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当期目录

    2013年 第46卷 第11期 刊出日期:2013-06-01
      
    作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
    糯小麦与其它作物淀粉特性的比较研究
    张晓, 高德荣, 吕国锋, 吴宏亚, 张伯桥, 李曼
    中国农业科学. 2013, 46(11):  2183-2190.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.001
    摘要 ( 536 )   PDF (610KB) ( 860 )   收藏
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    【目的】阐明糯小麦与其它作物的淀粉理化特性差异,分析糯小麦淀粉在食品工业中的应用前景。【方法】以淀粉厂批量生产的糯小麦淀粉及市售食品级马铃薯、木薯、糯玉米、红薯、普通小麦、普通玉米作物淀粉为材料,比较研究直链淀粉含量、膨胀势、淀粉色泽、透光率、快速黏度测定仪(RVA)测定的淀粉糊化特性、差示扫描量热仪(DSC)测定的热力学特性及冻融析水率。【结果】糯小麦和糯玉米直链淀粉含量均小于1%,其它作物淀粉直链淀粉含量在22%—27%;糯小麦淀粉透光率与红薯淀粉差异不显著,显著低于马铃薯、木薯和糯玉米淀粉,显著高于小麦和玉米淀粉;糯小麦淀粉膨胀势和峰值黏度与糯玉米、红薯淀粉无显著差异,显著低于马铃薯、木薯淀粉,显著高于小麦和玉米淀粉;糯小麦淀粉糊化温度(RVA测定)、起始温度(DSC测定)显著低于其它作物淀粉;糯小麦淀粉回生值与糯玉米无显著差异,显著低于其余几种作物淀粉;糯小麦淀粉冻融析水率最低,显著低于其它作物淀粉。【结论】糯小麦淀粉与常用作物淀粉的多数理化特性存在显著差异。综合比较,糯小麦淀粉糊化温度(RVA测定)低、起始温度(DSC测定)低、回生老化程度小、冻融稳定性好,优于其它作物淀粉,对于改善速溶、快餐、冷冻食品品质及延长食品货架期有显著优势。
    逆境诱导基因GsSNARE1的耐逆功能分析
    孙明哲, 孙晓丽, 于清悦, 纪巍, 才华, 朱延明
    中国农业科学. 2013, 46(11):  2191-2200.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.002
    摘要 ( 518 )   PDF (625KB) ( 737 )   收藏
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    【目的】分离GsSNARE1,并分析其耐逆功能,为深入研究GsSNARE1功能及分子机制奠定基础。【方法】以耐盐野生大豆G50109为材料,利用酵母双杂交验证GsSNARE1与GsCBRLK的互作关系,通过real-time PCR分析干旱和盐处理后GsSNARE1的表达特性,对GsSNARE1进行原核表达,分析GsSNARE1抗盐旱功能。【结果】获得与GsCBRLK互作的GsSNARE1,同源克隆其全长CDS,并在酵母体内验证了二者的相互作用;Real-time PCR分析表明GsSNARE1受盐、干旱胁迫诱导,经PLACE分析,发现其启动子中含有多个逆境胁迫相关的顺式作用元件;GsSNARE1在植物不同组织中均表达;GsSNARE1的表达降低了重组菌对盐、干旱胁迫的耐性。【结论】验证了GsSNARE1与GsCBRLK的互作关系,GsSNARE1在不同组织中均表达,且受盐、干旱胁迫诱导,GsSNARE1的表达降低了重组菌耐盐、耐旱能力。
    耕作栽培·生理生化·农业信息技术
    2001—2009年中国北部冬小麦生育期和产量变化
    高辉明, 张正斌, 徐萍, 杨引福, 卫云宗, 刘新月
    中国农业科学. 2013, 46(11):  2201-2210.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.003
    摘要 ( 526 )   PDF (689KB) ( 1086 )   收藏
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    【目的】研究中国北部冬麦区水地组小麦品种农艺性状适应气候变暖的变化规律,为小麦品种改良提供理论依据和指导方法。【方法】利用2001—2009年国家冬小麦区域试验北部冬麦区水地组对照品种的农艺性状和该地区相关气象资料,研究对照品种农艺性状变化规律,并进行农艺性状和气象要素的相关分析。【结果】对照品种出苗日期和成熟日期逐渐推迟;生育期逐渐缩短,且与年平均温度和生育期≥0℃积温呈负相关;生殖生长阶段随着相应期间≥0℃积温的增加而延长;随着气候变暖,千粒重和每公顷产量呈增加趋势。农艺性状相关分析表明,千粒重与每公顷产量呈极显著正相关,生殖生长阶段与每公顷产量呈较强正相关;多元线性回归分析表明,株高和千粒重2 性状决定了产量变异的95.7%。【结论】气候变暖对北部冬麦区冬小麦生长发育有较强的影响,选育生育期较短,但生殖生长阶段较长,千粒重大的高产品种是北部冬麦区未来适应气候变暖的品种改良方向。
    冬小麦根系形态性状及分布
    邱新强, 高阳, 黄玲, 李新强, 孙景生, 段爱旺
    中国农业科学. 2013, 46(11):  2211-2219.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.004
    摘要 ( 462 )   PDF (778KB) ( 892 )   收藏
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    【目的】了解冬小麦根系形态的动态分布规律,为优化根系构型、提高小麦产量潜力提供参考。【方法】本研究借助于微根管技术,对冬小麦根系生长至消亡过程中的根长密度、根尖数、表面积、直径和以根长为基础的根系生长速率进了原位监测。【结果】冬小麦根系的根长密度和根尖数均在拔节期达到最大值,根表面积和直径在抽穗前达到最大值;收获1周后,其根长密度、表面积和根尖数开始大幅降低;10—40 cm土层根系的平均直径较大,根长密度的最大值出现在30—40 cm土层;冬小麦绝大多数根系的直径(RD)小于0.5 mm,0.1 mm<RD≤0.25 mm区间的根长密度是其它区间之和的1.3—2.1倍;返青至拔节前期,0—40 cm土层的根系增长速率最为显著,拔节中后期40—80 cm土层则显著增大。【结论】返青至抽穗期冬小麦的根系生长最旺盛,其生长重心也逐渐下移,收获后死亡节律滞后。深层根系的直径较小,0.1 mm<RD≤0.25 mm区间的细根是冬小麦根系的主要组成部分。
    基于个体优势遗传算法的水稻生育期模型参数优化
    庄嘉祥, 姜海燕, 刘蕾蕾, 王芳芳, 汤亮, 朱艳, 曹卫星
    中国农业科学. 2013, 46(11):  2220-2231.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.005
    摘要 ( 387 )   PDF (690KB) ( 599 )   收藏
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    【目的】快速并准确估算作物生育期模型参数。【方法】本文提出了一种新的改进型遗传算法——个体优势遗传算法(individual advantages genetic algorithm,IAGA),并应用于水稻生育期模型参数估算。在遗传算法的基础上引入个体优势算子,并改进了变异算子及种群更新策略。以完全嵌入方式耦合RiceGrow和ORYZA2000水稻生育期模型,实现了模型参数的自动率定。利用汕优63等5个水稻品种在徐州、高要等地的多年田间试验资料,对IAGA算法的有效性进行对比试验。【结果】(1)试验验证结果的RMSE<3.05 d,NRMSE<3.19%,MDA<2.41 d,R2>0.9885,表明利用IAGA获得的模型参数准确性较高。(2)调参的实测数据量大小对调参结果影响不大。由3年数据增加到6年数据,试验拟合结果最大NRMSE值由2.58%增大到3.08%,增加了0.5%。选择隔年并包含全生育期天数最大值与最小值的调参数据,可以获得较准确的模型参数值。(3)IAGA与复合形混合演化算法、遗传模拟退火算法以及标准粒子群算法相比,可获得更准确的模型参数值。【结论】IAGA算法可以实现水稻生育期模型参数的自动率定,为作物生长模型参数的快速准确估算提供了一种有效新方法。
    植物保护
    枯草芽胞杆菌Bs916突变体库的构建和抑制水稻 细菌性条斑病菌相关基因的克隆
    周华飞, 罗楚平, 王晓宇, 张荣胜, 陈志谊
    中国农业科学. 2013, 46(11):  2232-2239.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.006
    摘要 ( 527 )   PDF (628KB) ( 661 )   收藏
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    【目的】采用转座子标签技术构建枯草芽胞杆菌Bs916突变体库,从突变体库中筛选对水稻细菌性条斑病菌抑菌效果发生显著变化的菌株并克隆插入位点的基因,获得生防菌Bs916中与抑制细菌活性可能相关的基因。【方法】携带转座子TnYLB-1的穿梭载体pMarA通过化学转化方法转化至枯草芽胞杆菌Bs916菌株,构建随机插入突变体库。通过平板抑菌试验从突变体库中筛选对水稻细菌性条斑病菌抑菌效果得到显著提高和下降的突变体;并采用PCR和Southern Blot验证转座子是否成功插入到Bs916染色体基因组上,利用反向PCR技术克隆转座子插入位点基因、测序并进行生物信息学分析。【结果】成功构建了枯草芽胞杆菌Bs916的转座子随机插入的突变体库;PCR和Southern Blot结果表明转座子成功的插入到染色体基因组上,约85%突变体以单拷贝形式插入;筛选出30株对水稻细菌性条斑病菌抑制效果发生显著变化的菌株,克隆到21个突变体插入位点的基因序列并测序。生物信息学分析结果表明这些基因与感受态形成、生物膜形成和次生产物代谢相关。【结论】成功构建了Bs916突变体库,克隆到该库中对水稻细菌性条斑病菌抑菌效果显著变化菌株的突变位点基因,这些基因推测可能与枯草芽胞杆菌Bs916中的抑制细菌化合物的合成代谢及调控相关。
    降解菌DDS-1产3-AC-DON氧化酶的酶学特性
    徐剑宏, 潘艳梅, 胡晓丹, 祭芳, 殷宪超, 史建荣
    中国农业科学. 2013, 46(11):  2240-2248.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.007
    摘要 ( 498 )   PDF (545KB) ( 504 )   收藏
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    【目的】研究脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)降解菌Devosia sp. DDS-1产生的3-AC-DON氧化酶的酶学特性,掌握DDS-1降解3-AC-DON到3-酮基-DON特性,为该酶的开发应用奠定理论基础。【方法】LG培养基培养DON毒素降解菌Devosia sp. DDS-1后,用PBS离心洗涤菌体后采用超声波破碎,用硫酸铵沉淀菌体破碎液获得粗酶液;然后在不同的酶反应体系中检测3-AC-DON氧化酶的酶活性。【结果】降解菌DDS-1产生3-AC-DON氧化酶的最适条件为:pH 7.0、25℃、培养36 h;该酶酶反应的最适温度为35℃,最适反应pH为7.0;该酶在20—40℃,pH 5.0—9.0的范围内能保持80%以上的酶活性;大多数金属离子在浓度为0.2—2 mmol•L-1对3-AC-DON氧化酶有促进作用;乙二胺四乙酸(EDTA)对该酶活性有抑制作用;酶的定域试验结果显示该酶为胞内酶;DDS-1产生的粗酶液能很好地降解小麦中的DON、3-AC-DON毒素。【结论】Devosia sp. DDS-1产生的3-AC-DON氧化酶的酶学特性研究表明,DDS-1产生的3-AC-DON氧化酶具有较好的温度和酸碱稳定性,该酶反应需要金属离子作为辅因子。
    土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境
    保护性耕作对太行山前平原土壤热水解和酸解有机碳的影响
    杜章留, 任图生, 胡春胜
    中国农业科学. 2013, 46(11):  2249-2256.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.008
    摘要 ( 433 )   PDF (530KB) ( 523 )   收藏
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    【目的】研究传统耕作转为保护性耕作后土壤热水解碳(HWC)和酸解碳(AHC)的分布和积累特征。【方法】2001年在河北栾城设置翻耕+玉米秸秆不还田(CK)、翻耕+玉米秸秆粉碎还田(CT)、旋耕+玉米秸秆粉碎还田(RT)和免耕玉米秸秆直立还田(NT)4个处理。2007年小麦收获后,采集0—5 cm、5—10 cm、10—20 cm和20—30 cm土层样品,测定热水解有机碳(HWC,80℃水浴下提取24 h)和酸解有机碳(AHC,6 mol•L-1 HCl,105℃下提取4 h)的浓度,分析两种活性碳的层化比率值(SR),并基于等效质量碳库储量计算方法,比较了不同耕作处理对土壤活性碳分布和储量的影响。【结果】连续6年保护性耕作后,HWC和AHC在土壤表层积累,具有较高的层化比率值。在0—10 cm土层,保护性耕作(RT和NT)系统HWC的SR值(1.68—1.98)显著高于传统翻耕(CK和CT)处理(1.30—1.50),保护性耕作下AHC的SR值(1.62—1.83)亦高于传统翻耕(1.12—1.63)。与传统翻耕CT相比,保护性耕作系统0—30 cm剖面的HWC储量无显著变化,但免耕显著增加了AHC的储量。【结论】在太行山前平原地区,保护性耕作导致土壤剖面中HWC和AHC在表层积累,呈现高度层化特征,可能会潜在影响土壤质量和农田固碳速率。
    免耕条件下不同秸秆覆盖量的土壤有机碳红外光谱特征
    彭义, 解宏图, 李军, 董智, 白震, 王贵满, 陈智文, 张旭东
    中国农业科学. 2013, 46(11):  2257-2264.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.009
    摘要 ( 416 )   PDF (668KB) ( 702 )   收藏
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    【目的】研究不同秸秆覆盖量免耕条件下不同剖面深度土壤的红外光谱特征,探讨免耕对土壤有机碳组成的影响及秸秆来源土壤有机碳在不同土层的分布特征。【方法】以吉林省梨树县黑土秸秆覆盖免耕长期定位试验区不同层次土壤为研究对象,对比分析无秸秆覆盖(CK)、33%秸秆覆盖、67%秸秆覆盖、100%秸秆覆盖4种处理土壤红外光谱特征。【结果】连续5年秸秆覆盖免耕种植后的土壤,红外光谱吸光值随着剖面层次的加深而降低;差减土壤矿物光谱后的谱图表明:0—5 cm土层土壤红外基团吸收明显增加,芳香碳、脂肪碳、烷基碳较之下层土壤具有明显的吸收峰。【结论】秸秆覆盖有利于有机碳在表层的累积,显著增加秸秆来源的芳香碳、脂肪碳及烷基碳含量。
    免耕条件下不同秸秆覆盖量对土壤木质素含量的影响
    李军, 李正霄, 解宏图, 董智, 白震, 王贵满, 陈智文, 张旭东
    中国农业科学. 2013, 46(11):  2265-2270.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.010
    摘要 ( 416 )   PDF (500KB) ( 597 )   收藏
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    【目的】研究不同秸秆覆盖量免耕对土壤木质素(VSC)含量的影响,探讨免耕作对土壤有机碳截获和平衡的影响过程和机制。【方法】以吉林省梨树县黑土免耕作长期定位试验田的表层土壤为研究对象,对比分析无秸秆覆盖、33%秸秆覆盖、67%秸秆覆盖、100%秸秆覆盖4种处理土壤中木质素的变化特征。【结果】与无覆盖相比,经过4年连续秸秆覆盖后,木质素在土壤表层聚集,随着土壤深度的增加,木质素含量逐渐减少;随着覆盖量的增多,0—2 cm土层中VSC含量逐步增大,100%覆盖是无覆盖处理的5.06倍; 5—20 cm土层中各处理间VSC含量差异并不显著;木质素来源碳在有机碳中的相对比例随着深度的增加而减少;与无覆盖相比,秸秆覆盖增加了木质素来源碳在有机碳中的相对比例;秸秆覆盖后,木质素丁香基单体(S)与香草基单体(V)比值(S/V)以及肉桂基单体(C)与S单体比值(C/V)减少,S类和V类单体的酸醛比(Ac/Al)s 和(Ac/Al)v增大,表明秸秆还田不同程度降低了土壤有机质的氧化程度。【结论】秸秆覆盖免耕条件下,植物来源木质素在土壤表层选择性积累,延缓了木质素的氧化,增加了土壤有机碳的截获量和稳定性。
    东北北部冷凉区免耕土壤的特性及作物效应
    张兴义, 陈强, 陈渊, 刘爽, 李续峰, 李浩
    中国农业科学. 2013, 46(11):  2271-2277.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.011
    摘要 ( 431 )   PDF (655KB) ( 558 )   收藏
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    【目的】研究东北冷凉区免耕对土壤性状、作物产量的影响及其水土保持作用。【方法】利用平地和坡地9年长期定位田间试验,设置免耕和旋耕处理,系统监测土壤性状和作物产量。【结果】与传统旋耕相比,免耕下耕层土壤含水量提高3—5个百分点,110 cm土层储水量增加;10 cm处土壤温度降低2.1℃;0—15 cm土层有机质含量增加11%;土壤动物多样性增加;地表径流和土壤流失量分别减少90%和98%以上;玉米减产20%以上,大豆却增产10%左右;免耕在坡地上的效果好于平地。【结论】免耕对退化黑土恢复和水土保持作用显著,但冷凉区作物对免耕反应不同:大豆增产,玉米减产。因此,免耕适宜于大豆和坡耕地。
    保护性耕作对冬小麦-夏玉米农田氮肥氨挥发损失的影响
    董文旭, 胡春胜, 陈素英, 秦树平, 张玉铭
    中国农业科学. 2013, 46(11):  2278-2284.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.012
    摘要 ( 473 )   PDF (522KB) ( 696 )   收藏
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    【目的】保护性耕作有利于水土保持和提高土壤有机碳库,而对氮素氨挥发的影响并不是很清楚。研究长期定位试验下华北农田施肥后氨挥发发生规律,探索保护性耕作条件下的氮素利用率。【方法】采用间歇动态箱式法对翻耕、旋耕和免耕3种耕作方式下冬小麦-夏玉米农田氨挥发通量及其影响因素进行比较研究。【结果】相对于翻耕和旋耕处理,免耕显著促进了小麦季和玉米季地表追肥的氨挥发,但显著降低了小麦基肥期的氨挥发速率。翻耕、旋耕和免耕下小麦-玉米全生育期氨挥发损失量为15.8、18.4和28.6 kg?hm-2?a-1,分别占施肥量的4.9%、5.7%和8.8%。实验室培养分析表明,免耕和旋耕显著提高了表层(0—5 cm)土壤脲酶活性,加速尿素水解为NH4+,从而促进氨挥发。【结论】免耕条件下,肥料表施易发生氨挥发,采用一次性深施是减少免耕氨挥发的有效途径之一。
    园艺
    黄瓜脂氧合酶基因CsLOX2的克隆及表达分析
    陈巧, 陈书霞, 王聪颖, 郝丽宁, 孟焕文, 万旭花, 申晓青, 程智慧
    中国农业科学. 2013, 46(11):  2285-2297.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.013
    摘要 ( 378 )   PDF (1862KB) ( 833 )   收藏
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    【目的】以华北型黄瓜种质26号为材料克隆黄瓜脂氧合酶基因CsLOX2的cDNA全长并分析其序列特征,在此基础上研究该基因在果实发育进程中的表达模式、酶活性变化及相应的C6醛类物质含量,为研究脂氧合酶基因在黄瓜果实醛类香气物质形成中的作用机制奠定基础。【方法】以华北型黄瓜种质26号为材料,通过RT-PCR和RACE技术克隆黄瓜的脂氧合酶基因CsLOX2的cDNA全长并分析其生物信息学特征,对CsLOX2在果实发育进程中的表达模式进行Real-time PCR检测,通过气质联用(GC-MS)技术测定相应的C6醛类香气物质的含量并利用分光光度法测定LOX酶活性。【结果】华北型黄瓜种质26号的CsLOX2基因cDNA全长2 878 bp,ORF区为2 640 bp,编码879个氨基酸,推导的蛋白质分子量为99.39 kD,等电点为6.28。通过氨基酸序列比对发现,该基因编码的氨基酸序列具有脂氧合酶家族的3个重要特征区域及植物LOX中皆具有的6个高度保守的组氨酸,该序列与其它物种的脂氧合酶氨基酸序列具有较高的同源性。根据其N端序列特征推测CsLOX2属于I类LOX,具有13-LOX活性。Real time-PCR分析结果表明,该基因在花后3 d表达量最高,此后下降,至花后15 d最低;脂氧合酶的活性自开花当天逐渐上升,至花后12 d达到最高,此后下降;C6醛类香气含量在果实发育始期较高,随果实发育进程逐渐下降,至花后12 d最低。【结论】利用RACE技术克隆了华北型黄瓜种质26号脂氧合酶基因CsLOX2的cDNA全长,序列分析表明该基因具有植物LOXs的特征结构域。CsLOX2基因表达高峰先于脂氧合酶活性高峰的出现,C6醛类香气含量在果实发育始期较高,随果实发育进程逐渐下降。该研究结果将为进一步探讨脂氧合酶基因在黄瓜果实醛类香气物质形成中的作用机制奠定基础。
    外源ALA和Spd对低温弱光下辣椒幼苗光合作用 及抗氧化系统的影响
    张帆, 郁继华, 颉建明, 冯致, 张国斌, 李雯琳
    中国农业科学. 2013, 46(11):  2298-2306.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.014
    摘要 ( 411 )   PDF (617KB) ( 655 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    【目的】探讨外源5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid, ALA)和亚精胺(Spd)对低温弱光下辣椒幼苗叶片影响及相关生理机理。【方法】以辣椒幼苗为试材,利用人工气候室模拟低温(15℃/5℃)(昼/夜)弱光(20—30 μmol•m-2•s-1)逆境,通过叶面喷施0.5 mg•L-1 ALA和0.5 mmol•L-1 Spd,研究Spd 和ALA对辣椒耐低温弱光的影响。【结果】ALA和Spd处理可减缓持续低温弱光下辣椒幼苗光系统II(PSII)最大光化学效率(Fv/Fm)、PSII实际光化学效率(ΦPSII)、光化学猝灭系数qP和PSII反应中心光能捕获效率(Fv'/Fm')的下降,同时显著提高了辣椒幼苗叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr),并且显著提高了叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)抗氧化酶活性,同时减缓辣椒幼苗MDA含量和细胞膜透性的持续增大。可溶性蛋白质和脯氨酸(Pro)含量与耐性呈正相关。【结论】ALA和Spd能够提高低温弱光下辣椒幼苗的耐冷性与激活了辣椒的防御系统及保护了细胞膜系统有关;同时通过提高植株SOD、POD和CAT活性来促进辣椒幼苗活性氧代谢,从而保护细胞光合性能。
    茶树酯型儿茶素生物合成及水解途径研究进展
    夏涛, 高丽萍, 刘亚军, 王云生, 刘莉, 赵磊, 蒋晓岚, 钱玉梅
    中国农业科学. 2013, 46(11):  2307-2320.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.015
    摘要 ( 390 )   PDF (784KB) ( 1219 )   收藏
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    茶树酯型儿茶素对于茶叶加工产品品质的影响及人类健康的药理功效均高于非酯型儿茶素。酯型儿茶素合成及水解途径及分子调控机理,既是长期困扰茶业界的重点难题,也是富含原花青素(PAs)或缩合单宁(CAs)植物如葡萄、柿子的未解科学问题之一。作者在文中介绍了茶树酯型儿茶素合成及水解途径研究上取得的进展,儿茶素的没食子酰基化过程与水解单宁合成具有相似性;没食子酰基葡糖糖(βG)是它们合成的酰基供体,与葡萄糖基转移酶(UGGT)和没食子酰基转移酶(ECGT) 等有关;在茶树中酯型儿茶素很容易被水解酶(GCH)水解为没食子酸和非酯型儿茶素。此外,还综述了国际上有关flavan-3-ols的合成、聚合、糖苷化和甲基化研究进展。
    贮藏·保鲜·加工
    榛子粉溶解性和膨胀势与其主要物质组成的关系
    殷贺中, 梁丽松, 王贵禧
    中国农业科学. 2013, 46(11):  2321-2329.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.016
    摘要 ( 429 )   PDF (706KB) ( 546 )   收藏
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    【目的】比较4个品种榛子粉溶解性和膨胀势及其去皮处理后榛子粉溶解性和膨胀势变化的差异,分析榛子粉主要物质组成与其溶解性和膨胀势的关系,为榛子粉加工产品的研制提供理论依据。【方法】采用碱液浸泡法去除榛子种皮,索氏提取法脱去油脂制取榛子粉;采用离心法测定榛子粉溶解性和膨胀势,凯氏定氮法测定蛋白质含量,考马斯亮蓝比色法测定可溶性蛋白质含量,蒽酮比色法测定淀粉和可溶性糖含量,重量法测定粗纤维和灰分含量,并分析物质组成与溶解性和膨胀势的相关性。【结果】不同品种榛子粉溶解性和膨胀势均存在显著差异,溶解性从大到小依次为‘巴塞罗那’、‘辽榛3#’、‘平榛1#’和‘达维’,膨胀势从大到小依次为‘巴塞罗那’、‘平榛1#’、‘达维’和‘辽榛3#’。溶解性随温度的升高呈先增加后降低的趋势变化,不同温度下溶解度差异显著,70℃ 时达到峰值;膨胀势在低于70℃ 时随温度的升高显著增加,高于70℃时随温度的升高变化不明显。品种间榛子粉主要物质组成含量差异显著,溶解性与可溶性蛋白质、可溶性糖和淀粉含量显著正相关,与灰分含量显著负相关;膨胀势与淀粉含量显著正相关,与蛋白质含量显著负相关。去皮处理对溶解性和膨胀势的影响不显著。【结论】各品种榛子粉的溶解性和膨胀势随温度变化的趋势基本一致,温度对溶解性影响差异显著,高于70℃ 时膨胀势没有明显变化;可溶性蛋白质、可溶性糖和淀粉是影响榛子粉溶解性的主要因子,而膨胀势与淀粉关系密切;去皮处理后溶解性和膨胀势变化不明显,并且溶解性和膨胀势之间相互影响。
    切达干酪成熟过程中细菌群落结构的分析
    贾宏信, 龚广予
    中国农业科学. 2013, 46(11):  2330-2336.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.017
    摘要 ( 439 )   PDF (551KB) ( 453 )   收藏
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    【目的】研究切达干酪成熟过程(6℃,180 d)中细菌群落的动态变化和组成多样性。【方法】用选择性培养基计数,并对菌落进行总DNA提取和PCR-DGGE分析。【结果】随着切达干酪成熟时间的延长,发酵剂嗜热链球菌的数量显著下降,非发酵剂乳杆菌种类明显增多。对DGGE图谱条带重扩增、测序,并进行BLAST对比分析得出,增多的乳杆菌主要为植物乳杆菌、干酪乳杆菌、副干酪乳杆菌、瑞士乳杆菌和鼠李糖乳杆菌。【结论】切达干酪成熟过程中细菌群落的组成和数量处于动态变化之中,PCR-DGGE用作选择性培养基计数菌落的后续分析,可以明确培养基上长出的菌落属于哪一种或哪一亚种,进而客观和真实地分析出干酪内细菌群落的组成和动态变化。
    畜牧·资源昆虫
    堆肥施用量对全株青贮玉米产量和营养价值的影响
    李蒙蒙, 张桂国, 杨在宾, 杨维仁
    中国农业科学. 2013, 46(11):  2337-2344.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.018
    摘要 ( 407 )   PDF (585KB) ( 517 )   收藏
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    【目的】探讨与化学肥料相比施用堆肥对青贮玉米饲料生产能力的影响,为生产中合理施用堆肥进行青贮玉米生产提供理论依据。【方法】采用单因素随机区组试验设计,3个不同堆肥的施用处理分别为20、40和60 t•hm-2,以施用化学肥料(尿素400 kg•hm-2+过磷酸钙450 kg•hm-2+钾肥(K2SO4)300 kg•hm-2)为对照组,每个处理3个重复。通过测定各处理单位土地面积的鲜物质产量、干物质产量、营养物质含量、养分瘤胃降解率,得出不同堆肥施用量对青贮玉米单位土地面积生物产量、营养物质产量、可降解营养物质产量等指标的影响,从而对施用堆肥的青贮玉米饲料生产能力进行综合评定。【结果】随堆肥施用量的增加,全株青贮玉米中蛋白质、脂肪、总能含量均显著增高(P<0.05),粗纤维的含量显著降低(P<0.05),总碳水化合物含量差异不明显(P>0.05)。同时,提高堆肥施用量增加了全株青贮玉米中蛋白质、脂肪、总碳水化合物、总能的瘤胃降解率(P<0.05)。各堆肥处理组全株青贮玉米生物产量、营养物质产量、瘤胃可降解营养物质产量和相对饲料价值均高于对照组(P<0.05)。【结论】与化学肥料相比,施用堆肥提高了青贮玉米的生物产量和饲用品质,本试验条件下最适的堆肥施用量为40 t•hm-2。
    β-葡聚糖酶水解小麦秸秆制备纤维寡糖的条件优化
    刘沙沙, 李静梅, 石波, 梁平, 李超
    中国农业科学. 2013, 46(11):  2345-2352.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.019
    摘要 ( 454 )   PDF (598KB) ( 609 )   收藏
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    【目的】探索商品化β-葡聚糖酶水解小麦秸秆制备纤维寡糖的最佳条件,为纤维寡糖的工业化生产提供科学依据。【方法】采用浓硫酸和浓盐酸混酸降解微晶纤维素制备纤维寡糖混合物,通过分离纯化得到聚合度为2—5的纤维寡糖单一组分。用所得纤维二糖作为标准品测定小麦秸秆酶解产物中的纤维二糖,并以纤维二糖含量和小麦秸秆转化率为衡量指标,研究酶解反应温度、pH、反应酶底比E/S、反应底物浓度、反应时间对寡糖生成的影响。【结果】采用活性炭柱层析法得到了高纯度的聚合度2-5的纤维寡糖单一组分;当酶解反应温度为50℃、pH为5.5、E/S为0.4、底物浓度为2%、时间10 h时酶解效果最好,小麦秸秆总转化率达到55.57%,纤维二糖得率为148.15 mg•g-1秸秆。【结论】活性炭柱层析可以很好地分离纤维寡糖,得到了聚合度为2—5的纤维寡糖单一组分;酶解小麦秸秆总转化率及纤维二糖得率均提高。
    家蚕蛹期特异基表达因BmCP283鉴定及其启动子的克隆分析
    程道军, 唐林, 孟勐, 康丽霞, 王永虎, 彭健, 马三垣, 夏庆友
    中国农业科学. 2013, 46(11):  2353-2362.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.020
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    【目的】鉴定家蚕蛹期特异基因及其启动子,为家蚕变态发育人为调节及蛹生物反应器开发提供支撑。【方法】基于芯片表达数据分析及RT-PCR验证,筛选家蚕蛹期特异表达基因;利用PCR方法克隆家蚕蛹期特异表达基因上游的启动子序列,并利用转基因技术验证启动子的活性及时期特异性。【结果】筛选获得了在家蚕蛹期特异表达的表皮蛋白基因BmCP283;所克隆的BmCP283上游启动子区序列长2 004 bp,利用此序列所构建以红色荧光蛋白基因dsRed为报告基因的转基因蚕中,BmCP283启动子驱动的dsRed只在蛹后期表达,且主要表达于翅等组织中。【结论】BmCP283为家蚕蛹期特异表达基因,克隆获得的BmCP283启动子的启动活性具有蛹期特异性。
    兽医
    猪瘟病毒分子流行病学信息系统的建立与应用
    王琴, 涂长春, 黄保续, 徐璐, 盖华武, 范学政, 郭焕成, 徐和敏, 李金花, 赵启祖, 宁宜宝, 郑然, 沈青春
    中国农业科学. 2013, 46(11):  2363-2369.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.021
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    【目的】加强对猪瘟(CSF)流行病学信息的统一管理,随时掌握全球CSF数据,分析CSF传播来源,进行疫情预测预报。【方法】将猪瘟流行病学信息数据与数据库技术、GIS技术、生物信息学技术相结合。采用ArcGIS Desktop、ArcMapObjects、Delphi和DNAStar 6.0等软件工具,在中国数字地图空间数据的支持下,建立了猪瘟流行病学信息系统,并命名为CSFinfo。【结果】该系统包含754株中国流行毒株、554株中国CSFV E2基因序列和欧盟CSF参考实验室数据库的642株CSFV E2基因序列,使中国成为继德国之后第二个拥有这种数据库的国家。【结论】CSFinfo可方便、快捷地对某地某时的CSF疫情进行查询,分析疫病发生规律;由于CSFinfo含有DNAStar6.0序列分析软件,可实现空间数据与基因序列分析应用的完整结合,是该系统的一大创新。CSFinfo的建立对CSF流行病学监测提供了必要的技术支持,提高了对CSFV流行毒株总体分布、疫情发生发展趋势提供科学的统计分析手段,为政府CSF防控提供可靠的疫情资料具有十分重要的意义。
    中药水提物对猪源耐四环素大肠杆菌的抑制活性
    黄名钱, 孔祥峰, 肖莉春, 郭小权
    中国农业科学. 2013, 46(11):  2370-2376.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.022
    摘要 ( 470 )   PDF (532KB) ( 544 )   收藏
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    【目的】了解中药水提物对猪源耐四环素大肠杆菌的抑制活性,为其在养猪生产中的应用提供依据。【方法】纸片法测定10个猪源大肠杆菌分离株对四环素的敏感性,PCR方法测定其对四环素耐药基因的携带情 况;琼脂扩散法和微量倍比稀释法测定中药水提物及其与四环素的混合物对10个猪源大肠杆菌分离株的抑制活性。【结果】10个受试菌株对四环素的耐药率达100%,部分或全部菌株携带tetA(10/10)、tetB(2/10)和tetC(9/10)等四环素耐药基因;山楂、五味子、连翘和金银花的水提物均有较强的抑菌活性,但与四环素混合后,其抑菌圈直径减小,最小抑菌浓度增大。【结论】受试菌株对四环素的耐药性可能由tetA、tetB和tetC等四环素耐药基因引起,测定的4种中药水提物对受试菌株均有抑制活性,但不宜与四环素联用。
    研究简报
    苎麻ACC氧化酶基因(BnACO1)的克隆及表达
    薛丽君, 周精华, 邢虎成
    中国农业科学. 2013, 46(11):  2377-2385.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.023
    摘要 ( 466 )   PDF (666KB) ( 598 )   收藏
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    【目的】克隆苎麻中的一个ACO基因(BnACO1),并对其进行生物信息学分析、表达分析、胁迫应答分析。【方法】通过RT-PCR结合RACE技术从湘苎3号中克隆该基因的全长cDNA序列,利用生物信息学软件对获得的基因序列及编码的蛋白质序列进行分析。利用实时荧光定量PCR分析BnACO1在苎麻不同部位的表达量以及在ABA、干旱和高盐胁迫下的应答。【结果】BnACO1的cDNA序列全长为1 476 bp,其开放阅读框为981 bp,编码326个氨基酸多肽,预测其分子量和等电点分别为36.81 kD和4.95,基因登录号为JX878855。与无花果(AB307720)、香叶天竺葵(U19856)、柿树(AB073009)、梨(JN807390)、猕猴桃(HQ293208)的ACO基因核苷酸序列相似性分别为83%、81%、79%、79%和79%,氨基酸序列的相似性分别为87%、80%、80%、78%和83%。实时荧光定量PCR分析表明苎麻BnACO1在苎麻根、茎、茎尖、叶片、雌花和雄花中均有表达,其中,在雄花中表达最高,在根、茎中表达最低,且该基因受ABA、干旱和NaCl胁迫诱导表达。【结论】获得的BnACO1是ACO家族成员之一,参与ABA、干旱、NaCl胁迫应答,该基因可能在苎麻性别分化中起到一定作用并且在调控苎麻生长发育和应对环境胁迫时具有独特的表达模式。
    干旱胁迫与复水对棉花叶片光谱、光合和荧光参数的影响
    薛惠云, 张永江, 刘连涛, 孙红春, 李存东
    中国农业科学. 2013, 46(11):  2386-2393.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.024
    摘要 ( 393 )   PDF (549KB) ( 778 )   收藏
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    【目的】明确持续干旱胁迫对棉花叶片光谱、光合和荧光特征的影响,为筛选水分敏感指标提供理论依据。【方法】以转基因抗虫棉银瑞361为试材,采用盆栽控水方式,测定持续干旱与复水条件下棉花叶片光谱、光合和荧光参数。【结果】两年试验结果表明,随着干旱胁迫时间的延长叶片相对含水量(RWC)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学量子产量(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)、光化学反射指数(PRI)呈下降趋势,气孔限制值(Ls)先上升后下降,非光化学淬灭系数(NPQ)则呈上升趋势,复水后除RWC外,其它指标都未恢复到初始状态。与初始状态相比,Pn、Gs、Tr、Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP、PRI在干旱胁迫第4天时,两年平均下降了53.1%、79.9%、66.0%、3.8%、11.0%、5.7%、18.4%;Ls、NPQ在第4天时,两年平均上升了98.1%、28.6%。综合两年数据,只有Pn、Gs、Tr、Ls、Fv/Fm、PRI在第4天时与初始状态差异极显著,与RWC的R2分别为0.7640、0.7058、0.5625、0.3665、0.7319、0.4378。【结论】Pn、Gs、Tr、Ls、Fv/Fm、PRI均能在干旱胁迫初期灵敏地反映棉花叶片水分状况;在持续干旱胁迫中,Pn、Gs、Fv/Fm能更灵敏、准确地反映棉花叶片水分状况。
    基于ISSR标记的大菊品种资源遗传多样性分析
    雒新艳, 王晨, 戴思兰, 李宝琴, 刘倩倩, 朱珺, 卢洁
    中国农业科学. 2013, 46(11):  2394-2402.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.025
    摘要 ( 359 )   PDF (622KB) ( 516 )   收藏
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    【目的】大菊品种数量众多,形态繁杂。本研究通过探讨不同瓣类大菊品种的遗传多样性,为菊花品种分类和品种演化研究提供重要资料。【方法】选取涵盖大菊品种5个瓣类的150个品种,采用ISSR分子标记进行遗传多样性分析。【结果】从50对引物中筛选出的10对引物共检测到清晰可重复的229个位点,其中多态性位点220个,多态性位点百分率(PPB)96.07%,Nei’s基因多样性指数(He)和Shannon信息指数(I)分别为0.3485和0.5154;5个瓣类内的遗传多样性水平都比较高,其中平瓣类最高(PPB=95.20%),桂瓣类(PPB=86.90%)和匙瓣类(PPB=89.52%)最低;瓣类类群间遗传分化程度较低,遗传多样性主要来源于不同花型内品种间的变异。在瓣类的UPGMA聚类中,聚类结果与瓣类形态差异显著相关。【结论】ISSR可以有效揭示大菊品种瓣类间的遗传多样性、分化程度和亲缘关系,研究结果对于品种演化和分类鉴定研究具有重要参考价值。