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当期目录

    2014年 第47卷 第20期 刊出日期:2014-10-16
      
    作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
    棉花晋A细胞质雄性不育系及其保持系差异蛋白质组分析
    杨鹏,韩锦峰,黄晋玲
    中国农业科学. 2014, 47(20):  3929-3940.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.001
    摘要 ( 288 )   HTML ( 1 )   PDF (1711KB) ( 574 )   收藏
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    【目的】对棉花晋A细胞质雄性不育系及其同核异质保持系MB177(JB)雄性败育关键时期的花药进行差异蛋白质组研究,为进一步揭示棉花细胞质雄性不育机理奠定基础。【方法】运用双向电泳技术对晋A细胞质雄性不育系及其保持系小孢子发育的造孢细胞时期和小孢子母细胞时期表达的蛋白质进行分离(考马斯亮蓝染色);采用PDQuest8.0.1软件进行斑点检测,并经统计学分析确定获得差异表达蛋白质;对这些差异蛋白质斑点进行LC-Chip-ESI-QTOF-MS质谱分析,用Mascot软件搜索NCBInr绿色植物,鉴定差异表达蛋白质;对差异表达蛋白质进行GO和KEGG功能分析。【结果】PDQuest8.0.1软件分析表明,晋A不育系和保持系在花药发育的造孢细胞时期和小孢子母细胞时期的花蕾总蛋白质斑点数分别为1 525、1 540和1 554、1 540,这些蛋白质斑点的分子量分布在10—100 kD,等电点分布在3—10。经差异定量研究和统计学分析,共鉴定到15个在晋A不育系与保持系间显著差异表达的蛋白斑点,15个差异蛋白质斑点都得到了质谱特异峰图。对应的蛋白质H(+)-转运ATP合成酶、谷胱甘肽还原酶、线粒体上的ATP酶亚基、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶大亚基和UDP-D葡萄糖脱氢酶在不育系与保持系花药发育2个阶段均差异表达;膜联蛋白、S-甲酸谷胱甘肽水解酶、momilactone A 合成酶类似物、一个具有丙二烯氧化环化酶活性的未命名蛋白质和一个位于线粒体上的保守预测蛋白质仅在不育系和保持系花药发育的造孢细胞时期差异表达;β-羟酰-ACP脱水酶、丙酮酸脱氢酶-α亚基以及与花粉发育相关的一个预测蛋白质仅在不育系和保持系花药发育的小孢子母细胞时期差异表达。这些差异表达蛋白质主要参与小孢子与绒毡层发育过程,它们的下调或上调表达可能造成发育与代谢过程的不协调性,产生不正常的小孢子和绒毡层提前解体,从而导致雄性不育。采用荧光定量PCR分析核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶大亚基基因和H(+)转运ATP合成酶基因的转录变化,它们在转录水平与蛋白质表达的趋势一致。【结论】晋A不育系的小孢子败育可能与能量代谢紊乱、茉莉酸合成途径损害、细胞内大量ROS积累、查尔酮合酶活性下降有关。雄性不育的产生是一个复杂的生物学过程,涉及到多个基因的相互作用,构成了一个复杂的调控网络。
    栽培大豆农艺性状的关联分析及优异等位变异挖掘
    杨胜先,牛远,李梦,魏世平,刘晓芬,吕海燕,章元明
    中国农业科学. 2014, 47(20):  3941-3952.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.002
    摘要 ( 367 )   HTML ( 1 )   PDF (858KB) ( 588 )   收藏
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    【目的】发掘大豆农艺性状稳定表达的QTL、优异等位变异及其携带优异等位变异的载体材料,为大豆分子标记辅助选择和分子设计育种等后续研究提供重要依据。【方法】利用大豆基因组上均匀分布的135对SSR引物对通过分层随机抽取的6大生态区的257个栽培大豆品种进行全基因组扫描以获得分子标记信息,2009年和2010年在南京农业大学江浦农场对供试群体株高、分枝数、主茎节数、茎粗和单株荚数进行表型鉴定以获得数量性状表型观测值,用广义线性模型、优化压缩混合线性模型和上位性关联分析3种方法,实施农艺性状表型与SSR标记基因型间的关联分析。【结果】供试品种株高、分枝数、主茎节数、茎粗和单株荚数变异系数介于24.62%—52.34%,品种间和品种与环境互作差异极显著;广义线性模型、优化压缩混合线性模型和上位性关联分析3种方法分别检测到年份间稳定表达的上述5性状的47、11和58个QTL,其中,2种方法间和3种方法间分别有34和4个共同QTL,上位性关联分析检测到1对上位性QTL和32个环境互作QTL;检测得到的主效QTL中,有18个主效QTL与前人鉴定的QTL位置一致或紧密连锁;发掘了一批农艺性状的优异等位基因及携带优异等位基因的载体材料,其中,satt669-145bp、satt102-154bp、satt382-395 bp和satt534-161bp分别是主茎节数、分枝数、茎粗和株高的增效效应最大的等位基因,其载体材料分别为白花豆、合肥两塘焦双青豆、油葫芦和浦霞大豆。【结论】检测到年份间或方法间稳定表达的株高、分枝数、主茎节数、茎粗和单株荚数5个农艺性状的107个主效 QTL。
    基于SNP遗传图谱定位甘蓝型油菜千粒重QTL位点
    荐红举,魏丽娟,李超,唐章林,李加纳,刘列钊
    中国农业科学. 2014, 47(20):  3953-3961.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.003
    摘要 ( 347 )   HTML ( 3 )   PDF (1185KB) ( 589 )   收藏
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    【目的】甘蓝型油菜籽粒重量是构成油菜单株产量的三大因素之一(单株有效角果数、每角果粒数、粒重),是重要的育种目标。通过对5种环境下甘蓝型油菜千粒重进行QTL定位分析,寻找甘蓝型油菜千粒重的QTL及影响本甘蓝型油菜群体千粒重的候选基因。【方法】利用重组自交系群体在德国吉森、重庆北碚5种不同的环境下,测定各株系天然种子千粒重。利用重庆市油菜工程技术研究中心实验室构建的SNP高密度遗传图谱扫描5种环境中的千粒重QTL。该遗传图谱包括2 795个SNP位点,覆盖甘蓝型油菜基因组1 832.9 cM,标记之间的平均距离为0.66 cM。利用Windows QTL Cartographer2.5复合区间作图法对千粒重进行QTL定位。将49个拟南芥粒重相关基因与QTL对应置信区间序列进行同源比较分析(E值<1E–21),找出可能与甘蓝型油菜千粒重关联的候选基因。【结果】5种环境中千粒重变异范围较大,且均呈现正态分布,符合QTL定位要求。在5种环境之间千粒重均表现出正相关,其中,2013北碚与2012北碚、2008年吉森达到极显著水平,相关系数分别为0.248和0.249;2012年北碚与2010年北碚、2011年北碚及2008年吉森达到显著相关,相关系数分别为0.226、0.397和0.190。5种环境中共检测到14个QTL,分布在9条染色体,其中,C03染色体3个,A06、A07和C01各有2个,A03、A05、A08、A10和C02染色体上各有1个,LOD值在2.57—6.05,单个QTL解释的表型变异为4.64%—14.13%。与拟南芥粒重基因进行同源性分析,有16个粒重相关基因落在8个QTL置信区间,匹配E值介于0—2E-21。其中QTL qTSWA07-2区间内筛出7个粒重基因。粒重基因TTG2qTSWA03-1qTSWC02-1 2个QTL区间内均被检测到。AHK3qTSWA07-2qTSWA08-1qTSWC01-1区间内被检测到。【结论】利用该套油菜60K芯片准确定位了5种环境条件千粒重的QTL位点,与拟南芥粒重基因比对出该群体油菜粒重基因,该结果有利于不同材料在使用该套SNP芯片分析及对千粒重QTL位点的比对和候选基因的分析。
    耕作栽培·生理生化
    外源糖调控玉米光合系统和活性氧代谢缓解盐胁迫
    赵莹, 杨克军, 赵长江, 李佐同, 王玉凤, 付健, 郭亮, 李文胜
    中国农业科学. 2014, 47(20):  3962-3972.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.004
    摘要 ( 269 )   HTML ( 1 )   PDF (1030KB) ( 532 )   收藏
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    【目的】揭示外源单糖葡萄糖(Glc)和双糖蔗糖(Suc)对中性氯化钠盐胁迫玉米幼苗生长发育及其生理生化机制,以及两种类型糖在缓解玉米盐胁迫的作用效果。【方法】以自主选育的玉米品种垦玉6号为材料,在植物生长室采用1/2 Hoagland营养液培养玉米幼苗。玉米培养至两叶一心时分别采用0.5 mmol·L-1 Glc和Suc预处理3 d,以1/2 Hoagland营养液为空白对照,以等浓度甘露醇为渗透对照;然后,采用150 mmol·L-1 NaCl(1/2 Hoagland营养液配制)对玉米幼苗进行盐胁迫处理4—6 d,以相应糖预处理和空白处理玉米的非盐胁迫为对照。于处理第4天取第2片全展叶进行玉米光合相关和抗氧化等各项生理生化指标测定;于处理第6天进行株高、根长和干重测定;同时于处理第2、4、6天采用Li-6400XTR光合仪测定光合参数的动态变化。【结果】与空白未处理对照相比,Glc和Suc预处理导致玉米幼苗根长、干重和叶片含水量增加,但是显著提高玉米幼苗株高,分别增高了6.39%和4.86%,并维持叶片较高的净光合速率(Pn),其它供试生理生化指标变化不显著;同时,盐胁迫可明显抑制玉米幼苗生长,盐处理6 d株高和根长降低了16.37%和12.17%,地上部及地下部干重分别降低了20.69%和25.00%。盐处理导致玉米叶片中硫代巴比妥酸反应物(TBARS)和过氧化氢(H2O2)含量显著增多,抗氧化酶的活性显著降低,叶片Pn、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、Hill反应活性, 原初光能转换效率(Fv/Fm)、光合色素含量显著下降, 其中胞间CO2浓度(Ci)随着胁迫时间的延长呈先下降后上升的趋势;重要的是, 外源Glc和Suc预处理可显著促进盐胁迫下玉米幼苗生长和干物质积累, 其中Glc预处理的玉米株高、根长、地上和地下干重较S处理分别增加6.12%、4.49%、15.65%、18.52%, Suc预处理分别增加7.34%、4.87%、17.39%、22.22%。外源Glc和Suc预处理能有效改善玉米幼苗的光合作用, 显著减缓盐胁迫下玉米叶片PnTrGsFv/Fm的下降速度, 缓解Ci的升降速度,提高叶片Hill反应活性,增加叶片持水量和光合色素的含量。同时,Glc和Suc预处理还显著减少盐胁迫下玉米叶片中硫代巴比妥酸反应物(TBARS)和过氧化氢(H2O2)的含量,提高叶片超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)的活性,其中,Suc预处理在清除H2O2提高叶片Hill反应活性两方面均显著高于Glc。此外,与空白盐胁迫处理相比,除引起玉米叶片Hill反应和叶绿素a(Chl a)的显著变化外,采用等渗的甘露醇预处理玉米幼苗其供试生理生化指标未发生显著改善,亦未能引起供试生物学指标的显著改善。【结论】正常生长条件下,Glc和Suc处理可通过维持叶片较高的Pn,促进玉米幼苗地上部分生长;盐胁迫条件下,外源Glc和Suc不仅维持玉米幼苗较高Pn,而且通过增强光合膜系统稳定性、增加光合色素含量、提高PSII反应活性、改善玉米叶片气孔开放及碳同化能力等生理生化机制提高玉米幼苗的耐盐性。
    光质对玉米叶片光合及光系统性能的影响
    张善平,冯海娟,马存金,李耕,刘鹏,董树亭,赵斌,张吉旺,杨今胜
    中国农业科学. 2014, 47(20):  3973-3981.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.005
    摘要 ( 329 )   HTML ( 1 )   PDF (696KB) ( 861 )   收藏
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    【目的】研究不同光质对玉米叶片光合作用及光系统性能的影响,旨在探讨阴天条件下光质变化对玉米光合作用影响的生理机理。【方法】在大田条件下,以郑单958(ZD958)和先玉335(XY335)为供试材料,设置3种光质处理,分别为红色膜(R)、蓝色膜(B)和绿色膜(G),以白色纱网模拟阴天作为对照(CK),试验于2013年4—6月在黄淮海玉米技术创新中心进行。于6片完全展开叶时进行光质处理,10 d以后,利用快速叶绿素荧光和820 nm光吸收技术测定气体交换参数、快速叶绿素荧光动力学曲线及820 nm光吸收量的变化,分析光质对玉米叶片光合作用和光系统性能的作用方式。【结果】阴天和模拟阴天条件下,各波段辐射能所占比例基本与晴天一致,但各波段光的绝对量均显著下降,其中蓝紫光下降最多。3种色膜处理中,蓝膜在蓝紫光和紫外光(300—510 nm)下降最少,且所占比例较自然光显著增加。不同色膜处理后,XY335和ZD958净光合速率(Pn)均显著下降,下降幅度表现为绿膜(G)>红膜(R)>蓝膜(B),XY335下降幅度为40.13%、32.68%和22.00%,ZD958为46.92%、37.69%、27.46%。与对照相比,各处理的气孔导度(Gs)显著下降,胞间CO2浓度(Ci)却显著上升。这说明,不同光质处理Pn下降是由非气孔因素引起的。除XY335在蓝膜下外,两玉米品种叶片不同色膜处理下捕获的激子将电子传递到电子传递链中QA下游的电子受体的概率(Ψo)和以吸收光能为基础的性能指数(PIABS)均显著下降,下降的程度表现为绿膜>红膜>蓝膜,说明除XY335在蓝膜下表现出品种特异性之外,在不同的色膜处理下PSⅡ的性能均受到明显抑制,且不同处理对PSⅡ反应中心电子受体侧之后的电子传递链性能的抑制作用更大。除XY335在蓝膜下外,两品种不同光质处理叶片供体侧性能(Wk)和受体侧性能(Vj)均显著降低,这说明蓝膜对两品种PSⅡ供体侧和受体侧性能影响较小。而绿膜和红膜均显著降低了两品种PSⅡ供体侧和受体侧的性能,且绿膜下供体侧性能降低幅度大于受体侧,而红膜下反之。XY335和ZD958在不同色膜下PSI的最大氧化还原能力(ΔI/Io)和两光系统间的协调性(Φ(PSⅠ/ PSⅡ))均显著下降,表现为红膜>绿膜>蓝膜。【结论】阴雨天气下,可见光波段中蓝紫光的减少使得玉米叶片光系统Ⅰ的性能显著下降,造成两光系统间的协调性下降,从而降低了光合电子传递链的性能,最终导致净光合速率的下降。
    植物保护
    尖镰孢EST-SSR信息分析及分子标记建立
    李新凤,张作刚,王建明,高俊明,田宏先
    中国农业科学. 2014, 47(20):  3982-3991.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.006
    摘要 ( 211 )   HTML ( 1 )   PDF (972KB) ( 401 )   收藏
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    【目的】探讨尖镰孢(Fusarium oxysporum)表达序列标签(expressed sequence tag,EST)序列中简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)位点的分布特点,开发尖镰孢EST-SSR引物,为镰孢菌遗传多样性分析提供技术支持【方法】从NCBI公共数据库下载尖镰孢EST 9 304条,利用SSRIT软件查找SSR位点,Primer Premier 5.0软件设计EST-SSR引物,用非变性聚丙烯酰胺凝胶(PAGE)电泳分离SSR-PCR扩增产物,并选用能够扩增出与预期产物大小一致且具有多态性的引物,对23株尖镰孢菌株进行SSR遗传多样性分析。【结果】在尖镰孢EST序列中,共搜索到92个SSR位点,分布于90条EST序列中,出现频率为1.0%。其中二核苷酸重复类型是最主要的SSR类型,占总SSR的比例为59.78%。其次为三核苷酸与五核苷酸重复类型,占总SSR的比例分别为17.39%、11.96%。出现频率最高的基序是(AC/GT)(0.51%)。设计合成的30对引物中有20对(66.7%)能够有效扩增,其中14对引物(46.7%)能够扩增出与预期产物大小一致且具有多态性的产物。尖镰孢的遗传多样性分析结果表明,利用筛选出的14对引物扩增出62条条带,其中多态性条带59条,多态性位点比例为95.2%,平均每对引物可扩增4.2条。供试菌株间的遗传相似系数为0.487—0.933,平均为0.686。供试菌株间存在明显的遗传分化。聚类分析结果表明,当遗传相似系数为0.781时,除14号菌株外,所有菌株均根据寄主来源划分为不同的SSR类群。【结论】基于尖镰孢EST序列开发SSR标记是一种简便有效的方法,研究开发的14对引物可用于尖镰孢的遗传多样性分析。
    蓝莓炭疽病病原菌鉴定及致病性测定
    徐成楠,王亚南,胡同乐,王树桐,周宗山,曹克强
    中国农业科学. 2014, 47(20):  3992-3998.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.007
    摘要 ( 325 )   HTML ( 1 )   PDF (1817KB) ( 627 )   收藏
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    【目的】鉴定辽宁省部分地区疑似炭疽病的蓝莓病株的病原,为蓝莓病害的防控及抗病育种提供依据。【方法】对采自辽宁省兴城市和庄河市的疑似炭疽病的蓝莓发病枝条及叶片进行组织分离、培养,从所分离获得的两类菌株中选择形态学不同的代表菌株LNSW1和B-Cg1进行后续试验和分析。观察两个代表分离菌株在马铃薯葡萄糖琼脂培养基(potato dextrose agar,PDA)上的菌落及分生孢子的形态特征。对代表菌株LNSW1和B-Cg1的真菌核糖体基因进行PCR扩增和测序,采用Mega5.1软件中邻位加入法(neighbor-joining,NJ)进行基于病原菌rDNA-ITS基因序列和GenBank中已有相关炭疽菌序列的系统发育树构建。利用尖孢炭疽菌(Colletotrichum acutatum)和胶孢炭疽菌(C. gloeosporioides)的特异性引物对CgInt2/ITS4和CgInt/ITS4对代表菌株进行特异性扩增,采用菌丝块叶片接种法对8个蓝莓品种进行代表分离菌株的致病性测定。【结果】从辽宁省部分蓝莓产区罹病植株上共分离纯化得到36个菌株,根据各菌株的形态学差异将其分成两个类别,两类别中代表菌株LNSW1和B-Cg1在菌落颜色及分生孢子形态上具有较大差异,且与已报道的炭疽菌属当中的尖孢炭疽菌和胶孢炭疽菌形态特征相似;两个代表分离株的rDNA-ITS序列实际长度为557和547 bp,通过基于真菌核糖体基因的系统发育分析,表明菌株LNSW1与GenBank中尖孢炭疽菌菌株AB729126、KF698729、EU886755聚在同一分支,B-Cg1与胶孢炭疽菌菌株JF923828、KF516931、GU174547聚在同一分支,相似度分别为99%—100%;两对炭疽菌特异性引物扩增结果再次证明所获代表菌株分别为尖孢炭疽菌和胶孢炭疽菌; 致病性测定结果表明,尖孢炭疽菌和胶孢炭疽菌菌丝块接种8个蓝莓品种的叶片及枝条均可致病,两类病菌回接症状与田间自然发病症状较为相似,尖孢炭疽菌对蓝莓的致病稍强于胶孢炭疽菌。【结论】通过对辽宁省蓝莓主产区的蓝莓发病枝条及叶片的病原菌进行形态学和分子学鉴定,基本明确辽宁省部分地区的蓝莓炭疽病是由尖孢炭疽菌和胶孢炭疽菌侵染所致。
    捕食螨携带白僵菌孢子的能力及所携孢子的活性和毒力
    吴圣勇,王鹏新,张治科,徐学农,雷仲仁
    中国农业科学. 2014, 47(20):  3999-4006.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.008
    摘要 ( 153 )   HTML ( 1 )   PDF (2883KB) ( 495 )   收藏
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    【目的】针对捕食螨和白僵菌(Beauveria bassiana)联合应用的可行性,定性和定量研究巴氏新小绥螨(Neoseiulus barkeri)被动携带白僵菌孢子的能力以及所携带孢子的活性和毒力,评价二者联合应用的潜力。【方法】基于白僵菌SZ-26菌株不侵染巴氏新小绥螨的研究基础,采用喷雾法,用浓度为1.0×108个孢子/mL白僵菌孢子液处理巴氏新小绥螨成螨后,用扫描电镜对被动携带孢子的捕食螨体表进行拍照,定性观察其携带白僵菌孢子的潜力;通过血球计数板和菌落计数法,分别定量检测其在不同处理时间(2、12、24和48 h)后所携带孢子的数量和活性;通过生物测定,研究捕食螨在上述不同处理时间后所被动携带和传播的孢子对西花蓟马(Frankliniella occidentalis)成虫的毒力。【结果】捕食螨可以被动携带白僵菌孢子,在2 h后,平均每头螨携带4.12×104个孢子,随着时间的延长,其被动携带的孢子数量逐渐减少,48 h后,平均每头螨体表携带的孢子数量为7.95×103个;捕食螨可将其被动携带的孢子传播出去,且散落的孢子具有一定活性,在2 h后,10头螨被动携带并传播的孢子可在培养基上形成24个菌落,随着时间的延长,形成的菌落数逐渐减少,48 h后,在培养基上仅能形成3个菌落;捕食螨传播出去的孢子具有一定毒力,在2 h后,10头螨被动携带并传播的孢子导致西花蓟马成虫在第10天的累积校正死亡率达到75%,随着时间的延长,对蓟马的致死率逐渐下降,48 h后,对蓟马成虫的致死率仅为25%。在2、12、24和48 h后,捕食螨被动携带的白僵菌孢子对蓟马成虫的致死率在10 d内均呈线性相关。2 h后,捕食螨被动携带的孢子对蓟马的致死中时最短,为6.44 d,48 h后,对蓟马的致死中时显著延长,为9.83 d。【结论】捕食螨在短时间内可以被动携带大量的白僵菌孢子,并将具有活性的孢子主动传播出去,从而对蓟马成虫起到触杀作用。因此,捕食螨和白僵菌具有联合应用的潜力。
    土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境
    施肥对洞庭湖平原水稻土团聚体特征及其有机碳分布的影响
    李文军,杨基峰,彭保发,崔京珍
    中国农业科学. 2014, 47(20):  4007-4015.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.009
    摘要 ( 241 )   HTML ( 1 )   PDF (420KB) ( 435 )   收藏
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    【目的】团聚体是土壤重要的物理属性,也是土壤有机碳的主要固存场所。研究长期不同施肥对洞庭湖平原红壤性水稻土团聚体数量、稳定性、分形特征及其有机碳含量及分布的影响,为区域双季稻田施肥管理提供理论依据。【方法】以国家稻田土壤肥力与施肥效应长期试验为平台(1986—2013),运用湿筛法获得不同粒级水稳性团聚体,分析对照(不施肥,CK)、单施氮磷钾肥(NPK)、低量有机肥与氮磷钾肥配施(LOM,有机肥氮比例为30%)和高量有机肥与氮磷钾肥配施(HOM,有机肥氮比例为60%)4种处理影响下耕作层(0—20 cm)土壤粒径>0.25 mm的水稳性团聚体数量(WR0.25)、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、分形维数(D)及其有机碳含量与分布的变化特征。【结果】除粒径>5 mm的土壤团聚体外,水稳性团聚体含量和团聚体对土壤有机碳的贡献率均随团聚体粒径减小呈现逐渐增加的趋势,而团聚体有机碳含量则呈现逐渐降低的变化趋势,其变化特征在不同处理间表现一致。长期不同施肥对2—5 mm和0.5—2 mm团聚体含量影响最大,与对照相比,施肥处理中上述两粒级团聚体含量分别增加35.5%—64.5%和6.2%—14.7%。施肥后团聚体的WR0.25、MWD、GMD分别增加8.6%—12.5%、7.1%—15.1%、13.7%—28.4%,而D值降低2.3%—3.5%,说明长期施肥增强团聚体稳定性,改善团聚体结构。单施氮磷钾肥和氮磷钾肥配施有机肥均可显著提高各粒级团聚体中有机碳含量(P<0.05),并始终表现出HOM强于LOM、LOM强于NPK的处理效应,与对照相比,HOM处理各级团聚体中有机碳含量较对照提高了22.1%—36.6%。水稳性大团聚体是土壤有机碳的主要载体,不同处理间>0.25 mm团聚体中有机碳的分量占土壤有机碳的比例表现出HOM(83.5%)>LOM(81.6%)>NPK(79.2%)>CK(69.9%)的顺序。施肥各处理均可显著提高>5 mm、2—5 mm、0.5—2 mm三级团聚体中有机碳对土壤有机碳的贡献率,且主要影响土壤有机碳在2—5 mm和0.5—2 mm两级团聚体中的分配率。>0.5 mm的各级团聚体含量与土壤有机碳含量呈极显著正相关(P<0.01),说明施肥后土壤新增有机碳主要向>0.5 mm的水稳性团聚体中富集。【结论】长期实行NPK平衡施肥及与有机肥配施有利于洞庭湖平原红壤性水稻土水稳性团粒结构的形成及大团聚体中有机碳的积累,与单施氮磷钾肥处理相比较,施用有机肥特别是高量有机肥与化学氮磷钾肥配施更有利于土壤良好结构体的形成和固碳能力的增强,是更优的稻田施肥模式。
    不同水氮管理下锌与氮磷肥配合喷施对冬小麦锌营养品质的影响
    李宏云,王少霞,李萌,田霄鸿,赵爱青,国春慧
    中国农业科学. 2014, 47(20):  4016-4026.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.010
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    【目的探讨潜在缺锌石灰性土壤上,不同水分管理措施及氮肥用量下锌与氮磷肥配合喷施对冬小麦籽粒Zn含量及生物有效性的影响,为提高小麦籽粒锌营养品质进而缓解人体缺锌问题提供理论与实践依据。【方法】以小偃22为试材,于2010年10月至2012年6月,在陕西关中地区进行田间再裂区定位试验,试验设置主处理为3个水分管理措施,分别为常规种植、覆膜种植(垄上覆膜沟内播种)、补灌种植(小麦越冬期灌水40 mm);副处理为3个施氮水平,N素用量分别为0、120、240 kg·hm-2,副副处理为4个叶面喷肥处理,分别为CK(喷蒸馏水)、喷Zn(0.3% ZnSO4·7H2O)、喷Zn+N(0.3% ZnSO4·7H2O+1.7% CO(NH2)2)、喷Zn+P(0.3% ZnSO4·7H2O+0.2% KH2PO4)。通过测定分析籽粒Zn、P以及蛋白质含量,探讨锌与氮磷肥分别配合喷施对小麦锌营养品质的影响。【结果】与常规水分管理相比,越冬期补灌可提高小麦籽粒Zn含量,而覆膜在2011—2012生长季籽粒Zn含量显著降低;补灌在2011—2012年小麦籽粒P/Zn摩尔比显著降低,降低幅度为6.8%。与不施氮相比,施氮120和240 kg·hm-2在2011—2012生长季均显著提高了籽粒Zn含量,提高幅度分别为2.3%和7.4%;施氮120或240 kg·hm-2小麦籽粒P/Zn摩尔比均显著降低,且随施氮量的增加降低幅度增大,施氮量为240 kg·hm-2时,两季平均降低幅度分别为33.0%和25.5%;施氮处理的籽粒蛋白质含量显著提高,籽粒P含量显著降低。与喷水(CK)相比,喷肥处理(喷Zn、Zn+N和喷Zn+P)小麦籽粒锌含量分别由对照处理的20.6 mg·kg-1提高到了40.3、39.6和33.7 mg·kg-1,两季平均提高幅度分别为95.5%、92.2%和63.5%,表明锌肥与氮肥或磷肥分别配合喷施均是提高籽粒Zn含量的重要农艺措施。喷Zn+N处理提高小麦籽粒锌含量的效果优于Zn+P处理,籽粒平均锌含量提高5.9 mg·kg-1;喷Zn、Zn+N和喷Zn+P处理的籽粒P/Zn摩尔比均显著降低,两季平均降低幅度分别为48.5%、47.6%和38.5%,其中喷Zn处理在补灌且施氮240 kg·hm-2时籽粒P/Zn摩尔比降低幅度达66.7%;与喷水相比,喷Zn+N处理的籽粒蛋白质含量显著提高,提高幅度两季分别为5.4%和11.2%。与常规不施氮相比,喷肥处理在补灌施氮条件下籽粒富锌效果较好。不同水氮管理下锌与氮磷肥配合喷施,在补灌条件下施氮量为120 kg·hm-2时喷Zn+N处理对提高籽粒Zn含量和Zn生物有效性的效果较好,与常规不施氮喷水处理相比,提高幅度分别为110.1%和64.5%,同时籽粒蛋白质含量也显著提高。【结论】在潜在缺锌土壤地区,适宜的水分管理措施(冬季补灌)及增施氮肥均表现出一定的提高籽粒Zn含量及Zn生物有效性的作用,锌与氮肥及锌与磷肥分别配合喷施均对改善籽粒锌营养品质有显著促进作用,且锌肥与氮肥配合喷施效果优于锌肥与磷肥配合喷施。因此,综合考虑经济效益与作物锌营养品质,在适时灌溉及适量施氮条件下锌肥与氮肥混合喷施将是潜在缺锌土壤上一种快速提高小麦籽粒锌营养品质的有效途径,具有在潜在缺锌土壤地区甚至是其它缺锌地区广泛推广的前景。
    不同施肥与耕作对紫色土坡耕地土壤侵蚀及氮素流失的影响
    闫建梅,何丙辉,田太强
    中国农业科学. 2014, 47(20):  4027-4035.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.011
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    【目的】研究重庆紫色土坡耕地“冬小麦-夏玉米”种植模式在不同施肥制度和耕作模式下由降雨而引发的水土流失特征及氮素流失规律,可为该区农业生产及生态环境保护提供科学依据。【方法】设置4种施肥制度(顺坡耕作对照、顺坡耕作农家肥和化肥配合施用、顺坡耕作单施化肥、顺坡耕作单施化肥增量)和2种耕作模式(顺坡耕作单施化肥、横坡垄作单施化肥),采用野外径流小区长期(2008—2012)定位监测,研究施肥与耕作对坡面土壤侵蚀及氮素流失的影响。【结果】不同施肥制度和不同耕作模式间产流量、产沙量、氮素流失量差异均显著,不施肥处理产流量、产沙量及氮素流失量均最大,施肥、横坡垄作均能有效降低坡面产流产沙及氮素流失量。与相同施肥水平的顺坡耕作相比,横坡耕作分别减少产流量、产沙量、全氮流失量25.9%、20.5%和33.4%,与相同耕作方式的对照相比,农家肥和化肥配合施用可分别减少产流量、产沙量和全氮流失量35.7%、40.5%和41.2%。紫色土区年降雨量与年产流产沙量均呈幂函数关系(y=axb,a>0,b>0),氮素流失量与径流量呈线性关系(y=ax+b,a>0),但与降雨量相关性不显著,旱坡地氮素流失以总可消化养分(total digestible nutrients,TDN)为主,占全氮的62.1%。农家肥和化肥配合施用可以降低总可消化养分(TDN)和铵态氮(NH4+-N)占全氮的比例。【结论】紫色土区不宜采取顺坡耕作和不施用任何肥料的土地管理方式。农家肥和化肥配合施用、横坡垄作是防治重庆紫色坡面水土流失及径流氮素流失的有效途径,径流中氮素流失以总可消化养分为主。
    园艺
    利用大白菜×芜菁F2群体定位抗根肿病QTL及上位性互作分析
    李朋朋,梁珊,陈兵,于莎,张椿雨,司龙亭,朴钟云
    中国农业科学. 2014, 47(20):  4036-4044.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.012
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    【目的】挖掘和分析芸薹种抗根肿病基因及基因间的互作关系,为芸薹种抗根肿病育种提供理论依据。【方法】以大白菜自交系‘BJN’为母本,芜菁自交系‘Siloga’为父本进行杂交获得F1。F1单株自交获得由140个单株构成的F2群体,用于遗传图谱构建。95个F2单株及其F3家系用于抗根肿病(CR)性状的QTL定位和上位性互作分析。利用1 214个分子标记和前人开发的与7个CR连锁的22个标记进行亲本间多态性筛选。根据作图群体的多态性标记基因型,采用JoinMap 4.0作图软件构建遗传连锁图谱。以采自甘蓝型油菜栽培地的根肿菌对2个亲本及其95个F2:3家系进行根肿病抗性鉴定。根据F3植株的发病等级,计算F2单株的平均发病指数(DI)。利用Windows QTL Cartographer 2.5软件,采用复合区间作图法检测抗根肿病QTL。利用基于混合线型模型的QTL Network 2.0软件进行互作关系分析。SPSS 18.0.0软件用于分析F2群体中QTL连锁标记的基因型与其相应个体平均DI值间的相关性。双因素方差分析方法分析QTL连锁标记的交互作用。通过单因素方差分析,采用最小显著差异法和q检验(SNK)多重比较QTL紧密连锁标记(sau_um026和BrID90197)组合成的9种基因型在根肿病抗性上的差异。【结果】抗病性鉴定表明‘Siloga’对根肿菌表现为抗病,而‘BJN’表现为感病。F2群体中根肿病发病指数呈偏正态分布,表明根肿病抗性表现为由主效基因存在的多基因控制的数量性状。利用检测到的261个多态性标记构建出一个包含222个标记和10条连锁群的芸薹种遗传图谱。该图谱总长度为1 152.6 cM,定位了与3个CR连锁的5个标记,覆盖了大白菜参考基因组的88.6%。通过QTL定位共检测到源于‘Siloga’的2个QTL位点,分别位于A3连锁群的主效QTL(qPbBa3.1)和A8连锁群的微效QTL(qPbBa8.1)。qPbBa3.1qPbBa8.1的贡献率分别为19.02%和7.82%。qPbBa3.1区域内包含有抗根肿病基因CRaCRb,而qPbBa8.1Crr1毗邻。此外,检测到qPbBa3.1qPbBa8.1间的上位性互作,互作效应为加性×加性,贡献率为6.58%。双因素方差分析表明,sau_um026与BrID90197间存在极显著差异(P=7.22×10-5,进一步验证了qPbBa3.1qPbBa8.1间的互作效应。单因素方差分析表明,sau_um026和BrID90197的9种基因型间存在显著性差异(P=9.45×10-10)。多重比较结果表明,qPbBa3.1为抗病亲本‘Siloga’基因型的个体抗病性显著高于其他基因型,杂合基因型的高于感病亲本‘BJN’基因型,含有qPbBa8.1的个体抗病性得到加强。【结论】芜菁自交系‘Siloga’根肿病抗性受主效qPbBa3.1,微效qPbBa8.1qPbBa3.1qPbBa8.1间的加性×加性上位性互作效应的影响
    NaCl胁迫下二倍体和同源四倍体西瓜幼苗DNA甲基化差异分析
    朱红菊,刘文革,赵胜杰,路绪强,何楠,豆峻岭,高磊
    中国农业科学. 2014, 47(20):  4045-4055.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.013
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    【目的】研究二倍体和同源四倍体西瓜幼苗NaCl胁迫后形态学指标差异和DNA甲基化变化情况,分析不同倍性西瓜幼苗之间耐盐差异,结合形态学指标从表观遗传学角度解释二倍体和四倍体抗逆性差异机制。【方法】3组不同倍性(二倍体、四倍体)西瓜幼苗为研究对象,待长至三叶一心时,用含有0、100、200、300和400 mmol·L-1 NaCl的1/2 Hoagland营养液处理西瓜幼苗,NaCl处理8 d之后,鉴定西瓜幼苗受到的盐害指数,并运用甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitive amplified polymorphism,MSAP)技术,分析NaCl处理8 d之后二倍体和四倍体西瓜幼苗叶片基因组DNA甲基化水平和模式的变化。【结果】NaCl处理后,形态学指标比较发现,随着NaCl浓度的增加,三组西瓜幼苗的受伤害程度都随着增加,在不同的西瓜品种之间受伤害程度有差异,但是同一品种内同一NaCl浓度下,西瓜幼苗受伤害程度二倍体大于四倍体;从甲基化水平看,西瓜幼苗基因组DNA全甲基化率、半甲基化率、总甲基化率都随着NaCl浓度的增加而降低,同一NaCl浓度处理下甲基化率二倍体大于四倍体,二倍体和四倍体西瓜甲基化水平与其受伤害程度呈正相关;从甲基化模式来看,NaCl胁迫后DNA的去甲基化比率降低,超甲基化比率升高,并且其变化幅度是四倍体大于二倍体,不同倍性西瓜幼苗的甲基化模式与其受伤害程度呈负相关。【结论】NaCl胁迫后西瓜幼苗基因组DNA的甲基化状态发生了变化,并且这种变化与NaCl胁迫程度高度线性相关,西瓜幼苗通过降低甲基化率和降低去甲基化比率来应对NaCl胁迫,四倍体较二倍体有更低的甲基化比率和去甲基化比率,抗逆性四倍体强于二倍体。
    梨果肉质地性状分析
    王燕霞,王晓蔓,关军锋
    中国农业科学. 2014, 47(20):  4056-4066.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.014
    摘要 ( 192 )   HTML ( 1 )   PDF (409KB) ( 359 )   收藏
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    【目的】比较不同梨品种的果肉质地特性,探讨反映梨果实质地状况的评价参数,为研究梨的内在品质提供依据。【方法】应用质构仪质地多面分析法(TPA:质地参数包括脆度、硬度、弹性、回复性、凝聚性、咀嚼性)和穿刺试验(Puncture test:质地参数包括破裂力、破裂位移、破裂能、屈服力、屈服位移和屈服能)对成熟期采收的14个梨品种的果实果肉质地进行测定,通过多元分析得出质地参数之间的关系。【结果】基于TPA和穿刺试验的分析结果表明,不同梨品种之间果肉质地之间有一定的差异。与‘鸭梨’、‘丰水’、‘美人酥’等相比,‘粉酪’、‘晚秀’、‘南水’等品种具有较高的果肉硬度、脆度和咀嚼性;与‘鸭梨’、‘丰水’、‘黄金’等相比,‘粉酪’、‘晚秀’、‘满天红’等品种具有较高的破裂力、破裂能、屈服力和屈服能。相对来说,不同品种之间的果肉破裂位移和屈服位移的差别较小。相关分析表明,除弹性、屈服位移和破裂位移外,梨果肉质地参数中脆度、硬度、回复性、凝聚性、咀嚼性、屈服力、屈服能、破裂力、破裂能之间相关性显著,大多呈正相关关系;聚类分析将14个品种分为松软(如‘丰水’、‘黄金’、‘黄冠’等)、硬脆(如‘晚秀’)、坚硬(如‘粉酪’)等3种不同的果肉质地类型;主成分分析表明,前3个主成分对梨果肉质地的贡献率达到92.196%,第1主成分反映了果肉的咀嚼特性;第2主成分反映了果肉的弹性和屈服性;第3主成分反映了果肉的破裂特性;并且,在梨果肉质地中,果肉硬度、破裂力、脆度等对质地的影响较大,弹性和破裂位移次之。【结论】不同梨品种之间的果肉质地存在差异;梨果肉大多数的TPA参数与穿刺试验参数呈显著正相关;果肉硬度、破裂力、脆度是影响梨果肉质地的重要参数。
    贮藏·保鲜·加工
    紫菜薹花色苷组分鉴定及其稳定性和抗氧化性
    邝敏杰,齐敏玉,何静仁,李书艺,刘刚,祝振洲,蔡红燕,冯军
    中国农业科学. 2014, 47(20):  4067-4077.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.015
    摘要 ( 235 )   HTML ( 1 )   PDF (536KB) ( 408 )   收藏
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    【目的】鉴定紫菜薹色素中花色苷类物质种类及其组成,并研究其呈色稳定性和抗氧化活性,为紫菜薹及其色素的深加工和在食品加工中的广泛应用提供科学依据。【方法】采用高效液相色谱-光电二极管阵列检测-电喷雾电离质谱联用技术(HPLC-PDA-ESI-MS)分析紫菜薹色素提取物中花色苷组分,探讨pH值和SO2对紫菜薹色素稳定性的影响,并采用自由基清除和还原能力测试等方法探讨其抗氧化能力。【结果】首次鉴定出紫菜薹中15种花色苷,主要由9种高度酰基化的矢车菊花色苷(矢车菊素 3-槐糖苷-5-丙二酰葡糖苷、矢车菊素 3-咖啡酰槐糖苷-5-丙二酰葡糖苷、矢车菊素 3-香豆酰槐糖苷-5-葡萄糖、矢车菊素 3-阿魏酰槐糖苷-5-葡萄糖、矢车菊素 3-香豆酰槐糖苷-5-丙二酰葡糖苷、矢车菊素 3-阿魏酰槐糖苷-5-丙二酰葡糖苷、矢车菊素3-芥子酰槐糖苷-5-丙二酰葡糖苷、矢车菊素3-(6′-丙二酰葡糖苷-2′-(6″-香豆酰-2″-羟基苯甲酰葡糖苷))-5-(6-丙二酰葡糖苷)、矢车菊素3-(6′-丙二酰葡糖苷-2′-(6″-阿魏酰-2″-羟基苯甲酰葡糖苷))-5-(6-丙二酰葡糖苷))及2种非酰基化的单糖苷和二糖苷矢车菊(矢车菊素3-葡糖苷、矢车菊素3-槐糖苷-5-葡糖苷)组成,另含少量非酰基化单糖苷和二糖苷的飞燕草素(飞燕草素3-葡糖苷、飞燕草素3-葡糖苷-5-葡糖苷),以及牵牛花素(牵牛花素3-葡糖苷、牵牛花素3-槐糖苷-5-葡糖苷);紫菜薹色素pH稳定性与简单花色苷一致,酸性条件下较稳定,随着pH值的增加稳定性下降;但抗SO2漂白稳定性高。紫菜薹色素清除自由基能力和氧化物的还原能力均随其浓度增加而增强,同等浓度下紫菜薹色素清除·OH能力与Vc相当(P>0.05),还原能力低于Vc,而清除DPPH自由基能力强于Vc。【结论】紫菜薹含有丰富的高度酰基化和糖苷化的花色苷(呈片状紫色晶体光泽),具有较高稳定性和很强抗氧化活性,是一种值得开发的新型功能性配料及花色苷应用产品资源。
    畜牧·兽医
    肌肉发育相关LncRNA的研究进展
    魏彩虹,吴明明,刘瑞凿,赵福平,张莉,杜立新
    中国农业科学. 2014, 47(20):  4078-4085.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.016
    摘要 ( 232 )   HTML ( 1 )   PDF (1928KB) ( 650 )   收藏
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    长发育性状是受遗传和环境因素共同作用和/或相互作用的复杂性状,尽管利用全基因组关联研究可分析基因组上全部基因,筛选出与某类性状关联的SNP,但很难综合评价某个基因对其确切的作用。寻找与生长发育相关的精准基因是育种研究的目标之一。长链非编码RNA(long noncoding RNA,LncRNA)在细胞增殖分化、个体发育、信号转导、干细胞维持、代谢等几乎所有重要生命活动中发挥关键的调控作用,在表观遗传水平、转录水平及转录后水平等方面具有控制基因表达的作用,与多种重大疾病的发生密切相关。LncRNA是一类长度大于200个nt,且不表现出蛋白质编码潜能的RNAs,通过多种机制发挥生物学功能,参与染色质修饰、X染色体沉默以及基因组印记、转录干扰、转录激活、核内运输等多种重要调控过程,涉及表观遗传调控、转录调控及转录后调控等多个层面。深入探讨LncRNA调控生肌因子进而调节肌肉发育分化的新路径,阐释哺乳动物生肌分子时间,寻找肌肉组织中与生长发育相关的新LncRNA分子,深入研究与生长发育密切相关的LncRNA分子及其靶基因的生物学功能,阐明 LncRNA 在肌肉生长发育的调控机制,是肌肉发育遗传育种的主要研究内容。本文就LncRNA在哺乳动物肌肉生长发育、细胞生长、分化、增殖中的作用进行综述
    精子介导的转基因效率关键影响因素
    焦明霞,牟彦双,格日乐其木格,张琳琳,孔庆然,付海鹏,刘忠华
    中国农业科学. 2014, 47(20):  4086-4095.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.017
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    【目的】精子介导的转基因技术简单易行,其作为制备转基因动物的一种方法已经被很多科学家所认同。但是不同实验室的研究结果显示其稳定性和重复性较低,转基因效率差异极大。现将主要探讨导致这种现象的原因。【方法】小鼠精子获能后分别与0、15、30和300nmol·L-1 的Cy-3标记DNA(Cy-3-DNA)在37℃共孵育30 min。其后,血细胞计数板检测小鼠精子的活率;共孵育精子进行直接涂片,DPBS洗涤后涂片,DnaseI消化后涂片,精子涂片置于荧光显微镜下,记录视野中的精子总数及显示Cy-3信号的精子数,用于统计精子结合及内化DNA的效率。精子与300 nmol·L-1 的Cy-3-DNA共孵育后,以50µmol·L-1的 P4诱导精子顶体反应,统计顶体反应前后显示Cy-3信号的精子比例。精子分别与15和300 nmol·L-1 Cy-3-DNA共孵育后,精子进行体外受精,在荧光镜下观察合子期受精卵中Cy-3-DNA的存在位置。按照优化后的条件,精子分别与0、15和300 nmol·L-1 pEGFP-C1质粒共孵育后进行体外受精,制备转基因胚胎。比较试验组和对照组的受精率和发育效率,采用PCR和RT-PCR方法检测囊胚期外源基因整合和表达情况。【结果】获能后的精子分别与0、3、15、30和300 nmol·L-1的Cy-3-DNA共孵育后,精子的活率分别为82.21%、73.63%、77.38%、76.33%和77.80%;洗涤前精子结合DNA的效率分别为76%、94%、99%、100%,15、30和300 nmol·L-1组精子结合率均显著高于3 nmol·L-1组(P<0.05)。洗涤后精子结合DNA的效率,分别为45%、66%、84%和87%,消化后精子内化DNA的效率分别为44%、56%、71%和76%,并且洗涤后精子结合及消化后精子内化DNA的效率都为300 nmol·L-1组和30 nmol·L-1组均显著高于其他两组,而15 nmol·L-1组显著高于3 nmol·L-1组(P<0.05);Image J对精子结合Cy-3-DNA的强度进行分析的结果表明,外源DNA的量随着外源DNA浓度的增加而显著增加(P<0.01)。顶体反应后,精子顶体部DNA会有丢失,但精子头部后区的外源DNA依然会保留,因此,顶体反应前后,精子结合外源DNA的精子比率没有降低。15和300 nmol·L-1 DNA共孵育的精子体外受精后,荧光显微镜下检测显示,合子期胚胎有外源DNA的荧光信号分布,将荧光信号在雄原核附近密集的胚胎记为阳性胚胎,300 nmol·L-1 DNA共孵育的精子获得合子期胚胎的阳性率为27.89%,显著高于15 nmol·L-1组的9.00%(P<0.05)。精子与pEGFP-C1质粒共孵育后,体外受精,结果表明精子与DNA共孵育后,卵母细胞受精率及胚胎卵发育率与对照组相比差异不显著。单囊胚PCR检测15和300 nmol·L-1的pEGFP-C1质粒与精子共孵育转基因胚胎阳性率分别为8.72%和21.50%;采用RT-PCR方法在300 nmol·L-1组的囊胚中检测到了EGFP基因 RNA的表达,在荧光显微镜下没有观察到EGFP绿色荧光蛋白的表达。【结论】精子具备结合和内化外源DNA的能力,并能将外源DNA带入卵母细胞,顶体反应会使精子丢失顶体部DNA,但精子头部后区外源DNA依然保留。受精过程外源DNA在基因组中的整合及外源基因表达激活是精子介导转基因效率的关键影响因素。
    新疆多源喹诺酮类耐药大肠杆菌耐药基因检测及分析
    南海辰,底丽娜,夏利宁
    中国农业科学. 2014, 47(20):  4096-4108.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.018
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    【目的】了解新疆不同动物源喹诺酮类耐药大肠杆菌携带质粒介导的喹诺酮耐药因子(plasmid mediated quinolone resistance,PMQR)的流行现状,及其与主要的β-内酰胺酶基因和 16S rRNA 甲基化酶基因的共存情况。【方法】通过 PCR 方法对猪源(79 株)、牛源(8株)和羊源(96株)喹诺酮类(环丙沙星,诺氟沙星和恩诺沙星)耐药大肠杆菌进行 PMQRqnrA, qnrB, qnrC, qnrD, qnrS, qepA, oqxA, oqxB, aac(6’)-Ib-crβ-内酰胺酶基因(blaTEM, blaCTX-M, blaSHV, blaKPC, blaCMY-2, blaLAP-1)及16S rRNA(armA, rmtB)等基因检测,对目的条带进行DNA测序,确定阳性菌株,对检出携带 β-内酰胺酶基因和16S rRNA 甲基化酶基因的大肠杆菌进行β-内酰胺类及氨基糖苷类药敏试验,分析其携带的基因型与耐药表型之间的关系。结果猪源大肠杆菌中检出的PMQR因子为qnrS(5/79,6.33%),oqxA(35/79,44.30%),oqxB(40/79,50.60%)和aac(6’)-Ib-cr(4/79,5.06%),检出的β-内酰胺酶基因为blaTEM(79/79,100%),检出的16S rRNA 基因为rmtB(3/79,3.80%);牛源大肠杆菌中检出的PMQR因子为qnrS(1/8,12.50%),oqxA(1/8,12.50%),oqxB(1/8,12.50%)和aac(6’)-Ib-cr(1/8,12.50%)和qepA(1/8,12.50%),检出的β-内酰胺酶基因为blaTEM(8/8,100%)和blaSHV(1/8,12.50%);羊源大肠杆菌中检出的PMQR因子为qnrS(6/96,6.25%),oqxA(32/96,33.3%),oqxB(37/96,38.5%)和aac(6)-Ib-cr(22/96,22.91%),检出的β-内酰胺酶基因为blaTEM(96/96,100%)和blaCTX-M(2/96,2.08%),检出的16S rRNA 基因为rmtB(2/96,2.08%);未检出qnrAqnrBqnrCqnrDblaKPCblaCMY-2blaLAP-1被检基因。不同动物源大肠杆菌中存在基因共存现象,携带β-内酰胺酶基因和16S rRNA 甲基化酶基因的喹诺酮类耐药大肠杆菌对β-内酰胺类和氨基糖苷类药物耐药呈一定的相关性。结论不同动物源喹诺酮类耐药大肠杆菌中存在PMQR因子,可与主要的 β-内酰胺酶和/或16S rRNA 甲基化酶基因共存。此外,首次在羊源大肠杆菌中检出PMQR 因子、β-内酰胺酶及16S rRNA甲基化酶基因。
    农业经济与管理
    中国肥料使用管理立法研究
    彭世琪
    中国农业科学. 2014, 47(20):  4109-4116.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.019
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    肥料是农业生产最重要的生产资料之一,然而中国过量施肥的现象十分普遍,加之市场上假冒伪劣肥料屡禁不止,带来农业减产、农产品质量安全、环境污染甚至人身安全等问题,肥料立法已经引起广泛关注。为了保护环境、保障农民利益,许多国家都有与肥料相关的法律,其特点之一就是将肥料使用管理纳入了法律体系之中。国外肥料法或相关条例中关于肥料使用管理的内容包括:规定施肥必须测土;规定肥料养分标准;规定硝酸盐脆弱区及肥料施用的限量指标,规定水资源保护及相关区域的有机肥施用时间和数量标准,规定生产者有记录肥料使用的义务等。肥料使用者也要依法施肥。中国肥料管理分别归属在不同的部门,尚未形成统一的肥料监督管理体系。在肥料使用管理方面主要靠行政项目推动,肥料使用管理缺位已经严重影响到农业资源可持续利用、生态环境保护及农产品生产,肥料使用管理立法已经成为十分紧迫的需求。中国一些相关法律中规定了肥料使用管理部门和职责内容,但多属于指导性条文,部门职责不具体,肥料使用标准不明确,对肥料使用者缺乏约束,强制性执法手段不足。肥料使用管理立法应把握3个关键点:1)通过产品准入把好肥料品种和质量关;(2)通过使用标准和环境要求把好合理使用量和施肥时期;(3)通过明确责任主体建立各方的责任和权利。本研究提出肥料使用管理立法主要内容包括:(1)建立肥料产品农业准入制度和退出机制;(2)细化肥料使用管理主体的责任和权利;(3)明确肥料使用管理中企业、经销商、使用者的责权利;(4)规范肥料使用技术服务组织和个人的职责和行为;(5)明确肥料使用管理的保障体系和机制;(6)明确中国肥料质量标准、使用限量、使用时间等关键标准。通过肥料使用管理的立法,使肥料的生产者、经销者和使用者共同遵守,将肥料使用的行政管理转为肥料使用的依法管理。根据肥料使用管理要求,进一步明确肥料生产、销售行为规则和处罚规则,以形成一部完整的法律。
    农业信息化建设的实证研究——以山东省为例
    阮怀军,封文杰,唐研,赵佳,李道亮
    中国农业科学. 2014, 47(20):  4117-4127.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.020
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    【目的】信息化是当今世界发展的大趋势,是推动中国经济社会变革的重要力量。山东作为中国农业大省,农业发展受资源约束日益加剧,农业产业升级转型需求迫切。而作为中国第一个国家农村农业信息化示范省,山东省率先开展了信息化推进和提升现代农业发展的尝试。通过分析总结山东省农业信息化发展的实践与成效,进一步验证信息化在现代农业发展中的巨大作用,总结可借鉴的经验模式,以期为全国其他省份开展农业信息化建设提供参考。【方法】通过实地考察和座谈的方式了解山东省农业信息化发展的现状和问题,并以调研获取的数据为依据进行定量研究,不仅从宏观角度上把握山东省农业信息化建设的实践与成效,而且有针对性地提出农业信息化政策措施。【结果】山东省主要开展了省级农村农业信息化综合服务平台建设,“三网融合”信息服务高速通道建设,基层信息服务体系建设,示范工程建设,长效机制的探索工作。目前,省级农业信息化综合服务平台初步建成并试运行,建成了覆盖面广、快速便捷的农业信息服务高速通道,在全省范围内建设了2 000多个示范性基层信息服务站点,围绕蔬菜、果树、畜禽、水产等重点产业开展了科技信息服务、电子商务、农业物联网等示范工程,推广应用了一大批信息化成果,探索建立了农业信息化工作长效机制,有力推动了山东省现代农业发展和新农村建设,促进了信息化与农业现代化的融合发展。【结论】农业信息化是现代农业发展的重要支撑,是农业现代化水平的重要体现,是农业现代化建设的重要内容,也是实现农业增效、农民增收、农村发展的关键举措,以信息化推进现代农业发展,是山东省乃至全国发展农业信息化,实现“四化同步”的最佳路径。
    研究简报
    新疆连作棉田施用生物炭对土壤养分及微生物群落多样性的影响
    顾美英,刘洪亮,李志强,刘晓伟,唐光木,徐万里
    中国农业科学. 2014, 47(20):  4128-4138.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.021
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    【目的】研究生物炭处理对新疆连作棉田土壤养分和微生物多样性的影响,为农业废弃物的合理利用和防治棉花连作障碍提供科学依据和理论指导。【方法】在大田覆膜滴灌栽培条件下,测定土壤养分含量,并采用常规培养法,结合Biolog微平板技术对连作棉田根际和非根际土壤可培养微生物、生理菌群数量和碳源利用进行分析,研究施用生物炭对新疆石河子垦区灰漠土和风沙土土壤养分和微生物多样性的影响。灰漠土试验分别设生物炭+常规NPK施肥(BC+CK)和常规NPK施肥(CK)两种,生物炭施用量22.5 t·hm-2;风沙土设低量生物炭+常规NPK施肥(BC1+CK)、高量生物炭+常规NPK施肥(BC2+CK)和常规NPK施肥(CK)3种,低量生物炭施用量22.5 t·hm-2,高量生物炭施用量45 t·hm-2。【结果】施用生物炭对新疆连作棉田根际和非根际土壤pH和养分有一定的影响。和常规施肥相比,灰漠土pH降低或差异不显著,风沙土则显著升高。有机质含量两组灰漠土根际土壤分别增加36.1%和7.9%,非根际土壤分别增加32.8%和15.4%;风沙土低量生物炭和高量生物炭根际土壤分别增加63.6%和295.1%,非根际土壤分别增加93.5%和108.8%。灰漠土其余养分含量规律不明显,风沙土速效磷和速效钾含量有增加趋势,速效氮含量降低。施用生物炭对新疆连作棉田根际土壤细菌和真菌数量有提升作用,风沙土作用效果好于灰漠土。两组灰漠土根际土壤细菌数量分别提高2.2%和72.1%,真菌数量分别提高80.0%和83.3%;风沙土低量和高量生物炭处理细菌数量分别提高16.1%和35.7%,真菌数量均提高了300.0%。同时施用生物炭提高了灰漠土根际和非根际土壤纤维素分解菌和自生固氮菌的数量,但亚硝化细菌数量有降低趋势;风沙土根际和非根际土壤5类生理菌群的数量均显著提高。土壤微生物群落碳源利用表明,施用生物炭土壤微生物活性差异不显著或显著提升,但风沙土根际土壤微生物的作用效果好于非根际土壤;根际土壤Shannon指数有升高趋势。【结论】总体而言,施用生物炭能提高新疆灰漠土和风沙土连作棉田根际土壤养分和微生物多样性,且风沙土的改良效果好于灰漠土。