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当期目录

    2013年 第46卷 第9期 刊出日期:2013-05-01
      
    作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
    低分子量谷蛋白亚基在小麦品种形成过程中的变化特征
    杨芮, 高翔, 陈其皎, 李晓燕, 董剑, 孟敏, 赵万春, 石引刚, 陈良国
    中国农业科学. 2013, 46(9):  1745-1755.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.001
    摘要 ( 437 )   PDF (824KB) ( 566 )   收藏
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    【目的】研究普通小麦品种选育过程中低分子量谷蛋白亚基(LMW-GS)的变化特性,理解该基因家族成员多样性的起源,并为小麦品质改良提供参考。【方法】以3套小麦高代杂交品系(F5/F6)为材料,利用毛细管电泳(CE)技术从储藏蛋白水平鉴定LMW-GS亚基的变化;根据GenBank中已公布的LMW-GS编码序列设计特异性引物,进行PCR扩增、克隆、测序及序列分析。【结果】毛细管电泳结果表明,与亲本相比,高代供试品系均保持了相对稳定的LMW-GS数目,但多个亚基在籽粒中的最终含量却发生明显变化;同时,测试品系还产生了亲本所不具有的新条带。对克隆获得的54条序列(GenBank登录号KC222070-KC222121和KC478714-KC478715)进行序列分析,均具有LMW-GS的典型结构,包括相对保守的信号肽、存在丰富变异的中间重复区及保守的C-端,因此属于LMW-GS基因家族成员;子代与对应亲本的相似性分析表明,3套材料中均存在极端保守序列,子代序列与其相应父本序列完全一致,且都属于LMW-m型亚基;相对保守序列所占比例最大,由于微弱的SNPs,双亲都充当变异序列的供体;蛋白质序列分析还揭示了额外Cys亚基的产生过程。此外,还发现含10个或11个半胱氨酸(Cys)残基的LMW-GS。Cys残基的变异主要发生在C-端Ⅲ区,只有1条序列的Cys变异发生在C-端Ⅱ区。【结论】小麦品种选育过程,父源性的LMW-m型低分子量谷蛋白亚基较其它类型亚基更趋于序列的保守,SNPs则是产生LMW-GS多样性的主要动力。
    拟南芥AtBT4对灰葡萄孢的抗性机制分析
    郝丛丛, 杨萍, 陈展, 贾娇, 赵斌, 司贺龙, 韩建民, 邢继红, 董金皋
    中国农业科学. 2013, 46(9):  1756-1761.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.002
    摘要 ( 534 )   PDF (502KB) ( 526 )   收藏
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    【目的】揭示AtBT4在拟南芥抗灰葡萄孢中与SA、JA信号途经的相互关系。【方法】利用RT-PCR技术,检测用SA、SA类似物BTH、JA、ACC及灰葡萄孢处理拟南芥野生型Col-0后其AtBT4的表达情况;检测经SA和JA处理后拟南芥SA、JA途径相关突变体AtBT4的表达情况;并检测接种灰葡萄孢后拟南芥野生型Col-0、bt4突变体和回复突变体抗病相关基因的表达情况。【结果】JA处理和接种灰葡萄孢后,拟南芥野生型Col-0中AtBT4的表达明显增强。但经JA处理后,JA不敏感突变体jar1的AtBT4表达变化趋势与野生型明显不同,AtBT4的表达水平不受JA诱导。SA信号途径相关突变体eds5、sid2和npr1中AtBT4的表达明显低于野生型,但变化趋势与野生型基本一致。bt4突变体中抗病相关基因PR1、PR4、PDF1.2和BIK1的表达明显低于野生型和回复突变体。【结论】AtBT4的表达受JA和灰葡萄孢的诱导,AtBT4突变影响抗病相关基因PR1、PR4、PDF1.2和BIK1的表达,AtBT4可能通过SA、JA信号途径影响拟南芥对灰葡萄孢的抗性。
    耕作栽培·生理生化·农业信息技术
    高粱品种萌发期耐碱性筛选与综合鉴定
    李丰先, 周宇飞, 王艺陶, 孙璐, 白薇, 闫彤, 许文娟, 黄瑞冬
    中国农业科学. 2013, 46(9):  1762-1771.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.003
    摘要 ( 558 )   PDF (687KB) ( 623 )   收藏
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    【目的】根据不同高粱品种萌发期对碱胁迫的响应,筛选出适合在盐渍土壤上种植的高粱品种,从而为减轻混合碱胁迫提供调控依据。【方法】采用人工气候箱内培养皿培养,以混合碱(NaHCO3﹕Na2CO3的摩尔比为9﹕1)模拟典型碱胁迫环境,在萌发期以25 mmol•L-1溶液处理35个高粱品种,蒸馏水处理为对照,每培养皿放30粒种子。人工气候箱内湿度为60%,光照/黑暗时间为12h/12h,光照强度为134 μmol•m-2•s-1,昼/夜温度为28℃/25℃。培养第4天测定发芽势,第10天测定发芽率、叶长、根长、叶鲜重、根鲜重、叶干重、根干重、子粒残余干重等性状,通过模糊数学隶属函数法和主成分分析法对各品种进行耐碱性综合评定,并进行聚类分析。【结果】主成分分析结果表明,根长、发芽指数和叶干重分别在根部、萌发因子和叶部中的负荷量最大,可作为萌发期高粱耐碱性筛选的主要鉴定指标。通过模糊数学隶属函数法可以对不同高粱品种进行耐碱性排序,不同高粱品种间耐碱性表现出明显的差异,最后通过聚类分析把35个高粱品种按耐碱性强弱分为三大类,其中四杂25号等7个品种为耐碱品种,吉杂319、赤杂28等22个品种为中等耐碱品种,龙杂9号等6个品种为碱敏感品种。【结论】根长、发芽指数、叶干重等指标可用于大量高粱品种萌发期耐碱性的筛选,隶属函数和聚类分析也可为高粱品种耐碱性在植物育种和鉴定方面提供依据。
    遮阴处理对金莲花生长发育和生理响应的影响
    吕晋慧, 李艳锋, 王玄, 任磊, 冯雁梦, 赵夏陆, 张春来
    中国农业科学. 2013, 46(9):  1772-1780.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.004
    摘要 ( 566 )   PDF (726KB) ( 797 )   收藏
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    【目的】研究不同遮阴处理对金莲花生长发育和生理响应的影响,旨在寻求适宜金莲花生长的最佳遮阴度和最佳遮阴时间。【方法】以2年龄金莲花为材料,自5月5日至落叶期进行遮阴处理(0%(CK)、40%、60%和80%),测定金莲花形态指标(株高、叶片数量、叶面积、叶柄长、冠幅、花径、单株开花量、群体花期)和生理指标(丙二醛(MDA)、细胞膜透性、超氧阴离子自由基、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白含量和叶绿素含量)。采用透射电镜观察不同遮阴处理下金莲花叶片叶绿体超微结构。【结果】遮阴处理促进金莲花生长发育,其中,40%、60%遮阴处理提高了单株开花量和花径,延长了金莲花群体花期;60%和80%遮阴处理下叶绿体内基粒数、基粒厚度和基粒片层显著增加,淀粉粒数量显著减少;随生长发育期延长,金莲花对遮阴的生理响应不同。遮阴40 d时,遮阴对金莲花造成一定弱光胁迫,表现在:随遮阴度增加,叶绿素含量、SOD活性持续下降,MDA含量和细胞膜透性逐渐上升;遮阴处理80 d时,遮阴促进金莲花生长,表现在:遮阴处理下细胞膜透性、超氧阴离子自由基显著小于对照,叶绿素含量极显著高于对照。其中,60%和80%遮阴分别极显著和显著提高了可溶性蛋白含量和SOD活性;遮阴120 d时,遮阴不利于金莲花生长,遮阴处理显著提高了细胞膜透性,极显著降低了POD活性。【结论】5月至6月中旬金莲花以全光照或40%遮阴为宜,夏季高温季节以40%和60%遮阴为宜,夏末、秋初应及时撤去遮阴棚。
    基于WebGIS的多指标灌溉信息管理系统
    陈智芳, 王景雷, 刘祖贵, 宋妮
    中国农业科学. 2013, 46(9):  1781-1789.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.005
    摘要 ( 418 )   PDF (994KB) ( 507 )   收藏
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    【目的】提高灌溉决策精度,实现水资源的高效利用。【方法】从精确灌溉的角度出发,采用系统工程和软件工程的原理和方法,将计算机、数据库、网络技术和地理信息系统等多种技术相融合,建立了以WebGIS为基础的多指标灌溉信息管理系统。【结果】以作物需水信息为基础,综合考虑土壤、作物、田间监测、灌排信息和气象等因素的影响,构建了单指标和多指标决策模型,利用SuperMap IS.NET的网络发布功能,将灌区信息、实时气象、作物需水量、有效降雨量、决策结果、土壤墒情分布等信息进行发布,实现信息的动态可视化表达。本系统可使操作人员既能够通过地图宏观了解灌区和决策结果的总体情况,又能对离散资料进行分析和整合。【结论】系统在人民胜利渠灌区和广利灌区推广应用的结果表明,系统的应用在一定程度上提高了灌溉管理水平和决策精度, 实现了灌溉管理与决策的智能化和信息化。
    植物保护
    稻曲病菌T-DNA插入突变体5062的插入位点分析
    俞咪娜, 胡建坤, 黄磊, 于俊杰, 尹小乐, 聂亚锋, 陈志谊, 刘永锋
    中国农业科学. 2013, 46(9):  1790-1798.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.006
    摘要 ( 598 )   PDF (851KB) ( 628 )   收藏
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    【目的】研究稻曲病菌致病力增强的ATMT突变菌株5062,为稻曲病菌致病机制解析、致病相关基因克隆提供方法基础。【方法】测定和观察5062的菌落直径、菌落形态、产孢能力等生物学特性,进一步利用TAIL-PCR和RACE技术克隆5062基因组的T-DNA侧翼基因,并比对分析基因的信息,最后利用RT-PCR检测突变基因的表达量。【结果】与野生型菌株相比,突变菌株5062田间接种表现为致病力增强,在MM和水琼脂培养基上生长速率减慢,产生大量分生孢子,而在PSA和TB3培养基上,其菌落形态、色素等方面与野生型无明显差异。TAIL-PCR扩增得到的紧邻T-DNA两侧的侧翼序列在野生型中不相邻。TAIL-PCR结合RACE技术克隆了5062基因组的T-DNA侧翼基因,RT-PCR表明T-DNA插入位点右侧1个基因在突变体中上调表达。【结论】突变菌株5062的致病力增强,在营养贫乏条件下产孢能力增强,其表型的变化可能是染色体重排和T-DNA插入共同影响的结果。
    农杆菌介导苹果炭疽病菌的遗传转化及转化子鉴定
    王海艳, 李保华, 张清明, 李桂舫, 董向丽, 王彩霞
    中国农业科学. 2013, 46(9):  1799-1807.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.007
    摘要 ( 573 )   PDF (681KB) ( 682 )   收藏
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    【目的】优化农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导转化苹果炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides)的技术体系,并对转化子进行筛选鉴定,比较其生物学特性和致病性差异。【方法】以苹果炭疽病菌LXS010101分生孢子为转化受体,利用携带重组双元载体的农杆菌进行转化;对获得的转化子进行遗传稳定性测定、PCR检测及Southern blot分析;选取一定数量的转化子,比较其菌落形态、生长速率及分生孢子发育等主要生物学性状及致病性的差异。【结果】苹果炭疽病菌的最优转化体系为:病菌分生孢子悬浮液浓度1×105个/mL,共培养温度和时间分别为22℃和24 h,共培养基中添加200 μmol•mL-1乙酰丁香酮,其转化效率达到1×105个孢子可获得439个转化子。随机选取30个转化子进行鉴定,发现T-DNA已整合进炭疽病菌基因组中,在所检测的转化子中都是以单拷贝的形式整合,且能够稳定遗传。与野生型菌株相比,转化子的菌落形态没有发生明显变化,但23.33%的菌株生长速率显著减低;转化子ATJ-3和ATJ-15不能产生分生孢子,在28个产孢菌株中,分生孢子萌发率显著减低的菌株占39.29%,附着胞形成比例显著减低和形态异常的菌株占25.00%。致病性测定结果显示,11个转化子的致病力显著降低,其中菌株ATJ-19完全丧失致病能力。【结论】优化的苹果炭疽病菌遗传转化技术体系,可用于炭疽病菌致病相关基因的克隆及致病分子机理的研究。
    棉铃虫α-微管蛋白基因的克隆、序列分析及表达模式检测
    闫硕, 朱家林, 朱威龙, 潘李隆, 张青文, 刘小侠
    中国农业科学. 2013, 46(9):  1808-1817.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.008
    摘要 ( 497 )   PDF (735KB) ( 645 )   收藏
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    【目的】克隆及序列分析棉铃虫(Helicoverpa armigera)α-微管蛋白基因的cDNA序列,并检测棉铃虫α、β两种微管蛋白基因的表达情况。【方法】以棉铃虫3龄幼虫为试验材料,采用RT-PCR及RACE技术克隆棉铃虫α-微管蛋白基因(HeTubA),采用荧光定量PCR(QRT-PCR)技术分析棉铃虫α、β-微管蛋白基因在不同生长发育阶段及成虫器官中的表达模式。【结果】克隆得到棉铃虫α-微管蛋白基因(GenBank登录号为JQ069957)。序列分析表明,HeTubA开放阅读框1 353 bp,编码450个氨基酸组成的多肽,氨基酸序列包含多个α-微管蛋白保守区。与其它一些昆虫的一致性分析表明,HeTubA与八字地老虎(Xestia c-nigrum)、柑橘凤蝶(Papilio xuthus)及家蚕(Bombyx mori)的α-微管蛋白氨基酸序列同源性最高,α-微管蛋白基因在长期进化中非常保守。荧光定量PCR表明,棉铃虫α、β-微管蛋白基因不具有生长发育阶段及成虫器官特异性,且二者均在复眼表达高,腹部表达低;HeTubA在末龄幼虫期和蛹期高水平表达,HeTubB在末龄幼虫期和成虫期高水平表达。【结论】成功克隆了棉铃虫α-微管蛋白基因,对2种微管蛋白基因的表达模式进行了检测,进一步进行了蛋白质3D结构的构建,可用于深入研究2种微管蛋白基因的功能及开发新型杀虫剂。
    土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境
    稻田土壤nirS型反硝化细菌群落对氮肥水平的响应
    宋亚娜, 吴明基, 林艳
    中国农业科学. 2013, 46(9):  1818-1826.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.009
    摘要 ( 358 )   PDF (629KB) ( 637 )   收藏
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    【目的】基于水稻田间定位试验,利用nirS功能基因研究不同氮肥水平对稻田土壤反硝化细菌群落多样性的影响。【方法】运用PCR-DGGE(聚合酶链反应-变性梯度凝胶电泳)结合DNA克隆测序和荧光定量PCR(Real-time PCR)技术对反硝化细菌nirS基因进行检测,分析田间定位试验第4年不同氮肥水平下稻田nirS型反硝化细菌群落结构和丰度的变化。【结果】依据DGGE图谱计算的群落多样性指数显示,与不施肥对照处理(CK)比较,施用氮肥处理(N1:75 kg N•hm-2,N2:150 kg N•hm-2和N3:225 kg N•hm-2)可促进稻田土壤nirS型反硝化细菌群落多样性指数提高,尤其在水稻生长的齐穗期和成熟期后者均显著高于前者(P<0.05)。但群落多样性指数在N1、N2 和N3处理间的差异主要表现在水稻分蘖期和齐穗期的表层土壤中,N3可显著高于N1(P<0.05)。冗余分析结果显示水稻生育时期对稻田土壤nirS型反硝化细菌群落结构的影响较大,表层和根层土壤的群落结构都与生育时期存在显著相关性(P=0.002,0.002);而不同氮肥水平对群落结构的显著性影响仅表现在稻田表层土壤中(P=0.002)。荧光定量PCR结果显示氮肥水平提高可促进稻田土壤nirS型反硝化细菌丰度增加,在水稻分蘖期和齐穗期内表层和根层土壤的nirS基因拷贝数均存在CK<N1<N2<N3的趋势,且以齐穗期时在表层土壤中的差异最大,不同处理间的差异都达到显著水平(P<0.05)。同时,本研究获得稻田反硝化细菌nirS基因片段序列8条登录GenBank(登录号:JX997923、JX997924、JX997926—JX997931)。此外,本试验中N1、N2和N3处理比CK处理分别增产59%、92%和107%,表层和根层土壤中NO3--N含量也随氮肥用量提高而增加。【结论】氮肥用量增加促进了稻田土壤nirS型反硝化细菌丰度及群落多样性指数的提高,尤其在稻田表层土壤中。氮肥水平提高还可改变稻田表层土壤nirS型反硝化细菌的群落结构。综合分析表明稻田表层土壤的nirS型反硝化细菌群落对氮肥水平提高的响应程度更明显。
    不同植茶年限土壤团聚体有机碳的分布特征
    郑子成, 刘敏英, 李廷轩
    中国农业科学. 2013, 46(9):  1827-1836.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.010
    摘要 ( 466 )   PDF (709KB) ( 637 )   收藏
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    【目的】探索和了解茶园土壤有机碳的稳定性及碳固持能力。【方法】采用野外调查和室内分析相结合的方法,开展植茶年限为15 a、22 a、30 a和50 a土壤团聚体有机碳分布特征研究。【结果】随着土壤团聚体粒径的减小,团聚体总有机碳、活性有机碳、颗粒有机碳、水溶性有机碳和可矿化碳含量增加,最大值主要集中于<0.25 mm、0.5—0.25 mm团聚体中,而团聚体微生物量碳含量则随粒径减小而先增加再减小,最大值分布于5—2 mm团聚体中,团聚体中各组分有机碳占总有机碳比例随团聚体粒径减小而减小;随植茶年限的延长,团聚体中总有机碳含量增加,活性有机碳和颗粒有机碳先降低再增加,植茶22 a时含量最低,而水溶性有机碳、可矿化碳和微生物量碳则呈现先增加再降低的趋势,植茶30 a时含量最高,且团聚体中各组分有机碳占总有机碳比例均随着植茶年限的延长呈现下降的趋势;土壤团聚体总有机碳以及各个碳组分含量均为0—20 cm土层大于20—40 cm土层,而土壤团聚体各组分有机碳占总有机碳的比例均为20—40 cm土层大于0—20 cm土层。【结论】较小粒径团聚体有机碳稳定性较强,土壤有机碳固持能力存在临界植茶年限;0—20 cm土层碳汇效应较20—40 cm土层强。
    中国不同区域油菜氮磷钾肥增产效果
    李慧, 马常宝, 鲁剑巍, 李小坤, 任涛, 丛日环
    中国农业科学. 2013, 46(9):  1837-1847.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.011
    摘要 ( 536 )   PDF (745KB) ( 534 )   收藏
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    【目的】研究中国油菜氮、磷、钾肥增产效果,明确不同区域油菜施肥效果概况和区域特点,为区域推荐施肥提供理论基础。【方法】总结2005—2010年中国2 106个油菜田间试验数据,通过计算获得最高产量时氮、磷、钾肥的增产量、增产率和农学利用率,分析各油菜区域施用化肥的增产效果。【结果】中国油菜施用氮肥增产量和增产率均值分别为1 044 kg•hm-2和87.4%,主要分布在500—1 500 kg•hm-2和5%—100%范围内,99%的试验有增产效果;磷肥增产量和增产率均值分别为634 kg•hm-2和39.9%,主要分布在200—1 000 kg•hm-2和5%—40%范围内,94%的试验有增产效果;钾肥增产量和增产率均值分别为420 kg•hm-2和22.9%,主要分布在100—600 kg•hm-2和10%—40%范围内,88%的试验有增产效果。每千克氮肥(N)、磷肥(P2O5)、钾肥(K2O)平均增收油菜籽6.2、7.8和5.4 kg。长江下游冬油菜区氮、磷肥的增产效果最好,增产率均值分别为128.8%和51.3%,长江中游冬油菜区钾肥增产效果最好,增产率均值为24.6%,春油菜区氮磷钾肥施用增产效果较低,增产率均值分别为42.6%、31.6%和21.3%。【结论】中国油菜施用化肥增产效果显著,具体表现为氮肥>磷肥>钾肥,氮素是影响油菜产量的主要养分因素。春油菜区氮磷钾肥增产效果较差,长江下游冬油菜区氮、磷肥增产效果最好,长江中游冬油菜区钾肥增产效果最好。部分试验施用肥料不增产或肥料用量不合理,需要进一步改进施肥量,实现油菜施肥高产高效。
    黑土区农田土壤节肢动物群落与土壤理化性质的关系
    卢萍, 徐演鹏, 谭飞, 杨忠岐, 林英华
    中国农业科学. 2013, 46(9):  1848-1856.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.012
    摘要 ( 475 )   PDF (660KB) ( 594 )   收藏
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    【目的】分析外源性碳、氮干扰下农田土壤动物群落特征和土壤主要性质之间的相互关系,探索外源性碳、氮转化与土壤动物相互作用。【方法】2011年5—9月,采用手拣法、改良干漏斗法(Modified Tullgren)和湿漏斗法(Baermann)对吉林黑土区不同外源碳、氮干扰处理小区,即0.5倍、1.0倍、1.5倍和2.0倍(C0.5、C1.0、C2.0、N0.5、N1.0、N1.5、N2.0)和对照小区(不施肥,CK)土壤节肢动物群落进行调查,并对土壤主要性质进行分析。【结果】研究时段,共收集到农田土壤节肢动物70 485头(未知111头),隶属8纲20目3亚目87科(总科)。农田土壤节肢动物个体数、类群数、群落多样性受采样时间与外源碳、氮干扰影响显著(P<0.01)。与对照小区(CK)相比,施入外源碳增加了土壤有机碳与全氮含量、土壤C/N值以及土壤节肢动物个体数、类群数与多样性,但施入外源氮仅使土壤全氮含量和土壤中小型节肢动物的个体数增加。土壤节肢动物个体数与类群数分别与研究区域土壤温度、土壤湿度、土壤有机碳以及土壤呼吸强度存在显著的相关关系。等节虫兆科和长足虻科与土壤温度和土壤全氮含量呈正相关性;中气门亚目、甲螨亚目和棘虫兆科与土壤有机碳和土壤呼吸强度呈正相关性。冗余分析显示,土壤温度、土壤湿度以及土壤C/N对黑土区农田节肢动物主要类群作用最显著,农田土壤节肢动物主要类群较好的解释了土壤主要理化性质的变化。【结论】农田土壤节肢动物群落组成与多样性与采样时间、干扰种类相关,并受土壤温度、土壤湿度和土壤C/N影响;农田土壤节肢动物是反映土壤主要性质变化的敏感指示物。
    园艺
    苹果NADP依赖的苹果酸酶基因克隆、序列和表达分析
    董庆龙, 王海荣, 安淼, 余贤美, 王长君
    中国农业科学. 2013, 46(9):  1857-1866.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.013
    摘要 ( 556 )   PDF (1198KB) ( 652 )   收藏
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    【目的】克隆苹果(Malus×domestica B.)中苹果酸代谢的关键酶基因MdNADP-ME,进行序列特征分析,研究MdNADP-ME在苹果中组织表达的情况。【方法】利用RT-PCR技术获得苹果MdNADP-ME1,2,3全长的cDNA序列。对该序列进行生物信息学分析,采用荧光实时定量PCR技术研究MdNADP-ME1,2,3的组织表达。【结果】测序结果显示,获得的3个NADP-苹果酸酶基因(MdNADP-ME1、MdNADP-ME2 和 MdNADP-ME3; GenBank 登录号为JX971883、JX971884和JX971885),其ORF分别为1 512、1 782和1 926 bp,推测其分别编码503、593和641个氨基酸的多肽。氨基酸序列和结构分析显示,这3个基因均含有5个保守的氨基酸区域(motif I-V),含有2个功能结构域:malic和NAD_bind_1_malic_enz。进化树分析结果显示,MdNADP-ME1 和MdNADP-ME2属于双子叶植物细胞质NADP-ME型,MdNADP-ME3属于双子叶植物质体NADP-ME型。荧光实时定量PCR结果表明,MdNADP-ME1-3在被检测的组织中均有表达,但表达差异明显。【结论】MdNADP-ME1-3属于植物NADP-ME家族,结构高度保守,并且在苹果的不同组织中有不同表达模式。
    土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境
    不同树形矮化自根砧苹果的冠内光照及其生长和产量比较
    董然然, 安贵阳, 赵政阳, 梅立新, 李敏敏
    中国农业科学. 2013, 46(9):  1867-1873.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.014
    摘要 ( 536 )   PDF (619KB) ( 575 )   收藏
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    【目的】研究矮化自根砧苹果2种砧木、6种树形的冠层内相对光照强度分布以及生长结果表现,明确西北黄土高原地区苹果矮化自根砧栽培的适宜树形。【方法】以富士苹果为试材,应用TES-1332A数字式照度计等仪器,观测矮化自根砧苹果2种砧木、6种树形的树体结构、冠层内相对光照强度、叶片营养、果实产量和品质等指标。【结果】4种纺锤形比V形和Y形的树体生长势强。高纺锤形/M26树冠内相对光照强度>30%的占79.6%,光截获能力强,枝量多,早期产量最高;V形树冠内相对光照强度仅次于Y形,早期产量仅次于高纺锤形;Y形/M26树冠内相对光照强度>30%的占91.8%,虽然光照条件较好,但枝量小、产量低。改良纺锤形、细长纺锤形、Y形和V形单果重较大,其次为高纺锤形,自由纺锤形单果重最小。V形、Y形的果皮色泽饱和度和可溶性糖含量显著高于其它树形。【结论】高纺锤形/M26的早期产量最高,V形产量仅次于高纺锤形,产量上升潜力大;V形和Y形的品质较好。
    园艺
    SH6矮化中间砧富士苹果幼树至结果初期树冠结构、产量和品质的形成
    张强, 魏钦平, 刘松忠, 王小伟, 尚志华, 路瑾瑾
    中国农业科学. 2013, 46(9):  1874-1880.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.015
    摘要 ( 504 )   PDF (570KB) ( 544 )   收藏
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    【目的】研究高纺锤形SH6矮化中间砧富士苹果幼树至结果初期树体结构和产量的形成动态,为苹果矮砧树整形修剪和早果优质高效生产提供理论和应用依据。【方法】以2005年春季栽植的矮化中间砧富士(宫藤富士/SH6/八棱海棠)苹果为试材,2006—2011年连续6年调查树体生长、枝类组成和果实产量品质的变化。【结果】4年生前,树体高度和干周粗度增加迅速,第4年树高和覆盖率分别为3.05 m和33.64%;第2—7年间总枝量随树龄的增长而增加,4年和6年生平均枝条总量分别为26.54×104条/hm2和45.74×104条/hm2;优质短枝以种植后第3和4年间增加最多,随着树龄的增长和结果,不同类型枝条的数量发生变化,30 cm以上的长枝数量逐渐减少;优质短枝比例第2—4年间随树龄增长而增加,第4年后其比例稳定在30%以上,而30—60 cm长枝的比例降至10%以下;种植后第3年结果,第4—6年的产量分别为10.8、22.9 和39.6 t•hm-2;第7年时树冠果实平均单果质量为299.79 g,着色面积达97.56%,可溶性固形物含量为14.60%。【结论】4年生前树冠总枝量少、覆盖率低是导致早期产量低的主要因素;通过增加栽植密度和改进修剪方法(多留枝)等使第4年的树体高度达到3 m以上、覆盖率60%、总枝量50×104—80×104条/hm2、优质短枝比例稳定在30%—35%,大于30 cm的长枝比例为5%—10%是高纺锤形矮砧富士苹果早果优质丰产的关键技术措施。
    菊花翻译起始因子4E基因的克隆、 表达分析及其互作蛋白的筛选
    楼望淮, 安娟, 宋爱萍, 陈素梅, 蒋甲福, 陈发棣, 房伟民, 管志勇
    中国农业科学. 2013, 46(9):  1881-1891.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.016
    摘要 ( 347 )   PDF (1098KB) ( 746 )   收藏
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    【目的】为了研究翻译起始因子4E在菊花中的表达特性及功能,克隆菊花翻译起始因子4E(CmeIF4E)基因,分析其表达特性并初步筛选得到菊花CmeIF4E的互作蛋白。【方法】根据已报道植物的eIF4E序列设计引物,采用RT-PCR和RACE技术克隆菊花eIF4E基因,荧光定量PCR及亚细胞定位分析菊花CmeIF4E的表达特性,并用酵母双杂交系统筛选其互作蛋白。【结果】克隆获得菊花eIF4E基因全长914 bp,其开放阅读框(ORF)654 bp,编码1条包含218个氨基酸残基的多肽,将该基因名为CmeIF4E,GenBank登录号为JQ904591。氨基酸序列比对和系统进化分析表明,菊花CmeIF4E与已报道的莴苣的同源基因亲缘关系最近,该结果与植物分类学相符。荧光定量PCR分析结果显示,CmeIF4E基因在切花菊‘神马’各个器官中均有表达,幼嫩的根中表达量最高,其次是叶片,而茎中表达量最低。亚细胞定位分析发现,CmeIF4E在细胞的核、质、膜上都有表达。筛选得到菊花CmeIF4E互作蛋白,其中包括蛋白翻译和翻译后修饰、光合作用、抗逆和防御等相关蛋白。【结论】CmeIF4E在菊花组织中为组成型表达,亚细胞定位显示其在细胞核、细胞质、细胞膜上都有表达。候选蛋白分析验证了CmeIF4E在翻译起始中的作用,还推测其可能与光合系统、植物的抗逆防御相关,结果为进一步研究该蛋白在菊花中的作用提供了重要依据。
    贮藏·保鲜·加工
    十种柚类及柚杂种果实中类黄酮含量的超高效液相色谱分析
    方波, 赵其阳, 席万鹏, 周志钦, 焦必宁
    中国农业科学. 2013, 46(9):  1892-1902.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.017
    摘要 ( 513 )   PDF (1108KB) ( 526 )   收藏
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    【目的】利用超高效液相色谱法同时检测10种柚及柚杂种果实中11种类黄酮含量,测定分析各品种果实类黄酮的种类及其含量变化规律。【方法】超高效液相色谱法,色谱柱:ACQUITY UPLC BEH C18 分析柱(2.1 mm×100 mm,1.7 μm);流动相:0.1%乙酸水溶液(A)和甲醇(B),采用梯度洗脱,洗脱程序为:(1) 0—5 min,90%—80% A;(2)5—10 min,80%—30% A;(3)10—15 min,30%—20% A;(4)15—16 min,20%—90% A;柱温:35℃;流速:0.3 mL•min-1。【结果】类黄酮组分及含量与柑橘的遗传基因型有关,柚果实中类黄酮以柚皮苷为主,葡萄柚果实中以柚皮苷和新橙皮苷为主。柚皮苷在瑞红中含量最高(果皮:27.5 mg•g-1 DW,果肉:2.73 mg•g-1 DW),新橙皮苷在鸡尾中含量最高(果皮:14.93 mg•g-1 DW,果肉:0.70 mg•g-1 DW)。杂种后代类黄酮累积受其亲本影响。【结论】超高效液相色谱法是一种定性定量柑橘果实类黄酮的有效方法,柚果实中类黄酮含量丰富且各种类之间组分含量差异显著。
    畜牧·资源昆虫
    精子与慢病毒共孵育条件的优化以及转基因猪的制备
    蔡伟光, 习欠云, 肖敏, 关立增, 孟繁明, 束刚, 朱晓彤, 江青艳, 吴珍芳, 张永亮
    中国农业科学. 2013, 46(9):  1903-1914.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.018
    摘要 ( 568 )   PDF (692KB) ( 431 )   收藏
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    【目的】探索慢病毒与精子共孵育的方法,并制备转基因猪。【方法】采用正交试验分析精子密度、病毒量、精子与慢病毒共孵育时间、精子与慢病毒共孵育温度对精子活力的影响,采用PCR和Southern blotting检测转基因。【结果】①优化慢病毒与精子共孵育条件为:100 µL慢病毒原液(5×105cfu)与1.0×107个/mL精子在17℃下孵育30 min;②与病毒孵育后的精子(109个/mL)给母猪人工授精时,经PCR检测49头仔猪中有14头呈阳性;③Southern blotting结果表明,8头PCR阳性仔猪中,4头融合了外源基因。【结论】优化了精子与慢病毒共孵育的条件(100 µL慢病毒原液(5×105cfu)与1.0×107个/mL精子在17℃下孵育30 min),成功制备了转基因猪,并检测有外源基因的融合。
    贵州山羊品种RERG基因多态性与生长性状的相关性
    陈志, 罗卫星, 刘若余, 蔡惠芬, 承杰, 宋桃伟, 张依裕
    中国农业科学. 2013, 46(9):  1915-1922.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.019
    摘要 ( 406 )   PDF (637KB) ( 491 )   收藏
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    【目的】研究贵州地方山羊品种黔北麻羊、贵州白山羊和贵州黑山羊ras-related and estrogen- regulated growth inhibitor(RERG)基因第2、3和4外显子的多态性及其与生长性状的相关性。【方法】本试验通过PCR-SSCP技术和直接测序法,对3个品种外显子SNPs位点进行检测,利用一般线性模型分析其与生长性状的关联性。【结果】3个供试群体中在第4外显子上都检测到4个SNPs位点,即56 bp(C/G)、826 bp(A/G)、1 434 bp(T/C)和1 798 bp(A/T)。最小二乘法分析结果表明,AA型和BB型的体重对AB型达到差异极显著水平(P<0.01),CC型和DD型的体重对CD型达到差异显著水平(P<0.05),EE型和FF型的体重对EF型达到差异极显著水平(P<0.01)、1 798 bp(A/T)位点各基因型间差异不显著。【结论】RERG基因的56 bp(C/G)、826 bp(A/G)和1 434 bp(T/C)多态性位点可作为生长性状的候选分子标记。
    中国超细毛羊(甘肃型)胎儿皮肤毛囊发育及其形态结构
    吴瑜瑜, 岳耀敬, 郭婷婷, 王天翔, 郭健, 李桂英, 韩吉龙, 杨敏, 刘建斌, 孙晓萍, 李范文, 何玉琴, 杨博辉
    中国农业科学. 2013, 46(9):  1923-1931.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.020
    摘要 ( 435 )   PDF (732KB) ( 447 )   收藏
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    【目的】探究中国超细毛羊(甘肃型)毛囊的组织结构与毛囊形态发生过程,为超细毛羊毛囊发育的分子调控机制研究奠定组织学基础。【方法】采用冰冻组织切片技术制作横切、纵切切片,在显微镜下观测照相。【结果】中国超细毛羊(甘肃型)毛囊结构包括连接组织鞘、外根鞘、内根鞘、毛干和毛球部。在胎龄87 d时初级毛囊发生形成毛芽,在初级毛囊基底部可见次级毛囊的囊泡结构。胎龄102 d时次级毛囊开始再分化。到胎龄138 d时,初级毛囊基本发育成熟。胎龄87—147 d,初级毛囊密度随胎龄增长逐渐降低,次级毛囊密度随胎龄增长逐渐升高,在胎龄102—117 d时次级毛囊增长迅速,在胎龄117 d时达到最大值(232.8±12.44)个/mm2,胎龄126 d时次级毛囊/初级毛囊比值达到最大值9.96。【结论】在胎龄84 d时初级毛囊开始发生,胎龄87 d时次级毛囊开始发生,胎龄102 d时在原始次级毛囊颈部隆突部开始再分化出再分化次级毛囊,胎龄108 d时原始次级毛囊大量再分化,胎龄 138 d时大部分初级毛囊和部分次级毛囊发育成熟;次级毛囊再分化是影响毛囊密度的最主要因素,它能有效地增加毛囊密度,提高羊毛细度。
    兽医
    细胞型朊蛋白在BV2小神经胶质细胞体外激活中的作用
    付永瑶, 师福山, 王继宏, 杨利峰, 周向梅, 尹晓敏, 赵德明
    中国农业科学. 2013, 46(9):  1932-1938.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.021
    摘要 ( 224 )   PDF (557KB) ( 521 )   收藏
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    【目的】研究细胞型朊蛋白对小神经胶质细胞不同激活方式的影响。【方法】用IFN-γ、IL-4和IL-10分别刺激BV2细胞,RT-PCR方法检测PrPC的mRNA表达量。SiRNA干扰将PrPC沉默,用上述因子刺激细胞,用RT-PCR和Western-blot检测相关参数。【结果】用IFN-γ、IL-4和IL-10分别刺激小神经胶质细胞后可导致PrPC的mRNA表达量下降;PrPC沉默后的小神经胶质细胞对IFN-γ刺激的反应应答减弱;PrPC沉默可以显著地改变由IL-4诱导的神经胶质细胞的激活表型;但是对IL-10诱导的小神经胶质细胞激活却没有影响。【结论】PrPC既能影响小神经胶质细胞从静止状态到激活状态的转换,也在小神经胶质细胞的经典激活和替代激活途径中发挥调节作用。
    Ghrelin和GHS-R1a mRNA在牛卵母细胞体外成熟过程中的表达
    米焱, 张伶俐, 李海军, 杜晨光, 曹贵方
    中国农业科学. 2013, 46(9):  1939-1945.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.022
    摘要 ( 450 )   PDF (597KB) ( 429 )   收藏
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    【目的】探讨Ghrelin和GHS-R1a mRNA在牛卵母细胞体外成熟过程中的表达及二者表达与FSH之间的关系。【方法】 利用实时定量RT-PCR技术检测体外成熟进程中牛卵母细胞Ghrelin和GHS-R1a mRNA水平表达变化,观察不同浓度FSH对Ghrelin和GHS-R1a mRNA表达的作用以及FSH与FSH受体抑制剂的组合对Ghrelin和GHS-R1a基因表达的影响。【结果】 实时定量RT-PCR结果揭示牛卵母细胞Ghrelin和GHS-R1a mRNA的相对表达量随着成熟过程的延长而呈现一定变化规律,即Ghrelin和GHS-R1a mRNA在卵母细胞体外成熟过程中从8 h开始显著下降并持续此低表达水平到24 h;不同浓度FSH 显著抑制卵母细胞Ghrelin及GHS-R1a mRNA的表达,而FSH 受体抑制剂明显减弱FSH的抑制作用而促进二者表达。【结论】Ghrelin和GHS-R1a mRNA在卵母细胞体外成熟过程中的表达可能随着培养液中FSH升高而降低。
    研究简报
    陆地棉trihelix转录因子基因响应非生物胁迫表达谱分析
    李月, 孙杰, 谢宗铭, 李全胜, 司爱君, 陈受宜
    中国农业科学. 2013, 46(9):  1946-1955.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.023
    摘要 ( 343 )   PDF (869KB) ( 584 )   收藏
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    【目的】对陆地棉trihelix转录因子基因在多种胁迫下的应答表达模式进行研究分析,为棉花抗逆相关基因克隆及阐明棉花抗逆分子机制奠定基础。【方法】根据已知24个trihelix转录因子EST序列设计引物,通过RT-PCR和qRT-PCR的方法分析棉花(Gossypium hirsutum L.)GhGT在高盐(200 mmol.L-1NaCl)、干旱、低温(4℃)等非生物胁迫和外源激素ABA(100 μmol.L-1)处理下的表达模式。【结果】12个基因响应高盐和干旱胁迫应答,7个基因响应冷胁迫应答,应答ABA处理的基因9个。此外,有3个基因(GhGT2、GhGT18和GhGT23)在4种处理下均有应答。【结论】GhGTs在陆地棉的非生物胁迫适应过程中可能具有重要的作用。
    白蜡吉丁啮小蜂触角感觉器的扫描电镜观察
    高宇, 王志英, 赵红盈, 刘欣
    中国农业科学. 2013, 46(9):  1956-1964.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.024
    摘要 ( 454 )   PDF (888KB) ( 441 )   收藏
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    【目的】明确白蜡窄吉丁(Agrilus planipennis)的优势寄生性天敌—白蜡吉丁啮小蜂(Tetrastichus planipennisi)(膜翅目:姬小蜂科)触角及感觉器的外部形态特点。【方法】对白蜡吉丁啮小蜂触角的形态特征、感觉器的类型、形态、数量和分布特点进行扫描电镜观察,并对雌、雄蜂触角感觉器进行性别间差异比较。【结果】白蜡吉丁啮小蜂触角呈膝状,由柄节、梗节和鞭节组成,雌蜂鞭节有5亚节,雄蜂鞭节有4亚节。触角上着生有板形感器(Ⅰ型和Ⅱ型)、毛形感器(Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型)、指形感器、刺形感器、锥形乳头状感器和Böhm氏鬃毛,其中,板形感器Ⅰ型仅分布于雄蜂棒节,雌蜂未见分布,毛形感器Ⅱ型和Ⅲ型仅分布于雌蜂触角,雄蜂未见分布,雌蜂的毛形感器总数量显著多于雄蜂。【结论】白蜡吉丁啮小蜂触角呈膝状,共有6种类型感器,雌、雄蜂的感器类型、数量和分布规律存在差异,具有明显的性二型现象。