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当期目录

    2012年 第45卷 第2期 刊出日期:2012-01-15
      
    作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
    小麦骨干亲本矮孟牛及其衍生后代遗传解析
    于海霞, 肖静, 田纪春
    中国农业科学. 2012, 45(2):  199-207.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.02.001
    摘要 ( 804 )   PDF (573KB) ( 843 )   收藏
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    【目的】探讨中国重要的小麦骨干亲本之一矮孟牛的遗传构成及其特异标记位点(染色体区段)在衍生后代中的传递频率和遗传贡献率。【方法】利用覆盖小麦全基因组的836个DArT标记对矮孟牛的3个亲本进行标记筛选,获得来自3个亲本的330个特异标记,并分析特异标记位点(染色体区段)在41份后代材料的遗传频率和遗传贡献率。【结果】亲本牛朱特的遗传物质对后代影响的覆盖涉及面最广,遗传贡献率最大,对后代衍生品种不同染色体的贡献率范围为21.5%(7A)—85.4%(5D),对A、B、D这3个基因组的贡献率分别为44.4%、51.8%和52.0%,对后代衍生品种(系)的遗传贡献率平均为52.2%,表明国外引进种质对中国的小麦遗传改良起到了重要作用。矮丰3号对后代衍生品种不同染色体的贡献率范围为12.2%(5D)—70.7%(2A),对A、B、D 3个基因组的贡献率分别为46.2%、44.0%和23.8%,对后代衍生品种(系)的遗传贡献率平均为43.2%;孟县201对后代衍生品种不同染色体的贡献率范围为14.0%(1D)—68.3%(6D),对A、B、D 3个基因组的贡献率分别为34.9%、35.9%和42.7%,对后代衍生品种(系)的遗传贡献率平均为35.4%。并鉴定出骨干亲本中一些对后代有较大贡献、高频率传递的染色体位点。【结论】本研究探明了矮孟牛中特异标记位点在衍生后代中的传递频率和遗传贡献率,鉴定出许多与小麦重要性状紧密连锁、对衍生后代具有重要贡献的染色体位点,为解析骨干亲本易出品种的遗传基础,更好地创造和利用骨干亲本,培育小麦新品种提供参考。
    陆地棉胞质雄性不育系与保持系线粒体基因组RFLP分析
    张晓, 张锐, 史计, 孟志刚, 孙国清, 周焘, 郭三堆
    中国农业科学. 2012, 45(2):  208-217.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.02.002
    摘要 ( 659 )   PDF (835KB) ( 556 )   收藏
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    【目的】研究棉花细胞质雄性不育(CMS)系与保持系线粒体基因组的差异,为克隆棉花CMS基因奠定基础。【方法】以atpA, atp6, atp9, ccmB, ccmC, ccmFN1, cob, coxI, coxII, coxIII, matR, nad1bc, nad2, nad4, nad5, nad6, nad7c, nad9, rpl5, rrn18等20个线粒体基因保守序列为探针,利用Southern blot方法对棉花细胞质雄性不育系、保持系线粒体基因组进行RFLP分析。【结果】发现atpA、atp9、ccmB、nad1bc、nad6、nad7c、rrn18等基因在棉花不育系和保持系间存在明显RFLP多态性,其中atpA的差异最明显。【结论】atpA是棉花CMS系和保持系线粒体基因组间的一个明显差异位点。CMS系比保持系缺失一个rrn18拷贝。
    耕作栽培·生理生化·农业信息技术
    中国双季稻种植区的气候适宜性研究
    段居琦, 周广胜
    中国农业科学. 2012, 45(2):  218-227.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.02.003
    摘要 ( 856 )   PDF (850KB) ( 970 )   收藏
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    【目的】从国家层次和年尺度阐明影响中国双季稻种植分布的主导气候因子,揭示中国双季稻种植分布及其气候适宜性,可为优化双季稻生产布局、改进种植制度和确保粮食生产安全提供科学依据。【方法】从中国区域和年尺度选取影响中国水稻种植分布的潜在气候因子,利用双季稻的地理分布信息及其对应的气候资料,结合最大熵模型和ArcGIS软件的空间分析功能,阐明影响中国双季稻种植分布的主导气候因子并构建中国双季稻种植分布与气候的关系模型。【结果】影响中国双季稻种植分布的主导气候因子有:年降水量、最暖月平均气温和稳定通过18℃持续日数,它们对双季稻种植分布的累积贡献率达潜在气候因子的99.1%;基于主导气候因子和最大熵模型构建的中国双季稻种植分布与气候的关系模型能够很好地模拟中国双季稻种植区分布;中国适宜种植双季稻的国土面积达174万km2,远大于目前种植面积;根据待预测区双季稻的存在概率给出了中国双季稻种植区的气候适宜性分区,并分析了各气候适宜区的主导气候因子特征。【结论】利用最大熵模型构建的中国双季稻分布与气候的关系模型揭示了中国双季稻种植区的潜在分布及其气候适宜性,从气候适宜性角度来说,中国双季稻种植面积还有很大的扩展潜力。
    中国冬小麦种植区光热资源及其配比的时空演变特征分析
    王斌, 顾蕴倩, 刘雪, 罗卫红, 戴剑锋, 张巍, 亓春杰
    中国农业科学. 2012, 45(2):  228-238.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.02.004
    摘要 ( 701 )   PDF (1523KB) ( 922 )   收藏
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    【目的】明确中国冬小麦种植区小麦生长季及关键生育阶段光热资源及其配比的时空演变特征,为从依据光热资源变化调整种植制度与作物布局的角度,应对气候变化提供参考依据。【方法】利用中国冬小麦种植区264个气象站点47a(1961—2007)的逐日气温与日照时数观测数据,分别计算每日活动温度和太阳辐射总量。根据冬小麦完成各个生育时期所需要的活动积温(>0℃),推算出各地每年冬小麦主要生育时期出现的理论日期,并计算冬小麦生长季以及关键生育时期的光(太阳辐射)、热(有效积温,热时间)资源及其配比(辐热积)。采用ArcGIS (v9.3)以及反距离权重空间插值方法获得空间上连续分布的栅格数据,实现数据网格化。【结果】1961—2007年间,中国冬小麦理论播种期平均推迟0.5 d•10a-1,抽穗、成熟期分别平均提前1.6和1.7 d•10a-1,全生育期平均缩短2.2 d•10a-1。冬小麦生长季内,有效积温平均增加7.8 ℃•d•10a-1,热时间平均增加0.6 d•10a-1,太阳总辐射平均减少39.69 MJ•m-2•10a-1,下降率为-2.34%•10a-1,辐热积平均减少10.18 MJ•m-2•10a-1,下降率为-1.22%•10a-1。播种至抽穗期,有效积温平均增加6.2 ℃•d•10a-1,热时间平均增加0.57 d•10a-1,太阳总辐射平均减少27.7 MJ•m-2•10a-1,下降率为-2.72%•10a-1,辐热积平均减少5.2 MJ•m-2•10a-1,下降率为-1.18%•10a-1。抽穗至成熟期,有效积温平均增加1.6 ℃•d•10a-1,热时间平均增加0.05 d•10a-1,太阳总辐射平均减少12 MJ•m-2•10a-1,下降率为-1.78%•10a-1,辐热积平均减少4.97 MJ•m-2•10a-1,下降率为-1.26%•10a-1。【结论】1961—2007年间,中国冬小麦生长季内辐热积降低和生育期缩短较多的地区是北部冬麦区和位于黄淮麦区的山东中东部,光热资源的变化趋势对这些地区冬小麦生产潜力呈负面影响。在其它麦区(西南麦区、长江中下游麦区、黄淮麦区和华南麦区),冬小麦生长季内辐热积的增加与生育期缩短对冬小麦生产潜力的正负面影响同时存在。
    植物保护
    生物有机肥对茄子青枯病的防治及其机理探讨
    丁传雨, 乔焕英, 沈其荣, 冉炜, 陈巍
    中国农业科学. 2012, 45(2):  239-245.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.02.005
    摘要 ( 905 )   PDF (521KB) ( 892 )   收藏
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    【目的】研究生物有机肥(BIO-36和BIO-23)对茄子青枯病的防治效果及其对植株体内酶活性、根际微生物数量的影响,并对其作用机理进行探讨。【方法】将枯草芽孢杆菌菌株(II-36和I-23)发酵后与腐熟有机肥(猪粪堆肥和氨基酸有机肥)混合进行二次发酵,获得了茄子专用生物有机肥料(BIO-36和BIO-23),采用盆栽试验,对上述2种生物有机肥防治茄子青枯病的效果进行验证。【结果】2种肥料都能抑制茄子青枯病(防病效果分别为96%和91%),植株叶片中CAT(过氧化氢酶)、POD(过氧化物酶)和SOD(超氧化物歧化酶)酶活性显著提高,而MDA(丙二醛)含量显著下降,叶片中CAT酶活性分别比对照增加了25.0%和23.7%,POD酶活性分别增加了99.5%和93.6%,SOD酶活性分别增加了32.7%和29.8%,MDA含量分别比对照降低了29.5%和26.3%。此外,根际土壤的真菌、放线菌数量显著提高,细菌数量增加幅度不大,青枯劳尔氏菌数量显著减少。【结论】生物有机肥对茄子青枯病的防治作用与诱导茄子系统抗性和调控土壤微生物群落结构有关。
    生防菌哈茨木霉T4对黄瓜根围土壤细菌群落的影响
    尹丹韩, 高观朋, 夏飞, 王伟
    中国农业科学. 2012, 45(2):  246-`254.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.02.006
    摘要 ( 557 )   PDF (643KB) ( 701 )   收藏
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    【目的】评价生防菌哈茨木霉(Trichoderma harzianum)T4 对根围土壤细菌群落的影响,为生防菌田间应用的生态安全提供依据。【方法】结合DGGE技术与T-RFLP方法,综合考察引入生防菌哈茨木霉T4后黄瓜根围土壤细菌群落变化。【结果】在引入生防菌的14—56 d内(黄瓜整个生育期),木霉对根围土壤细菌群落可产生显著影响,并持续一段的时间,随后逐渐减弱。表现为对蓝细菌、β-变形细菌、葡萄球菌、伯克霍尔德菌、沙雷氏菌、酸杆菌和一些不可培养细菌的有效抑制作用,对芽孢杆菌、土壤杆菌、芽单胞菌的明显促进作用。但到70 d时,即收获后2周,检测不到木霉对细菌群落影响。【结论】DGGE和T-RFLP序列分析技术相结合研究生防菌对土壤细菌群落的影响,既能全面描述土壤细菌群落结构变化,还可以初步定性描述变化细菌的种类信息。生防菌哈茨木霉T4的引入对土壤细菌群落产生短期影响,不会长期对土壤细菌群落稳定构成威胁。
    不同茶树品种对假眼小绿叶蝉的抗性
    金珊, 孙晓玲, 陈宗懋, 肖斌
    中国农业科学. 2012, 45(2):  255-265.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.02.007
    摘要 ( 942 )   PDF (672KB) ( 865 )   收藏
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    【目的】比较竹山一号、恩标、龙井43等9个茶树品种对假眼小绿叶蝉(Empoasca vitis Göthe)的抗性水平,为茶树品种抗虫性机理研究奠定基础。【方法】调查叶蝉在不同品种上的田间数量动态、生命周期、每雌产若量和若虫成活率,并用刺探电位图谱(electrical penetration graph,EPG)技术记录叶蝉的取食行为。【结果】①叶蝉在恩标、竹山一号、斑竹园和蓝天上的田间虫口密度普遍大于德清、建德、长兴紫笋和举岩;②德清、举岩、长兴紫笋、建德和龙井43上叶蝉的生命周期显著长于恩标、斑竹园和竹山一号;③恩标和斑竹园上小绿叶蝉每雌产若量明显多于举岩、长兴紫笋、建德和龙井43;④恩标和竹山一号上若虫成活率最高,分别为55.00%和50.00%;举岩上若虫成活率最低,仅为32.00%;⑤竹山一号和恩标上叶蝉取食时间显著长于德清、举岩、长兴紫笋、建德和龙井43,与蓝天和斑竹园没有显著差异;⑥使用聚类分析评价9个茶树品种抗叶蝉能力,将其分为两大类。第Ⅰ类:举岩、德清、龙井43、建德和长兴紫笋,对假眼小绿叶蝉抗性较强;第Ⅱ类:蓝天、斑竹园、竹山一号和恩标,对假眼小绿叶蝉抗性较弱。不同品种对叶蝉的抗性从强至弱的顺序为:举岩>德清、龙井43、建德和长兴紫笋>蓝天、斑竹园和竹山一号>恩标。【结论】田间虫口密度、生命周期、每雌产若量、若虫成活率和取食时间能够体现假眼小绿叶蝉在茶树品种上的自然选择、适应度和取食偏好,在分类茶树品种抗叶蝉水平上存在明显差异。
    土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境
    水田和旱地土壤有机碳周转对水分的响应
    王嫒华, 苏以荣, 李杨, 胡乐宁, 吴金水
    中国农业科学. 2012, 45(2):  266-274.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.02.008
    摘要 ( 730 )   PDF (568KB) ( 687 )   收藏
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    【目的】研究土壤含水量对水田和旱地土壤中可溶性有机碳和微生物量碳含量以及有机碳矿化的影响,以探明水田和旱地有机碳周转差异的来源。【方法】在标准培养条件下(25℃,100%空气湿度)培养100 d,研究了5个水分梯度下(45%、60%、75%、90%、105%WHC,WHC为土壤饱和持水量)水田和旱地土壤有机碳的矿化特征,并测定了培养期内3个水分梯度下(45%、75%、105%WHC)土壤的可溶性有机碳(DOC)和微生物量碳(MBC)含量。【结果】土壤含水量、土地利用方式(水田和旱地)及两者的交互作用对土壤有机碳的矿化、DOC和MBC均有显著影响。水田(45%—90%WHC)和旱地(45%—75%WHC)土壤有机碳的累积矿化率(量)随含水量增高而增高,有机碳的周转半衰期随含水量的增高而缩短(水田为5.23—7.57 a,旱地为6.79—12.87 a)。100 d的培养期内,水田和旱地土壤分别有2.33%—3.94%和1.66%—3.33%的有机碳参与了矿化。淹水条件下,水田和旱地土壤的有机碳矿化速率均高于好气条件。同时,淹水条件还使水田土壤的DOC、MBC含量显著降低,对旱地则无影响。【结论】在一定水分范围内(水田:45%—90%WHC;旱地:45%—75%WHC),提高含水量可以促进水田和旱地土壤有机碳的矿化,有利于养分的释放,但对土壤活性有机碳(DOC和MBC)无促进甚至有抑制作用。土壤有机碳的矿化速率和累积矿化率(量),在淹水条件下和水田土壤中比在好气条件和旱地土壤中高,其原因之一可能是取样制样过程中土样经历的干湿交替过程促进了有机碳的降解。
    长期不同施肥处理对红壤水稻土微生物量氮周转的影响                         
    吕美蓉, 李忠佩, 刘明, 江春玉, 车玉萍
    中国农业科学. 2012, 45(2):  275-282.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.02.009
    摘要 ( 855 )   PDF (498KB) ( 769 )   收藏
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    【目的】土壤微生物生物量是土壤重要的活性养分库。研究长期不同施肥处理下土壤微生物生物量的周转特性,探究施肥对土壤养分转化与供应能力的影响。【方法】对田间长期单施或配施无机氮肥(N)、无机磷肥(P)、无机钾肥(K)、有机质循环(C)及1/2秸秆回田(S)的试验进行采样分析,研究不同施肥处理下土壤微生物生物量、微生物量氮周转及水稻产量变化。【结果】施用磷肥有利于提高土壤微生物量碳、微生物量氮、微生物量氮周转速率以及作物产量,比未施用磷肥处理平均提高了13.2%、33.1%、31.2%及173.4%。单施有机肥也有利于提高土壤微生物量碳、微生物量氮和作物产量,比对照提高了36.1%、28.1%和68.1%,但微生物量氮周转速率降低了4.3%。有机无机肥配合施用显著提高了土壤微生物量碳、微生物量氮、微生物量氮周转速率及水稻产量,NPKC和NPKS处理的土壤微生物量碳、微生物量氮、微生物生物量氮周转速率及水稻产量分别比对照高40.1%、26.3%、177.1%、204.1%和36.1%、20.9%、192.9%、203.3%。【结论】有机无机肥配施能够提高土壤活性养分库,增强土壤养分转化和供给能力,提高稻田生产力。
    低分子量聚乳酸包膜尿素的缓释特性及其减少氨挥发的作用
    吕静, 李丹, 孙建兵, 倪吾钟
    中国农业科学. 2012, 45(2):  283-291.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.02.010
    摘要 ( 669 )   PDF (880KB) ( 685 )   收藏
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    【目的】制备低分子量聚乳酸包膜尿素,研究其缓释效果和减少氨挥发的作用。【方法】以相对分子质量5 000和10 000的聚乳酸为包膜材料,采用流化喷涂法分别制备包膜尿素,再用石蜡作封闭处理或不处理,制得4种包膜尿素;通过扫描电镜观察包膜结构,采用土柱间歇淋溶的方法研究不同肥料施入土壤后氮素的释放,并通过培养试验观测氨挥发损失。【结果】扫描电镜观察结果表明,两种低分子量聚乳酸均能在尿素颗粒表面成膜,石蜡封闭处理能有效减少包膜中的空隙;在等氮量条件下,包膜尿素处理的氮素淋出量显著小于普通尿素处理(P<0.01),缓释效果明显;培养试验结果表明,包膜尿素施入土壤后的氨挥发损失也显著小于普通尿素处理。【结论】低分子量聚乳酸包膜尿素是一种环境友好的新型缓释肥料,值得开发应用。
    亚高山草甸冬夏季牧场土壤动物群落多样性
    肖红艳, 刘红, 李波, 袁兴中, 孙书存, 陈忠礼
    中国农业科学. 2012, 45(2):  292-301.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.02.011
    摘要 ( 642 )   PDF (702KB) ( 553 )   收藏
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    【目的】了解轮牧制度下亚高山草甸土壤动物群落结构及动态变化。【方法】2008年5—10月采用手捡法、干漏斗(Tullgren)和湿漏斗(Baermann)法对青藏高原东部川西北红原县亚高山草甸冬季牧场(WP)和夏季牧场(SP)春夏秋季土壤动物群落结构进行调查。【结果】共获得土壤动物46 746个,分别隶属6门9纲16目61类群;其中WP中22 092个,隶属6门9纲15目42类群;SP中24 654个,隶属6门8纲15目46类群。2种生境中均以线虫为优势类群。轮牧制度下的亚高山土壤动物群落,其个体数量变化趋势是:春季SP>WP,夏季和秋季WP>SP;类群数变化趋势是:春季和秋季SP>WP,夏季WP>SP。2种生境中土壤动物密度和类群数在土壤中的垂直分布随季节变化,从春季到秋季SP中土壤动物密度和类群数均随土深增加而降低,WP中土壤动物类群数表聚性明显;WP中密度随季节更替表聚性越来越弱,到秋季反而随土深增加而增大。春季WP中所有多样性指数均高于SP,但差异不显著;夏季WP中Margalef指数高于SP,Simpson指数显著高于SP,但Pielou指数和Shannon-Wiener指数均显著低于SP;而到秋季WP中只有Simpson指数高于SP,且2种生境中Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou指数存在显著差异。【结论】与其它区域相比,亚高山冬夏季牧场土壤动物群落组成较简单,但土壤动物密度更高。轮牧对亚高山草甸土壤动物群落的季节动态有明显影响,但冬夏季牧场土壤动物群落组成相似。
    园艺
    番茄水通道蛋白基因SlAQP的克隆与序列分析
    李仁, 吴新新, 李蔚, 杨荣超, 赵永钦, 温常龙, 赵冰, 郭仰东
    中国农业科学. 2012, 45(2):  302-310.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.02.012
    摘要 ( 609 )   PDF (831KB) ( 1162 )   收藏
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    【目的】通过分析克隆得到的番茄水通道蛋白SlAQP基因的cDNA全长序列特征、编码蛋白的细胞定位及其在番茄材料Mirco Tom中经干旱胁迫后的表达模式,为进一步研究番茄在逆境下的抗逆机制及加快番茄抗逆育种积累资料。【方法】采用RACE 技术克隆番茄水通道蛋白基因的cDNA全长,结合生物信息学软件分析该基因的编码蛋白特性;利用基因枪转化法将SlAQP基因与GFP融合的瞬时表达载体(SlAQP::GFP)转入洋葱表皮细胞,对该基因进行亚细胞定位;利用Real time-PCR 分析该基因在番茄品种Mirco Tom中经干旱胁迫下的表达机制。【结果】SlAQP基因(GenBank登录号:HQ433337)cDNA全长为1 107 bp,编码区含852 bp,共编码283个氨基酸。生物信息学软件分析表明,SlAQP基因含有6 个跨膜区,2 个NPA 单元,其氨基酸残基与MIP 家族蛋白保守区序列完全一致,且该基因氨基酸序列与其它物种PIP 类质膜型水通道蛋白氨基酸序列具有很高的同源性。11个物种间的聚类分析表明,SlAQP基因编码的蛋白与马铃薯质膜型水通道蛋白遗传距离最近。细胞定位结果确认SlAQP基因编码蛋白在细胞质膜上发挥生物学作用。Southern杂交结果显示,SlAQP基因在番茄基因组DNA中呈单拷贝。Real time-PCR 分析结果证实,干旱胁迫下该基因表达量总体呈下降趋势。【结论】对番茄水通道蛋白SlAQP基因在干旱胁迫后的表达模式分析,预示该基因表达受逆境条件的影响,为今后进一步探讨其在干旱胁迫中发挥的作用提供了重要信息。
    桃单果重与6个物候期性状的遗传关联分析
    曹珂, 王力荣, 朱更瑞, 方伟超, 陈昌文, 赵娟
    中国农业科学. 2012, 45(2):  311-319.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.02.013
    摘要 ( 605 )   PDF (1018KB) ( 909 )   收藏
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    【目的】关联分析作为传统连锁分析方法的有效补充,可以鉴定果树的数量性状位点(Quantitative Trait Loci, QTLs)。本研究通过关联分析定位桃单果重及6个物候期性状的QTLs,以研究性状间的遗传相关,为提高桃品质育种的效率奠定理论基础。【方法】以来源于中国6个生态群的104份桃地方品种为试材,利用分布于桃8条连锁群上的53对SSR(Simple Sequence Repeats)引物,用STRUCTURE 2.3.3和TASSEL 2.0.1软件分别对群体结构和全基因组SSR位点间的连锁不平衡(Linkage Disequilibrium, LD)状况进行分析。在结合单果重和6个物候期性状表型数据后进行关联分析,以定位各性状的QTLs。【结果】群体结构显示供试的104份桃地方品种基于数学模型可以分为5群;LD分析表明在53个SSR位点组成的1378个成对组合中,23个成对位点存在着显著LD且得到统计概率支持。虽然相关性分析表明单果重只与展叶期显著相关,但关联分析却显示单果重不仅与盛花期、展叶期、果实成熟期和落叶期均具有相同的关联位点;而且桃单果重的关联位点与不同连锁群上盛花期、果实发育期和落叶期的关联位点也存在显著的LD现象。对单果重具有最大增效表型效应的等位变异UDP96-013-206同时具有提前花期1.46 d、延迟果实成熟期13.77 d、延迟落叶期2.17 d的表型效应。【结论】本研究得到27个与桃单果重及6个物候期性状关联的QTLs,部分位点与前人定位的连锁群相同。关联分析表明单果重与盛花期、展叶期、果实成熟期、果实发育期和落叶期确实存在遗传相关,主要表现为这几个性状可能受到基因多效性调控或者受连锁群内及连锁群间存在连锁或关联关系的基因调控。
    甜樱桃DFR基因内含子2和内含子3的多态性
    王廿, 鄢锦辉, 张开春, 王晶, 张晓明, 闫国华
    中国农业科学. 2012, 45(2):  320-329.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.02.014
    摘要 ( 575 )   PDF (736KB) ( 888 )   收藏
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    【目的】研究70个甜樱桃品种DFR基因多态性与果皮颜色的相关性。【方法】通过DNA序列分析,以不同果皮颜色的10个甜樱桃品种(Prunus avium L.)为材料,检测DFR基因的多态性。根据多态性出现的位点设计特异引物,通过PCR扩增检测70个甜樱桃品种DFR基因的多态性。【结果】获得甜樱桃DFR基因约1 kb的片段,测序结果用BLAST分析发现,其核苷酸序列与樱桃李(Prunus cerasifera)的核苷酸相似性为80 %,预测的氨基酸序列与已知的甜樱桃(P. avium)DFR氨基酸序列相似性达99 %。该片段由3个外显子和3个内含子组成,2个多态性位点分别在内含子2和内含子3上。在黄色、黄底红晕和红色果皮3个组的70个甜樱桃品种中发现3个单倍型,共5种单倍型组合。通过SAS 9.0软件分析发现,所检测到的DFR基因的等位基因频率在黄底红晕果皮品种组和红色品种果皮组中的分布无显著差异。【结论】本研究在甜樱桃DFR基因座上得到2个差异位点,分别在内含子2和内含子3内,其优势基因频率依次为:0.864和0.679;但未发现DFR基因内含子2和内含子3的多态性与果皮颜色之间存在直接关系。
    贮藏·保鲜·加工
    基于磁珠和时间分辨荧光免疫分析的微囊藻毒素LR单链抗体筛选与鉴定
    刘媛, Huovinen Tuomas, 刘贤金, 梁颖, 张存政, 谢雅晶, 贺江, 王耘, 张霄
    中国农业科学. 2012, 45(2):  330-337.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.02.015
    摘要 ( 471 )   PDF (677KB) ( 724 )   收藏
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    【目的】从鼠源合成噬菌体抗体库中,快速分离获得微囊藻毒素LR单链抗体。【方法】采用磁珠筛选和负筛选方法,设计两轮微囊藻毒素LR单链抗体的筛选方案。用噬菌体产出投入比和多克隆噬菌体免疫分析,对每轮筛选后微囊藻毒素LR特异性噬菌体的富集效果进行鉴定。再将第2轮筛选获得的次级库提取单链抗体基因,转入可溶性表达载体;诱导表达后,采用时间分辨荧光免疫法,对单个噬菌体克隆鉴定并测序。【结果】两轮筛选的噬菌体产出投入比分别为4.8×10-8和2.88×10-6。第2轮筛选后的次级库,经多克隆噬菌体免疫分析得到的荧光信噪比,比原始抗体库提高了22.8倍。最终鉴定得到5株不同的阳性噬菌体克隆,其中最佳的克隆对微囊藻毒素LR的检测灵敏度(IC10)为13 ng•mL-1,抑制中浓度(IC50)为435 ng•mL-1,线性范围在31—5 952 ng•mL-1。【结论】本研究筛选到的单链抗体,有潜力应用于微囊藻毒素LR的免疫学检测或免疫亲和柱的制备,同时也探索了一种高效的微囊藻毒素LR单链抗体的库筛选、鉴定方法。
    榨菜低盐腌制细菌群落多样性的分析
    翁佩芳, 陈希, 沈锡权, 吴祖芳, 任静
    中国农业科学. 2012, 45(2):  338-345.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.02.016
    摘要 ( 745 )   PDF (548KB) ( 818 )   收藏
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    【目的】揭示在低盐浓度条件下榨菜不同盐度腌制体系细菌种群分布及优势菌变化规律,为进一步确定微生物类型与榨菜腌制质量品质之间的相关性提供微生物学基础。【方法】采用16S rDNA基因克隆文库及克隆子分析方法,对5%和7%盐度条件下榨菜腌制体系的微生物多样性、优势种群及其变化规律进行分析。【结果】5%盐度腌制体系的中前期优势种群为乳杆菌属(Lactobacillus)、明串珠菌属(Leuconostoc)和魏斯氏菌属(Weissella);7%盐度腌制体系的中前期优势乳酸菌为希腊魏斯氏菌(Weissella hellenica);腌制后期,起主导作用的种群均变成了植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)。在5%盐度腌制条件下pH下降较快,在第10天最低达3.79;而7%盐度条件下,pH变化相对较慢在第20天达最低为4.49,相对应其乳酸菌数量前者生长较快,在第10天达到3.22×108 CFU/mL,而在7%盐度条件下乳酸菌数量减少相差近100倍;经腌制3个月的半成品其硝酸盐和亚硝酸盐含量分别在320 mg•kg-1和2.9 mg•kg-1。【结论】 采用16S rDNA克隆文库法可检测榨菜低盐腌制过程微生物多样性。低盐条件下腌制pH始终呈下降趋势最后稳定在3.9-4.0;5%盐度腌制较适合乳酸菌的生长,其早期优势菌主要有乳杆菌属、明串珠菌属和魏斯氏菌属;7%盐度时腌制前期优势菌种为希腊魏斯氏菌;最后起主导作用的种群均为植物乳杆菌。低盐腌制后硝酸盐和亚硝酸盐含量显著低于传统高盐腌制工艺,其它无显著差异。
    畜牧·资源昆虫
    五指山小型猪近交系主动脉内皮细胞体外培养模型的建立和TLR2介导炎症相关因子的表达
    王攀, 陶晓莉, 沈祖楠, 李和刚, 潘杰, 牟玉莲, 李奎
    中国农业科学. 2012, 45(2):  346-352.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.02.017
    摘要 ( 501 )   PDF (450KB) ( 547 )   收藏
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    【目的】探讨五指山小型猪近交系主动脉内皮细胞体外分离培养和鉴定的方法,研究LPS对内皮细胞TLR2表达的影响及TLR2介导内皮细胞炎症因子的表达情况。【方法】以3—4月龄的五指山小型猪近交系为试验材料,取其胸腹主动脉,采用0.1%I型胶原酶消化分离主动脉内皮细胞。利用细胞吸收DiI-Ac-LDL试验和流式细胞仪检测CD31的特异表达两种方法进行内皮细胞的鉴定。1 μg•mL-1LPS刺激内皮细胞0、6、8和12 h,实时荧光定量PCR检测TLR2和TLR4的表达量;1 μg•mL-1LPS刺激内皮细胞12 h后,10 μg•mL-1LTA孵育0、6和12 h,实时荧光定量PCR检测炎症因子IL-6、IL-8和黏附分子ICAM-1的表达量。【结果】分离得到的主动脉内皮细胞呈铺路石样整齐排列,且生长状态良好;细胞膜上表达CD31分子和Ac-LDL的受体,证实分离得到的细胞是血管内皮细胞。LPS刺激后细胞TLR2 mRNA水平的表达量明显升高(P<0.05),而TLR4 mRNA水平表达量无明显变化。添加LTA孵育后,细胞炎症因子IL-6、IL-8和黏附分子ICAM-1的mRNA水平表达量较对照明显升高(P<0.05)。【结论】成功建立了五指山小型猪近交系主动脉内皮细胞体外培养模型,并检测到TLR2在LPS刺激内皮细胞后表达量升高,能够介导细胞炎症相关因子的表达。
    番鸭就巢性状相关基因表达的cDNA-AFLP分析
    吴旭, 严美姣, 刘丽平, 傅星源, 连森阳, 李昂
    中国农业科学. 2012, 45(2):  353-358.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.02.018
    摘要 ( 800 )   PDF (455KB) ( 643 )   收藏
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    【目的】寻找与番鸭就巢性状相关的表达基因,了解其就巢调控的分子机理。【方法】采用cDNA-AFLP (cDNA-amplified fragment length polymorphism)技术分析遗传背景相近的RF系白羽番鸭就巢个体和非就巢个体脑垂体基因表达差异。【结果】筛选到与就巢行为相关差异表达片段82条,选取其中15条进行测序。将测序结果在GenBank数据库进行BLAST比较和分析,发现 8个片段(53.3%)与已知基因具有较高同源性,涉及与繁殖性能紧密相关的下丘脑-垂体-性腺轴(hypothalamic-pituitary-gonadal,HPG)上的功能基因,如GnRH基因、FSH基因,同时也分离到位于GH/IGF轴上的功能基因,即GH基因;以及在功能上属于信号传导、转录调控、代谢的调节基因,如超氧化物歧化酶基因、角蛋白关联蛋白基因、硫氰酸酶释放硫基转移酶基因等。2个片段与未知功能的基因有同源性,5个与数据库中现有的基因没有明显的相似性。随机选择3个片段进行RT-PCR验证,检测片段的表达模式与cDNA-AFLP结果一致。【结论】揭示番鸭不同就巢性状基因表达调控模式,进一步阐明番鸭就巢的分子机理。
    牛肌肉生长抑制素基因敲除打靶载体的构建
    赵丽华, 梁浩, 云亭, 李荣凤
    中国农业科学. 2012, 45(2):  359-368.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.02.019
    摘要 ( 630 )   PDF (675KB) ( 867 )   收藏
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    【目的】构建两套用于牛肌肉生长抑制素(myostation,MSTN)基因敲除的置换型打靶载体。【方法】设计并合成含有限制性内切酶酶切位点的引物,利用聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)以牛耳皮肤组织基因组DNA为模板分别扩增出两套打靶载体的同源短臂和长臂,再分别插入到两套打靶专用基础载体pMCS-PLP和PⅢ中,构建两套用于牛MSTN基因敲除的置换型打靶载体pPLP-MSTN和PⅢ-MSTN。【结果】经过PCR、T载体连接和DNA测序,证实载体pPLP-MSTN包含2.8 kb同源短臂和4.0 kb同源长臂,载体PⅢ-MSTN包含1.3 kb同源短臂和6.8 kb同源长臂;经过限制性内切酶酶切鉴定,证实两套载体的同源臂分别正确插入到基础载体内。【结论】两套牛MSTN基因敲除打靶载体pPLP-MSTN和PⅢ-MSTN构建成功,载体pPLP-MSTN为不含负筛选标记的传统基因敲除打靶载体,载体PⅢ-MSTN为不含负筛选标记的荧光蛋白启动子捕获打靶载体。
    诱导性多能干细胞的研究及应用
    苗向阳, 陈晓瑛
    中国农业科学. 2012, 45(2):  369-375.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.02.020
    摘要 ( 476 )   PDF (592KB) ( 1084 )   收藏
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    自从小鼠的胚胎成纤维细胞和鼠尾成纤维细胞重编程成为诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)以来,iPS的研究成了干细胞研究领域的热点。与胚胎干细胞相比,iPS细胞有操作简便和高稳定性等优点可以应用于,如创建人类疾病的遗传模型,培育转基因动物用于器官移植,改善动物生产性状和抗病性,以及生物制药等领域。另外,iPSCs的产生对于解决长期以来干细胞研究领域的伦理问题和免疫排斥问题有巨大的意义,iPS结合基因治疗和细胞移植疗法的成果已经应用到了动物疾病模型上。iPS细胞技术给病人特定细胞治疗和基因针对性药品研制带来了巨大的前景。此外,该技术也提供了iPS细胞重编程机制和人类疾病的病理过程研究的新平台。然而,现阶段多能干细胞的研究只是开辟了一个新的领域,iPS技术要应用于临床还有很多工作要做。本文主要针对iPSCs的研究现状与应用前景进行讨论。
    水肥耦合效应对玉米产量及青贮品质的影响
    冯鹏, 王晓娜, 王清郦, 孙启忠, 赵淑芬
    中国农业科学. 2012, 45(2):  376-384.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.02.021
    摘要 ( 812 )   PDF (666KB) ( 608 )   收藏
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    【目的】研究水肥耦合效应对青贮玉米产量、发酵品质、营养价值及灌溉水利用效率的影响,探讨肥料和灌溉水更有效的综合利用途径。【方法】以青贮专用型玉米中北410为试验材料,设水、氮二因素:氮肥(尿素)施用量分别设0、75、225和300 kg•hm-2 4个水平,灌水量分别设0、1 839.96、2 069.96和2 299.95 m3•hm-2 4个水平,测定各水肥处理组的田间产量,原料乳酸(LA)、乙酸(AA)、丙酸(PA)、丁酸(BA)、氨态氮(NH3-N)、缓冲能(BC)含量,原料和青贮料干物质(DM)、粗蛋白(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、粗灰分(CA)、粗脂肪(EE)、可溶性碳水化合物(WSC)的含量。【结果】灌水2 069.96 m3•hm-2、施氮肥225 kg•hm-2处理组的玉米产量最高,达到87 229.87 kg•hm-2,产量增幅为36.67%;施氮肥225 kg•hm-2处理组(W0N2、W1N2、W2N2和W3N2)乳酸含量显著高于其各自同灌溉水平处理组(P<0.05),较不灌水不施肥处理组(control check,CK)提高11.96%、15.03%、12.58%和15.64%;青贮消耗了原料的可溶性碳水化合物,降低了原料的洗涤纤维含量,提高了青贮饲料的消化率。灌水2 069.96 m3•hm-2、氮肥的施用量为225 kg•hm-2处理组中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量最低,分别为53.61%DM和28.39%DM。【结论】在一定范围内,灌水利用效率随灌水量增加而增加。在节水灌溉的同时,施以合理的氮肥量,是干旱、半干旱地区提高产量及灌溉水利用效率的有效途径;灌水2 069.96 m3•hm-2,施氮肥225 kg•hm-2处理组的玉米产量和玉米青贮时的乳酸含量高,营养品质好,为理想的水肥组合。
    兽医
    动物源qnr基因阳性肠杆菌I类整合子的研究
    岳磊, 陈雪影, 庄娜, 何家欣, 时伟, 廖晓萍, 刘雅红
    中国农业科学. 2012, 45(2):  385-390.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.02.022
    摘要 ( 603 )   PDF (568KB) ( 437 )   收藏
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    【目的】研究I类整合子在qnr基因阳性的动物源肠杆菌中的流行情况,探讨qnr基因与I类整合子之间的流行相关性。【方法】PCR测序检测从526株动物源肠杆菌中筛选到的14株qnr基因阳性株的I类整合酶,并对I类整合酶阳性菌的基因盒进行长片段PCR测序。【结果】14株qnr基因阳性动物源肠杆菌均携带I类整合子,且每个基因盒至少携带两个耐药基因。在所发现的基因盒中二氢叶酸还原酶(dfrA)和氨基糖苷腺苷酰转移酶(aadA)的检出率最高。本研究还检测到了1个携带林可胺核苷酸转移酶(linF)和2个携带利福平核糖基转移酶(arr-3)的基因盒子。2株aac(6')-Ib-cr基因阳性菌的aac(6')-Ib-cr基因也位于基因盒中,且均位于一空基因盒的下游。在本研究检测到的基因盒中,dfrA27-aadA2、dfrA12-orfF-aadA2和dfrA17-aadA5为检出率最高的基因盒排列。【结论】qnr 基因与I类整合子具有明显的流行相关性。
    Kisspeptin-10对无血清培养鸡F1级卵泡颗粒细胞孕酮分泌的影响及机制研究
    肖蕴祺, 黄炎冰, 吴晶, 倪迎冬, 赵茹茜
    中国农业科学. 2012, 45(2):  391-398.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.02.023
    摘要 ( 590 )   PDF (297KB) ( 551 )   收藏
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    【目的】研究kisspeptin-10对无血清培养的鸡卵泡颗粒细胞孕酮分泌的作用及可能机制。【方法】选取200日龄处于产蛋高峰期的伊莎蛋鸡,于排卵前剖腹收集F1卵泡,分离纯化颗粒细胞,于含胎牛血清培养基中培养24 h,换成无血清培养基稳定培养24 h后,用不同浓度的Kp-10、U73122、EGTA等单独或共同处理细胞,收集细胞上清,放射免疫学方法检测培养基中孕酮含量。【结果】(1)通过免疫细胞化学方法,显示颗粒细胞上有Kp-10免疫活性样物质的阳性表达;(2)Kp-10处理可显著增加无血清培养的颗粒细胞的活力,100 nmol•L-1时可显著促进孕酮的分泌(P<0.05);(3)与对照组相比,2 μmol•L-1 U73122(磷脂酶C抑制剂)对孕酮的分泌无显著影响(P>0.05),而0.5、2 μmol•L-1 U73122能显著降低Kp-10对孕酮分泌的促进作用(P<0.05);(4)钙离子阻断剂Verapamil(1—100 μmol•L-1 )呈剂量依赖性降低孕酮的分泌,于100 μmol•L-1时达显著降低水平(P<0.05);与1 μmol•L-1 Verapamil单独处理组相比,100 nmol•L-1 Kp-10与1 μmol•L-1 Verapamil同时处理可显著增加孕酮的分泌,而与10、100 μmol•L-1 Verapamil共同处理不能逆转其对孕酮分泌的抑制作用(P>0.05),且胞内钙离子含量与上清液中孕酮分泌水平相一致;(5)与100 nmol•L-1 Kp-10处理组相比,1和5 mmol•L-1 EGTA共同处理时孕酮分泌显著降低,当再加入1.5 mmol•L-1 Ca2+时孕酮分泌量显著增加。【结论】Kp-10促进体外培养的鸡卵泡颗粒细胞孕酮的分泌,其机制可能与胞内Ca2+信号通路有关。
    研究简报
    一种基于PCR技术混合样本高效定性筛查转基因阳性样本的方法
    刘文文, 郝转芳, 翁建峰, 李新海, 宋新元, 张世煌, 谢传晓
    中国农业科学. 2012, 45(2):  399-404.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.02.024
    摘要 ( 891 )   PDF (564KB) ( 1032 )   收藏
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    【目的】基于PCR技术与DNA样本混合策略建立一种高效定性筛查大量待检样本中转基因阳性样本的方法。【方法】以480个样本为研究案例,对待检样本DNA模板随机编号后构建虚拟三维混合池,置于5×96孔板中,将各板、各行和各列分别混合,构建所有板各行的X维行池(A,B,C,……G,H)和所有板各列的Y维混合池(1,2,3,……11,12),各板所有样本混合的Z维混合池(I,II,III,IV,V)。利用三维交叉唯一性原理与PCR检测的灵敏性与特异性,高效定性筛查样本中的阳性个体。将浓度为500 ng•µL-1的阳性对照分别用ddH2O和同浓度阴性DNA模板进行96倍(96×)稀释,检测该方法的灵敏性与特异性。5×96孔板480个样本中,双盲法随机掺入13个Bt176转化事件标准样本(Cry1Ab阳性与Bt176特异引物阳性),通过对25个混合池检测,得到候选阳性样本,并进行二次检测,筛查出真正的阳性样本。【结果】96×混合样本未影响检测的灵敏性与特异性。通过该种混合池得到可能的33个候选样本,再对33个候选样本进行二次检测,成功检测出所有与设置相符的盲样,即掺入的13个阳性样本。【结论】该方法适用于从大量的样本中用PCR方法定性筛查少量阳性样本的检测,工作量比普通单样本逐一检测的方法降低了80%左右。