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当期目录

    2012年 第45卷 第18期 刊出日期:2012-09-15
      
    作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
    优质面条商品小麦澳白麦相关品质基因的分子标记鉴定
    李式昭, 伍玲, 郑建敏, 朱华忠
    中国农业科学. 2012, 45(18):  3677-3687.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.18.001
    摘要 ( 601 )   PDF (648KB) ( 449 )   收藏
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    【目的】鉴定澳白麦面条相关品质基因构成,为改良中国小麦面条品质提供信息。【方法】利用38个已知面条品质相关基因的功能标记,对从澳白麦群体中分离出的36个穗系的高、低分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS、LMW-GS)、1B/1R易位、Waxy蛋白亚基、多酚氧化酶(PPO)活性、黄色素含量、籽粒硬度和穗发芽(PHS)抗性等相关基因进行鉴定。【结果】共发现13个对面条品质有正向效应的基因,其中非1B/1R易位类型和HMW-GS基因Bx7频率达100%,HMW-GS基因By8、LMW-GS基因Glu-A3b和Glu-B3b分别占供试材料的88.9%、88.9%和83.3%,淀粉品质相关Wx-B1蛋白亚基缺失类型占86.1%,低PPO活性等位基因Ppo-D1a和低黄色素含量等位基因Psy-B1b类型分别占86.1%和80.6%,与软—中等籽粒硬度相关等位基因Pinb-D1a类型占97.2%,抗穗发芽Vp-1Bc型穗系占88.9%。36个穗系共包含12类不同的品质基因型,其中第2类基因型(含HMW-GS基因Bx7和By8、LMW-GS基因Glu-A3b和Glu-B3b、低PPO活性基因Ppo-D1a、低黄色素含量基因Psy-B1b、软—中等籽粒硬度基因Pinb-D1a、抗穗发芽基因Vp-1Bc,不含1B/1R易位,Wx-B1蛋白亚基缺失)频率达63.9%,含正向效应基因最多、负向效应基因最少,是决定澳白麦优良品质的主导基因型。【结论】澳白麦是一个多系混合的商品小麦,优质面条基因较全面且频率高、基因型互补是其面条品质优良的根本原因。利用澳白麦资源进行面条品质育种,其中第2类基因型可作为首选亲本材料。
    不同轮回选择改良轮次玉米群体选系的育种潜势
    李芦江, 陈文生, 杨克诚, 兰海, 潘光堂, 荣廷昭
    中国农业科学. 2012, 45(18):  3688-3698.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.18.002
    摘要 ( 435 )   PDF (552KB) ( 394 )   收藏
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    【目的】研究18个从不同轮回选择改良轮次玉米群体中选育自交系的育种潜势,为玉米群体的有效改良及育种利用提供理论依据。【方法】以2个群体3个不同轮次改良后代中选育的高代自交系为材料,通过农艺性状表型鉴定、配合力测定和SSR分子标记遗传多态性分析的方法,对这些群体高代选系的育种潜势进行研究。【结果】改良群体高代选系产量和主要构成性状及其GCA表现优于基础群体高代选系,但多数改良群体高代选系株高、穗位高及其GCA都较各自的基础群体高代选系有所增加。不同群体高代选系之间,表型及配合力差异较大,来自同一群体不同基本株的选系之间差异也较大。SSR分析结果表明,改良群体高代选系在自交代数少1代的情况下,其纯合的位点比例与基础群体高代选系相当,与基础群体高代选系相比,改良群体高代选系间遗传差异虽有减小的趋势,但仍有较大的遗传差异。改良群体高代选系P4MSC2-1、P4MSC2-2、P5MSC2-2和P5MSC2-3以及基础群体高代选系P5C0-3,自身产量和主要性状及其GCA表现较好,与测验种所配组合产量较高,有较大的育种利用价值。【结论】群体高代选系的表型和配合力差异来源于不同群体及基本株的差异,从经过改良的群体中选育出的自交系表现更好,用改良群体选系纯合速度较快。
    高粱甲基化连锁群A、B的构建及甲基化位点、甲基化模式的分析
    段永红, 王铭, 孙毅, 杨武德
    中国农业科学. 2012, 45(18):  3699-3708.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.18.003
    摘要 ( 510 )   PDF (1006KB) ( 502 )   收藏
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    【目的】构建高粱甲基化连锁群A和B,并分析其上的甲基化位点分布及甲基化模式变化。【方法】从高粱品种强优势组合B2V4×1383-2杂交组合获得的F2分离群体(共150个体)为材料,以SSR标记为锚定标记,采用SSR和MSAP标记技术,并用Mapmaker/Exp(Version 3.0)和Map/Draw 2.1软件进行分析。【结果】构建出高粱甲基化连锁群A-a和A-b及甲基化连锁群B-a和B-b,其中,甲基化连锁群A覆盖高粱基因组93.7 cM,包含10个SSR标记、20个MSAP标记,甲基化连锁群B覆盖高粱基因组90.4 cM,包含4个SSR标记、39个MSAP标记;连锁群A-a上甲基化位点仅来源于EcoRⅠ/MspⅠ酶切组合,而其它连锁群上甲基化位点来源于EcoRⅠ/MspⅠ和EcoRⅠ/HpaⅡ 2种酶切组合;甲基化连锁群A-b和B-b上各存在一个稍密集的甲基化位点区域,而连锁群B-a上存在一个较密集的甲基化位点区域;基于同一酶切的高粱亲本间有多态性差异,F2群体存在分离,高粱亲本与杂交种F1的甲基化模式有2种类型的变化。【结论】MSAP标记可以检测到大量的甲基化差异片段,结合锚定的SSR标记,能够有效地构建植物基因组的甲基化遗传连锁群或遗传连锁图谱;在连锁群上检测到3个密集的甲基化位点区域,分别位于SSR标记Xtxp 302、Xtxp 96及Xtxp 304附近;在获得的连锁群中,发生去甲基化反应的甲基化位点数高于甲基化水平提高的位点数。
    耕作栽培·生理生化·农业信息技术
    超级杂交稻群体干物质和养分积累动态模型与特征分析
    纪洪亭, 冯跃华, 何腾兵, 潘剑, 范乐乐, 李云, 武彪, 肖铭, 梁显林
    中国农业科学. 2012, 45(18):  3709-3720.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.18.004
    摘要 ( 493 )   PDF (510KB) ( 717 )   收藏
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    【目的】定量描述超级杂交稻干物质与养分积累的动态变化,为进一步提高超级杂交稻干物质积累的潜力以及肥料的合理施用提供依据。【方法】于2011年在大田条件下,以超级杂交稻准两优527、Q优6号和对照品种Ⅱ优838为供试材料,通过连续测定干物质和氮磷钾含量,并对干物质和氮磷钾积累量及生长时间进行归一化处理,建立超级杂交稻相对干物质和相对氮磷钾积累动态模型,进而分析超级杂交稻干物质和氮磷钾积累的动态特征。【结果】Gompertz方程对超级杂交稻干物质和养分的动态模拟效果较好。利用2009年和2011年试验数据对模型进行验证,干物质积累模型模拟的NRMSE较小,R2值均达到0.9820以上,模拟的准确度(以k表示)约为1,NS均在0.9530以上;对养分积累模型检验表明,模型模拟效果较好,不同模型NRMSE较小,R2和k值以及NS值趋近于1。对超级杂交稻生长特性分析表明,超级杂交稻干物质积累速率在前期略高于对照,后期尤为明显,最大干物质积累速率出现在孕穗至抽穗期;超级杂交稻干物质积累快速增长期持续的时间为71—75 d,比对照持续时间长15—19 d;快速增长期干物质积累量占总积累量的比例,超级杂稻比对照品种高4.47%—11.25%。超级杂交稻氮积累的最大速率出现在孕穗期前10 d;氮积累的快速增长期出现在拔节期前12 d至抽穗期,在快速增长期氮的积累量占氮总积累量的65.60%。超级杂交稻磷积累的最大速率出现在孕穗期前8 d;磷积累的快速增长期出现在拔节期至抽穗期前7 d,在快速增长期的磷积累量占磷总积累量的68.36%;超级杂交稻钾积累的最大速率出现在拔节期后3—4 d;钾积累的快速增长期出现在拔节期前12—16 d至孕穗期前1—5 d,在快速增长期的钾积累量占钾总积累量的60.10%—61.71%。【结论】采用Gompertz模型y=ae-exp(b-cx)模拟了超级杂交稻干物质和养分的积累动态。超级杂交稻干物质和养分的优势在于快速增长期持续时间较长,中后期干物质和养分积累速率较快。
    成都平原周年耕作模式对稻茬小麦产量与品质性状的持续效应
    汤永禄, 李朝苏, 吴春, 马孝玲, 黄钢
    中国农业科学. 2012, 45(18):  3721-3732.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.18.005
    摘要 ( 422 )   PDF (425KB) ( 496 )   收藏
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    【目的】小麦产量和品质性状除了受遗传因子控制外,还受到生态环境条件和耕作栽培措施等外部因子的影响。研究周年耕作模式对小麦产量和品质的持续效应可为优化区域耕作制度提供依据。【方法】基于2004年小麦秋播时建立的长期定位试验,研究成都平原稻麦轮作区耕作方式与秸秆还田两个因素的5种周年组合模式(麦免稻旋WZRR,麦免稻旋+秋菜WZRRV,麦稻双免WZRZ,麦稻双免垄作WRZB,周年旋耕无秸秆还田CK)对小麦生长发育、产量与品质性状的持续影响效应。【结果】所有耕作模式的小麦产量及产量构成因子在年际间均呈波动性变化,对照产量在多数年份都处于低值水平,7年平均较其它处理低3.0%—4.7%,随时间推延下降趋势明显,年均递减0.125 t•hm-2。所有处理的有效穗均无明显的时间变化趋势,但穗粒数下降趋势和千粒重上升趋势明显。7年平均,对照的有效穗显著低于其它处理,而穗粒数、单位面积粒数和千粒重在处理之间均无显著性差异。免耕与秸秆还田组合模式具有不同程度提高小麦主要生育阶段耕层土壤速效N、P、K含量和改善中后期个体与冠层质量的作用。WZRZ、WRZB处理的多数小麦品质性状与CK相当或略优,而WZRR、WZRRV处理有降低籽粒蛋白质含量、沉降值、面团稳定时间的趋势。【结论】免耕与秸秆还田利于稳定小麦产量和改善耕地质量,尤以周年免耕秸秆全量还田模式最好。
    黍稷种质资源芽、苗期耐中性混合盐胁迫评价与耐盐生理机制研究
    刘敏轩, 张宗文, 吴斌, 陆平
    中国农业科学. 2012, 45(18):  3733-3743.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.18.006
    摘要 ( 547 )   PDF (395KB) ( 876 )   收藏
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    【目的】评价黍稷资源对中性混合盐胁迫的耐受性,研究不同耐性黍稷在混合盐胁迫下的生理应答机制,挖掘耐中性混合盐胁迫的黍稷资源并探讨黍稷芽苗期耐盐鉴定的合适鉴定指标。【方法】试验设置4个不同浓度的中性混合盐(NaCl﹕Na2SO4=1﹕1)溶液进行胁迫处理(CK:0 mmol?L-1,T1:80 mmol?L-1,T2:160 mmol?L-1,T3:240 mmol?L-1),对16份黍稷材料的发芽率、复萌率以及苗期正常种苗率、苗高、苗重等生长参数进行测定,采用模糊数学隶属函数法计算各指标的隶属值,通过比较各指标隶属值总平均值的大小来确定各材料耐盐性的强弱。【结果】随着混合盐浓度的增加,各参试材料的发芽率、复萌率以及苗期的存活率均呈现下降趋势,但苗高、根长以及苗鲜重和根鲜重随着盐浓度的增加呈现出先升高后降低的趋势,在80 mmol?L-1混合盐胁迫下多数材料的苗高、根长以及苗重和根重均高于对照。模糊数学隶属函数法排序结果显示中卫大黄糜、宁糜4号以及64-4129排在前三位,具有较强耐盐性,而巴盟573黄糜子、伊盟一点棕以及瓦灰软糜排在后三位,其耐盐性较差。耐盐材料的游离脯氨酸含量以及根中Na+含量和Na+/K+随着盐胁迫浓度的增加而增加,增加幅度要显著大于耐盐性较差的材料;与此相反,耐盐性较强的材料茎叶Na+含量和Na+/K+增加幅度小于耐盐性较差的材料。【结论】16份黍稷种质材料在对中性盐胁迫的耐受性上存在显著差异,通过模糊数学隶属函数法综合芽苗期各指标筛选出的耐盐材料可进一步用于耐盐育种与耐盐基因挖掘研究。
    植物保护
    马铃薯甲虫病原细菌分离及生防菌的筛选与鉴定
    罗华东, 严加林, 余洋, 谭万忠
    中国农业科学. 2012, 45(18):  3744-3754.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.18.007
    摘要 ( 415 )   PDF (473KB) ( 480 )   收藏
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    【目的】分离筛选对马铃薯甲虫(Colorado potato beetle,CPB)具强致病性的细菌生防菌株并对其鉴定。【方法】从CPB虫体上分离病原细菌,利用几丁质酶和蛋白酶活性初步筛选致病菌株,然后通过室内和田间试验筛选出可导致CPB大量死亡的生防菌。根据形态学、生理生化特性和16S rDNA序列分析等进行鉴定,确定生防菌株的分类学地位。【结果】从新疆CPB分布区采集的CPB发病成虫虫体上分离纯化获得126个细菌菌株,其中36个菌株对昆虫体壁几丁质和蛋白质具有降解活性。在室内马铃薯叶片饲养的CPB各龄幼虫和成虫上测试,11个菌株对1—2龄幼虫表现出不同程度致病力,在接种后1—3 d始见幼虫死亡,处理后7 d幼虫的累积死亡率达到21.0%—77.9%,所有菌株对2龄以上CPB的致病力不明显或无致病力。在田间种植的马铃薯植株上测试这11个致病菌株,处理后观察,CPB008、CPB012和CPB016等3个菌株在10 d内对CPB的累积致死率达到41.0%—49.9%;另外还有3个菌株对CPB的致死率也在21.1%以上。这6个菌株均为革兰氏阳性菌,从形态学和生理生化特性鉴定它们均属于芽孢杆菌(Bacillus),通过PCR扩增分别获得它们的16S rDNA序列并登录到NCBI GenBank中,由此分析比对,菌株CPB008、CPB012、CPB016和CPB111为苏云金芽孢杆菌(B. thuringiensis);CPB072、 CPB108为萎缩芽孢杆菌(B. atrophaeus)。【结论】筛选获得的3株苏云金芽孢杆菌(CPB008、 CPB012、CPB016)对马铃薯甲虫致病性强,具有重要的应用潜力。
    大豆蚜羧酸酯酶基因AgCarE的克隆、表达及活性分析
    杨帅, 王玲, 赵奎军, 韩岚岚
    中国农业科学. 2012, 45(18):  3755-3763.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.18.008
    摘要 ( 480 )   PDF (501KB) ( 499 )   收藏
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    【目的】克隆大豆蚜羧酸酯酶基因,了解该酶的分子特性,为研究大豆蚜抗药性机理奠定基础。【方法】利用RT-PCR和RACE技术,克隆了1个大豆蚜羧酸酯酶基因的全长cDNA序列,命名为AgCarE,利用生物信息学软件及网上工具进行序列分析,以pET-21b为载体构建原核表达系统进行表达,并以α-醋酸萘酯溶液为底物进行活性测定。【结果】测序分析表明,羧酸酯酶基因AgCarE(GenBank登录号:JF970181)全长1 946 bp,编码526个氨基酸。羧酸酯酶AgCarE的等电点(pI)为6.08,蛋白活性中心包括3个氨基酸残基(催化三联体):Ser186、Glu313、His434,5个N-联糖基化位点,具备羧酸酯酶的结构特征,属羧酸酯酶家族(EC: 3.1.1.-)。将该基因编码序列与pET-21b载体重组,经IPTG诱导表达HIS标签融合蛋白、SDS-PAGE分析和Western-blot检测,在大肠杆菌BL21中成功表达约59 kD的AgCarE蛋白,以α-醋酸萘酯为底物,检测表达的羧酸酯酶活性为0.036 mmol/100 μL酶液。【结论】成功克隆、表达了大豆蚜羧酸酯酶蛋白AgCarE,以α-醋酸萘酯为底物,检测表达的羧酸酯酶活性为0.036 mmol/100 μL酶液,有助于进一步了解羧酸酯酶的结构特征及水解作用,为设计研发新型杀虫剂提供可能。
    利迪链霉菌A01活性代谢产物对甘蓝枯萎病菌的抑制作用及其机理
    卢彩鸽, 刘伟成?, 刘霆, 董丹, 张涛涛, 刘德文
    中国农业科学. 2012, 45(18):  3764-3772.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.18.009
    摘要 ( 514 )   PDF (1127KB) ( 556 )   收藏
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    【目的】明确生防利迪链霉菌A01菌株的活性代谢产物纳他霉素对甘蓝枯萎病菌的抑制作用及其机理,为其下一步的产品开发和应用提供科学依据。【方法】分别采用带毒平皿法和凹玻片法测定活性产物对病菌菌丝生长和孢子萌发的抑制作用,采用电导率法和美蓝染色法分别测定其对菌丝体细胞膜通透性和细胞存活性的影响,借助电镜观察其对菌丝超微形态和结构的影响。【结果】纳他霉素对甘蓝枯萎病菌菌丝生长和孢子萌发的最低抑菌浓度分别小于或等于31.92和41.04 μg•mL-1,抑制中浓度分别为8.69和3.06 μg•mL-1;30 μg•mL-1以上浓度的纳他霉素处理90 min后可使菌丝悬浮液电导率明显升高,其作用强度与纳他霉素的浓度和作用时间呈正相关;处理后的菌丝生长异常或畸形,并出现细胞器解体、细胞液泡化等现象;10 μg•mL-1以上纳他霉素处理120 min后菌丝大部分可被美蓝染成蓝色。【结论】纳他霉素对甘蓝枯萎病菌菌丝生长和孢子萌发均有明显的抑制作用,能够增加病菌细胞膜的通透性,破坏菌丝细胞的形态和结构,导致其丧失存活能力。
    土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境
    荆江地区湿地与稻田有机碳、微生物多样性及土壤酶活性的比较
    靳振江, 邰继承, 潘根兴, 李恋卿, 宋祥云, 谢添, 刘晓雨, 王丹
    中国农业科学. 2012, 45(18):  3773-3781.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.18.010
    摘要 ( 441 )   PDF (768KB) ( 947 )   收藏
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    【目的】通过湖北荆江地区湿地与稻田土壤有机质、微生物多样性及土壤酶活性比较分析,研究在人为培育下水稻土有机碳与微生物特性之间的关系。【方法】在湖北荆江地区采集代表性河流湿地和稻田耕层(0—20 cm)土壤样本,用硫酸-重铬酸钾消煮法和氯仿熏蒸-硫酸钾提取法测定土壤有机碳和微生物生物量碳,用稀释平板菌落计数法和PCR-DGGE研究微生物区系数量和群落结构多样性,并配合比色法测定土壤酶活性。【结果】湿地在长期种植水稻后,土壤有机碳含量提高了55.42%,全氮和碱解氮也大幅度升高。而且,微生物生物量碳提高了180%。尽管细菌、真菌、放线菌和自生固氮菌的丰度与细菌和真菌多样性均未发生分异,但是稻田土壤蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性比湿地分别提高了89%、70%和72%。微生物生物量碳和归一化的酶活性均与土壤有机碳呈显著正相关关系。【结论】在人为定向培育下,荆江地区水稻土有机碳含量明显提高,微生物生物量碳与酶活性也显著增强,同时,土壤微生物生物量碳和酶活性可以作为稻田土壤有机质功能变化的指示指标。
    控释肥与普通肥料混施对设施番茄生长和土壤硝态氮残留的影响
    杨俊刚, 张冬雷, 徐凯, 倪小会, 肖强, 曹兵, 刘宝存, 邹国元
    中国农业科学. 2012, 45(18):  3782-3791.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.18.011
    摘要 ( 479 )   PDF (419KB) ( 1191 )   收藏
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    【目的】比较控释肥与普通肥料混配基施与常规施肥对设施番茄农学特性和环境效应的影响。【方法】以京郊设施番茄为对象,研究包膜控释肥与普通肥料混配基施对番茄株高、茎粗、叶片面积、叶绿素含量、根系分布,果实产量、品质,根层土壤(0—30 cm)无机氮动态和收获后残留硝态氮的影响。【结果】番茄产量为84.1—90.8 t•hm-2,处理间没有明显差异,但控释肥处理(CN270)明显降低了果实的硝酸盐含量,并提高了糖酸品质。与常规施肥相比(N450),控释肥处理(CN270)减施氮肥40%后番茄的株高、茎粗、叶绿素含量均没有降低,叶片面积有增加趋势并在第三穗果膨大期明显增加。番茄根系主要分布在0—30 cm土层内,根长密度值为0.39—1.75 cm•cm-3。CN270与N450处理根长密度值接近,均明显高于常规减量施肥处理(N270)。在整个果实膨大期间,CN270处理的表层土壤中(0—30 cm)无机氮含量为643—796 kg•hm-2,形成了充足的氮素供应;收获后,CN270处理的硝态氮主要残留在表层土壤中,减少了NO3--N向下层的淋洗。【结论】与常规处理的多次施肥相比,控释肥处理在氮肥减量40%后番茄产量没有降低,并且改善了果实品质,促进了根系生长,减小了NO3--N的淋洗。因此,控释肥和普通肥料混配基施是设施番茄优质高效生产的一种有效施肥措施。
    草酸青霉菌I1的cDNA文库构建及其溶磷相关基因的筛选
    唐超西, 龚明波, 李顺鹏, 朱昌雄
    中国农业科学. 2012, 45(18):  3792-3800.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.18.012
    摘要 ( 445 )   PDF (600KB) ( 489 )   收藏
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    【目的】构建草酸青霉菌I1的cDNA文库,筛选溶磷相关基因。【方法】利用SMART技术构建草酸青霉菌I1的初级cDNA文库,通过难溶磷培养基筛选具有溶磷能力的转化子,测序并进行生物信息学分析。在难溶磷液体培养基中,进行转化子对溶液pH值、可溶磷含量的影响和产有机酸试验。【结果】成功构建了草酸青霉菌I1的初级cDNA文库,其库容量约为5.29×106 cfu•mL-1,重组率为99%;利用难溶磷固体培养基筛选,得到具有溶磷圈的转化子48个,其中转化子I-4的cDNA序列全长536 bp,为一个新的序列,基因编码氨基酸残基序列长129 n.t。转化子E. coli HST08 I-4在液体难溶磷培养基中培养,提高了有机酸的表达量,并增加了有机酸的种类,在培养12 h后,开始产生乙酸,24 h后,溶液中产生乳酸、苹果酸和α-酮戊二酸,培养36 h,溶液pH值由6.32降到3.69,可溶磷含量达到0.1076 mg•mL-1。【结论】从草酸青霉I1中筛选到一个溶磷相关基因pstI。
    园艺
    四种苹果砧木幼苗对锌胁迫的耐性差异
    刘飞, 王金花, 张洪毅, 付春霞, 王衍安
    中国农业科学. 2012, 45(18):  3801-3811.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.18.013
    摘要 ( 582 )   PDF (349KB) ( 835 )   收藏
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    【目的】研究4种苹果砧木幼苗对低锌和高锌胁迫的响应差异,比较其对锌胁迫耐性差异,筛选适应锌胁迫环境的砧木资源。【方法】采用溶液培养法,对苹果砧木幼苗进行不同锌浓度处理,并分析幼苗株高、干物质量、根系构型、根系活力和锌积累、利用效率等指标。【结果】分别在缺锌(0 μmol•L-1)、低锌(1 μmol•L-1)、对照(4 μmol•L-1)、过量锌(10 μmol•L-1)和高锌(100 μmol•L-1)等不同锌浓度营养液中培养45 d,八棱海棠(Malus robusta. Rehd.)、平邑甜茶(M. hupehensis Rehd.)和山定子(M. baccata Borkh.)3种砧木表现植株矮小、新生叶小且簇生、节间缩短等缺锌症状,而小金海棠(M. xiaojinensis Cheng et Jiang)缺锌症状不明显。高锌胁迫下,4种苹果砧木均表现出植株矮小、叶片黄化、生长受到严重抑制等锌毒害症状。低锌处理,4种苹果砧木幼苗株高、干物质量、根构型参数均显著下降,降低幅度依次为:山定子>平邑甜茶>八棱海棠>小金海棠,且小金海棠表现出较高的锌转运系数。高锌胁迫下,八棱海棠的干物质量及根系总长、表面积和根系活力高于其它3个品种,各指标的降低幅度依次为:山定子>平邑甜茶>小金海棠>八棱海棠。低锌条件下,地上部锌积累高于根系,大部分锌上运以满足地上部对锌的需求;高锌条件下,锌在根系累积,以减轻对地上部的伤害。【结论】不同苹果砧木幼苗对缺锌及高锌胁迫的耐性不同。供试品种中,小金海棠耐低锌胁迫能力较强,山定子对缺锌及低锌胁迫敏感;八棱海棠对高锌胁迫的耐性较强;山定子在高锌胁迫下受到伤害最大、耐高锌能力最差。
    小菊品种‘钟山金桂’与亚菊属细裂亚菊F1 回交后代的性状遗传表现
    朱文莹, 刘新春, 房伟民, 管志勇, 陈素梅, 蒋甲福, 陈发棣
    中国农业科学. 2012, 45(18):  3812-3819.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.18.014
    摘要 ( 430 )   PDF (1039KB) ( 347 )   收藏
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    【目的】对菊属栽培菊‘钟山金桂’与亚菊属细裂亚菊F1回交后代的性状遗传表现进行研究,获得观赏性和抗性改良的优异属间新种质。【方法】以‘钟山金桂’×细裂亚菊F1为父本,‘钟山金桂’为轮回亲本开展回交试验。对获得的回交后代进行细胞学鉴定,对BC1代的形态性状观测,对经过越冬期后田间苗脚芽萌发量进行统计分析,并对低温胁迫下植株体内生理指标进行测定。【结果】共获得17个回交后代株系。回交后代株系的形态出现分离,与亲本有显著差异,回交后代在花型上出现了托桂型、半托桂型和非托桂型的分离,大部分花型为托桂型,且部分植株花序直径大于‘钟山金桂’,回交后代所有株系的花色均为黄色。回交后代的抗寒性比‘钟山金桂’强,遗传了细裂亚菊的抗寒特性。【结论】通过回交不仅可提高远缘杂交后代的观赏品质,还从细裂亚菊获得的耐寒性也能够稳定遗传。
    贮藏·保鲜·加工
    脱脂、脱蛋白处理对板栗粉膨胀势的影响
    梁丽松, 林顺顺, 张柏林, 王贵禧
    中国农业科学. 2012, 45(18):  3820-3831.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.18.015
    摘要 ( 574 )   PDF (407KB) ( 435 )   收藏
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    【目的】比较3个品种群的24个主栽品种板栗粉膨胀势及其脱脂、脱蛋白处理后膨胀势变化的差异,分析板栗粉的主要物质组成与其膨胀特性的关系,为板栗粉加工产品的研制提供理论依据。【方法】采用冷冻干燥法制取板栗全粉,索氏提取法制取脱脂板栗粉,碱液沉淀法制取脱蛋白板栗粉,索氏提取法和碱液沉淀法制取脱脂脱蛋白板栗粉;采用吸水膨胀离心法测定系列板栗粉膨胀势,凯氏定氮法测定蛋白质含量,索氏提取法测定脂肪含量,蒽酮比色法测定淀粉含量。【结果】板栗全粉的膨胀势在不同品种之间以及不同品种群之间均存在差异,其中北方品种群板栗全粉膨胀势最低。脱脂处理对板栗粉膨胀势的影响相对较小。各品种板栗粉脱蛋白处理后膨胀势均显著升高,脱蛋白板栗粉膨胀势以及膨胀势的变化值均在品种间存在差异。脱脂脱蛋白处理使大部分板栗粉膨胀势显著升高,不同品种之间存在差异,且脱脂脱蛋白板栗粉膨胀势按照北方品种群、中间类型品种群和南方品种群的顺序依次降低,其中北方品种群和南方品种群之间差异显著。板栗粉中的淀粉含量、蛋白质含量和脂肪含量在各品种之间存在差异,淀粉含量与板栗粉膨胀势存在显著相关性。【结论】淀粉是影响板栗粉膨胀势的重要因素,板栗粉中的蛋白质和脂类物质的共同作用显著影响板栗粉的膨胀势特性。脱脂、脱蛋白处理使板栗粉膨胀势发生改变,脱脂处理对板栗粉膨胀势影响相对较小,脱蛋白处理使板栗粉膨胀势显著增加,这种变化趋势及变化量与品种密切相关,并在一定程度上具有地域分布特性。
    保鲜剂处理对银杏果采后生理及贮藏品质的影响
    吴彩娥, 李婷婷, 范龚健, 陈榕, 吴海霞
    中国农业科学. 2012, 45(18):  3832-3840.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.18.016
    摘要 ( 373 )   PDF (459KB) ( 465 )   收藏
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    【目的】探讨保鲜剂在银杏果贮藏保鲜中的应用效果。【方法】以银杏果主栽品种大佛指为试材,分别采用二氯异氰尿酸钠熏蒸、G型二氧化氯片剂、FK葡萄保鲜片剂以及噻苯咪唑悬浮剂处理银杏果,研究其在4℃冷藏过程中的生理生化及相关营养和贮藏品质的变化规律。【结果】采用噻苯咪唑悬浮剂浸泡处理银杏果,可有效抑制贮藏期间银杏果呼吸强度及MDA含量的升高,保持较低的细胞膜透性;贮藏末期,经噻苯咪唑处理的银杏果POD活性和CAT活性较高,分别为1970.3 U•g-1,826.2 U•g-1;噻苯咪唑处理可延缓银杏果还原糖、可溶性总糖的生成,保持淀粉含量在较高的水平,贮藏末期淀粉含量为21.39%;噻苯咪唑溶液浸泡也可使银杏果含水量增加;噻苯咪唑处理还可抑制银杏种仁霉变的发生,保持较高好果率。【结论】噻苯咪唑悬浮剂处理银杏果,可以保持其贮藏品质,延长其贮藏寿命,贮藏效果优于其它保鲜剂。
    畜牧·资源昆虫
    腺苷甲硫氨酸对成肌细胞成脂分化及脂肪沉积的影响
    于渤洋, 吕文涛, 巨婷婷, 刘洋, 姜美华, 尹靖东
    中国农业科学. 2012, 45(18):  3841-3848.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.18.017
    摘要 ( 479 )   PDF (429KB) ( 592 )   收藏
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    【目的】以小鼠成肌细胞(C2C12)为模型探讨蛋氨酸代谢产物腺苷甲硫氨酸(S-adenosylmethionine,SAM)对肌肉来源的多能干细胞成脂分化及脂肪沉积的影响。【方法】分别用含有0、0.25、1.0和2.0 mmol•L-1 SAM的培养基处理细胞,在处理后的0、24、36和48 h分别对各处理组细胞进行油红O染色观察细胞形态并测定光密度(OD)值;在处理后第2天收集细胞总RNA与总蛋白,分别用RT-PCR和western blotting方法检测细胞成脂相关基因的mRNA与蛋白表达水平。【结果】经SAM处理后,细胞表现出脂肪细胞的形态特征;细胞内脂肪沉积水平上升,并且随SAM处理浓度的升高呈现出剂量依赖效应;细胞的脂肪特异性基因PPARγ、C/EBPα的mRNA及蛋白表达水平显著升高(P<0.05);其它特异性基因aP2、FAS及SREBP-1的表达在经SAM处理后呈剂量依赖性升高(P<0.05),其中2.0 mmol•L-1 SAM处理组升高最为显著,三者mRNA表达水平分别上升了6.86(P<0.01)、3.45(P<0.05)和3.48(P<0.01)倍。【结论】SAM可以促进C2C12细胞成脂分化及细胞内脂肪的沉积。
    畜禽保种群体遗传多样性的模拟
    鲁云风, 王茜, 黄文波, 史利华, 吴克亮
    中国农业科学. 2012, 45(18):  3849-3858.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.18.018
    摘要 ( 572 )   PDF (383KB) ( 560 )   收藏
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    【目的】基于微卫星标记特点,采用计算机模拟技术,探讨畜禽保种群遗传多样性的变化过程。【方法】选择30个均匀分布于基因组、具有4—10个等位基因的标记位点,位点间无相互作用;模拟产生的畜禽保种群公母比例为1﹕5、随机交配、各家系随机等量留种、群体规模保持世代恒定,世代间无重叠,群体有效大小分别为Ne=10、20、50、100和200,保种繁殖50个世代,1 000次重复。采用多态性位点数(num-p)、平均等位基因数(Na)、有效等位基因数(Ae)、观测基因杂合度(Ho)、期望杂合度(He)、稀有等位基因数(RA)、缺乏丰富位点数(NRP)作为遗传多样性度量指标。【结果】保种群体的遗传多样性总体趋势随保种世代而逐渐降低,不同群体规模遗传多样性的降低速度差异显著,相比基础群,Ne值越大,num-p、Na、Ae、Ho、He和 RA的下降速率越慢,且当Ne=100和200时,num-p基本维持50个世代不变,RA则分别增加0.86%和2.49倍;而Ne值越大,NRP的增加速率越慢。【结论】遗传漂变导致了群体内遗传多样性的丢失。小群体中遗传漂变导致的遗传多样性丢失速度比大群体更高,发生在闭锁群体水平上的有效群体规模的减少将加快基因漂变速度,从而降低保种群体内的遗传多样性。
    兽医
    高致病性PRRSV与PCV2共感染协同致病性研究
    范培虎, 危艳武, 郭龙军, 吴洪丽, 黄立平, 刘长明
    中国农业科学. 2012, 45(18):  3859-3872.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.18.019
    摘要 ( 482 )   PDF (18990KB) ( 212 )   收藏
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    【目的】为阐明高致病性猪繁殖与呼吸综合征病毒(HP-PRRSV)和猪圆环病毒2型(PCV2)的协同致病作用,澄清两种病毒不同时间顺序共感染与其协同致病力之间的关系。【方法】选取35日龄阴性健康猪30头,随机分6组,PCV2/HP-PRRSV顺序共感染组、HP-PRRSV/PCV2顺序共感染组、HP-PRRSV+PCV2同时共感染组、HP-PRRSV感染组、PCV2感染组、未接种对照组。感染后每天测量体温、观察临床症状,每周称量体重、采血。用流式细胞仪检测血液中的CD3+ CD4+ CD8-、CD3+ CD4- CD8+、γδT、NK细胞及粒细胞和单核细胞变化;免疫过氧化物酶单层细胞试验(IPMA)检测这两种病毒抗体变化;用ELISA法检测血清中IFN-γ、TNF-α、IL-10、IL-2、GM-CSF细胞因子变化;用荧光定量PCR法检测血清和组织中病毒载量。对各组试验猪进行组织病理学观察。【结果】HP-PRRSV/PCV2顺序共感染组临床症状最严重,死亡率达60%;组织和血清中病毒载量显著高于其它组,抗体滴度明显低于其它组;淋巴细胞亚群及细胞因子(尤以TNF-α)变化也最为明显。【结论】HP-PRRSV和PCV2之间存在协同致病作用,且猪群先感染HP-PRRSV后感染PCV2可明显提高猪群发病率和死亡率。本研究对临床HP-PRRSV和PCV2的综合防制提供科学依据。
    鸭β-防御素16的分离、鉴定及其抗病毒机制
    张可心, 张名岳, 辛胜男, 韩宗玺, 邵昱昊, 刘胜旺, 马得莹
    中国农业科学. 2012, 45(18):  3873-3882.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.18.020
    摘要 ( 630 )   PDF (433KB) ( 395 )   收藏
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    【研究目的】旨在克隆与表达鸭β-防御素16(AvBD16)基因及测定其生物学特性,监测了鸭肝炎病毒感染后麻鸭不同组织AvBD16与TLR-7的动态变化。【方法】采用RT-PCR方法,从鸭骨髓组织中扩增到鸭AvBD16,并将该基因克隆到原核表达载体pGEX-6p-1 上进行原核表达,对其重组和合成蛋白进行生物学活性测定。采用荧光定量PCR方法,分别检测了鸭肝炎病毒对鸭AvBD16和TLR-7在不同组织中表达量的影响。【结果】鸭AvBD16 cDNA 大小为155bp,编码50个氨基酸残基,与鸡AvBD3氨基酸同源性最高,为62%。重组和合成鸭AvBD16蛋白对12种细菌均有不同程度的抑制作用,高盐浓度对其抗菌活性有一定影响,且溶血活性极低。重组AvBD16蛋白具有体外抗病毒活性。经鸭肝炎病毒诱导后,鸭AvBD16在肝脏及其他组织中被诱导表达或表达量显著上调,且与TLR7的表达量呈正相关。【结论】成功克隆并表达了鸭AvBD16基因,重组和合成AvBD16蛋白具有广谱的抗菌活性且不具有溶血特性。重组AvBD16蛋白具有抗鸭肝炎病毒的活性,体内抗病毒作用可能受TLR-7通路调节。
    研究简报
    山东小麦品种更替过程中光合特性的演变
    彭芹, 郭骞欢, 张西斌, 程敦公, 戴双, 李豪圣, 赵世杰, 宋健民
    中国农业科学. 2012, 45(18):  3883-3891.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.18.021
    摘要 ( 536 )   PDF (434KB) ( 576 )   收藏
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    【目的】探讨山东小麦品种更替过程中光合性能的演变规律,为今后小麦育种提供指导。【方法】选用山东省建国以来8次品种更替过程中的8个主要推广品种,在大田试验条件下测定了生育后期旗叶的叶绿素含量、光合参数和叶绿素荧光参数,成熟时生物学产量、籽粒产量和收获指数(Harvest index,HI)。【结果】山东小麦品种更替过程中,籽粒产量和HI呈正相关性,但生物学产量并没有显著增加。旗叶叶绿素含量、净光合速率(net photosynthetic rate,Pn)、气孔导度(stomatal conductance,Gs)、羧化效率(carboxylation efficiency,CE)、光系统Ⅱ(photosystemⅡ,PSⅡ)实际光化学效率(photochemical efficiency,ΦPSⅡ)和呼吸速率(respiratory rate,R)在开花期到花后10 d达到最大值,然后开始下降,1980年以后选育的品种下降的速率低于1980年以前的品种;生育后期小麦旗叶Pn的下降是由非气孔因素引起的,Pn的初期下降并不是由叶绿素含量的变化直接引起,在此过程中,光合暗反应的羧化酶起了重要作用;灌浆中后期Pn的进一步降低与叶绿素含量、ΦPSⅡ、非光化学淬灭(non-photochemical quenching,NPQ)等密切相关。品种更替过程中,叶绿素含量、Pn、Gs、CE、ΦPSⅡ等指标呈升高的趋势,叶片功能期延长,光合性能得到明显改善,这可能是籽粒产量提高的重要生理基础。但品种更替中呼吸速率呈升高的趋势,影响了同化产物的积累,不利于籽粒产量的提高。【结论】山东小麦品种更替过程中,叶片的光合能力提高,高光合持续期延长,HI和光能利用效率增加,综合性能的改善是品种更替过程中产量不断提高的生理基础。山东小麦品种HI仍有进一步改良的空间,但不能完全依赖株高的降低,必须综合考虑光能利用的各个环节,小麦高光效育种才有可能取得较大的突破。
    Q型烟粉虱化学感受蛋白基因BtabCSP1的克隆与分析
    白润娥, 李静静, 唐雅菲, 熊大斌, 李帅良, 闫凤鸣
    中国农业科学. 2012, 45(18):  3892-3898.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.18.022
    摘要 ( 436 )   PDF (428KB) ( 506 )   收藏
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    【目的】克隆Q型烟粉虱(Bemisia tabaci)化学感受蛋白基因,分析其序列特征和表达特性,为深入研究该类基因功能奠定基础。【方法】根据桃蚜化学感受蛋白OS-D2a(ABM5558)的氨基酸序列,借助生物信息学搜索烟粉虱EST序列拼接了1个烟粉虱化学感受蛋白基因(BtabCSP1),以烟粉虱mRNA为模板,采用RT-PCR扩增克隆烟粉虱化学感受蛋白cDNA。采用半定量RT-PCR对不同发育阶段的烟粉虱样品中BtabCSP1的表达模式进行研究。【结果】BtabCSP1完整阅读框全长为2 626 bp,包含2个外显子和1个内含子,编码131个氨基酸残基,其中含有1个CX6CX18CX2结构域,为化学感受蛋白的典型特征。BtabCSP1在供试样品中均有表达,并且在2龄、3龄和伪蛹阶段表达量更高。聚类分析结果表明,烟粉虱与果蝇、桃蚜等物种遗传关系较远,化学感受蛋白基因在物种进化过程中较为活跃。【结论】从Q型烟粉虱若虫中克隆了1个化学感受蛋白基因 BtabCSP1,该基因在烟粉虱不同发育阶段中均能表达,推测其对烟粉虱的生长发育具有重要的调控作用。