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当期目录

    2012年 第45卷 第11期 刊出日期:2012-06-01
      
    作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
    基于40个核心SSR标记揭示的820份中国玉米重要自交系的遗传多样性与群体结构
    刘志斋, 吴迅, 刘海利, 李永祥, 李清超, 王凤格, 石云素, 宋燕春, 宋伟彬, 赵久然, 赖锦盛, 黎裕, 王天宇
    中国农业科学. 2012, 45(11):  2107-2138.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.11.001
    摘要 ( 768 )   PDF (507KB) ( 1133 )   收藏
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    【目的】选择有代表性的材料进行遗传多样性与群体结构的解析是进行等位基因发掘、复杂性状关联 分析、研究,及作物育种实践的重要基础。【方法】利用覆盖玉米全基因组的40 个核心SSR 标记,采用基于测序 的基因型鉴定技术对820 份代表中国玉米育种资源种质基础的自交系进行全基因组扫描,通过PowerMarker V3.25 与Structure V2.3.3 等软件揭示其基因多样性与群体结构。【结果】在820 份自交系中,40 个SSR 标记所检测到 的等位变异为10—72 个,平均36.87 个/位点;基因多样性为0.46—0.9458,平均0.8430;PIC 为0.43—0.94, 平均0.83。聚类分析表明,K=5 时,△K 值最大,即这些自交系可以划分成5 个类群,依次为兰卡斯特、旅大红 骨、塘四平头、瑞德与P 群,各类群内平均等位变异与遗传多样性分别为24.23 个/位点与0.8145、22 个/位点与 0.8398、11.8 个/位点与0.7054、17.45 个/位点与0.7686 以及14.65 个/位点与0.7495。【结论】中国玉米自交 系在育种实践中形成了相对独立的优势类群,蕴含了比较丰富的遗传变异,显示出了较高水平的基因多样性。不 同类群之间的遗传多样性水平存在一定的差异,在划分的5 个类群中,兰卡斯特与旅大红骨类群的遗传变异相对 较丰富,基因多样性相对较高,其次为瑞德与P 群,塘四平头相对较低。
    大豆疫霉根腐病抗性相关基因SDR1的克隆及功能分析
    范素杰, 吴俊江, 陈晨, 王欣, 姜良宇, 王金生, 李文滨, 徐鹏飞, 张淑珍
    中国农业科学. 2012, 45(11):  2139-2146.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.11.002
    摘要 ( 633 )   PDF (993KB) ( 877 )   收藏
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    【目的】获得大豆疫霉根腐病抗性相关基因,为培育大豆抗病品种提供理论依据。【方法】在以大豆抗病品种绥农10构建的受疫霉菌诱导后差异表达的cDNA消减文库的基础上,选取文库中一条与其它植物的DR1基因具有较高同源性且上调表达的EST序列。通过RT-PCR方法从绥农10中克隆该基因,并构建到植物表达载体pCAMBIA3301上,以感病品种东农50的子叶节为外植体通过根癌农杆菌介导的方法进行大豆遗传转化。【结果】该基因全长805 bp,开放读码框为471 bp,编码156个氨基酸,在此命名为SDR1。遗传转化获得转基因PCR鉴定阳性植株5株,Real-time PCR检测T1转基因植株较非转基因植株SDR1表达量提高20倍以上的有3株,经Southern杂交分析表明,出现杂交信号的有3株。经离体叶片接种大豆疫霉菌,转基因大豆的抗性较非转基因大豆明显提高。【结论】成功克隆了大豆疫霉根腐病抗性相关基因SDR1,并通过对过量表达的大豆转基因植株的抗病性鉴定初步确定了SDR1的抗病功能。
    耕作栽培·生理生化·农业信息技术
    大穗型杂交粳稻产量构成因素协同特征及穗部性状
    龚金龙, 胡雅杰, 龙厚元, 常勇, 李杰, 张洪程, 马荣荣, 王晓燕, 戴其根, 霍中洋, 许轲, 魏海燕, 邓张泽, 明庆龙
    中国农业科学. 2012, 45(11):  2147-2158.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.11.003
    摘要 ( 729 )   PDF (591KB) ( 669 )   收藏
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    【目的】旨在探讨大穗型杂交粳稻库容构成特征及其穗部性状,探索其群体生产力增长途径。【方法】采用大田试验,以具有代表性的8个大穗型杂交粳稻品种(A18/F7562、A2/F7563、A20/F7501、A5/F9249、A2/F7513、A20/F7503、甬优8号和甬优13号)和2个中等穗型常规粳稻品种(武运粳7号和武粳15)为材料,对大穗型杂交粳稻产量构成特征、群体颖花量、库容量、穗部性状等进行系统的研究。【结果】大穗型杂交粳稻产量、群体颖花量、库容量、穗长、着粒密度、单穗重、每穗一次枝梗数、一次枝梗单枝梗着粒数、每穗一次枝梗总粒数、每穗二次枝梗数、二次枝梗单枝梗着粒数和每穗二次枝梗总粒数显著或极显著高于中等穗型常规粳稻,穗数、结实率、千粒重、一次枝梗结实率和二次枝梗结实率极显著低于中等穗型常规粳稻。随着每穗粒数的增加,大穗型杂交粳稻产量、群体颖花量、库容量和二次枝梗结实率先增后减,穗长、着粒密度、单穗重、每穗一次枝梗数、一次枝梗单枝梗着粒数、每穗一次枝梗总粒数、每穗二次枝梗数、二次枝梗单枝梗着粒数和每穗二次枝梗总粒数不断增加,穗数、结实率、千粒重、一、二次枝梗数比值、一、二次枝梗总粒数比值和一次枝梗结实率不断降低,除产量、库容量和二次枝梗结实率外其它与每穗粒数的相关均达到显著或极显著水平。每穗粒数的提高由中等穗型到偏大穗型,主要依靠一次枝梗的贡献,而由偏大穗型到大穗型以及特大穗型和超大穗型,则主要依靠二次枝梗的贡献。在满足一定穗数和具备稳定的结实率的基础上,提高千粒重,是充分利用大穗型杂交粳稻获取超高产的关键;提高群体颖花量是增加产量的基础,而提高库容量是增加产量的重点,在提高群体颖花量的同时还需兼顾千粒重的稳定。【结论】在本试验条件下,大穗型杂交粳稻每穗粒数250左右时穗粒结构合理,群体颖花量高,库容充实足,产量最理想。随着水稻品种和栽培技术的不断进步,其最适值还将可能更高。
    基于国营农场的作物生产信息管理系统设计与实现
    戴建国, 王克如, 李少昆, 李栓明, 王琼
    中国农业科学. 2012, 45(11):  2159-2167.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.11.004
    摘要 ( 510 )   PDF (768KB) ( 803 )   收藏
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    【目的】研究基于国营农场规模化农业生产模式下作物生产信息管理系统的作用、功能、以及设计和实现方法。【方法】以新疆兵团农场为例分析国营农场的作物生产信息管理特点,合理划分角色和功能,使用BS(Browser/Server)和CS(Client/Server)混合软件结构模式,基于.net技术体系采用面向对象程序设计方法。【结果】开发了适用于国营农场的作物生产信息管理系统并在兵团130团场进行试运行,系统融合RS和GIS技术,提供了信息采集、录入、管理、统计分析等功能,能够满足国营农场生产管理要求,大大提高工作效率。系统采用基于服务的软件结构,将数据访问封装为Web服务,初步提供异构系统数据共享支持。【结论】通过设计和开发基于中国国情的农作物生产信息管理系统,提高了国营农场的管理效率,并为精准农业相关技术在生产中的充分应用提供了数据支持和系统架构上的探索。
    植物保护
    季节性变暖对中国农作物病虫害的影响
    霍治国, 李茂松, 李娜, 王丽, 黄大鹏, 王春艳
    中国农业科学. 2012, 45(11):  2168-2179.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.11.005
    摘要 ( 857 )   PDF (695KB) ( 943 )   收藏
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    基于已有研究成果,采用农作物病虫害发生危害时空变化对季节性变暖时空变化响应事实检测的方法,系统分析和汇总季节性变暖对农作物病虫害影响的已有观测事实及其变化规律性,提出其影响的最新认知,并对今后的发展方向进行展望。已有影响事实检测表明:暖冬可使病虫进入越冬阶段推迟,延长病菌冬前侵染、冬中繁殖时间,降低害虫越冬死亡率,增加冬后菌源和虫源基数;病虫害发生期、迁入期、危害期提前;越冬北界北移、海拔上限高度升高;持续暖冬可使冬后虫源基数显著增加。与常年相比,全国性暖冬年冬中病菌繁殖侵染率可比冬前增加50%以上、冬中害虫存活率可达常年的1—2倍,冬后菌源、虫源基数增加1倍以上;持续暖冬冬后虫源基数可达常年的5倍以上;病害始见期、虫害发生期提前5 d以上,最早可分别提前20、30 d以上;稻飞虱越冬北界北移2—4个纬度,小麦条锈病越冬海拔上限高度升高100—300 m。暖春有利于病虫害危害期提前、扩展速度加快、发生程度加重。炎夏可使一些病菌越夏的海拔下限高度增加、面积和菌量减少,一些害虫发育历期延长、死亡率增加。暖秋有利于害虫滞留危害,发生代数可比常年增加1个代次。季节性变暖对农作物病虫害影响的时空变化及其规律性、发生与灾变的影响预估、风险评估及适应对策将是未来需要重点解决的关键问题。
    一株对TMV和PVY具有拮抗活性生防菌的筛选与鉴定
    翟熙伦, 杨金广, 申莉莉, 钱玉梅, 王盼, 孙丽萍, 王惠卿, 赵洪东, 王永, 王凤龙
    中国农业科学. 2012, 45(11):  2180-2188.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.11.006
    摘要 ( 591 )   PDF (715KB) ( 735 )   收藏
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    【目的】筛选对烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)和马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)具有显著拮抗活性的菌株。【方法】从山东诸城等植烟区采集烟草病毒病高发区健康烟株中烟100(Nicotiana tabacum var. Zhongyan 100)的根际土壤,分离抗TMV的活性菌株,通过生理生化测定和分子鉴定确定菌株。采用Real-time PCR技术定量检测该菌株对TMV和PVY的抑制作用进一步验证该菌株的抗病毒活性。田间试验进行3个处理,菌液与病毒混合,2 h后接种(I),喷菌液2 h后接种病毒汁液(II),接种病毒汁液2 h后喷施菌液(III),以8%宁南霉素和肥皂水分别与等体积病毒汁液混合为阳性对照,以LB培养基与病毒汁液混合为空白对照。利用菌株发酵液对剪刀上病毒的钝化作用进行验证试验。【结果】筛选到的菌株通过枯斑寄主半叶法显示其对TMV的抑制效果达98%以上,命名为4A1,分子鉴定结果显示该菌株16S rDNA序列与Pseudomonas monteilii的16s rDNA序列同源率达到99%;菌株4A1为革兰氏阴性,氧化酶、淀粉水解VP、吲哚等反应为阴性,明胶液化、葡萄糖反应为阳性,能运动,确定该菌株为蒙氏假单胞菌(P. monteilii)。Real-time PCR检测结果显示其发酵液对TMV、PVY具有显著的抑制活性。田间试验结果显示,处理I可有效降低大部分病毒侵染,TMV和PVY发病率分别为5.3%和7.7%,病情指数分别为0.8和2.9;处理II可显著减少TMV和PVY的侵染几率,发病率分别为33.3%和36.7%,病情指数分别为4.2和6.0;处理III烟株发病率为95.0%和92.0%,病情指数为24.5和20.1;CK组TMV、PVY发病率分别为99.3%和95.4%,病情指数为别为38.6和45.1。菌株对剪叶工具的处理,钝化病毒效果可达95%以上,防效显著高于其它处理。【结论】在烟叶生产上,该菌株可以作为生产工具的生物消毒剂和抗病毒剂。
    家蚕乙酰胆碱酯酶基因bmace在毕赤酵母GS115中的表达及其分析
    何永盛, 陈舒迟, 王弘, 韩双艳, 杨琼, 刘细霞, 董洁娴, 杨武英, 孙远明
    中国农业科学. 2012, 45(11):  2189-2198.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.11.007
    摘要 ( 843 )   PDF (1314KB) ( 513 )   收藏
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    【目的】构建表达家蚕乙酰胆碱酯酶(BmAChE)的毕赤酵母菌株,实现BmAChE在毕赤酵母中分泌表达并对其活性进行分析。【方法】从家蚕头部提取总RNA,经RT-PCR反转录成cDNA,通过PCR扩增出家蚕乙酰胆碱酯酶基因bmace并进行序列测定。采用PCR及重叠延伸PCR去除原bmace中的信号肽和疏水肽,并对序列中存在的2个A+T富含区进行同义密码子替换的改造。将改造后的bmace与表达载体pPIC9K连接,转化毕赤酵母GS115,甲醇诱导表达。SDS-PAGE和Western blotting鉴定重组蛋白,以Ellman法测定酶活力,毒扁豆碱和有机磷及氨基甲酸酯类农药抑制试验分析重组BmAChE(rBmAChE)的生物活性。【结果】改造后的bmace经重组毕赤酵母菌株分泌表达了1个分子量约为70 kD的蛋白,具有AChE活性,酶比活力约为1 187 U•mg-1。抑制试验显示,该rBmAChE能够被毒扁豆碱强烈抑制,并且可被皮蝇磷等10种有机磷农药和克百威等5种氨基甲酸酯类农药抑制,最低抑制浓度IC50值可达2.78×10-10 mol•L-1。【结论】成功构建分泌表达BmAChE的毕赤酵母菌株,其表达了具有良好活性的rBmAChE,可用于进一步制备有机磷及氨基甲酸酯类农药快速检测分析制剂。
    土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境
    添加葡萄糖及硫酸铵对水稻土微生物生物量和功能多样性的影响
    栗方亮, 李忠佩, 刘明, 江春玉, 车玉萍
    中国农业科学. 2012, 45(11):  2199-2208.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.11.008
    摘要 ( 750 )   PDF (594KB) ( 714 )   收藏
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    【目的】高养分浓度可能对土壤的碳氮转化和微生物特性产生显著影响。研究高养分浓度下添加葡萄糖对土壤中碳氮的转化调控及其微生物变化特征,可为正确认识特殊条件下养分转化过程特性,提出提高氮素利用效率的措施提供科学参考。【方法】采集中国亚热带地区典型的水稻土样品,设置不同硫酸铵用量和葡萄糖添加量处理,布置室内培育试验,研究了不同处理下土壤中NH4+-N、NO3--N、矿质氮、微生物生物量及微生物群落功能多样性变化。【结果】与不添加葡萄糖处理相比,高硫酸铵用量处理下,添加不同浓度葡萄糖处理NH4+-N、NO3--N和矿质氮变幅分别为-4.3%—10.2%、-8.0%—41.8%和-3.9%—10.4%,而微生物量碳显著增加了89.6%—126.7%,微生物量氮增加了11.5%—109.0%。中等硫酸铵用量处理下,添加葡萄糖处理NH4+-N、NO3--N和矿质氮浓度变幅分别为-7.5%—5.8%、6.1%—58.3%和-7.2%—49.4%;微生物量碳氮也有增大趋势。BIOLOG分析显示,高、中硫酸铵用量处理下,AWCD值、Shannon、Simpson和McIntosh指数一直处于较低水平。与常规硫酸铵用量处理相比,仅添加葡萄糖和常规硫酸铵用量下添加葡萄糖后,NH4+-N、NO3--N和矿质氮浓度显著降低了17.3%—29.0%、21.4%—92.9%和18.8%—45.9%,微生物量碳、氮没有显著增加,AWCD值和微生物功能多样性指数水平较高。葡萄糖及硫酸铵对土壤微生物量碳和AWCD值的影响存在交互作用。【结论】较高的养分浓度下添加葡萄糖,调节了土壤C/N比,土壤微生物活动增强,提高了氮素的生物固持效率,降低了土壤中无机氮的含量。在当前大量施用无机氮肥背景下,尤其要重视有机无机肥配合,调控氮素转化过程,降低氮素损失风险。
    潮褐土冬小麦-夏玉米轮作体系氮肥后效及去向研究
    董娴娴, 刘新宇, 任翠莲, 吉艳芝, 巨晓棠, 张丽娟
    中国农业科学. 2012, 45(11):  2209-2216.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.11.009
    摘要 ( 598 )   PDF (581KB) ( 476 )   收藏
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    【目的】在华北平原地区,研究肥料氮在两个轮作季四茬作物中的后效和去向。【方法】采用田间微区15N示踪试验,前茬设置5个氮素水平:0、75、150、225、300 kgN•hm-2(表示为N0、N75、N150、N225、N300),副处理为小麦品种:科农9204和河农822,共计10个处理。【结果】在该试验条件下,后三茬作物均能吸收利用第一茬冬小麦残留在土壤中的15N标记肥料。第二茬夏玉米、第三茬冬小麦和第四茬夏玉米对残留15N的利用率分别为6.5%—14.1%、0.9%—2.9%和1.2%—1.6%。四茬作物的叠加利用率显著高于氮肥当季利用率,N75、N150、N225和N300处理叠加利用率分别是53.8%、58.7%、58.6%和55.8%(第一茬为河农822小麦品种);60.0%、61.3%、60.9%和55.2%(第一茬为科农9204小麦品种)。经过四季作物种植后,土壤剖面中仍有22.3—96.2 kgN•hm-2的氮素残留,残留率为22.1%—32.8%,累积总损失量可达9.3—55.3 kgN•hm-2,损失率为8.9%—18.6%。【结论】在小麦当季,高施氮量条件下肥料主要残留在土壤中,后茬作物可以吸收土壤残留氮肥。土壤中15N含量随施氮量的增加而增加,随着茬口的增多有垂直向下运移的趋势,第一茬作物品种间无显著差异。
    园艺
    苹果密闭园不同间伐方式对光照、光合和生长结果的影响
    李培环, 吴军帅, 董晓颖, 王金政, 薛晓敏, 路超
    中国农业科学. 2012, 45(11):  2217-2223.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.11.010
    摘要 ( 496 )   PDF (540KB) ( 496 )   收藏
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    【目的】研究苹果密闭园的不同间伐方式对果园光照状况、叶片光合指标、果树生长和产量质量的影响,为密闭园的合理改造提供理论依据。【方法】以‘红富士’苹果郁闭园为试材,设计隔行间伐(A)、隔株间伐(B)和行内隔3去1间伐(C)3种处理和不间伐的对照(CK),对它们的光照、光合、树体生长以及产量和质量的相关指标进行测定分析。【结果】3年的结果表明,除CK外,各处理的树冠覆盖率在3年间均有不同程度的增长,但仍表现为CK>C>B>A;果园透光率和树冠内透光率表现为A>B>C>CK;在生长季,各处理叶片的净光合速率、羧化效率和水分利用效率表现为A>B>C>CK,各处理叶片的胞间CO2浓度结果与此相反;3处理每公顷的产量在间伐当年均明显低于CK的,但间伐第二年就可恢复,到间伐第三年处理A、B每公顷的产量则显著高于处理C和CK的;3年间各处理的平均单果重、着色指数、可溶性糖含量、滴定酸的含量、优质果率等质量指标均好于CK,具体表现为处理A、B的明显好于处理C和CK的。【结论】适宜的间伐方式除在短时间内产量有一定下降外,可从根本上改善果园光照状况、提高光合效率和果品质量。
    葡萄赤霉素合成相关基因克隆、亚细胞定位和表达分析
    王西成, 任国慧, 房经贵, 李阿英, 刘洪, 吴伟民, 赵密珍
    中国农业科学. 2012, 45(11):  2224-2231.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.11.011
    摘要 ( 800 )   PDF (553KB) ( 723 )   收藏
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    【目的】分离和克隆‘藤稔’葡萄内根-贝壳杉烯氧化酶基因(VvKO)、GA2-氧化酶基因(VvGA2ox2和VvGA2ox4)、GA3β-羟化酶基因(VvGA3ox4)和GA20-氧化酶基因(VvGA20ox1)等5个重要赤霉素合成相关基因的ORF序列,并对其进行亚细胞定位与表达分析。【方法】采用电子克隆方法克隆相关基因,构建亚细胞定位表达载体,基因枪转化洋葱表皮细胞后激光共聚焦显微镜下观察。并用半定量和荧光定量RT-PCR方法研究各基因的时空表达。【结果】成功克隆了5个基因的完整ORF序列,对上述基因在葡萄不同组织器官中的表达水平进行分析发现,它们在组织器官间的表达有强弱差异。其中,VvGA2ox2主要在果实中表达,VvGA2ox4主要在叶片和果实中表达,而VvKO、VvGA3ox4和VvGA20ox1则在花、叶片和果实中均有一定的表达。VvKO、VvGA2ox2、VvGA2ox4和VvGA3ox4与GFP融合蛋白仅在核内产生绿色荧光;而VvGA20ox1与GFP融合蛋白在细胞核和细胞质膜上均产生绿色荧光信号。【结论】克隆的5个基因与葡萄的花、果实以及营养器官的发育存在不同程度的联系,其中4个基因仅呈现出细胞核内作用的特点,而VvGA20ox1则表现出细胞核和细胞质膜定位的现象。
    贮藏·保鲜·加工
    桃三种肉色类型果实抗氧化因子的比较评价
    沈志军, 马瑞娟, 俞明亮, 许建兰, 蔡志翔, 倪林箭, 颜少宾
    中国农业科学. 2012, 45(11):  2232-2241.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.11.012
    摘要 ( 624 )   PDF (599KB) ( 517 )   收藏
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    【目的】具有较高抗氧化活性的健康有益食品正逐渐被开发利用,从抗氧化组份和抗氧化活性的角度比较评价桃不同肉色类型,为桃种质资源的深入挖掘利用提供理论依据。【方法】研究以75份桃资源为试材,测定并比较分析果皮、果肉和全果的总酚、花色苷、三价铁还原能力(FRAP)、相对抗自由基能力(RAC)以及色泽参数。【结果】红肉桃总酚、花色苷、FRAP和RAC的分布区间均宽于白肉和黄肉桃,但分布区间存在明显重叠;4个指标的最高值均出现在红肉桃资源中。红肉桃抗氧化组份含量极显著地高于白肉和黄肉桃,在全果水平,红肉桃总酚含量为后两者的4.1倍和4.6倍,花色苷含量分别为后两者的20.1倍和11.6倍;红肉桃抗氧化能力亦高于白肉和黄肉类型,FRAP分别是后两者的5.8倍和6.2倍,RAC分别是后两者的3.8倍和4.6倍。桃果实抗氧化能力与总酚和花色苷含量均呈极显著的正相关,但抗氧化能力与总酚的相关系数高于其与花色苷;回归分析也表明桃抗氧化能力与总酚的线性回归关系优于其与花色苷。【结论】红肉桃果实抗氧化组份和抗氧化能力显著高于白肉和黄肉桃,从抗氧化的角度红肉桃资源有开发利用的价值;桃果实总酚对抗氧化能力的贡献高于花色苷;筛选出‘北京一线红’、‘红桃’等抗氧化能力高的红肉桃种质资源。
    硅酸钠处理对厚皮甜瓜果实采后病害的控制及活性氧代谢的作用
    王云飞, 毕阳, 任亚琳, 王毅, 范存斐, 李大强, 杨志敏
    中国农业科学. 2012, 45(11):  2242-2248.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.11.013
    摘要 ( 671 )   PDF (500KB) ( 629 )   收藏
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    【目的】研究硅酸钠处理对厚皮甜瓜果实采后病害的控制和活性氧代谢的作用。【方法】以‘玉金香’厚皮甜瓜为试材,用100 mmol•L-1硅酸钠常温浸泡处理10 min,处理后12 h接种粉红单端孢(Trichothecium roseum),测定处理对果实采后病害及活性氧代谢的影响。【结果】硅酸钠处理可显著降低果实损伤接种T. roseum的病斑直径(P<0.05)和果实的自然发病率;诱导果实过氧化氢(H2O2)的积累和超氧阴离子( )产生速率的提高,增加了果肉组织过氧化氢酶(catalase, CAT)的活性,抑制了前期果肉组织超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)的活性,促进了丙二醛(malondialdehyde, MDA)的产生,降低了果肉组织细胞膜的完整率。接种后硅酸钠处理果实可进一步诱导果肉组织产生更多的H2O2和 ,提高了CAT活性,维持了SOD活性,促进果肉组织产生了较多的MDA。【结论】采后硅酸钠处理可通过调节果实活性氧的代谢来提高厚皮甜瓜果实对采后病害的抗性。
    畜牧·资源昆虫
    抗菌肽的功能、研发与应用
    单安山, 马得莹, 冯兴军, 马清泉, 董娜, 王良, 吕银凤, 朱鑫
    中国农业科学. 2012, 45(11):  2249-2259.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.11.014
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    抗菌肽(antimicrobial peptides,AMPs)广泛存在于多种生物体内,是生物体非特异性免疫功能的重要组成部分,具有抗细菌、真菌、病毒等多种生物学功能。由于其特殊的杀菌机制而使得细菌不易产生耐药性,在多个领域显示了良好的应用前景。本文综述了抗菌肽的类别、生物学功能及其抑菌机制,重点阐述了近年来抗菌肽研发与应用的国内外进展。
    产蛋前期和产蛋期籽鹅组织内参基因的稳定性
    计红, 王忠伟, 郭景茹, 王建发, 赫荣贺, 杨焕民
    中国农业科学. 2012, 45(11):  2260-2266.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.11.015
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    【目的】分析比较使用广泛的7个候选内参基因在产蛋前期和产蛋期籽鹅组织中的表达情况,筛选籽鹅组织基因表达分析中最佳的内参基因及其数目。【方法】应用实时定量反转录PCR技术,分别检测28S rRNA、18S rRNA、GAPDH、ACTB、HPRT1、SDH和TUB在产蛋前期与产蛋期健康籽鹅肝脏、肾脏、心脏、腿肌和卵巢组织中的表达情况,采用绝对定量方法确定基因拷贝数,然后分别使用geNorm和NormFinder程序进行数据分析。【结果】产蛋前期籽鹅各组织中7个内参基因表达稳定度的顺序分别为:GAPDH=HRPT1(0.195)>TUB(0.244)>28S rRNA(0.414)>18S rRNA(0.495)>ACTB(0.541)>SDH(0.610);产蛋期籽鹅各组织中7个内参基因表达稳定度的顺序分别为:GAPDH=28S rRNA(0.128)>TUB(0.181)>ACTB(0.192)>SDH(0.221)>HRPT1(0.316)>18S rRNA(0.362),且7个基因的配对差异分析分别为V2/3(产蛋前期)=0.084、V2/3(产蛋期)=0.069,内参基因的最适数目均为2个。【结论】产蛋前期和产蛋期籽鹅组织目的基因的表达分析中相对适合的内参基因分别为GAPDH和HRPT1、GAPDH和28S rRNA。
    TPM1基因在猪背最长肌生长发育过程中的动态表达
    梁如意, 李岩, 唐中林, 黄瑞华, 李奎
    中国农业科学. 2012, 45(11):  2267-2272.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.11.016
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    【目的】探究原肌球蛋白(tropomyosin,TM)是否在猪背最长肌生长发育过程中发挥生物学功能。【方法】采用SYBR® Green II 荧光法进行荧光定量PCR分析TPM1基因在通城猪和长白猪中的组织表达谱,以及出生前和出生后背最长肌发育中(28个发育点)的表达变化。【结果】TPM1基因在两种猪中背肌和心肌中都有丰富地表达,在背最长肌发育过程中的表达趋势相似,即TPM1基因的表达量先增加后减少,但出现峰值的时间不同(通城猪中,TPM1基因在胚胎期75 d的表达量显著高于其它时间点,P<0.05;长白猪中,TPM1基因在胚胎期90 d的表达量显著高于其它时间点,P<0.05)。【结论】TPM1基因的表达与猪背最长肌生长发育及品种间肌肉表型差异有关。
    SCD1基因不同基因型的差异表达及与牛奶中脂肪酸组成的相关性
    李云龙, 杨章平, 王小龙, 常玲玲, 冀德君, 刘姗, 甘宗辉
    中国农业科学. 2012, 45(11):  2273-2279.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.11.017
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    【目的】探索中国南方荷斯坦奶牛SCD1基因不同基因型的差异表达及与牛奶中脂肪酸组成的相关性。【方法】以同一奶牛养殖场的303头中国荷斯坦奶牛为样本,利用PCR-SSCP技术检测SCD1基因第5外显子878 bp位置的多态性,采用定量FQ-PCR技术初步检测3种基因型的相对表达量,并运用气相色谱技术分析牛奶中脂肪酸的组成。【结果】共检测到3种基因型,即CC、CT和TT,基因型频率分别为0.617、0.339和0.044,等位基因C和T的频率分别为0.787和0.213,仅发现CT表达量显著高于TT(P<0.05)。CC、CT和TT在脂肪酸C4﹕0、C12﹕0、C17﹕0上存在显著差异(P<0.05);在脂肪酸C6﹕0、C8﹕0、C14﹕0、C15﹕0和c9t11CLA上,3种基因型间差异极显著(P<0.01)。在总饱和脂肪酸含量上TT显著高于CC和CT(P<0.05)。【结论】SCD1基因C878T位点的突变对中国荷斯坦牛SCD1基因不同基因型的表达和乳脂肪酸成分有较大的遗传效应。
    不同模型对青海细毛羊生长性状遗传参数估计的比较
    王鹏宇, 官却扎西, 祁全青, 德毛, 张燕军, 王瑞军, 张文广, 李金泉
    中国农业科学. 2012, 45(11):  2280-2287.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.11.018
    摘要 ( 435 )   PDF (629KB) ( 531 )   收藏
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    【目的】分析不同动物模型对青海细毛羊生长性状遗传参数估计的影响。【方法】采用平均信息最大约束似然法应用不同混合动物模型估计青海细毛羊生长性状的遗传参数,并采用似然比检验对不同模型进行比较分析。根据各模型中随机效应的不同,共构建了8个模型。各模型中均包括固定效应、个体直接加性遗传效应、残差效应;随机效应为个体永久环境效应、母体遗传效应、母体永久环境效应。【结果】①各模型估计的初生体重遗传力为0.1696—0.3781,母体效应遗传力为0.0001—0.0900;断奶体重遗传力为0.2520—0.3291,母体效应遗传力为0.0002—0.0759;周岁体重遗传力为0.2244—0.3506,母体效应遗传力为0.0001—0.0918;成年羊体重遗传力为0.2205—0.3981,母体效应遗传力为0.0000—0.0006;②似然比检验表明,与模型1相比,模型3和8相对于初生体重差异显著(P<0.01),模型3对断奶体重差异显著(P<0.01);与模型2相比,模型8对初生体重差异显著(P<0.01);模型6对周岁体重差异显著(P<0.01);模型5和8对成年体重差异显著(P<0.01);与模型4相比,模型5和8对初生体重差异显著(P<0.01);模型6对周岁体重差异显著(P<0.01);对于周岁体重、成年羊体重各模型与模型1的似然比检验差异不显著(P>0.05);模型5、6、7和8分别与模型3相比对各生长性状差异不显著(P>0.05)。【结论】对于初生体重、断奶体重模型3较为适合,而模型1对周岁体重、成年体重较为适合;初生体重、断奶体重受母体遗传效应影响较其它随机效应更为显著;基于模型估计的初生体重、断奶体重和周岁体重、成年体重遗传力分别为0.1995、0.2552、0.3438和0.2205。
    兽医
    禽戊型肝炎病毒中国分离株ORF3蛋白的真核表达与抗原性分析
    胡守彬, 赵钦, 赵菲菲, 肖一红, 周恩民
    中国农业科学. 2012, 45(11):  2288-2294.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.11.019
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    【目的】为获得禽戊型肝炎病毒(hepatitis E virus, HEV)中国分离株(CaHEV)ORF3基因重组蛋白,并对其抗原性进行分析。【方法】提取CaHEV总RNA,通过RT-PCR获得ORF3基因,构建重组质粒pFastBac-HTB-ORF3,转座DH10Bac感受态细胞,提取重组杆粒Bacmid-ORF3,转染sf9细胞,用SDS-PAGE、IFA和Western blot对重组蛋白表达进行鉴定。优化表达条件,将纯化的ORF3蛋白免疫小鼠制备多克隆抗体,用制备的多抗分别与截短表达的3段CaHEV ORF3蛋白进行Western blot和ELISA检测,分析ORF3蛋白的抗原表位区。【结果】SDS-PAGE、Western blot和IFA 结果表明CaHEV ORF3蛋白被成功表达且存在细胞内,昆虫细胞在接毒后4天表达量最高。将ORF3重组蛋白免疫小鼠,利用间接ELISA方法,对制备的多抗倍比稀释检测,效价达到104,Western blot 和ELISA分析表明ORF3蛋白C端74—88氨基酸处具有较强的抗原性。【结论】本试验用Bac-to-bac系统成功构建含有CaHEV ORF3基因的重组杆状病毒,并在昆虫细胞中得到表达,其主要抗原表位位于C端74—88氨基酸,为进一步研究禽HEV ORF3的蛋白结构和功能奠定了基础。
    兔神经肽W及其受体NPWR1基因克隆及分布定位
    孙晓璇, 雷治海, 杨桂红, 刘新义, 叶平
    中国农业科学. 2012, 45(11):  2295-2305.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.11.020
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    【目的】研究神经肽W(NPW)及其受体1(NPWR1,GPR7)mRNA 在兔各器官组织的表达情况。【方法】利用基因克隆方法克隆出兔神经肽W及其受体的cDNA序列片段,以GAPDH 为内参基因,采用相对定量RT-PCR 方法检测NPW及NPWR1 mRNA 在兔体内各组织中的表达情况,用原位杂交方法研究NPWR1阳性细胞在兔脑的分布定位。【结果】克隆出兔NPW及其受体NPWR1的基因部分序列,NPW基因片段长234 bp,NPWR1基因片段长508 bp,GenBank 登录号分别为HQ596517和HQ596518;经DNAStar软件分析,不同物种之间NPW及其受体基因序列的同源性较高。NPW及其受体在兔各组织广泛分布;NPWR1 mRNA在脑内主要分布于海马、小脑、下丘脑、延髓等部位。【结论】兔NPW及其受体基因在进化上是保守的;NPW及其受体在兔体内广泛表达,提示其参与多种生理功能的调节。
    鲁西牛ANGPTL6基因的3个多态位点与其生长性状的关联性分析
    李爱民, 马云, 杨东英, 蓝贤勇, 胡沈荣, 雷初朝, 张春雷, 陈宏
    中国农业科学. 2012, 45(11):  2306-2314.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.11.021
    摘要 ( 495 )   PDF (789KB) ( 536 )   收藏
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    【目的】揭示鲁西牛ANGPTL6 (angiopoietin-like protein 6)基因的遗传变异特征,发现与鲁西牛生长性状显著相关的候选分子标记,为鲁西牛分子育种积累基础资料。【方法】以183头鲁西牛血样为材料,运用DNA池测序和PCR-RFLP等技术检测ANGPTL6基因的序列变异。【结果】检测到鲁西牛ANGPTL6基因内含子中3个新的SNPs。χ2检验表明这3个多态位点均处于哈代-温伯格平衡状态(P>0.05)。遗传变异特征分析显示,T2359C 和 G3258T位点属于中度多态性,C2403A位点属于低度多态性。连锁不平衡和单倍型分析表明,鲁西牛ANGPTL6基因3个多态位点之间为弱连锁,单倍型TCG(野生型)属于优势单倍型(频率为44.3%)。方差分析表明,单个的SNP和不同SNPs之间的组合均与鲁西牛生长性状有着显著或极显著的关联,杂合型个体的生长性状指标均高于纯合型个体。【结论】鲁西牛ANGPTL6基因的3个SNPs与其生长性状显著相关,并且杂合基因型个体明显优于纯合基因型个体,此结果可以应用于鲁西牛的分子育种实践。
    农业经济与管理
    基于中国居民平衡膳食模式的人均粮食需求量研究
    唐华俊, 李哲敏
    中国农业科学. 2012, 45(11):  2315-2327.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.11.022
    摘要 ( 719 )   PDF (735KB) ( 1553 )   收藏
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    【目的】中国是发展中的农业大国,人均资源极其稀缺,粮食安全始终是关系到国民经济发展、社会稳定与国家自立的全局性重大战略问题。人均粮食需求量是计算国家粮食需求量、制定保障粮食安全相关政策时的基础性指标。论文首次从居民营养健康的视角出发,分析中国人均粮食需求量的组成部分,测算基于平衡膳食模式下的中国人均粮食需求量,为实现资源的效用最大化、确保中国粮食安全提供新的数据支持,也为相应消费引导政策的制定提供科学依据。【方法】采用膳食平衡分析法计算基于平衡膳食模式下的人均口粮和饲料用粮、加工用粮的需求量;采用趋势预测法计算种子用粮、工业用粮、损耗等人均需求量。在此基础上,应用情景分析法讨论其不同影响程度。【结果】基于平衡膳食模式的人均粮食需求量不超过400 kg•a-1;其中,低方案为252.64  kg•a-1,中方案为322.07 kg•a-1,高方案为386.60 kg•a-1。近年来,中国实际人均粮食消费量在406.09—378.88 kg•a-1波动,实际值大于基于平衡膳食模式下的人均粮食需求量。【结论】中国人均粮食需求量 322.07 kg•a-1,基本满足中国人均粮食安全的需求量。如果中国粮食人均占有量386.60 kg•a-1,就能够基本确保中国的粮食安全。目前,中国居民由于不合理的食物消费结构模式,造成基于平衡膳食模式下的人均粮食需求量与人均粮食消费量存在差异。为此,国家应该以营养健康为目标调整食物生产结构、加强居民对平衡膳食结构等食物消费认识的宣传普及工作,以及引导居民建立合理的食物消费习惯。
    研究简报
    巴西橡胶树橡胶粒子蛋白质的16-BAC/SDS-PAGE双向电泳及质谱分析
    代龙军, 项秋兰, 黎瑜, 聂智毅, 康桂娟, 段翠芳, 曾日中
    中国农业科学. 2012, 45(11):  2328-2338.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.11.023
    摘要 ( 780 )   PDF (741KB) ( 786 )   收藏
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    【目的】分析巴西橡胶树(Hevea Brasiliensis Müll.Arg.)橡胶粒子的蛋白质构成,探索未知的橡胶粒子蛋白质。【方法】采用16-BAC/SDS PAGE双向电泳分离橡胶粒子蛋白质,采用MALDI/TOF-TOF质谱技术进行蛋白质鉴定;此外,利用磺基异硫氰酸苯酯(SPITC)化学辅助质谱测序法进行肽段的从头测序,获得未知蛋白质肽段的氨基酸序列。通过搜索橡胶树胶乳转录组测序获得的EST数据库,获取已知部分氨基酸序列蛋白质的全序列,或通过部分肽段获取为未知蛋白质编码的EST序列。【结果】获得了橡胶粒子蛋白质的16-BAC/SDS-PAGE双向电泳图谱,鉴定了17个橡胶粒子蛋白质;获得1个小橡胶粒子蛋白(small rubber particle protein,SRPP)亚家族成员SRPP(gi|37622210)的完整氨基酸序列以及1个橡胶延伸因子(rubber elongation factor,REF)亚家族新成员(hbREF2)的C端87个氨基酸残基序列,此蛋白质的氨基酸序列与已知的REF(gi|38122474)具有高度的相似性。【结论】采用16-BAC/SDS-PAGE双向电泳有效地分离了橡胶粒子蛋白质,展现了橡胶粒子蛋白质的相对含量,研究结果表明构成橡胶粒子的主要蛋白质组分是REF和SRPP亚家族蛋白质。橡胶粒子的蛋白质组分的全面鉴定,将有助于揭示橡胶粒子的生物学功能。