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当期目录

    2015年 第48卷 第16期 刊出日期:2015-08-16
      
    作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
    中国玉米地方品种种族的遗传变异评估
    刘志斋,吴迅,李永祥,丁晓雨,王凤格,石云素,宋燕春,赵久然,黎裕,王天宇
    中国农业科学. 2015, 48(16):  3101-3111.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.16.001
    摘要 ( 399 )   HTML ( 1 )   PDF (796KB) ( 422 )   收藏
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    【目的】通过DNA水平的分子评价,明确中国玉米9个种族的遗传变异,并揭示各种族之间的遗传关系与群体分化特性,为中国玉米种族的形成与演变等相关研究奠定基础,同时也为种族资源的高效利用提供参考。【方法】利用覆盖玉米全基因组的55个SSR标记,对基于中国库存玉米所划分的9个玉米种族的224份代表性材料进行分子鉴定。获得所有标记的片段长度数据后,利用PowerMarker软件(V3.25)中的Summary模块计算224份材料的平均等位变异、基因多样性与多态性信息含量(polymorphism information content,PIC),并通过重取样策略,利用Wilcoxon秩和测验分析了9个种族在相同样本容量水平上3个遗传多样性参数的差异水平。利用PowerMarker软件中的Phylogeny模块计算了9个种族的欧氏距离,并以此进行种族的聚类分析;利用该软件中的Structure模块对9个种族进行分子变异分析(analysis of molecular variance,AMOVA),并计算各种族的群体分化系数(FST),以此进行各种族群体分化检测。【结果】55个SSR所检测到的中国9个玉米种族的等位变异、基因多样性与PIC等3个多样性参数的幅度分别为4.42—7.64个/位点、0.5788—0.6532与0.5334—0.6117,平均值依次为11.53个/位点、0.6315与0.5953。西南黄色硬粒种族与衍生种族的平均等位变异相对较高,但基于重取样的分析结果表明这9个种族在这3个多样性参数上的差异均不显著(P>0.05)。聚类结果显示,9个种族分成了3个类群,其中爆裂种族形成1个独立类群,3个北方种族形成1个类群,剩下的5个种族(3个西南种族、1个糯质种族、1个衍生种族)形成1个类群。AMOVA分析结果表明,9个种族之间的分子变异程度约为3%,远小于这些种族内部所检测到的分子变异(50%)。9个种族的群体分化系数(FST)为0.29%—7.63%,其中,西南白色硬粒种族与南方糯质种族、西南马齿种族与西南黄色硬粒种族、西南马齿种族与衍生种族之间的FST均相对较小,分别为0.29%、0.70%与0.80%,说明其遗传关系更近。【结论】在长期的人工选择与自然选择过程中,中国玉米9个种族蕴藏丰富的遗传变异。西南白色硬粒种族与糯质种族之间的分化程度远低于其他种族,前者在糯玉米资源的起源进化中可能扮演重要角色;西南黄色硬粒种族和西南马齿种族与衍生种族之间的分化程度很低,表明这2个种族对衍生种族的形成可能有重要作用。
    油菜苗期耐铝基因型筛选和鉴定指标的研究
    熊洁,邹小云,陈伦林,李书宇,邹晓芬,宋来强
    中国农业科学. 2015, 48(16):  3112-3120.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.16.002
    摘要 ( 304 )   HTML ( 14 )   PDF (351KB) ( 579 )   收藏
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    【目的】油菜是中国重要的油料作物,主要种植于长江以南区域,该区域铝毒害较为严重,铝毒害已成为限制中国南方油菜产量的重要因素之一。探讨油菜苗期耐铝性评判方法,筛选耐铝基因型,以便减少和防止铝毒对油菜的危害。【方法】以浙油50、中油杂12号、南油杂1号等23个江西省生产上大面积应用的油菜品种为材料,通过盆栽试验,考查铝胁迫处理和对照的株高、根长、根茎粗、地下部干重、地上部干重、叶和根中可溶性糖含量、叶和根中脯氨酸含量、SPAD等性状,以各性状的耐铝系数作为衡量耐铝性的指标,利用主成分分析法、隶属函数法、聚类分析法和逐步回归分析法,对不同基因型油菜进行耐铝性综合评价。【结果】在铝胁迫下,不同基因型油菜形态指标和生理指标对铝胁迫的反应不同,基因型间差异显著。相关性分析表明,各性状的耐铝系数间均存在或大或小的相关性,使它们所提供的信息发生重叠,这些单项指标不能准确评价各油菜品种的耐铝性。利用主成分分析法将10个单项指标综合成为4个相互独立的综合指标,可代表油菜耐铝性86.36%的原始数据信息量。再根据4个综合指标值的贡献率求出其相应的隶属函数值,并依据各综合指标的相对重要性(权重)进行加权,得到不同基因型的耐铝性综合评价值(D值)。通过聚类分析将23个油菜品种划分为3类,浙油50、德油5号、湘杂油2号等3个品种为耐铝类型,中油杂12号、丰油730等13个品种为中度耐铝类型,南油杂1号、创杂油5号等7个品种为不耐铝类型。为了筛选油菜苗期的耐铝性鉴定指标,分析耐铝性鉴定指标与耐铝性之间的关系,建立了耐铝性评价的数学模型,以D值作为因变量、各指标耐铝系数为自变量进行逐步回归分析,得到最优回归方程,23个品种苗期的耐铝性预测值与D值极显著相关。并且筛选出株高、根长、叶中可溶性糖含量、叶中脯氨酸含量等4项对耐铝性有显著影响的指标,可作为油菜苗期耐铝性的鉴定指标。【结论】采用主成分分析、聚类分析和逐步回归分析的方法进行油菜苗期耐铝性的综合评价较为可靠,既避免了单一指标的片面性和不稳定性,又揭示了油菜耐铝相关性状与耐铝性的关系。
    糜子骨干种质遗传多样性和遗传结构分析
    董俊丽,王海岗,陈凌,王君杰,曹晓宁,王纶,乔治军
    中国农业科学. 2015, 48(16):  3121-3131.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.16.003
    摘要 ( 334 )   HTML ( 1 )   PDF (1295KB) ( 465 )   收藏
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    【目的】糜子生育期短、耐干旱、耐瘠薄、水分利用效率高,了解糜子资源的遗传多样性和遗传结构,为今后糜子杂交育种、种质创新、挖掘抗旱基因及资源的高效利用提供理论依据。【方法】采用表型鉴定和SSR分子标记对糜子资源进行遗传多样性检测。利用模糊隶属函数法分析糜子种质的株高、主穗长、叶片长、叶片宽、主茎节数、主茎粗、单株穗重、单株粒重和千粒重9个表型性状的分布情况。利用DPS7.05软件进行表型性状的遗传多样性分析、相关性分析和主成分分析,综合评价糜子种质资源的优劣。利用CTAB法提取糜子嫩叶基因组DNA,并利用SSR分子标记技术对不同地区的96份糜子种质资源的基因组DNA进行PCR扩增,后经8%聚丙烯酰胺凝胶电泳分离,银染后显色。利用PowerMaker 3.25软件计算每对引物的等位基因数(A)、主要等位基因频率(M)、基因多样性指数(He)和多态性信息含量指数(PIC),并进行N-J遗传距离的统计分析;利用Structure 2.3.1分析群体遗传结构。【结果】糜子表型遗传多样性分析表明:9个表型性状分布集中,且绝大部分呈极显著相关;单株粒重和单株穗重遗传变异最丰富,不同省份的资源在表型性状上表现出不同的遗传多样性,山西资源表型遗传多样性最丰富。采用主成分分析法和综合评价法表明,内糜1号的综合性状表现最差,宁糜15号的综合性状表现最好。采用19对SSR引物对96份糜子种质资源进行遗传多样性分析,共检测出112个等位变异;每个位点的等位变异数为3—9个,平均5.9个;平均主要等位基因频率为0.7045;平均基因多样性指数为0.4097;平均多态性信息含量位点百分数为39.2%。不同地理来源糜子种质资源的遗传多样性分析表明,各省份间糜子资源的亲缘关系均较近;山西省资源的基因多样性指数及多态性信息含量百分数最高,分别为0.357和33.01%。基于模型的遗传结构分析和基于遗传距离的聚类分析将试验材料划分为3个类群,两种分类结果有一定相似性,皆与生态环境密切相关。【结论】糜子遗传变异较为丰富,遗传多样性高,尤其是山西糜子资源的遗传多样性最丰富;不同地理来源的糜子种质资源亲缘关系均较近,且其遗传多样性与生态环境密切相关。
    耕作栽培·生理生化·农业信息技术
    近20年黄淮海地区气候变暖对夏玉米生育进程及产量的影响
    陆伟婷,于欢,曹胜男,陈长青
    中国农业科学. 2015, 48(16):  3132-3245.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.16.004
    摘要 ( 341 )   HTML ( 1 )   PDF (1005KB) ( 479 )   收藏
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    【目的】探求黄淮海地区近20年气候变暖对夏玉米生长发育进程及产量的影响,为气候变暖背景下夏玉米的高产稳产制定合理的应对措施提供理论依据。【方法】选取黄淮海地区,包括河北、京津地区、河南、山东、安徽和江苏等地区进行区域研究,利用该地区近20年长期观察的气候数据和夏玉米生产数据以及历史产量数据,采用相关分析和非线性多元回归等分析方法,明确气候因子(温度和降水)与夏玉米生育期和产量的关系。【结果】近20年间黄淮海大部分地区夏玉米生长季内区域平均温度呈上升趋势,但存在地区间差异。降水方面,该区东北部的京津-河北地区与山东降水量呈下降的趋势。与1990s相比,2000s河北和山东夏玉米营养生长期天数呈下降趋势,分别下降2 d和1 d,河南呈上升趋势,增加1 d;而生殖生长期呈上升趋势,分别上升4 d和2 d,河南下降1 d。全生育期天数有所增加,平均增加2 d和1 d。河南保持不变。利用F检验法分析审定品种和试验地玉米全生育期线性趋势一致性。结果表明,审定品种生育期和试验地玉米生育期变化呈现一致的趋势,说明品种的变化是影响夏玉米生育期的因子。采用线性偏回归测验法分析品种和气候因子对夏玉米生育期影响重要性。结果表明,气候因子是夏玉米生育期变化的主要因子,影响率占75.3%。黄淮海地区(除江苏外)夏玉米产量以增产为主。非线性分析表明,气温升高会导致黄淮海地区北部的河北与西部的河南夏玉米产量上升,东南部地区各省份夏玉米的减产。降水对该地区干旱少雨的北部地区夏玉米产量有正效应,对湿润多雨的南部地区有负效应。此外,当GDD10上升时,黄淮海地区北部的河北与西部的河南的夏玉米产量会随着上升,而东部和南部的山东、安徽与江苏夏玉米产量将会下降;整个黄淮海地区,当GDD30上升时,会造成全地区夏玉米产量下降,且山东下降最为明显。【结论】黄淮海地区夏玉米的实际生产受气候变暖的影响,夏玉米对气候变暖是逐步适应,可以利用其适应潜力,通过选育生育期长和耐热的夏玉米品种和改进栽培措施来适应气候变暖,从而提高夏玉米产量。
    磷高效野生大麦拔节期对植酸态有机磷的利用
    蔡秋燕,张锡洲,李廷轩,陈光登,吴德勇
    中国农业科学. 2015, 48(16):  3146-3155.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.16.005
    摘要 ( 254 )   HTML ( 1 )   PDF (373KB) ( 296 )   收藏
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    【目的】探讨磷高效野生大麦对植酸态磷的吸收利用能力,分析植酸态磷处理对不同磷效率野生大麦生长、磷素吸收及根际土壤特征的影响,为阐明低磷胁迫下磷高效野生大麦对有机磷的利用机理提供理论依据。【方法】低磷土壤盆栽条件下,以前期筛选得到的野生大麦磷高效基因型IS-22-30、IS-22-25和磷低效基因型IS-07-07为供试材料,有机磷源为植酸钠,设3个施磷水平,即不施磷(CK)、施磷(P)15 mg·kg-1土(Po15)、30 mg·kg-1土(Po30),研究拔节期有机磷处理对不同磷效率野生大麦生物量、磷素积累量、根系酸性磷酸酶和植酸酶活性、根际土壤酸性磷酸酶和植酸酶活性及有机磷各组分含量的影响。【结果】(1)随有机磷水平提高,野生大麦生物量和磷素积累量均显著增加,而根冠比呈减小趋势。各处理下,磷高效基因型生物量、磷素积累量和根冠比均大于低效基因型。且随着有机磷水平的提高,磷高效基因型生物量和磷素积累量增幅较大。(2)随有机磷水平降低,野生大麦根系酸性磷酸酶和植酸酶活性均显著增加。各处理下,磷高效基因型根系酸性磷酸酶和植酸酶活性显著高于低效基因型,分别是低效基因型的1.15—1.24倍和1.18—1.34倍。(3)野生大麦根际土壤酸性磷酸酶与植酸酶的活性明显高于非根际,且随有机磷水平提高,土壤酶活性呈显著增加的趋势。各处理下,磷高效基因型根际土壤酸性磷酸酶和植酸酶活性显著高于低效基因型,是低效基因型的1.23—1.33倍和1.15—1.30倍。(4)随有机磷水平提高,野生大麦根际、非根际土壤各有机磷组分含量显著增加。磷高效基因型根际与非根际土壤活性有机磷和中活性有机磷含量显著低于磷低效基因型,而中稳性有机磷和高稳性有机磷含量无基因型差异。由于对有机磷的耗竭,根际土壤有机磷各组分含量低于非根际。磷高效基因型根际土壤活性较强的活性有机磷和中活性有机磷出现明显亏缺,其亏缺范围为0.64—1.12 mg·kg-113.8—33.9 mg·kg-1。【结论】磷高效野生大麦基因型通过根系或根际微域微生物分泌更多的酸性磷酸酶和植酸酶,提高根际土壤中活性有机磷和中活性有机磷生物有效性,从而具有较强的有机磷吸收利用能力,更能适应有效态磷缺乏的土壤环境。
    植物保护
    小麦条锈菌III型磷脂酰肌醇4-羟基激酶基因(PsPik1)的功能分析
    何付新,张阳,秦娟,马微,康振生,郭军
    中国农业科学. 2015, 48(16):  3156-3165.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.16.006
    摘要 ( 268 )   HTML ( 1 )   PDF (2879KB) ( 368 )   收藏
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    【目的】克隆小麦条锈菌(Puccinia striiformis f. sp. tritici)III型磷脂酰肌醇4-羟基激酶基因(PsPik1),分析其在小麦条锈菌生长发育与致病过程中的作用。【方法】利用RT-PCR技术克隆PsPik1的cDNA序列,采用生物信息学技术分析该基因编码蛋白分子特征并构建进化树;运用实时荧光定量PCR技术,选用小麦条锈菌的延伸因子(elongation factor,EF)作为内参,明确该基因在小麦条锈菌夏孢子阶段和侵染小麦后6、12、18、24、36、48 h以及3、5、7、9、11 d共12个发育时期的表达特征;利用病毒介导的基因沉默技术(BSMV-host-induced gene silencing,BSMV-HIGS),分析沉默PsPik1后对小麦条锈菌生长发育及致病性的影响。通过传统酶切连接的方法构建重组载体BSMV:γ:PsPik1-as,利用体外转录技术获得BSMV αβγ3个组分,在小麦二叶一心期接种BSMV: γ:PsPik1-as、BSMV: γ:0-as与BSMV: γ:TaPDS-as。接种病毒后第10天,在小麦第4叶接种条锈菌CYR32,接菌后24、48、120 h分别取样,以检测PsPik1的沉默效率和进行组织学观察。样品经染色处理后,统计分析接菌后48 h沉默植株与对照植株中条锈菌菌丝分支数、吸器母细胞数与菌丝长度的差异,及120 h沉默植株与对照植株中条锈菌菌落面积的差异。在接菌后12 d观察条锈病发病情况并照相记录。【结果】PsPik1开放阅读框(open reading frame,ORF)全长4 485 bp,编码1 494个氨基酸,具有III型磷脂酰肌醇4-羟基激酶典型的脂激酶特有结构域(LKU)、钙神经传感蛋白(NCS1)结合位点、Hom2结构域和PI3K/PI4K超家族激酶结构域。聚类分析表明,PsPik1聚于PI4KIIIβ类群,PsPik1与柄锈菌属的Pik1亲缘关系较近,与子囊菌Pik1亲缘关系次之,而与动物及植物的PI4KIIIβ亲缘关系较远。实时荧光定量PCR结果表明,PsPik1在接种后6、12、18、24 h呈诱导上调表达趋势,分别为夏孢子时期表达量的2.66、7.04、3.42、2.96倍,其中在12 h其表达水平最高。接种后36 h至5 d,PsPik1的表达水平开始下降,一直低于夏孢子表达水平,分别为夏孢子表达量的60%、30%、16%、15%。接种后7—11 d,PsPik1的表达量开始升高,在接种后11 d恢复至与夏孢子相当的水平。PsPik1基因沉默后的组织学观察分析表明,与接种BSMV:γ:0-as(对照)相比,接种BSMV:γ:PsPik1-as植株中条锈菌组织分化与生长发育受到了不同程度的影响,表现在接菌后48 h菌丝长度和分支数目明显减小,接菌后120 h菌落面积明显减小。沉默效率检测结果显示,在接菌后24、48、120 h,接种BSMV:γ:PsPik1-as植株PsPik1的表达水平分别仅为对照植物的49%、49%、69%,表明PsPik1的表达明显地受到抑制。【结论】PsPik1可能参与了病菌侵染初期的侵染结构分化及寄生关系的建立,在条锈菌致病过程中发挥重要作用。
    木尔坦棉花曲叶病毒及其伴随的β卫星分子复合侵染引起广东棉花曲叶病
    汤亚飞,何自福,杜振国,佘小漫,蓝国兵
    中国农业科学. 2015, 48(16):  3166-3175.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.16.007
    摘要 ( 213 )   HTML ( 1 )   PDF (3792KB) ( 488 )   收藏
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    【目的】明确引起广东棉花曲叶病的病原,为该病害的防控提供理论依据。【方法】应用PCR、滚环扩增(rolling circle amplification,RCA)、基因克隆及测序等技术获得病毒分离物GD01基因组及卫星分子的序列,并对序列进行分析;通过构建GD01及其β卫星分子的侵染性克隆pGreenⅡ049-1.6A、pGreenⅡ049 -2.0β和利用农杆菌介导的注射接种方法,测定GD01及其β卫星分子对棉花的致病性;进一步通过Southern blot检测对接种植株进行分析与验证。【结果】侵染广东棉花的病毒分离物GD01基因组仅含A组分(DNA-A),其全长为2 737 nt,且与在中国发现的木尔坦棉花曲叶病毒(Cotton leaf curl Multan virus, CLCuMuV)第一个分离物朱槿分离物G6序列相似性为100%。该病毒分离物也伴随有β卫星分子,其全长为1 345 nt,与G6伴随的β卫星分子(Cotton leaf curl Multan betasatellite isolate G6, CLCuMuB-[G6])序列相似性为99.9%。构建了GD01 DNA-A及其β卫星分子侵染性克隆pGreenⅡ049-1.6A、pGreenⅡ049-2.0β,农杆菌注射接种本氏烟,接种后15 d,二者混合接种的本氏烟植株新出的叶片表现明显的皱缩、卷曲等症状;随着时间的推移,本氏烟的症状越来越明显。农杆菌注射接种棉花,接种后30 d,二者混合接种的棉花植株新出叶片开始出现叶脉变深绿色,叶片卷曲等症状;接种后90 d,二者混合接种的植株大部分叶片表现为叶片向上卷曲、叶脉深绿色、叶脉肿大等典型棉花曲叶症状,且与田间自然病株症状相同,而二者各自单独接种的棉花植株没有产生明显的症状。Southern blot检测结果显示,表现典型曲叶症状的接种棉花植株均含有GD01 DNA-A及其β卫星分子,进一步支持这些症状是由GD01 DNA-A及其β卫星分子的共同侵染引起。【结论】病毒分离物GD01 DNA-A及其伴随的β卫星分子与入侵中国的CLCuMuV第一个分离物朱槿分离物G6相同,CLCuMuV -[GD01]及其伴随的CLCuMuB -[GD01]复合侵染引起广东棉花曲叶病,利用农杆菌介导的侵染性克隆接种法,完成了CLCuMuV及其CLCuMuB复合侵染引起棉花曲叶病的柯赫氏法则(Koch's Postulates)。
    恒温和温室波动温度下异色瓢虫种群生命表
    赵静,肖达,张帆,王甦
    中国农业科学. 2015, 48(16):  3176-3185.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.16.008
    摘要 ( 203 )   HTML ( 1 )   PDF (458KB) ( 446 )   收藏
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    【目的】异色瓢虫(Harmonia axyridis Pallas)是一种重要的捕食性天敌昆虫,广泛应用于害虫生物防治。生命表是研究外界环境因子对昆虫发育、繁殖、存活及种群动态影响的工具。室内恒温下异色瓢虫生命表研究已有报道,但是在田间释放时经历的是昼夜波动温度。与恒温相比,波动温度能显著改变昆虫的生物学特性。论文通过构建室内恒温和温室波动温度下异色瓢虫种群生命表,比较分析异色瓢虫在两种条件下的生活史和生命表参数,为规模化生产、释放提供技术支撑,充分发挥其在生物防治中的作用。【方法】利用年龄-龄期两性生命表分析室内恒温和温室波动温度下异色瓢虫发育历期、存活率和繁殖率数据,并利用统计软件SPSS17.0 t-test比较两种温度下生活史数据间的差异;应用Bootstrap方法计算种群参数的平均数和标准误,并利用TWOSEX-MSChart 的t-test比较两种温度下种群参数间的差异。【结果】温室波动温度下异色瓢虫发育历期延长、成虫寿命缩短,繁殖力降低。由年龄-阶段特定存活率(sxj)和年龄-特定存活率(lx)可知温室波动温度下异色瓢虫各发育阶段存活率明显降低。由繁殖力曲线(fxmx)可以看出室内恒温下异色瓢虫产卵时间长,产卵量高。两种条件下异色瓢虫期望寿命(exy)均随年龄增加而缩短,且温室条件下其期望寿命更短。生殖价值(vxj)是个体对未来种群的贡献,随着异色瓢虫雌虫的羽化生殖价值增加,当雌虫产卵生殖价值达到最大,温室波动温度下异色瓢虫的生殖价值要明显低于室内恒温下的。室内恒温和温室波动温度下异色瓢虫内禀增长率(r)分别为0.1395和0.0613 d-1,周限增长率(λ)分别为1.150和1.062 d-1,净增殖率(R0)为257.3和13.3后代/个体,种群平均世代周期(T)为39.7和42.7 d。【结论】室内恒温和温室波动温度下异色瓢虫生活史特性和种群参数存在显著差异,恒温可能过高或过低的估计许多生命表参数,依据恒温下得到的生命表数据进行田间释放应用存在一定误差,从而影响其防控效果。
    土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境
    轮耕对渭北旱塬麦田土壤有机质和全氮含量的影响
    吕薇,李军,岳志芳,陈宁宁,王淑兰
    中国农业科学. 2015, 48(16):  3186-3200.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.16.009
    摘要 ( 243 )   HTML ( 1 )   PDF (451KB) ( 346 )   收藏
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    【目的】研究由秸秆覆盖免耕、秸秆覆盖深松和秸秆还田翻耕组成的不同保护性轮耕模式对渭北旱塬连作麦田土壤肥力的影响。【方法】2007—2014年在陕西合阳实施夏闲期免耕/深松轮耕(NT/ST)、深松/翻耕轮耕(ST/CT)、翻耕/免耕轮耕(CT/NT)、连续免耕(NT/NT)和连续翻耕(CT/CT) 5种不同耕作模式定位试验,测定并分析2011—2014年小麦收获后不同耕作处理下土壤有机质和全氮变化规律及产量差异。【结果】与连续翻耕相比,连续免耕有利于表层土壤有机质和全氮积累,而免耕、深松和翻耕组成的3种轮耕处理更有利于提高20—40和40—60 cm土层土壤有机质和全氮含量,其中随着耕作年限延长,连续免耕处理下土壤养分逐渐表现出“上层富集,下层贫化”的现象;而免耕/深松轮耕更有利于耕层及耕层以下土壤养分均匀分布。随着轮耕年限增加,各耕作处理0—60 cm土层土壤有机质含量和总量均呈现出整体增加趋势,其中以免耕/深松处理增加趋势比较明显。与2007年相比,免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕3种轮耕处理的0—60 cm土层年平均有机质含量增加速率分别为4.53%、3.02%和2.26%,2014年土壤有机质总量分别增加了4.07、2.68和1.65 kg·m-3。轮耕7年后,免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕轮耕处理较连续翻耕处理0—60 cm土层土壤有机质含量分别显著增加25.3%、15.2%和10.2%,有机质总量分别增加31.57%、21.45%和13.94%,其中免耕/深松处理较连续免耕有机质含量增加9.20%,总量增加3.84%。在2011—2014年期间,与连续翻耕相比,连续免耕和3种轮耕处理0—60 cm土层土壤全氮含量及总量均有不同程度增加。其中2014年免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕轮耕处理较连续翻耕处理0—60 cm土层土壤全氮含量分别增加17.3%、8.0%和6.4%,氮总量分别显著增加了0.21、0.13和0.09 kg·m-3,其中,免耕/深松处理较连续免耕全氮含量增加了3.02%,总量减少了2.26%。2011—2014年冬小麦平均产量表现为深松/翻耕>免耕/深松>连续翻耕>翻耕/免耕>连续免耕,其中深松/翻耕和免耕/深松处理冬小麦平均产量接近,分别较连续翻耕处理显著增产10.36%和9.80%,较连续免耕处理显著增产17.84%和17.24%;翻耕/免耕较连续翻耕处理减产1.59%,较连续免耕处理增产5.08%,但差异不显著。不同保护性轮耕措施下,各土层土壤有机质含量与全氮含量间呈显著正相关;0—20 cm土层有机质含量与轮耕年限呈显著线性相关。【结论】3种轮耕模式较连续翻耕有利于提高0—60 cm土壤有机质和全氮总量,且较连续免耕有利于土壤养分含量在耕层及耕层以下土层均匀分布,其中以免耕/深松轮耕处理效果最优,且增产效应较佳,为渭北旱塬连作麦田较适宜的休闲轮耕模式。
    沼液还田对旱地红壤有机质及团聚体特征的影响
    郑学博,樊剑波,周静
    中国农业科学. 2015, 48(16):  3201-3210.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.16.010
    摘要 ( 201 )   HTML ( 1 )   PDF (457KB) ( 423 )   收藏
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    【目的】通过沼液还田试验,探明沼液对旱地红壤有机质含量、团聚体结构和稳定性的影响,为沼液合理应用及培肥旱地红壤肥力,提升土壤结构提供理论依据。【方法】通过红壤旱地2013—2014年沼液还田定位试验,按照不同沼液全氮还田比例设6个等氮量(N-P2O5-K2O量均为120-90-135 kg·hm-2,对照除外)处理:对照(不施肥,CK)、100%化学氮(NPK)、85%化学氮+15%沼液N(BS15)、70%化学氮+30%沼液N(BS30)、55%化学氮+45%沼液N(BS45)和100%沼液N(BS100),分析各处理下土壤有机质含量(OM)、>0.25 mm机械稳定性(DR0.25)和水稳定性(WR0.25)团聚体含量、团聚体平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、团聚体稳定率(AR,%)和分形维数(D)等团聚体稳定性指标。【结果】沼液化肥配施处理土壤有机质含量(OM)较CK、NPK、BS100处理分别增加16.21%—21.34%、2.94%—7.49%、7.69%—12.45%,而且随着沼液量增加呈先升高后降低趋势;沼液化肥配施处理显著提高土壤DR0.25和WR0.25团聚体含量,DR0.25较CK、NPK、BS100处理分别增加1.34%—6.66%、0.26%—5.52%、1.32%—5.25%,WR0.25较CK、NPK、BS100处理分别增加5.17%—10.37%、3.75%—8.88%、1.97%—4.94%,相关分析发现土壤有机质含量升高是土壤>0.25 mm机械稳定性(DR0.25)和水稳定性(WR0.25)团聚体含量增加的主要原因;沼液化肥配施处理机械稳定性团聚体平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)显著升高,而水稳定性MWD和GMD无显著差异,同时,团聚体稳定率(AR,%)显著高于CK和NPK处理,机械稳定性团聚体分形维数(D)较CK和NPK处理显著降低,而水稳定性团聚体分形维数(D)无显著差异。【结论】沼液化肥配施还田对提高旱地红壤有机质含量、>0.25 mm机械稳定性和水稳定性团聚体含量及团聚体机械稳定性具有显著作用,尤其是沼液全氮还田比例在30%—45%范围,适宜在红壤旱地地区推广。
    园艺
    西双版纳黄瓜多心室性状的QTL定位
    张开京,宋慧,薄凯亮,李季,马政,娄群峰,钱春桃,陈劲枫
    中国农业科学. 2015, 48(16):  3211-3220.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.16.011
    摘要 ( 251 )   HTML ( 1 )   PDF (4955KB) ( 403 )   收藏
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    【目的】西双版纳黄瓜是中国特有的黄瓜种质资源,有多心室特性。在探明西双版纳黄瓜多心室性状表现及遗传规律的基础上进行多心室QTL定位,为进一步了解其分子机理和标记辅助育种奠定基础,也为黄瓜果实性状改良提供有益参考和帮助。【方法】对‘北京截头’黄瓜(CC3,3心室)和西双版纳黄瓜(SWCC8,5心室)不同时期的子房进行石蜡切片观察;基于以‘北京截头’黄瓜和西双版纳黄瓜为亲本构建的含124个株系的F9代RIL群体,利用已完成的遗传图谱,结合两个季节的RIL群体心室数目统计结果进行多心室QTL定位分析。【结果】石蜡切片观察发现,西双版纳黄瓜子房由5个心皮内卷构成多心室的结构,与3心室黄瓜相比,其子房横径大且胎座数量多;QTL定位分析发现5个控制多心室性状的QTL(LOD>2.5),分别分布在1、2、6号染色体上,其中位于1号染色体上的QTL ln1.1和ln1.3在2013年秋季、2014年春季这两季统计结果中都稳定存在,ln1.1在两季的LOD值分别为10.96和9.24,贡献率分别为39.24%和20.49%,位于标记SSR16472—SSR12070。ln1.3在两季的LOD值分别为27.31和21.45,贡献率分别为75.90%和47.11%,位于标记UW083751SSR04278,认为这两个位点是控制多心室的主效QTL,其余位点为微效位点ln1.1区段的遗传距离为6.3 cM,物理距离为0.97 Mb,包含159个基因。ln1.3区段的遗传距离为4.9 cM,物理距离为2.07 Mb,包含227个基因在ln1.1和ln1.3区段内分别预测了2个调控多心室性状的基因,包括2个WD40重复蛋白基因(Csa1M071910.1Csa1M072490.1)和2个Aux/IAA生长素应答基因(Csa1M231530.1Csa1M207820.1)。【结论】位于1号染色体上的ln1.1和ln1.3是控制多心室性状的主效QTL。预测2个参与植物激素信号转导的基因Csa1M207820.1Csa1M231530.1,以及2个与WD40重复蛋白相关的基因Csa1M071910.1Csa1M072490.1为候选基因。
    苹果WRKY基因家族生物信息学及表达分析
    谷彦冰,冀志蕊,迟福梅,乔壮,徐成楠,张俊祥,董庆龙,周宗山
    中国农业科学. 2015, 48(16):  3221-3238.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.16.012
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    【目的】鉴定苹果(Malus domesticaBorkh.)基因组上132个WRKY基因,为研究苹果WRKY转录因子在非生物和生物胁迫以及生长和发育过程中的调控作用奠定相关理论基础,也为进一步分析苹果WRKY基因提供信息。【方法】利用HMMER 3.0软件,通过WRKY保守域全蛋白序列PF03106用于鉴定苹果WRKY基因。采用WebLogo 3、DNAMAN 5.0、MapInspect、MEME和MEGA5.1等软件对其蛋白序列进行生物信息学分析。采用RT-PCR技术检测苹果WRKY基因的组织表达情况。【结果】鉴定得到132个苹果WRKY基因。分组鉴定和进化树分析结果显示,苹果WRKY蛋白分为I、II和III类型,I组共有24个成员可进一步分为I-C和I-N亚组,其锌指结构是C2H2类型(CX4CX22-23HXH)。II组含有1个WRKY区域共有79个成员,可进一步分为II-a、II-b、II-c、II-d和II-e亚组,分别有8、12、31、14和14个成员,其锌指结构为C2H2类型(CX4-5CX23HXH)。III组共有29个成员,其锌指结构为C2HC类型(CX7CX23-24HXC);WRKY结构域分析显示,其高度保守,绝大多数都含有WRKYGQK七肽和锌指结构;染色体定位分析显示,苹果WRKY分布于苹果17条染色体中,呈不均匀分布。染色体1和9上分布最多,为13个;其次是染色体12,分布12个;染色体2、5和14分布最少,为4个;基因结构分析表明,MdWRKY基因家族多数由2—5个外显子组成,基因结构进化高度保守;保守元件分析表明,MdWRKY基因家族包含10个保守元件:元件1—6为WRKY盒;元件7—10为未知盒。MdWRKY基因家族都包含有WRKY盒,I组中含有2个WRKY盒,II-a和II-b亚组中含有未知元件8,III组中含有未知元件7和9。半定量结果显示,12个MdWRKY均在根、茎、叶、花和果中表达,且呈现出多种相对表达模式。【结论】苹果WRKY基因家族结构高度保守,可能参与调控苹果生长和发育等过程。
    贮藏·保鲜·加工
    褐藻酸寡糖诱导下大豆营养成分的变化
    张迷敏,李静梅,乔宇,彭晴,Ojokoh Eromosele,陈旭,谢越,杲龙,石波
    中国农业科学. 2015, 48(16):  3239-3248.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.16.013
    摘要 ( 215 )   HTML ( 1 )   PDF (1120KB) ( 303 )   收藏
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    目的】探索褐藻酸寡糖诱导大豆抗毒素生成和积累过程中,特别是当大豆抗毒素累积量达到最大时,大豆的异黄酮类化合物、氨基酸、寡糖、脂肪酸等营养成分的变化,为大豆的充分开发和利用提供科学依据。【方法】采用4%(w/v)的褐藻酸寡糖溶液作为诱导剂对大豆进行诱导。分别提取不同培养时间(0—6 d)下大豆中的异黄酮化合物、氨基酸、寡糖、脂肪酸等营养成分;利用高效液相色谱(HPLC)、全自动氨基酸分析仪、气相色谱(GC)等方法检测各培养时间下大豆营养成分的含量。【结果】经褐藻酸寡糖诱导后,大豆中的异黄酮化合物、氨基酸、寡糖、脂肪酸等含量均发生了变化。异黄酮类化合物中,大豆抗毒素的累积量在培养第5天时达到最高,由诱导前的0.01 mg·g-1升高至1.72 mg·g-1,第5天时香豆雌酚含量由开始时的15.74 μg·g-1升高至664.8 μg·g-1,染料木素含量由开始时的1.58 μg·g-1升高至24.03 μg·g-1,大豆苷元则由培养开始时的54.56 μg·g-1降低至19.02 μg·g-1。诱导组大豆中的总氨基酸含量由开始时的39.38%升高至43.45%,且苏氨酸、亮氨酸等必需氨基酸含量也有所升高,非诱导组大豆中的氨基酸含量也有一定程度的提高,但含量总体低于诱导组大豆。诱导组大豆中蔗糖含量由培养开始时的53.72 mg·g-1减少至21.5 mg·g-1,棉籽糖和水苏糖分别在培养第3天和第4天即被完全消耗;非诱导组大豆中蔗糖含量由培养开始时的53.72 mg·g-1减少至23.09 mg·g-1,且仍有少量的棉籽糖和水苏糖被检出。诱导组大豆中的脂肪酸总含量由培养开始时的14.27%降低至14.01%,但其中亚油酸的含量和比例有所增加。【结论】褐藻酸寡糖在诱导大豆获得最高大豆抗毒素含量时,增加了大豆中异黄酮类化合物含量,提高了大豆蛋白质的营养价值,消除了大豆中的胀气因子,并且在一定程度上提高了大豆的油脂品质。
    畜牧·兽医·资源昆虫
    蛋清内注射三碘甲腺原氨酸对鸭出雏前后生长发育、血清中甲状腺激素水平及肝脏中D1和D3表达的影响
    孙文强,胡艳,刘宏祥,姬改革,李慧芳,陈宽维
    中国农业科学. 2015, 48(16):  3249-3257.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.16.014
    摘要 ( 201 )   HTML ( 1 )   PDF (392KB) ( 354 )   收藏
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    【目的】以金定鸭为研究对象,孵化前向蛋清内注射三碘甲腺原氨酸(triiodothyronine,T3),检测鸭出雏前后体重、胸浅肌重、血清中甲状腺激素(thyroid hormones,THs)水平的变化,分析肝脏中I型脱碘酶(deiodinases I,D1)和Ⅲ型脱碘酶(deiodinasesⅢ,D3)mRNA表达、蛋白水平及酶活性的变化,探究外源性T3对鸭出雏前后生长发育及肝脏中脱碘酶表达的影响。【方法】将200枚金定鸭种蛋随机分为对照组和试验组,在孵化前从蛋的锐端往试验组种蛋蛋清内注射100 μL含250 ng T3的生理盐水,对照组注射不含T3的100 μL生理盐水,两组种蛋在相同条件下同期孵化。在27胚龄和7日龄时,记录鸭的体重和胸浅肌重,采用放射免疫分析法检测鸭血清中T3和四碘甲腺原氨酸(thyroxine,T4)水平,利用实时荧光定量PCR检测鸭肝脏中D1和D3的mRNA表达,利用酶联免疫吸附测定(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)法检测鸭肝脏中D1和D3蛋白水平及酶活性。【结果】在27胚龄和7日龄时试验组鸭的体重(P = 0.035,0.044)和胸浅肌重(P = 0.027,0.037)均显著高于对照组;试验组血清中T3和T4水平在27胚龄时与对照组之间差异不显著(P > 0.05),而7日龄时均显著低于对照组(P = 0.040,0.040);试验组鸭肝脏中脱碘酶mRNA表达量仅D3在7日龄时显著低于对照组(P = 0.040);在7日龄时试验组鸭肝脏中D1和D3的蛋白含量和酶活性亦均显著低于对照组(P = 0.017,0.045;P = 0.013,0.039)。鸭出雏前后的胸浅肌重与血清中T3水平呈强的负线性相关(r = -0.431,P = 0.025);血清中T3水平与肝脏中D3的mRNA表达呈极显著正向相关(r = 0.778,P = 0.005),血清中T4水平与D1和D3的蛋白水平和酶活性均呈正线性相关(r = 0.685,P = 0.020;r = 0.662,P = 0.026;r = 0.710,P = 0.014;r = 0.705,P = 0.015)。【结论】蛋清内注射T3促进了鸭出雏前后生长发育,同时伴随着出雏后循环中THs水平的降低,肝脏中D1和D3的表达发生下调。
    抑制体细胞衰老促进诱导性多潜能干细胞(iPSC)生成的研究进展
    魏如雪,郝海生,赵学明,杜卫华,朱化彬
    中国农业科学. 2015, 48(16):  3258-3265.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.16.015
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    诱导性多潜能干细胞(induced pluripotent stem cell, iPSC)是指对体细胞实施特定的诱导方法,将体细胞重编程获得的多潜能干细胞。最常用的诱导方法是利用基因导入技术,将与胚胎干细胞(embryonic stem cell, ESC)多潜能性相关基因的转录因子导入体细胞,激活内源多能性基因的表达,实现体细胞重编程。除转基因外,使用某些小分子物质或蛋白质等也可以实现体细胞重编程。iPSC与ESC在形态学、表观遗传学和分化能力上高度相似。由于iPSC来源于普通成体细胞,避免了胚胎干细胞面临的伦理道德和免疫排斥问题,使得这一技术在再生医学和畜牧生产上都具有广阔的应用前景。然而,iPSC的低生成率和高风险性逐渐成为制约该技术发展的主要障碍。生成效率和速率低,大大增加了获得iPSC的难度,工作量大且成本高;高风险性使iPSC无法安全应用于再生医学和生产转基因动物。这成为iPSC科研工作者亟待解决的两大问题。文章介绍了通过抑制体细胞衰老来促进iPSC生成的相关研究进展。该方法对体细胞重编程有显著效果,但同时也存在较大的安全性争议。控制细胞衰老凋亡的Ink4a/Arf位点,p53pRB、p21等基因和蛋白因子可以及时清除体内损伤细胞,促进细胞衰老凋亡,抑制细胞癌变,组成了维护机体健康的重要调控通路。近年研究表明,抑制促细胞衰老凋亡基因的表达可显著提高iPSC生成的效率和速率,说明肿瘤发生和iPSC生成存在某些相同的调控通路。抑制体细胞衰老的方法主要有3类:改进培养液成分、使用新的转录因子和调节细胞培养环境。通过抑制体细胞衰老,最高可将小鼠iPSC生成效率提高到100%。这为高效获得iPSC,探索iPSC及肿瘤的生成机制提供了新思路。同时,此方法存在较大安全性问题。iPSC最初是由Oct4,Sox2,Klf4,c-Myc等4种转录因子诱导而来,这些因子本身都存在致癌风险。抑癌基因的失活使获得的iPSC致癌风险增大,成为制约该方法广泛应用的最主要障碍。文章概括了2008年以来通过抑制体细胞衰老促进iPSC生成的研究进展、存在问题和应用前景。
    采用特异性探针药物法测定双峰驼CYP3A酶活性
    裴乐,张文彬,哈斯苏荣
    中国农业科学. 2015, 48(16):  3266-3274.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.16.016
    摘要 ( 215 )   HTML ( 1 )   PDF (478KB) ( 237 )   收藏
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    目的】探究双峰驼CYP3A酶体外活性及其对外源性药物代谢的影响。【方法】将双峰驼禁食过夜12 h,颈静脉放血处死,立即于肝门静脉处采集块状肝脏组织,洗去血污称重匀浆后,采用Ca2+沉淀法制备双峰驼肝微粒体,并通过BCA法测定其蛋白含量。同时优化双峰驼肝微粒孵育体系,取不同浓度的双峰驼肝微粒体蛋白悬液(0.016、0.031、0.063、0.125、0.250、0.500、1.000、2.000 mg?mL-1)、不同浓度的探针药物咪达唑仑(MDZ)(7.813、15.625、31.250、62.500、125、250、500、1 000 µg?mL-1)分别加入到孵育体系中,37℃预孵育5 min后,加入NADPH溶液后再孵育不同时间(0、2、5、10、15、20、25、30 min)。待反应完全后加入冰冷的甲醇和地西泮(DZP)溶液,涡旋混匀,800 µL全部混合液体经14 500 r/min离心20 min后,取20 µL上清液进行高效液相色谱紫外检测(HPLC-UV),确定最适底物浓度、最适酶浓度以及最适孵育时间。分别取浓度为7.813、15.625、31.250、62.500、125、250、500、1 000 µg?mL-1 MDZ探针药物溶液20 µL与双峰驼肝微粒体共同孵育15 min后,以混有内标DZP的冰冷甲醇终止反应,采用高效液相色谱紫外检测法测定反应产物1'-羟基咪达唑仑(1'-OHMDZ)的动态含量,计算出部分药物动力学参数。色谱条件:Sigma-Aldrich/Supelco Discovery C18色谱柱(150 mm×4.6 mm,5 μm);流动相为V(乙腈)V0.01 mol?L-1 PBS缓冲液)= 4060;等浓度洗脱20 min;检测波长为254 nm;流速为0.8 mL?min-1;柱温为30℃;进样量为20 μL。【结果】使用Ca2+沉淀法制备的双峰驼肝微粒体保持了酶的良好活性,能满足后续体外药物代谢试验的基本要求,经BCA法测定其蛋白含量为(1.936±0.052) mg?mL-1双峰驼肝微粒体蛋白悬液、探针药物MDZ、PBS缓冲液、MgCl2溶液以及NADPH溶液构成双峰驼肝微粒体孵育体系,随着孵育时间的延长,酶和底物进一步反应,当MDZ浓度为125 µg?mL-1(终浓度为7.073 nmol?mL-1),肝微粒体浓度为2.000 mg?mL-1(终浓度为0.050 mg?mL-1)时,孵育15 min,酶和底物的结合最紧密,并呈现出饱和的状态,故确定其终浓度和时间为最适浓度和最佳孵育时间。HPLC-UV法测定1'-OHMDZMDZDZP的出峰保留时间分别为6.710、11.383和15.263 min,各成分色谱峰分离良好,且不受肝微粒体孵育体系中其他干扰峰的影响HPLC检测方法的精密度、稳定性及回收率的试验结果均符合色谱测定的基本要求,即成功建立了准确、灵敏、可靠、重现性好的双峰驼CYP3A酶特异性探针药物的检测方法。以底物MDZ浓度和反应产物1'-OHMDZ生成速率进行Lineweaver-Burk双倒数作图,分别计算出最大反应速Vmax和米氏常数Km。经Origin Pro8.6软件进行线性回归分析得到最大反应速度Vmax为(0.380±0.028)nmol?mg-1?min-1,米氏常数Km为(9.603±3.229)nmol?mL-1,以此体现酶和底物的反应情况,并对双峰驼CYP3A酶的活性进行了间接测定。【结论】成功建立了跟踪检测CYP3A酶的特异性探针药物MDZ及其代谢产物浓度的高效液相色谱紫外检测方法MDZ在体内经CYP3A酶的特异性氧化代谢后主要生成1'-OHMDZ,本文以MDZ的代谢产物1'-OHMDZ的生成速率为检测指标,首次对双峰驼CYP3A酶的体外活性及酶与底物的相互作用特点进行了研究。
    研究简报
    盐胁迫对不同倍性金银花光合特性的影响
    颜坤,赵世杰,徐化凌,吴从稳,陈小兵
    中国农业科学. 2015, 48(16):  3275-3286.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.16.017
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    【目的】研究四倍体和二倍体金银花叶片光合作用对盐胁迫的响应,特别是盐胁迫对PSⅠ和PSⅡ性能以及协调性的影响,比较盐胁迫下叶片光合特性的差异,分析盐胁迫对叶片Na+、Cl-和丙二醛含量以及叶片生物量的影响,揭示不同倍性金银花耐盐胁迫的能力,为盐碱地栽培品种的选择提供参考。【方法】选用四倍体和二倍体金银花为试验材料,采用叶绿素荧光快速诱导动力学曲线和820 nm光反射曲线同步测定技术,结合气体交换参数,研究中度(150 mmol·L-1 NaCl)和重度(300 mmol·L-1 NaCl)盐胁迫对四倍体和二倍体金银花叶片光合作用和光合机构的影响。金银花植株定植于装有石英砂的塑料盆中,Hoagland营养液培养。营养液中加入NaCl用于盐处理,每天递增50 mmol·L-1到达处理浓度(150和300 mmol·L-1),处理持续15 d。以不加入NaCl的营养液培养对照植株。盐处理过程中选取枝条中部全展的叶片用于指标测定。【结果】中度盐胁迫下,四倍体和二倍体金银花叶片光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度显著降低,但四倍体下降幅度小于二倍体,说明中度盐胁迫下光合速率的降低是由气孔限制引起的,四倍体叶片光合作用受气孔限制程度较小。重度盐胁迫下,四倍体和二倍体金银花叶片光合速率也显著降低,但四倍体下降幅度小于二倍体,能维持较高的光合活性。重度盐胁迫7 d后,二倍体金银花叶片Rubisco酶的活化状态和羧化效率显著降低,诱发PSⅡ光抑制,降低向PSⅠ电子传递的量子产额。因此,PSⅠ的还原受到抑制,820 nm光反射曲线应该显示PSⅠ氧化幅度增加。但结果相反,PSⅠ氧化幅度却显著降低。重度盐胁迫下,二倍体金银花叶片PSⅠ也发生了光抑制,不能有效推动电子向PSⅠ受体侧传递,抑制了PSⅠ的氧化,而PSⅠ光抑制程度高于PSⅡ,导致PSⅠ氧化幅度显著降低,破坏了PSⅡ与PSⅠ的协调性。重度盐胁迫15 d后,四倍体金银花叶片Rubisco酶活化状态和羧化效率显著下降,但下降幅度小于二倍体金银花,PSⅡ和PSⅠ的性能未受显著影响,维持了PSⅡ和PSⅠ的协调性。因此,相对于二倍体,四倍体金银花叶片在重度盐胁迫下也具有较高的光合活性。盐胁迫15 d后,二倍体金银花叶片Na+、Cl-和丙二醛含量显著增加,整株叶片干重显著降低,其变化幅度大于四倍体金银花,说明四倍体金银花受离子毒害的影响较轻,这可能是其在盐胁迫下维持较高光合性能的原因。【结论】盐胁迫下,四倍体金银花叶片能维持较高的气孔导度和Rubisco酶的活化状态,保持了PSⅡ和PSⅠ的协调性,因而具有较高的光合活性,能够积累较多的生物量。因此,四倍体金银花耐盐胁迫的能力强于二倍体,更适于盐碱地栽培。
    葡萄冬芽自然休眠诱导期间的呼吸代谢变化
    王海波,王孝娣,史祥宾,王宝亮,郑晓翠,刘凤之
    中国农业科学. 2015, 48(16):  3287-3295.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.16.018
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    【目的】研究葡萄冬芽自然休眠诱导过程中呼吸速率和呼吸途径的变化规律,明确呼吸代谢与自然休眠诱导的关系,为休眠调控技术如无休眠栽培和秋促早栽培技术的发展提供理论依据,进而解决葡萄鲜果的周年供应问题。【方法】以‘贝达’嫁接的3年生高需冷量葡萄品种‘夏黑’和低需冷量葡萄品种‘京蜜’为试材,采用专一性呼吸抑制剂法借助氧电极测定葡萄冬芽呼吸速率及呼吸途径的变化,结合利用单芽扦插沙基培养法界定自然休眠诱导的进程,研究自然休眠诱导过程中葡萄冬芽的呼吸代谢变化。【结果】低需冷量葡萄品种‘京蜜’的冬芽自然休眠诱导开始和结束的时间晚于高需冷量葡萄品种‘夏黑’,且自然休眠深度浅于高需冷量葡萄品种‘夏黑’。需冷量不同的‘京蜜’和‘夏黑’两葡萄品种在自然休眠诱导期间冬芽的总呼吸速率变化趋势相同,呈单峰曲线,于自然休眠诱导结束时达最大值;低需冷量葡萄品种‘京蜜’在自然休眠诱导结束时冬芽的总呼吸速率和增幅略低于高需冷量的葡萄品种‘夏黑’。‘京蜜’和‘夏黑’两葡萄品种在自然休眠诱导期间,冬芽底物氧化水平和电子传递链水平上不同呼吸途径的运行活性发生了明显的变化,且变化趋势基本一致,与其自然休眠进程紧密相关,其中冬芽底物氧化水平上的戊糖磷酸途径(PPP)途径的运行活性与容量、蛋白质脂肪-TCA途径的容量和电子传递链水平上的交替途径的运行活性与容量,随着自然休眠进程的推进迅速增加;低需冷量葡萄品种‘京蜜’冬芽底物氧化水平上的PPP、蛋白质脂肪-TCA和电子传递链水平上的交替途径等与自然休眠诱导密切相关的呼吸途径的运行活性和容量都要略低于高需冷量葡萄品种‘夏黑’的冬芽。【结论】在自然休眠诱导期间,葡萄冬芽的总呼吸速率达最大值即峰值是葡萄冬芽自然休眠诱导期结束的标志。PPP途径和交替途径的运行活性与容量及蛋白质脂肪-TCA途径的容量的迅速增加是葡萄冬芽进入自然休眠的关键,是葡萄冬芽自然休眠诱导期的标志性生理变化。
    寒泊肉羊繁殖性能分析
    陈晓勇,孙洪新,敦伟涛
    中国农业科学. 2015, 48(16):  3296-3302.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.16.019
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    【目的】缺乏自主高产、优质新品种导致肉羊单产能力低、羊肉品质差、利润空间小是中国肉羊产业的一个关键问题。利用国外肉用绵羊品种与地方品种杂交可以提高单位产肉量,但由于杂交技术体系相对复杂,配套杂交利用体系不易掌握等原因导致乱交滥配现象严重,一些地方品种优异特性部分丢失。此外,从长远角度,结合中国国情和农区特点培育自主肉用绵羊新品种是解决地方品种产肉性能差、填补专门化肉用绵羊品种空白的关键手段。寒泊肉羊是以小尾寒羊为母本,杜泊绵羊为父本进行杂交,以骨形态发生蛋白受体1B(BMPR1B)(A746G)基因分子标记作为提高种群产羔数的辅助手段,经过多年人工选择和定向培育而成的农区肉用绵羊新种群。本研究是对寒泊肉羊繁殖性能进行分析,为下一步选育提供数据参考。【方法】统计了同等条件下饲养的寒泊肉羊和小尾寒羊繁殖相关指标,包括胎产羔数、产羔间隔(从上次产羔到下次产羔时间)、妊娠期(自配种到妊娠产羔时间)、初产日龄(从出生到第一次产羔时间间隔)。分析了两个品种不同胎次对产羔数的影响,不同月份产羔母羊比例分布情况,以及寒泊肉羊产羔月份对下次产羔间隔的影响。【结果】寒泊肉羊和小尾寒羊初产日龄((440.46±92.40)d vs(490.48±42.71)d)、妊娠期((145.93±4.80)d vs(47.95±4.41)d)、产羔间隔((300.42±72.85)d vs(275.94±48.42)d)、胎产羔数(1.86±0.71 vs 1.82±0.50)均无显著差别(P>0.05)。胎次对产羔数有显著影响,随着胎次增加胎产羔数呈现缓慢增加趋势,在第5胎次达到高峰(2.15只),随后产羔数下降。每年的第一季度为寒泊肉羊产羔高峰,即配种时间在上一年秋季,2月份产羔母羊比例最高为15.82%,即9月份配种妊娠数量较多,4—9月份产羔母羊比例低于理论平均值,6—8月份产羔母羊比例最小,以6月份最低。小尾寒羊4—7月份产羔母羊比例低于平均值,6月份产羔母羊比例最小为4.77%, 8月份到次年的3月份产羔母羊均在平均值8.33%以上。寒泊肉羊和小尾寒羊产羔均呈现一定季节性,二者差异不大。产羔月份对下次产羔时间间隔有一定影响,2月份产羔之后到下次产羔时间间隔最长为323 d,7—10月份产羔后到下次产羔间隔较短,为8个月左右。【结论】 寒泊肉羊繁殖性能遗传了母本常年发情配种产羔的特性,初产日龄、妊娠期、产羔间隔、胎产羔数均无显著差别。胎次对产羔数有显著影响,产羔月份对下次产羔时间间隔有一定影响。