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当期目录

    2014年 第47卷 第22期 刊出日期:2014-11-16
      
    作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
    黄萎病菌侵染下陆地棉Dirigent-like蛋白基因表达差异分析
    郭宝生,师恭曜,王凯辉,刘素恩,赵存鹏,王兆晓,耿军义,华金平
    中国农业科学. 2014, 47(22):  4349-4359.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.22.001
    摘要 ( 264 )   HTML ( 1 )   PDF (3011KB) ( 418 )   收藏
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    【目的】发掘陆地棉Dirigent-like蛋白基因家族,明确不同黄萎病抗性品种间该基因家族成员的多态性及表达差异。【方法】利用Illumina Hiseq 2000测序平台,通过RNA-Seq测序技术,获得黄萎病菌侵染陆地棉抗病品种和感病品种的Dirigent-like蛋白基因家族成员Unigene序列;采用生物信息学软件对其进行核苷酸序列及编码蛋白的多重比对和系统进化分析;针对该家族成员设计特异的quantitative real-time PCR引物,Applied Biosystems 7500 Real Time PCR System上使用SYBR green PCR试剂盒标记反应产物,棉花GhACTIN为内标,采用2-ΔΔCt法分析抗病品种冀79、感病品种TM-1中该基因家族成员在0 h及受侵染1、8、24、48、72和96 h后的表达差异。【结果】获得12个陆地棉Dirigent-like蛋白基因家族成员;该家族成员分属3个进化群,基因间存在4个保守结构域。其同源基因在D5基因组染色体上,主要集中于第2、3、6、7、9、10、13染色体陆地棉受黄萎病侵染后,Dirigent-like蛋白基因抗病、感病品种间差异表达,抗病品种冀79受黄萎病菌侵染1 h时上调2倍以上的有GhDIR4GhDIR6GhDIR7GhDIR9GhDIR10GhDIR11,其中,GhDIR9上调6.5倍;侵染8 h时GhDIR1GhDIR4GhDIR7GhDIR11上调,有2个上调2倍以上;侵染24 h时仅GhDIR4上调2倍以上;侵染48 h时GhDIR1GhDIR4GhDIR7GhDIR11上调达到2倍以上;侵染72 h时仅GhDIR9上调2倍以上,达到6.4倍;侵染96 h时仅GhDIR4上调2倍以上。感病品种TM-1受侵染1 h时仅GhDIR7上调2倍以上;受侵染8 h时GhDIR7上调325倍,GhDIR10上调2倍以上;侵染24和48 h时GhDIR4GhDIR5GhDIR6GhDIR7GhDIR4GhDIR7GhDIR9GhDIR7GhDIR9GhDIR10在感病品种TM-1中上调显著。此外,抗病、感病品种间GhDIR1GhDIR3GhDIR5GhDIR8GhDIR10GhDIR12存在核苷酸多态性。【结论】Dirigent-like蛋白与黄萎病菌侵入后棉花植株的抗性反应GhDIR11值得关注;GhDIR6GhDIR9GhDIR10急剧上调,GhDIR7GhDIR9GhDIR10上调10倍以上;受侵染72 h时GhDIR4GhDIR7还保持较高的表达量;侵染96 h时GhDIR5GhDIR6GhDIR7GhDIR9GhDIR10GhDIR11保持较高的表达量。由此看出,受黄萎病侵染时抗病种质冀79 Dirigent-like蛋白基因家族成员上调表达要早于感病品种,但是,该基因家族成员在感病品种受侵染8 h后上调倍数远远高于抗病品种,而且到96 h时其表达量还较高;抗病品种上调的Dirigent-like蛋白家族成员相关
    中国玉米品种审定现状分析
    杨扬,王凤格,赵久然,刘亚维
    中国农业科学. 2014, 47(22):  4360-4370.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.22.002
    摘要 ( 283 )   HTML ( 1 )   PDF (508KB) ( 800 )   收藏
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    【目的】品种审定是玉米品种获准进入市场并进行推广的凭证,是相关部门规范、治理种子市场的依据,也是农民选择品种和维权的参考。根据玉米品种管理等业务的需求对玉米品种审定信息进行全面分析,深入挖掘品种数据的内在联系和隐含信息,可以为种子管理部门、科研单位、种子企业和农民等相关单位和个人提供更加系统、清晰的参考和依据。【方法】通过资料搜集、整理和校验,梳理了42年来中国国家级审定和省级审定的玉米品种信息,讨论了市场上玉米品种随年份和地域变化的趋势、审定品种中亲本自交系重复使用率以及品种审定与退出、保护之间的关系等问题。【结果】1972—2013年,国家和各省、直辖市、自治区审定的玉米品种总数为6 291个,其中,国家审定的品种数为503个。2013年现存的审定品种数为4 882个,其中,国审品种数为332个。1 726个单位有审定品种记录,科研院所和种业公司分别占48.3%和46.6%,平均每个单位拥有的审定品种数分别为7个和3个。审定品种共使用了8 754个亲本自交系,其中19.4%的自交系存在重复使用,使用频率最高的3个自交系依次为Mo17、昌7-2、丹340。在过去42年审定的玉米品种中,共有1 876个品次退出,已经停止推广的品种平均使用年限为13.3年;29.2%的审定品种申请了植物新品种权,15.1%获得了授权。【结论】在近10年间,各级审定的玉米品种数量年均增幅趋于平稳,品种保有量仍在逐年增加,审定数量上呈现北多南少、增加速度上呈现东高西低的趋势;审定品种数量目前以科研院所居前列,较大型种业公司的审定品种数量上升明显;审定品种中新命名的亲本自交系数量迅速增加,使统计上的亲本重复使用率逐年下降。列入停止推广的审定品种数量年际间趋于稳定,审定品种与品种权保护品种的重叠程度有所下降。
    苎麻自交纯合进度研究
    谭龙涛,喻春明,陈平,王延周,陈继康,温岚,郑建树,熊和平
    中国农业科学. 2014, 47(22):  4371-4379.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.22.003
    摘要 ( 198 )   HTML ( 1 )   PDF (1555KB) ( 490 )   收藏
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    【目的】研究苎麻自交后代群体的遗传多样性和群体结构,探究自交纯合进度,对自交后代群体的纯合趋势进行判断。【方法】以中苎1号为材料,采用筛选出的多态性高的31对SSR引物和48对SRAP引物对3个自交后代群体的基因组DNA进行扩增。通过DNA位点纯合率和遗传多样性参数分析群体的遗传多样性。用Structure、NTSYS和AMOVA软件对群体结构进行分析。并用标记指数来比较SSR和SRAP标记方法的标记效率。【结果】SSR和SRAP标记得到的多样性指标变化明显,从S3代到S5代,平均扩增出57条和157条多态性条带,DNA位点纯合率上升了5.2%和4.61%,多态性位点减少了13个和44个,有效等位基因数降低了0.7883个和2.1629个,基因多样性下降了0.1143和0.0684,多样性指数降低了0.0465和0.1207。用Structure软件对群体结构分析表明S5代群体中蓝色组分最多,均在65%以上。主成分分析表明,S3群体的分散程度最高,S4和S5群体比较集中,而且S3群体包含了S4和S5群体的大部分。2种标记方法得到的群体结构和主成分分析表明,经过连续自交,后代群体的一致性越来越好。用AMOVA软件对群体内和群体间的分子变异情况分析表明2种标记方法都显示群体内变异(94.69%和99.02%)明显大于群体间变异(5.31%和0.98%),均达到整体变异的94%以上。SSR标记得到的位点平均信息量(Hav=0.4689)高于SRAP的估计值(Hav=0.4197),而平均有效复合指数(EMR=3.2781)SRAP标记大于SSR标记(EMR=1.8562),标记效率值SRAP标记(MI=1.3758)大于SSR标记(MI=0.8704)。【结论】SSR和SRAP两种分子标记适于苎麻资源的遗传多样性和群体结构分析。随着自交代数的增多,后代群体的一致性不断提高,杂合度逐渐降低。
    耕作栽培·生理生态
    ABA缓解水稻孕穗期干旱胁迫生理特性的分析
    郭贵华,刘海艳,李刚华,刘明,李岩,王绍华,刘正辉,唐设,丁艳锋
    中国农业科学. 2014, 47(22):  4380-4391.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.22.004
    摘要 ( 274 )   HTML ( 1 )   PDF (554KB) ( 492 )   收藏
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    【目的】明确不同耐旱性水稻品种抗旱机理、研究ABA缓解水稻干旱胁迫生理机制。【方法】以粳型旱稻品种早玉香粳和常规粳稻品种南粳44为试验材料,通过盆栽试验,研究孕穗期干旱胁迫下喷施150 mg·kg-1的脱落酸(ABA)对2个抗旱性不同水稻品种抗氧化酶(SOD、CAT)活性、膜脂过氧化程度(MDA含量)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、叶绿素含量及可溶性糖(SS)含量生理特性和生物量积累、产量及产量结构的影响,并比较两个品种抗旱性不同的生物学及生理原因和对ABA响应的差异。【结果】与正常水分管理相比,干旱胁迫下水稻超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性升高,一定程度上抑制丙二醛积累;大量合成可溶性糖,维持细胞渗透调节;净光合速率持续下降;气孔导度随着干旱胁迫加剧,亦呈现下降趋势;蒸腾速率表现与气孔导度较一致;叶绿素a合成受抑制,含量下降;水稻干物质积累和每盆产量下降,两品种对干旱胁迫响应差异明显,早玉香粳抗旱性显著强于南粳44。喷施ABA,短期内降低了水稻净光合速率与干物质积累,但进一步提高了水稻干旱胁迫时叶片SOD活性、降低MDA含量;同时诱导干旱胁迫时气孔关闭和降低蒸腾速率,减少水分过度消耗,提高水分利用率;对干旱胁迫时水稻有明显的保护作用,减轻干旱对水稻生理代谢功能损伤,加快复水后功能修复,保持较高叶绿素a含量,防止叶片早衰。其中对抗旱性强的品种早玉香粳作用更为明显,复水后PnGsTr快速恢复,叶绿素a含量显著上升,促进干旱胁迫时可溶性糖合成,干物质积累更迅速,最终显著提高其干旱胁迫时单盆产量。外源ABA对南粳44的影响相对较弱,南粳44本身耐旱性弱,受干旱胁迫影响大,生理及生长特性恢复慢;对ABA较钝感,ABA虽显著提高南粳44干旱胁迫时穗粒数、结实率与千粒重,但未显著提高每盆产量。【结论】ABA对水稻具有短期“休眠”的效果,能够有效缓解孕穗期干旱胁迫对水稻生理代谢功能的损伤,促进复水后的功能修复,减轻干旱对产量的影响。抗旱性不同的水稻对ABA的响应存在差异性,抗旱性越强的品种,对ABA越敏感,喷施ABA作用越明显。
    旱地全膜覆土穴播对春小麦耗水、产量和土壤水分平衡的影响
    侯慧芝, 吕军峰, 郭天文, 张国平, 董博, 张绪成
    中国农业科学. 2014, 47(22):  4392-4404.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.22.005
    摘要 ( 308 )   HTML ( 1 )   PDF (2164KB) ( 535 )   收藏
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    【目的】干旱、降水供需错位和春季低温是制约西北黄土高原丘陵沟壑区春小麦生产的主要因子,如何最大限度保蓄自然降水、实现水分的跨季节利用,则是该区春小麦产量稳定提高的根本途径。本文在大田定位观测的基础上,揭示全膜覆土穴播对西北黄土高原旱作春小麦季节性耗水特征、产量、水分利用效率和休闲期土壤水分补给的影响,并评判其年际土壤水分平衡效应。【方法】试验于2011—2013年在西北黄土高原半干旱区的甘肃省农业科学院定西试验站进行 (104°36′ E,35°35′ N),以春小麦陇春27号为试验材料,设全膜覆土穴播(FMS)、地膜覆盖穴播(FM)和露地穴播(CK)3个处理,测定春小麦不同生育时期的土壤含水量、生物量、产量和产量构成因子,计算休闲效率、耗水量、水分利用效率、收获指数等指标。【结果】2011和2012年3个处理的春小麦耗水量无显著差异,但2013年FMS耗水量显著高于CK。FMS和FM可增加春小麦苗期到孕穗期耗水,且此阶段的耗水量在干旱年份分别较CK增加27.2%和9.6%,在丰水年份分别较CK增加52.2%和44.6%。虽然FMS和FM在各生育期的耗水量无显著差异,但FMS在丰水年(2012年和2013年)的耗水量较FM有增加趋势,且这一效果在2013年尤为明显。FMS和FM在休闲期可补充0—80 cm土层土壤水分25.4和18.3 mm,比CK分别低2.2和9.3 mm;补充80—200 cm土层土壤水分78.0和71.0 mm,比CK分别高30.0和23.1 mm;与2011年播前相比,种植3年春小麦后0—200 cm土层的土壤贮水量FMS增加了23.8 mm、FM增加了22.5 mm、CK增加了12.4 mm。FMS的休闲效率为30.5%—52.6%,比CK高12.8%—109.5%,比FM高4.5%—40.9%。FMS的穗粒数、千粒重等产量构成因子均显著高于CK(P<0.05);收获指数为0.4—0.5,比CK高32.5%。FMS的产量为1 750—3 180 kg·hm-2水分利用效率5.5—11.5 kg·hm-2·mm-1,分别比CK增加40%—220%、27%—239%,而且干旱年份的增加幅度更高。在干旱的2011年,FMS处理的产量较FM增加26.2%,水分利用效率提高28.2%;在丰水的2013年,FMS处理的产量较FM增加20.9%,水分利用效率提高14.8%,两年均达到显著差异水平,表明FMS较FM具有更明显的丰水年份增产、干旱年份适应干旱胁迫的潜力,能够实现该区春小麦生产稳产高产的目标。【结论】西北黄土高原半干旱区FMS种植模式有效提高了春小麦播前和生长前期的土壤贮水量,并使春小麦苗期—孕穗期的作物耗水量显著升高,增加春小麦穗粒数,扩大籽粒产量库容和促进灌浆,显著提高春小麦产量和水分利用效率;并在休闲期完全补充春小麦生育期消耗的0—200 cm土壤水分,保持春小麦田的土壤水分年际平衡。
    陕糯1号与非糯小麦西农1330胚乳发育及淀粉形态、粒径分析
    余静,冉从福,李学军,邵慧,李立群
    中国农业科学. 2014, 47(22):  4405-4416.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.22.006
    摘要 ( 183 )   HTML ( 1 )   PDF (3881KB) ( 341 )   收藏
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    【目的】比较分析糯小麦陕糯1号和非糯小麦西农1330胚乳发育及淀粉形态、粒径的差异,为糯性与非糯性小麦的品质改良和开发利用提供理论依据。【方法】选用陕糯1号(糯性)和西农1330(非糯性)2个小麦品种,取发育过程中籽粒(花后5、8、12、15、18、21、25和28 d)液氮速冻后横断,经戊二醛和锇酸固定、磷酸缓冲液漂洗、丙酮梯度脱水、Epon812胶包埋后,采用超薄切片机切成1 μm厚的半薄切片,经1%甲苯胺蓝染色后采用光学显微镜观察胚乳细胞发育。提取2个小麦品种的淀粉粒,将其与成熟期籽粒横断面分别固定在样品台上,经离子溅射镀金后用扫描电镜观察成熟期胚乳结构及淀粉粒形态。采用MASTERSIZER-2000激光粒度仪分析淀粉粒粒径分布特征,每个样品重复3次,测定结果采用DPS统计软件进行数据统计分析,Sigmaplot 12.0作图。【结果】在小麦籽粒发育过程中,陕糯1号胚乳细胞体积大小及增大幅度均小于西农1330,发育早期,二者淀粉粒表面均能被甲苯胺蓝染色,发育中后期,陕糯1号淀粉粒仍能被染色,西农1330淀粉粒则不能被染色。与西农1330相比,陕糯1号胚乳细胞内蛋白基质较少,蛋白质与淀粉粒结合较疏松。陕糯1号B型淀粉粒形态多为不规则的多边形,西农1330B型淀粉粒大多呈圆球形,二者A型淀粉粒形态无明显差异。陕糯1号和西农1330淀粉粒粒径分布存在差异。陕糯1号淀粉粒体积分布呈四峰曲线变化,西农1330则呈双峰曲线变化,二者表面积分布均呈三峰曲线变化,数目分布均呈单峰曲线变化。陕糯1号A 型(>10 μm)淀粉粒体积、表面积百分比均低于西农1330,B型(<10 μm)淀粉粒体积、表面积百分比均高于西农1330,二者A、B型淀粉粒数目百分比无明显差异。陕糯1号中SB型(<1 μm)淀粉粒的体积、表面积、数目占总淀粉粒比例分别比西农1330低1.11%、11.60%和9.28%,LB型(1—10 μm)淀粉粒的体积、表面积、数目占总淀粉粒比例分别比西农1330高8.27%、15.88%、9.27%。陕糯1号具有少量LA(>53 μm)型淀粉粒,而西农1330没有。【结论】在小麦籽粒发育过程中,陕糯1号与西农1330的胚乳发育及淀粉形态存在明显差异。LB型淀粉粒对陕糯1号与西农1330 B型淀粉粒粒径分布影响较大。
    植物保护
    大豆和烟草上大豆孢囊线虫田间侵染特征比较分析
    赵洪海,丁海燕,王凤龙
    中国农业科学. 2014, 47(22):  4417-4425.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.22.007
    摘要 ( 178 )   HTML ( 1 )   PDF (385KB) ( 297 )   收藏
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    【目的】测定和分析2013年同一生长季大豆和烟草上大豆孢囊线虫(Heterodera glycines,SCN)的群体动态和世代发生特点,探讨2种作物对大豆孢囊线虫的寄主适合性差异和温湿度等气象条件对线虫发生的可能影响。【方法】采取“Zig-Zag”取样法对同一地点2种作物上的大豆孢囊线虫每隔6—8 d同时取样,用淘洗-过筛法和贝曼漏斗法分离土壤中线虫,用次氯酸钠-酸性品红染色法对根组织中线虫染色,镜检并计数。统计作物生长季每旬100 g土壤和10 g根组织中各虫态的数量,即群体密度。【结果】在大豆和烟草土壤中,大豆孢囊线虫2龄幼虫均出现于4月7日至9月15日,最大群体密度均发生在7月下旬,之前分别有2个和1个不明显发生高峰;白色雌虫最早均于6月3日出现,其群体密度在大豆土壤中于7月中旬和8月中旬有2个明显的发生高峰,而在烟草土壤中仅于6月份有1个较低水平的高峰阶段;孢囊群体密度均于7月中旬达到最大,之后在大豆土壤中一直保持较高水平,而在烟草土壤中逐渐下降到极低水平。在大豆和烟草根组织中,2龄幼虫最早均出现在5月19日,其群体密度在大豆根组织中出现3个明显高峰,分别发生在5月下旬、6月下旬和7月中旬,而在烟草根组织中出现2个高峰,分别发生在5月中旬和6月下旬,前一高峰不明显;3—4龄幼虫最早分别出现在5月26日和5月19日,最大群体密度均发生在6月下旬,但在5月下旬和7月中下旬在大豆根组织中另有2个较不明显的发生高峰;年轻雌虫最早均于5月26日出现在根组织中。该生长季大豆孢囊线虫在大豆和烟草上的繁殖系数(Rf=Pf/Pi)分别为5.0和0.5。7月上旬之后,大豆孢囊线虫在大豆上继续发生侵入和根内发育,而在烟草上再无侵入,却有许多半埋生根内的空瘪小的褐色孢囊产生。【结论】在同一生长季,大豆孢囊线虫在大豆上发生3代,而在烟草上只发生2代;大豆孢囊线虫在大豆上的繁殖明显较好,大豆寄主适合性程度明显高于烟草。7月份烟草土壤中2龄幼虫不能侵入根系可能与持续过高的土壤湿度有关,而7、8月的高温似乎抑制大豆孢囊线虫在大豆上的世代进程。
    蓝光促进绿僵菌产孢和产孢调节基因fluG表达
    王苗苗,农向群,刘少芳,樊蓉蓉,曹广春,王广君,张泽华
    中国农业科学. 2014, 47(22):  4426-4435.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.22.008
    摘要 ( 203 )   HTML ( 1 )   PDF (1630KB) ( 354 )   收藏
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    【目的】明确蓝光照射对绿僵菌产孢的促进作用及与产孢调节基因fluG表达量的关系,为绿僵菌发酵生产提供光照促进产孢的理论依据和技术参数。【方法】以绿僵菌高效杀虫菌株M202为试材,平板接种培养,通过显微观察每隔12 h的菌体发育状态,确定菌株发育进程产孢前期、初始期、旺盛期、平稳期的对应时段。以蓝光6 804—54 432 J?m-2的8个能量梯度,照射处理在黑暗中培养至不同发育期即24、48、72 h的菌体,继续培养到产孢稳定期后,采用打孔法取样,以显微计数法检测计算产孢量,评估菌体发育阶段对蓝光的敏感性以及蓝光照射能量对产孢量的影响。克隆fluG,建立fluG real-time PCR反应体系;以蓝光6 804—54 432 J?m-2的8个能量梯度,照射处理发育至48 h即处于产孢前将进入产孢期的菌丝体,照射处理后立即取菌丝,液氮冷冻,提取RNA并反转录成cDNA,通过real-time PCR检测fluG表达量,评估蓝光照射对fluG表达量的影响。【结果】绿僵菌M202菌株发育24 h前为萌发期,24—72 h为菌丝快速生长期,其中48 h还处于产孢前期,60 h已进入产孢初期,72—96 h为产孢盛期,96—120 h为产孢末期,120 h后为孢子成熟期,7—10 d后产量达到稳定。蓝光不同能量照射24 h菌龄即初期菌丝体,其产孢量与无光照处理的对照无显著差异,照射48 h菌龄即菌丝快速生长的产孢前期,其产孢量显著提高,最适照射能量为20 412—40 824 J?m-2,其中34 020 J?m-2使产孢量最高达无光照处理对照的1.50倍,72 h菌龄即产孢结构形成、产孢量快速增长期对蓝光最为敏感,低至6 804 J?m-2的照射能量即可显著提高产孢量,且宽泛的各剂量均有效。对于fluG的表达,在试验照射剂量范围内,48 h菌龄接受蓝光照射后,fluG表达量显著提高,表达量随照射剂量呈先上升后下降的趋势,在20 412 J?m-2以下较低能量时,fluG表达量与照射剂量成正相关,当照射时间为2.25 h时,表达量达到最高,为无光照处理对照的2.41倍,而在20 412 J?m-2以上较高能量时,二者呈现负相关,随着蓝光照射时间的增加,基因表达量呈下降趋势;灰色关联度分析显示,当关联因子为0.5时,产孢量与fluG表达量的关联度r值为0.74。【结论】蓝光照射能够促进绿僵菌产孢及fluG表达,不同发育阶段的菌体对蓝光感应有显著差异,在48—72 h菌龄时照射34 020 J?m-2能量可获得最高产孢量,产孢与fluG之间有较高关联度说明fluG参与绿僵菌产孢的调控。
    稻纵卷叶螟在探照灯下的扑灯节律
    齐会会,张云慧,王健,彭赫,张智,程登发
    中国农业科学. 2014, 47(22):  4436-4444.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.22.009
    摘要 ( 181 )   HTML ( 1 )   PDF (699KB) ( 327 )   收藏
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    【目的】明确稻纵卷叶螟(Cnaphalocrocis medinalis)在探照灯下的扑灯节律,指导稻纵卷叶螟的预测预报,明确探照灯在迁飞性害虫监测方面的优势并合理利用,为轨迹分析设定生物学参数提供数据支撑,合理设置亮灯时间,节约诱虫成本。【方法】2012年和2013年在广西兴安县应用时控开关控制的探照灯诱虫器对稻纵卷叶螟进行自动分时段诱集取样,6个灯时的取样时段依次为19:30—21:00、21:00—23:00、23:00—01:00、01:00—03:00、03:00—05:00和05:00—06:00,7个灯时的取样时段依次为19:30—21:00、21:00—22:30、22:30—00:00、00:00—01:30、01:30—03:00、03:00—04:30和04:30—06:00。5月下旬至6月上、中旬是稻纵卷叶螟的主迁入峰期,6月底本地稻纵卷叶螟开始迁出,7月上、中旬大量迁出。在不同的迁飞期分别选择探照灯上出现的突增高峰日作为迁飞高峰期,进行单个晚上扑灯节律分析。划定单个晚上的扑灯高峰时段,把每个时段的诱虫量分别与当晚的时段平均诱虫量进行比较,卡方检验诱虫量显著大于平均诱虫量的时段定为扑灯高峰时段。【结果】稻纵卷叶螟年度间扑灯量有所不同,但年度间种群动态变化趋势较一致,均以第3代和第4代的诱集量最多。稻纵卷叶螟两年的扑灯节律具有稳定性,不同的迁飞时期扑灯节律有所不同。迁飞个体的降落由于飞行力的差异和气象因素的影响而在迁飞途中陆续不断地发生,稻纵卷叶螟迁入峰期时后半夜扑灯高峰较多,一般一晚上会有两个扑灯高峰,以01:00—03:00和03:00—05:00时段出现扑灯高峰频次较高;迁出期和本地活动期扑灯高峰均主要集中在19:30—21:00和21:00—22:30时段。探照灯因能诱到高空至少500 m以内的昆虫种群,使得稻纵卷叶螟在探照灯下的扑灯节律与在传统诱虫灯下有所差别。稻纵卷叶螟多选择在日落后大规模起飞,23:00—01:00时段降落的种群飞行时间最短,飞行了3 h,05:00—06:00时段降落的种群飞行时间最长,飞行了10 h。在进行迁入虫源分析时,以具体到某一天的扑灯高峰时间为起始时间逆推至黄昏的起飞时刻,得出的虫源地分布可能会更加准确。【结论】稻纵卷叶螟在不同的迁飞时期扑灯节律有所不同,探照灯比传统诱虫灯得到的扑灯信息更全面,明确稻纵卷叶螟的扑灯节律可以为轨迹模拟提供更加准确的轨迹分析时间参数。
    土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境
    水氮供应与番茄产量和生长性状的关联性分析
    刘世全,曹红霞,杨慧,刘世和
    中国农业科学. 2014, 47(22):  4445-4452.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.22.010
    摘要 ( 228 )   HTML ( 1 )   PDF (409KB) ( 495 )   收藏
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    【目的】优化温室栽培水肥管理模式,协调作物生长与产量之间的均衡发展,对于高效节水和作物优质高产种植具有重要意义。通过不同灌水施氮试验处理,探讨西北日光温室膜下滴灌番茄水氮供应对产量的影响,揭示影响番茄产量的生长群组指标并获得较优的灌水施氮模式。【方法】本试验研究膜下滴灌不同水氮供应对温室番茄产量的影响,并采用典型相关分析和灰色关联度分析方法对番茄产量和生长性状进行关联性分析。以温室田间试验为基础,设置3个施氮量水平:高氮(N3,常规施氮,350 kg·hm-2)、中氮(N2,常规施氮减28.5%,250 kg·hm-2)、低氮(N1,常规施氮减57%,150 kg·hm-2);灌水量设置3个水平:高水(I3,充分灌水,1.0Ep)、中水(I2,轻度亏水,0.75Ep)、低水(I1,重度亏水,0.5Ep),其中,Ep为Ф20 cm标准蒸发皿累积蒸发量,采用完全随机区组设计,共9个处理,3次重复。试验于温室内进行膜下滴灌,灌水周期设为7-10 d,各处理灌水量通过水表控制供试磷肥和钾肥各处理用量相同,定植前将全部腐熟有机肥、磷肥80%、钾肥50%与部分各氮肥处理(50、150、250 kg·hm-2)作为基肥施入耕作层,其余磷、钾肥和剩余氮肥(100 kg·hm-2)在番茄第一穗果实膨大期、第三穗果实膨大期2次等量均匀随灌溉水追施。【结果】灌水量相同时,番茄产量均随施氮量增加先升高后降低;施氮量相同时,中水和高水处理番茄产量要显著高于低水处理,而两者处理间差异不显著;作物产量随施氮量和灌水量的增加呈二次抛物线变化趋势;通过典型相关分析可知,株高和叶面积的增加可能引起单果重的增加和产量的降低,而根长和干物质的升高可能引起产量的提高和单果重的降低;由灰色关联度分析方法进一步可得,生长性状对产量的关联程度大小表现为:根长>干物质>株高>叶面积>茎粗。【结论】中水中氮处理(灌水量为222.8 mm,施氮量为250 kg·hm-2)是番茄产量较优的水氮供应模式;根长和干物质是影响产量的重要生长指标。
    南疆滴灌棉田休闲期土壤入渗特性研究
    姚宝林,李光永,李发永
    中国农业科学. 2014, 47(22):  4453-4462.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.22.011
    摘要 ( 157 )   HTML ( 1 )   PDF (488KB) ( 293 )   收藏
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    【目的】南疆塔里木盆地是生态环境极其脆弱的极端干旱内陆河流域,是中国主要优质棉生产基地,覆膜及滴灌等节水灌溉技术的发展缓解了棉花生育期水资源短缺矛盾,但冬春灌定额较高。探索膜下滴灌棉田不同地表覆盖模式和冬灌定额对春季休闲期土壤入渗特性的影响,为合理确定春灌定额和提高灌水效率提供依据。【方法】利用双环定水头土壤入渗仪进行土壤入渗试验,设计灌溉方式为冬灌定额200 mm和免冬灌两种;地表覆盖方式分为裸地(冬灌前拔掉棉秆、揭去残膜)、留秆(冬灌时棉秆不拔除,棉秆及残膜留在地里)和玉米秸秆覆盖(冬灌后在留秆棉田覆盖长度5—10 cm、厚度5 cm的玉米秸秆)3种,合计6个处理。比较各处理土壤入渗特性、模型模拟土壤入渗过程、分析土壤入渗影响因素。【结果】冬灌可降低土壤初始入渗速率、稳定入渗率和累计入渗量,冬灌裸地、留秆和秸秆覆盖初始入渗率比免冬灌裸地、留秆和秸秆覆盖减少22.51%、21.49%和12.94%;稳定入渗率分别减少75.86%、27.27%和42.86%;累计入渗量分别减少61.98%、22.18%和29.31%,(免)冬灌秸秆覆盖初始入渗率比裸地和留秆分别减少14.74%、15.20%和4.20%、5.96%;(免)冬灌稳定入渗速率和累计入渗量为裸地>秸秆覆盖>留杆处理,稳定入渗率(免)冬灌裸地分别是秸秆覆盖和留秆的2.96、4.39倍和1.25、1.46倍,累计入渗量免冬灌裸地最大,为免冬灌秸秆覆盖的2.13倍、免冬灌留秆的2.39倍、冬灌裸地2.63倍、冬灌秸秆覆盖3.01倍和冬灌留秆3.07倍。免冬灌裸地入渗速率衰减速度最慢,冬灌裸地入渗速率衰减速度最快。通过对决定系数和均方根误差的分析,通用经验模型和 Kostiakov模型能较好模拟各处理土壤入渗过程,Horton模型次之,Philip模型拟合较差。相关分析表明,土壤初始入渗率、稳定入渗率和累计入渗量与土壤初始含水量和土壤干容重成负相关关系,而与土壤温度和土壤总孔隙度成正相关关系。土壤浅层初始含水量较深层初始含水量对土壤入渗参数影响明显。初始入渗率与0—10 cm土壤初始含水量、土壤温度、土壤容重、土壤孔隙度成显著相关关系,稳定入渗率和累计入渗量与0—10 cm土壤初始含水量、土壤容重、土壤孔隙度成显著相关关系。【结论】南疆滴灌棉田冬季休闲期通过地表覆盖和灌水可降低春季土壤入渗性能,有利于减少春季灌水定额,提高灌水效率。
    农艺措施对干旱区棉田土壤有机碳及微生物量碳含量的影响
    张前兵,杨玲,张旺锋,罗宏海,张亚黎,王进
    中国农业科学. 2014, 47(22):  4463-4474.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.22.012
    摘要 ( 205 )   HTML ( 1 )   PDF (465KB) ( 317 )   收藏
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    【目的】探讨干旱区绿洲棉田农艺措施对土壤有机碳(SOC)及微生物量碳含量(MBC)的影响,揭示农艺措施对农田生态系统土壤碳稳定性的影响机制,为干旱区农业资源高效利用及可持续发展提供理论依据。【方法】试验采用裂裂区设计,以膜下滴灌和常规漫灌2种灌溉方式为主区,秸秆还田与秸秆不还田2种处理为裂区,4种施肥处理:单施有机肥(为腐熟鸡粪,OM)、单施氮磷钾化肥(NPK)、氮磷钾化肥与有机肥配施(NPK+OM)和不施肥(CK)为裂裂区。于棉花出苗后开始测定土壤异氧呼吸强度,并于每年棉花收获期采集土壤样品,测定和分析不同农艺措施下绿洲棉田土壤有机碳及微生物量碳含量。【结果】干旱区绿洲棉田不同农艺措施两两交互及3种措施交互作用下土壤有机碳、微生物量碳含量差异均不显著(P>0.05)。土壤有机碳、微生物量碳含量表层0—20 cm含量均最高,其下层随着土壤深度的增加呈逐渐降低的趋势,至40—60 cm土层降至最低。不同农艺措施下,土壤有机碳含量变化表现为,与常规漫灌方式相比,膜下滴灌方式增加了2.5%—3.0%,秸秆还田比秸秆不还田增加了2.3%—6.3%,与CK处理相比,(NPK+OM)处理土壤有机碳含量增加了14.3%—16.8%,且(NPK+OM)/OM处理土壤有机碳含量显著大于CK/NPK处理(P<0.05)。土壤微生物量碳含量为膜下滴灌方式比常规漫灌方式增加了21.9%—34.3%,秸秆还田比秸秆不还田增加了12.1%—29.4%,与CK处理相比,(NPK+OM)处理土壤微生物量碳含量增加了83.9%—151.0%。棉田土壤微生物熵(qMB)的大小变化在灌溉处理间表现为膜下滴灌>常规漫灌方式,秸秆处理间为秸秆还田>秸秆不还田处理,施肥处理间土壤微生物熵在0—40 cm土层显著大于40—60 cm土层,且不同土层间(NPK+OM)处理土壤微生物熵为最大,其次分别为OM、NPK、CK处理。棉田土壤微生物代谢熵(qCO2)大小变化在不同灌溉处理间表现为膜下滴灌低于常规漫灌方式,秸秆处理间为秸秆还田低于秸秆不还田处理,施肥处理间为(NPK+OM)<OM<NPK<CK,且(NPK+OM)处理与其它各施肥处理差异显著(P<0.05)。不同农艺措施间互作,膜下滴灌方式及秸秆还田措施下,(NPK+OM)处理棉田土壤微生物代谢熵最低。【结论】干旱区棉花生产中,采用膜下滴灌节水技术,氮磷钾化肥和有机肥配施,并实施秸秆还田等农田管理措施,可使土壤质量得到进一步改善,有利于农田土壤的可持续利用。
    园艺
    水氮供应对滴灌施肥条件下黄瓜生长及水分利用的影响
    李静,张富仓,方栋平,李志军,高明霞,王海东,吴东科
    中国农业科学. 2014, 47(22):  4475-4487.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.22.013
    摘要 ( 238 )   HTML ( 1 )   PDF (479KB) ( 482 )   收藏
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    【目的】针对西北半干旱地区温室蔬菜灌水施肥不合理等问题,通过研究不同水氮供应对温室黄瓜生长、产量、产量构成因素、灌溉水利用效率及水分利用效率的影响,以期科学地对水肥进行调控,为实际生产提供参考依据。【方法】利用温室小区试验,以‘博耐9-1’黄瓜为试材,设置3个灌水水平:低水W1(60%ET0)、中水W2(80% ET0)和高水W3(100% ET0),全生育期灌水量分别为126、152和177 mm;4个施氮水平:无氮N0(0)、低氮N1(180 kg·hm-2)、中氮N2(360 kg·hm-2)和高氮N3(540 kg·hm-2),共12个处理。在生育期内对黄瓜的各生长指标进行观测,并统计产量及产量构成因素。【结果】除茎粗外,灌水量与施氮量对黄瓜株高、叶面积指数、干物质量、产量、产量构成因素、灌溉水利用效率(irrigation water use efficiency,IWUE)及水分利用效率(Water use efficiency,WUE)都有显著影响。灌水量与黄瓜株高、叶面积指数、瓜条数、单果重及产量有显著正相关作用,而施氮量对黄瓜生长及产量的影响则因施氮量的不同表现出不同变化趋势。其株高、叶面积指数随施氮量的增加表现为先增大后降低,并在N2处理中获得最大值。干物质量变化趋势略有不同,表现为在W1水平下,干物质量在N2处理中获得最大值,而在N3水平下略有下降,且N2与N3之间差异不显著,其余灌水水平下则随着施氮量的增加表现为不同程度的增加。黄瓜产量随施氮量的增加而增加,当施氮量增加到N2水平时,继续增加施氮量,其增产效果在不同灌水水平下表现为不同趋势,即在W1、W2水平下,施氮量增加至N2水平后继续增加时,产量之间无显著性差异;而在W3处理下,N3比N2水平增产8.4%,差异显著。灌水量对IWUE有显著负相关作用,在W1水平下获得最大值,为41.33 kg·m-2,而灌水量对WUE的影响则表现为先增加后减少的趋势,在W2水平下获得最大值,为55.82 kg·m-2。施氮量对IWUE表现为正相关作用,而对于WUE则因施氮量不同表现出不同的变化趋势,在W1和W2水平下,WUE随施氮量增加表现为先增加后降低的趋势,并在N2水平获得最大值,分别为52.34 kg·m-2、55.82 kg·m-2;W3水平下,WUE则随施氮量的增加显著增加。其中,在W3N3处理下获得最大产量,但其水分利用效率和灌溉水利用效率明显低于W2水平,且W2N2相比于W3N3灌水量减少16.7%,施氮量减少33%,而产量仅减少11.3%,且IWUE提高6.5%,WUE提高11.1%。通过产量与生长指标(株高、茎粗、叶面积指数、干物质量)间的通径分析可知,干物质量和叶面积指数对黄瓜产量的增加具有重要作用,可分别作为黄瓜高产的第一指标和第二指标。【结论】合理的减少灌水量与施氮量不仅能维持黄瓜较好的生长特性,而且能获得较大的经济效益。综合产量与节水节肥因素,W2N2处理(80% ET0,360 kg N·hm-2)可作为较适宜的水氮组合。
    基于SSR标记的中国亚洲韧皮杆菌种群结构研究
    黄爱军,苏华楠,王雪峰,唐科志,李中安,周常勇
    中国农业科学. 2014, 47(22):  4488-4494.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.22.014
    摘要 ( 170 )   HTML ( 1 )   PDF (878KB) ( 277 )   收藏
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    【目的】亚洲韧皮部杆菌是柑橘黄龙病病原。通过筛选SSR(Simple sequence repeat)位点,分析中国境内亚洲韧皮部杆菌(‘Candidatus Liberibacter asiaticus’)的群体结构。【方法】根据已报道亚洲韧皮部杆菌基因组上的25个SSR位点,使用中国不同地理来源的样品,对报道的SSR位点进行筛选,找出其中适宜进行中国样品群体结构分析的位点。应用PCR的方法,对收集的中国境内的285个亚洲韧皮部杆菌相应SSR位点进行扩增,聚丙烯酰胺凝胶电泳。所得电泳图导入软件Quantity One 4.5.0读取产物的碱基数。通过PopGen version 1.31软件评估选出的位点和不同地理来源的样品的多态性,分别使用软件Powermarker 3.25和structure 2.3.4进行聚类分析。【结果】共选出5个SSR位点可用于中国种群结构研究,Nei's多样性指数0.1542—0.9556。其中LasA位点多态性最高,有效等位基因数NE=22.5,Nei's多样性指数H=0.9556。通过这5个位点分析中国境内8个不同地理来源的样品,发现云南省样品存在较高多态性,NE=5.7,H=0.6580。8个地理种群间的遗传距离0.0236—0.5786,遗传相似度0.5607—0.9767,广西和四川遗传距离最大,遗传相似度最小。Powermarker软件以UPGMA方法进行聚类分析的结果显示,所有样品分为两个组群,四川和云南为一个组群;福建、浙江、贵州、广东、广西和江西为一个组群。Structure软件分析也得出了相似的结果,云南和四川样品的种群构成较为单一,90%以上个体为同一组群,而其他6个地理来源不同程度的为两个组群的混合。【结论】基于5个SSR位点分析中国境内的Ca. L. asiaticus表明其可能存在两种不同的群体结构,为进一步研究中国柑橘黄龙病的发生和流行规律提供了有价值的线索。
    畜牧·兽医
    畜禽基因组选择中贝叶斯方法及其参数优化策略
    朱波,王延晖,牛红,陈燕,张路培,高会江,高雪,李俊雅,孙少华
    中国农业科学. 2014, 47(22):  4495-4505.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.22.015
    摘要 ( 180 )   HTML ( 1 )   PDF (584KB) ( 657 )   收藏
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    品种选育在畜禽育种中占十分重要的地位,基因组选择作为畜禽育种的新兴技术手段而备受关注。其优点为可以缩短世代间隔,加快遗传进展,可以不依赖于表型进行选择。2001年,Meuwisen提出基因组选择的概念后,基因组选择首先应用于奶牛育种,至2014年8月,国际公牛组织已有34个成员国在其国家奶牛育种群中应用基因组选择。随着基因组选择的不断推广应用,提高基因组育种值估计准确性的问题有待于解决,当前对基因组选择方法的研究和探讨正在不断深入,有效的模型及算法对提高基因组育种值估计的准确性具有重大现实意义。至今已有17种贝叶斯方法相继被提出,本文简要介绍了基因组选择中的经典BayesA和BayesB方法,其中BayesA假设所有位点都有效应,BayesB假设部分位点有效应,且这部分有效应的位点所占的比例很小,它们的假设模型和算法都不相同。Meuviwisen提出经典贝叶斯方法后,其它贝叶斯方法犹如雨后春笋般涌出,这些新方法的提出,都是基于经典贝叶斯方法原理,对假设模型和算法进行适当改进,以期对模型中的参数进行优化。如BayesC方法在BayesB的基础上对模型中的π值进行优化,BayesCπ和 BayesDπ是在BayesC的基础上进行改进,这两种方法假设各位点的效应方差是相同的,而BayesC假设各位点的效应方差是不同的,BayesDπ又是在BayesCπ基础上对效应方差服从尺度逆卡方分布中的尺度参数进行优化。Bayes Lasso的思想和BayesA一样,不同之处在于它假设标记效应服从另一种分布-拉普拉斯分布,所以标记效应的后验分布也随之改变。BayesRS方法假设各位点的效应方差是按占一定比例的总遗传方差分配的。其它的贝叶斯方法也都是在前人研究的基础之上对模型中的先验假设进行变换和模型中的参数进行优化,以期寻找最适合群体的假设模型和参数。目前广泛应用的贝叶斯算法仍是经典贝叶斯算法以及BayesCπ,这是由于它们计算结果的稳定性和较高的基因组育种值估计准确性。在这3种贝叶斯算法中,基因组育种值估计准确性基本上是BayesB>BayesCπ>BayesA,但某些性状计算的基因组育种值准确性结果并非如此相对于经典贝叶斯方法,参数优化过程在一定程度上提高了基组育种值估计的准确性。总之,在经典贝叶斯方法的基础上,贝叶斯方法的改进算法及其参数优化策略围绕着以提高基因组育种值估计的准确性为目的,通过生物遗传算法与实际的群体情况相结合,寻找最适的假设模型和参数优化策略,丰富和拓展了基因组选择算法,并能使得基因组育种值更具参考价值由于中国的动物育种历程与国外育种差距甚远,利用基因组选择可以加快畜禽育种进程,进而还可以培养新品系,丰富遗传资源。同时对基因组选择在中国的方法研究及应用进行了介绍,面对基因组选择的种种优点,全基因组选择育种技术势在必行。此外,文章还探讨了畜禽基因组选择中贝叶斯方法及其参数优化策略存在的主要问题和今后研究的热点,以期为获得更加可靠和快捷的基因组选择算法提供参考。
    罗伊氏乳杆菌I5007对新生仔猪肠道形态、二糖酶活性和紧密连接蛋白表达的影响
    杨凤娟,曾祥芳,谯仕彦
    中国农业科学. 2014, 47(22):  4506-4515.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.22.016
    摘要 ( 173 )   HTML ( 1 )   PDF (782KB) ( 431 )   收藏
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    【目的】罗伊氏乳酸杆菌是普遍存在于人和动物肠道的有益乳酸杆菌,研究表明,口服罗伊氏乳酸杆菌能显著降低腹泻的发病率和严重程度。研究罗伊氏乳酸杆菌I5007(Lactobacillus reuteri I5007)对新生仔猪肠绒毛发育和肠黏膜屏障功能的影响。【方法】试验选取9窝1日龄的杜×长×大初生仔猪,每窝挑选8头体重相近、出生状况良好的仔猪,按体重分为3组,每组3窝仔猪。即:对照组(灌服0.1%无菌蛋白胨溶液),前4日龄灌服组(1-4 d,每日每头灌服活菌总数为1.2×1010 CFUL. reuteri I5007)和隔4日龄灌服组(1、5、9、13、17和21 d灌服,灌服剂量同前4日龄灌服组)。试验期21 d,试验期间仔猪由各自母猪哺乳饲喂。于试验第7、14和21 天,每个处理组随机选取4头仔猪,空腹称重、麻醉和屠宰,截取相同位置的十二指肠、空肠和回肠,测定其肠绒毛形态,并测定试验结束时(21 d)空肠和回肠二糖酶活性和紧密连接(TJ)蛋白的表达。【结果】灌服L. reuteri I5007对仔猪生长性能没有显著影响(P>0.05),但对不同阶段仔猪的肠道形态有不同程度的影响。7 d时,隔4日龄灌服组与对照组相比,仔猪十二指肠绒毛高度、绒毛高度/隐窝深度、杯状细胞数和回肠杯状细胞数均显著增加(P<0.05),前4日龄灌服组仔猪的十二指肠绒毛高度/隐窝深度、杯状细胞数和回肠杯状细胞数也均显著高于对照组仔猪(P<0.05),但对十二指肠绒毛高度无显著影响(P>0.05);14 d时,隔4日龄灌服组仔猪十二指肠的绒毛高度/隐窝深度和回肠杯状细胞数均显著高于对照组(P<0.05),前4日龄灌服组仔猪的回肠杯状细胞数也显著高于对照组(P<0.05),但却低于隔4日龄灌服组(P<0.05);21 d时,隔4日龄灌服组显著提高了仔猪十二指肠和回肠的杯状细胞数(P<0.05),前4日龄灌服组与对照组相比,仅提高了回肠杯状细胞数(P<0.05),反而降低了十二指肠绒毛高度/隐窝深度(P<0.05)。另外,前4日龄灌服组仔猪空肠隐窝深度显著低于隔4日龄灌服组仔猪(P<0.05),但其十二指肠杯状细胞数和绒毛高度/隐窝深度均显著低于隔4日龄灌服组仔猪(P<0.05)。在二糖酶活性上,隔4日龄灌服组仔猪空肠蔗糖酶和麦芽糖酶活性均显著高于对照组(P<0.05),前4日龄灌服组仅提高了仔猪空肠麦芽糖酶活性(P<0.05),且该组空肠蔗糖酶活性和麦芽糖酶活性均显著低于隔4日龄灌服组(P<0.05)。隔4日龄灌服组对仔猪空肠和回肠的3种TJ蛋白(Claudin-1、Occludin和ZO-1)均有显著的促表达作用(P<0.05),前4日龄灌服组仔猪空肠Claudin-1、ZO-1和回肠Claudin-1的表达也均高于对照组(P<0.05),但是其空肠Occludin显著低于隔4日龄灌服组(P<0.05),且其回肠Claudin-1(P = 0.1)和ZO-1(P = 0.1)相比于隔4日龄灌服组也有降低的趋势。【结论】本试验条件下,新生仔猪隔4日龄灌服L. reuteri I5007(1.2×1010 CFU/头/日),能有效促进仔猪肠绒毛发育,提高空肠二糖酶活性,促进仔猪肠上皮细胞TJ蛋白的表达,在改善新生仔猪的肠黏膜屏障功能中可能起到一定的作用。
    不同氨气浓度对肉鸡生长性能及肉质性状的影响
    李聪,卢庆萍,唐湘方,张继泽,丁泽民,张宏福
    中国农业科学. 2014, 47(22):  4516-4523.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.22.017
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    【目的】氨气是鸡舍中产生的有害气体之一,探讨不同氨气浓度对肉鸡生长性能及肉质性状的影响。【方法】试验在动物营养学国家重点实验室昌平基地的呼吸舱中进行。选择21日龄健康、体重相近(743.6±8.2) g的AA肉公鸡320只,随机分于4个呼吸舱中饲养,一个舱为一个处理,每个处理设4个组内重复,每个重复20只鸡。对照组氨气浓度控制在(3±3)µL·L-1,3个试验组氨气浓度分别控制在(25±3)、(50±3)、(75±3)µL·L-1。网上平养,自由采食和饮水。42日龄时试验结束,试验期间记录肉鸡的日采食量和健康状况,分别于肉鸡32日龄和42日龄时按重复称重,计算肉鸡的日增重及饲料转化率,并从每个重复中随机选取3只肉鸡屠宰取样,测定其屠宰性能和肉质性状。【结果】1)在22—32日龄期间,肉鸡的平均日增重和平均日采食量随着氨气浓度的升高呈线性降低(P<0.05);当氨气浓度达到50、75µL·L-1时,肉鸡的平均日增重和平均日采食量显著低于对照组(P<0.05);氨气浓度对耗料增重比的影响未达显著水平(P>0.05);在此期间,各处理肉鸡的屠宰率、全净膛率、半净膛率等没有表现出显著差异(P>0.05)。2)在33—42日龄期间,肉鸡的平均日采食量也随着氨气的浓度升高呈线性降低(P<0.05);与对照组相比,3个试验组肉鸡的平均日采食量都显著降低(P0.05);氨气浓度对肉鸡平均日增重和耗料增重比的影响未达显著水平(P>0.05)。3)在整个试验期内(22—42日龄),肉鸡的平均日增重和平均日采食量随着氨气的浓度升高呈线性降低(P<0.05);与对照组相比,3个试验组肉鸡的平均日采食量和平均日增重都显著降低(P0.05),而耗料增重比显著提高(P<0.05);随着氨气浓度升高,肉鸡腹脂率有升高的趋势,其中75µL·L-1氨气处理的肉鸡腹脂率显著高于对照组肉鸡的腹脂率(P<0.05)。在整个试验期内,氨气浓度对肉鸡胸肌pH(24 h后)、肉色的影响都未达显著水平(P>0.05),但对胸肌的滴水损失产生了明显的影响,与对照组相比,3个试验组肉鸡胸肌的滴水损失都显著升高(P<0.05)。【结论】鸡舍内氨气浓度达到25µL·L-1时即会影响肉鸡的生长性能及肉质性状,且随着氨气浓度的增加,这种影响加剧,暴露在高浓度氨气中的肉鸡,其腹脂率、胸肌滴水损失率增加。建议鸡舍内氨气浓度应控制在25µL·L-1以内。
    研究简报
    桑树MaDFR的克隆及功能分析
    李军,赵爱春,UMUHOZA Diane,王茜龄,刘长英,鲁成,余茂德
    中国农业科学. 2014, 47(22):  4524-4532.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.22.018
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    【目的】克隆桑树(Morus alba L.)二氢黄酮醇4-还原酶(dihydroflavonol-4-reductase,DFR)基因,并通过烟草过表达研究其对烟草黄酮生物合成的影响,为该基因功能分析及应用提供理论参考。【方法】采用RT-PCR的方法从桑树中克隆出MaDFR,采用农杆菌介导的遗传转化技术,将MaDFR导入模式植物烟草中,获得具有卡那抗性的转基因烟草植株,通过基因组PCR鉴定转基因阳性植株,采用反向PCR的方法分析T-DNA在烟草中的插入位点。通过定量PCR的方法分析MaDFR在烟草中的表达水平,AlCl3分光光度法测定转基因烟草中总黄酮含量,通过DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)清除能力分析总黄酮酸水解前后的抗氧化活性,最后通过高效液相色谱(HPLC)分析烟草花冠中花青素的含量及种类。【结果】从中桑5801中克隆并获得了全长为1 026 bp的MaDFR,编码341个氨基酸残基,其蛋白质具有典型的NADPH结合位点。获得7株具有卡那抗性的烟草转基因株系。分子鉴定4株为转基因阳性株系。MaDFR在转基因烟草中能够表达,但不同转基因株系之间MaDFR表达水平存在较大差异。转基因烟草叶片中总黄酮含量明显增加,其中,DFR-4和DFR-7 2个株系分别增加了30.4%和27.6%,DFR-2和DFR-5分别增加了19.8%和14.2%。抗氧化活性分析发现转基因株系叶片中未酸解总黄酮抗氧化活性存在较大差异,DFR-2、DFR-4的抗氧化能力比对照组提高了近5倍,而DFR-5和DFR-7与对照组没有显著性的差异,转基因株系叶片中总黄酮的抗氧化活性与MaDFR的表达水平具有显著的正相关性。转基因株系叶片中酸解总黄酮抗氧化活性与总黄酮的含量具有显著的正相关性。MaDFR在烟草中的过表达能够增加花冠中花青素的含量,DFR-4株系中花青素含量增加了15%,DFR-5和DFR-7 2个株系中花青素的含量增加了一倍,但转基因烟草花冠中花青素种类没有发生改变。【结论】MaDFR在烟草中的过表达能够显著增加烟草的总黄酮含量及抗氧化作用,也可以显著增加烟草花冠中花青素的含量,但不能改变花青素的种类,说明该基因在矢车菊素类花青素的生物合成代谢路径中具有重要作用。
    中华蜜蜂二倍体雄蜂人工培育及形态测定
    甘海燕,李淑云,曾志将,颜伟玉
    中国农业科学. 2014, 47(22):  4533-4539.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.22.019
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    【目的】研究中华蜜蜂(Apis cerana cerana)二倍体雄蜂并进行人工培育,测定其形态指标,明确中华蜜蜂二倍体雄蜂的生物学特性。【方法】采用复式移虫方法培育中华蜜蜂蜂王,待蜂王性成熟时进行CO2麻醉处理后放回原群,用糖水进行奖励饲喂。蜂王产下大量未受精卵,待雄蜂出房后采用颜料进行标记。雄蜂性成熟后,利用蜂王人工授精技术使蜂王与本群子代雄蜂进行母子回交(多雄交配)。控制蜂王产卵,将工蜂巢房中刚孵化的幼虫移至恒温恒湿培养箱(相对湿度:95%;温度:35℃)中进行人工培育。幼虫前3日龄食物配制为:蜂王浆90%,无菌水10%;第4—6日龄食物成分比例为:蜂王浆50%,葡萄糖6%,果糖6%,酵母抽出物1%,无菌水37%;从第7日龄起食物比例为:蜂王浆43%,葡萄糖9%,果糖9%,酵母抽出物1%,无菌水38%,直到幼虫进入排便期为止。采用流式细胞仪对人工培育和蜂群工蜂巢房出房的雄蜂进行倍性鉴定,并对蜂群工蜂巢房出房的单倍雄蜂和二倍体雄蜂进行形态指标测定比较。【结果】室内人工培育的中华蜜蜂总羽化率偏低,平均为36%,其中26.9%为雄蜂;通过流式细胞仪分析雄蜂倍性发现人工培育的雄蜂92%为二倍体,蜂群工蜂巢房中出房的雄蜂82%为二倍体雄蜂;形态指标测定显示,二倍体雄蜂的初生重与生殖器官重分别为99.78和6.05 mg,均比单倍体雄蜂(分别为105.64和7.02 mg)显著偏小,而前翅长、前翅宽、翅钩数等指标差异不显著。【结论】中华蜜蜂近亲交配的蜂群会产生二倍体雄蜂,部分二倍体雄蜂可在蜂群中发育至成蜂出房,其形态指标与单倍体雄蜂存在一定差异。
    不同产地野生黑果枸杞资源果实多酚组成分析
    闫亚美,戴国礼,冉林武,罗青,李晓莺,秦垦,巫鹏举,曾晓雄,曹有龙
    中国农业科学. 2014, 47(22):  4540-4550.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.22.020
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    【目的】黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr.)主要分布于中国西北地区。其果实在传统中药中被用来治疗心脏病、月经异常及停经等疾病。近年来,发现多酚特别是花色苷类物质是其主要的功效成分。测定并评价不同产地野生黑果枸杞果实中花色苷等多酚的组成情况,为黑果枸杞的品种选育及开发利用提供依据。【方法】采用分光光度计测定其总酚、总黄酮、总花色苷含量;采用HPLC-MS 方法分析鉴定黑果枸杞酚类物质组成及结构;并根据总多酚含量、总黄酮含量、总花色苷含量及多酚共有峰峰面积分别对26个不同产地黑果枸杞的多酚检测结果进行聚类分析。【结果】26个不同产地的黑果枸杞资源果实的总酚含量、总黄酮含量、总花色苷含量的变化幅度分别为8.25—87.77 mg GAE·g-1、18.03—60.44 mg RE·g-1、8.21—31.46 mg·g-1。不同产地的材料间差异较大,其中青海格尔木乌图美仁、新疆甘河子、新疆巴仑台镇、宁夏贺兰12-01黑果枸杞总酚、总黄酮及总花色苷含量较高;通过HPLC-MS分析鉴定,19个多酚类化合物被鉴定出。其中7个为酰化类花色苷,主要花色苷为Petunidin-3-O-rutinoside (cis-p-coumaroyl)-5-O-glucoside。在所有供试黑果枸杞不同产地的材料中共检测到12种共有酚类化合物,其中Petunidin-3-O-rutinoside (cis-p-coumaroyl)-5-O-glucoside在所有供试黑果枸杞中的含量均最高,是黑果枸杞花色苷类多酚的主要成分。各产地样品HPLC特征图谱相似,有个别质量较差的情况存在;聚类参数不同,聚类结果略有差异。根据总酚含量、总黄酮含量、总花色苷含量聚类,聚为7类,甘肃民勤中渠、新疆喀什、宁夏贺兰12-1聚为第六类,新疆甘河子单独聚为第七类,该两类总酚、总黄酮及总花色苷含量均含量分别介于57.74—87.77 mg·g-1、41.52—55.46 mg·g-1和12.25—28.54 mg·g-1。总酚、总黄酮及总花色苷含量都很高,特别是新疆甘河子产地,可作为以多酚和花色苷含量为指标的优质良种材料。根据共有峰面积共聚为5类,其中宁夏贺兰12-1、青海格尔木乌图美仁、新疆甘河子为一类,该类峰面积很高,其中主成分峰面积介于2 350.84—3 092.94。新疆巴轮台镇单独一类,其主成分峰面积高达为3 579.96。【结论】26个不同产地的黑果枸杞中多数富含多酚类物质,特别是酰化矮牵牛素花色苷含量丰富,是较好的开发富含花色苷类多酚的功能性食品资源。