于细胞核中。SYBR Green I实时定量RT-PCR结果表明,Pt-SPL9和Pt-SPL13在各个器官均有表达,但表达量不同,Pt-SPL9 在茎中的表达量最高,在花和叶中的表达量次之,在根、花芽和幼果中的表达量最低;Pt-SPL13在幼果中的表达量最高,在茎和花芽中的表达量相当,其次为叶,在花和根中的表达量很低。【结论】转录因子Pt-SPL9和Pt-SPL13均具有核定位功能,Pt-SPL9和Pt-SPL13对枳的茎和果实的发育可能有着重要作用。
    大葱和洋葱种间杂种的获得及其特性
    王永勤,田保华,梁毅
    中国农业科学. 2010, 43(10):  2115-2121 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.018
    摘要 ( 657 )   PDF (551KB) ( 515 )   收藏
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    【目的】构建大葱和洋葱的种间杂种。【方法】以章丘大葱和洋葱自交系06-38为材料,进行远缘杂交,对杂种子房进行培养;利用CAPS技术对所获得植株进行鉴定;利用花粉染色法、离体萌发法和自交对其进行育性鉴定。【结果】大葱和洋葱正反交,自然状态下胚败育。在未添加激素的MS培养基上进行大葱与洋葱种间正反交后的子房培养,均获得种间杂种F1,授粉后第7 天为最佳培养时期;通过子房培养分别获得了大葱×洋葱、洋葱×大葱杂种植株26株和22株;经CAPS检测,杂交后代全部为真杂种。F1杂种植株具有明显的杂种优势,杂种雄性不育。【结论】利用子房培养技术,克服了大葱和洋葱远缘杂种在自然状态下胚败育的情况发生,获得了种间杂种F1;所获得的杂种植株表现出明显的杂种优势,且雄性不育。

    贮藏·保鲜·加工
    甜糯玉米软罐头主要挥发性物质主成分分析和聚类分析
    宋江峰,李大婧,刘春泉,刘玉花
    中国农业科学. 2010, 43(10):  2122-2131 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.019
    摘要 ( 701 )   PDF (350KB) ( 938 )   收藏
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    【目的】分析影响不同品种甜糯玉米软罐头品质的主要挥发性风味物质,旨在探讨利用甜糯玉米软罐头挥发性成分指标对不同品种甜糯玉米软罐头进行表征和区分的可能性,也为目标品种的筛选提供理论依据。【方法】采用顶空固相微萃取和气-质联用技术,对6个不同品种的甜糯玉米软罐头中主要风味成分的相对含量进行测定,用主成分分析法和聚类分析法对甜糯玉米软罐头中的挥发性风味物质进行分析。【结果】不同品种甜糯玉米软罐头均有其特有的挥发性风味物质组合,龙粘2号玉米软罐头主要赋味成分是2, 3-二氢化苯并呋喃、2-呋喃甲醇和呋喃甲醛;京甜紫花糯1号玉米软罐头主要赋味成分为2, 5-二甲基吡嗪、3-甲基-2-噻吩甲醛;江南花糯玉米软罐头的主要赋味成分是(Z)-2-庚烯醛。【结论】这些风味物质组合,形成了各自的风味特征,其存在与差异决定了不同品种甜糯玉米软罐头风味的差异。

    莲原花青素在油脂体系中的抗氧化作用

    禹华娟,孙智达,谢笔钧
    中国农业科学. 2010, 43(10):  2132-2140 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.020
    摘要 ( 933 )   PDF (405KB) ( 567 )   收藏
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    【目的】研究莲原花青素在油脂体系中的抗氧化作用,为开发新型健康的天然食品抗氧化剂提供理论依据。【方法】通过添加不同浓度的原花青素以及将原花青素和卵磷脂等抗氧化剂复配,研究原花青素在油酸和各类动植物油脂中的抗氧化作用。采用亚油酸氧化体系表征原花青素对脂肪氧合酶活性的抑制。【结果】原花青素对油酸和动植物油脂均显示不同程度的抗氧化效果,对试验所用的油脂抗氧化效果依次为:茶籽油>猪油>棉籽油>豆油,其中茶籽油的氧化诱导期延长了2.2倍;并且卵磷脂和维生素E对原花青素有很好的增效作用,尤其与维生素E的复配,能将油酸的诱导期延长14.7倍,猪油的诱导期延长3.6倍。在抑制脂肪氧合酶活性方面,原花青素与茶多酚有着相同的效果。【结论】原花青素对油脂体系有着优良的抗氧化作用,对油脂氧化抑制效果显著。
    干酪乳杆菌干酪亚种Lactobacillus casei subsp.casei SY13对衰老模型小鼠的抗氧化作用
    张书文,吕加平,孟和毕力格,刘鹭,胡鲜宝
    中国农业科学. 2010, 43(10):  2141-2146 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.021
    摘要 ( 682 )   PDF (278KB) ( 574 )   收藏
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    【目的】利用一株经体外筛选具有较强抗氧化活性的干酪乳杆菌干酪亚种(Lactobacillus casei subsp.casei)SY13活菌制剂和灭活制剂研究D-半乳糖所致衰老模型小鼠体内抗氧化能力。【方法】 采用SY13活菌制剂和灭活制剂饲喂由D-半乳糖连续皮下注射诱导的亚急性衰老模型小鼠,以各组小鼠血清和肝组织匀浆中超氧化物岐化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活力、总抗氧化能力(T-AOC)及脂质过氧化产物丙二醛(MDA)的含量为指标,全面评价其在小鼠体内的抗氧化能力。【结果】 Lactobacillus casei subsp. casei SY13活菌制剂高、中剂量组(20、10 mL•kg-1)能降低连续6周注射D-半乳糖诱发的衰老小鼠血清和肝脏组织中的MDA含量,同时提高血清和肝脏组织中GSH-Px活力以及总抗氧化能力(T-AOC),SOD活力变化不明显。【结论】 SY13活菌制剂能有效提高亚急性衰老小鼠的抗氧化能力,具有一定延缓衰老的作用。

    畜牧·资源昆虫
    硒代蛋氨酸对肥育猪血浆和组织硒含量及抗氧化能力的影响
    蒋宗勇,王燕,林映才,郑春田,蒋守群,陈芳
    中国农业科学. 2010, 43(10):  2147-2155 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.022
    摘要 ( 625 )   PDF (327KB) ( 716 )   收藏
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    【目的】研究探讨硒代蛋氨酸对肥育猪血浆和组织硒含量及抗氧化能力的影响。【方法】选用64头体重约60 kg的杜×长×大三元杂交肥育猪,随机分为4组,每组4个重复。饲粮硒添加水平分别为0(对照组)、0.15 mg•kg-1(硒代蛋氨酸)、0.30 mg•kg-1(硒代蛋氨酸)、0.30 mg•kg-1(亚硒酸钠)。饲养至95kg左右结束试验。【结果】(1)添加硒组血浆、肝脏和背最长肌硒含量极显著高于对照组(P<0.01),高水平硒代蛋氨酸硒组显著高于其它两个添加硒组(P<0.05)。(2)饲粮添加硒代蛋氨酸提高了肥育猪血浆GSH-Px、CAT活性和T-AOC,降低了MDA含量(P<0.05)。同时,硒代蛋氨酸组SOD活性和低水平硒代蛋氨酸组CAT活性显著高于亚硒酸钠组。硒代蛋氨酸或亚硒酸钠提高了肥育猪背最长肌宰后45 min GSH-Px活性,降低羰基蛋白质含量(P<0.05)。硒代蛋氨酸可降低宰后各时间点背最长肌MDA含量,宰后45 min和72h也低于亚硒酸钠组(P<0.05)。(3)硒处理组背最长肌GSH-Px基因相对表达量显著高于对照组(P<0.05),低水平硒代蛋氨酸硒组SelW基因相对表达量显著高于对照组和高水平亚硒酸钠硒组(P<0.05)。【结论】硒代蛋氨酸在血浆和组织中硒沉积率较高,抗氧化作用较强。

    猪IGF2R基因多态性及其遗传印记
    李莉,陈预明,白银山,吴同山,张守全
    中国农业科学. 2010, 43(10):  2156-2161 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.023
    摘要 ( 643 )   PDF (469KB) ( 530 )   收藏
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    【目的】在猪IGF2R基因的外显子内寻找SNP,以SNP为遗传标记研究IGF2R基因的印记表达特征。【方法】选取3个品种243头瘦肉型商品猪为试验材料,以IGF2R基因为候选基因,通过PCR-SSCP对IGF2R基因多态性进行检测;选取IGF2R基因外显子48的SNP杂合子仔猪3头和成年猪1头,对脑、心脏、肝脏、脾、肾、肺、胃、胰、胸腺、膀胱、肌肉、舌、胎盘的组织器官mRNA产物分别进行RT-PCR-RFLP电泳和RT-PCR-SSCP电泳。【结果】IGF2R基因外显子48中有一个单核苷酸多态性位点,384位碱基由G突变为A,该位点为NspⅠ酶切位点;IGF2R的外显子48在3头仔猪和1头成年猪的主要组织器官仅表达母亲来源的等位基因。【结论】猪IGF2R基因呈母方表达、父方印记的遗传特征。

    兽医
    小型猪复合麻醉剂对小型猪部分心肺指标及血浆内皮素和降钙素基因相关肽含量的影响
    卢德章,范宏刚,胡魁,马海鲲,张建涛,李静,王洪斌
    中国农业科学. 2010, 43(10):  2162-2167 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.024
    摘要 ( 663 )   PDF (296KB) ( 458 )   收藏
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    【目的】研究小型猪复合麻醉剂对小型猪血浆内皮素(endothelin, ET)和降钙素基因相关肽(calcitonin gene related peptide, CGRP)含量及部分心肺指标的影响。【方法】14头实验用小型猪肌肉注射小型猪复合麻醉剂0.15 mL•kg-1,并在注药前及注药后5、10、30、45、60、80、100、120 min分别进行无创血压和心率(heart rate, HR)的监测并同步采取前腔静脉血样。采用放射性免疫分析法测定小型猪血浆中ET和CGRP的含量,并分析他们之间的相关性。【结果】无创血压、HR主要是在注药后5-10 min及80 min时变化明显(P<0.01或P<0.05)。ET与血压的变化趋势大致相似,且它们之间存在着一定的相关性(P<0.05);CGRP与血压的变化趋势相反,呈一定的负相关性(P<0.05)。【结论】ET和CGRP共同参与了小型猪复合麻醉剂引起的小型猪血流动力学变化过程,ET和CGRP的变化可能是小型猪复合麻醉及引起小型猪血压发生变化的主要原因之一。

    泰妙菌素混悬注射液在猪体内的药物动力学及生物利用度研究
    黄贺贤,曾振灵,黄显会
    中国农业科学. 2010, 43(10):  2168-2173 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.025
    摘要 ( 1014 )   PDF (308KB) ( 530 )   收藏
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    【目的】 研究并比较泰妙菌素混悬注射液和泰妙菌素注射液在猪体内的药物代谢动力学特征及生物利用度。【方法】 7头健康猪,按随机拉丁方设计,进行单次给药剂量(10 mg•kg-1 b.w)静注、肌注泰妙菌素注射液和肌注泰妙菌素注射混悬液,高效液相色谱串联质谱法测定猪血浆中泰妙菌素的浓度,罗红霉素作为内标,3P97药动学计算软件处理血浆药物浓度-时间数据。【结果】 猪静注给药的药时数据符合无吸收三室开放模型,主要药动学参数为:t1/2β为2.04±0.23 h,t1/2α为0.39±0.06 h,t1/2π为0.12±0.04 h,Vd 为8.73±1.83 L•kg-1,AUC为3.78±0.52μg•mL-1•h-1,ClB为2.99±0.43 L•kg-1•h-1)。猪肌注泰妙菌素注射液的药时数据符合一级吸收二室开放模型,主要的药物动力学参数分别为:t1/2Ka(0.06±0.01)h,t1/2β(3.67±0.41)h,Tmax(0.18±0.03)h,Cmax(1.32±0.25)μg•mL-1,AUC(2.62±0.21)μg•mL-1•h-1,生物利用度为73.51%。猪肌注泰妙菌素混悬液的药时数据则符合一级吸收一室开放模型,主要的药物动力学参数为:t1/2Ka(0.04±0.01)h,t1/2Ke(2.90±0.43)h,Tmax(0.27±0.03)h,Cmax(0.7±0.11)μg•mL-1,AUC(2.80±0.35)μg•mL-1•h-1,生物利用度为75.73%。t检验比较肌注泰妙菌素注射液和泰妙菌素注射混悬液的主要药动学参数,结果表明,两者除达峰浓度Cmax有显著差异外,AUC、t1/2Ka、Tmax、t1/2Ke和生物利用度均无显著性差异。【结论】泰妙菌素注射混悬液肌注后在猪体内具有吸收迅速,体内分布广,达峰迅速,消除较快的药动学特征。

    牛源金黄色葡萄球菌突变株的筛选、鉴定及其免疫原性的研究
    赫娜,王长法,杨宏军,何洪彬,杨少华,王立群,高运东,仲跻峰
    中国农业科学. 2010, 43(10):  2174-2181 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.026
    摘要 ( 892 )   PDF (364KB) ( 507 )   收藏
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    【目的】诱变牛源金黄色葡萄球菌山东分离株(zfb),筛选、鉴定弱毒性突变株,并研究其在鼠上的免疫交叉保护性。【方法】牛源金黄色葡萄球菌山东分离株zfb,经N-甲基-N'-硝基-N-亚硝基胍(MNNG)化学诱变,经生长特性、回复突变、毒力检测、LD50、多种特征性酶检测、小鼠中免疫保护性等实验比较研究了突变株与亲本株的生物学特性,筛选得到遗传性状稳定β-溶血素缺失的弱毒性突变株。【结果】弱毒性突变株Hx与亲本株相比:其β-溶血性状完全缺失,生长缓慢,耐热核酸酶、血浆凝固酶等胞外蛋白的产量减少,在活体条件下可产生荚膜,半数致死量(LD50)10-1.83•mL-1远低下于亲本株的10-4.33•mL-1。亲本株保护检测,免疫接种过的鼠的半数致死量是未接种过的6—50倍。非亲本株保护检测,免疫接种过的鼠的半数致死率是未接种过的5—60倍。【结论】突变株Hx的β-溶血素缺失,毒性减弱,对金黄色葡萄球菌攻击具有较高免疫保护性。

    研究简报
    利用硬度、脆性和黏着性对火腿肠等级的判别分析
    郝红涛,赵改名,柳艳霞,李苗云,赵光辉,冯坤
    中国农业科学. 2010, 43(10):  2182-2188 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.027
    摘要 ( 632 )   PDF (301KB) ( 705 )   收藏
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    【目的】研究利用质构指标代替感官评分在火腿肠等级验证判别方面应用的可行性。【方法】利用质构分析(texture profile analysis, TPA)和感官评分法对不同等级火腿肠的硬度、黏着性和脆性进行评定,并用判别分析方法研究以感官评分和质构数据建立的判别函数判断火腿肠等级的能力。【结果】利用硬度、脆性和黏着性的感官评分和质构数据建立的火腿肠等级判别函数,对火腿肠等级的判别正确率分别为92.2%和100.0%;以进入模型的硬度感官得分(X1)、脆性感官得分(X2)和黏着性感官得分(X3)为基础,建立的特级(Y1)、优级(Y2)和普通级(Y3)火腿肠的Fisher线性判别函数为:Y1=6.548 X1+ 3.498 X2+ 7.525 X3﹣68.989,Y2=4.608 X1+ 2.652 X2+ 6.457 X3﹣44.049,Y3=3.162 X1+ 1.392 X2+ 3.459 X3﹣15.176;以进入模型的硬度值(X4)、脆性值(X5)和黏着性值(X6)为基础,建立的3个等级火腿肠的Fisher线性判别函数为:Y1=1.009 X4-0.255 X5-10.866 X6-3377.048, Y2=0.867 X4-0.233 X5-9.026 X6-2671.609, Y3=0.976 X4-0.244 X5-10.799 X6-3582.754,将待测样品的质构特性代入对应方程,根据分值大小判断其所属类别,哪个分值大就属于哪一类。【结论】仅从火腿肠的物理特性考虑,在判别火腿肠的等级时可以用质构指标取代感官评定。