Please wait a minute...
广告服务

当期目录

    2015年 第48卷 第11期 刊出日期:2015-06-01
      
    作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
    水稻长护颖突变体基因的克隆与表达分析
    朱玲,陈晓琼,杜康兮,韩保林,冉秀华,张红宇,徐培洲,吴先军
    中国农业科学. 2015, 48(11):  2085-2095.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.11.001
    摘要 ( 279 )   HTML ( 3 )   PDF (3064KB) ( 378 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    【目的】利用EMS对水稻(Oryza sativa L.)保持系品种宜香1B进行诱变,筛选出3份长护颖突变体。通过基因定位和克隆,探明控制该性状的遗传基础以及分子机理,并在不同器官进行表达分析,了解该基因表达特点。【方法】以3份水稻长护颖突变体Oslg-1Oslg-2Oslg-3为材料,进行表型分析、等位性鉴定、基因定位、生物信息学分析,以及qRT-PCR定量表达分析。【结果】Oslg-1突变体小穗在幼穗发育早期与野生型无明显差异,但在成熟期其护颖的远轴表皮细胞凸起且粗糙,形成的结节轴向对齐排列,且毛状物较多,形成垂直相间的横纵沟,与外稃表皮细胞结构相似。遗传分析表明,该类突变表型受1对隐性基因控制,OsLG定位于第7染色体短臂SSR标记RM5344和RM20934之间,遗传距离分别为1.11和0.82 cM,物理距离为246.3 kb。对该区域候选基因分析和测序,发现LOC_Os07g04670基因在编码区第182位碱基(T→A)改变,导致其编码氨基酸第61位(Leu→His)的改变。等位性分析表明,Oslg-2Oslg-3Oslg-1属等位变异,进而对突变体Oslg-2Oslg-3OsLG测序,突变分别发生在第316位(T→A)和119位(T→C)碱基,导致其编码的氨基酸第106位(Trp→Arg)和第40位(Leu→Pro)突变。对该基因进行同源进化分析和序列比对,表明该基因可能调控水稻护颖伸长。对本突变材料的候选基因和另一控制护颖性状的PAP2进行实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析,结果表明,OsLG在水稻的叶片、穗、叶鞘和根中均有表达,且在穗部表达最高,而PAP2在除穗部以外的其他部位几乎不表达,表明2个控制护颖性状的基因均具有组织特异性,且PAP2的特异性更强;在长护颖突变体中,2个基因表达量均下调,表明其具有协同表达特点。【结论】3份水稻长护颖突变体OsLG与已报道的G1为同一基因,其功能结构域内氨基酸的突变导致长护颖发育;OsLGPAP2在穗部具有协同表达的特点。
    抗旱转基因小麦(Triticum aestivum L.) 的杂草性评价
    姜奇彦,李新海,胡正,马有志,张辉,徐兆师
    中国农业科学. 2015, 48(11):  2096-2107.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.11.002
    摘要 ( 271 )   HTML ( 2 )   PDF (4750KB) ( 439 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    【目的】全球转基因作物商业化迅猛发展,包括杂草化在内的一系列生态风险评估和研究尤为重要。文章中系统评价抗旱转基因小麦MGX-L大面积推广种植可能带来的演化为杂草的生态风险,为转基因抗旱小麦的环境安全评价标准制定提供科学依据。【方法】通过比较荒地和栽培地上抗旱转基因小麦、受体小麦和当地常规品种的农艺性状,评价转基因小麦的生存竞争能力;并比较荒地上生存的转基因小麦与受体的繁殖系数,评价转基因小麦群体在野外的生存能力。比较转基因小麦和受体品种的自生苗比率、种子落粒性、及深埋和浅埋地下种子萌发情况,评价转基因小麦的自然延续能力。比较转基因小麦和受体品种的花粉活力、花粉大小和花粉育性,评价转基因小麦的自然繁育能力。综合分析以上各项评价结果,评价抗旱转基因小麦演变为杂草的可能性。【结果】转基因小麦在栽培地上种植,其株高、总穗数和穗粒数与受体品种相比,没有显著差异,而转基因小麦的产量、千粒重显著高于受体品种。但和其他非转基因当地主栽小麦品种相比,或没有显著差异,或低于其他非转基因小麦品种,因此,转基因小麦与其非转基因小麦对照相似,在栽培地种植没有更强的生存竞争能力。在荒地环境下,转基因小麦生存竞争能力和受体品种没有显著差异。在荒地上种植且成熟的转基因小麦,单位面积内收获的总籽粒数少于上一年种下的种子粒数,其繁殖系数低于1。转基因小麦群体不可能在野外环境中自然维持下去。转基因小麦种子的落粒性和产生自生苗比率与受体品种相比没有显著差异。深埋20 cm以下土层的转基因小麦和受体品种的种子全部腐烂;浅埋3 cm土层的转基因小麦和受体品种的种子或者腐烂或者出苗,没有发现未萌发且保存完好能够保持活力继续发芽的种子,二者的种子腐烂或出苗的比率没有显著差异,说明转基因小麦和受体品种种子的延续能力低且无显著差异。【结论】转基因抗旱小麦MGX-L与其受体对照品种济麦22及其他非转基因当地主栽品种相似,耐旱性状的引入不会增加小麦的杂草化潜势。
    普通烟草及其祖先种基因组SSR位点分析
    童治军,焦芳婵,肖炳光
    中国农业科学. 2015, 48(11):  2108-2117.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.11.003
    摘要 ( 185 )   HTML ( 1 )   PDF (1827KB) ( 371 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    【目的】普通烟草(N. tabacum ,2n=24Ⅱ=48 TTSS)及其2个祖先种-绒毛状烟草(N. tomentosoformis,2n=12Ⅱ=24 TT)和林烟草(N.sylvestris,2n=12Ⅱ=24 SS)基因组SSR位点信息的统计分析,有助于烟草属植物的遗传分析。【方法】从公共数据库NCBI(National Center for Biotechnology Information)中下载上述3个烟草基因组数据,应用SSRIT和TRF软件分析其各自SSR位点分布特征,每个基因组随机合成50对SSR引物扩增多态性。【结果】在绒毛状烟草基因组、林烟草基因组和普通烟草基因组中分别获得218 081、263 478和397 432个SSR总位点,其间的平均距离分别为7.52、7.78和9.06 kb。绝大部分的SSR位点分布在内含子和UTR(尤其是5′-UTR)区域;以2核苷酸和3核苷酸类型为主,占基因组内SSR位点总数目的2/3以上,其中,2核苷酸类型丰度最高;含有A(T)n基序结构的频率及数量最高;除单核苷酸类型外,重复次数多在3—10。150对合成的引物对8个烟草种DNAs进行PCR反应,所有材料均能扩增出清晰稳定的目标片段,其中36对引物显示多态性。【结论】绒毛状烟草、林烟草和普通烟草基因组内SSR呈现一定的分布特征,表明SSR位点在亲缘关系相对较近的烟草种间具有高度保守性。
    耕作栽培·生理生化·农业信息技术
    去苞叶对夏玉米籽粒灌浆特性和产量的影响
    秦营营,董树亭,魏珊珊,张吉旺,刘鹏,赵斌
    中国农业科学. 2015, 48(11):  2118-2126.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.11.004
    摘要 ( 238 )   HTML ( 1 )   PDF (383KB) ( 521 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    目的】在大田试验条件下,设置不同去苞叶处理,研究去苞叶后夏玉米产量、籽粒体积、干重、脱水速率、籽粒灌浆速率以及籽粒黑层出现和乳线消失所需时间的变化,以期明确去苞叶对夏玉米籽粒产量和籽粒灌浆特性的作用。【方法】以先玉335(XY335)、郑单958(ZD958)和登海661(DH661)为试验材料,设置不同去苞叶处理:去苞叶1/4(S1)、去苞叶1/2(S2)和苞叶全去(S3)以及对照(CK),研究去苞叶对夏玉米产量、籽粒灌浆特性以及籽粒黑层出现和乳线消失所需时间的影响等。【】去苞叶后夏玉米产量显著下降,XY335的S1、S2和S3处理的产量较CK分别下降9.45%、13.78%和27.89%,ZD958分别下降10.72%、15.07%和24.75%,DH661分别下降9.31%、16.01%和22.35%,去苞叶数越多,产量下降幅度越大。去苞叶后夏玉米的千粒重和穗粒数等产量构成因素显著下降,S3处理影响最显著,XY335的S3处理千粒重和穗粒数分别下降15.30%和14.87%,ZD958分别下降11.22%和15.24%,DH661分别下降15.10% 和8.55%。此外,去苞叶显著影响夏玉米的籽粒灌浆特性,影响随去苞叶数的增多而显著加剧。去苞叶后籽粒到达最大灌浆速率时的天数(Dmax)显著减少,S3处理影响最显著,XY335、ZD958和DH661的S3处理的Dmax较CK分别缩短3 d、4 d和3.5 d。去苞叶后灌浆速率最大时的生长量(Wmax)和籽粒灌浆活跃期(P)等也均显著降低,且去苞叶数目越多,Wmax和P的下降幅度越大,XY335﹑DH661和ZD958的S3处理的Wmax较CK分别下降12.75%、17.78% 和17.12%。XY335﹑DH661和ZD958的S1﹑S2、S3的P较CK分别下降6.22%、9.82%和11.78%,5.39%、8.39%和13.09%,0.17%、2.39%和5.97%。去苞叶后籽粒鲜重和籽粒体积显著下降,籽粒脱水速率显著提高,灌浆时间减少,籽粒乳线消失时间和籽粒黑层出现时间较正常发育的籽粒缩短,S3处理影响最显著,XY335﹑ZD958和 DH661的S3处理的籽粒乳线消失所需时间较CK分别缩短10 d、6 d和4 d,籽粒黑层出现所需时间较CK分别缩短10 d、5 d 和4 d。【结论】去苞叶后灌浆速率最大时的生长量、达最大灌浆速率时的天数和籽粒灌浆活跃期均显著降低,籽粒脱水速率显著提高,导致籽粒灌浆时间缩短,籽粒干物质积累量显著下降,籽粒乳线消失和黑层出现的时间较正常发育籽粒缩短,进而严重影响夏玉米籽粒的正常灌浆,最终导致夏玉米产量显著下降,且其影响程度随去苞叶数目的增加而加剧。
    生长物质对彩色棉胚珠离体培养纤维发育的影响
    刘松江,龚文芳,孙君灵,庞保印,杜雄明
    中国农业科学. 2015, 48(11):  2127-2142.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.11.005
    摘要 ( 235 )   HTML ( 1 )   PDF (5697KB) ( 441 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    【目的】天然彩色棉是理想的绿色、环保、健康纺织原料,建立并优化棕色棉和绿色棉胚珠离体培养体系,研究渗透压调节剂、植物生长调节剂和类黄酮代谢前体物质等生长物质对彩色棉胚珠培养纤维发育的影响,为彩色棉纤维色泽改良提供一定的理论基础。【方法】以棕1-61、RT白絮、绿棉CC28为材料,采用常规栽培管理方法种植,在开花当天标记棉铃,取开花后3 d的棉铃进行离体培养。所有处理均在BT培养基基础上添加10.0 μmol·L-1的IAA和5.0 μmol·L-1的GA3,此外分别采用不同浓度的渗透压调节剂(甘露醇、氯化钠、氯化钾、蔗糖)、植物生长调节剂(茉莉酸甲酯、油菜素内酯)和类黄酮代谢前体物质(苯丙氨酸、阿魏酸)进行处理。除了考察油菜素内酯和茉莉酸甲酯交互作用的试验外,其他均为品种和处理的双因素试验。在离体培养30 d后观察纤维显色状况、测量纤维长度并称取胚珠鲜重、纤维干重和胚珠干重。试验中每个处理的数据均计算平均数和标准误,主要采用最小显著差数法或新复极差法进行多重比较。【结果】离体培养条件下彩色棉纤维在培养后15 d显色;适合彩色棉胚珠生长和纤维发育的最佳处理为5 g·L-1蔗糖,其中棕1-61纤维长度、胚珠鲜重、纤维干重和胚珠干重比对照分别显著增加28.35%、20.69%、103.70%和75.84%(P<0.05),绿棉CC28纤维长度、胚珠鲜重、纤维干重和胚珠干重比对照分别显著增加8.10%、16.07%、63.14%和82.76%(P<0.05);0.05 μmol·L-1MeJA处理时棕1-61纤维长度比对照显著增加22.90%(P<0.05),CC28纤维长度对照增加4.39%,差异不显著;0.5 μmol·L-1BR处理使棕1-61、CC28纤维长度分别比对照显著增加22.46%和11.56%(P<0.05);25 μmol·L-1阿魏酸处理下棕1-61、CC28纤维长度分别比对照显著增加了8.72%和8.81%(P<0.05);添加适宜浓度的甘露醇(30 g·L-1)、氯化钠(0.10 mol·L-1)、氯化钾(0.20 mol·L-1)、蔗糖(10 g·L-1)、茉莉酸甲酯(40 μmol·L-1)或者苯丙氨酸(0.10 mmol·L-1)有利于棕色棉显色,其中40 μmol·L-1茉莉酸甲酯效果最好;试验所用的生长物质处理下,绿色棉显色差异不大。【结论】蔗糖为彩色棉胚珠生长和纤维发育提供了糖源和渗透环境;适宜浓度的茉莉酸甲酯、油菜素内酯或阿魏酸有利于棕色棉和绿色棉纤维伸长发育;油菜素内酯和茉莉酸甲酯存在交叉作用,油菜素内酯主要参与纤维伸长过程中,而茉莉酸甲酯可能参与到棕色棉色素代谢过程中;一定浓度的甘露醇、氯化钠、氯化钾、蔗糖、茉莉酸甲酯或苯丙氨酸有利于棕色棉色素合成;渗透压调节剂、植物生长调节剂和类黄酮前体物质对绿色棉纤维显色作用不明显。
    葡萄树形态结构与生长发育过程数字化表达方法研究
    温维亮,王勇健,李超,王传宇,郭新宇
    中国农业科学. 2015, 48(11):  2143-2151.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.11.006
    摘要 ( 261 )   HTML ( 1 )   PDF (934KB) ( 13589 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    【目的】用数字化方式描述植物形态结构与生长发育过程,是正确认识和表达植物生长发育规律的有效手段。本文旨在对形态结构较为复杂的葡萄树进行精确描述与定量分析,对葡萄树的数字化表达和处理技术进行研发与深化。【方法】针对葡萄树的形态结构特征和生长发育过程,划分并定义葡萄树的基本结构单元,包括葡萄树主干、多年生蔓、新梢和着生于枝蔓上的器官,其中新梢包括果枝和营养枝;着生于枝蔓上的器官包括芽、花序、果穗、副梢、叶片和卷须等。基于对葡萄树结构单元的划分,借鉴国内外结构单元的命名经验、习惯与演变趋势并结合田间观察结果,遵循葡萄树各结构单元出生的时空顺序,系统地提出了以年为单位的葡萄树地上部各结构单元数字化命名方案,以字母表示结构单元的类型,数字表明出生顺序和结构单元编号。命名方案还包含了各结构单元的着生关系和分枝来源等信息,整合了多年生长机制下由新梢到蔓,再到多年生蔓的生长变化过程,并以节间为单位,以有序集的方式描述了新梢的构成。在命名方案基础上,给出了组合器官与复杂操作表示方法,包括(1)基于结构单元命名的葡萄树结果母枝与结果枝组的复杂器官表示方法;(2)人工修剪对葡萄树结构变化的数字化描述;(3)以年为单位的葡萄树动态生长数字化描述;(4)多年生葡萄树生长发育过程回溯;(5)基于葡萄树结构表示的各级结构单元量化统计分析等方法。【结果】以郑州国家葡萄种质资源圃极短梢修剪的V字形‘赤霞珠’葡萄树和北京市农林科学院林业果树研究所试验温室的搭架式T字形‘香妃’葡萄树为例,分别给出两种树形的数字化表达,实现了复杂葡萄树结构的明确表示,包括各器官的唯一性命名、各器官的连接关系等。在结构表示的基础上,进行了新梢结构单元量化统计、副梢及卷须人工修剪、种植年限增加带来的葡萄树结构变化表达等的数字化描述,结果表明方法对不同树形、不同生长时期葡萄树形态结构描述的普适性与有效性。【结论】葡萄树形态结构的数字化表示有助于更加直观地理解葡萄树的形态结构与生长发育方式,对葡萄树功能-结构模型的构建,实现葡萄树形态结构的精确描述、可视化表达、定量分析,以及对葡萄树内部各要素的状态、发展演变过程的定量计算和模拟及进一步的预测和评价具有重要意义。葡萄树结构单元划分与命名方案对相似结构的木本植物研究有一定的借鉴与参考作用。
    植物保护
    玉米抗穗腐病研究进展
    段灿星,王晓鸣,宋凤景,孙素丽,周丹妮,朱振东
    中国农业科学. 2015, 48(11):  2152-2164.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.11.007
    摘要 ( 300 )   HTML ( 1 )   PDF (453KB) ( 915 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    玉米是世界上最重要的农作物之一,中国玉米总产量占全国所有谷物产量的38.12%。穗腐病是玉米生产中的重要病害,在降低玉米产量和品质的同时,产生的毒素也危害人畜安全。抗性品种的选育和利用是控制玉米穗腐病的经济、安全和有效措施。目前,国内外对玉米穗腐病的致病菌进行了较为详细的研究,鉴定出40余种病原真菌,其中拟轮枝镰孢、禾谷镰孢和黄曲霉引起的穗腐病发生普遍,危害最为严重。建立了4种玉米抗穗腐病鉴定的方法,即双牙签接种法、花丝喷雾法、花丝通道注射法和针刺果穗注射法,从数千份玉米种质资源中筛选出一批抗拟轮枝镰孢、禾谷镰孢或黄曲霉穗腐病的材料。明确了玉米抗穗腐病的物理与生化机制,主要表现为抗侵染和抗扩散两个方面。对部分材料进行了抗性遗传分析和抗性基因QTL定位研究,在玉米1—8号染色体上检测到60余个抗黄曲霉侵染或抑制黄曲霉毒素积累的QTL;定位了55个抗拟轮枝镰孢穗腐病、29个抗禾谷镰孢穗腐病、16个抗伏马毒素和DON毒素的QTL,并通过meta-QTL分析获得了数个能稳定表达且贡献率较大的QTL位点。创制了10余份抗穗腐病种质,育成了少数对穗腐病具有较好抗性的玉米新品种。尽管如此,抗性研究和抗病育种成果用于生产实践的事例仍很少,生产上缺乏抗穗腐病且高产优质的玉米品种。本文从玉米穗腐病病原类型、抗性种质筛选与评价、抗性遗传及抗性基因的发掘与分子定位、抗性机制、抗病品种的选育等方面对国内外玉米抗穗腐病研究进行了综述,并对今后的相关研究进行了展望,以期对促进玉米抗穗腐病研究有所裨益。
    大斑刚毛座腔菌高产漆酶条件的响应面优化及酶学特性
    曹可可,刘宁,马双新,曹志艳,梁东旭,柴江婷,董金皋
    中国农业科学. 2015, 48(11):  2165-2175.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.11.008
    摘要 ( 188 )   HTML ( 1 )   PDF (2744KB) ( 274 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    【目的】优化大斑刚毛座腔菌(Setosphaeria turcica)高产漆酶的最佳发酵条件,确定其酶学性质,为进一步开发应用奠定基础。【方法】以大斑刚毛座腔菌为出发菌株,首先采用单因素试验确定影响菌株产漆酶的碳源、氮源及铜离子的种类及范围,并在单因素试验的基础上,以漆酶酶活力为响应值,采用central composite design(CCD)响应面设计试验,利用Design Expert软件对响应值进行3因素3水平下的多元二次回归拟合分析,优化大斑刚毛座腔菌产漆酶的发酵培养基成分;初步分离大斑刚毛座腔菌发酵液中的漆酶,以ABTS为反应底物,设置不同温度及pH,测定漆酶的最适反应温度、pH及热稳定性、pH稳定性,进一步测定其反应动力学常数Km值、Vm值,确定其酶学特性。【结果】建立了以漆酶酶活力为响应值的多元二次回归模型,模型差异显著(P=0.0001),可以用该模型来拟合试验;响应面分析结果表明,各因素对漆酶活力的影响大小依次为Cu2+>葡萄糖>尿素,而葡萄糖和尿素交互作用极显著;通过拟合求出模型极值点,对应的大斑刚毛座腔菌产漆酶的最佳培养条件为:葡萄糖50.05 g?L-1,KH2PO4 1 g?L-1,尿素1.46 g?L-1,MgSO4 0.5 g?L-1,蛋白胨2 g?L-1,玉米浆0.5 g?L-1,CuSO4 0.07 g?L-1,Tween80 3 mL?L-1,28℃,150 r/min振荡培养7 d;在此条件下漆酶活力最高达(40.00±1.20)U?mL-1。对大斑刚毛座腔菌漆酶发酵液初步分离,经SDS-PAGE检测其漆酶相对分子量约为80 kD;以ABTS为底物时,最适反应温度为50℃,最适pH为4.2,在温度较高且弱酸性条件下活性较高,并且具有良好的温度稳定性和pH稳定性,常温下pH为4.2保持14 h后酶活力基本不变,50℃保温14 h后漆酶活力仍保持在60%以上;进一步在常温、pH为4.2时测定其米氏常数Km值为0.036 mmol?·L-1,最大反应速率Vm为28.63 mmol?L-1?min-1。【结论】利用大斑刚毛座腔菌液体发酵产漆酶并研究其酶学特性,表明作为玉米致病菌的大斑刚毛座腔菌产漆酶具有发酵周期短、活性高、稳定性好等特性,可进一步研究开发应用。
    苯醚甲环唑和氟啶胺的两种制剂包衣种子对花生土传真菌病害的防治效果
    管磊,郭贝贝,王晓坤,张大侠,王凯,刘峰
    中国农业科学. 2015, 48(11):  2176-2186.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.11.009
    摘要 ( 271 )   HTML ( 1 )   PDF (1357KB) ( 478 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    【目的】中国花生产区普遍发生冠腐病、根腐病和白绢病,严重影响花生生产。研究旨在比较并评价苯醚甲环唑与氟啶胺的微囊悬浮剂(microcapsule suspension,CS)和悬浮种衣剂(flowable concentrate for seed treatment,FS)对3种致病菌的毒力、包衣种子对花生的安全性以及对这3种病害的防治效果,以明确不同剂型制剂的安全性、持效期和施药方法。【方法】分别采用孢子萌发法和菌丝生长速率法比较苯醚甲环唑和氟啶胺的CS和FS对花生冠腐病菌、根腐病菌和白绢病菌的室内毒力,采用种子包衣法评价苯醚甲环唑和氟啶胺的两种制剂对花生的安全性,并进行田间药效试验。【结果】6%苯醚甲环唑FS、15%苯醚甲环唑CS、50%氟啶胺FS和12%氟啶胺CS对花生冠腐病菌孢子萌发的抑制率差异较大,其EC50分别为0.0503、0.4959、5.6141和46.5433 mg?L-1;对花生根腐病菌的EC50分别为0.5386、2.8604、0.3780和28.1665 mg?L-1;对花生白绢病菌的EC50分别为1.1435、3.2615、0.0951和3.8920 mg?L-1,表明微囊化后有效成分释放速度均显著减慢。20和25℃恒温下,与对照相比,苯醚甲环唑FS和CS 50、100、200 g a.i./100 kg 种子、氟啶胺FS和CS 40、80和160 g a.i./100 kg 种子包衣对花生出苗率、出苗时间、根长及鲜重、株高和茎叶鲜重均无明显影响。田间试验结果,所有处理的花生出苗时间和出苗率均无差异,6%苯醚甲环唑FS和15%苯醚甲环唑CS 100、200 g a.i./100 kg种子包衣对花生冠腐病、根腐病和白绢病的防效均达68.03%以上,12%氟啶胺CS 160 g a.i./100 kg 种子对3种花生土传真菌病害的田间防效达74.97%以上,显著高于相同剂量的50%氟啶胺FS的防效。所有药剂处理均显著增加荚果产量,其中15%苯醚甲环唑CS 200 g a.i./100 kg种子处理的增产率最高,达7.22%—11.47%。【结论】6%苯醚甲环唑FS和15%苯醚甲环唑CS均在100、200 g a.i./100 kg种子,12%氟啶胺CS 160 g a.i./100 kg种子剂量下处理种子对花生安全,一次处理可以同时降低花生冠腐病、根腐病和白绢病的危害。
    土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境
    根层调控对小麦-玉米种植体系氮素利用及土壤硝态氮残留的影响
    彭亚静,汪新颖,张丽娟,郝晓然,乔继杰,王玮,吉艳芝
    中国农业科学. 2015, 48(11):  2187-2198.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.11.010
    摘要 ( 282 )   HTML ( 1 )   PDF (435KB) ( 458 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    【目的】针对华北平原冬小麦-夏玉米轮作区高产田水肥资源利用效率低、氮素累积严重的问题,探索不同根层调控措施对作物氮素利用及土壤NO3--N残留的影响。【方法】以华北平原高产粮田为对象,设置传统水氮、水氮调控、调控+土壤调理剂(Agh)、调控+CRU(用含量为43%的缓释尿素代替氮肥)和调控+植物生长调节剂(GGR)田间小区试验,采集测定土壤、植株及根系样品,分析不同根层调控措施对氮素利用的效果。【结果】在控水减氮前提下,调理剂和GGR处理的小麦玉米周年产量、吸氮量均高于传统水氮。小麦拔节期GGR处理80—100 cm土层根系分布较多,表明GGR能促进中下层根系的发育;玉米大喇叭口期,藁城调理剂和大名GGR处理20—50 cm土层的根长密度均明显高于传统水氮。第一个轮作季,藁城和深州GGR的0—200 cm土体各土层硝态氮残留量均显著低于传统水氮,尤其在60—100 cm土层硝态氮的残留最低;第二个轮作季,藁城调理剂和大名GGR处理各土层硝态氮的残留量显著低于传统水氮。第一个轮作季的调理剂和第二个轮作季的GGR(藁城)的氮素表观亏缺量较大,说明根层调控促进了作物对土壤累积氮素的利用。根层调控措施能够达到经济和生态的双赢,灌溉水分利用效率(WUE)和氮偏生产力(PFPN)较传统水氮平均提高了2.47 kg·m-3和18.08 kg·kg-1,平均增收258.43元/667 m2。【结论】在华北平原高产田,不同根层调控措施的小麦、玉米单季及周年的产量较传统水氮平均分别提高了8.58%、5.99%和7.13%;两季作物收获后0—100 cm土层中土壤硝态氮残留量较传统水氮平均分别降低了70.73和59.44 kg·hm-2,明显降低了土壤硝态氮的残留,减缓了向土体深层的淋溶损失;促进了小麦、玉米关键生育期根系的发育。总之,通过在控水减氮的基础上添加土壤调理剂和植物生长调节剂(GGR)可以显著提高作物产量,能使其充分挖掘土壤累积氮素,实现节本增效,提高水肥利用效率。
    渭北苹果园土壤钙素退化状态
    魏彬萌,王益权,石宗琳,李鹏,史红平,梁化学,王加旭
    中国农业科学. 2015, 48(11):  2199-2207.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.11.011
    摘要 ( 251 )   HTML ( 1 )   PDF (501KB) ( 334 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    【目的】针对渭北苹果主产区出现的随植果年限增加,果树过早衰老,苹果的苦痘病、水心病、痘斑病等生理性病害频繁发生的问题,对该区苹果园土壤钙素退化部位、退化趋势及退化程度等进行了研究,以期查明制约苹果品质和果业可持续发展的因素,为果园土壤科学管理提供依据。【方法】在渭北黄土塬区分别选取<10 a、10—20 a、>20 a 3个园龄的苹果园各4个,并以土壤条件相同的农田作对照,在树冠层投影范围内距树干2/3处逐层采集剖面0—100 cm土壤样品,研究不同园龄果园土壤碳酸钙、交换性钙、水溶性钙含量及其贮量变化情况。【结果】3个不同园龄苹果园土壤碳酸钙在0—100 cm土层的总贮量随植果园龄的增加而降低,0—50 cm土层碳酸钙含量及贮量随园龄增加显著减少,50—100 cm则随园龄增大呈现逐渐增加趋势。10 a以上果园0—50 cm土层的碳酸钙总贮量显著低于农田。各果园土壤交换性钙在0—100 cm土层的总贮量随植果园龄的增加呈减少趋势,0—40和60—100 cm土层土壤交换性钙含量及贮量也随园龄的增加而减少,而40—60 cm土层则随园龄的增加而稍有增加。与农田相比,果园土壤的交换性钙均有所增加。各果园0—50 cm土层水溶性钙含量及其贮量都高于50—100 cm土层,10 a以上果园10—30 cm土层的水溶性钙含量最高。与农田土壤相比,3个园龄果园土壤水溶性钙含量都有所增加【结论】即使在富含石灰质的渭北黄土旱地,因长期植果明显加速了土壤钙素退化。随园龄增大果园土壤钙素库容及有效钙供给减小,已成为该地区土壤化学性质隐性退化的特征之一。在重视果园大量养分管理的同时,警示关注包括钙素在内的中微量养分的演化趋势。
    园艺
    苹果MdMYB9MdMYB11表达及其蛋白互作分析
    安秀红,张修德,陈可钦,刘肖娟,郝玉金,程存刚
    中国农业科学. 2015, 48(11):  2208-2216.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.11.012
    摘要 ( 255 )   HTML ( 1 )   PDF (2288KB) ( 603 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    【目的】克隆苹果(Malus domestica)中的TT2同源基因MdMYB9MdMYB11,分析它们的序列特征,并对这两个基因在不同组织器官及光诱导条件下的表达特性及蛋白互作进行分析,为进一步解析这两个基因的功能奠定基础。【方法】采用同源克隆的方法分离得到MdMYB9MdMYB11;利用DNAMAN软件对这两个蛋白的分子量、等电点等进行预测及对氨基酸序列进行分析,同时利用MEGA4.0软件构建这两个蛋白与拟南芥R2R3家族MYB蛋白的系统进化树;利用定量PCR检测这两个基因在不同组织器官、不同发育时期苹果果皮及种子和光照处理条件下的表达特性;利用酵母双杂交检测这两个MYB蛋白与花青苷合成相关蛋白MdbHLH33之间的互作关系。【结果】序列分析显示,MdMYB9开放阅读框长度为873 bp,编码290个氨基酸残基,与拟南芥TT2序列同源性为38.13%;MdMYB11开放阅读框为861 bp,编码286个氨基酸残基,与TT2同源性为32.44%;蛋白结构分析显示,MdMYB9和MdMYB11蛋白的N端都含有保守的R2R3功能域;进化树分析显示,这两个MYB蛋白都与拟南芥原花青苷合成相关蛋白TT2聚在同一个分支;荧光定量结果表明,MdMYB9MdMYB11在苹果根、茎、叶和花中均有表达,但各器官中表达水平存在差异;同时,这两个基因在不同发育时期的种子及果皮中都有表达,其中均在发育中期表达水平最高;此外,光照诱导条件下MdMYB9MdMYB11的表达变化无明显差异。酵母双杂交结果显示,MdMYB9和MdMYB11均能够与花青苷合成相关蛋白MdbHLH33相互作用。【结论】苹果MdMYB9MdMYB11属于R2R3类MYB蛋白,在不同组织器官及不同发育时期的果皮和种子中都有表达,并与MdbHLH33蛋白相互作用。
    柑橘砧木对砂糖橘果实糖积累的影响
    刘翔宇,李娟,黄敏,梁春辉,陈杰忠
    中国农业科学. 2015, 48(11):  2217-2228.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.11.013
    摘要 ( 260 )   HTML ( 1 )   PDF (412KB) ( 547 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    【目的】分析不同砧木对砂糖橘果实糖积累、相关酶活性与基因表达水平的影响,以及激素在其中发挥的作用,揭示不同砧木影响砂糖橘果实糖积累的生理与分子机制,为生产上柑橘砧木的使用提供理论依据。【方法】以砂糖橘为接穗,枳壳和红黎檬为砧木,测定果实成熟过程中糖含量及蔗糖代谢相关酶活性变化,并利用实时荧光定量 PCR对蔗糖代谢相关酶及蔗糖转运蛋白的基因表达模式进行分析;同时测定果实中脱落酸(ABA)水平和ABA生物合成中的限速酶9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)的基因表达变化。【结果】砂糖橘果皮以积累还原糖为主,而果肉以积累蔗糖为主。在果实成熟期,枳壳砧砂糖橘果皮和果肉中可溶性总糖及蔗糖含量皆显著高于红黎檬砧的。枳壳砧砂糖橘果实中蔗糖合成酶(SS)活性更高。荧光定量PCR分析显示,在成熟期枳壳砧砂糖橘果皮与果肉中蔗糖合成酶基因SS2的表达量显著高于红黎檬砧的,而酸性转化酶基因CWINV1表达明显低于红黎檬砧的,且CWINV1表达量与蔗糖积累呈显著负相关(r=-0.648*)。同时,果皮与果肉中蔗糖转运蛋白基因SUC3表达随果实成熟呈上升趋势,且与可溶性总糖含量呈显著正相关(r=0.87*),后期都为枳壳砧的显著高于红黎檬砧的。此外,随着果实的成熟两种砧木砂糖橘果皮中ABA含量逐渐升高,且与SS2、SUC3表达呈显著正相关,后期枳壳砧的果皮ABA含量显著高于红黎檬砧的;果肉中ABA含量变化波动不大,同样是枳壳砧的ABA水平更高。在果皮中,ABA生物合成中的限速酶NCED的基因NCED1表达趋势与ABA含量变化相似,呈上升趋势,后期枳壳砧的表达量明显高于红黎檬砧的;果肉中,枳壳砧的NCED1表达在后期明显上调,其表达量也显著高于红黎檬砧的。【结论】不同砧木对砂糖橘果实糖积累产生显著的影响。柑橘砧木主要通过影响砂糖橘果实蔗糖代谢酶的活性及其相关基因表达如SS2CWINV1等来调节糖的代谢从而调控果实糖的积累;不同砧木也影响砂糖橘果实中内源激素ABA水平及果实糖的转运,从而影响果实糖积累。
    贮藏·保鲜·加工
    静态变压腌制技术对猪肉品质的影响
    郭昕,黄峰,张春江,胡宏海,陈文波,张泓
    中国农业科学. 2015, 48(11):  2229-2240.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.11.014
    摘要 ( 234 )   HTML ( 1 )   PDF (2271KB) ( 408 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    【目的】探讨静态变压腌制的优越性,阐明静态变压腌制对猪肉品质的影响,提高腌制肉制品品质。【方法】采用静态变压腌制(试验组)、常压腌制(对照1)、真空腌制(对照2)和加压腌制(对照3)4种方式对猪肉进行腌制,分析腌制效果(食盐含量、腌制吸收率)、pH、食用品质(水分含量、离心损失率、滴水损失率、色泽、剪切力与质构)、盐溶性蛋白含量、肌纤维束微观结构及肌原纤维蛋白降解程度的变化及影响。【结果】就腌制吸收率而言,试验组与对照组之间在前4 h无显著差异,4 h后试验组的腌制吸收率较其他三者显著提高(P<0.05)。就食盐含量而言,腌制6 h时,试验组较对照组1提高了31.9%,较对照组2提高了10.20%,而较对照组3提高了7.29%,且与三者差异显著(P<0.05)。静态变压腌制可显著提高猪肉pH值和食用品质。结果表明:腌制过程中,试验组的pH值大于对照组,且每时间点差异均达到显著(P<0.05)。试验组水分含量和保水性显著提高(P<0.05),与对照组相比,试验组的离心损失率显著小于对照组1(P<0.05);试验组的滴水损失率显著低于对照组1、2(P<0.05)。静态变压腌制对猪肉的嫩度、TPA和色泽有显著影响,使剪切力、硬度、弹性、咀嚼性和胶黏性显著降低(P<0.05)。试验组表面的b*值显著高于对照组(P<0.05),内部的a*值、b*值及色泽相关肌红蛋白差异不显著。静态变压腌制对猪肉的蛋白和微观结果也存在显著影响。腌肉中的盐溶性蛋白质的含量随着腌制时间延长,呈上升趋势。腌制6 h时,试验组肉中的盐溶性蛋白含量显著高于对照组1和对照组3(P<0.05)。腌制液中的盐溶性蛋白含量随着腌制时间延长,也呈上升趋势。在腌制6 h时,试验组腌制液中的盐溶性蛋白含量显著低于对照组(P<0.05)。试验组与对照组的肌原纤维蛋白降解程度不一致,试验组1.5—4.5 h没有明显的条带出现或缺失,而6 h时在40 kD出现条带,但颜色较浅;而对照组1.5—6 h在40 kD均出现条带,说明试验组猪肉蛋白质降解程度低于对照组。电镜结果表明静态变压腌制降低了对肌纤维束微观结构的破坏程度,试验组与对照组相比,试验组和对照组1对肌肉微观结构破坏程度最小,猪肉肌纤维束结构完整,对照组2和对照组3使肌纤维束组织结构完整性遭到一定程度的破坏,肌纤维束缝隙变大,结构疏松。【结论】与常压腌制、真空腌制和加压腌制相比,静态变压腌制可显著提高腌制效果、改善肉质,具有更为广阔的应用前景。
    热加工方法对伊拉兔冷藏期间肌内磷脂变化的影响
    薛山,贺稚非,肖夏,李洪军
    中国农业科学. 2015, 48(11):  2241-2250.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.11.015
    摘要 ( 215 )   HTML ( 1 )   PDF (1315KB) ( 272 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    【目的】探讨不同热加工处理后伊拉兔肌内磷脂在冷藏期间的动态变化,为伊拉兔肉及其产品的质量控制提供理论依据。【方法】以伊拉兔背部最长肌为原料,用3种不同的热加工方式(蒸煮、微波和锡箔烘烤)对其进行处理,分析各样品在0—9 d冷藏期间肌内磷脂的含量,并用气相色谱法对脂肪酸组成的动态变化进行测定。此外,将主要8个设计因子(原料、3种热加工方式和4个贮藏时期)作为X变量,以肌内磷脂脂肪酸作为Y变量,用偏最小二乘回归分析法(PLSR)对伊拉兔的肌内磷脂脂肪酸组成变化进行分析。【结果】在0—9 d冷藏期间,经蒸煮、微波和锡箔烘烤处理后伊拉兔的肌内磷脂含量(干重%)均有显著下降(P<0.05),尤其是6—9 d冷藏后期,其中,微波处理更能维持伊拉兔肌内磷脂含量在冷藏期间的稳定性。在此期间,伊拉兔肌内磷脂脂肪酸中,饱和脂肪酸(SFA)和单不饱和脂肪酸(MUFA)的比例均显著升高(P<0.05),而PUFA的比例在贮藏过程中均显著降低(P<0.05),其中6—9 d贮藏期间各样品中多不饱和脂肪酸(PUFA)比例(尤其是长链PUFA)下降幅度最大。锡箔烘烤较之另外两种热加工方式更能够抑制冷藏期间肌内磷脂不饱和脂肪酸(UFA),尤其是PUFA的降解。此外,在0—9 d冷藏期间,加工后伊拉兔肉样品肌内磷脂脂肪酸的n-6/n-3比值呈现显著增加趋势(P<0.05),但是仍处于推荐的范围之内。相比之下,蒸煮处理更能有效地维持伊拉兔肌内磷脂脂肪酸的n-6/n-3比值处于较低的波动范围。经PLSR分析证实,当采用蒸煮、微波和锡箔烘烤3种热加工方式时,伊拉兔肌内磷脂的脂肪酸组成受冷藏时间的影响要大于热加工方式。在冷藏期间,伊拉兔肌内磷脂中绝大多数的脂肪酸都发生了差异性变化,尤其在0—3 d时,MUFA(C17:1)和PUFA(C20:2n-6,C20:4n-6,C20:5n-3,C22:5n-3和C22:6n-3)显著下降,而SFA(C16:0和C18:0)显著升高(P<0.05)。比较3种热加工方式,蒸煮处理更有助于保护伊拉兔肌内磷脂在冷藏期间的脂肪酸组成。【结论】加工方式和贮藏时间都能够影响伊拉兔肌内磷脂的含量与组成。当采用蒸煮、微波和锡箔烘烤3种热加工方式时,伊拉兔肌内磷脂组成受冷藏时间的影响要大于热加工方式。从营养和健康的角度出发,烹调时应尽量选择温和的热加工方式,并缩短加工后的冷藏时间。
    畜牧·兽医·资源昆虫
    猪miR-192/-215的组织表达谱及其关键靶基因分析
    吴正常,殷学梅,孙丽,夏日炜,霍永久,吴圣龙,包文斌
    中国农业科学. 2015, 48(11):  2251-2261.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.11.016
    摘要 ( 239 )   HTML ( 1 )   PDF (1352KB) ( 455 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    【目的】在前期通过Illumina Solexa高通量测序技术并结合荧光定量验证筛选出断奶仔猪E.coli F18菌株感染下表达量极显著上调的microRNAs—miR-192和miR-215的基础上,为了解miR-192和miR-215的组织表达情况,进一步筛选确定miR-192和miR-215靶向调控E.coli F18菌株感染的关键靶基因,为探讨miR-192和miR-215调控断奶仔猪E.coli F18感染的分子调控机制奠定基础。【方法】试验采用Real-time PCR方法检测miR-192和miR-215在35日龄梅山仔猪各个组织中的分布情况,同时利用MEGA 5.0分析了其保守性,TargetScan预测miR-192和miR-215的靶基因,并对靶基因分别进行Gene Ontology和Pathway通路的富集分析,进一步利用DAVID对靶基因蛋白进行功能分类,最后将预测的靶基因与课题组前期筛选出的断奶仔猪E.coli F18感染抗性相关的调控基因取交集。【结果】miR-192和miR-215在35日龄梅山仔猪十二指肠和空肠中均高度表达,二者成熟序列在脊椎动物中高度保守。miR-192和miR-215对应的靶基因相同,具有156个靶基因,只在轴突导向通路(axon guidance pathway)显著富集(P-value < 0.05)以及25个GO功能中显著富集(P-value < 0.05)。靶基因蛋白按功能分为12类,其中信号转导功能的磷蛋白(phosphoprotein)和DNA结合蛋白(dna-binding)占主要部分。靶基因与前期筛选的E.coli F18感染抗性相关的调控基因(GEO登录号:GSE26854)取交集,发现DLG5ALCAMFRMD4BMIPOL1ZFHX3 等5个基因为miR-192和miR-215的重要靶基因,其中DLG5为维持小肠上皮细胞结构完整性的重要因子。【结论】miR-192与miR-215是参与维持断奶仔猪肠道正常功能与抗F18大肠杆菌感染的重要因子,DLG5可能是miR-192和miR-215靶向调控E.coli F18菌株感染中关键的靶基因,今后需要进一步验证其能否作为梅山猪抗F18大肠杆菌的有效遗传标记。
    益生菌对载鸭水体和产蛋性能的影响及其分子机制
    应诗家,许爱红,戴子淳,郗正林,何宗亮,匡伟,赵伟,吴云良,施振旦
    中国农业科学. 2015, 48(11):  2262-2269.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.11.017
    摘要 ( 146 )   HTML ( 1 )   PDF (379KB) ( 320 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    【目的】研究饲粮添加芽孢杆菌和载鸭水体应用光合细菌对载鸭水体和鸭产蛋性能的影响及其分子机制。【方法】采用“地面平养+水池”养殖模式,以2×2因子试验设计,选择同批次连城白鸭和樱桃谷鸭杂交后代蛋鸭240只,随机分为4组,每组6个重复,每个重复10只,每个重复独立一栏。两处理因子分别为饲粮添加有效活菌含量为8×107 cfu/kg的枯草芽孢杆菌和载鸭水体应用光合细菌至水体有效活菌含量为1.8×1012 cfu/m3。对照组为不应用芽孢杆菌和光合细菌,光合组为只应用光合细菌,芽孢组为只添加芽孢杆菌,联合组为既添加芽孢杆菌又应用光合细菌。预饲7 d,试验期120 d。试验期间统计每10 d的平均产蛋率、平均采食量和平均料蛋比;每10 d采集水样用于检测大肠杆菌和沙门+志贺氏菌数量;每15 d采集水样和血样用于检测内毒素浓度。试验结束时,采集新鲜粪样用于检测大肠杆菌和沙门+志贺氏菌数量;取十二指肠、空肠和回肠黏膜用于检测内毒素水平;取空肠、回肠和脾脏组织用于炎症和凋亡相关基因表达。试验鸭自由饮用池水、自由采食、自然光照。水体和血液内毒素、采食量、产蛋率、料蛋比、水体大肠杆菌和沙门+志贺氏菌数据采用重复测量的线性混合模型分析,LSD修正法多重比较。粪便微生物数量、肠道黏膜内毒素水平和组织基因表达数据采用单因子方差分析,Duncan法多重比较。【结果】芽孢杆菌和光合细菌不显著影响鸭采食量(P>0.05)空肠Caspase-3Bcl-2 mRNA表达(P>0.05)、回肠Bcl-2 mRNA表达(P>0.05)、以及脾脏IL-1β mRNA表达(P>0.05),但芽孢杆菌和光合细菌显著提高蛋鸭产蛋率(P <0.001),显著降低蛋鸭料蛋比(P<0.001)、载鸭水体(P<0.001)、十二指肠(P<0.01)和回肠(P<0.01内毒素浓度、粪便大肠杆菌数(P<0.001)、空肠TLR4P<0.05)和回肠Caspase-3P<0.05)mRNA表达水平。采食量、产蛋率、料蛋比、水体大肠杆菌、沙门+志贺氏菌和内毒素水平存在显著的时间效应(P<0.001)。与芽孢组和联合组相比,对照组和光合组血液内毒素和粪便沙门+志贺氏菌数量显著提高,对照组空肠粘膜内毒素水平、载鸭水体沙门+志贺氏菌数量以及脾脏TNF-α mRNA表达水平显著提高。联合组水体大肠杆菌数量显著低于对照组、光合组和芽孢组。仅联合组回肠TLR4 mRNA表达水平显著低于对照组,脾脏IL-10 mRNA表达水平显著高于对照组。【结论】芽孢杆菌和光合细菌可能通过降低载鸭水体革兰氏阴性菌数量和内毒素水平、降低肠道和血液内毒素浓度、降低炎症反应和肠道细胞凋亡,提高蛋鸭产蛋性能。
    多转座子载体的构建及转座特性比较研究
    沈丹,谢雨琇,李庆平,薛松磊,史云强,王赛赛,陈才,钱跃,高波,崔恒宓,宋成义
    中国农业科学. 2015, 48(11):  2270-2278.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.11.018
    摘要 ( 249 )   HTML ( 1 )   PDF (2092KB) ( 813 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    【目的】转座子(transposon, Tn)是染色体上可自主复制和移位的基本单位,普遍存在生物体基因组内,Sleeping beauty(SB)、piggyBac(PB)和Tol2分别来源于鲑鱼、甘蓝尺蠖蛾和青鳉鱼,是目前脊椎动物中活性较高的转座子。比较了这3种转座子在哺乳动物细胞的转染、插入和剪切效率,从而获得细胞水平上的高活性转座子系统。【方法】通过高保真PCR法分别从SB、PB和Tol2 3种转座子载体克隆3种转座子3′和5′端的转座元件,测序正确后,将各转座元件依次亚克隆至pT2-HB载体框架,构建成包含这3种转座子的多转座子载体pT3-PST。将绿色荧光蛋白表达框CAG-GFP和新霉素表达框PGK-NEO分别克隆至pT3-PST载体,获得两个表达载体pT3-PST-CAG-GFP和pT3-PGK-NEO。将这两个表达载体分别和转座酶表达质粒pCMV-SB100X、 pCMV-HAhyPBase、pCMV-Tol2以1﹕1质量比混合,经多聚阳离子PEI包裹,共转染小鼠胚胎成纤维细胞(3T3),同时以突变失活的转座酶质粒SB△DD与转座子载体共转染作为阴性对照组。转染GFP 36 h后,用荧光显微镜进行检测GFP表达率,提取细胞基因组,以Amp基因作为内参,进行实时荧光定量PCR,检测GFP插入拷贝数;根据被剪切位置上下游序列设计引物,进行实时荧光定量PCR,检测3种转座子的剪切效率。细胞转染NEO 48 h后,用浓度为500 µg·mL-1G418进行耐药性筛选,至正常细胞基本全部死亡(10 d),将细胞进行吉姆萨染液染色,统计耐药细胞数,从而比较各组转座活性。【结果】成功构建了多转座子载体PT3-PST、pT3-PST-CAG-GFP和pT3-PGK-NEO实验组转染细胞效率均大于50%,且差异不显著(P>0.05)。SB组GFP相对拷贝数高于Tol2和PB组,但差异不显著(P>0.05),均显著高于对照组(P<0.05)。SB和PB组剪切效率显著高于Tol2组(P<0.05),但SB和PB组之间差异不显著(P>0.05)。pT3-PGK-NEO与转座酶共转染3T3细胞,G418抗性筛选结果表明,SB组耐药细胞数显著高于PB和Tol2组(P<0.05),但PB和Tol2两组差异不显著(P>0.05),此3组均极显著高于阴性对照组(P<0.01)。【结论】SB转座子系统在细胞水平的转座效率优于PB和Tol2,为细胞水平的转基因研究提供有效基因转移工具
    研究简报
    鸭梨几丁质PbChiIV的克隆与表达
    李朋朋,刘宁,张玉星,彭建营,董金皋
    中国农业科学. 2015, 48(11):  2279-2286.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.11.019
    摘要 ( 193 )   HTML ( 1 )   PDF (3622KB) ( 305 )   收藏
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    【目的】从鸭梨果实中克隆PbChiIV的全长cDNA序列,检测PbChiIV在根、茎、叶、果实以及在水杨酸(SA)和梨轮纹病菌诱导下的表达特性,以探讨该基因与SA信号转导及抗梨轮纹病菌的相关性。【方法】设计特异引物,克隆PbChiIV的全长序列,将测序得到的核苷酸序列和推导的氨基酸序列在NCBI上用BLAST进行序列相似性分析,利用BiotEdit软件对氨基酸序列进行比对,利用MEGA6.0构建系统发育树,利用实时荧光定量PCR技术分析该基因在梨不同组织以及在SA和梨轮纹病菌诱导下的表达。【结果】克隆了PbChiIV的cDNA序列为819 bp,GenBank数据库登录号为KJ872676。生物信息学分析表明,PbChiIV编码272个氨基酸,与沙梨的同源性达100%,与毛果杨(XP_006376418.1)、葡萄(NP001268173.1)、拟南芥(CAA74930.1)、紫花苜蓿(ACL36992.1)、蒺藜苜蓿(AAR87869.1)、豇豆(CAA61281.1)、榛子(AEM97876.1)、东方山羊豆(AAP03085.1)、葡萄(NP_001268075.1)、华东葡萄(ABY66958.1)、葡萄(AAB65777.1)、烟草(BAF44533.1)和海岛棉(AER29902.1)的同源性分别为79%、73%、73%、72%、72% 、72%、69%、68%、67%、67%、65%、67%和62%,属于第IV类几丁质酶基因。表达分析表明,PbChiIV在根中的表达量最大,分别是茎和叶的4.32和2.96倍,其次是在果实中的表达量,分别是茎和叶的2.48和1.70倍,在叶片和茎中的表达相对较低。在鸭梨幼果和成熟期果实中,SA和梨轮纹病菌均可诱导该基因表达。SA处理后基因的最大表达量是对照的2.83和3.8倍,病原菌处理后基因的最大表达量是对照的1.82和1.66倍,SA、病原菌处理后基因的最大表达量是对照的2.49和3.43倍,表达量分别在72、24和72 h达到最大值。【结论】PbChiIV可能参与SA介导的植物抗病防卫反应的信号通路,推测其参与梨轮纹病菌引起的防卫反应,在鸭梨抗病过程中起作用。