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当期目录

    2013年 第46卷 第19期 刊出日期:2013-10-01
      
    作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
    水稻花色素苷合成调节基因hrd1(t)的鉴定
    刘永柱, 罗文龙, 黄翠红, 陈立凯, 王慧, 陈志强, 郭涛
    中国农业科学. 2013, 46(19):  3955-3964.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.001
    摘要 ( 400 )   PDF (1211KB) ( 1070 )   收藏
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    【目的】对籼稻种质hrd1紫叶性状进行遗传分析和基因定位。【方法】在特籼占13与02428杂交后代中获得籼稻紫叶材料hrd1。对hrd1主要农艺性状及表型进行观察;配制hrd1与02428的F1、F2、BC1F1群体,观察紫叶与绿叶性状的分离情况,明确其遗传模式;进一步利用F2群体实现紫叶性状基因的精细定位和候选基因遴选。【结果】hrd1在2叶期的叶尖出现紫色,并逐步扩散至全株大部分组织,成熟期农艺性状与对照(特籼占13)具有较大差异。hrd1叶绿素含量正常,花色素苷含量显著高于对照。遗传分析表明其紫叶性状受1对隐性核基因hrd1(t)控制,该基因位于第4染色体InDel标记HRD10和HRD21之间,物理距离为32.5 kb。对该区域候选基因测序,发现hrd1在LOC_Os04g50660基因(编码WD和G-beta重复域蛋白)的第3外显子发生单碱基突变(A→C),导致其编码的第196位氨基酸由对照的赖氨酸变为苏氨酸。【结论】hrd1(t)编码WD40类转录因子,可能参与花色素合成调控。
    芝麻栽培种与野生种(Sesamum schinzianum Asch、Sesamum radiatum Schum & Thonn)种间杂交后代的生物学特性
    张海洋, 苗红梅, 张体德, 魏利斌, 李春, 王慧丽, 段迎辉, 琚铭
    中国农业科学. 2013, 46(19):  3965-3977.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.002
    摘要 ( 337 )   PDF (740KB) ( 587 )   收藏
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    【目的】探明芝麻栽培种与野生种种间杂交的亲和性,分析杂交后代遗传特征。【方法】以26个基因型(Sesamum indicum L.)与刚果野芝麻(Sesamum schinzianum Asch)和野芝1号(Sesamum radiatum Schum & Thonn)野生种为杂交亲本,借助胚培养技术获得种间杂交后代。采用SSR标记和生物学方法鉴定并分析杂交种F1的遗传特性。【结果】通过胚培养技术获得2 430个种间杂交F1株系,对部分材料的检测表明杂种阳性率为95.83%。刚果野芝麻×栽培种的正反交杂交率分别为34.62%(A)和11.54%(C),野芝1号×栽培种的正反交杂交率分别为100%(B)和19.23%(D)。F1花粉粒存在部分不育和高度不育两种类型,F1自交结实率分别为2.32—2.57粒/蒴果(S. schinzianum×S. indicum)和0.30—2.45粒/蒴果(S. radiatum ×S. indicum)。【结论】S. radiatum与栽培种的杂交亲和率高于S. schinzianum。以野生种为母本与栽培种杂交,杂交种F1在株高、根系结构等性状方面超亲表现明显;株系高抗枯萎病;部分F1株系有低自交结实性。
    华南8号木薯及其四倍体诱导株系叶片蛋白质组及叶绿素荧光差异分析
    安飞飞1, 凡杰1, 李庚虎2, 简纯平2, 李开绵1
    中国农业科学. 2013, 46(19):  3978-3987.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.003
    摘要 ( 410 )   PDF (908KB) ( 630 )   收藏
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    【目的】通过对华南8号木薯及其四倍体诱导株系叶片差异蛋白质及叶绿素荧光参数的分析,在蛋白质水平上揭示两者叶片存在的差异以及其与光合效率间的关系。【方法】通过木薯嫩叶、根尖染色体压片及流式细胞观察对华南8号四倍体诱导株系进行鉴定,采用双向电泳技术分离叶片蛋白质,Delta 2D软件分析差异蛋白质并通过质谱技术鉴定,利用Western blot技术对部分差异蛋白质进行验证;采用95%乙醇直接提取法测定叶绿素含量,并用Imaging-Pam测定叶绿素荧光动力学参数。【结果】染色体压片及流式细胞结果均显示,诱导得到SC8多倍体株系为四倍体株系;得到的13个差异蛋白质点中上调表达12个,下调表达1个;经质谱技术成功鉴定到12个,其功能涉及碳代谢及能量代谢、光合作用、抗氧化、蛋白质代谢调控等;1个下调表达的蛋白质未得到成功匹配,其中参与光合作用的蛋白质占46.2%;四倍体株系叶片叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素均显著升高;叶绿素荧光参数,包括Fo、ΦPSII、qP、NPQ和ETR均显著升高;【结论】参与碳代谢及能量代谢、光合作用等途径相关蛋白质表达水平的上调;叶绿素含量及叶绿素荧光参数的升高;表明四倍体株系叶片PSII反应中心捕光能力强、光化学转化效率高,从而提高了叶片的光合速率。
    橘红肉甘薯块根类胡萝卜素的变化规律及其与主要经济性状的相关性
    后猛, 张允刚, 王欣, 唐维, 刘亚菊, 唐忠厚, 靳容, 闫会, 马代夫, 李强
    中国农业科学. 2013, 46(19):  3988-3996.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.004
    摘要 ( 328 )   PDF (604KB) ( 669 )   收藏
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    【目的】研究橘红肉甘薯块根鲜薯类胡萝卜素含量在生育过程中和品种间的变化规律及其与主要经济性状的相关性。【方法】试验于栽插后50、64、78、92、106、120和134 d调查15个橘红肉甘薯品种的最长蔓长,分枝数,结薯数,茎、叶、柄、块根干率,茎、叶、柄、块根鲜重,测定鲜薯类胡萝卜素含量,薯干淀粉、可溶性糖和粗蛋白含量,分析茎、叶、柄、块根干重,整株鲜重、干重,茎、叶、柄、块根干重占整株干重的百分比等数值,以及类胡萝卜素积累量与其余产量性状的变化和品质性状积累量日增长量的相关性。【结果】橘红肉甘薯块根类胡萝卜素含量在生长发育过程中出现总体平稳型、一直增加型和曲折上升型3种变化类型,对最长蔓长、块根鲜重、块根干重、光合产物的分配等经济性状的发育有不同的生物学响应。大多数橘红肉甘薯,尤其是一直增加型品种,其类胡萝卜素含量与最长蔓长、块根鲜重和干重、光合产物在块根的分配比例显著正相关,与光合产物在叶、柄的分配比例显著负相关,而与其它性状的相关性不高。类胡萝卜素日积累量增长量与块根鲜重、块根干重、淀粉、可溶性糖和粗蛋白积累量等日增长量呈正相关性,类胡萝卜素积累与块根膨大、干物质及营养物质积累存在协同关系。【结论】由于类胡萝卜素积累与干物质积累存在的协同关系在不同品种中的反应机制不同,类胡萝卜素含量在橘红肉品种间产生差异和分化,存在3种不同变化类型。
    耕作栽培·生理生化·农业信息技术
    全球气候变暖对中国种植制度可能影响Ⅸ.长江中下游地区单双季稻高低温灾害风险及其产量影响
    李勇12, 杨晓光2, 叶清23, 陈阜4
    中国农业科学. 2013, 46(19):  3997-4006.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.005
    摘要 ( 352 )   PDF (828KB) ( 929 )   收藏
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    【目的】以1981年为界,将20世纪50年代至2010年划分为两个时段,对比分析1951—1980年和1981—2010年长江中下游地区双季稻安全种植界限及敏感区域面积变化,定量评估长江中下游地区双季稻安全种植敏感区域内单季稻和双季稻生长季内高温灾害和低温灾害发生风险及高低温灾害对水稻产量的影响程度。【方法】利用中国种植制度分区标准和农业气候指标,分析了1981—2010年双季稻安全种植界限变化敏感区域,并基于水稻高温灾害和低温灾害指标,采用Oryza2000对敏感区域内单季稻和双季稻的高低温灾害风险及其对产量的影响进行了定量化评估。【结果】与1951—1980年相比,1981—2010年长江中下游地区双季稻安全种植区增加了11.5万 km2;1981—2010年,双季早稻、晚稻和单季稻发生频率最大的高低温灾害分别为秧田期低温、灌浆—成熟低温以及孕穗—抽穗高温,而对双季早稻、晚稻和单季稻产量影响最大的灾害分别是秧田期低温、孕穗—抽穗低温和灌浆—成熟高温;双季早稻、晚稻和单季稻在不同生育阶段的高温灾害次数大多呈增加趋势,而低温灾害次数大多呈减少趋势。【结论】在全球气候变暖背景下,长江中下游地区双季稻安全种植区域发生了明显变化,敏感区域内单双季稻的高低温灾害风险及其对产量的影响均存在明显差异。
    夏玉米不同土层根系对花后植株生长及产量形成的影响
    王飞飞1, 张善平1, 邵立杰1, 李耕1, 陈晓璐1, 刘鹏1, 赵秉强2, 董树亭1, 张吉旺1, 赵斌1
    中国农业科学. 2013, 46(19):  4007-4017.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.006
    摘要 ( 306 )   PDF (602KB) ( 894 )   收藏
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    【目的】探明夏玉米不同土层根系对花后植株生长及产量形成的调控作用,为生产中塑造高产高效根群结构,提高籽粒产量提供理论依据。【方法】以高产夏玉米品种郑单958和登海661为材料,采用土柱栽培方式,设置3个处理(不断根处理:CK,地下40 cm处断根:T-40,地下80 cm处断根:T-80),于开花期进行断根,研究不同土层根系对地上部生长及产量形成的调控作用。【结果】0—40 cm土层根系对花后氮素积累和转运量影响最大,切断40 cm以下土层根系后植株吸收氮素能力显著降低,植株营养器官氮素向籽粒库的转运量增加。花后40 cm以下土层根系对叶片保绿性和光合性能影响显著,切断深层根系后玉米单株叶面积、叶绿素含量、净光合速率(Pn)和SOD活性显著降低,MDA含量升高,光合高值持续期缩短,单株生物量和籽粒产量显著下降;0—40 cm根系对产量影响最大,40—80 cm根系对穗粒数和千粒重有显著影响,80 cm以下土层根系对千粒重影响较为显著。【结论】高产栽培中促进根系下扎,保持深层根系活力可以防止玉米早衰,提高叶片光合能力和对氮素的吸收能力,有助于提高玉米单产。
    黄河流域棉区高密度垄作对棉花的增产效应
    卢合全, 李振怀, 董合忠, 李维江, 唐薇, 张冬梅
    中国农业科学. 2013, 46(19):  4018-4026.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.007
    摘要 ( 275 )   PDF (675KB) ( 649 )   收藏
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    【目的】垄作栽培与合理密植作为单项技术措施用于棉花生产已有较多研究报道,但两者配合运用的研究较少。本文旨在明确种植方式与密度的互作效应,使合理密植与种植方式有机结合,实现棉花增产增效。【方法】2010—2011年以K638为试验材料,采用裂区设计,在山东临清市研究了种植方式(平作和垄作)和密度(3、6和9株/m2)对棉花干物质积累与分配、叶面积变化动态、蕾铃脱落、产量及产量构成的影响。【结果】种植方式和密度对棉花产量有显著的互作效应,平作情况下以中密度(6株/m2)的产量最高;垄作条件下以高密度(9株/m2)的产量最高,中、低密度(3—6株/m2)的产量较低,高密度垄作较传统的中等密度平作平均增产皮棉13.6%。与平作比较,垄作可增加铃数,提高早熟性,铃重随密度升高有降低趋势;垄作栽培提高了群体干物质积累量、叶面积指数,盛铃期和始絮期高密度垄作较中密度平作的叶面积指数分别高24.2%和22.1%,烂铃率和脱落率显著降低。【结论】种植方式和密度可以单独或协同影响生物产量、经济系数和产量结构,从而影响经济产量。高密度垄作是黄河流域棉区棉花增产的重要栽培模式。
    不同烤烟品种烟叶衰老期氨气挥发及其与氮素代谢的相关性
    武云杰, 杨铁钊, 张小全, 李飞, 李丽华
    中国农业科学. 2013, 46(19):  4027-4034.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.008
    摘要 ( 271 )   PDF (520KB) ( 569 )   收藏
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    【目的】研究不同氮效率烤烟品种叶片衰老过程中氨气挥发量的差异,揭示烟叶品种间氮素转运规律,以期为耐氮肥品种选育提供依据。【方法】采用氨气收集装置测定烟叶的氨气挥发量,同时测定了叶片NH4+浓度,总氮和可溶性蛋白含量,氮代谢相关酶活性和质外体相关指标。【结果】烟叶氨气挥发量呈先上升后下降的趋势,在叶龄60 d达到最大,中烟90、K326和NC89分别达到(16.39±1.08)、(9.92±1.04)和(4.56±0.63)μg•m-2•h-1,分别是叶龄40 d氨气挥发量的3.87、2.41和2.56倍,品种间差异显著。氨气挥发量与谷氨酰胺合成酶(GS)活性呈极显著负相关,与谷氨酸脱氢酶(GDH)活性、质外体NH4+浓度和pH、氨气补偿点呈极显著正相关,与可溶性蛋白含量和硝酸还原酶(NR)活性显著负相关,与叶片NH4+浓度呈二次曲线关系,且相关性极显著,并受总氮降解的间接调控。【结论】不同氮效率品种的氮素再同化和再转移能力存在差异,与烟叶氮素代谢特性有关。烟叶衰老期氮素利用效率低的品种,氮素吸收和再同化能力弱,转移量和氨气挥发量大。烟叶通过质外体挥发氨气,增加了NH4+的转移,减少了氨害的积累,是植物氮素代谢调节的重要方式,可以作为一个评价品种氮效率的指标。
    植物保护
    水稻WRKY80转录调节蛋白基因的分离与表达模式
    彭喜旭, 唐新科, 周平兰, 胡耀军, 邓小波, 王海华
    中国农业科学. 2013, 46(19):  4035-4043.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.009
    摘要 ( 313 )   PDF (588KB) ( 671 )   收藏
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    【目的】分离水稻WRKY80,分析其编码蛋白的序列结构特征,了解其在各器官中以及病原接种、激素处理下的表达模式,为阐明其生物学功能奠定基础。【方法】基于水稻基因组数据库注释的Loc_Os03g63810基因的编码序列设计特异引物,用RT-PCR法从茉莉酸甲酯(MeJA)处理的水稻叶片中克隆WRKY80 cDNA 序列,运用生物信息学手段对推定的蛋白和启动子序列进行分析,用Northern杂交或实时荧光定量PCR方法研究基因的表达模式。【结果】 获得了WRKY80 cDNA序列,长1 392 bp,包含1个长1 164 bp 的完整开放读码框,编码387个氨基酸。WRKY80具有1个典型的WRKY 保守结构域,锌指类型为C2H2,归类于WRKY 第Ⅱ组;C-端为酸性结构区,且含连续的6个谷氨酰胺和8个丝氨酸,提示具有转录激活活性;预测其定位于细胞核。WRKY80与玉米和高粱等单子叶植物WRKY 的氨基酸序列同一性较高。WRKY80在各器官中组成性表达,在叶、根和穗中表达丰度较高,花中次之,在茎和颖果中丰度较低,且表达具有发育阶段相关性,在成熟叶、根中的表达分别高于幼叶和幼根;受稻瘟病菌、纹枯病菌、MeJA和乙烯利诱导表达,而水杨酸对其表达无影响。其表达模式与启动子顺式元件预测分析的结果基本一致。【结论】WRKY80具有转录因子的结构特征,推测其可能通过茉莉酸/乙烯介导的信号途径参与水稻的防御反应,也可能参与发育调控。
    中国玉米灰斑病病原菌的鉴定及其基本特征研究
    刘庆奎1, 秦子惠1, 张小利1, 江凯1, 陈茂功1, 武小菲1, 何月秋2, 王桂清3, 晋齐鸣4, 王晓鸣1
    中国农业科学. 2013, 46(19):  4044-4057.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.010
    摘要 ( 338 )   PDF (1150KB) ( 705 )   收藏
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    【目的】明确引起中国玉米灰斑病的病原菌种类。【方法】广泛采集玉米灰斑病发生地区病样,用单孢分离方法获得大量菌株,采用病菌形态学、培养特征和种特异性鉴定技术,准确鉴定中国不同地域的玉米灰斑病致病种。【结果】从黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、山东、云南和湖北大量采集的玉米灰斑病病样中分离获得136个菌株,经过系统鉴定,确认其中65个菌株为玉蜀黍尾孢(Cercospora zeae-maydis),71个菌株为玉米尾孢(C. zeina),未发现以往有记载的高粱尾孢玉米变种(C. sorghi var. maydis);引起中国北方地区玉米灰斑病的是玉蜀黍尾孢,而引起云南和湖北玉米灰斑病的是玉米尾孢,但在2008年前分离的云南菌株中有玉蜀黍尾孢。【结论】在中国,玉米灰斑病的病原菌有2个种:玉蜀黍尾孢和玉米尾孢,前者存在于黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古和山东,在云南2008年前也有分布,后者分布在西南玉米区的云南、湖北。
    玉米大斑病菌有性杂交后代的交配型与寄生适合度分化
    郭丽媛1, 贾慧1, 曹志艳1, 谷守芹1, 孙淑琴2, 董金皋1
    中国农业科学. 2013, 46(19):  4058-4065.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.011
    摘要 ( 295 )   PDF (597KB) ( 501 )   收藏
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    【目的】了解玉米大斑病菌有性杂交后代交配型和致病性分化情况,明确有性杂交与菌株变异间的关系。【方法】以01-12和01-15为出发菌株,人工诱导玉米大斑病菌的有性后代,获得F1代菌株,再以F1代菌株40和42为亲本,获得有性杂交F2代菌株;对有性后代进行交配型和寄生适合度测定;采用毛细管电泳技术分析不同致病类型菌株的毒素含量。【结果】在室内条件下连续诱导产生玉米大斑病菌的2个有性世代,获得了79个F1代菌株和32个F2代菌株;后代菌株的交配型发生了明显分化,出现了A、a、Aa和中性菌株,其中F1代A、a分离比例明显偏离1﹕1;寄生适合度测定结果表明,F1代和F2代菌株较亲本均发生了寄生适合度分化,其中F1代中较亲本寄生适合度增强的菌株占30.00%,减弱的菌株占50.00%;F2代中较亲本寄生适合度增强的菌株占21.87%,减弱的菌株占31.25%;毛细管电泳结果表明,强致病力菌株的毒性组分含量明显高于弱致病力菌株。【结论】有性杂交是导致菌株交配型及致病性发生分化变异的主要因素之一,菌株的致病力强弱与其毒素含量呈一致关系。
    黄瓜基因组中抗霜霉病候选基因的生物信息学及其表达特异性
    刘大军12, 秦智伟1, 周秀艳1, 武涛1, 辛明1
    中国农业科学. 2013, 46(19):  4066-4074.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.012
    摘要 ( 273 )   PDF (857KB) ( 596 )   收藏
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    【目的】寻找黄瓜抗霜霉病基因,研究黄瓜抗霜霉病机制。【方法】利用拟南芥和甜瓜抗霜霉病蛋白质序列,搜索黄瓜基因组数据库;通过生物信息学分析候选基因特征,以黄瓜抗霜霉病自交系M801-3-1为试材,分析候选基因在叶片组织中的表达状态。【结果】共获得187个黄瓜抗霜霉病候选基因;确定了候选基因染色体位置和排列特点、序列相似性特征以及系统进化关系;大部分黄瓜R基因在未接种霜霉病菌的抗病自交系和感病叶片组织中都有一定的表达量,在接种霜霉病菌后在抗病自交系M801-3-1中Csa001907和Csa002921表达量下调,感病自交系M302-3 中Csa001907和Csa002921变化不明显。【结论】在黄瓜基因组中存在185个与拟南芥抗霜霉病基因同源的R基因,2个与甜瓜的抗霜霉病基因At1和At2同源的eR基因,通过聚类分析这些基因可以分为6类,初步认定Csa001907和Csa002921为黄瓜抗霜霉病的R基因,这2个基因在叶片组织中有一定表达量,其表达量减少可诱发抗病黄瓜品种的抗病反应。
    用小RNA深度测序鉴定广西冬种马铃薯病毒
    宋静静1, 蒙姣荣12, 邹承武3, 李璞3, 王志强2, 陈保善23
    中国农业科学. 2013, 46(19):  4075-4081.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.013
    摘要 ( 367 )   PDF (586KB) ( 619 )   收藏
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    【目的】对广西冬种马铃薯病毒进行鉴定,为无病毒种薯选择和大田防治提供依据。【方法】2012年在马铃薯主要产区采集具有明显病毒病症状的样品,在血清学ELISA检测的基础上,进一步用小RNA深度测序对按症状分类的样品进行混合样本的病毒种类鉴定,再用RT-PCR方法对分组混合样本进行验证。【结果】在109个样本中检测到马铃薯卷叶病毒(Potato leafroll virus,PLRV)、马铃薯A病毒(Potato virus A,PVA)、马铃薯H病毒(Potato virus H,PVH)、马铃薯M病毒(Potato virus M,PVM)、马铃薯S病毒(Potato virus S,PVS)、马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)和马铃薯纺锤块茎类病毒(Potato spindle tuber viroid,PSTVd),同时发现PVS有丰富的株系分化。【结论】近年广西冬种马铃薯病毒种类增多,病症多样,亟需加强种薯管理,培育无毒健康种薯。
    土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境
    玉米秸秆低温降解复合菌系的筛选
    萨如拉, 高聚林, 于晓芳, 胡树平
    中国农业科学. 2013, 46(19):  4082-4090.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.014
    摘要 ( 283 )   PDF (658KB) ( 699 )   收藏
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    【目的】为加快北方高寒地区玉米秸秆降解速度,筛选低温条件下具有良好降解玉米秸秆的复合菌系。【方法】以富含纤维素的腐烂物为菌源,通过滤纸崩解初筛、酶活和秸秆降解率为指标复筛进行玉米秸秆降解菌系的筛选,并对其成分进行分析。【结果】从腐烂的树叶和高原锯末中筛选到两组玉米秸秆降解复合菌系1号和8号。1号和8号复合菌系在玉米秸秆培养基中,15℃培养15 d,玉米秸秆分解率分别达到30.21%和32.21%;1号复合菌系包含木霉和多种细菌,8号复合菌系含青霉和多种细菌;两组复合菌系优势细菌均为梭菌属和芽孢杆菌属菌种。【结论】筛选到的菌系在低温(15℃)实验室条件下能降解玉米秸秆,菌系主要组成是木霉、青霉、梭菌属(Clostridium sp.)、芽孢杆菌属(Bacillus sp.)和草螺菌属(Herbaspirillum sp.)的细菌。
    紫色丘陵区坡耕地生物埂的蓄水保土效应
    汪三树1, 刘德忠2, 史东梅1, 黄先智3, 唐学文4, 李叶鑫1, 甘雪莲5
    中国农业科学. 2013, 46(19):  4091-4100.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.015
    摘要 ( 299 )   PDF (643KB) ( 512 )   收藏
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    【目的】研究紫色丘陵区坡耕地生物埂的蓄水保土效应。【方法】采用土壤物理性质及土壤力学分析等综合性研究手段,对4种紫色丘陵区坡耕地生物埂措施的蓄水保土效应及其影响因素进行研究。【结果】(1)不同生物埂措施的土壤总孔隙度表现为桑树埂>花椒埂>紫花苜蓿埂>自然生草埂;生物埂土壤初始入渗率、稳定入渗率和平均入渗率变化趋势一致,依次为桑树埂>花椒埂>紫花苜蓿埂>自然生草埂。(2)生物埂土壤有效库容与对照自然生草埂相比差异明显(P<0.05),表现为木本埂>草埂>对照自然生草埂;在生物埂蓄水过程中,土壤的非毛管孔隙度和总孔隙度越大,土壤入渗性能越好,土壤水库库容越大;生物埂土壤容重越大,则土壤渗透性和通透性越差,导致土壤无效库容越大,坡耕地农作物水分利用困难。(3)生物埂土壤抗剪强度表现为紫花苜蓿埂(0.38 kg•cm-2)>花椒埂(0.25 kg•cm-2)>桑树埂(0.22 kg•cm-2)>自然生草埂(0.18 kg•cm-2),内摩擦角以花椒埂最大(20.76°);生物埂土壤内摩擦角与机械组成分形维数、土壤初始含水率之间呈显著负相关,与微团聚体分形维数呈显著正相关;土壤黏聚力和抗剪强度与机械组成分形维数呈显著负相关,与土壤分散率呈显著正相关,与微团聚体分形维数相关性不显著。【结论】由于紫色丘陵区生物埂措施对土壤孔隙结构等物理性质具有改良作用,提高了土壤有效库容,这对抵御坡耕地季节性干旱作用成效明显;同时也增强了土壤抗剪强度,使得地埂抵抗降雨和径流剪切的能力增强,保证了坡耕地土地生产力的稳定。
    园艺
    不同酸度欧李果实有机酸积累特性与相关代谢酶活性分析
    王鹏飞1, 薛晓芳12, 穆晓鹏1, 张建成1, 曹琴1, 杜俊杰1
    中国农业科学. 2013, 46(19):  4101-4109.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.016
    摘要 ( 280 )   PDF (616KB) ( 750 )   收藏
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    【目的】比较不同欧李品种果实中主要有机酸积累特性及相关酶活性。【方法】以6年生欧李品种‘农大3号’和‘农大4号’为材料,采用超高效液相色谱(UPLC)检测果实发育过程中总酸、苹果酸和柠檬酸含量,并测定苹果酸和柠檬酸相关酶活性。【结果】两个品种果实中苹果酸和柠檬酸主要在果实发育后期积累,品种间积累速率存在较大差异。果实发育前期NADP-苹果酸酶(NADP-ME)活性较高,NAD-苹果酸脱氢酶(NAD-MDH)活性和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性相对较低,使苹果酸仅少量积累;果实发育后期NADP-ME活性迅速下降,而NAD-MDH活性和PEPC活性开始上升,促进了苹果酸大量积累;果实成熟时NADP-ME活性突然升高,而NAD-MDH活性和PEPC活性开始下降,促使苹果酸降解。果实成熟前(花后18-19周)‘农大4号’NAD-MDH活性显著高于‘农大3号’、而NADP-ME活性低于‘农大3号’,导致成熟时前者苹果酸含量高于后者。花后17-19周‘农大3号’柠檬酸合成酶(CS)活性高于‘农大4号’,成熟时柠檬酸含量也高于后者。【结论】果实发育后期是苹果酸和柠檬酸积累的关键时期,苹果酸的积累差异主要由NAD-MDH活性和NADP-ME活性协同变化引起,柠檬酸积累差异主要受CS活性变化影响。
    越橘果实糖酸含量和不同发育阶段的变化及其与叶片中可溶性糖含量的相关关系
    刘有春12, 陶承光3, 魏永祥2, 刘成2, 王兴东2, 刘威生2, 杨艳敏2
    中国农业科学. 2013, 46(19):  4110-4118.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.017
    摘要 ( 312 )   PDF (534KB) ( 845 )   收藏
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    【目的】了解高丛、半高丛和矮丛越橘品种果实糖酸含量及不同发育阶段的变化特点,探讨果实糖积累与叶片中可溶性糖含量的相关关系,为越橘糖酸代谢机理和品质调控提供参考资料。【方法】应用高效液相色谱(HPLC)技术对5个越橘品种(高丛越橘:‘斯巴坦’、‘泽西’,半高丛越橘:‘北村’、‘北蓝’,矮丛越橘:‘美登’)不同发育阶段果实的糖酸组分和叶片中糖组分进行测定。【结果】供试的5个越橘品种成熟果实总糖平均含量为102.04 mg•g-1 FW,其中‘斯巴坦’含量最高,‘北村’最低。葡萄糖和果糖占总糖含量的97.90%—99.47%,二者含量比值1﹕1,均随果实发育呈迅速增加趋势,蔗糖和山梨醇在果实发育早期含量很低并随果实发育降低,在成熟果实中含量极微。供试高丛和半高丛越橘成熟果实总酸平均含量为7.10 mg•g-1 FW,柠檬酸是主要有机酸,占总酸含量的76.94%,随果实发育先上升后下降,奎宁酸和苹果酸在幼果期占较大比重,随果实成熟含量下降。供试矮丛越橘品种‘美登’和半高丛越橘品种‘北村’酸组成及变化趋势相似,即奎宁酸是成熟果实的主要酸,含量明显高于其它品种,且随果实发育持续下降,其次是柠檬酸和酒石酸。叶片中山梨醇占叶片总糖含量的67.28%,花后42 d(成熟前15 d)达到最高值,之后迅速降低。【结论】矮丛越橘品种‘美登’和半高丛越橘品种‘北村’有机酸构成特点区别于供试的高丛品种和半高丛品种‘北蓝’;山梨醇是越橘碳水化合物积累的主要形式;越橘成熟前15 d是果实膨大、糖分积累的关键时期。
    基于cDNA-AFLP发掘茶树被茶尺蠖取食诱导的相关差异基因及其表达特征
    曹士先, 程曦, 蒋正中, 盛亮, 上官明珠, 邓威威, 韦朝领
    中国农业科学. 2013, 46(19):  4119-4130.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.018
    摘要 ( 266 )   PDF (817KB) ( 483 )   收藏
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    【目的】发掘茶树被茶尺蠖取食诱导的相关防御基因及其分子防御机制。【方法】利用cDNA-AFLP筛选茶树叶片被其主要害虫茶尺蠖取食后差异表达片段(transcript-derived fragment,TDF),并对其进行生物信息学分析和相关验证;运用qRT-PCR(quantitative real-time PCR)研究部分差异基因的表达规律。【结果】茶树被茶尺蠖取食后,共发现231条TDF,经PCR验证和测序后,成功获得134条EST(expressed sequence tags)序列,其中上调与下调表达的TDF数量分别为81和53条,各占测序获得序列的60.4%与39.6%;利用BLASTx在GenBank进行比对与功能分析可知,其中的23.1%与代谢相关,9.0%跟光合作用与能量相关,跟蛋白质合成与贮藏相关的序列各占8.2%,与信号转导相关的占6.0%,跟抗病与防御相关的占5.2%,但与细胞生长及细胞结构、转录因子和运输相关的数量很少,分别为1.5%、2.2%和3.0%;此外,还有6.7%的TDF功能不明确,有20.1%的无同源性序列;利用qRT-PCR(quantitative real-time PCR)对TDF 21F1、22D、27L3和28F分别进行了表达特征分析,结果表明这4个TDF代表的基因在茶树被茶尺蠖取食后均有不同程度诱导。【结论】通过cDNA-AFLP技术发掘了多个茶树被茶尺蠖取食诱导的差异表达基因片段,初步揭示了茶树被害虫取食而诱导的分子防御机制。
    贮藏·保鲜·加工
    奉节脐橙黄酮类特征性成分HPLC色谱指纹图谱构建与应用
    刘世尧
    中国农业科学. 2013, 46(19):  4131-4148.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.019
    摘要 ( 311 )   PDF (1704KB) ( 461 )   收藏
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    【目的】进行原产地奉节脐橙果实黄酮类特征性成分高效液相色谱指纹图谱构建研究,并利用5种常见市售甜橙品种对奉节脐橙果实进行真伪鉴定验证,为奉节脐橙果实品质评价与真伪鉴定提供科学依据。【方法】采用高效液相色谱-二极管阵列检测技术,进行原产地14个主产区奉节脐橙黄酮类特征性成分的提取和HPLC分析,二极管阵列检测器信号采集与岛津LC solution Ver1.0工作站特征性成分峰识别,以橙皮苷和柚皮苷为外标进行样品果皮、果肉、果汁橙皮苷和柚皮苷含量测定,并利用指纹图谱相似度评价软件进行奉节脐橙果实不同部位黄酮类特征性成分色谱指纹图谱构建、相似度计算与验证研究。【结果】奉节脐橙样品果皮、果肉、果汁中橙皮苷含量范围分别为1.67%—3.76%、0.69%—1.67%、0.022—0.318 mg•(10mL)-1,平均含量分别为:2.87%、1.25%、0.1215 mg•(10mL)-1;奉节脐橙样品果皮柚皮苷含量范围为0.01%—0.15%,平均含量为0.08%,但在果肉、果汁中未检出。奉节脐橙果皮和果肉总黄酮特征性成分色谱图整体峰形一致,分别标示出35个、35个共有峰,匹配良好;所构建的奉节脐橙果皮和果肉总黄酮特征性成分色谱指纹图谱谱峰分布差异明显,以橙皮苷为特征峰所标记共有峰的相对含量数据稳定,采用夹角余弦法计算各供试品种与特征性谱图相似度均在0.990以上,可以用于奉节脐橙果实的专属性评价及真伪鉴定。但样品果汁提取物色谱图谱峰区配率较低,相似度差异较大,不适于作为奉节脐橙果实品质的定性分析。【结论】该方法准确、可靠,重现性好,适用于中国地方甜橙名品奉节脐橙的专属性鉴定与柑橘品种的品质评价。
    Camembert干酪成熟过程中的质构和流变学特性
    于华宁12, 王嘉悦3, 杭锋1, 刘振民1, 李云飞2, 郭本恒1, 梅俊2, 夏永军1, 侯建平1
    中国农业科学. 2013, 46(19):  4149-4156.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.020
    摘要 ( 364 )   PDF (568KB) ( 480 )   收藏
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    【目的】研究Camembert干酪成熟过程中质构和流变学特性随成熟期的变化。【方法】利用TPA(Texture Profile Analysis)分析干酪不同部位的质构特性,包括硬度、黏着性、弹性、内聚性、咀嚼性和胶性等功能特性的变化,利用流变仪测定干酪成熟过程中的弹性模量G’、黏性模量G’’以及损失角δ的变化,利用SAS统计软件分析结果。【结果】 成熟时间对Camembert干酪的pH和水分活度影响显著(P<0.05),对水分含量影响不显著(P>0.05);在成熟期内,干酪表面和芯部的质构和流变学特性存在显著差异(P<0.05);随成熟期延长,干酪表面的硬度、胶性和咀嚼性呈现下降趋势,而黏着性则呈现增长趋势;干酪芯部的硬度呈先增加后降低的趋势,胶性和咀嚼性呈下降趋势,而黏着性则呈上升趋势;干酪不同位置的G’和G’’差异显著(P<0.05),干酪芯部的G’和G’’大于干酪表面;干酪芯部的G’和G’’在成熟过程中先增加后降低。【结论】干酪成熟过程中的质构和流变学特性变化与成熟时间密切相关。
    畜牧·兽医·资源昆虫
    葡萄籽原花青素及维生素E对氧化应激仔猪生长性能、 血清氧化还原状态和肝脏氧化损伤的影响
    赵娇, 周招洪, 梁小芳, 毛湘冰, 陈代文, 余冰
    中国农业科学. 2013, 46(19):  4157-4164.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.021
    摘要 ( 295 )   PDF (630KB) ( 679 )   收藏
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    【目的】研究饲粮添加葡萄籽原花青素(grape seed procyanidins, GSPs)和维生素E(vitamin E,VE)对氧化应激仔猪生长性能、血清氧化还原状态及肝脏氧化损伤的影响。【方法】24头28 d的断奶仔猪(L×Y),随机分为4组,每组6个重复,每个重复1头猪。NC组和Diqaut组饲喂基础饲粮,GSPs+Diquat组和VE+Diquat组分别饲喂在基础饲粮中添加100 mg•kg-1 GSPs和50 mg•kg-1 VE的试验饲粮。在试验第10 d对Diquat组、GSPs+Diquat组和VE+Diquat组试猪腹腔注射Diquat(10 mg•kg-1), NC组注射生理盐水。试验期为17 d。【结果】结果显示,与NC组相比,注射Diquat导致仔猪生长性能,血清和肝脏抗氧化能力以及肝脏ALT和AST活性显著降低(P<0.05),血清ALT和AST活性显著升高(P<0.05);饲粮添加100 mg•kg-1 GSPs或50 mg•kg-1 VE 均显著改善应激仔猪血清GSH-px活性和抗 能力及肝脏ALT和AST活性(P<0.05),降低血清ALT、AST活性和MDA含量(P<0.05)。与此同时,GSPs还显著增加仔猪血清SOD活性、抗•OH能力及肝脏T-AOC和抗•OH能力(P<0.05),降低肝脏MDA含量(P<0.05)。【结论】饲粮添加100 mg•kg-1 GSPs或50 mg•kg-1 VE均能有效缓解Diquat所致仔猪氧化应激,且在血清和肝脏抗氧化方面GSPs效果较好。
    限时放牧加补饲对乌珠穆沁羔羊生长发育及采食量的影响
    张晓庆12, 罗海玲1, 张英俊1, 王硕1
    中国农业科学. 2013, 46(19):  4165-4172.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.022
    摘要 ( 278 )   PDF (631KB) ( 538 )   收藏
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    【目的】为探析补饲条件下,限时放牧对乌珠穆沁羔羊生长发育及采食量的影响。【方法】选择30只乌珠穆沁去势公羔,按照同质原则随机分成5组:0H为舍饲组(对照),2H、4H、8H、12H分别为放牧2、4、8、12 h组。各处理组饲粮代谢能水平接近。试验期102 d,预试期15 d,正式期87 d。7、8、9月份每月月末空腹称重、同时测量体尺,分别在每月中旬用饱和链烷法测定一次放牧采食量。【结果】(1)限时放牧加补饲对放牧季乌珠穆沁羔羊的体长、体高、胸围均无显著影响(P>0.05);但8月份,8H、12H组的体长指数均显著高于(P=0.05)舍饲组,其体躯指数显著低于(P<0.05)舍饲组,而2H和4H组与舍饲组无显著差异(P>0.05)。(2)各处理组7—9月份的月末体重、总增重、全期平均日增重、总采食量均没有显著差异(P>0.05),但日增重在各月份之间显著不同(P<0.01)。7月份,随放牧时间延长日增重显著降低(P<0.01),全天放牧组的日增重较舍饲组、2H、4H、8H组分别减少了101、84、69、38 g•d-1,而放牧2H、4 H组与舍饲组无显著差别(P>0.05);8月份,各处理组日增重均达到最大,4H、8H、12H组显著高于(P=0.045)舍饲和2H组;9月份,舍饲组日增重显著高于(P<0.05)其余4组,而其余各组之间无差异(P>0.05)。(3)随放牧时间延长,放牧采食量显著增加(P<0.001)而补饲量呈递减趋势;补饲量每增加1 kg,总采食量增加0.44 kg、放牧采食量减少0.78 kg;4H组的饲料转化效率略优于2H和8H组。【结论】限时放牧4 h加补饲不影响羔羊的总采食量和平均日增重,但显著减少了放牧采食量。结合草地保护和饲养成本,则放牧4 h加0.52 kg补饲(精料与谷草干草以1﹕1混合)是最佳放牧管理方式。
    研究简报
    咪唑乙烟酸抑制大豆根瘤固氮酶活性的机理研究
    李慧, 丁伟, 姜俊凤, 王怀彪
    中国农业科学. 2013, 46(19):  4173-4178.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.023
    摘要 ( 306 )   PDF (528KB) ( 550 )   收藏
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    【目的】探索咪唑乙烟酸抑制大豆根瘤固氮酶活性的关键机制,为解决咪唑乙烟酸长期大量应用对根瘤固氮的毒害提供依据。【方法】采用田间试验方法,研究咪唑乙烟酸茎叶处理对根瘤固氮酶活性的影响与根瘤豆血红蛋白含量、根瘤类菌体和细胞浆中氨含量的关系。【结果】咪唑乙烟酸施用后21 d内,固氮酶活性受到显著抑制。112.5和225.0 g a.i./hm2施药量下,对豆血红蛋白含量的抑制峰值分别出现在第7、14天,抑制率分别为30.52%和35.41%,抑制作用分别在第21、28天得到解除。根瘤类菌体中氨含量抑制峰值均出现在第14天,抑制率分别为35.33%和48.96%,第28天氨含量均恢复正常。细胞浆中氨含量显著增高,且分别在第 21、28天恢复正常。【结论】咪唑乙烟酸茎叶处理后,豆血红蛋白含量降低是导致固氮酶活性降低的1个重要原因,同时细胞浆中氨积累也造成了对固氮酶活性的反馈抑制。