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当期目录

    2013年 第46卷 第4期 刊出日期:2013-02-15
      
    农业信息技术
    转Hpa110-42小麦分子鉴定及赤霉病抗性功能评价
    杨敏, 秦保平, 刘昌来, 蔡洪生, 王振林, 梁元存, 尹燕枰
    中国农业科学. 2013, 46(4):  657-667.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.04.001
    摘要 ( 391 )   PDF (614KB) ( 496 )   收藏
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    【目的】筛选出抗赤霉病转Hpa110-42小麦植株,为抗赤霉病小麦新品种的选育提供材料。【方法】以转Hpa110-42小麦T2植株和受体扬麦158为供试材料,通过PCR、Southern blotting、RT-PCR等分子技术进行外源基因的整合与表达检测,并采用单花滴注法鉴定转基因小麦的赤霉病抗性,同时探讨其抗性生理。【结果】经分子检测证明,外源Hpa110-42以1—3个拷贝整合到小麦基因组中并能够稳定遗传,在转录水平上也能正常表达。赤霉病抗性鉴定表明,株系T2-17、T2-15、T2-68、T2-44和T2-36的平均病小穗率极显著低于扬麦158。除T2-17外,其余株系的平均病小穗率极显著高于苏麦3号,均未达到苏麦3号的抗性水平。T2-17株系平均病小穗率显著低于T2-15、T2-68和T2-44,极显著低于T2-36、T2-11和T2-20株系。抗性生理分析显示,接种赤霉菌孢子后,所有植株的苯丙氨酸解氨酶(PAL)、几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶活性均上升,但转基因高抗植株比扬麦158上升更快,而感病株上升相对缓慢;尽管可溶性蛋白含量呈下降趋势,但转基因植株的高抗植株始终高于其它株。β-1,3-葡聚糖酶活性和可溶性蛋白含量与赤霉病抗性等级值呈极显著负相关。【结论】外源Hpa110-42整合到小麦基因组中,能稳定遗传并正常表达,正向参与了小麦赤霉病抗性调控,获得了抗赤霉病转Hpa110-42小麦植株。
    作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
    中国大麦地方品种的遗传多样性及α-淀粉酶活性的 全基因组关联分析
    姜晓东, 郭刚刚, 张京
    中国农业科学. 2013, 46(4):  668-677.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.04.002
    摘要 ( 538 )   PDF (520KB) ( 595 )   收藏
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    【目的】了解中国大麦地方品种的遗传多样性,为大麦α-淀粉酶活性基因寻找有效的分子标记。【方法】利用覆盖全基因组的41对简单重复序列(SSR)标记引物,对257份中国大麦地方品种进行PCR扩增;采用Nei’s遗传距离和邻接(neighbour-joining)法进行聚类分析;在对群体结构和连锁不平衡分析的基础上,进行基于全基因组的表型与基因型的关联分析。【结果】共鉴定出709个等位变异,平均每个位点的等位变异数为17个。41个SSR标记位点的多态性信息指数(PI)变化范围为0.23(Bmag 0385)—0.94(Bmac0032),平均为0.6385。257个中国大麦地方品种聚合成9个不同的结构类群,发现5个与大麦α-淀粉酶活性显著关联的标记位点。【结论】中国大麦地方品种中蕴藏着丰富的遗传等位变异;各类群的特性和品种来源符合“遗传关系密切、表型特征特性相同、地理生态相近”的同类群聚集规律。在5个关联位点中,位于7H染色体上的Bmag0385位点,其等位变异A215的酶活增强效应最大;此外,7H上Bmac0273的等位变异A141的增效作用较大,可用于啤酒大麦育种的分子标记辅助选择。
    拟南芥T1N6_22在抵抗Pst DC3000侵染过程中的功能分析
    郝丛丛, 郑会欣, 贾娇, 司贺龙, 陈展, 赵斌, 张靖, 邢继红, 董金皋
    中国农业科学. 2013, 46(4):  678-685.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.04.003
    摘要 ( 380 )   PDF (421KB) ( 782 )   收藏
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    【目的】明确拟南芥抗灰霉病基因T1N6_22在抗Pst DC3000过程中的功能,分析T1N6_22影响拟南芥对Pst DC3000的抗性原因。【方法】对t1n6_22突变体和转基因回复突变体(t1n6_22/T1N6_22)接种Pst DC3000,检测其症状;采用间苯胺蓝染色法检测接种突变体中胼胝质的积累情况;测定接种叶片中Pst DC3000的生长量,明确T1N6_22在拟南芥抗Pst DC3000过程中的功能。利用RT-PCR技术,检测SA、JA和ET对T1N6_22表达的影响及T1N6_22对抗病防御相关基因表达的影响;利用quantitative real-time PCR技术,检测Pst DC3000对T1N6_22及抗病相关基因表达的影响,分析T1N6_22影响拟南芥对Pst DC3000的抗性原因。【结果】t1n6_22突变体接种Pst DC3000后表现明显的抗病症状,而回复突变体t1n6_22/T1N6_22和拟南芥野生型表现明显的感病症状。SA处理拟南芥野生型,T1N6_22的表达量明显增强,经JA和ACC处理,该基因的表达量无显著变化。t1n6_22突变体中,PAL、PR4、PPO、SOD和CAT的表达水平均明显高于野生型Col-0和转基因回复植株。接种Pst DC3000后,拟南芥野生型中T1N6_22及抗病相关基因PR1、PR3、PR5和PDF1.2的表达量明显增强。【结论】T1N6_22在拟南芥抗Pst DC3000过程中起负调控作用,T1N6_22的表达受SA诱导,可能主要通过调节植物的次生代谢产物的分泌影响拟南芥对Pst DC3000的抗性。
    耕作栽培·生理生化·农业信息技术
    “籼改粳”的生产优势及其形成机理
    张洪程, 张军, 龚金龙, 常勇, 李敏, 高辉, 戴其根, 霍中洋, 许轲, 魏海燕
    中国农业科学. 2013, 46(4):  686-704.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.04.004
    摘要 ( 466 )   PDF (635KB) ( 825 )   收藏
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    【目的】旨在阐明“籼改粳”的生产优势,并从栽培角度系统研究其优势形成的生理生态机理。【方法】2010—2011年,在长江下游稻麦两熟制地区(江苏扬州、兴化、东海),以当地代表性的粳稻品种(武运粳24号、徐稻3号、连粳7号、徐优733等)和籼稻品种(两优培九、Ⅱ优084、新两优6380、扬两优6号等)为材料,系统比较研究籼粳稻的生育安全性、产量、品质、温光资源利用、群体生长发育动态、株型和倒伏性状等方面的差异。【结果】在机插和摆栽两种轻简栽培条件下,粳稻生育安全性优于籼稻,后期耐低温,灌浆持续时间长。两年粳稻的平均产量,扬州分别为10.90和10.87 t•hm-2,兴化分别为10.93和10.65 t•hm-2,东海分别为10.49和10.41 t•hm-2,显著或极显著高于籼稻。粳稻群体颖花量与籼稻相当或略少于籼稻,但籽粒的充实性状优于籼稻,这也是粳稻获得较高产量的关键。粳稻加工品质和蒸煮食味品质显著或极显著优于籼稻,外观品质和营养品质稍逊于籼稻。“籼改粳”生产优势形成的生理生态特征为:粳稻全生育期较籼稻明显延长,灌浆后期粳稻更能适应温凉天气,增加水稻对温光资源的利用,使得粳稻能够安全成熟;粳稻后期具有较高的光合生产能力,能够增加群体光合物质积累量,提高群体库容总充实量;同时,粳稻后期能够适应低温天气而不早衰,维持强壮根系和较高的茎鞘强度,增强群体抗倒伏能力,保证较大库容的安全充实与支撑。【结论】在机械化轻简化栽培条件下,粳稻更能充分利用温光资源,生育后期仍保持强劲生长优势,不仅能够安全成熟,而且产量高、品质优、效益好,综合生产力高。
    中国小麦自然灾害风险综合评价初步研究
    赵俊晔, 张峭, 赵思健
    中国农业科学. 2013, 46(4):  705-714.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.04.005
    摘要 ( 363 )   PDF (495KB) ( 700 )   收藏
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    【目的】探索建立作物自然灾害风险综合评价方法,对省级单元小麦自然灾害风险进行综合分析和评估。【方法】基于区域自然灾害理论,构建作物自然灾害风险综合评价指标体系,利用层次分析法和差异化赋权方法,综合加权得到灾害风险综合评价指标(I),基于I进行风险综合评价和分级,并利用小麦因灾损失估算值(L)进行验证。【结果】基于以小麦为承灾体的不同类型灾害发生频次和危害程度分析致灾因子的构成和危险性的区域分异;利用14个评价指标对不同省区小麦自然灾害的孕灾环境不稳定性(S)、致灾因子危险性(H)、承灾体脆弱性(V)和抗灾减灾能力(C)进行了评价和比较;利用各省区小麦自然灾害风险综合评价值,借助GIS技术将风险评价结果进行直观化表达,显示西北麦区、黄淮麦区和长江中下游麦区的省区具有较高的灾害综合风险,风险评价值与基于灾情数据的小麦灾损估算值显著相关。【结论】评价方法和结果可用于寻求和发展风险监测、预警、防灾减灾等缓解小麦生产风险的综合策略。
    甘蓝型油菜黄化突变体的叶绿体超微结构、 气孔特征参数及光合特性
    肖华贵, 杨焕文, 饶勇, 杨斌, 朱英, 张文龙
    中国农业科学. 2013, 46(4):  715-727.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.04.006
    摘要 ( 476 )   PDF (1030KB) ( 855 )   收藏
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    【目的】揭示甘蓝型油菜自发黄化突变体NY的叶绿体超微结构、气孔特征参数与光合色素含量及光合特性之间的关系,为探讨突变材料的黄化机理和在育种实践上的应用提供理论依据。【方法】以突变体NY及其野生型NG,及组配的F1(NY×NG)、rF1(NG×NY)为研究材料,进行五叶期心叶和平展叶的叶绿体超微结构观察、气孔特征参数调查、光合色素含量测定、光合特性测定及农艺性状考察。【结果】突变体NY黄化心叶和黄绿平展叶的叶绿体发育程度均差于野生型NG及F1、rF1;NY黄化心叶下表皮气孔保卫细胞叶绿体数较NG少40%左右,黄绿平展叶中数目与NG等相近;NY的Chla、Chlb、Chl(a+b)、Car含量及组成,净光合速率均显著低于同时期NG及F1、rF1;NY生育期推迟,经济性状变差,单株籽粒产量下降,但组配F1和rF1的农艺性状和光合特性均能恢复至正常水平。【结论】黄化突变体NY是叶绿体结构发育缺陷所导致的缺总叶绿素型突变体,其叶绿体结构发育异常,基粒和基粒片层数的减少致使叶绿素含量过低,是其光合速率较低和农艺性状较差的主要原因。
    植物保护
    四川马铃薯晚疫病菌交配型、生理小种、甲霜灵敏感性 及mtDNA单倍型组成分析
    李洪浩, 彭化贤, 席亚东, 王晓黎, 刘波微
    中国农业科学. 2013, 46(4):  728-736.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.04.007
    摘要 ( 391 )   PDF (593KB) ( 456 )   收藏
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    【目的】对马铃薯晚疫病菌群体特征进行系统分析,为马铃薯晚疫病的防控提供科学依据。【方法】对2008—2011年采集自四川的马铃薯晚疫病菌的交配型、甲霜灵敏感性、生理小种及mtDNA单倍型进行分析。【结果】四川马铃薯晚疫病菌以A2交配型为主,占测定菌株的62.5%,A1交配型和自育型菌株的发生频率分别为18.8%和18.4%,A1交配型菌株集中在九龙县和普格县。192个菌株中共测定出55个生理小种,其中生理小种1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11发生频率最高,99.48%的供试菌株含有多个毒力基因。甲霜灵敏感性测定发现四川马铃薯晚疫病菌群体包含抗性、中抗和敏感菌株,分别占测定菌株的63.0%、22.0%和15.0%,敏感菌株分布于普格县、道孚县和九龙县。检测到四川马铃薯晚疫病菌有Ⅰa和Ⅱa两种单倍型,分别占测定菌株的97.4%和2.6%,为第二次全球迁移后出现的“新”群体,Ⅰa单倍型马铃薯晚疫病菌广泛分布于四川各马铃薯产区,其中存在A1交配型、A2交配型、自育型和未知交配型菌株。【结论】四川马铃薯晚疫病菌群体组成日趋复杂,亟待发掘新抗源和培育水平抗病品种,以及合理布局已有抗病品种和利用马铃薯晚疫病预警系统,科学防控马铃薯晚疫病。
    温度对马铃薯甲虫分布的影响——以新疆吐鲁番地区 夏季高温对其羽化的影响为例
    李超, 程登发, 刘怀, 张云慧, 孙京瑞
    中国农业科学. 2013, 46(4):  737-744.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.04.008
    摘要 ( 351 )   PDF (797KB) ( 398 )   收藏
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    【目的】明确马铃薯甲虫至今未在新疆吐鲁番地区定殖是否与温度有关,以及温度在其扩散中的作用,为中国马铃薯甲虫的持续防控提供依据。【方法】以马铃薯甲虫4龄幼虫为研究对象,在不同温度条件下处理不同时间后观察羽化情况,得出马铃薯甲虫羽化耐受的临界高温,同时结合新疆历史气候资料,运用ArcGIS软件的空间分析功能,对夏季平均最高温度的空间分布格局进行研究。【结果】随着温度的升高,马铃薯甲虫4龄幼虫羽化率逐渐下降,发育历期逐渐延长;当温度达到39℃时,羽化率趋近于0,马铃薯甲虫羽化过程中耐受的临界高温为39℃,同时,该温度下耐受的临界时间为72 h。【结论】吐鲁番地区夏季持续一个月以上的39℃以上高温,阻止了马铃薯甲虫在该地成功定殖。夏季高温天气阻碍了马铃薯甲虫通过吐鲁番地区继续向东扩散,应当加强检验检疫措施,防止马铃薯甲虫通过人为携带途径继续向东扩散。
    螺虫乙酯对桃蚜的毒力及持效期
    姜春燕, 宫亚军, 石宝才, 王泽华, 康总江, 顾耘, 朱亮, 魏书军
    中国农业科学. 2013, 46(4):  745-755.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.04.009
    摘要 ( 446 )   PDF (786KB) ( 518 )   收藏
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    土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境
    碳氮管理措施对冬小麦/夏玉米轮作体系作物产量、 秸秆腐解、土壤CO2排放的影响
    黄涛, 仇少君, 杜娟, 史振侠, 巨晓棠
    中国农业科学. 2013, 46(4):  756-768.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.04.010
    摘要 ( 459 )   PDF (699KB) ( 860 )   收藏
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    【目的】系统地研究华北平原冬小麦/夏玉米轮作体系对不同碳氮管理措施的响应,为作物增产、土壤培肥、环境友好的“三赢”局面提供数据支持和理论依据。【方法】分别采用Nmin测试法、尼龙网袋埋藏法、静态碱液吸收法研究不同碳氮管理对冬小麦/夏玉米不同时期0—1 m土层硝态氮累积量、秸秆腐解、土壤CO2排放的影响。【结果】基于Nmin测试法的优化碳氮(Nopt, C+Nopt)处理和平衡氮素的碳氮(C+M, C+W)处理在冬小麦产量上为传统碳氮(Ncon, C+Ncon)处理的100.8%—115.9%;在夏玉米产量上,为传统处理的96.0%—116.4%;且能够节省48.2%—70.4%的氮肥用量。传统处理0—1m土层硝态氮累积量最高可达456.7和419.8 kgN•hm-2,而优化处理和平衡处理最高仅为283.3和180.6 kgN•hm-2,传统处理土壤中的硝酸盐被淋洗的风险要远高于优化处理和平衡处理。在低温干燥的冬小麦季,玉米秸秆腐解较慢,最后秸秆腐解率为61.7%—70.1%;在高温多雨的夏玉米季,小麦秸秆腐解较快,最后秸秆腐解率为56.7%—79.3%。土壤CO2排放具有明显的季节性变化,冬小麦季的日平均CO2排放量为4.8—10.8 gC•m-2,而夏玉米季为12.7—20.7 gC•m-2。施有机肥处理的土壤CO2排放量最大,为3 844.2和4 642.3 gC•m-2,且显著高于其它处理。【结论】基于Nmin测试法的优化碳氮管理措施和平衡氮素的碳氮管理措施不仅能够减少氮肥投入,稳定作物产量,还能降低0—1 m土层硝态氮累积量,培肥土壤。
    促释磷肥的结构特征及其有效性机理研究
    黄雷, 毛小云, 王君, 邓冰露, 王冠豪, 廖宗文
    中国农业科学. 2013, 46(4):  769-779.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.04.011
    摘要 ( 546 )   PDF (976KB) ( 393 )   收藏
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    【目的】揭示促释磷肥结构特征与磷素有效性的内在联系,探讨促释磷肥的有效性量化测定方法。【方法】采用连续浸提和乙酸-乙酸钠测活性磷法,通过再活化手段及光谱学技术从持续活化能力及理化结构特征方面揭示促释磷肥的有效性机理。【结果】木质素磺酸钠处理能显著提高磷矿粉的水溶性磷和活性磷含量,4种促释磷肥的8次累积水溶性磷含量分别是对应磷矿粉的14.0、5.6、8.8和5.1倍;且乙酸-乙酸钠测得的活性磷与未处理磷矿粉相比,提高了9.8%—93.1%。红外光谱和X-衍射分析结果表明,木质素磺酸钠对磷矿粉磷素的促释作用具有持续性,能有效改变磷矿粉本身的化学成键结构,促使难溶的或枸溶Ca-P键转化为活性高的H2PO42-,降低磷灰石结晶程度,提高其有效性。【结论】促释处理能持续促进难溶性或枸溶性磷向活性磷转化,采用连续浸提和乙酸-乙酸钠测活性磷法能够对促释效果进行评价。
    园艺
    中国野生刺葡萄抗白腐病NBS-LRR类抗病基因 同源序列的分离与鉴定
    张颖, 李峰, 刘崇怀, 樊秀彩, 孙海生, 姜建福, 张国海
    中国农业科学. 2013, 46(4):  780-789.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.04.012
    摘要 ( 340 )   PDF (1059KB) ( 593 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    【目的】通过同源克隆法从刺葡萄‘高山2号’叶片中得到抗白腐病基因的同源片段,为筛选葡萄抗白腐病基因奠定基础。【方法】根据已知植物抗病基因NBS-LRR保守区设计简并引物,从高抗葡萄白腐病刺葡萄‘高山2号’的基因组DNA与cDNA上得到抗病基因同源片段(RGAs),并对其表达分析进行检测。【结果】从刺葡萄‘高山2号’上获得了10个NBS-LRR类抗病基因同源片段,10条葡萄RGAs间在氨基酸水平上的同源性表现出丰富的多态性,进一步分析发现,在10条葡萄RGAs中,4个推测所属基因为non-TIR-NBS-LRR类抗病基因,6个所属基因为TIR-NBS-LRR类抗病基因。定量PCR分析表明,NB7基因受到白腐菌的诱导,而且NB7基因在刺葡萄叶片中为低丰度表达,NBS6基因受到白腐菌的诱导后为下调表达。【结论】在刺葡萄上成功获得了抗病基因同源序列,通过荧光定量PCR分析发现,NB7基因与NBS6基因都受到白腐菌的诱导表达,为最终克隆得到葡萄抗白腐病基因奠定基础。
    不同品种百合花挥发性成分定性与定量分析
    张辉秀, 胡增辉, 冷平生, 王文和, 徐芳, 赵静
    中国农业科学. 2013, 46(4):  790-799.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.04.013
    摘要 ( 489 )   PDF (567KB) ( 741 )   收藏
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    【目的】研究不同品种百合(Lilium spp.)花挥发物的组成成分与释放量,寻找百合关键致香成分。【方法】采用活体植株动态顶空套袋-吸附采集法与ATD-GC/MS(自动热脱附-气质联用)分析技术,对4个杂种系7个品种百合花的挥发性成分进行定性与定量分析。【结果】试验共检测出64种化合物,属淡香型的亚洲百合和LA百合杂种系的3个品种含有39种,属浓香型的东方百合和麝香百合杂种系的4个品种含有54种。不同香型百合花的挥发性成分存在显著差异,亚洲百合和LA百合杂种系烷烃类化合物释放量较高,主要成分为2-乙基-1-己醇、乙苯、邻二甲苯、2,2,4,6,6-五甲基庚烷、5-乙基-2,2,3-三甲基庚烷、3-甲基十一烷和2,2,6-三甲基癸烷。东方百合和麝香百合杂种系萜烯类释放量最高,β-月桂烯、罗勒烯、芳樟醇、2-乙基-1-己醇为其主要成分。【结论】3个淡香型百合品种中没有检测到萜烯类化合物和苯甲酸甲酯,而4个浓香型百合品种中萜烯类释放量最高,主要为β-罗勒烯和芳樟醇,可初步确定这两种化合物为百合花致香的关键成分。
    贮藏·保鲜·加工
    转基因产品检测标准物质“量值”表达方式及其技术实现途径
    李允静, 宋贵文, 沈平, 赵欣, 周云龙
    中国农业科学. 2013, 46(4):  800-809.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.04.014
    摘要 ( 378 )   PDF (572KB) ( 649 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    概述了当前国内外转基因产品检测标准物质生产、定值和应用等研究进展。系统地分析比较了现有转基因产品检测标准物质“量值”的表达方式、技术实现途径及其优缺点,提出了适合中国转基因生物安全管理的标准物质“量值”表达方式及其技术实现途径,对于建立中国的转基因产品检测标准物质定值技术体系、创建完善的标准物质生产应用平台有借鉴意义。
    猕猴桃果实贮藏期主要真菌病害的rDNA-ITS鉴定及序列分析
    段爱莉, 雷玉山, 孙翔宇, 高贵田, 赵金梅, 谷留杰
    中国农业科学. 2013, 46(4):  810-818.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.04.015
    摘要 ( 461 )   PDF (751KB) ( 741 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    【目的】对陕西省周至县猕猴桃主栽品种‘华优’、‘海沃德’及‘秦美’贮藏期霉烂果实中的病原菌进行分离与鉴定,分析比较病原菌rDNA-ITS序列的差异和种内与种间群体分化状况,确定优势菌,为病害防治提供依据。【方法】采用病原菌形态鉴定与rDNA-ITS鉴定相结合的方法,确定引起猕猴桃霉烂的病原菌种类;通过构建系统发育树,分析病原菌种之间的亲缘关系。【结果】从贮藏期霉烂的猕猴桃果实中共分离出30株病原菌,主要为青霉属(Penicillium)、木霉属(Trichoderma)、交链孢霉属(Alternaria) 、毛霉属(Mucor)、拟青霉属(Simplicillium)等5个属。其中青霉属(Penicillium)19株占63.3%,为优势菌,包括Penicillium sp. 、Penicillium chrysogenum、Penicillium paneum、Penicillium purpurogenum和Penicillium commune;木霉属(Trichoderma)8株占26.7%较次之,包括Trichoderma longibrachiatum和Trichoderma sp;交链孢霉属(Alternaria) 、毛霉属(Mucor)、拟青霉属(Simplicillium)各1株,各占3.3%;聚类分析表明,30株病原聚为五大类群。【结论】引起陕西省周至县‘华优’、‘海沃德’和 ‘秦美‘猕猴桃贮藏期果实霉烂优势病原菌为Penicillium sp.、Penicillium chrysogenum、Penicillium paneum、Penicillium purpurogenum和Penicillium commune;rDNA-ITS区序列在青霉菌属内种间差异鉴别具有较高的参考价值。
    畜牧·兽医·资源昆虫
    全基因组关联分析在畜禽中的研究进展
    王继英, 王海霞, 迟瑞宾, 郭建凤, 武英
    中国农业科学. 2013, 46(4):  819-829.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.04.016
    摘要 ( 431 )   PDF (609KB) ( 2162 )   收藏
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    全基因组关联分析(genome-wide association studies,GWAS)是近几年发展起来的一种复杂性状研究的新方法。在过去几年中,国内外不少研究者对畜禽的重要经济性状、遗传缺陷性疾病、复杂疾病的抗性、品种的某些特征等性状开展了GWAS。这些研究不仅大大丰富了畜禽标记辅助选择中可利用的分子标记,而且为这些性状分子机理的探索研究提供了重要线索。本文对国内外畜禽GWAS中所用的群体、主要分析方法和研究结果进行综述,并对GWAS的研究应用做一展望,以期为进一步利用GWAS进行畜禽各种性状遗传基础的研究提供参考。
    鸭血清白蛋白基因克隆及其在病毒感染过程中的表达变化
    徐琪, 陈阳, 李秀, 黄正洋, 张扬, 李欣钰, 童一宇, 段修军, 陈国宏
    中国农业科学. 2013, 46(4):  830-840.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.04.017
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    【目的】克隆鸭血清白蛋白(duck serum albumin,DSA)基因,并对其进行生物信息学分析和mRNA表达规律研究。【方法】以前期抑制性消减杂交技术筛选的白蛋白(albumin,ALB)基因为候选基因,通过构建雏鸭肝炎病毒和聚肌苷酸胞苷酸(polyinosinic polycytidylic acid,Poly(I:C))感染模型,利用RT-PCR、RACE技术和基因组步移技术分别克隆ALB基因cDNA序列和5′侧翼序列,并对其进行生物信息学分析;同时利用RT-qPCR检测ALB基因各组织时空表达量。【结果】①ALB cDNA全序列长为2 107 bp,包括47 bp的 5′UTR、212 bp的 3′UTR和1 848 bp的开放阅读框(open reading frame,ORF);其5′侧翼序列具有典型的TAAT box、CAAT box以及HSF、HNF、C/EBP等多个肝脏富含的潜在转录因子结合位点;②RT-qPCR显示,ALB mRNA 呈肝脏组织特异性表达,且在雏鸭肝炎病毒和Poly(I:C)等抗原刺激后,肝脏组织ALB mRNA表达量总体表现水平为先上升后下降,24 h后保持在稳定水平。【结论】成功克隆了鸭ALB基因cDNA和5′侧翼序列,该基因在不同禽类(鸡、鸭、火鸡)中表现为相当保守,主要在肝脏组织中表达,且在雏鸭肝炎病毒和Poly(I:C)感染下,ALB mRNA表现水平为先上升后下降。
    高寒地区垂穗披碱草优异种质资源筛选
    陈鸿洋, 傅 华, 黄德君, 周鸿进
    中国农业科学. 2013, 46(4):  841-848.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.04.018
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    【目的】为高寒地区高产、优质垂穗披碱草育种的亲本选配和综合品种选育提供基础材料。【方法】选择了11份来自青藏高原的野生垂穗披碱草种质材料,通过大田试验,对其干草产量和粗蛋白质(crude protein,CP)、可溶性糖(water soluble carbohydrate,WSC)、中性洗涤纤维(neutral detergent fiber,NDF)和酸性洗涤纤维(acid detergent fiber,ADF)4个饲用品质性状进行分析和评价。【结果】①11个垂穗披碱草居群干草产量和营养品质性状均存在一定变异,干草产量性状变异最大,为52.13%;中性洗涤纤维性状变异最小,为3.97%;②单个性状间比较,高产居群P8,产量为2 971.66 kg•hm-2;高蛋白居群P1,粗蛋白质含量为22.61%,且中性和酸性洗涤纤维也最低,分别为59.75%和36.26%;高糖居群P3、P4、P5、P6和P7,可溶性糖含量分别为5.18%、4.46%、5.53%、5.79%和6.15%。【结论】从单个性状考虑,P8可作为高产亲本材料,P1和P9可分别作为高氮和低纤维亲本材料,P3、P4、P5、P6和P7可作为高糖亲本材料,用于下一步的常规杂交育种;综合产量和各营养品质性状,P1为中产高氮及低纤维材料,P2为高产中氮材料,P8、P9、P10为高产中糖材料,P3、P4为中产高糖材料;以上均可作为高产优质材料,经选择育种,较快形成新品种。
    研究简报
    小麦脱水素基因TaDHN-1的特征及其对非生物胁迫响应
    张宁, 孙敏善, 刘露露, 孟凡荣, 任江萍, 尹钧, 李永春
    中国农业科学. 2013, 46(4):  849-858.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.04.019
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    【目的】分析小麦脱水素基因特征及其在干旱、高盐、低温和高温胁迫过程中的表达模式,探讨脱水素在小麦抗逆过程中的功能,为脱水素基因在小麦抗逆分子育种中的应用提供理论依据。【方法】利用RT-PCR克隆小麦脱水素基因,通过生物信息学分析研究其编码蛋白特征;采用qRT-PCR分析该基因表达特性模式。【结果】克隆了包含完整编码区的小麦脱水素基因TaDHN-1,序列分析显示该基因cDNA长487 bp,编码112个氨基酸,推测编码蛋白分子量约为11.5 kD,等电点为6.6。氨基酸序列分析表明,TaDHN-1在C端具有保守的K片段,属于Kn类脱水素;二级结构预测显示,该脱水素无规则卷曲占整个蛋白的82.1%,具有很高的亲水性;PredictProtein预测显示,该脱水素无跨膜区域,亚细胞定位于细胞质中。表达特性分析表明,TaDHN-1受植物激素ABA的诱导;在干旱、高盐和低温胁迫条件下,该基因均受胁迫的诱导而表达上调,但对42℃高温胁迫不敏感;在种子发育过程中,TaDHN-1的表达呈下调趋势,且在种子发育后期的表达量极低,推测TaDHN-1不参与小麦种子成熟后期的脱水保护过程。【结论】小麦脱水素基因TaDHN-1属于脱水素基因家族的Kn亚类。该基因通过依赖ABA的非生物胁迫响应路径发挥功能,可能参与了小麦对干旱、高盐和低温胁迫的耐受调节过程,但对高温胁迫不敏感,也未参与种子发育后期的脱水保护过程。
    不同气候环境中团棵期烟草叶片蛋白质组学分析
    蔡永占, 周普雄, 李佛琳, 赵昶灵, 林春, 杨焕文, 毛自朝
    中国农业科学. 2013, 46(4):  859-870.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.04.020
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    【目的】应用比较蛋白组学策略,在蛋白表达水平揭示团棵期烟草对不同气候环境响应的分子机理。【方法】在相同土壤和大田栽培管理条件下,分别在昆明市云南农业大学农场和丽江市玉龙县金庄两个不同气候环境的生态试验点盆栽烤烟品种云烟87,在团棵期进行农艺性状、SPAD值和净光合速率测定,并运用双向电泳和MALDI-TOF-MS质谱鉴定技术研究烟草叶片蛋白质表达谱的变化。【结果】金庄点烟草具有较高的SPAD值和净光合速率,较大的株高、节间距、茎围、叶宽和叶面积等农艺性状参数。蛋白质组学分析表明,在两个生态点烟草叶片中共检测到39个表达量相差2倍以上的蛋白质点,通过MALDI-TOF-MS质谱鉴定和数据库检索注释了33个蛋白质点,相对于昆明点,金庄点有3个(9.09%)特异表达,7个(21.12%)表达量上调,19个(57.57%)表达量下调的蛋白质点,而昆明点有4个(12.12%)特异表达蛋白质点;功能分类表明,它们分别参与光合作用、防御/抗胁迫、蛋白质合成、矿质代谢等细胞过程。【结论】金庄点烟草具有较高SPAD值,净光合速率,较大的株高、节间距、茎围、叶宽和叶面积等农艺性状参数,这与该点烟草叶片中积累较多高光合效率相关的蛋白质相一致,而昆明点烟草叶片则富集较多的叶绿体蛋白质合成、防御/胁迫以及氮、硫等矿质元素代谢相关的蛋白质。该结果初步阐明了丽江烟区烟叶总糖、还原糖含量较高,总氮、烟碱含量偏低特征的分子机制。