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当期目录

    2016年 第49卷 第3期 刊出日期:2016-02-01
      
    作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
    水稻茎秆性状与抗倒性的关系及配合力分析
    陈桂华,邓化冰,张桂莲,唐文帮,黄璜
    中国农业科学. 2016, 49(3):  407-417.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.03.001
    摘要 ( 349 )   PDF (385KB) ( 671 )   收藏
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    【目的】研究水稻茎秆形态性状、化学成分含量和茎秆解剖结构与抗倒性的关系,分析抗倒伏相关性状的配合力,为抗倒伏高产水稻品种的选育提供依据。【方法】2014年,以3个水稻新两用核不育系和5个恢复系按不完全双列杂交所配的15个组合为材料,2015年,以4个水稻新两用核不育系和3个恢复系按不完全双列杂交所配的12个组合为材料,以单茎抗推力作为抗倒性的评价指标,研究水稻茎秆形态、化学成分含量、茎秆解剖结构与抗倒伏能力的关系及相关性状的配合力方差和亲本的一般配合力。【结果】2014年的相关分析表明,单茎抗推力与秆长、单茎鲜重、弯曲力矩、粗纤维含量、硅含量和小维管束数目呈显著正相关;2015年的相关分析表明,单茎抗推力与秆长、茎粗、单茎鲜重、弯曲力矩、粗纤维含量、钾含量、硅含量、大维管束数目和小维管束数目呈显著正相关。其中秆长、单茎鲜重、弯曲力矩、粗纤维含量、硅含量和小维管束数目与单茎抗推力的相关性在2年的试验中均达显著水平。2014年的逐步回归分析表明,弯曲力矩、硅含量和小维管束数目对单茎抗推力具有正向作用;2015年的逐步回归分析表明,秆长、茎粗、粗纤维含量和小维管束数目对单茎抗推力具有正向作用。2年均入选回归方程的性状有小维管束数目。单茎抗推力的不育系×恢复系特殊配合力方差和不育系的一般配合力方差两年均达到显著水平,且单茎抗推力的不育系一般配合力方差明显大于恢复系的一般配合力方差和杂交组合的特殊配合力方差。水稻不育系075S和023S,水稻恢复系R276、R964、R527和R389的单茎抗推力的一般配合力较高。【结论】秆长、单茎鲜重、弯曲力矩、粗纤维含量、硅含量和小维管束数目是影响水稻抗倒伏能力的主要因素。单茎抗推力的遗传由加性基因和非加性基因共同控制,不育系的基因加性效应对杂交组合的抗倒能力影响较大。不育系075S和023S及恢复系R276、R964、R527和R389的单茎抗推力的一般配合力较高,可用于抗倒伏杂交水稻组合的配制。
    高抗白粉病小麦-山羊草新种质TA002的创制和遗传研究
    王玉海,何方,鲍印广,明东风,董磊,韩庆典,李莹莹,王洪刚
    中国农业科学. 2016, 49(3):  418-428.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.03.002
    摘要 ( 222 )   PDF (2615KB) ( 382 )   收藏
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    【目的】小麦白粉病是世界范围内对小麦危害最严重的病害之一。培育和推广抗病品种是防治小麦白粉病最经济、有效、安全的途径。偏凸山羊草和柱穗山羊草是普通小麦的近缘物种,蕴藏着丰富的抗病、抗虫、抗逆和优质等优异基因。利用远缘杂交途径,将偏凸山羊草和柱穗山羊草的抗白粉病基因导入普通小麦,培育抗白粉病小麦新种质,为小麦白粉病抗性遗传改良提供新抗源。【方法】通过细胞学分析和结实率调查,明确TA002及其与普通小麦杂种的细胞学稳定性和育性特点。利用十二烷基磺酸钠聚丙烯酰氨凝胶电泳(odium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)及酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(acid polyacrylamide gel electrophoresis,A-PAGE)方法,分析TA002的高分子量麦谷蛋白亚基(high molecular weight glutenin subunit,HMW-GS)、低分子量麦谷蛋白亚基(low molecular weight glutenin subunit,LMW-GS)及醇溶蛋白亚基组成;通过白粉病菌分小种接种鉴定,明确TA002对小麦白粉病的抗性及其遗传特点;利用基因组原位杂交(genomic in situ hybridization,GISH)、多色原位杂交(multicolor genomic in situ hybridization,mc-GISH)、多色荧光原位杂交(multicolor fluorescence in situ hybridization,mc-FISH)及分子标记技术,分析明确TA002的染色体组成特点。【结果】TA002染色体数目为42条,它及其与普通小麦的杂种F1减数第一次分裂中期细胞(pollen mother cells at metaphase I,PMCs MI)均含有21个二价体,减数第一次分裂后期细胞(pollen mother cells at anaphase I,PMCs AI)中的染色体分离均衡,结实率正常。在成株期,TA002、SDAU18及其双亲偏凸山羊草和柱穗山羊草对白粉病均具有良好抗性,而烟农15对白粉病表现髙感。TA002/辉县红F1、TA002/铭贤169F1对白粉病菌种E09表现免疫,F2单株对E09的抗感分离比例符合3﹕1。种子贮藏蛋白分析结果表明,在TA002的醇溶蛋白和谷蛋白中均含有SDAU18的特有亚基,其醇溶蛋白还含有双亲没有的新型亚基。分别以单芒山羊草和尾状山羊草的基因组总DNA为探针,烟农15的基因组总DNA为封阻,对TA002的根尖细胞染色体进行基因组原位杂交,均未检测到杂交信号。同时以不同荧光素标记的乌拉尔图小麦和粗山羊草基因组总DNA为探针,拟斯卑尔脱山羊草基因组总DNA为封阻,对TA002的根尖细胞染色体进行mc-GISH,并利用以不同荧光素标记的寡核苷酸pSc119.2pTa535对TA002的根尖细胞染色体进行mc-FISH,发现TA002具有完整的A、B和D基因组,但其4A、5A、6B、7B和5D染色体在FISH带型上与亲本烟农15的对应染色体具有显著差异。分子标记检测结果表明,TA002含有来源于偏凸山羊草和柱穗山羊草的遗传物质。【结论】TA002是一个细胞学稳定、农艺性状和育性良好的小麦-山羊草渐渗系,它含有偏凸-柱穗山羊草双二倍体特有的贮藏蛋白亚基及其双亲没有的新亚基,且高抗小麦白粉病,其白粉病抗性受显性单基因控制,该基因可能是来自偏凸山羊草或柱穗山羊草的一个新的白粉病抗性基因。
    玉米种胚内质网胁迫相关基因对人工老化处理的响应
    曹广灿,林一欣,薛梅真,邢芦蔓,吕伟增,杨伟飞,陈军营
    中国农业科学. 2016, 49(3):  429-442.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.03.003
    摘要 ( 256 )   PDF (1035KB) ( 389 )   收藏
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    【目的】在植物中,内质网胁迫(endoplasmic reticulum stress,ERS)和未折叠蛋白应答(unfolded protein response,UPR)参与环境胁迫响应过程,然而,玉米种子老化过程中内质网胁迫相关基因表达情况尚未见报道。文章利用基因数字表达谱技术探究玉米种子老化过程中内质网胁迫相关基因表达规律,以期为揭示种子衰老的分子机制提供理论依据。【方法】以玉米杂交种郑单958种子为材料,采用高温(45℃)高湿(相对湿度100%)的方法进行人工老化处理。分别提取未老化处理(对照)和老化处理3 d的玉米种胚总RNA,利用Illumina HiSeqTM 2000平台进行高通量测序。去除原始数据中的接头序列、包含模糊碱基的序列以及低质量序列,获得Clean reads,利用短序列比对软件SOAPaligner/ SOAP2将Clean Reads分别比对到玉米参考基因组和参考基因序列,采用RPKM(reads per kb per million reads)方法计算基因的表达量,根据FDR(false discovery rate)<0.001和|log2 ratio(T/CK)|≥1的标准筛选差异表达的基因,对获得的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)进行KEGG(kyoto encyclopedia of genes and genomes)数据库功能注释分析,筛选出响应人工老化的内质网胁迫相关差异表达基因。利用qRT-PCR技术定量分析内质网胁迫相关基因在不同人工老化时间内的表达特性。【结果】基因数字表达谱鉴定结果表明,有104个差异表达基因在人工老化过程中参与内质网蛋白质加工(protein processing in endoplasmic reticulum)通路,其中内质网胁迫相关基因有97个(81个上调表达,16个下调表达)。对差异表达基因功能注释分析表明,内质网胁迫的标志性蛋白基因BiP以及分子伴侣蛋白基因CRTCNTGRP94等显著上调表达。参与内质网相关性降解(endoplasmic reticulum-associated degradation,ERAD)途径的有83个差异表达基因(70个上调,13个下调),其中启动ERAD途径的关键酶基因EDEM (ER degradation enhancing mannosidase I-like protein)下调,参与蛋白泛素化的E2泛素结合酶基因UbcH5、E3泛素连接酶基因Hrd1Doa10等也发生显著的表达变化qRT-PCR结果表明,内质网胁迫相关基因在不同人工老化时间内表现表达多样性和复杂性。【结论】人工老化处理能造成玉米种胚细胞发生内质网胁迫。细胞通过上调分子伴侣基因表达和诱导ERAD途径响应内质网胁迫,但ERAD途径受阻可能引起错误折叠蛋白聚集,从而进一步加剧细胞损伤,最终导致种子活力降低甚至丧失。
    耕作栽培·生理生化·农业信息技术
    玉米秸秆低温高效降解复合菌系GF-20的菌种组成及降解稳定性
    青格尔,高聚林,于晓芳,胡树平,王志刚,王振,闹干朝鲁
    中国农业科学. 2016, 49(3):  443-454.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.03.004
    摘要 ( 281 )   PDF (911KB) ( 385 )   收藏
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    【目的】探索不同温度及pH条件对玉米秸秆低温高效降解复合菌系的玉米秸秆分解稳定性及菌群结构稳定性的影响,完善菌系培养方法,促进其应用开发利用。【方法】以低温高效降解复合菌系GF-20为研究对象,在10℃条件下连续继代培养45代、不同温度和pH条件下连续继代培养15代,分别获得多组不同代数(F)、不同温度(T)和pH(P)条件下的菌系。测定各复合菌系发酵液pH、玉米秸秆降解率及纤维素酶活,评价复合菌系的玉米秸秆分解稳定性;利用PCR-DGGE技术结合主成分分析法对菌群组成结构的稳定性进行研究。【结果】在10℃条件下经连续继代培养40代和在温度4—30℃、pH 6.0—9.0条件下继代培养获得的不同复合菌系发酵液pH均随发酵时间的延长趋近中性;玉米秸秆降解率在27.59%—32.53%,除F40显著高于F5外,其余无显著差异;纤维素酶活性呈高代菌系大于低代菌系,温度4—10℃和pH 6.0—9.0条件下,对复合菌系产酶有促进作用,纤维素酶活为1.34—1.84 IU·mL-1;复合菌系的纤维素酶在较低的温度和较宽的pH范围内具有良好的温度和pH稳定性,酶促反应温度15—30℃和pH 4.0—9.0内仍保持80%以上的纤维素酶活力;复合菌系F5—F45、T4—T30和P6.0—P9.0的DGGE条带差异不显著,表明菌系的菌种组成稳定;而在偏酸(pH=4、5)和偏碱性(pH=10)条件下继代培养,复合菌系秸秆降解率和纤维素酶活均显著降低,菌种组成发生变化,进而影响性质与功能稳定性。PCR-DGGE共检测到18个条带,其中关键菌株分别为Bacillus licheniformisAzonexus hydrophilusdAzospira oryzaeArobacter cloacaeCellvibrio mixtusBacillus tequilensisClostridium populeti subsp. Mixtus和Clostridium xylanolyticum。【结论】复合菌系GF-20在温度4—30℃、pH 6.0—9.0条件下经过多代继代培养,仍然保持了较高的玉米秸秆分解活性和菌种组成稳定性,具有良好的应用前景。
    薯/豆套作模式下不同熟期大豆品种的生长补偿效应
    陈光荣,杨文钰,张国宏,王立明,杨如萍,雍太文,刘卫国
    中国农业科学. 2016, 49(3):  455-467.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.03.005
    摘要 ( 269 )   PDF (34126KB) ( 2096 )   收藏
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    【目的】探讨马铃薯/大豆套作复合群体品种搭配原则,为马铃薯/大豆套作高产高效提供理论和技术依据。【方法】以当前西北一熟制灌区生产中广泛种植且间套优势明显的早熟马铃薯/大豆间套作方式为研究对象,通过两年田间试验,以大豆品种中黄30(早熟)、冀豆17(中熟)和齐黄34(晚熟)单作为对照,分析套作马铃薯收获前后大豆叶面积指数、干物质积累、光合速率的变化及对产量构成因素的影响,评价不同熟期大豆品种的生长补偿效应。【结果】(1)相对于单作,套作条件下各大豆品种的开花期延迟7 d左右,但不影响全生育期,套作大豆营养生长期延长而生殖生长期相对缩短。马铃薯与大豆各品种间的共生期差异不显著,但其生殖生长共生期差异显著(齐黄34为12 d,冀豆17为35.5 d,中黄30为41.5 d)。(2)在马铃薯/大豆共生期间,套作大豆LAI上升慢于单作,晚熟大豆LAI慢于早熟和中熟大豆品种,在马铃薯收获后,中、晚熟大豆品种可保持较大叶面积指数并持续较长的时间,尤其是晚熟品种。(3)单作大豆在出苗后60 d内干物质积累较快,而同期套作大豆平均干物质积累为单作大豆的44.27%。不同品种间单作大豆净光合速率高于套作,其中,晚熟品种显著高于中、早熟品种(P<0.05);出苗后100 d(套作马铃薯已经收获)单作大豆干物质积累相对变缓,套作大豆生长加快,尤其是晚熟品种增幅显著,此时套作大豆Pn相对于单作上升幅度大,中、晚熟品种Pn接近于单作大豆。(4)较单作模式,套作模式下不同大豆品种的有效荚数、单株粒数及每荚粒数均有所降低,其中早熟品种下降显著(P<0.05),分别下降了24.15%、22.14%、18.92%,而中、晚熟品种下降不显著,尤其是晚熟品种,套作模式较单作模式仅仅下降了6.34%、8.3%、1.71%。套作模式下,中、晚熟大豆品种的产量较早熟品种分别提高了79.85%和145.08%,LER分别达到了1.77和1.83。【结论】中、晚熟大豆品种与马铃薯组合套作优势更强,其生育期较长,营养生长期相对延长导致生殖生长共生期缩短,使大豆叶面积指数、光合速率均保持在较高水平,从而为马铃薯收获后进行光合补偿生长提供物质和能量基础,保证了套作大豆较高产量。
    半干旱区全膜覆盖垄沟间作种植马铃薯和豆科作物的水热及产量效应
    张绪成,王红丽,于显枫,侯慧芝,方彦杰,马一凡
    中国农业科学. 2016, 49(3):  468-481.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.03.006
    摘要 ( 217 )   PDF (759KB) ( 470 )   收藏
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    【目的】间套作是克服马铃薯连作障碍、提高降水利用效率和农田生产力的有效途径,但在半干旱旱作区发展间套作,必须选择基于水分承载力的模式。【方法】依托4年大田定位试验,测定全膜覆盖垄沟种植马铃薯单作(PM)、马铃薯蚕豆间作(PF)、马铃薯豌豆间作(PS)和马铃薯扁豆间作(PH)的土壤温度、土壤贮水量、作物产量等指标,计算耗水量、经济收益和水分经济收益率,明确其产量和水分效应,并评价其农田水分持续性。【结果】间作有利于缓解6—7月份的高温胁迫,在2012—2014年,PF、PS和PH处理在该时期0—25 cm土层的土壤温度较PM处理下降0.8—3.6℃、0.4—2.8℃和0.8—1.8℃。间作促进作物利用深层土壤水分,在干旱和平水年的耗水深度达200 cm。与马铃薯单作相比,PF处理使花前耗水增加41.6—131.7 mm,而使干旱(2011)和平水年份(2012)的花后耗水分别减少48.6 mm和34.3 mm;PH同样增加了花前耗水,但花后耗水量和单作处理无显著差异;PS的花前花后耗水量介于二者之间。PH的经济收益和水分经济收益率最高,分别较马铃薯单作增加了29.8%—51.4%和19.8%—24.0%。4个处理0—200 cm土层土壤贮水量在4年期间增加了100 mm以上,表明全膜覆盖条件下马铃薯和豆科作物间作种植,对土壤水分的年际平衡无显著负影响。【结论】PH能够降低6—7月高温期间0—25 cm土层的土壤温度,增加马铃薯花后耗水量,增产效果显著,并对土壤水分持续性无明显负面影响,可作为西北黄土高原半干旱区较为理想的间作模式推广应用。
    植物保护
    水稻NBS-LRR类抗稻瘟病蛋白Pik-h的互作蛋白筛选
    王加峰,刘浩,王慧,陈志强
    中国农业科学. 2016, 49(3):  482-490.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.03.007
    摘要 ( 271 )   PDF (682KB) ( 509 )   收藏
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    【目的】利用酵母双杂交系统,以组成抗稻瘟病基因Pik-h介导的抗病反应途径。【方法】以含抗稻瘟病基因Pik-h的近等基因系IRBL8为材料,取稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)GD0193接种12和24 h后的水稻叶片,等量混合后提取总RNA,按照2个紧密连锁且功能独立的Pikh-1Pikh-2蛋白为诱饵,在水稻叶片中筛选与之互作的蛋白,以便深入研究抗病基因Pik-h的酵母双杂交试剂盒(Make Your Own “Mate&Plate” Library System)的要求构建水稻叶片靶标cDNA文库。利用快速重组克隆的方法构建pGBKT7-Pikh1和pGBKT7-Pikh2诱饵载体,并分别将它们转化至酵母菌株Y2H Gold,提取细胞总蛋白后利用Western blot检测Pikh1和Pikh2的表达情况,并对这2个诱饵载体自激活和毒性分析后进行酵母双杂交筛选。提取SD/-Ade/-Leu/-Trp/ -His/X-α-Gal筛选平板培养基上呈蓝色的酵母单克隆的质粒,将其分别与对应的诱饵载体共转化酵母菌株Y2H Gold,涂布于筛选平板培养基上进行互作的重复验证,将通过重复验证的质粒测序分析所得的序列比对水稻基因组数据库以确定目的基因,并对这些基因进行gene ontology(GO)注释分析以确定其分子功能、生物过程及细胞组成。【结果】靶标cDNA文库的库容量约为2.2×106,插入片段长度均大于400 bp,表明水稻cDNA文库质量高。诱饵载体pGBKT7-Pikh1和pGBKT7-Pikh2均能在酵母细胞中正确表达出对应的Pikh1及Pikh2蛋白,无自激活活性而且对酵母无毒性作用,符合文库筛选的要求。利用含有诱饵载体的酵母菌株Y2H Gold与靶标文库菌株Y187结合(Mating)的方式筛选,获得13个与Pikh-1相互作用的蛋白、5个与Pikh-2相互作用的蛋白,其中有2个与Pikh-1及Pikh-2同时存在相互作用。这些蛋白包括4个在逆境响应或激素信号转导过程中起到重要作用的(辅)转录因子、3个信号蛋白、4个参与光合作用的叶绿体蛋白、1个含有U-BOX结构域的蛋白及4个未知功能蛋白。【结论】成功构建了适宜于研究抗病基因(R基因)介导反应途径的酵母双杂交cDNA文库,筛选出Pik-h的互作蛋白,为进一步研究Pik-h或其他抗稻瘟病基因介导的抗病机制打下了基础。
    干涉丹参SmORA1对植物抗病和丹参酮类次生代谢的影响
    化文平,刘文超,王喆之,李翠芹
    中国农业科学. 2016, 49(3):  491-502.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.03.008
    摘要 ( 140 )   PDF (1849KB) ( 299 )   收藏
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    【目的】乙烯响应因子(ethylene response factor,ERF)是植物特有的一类转录因子,普遍参与植物各类胁迫反应。前期从药用植物丹参(Salvia )中筛选得到了一条与长春花(Catharanthus roseus)中CrORCA3高度同源的ERF转录因子编码基因(命名为SmORA1)。论文旨在通过干涉丹参SmORA1的表达,进一步明确SmORA1在植物抗病反应与丹参酮合成代谢调控中的作用miltiorrhiza侵染后转基因株系中丙氨酸解氨酶(phenylalnine ammonialyase,PAL)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、超氧化物歧化酶( superoxide dismutase,SOD)等抗性相关酶活性和还原型谷胱甘肽(glutathione, GSH)、脯氨酸(proline,Pro)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量等抗性相关生理指标的变化;采用HPLC法考察干涉SmORA1表达对二氢丹参酮、隐丹参酮和丹参酮ⅡA等丹参酮类次生代谢物含量的影响;采用实时定量PCR考察干涉SmORA1对丹参株系抗性基因和丹参酮合成相关关键酶基因表达的影响。【方法】扩增SmORA1基因片段,构建SmORA1基因干涉载体pk-ORAi并采用农杆菌介导的叶盘转化法转化丹参,经抗生素抗性筛选和PCR鉴定获得阳性转基因丹参植株;采用分光光度法或酶联免疫方法检测立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)。【结果】经抗生素和PCR筛选获得了11个阳性株系,进一步采用实时定量PCR分析得到3个SmORA1表达显著下调的转基因株系(RNAi-11、RNAi-18、RNAi-22),干涉效率达到80%以上。立枯丝核菌对丹参植株有明显的致病力,可以有效诱导丹参发病;其侵染后,SmORA1-RNAi转基因株系病情指数显著高于野生型(WT)和空载(VK)对照株系,病情更严重;SmORA1-RNAi转基因株系中的MDA含量显著高于WT和VK对照株系,说明干涉SmORA1的丹参株系抗衰老能力显著下降;植物抗性相关的PAL、CAT和SOD等酶活性以及GSH和Pro等物质含量显著低于对照株系,说明干涉SmORA1的丹参株系抗病性也呈现明显减弱;进一步研究发现SmORA1-RNAi转基因株系中抗病性相关蛋白编码基因SmPDF1.2SmSTH-2SmPR-10的表达量明显低于对照株系。采用HPLC方法分析发现,丹参SmORA1干涉株系中丹参酮ⅡA和隐丹参酮含量显著下降;同时采用实时定量PCR检测分析,发现丹参SmORA1干涉株系中丹参酮合成途径关键酶基因SmHMGR1SmHMGR2SmGPPSSmGGPPS1SmGGPPS3等表达显著下调,说明SmORA1可能通过调节SmHMGR1SmHMGR2SmGPPSSmGGPPS1SmGGPPS3等丹参酮合成途径关键酶基因的表达参与丹参酮类化合物的合成调控。【结论】丹参SmORA1参与了丹参抗病反应,而且与丹参酮类次生代谢物质的合成密切相关。
    土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境
    氮循环与中国农业氮管理
    王敬国,林杉,李保国
    中国农业科学. 2016, 49(3):  503-517.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.03.009
    摘要 ( 372 )   PDF (48606KB) ( 774 )   收藏
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    作为全球活性氮制造量和氮肥消费量均最大的国家,中国农业生态系统的氮平衡问题受到了国内外广泛的关注。普遍认为中国农田施氮过量问题突出,并产生了严重的环境污染。为全面了解中国农业生态系统的来源和去向,找出引起氮肥消费量高的原因,本研究运用氮循环基本原理,以2010年为例,根据近年来发表的文献和国家统计资料,详细讨论了不同空间尺度上中国农业生态系统的氮输出和输入,重点分析了作物-土壤系统氮循环与氮平衡的特征。2010年中国农业生态系统氮投入总体上过量,其数量基本上相当于经生物地球化学循环返回作物–土壤系统的氮量,大致在5 Tg N左右。在全国水平上,2010年化肥和有机肥带入农田的氮量,相等于作物吸氮量和农田氮损失量之和;由于化学氮肥流向的多样化,如林、牧、渔业和城市绿化等的氮肥消耗,以及部分经济作物包括果树和蔬菜,特别是设施蔬菜的高量施氮,总体上粮食作物过量施氮的问题并不十分突出。在耕地资源有限(占全球8%的耕地面积,养活20%的世界人口)、有机废弃物中氮养分循环利用率低于30%、豆科作物播种面积较少且生物固氮占农田总氮投入不足15%的情况下,中国的农业生产只有依靠氮肥。然而,中国氮肥消费存在着很大的地区差异,在土地生产力水平较高的黄淮海、长江中下游和珠江三角洲地区,单位农作物播种面积的施氮量显著高于全国平均水平。这些地区氮肥消费量较大与粮食单产高、复种指数高和豆科作物种植比例低有密切关系。因此,为保证人们不断增长的食物需求和膳食结构的改善,加之土壤基础肥力相对较低,农田化学氮肥投入较高具有一定的合理性。然而,农业生产过程中发生的氮损失,既浪费了资源,也污染了环境。损失进入大气和水中活性氮以及环境中新产生的活性氮,经生物地球化学循环过程以大气沉降和灌溉水返回农田,已经成为作物-土壤系统氮的重要投入项。由于农业生态系统中氮素转化过程的多样性和生物地球化学循环的复杂性,循环过程中的氮损失不可避免。只有通过在不同空间尺度上对氮素进行优化管理,才能将氮损失降低到最低。在保证粮食安全的基础上,尽可能地降低农田施氮的环境风险,需要多学科、多部门的协作与共同努力,在不同空间尺度上实现氮优化管理、达到降低农业生态系统氮肥投入的目的。
    控释氮肥与尿素混施对连作春玉米产量、氮素吸收和氮素平衡的影响
    王寅,冯国忠,张天山,茹铁军,袁勇,高强
    中国农业科学. 2016, 49(3):  518-528.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.03.010
    摘要 ( 232 )   PDF (387KB) ( 489 )   收藏
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    【目的】控释氮肥与普通尿素进行掺混施用是行之有效的一次性施肥替代技术。明确控释氮肥与尿素掺混施用对春玉米产量、氮素吸收利用以及土壤-作物系统氮素平衡的影响,为春玉米氮素养分的科学管理技术提供参考。【方法】2010和2011年在吉林省中部玉米主产区连续2年设置大田定点试验,施肥处理包括:不施氮(N0)、100%尿素(CRN0%)、15%控释氮肥+85%尿素(CRN15%)、30%控释氮肥+70%尿素(CRN30%)和45%控释氮肥+55%尿素(CRN45%),研究控释氮肥与尿素掺混施用对春玉米连作条件下籽粒产量、氮素吸收与利用、土壤无机氮累积与矿化以及系统氮素平衡的影响,确定适宜的控释氮肥掺混比例。【结果】与尿素一次性全施相比,控释氮肥与尿素掺混施用显著提高了春玉米地上部干重和产量,不同掺混比例之间差异不显著。两季平均结果显示,玉米产量在CRN30%处理达最高(9.39 t·hm-2),较CRN0%处理增产9.0%(0.77 t·hm-2)。施肥是土壤-作物系统主要的氮素输入方式,占总输入量的63.5%,播前土壤无机氮和氮素矿化分别占19.2%和17.3%。2010和2011年玉米生育期内土壤氮素的表观净矿化量分别为34.4和66.1 kg·hm-2,两季之间越冬期各施肥处理土壤氮素矿化量为15.2—26.4 kg·hm-2,处理间差异不显著。系统的氮素输出以植株吸收带走氮素为主要方式,平均占总输出的80.7%(68.1%—99.5%)。随控释氮肥掺混比例的增加,植株氮素吸收量和土壤无机氮残留量均呈持续上升趋势,分别在CRN30%和CRN45%处理达最高,为234.2和108.1 kg·hm-2,较CRN0%处理分别增加18.0%和45.1%。但是,氮素表观损失随控释比例增加而大幅降低,最终导致氮素表观盈余也呈下降趋势,CRN30%处理降至最低的114.4 kg·hm-2,较CRN0%处理减少38.4%。控释氮肥与尿素掺混处理表层土壤(0—30 cm)的无机氮含量明显高于CRN0%处理,而深层土壤(30—90 cm)则较低,表明其氮素下移趋势较小。两季平均结果表明,氮肥的表观利用率由CRN0%处理的50.1%显著提高至CRN30%处理的69.4%,表观残留率在控释氮肥掺混施用后均显著提高,而表观损失率从CRN0%处理的37.3%显著下降至CRN45%处理的6.0%。【结论】控释氮肥与尿素掺混施用可促进春玉米获得高产,增加植株氮素吸收,而且维持了较高的土壤氮素水平并减少损失,从而提高氮肥利用率。当前生产条件下,东北春玉米施氮185 kgN·hm-2条件下适宜的控释氮肥掺混比例在30%左右。
    园艺
    基于花青素苷合成和呈色机理的观赏植物花色改良分子育种
    戴思兰,洪艳
    中国农业科学. 2016, 49(3):  529-542.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.03.011
    摘要 ( 245 )   PDF (461KB) ( 1142 )   收藏
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    花色是观赏植物最重要的品质性状之一,是植物自然进化过程中最具适应意义的表型性状,也是表观遗传学研究的重要内容。花青素苷是使花朵呈色的重要色素之一,被子植物中约有80%的科的花朵颜色由花青素苷决定;迄今从自然界分离和鉴定出的花青素苷多达600种,主要由6种花青素苷元衍生而来。花青素苷合成途径是迄今为止研究得最为清楚的植物次生代谢途径之一,它的合成首先取决于类黄酮代谢途径的生成,花青素苷种类的多样性则源于其不同分支途径的形成,在花青素苷元基本骨架上不同位置取代基的差异形成了多种多样的花青素苷。在花青素苷生物合成过程中,分支点酶的竞争机制和关键酶的底物特异性使花青素苷的种类及相应的花色表型具有种属特异性。花青素苷合成后需要转运到液泡中被包裹成色素体,植物细胞中的液泡积累和贮存色素体的能力是影响花青素苷呈色的重要因素,因此,花青素苷在花瓣中的最终呈色还受液泡pH、助色素含量以及金属离子的络合作用等多种细胞内因素的影响。目前,已经在多种植物中获得了与花青素苷合成及呈色相关的结构基因和调节基因,并解析了其功能,成功获得了一些转基因花卉,但是这些基因调控表达的机制,包括转录水平和转录后水平的调控、DNA序列本身的差异和DNA甲基化修饰的调控机制等仍不清楚,转基因植株花色改良的程度也很有限,对于如何将这些机制应用于花色改良的转基因育种也是一个前沿的课题。花青素苷对园艺作物器官呈色机制的解析有助于对花朵呈色机制的理解,观赏植物中花色形成机理的研究对于园艺作物器官呈色机制的解析同样具有重要的参考价值。因此,本文以观赏植物为例,从花青素苷合成分支途径形成的机理、花青素苷生物合成途径的遗传调控机理以及影响花青素苷呈色的主要因素及其遗传调控机理3个方面,对影响植物花朵呈色的机制进行了综述,并对近年来基于花青素苷代谢和呈色机理的花色改良分子设计育种,尤其是国际上广泛关注的蓝色花育种进行了梳理和总结,以期为定向培育具有新奇花色的观赏植物新品种提供参考。
    贮藏·保鲜·加工
    核桃青皮的强抗氧化活性成分及其抗氧化稳定性
    田平平,李仁宙,简永健,李健明,王杰
    中国农业科学. 2016, 49(3):  543-553.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.03.012
    摘要 ( 169 )   PDF (569KB) ( 488 )   收藏
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    【目的】以大孔树脂纯化的核桃青皮抗氧化成分为对象,对其组分进行鉴定,并研究其抗氧化稳定性,为核桃青皮的开发和有效利用提供理论依据。【方法】以DPPH自由基清除能力为指标,采用D101型的大孔树脂纯化核桃青皮粗提取物,浓缩冷冻干燥后,采用超高压液相色谱-高分辨质谱联用仪(UPLC-MS)对具有较强抗氧化活性部分的核桃青皮纯化物进行成分分析,并通过分析pH、温度、光照、金属离子、氧化剂H2O2、还原剂Na2SO3和防腐剂山梨酸钾7种因素对核桃青皮抗氧化物质清除DPPH自由基的影响,研究其抗氧化性能的稳定性。【结果】UPLC-MS结果表明,核桃青皮中具有强抗氧化活性的主要成分为绿原酸、短叶苏木酚羧酸、花靛-葡萄糖/半乳糖、鞣花、槲皮素-阿拉伯糖、表儿茶素或儿茶素、槲皮素-3-O-葡萄糖苷等7种成分。抗氧化成分稳定性研究结果表明:随着pH的增大,核桃青皮抗氧化物质对DPPH自由基清除率逐渐减小,当pH为12时,抗氧化物质对DPPH自由基的消除率几乎为0;抗氧化物质对DPPH自由基清除率能力随着放置时间的延长而下降;在室内、光照和避光3种处理下,核桃青皮抗氧化物质溶液的DPPH自由基消除率在0-2 h内逐渐下降,且三者之间无显著性差异(P>0.05)。在放置2-5 h内,光照处理的消除率均低于同期的室内和避光处理;在4、37、70和90℃ 4种处理下,核桃青皮抗氧化物质溶液对DPPH自由基的消除率总体呈下降的趋势,而在50℃处理下则呈先下降后上升再下降的趋势;Fe3+能使抗氧化物质维持较高的抗氧化活性,而Cu2+ 、Mg2+、K+、Al3+则使核桃青皮抗氧化物质的抗氧化能力降低。亚硫酸钠使核桃青皮抗氧化物质的抗氧化能力维持较低水平;浓度为0.10%和0.05%的H2O2能提高核桃青皮抗氧化物质的抗氧化能力,此后抗氧化能力随着其浓度的增加而下降;防腐剂山梨酸钾溶液能显著降低(P<0.05)核桃青皮抗氧化物质的抗氧化能力,二者呈负相关关系。【结论】核桃青皮提取物具有较强的抗氧化活性,其抗氧化组分主要为7种多酚类活性物质。环境因子对核桃青皮活性物质的抗氧化稳定性具有一定的影响。
    冰温贮藏对宰后肌肉成熟进程的影响
    李培迪,李欣,李铮,陈丽,李仲文,陈立娟,田建文,张德权
    中国农业科学. 2016, 49(3):  554-562.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.03.013
    摘要 ( 207 )   PDF (475KB) ( 416 )   收藏
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    【目的】动物被屠宰后,经过僵直、成熟等一系列复杂的生理生化反应完成从肌肉到食用肉的转变。温度对这一过程和肉品品质具有重要影响,成熟与肉质也存在密切关系。本试验以探究冰温条件下肌肉成熟进程为目标,确定冰温对成熟进程的影响,为调控肌肉成熟进程提供理论基础。【方法】选取无角陶赛特公羊背最长肌在冰温和冷藏条件下成熟,采用试剂盒测定糖酵解产物、糖酵解关键酶活力,采用酪蛋白酶源分析法测定钙蛋白酶活力,并结合肌原纤维小片化指数分析肌原纤维蛋白降解的变化规律。【结果】宰后pH达到极限值后逐渐增加,冷藏组(2—4℃)、冰温组(-1—-2℃)分别于宰后3 d、7 d达到极限pH,两组极限pH差异不显著。肌糖原含量先降低后稳定,成熟过程中冷藏组与冰温组肌糖原含量差异不显著。乳酸含量先蓄积后稳定最后降解,宰后2、6、12和24 h冷藏组乳酸含量显著高于冰温组。丙酮酸激酶活力先降低后稳定,宰后2 h、24 h冰温组丙酮酸激酶活力显著高于冷藏组。乳酸脱氢酶活力先增加后降低最后稳定,宰后6 h、12 h、24 h和5 d冷藏组乳酸脱氢酶活力显著高于冰温组。μ-钙蛋白酶活力先增加后降低,宰后12 h、24 h、5 d、7 d冰温组μ-钙蛋白酶活力显著高于冷藏组。宰后肌原纤维小片化指数逐渐增加,宰后6 h、12 h、3 d、5 d、7 d和9 d冷藏组肌原纤维小片化指数显著高于冰温组。【结论】与冷藏相比,冰温对肌糖原含量和极限pH影响不显著,但可以使肌糖原达到最低值的时间延长2 d左右,乳酸达到最高值的时间延长1 d左右;冰温可上调丙酮酸激酶活力,下调乳酸脱氢酶活力,显著延长μ-钙蛋白酶存活时间。冰温可延缓宰后肌肉糖酵解进程12 d,延迟肌肉成熟。
    畜牧·兽医·资源昆虫
    鸡生殖干细胞中Piwi基因的干涉效率
    李志腾,常国斌,徐璐,马腾,陈静,陈蓉,王洪志,刘璐,徐琪,陈国宏
    中国农业科学. 2016, 49(3):  563-472.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.03.014
    摘要 ( 141 )   PDF (3741KB) ( 319 )   收藏
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    目的】针对禽类干细胞研究中,存在转染效率与干涉效率低下的问题,通过比较不同干涉方式对鸡原始生殖细胞(primordial germ cells, PGCs)中Piwi基因的干涉效果,探讨提高禽类生殖干细胞干涉效率的有效方法。为进一步研究Piwi基因参与干细胞自我更新、RNA沉默以及转录后调控过程等生物学功能研究奠定基础。【方法】根据已建立的原代细胞分离技术,分别从健康鸡群的10日龄和4日龄鸡胚中分离成纤维细胞(chicken embryo fibroblast, CEF)与生殖脊,其中CEF作为PGCs细胞的饲养层,生殖脊经Trypsin-EDTA室温下消化获得PGCs细胞,并通过形态学、化学方法(PAS糖原染色、AKP 活性检测)和免疫学方法(TERT抗体、SSEA-1抗体)对其进行鉴定。根据Genbank公布的鸡Piwi基因的mRNA序列(NM_001098852),利用在线软件分别靶向不同位点设计合成得到3个小片段的stealth siRNAs,并将通用无义序列BLOCK-iTTM Alexa Fluor® Red Fluorescent Oligo作为荧光素标记的阴性对照siRNA。同时,在线设计三条干扰序列和一条非特异性阴性对照序列,将其插入线性化空载体 pRNA-U6.1,构建不同的shRNA干涉载体。分别采用不同类型的转染试剂将构建好的siRNA和shRNA转染PGCs细胞。首先利用通用无义siRNA以及仅带有GFP荧光标记基因的shRNA载体作为阴性对照,检测siRNA和shRNA转染效率,确定最佳转染条件。其次,将试验组siRNA和shRNA在优化条件下转染PGCs细胞,分别收集转染了24、48、72和144 h这4个时间点的细胞,提取各个时间段的总RNA,采用实时荧光定量PCR技术检测Piwi基因mRNA表达水平,并用SPSS软件分析不同处理组的差异。【结果】在对原代分离的PGCs细胞进行了形态学、化学以及免疫学方法鉴定后,确认其所获得的细胞为PGCs细胞且状态良好。根据不同的转染试剂量与siRNA或shRNA载体量的配比,得出siRNA转染最优条件为siRNA﹕LipofectamineTM 2000=50 pmol﹕2 μL; shRNA转染最优条件为shRNA﹕X-Treme GENE HP DNA Transfection Reagent=500 ng﹕1.5 μL。在以上最优转染条件下,将试验组siRNA和shRNA分别转染第二代PGCs细胞。发现在siRNA干涉组中,阴性siRNA组和空白组相比,Piwi基因表达量在24、48、72和144 h差异均不显著(P>0.05);而3个试验组siRNA与阴性对照组相比,在24、48和72 h的Piwi基因表达量均呈现显著下降(P<0.05),但在144 h时表达差异不显著(P>0.05)。在shRNA干涉组中,空白组和阴性对照组相比,Piwi基因表达量在4个时间点上差异均不显著(P>0.05);而3个试验组与阴性对照组相比,Piwi基因表达量在4个时间点上均显著下降(P<0.05)。与siRNA干涉试验组相比,shRNA 载体表现出更强及更长时间的稳定抑制Piwi基因的效果。【结论】siRNA与shRNA均能较好抑制目的基因的mRNA表达,不同干涉效果表明采用shRNA 载体具有更好及更长时间的抑制作用,这为RNAi技术在家禽生殖干细胞中的应用研究提供基础资料。
    豆粕与发酵豆粕中主要抗营养因子调查分析
    杨玉娟,姚怡莎,秦玉昌,邱静,李军国,李俊,谷旭
    中国农业科学. 2016, 49(3):  573-580.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.03.015
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    【目的】豆粕是动物饲料的主要原料,但其含多种抗营养因子(anti-nutritional factors, ANF),阻碍营养成分的消化、吸收和利用,从而影响动物的生长发育和健康。研究表明豆粕经微生物发酵可有效地降低抗营养因子含量。但由于发酵工艺、发酵菌种、豆粕本身的因素,不同生产厂家的豆粕及发酵豆粕中各抗营养因子含量差别较大,现有研究中也少有关于二者中抗营养因子水平的研究报道。为此,抽取了市售的65批次豆粕和54批次发酵豆粕,对6抗营养因子:大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白、胰蛋白酶抑制因子、棉籽糖、水苏糖、脲酶进行分析测定,以了解饲料行业使用的豆粕及发酵豆粕中的抗营养因子含量。【方法】用ELISA法(enzyme-linked immuno sorbent assay)对样品中的大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白、胰蛋白酶抑制因子含量进行测定,其分析方法和操作要求均与所购ELISA试剂盒的说明相一致,主要过程为:样品前处理、加样、洗板、加酶标试剂、显色、终止。棉籽糖和水苏糖的检测采用高效液相色谱(high performance liquid chromatography, HPLC)检测微波提取的棉籽糖和水苏糖。脲酶分析参照国标方法:加入尿素缓冲液后恒温水浴,一定时间后加入盐酸溶液停止反应后冷却,清洗试管内容物,以氢氧化钠标准溶液滴定至pH4.7后根据体积计算得出脲酶活性。【结果】调查分析后发现:豆粕和发酵豆粕中的大豆球蛋白平均含量分别为129.3、54.7 mg·g-1,发酵后大豆球蛋白平均含量降低了57.7%,根据百分位数法对数据进行统计分析,得出豆粕和发酵豆粕中的大豆球蛋白正常值范围分别为58.9—P90(177.3 mg·g-1)、ND—P90(109.4 mg·g-1)。豆粕中的β-伴大豆球蛋白平均含量为102.2 mg·g-1,而发酵豆粕中的β-伴大豆球蛋白为37.6 mg·g-1,相比豆粕降低了63.2%,使用相同的数据统计方法判定二者中β-伴大豆球蛋白含量正常值范围分别为42.8—P85(147.2 mg·g-1)和ND—P85(61.8 mg·g-1)。胰蛋白酶抑制因子在豆粕和发酵豆粕中平均含量分别为18.4 mg·g-17.5 mg·g-1,发酵处理使其含量下降了59.1%,同时得出豆粕及发酵豆粕胰蛋白抑制因子含量正常值范围分别在ND—P80(28.6 mg·g-1)、ND—P80(9.9 mg·g-1)之间。豆粕和发酵豆粕中的棉籽糖平均含量分别为11.02、1.93 mg·g-1,发酵豆粕比豆粕减少了82.5%,豆粕和发酵豆粕中棉籽糖的正常值范围分别在ND—P90 (13.79 mg·g-1)、ND—P90(4.65 mg·g-1)之间。豆粕中水苏糖的平均含量为29.70 mg·g-1,而发酵豆粕中水苏糖的平均含量为5.19 mg·g-1,发酵后水苏糖含量降低了82.5%,同时水苏糖的正常值范围分别在ND—P85 (33.29 mg·g-1)、ND—P85(11.58 mg·g-1)之间;豆粕中脲酶含量正常值范围为ND—P97(0.40 U·g-1),发酵豆粕脲酶未检出。综上得出,发酵豆粕的抗营养因子含量与豆粕相比有不同程度的减少。【结论】在分析调查的基础上得出了现行市售豆粕及发酵豆粕主要抗营养因子的含量范围。本调查分析为饲料加工工艺的进一步优化提供数据支撑,同时能够对养殖企业选择豆粕及发酵豆粕作为饲料原材料起到一定的理论指导作用。
    利用Bac-to-Bac杆状病毒系统超量表达家蚕let-7簇microRNAs
    何婷,尹权,王伟,黄亚玺,吴小燕,夏庆友,刘仕平
    中国农业科学. 2016, 49(3):  581-592.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.03.016
    摘要 ( 197 )   PDF (2528KB) ( 331 )   收藏
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    目的】利用Bac-to-Bac杆状病毒表达系统超量表达家蚕(Bombyx morilet-7 簇(cluster)microRNAsbmo-let-7、bmo-miR-100和bmo-miR-2795,为研究家蚕microRNA的功能提供参考。【方法】克隆家蚕let-7 miRNA簇(bmo-let-7 cluster,bmo-let-7-C)上各miRNA前体(pri-let-7、pri-miR-100与pri-miR-2795)和bmo-let-7-C全长序列,以红色荧光蛋白(red fluorescent protein,RFP)基因为报告基因,昆虫细胞表达载体pFastBac1为穿梭载体,通过Tn7转座子把目的基因和报告基因转座到杆状病毒A. californica nucleopolyhedrovirus (AcNPV)基因组上,获得各重组杆状病毒质粒(recombinant baculovirus plasmid,rBacmid):Bac-let-7、Bac-miR-100、Bac-miR-2795和Bac-let-7-C。将重组Bacmid转染草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)卵巢细胞系Sf9,72 h后用荧光显微镜检查红色荧光蛋白信号,荧光定量PCR检测miRNAs的表达。对转染的Sf9细胞进行、离心、收集上清液,获得具感染力的重组病毒,用于侵染新培养的Sf9细胞和注射家蚕幼虫个体,72 h后用荧光显微镜检查红色荧光蛋白信号,荧光定量PCR检测miRNAs的表达。【结果】成功将bmo-let-7-C上各miRNA前体和bmo-let-7-C全长序列构建到杆状病毒基因组上,获得了各miRNA及bmo-let-7-C的过量表达载体。将各重组过量表达载体分别转染草地贪夜蛾细胞系Sf9,72 h后在显微镜下观察到了红色荧光蛋白信号,荧光定量PCR检测结果表明各miRNA显著过量表达;通过离心收集的各miRNA重组过量表达病毒粒子感染新培养的Sf9细胞72 h后检测到了更强的红色荧光蛋白信号,定量PCR结果表明各miRNA均显著过量表达。将各miRNA的重组病毒注射到家蚕5龄1 d幼虫体内后,均能显著超量表达相应miRNA,但注射Bac-let-7-C后只有miR-2795显著过量表达,并有明显的组织差异性,在丝腺中没有过量表达,在脂肪体、血液和中肠中显著过量表达。【结论】利用杆状病毒过量表达系统在草地贪夜蛾细胞系Sf9和家蚕个体中超量表达了家蚕let-7簇miRNAs,为研究家蚕let-7簇和其他miRNAs的产生机制和功能提供了参考。
    研究简报
    中国西南地区甘薯主要育种亲本的遗传多样性及群体结构分析
    罗凯,卢会翔,吴正丹,吴雪莉,尹旺,唐道彬,王季春,张凯
    中国农业科学. 2016, 49(3):  593-608.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.03.017
    摘要 ( 303 )   PDF (1658KB) ( 562 )   收藏
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    【目的】探究中国西南地区主要甘薯育种亲本材料的遗传多样性和群体结构,为甘薯亲本材料的保存和利用、甘薯分子标记辅助选择提供参考依据。【方法】利用61个SSR分子标记、13个农艺性状和6个品质性状,对82份中国西南地区主要甘薯育种亲本材料进行遗传多样性分析。利用NTSYS-pc 2.10数据处理软件,分别根据SSR分子标记数据、品质性状、农艺性状计算82份亲本材料的Nei72遗传距离矩阵。利用Mega 6.06数据处理软件,计算82份材料基于SSR分子标记、品质性状、农艺性状的平均遗传距离。利用NTSYS-pc 2.10软件,对供试材料基于SSR标记、品质性状和农艺性状的遗传距离矩阵进行相关性分析。根据遗传距离矩阵,利用Mega6.06软件分别,对82份亲本材料进行基于品质性状的类平均法(unweighted pair group method with arithmetic mean,UPGMA)聚类分析、基于SSR分子标记的邻接法(Neighbor-Joining,NJ)聚类分析和基于农艺性状的类平均法(UPGMA)聚类分析。根据SSR分子标记数据,利用STRUCTURE 2.4对82份供试材料进行群体结构分析。【结果】61对SSR引物共检测出405条多态性谱带,其中,每对引物获得1—17条多态性谱带,平均每对引物检测出6.64条多态性谱带。82份亲本材料基于SSR分子标记、品质性状、农艺性状的Nei平均遗传距离分别为0.3499、0.2210和0.0270。基于SSR分子标记的邻接法(NJ)聚类分析将82份材料聚为7个类群。基于农艺性状、品质性状的类平均法(UPGMA)聚类分析均可将82份材料划分为一个较大的类群和三个较小的类群,但基于农艺性状和品质性状的聚类分析结果差异较大。基于SSR分子标记、品质性状和农艺性状的聚类分析均能将供试材料中来自不同地区的材料聚为同一类群,表明不同地理来源的供试材料间没有明显的遗传差异。遗传距离矩阵之间的相关性分析表明,基于SSR标记、品质和农艺性状的遗传距离矩阵间的相关性很小(r=0.0158),品质性状与农艺性状间呈负相关(r=-0.0411)。群体结构分析表明,当K等于3时,ΔK说明82份材料可以划分为3个亚群。取得最大值,其中53份(64.63%)供试材料的Q值大于或等于0.6,分属于3个亚群。29份材料(35.37%)划分为混合亚群。群体结构分析的亚群划分结果与SSR聚类分析结果有一定相似性。【结论】供试亲本材料基因组水平的遗传多样性较为丰富,品质性状有一定差异,农艺性状差异较小。单独利用某一种标记或性状对亲本材料进行衡量都不全面,建议结合分子标记和多种表型性状,进行深入的遗传多样性和群体结构分析