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当期目录

    2012年 第45卷 第17期 刊出日期:2012-09-01
      
    作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
    利用DH和IF2两个群体进行小麦粒重、粒型和硬度的QTL分析
    李文福, 刘, 宾, 彭, 涛, 袁倩倩, 韩淑晓, 田纪春
    中国农业科学. 2012, 45(17):  3453-3462.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.001
    摘要 ( 393 )   PDF (565KB) ( 592 )   收藏
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    【目的】检测控制小麦粒重、粒型和硬度加性和显性QTL,解释控制这些性状的分子遗传基础。【方法】以小麦品种花培3号、豫麦57构建的包含168个株系的DH群体和由其构建的包含168个株系的IF2群体为材料,结合含有368个位点的分子遗传图谱,对5个环境的DH群体以及2个环境的IF2群体的千粒重、粒型和硬度数据进行QTL分析。【结果】共检测到控制千粒重、粒长、粒径和硬度的35个加性效应和18对上位效应QTL,包括控制千粒重的8个加性效应位点以及5对上位性位点,控制粒长的10个加性效应位点以及6对上位性位点,控制粒径的10个加性效应位点以及6对上位性位点,控制硬度的7个加性效应位点以及1对上位性位点。其中,控制粒重的Qtkw6A在DH和IF2群体中都能检测到,而且既有加性效应又有显性效应,加性效应的贡献率在2个群体内分别为9.39%和11.75%,显性效应的贡献率为1.37%。控制粒径的Qgd6A也在DH和IF2群体中检测到,加性效应贡献率分别为15.02%和15.03%,而且与控制粒长的Qgl6A为同一基因位点,在DH和IF2群体中对粒长的加性效应贡献率分别为14.96%和15.10%。【结论】小麦的千粒重和粒型的遗传主要受加性效应控制,同时也受上位效应影响。硬度主要受位于5D染色体短臂上一个主效基因控制,同时受其它微效基因以及上位性影响。本研究检测到的一些重要QTL可用于相关性状的分子标记辅助选择育种,用IF2群体检测到的显性效应QTL及具有显性×加性、加性×显性及显性×显性效应的QTL可为有关性状杂种优势的研究提供参考。
    利用RNAi技术沉默麦长管蚜与桃蚜细胞色素P450
    王晖, 张珉, 张小红, 夏兰琴
    中国农业科学. 2012, 45(17):  3463-3472.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.002
    摘要 ( 548 )   PDF (1041KB) ( 905 )   收藏
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    【目的】通过体外饲喂双链RNA(dsRNA),利用RNAi技术沉默麦长管蚜和桃蚜体内细胞色素P450。【方法】采用PCR克隆获得麦长管蚜和桃蚜体内细胞色素P450片段;利用双链RNA合成试剂盒合成麦长管蚜和桃蚜细胞色素P450保守序列的dsRNA;在蚜虫人工饲料中,分别加入终浓度为0、3、5和7.5 ng•μL-1的dsRNA,每个试验组设置3个重复,分别于饲喂后2天、4天、6天、8天统计蚜虫的存活数;利用实时荧光定量PCR技术分析饲喂后目标基因的表达抑制情况。【结果】从麦长管蚜与桃蚜的cDNA中分别克隆细胞色素P450,所克隆片段同源性为90.1%,发现随着dsRNA浓度的增大,麦长管蚜和桃蚜的死亡率随着时间的推移不断升高,最高死亡率可分别达75.56%和64.44%。提取饲喂dsRNA浓度为7.5 ng•μL-1的不同时间段的蚜虫总RNA,实时荧光定量PCR结果表明,目的基因被沉默。【结论】利用麦长管蚜和桃蚜细胞色素P450保守序列的dsRNA,体外饲喂后,通过RNA干扰(RNAi),能够显著降低蚜虫体内细胞色素P450的表达水平,直至导致目的基因沉默和蚜虫死亡。
    耕作栽培·生理生化·农业信息技术
    中国水稻生产的时空动态分析
    程勇翔, 王秀珍, 郭建平, 赵艳霞, 黄敬峰
    中国农业科学. 2012, 45(17):  3473-3485.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.003
    摘要 ( 409 )   PDF (1171KB) ( 1195 )   收藏
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    【目的】绘制中国南北稻区不同稻作制度下的水稻播种面积和产量重心变动图,分析成因,找出影响现阶段中国水稻总产稳定的关键因素。【方法】利用重心拟合模型对水稻生产的时空动态进行分析,敏感性分析方法找出该变动背景下影响中国水稻总产稳定的关键因素。【结果】新中国成立以来除20世纪60、70年代中国水稻播种面积重心和产量重心向东南和东部发生偏移以外,总体上向东北方向移动。1979—2009年北方稻重心由华北快速移动到了东北松辽盆地。中稻和一季晚稻重心移动方向为先东北后东南与南方稻作制度“双改单”变化顺序由北向南相吻合。早稻和双季晚稻重心移动方向都为西南。南方稻区单季稻比例明显上升,“双改单”现象明显,这是导致中国水稻种植面积下降的主要原因。结合敏感性分析得出播种面积已成为目前最有可能造成中国水稻总产量大幅下滑的关键因素。【结论】市场机制的调控和技术进步是目前影响中国水稻时空变动的两个主要因素。在继续坚持以市场为指导的前提下,依据国情从粮食安全的角度出发,重点对面积呈下滑趋势的早稻和双季晚稻进行调控,同时兼顾水稻总面积,防止其出现较大波动,努力提高水稻单产,是确保现阶段中国水稻总产稳中有升的关键。
    基于分段方式选择敏感植被指数的冬小麦叶面积指数遥感反演
    李鑫川, 徐新刚, 鲍艳松, 黄文江, 罗菊花, 董莹莹, 宋晓宇, 王纪华
    中国农业科学. 2012, 45(17):  3486-3496.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.004
    摘要 ( 513 )   PDF (410KB) ( 761 )   收藏
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    【目的】考虑到利用单一植被指数(VI)反演叶面积指数(LAI)时,存在着不同程度的饱和性和易受土壤背景影响的问题,提出通过分段的方式选择敏感植被指数形成最佳VI组合以提高LAI反演的精度。【方法】通过ACRM辐射传输模型模拟数据,结合地面实测光谱数据,选择常用的植被指数进行土壤敏感性分析以及饱和性分析确定LAI的分段点,并在此基础上分段选择最佳植被指数形成组合VI来实现LAI的最终反演,并利Landsat5 TM开展区域条件下冬小麦LAI反演应用。【结果】以LAI=3是较为适宜的分段点,利用植被指数最佳分段组合OSAVI(LAI≤3)+TGDVI(LAI>3)可在一定程度上有效克服土壤影响因素以及饱和性问题,联合反演的结果明确优于单一植被指数反演精度。【结论】通过分段选择最佳植被指数形成联合VI可以有效提高LAI反演精度。
    遮阴对夏玉米茎秆形态结构和倒伏的影响
    崔海岩, 靳立斌, 李波, 张吉旺, 赵斌, 董树亭, 刘鹏
    中国农业科学. 2012, 45(17):  3497-3505.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.005
    摘要 ( 447 )   PDF (532KB) ( 1294 )   收藏
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    【目的】在太阳辐射不断减少的气候条件下,探讨遮阴(弱光胁迫)对夏玉米茎秆形态及其显微结构的影响。【方法】以登海605(DH605)和郑单958(ZD958)为试验材料,大田条件下设置花粒期遮阴(S1)、穗期遮阴(S2)、全生育期遮阴(S3)3个处理,遮光度为60%,以自然光为对照(CK),研究弱光胁迫对夏玉米茎秆性状及其倒伏的影响。【结果】遮阴后夏玉米株高、穗位高和叶面积指数,地上第3茎节长、茎节横截面积、茎秆穿刺强度均显著降低,且遮阴时期对其影响表现为S1<S2<S3;DH605和ZD958的茎秆穿刺强度分别较对照降低22.23%和24.41%。茎秆硬皮组织厚度和维管束数目及中央大维管束面积、木质部面积、韧皮部面积较对照也显著降低,田间倒伏率显著升高,全生育期遮阴两品种倒伏率分别高达36.5%和24.7%。遮阴后空秆率增加,收获穗数、穗粒数显著降低,产量下降,减产幅度表现为S3>S1>S2。【结论】夏玉米生长期内光照不足影响产量形成,改变植株形态,通过降低基部节间长度、粗度、穿刺强度和茎秆硬皮组织厚度,减少维管束数目,降低茎秆抗倒伏性能,且花前遮阴对田间倒伏率的影响大于花后遮阴。
    植物保护
    利用绿色荧光蛋白报告基因标记研究麦根腐平脐孺孢对小麦根和叶片的侵染
    闫立敏, 王晓鸣, 徐荣旗, 东方阳, 李洪杰
    中国农业科学. 2012, 45(17):  3506-3514.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.006
    摘要 ( 458 )   PDF (578KB) ( 570 )   收藏
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    【目的】利用绿色荧光蛋白标记研究麦根腐平脐孺孢(Bipolaris sorokiniana,引起小麦根腐病和叶枯病)对小麦根系和叶片的侵染过程,建立直观、非破坏性研究病原菌—植物互作的体系。【方法】采用农杆菌介导法将gfp导入麦根腐平脐孺孢菌株Bs-1中,对转化子进行荧光表达、PCR验证、遗传稳定性、生长特性和胞外酶代谢分析。选用与野生型菌株表现相近的转化子Bs-GFP研究麦根腐平脐孺孢对小麦品种矮抗58根和叶片的侵染过程。【结果】转化子Bs-GFP的菌丝和分生孢子表达明亮的绿色荧光,利用基因特异标记扩增证明gfp被整合到真菌的基因组中。对GFP标记菌株Bs-GFP的遗传稳定性和生长特性分析表明,gfp在转化子中能稳定地遗传,菌落的生长速度和胞外酶代谢与野生型菌株相比没有显著差异。菌株Bs-GFP可以在小麦的地下和地上部分引起病症,而且与野生型菌株Bs-1在小麦植株根系和茎基部组织定殖的数量(即CFU值)相近。【结论】利用农杆菌介导方法获得表达绿色荧光的麦根腐平脐孺孢菌株可以直观地观察病原菌对寄主的侵染过程,研究结果有助于更好地解析麦根腐平脐孺孢与小麦以及其它禾谷类寄主之间的互作。
    中国红麻炭疽病病原菌的分离鉴定及rDNA-ITS序列分析
    刘晓倩, 祁建民, 陈玉森, 陈绵才, 陈美霞, 刘伟, 方平平, 林荔辉, 陶爱芬
    中国农业科学. 2012, 45(17):  3515-3521.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.007
    摘要 ( 381 )   PDF (630KB) ( 577 )   收藏
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    【目的】明确中国红麻炭疽病病原菌种类。【方法】从河南、安徽、浙江、福建4省红麻主产区采集红麻炭疽病病原菌样本,进行分离、纯化,共获得16个菌株,在致病性测定及形态学特征鉴定的基础之上,从中选取AH、HN、ZJ、FJ 4个典型病原菌菌株,对rDNA-ITS区域进行基因序列分析。【结果】AH、HN、ZJ与FJ炭疽病菌株在形态特征及致病力有明显差异;rDNA-ITS序列实际长度分别为541、545、541、535 bp,AH、HN、ZJ与FJ炭疽病菌株同源性达90%—91%,而AH、HN和ZJ 3个菌株的同源性达96%—98%。【结论】从分子水平上对中国麻区红麻炭疽病病原菌种类进行鉴定分析,证实中国红麻主产区近年炭疽病发生的病原菌类型主要有黑线炭疽菌(Colletotrichum dematium)和胶孢炭疽菌(C. gioeosporioides),其中以黑线炭疽菌致病力较强,胶孢炭疽菌致病力较弱。
    中红侧沟茧蜂触角超微结构
    李科明, 张永军, 吴孔明, 郭予元
    中国农业科学. 2012, 45(17):  3522-3530.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.008
    摘要 ( 469 )   PDF (3075KB) ( 474 )   收藏
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    【目的】明确中红侧沟茧蜂触角感器的种类、分布、形态及内部结构。【方法】利用扫描电镜和透射电镜对中红侧沟茧蜂触角进行观察。【结果】扫描电镜结果表明中红侧沟茧蜂触角由柄节、梗节和16节鞭节组成;雌蜂、雄蜂触角上均存在以下6种感器:毛形感器、刺形感器、板形感器、锥形感器Ⅰ、锥形感器Ⅱ和腔锥感器;雌蜂、雄蜂间各种感器的长度、分布和数量没有明显差别。透射电镜结果表明毛形感器和腔锥感器角质层壁厚,壁上有孔,内腔有神经树突;刺形感器和锥形感器Ⅰ角质层壁厚,壁上无孔,内腔有神经树突;板形感器角质层壁薄,壁上有孔,内腔有神经树突;锥形感器Ⅱ角质层壁厚,壁上无孔,内腔无神经树突。【结论】明确了中红侧沟茧蜂触角感器内、外部超微结构,为寄生蜂嗅觉感知行为提供了理论依据。
    土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境
    中国稻田甲烷排放及其影响因素的统计分析
    魏海苹, 孙文娟, 黄耀
    中国农业科学. 2012, 45(17):  3531-3540.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.009
    摘要 ( 381 )   PDF (515KB) ( 761 )   收藏
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    【目的】阐明中国不同稻作类型CH4排放的区域特征以及稻田CH4排放与环境因子和水肥管理的定量关系。【方法】通过文献调研,获得1987—2011年中国稻田CH4排放观测的有效文献111篇,含生长季CH4排放总量或平均排放通量的有效观测数据495组,涵盖67个观测点。采用方差分析、相关分析和逐步回归方法对上述观测数据进行分析。【结果】中国单季稻、双季早稻和晚稻田的CH4季节排放总量(均值±标准误差)分别为(383.5±31.1)、(234.3±16.8)和(361.8±25.0)kg•hm-2。西南单季稻区CH4排放分别是华北、华中和东北单季稻区的2.3、2.2和4.3倍;华中早、晚稻区的CH4排放分别是两广早、晚稻区的2.6和1.9倍。稻田CH4排放与有机肥施用量呈正相关,与化肥氮施用量及土壤pH呈负相关;单季稻区CH4排放随纬度升高和经度增加而降低,双季稻区CH4排放则随纬度升高而增加;单季稻区CH4排放随土壤全氮含量的增加而降低,但晚稻区则反之。综合影响中国单季稻田CH4排放的因子为纬度、土壤C/N比、砂粒含量、水分管理方式、有机肥和化肥氮施用量,这6个因子的变化可解释CH4排放空间变异的72%;早稻田CH4排放空间变异的35%可由土壤C/N比、砂粒含量、移栽-抽穗期平均温度、水分管理和有机肥施用量等5个因子的变化得以解释;纬度、土壤C/N比、黏粒含量、pH值、全生育期平均温度和有机肥施用量等6个因子可解释中国晚稻田CH4排放空间变异的47%。【结论】中国稻田单位面积CH4排放量总体为单季稻>晚稻>早稻,但单季稻与晚稻田的CH4排放无显著差异。西南单季稻区的CH4排放显著高于其它单季稻区,华中双季稻区的CH4排放显著高于两广稻区。由环境和水肥管理因子决定的多元统计模型能较好地解释中国稻田CH4排放的空间变异,单季稻CH4排放模型的可解释性优于双季稻。
    碳同位素在草地土壤呼吸区分中的应用
    耿元波, 史晶晶
    中国农业科学. 2012, 45(17):  3541-3550.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.010
    摘要 ( 408 )   PDF (393KB) ( 1318 )   收藏
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    草地生态系统在区域气候变化及全球碳循环中扮演着重要的角色,草地土壤呼吸的区分是定量评价草地植被和土壤碳平衡的基础,有助于理解和预测草地生态系统对气候变化的响应。文章中论述了稳定碳同位素13C和放射性碳同位素14C在草地土壤呼吸区分中的应用。用于区分土壤微生物呼吸和根呼吸的方法主要有:13C自然丰度法、FACE实验法、13C脉冲标记法;用于区分纯根呼吸和根际微生物呼吸的方法主要有:同位素稀释法、模拟根际沉积物法、14CO2动态模型法、根系分泌物洗涤法。碳同位素法几乎不对草地土壤和植物根系产生干扰,可提高对土壤呼吸各组分的测算精度,在区分草地土壤微生物呼吸、纯根呼吸和根际微生物呼吸等组分方面有较大的应用前景。
    园艺·贮藏·保鲜·加工
    大白菜抗根肿病CRb基因紧密连锁标记的开发与定位
    陈慧慧, 张腾, 梁珊, 陈兵, 张椿雨, 朴钟云
    中国农业科学. 2012, 45(17):  3551-3557.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.011
    摘要 ( 797 )   PDF (590KB) ( 637 )   收藏
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    【目的】筛选与大白菜抗根肿病基因CRb紧密连锁的分子标记并检测所筛选出标记的通用性。【方法】以含有抗根肿病基因CRb的大白菜‘CR Shinkii DH’系为父本,以感病大白菜自交系‘07Q69’为母本杂交构建F2代作图群体。根据CRb基因连锁标记TCR01、TCR05和TCR09序列锁定的芸薹种A3染色体的目标序列,开发与CRb紧密连锁的分子标记,并进行精细定位。以芸薹种不同亚种为材料,验证CRb基因紧密连锁标记的通用性。【结果】获得了与CRb连锁的1个显性和4个共显性标记。TCR25和TCR74位于CRb的一侧,TCR13、TCR42和TCR34位于另一侧。最近的2个侧翼标记TCR74和TCR13与CRb的连锁距离均为0.09 cM。TCR74和TCR13的通用性检测结果表明,这2个标记在抗根肿病材料和感病材料间均具有高的多态性。【结论】将大白菜抗根肿病CRb基因定位在0.18 cM的2个共显性标记之间,且这2个标记具有较高的通用性。
    高效液相色谱法同时测定柑橘果实中18种类黄酮的含量
    张元梅, 周志钦, 孙玉敬, 沈妍, 钟烈洲, 乔丽萍, 叶兴乾
    中国农业科学. 2012, 45(17):  3558-3565.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.012
    摘要 ( 524 )   PDF (566KB) ( 1568 )   收藏
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    【目的】建立一种高效液相色谱法同时测定柑橘果实中18种类黄酮(圣草次苷、二氢槲皮素、芸香柚皮苷、柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷、野漆苷、槲皮苷、圣草素、香峰草苷、枸橘苷、柚皮素、木犀草素、山奈酚、香叶木素、橙黄酮、川陈皮素、橘皮素)的含量。【方法】 色谱柱为ZORABX SB-C18(4.6 mm×250 mm, 5 μm),流动相为甲醇-甲酸-水,梯度洗脱,流速为0.7 mL•min-1,柱温25℃,检测波长黄烷酮为283 nm、黄酮和多甲氧基黄酮为330 nm、黄酮醇为367 nm。【结果】 18种类黄酮在42 min内完全分离,线性范围为62.4—960 mg•L-1(r=0.9996—1.0000),定量限为0.05—0.133 μg•mL-1,回收率为88.70%—104.76%,相对0.33%—3.05%(n=6)。【结论】该方法简便、快速、准确、可靠,适合柑橘果实中18种类黄酮的含量测定。
    畜牧·资源昆虫
    猪L-Myc基因的分子克隆及在细胞重编程中的应用
    李珍珍, 崔怡, 高祎, 成德, 刘亚军, 王华岩
    中国农业科学. 2012, 45(17):  3566-3575.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.013
    摘要 ( 376 )   PDF (695KB) ( 557 )   收藏
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    【目的】克隆猪L-Myc基因,并在蛋白水平表达的情况下探索其在细胞重编程中的作用,为深入研究猪L-Myc基因替代c-Myc诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cell,iPSC)奠定基础。【方法】先通过NCBI序列比对,采用RT-PCR克隆猪L-Myc基因cDNA,生物信息学分析猪L-Myc基因与人和小鼠的同源性,构建融合表达载体pEGFP/L-Myc-C1,通过载体转染和免疫印记检测猪L-Myc基因cDNA的蛋白水平表达;再将L-Myc基因装入逆转录病毒载体中,分别使用不同的转录因子诱导猪胎儿成纤维细胞(porcine embryo fibroblast,PEF),通过形态变化和碱性磷酸酶(AP)染色验证猪L-Myc基因在细胞重编程中的作用。【结果】①获得了1 113 bp的猪L-Myc基因cDNA,编码364个氨基酸,理论分子质量为40 kD;②生物信息学分析显示猪L-Myc基因与人和小鼠高度同源;③免疫印记检测结果说明猪L-Myc基因cDNA能够在蛋白水平表达;④细胞诱导试验和AP染色结果显示转录因子Oct4、Sox2、Klf4和L-Myc(OSKL)组合诱导的细胞阳性克隆率明显高于Oct4、Sox2和Klf4(OSK)组合的阳性克隆率。【结论】获得了猪L-Myc基因,并且该基因在蛋白水平表达且在细胞重编程过程中起到了重要的作用。
    PiggyBac转座子介导的诱导细胞永生化转基因载体的构建及其整合效率的检测
    张婷婷, 辛颖, 张志强, 任充华, 杨涵江, 王令, 张智英
    中国农业科学. 2012, 45(17):  3576-3583.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.014
    摘要 ( 657 )   PDF (405KB) ( 890 )   收藏
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    【目的】构建在小鼠水平上实现多个目的基因的表达以及标记基因安全删除的转基因载体。【方法】以载体为模板,分别扩增SV40P neo、IRES、tk-PloyA,通过overlap PCR连接,并在两端添加方向相同的LoxP序列,构建转基因基本载体PB-NIT;然后通过overlap PCR扩增获得Tet-CMV-SV40 T-T2A-p 53-PolyA基因表达盒,将其插入PB-NIT中,构建载体PB-NIT-STP;最后将转录因子激活域 rtTA 通过同尾酶连接插入PB-NIT-STP,构建载体PB-rtTA-NIT-STP。【结果】经酶切和测序等鉴定,以上载体均正确;经转座活性鉴定,共转染转座子载体PB-rtTA-NIT-STP和转座酶载体比只转染转座子载体获得的阳性克隆数提高了20倍。【结论】得到了基于PiggyBac转座子的可用于正负向筛选和诱导目的基因表达的转基因载体。
    不同水平维生素A对意大利蜜蜂春繁阶段群势及幼虫抗氧化性的影响
    冯倩倩, 杨维仁, 胥保华, 李成成
    中国农业科学. 2012, 45(17):  3584-3591.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.015
    摘要 ( 537 )   PDF (314KB) ( 469 )   收藏
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    【目的】研究日粮中添加不同水平维生素A对意大利蜜蜂春繁阶段群势和幼虫虫体抗氧化活性的影响。【方法】春繁开始时选用本地意大利蜜蜂25群(群内无花粉贮备),随机分为5组,分别饲喂添加了不同水平维生素A的试验日粮,维生素A水平分别为0、5 000、10 000、15 000、20 000 IU•kg-1,并测定各组蜂群群势及幼虫抗氧化活性。【结果】春繁阶段饲粮中维生素A添加水平对意大利蜜蜂群势及取食量有显著影响。在试验期末,维生素A水平为10 000 IU•kg-1组群势显著高于对照组和其它试验组(P<0.05);饲喂维生素A水平为10 000和15 000 IU•kg-1饲料时5日龄幼虫虫体抗氧化活性(总抗氧化能力(T-AOC)、总超氧化物岐化酶(T-SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性)显著高于对照组和其它试验组(P<0.05),丙二醛(MDA)含量显著低于对照组和其它试验组(P<0.05);除维生素A水平为15 000 IU•kg-1组外,10 000 IU•kg-1组工蜂初生重显著高于对照组和其它试验组(P<0.05)。【结论】意大利蜜蜂春繁阶段适宜的维生素A添加水平(10 000—15 000 IU•kg-1)有利于蜂群群势的增长和抗氧化能力的提高。
    家蚕JAK/STAT信号通路相关基因克隆与分析
    彭景琨, 曹广力, 钱莹, 张晓丽, 马焕艳, 何蕾, 薛仁宇, 贡成良
    中国农业科学. 2012, 45(17):  3592-3601.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.016
    摘要 ( 474 )   PDF (528KB) ( 648 )   收藏
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    【目的】鉴定家蚕JAK/STAT信号通路组成原件,并预测家蚕JAK/STAT信号通路主要相关基因的功能。【方法】在电子克隆的基础上,通过RT-PCR获得家蚕JAK/STAT信号通路的主要相关基因;利用在线软件对相关蛋白进行结构域分析;基于microarray数据库或qPCR分析各基因的组织表达特征。【结果】克隆了家蚕JAK/STAT信号通路主要相关基因,包括BmSTAT、BmHOP、BmSOCS2、BmSOCS5A、BmSOCS5B、BmSOCS6、BmDRK、Bmken、BmPIAS1、BmPIAS2以及BmPI3K,但没有能克隆到果蝇Upd1、Upd2和Upd3的同源体基因。序列分析显示BmHOP具CRD_FZ、Kringle、转膜区域和PKc超家族蛋白激酶催化结构域TyrKc;BmSTAT有2种亚型,均具SH2、STAT_bind、STAT_int和STAT_alpha结构域;在克隆的BmSOCS家族的3个基因中,BmSOCS2A和BmSOCS6A具典型的SH2和SOCS结构域;BmDRK由SH3和SH2两种结构域形成了SH3-SH2-SH3串联结构;BmKen存在BTB和锌指结构域,BmPIAS1和BmPIAS2具有LCR结构域,BmPI3K具有2个SH2结构域。【结论】成功克隆了家蚕JAK/STAT信号通路主要相关基因。相关蛋白的保守结构域分析显示,在家蚕JAK/STAT信号通路中,BmHOP是JAK激酶的一种,可以磷酸化BmSTAT转录因子,激活靶基因转录;BmSOCS、Bmken、BmPIAS1以及BmPIAS2对JAK/STAT通路起负反馈作用。
    兽医
    牛源金黄色葡萄球菌的耐药性及耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的检测
    苏洋., 蒲万霞, 陈智华, 邓海平
    中国农业科学. 2012, 45(17):  3602-3607.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.017
    摘要 ( 411 )   PDF (405KB) ( 446 )   收藏
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    【目的】了解内蒙古地区奶牛乳房炎金黄色葡萄球菌耐药性和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)感染的情况,为奶牛乳房炎的防治提供理论依据。【方法】采用K-B纸片扩散法,检测分离自内蒙古地区38株金黄色葡萄球菌对17种药物的敏感性,同时用琼脂稀释法检测苯唑西林、万古霉素对金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度(MIC);再用头孢西丁、苯唑西林纸片扩散法、苯唑西林盐琼脂筛选法和PCR方法扩增mecA耐药基因对分离菌株进行全面MRSA检测。【结果】分离菌株对每种抗生素都有不同程度抗性,对氨苄西林、头孢拉丁、青霉素、复方新诺明、新生霉素和链霉素的耐药率都高于45%,而对氧氟沙星、丁胺卡那霉素、万古霉素、环丙沙星、庆大霉素和头孢唑林的敏感性高于90%,2株细菌的万古霉素MIC≥16 μg•mL-1;其中8株细菌的苯唑西林MIC≥8 μg•mL-1,而其它菌株的苯唑西林MIC≤2 μg•mL-1;分离菌株多重耐药情况严重,耐受3种及3种以上药物的菌株占84.21%,其中4株细菌能同时耐受9种不同抗菌药物;16(42.11%)株细菌被检测携带mecA耐药基因,而仅有其中7株的苯唑西林MIC≥4 μg•mL-1;头孢西丁、苯唑西林纸片扩散法和苯唑西林盐琼脂筛选法分别检出7株、10株和7株表型为MRSA的菌株。【结论】分离菌株的耐药性和多重耐药现象较为严重,被调查地区奶牛场中已经存在MRSA和OS-MRSA感染情况,且感染率高。
    中国部分地区猪源和牛源金黄色葡萄球菌耐药性及凝固酶分型研究
    刘洋, 梁耀峰, 焦新安, 宋立, 张纯萍, 宁宜宝, 徐士新
    中国农业科学. 2012, 45(17):  3608-3616.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.018
    摘要 ( 526 )   PDF (469KB) ( 601 )   收藏
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    【目的】了解中国动物源金黄色葡萄球菌的耐药现状,以及凝固酶血清型和基因型分布情况,为控制动物源金黄色葡萄球菌的传播和流行提供理论依据。【方法】用微量肉汤稀释法测定细菌耐药性;用凝固酶分型血清确定血清型别;扩增凝固酶基因(coa)并进行序列测定,用mega软件进行序列分析。【结果】共鉴定出124株金黄色葡萄球菌。耐药性检测结果表明,在13种测试抗菌药中,金黄色葡萄球菌对氨苄西林和青霉素的耐药率最高,接近100%,其次是红霉素75%,其它10种药物的耐药率在50%以下,头孢西丁耐药率27%,未发现万古霉素耐药菌株;凝固酶血清分型率达91%,共分出6个型,VII型,VI型和复合型占优势,未分离到Ⅲ型和Ⅴ型;扩增凝固酶基因,共分为6个基因型;构建了凝固酶基因的系统进化树。【结论】中国动物源金黄色葡萄球菌的耐药状况比较严重,猪源菌株的耐药率要高于牛源菌株。凝固酶血清型别多样,分布相对较集中,具有独特的流行特征;凝固酶表型与其基因的进化特征并没有出现直接对应关系,但为进一步开展兽医临床金黄色葡萄球菌分子流行病学调查研究奠定了理论基础。
    农业经济与管理
    中国农业专利的质量:基于不同申请时期、申请主体和技术领域的比较
    刘丽军, 宋敏
    中国农业科学. 2012, 45(17):  3617-3623.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.019
    摘要 ( 348 )   PDF (249KB) ( 547 )   收藏
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    【目的】研究专利数量飞涨背景下不同申请时期、申请主体和技术领域的中国农业专利质量及其变化趋势。【方法】以中国1985—2010年受理的全部农业专利为样本,利用统计和计量经济模型分析发明专利申请率、发明专利授权率、授权发明专利失效率、专利维持时间等质量指标。【结果】中国与国外农业发明专利授权率在统计上没有显著差异,但是国外的平均维持时间显著更长。在0.01置信水平下,中国公共研究部门(大学、科研机构)与企业、个人相比,发明专利授权的概率显著更高,但维持专利的概率却显著低于企业。时间趋势变量的系数估计值表明,中国农业发明专利的授权和维持状况自2001年起有明显改善。【结论】尽管中国农业专利质量总体不如国外,但近年来已有显著提高,尤其以农业生物技术最为突出。大学、科研机构作为中国农业专利的申请主体,申请质量显著高于企业和个人,但“重申请轻维持”的现象比企业严重。中国今后应引导和规范农业科教单位的专利申请动机,鼓励和支持专利技术的转化实施。
    研究简报
    棉花亲环素基因GhCYP1的功能分析
    吴莉, 李艳军, 张新宇, 王雅琴, 孙杰
    中国农业科学. 2012, 45(17):  3624-3631.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.020
    摘要 ( 358 )   PDF (612KB) ( 513 )   收藏
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    【目的】研究转棉花GhCYP1对烟草耐旱能力的影响。【方法】利用Gateway技术构建GhCYP1的植物表达载体pGWB-GhCYP1,采用农杆菌介导的遗传转化技术,获得融合目的基因的转基因烟草植株。以烟草野生型(WT)、L1和L2转基因系为试验材料,测定水分胁迫条件下烟草叶圆片中叶绿素的相对含量、叶片中相对水分含量、丙二醛含量和相对电导率。【结果】与野生型烟草植株相比,转GhCYP1烟草植株根系粗壮、发达。水分胁迫下转基因烟草叶圆片中的叶绿素相对含量显著高于野生型。水分胁迫3 d,WT、L1和L2中相对含水量、丙二醛含量和相对电导率无显著差异(P<0.05)。水分胁迫13 d,转基因系叶片中相对含水量明显高于野生型(P<0.05),丙二醛含量和相对电导率均明显低于野生型(P<0.05)。【结论】干旱胁迫对野生型烟草产生了较大影响,而转基因烟草显示出较强的耐旱能力,表明GhCYP1的过量表达有助于提高烟草的耐旱能力。
    干旱胁迫下红麻叶片的差异蛋白表达分析
    祁建民, 姜海青, 陈美霞, 徐建堂, 马红勃, 方平平, 林荔辉, 陶爱芬, 陈伟
    中国农业科学. 2012, 45(17):  3632-3638.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.021
    摘要 ( 418 )   PDF (501KB) ( 785 )   收藏
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    【目的】研究耐旱性高的红麻品种在干旱胁迫条件下的蛋白质表达,揭示红麻耐旱性的生理机制。【方法】以鉴定出的耐旱性红麻品种GA42为材料,在苗期(五叶期)设置正常供水与控水比较试验,运用双向电泳分析红麻在干旱胁迫和正常供水条件下叶片蛋白质组的动态变化。【结果】对2-DE图谱分析后发现,在干旱胁迫下出现65个差异表达蛋白质点,选用表达量明显上调的9个蛋白质点,通过MALDI-TOF-TOF MS分析和数据库检索,鉴定出6个差异表达蛋白的功能,分别是2个核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)或其大亚基(所有植物进行光合碳同化的关键酶)、1个Rubisco活化酶(广泛存在于植物中调节Rubisco活性的酶)、1个二甲基萘醌甲基转移酶(一种参与甲基转移反应的辅酶)、1个推定的胞质型谷氨酰胺合成酶(参与高等植物氨同化过程的关键酶)、1个ATP合酶β亚基(在活性细胞中起着将其它能量合成为生物能量通货-ATP的能量转换作用)。【结论】揭示了红麻GA42表现出较强的耐旱性与上述6个差异表达蛋白质点明显上调有关。
    土壤不同介质界面对苹果根系构型和土壤特性的影响
    韩甜甜, 胡艳丽, 毛志泉, 沈向, 束怀瑞
    中国农业科学. 2012, 45(17):  3639-3645.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.022
    摘要 ( 557 )   PDF (377KB) ( 639 )   收藏
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    【目的】探讨玻璃、杨木、砖面3种界面影响苹果根系构型和深层土壤理化性质的规律。【方法】以两年生苹果幼树(红富士/平邑甜茶)为试材,采用盆栽方式,研究玻璃、杨木和砖3种介质界面对苹果根系及土壤理化性质的影响。【结果】在根系长度、表面积和体积上,砖面最大,木面次之,根重和平均直径上木面最大,砖面次之,所有指标玻璃面均表现最差;不同界面表现出不同的根系集中分布层,砖面和木面的根系集中分布层在第二层(10—20 cm),玻璃面在第四层(30—40 cm);根系活力的高低与根系呼吸没有表现出正相关关系,是受到生长根和吸收根的比例影响;砖面界面对于不同层面土壤的温度具有稳定性,玻璃界面有利于水分的下渗,木面界面对盐分有较强的吸附作用。【结论】木面和砖面具有明显改善苹果根系构型和土壤理化性质的作用,但改善方式略有差异,砖面主要促进根系加长和数目的增多,木面则有明显促进根系次生结构发育的作用,同时界面调节改变了苹果根系集中分布层的位置。
    软枣猕猴桃受精后子房蛋白表达的2D-DIGE分析
    齐秀娟, 方金豹, 陈锦永, 顾红, 张绍铃
    中国农业科学. 2012, 45(17):  3646-3652.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.023
    摘要 ( 357 )   PDF (581KB) ( 452 )   收藏
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    【目的】了解软枣猕猴桃(Actinidia arguta)受精前和受精后(授粉前和授粉后120 h)子房蛋白质组的变化,为阐明猕猴桃属植物双受精的分子机制提供依据。【方法】应用石蜡切片技术、差异凝胶电泳(DIGE)、质谱(MALDI-TOF/TOF)和生物信息学技术,对其授粉前及授粉后120 h的子房形态及蛋白质组变化进行分析。【结果】授粉后120 h,子房中的胚囊已经完成了双受精;用DeCyder V 6.5软件分析,在授粉前、授粉后120 h的子房中共检测到约1 500个蛋白质点,其中55个有差异表达;质谱鉴定了差异2.0倍以上的蛋白质点13个,其中8个获得理想结果,分别属于6种蛋白质;在6种差异蛋白质中,其中5种在授粉后子房中表达上调,只有1种表达下调。【结论】根据软枣猕猴桃受精前后子房差异蛋白表达谱比较,获得了几种与双受精过程相关的蛋白质分子。
    灰色关联法和层次分析法在盆栽多头小菊株系选择中的应用
    王青, 戴思兰, 何晶, 季玉山, 王朔
    中国农业科学. 2012, 45(17):  3653-3660.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.024
    摘要 ( 444 )   PDF (353KB) ( 605 )   收藏
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    【目的】建立盆栽多头小菊株选的综合评价体系,为快速选育新品种提供依据。【方法】以盆栽多头小菊430个株系为试验材料,选取15个性状作为评价因子,采用灰色关联法和层次分析法相结合的方法建立评价系统。【结果】应用层次分析法分析各评价因子的权重值发现,决定盆栽多头菊小菊品质的性状主要为株型、花朵繁密度、株高和花色,所占比重分别为0.2016、0.1560、0.1190、0.0944。在此基础上,依据430个株系的灰色关联度值,将其分为3个等级,优选出43个株型丰满紧凑、花色鲜艳纯正、花朵繁密、综合性状优良的株系。【结论】应用灰色关联法和层次分析法相结合的方法,可以有效地对盆栽多头小菊各株系进行综合评价,并快速优选出符合育种目标的株系,为选择育种提供了一种相对科学严谨的方法。
    采前套袋对苹果梨表皮蜡质结构和化学组分的影响
    李永才, 尹燕, 陈松江, 毕阳, 葛永红
    中国农业科学. 2012, 45(17):  3661-3668.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.025
    摘要 ( 431 )   PDF (729KB) ( 665 )   收藏
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    【目的】探讨采前套袋处理对苹果梨(Pyrus bretschneideri Rehd. cv. Pingguoli)果皮蜡质结构和化学组分的影响。【方法】在花后60 d对苹果梨果实进行双层套袋处理,通过扫描电镜观察和气相色谱-质谱联用(GC/MS)分析,了解套袋微域环境对果皮蜡质含量、结构和化学组分的影响。【结果】套袋处理苹果梨表皮蜡质含量与未套袋相比差异不显著;与未套袋相比,套袋果实表皮蜡质粗糙、蜡膜不均一、裂纹较多,且表面无蜡质结晶形成。对其蜡质组分分析表明,套袋与未套袋果实检出的蜡质组分数量与种类均存在差异;在含量上套袋果实烷烃较未套袋有所提高,链烷酸有所下降。同时采前套袋处理的果实蜡质组分中饱和链烷酸的碳数分布优势也发生了变化,未套袋果实以C28、C30和C26的相对丰度较大,而套袋果实仅以C26和C28的相对丰度较大,并未检测到C30饱和链烷酸。【结论】采前套袋处理对苹果梨表皮蜡质超微结构、化学组分种类和链长均具有明显的影响,但其影响机制尚需进一步研究。
    血根碱对兔离体肠平滑肌运动的舒张作用
    王慧, 俞春红, 许建平, 王悦尚, 刘兆颖, 陈小军, 孙志良
    中国农业科学. 2012, 45(17):  3669-3676.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.026
    摘要 ( 607 )   PDF (478KB) ( 486 )   收藏
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    【目的】探讨血根碱对兔离体肠平滑肌的舒张作用及机制。【方法】采用离体肠肌试验,应用BL-420E生物机能实验系统,比较血根碱对正常肠肌及工具药乙酰胆碱、酚妥拉明、氯化钡作用下兔离体肠平滑肌活动的影响,记录肠肌的收缩频率和振幅,并计算抑制率。【结果】血根碱可浓度依赖性的抑制兔小肠平滑肌自发性收缩的频率和振幅。0.4 mg•mL-1的血根碱对由乙酰胆碱、氯化钡引起的离体肠肌的兴奋性收缩有明显的拮抗作用,而对酚妥拉明阻断肾上腺素能受体后,仍能显著降低离体肠平滑肌收缩的振幅。【结论】血根碱对小肠平滑肌的舒张作用可能与乙酰胆碱竞争,阻断M受体、与酚妥拉明竞争,兴奋α受体及直接抑制肠肌兴奋性有关。