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当期目录

    2012年 第45卷 第19期 刊出日期:2012-10-01
      
    作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
    水稻转基因种质IRBB13(PXa13:GFP)感病及育性突变体的筛选及鉴定
    韩宽德, 孔令广, 巨延虎, 陈明, 曹志刚, 丁新华, 储昭辉
    中国农业科学. 2012, 45(19):  3899-3908.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.001
    摘要 ( 541 )   PDF (520KB) ( 607 )   收藏
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    【目的】建立简便高效的水稻突变体筛选体系,为克隆参与调控水稻xa13/ Xa13表达以及xa13/Xa13介导的抗/感病和花粉发育信号途径的基因奠定基础。【方法】利用EMS化学诱变携带显性Xa13启动子驱动绿色荧光蛋白(GFP)基因的水稻转基因种质IRBB13(PXa13:GFP),构建突变群体,分3个时期进行突变体筛选:幼苗期筛选根和芽中绿色荧光减弱或消失的突变体、成株期筛选回复感病表型的突变体和孕穗期筛选育性下降的突变体。【结果】室内检测代M2突变体株系3 000个,筛到幼根和幼芽荧光消失的突变体14个,根部荧光正常而芽无荧光的突变体9个。田间试验种植突变体株系3 000个,成株期接种PXO99初步筛到回复感病表型的突变体株系25个。孕穗期筛选到育性下降且花药中绿色荧光消失的突变体株系7个,其中,包含1个回复感病的突变体株系。【结论】建立了简便高效的筛选水稻突变体筛选体系,结合GFP表达模式异常的突变体、回复感病突变体以及育性下降的突变体分析可判断xa13/Xa13参与的水稻抗/感病与花粉发育这2条信号网络途径并不是完全独立的,而是存在一定程度的交叉。
    多环境条件下大豆异黄酮主要组分的QTL定位
    张晶莹, 葛一楠, 孙君明, 韩粉霞, 于福宽, 闫淑荣, 杨华
    中国农业科学. 2012, 45(19):  3909-3920.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.002
    摘要 ( 563 )   PDF (481KB) ( 751 )   收藏
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    【目的】利用不同定位方法,对不同环境条件下大豆异黄酮主要组分进行QTL定位研究,为大豆异黄酮分子标记辅助育种提供理论依据。【方法】以异黄酮含量有显著差异的鲁黑豆2号(3 697.24 μg•g-1)和南汇早黑豆(1 816.67 μg•g-1)为亲本构建的F5∶7-8重组自交系为材料,分析RIL群体的SSR标记多态性,结合HPLC法鉴定异黄酮主要组分含量。【结果】绘制了一张包含161个多态性SSR标记,全长3 546.54 cM的大豆遗传连锁图谱。利用ICIMapping 3.2软件的ICIM、IM和SMA 3种定位方法,共定位到4种环境下与异黄酮主要组分相关的14个QTL。【结论】3个标记区间在多个环境和多种定位方法下均被检测到,分别是Sat_003—Satt306、Satt070—Satt122和Satt571—Satt270。
    油菜含油量性状QTL关联分析及有利等位基因在品种中的构成分析
    孙中永, 程爽, 王继变, 黄吉祥, 陈飞, 倪西源, 赵坚义
    中国农业科学. 2012, 45(19):  3921-3931.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.003
    摘要 ( 599 )   PDF (394KB) ( 749 )   收藏
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    【目的】验证不同遗传背景下7个含油量QTL的稳定性、通用性和实用性,检测QTL连锁标记辅助选择提高含油量的可行性,发掘可能实质性影响油菜含油量性状的候选基因。【方法】利用已发表的SG群体在11种环境下的QTL结果,在7个主效QTL峰值或置信区间内选择14个油脂形成相关候选基因标记对81份核心种质两年度的含油量数据进行关联分析,并鉴定各QTL位点高油等位基因在不同品种中的分布。【结果】4个QTL(OilA1、OilA5、OilA7和OilC8-1)位点的6个连锁标记在81个品种高、低2种等位基因间平均含油量差异达到显著或极显著;对其中4个标记Ra2E04、ZAAS919、ZAAS828和ZAAS441的跟踪选择和聚合,可相应提高含油量5个以上百分点;根据标记基因型推测,OilA1和OilC8-1位点,超过80%的欧洲春、冬油菜品种中已含Sollux高油等位基因,但中国品种中则80%和60%的品种含低油等位基因;OilA5和OilA7位点上,几乎所有被检欧洲材料均不含Gaoyou高油等位基因,而中国双低和双高品种中也只有约20%—30%含此有利等位基因。【结论】与4个QTL连锁的6个拟南芥油脂相关同源基因(At3g51830、At2g42450、At2g44620、At1g73600、At1g73480和At1g13560)有可能实质性参与油菜种子油分累积;当聚合了包括OilA7在内的3个或3个以上QTL位点高油等位基因时,含油量可相应提高5个百分点;所揭示的4个QTL高油等位基因在中国尚有较大利用空间而OilA5和OilA7的Gaoyou等位基因可能尤为欧洲油菜育种家们关注。
    耕作栽培·生理生化·农业信息技术
    高产栽培条件下种植方式对不同生育类型粳稻米质的影响
    霍中洋, 李杰, 许轲, 戴其根, 魏海燕, 龚金龙, 张洪程
    中国农业科学. 2012, 45(19):  3932-3945.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.004
    摘要 ( 505 )   PDF (323KB) ( 641 )   收藏
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    【目的】探讨不同种植方式水稻高产栽培条件下稻米品质的变化规律。【方法】以早熟晚粳、迟熟中粳和中熟中粳3种类型水稻品种(含常规粳稻和杂交粳稻)为材料,比较研究高产栽培条件下手栽、机插、直播3种种植方式水稻的加工品质、外观品质、蒸煮食味品质、营养品质和RVA谱特征值的差异,并对米质性状与灌浆结实期的温光条件进行相关分析。【结果】(1)糙米率在不同种植方式间没有明显差异,精米率和整精米率早熟晚粳手栽>机插>直播,迟熟中粳和中熟中粳机插>手栽>直播;(2)垩白率手栽>机插>直播,垩白大小机插>手栽>直播,垩白度早熟晚粳和常规迟熟中粳手栽>机插>直播,中熟中粳和杂交迟熟中粳机插>手栽>直播;(3)直链淀粉含量直播>机插>手栽,胶稠度手栽>机插>直播;(4)蛋白质含量手栽与机插基本相当,直播略低,且除中熟中粳外与手栽和机插的差异不显著;(5)峰值黏度、热浆黏度和崩解值手栽>机插>直播,回复值直播>机插>手栽,峰值时间不同种植方式间没有明显差异,最终黏度早熟晚粳和常规迟熟中粳手栽>机插>直播,中熟中粳和杂交迟熟中粳直播>机插>手栽,糊化温度早熟晚粳和常规迟熟中粳直播>机插>手栽,中熟中粳和杂交迟熟中粳手栽>机插>直播。【结论】与手栽和机插相比,直播外观品质略优,加工品质、蒸煮食味品质和营养品质变劣;手栽与机插间加工品质和外观品质的优劣因品种类型而异,蒸煮食味品质手栽优于机插,营养品质大体相当。因此,选择合理的种植方式,并配套适宜的水稻品种类型,有利于获得优良的稻米品质。
    粉垄栽培对水稻产量和品质的影响
    韦本辉, 刘斌, 甘秀芹, 申章佑, 胡泊, 李艳英, 吴延勇, 陆柳英
    中国农业科学. 2012, 45(19):  3946-3954.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.005
    摘要 ( 591 )   PDF (317KB) ( 660 )   收藏
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    【目的】探索农耕新方法粉垄栽培水稻的可行性及其对水稻产量和品质的影响。【方法】以Y两优1号, 汕小占为供试材料,传统翻耕浆耙栽培为对照(CK),进行早稻粉垄栽培和晚稻免耕抛秧栽培试验,对相关性状和产量、品质进行调查和测定;并对粉垄后第三造轻耕种植水稻的产量及土壤的紧实度进行调查。【结果】粉垄栽培与CK相比,早造粉垄稻田耕层厚度加深7 cm,土壤速效养分多数指标增加10%以上,水稻总根数量及白根数量分别增加14.83%—25.36%、20.18%—97.78%,稻株生物产量增加29.96%—31.89%,结实率增加7.62%,稻谷产量增加23.87%,整精米率、蛋白质分别增加15.95%、14.61%;晚造免耕抛秧比CK的总根数量和白根数量分别增加6.02%—22.75%、48.03%—65.91%,产量增加9.25%,整精米率、蛋白质分别增加7.43%、5.61%;早晚两造合计增产16.48%,增加收入6 706.5元/hm2;粉垄后第三造轻耕种植水稻收获时耕作层土壤的紧实度比对照降低68.00%—333.33%,产量增加7.97%。【结论】粉垄栽培水稻,当造和后一造免耕均可行,均能提高稻谷产量和改善稻米品质,增加纯收益;粉垄后第三造仍能提高稻谷产量,粉垄后稻田具有持续增产能力。
    连作大豆根际微生物群落结构及土壤酶活性
    谷岩, 邱强, 王振民, 陈喜凤, 吴春胜
    中国农业科学. 2012, 45(19):  3955-3964.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.006
    摘要 ( 704 )   PDF (469KB) ( 980 )   收藏
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    【目的】揭示连作大豆主要生育时期根际土壤微生物群落结构及土壤酶活性变化,为大豆连作障碍提供理论依据。【方法】利用磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid,PLFA)分析方法对连作大豆根际土壤微生物群落结构进行定量分析,同时进行土壤微生物生物量和土壤酶活性的测定。【结果】大豆重迎茬使土壤PLFA总量、土壤微生物生物量碳含量、土壤脲酶和转化酶活性均显著降低,真菌和细菌PLFAs比例显著增加,土壤过氧化氢酶活性无显著变化。不同连作年限及生育时期对土壤微生物及酶活性的影响均不同,与作物品种、根系分泌物和残茬腐解物的数量和种类密切相关。相关分析表明,土壤PLFAs总生物量与土壤微生物生物量碳和土壤脲酶活性呈现显著正相关,与转化酶和过氧化氢酶活性无显著相关性。【结论】大豆重迎茬使土壤微生物群落结构和土壤酶活性发生改变。大豆连作障碍是大豆根际土壤微生态系统和环境因子等综合作用的结果。
    植物保护
    高渗胁迫对玉米大斑病菌生长发育及STK1表达的影响
    王梅娟, 李坡, 吴敏, 范永山, 谷守芹, 董金皋
    中国农业科学. 2012, 45(19):  3965-3970.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.007
    摘要 ( 418 )   PDF (490KB) ( 488 )   收藏
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    【目的】观测高渗胁迫对玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)生长发育的影响,探讨甘油是否为病菌细胞中的渗透调节物质,分析STK1在高渗胁迫下的表达规律。【方法】采用2种高渗胁迫条件处理玉米大斑病菌,分析高渗胁迫对病菌生长发育的影响;检测高渗胁迫下菌丝细胞中甘油含量的变化,明确甘油是否为病菌中的渗透调节物质;利用半定量RT-PCR方法,分析高渗胁迫条件下STK1表达规律。【结果】玉米大斑病菌菌丝细胞的等渗液浓度为0.78 mol•L-1;在高渗胁迫条件下,菌落颜色均发生显著变化。1 mol•L-1 NaCl处理后菌落呈红褐色,菌落的生长速率也受到到明显的抑制;在1 mol•L-1NaCl胁迫下菌丝细胞中原生质体浓缩,出现明显的浓缩颗粒;随胁迫时间的延长和渗透胁迫物质浓度的增加,细胞中甘油含量显著增加;STK1在高渗胁迫48 h内表达量稳定增加。【结论】高渗胁迫抑制玉米大斑病菌菌落生长,改变菌落颜色,使菌丝细胞中原生质体高度浓缩,部分菌丝膨大呈球状;甘油是病菌细胞中的一种渗透调节物质;STK1参与调控病菌的渗透胁迫反应。
    香蕉枯萎病菌1号和4号生理小种的快速检测与鉴定
    李敏慧, 余雄涛, 王鸿飞, 周佳暖, 习平根, 姜子德
    中国农业科学. 2012, 45(19):  3971-3979.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.008
    摘要 ( 798 )   PDF (834KB) ( 904 )   收藏
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    【目的】从香蕉枯萎病菌1号和4号生理小种特有的基因序列入手,建立一种快速可靠的分子检测技术,为防止香蕉枯萎病的传播蔓延、尽早采取防治对策、指导香蕉生产进行品种配置提供理论依据。【方法】根据研究室已经筛选到的4号生理小种候选致病相关基因序列设计引物,分别以来自海南、广东和广西的6个香蕉枯萎病菌1号生理小种菌株、7个4号生理小种菌株、7个尖镰孢其它专化型菌株以及2个外围菌株DNA为模板进行PCR扩增,筛选香蕉枯萎病菌1号、4号生理小种特异性引物及尖镰孢菌的通用引物。【结果】筛选到的特异性引物不仅可用于香蕉枯萎病菌DNA的检测,还可直接用于对罹病香蕉组织和土壤中的香蕉枯萎病菌的检测;筛选到的尖镰孢菌通用引物,可作为内参照以检测DNA的质量,以避免假阴性情况的出现。【结论】所建立的三重PCR检测方法实现了在一次PCR反应中快速、准确地同步检测香蕉枯萎病菌1号和4号生理小种,对检测香蕉苗是否感染枯萎病及蕉园土壤是否受到香蕉枯萎病菌的污染具有重要意义。
    三种捕食性瓢虫的种间竞争作用
    王甦, 谭晓玲, 徐红星, 张帆
    中国农业科学. 2012, 45(19):  3980-3987.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.009
    摘要 ( 558 )   PDF (415KB) ( 542 )   收藏
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    【目的】明确多种捕食性天敌田间混合释放后的种群动态,探索瓢虫种间干扰的行为学基础和在生态位上的竞争关系。【方法】在田间农业生态系统中混合释放异色瓢虫、龟纹瓢虫及多异瓢虫,对种群发展动态连续监测;在室内对3种瓢虫的1龄幼虫对卵及4龄幼虫之间互残现象进行观察;对自然生境中3种瓢虫的猎物资源进行确认和资源等级划分,并计算各瓢虫的生态位宽度及生态位重叠系数。【结果】3种捕食性瓢虫在混合种群释放后个体数量均线性上升,异色瓢虫的上升速率显著大于其余2种瓢虫。各瓢虫均倾向于取食异种瓢虫的卵和幼虫,其中异色瓢虫攻击取食卵的能力显著大于其余2种瓢虫。异色瓢虫4龄幼虫在互残后的存活数量显著大于其余2种瓢虫,且伤残比例仅为龟纹瓢虫的22.3%及多异瓢虫的29.8%。基于田间观测结果,异色瓢虫共取食17种猎物,占总量89.5%,龟纹瓢虫共取食12种猎物,占总量的63.2%,多异瓢虫共取食9种猎物,占总量的47.4%。计算异色瓢虫、龟纹瓢虫和多异瓢虫的生态位宽度分别为0.713,0.393和0.304;所得生态位重叠系数异色瓢虫与龟纹瓢虫为0.992,龟纹瓢虫与多异瓢虫为0.983,异色瓢虫与多异瓢虫为0.964。【结论】异色瓢虫与其它捕食性瓢虫在田间释放时表现出很强的竞争作用。异色瓢虫可以通过较高的种间互残及攻击防御能力提高自身在营养水平低下情况时的生存概率。异色瓢虫的生态位宽度高,且与其它瓢虫的生态位重叠程度大。因此异色瓢虫的存在会严重影响同生态位其它捕食性瓢虫的种群增长。
    B型烟粉虱危害对烟草叶片光系统II的影响
    李庆亮, 谭伟, 薛明
    中国农业科学. 2012, 45(19):  3988-3995.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.010
    摘要 ( 405 )   PDF (386KB) ( 532 )   收藏
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    【目的】研究B型烟粉虱取食危害对烟草光系统II的影响,为明确烟粉虱对寄主植物光合作用的影响机制提供依据。【方法】通过测定烟草叶片叶绿素荧光快速诱导曲线,使用JIP-test分析技术进行参数分析,研究B型烟粉虱危害烟草后对烟草的局部虫体叶和系统叶光系统II(PSII)的影响。【结果】B型烟粉虱危害烟草后虫体叶和系统叶上的最大光化学效率(φpo)和光化学性能指数(PIABS)与对照相比均明显升高(P<0.05),表明处理烟草植株的局部叶和系统叶的原初光化学反应受到较大的伤害。B型烟粉虱危害烟草后虫体叶和系统叶PSII反应中心的电子传递均受阻,放氧复合体受到严重破坏。B型烟粉虱危害烟草后系统叶的单位反应中心吸收的能量(ABS/RC)和单位反应中心热耗散掉的能量(DIo/RC)增加,单位反应中心捕获的能量(TRo/RC)下降;B型烟粉虱危害的虫体叶中ABC/RC没有变化,DIo/RC增加,TRo/RC 下降。B型烟粉虱危害烟草后虫体叶和系统叶的单位面积反应中心数量(RC/CS)均明显降低(P<0.05),而光系统PSⅡ反应中心的关闭程度(1-qP)却明显升高,分别较各自对照升高了69.83%和142.58%(P<0.05)。【结论】B型烟粉虱的危害严重影响了烟草叶片的光系统Ⅱ(PSII),主要是由于PSII反应中心的失活和关闭以及对PSII电子传递的抑制,电子传递中受抑制的位点包括放氧复合体和QA到QB间的电子传递过程,同时B型烟粉虱危害影响了烟草叶片光系统的能量流动,且烟粉虱对烟草叶片PSII的影响具有系统传导性。
    桔小实蝇电压门控钠离子通道基因cDNA克隆及其生物信息学分析
    蒋玄赵, 魏丹丹, 申光茂, 豆威, 王进军
    中国农业科学. 2012, 45(19):  3996-4003.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.011
    摘要 ( 455 )   PDF (1248KB) ( 726 )   收藏
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    【目的】克隆获得桔小实蝇(Bactrocera dorsalis)电压门控钠离子通道基因cDNA序列,明确其典型特征,为研究桔小实蝇抗性分子机理奠定基础。【方法】采用RT-PCR和PCR技术,克隆桔小实蝇钠离子通道基因cDNA序列,利用相关软件对其序列进行生物信息学分析。【结果】克隆得到1条长为6 446 bp的cDNA序列,包含1个6 405 bp的完整开放阅读框,共编码2 134个氨基酸。同源比对发现,桔小实蝇与果蝇(Drosophila melanogaster,NP_001188635)和家蝇(Musca domestica,AAB47604)钠离子通道基因相似度分别高达91.7%和86.9%,而与人的钠离子通道Nav1.2基因(Homo sapiens,NP_066287)相似度为42.3%。所克隆序列包含昆虫钠离子通道所有典型特征。【结论】成功地从桔小实蝇中克隆得到钠离子通道基因完整开放阅读框。该钠离子通道基因存在丰富的选择性剪接,发现了3个可能与抗性相关的碱基取代。钠离子通道基因有可能发展成为一种昆虫系统发育研究的分子标记。
    土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境
    华北平原春玉米滴灌均匀系数对土壤水氮时空分布的影响
    张航, 李久生
    中国农业科学. 2012, 45(19):  4004-4013.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.012
    摘要 ( 449 )   PDF (366KB) ( 554 )   收藏
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    【目的】研究滴灌均匀系数及土壤特性对土壤水氮时空分布的影响,定量评价现行标准的适宜性。【方法】试验在华北平原进行,供试作物为春玉米,滴灌均匀系数(CU)设置0.66(低)、0.81(中)和0.99(高)3个水平,灌水量设置灌溉需水量的50%(低)、75%(中)和100%(高)3个水平,监测不同生育阶段的土壤水分和硝态氮含量。【结果】土壤含水量均匀系数在生育期内大于0.85(2009年)和0.80(2010年),低灌水均匀系数处理与中、高灌水均匀系数处理没有明显区别,远大于滴灌均匀系数(0.66),初始含水量均匀系数的影响大于滴灌均匀系数,灌水量的影响较小。滴灌均匀系数对硝态氮均匀系数的影响不显著。【结论】在华北平原半湿润地区,滴灌均匀系数不是影响春玉米生育期内土壤水氮分布的主要因素,现行微灌均匀系数标准(CU≥0.80)可适当降低,以降低系统投资。
    华北地区冬小麦-夏玉米轮作节水体系周年水分利用特征
    秦欣, 刘克, 周丽丽, 周顺利, 鲁来清, 王润政
    中国农业科学. 2012, 45(19):  4014-4024.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.013
    摘要 ( 485 )   PDF (363KB) ( 632 )   收藏
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    【目的】定量研究华北地区冬小麦-夏玉米轮作节水体系的水分周年利用特征。【方法】在大田条件下,通过在小麦季设不灌水(W0)、拔节水(W1)、拔节水+扬花水(W2)和起身水+孕穗水+扬花水+灌浆水(W4)4个水分处理,进行了两个周期的研究。【结果】(1)小麦产量和周年最高产量两年分别在节水灌溉处理W1和W2获得,玉米产量在不同处理间无显著差异。小麦水分利用效率(WUE)与产量的表现相似,玉米WUE显著高于小麦,并随灌水量的增加显著降低;周年WUE则在W0或W1处理最高,而后随灌水量的增加显著降低。(2)W4处理的2 m土体土壤水分含量在各个阶段没有明显变化,其它处理则随小麦生育进程而不断降低(即土壤水分库容不断变大),且灌水次数越少降幅越大,至小麦收获期达到最低点;到玉米拔节期,由于降雨补充所有处理的土壤含水量趋于一致,相应地,2 m土体接纳汛期降雨分别为178—188 mm(W0)、124—160 mm(W1)、38—93 mm(W2)和-30—21 mm(W4)。(3)随灌水量增加,作物耗水强度和季节蒸散量变大;玉米拔节期后,作物耗水特性与土壤水分变化无差异。(4)降雨致使出现水分的深层渗漏,丰水年和平水年分别为163 mm(W0、W1)、181 mm(W2)、253 mm(W4)和13 mm(W0、W1、W2)、45 mm(W4),丰水年小麦季W4处理也有54 mm水分深层渗漏。丰水年W0和W1处理实现了127 mm和57 mm对地下水的净回补。【结论】小麦节水栽培显著减少了对地下水的开采,大幅提高了降雨的利用效率,可实现作物对水资源的高效利用和丰水年降雨对地下水的净回补。丰水年W1处理或平水年W2处理有利于水分高效利用与高产的统一,对于华北地区农业的可持续发展具有重要意义。
    园艺
    等氮量分次追施对盆栽红富士苹果叶片衰老及15N-尿素吸收、利用特性的影响
    丁宁, 姜远茂, 彭福田, 陈倩, 王富林, 周恩达
    中国农业科学. 2012, 45(19):  4025-4031.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.014
    摘要 ( 454 )   PDF (338KB) ( 547 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    【目的】为苹果生产中确定延缓叶片衰老的追肥策略提供依据。【方法】以两年生盆栽红富士苹果嫁接苗/平邑甜茶为试材,研究等氮量分次追施氮肥对红富士苹果叶片衰老的影响及15N-尿素的吸收利用特性。【结果】不同追肥处理,植株叶片叶面积、叶绿素含量和叶片全氮含量在盛花期均以一次性追肥处理最高,三次追肥处理最低,且与一次追肥处理差异显著;在花芽分化期均以二次追肥处理最高,一次追肥处理最低;在果实采收期均以三次追肥处理最高,一次追肥处理最低,且与三次追肥处理差异显著;叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性在盛花期均以一次性追肥处理最高,三次追肥处理最低,且与一次追肥处理差异显著;在花芽分化期均以二次追肥处理最高,一次追肥处理最低;在果实成熟期均以三次追肥处理最高,一次追肥处理最低,且与三次追肥处理差异显著;果实成熟期植株各器官Ndff值差异显著,三次追肥处理显著高于一次和二次追肥处理;果实成熟期三次追肥处理植株的总氮量、吸收的15N量及15N肥料利用率均为最大。【结论】三次追肥处理能增强苹果叶片对氮的吸收调节能力,延缓生长后期叶片衰老,提高氮肥利用率。
    柑橘果实油斑病砧穗特异性的FTIR研究
    郑永强, 刘艳梅, 何绍兰, 易时来, 邓烈, 周志钦, 简水仙, 李松伟
    中国农业科学. 2012, 45(19):  4032-4039.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.015
    摘要 ( 549 )   PDF (596KB) ( 682 )   收藏
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    【目的】采用分子光谱技术探讨哈姆林果实油斑病砧穗特异性调控的分子生理机制,为提出果实油斑病综合防治措施,有效降低柑橘果实油斑病发生提供理论基础。【方法】利用果实油斑病发生率及发生程度有显著差异的11年生的3种砧木哈姆林甜橙植株,研究柑橘果实油斑病敏感期砧木对哈姆林甜橙果实油斑病发生率和发生程度的影响及哈姆林甜橙植株叶片和果实傅立叶红外光谱(FTIR)图谱变化。【结果】砧木对哈姆林甜橙果实油斑病发生率和发生程度的影响显著不同。其中,哈姆林/枸头橙果实油斑病发生程度(DO)最高;哈姆林/李齐16-6枳果实油斑病发生率(RO)最高;而哈姆林/印度酸橘有较高的RO值,最低的DO值。FTIR分析结果表明,夏季高温期3种砧木的哈姆林甜橙叶片在3420、2927、1625和1069 cm-1处波峰分别代表了碳水化合物的合成和运输、叶片细胞壁中的组织成分变化、蛋白质稳定程度和叶片内膜质过氧化平衡破坏程度,以枸头橙为砧的哈姆林甜橙植株叶片吸收峰强度最高受影响较小,以印度酸橘为砧的次之,以李齐16-6枳为砧哈姆林甜橙叶片受影响程度最大。相反,果皮红外光谱以印度酸橘和枸头橙为砧的哈姆林甜橙果皮受高温胁迫影响显著高于以李齐16-6枳为砧的哈姆林甜橙果皮。同时,3种砧木果实油斑病发生程度和发生率分别与其果皮和叶片红外光谱变化趋势一致。【结论】柑橘果实油斑病发生率高低可能跟叶片高温逆境响应机制有关,而果实油斑病发生程度高低直接与果皮代谢相关,通过分析夏季高温期叶片和果皮FTIR分别预测本年度油斑病发生率和发生程度是可行的。同时,叶片和果皮FTIR分析有利于揭示柑橘果实油斑病砧穗特异性分子生理机制。
    白粉病菌胁迫下甜瓜叶片中Ca2+的细胞化学定位及外源Ca2+对POD、CAT和SOD同功酶的影响
    钟俐, 李冠
    中国农业科学. 2012, 45(19):  4040-4049.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.016
    摘要 ( 400 )   PDF (1773KB) ( 886 )   收藏
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    【目的】对接种白粉病菌前后的甜瓜叶片中Ca2+ 进行细胞定位分析,并探讨外源Ca2+ 对白粉病菌胁迫下3种同工酶的影响,为研究甜瓜在白粉病胁迫下的信号转导及抗病机制奠定基础。【方法】通过电镜和细胞化学技术对抗病性不同的甜瓜幼叶在白粉病菌胁迫下的Ca2+ 进行超微细胞化学定位研究,采用Hoagland营养液栽培法,对不同外源Ca2+作用并接种白粉病菌的甜瓜叶片的POD、CAT和SOD同工酶进行分析。【结果】接种白粉病菌2 d时,Ca2+在抗病品种和感病品种叶肉细胞胞质内聚集;液泡和细胞间隙内Ca2+水平急剧下降;接种白粉病菌6 d后,抗病品种‘MR-1’胞质内Ca2+水平又逐渐恢复至接种前的状态,Ca2+主要分布在液泡和细胞间隙,而感病品种‘JS’叶肉细胞内Ca2+在细胞基质中分布集中并聚集成大的沉淀颗粒,细胞结构逐渐破坏,直至死亡,在液泡和细胞间隙未发生Ca2+恢复现象。外源Ca2+对3种同工酶谱的作用结果为:与对照相比,营养液增施6 mmol•L-1 CaCl2可明显缓解白粉菌对甜瓜的伤害,其POD、CAT和SOD同工酶活性高于对照水平;营养液增施75 mmol•L-1 的LaCl3 显著抑制了甜瓜幼叶POD、CAT和SOD同工酶的活性。【结论】白粉病菌胁迫下,抗病性不同的甜瓜叶片中Ca2+的时空定位分布有差异:抗病品种中Ca2+由胞内钙库(即液泡)释放入细胞基质,之后又被泵回液泡,而感病品种中Ca2+仅发生从液泡向胞质释放的过程;外源Ca2+可能增加了Ca2+向甜瓜叶片内的运输,促进白粉病胁迫信号向植株体内的传递,提高甜瓜叶片保护酶的表达量及其活性氧清除水平,从而延缓白粉病胁迫对甜瓜叶片的伤害。
    木薯脆性胚性愈伤组织原生质体培养与植株再生
    文峰, 肖诗鑫, 聂扬眉, 马秋香, 张鹏, 郭文武
    中国农业科学. 2012, 45(19):  4050-4056.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.017
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    【目的】建立有效的木薯原生质体再生体系,为原生质体融合以及原生质体转化等研究奠定技术基础。【方法】酶解木薯品种TMS60444 的脆性胚性愈伤组织(FEC)的悬浮系,分离原生质体的产量最高达3.5×106个/g,FDA检测其活性约90%。用TM2G培养基以液体浅层法分别在5×105个/mL和2×105个/mL密度下培养,培养过程中前30 d用0.3 mol•L-1 TM2G新鲜培养基每10 d更换1次,此后每10 d用0.25 mol•L-1 TM2G新鲜培养基更换。原生质体培养45 d后即可挑出1—2 mm大小的愈伤组织分别在MSN培养基上分化胚、CMM上促胚成熟、CEM上茎伸长、MS上生根。【结果】在5×105个/mL的原生质体培养密度下,长出的都是致密型愈伤组织(能分化胚状体),而在2×105个/mL的密度下培养长出的有致密型愈伤组织,也有空泡型愈伤组织(不能分化胚状体)。本试验共挑出1 479个致密细胞团,分化获得757个子叶胚,已再生完整植株186棵。【结论】本研究分离的原生质体产量和活性有较大提高,对前人所指出的瓶颈问题有所改进,原生质体再生植株效率有较大提高。
    贮藏·保鲜·加工
    食源性金黄色葡萄球菌肠毒素基因的分布与时序性表达
    杨静, 杨军, 黄继超, 何玮玲, 张驰, 黄明
    中国农业科学. 2012, 45(19):  4057-4066.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.018
    摘要 ( 388 )   PDF (599KB) ( 1058 )   收藏
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    【目的】研究食源性金黄色葡萄球菌各血清型肠毒素基因的分布,并进一步分析其时序性表达规律。【方法】针对51株各类食品中分离的金黄色葡萄球菌菌株,应用PCR技术对11种葡萄球菌肠毒素进行基因分型;提取细菌总RNA,以ftsZ和ropB作为内标基因,使用反转录荧光定量PCR研究各肠毒素基因在细菌生长周期中的表达水平变化。【结果】除see、ses和set外,其余8种肠毒素基因在51株食源性金黄色葡萄球菌菌株中均有检出,且sei和seg的检出率最高(27.45%)。各肠毒素基因在mRNA水平的时序性表达规律基本一致,均在对数后期达到峰值,随后快速下降。以内标基因为参照,同一菌株中不同肠毒素基因的相对表达量以及不同菌株中同一肠毒素基因的相对表达量均差异较大。【结论】本文系统研究了肠毒素基因在食源性金黄色葡萄球菌中的分布,并探究了肠毒素基因的时序性表达规律,对金黄色葡萄球菌毒力机制研究与食品质量安全控制具有参考意义。
    园艺
    具有高胱硫醚β-裂解酶活性的葡萄酒酵母工程菌株的构建
    马捷, 刘延琳
    中国农业科学. 2012, 45(19):  4067-4074.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.019
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    【目的】构建具有较高胱硫醚β-裂解酶活性的葡萄酒酵母工程菌株,用于提高葡萄酒的香气品质。【方法】利用质粒pAUR123将大肠杆菌tnaA基因在中国本土酿酒酵母菌株LFP525中进行表达,得到的转化子进行酶活测定,并通过模拟汁和干白的发酵,评价其酿酒特性和产生硫醇类物质的能力。【结果】成功获得酵母工程菌株TH1和TH2,其胱硫醚β-裂解酶活性与受体菌比提高了32.25%-59.44%。模拟葡萄汁发酵显示,工程菌株中硫醇类物质的产量显著提高,是受体菌的2.8-4.3倍。工程菌株的发酵时间比受体菌略长,残糖和挥发酸显著高于宿主菌,但其含量处于正常范围。在长相思干白发酵试验中,该工程菌株的主要酿酒特性与受体菌相差不大,且硫醇类物质的产量提高了1.22倍。【结论】通过基因改造可以提高酿酒酵母胱硫醚β-裂解酶活性,应用改良菌株可进一步提高葡萄酒的香气品质。
    畜牧·资源昆虫
    母猪初情期全基因组关联分析和位置候选基因研究
    李平华, 李杰, 杨竹青, 张志燕, 杨斌, 陈从英
    中国农业科学. 2012, 45(19):  4075-4083.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.020
    摘要 ( 451 )   PDF (565KB) ( 936 )   收藏
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    通信作者陈从英,Tel/Fax:0791-83813080;E-mail:chcy75@  hotmail.com【目的】分离影响母猪初情期的主效基因或分子标记。【方法】以白色杜洛克×二花脸资源群体F2代母猪为研究材料,利用Illumina猪60K SNP芯片分别对F0和F1及316头有初情期表型记录的F2代母猪进行基因型判定,通过单标记全基因组关联分析(GWAS)和连锁-连锁不平衡(LDLA)分析检测与母猪初情期显著关联的SNP位点或单倍型。采用标准关联分析、标记辅助关联分析和F值下降检验分析lin-28同源B基因(LIN28B)和跨膜蛋白38B基因(TMEM38B)3个SNP位点与母猪初情期的关联性。【结果】①与母猪初情期关联性最强的SNP为ASGA0032316,位于7号染色体(SSC7)33.07 Mb处RAB23基因内含子中,同时在1、6、12、15和17号染色体也检测到与母猪初情期显著关联的SNP;②达基因组显著水平的单倍型均位于SSC7,其中关联性最强的单倍型位于SSC7的38.39 -38.47 Mb处F1RVR7和ZFAND3基因之间的基因间隔区;③LIN28B和TMEM38B基因的3个SNP与母猪初情期均未达到显著相关(P>0.05)。【结论】在白色杜洛克×二花脸资源群体中,与母猪初情期关联性最强的SNP位点和单倍型均定位于7号染色体, 1、6、12、15和17号染色体也定位到与母猪初情期显著关联的SNP,LIN28B和TMEM38B基因不是1号染色体QTL区间内的因果基因或需要搜寻更多的SNP进行分析验证。
    正选择驱动褪黑激素受体MT1与MT2基因的分化
    何春波, 姜勋平, 刘桂琼
    中国农业科学. 2012, 45(19):  4084-4091.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.021
    摘要 ( 515 )   PDF (311KB) ( 847 )   收藏
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    【目的】研究褪黑激素受体(melatonin receptor,MTNR)基因的进化模式,为褪黑激素受体基因相关功能的研究提供理论参考。【方法】利用生物信息学的方法和软件对来自11个物种的褪黑激素受体1a(MT1)和褪黑激素受体1b(MT2)基因的系统发生关系、基因相似性、选择压力、选择方向等进行系统地分析。【结果】MT1和MT2基因可能由共同祖先基因通过基因重复产生, MT1可能保持着源基因的功能,MT2为新产生的功能基因。MT1基因在物种间的相似性极显著高于MT2基因(P<0.01);MT1基因主要受纯化选择,MT2基因受到显著的正选择;MT1与MT2基因均承受着较强的选择压力,且选择压力在2基因间无显著差异(P>0.05)。【结论】MT1基因主要受纯化选择可能是MT1基因与动物季节性繁殖关联研究结论不统一的原因,MT2基因受正选择提示正选择可能是驱动MT2与MT1发生分化的重要动力。
    内蒙古白绒山羊褪黑激素受体基因SNP与产绒性状的关联
    刘斌, 赵存发, 李玉荣, 高凤芹, 高娃, 成立新, 孟克巴雅尔, 马跃军, 刘少卿, 李金泉
    中国农业科学. 2012, 45(19):  4092-4101.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.022
    摘要 ( 513 )   PDF (665KB) ( 572 )   收藏
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    【目的】研究绒山羊褪黑激素受体(melatonin receptor,MTNR)基因的SNP与绒山羊产绒性状的关系,寻找可用于辅助选择的分子标记。【方法】以内蒙古阿尔巴斯型白绒山羊为研究对象,选择绒山羊褪黑激素受体(MTNR1a和MTNR1b)基因部分序列作为候选基因,采用PCR-SSCP分子标记技术和DNA测序技术研究其多态性,然后运用最小二乘方差分析方法,对各基因型间生产性状指标进行差异显著性检验。【结果】① 在绒山羊MTNR1a基因外显子1和2,以及MTNR1b基因外显子1没有检测到SSCP多态,而在绒山羊MTR1b基因外显子2中存在SSCP多态,首次检测到了3个SNP;② P4引物位点存在NM_001206907:g.648 bp处C-G突变,该突变没有导致氨基酸的改变;以及NM_001206907:g.665 bp处的G-A突变,该突变导致第223个密码子CGC变成CAC,从而使精氨酸变成组氨酸(Arg-His);方差分析表明,该位点多态对绒山羊产绒量有显著影响(P<0.05);③AA基因型具有较高的产绒量,比AB、BB基因型产绒量分别高98.78和148.23 g,同时该多态位点基因型与年龄互作效应对绒山羊绒厚度有显著影响(P<0.05);④ P5引物位点存在NM_001206907:g.1 015 bp处的G-A突变,该突变导致第339个密码子GGC变成AGC,从而使甘氨酸变成丝氨酸(Gly-Ser),分析表明该多态位点基因型与年龄互作效应对绒山羊绒细度存在边际显著影响(P<0.1);⑤ 这两个位点多态对绒山羊产羔数量、羔羊初生体重等繁殖性状均无显著影响(P>0.05)。【结论】P4-AA基因型可以作为内蒙古阿尔巴斯型白绒山羊产绒量性状辅助选择的标记基因型。
    兽医
    NSP4基因突变的重组牛轮状病毒的拯救及其鉴定
    杨少华, 何洪彬, 杨宏军, 陈方园, 高运东, 仲跻峰
    中国农业科学. 2012, 45(19):  4102-4108.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.023
    摘要 ( 628 )   PDF (548KB) ( 540 )   收藏
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    【目的】 通过反向遗传技术结合RNAi筛选和蚀斑克隆方法,拯救出毒力减弱的轮状病毒(rotavirus, RV)。 【方法】 以野生型轮状病毒CHLY基因组RNA为模板,通过重叠PCR方法在NSP4基因93—104 nt引入5个沉默突变核苷酸,并将毒力位点区135aa、136aa和138aa对应的核苷酸进行定向突变,构建了含有突变位点的转录质粒△pT7-NSP4/89/M。将该质粒与携带RNA聚合酶基因的重组质粒pcDNA3.1/T7-RNAP共转染已接种野生型RV病毒的MA104细胞单层,继续培养24 h,获得了携带NSP4变异基因的RV病毒粒子和野生型RV病毒粒子的混合病毒。将获得的混合病毒接种MA104细胞,通过RNA干扰和蚀斑克隆方法逐步筛选纯化以获得拯救RV。 【结果】 成功拯救出了NSP4基因变异的RV,该病毒在MA104细胞上的病变和致乳鼠腹泻效果较野生型RV明显减弱。【结论】 通过反向遗传技术结合RNAi筛选和蚀斑克隆方法成功拯救出毒力减弱的RV;NSP4毒力位点135aa、136aa和138aa的变异对RV毒力改变和腹泻严重程度有影响。
    研究简报
    棉花深棕色纤维基因Lc1的遗传定位
    李付振, 宁新民, 邱新棉, 苏成付, 姚坚强, 田立文
    中国农业科学. 2012, 45(19):  4109-4114.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.024
    摘要 ( 589 )   PDF (355KB) ( 592 )   收藏
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    【目的】研究棉花棕色纤维的遗传规律,寻找并定位与棕色纤维基因连锁的分子标记,为进一步在棉花基因组学水平上定位、克隆棕色纤维基因和棕色棉纤维品质改良奠定基础。【方法】基于陆地棉显性多基因标记系T586(具有深棕色纤维基因Lc1)与海岛棉新海16配制的海岛棉×陆地棉杂交F2群体,结合色彩色差仪对棕色纤维色泽的分类进行分析,并充分利用棉花基因组分子标记遗传连锁图谱信息、多态性分子标记筛选和图位克隆的方法,定位与棕色棉纤维基因Lc1连锁的分子标记。【结果】根据T586与新海16杂交后代F2群体(443个有效纤维单株)深棕色纤维、棕色(中间色)和洁白色纤维的分离比例,将Lc1定位于棉花基因组A亚组第7染色体微卫星标记NAU4030和CGR5119之间约8 cM的遗传距离内,其中,Lc1与标记CGR5119的遗传距离约为2.8 cM,与NAU4030之间的遗传交换距离约为5.1 cM,构建了Lc1位点的遗传连锁图谱。【结论】棉花深棕色纤维性状由单基因控制并呈现半显性遗传方式,Lc1位点附近的分子标记信息可在棕色棉分子标记辅助育种中得以利用。
    不同深耘及施穗肥方式对水稻根系活力、籽粒灌浆及产量的影响
    张静, 张志, 杜彦修, 李俊周, 孙红正, 赵全志
    中国农业科学. 2012, 45(19):  4115-4122.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.025
    摘要 ( 429 )   PDF (309KB) ( 906 )   收藏
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    【目的】探明不同深耘施穗肥方式对水稻根系活力、籽粒灌浆动态及产量的影响。【方法】采用大田完全随机小区试验,在倒四叶期设置平作撒施、深耘撒施、开沟起垄撒施和深耘深施4个氮素穗肥处理,对不同深耘施穗肥方式下水稻生育后期伤流强度、籽粒灌浆动态及稻谷产量的差异进行研究。【结果】与平作撒施相比,不同深耘施穗肥方式显著提高水稻的基部节间和穗颈节间伤流强度和稻谷产量,以深耘深施肥措施最好,其次为开沟起垄撒施、深耘撒施。不同深耘施穗肥方式下强、弱势粒最大生长量、起始势、相对起始势、最大灌浆速率和平均灌浆速率均有提高。【结论】在砂壤土水稻田中,水稻生育中期可采用深耘处理提高根系和籽粒库容活力,改善籽粒灌浆进程,进而提高稻谷产量。