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当期目录

    2009年 第42卷 第4期 刊出日期:2009-04-10
      
    作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
    利用CSSL和BIL群体分析稻米垩白率QTL及互作效应
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1129-1135 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.001
    摘要 ( 1057 )   PDF (301KB) ( 678 )   收藏
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    【目的】分析稻米垩白率加性效应、上位性效应及其环境互作效应,探讨稻米垩白率的遗传特点和不同群体检测QTL的效率。【方法】利用由粳稻品种越光和籼稻品种Kasalath杂交衍生的BIL群体和以越光为背景、Kasalath为供体的CSSL群体,对2005年和2006年南京的稻米垩白率QTL及其互作效应进行了分析。【结果】 CSSL群体检测到5个垩白率QTL和2对具有上位性效应的QTL;BIL群体检测到3个QTL和4对具有上位性效应的QTL。其中,qPGWC-6a在2个群体中重复出现,1对具有上位性效应的QTL在CSSL群体中2年均被检测到,在BIL群体中,所有QTL与环境存在显著互作(P<0.01)。在第3和4染色体上检测到2个新的垩白率QTL。【结论】上位性效应和加性效应在垩白率遗传中同样重要。垩白率QTL和具有上位性效应的QTL与环境的互作普遍存在,但效应小于相应的加性效应和上位性效应。利用不同群体分析垩白率QTL,有利于全面揭示稻米垩白率的遗传互作网络。

    利用表型和SSR标记分析河南省玉米地方品种的遗传多样性
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1136-1144 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.002
    摘要 ( 973 )   PDF (282KB) ( 1051 )   收藏
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    【目的】分析河南省玉米地方品种的遗传多样性,为进一步改良利用提供合理方案。【方法】利用表型和SSR标记基因型,对88份有代表性的地方品种进行遗传多样性分析。【结果】这些地方品种农艺性状表现出较大差异,表型聚类将其划分为7个类群,大部分品种聚在一个类群内,但仍有部分品种独立成群。SSR分析表明,每对引物可以稳定检测到2~10个等位基因,40对SSR引物共检测到198个等位基因,平均每个位点4.95个等位基因,遗传相似系数为0.63~0.89。SSR标记聚类分析同样将此材料划分为7个类群,大部分品种仍主要集中在一个主群内。Mental测验结果表明,表型同基因型距离矩阵间存在极显著正相关(r=0.78,P=0.01)。【结论】河南省玉米地方品种来源较单一,遗传多样性较差,仅少部分品种较为独立,可有针对性地保存和改良利用。

    生育期可伸缩型超早熟、优质谷子新品种冀谷28及其超早熟性的生理机制研究
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1145-1151 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.003
    摘要 ( 829 )   PDF (322KB) ( 537 )   收藏
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    【目的】培育广适型超早熟、优质谷子新品种,解决中国广大高寒地区生态条件复杂、种植作物单一、效益低下、缺乏适应性广的高效作物的难题。【方法】采用目标性状基因库育种法选育出超早熟谷子新品种——超早熟3号,2007年通过全国谷子品种鉴定委员会鉴定,定名为冀谷28。并对其超早熟的生理机制进行研究。【结果】冀谷28具有以下几方面的突出特点:(1)超早熟。生育期间需有效积温1 600℃,在河北省坝上等高寒地带正常成熟,实现了春、夏谷种植界限的北移;(2)生育期可伸缩。在海拔1 400 m左右的河北省坝上正常成熟;在海拔1 600 m,积温严重不足的河北省坝上最北端也能勉强成熟;(3)优质。在第七届中国优质食用粟鉴评会上被评为一级优质米;(4)粮草兼丰。经国家区试,在高寒区籽实平均单产4 286.25 kg?hm-2,谷草单产4 718.61 kg?hm-2;(5)综合性状优良。冀谷28超早熟的生理机制在于:叶片数少、穗分化早、拔节后生长中心相对集中。【结论】冀谷28的育成并在高寒地区推广对促进中国超早熟谷子育种的开展和高寒地区谷子产业发展、农牧业协调以及种植业结构调整具有重要意义。

    用分离群体中的残余杂合系定位大豆C1连锁群的分枝数qBN-c1-1位点
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1152-1157 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.004
    摘要 ( 1013 )   PDF (242KB) ( 714 )   收藏
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    【目的】大豆分枝数与大豆株型及产量关系密切,检测世代间可稳定遗传的大豆分枝数QTL,为大豆株型和产量育种的分子标记辅助选择奠定基础。【方法】根据科新3号×中黄20杂交组合F2群体构建的分子遗传图谱,对F2:4群体进行QTL定位,并利用定位QTL两侧的标记选择残余杂合个体,构建残余杂合系,对分枝数相关的QTL进行验证。【结果】在F2:4群体将分枝数QTL(qBN-c1-1)定位在C1连锁群区间Satt294-Satt399,贡献率为12.01%,来自于科新3号亲本的加性效应为-0.51;用F2:5选出残余杂合系,将控制大豆分枝数QTL定位在C1连锁群Satt399-Satt361区间,贡献率为11.16%,来自于科新3号的加性效应为-1.74,研究结果与F2:4群体一致。【结论】位于C1连锁群的与分枝数相关的QTL在该遗传背景下可稳定遗传。

    亚洲棉(Gossypium arboreum L.)全生育期均一化全长cDNA文库的构建和鉴定
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1158-1164 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.005
    摘要 ( 792 )   PDF (540KB) ( 569 )   收藏
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    【目的】构建二倍体亚洲棉石系亚1号全生育期均一化全长cDNA文库,建立亚洲棉功能基因组学研究基础平台,发掘亚洲棉发育、抗逆等相关基因。【方法】取石系亚1号子叶期、苗期、蕾期、花铃期不同组织器官,提取总RNA并分离纯化mRNA,采用SMART技术反转录全长双链cDNA。用DSN(duplex-specific nuclease)法对全长双链cDNA进行均一化,均一化的cDNA连接到λZAPⅡ载体,包装蛋白包装后构建石系亚1号全生育期均一化全长cDNA文库。【结果】初级文库滴度4×106 pfu?ml-1,库容2×106个独立克隆,重组率大于95%,插入片段平均长度大于1.5 kb。随机挑取192个克隆进行EST(expressed sequence tags)测序,冗余度仅为3.49%。BLASTN比对结果显示:78.31%的EST为新EST。【结论】文库均一化效果良好,质量符合要求,可能包含大量新基因,是进行EST测序、发掘新基因等棉花功能基因组学的研究平台。

    转番茄正义抗坏血酸过氧化物酶基因提高烟草耐盐能力
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1165-1171 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.006
    摘要 ( 897 )   PDF (430KB) ( 711 )   收藏
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    【目的】探讨叶绿体类囊体膜抗坏血酸过氧化物酶(tAPX)与耐盐性的关系。【方法】从番茄叶片中分离到类囊体膜抗坏血酸过氧化物酶基因(LetAPX),利用农杆菌介导的叶盘法转入到烟草中。Northern 杂交分析了LetAPX在盐胁迫(NaCl)下的表达特征。以野生型(WT),转正义LetAPX烟草株系T2-2(+)和T2-6(+)为试材,测定了盐胁迫条件下APX酶活性,过氧化氢(H2O2)含量,种子发芽率,植株的鲜重、干重,光合速率及叶绿素荧光参数。【结果】Northern杂交显示LetAPX已转到烟草基因组中,且基因的表达受盐胁迫的诱导。盐胁迫下转基因烟草的种子发芽率,植株的鲜重与干重,APX酶活性和清除H2O2的能力都显著高于野生型,并且转基因烟草比野生型具有更高的净光合速率(Pn)和PSII最大光化学效率(Fv/Fm)。【结论】LetAPX的过量表达有助于提高烟草的耐盐能力。

    耕作栽培·生理生化
    水稻主茎出叶动态模拟研究
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1172-1180 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.007
    摘要 ( 777 )   PDF (397KB) ( 737 )   收藏
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    【目的】研究水稻主茎各叶片出伸与有效积温的关系,建立水稻主茎出叶与有效积温关系的动态模拟模型。【方法】选用16个水稻品种分别在云南丽江、江苏南京两个生态地区进行播期试验,观察主茎各叶片出伸与有效积温的定量关系。【结果】主茎叶片出伸所需有效积温与叶位的关系总体随叶位的上升而增加,且在整个叶龄进程中出现两个拐点,第一个拐点出现在第3叶龄期,第二个拐点出现在第N-n-2叶龄期。据此,对叶龄进程进行分段模拟,建立叶龄模型。利用不同环境下播期试验的出叶动态数据对模型进行检验,不同类型品种模拟叶龄与实测叶龄的根均方差(RMSE)都小于0.1。【结论】以各叶位叶片出伸与有效积温的关系建立的叶龄分段函数模型具有较好的预测性和实用性。

    水稻冠层的田间原位三维数字化及虚拟层切法研究
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1181-1189 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.008
    摘要 ( 1330 )   PDF (467KB) ( 668 )   收藏
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    【目的】旨在对水稻冠层空间结构精确定量化的方法进行探索。【方法】应用三维数字化技术在田间原位对灌浆期的水稻冠层结构进行测定,探讨该方法的可行性,并建立虚拟层切法以分析水稻的结构特征。【结果】使用三维数字化仪能够在田间原位精确的测定水稻各器官的空间位置和几何形态,从而获取田间水稻冠层的三维结构数据;应用虚拟层切法能够精确、多角度地分析冠层元素在三维空间的分布状况,但层切步长对计算结果有较明显的影响,需要根据具体对象进行合理的选择。【结论】三维数字化和虚拟层切法结合能够实现对水稻冠层结构的精确分析。

    基于形态特征参数的稻穗几何建模及可视化研究
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1190-1196 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.009
    摘要 ( 706 )   PDF (426KB) ( 727 )   收藏
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    【目的】建立基于形态特征参数的稻穗几何模型,实现稻穗的可视化。【方法】通过对稻穗形态建成过程中关键特征的观测分析,利用三维几何建模技术,构建基于形态特征参数的稻穗几何模型,包括穗曲线、穗轴、次枝梗和小穗几何模型;用Bezier曲线来拟合穗曲线,将二维空间的穗曲线映射到三维空间,构建穗轴几何模型;用一段穗轴及圆柱体模拟一次枝梗和二次枝梗;并分别用椭球体及圆柱体模拟小穗的谷粒及小枝梗,最后基于稻穗的拓扑结构,构建稻穗几何模型。模型参数主要有穗长、穗倾角、一次枝梗长、一次枝梗数目、二次枝梗长、二次枝梗数目、谷粒大小等。【结果】在稻穗几何模型基础上,基于OpenGL图形平台,实现了稻穗生长过程的三维可视化, 较好地描述了稻穗形态建成过程。【结论】稻穗的可视化为建立可视化水稻生长系统奠定了基础,同时对其它作物的可视化表达也有很好的借鉴意义。

    基于LANDSAT-5像元尺度的棉田生长密度遥感监测初步研究
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1197-1206 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.010
    摘要 ( 921 )   PDF (496KB) ( 533 )   收藏
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    【目的】基于LANDSAT-5像元尺度,分析棉田生长密度监测准确定性的影响因子,并提出改进方法,探索减弱非棉苗背景空间差异的遥感指数,确立棉田生长密度遥感监测的最佳时相,为棉花估产和棉田农作分区管理提供数据支持。【方法】实地调查13块棉田(630 hm2),获取了棉田生长密度、经纬度以及播种时间、出苗时间所组成的60个样区数据,每样区3个样点;从播种期到盛花期5个时相的遥感影像提取EVI和DEVI,样本等分为建模数据和模型检验数据;采取分播期和不分播期两种方式分别使用EVI和DEVI建立棉田生长密度估算模型,其决定系数经过显著水平检验后,进行模型估算准确性检验,并将优势模型应用于县域范围的棉田生长密度监测。【结果】分析表明,出苗时间,大、小苗对棉田生长密度的监测影响较大,以中期播种数据为例所建立的分播期估算模型检验结果表明,在6月9日和6月25日每公顷棉田生长密度的估算误差分别为2.05×104株/hm2和2.07×104株/hm2,而采用不分播期估算方式时,两个时相模型的绝对估算误差为2.80×104株/hm2和2.53×104株/hm2。在5月24日,DEVI对土壤等背景的空间差异消除作用得到表现,与使用EVI相比,监测时间从6月9日提前到5月24日;兼顾模型监测的准确性和时相因素,棉花现蕾到开花期是棉田生长密度监测的最佳时段;以新疆建设兵团148团为例,使用优选出的6月9日I式估算方法进行示例监测,区域监测结果可以较好表明不同棉田生长密度的分配比例和空间分布特征。【结论】出苗时间和土壤等背景是影响棉田生长密度监测准确性的主要因素,分播期估算能显著提高监测准确性,DEVI遥感参数可以使监测时间提前,从现蕾期到开花期是棉田生长密度估算的最佳时段,优选模型可以在县级区域应用。

    基于本体的作物系统模拟框架构建研究
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1207-1214 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.011
    摘要 ( 924 )   PDF (360KB) ( 696 )   收藏
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    【目的】研究作物系统模拟框架(CSSF)可以为构建作物生长模型及设计可重用的作物系统模拟软件提供基础框架。【方法】将本体技术应用于作物模拟模型领域,以作物生长的基础生理生态过程为主线,基于仿真本体和作物模拟本体,综合分析与提炼稻麦棉油等作物的建模流程、生长模拟模型算法及模型参数中的共性概念及概念之间的相互关系,构建了CSSF。【结果】CSSF包括作物建模外部知识框架(CMOKF)和作物模型内部知识框架(CMIKF),其中CMOKF提炼了作物系统受时间、空间和自然环境共同驱动的共享特征,CMIKF描述了生育期、生物量积累、干物质分配与产量形成、器官建成、作物-土壤水分动态和养分平衡等作物模型组分与模型算法的共性特征。【结论】CSSF实现了作物建模概念、流程、结构和方法的知识级共享,对设计可重用的作物模型软件体系结构具有指导作用。

    作物病害机器视觉诊断研究进展
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1215-1221 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.012
    摘要 ( 745 )   PDF (239KB) ( 692 )   收藏
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    据统计,由病害引起的作物产量损失平均在12%以上,病害不仅直接影响产量,而且也严重降低农产品的品质。通过快速诊断识别作物病害而及时采取防治措施,提高作物病害的诊断水平是保证有效防治病害的重要组成部分。机器视觉技术的发展为作物病害诊断和识别提供了快捷、低廉、无损检测的可能手段。本文综述了面向多种作物病害机器视觉诊断研究的进展,归纳了作物病害机器视觉诊断的识别模式,分析了诊断中存在的问题,提出了相应的解决方法。
    植物保护
    小麦过氧化物还原酶基因TaPrx的克隆与功能初步分析
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1222-1229 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.013
    摘要 ( 732 )   PDF (480KB) ( 662 )   收藏
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    【目的】克隆TaPrx基因并对其在小麦与条锈菌互作中的功能进行初步分析。【方法】利用PCR方法结合RACE技术在cDNA文库中筛选得到TaPrx基因的全长序列并进行生物信息学分析,然后克隆至pET-32a(+),转化E.coliBL21(DE3)后用IPTG进行诱导表达。通过Real-time RT-PCR进行表达模式分析。【结果】得到TaPrx基因的全长序列688 bp,ORF489 bp,编码162个氨基酸残基,分子量17.36 kD,等电点5.32,含一个保守的半胱氨酸残基(Cys),不含信号肽及跨膜结构域,亚细胞定位94%的可能性在细胞质。TaPrx融合蛋白分子量38 kD,最佳IPTG诱导浓度0.05 mmol?L-1,20℃诱导20 h可得到最大量的融合蛋白。Real-time RT-PCR分析表明TaPrx基因在小麦与条锈菌的亲和与非亲和互作中均受诱导表达,分别在接种后24 h、18 h达到表达高峰。【结论】获得了TaPrx基因特异性的多克隆抗体;TaPrx基因受条锈菌诱导表达,可能参与了小麦与条锈菌互作。但是否参与了小麦受条锈菌侵染后产生的ROS的清除与调节仍需进一步验证。

    番茄抗黄化曲叶病育种研究进展
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1230-1242 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.014
    摘要 ( 841 )   PDF (438KB) ( 1272 )   收藏
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    番茄黄化曲叶病是一种毁灭性病害,该病是世界许多地区番茄生产的重要限制因素。该病害在田间由烟粉虱传播,由于不同地区的番茄黄化曲叶病毒变异较大,这使番茄抗番茄黄化曲叶病育种进展很慢。本文从番茄黄化曲叶病毒的检测与防治、番茄抗源材料的筛选与抗性鉴定、抗番茄黄化曲叶病基因及其分子标记等几个方面论述了目前国内外的研究现状,并就存在的问题及未来研究方向进行了讨论。

    核型多角体病毒p74基因在苏云金芽胞杆菌中的表达
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1243-1251 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.015
    摘要 ( 973 )   PDF (578KB) ( 459 )   收藏
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    【目的】利用核型多角体病毒(NPV)的p74基因与苏云金芽胞杆菌(Bt)的cry1Ac基因构建融合基因cry1Ac-p74,构建具有广谱杀虫作用的工程菌。【方法】从Bt4.0718菌株中克隆cry1Ac基因及其终止子cry1Act,从苜蓿丫纹夜蛾核型多角体病毒(AcMNPV)中克隆p74基因,以pMD-T作为大肠杆菌亚克隆载体,分别构建含有目的基因片段的T载体pT1Ac、pTp74、pT1Act以及中间载体pT1Act、pTp74Act,获得携带有目的融合基因cry1Ac-p74的表达载体pH1Acp74;该表达载体电转化至Bt无晶体突变株XBU001,得到目的重组菌株XBU-H1Acp74。【结果】XBU-H1Acp74可表达130 kD的Cry1Ac蛋白和50 kD的P74蛋白,生测显示P74蛋白可以协同Cry1Ac的杀虫效果。【结论】本研究成功构建了cry1Ac基因与p74基因融合的Bt工程菌,为进一步研究和构建新型生物杀虫剂的工程菌株,研制出高效、广谱、安全的杀虫剂提供了新的技术途径。

    大豆抗烟粉虱(Bemisia tabaci Gennadius)与农艺品质性状的关系
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1252-1257 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.016
    摘要 ( 917 )   PDF (209KB) ( 598 )   收藏
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    【目的】烟粉虱(Bemisia tabaci Gennadius)是一种严重的灾害性害虫,对大豆的危害十分严重。了解大豆的农艺、品质性状与抗烟粉虱的关系,为大豆抗烟粉虱遗传和育种研究提供参考。【方法】以213个国内外大豆品种作为试验材料,鉴定其单叶、单株感染的烟粉虱2~4龄若虫的数量,同时调查各品种的结荚习性、种皮色、子叶色、株高、底荚高、主茎节数、主茎粗、分枝数、总荚数、总粒数、单株粒重、百粒重、荚长、荚宽、籽粒的蛋白质和脂肪含量等。用SPSS16.0统计分析软件分析烟粉虱数量与各种农艺性状的关系。【结果】大豆单叶感染烟粉虱的平均数能够代表大豆品种对烟粉虱的抗性。大豆感染烟粉虱的数量受结荚习性、株型、产量、籽粒品质等多种因素影响。不同结荚习性大豆品种单叶感染烟粉虱的平均数存在显著差异,有限结荚习性>亚有限结荚习性>无限结荚习性。单叶感染烟粉虱的平均数与茎粗呈极显著的正相关,相关系数为0.282**;与单株粒重、籽粒蛋白质含量呈显著的正相关,相关系数为0.165*、0.166*;与种皮色、子叶色、株高、主茎节数、分枝数、籽粒脂肪含量的相关不显著。【结论】大豆对烟粉虱的抗性受结荚习性、茎粗、单株生产力、籽粒蛋白质含量等综合性状影响。

    大豆抗蚜性资源抗性的鉴定分析
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1258-1263 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.017
    摘要 ( 963 )   PDF (274KB) ( 769 )   收藏
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    【目的】对田间抗性测验筛选得到的P189、P203、P574和P746等4份栽培大豆抗蚜性资源进行抗性鉴定。【方法】采用选择性、非选择性试验方法以及重复鉴定。【结果】资源P189、P574和P746在蚜虫抗性等级和受害指数水平上和不具有抗性的对照品种相比具有显著的差异(P=0.05),其中P574和P746表现更加稳定,能阻止蚜虫在植株上繁殖,为抗生性品种;P203在田间自然感蚜和选择性试验中与不具有抗性的对照品种相比具有显著的差异(P=0.05),在非选择性试验中感蚜,表现对蚜虫生长有一定的抑制作用,为排趋性品种。【结论】田间自然感蚜,选择性试验和非选择性试验在划分蚜虫抗性等级和受害指数水平上存在明显的差异,这些差异是在不同的选择压下宿主对侵害者反应的表现。

    不同植物篱类型对农田地面蜘蛛种群的影响
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1264-1273 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.018
    摘要 ( 737 )   PDF (392KB) ( 536 )   收藏
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    【目的】研究植物篱对于农田地面蜘蛛种群的影响。【方法】于2005-2007年两个冬小麦和夏玉米生长季节在四川省土壤肥料研究所资阳试验站的1号试验地(坡度20°)和2号试验地(坡度12°)利用陷阱法对香根草(1号地)、紫穗槐(1号地)、蓑草(2号地)和苜蓿(2号地)4种植物篱类型对农田地面蜘蛛活动密度(种群密度和活动性的参数)的影响进行了调查。【结果】植物篱处理植物篱带地面蜘蛛的活动密度在冬小麦生长季节均显著高于对照裸地,植物篱处理植物篱带地面蜘蛛的活动密度在夏玉米生长季节也高于对照裸地,但是只有蓑草和苜蓿植物篱带与对照裸地差异显著。植物篱处理农田地面蜘蛛的活动密度在冬小麦和夏玉米生长季节与对照处理农田均无显著差异。【结论】植物篱带在冬小麦生长季节可以作为地面蜘蛛重要的越冬场所,但是植物篱带的出现并没有显著提高临近农田地面蜘蛛的活动密度。

    杂草抗药性研究进展
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1274-1289 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.019
    摘要 ( 1102 )   PDF (492KB) ( 1183 )   收藏
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    目前全球已有188种杂草(112种双子叶,76种单子叶)的324个生物型对19类化学除草剂产生了抗药性,几乎涵盖各类重要的除草剂。抗药性杂草已成为杂草治理和农业生产的严重威胁,由其引发的严重经济和安全问题倍受全球关注。研究证实,杂草体内除草剂作用位点发生改变、杂草代谢解毒能力增强、杂草的屏蔽作用或与作用位点的隔离作用是杂草对除草剂产生抗性的三大主要机制。杂草的抗药性机制相当复杂,同种杂草不仅对不同除草剂的抗药性机制不同,而且能以完全不同的抗药性机制对多种作用机制不同的除草剂产生抗药性,即交互抗性和多抗性。本文重点描述杂草对8大类重要除草剂的抗药性机制,杂草抗药性研究方法,以期为中国抗药性杂草研究和农田杂草科学治理提供参考和借鉴,并提出在杂草治理中必须汲取他人的经验教训,阐明了中国杂草抗药性研究应关注问题。
    土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境
    北京平谷区土壤有效磷的空间变异特征及其环境风险评价
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1290-1298 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.020
    摘要 ( 766 )   PDF (524KB) ( 794 )   收藏
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    【目的】探明土壤有效磷的空间分布,为合理科学配方施肥和识别农业面源磷污染重点控制区提供依据。【方法】在北京郊区平谷区布设1 058个采样点,测定其耕层(0~20 cm)与亚耕层(20~40 cm)土壤有效磷含量。应用地统计学方法对数据进行分析。【结果】平谷区耕层和亚耕层土壤有效磷的变异系数分别为1.15和1.29,均属强变异程度,其平均含量分别为32.80和9.74 mg?kg-1,耕层含量高于亚耕层,表现出一定的表聚性。耕层和亚耕层有效磷的空间相关距离分别为14.6和15.8 km。平谷区耕层土壤有效磷含量空间分布表现为:低山区>平原区>山区,主要与高程、土地利用方式及施肥量有关。亚耕层有效磷空间分布格局与耕层相似,但其含量远小于耕层。耕层土壤有效磷含量超过临界值(60 mg?kg-1)的概率为70%~90%的区域占研究区总面积的1.9%,主要分布在西北部的半山区。概率<20%的区域占研究区总面积的70.1%,分散分布于东北部山区、东部半山区及中部、西南部平原区。【结论】平谷区果园、菜地和大田土壤磷素均有不同程度的盈余,有机肥和化肥的大量投入是平谷区土壤有效磷含量高的主要原因。大华山镇中部及刘家店乡东南部部分区域作为农业面源磷污染的重点控制区,应引起足够重视。

    间歇降雨条件下黄土坡面土壤溶质的迁移特征
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1299-1305 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.021
    摘要 ( 769 )   PDF (262KB) ( 521 )   收藏
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    【目的】研究间歇降雨条件下黄土坡地水分溶质迁移特征,为减少汛期坡耕地肥料流失率和水土流失量提供理论依据。【方法】以黄土坡地为研究对象,采取表层喷施和拌施两种施肥方式,通过两场间隔24 h的室内模拟降雨试验,从降雨-径流-土壤相互作用角度,研究间歇降雨条件下坡面水土流失和土壤溶质(NO3-、Br-和PO43)的迁移特征。【结果】第二次降雨的稳定产流强度、径流量和侵蚀泥沙量均大于第一次降雨,初始产流时间和产流强度达到稳定的时间也比第一次降雨提前。与第一次降雨平稳阶段NO3-和Br-的浓度相比,第二次降雨开始产流时浓度明显偏大,但其平稳阶段浓度又均小于前者,而吸附性PO43-的第二次降雨浓度高于第一次降雨稳定期浓度。非吸附性NO3-和Br-易随入渗水迁移,导致表层土壤溶质含量显著减少,第二次降雨地表总流失量小于第一次降雨,而PO43-受土壤侵蚀因素影响很大,喷施和拌施条件下PO43-第二次降雨的总流失量分别为第一次降雨的2.93和1.77倍。【结论】对于土体疏松易侵蚀的黄土地区,受降雨间歇期表层土壤溶质含量和土壤抗蚀性变化的影响,第二次降雨的径流溶质浓度过程线不能视作第一次降雨的简单延续,多次降雨会加剧吸附性土壤溶质的地表流失风险。在雨季里,首次降雨应时该采取必备的截流措施,减少非吸附性土壤养分的大量流失;对后期降雨的关注重点则是涵养水土,防范吸附性土壤养分的流失风险。

    灌水时期和灌水量对小麦耗水特性、籽粒产量及蛋白质组分含量的影响
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1306-1315 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.022
    摘要 ( 1015 )   PDF (354KB) ( 629 )   收藏
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    【目的】研究高产条件下灌水时期和灌水量对小麦的耗水特性和籽粒蛋白质组分含量的影响,为小麦节水高产优质栽培提供理论依据。【方法】设置不同灌水时期和灌水量的处理,采用反相高效液相色谱(RP-HPLC)分析方法对籽粒蛋白质进行分离量化,研究不同水分处理对小麦耗水量、水分利用率、籽粒产量、籽粒品质和籽粒蛋白质组分含量的影响。【结果】随着灌水量的增加,灌水量占农田耗水量的百分率提高,降水量和土壤贮水消耗量占农田耗水量的百分率降低。减少灌水量,促进小麦对土壤贮水的利用,提高小麦在0~100 cm各土层的土壤耗水量。降低农田耗水量、提高水分利用率是实现节水高产栽培的有效途径。拔节期和开花期分别灌水60 mm的处理在两年度生长季均获得了最高的水分利用率;在2004-2005年生长季W1处理的籽粒产量与W2无显著差异,但显著高于W0处理;在2005-2006年生长季W'2处理的籽粒产量与W'3无显著差异,但显著高于W'0、W'1处理。水分对小麦籽粒蛋白质组分含量具有重要的调控作用。在2004-2005年生长季,与W2处理相比,W1处理的籽粒醇溶蛋白含量降低,HMW-GS含量和谷蛋白含量升高,籽粒蛋白质含量和湿面筋含量升高,面团形成时间和面团稳定时间延长,有利于强筋小麦济麦20籽粒品质的改善。在2005-2006年生长季,随灌水量增加,籽粒HMW-GS含量、谷蛋白含量有先升高后降低的趋势,以W'2处理最高,与籽粒蛋白质含量、面团形成时间和面团稳定时间的变化趋势一致。【结论】本试验条件下,拔节期和开花期分别灌水60 mm是兼顾节水、高产、优质的最优处理。

    镉超富集苋菜品种(Amaranthus mangostanus L.)的筛选
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1316-1324 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.023
    摘要 ( 813 )   PDF (383KB) ( 883 )   收藏
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    【目的】苋菜在中国的分布很广,品种资源丰富。通过筛选耐镉苋菜品种,发掘镉污染土壤植物修复资源。【方法】采用溶液培养方法,从来自不同生态区域的23个苋菜品种(Amaranthus mangostanus L.)中筛选出具有镉超富集能力的品种;采用赤红壤、黄棕壤、菜园土进行盆栽试验,研究苋菜在土壤Cd浓度分别为5、10、25 mg?kg-1时,对镉污染土壤的修复潜力。【结果】在溶液Cd浓度3 mg?L-1条件下培养,苋菜品种天星米地上部镉含量高达260 mg?kg-1。在土壤Cd浓度 25 mg?kg-1条件下,苋菜天星米地上部镉浓度高达212 mg?kg-1,富集系数达到8.5,地上部净化率达3.8%,各镉处理水平总生物量以及地上部生物量均未显著降低。【结论】苋菜天星米基本具备了镉超富集植物的特征,可用于镉污染土壤的生物修复。

    新的梅雨强度指数(IPRI)及其时空变化特征分析——以安徽省沿淮地区为例
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1325-1330 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.024
    摘要 ( 941 )   PDF (318KB) ( 491 )   收藏
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    【目的】探索新的简便而实用的梅雨强度指数(IPRI)的计算公式,并以安徽省沿淮地区为例分析梅雨强度的时空变化特征。【方法】在对本地区梅雨期降水基本特征进行分析的基础上,利用11个地面气象站1952-2004年的降水资料计算梅雨强度指数,并依据多年的梅雨强度指数和洪涝资料进行了相关回归分析。【结果】提出了新的简便而实用的梅雨强度指数(IPRI),并根据IPRI分析发现了安徽沿淮地区历年梅强指数呈波动上升趋势,洪涝面积与梅强指数之间存在极显著的回归关系。【结论】研究结果可用于沿淮地区洪涝灾害分析、评估和鉴定以及农业避洪。

    园艺
    光氮互作对番茄果实糖积累及蔗糖代谢相关酶活性的影响
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1331-1338 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.025
    摘要 ( 913 )   PDF (236KB) ( 792 )   收藏
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    【目的】探明不同光照条件下番茄果实高糖积累的氮素适宜施用水平。【方法】以番茄品种东农708为试材,采用4个光照度和4个氮素施用水平的复因子试验,研究光照度与氮素互作对番茄果实糖积累及蔗糖代谢相关酶活性的影响。【结果】在果实发育早期,光、氮及其互作对番茄果实淀粉含量影响极显著,对蔗糖含量影响不显著。在同一光照水平下增施氮肥及在同一施氮水平下的70%自然光处理可提高果实蔗糖合成酶(SS)活性,从而促进果实的蔗糖代谢。在果实发育过程中,光、氮及其互作对番茄果实果糖含量均有极显著影响,发育后期,70%和100%自然光以8 kg/667 m2施氮量、小于70%自然光以0 kg/667 m2施氮量的果实酸性转化酶(AI)、中性转化酶(NI)活性最高,在同一施氮水平下,70%自然光的AI、NI活性最高,使前期积累的淀粉和输入的蔗糖逐步分解为葡萄糖和果糖,从而提高番茄果实品质。【结论】光、氮及其互作对番茄果实糖积累影响显著,充足光照下适当施氮(本试验8 kg/667 m2)可提高番茄果实果糖含量,弱光下增施氮素可降低番茄果实糖含量,在同一施氮水平下减弱光照可降低番茄果实糖含量。番茄果实糖含量的升高或降低与SS、AI和NI密切相关。

    柑橘冻害保险气象理赔指数设计
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1339-1347 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.026
    摘要 ( 1034 )   PDF (473KB) ( 1061 )   收藏
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    【目的】设计柑橘冻害保险气象理赔指数,为开展柑橘政策性农业保险提供技术支撑。【方法】根据多年生果树柑橘产量与树龄、大小年和环境因子的关系,分离出相对气象产量。运用风险评估技术确定气象灾害导致的柑橘减产率,设计低温冻害指数,确定严重冻害的气象指标和减产率,综合区域产量指数保险和气象指数保险优点,设计柑橘严重冻害保险气象理赔指数。【结果】通过风险分析确定了柑橘严重冻害保险气象理赔指数。浙江沿海地区低温冻害指数大于-7.0℃、其它地区低温冻害指数大于-9.0℃,理赔指数为0,赔付率为0;浙江沿海地区低温冻害指数-7.0~-7.9℃、其它地区低温冻害指数-9.0~-9.9℃,理赔指数为1,赔付率为50%;浙江沿海地区低温冻害指数-8.0~-8.9℃、其它地区低温冻害指数-10.0~-10.9℃,理赔指数为2,赔付率为70%;浙江沿海地区低温冻害指数小于等于-9.0℃、其它地区低温冻害指数小于等于-11.0℃,理赔指数为3,赔付率为90%。【结论】气象理赔指数保险针对政策性农业保险经营需求设计,可以避免逆选择和道德风险问题,解决农业保险中赔付时效低及成本高的问题。

    菊花观赏性状和农艺性状基因工程改良研究进展
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1348-1358 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.027
    摘要 ( 716 )   PDF (380KB) ( 696 )   收藏
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    菊花是观赏植物中非常重要也是现代生物技术研究应用较早和较多的种类。1968年以茎段为外植体开发了菊花的组培技术,1989年发现了菊花对农杆菌浸染的敏感性,并因此而研发了农杆菌介导的菊花遗传转化技术。近20年来,菊花育种研究工作者借鉴植物学领域和农作物领域分子育种方面的研究成果,在花色、花型等观赏性状和病虫抗性、非生物逆境耐性等农艺性状基因工程育种方面,取得了一定的进展。本文对此进行综述,以期为菊花基因工程育种提供参考。

    贮藏·保鲜·加工
    香蕉果实乙烯受体基因克隆及其表达特性
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1359-1364 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.028
    摘要 ( 1048 )   PDF (640KB) ( 701 )   收藏
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    【目的】分析香蕉果实成熟及贮藏冷害下乙烯受体基因的表达特性,探讨热处理(38℃,3 d)提高果实耐冷性与乙烯受体基因表达的关系。【方法】根据已报道的ETR基因的氨基酸保守序列设计引物,以香蕉果皮总RNA为模板,利用RT-PCR方法克隆香蕉的ETR cDNA,采用Northern杂交分析该基因的表达特征。【结果】香蕉果实在自然成熟进程中,两个基因在果皮和果肉中呈现不同的表达模式:果皮和果肉中Ma-ETR1的表达随果实成熟而逐渐减弱,而Ma-ERS3的表达仅在果实成熟后期略有增强;外源丙烯处理和38℃高温抑制果皮和果肉中Ma-ETR1的表达,却促进了Ma-ERS3的表达;低温促进果皮中Ma-ETR1和果肉中Ma-ERS3的表达,而38℃热处理3 d后则能抑制果皮中受低温诱导的Ma-ETR1表达的增强。【结论】外源丙烯和38℃高温正调控Ma-ERS3表达,负调控Ma-ETR1表达;38℃热处理3 d提高采后香蕉果实耐冷性与抑制低温诱导的果皮中Ma-ETR1表达的增强有关。

    超高压对大肠杆菌细胞膜流动性的影响
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1365-1371 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.029
    摘要 ( 853 )   PDF (305KB) ( 785 )   收藏
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    【目的】对超高压作用后大肠杆菌细胞膜的荧光偏振度和微黏度的影响进行研究,探讨超高压对大肠杆菌细胞膜流动性的影响。【方法】以1,6-二苯基-1,3,5,-己三烯(DPH)为荧光探针标记大肠杆菌细胞膜,用荧光偏技术测定大肠杆菌细胞膜经超高压作用后荧光偏振度和微黏度的变化。【结果】建立了用DPH标记和荧光偏振法测定大肠杆菌细胞膜流动性条件;不同的处理压力和时间对大肠杆菌细胞膜的荧光偏振度和微黏度的影响不同,350~400 MPa作用15~40 min,细胞膜荧光偏振度及微黏度达到稳定水平,350 MPa作用15 min已经使细胞膜流动性显著降低(P<0.05)。【结论】随着压力的增大和保压时间的延长,大肠杆菌细胞膜荧光偏振度及微黏度增大,流动性降低,大肠杆菌死亡数增加。当压力和保压时间增加到一定程度(350 MPa, 15 min),荧光偏振度及微黏度达到相对稳定状态,大肠杆菌几乎全部死亡,说明在超高压的作用下大肠杆菌细胞膜荧光偏振度和微黏度的变化与死亡相关性好(P<0.05),这为超高压灭活大肠杆菌提供了理论证据。

    mleA基因在酿酒酵母中的整合型表达
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1372-1377 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.030
    摘要 ( 834 )   PDF (428KB) ( 396 )   收藏
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    【目的】进行中国自行筛选的专利菌种酒酒球菌 SD-2a(Oenococcus oeni SD-2a)的苹果酸-乳酸酶基因在酿酒酵母中的整合型表达,使葡萄酒生产过程中的酒精发酵和苹果酸-乳酸发酵(malolactic fermentation,MLF)同时进行。【方法】克隆Oenococcus oeni SD-2a的苹果酸-乳酸酶基因mleA,以PGK1强启动子和ADH1终止子为调控元件,以酵母整合型质粒YIp5为载体,构建重组表达质粒pYILmleA,并转化酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)YS59,经筛选鉴定获得酵母转化子YS59/pYILmleA。进行转化子的营养缺陷型和交配型鉴定、菌落PCR鉴定、SDS-PAGE检测及斑点杂交检测,并对酵母转化子培养上清液进行L-苹果酸及L-乳酸含量的HPLC分析,检测目的基因的功能性表达。【结果】转化子的营养缺陷型和交配型鉴定、菌落PCR鉴定表明获得了阳性转化子;SDS-PAGE检测表明获得的转化子表达了目标蛋白,斑点杂交检测表明目的基因整合到受体菌中。模拟发酵表明mleA基因整合到受体菌中后进行了功能性表达,将培养基中的L-苹果酸转化成L-乳酸,使得培养液中的L-苹果酸含量极显著降低。转化子YS59/pYILmleA在添加5 648 mg?L-1 L-苹果酸和10%葡萄糖的SD/-Ura培养基中培养4 d,培养液上清中L-苹果酸的剩余含量与空载体转化子YS59/YIp5(对照)差异极显著,苹果酸的相对降低率为20.18%~20.85%。供试的转化子L-乳酸生成量为1 278~1 312 mg?L-1,对照未检出乳酸的生成。【结论】中国自主筛选的专利菌种O.oeni SD-2a的mleA基因的整合型表达质粒构建成功并在酿酒酵母中进行了功能性表达。

    畜牧·资源昆虫
    在白色杜洛克×二花脸F2资源群体中定位猪四肢骨骨骼长度和直径QTL
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1378-1385 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.031
    摘要 ( 906 )   PDF (246KB) ( 559 )   收藏
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    【目的】通过全基因组扫描,鉴别影响猪四肢骨骨骼长度,股骨和肱骨的骨髓腔长度、骨髓腔直径以及股骨骨壁厚度的数量性状位点(QTL)。【方法】在白色杜洛克×二花脸资源群体中测定132头240日龄阉割公猪29类四肢骨骨骼的长度、6类四肢骨骨骼直径以及股骨和肱骨骨壁厚度、骨髓腔长度和骨髓腔直径等表型性状。选择多态信息含量丰富并覆盖猪全基因组19条染色体的183个微卫星标记,采用最小二乘区间定位法进行猪全基因组扫描,定位猪四肢骨骼各性状QTL。【结果】在39个表型性状中定位到14个基因组1%显著水平QTL,14个基因组5%显著水平QTL和47个染色体5%显著水平QTL。除SSC11没有检测到QTL外,其它各染色体都存在影响四肢骨骼QTL。【结论】定位75个影响猪四肢骨骼性状QTL,在SSC7上57~59 cM 发现影响多种骨骼生长的QTL。

    猪体细胞克隆胚胎的体外生产试验
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1386-1393 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.032
    摘要 ( 779 )   PDF (402KB) ( 502 )   收藏
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    【目的】通过优化猪体细胞核移植程序,建立获得克隆囊胚的有效方法。【方法】比较不同电激活参数、不同体外培养条件对猪体细胞克隆胚发育能力的影响。【结果】选用1.5 kV?cm-1、80 μs 和1 DC的参数组合,对猪核移植重构胚进行电融合和电激活,可获得较高的卵裂率和最高的囊胚发育率(分别为71.4%和14.3%),且囊胚发育率显著高于其它组(P<0.05);0.4% BSA NCSU 23 培养液培养克隆重构胚72 h,半量换液并未改善克隆胚的发育,但添加10% FBS 可显著提高囊胚发育率(15.1%对10.3%,P<0.05)和DNA 完整率(56.8%对46.6%,P<0.05) ;采用猪卵泡颗粒细胞(pGC)共培养体系未能显著提高克隆胚发育率(P>0.05),但卵丘细胞(pCC)单层共培养时,囊胚发育率显著高于对照组(16.7%对9.8%,P<0.05),培养5 d 的克隆胚凋亡率也显著低于对照组(39.5%对54.2%,P<0.05)。【结论】采用1.5 kV?cm-1、80 μs 和1 DC 的参数组合对猪克隆重构胚进行电融合和电激活,以0.4% BSA NCSU 23培养液作 pCC 单层共培养72 h,然后换用10% FBS NCSU 23 培养液,可明显提高囊胚发育率。

    利用结构基因座分析中国蒙古羊系统内部分不同生态型绵羊品种遗传分化关系及距离隔离机制

    中国农业科学. 2009, 42(4):  1394-1405 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.033
    摘要 ( 812 )   PDF (410KB) ( 452 )   收藏
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    【目的】探讨蒙古羊系统内部分品种间的遗传分化关系,揭示蒙古羊系统内主要不同生态型地方绵羊品种形成的地理距离隔离机制。【方法】以中国蒙古羊系统内5个地方绵羊品种,湖羊、同羊、小尾寒羊、滩羊和洼地绵羊为研究对象,以多座位电泳法检测5个地方绵羊品种的20个结构基因座(包括Al、Gc、Tf、Cp、Alp、Ary-Es、Lap、Hb-α、Hb-β、Xp、CA、Dia-I、Dia-Ⅱ、MDH、GPI、EsD、α2-M、Cat、Ly和Ke)的变异。【结果】5个绵羊群体间的系统发生关系不满足距离隔离模式,绵羊群体间的遗传分化关系的远近与其地理分布并未表现出紧密的线性相关。【结论】5个绵羊品种分别起源于不同时期的蒙古羊始祖群体,同时在品种间存在一定程度的基因交流,并在各自特有的生态环境中经历不同程度的自然选择和人为选择培育而成。

    鸭β-防御素9基因的克隆、组织分布及其原核表达
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1406-1412 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.034
    摘要 ( 1050 )   PDF (495KB) ( 600 )   收藏
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    【目的】从鸭组织中克隆鸭β-防御素9(AvBD9)基因,在原核表达重组鸭AvBD9蛋白;研究重组鸭AvBD9蛋白的体外抗菌活性与理化特性。【方法】采用RT-PCR法,从鸭肝脏组织中扩增鸭AvBD9基因,测定该基因在鸭各组织器官中的分布;将鸭AvBD9基因克隆到大肠杆菌原核表达载体pGEX-6p-1上,构建重组表达质粒pGEX-duck AvBD9,将重组质粒转化大肠杆菌BL21,用IPTG诱导表达;亲和层析纯化蛋白,利用薄层平皿琼脂糖孔穴扩散法测定重组鸭AvBD9蛋白的体外抗菌活性与理化特性。【结果】从鸭肝脏组织中克隆得到鸭AvBD9基因,序列分析表明该基因大小为204 bp,前体肽包括67个氨基酸残基。AvBD9基因在鸭体内广泛分布。SDS-PAGE电泳表明鸭AvBD9基因在大肠杆菌中高效表达,表达的重组鸭AvBD9融合蛋白以包涵体的形式存在,分子量约31 kD。重组鸭AvBD9蛋白对大肠杆菌、多杀性巴氏杆菌、金黄色葡萄球菌、嗜酸乳杆菌、枯草芽胞杆菌有抗菌活性,在-70~100℃或pH 3~10处理30 min后仍有抗多杀性巴氏杆菌作用。【结论】鸭AvBD9基因为204 bp,编码67个氨基酸残基,在鸭组织中广泛分布。重组鸭AvBD9蛋白基因在大肠杆菌中高效表达,该重组蛋白具有广谱的抗菌活性,对温度和酸碱性有较高的稳定性。

    兽医
    4种禽病毒抗体可视化蛋白芯片的制备及应用
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1413-1420 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.035
    摘要 ( 630 )   PDF (427KB) ( 621 )   收藏
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    【目的】研制可同时鉴别检测AI、ND、IB、IBD等4种禽病血清抗体的可视化蛋白芯片。【方法】用超速离心法和蔗糖密度梯度法分别纯化了4种病毒蛋白抗原,调整到合适浓度后点于醛基修饰的片基上,制备蛋白芯片;分别用4种禽病阳性血清杂交,再与金标二抗杂交,银染显色后读取结果,建立4种禽病的可视化蛋白芯片工作平台;进一步对此芯片的特异性以及灰度值与抗体浓度的相关性进行了研究;最后对18个现地血清样品进行了初步应用检测。【结果】结果显示经过条件优化后,芯片检测探针可特异性的相应的抗体进行杂交,呈现较强的杂交信号,且无交叉杂交。信号灰度值在抗体浓度为50~300 μg?ml-1范围内成线性关系。用芯片和其它传统抗体检测方法同时检测18份现地样品,结果发现可视化蛋白芯片具有很好的特异性,并且灵敏性明显高于传统检测手段。【结论】研究表明该方法可用于同步鉴别4种禽病抗体,是一种有效的抗体检测新方法。

    一商品猪SLA-Ⅰ分子复合体的体外构建
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1421-1427 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.036
    摘要 ( 846 )   PDF (555KB) ( 586 )   收藏
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    【目的】研究中国北方杂交商品猪SLA-Ⅰ类分子结构特点,并为进一步的多肽结合等功能研究奠定基础,需要在体外构建正确折叠的SLA-I类分子复合体。【方法】以长白-达兰商品猪为研究材料,克隆SLA-2和β2m。然后采用剪接重叠延伸PCR(splicing overlap extention PCR, SOE PCR)法,将SLA-2的胞外区和β2m的成熟肽部分通过一富含甘氨酸/丝氨酸的Linker(G4S)3连接,形成SLA-2-Linker-β2m全长,并插入原核表达质粒pMAL-p2X,转化E.coli TB1,IPTG诱导表达。表达得到的融合蛋白分别经过Western-blot、纯化及Factor Xa切割,分离纯化单体蛋白。圆二色谱(circular dichroism spectrum, CD)测定蛋白的二级结构。【结果】SDS-PAGE和Western-blot均证实融合蛋白MBP-SLA-Ⅰ大小为84.1 kD。SLA-I单体蛋白大小为41.6 kD。圆二色谱分析单体蛋白和融合蛋白二级结构元件α-螺旋、β-折叠、转角和随机卷曲的符合率分别达到了100%、90.6%、88.5%和96.9%。【结论】结果表明重构的SLA-I复合体具有正确的二级结构,可以用于体外多肽结合等研究。

    谷氨酰胺诱导小鼠热休克蛋白70表达的研究
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1428-1434 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.037
    摘要 ( 744 )   PDF (526KB) ( 701 )   收藏
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    【目的】研究谷氨酰胺(Gln)对小鼠肝脏、子宫、卵巢组织热休克蛋白70(Hsp70)表达以及对小鼠早期胚胎体外发育的影响。【方法】选取24只8 w健康的雌性昆明小白鼠并随机分成4组,Ⅰ组为对照组,尾静脉注射生理盐水,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组分别注射不同剂量的Gln,注射后4 h处死,取肝脏、子宫和卵巢,采用RT-PCR和Western Blot法检测HSP70 mRNA和HSP70的表达;用添加不同浓度Gln的葡萄糖-CZB培养液对小鼠早期胚胎进行体外培养,观察囊胚发育率和孵出率,用Western Blot方法检测小鼠囊胚Hsp70的表达。【结果】Gln注射组鼠组织中Hsp70表达量均高于对照组,且Hsp70表达量随着Gln注射量的增加而增加。Ⅱ组鼠肝脏、子宫和卵巢组织中Hsp70蛋白表达量比对照组分别增加了9.49%、5.49%和4.84%(P>0.05);Ⅲ组鼠各组织中Hsp70比对照组分别显著(P<0.05)增加了23.56%、21.10%和14.30%;Ⅳ组肝脏组织中HSP70比对照组显著增加了35.33%(P<0.05),子宫和卵巢比对照组分别极显著(P<0.01)增加了33.94%和33.77%;Gln为6和10 mmol?L-1的胚胎培养液中小鼠囊胚孵出率分别为73.21%和76.41%,显著(P<0.05)高于对照组(61.88%)。【结论】Gln能诱导小鼠肝脏、子宫、卵巢组织和囊胚Hsp70的表达,并且Hsp70表达量随着Gln剂量的加大而增加;Gln对体外培养的小鼠早期胚胎的发育有明显促进作用。

    猪干扰素α在昆虫细胞中分泌表达及其抗病毒活性检测
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1435-1441 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.038
    摘要 ( 964 )   PDF (518KB) ( 671 )   收藏
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    【目的】为获得重组猪干扰素α。【方法】本研究应用Bac-to-Bac杆状病毒/昆虫细胞表达系统,将编码成熟猪干扰素α基因插入供体质粒pFastBacⅠ多克隆位点,置于pH启动子控制下,昆虫可识别的蜂素信号肽(honeybee melittin signal peptide,HBM)取代猪干扰素α原有信号肽以实现分泌型表达,并在C端融合6个组氨酸标签以利于纯化。将构建质粒转化DH10感受态细胞进行同源重组,经抗性和蓝白斑筛选,获得重组穿梭质粒Bacmid,转染对数生长期的Sf9昆虫细胞获得重组杆状病毒。【结果】重组蛋白通过间接免疫荧光、Western-blot证明重组蛋白在重组杆状病毒感染的昆虫细胞中获得分泌表达。通过在猪肾细胞(PK-15)上抑制水泡性口炎病毒(VSV)致病变作用检测重组蛋白的抗病毒活性,结果表明:昆虫细胞上清的抗病毒效价达到1.07×105 U?ml-1,昆虫细胞裂解液的抗病毒效价为3.15×104 U?ml-1。【结论】应用蜂素信号肽实现猪干扰素α在昆虫细胞上分泌表达,为临床上防治猪病毒性疫病奠定了基础。

    临床型奶牛乳房炎乳腺组织的比较蛋白质组研究
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1442-1446 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.039
    摘要 ( 909 )   PDF (353KB) ( 561 )   收藏
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    【目的】采用比较蛋白质组学技术分析、检测了临床健康与乳房炎奶牛乳腺组织中的差异表达蛋白,以寻找药物治疗目标,探讨奶牛乳房炎的发生机理。【方法】采用二维凝胶电泳分离临床健康与乳房炎奶牛的乳腺组织蛋白,考马斯亮蓝染色,PDQuest7.4软件自动匹配检测差异表达蛋白斑点,高效液相色谱串联离子阱质谱分析鉴定。【结果】凝胶图谱中检测出15个差异蛋白斑点,串联质谱分析后有12个蛋白斑点可搜索到相应的结果,对应于10种蛋白质,主要涉及结合、运输和催化活性等分子功能,参与细胞、代谢及生物调节等生理过程。【结论】临床健康与乳房炎奶牛的乳腺组织中蛋白的表达模式存在差异,表达差异蛋白与奶牛乳房炎的发生相关,对其分析有利于探索机体的生理病理状态,还可为揭示奶牛乳房炎的发生机理提供直接依据。

    研究简报
    高效、新T-DNA侧翼序列分离技术——Actail-PCR
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1447-1451 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.040
    摘要 ( 856 )   PDF (395KB) ( 1002 )   收藏
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    【目的】建立一种有效分离T-DNA插入突变体侧翼基因组序列的方法。【方法】分离侧翼的目标基因组序列是利用T-DNA标签法研究植物功能基因组学的一个关键步骤,笔者发展稳定高效的Actail-PCR分离技术。该技术一侧引物来自于T-DNA载体,另一侧引物为一个复性控制引物。复性控制引物在3'端为一个14 bp的随机简并引物,在5'端非目标尾部序列接上一个通用引物,中间由5个多聚脱氧次黄嘌呤核苷(poly(dI))连接。【结果】Actail-PCR技术将随机简并引物重新编辑成复性控制引物,在40℃的低严谨条件下,3'端的随机简并引物可以与T-DNA插入突变体的侧翼目标区段随机的结合,扩增得到目标片段,随后利用5'端的通用引物与T-DNA载体上的巢式引物依次组合,在65℃(10个循环后逐步降温至58℃)的高严谨条件下逐步扩增特异片段,同时抑制非特异性扩增,可以显著提高目标片段的扩增效率,减少假阳性。【结论】相对传统的TAIL-PCR,Actail-PCR技术可以更高效地分离T-DNA插入突变体的侧翼基因组序列。

    夏季木槿上棉蚜的种群动态及其寄主利用能力
    耿桃兰,刘向东
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1452-1457 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.041
    摘要 ( 740 )   PDF (277KB) ( 458 )   收藏
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    【目的】阐明南京地区冬寄主木槿上棉蚜种群年生活史的分化。【方法】采用定点、定株、定枝的系统调查及寄主转接建立生命表方法,比较夏季木槿上滞留棉蚜及棉花上棉蚜在主要夏寄主植物上的存活与繁殖能力。【结果】2006年和2007年的整个夏季,棉蚜的冬寄主木槿上均有滞留棉蚜种群存在,并且这些滞留棉蚜均以无翅型为主。木槿上夏季滞留棉蚜不能直接在黄瓜、香瓜、西葫芦、南瓜、四季豆和西红柿等寄主上繁殖后代和建立种群,仅极少部分个体可在棉花和豇豆上发育到成蚜并产仔,但产仔量极低,净增殖率多小于1。但是,滞留棉蚜经棉花寄主饲养多代后,能较好地利用棉花和南瓜寄主,表现出滞留棉蚜仍保持着对一些夏寄主的利用能力。【结论】南京地区冬寄主木槿上的棉蚜种群存在年生活史的多样性,同种群内存在异寄主生活史和同寄主生活史共存的现象;在木槿上营同寄主生活史的棉蚜已经失去或降低了对一些夏寄主的利用能力;棉蚜种群的转寄主生活史特性具有可塑性。

    黄土丘陵区人工刺槐林土壤活性有机碳与碳库管理指数演变
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1458-1464 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.042
    摘要 ( 835 )   PDF (297KB) ( 589 )   收藏
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    【目的】土壤碳库管理指数是表征土壤碳变化的重要量化指标,研究黄土丘陵区人工刺槐林土壤活性有机碳与碳库管理指数的变化过程对认识该地区生态恢复过程中土壤质量的演变及其效果评价具有重要意义。【方法】采用时空互代法,以典型侵蚀环境纸坊沟流域生态恢复过程中不同年限的人工刺槐林为研究对象,选取坡耕地和天然侧柏林为参照,分析了植被恢复过程中土壤有机碳(TOC)、活性有机碳(LOC)、非活性有机碳(NLOC)及碳库管理指数(CPMI)的演变特征,并运用相关和回归分析方法对生态恢复过程中碳库各组分和恢复年限进行拟合。【结果】营造刺槐林可以显著增加土壤碳库各组分含量,并随恢复年限呈显著线性关系,50 a时TOC、LOC、NLOC和碳库指数(CPI)分别较坡耕地增加271%、174%、467%和271%,其中NLOC增加速率略高于LOC,表明植被恢复增加的土壤碳素绝大多数以非活性形态贮存起来,而为了满足生物生长所必须的活性物质来源,土壤碳库必须维持一定的活度状态来满足碳素的动态转化平衡,碳库管理指数在营造刺槐林初期显著降低,随后先增加后降低,与刺槐林生长特性密切相关;但与天然林相比差距仍然较大,恢复50 a时TOC、LOC和NLOC仅为侧柏林的49%、34%和61%。【结论】侵蚀环境下的坡耕地由于人为干扰,土壤碳库含量偏低,并处于高速低效率物质转化过程中,人工刺槐林促进生态恢复可以依靠生物的自肥作用增加土壤碳库各组分含量,但要恢复到破坏前该地区顶级群落时的水平,还需要一个漫长的阶段,这个阶段可能需要上百年的时间。

    草莓microRNA的RT-PCR鉴定
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1465-1472 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.043
    摘要 ( 776 )   PDF (682KB) ( 967 )   收藏
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    【目的】microRNAs(miRNAs)在植物的生长发育过程中起着重要作用,本研究旨在建立一种快速准确地鉴定草莓中保守miRNA的方法。【方法】以草莓叶片为试材,在利用改进的CTAB法成功富集小于150 bp的小分子RNA的基础之上,采用3′端加接头、5′端和3′端两端加接头、利用茎环等3种RT-PCR策略来检测鉴定草莓中保守miRNA,同时比较总核酸、总RNA和小分子RNA等不同种类的模板对利用茎环RT-PCR检测miRNA的影响。【结果】对于植物中20种miRNAs,通过3′端加接头方式鉴定出7种;通过两端加接头方式鉴定出1种;而利用茎环的方式鉴定出15种。分别以3种核酸为模板的茎环RT-PCR的扩增效果没有差异。【结论】总核酸的提取是最快速最简单的,因此,以总核酸为模板,利用茎环RT-PCR是鉴定植物中miRNA的最简便快速而有效的方法,这种方法的可行性已在苹果、葡萄等植物上得到验证。

    转基因作物外源转基因成分环介导等温扩增技术检测方法的建立及应用
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1473-1477 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.044
    摘要 ( 789 )   PDF (454KB) ( 959 )   收藏
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    【目的】建立转基因作物外源转基因成分环介导等温扩增技术检测方法。【方法】以转基因作物中常用的花椰菜花叶病毒35S启动子(CaMV35S)为主要研究对象,利用环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification,LAMP),针对CaMV35S基因的6个区域设计4种特异引物,利用1种链置换DNA聚合酶(Bst DNA polymerase)在65℃保温1 h,通过荧光显色即可完成对转基因作物鉴定工作。同时对7种转基因作物进行LAMP检测。【结果】该LAMP方法通过特异性检测含有CaMV35S启动子的转基因作物,其检测结果的特异性与常规PCR方法结果一致,灵敏度是常规PCR的10倍。【结论】转基因作物LAMP检测方法具有高度的特异性及稳定性,结果可靠,非常适合转基因作物的快速检测,有较好的应用价值。

    羊肉中8种有机磷农药残留的测定及基质效应
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1478-1484 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.045
    摘要 ( 880 )   PDF (288KB) ( 742 )   收藏
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    【目的】建立气相色谱法同时测定羊肉组织中敌百虫等8种有机磷农药残留量,并对检测中的基质效应现象进行研究。【方法】样品用乙腈提取,N-丙基乙二胺作固相分散净化剂,火焰光度检测,基质匹配标准溶液内标法进行校准。【结果】羊肉组织中敌敌畏、乐果和马拉硫磷基质效应明显,其它几种有机磷农药基质效应较弱。建立的方法在2.5~300 μg?kg-1,线性良好,在50、100和200 μg?kg-1添加水平上,8种有机磷农药回收率为70.0%~103%,变异系数<20%,检测限为0.5~1.9 μg?kg-1。【结论】建立的方法前处理简单、灵敏、准确、可靠,可以作为羊肉等动物性食品中有机磷农药残留量的检测。

    铜、维生素A及互作效应对肉仔鸡肠壁组织结构、肠道微生物和血清生长激素的影响
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1485-1493 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.046
    摘要 ( 1126 )   PDF (315KB) ( 504 )   收藏
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    【目的】研究日粮中添加铜和维生素A及互作效应对肉仔鸡小肠各段肠壁厚度和绒毛高度、盲肠主要微生物、血清生长激素(GH)的影响。【方法】采用4×2(Cu×VA)完全随机试验设计,日粮Cu水平为0、8、150、225 mg?kg-1,VA水平为1 500、5 000 IU?kg-1,生长阶段分为前期(0~4 w)和后期(4~7 w)。选用1 d艾维茵肉仔鸡448只,随机分为8组,每组4个重复,每重复14只鸡,公母比为1﹕1。【结果】①前期添加Cu(8 mg?kg-1)生产性能较好,后期不添加Cu生产性能较好。②添加Cu 225 mg?kg-1明显降低生长前期肉仔鸡回肠肠壁厚度,添加Cu 150 mg?kg-1使生长后期肉仔鸡小肠各段肠壁厚度明显较低,在整个生长期,高铜对绒毛高度无影响;日粮添加Cu 150 mg?kg-1显著提高盲肠乳酸杆菌和双歧杆菌数量,降低大肠杆菌数量,添加Cu 225 mg?kg-1显著降低盲肠乳酸杆菌和双歧杆菌数量,增加大肠杆菌数量;Cu 8 mg?kg-1组盲肠沙门氏菌数量最低。③日粮中添加VA5 000 IU?kg-1显著降低前期小肠各段肠壁厚度和后期空肠肠壁厚度、提高前期十二指肠绒毛高度;显著增加盲肠大肠杆菌、乳酸杆菌、前期沙门氏菌和双歧杆菌的数量;④Cu和VA交互作用显著影响前期回肠肠壁厚度、后期空肠肠壁厚度(P<0.05);极显著影响前期十二指肠绒毛高度、后期十二指肠和回肠绒毛高度、前后期盲肠内乳酸杆菌、双歧杆菌、大肠杆菌和沙门氏菌数量(P<0.01);⑤Cu、VA及互作对血清GH无影响(P>0.05),前期GH平均水平高于后期。【结论】日粮添加Cu 150 mg?kg-1和VA 5 000 IU?kg-1有益于肉仔鸡小肠肠道形态和盲肠肠道菌群平衡;Cu和VA存在互作效应。

    东北黑蜂(Apis mellifera ssp.)亲缘关系的分析
    中国农业科学. 2009, 42(4):  1494-1502 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.047
    摘要 ( 957 )   PDF (852KB) ( 795 )   收藏
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    【目的】从分子水平揭示东北黑蜂与欧洲黑蜂、意大利蜜蜂、卡尼鄂拉蜂、喀尔巴阡蜂、安拉托利亚蜂、高加索蜂以及非洲类型的西方蜜蜂的亲缘关系,为东北黑蜂分类地位的正确认识及其合理保护提供参考。【方法】对来自东北黑蜂国家级自然保护区内9个乡镇的东北黑蜂与上述西方蜜蜂的线粒体DNA(mtDNA)tRNAleu~COⅡ序列进行PCR扩增;同时取部分PCR产物进行DraⅠ酶切分析;并根据酶切类型对相应的PCR产物经纯化、克隆和测序后进行序列分析,并构建Neighbor-Joining(NJ)聚类图。【结果】东北黑蜂mtDNA tRNAleu~COⅡ序列长度为526 bp,P序列缺失,Q序列有5个位点出现碱基转换(4T?C、1A?G),1个碱基颠换(1A?T);只有一种DraⅠ酶切类型,其酶切片段长度分别为422、64、47和41 bp,同DNAMAN软件分析的酶切位点一致;其序列特征和酶切类型同西方蜜蜂线粒体C、O分支相似,而与A分支的非洲蜜蜂、M分支的欧洲黑蜂存在较大差异;根据NJ聚类图,东北黑蜂属于线粒体O分支。MtDNA tRNAleu~COⅡ的序列特征和DraⅠ酶切分析表明,东北黑蜂属于线粒体O分支,与同一分支的高加索蜂、安拉托利亚蜂亲缘关系最近,与C分支的意大利蜜蜂、卡尼鄂拉蜂、喀尔巴阡蜂亲缘关系次之,而与M分支的欧洲黑蜂和A分支的非洲蜜蜂亲缘关系较远。【结论】根据NJ聚类图,东北黑蜂处于安拉托利亚蜂和高加索蜂之间,东北黑蜂是否是这两个地理亚种的混合种群,或能否算一个新的地理亚种,还有待进一步的研究。