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    2018年 第51卷 第18期 刊出日期:2018-09-16
      
    《中国农业科学》2018年第51卷第18期目次
    中国农业科学. 2018, 51(18):  0-0. 
    摘要 ( 14 )   PDF (335KB) ( 95 )   收藏
    相关文章 | 多维度评价
    作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
    基于染色体片段置换系的野生稻粒长QTL——qGL12的精细定位
    丁膺宾, 张莉珍, 许睿, 王艳艳, 郑晓明, 张丽芳, 程云连, 吴凡, 杨庆文, 乔卫华, 兰进好
    中国农业科学. 2018, 51(18):  3435-3444.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.18.001
    摘要 ( 42 )   HTML ( 12 )   PDF (2742KB) ( 147 )   收藏
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    【目的】利用野生稻染色体片段置换系以及次级群体,精细定位与水稻粒长相关的QTL,发掘野生稻中影响粒长的新基因,为水稻育种提供遗传材料和基因资源。【方法】利用中国农业科学院作物科学研究所野生稻实验室已构建的野生稻染色体片段置换系群体,定位到一个与粒长相关的QTL——qGL12。在此基础上,选择粒长与受体亲本9311差异显著,且携带qGL12片段的置换系CSSL141与9311回交构建次级分离群体,设计区间内分子标记引物,筛选交换单株,结合粒型表型分析与基因型鉴定,对qGL12进行精细定位。通过扫描电子显微镜检测颖壳细胞,观察细胞的长宽变化,对定位区间内的基因进行基因注释以及测序分析,预测候选基因。【结果】根据整套置换系多个环境下的表型鉴定,qGL12初定位于第12染色体标记RM28621附近;选取携带qGL12的置换系CSSL141作为精细定位的亲本,CSSL141携带4个野生稻导入片段,在多年多点的田间试验中,CSSL141粒长、粒宽、粒重均明显高于9311;利用构建的CSSL141/9311 F2群体将qGL12定位于第12染色体标记RM5479与RM28621之间,影响粒长、粒宽以及粒重,对粒长的贡献率最高,为44.61%。在定位区间内设计了7个多态性分子标记引物,选择目标区间基因型杂合的植株种植F3,通过筛选交换单株,结合交换单株的基因型与表型,将qGL12定位于RM5479与RM28586之间50 kb区间内,为进一步缩短定位区间,在此区间内设计了4个多态性分子标记引物,选择交换单株种植下一代,筛选后得到20株交换单株,结合交换单株基因型与籽粒表型,最终将qGL12定位到第12染色体15.69 kb区间,该区间内有3个候选基因,其中Os12g39650编码一种微管蛋白,Os12g39660编码一种质膜钙转运ATP酶,Os12g39670尚未有明确功能,通过测序分析发现,Os12g39650Os12g39660在编码区内存在变异;对亲本以及后代交换单株的颖壳细胞进行电镜扫描,发现9311颖壳细胞的长度与宽度均比CSSL141小,CSSL141/9311 F4代群体中,目标区间为野生稻基因型的交换单株颖壳细胞的长度与宽度均比目标区间为9311基因型的交换单株大,表明qGL12通过调控颖壳细胞的大小影响水稻粒长。【结论】利用野生稻染色体片段置换系,将野生稻粒长QTL——qGL12定位于第12染色体15.69 kb区间内,通过调控水稻颖壳细胞的大小影响粒长。该区间内有3个基因。来自野生稻的Os12g39650Os12g39660与栽培稻等位基因相比,存在自然变异,确定为qGL12的候选基因。

    大豆GmWRKY148的克隆与功能分析
    王莎莎, 崔晓霞, 黄颜众, 轩慧冬, 郭娜, 邢邯
    中国农业科学. 2018, 51(18):  3445-3454.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.18.002
    摘要 ( 43 )   HTML ( 7 )   PDF (1218KB) ( 103 )   收藏
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    【目的】WRKY转录因子与植物的生物和非生物胁迫应答密切相关。通过对大豆WRKY转录因子基因GmWRKY148的克隆及在大豆发状根中过表达后对疫霉根腐病抗性的分析,探究大豆与大豆疫霉菌互作的作用机理。【方法】以拟南芥的AtWRKY44序列为探针,利用同源克隆的方法在大豆Williams 82的根部组织中得到其同源基因Glyma.14G199800,命名为GmWRKY148。对GmWRKY148蛋白进行系统进化树分析;利用qRT-PCR方法分析该基因在大豆的根、茎、叶、子叶和接种大豆疫霉菌不同时间点的转录水平;利用双酶切的方法将GmWRKY148完整的CDS序列连接到植物过表达载体pBinGFP2中,利用基因枪法将重组质粒转化到洋葱表皮细胞中,进行亚细胞定位分析。利用发根农杆菌K599介导的遗传转化体系,经过GFP荧光筛选和qRT-PCR检测,获得大豆过表达GmWRKY148的阳性发状根(OE-GmWRKY148)和转入pBinGFP2空载体(EV)的阴性对照发状根。对过表达GmWRKY148发状根和阴性对照发状根接种大豆疫霉菌,统计病斑长度、疫霉积累量和卵孢子萌发情况。【结果】GmWRKY148的CDS序列全长为999 bp,编码332个氨基酸,等电点为7.61。系统进化分析发现,GmWRKY148与菜豆(Phaseolus vulgaris)、蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)的WRKY转录因子亲缘关系十分相近,且与菜豆的亲缘关系最近。亚细胞定位结果显示,GmWRKY148定位在细胞核中。组织表达分析显示,GmWRKY148在根中的表达量最高,在茎和叶中次之,在子叶中最低。荧光定量PCR结果表明,接种大豆疫霉菌P6497后,在感病品种Williams和抗病品种Williams 82(含有Rps1k)中,GmWRKY148受诱导逐渐上调表达,在侵染24 h后表达水平均达到最高,但在Williams 82中的上调倍数更高。对过表达GmWRKY148和转空载体的大豆阳性发状根分别接种大豆疫霉菌P6497的菌丝块,比较接种24 h后的病斑长度和疫霉积累量,结果显示,与对照EV相比,过表达GmWRKY148大豆阳性发状根的病斑长度显著变短,疫霉积累量显著降低。对过表达GmWRKY148和EV的大豆阳性发状根分别接种疫霉菌P6497的游动孢子,并在接种后24、36和48 h用显微镜观察菌丝的侵染及卵孢子萌发数量,统计结果显示,过表达GmWRKY148的大豆阳性发状根与对照EV相比,菌丝的侵染率及卵孢子萌发率均显著降低。【结论】GmWRKY148参与调控大豆与大豆疫霉的互作,能够增强大豆对大豆疫霉菌的抗性。

    耕作栽培·生理生化·农业信息技术
    极端年型旱地麦田深松和覆盖播种水分消耗与植株氮素吸收、利用关系的研究
    李念念, 孙敏, 高志强, 张娟, 张慧芋, 梁艳妃, 杨清山, 杨珍平, 邓妍
    中国农业科学. 2018, 51(18):  3455-3469.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.18.003
    摘要 ( 28 )   HTML ( 8 )   PDF (461KB) ( 74 )   收藏
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    【目的】为明确旱地麦田土壤水分变化与植株氮素吸收利用及产量形成的关系,探索极端年型可采取的耕作蓄水、覆盖播种等应急措施。【方法】2011—2016年于山西运城闻喜县开展大田试验,选取2011—2013、2015—2016 3年降雨量极端年份,在休闲期深松和免耕2个耕作基础上,对全膜覆土穴播、膜际条播、常规条播3类播种方式进行研究,分析极端年型休闲期深松蓄水配套覆盖播种对旱地麦田水分消耗与植株氮素吸收和利用关系的影响。【结果】不同降水年型休闲期深松较免耕,覆盖播种较常规条播,播种—拔节阶段土壤耗水量及其比例降低,拔节—开花和开花—成熟两阶段土壤耗水量及其比例增加,生育期总耗水量增加;各生育阶段吸氮量增加,尤其是拔节—开花阶段吸氮比例;花前各器官氮素运转量及其对籽粒的贡献率增加;深松较免耕显著提高产量16%—30%,覆盖播种较常规条播提高产量13%—28%,同时水分利用效率提高,氮素吸收效率和氮素生产效率显著提高。不同降水年型、深松与否均影响了全膜覆土穴播和膜际条播两播种方式对麦田水分消耗、氮素吸收利用、产量、水分和养分利用效率。丰水年深松条件下,全膜覆土穴播较膜际条播生育期总耗水量增加,拔节—开花阶段吸氮量显著增加,叶片中氮素运转量对籽粒的贡献率显著提高,产量、氮素吸收效率和氮素生产效率显著提高;而欠水年和丰水年在未深松条件下,两覆盖播种间生育期总耗水量差异不显著,膜际条播较全膜覆土穴播花前各器官氮素运转量、茎秆+叶鞘氮素积累量对籽粒的贡献率和花后氮素积累量提高,产量提高、氮素吸收效率也显著提高。此外,丰水年播种—拔节0—120 cm,拔节—开花120—300 cm,开花—成熟180—300 cm土层耗水量与花前各器官氮素运转量和花后氮素积累量相关性达显著或极显著水平;欠水年,播种—拔节0—100 cm,拔节—开花120—240 cm,开花—成熟120—300 cm土层耗水量与花前各器官氮素运转量和花后氮素积累量相关性达显著或极显著水平。【结论】旱地小麦休闲期深松、生育期采用覆盖播种可增加小麦生育期耗水,促进各生育阶段植株对氮素的吸收及运转,从而提高产量、水分和养分效率。休闲期深松条件下,丰水年采用全膜覆土穴播,欠水年采用膜际条播,增产增效明显。

    晚霜冻胁迫后冬小麦株高降低及其与籽粒产量关系
    武永峰, 胡新, 任德超, 史萍, 游松财
    中国农业科学. 2018, 51(18):  3470-3485.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.18.004
    摘要 ( 35 )   HTML ( 6 )   PDF (662KB) ( 98 )   收藏
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    【目的】探究晚霜冻胁迫对冬小麦株高及其构成因素的影响,阐明株高降低特性及其与节间长、穗长和籽粒产量的内在关系,为晚霜冻害评估指标的建立提供依据。【方法】基于低温室和田间可移动式霜箱2种模拟霜冻手段,分别以冬小麦幼穗发育阶段(小花原基分化、雌雄蕊原基分化、药隔形成、四分体形成和抽穗期)和零下处理温度(-1℃、-3℃、-5℃、-7℃、-9℃和-11℃)为梯度,共开展6期盆栽试验和3期小区试验;在考察植株茎部冻害、测定株高与其构成因素、统计籽粒产量要素的基础上,运用方差分析、回归函数拟合、以及突变检验等方法研究晚霜冻胁迫下株高降低特性,分析各构成因素对株高的贡献、以及株高与籽粒产量的回归关系。【结果】(1)在雌雄蕊原基分化至药隔形成后期,株高随处理温度降低而呈突变性降低特征,处理温度低于-5 ℃左右时突变开始,且不同植株个体、品种间有一定差异;在同一处理温度下,株高最大降幅出现在药隔形成后期。(2)在雌雄蕊原基分化期、药隔形成前期和药隔形成后期,对株高贡献排前两位的节间分别为倒四节间和倒三节间、倒三节间和倒二节间、倒二节间和倒四节间,其长度均因冻害胁迫而显著缩短,且与株高呈极强显著相关性(P<0.001),此时株高亦呈显著降低趋势。(3)株高与穗粒数、千粒重、单株产量之间的回归模型符合幂函数曲线特征,其中,单株产量的降幅随株高降低而呈现先快后慢的变化态势;当单株产量因冻害胁迫降低至1.5 g以下时,其随株高继续降低而不再明显减少,此时穗粒数变化也已不大。【结论】在模拟晚霜冻胁迫条件下,正在伸长或待伸长的冬小麦节间长度与穗长显著缩短;当缩短节间与对株高起主要贡献的节间相一致时,株高显著降低。利用节间缩短特性、以及单株产量和株高降低之间的幂函数关系模型,可为冬小麦生长后期植株倒伏以及产量损失风险评估方法提供新的研究途径。

    基于新型植被指数的冬小麦LAI高光谱反演
    束美艳, 顾晓鹤, 孙林, 朱金山, 杨贵军, 王延仓, 张丽妍
    中国农业科学. 2018, 51(18):  3486-3496.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.18.005
    摘要 ( 22 )   HTML ( 4 )   PDF (2237KB) ( 46 )   收藏
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    【目的】本研究旨在分析冠层叶片水分含量对作物冠层光谱的影响,构建新型光谱指数来提高作物叶面积指数高光谱反演的精度。【方法】在冬小麦水肥交叉试验的支持下,分析不同筋性品种、施氮量、灌溉量处理下的冬小麦叶面积指数冠层光谱响应特征,并分析标准化差分红边指数(NDRE)、水分敏感指数(WI)与叶面积指数的相关性,据此构建一个新型的植被指数——红边抗水植被指数(red-edge resistance water vegetable index, RRWVI)。选取常用的植被指数作为参照,分析RRWVI对于冬小麦多个关键生育期叶面积指数的诊断能力,随机选取约2/3的实测样本建立基于各种植被指数的叶面积指数高光谱响应模型,未参与建模的样本用于评价模型精度。【结果】研究结果表明,随着生育期的推进,冬小麦的叶面积指数呈先增加后降低的变化趋势,不同的水肥处理对冬小麦叶面积指数具有较大影响。开花期之后冬小麦LAI显著下降,强筋小麦(藁优2018)在整个生育期叶面积指数均高于中筋小麦(济麦22);不同氮水平下冬小麦冠层光谱反射率在近红外波段(720—1 350 nm)随着施氮量的增加而增大,与氮肥梯度完全一致,其中2倍氮肥处理的近红外反射率达到最高;不同生育期下冬小麦冠层光谱反射率变化波形大体一致;各个关键生育期的NDRE和WI均存在较高的相关性,而 NDRE与LAI的相关性明显优于WI,新构建的植被指数RRWVI与LAI的相关性均优于NDRE、WI;虽然8个常用的植被指数均与LAI存在显著相关,但RRWVI与LAI相关性达到最大,其拟合曲线的决定系数R2为0.86。【结论】通过分析各种指数所构建的冬小麦叶面积指数高光谱反演模型,新构建的RRWVI取得了比NDRE、NDVI等常用植被指数更为可靠的反演效果,说明本研究新构建的红边抗水植被指数可有效提高冬小麦叶面积指数的精度。

    植物保护
    六种重要玉米病害病原名称的厘定
    王晓鸣
    中国农业科学. 2018, 51(18):  3497-3507.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.18.006
    摘要 ( 36 )   HTML ( 4 )   PDF (531KB) ( 79 )   收藏
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    真菌、细菌、病毒等引起的病害是玉米生产的重要威胁。在中国,玉米种植地域广,种植区生态类型多,病害种类复杂,常见病害有30余种。中国的玉米病害研究历史不足百年,从事研究的专业人员也较少,导致玉米病害知识的传播受到一定影响,其表现之一就是我国在一些玉米病害病原名称的采用上存在明显混乱,已被弃用的旧病原名称还在普遍应用。这种现状影响了玉米病害科学研究信息在国内和国际上的正常交流。本文梳理了瘤黑粉病、丝黑穗病、红叶病、北方炭疽病、圆斑病、黑束病6种玉米病害病原学名的历史变迁,重点结合近年在形态学和分子系统分类学等方面的研究进展,明确了这6种病害病原在目前应该采用的正确名称。(1)玉米瘤黑粉病病原无论是形态学和分子生物学都有别于Ustilago属物种的特征,已恢复其名称为1912年命名的Mycosarcoma maydis (DC.) Bref.(玉蜀黍瘿黑粉菌),曾被广为采用的Ustilago maydis (DC.) Corda(玉蜀黍黑粉菌)成为异名;(2)基于Sporisorium属与Sphacelotheca在寄主科选择上的差异以及对玉米丝黑穗病致病菌的形态学、寄主病害特征和多基因序列分析的结果,Sporisorium reilianum (J.G. Kühn) Langdon & Fullerton.(丝孢堆黑粉菌)被确定为玉米丝黑穗病病原的正确名称,而Sphacelotheca reiliana (J.G.Kühn) Clinton成为异名之一。由于Sporisorium reilianum种内存在对玉米和高粱的致病性分化,玉米致病菌又可称为Sporisorium reilianum f.sp.zeae(丝孢堆黑粉菌玉米专化型);(3)普遍认为大麦黄矮病毒(Barley yellow dwarf virus,BYDV)引起玉米红叶病,但近年通过对致病病毒的测序,明确了多种病毒和株系是该病的病原。在中国,引起玉米红叶病的为马铃薯卷叶病毒属(Polerovirus)的小麦黄矮病毒-GPV(Wheat yellow dwarf virus-GPV)和玉米黄矮病毒-RMV(Maize yellow dwarf virus-RMV);(4)尽管在形态学方面有许多相似性,但通过多基因序列的比较研究,证明Kabatiella属完全有别于Aureobasidium属,因此,玉米北方炭疽病病原的学名应该采用Kabatiella zeae Narita et Hiratsuka(玉蜀黍球梗孢),Aureobasidium zeae (Narita et Hiratsuka) Dingley作为异名处理;(5)分生孢子呈蠕孢状的真菌经历了数次属的变化,但形态学、基因序列信息、生活史、次生代谢物等特征的研究表明,引起玉米圆斑病的病原Bipolaris zeicola (G.L. Stout) Shoemaker(玉米生平脐蠕孢)是一个独立的物种,其无性态名称的保留得到了国际真菌命名委员会的同意;(6)对物种名称Cephalosporium acremonium的长期混乱使用使得其已经失去了纯粹种的含义,而Acremonium拥有150余个种并对应多个有性态属,已经成为了一个庞杂属。大量的分子生物学特征研究揭示了Acremonium属的异质性,以分子特征和形态学结合的方法,重新划分和新建了相关的属,Sarocladium strictum (W.Gams) Summerbell(直帚枝杆孢)成为了玉米黑束病病菌的新种名,而Cephalosporium acremonium Corda和Acremonium strictum Gams是其异名。

    黄淮海夏玉米区玉米籽粒带菌检测分析
    金柳艳, 郭宁, 石洁, 张海剑, 刘树森, 张家齐
    中国农业科学. 2018, 51(18):  3508-3519.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.18.007
    摘要 ( 10 )   HTML ( 4 )   PDF (1451KB) ( 44 )   收藏
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    【目的】明确黄淮海夏玉米区玉米籽粒带菌量,为玉米安全生产、储藏加工以及检疫提供参考依据。【方法】分别于玉米乳熟期及完熟期,采集黄淮海夏玉米区4个省(河北、河南、山东、安徽)90个市/县的玉米果穗,每个市/县采集表面未发生病症且果穗饱满的玉米穗4个,共采集720个样本。对所有样本进行籽粒外部及内部带菌量及带菌种类的检测,外部检测采用洗涤检测法,通过统计菌落总数与稀释倍数,计算籽粒表面的孢子负荷量及分离到的各菌属的分离比例;内部检测采用PDA平板法,对籽粒外部检测过的10个籽粒消毒后置于PDA平板上进行培养,统计每个籽粒带菌情况,计算籽粒带菌率及各菌属的分离频率。并且对籽粒内部分离频率较大的菌群进行形态学和分子鉴定。【结果】供试样本带菌量较大,乳熟期籽粒孢子负荷量在0—1 886个/粒,均值为439个/粒,籽粒带菌率在0—65.0%,均值为23.6%;完熟期籽粒孢子负荷量在18—2 658个/粒,均值为942个/粒,籽粒带菌率在10.0%—100.0%,均值为59.6%。完熟期带菌量大于乳熟期,但部分地区乳熟期带菌量仍较大。不同地区玉米籽粒带菌量存在差异,河南省的玉米籽粒带菌量较大,安徽省带菌量最少,河北省与山东省居中且差异不明显。玉米籽粒内部以及外部均携带的真菌类群有镰孢菌(Fusarium spp.)、青霉菌(Penicillium spp.)、曲霉菌(Aspergillus spp.)、链格孢菌(Alternaria spp.)、木霉菌(Trichoderma spp.)、根霉菌(Rhizopus spp.)、蠕孢菌(Hel-minthosporium spp.)、毛霉菌(Mucor spp.)。乳熟期籽粒外部和内部镰孢菌的分离比例分别为59.1%和36.1%,说明玉米在乳熟期时即有大量镰孢菌侵入;籽粒外部青霉菌和曲霉菌的分离比例分别为8.9%与0.7%,籽粒内部的分离频率分别为6.0%与1.9%,说明乳熟期青霉菌与曲霉菌也已经开始侵染玉米果穗。完熟期籽粒外部与内部镰孢菌的分离比例分别为71.9%和58.5%,籽粒外部青霉菌和曲霉菌的分离比例分别为17.0%和0.9%,籽粒内部分离频率分别为9.3%和2.6%,说明镰孢菌、青霉菌、曲霉菌为本研究黄淮海夏玉米区玉米籽粒携带的主要真菌。形态与分子鉴定结果显示,镰孢菌属中轮枝镰孢(F. verticillioides)的分离频率为29.7%,层出镰孢(F. proliferatum)的分离频率为25.9%,禾谷镰孢(F. graminearum)的分离频率为1.3%,表明轮枝镰孢为优势菌;青霉菌主要分离到绳状青霉(P. funiculosum)和草酸青霉(P. oxalicum),分离频率分别为5.0%和3.6%;曲霉菌主要为黄曲霉(A. flavus)和黑曲霉(A. niger),分离频率分别为1.4%和1.2%。【结论】表面无症状的玉米籽粒在乳熟期及完熟期均携带大量病原菌,且完熟期带菌量大于乳熟期;镰孢菌在黄淮海夏玉米区的分离频率最大,轮枝镰孢为当地玉米籽粒携带的优势真菌。

    甜叶菊褐斑病的病原菌鉴定及MeJA的抗病作用
    崔晓霞, 束红梅, 蒋璐, 何晓兰, 巩元勇, 倪万潮, 郭书巧
    中国农业科学. 2018, 51(18):  3520-3530.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.18.008
    摘要 ( 27 )   HTML ( 5 )   PDF (3370KB) ( 72 )   收藏
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    【目的】明确引起甜叶菊褐斑病的病原菌种类,分析MeJA在甜叶菊响应链格孢菌过程中的作用,为甜叶菊褐斑病的防治及抗病育种提供依据。【方法】对取自江苏省东台市富安镇甜叶菊生产基地的发病甜叶菊植株的叶片进行病原菌分离、纯化培养,观察菌落及分生孢子的形态、大小和病原菌的致病性。采用离体叶片接种的方法进行致病性测定。利用真菌通用引物ITS1和ITS4对7个致病菌株ST1-ST7的rDNA-ITS区进行扩增,对扩增产物进行回收和测序,并利用MEGA 7软件的邻接法(neighbor-joining,NJ)构建基于病原菌的rDNA-ITS序列和GenBank中相关链格孢菌序列的系统发育树,确定病原菌的种类。利用台盼蓝染色、光学显微镜观察分析链格孢菌分生孢子在甜叶菊叶片上的萌发状态及侵入叶片的方式。通过向马铃薯葡萄糖琼脂培养基(potato dextrose agar,PDA)上外源添加MeJA分析其对链格孢菌菌丝生长的影响;对甜叶菊离体叶片饲喂MeJA并接种链格孢菌,观察叶片对链格孢菌的抗性;采用qPCR方法分析JA通路相关基因在甜叶菊叶片接种链格孢菌前后的表达情况。【结果】从甜叶菊发病叶片上共分离到7个菌株,所有菌株在PDA培养基上呈近圆形等径辐射生长,气生菌丝较为发达,初期为白色,后期逐渐变为不同程度的灰黑色,分生孢子单生或成链,多为近球形、倒棒状或倒梨形,大小为(20.5—45.5)×(6.5—16.0)μm。将所分离得到的菌株接种于甜叶菊离体叶片上,发现7个菌株对甜叶菊叶片致病程度存在一定差异,ST2、ST3和ST7 3个菌株侵染叶片后病斑扩展速度快,致病力较强。3个致病力较强的菌株的rDNA-ITS序列长度分别为569、570和570 bp,通过系统进化树分析,ST2、ST3与菌株KY814634.1、DQ491089.1等(Alternaria alternataAlternaria sp.,链格孢)的相似度达到99%—100%,ST7与菌株HQ402558.1(Alternaria tenuissima,细极链格孢)的相似度达到99%。对接种细极链格孢ST7分生孢子的甜叶菊叶片台盼蓝染色后的观察结果发现,分生孢子可以从孢子的头部、侧面、尾部多个位置萌发,从叶片的气孔和表皮细胞间隙侵入叶片表皮细胞内。外源施加浓度高于200 μmol·L-1的MeJA能有效抑制细极链格孢菌丝的生长;甜叶菊离体叶片饲喂100 μmol·L-1的MeJA后接种细极链格孢,病斑面积明显小于对照,表明MeJA可增强甜叶菊对细极链格孢的抗性;JA通路相关基因LOX3JAR1在甜叶菊接种细极链格孢后上调表达,JAZ1JAZ4反之下调表达,表明JA通路参与甜叶菊对细极链格孢的响应。【结论】江苏省东台市富安镇甜叶菊生产基地甜叶菊褐斑病的致病菌为链格孢菌。细极链格孢菌丝可以从叶片的气孔以及表皮细胞间隙侵入表皮细胞。外源施加MeJA能够有效增强甜叶菊叶片对细极链格孢的抗性,在甜叶菊褐斑病的防治中具有很好的应用前景。

    土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境
    辐射累积量控制的灌溉模式下温室番茄生长与水肥利用研究
    魏晓然, 程瑞锋, 杨其长, 和永康, 张晨
    中国农业科学. 2018, 51(18):  3531-3541.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.18.009
    摘要 ( 20 )   HTML ( 4 )   PDF (1717KB) ( 47 )   收藏
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    【目的】在辐射累积量控制的灌溉模式下,探讨不同灌溉量对番茄开花坐果期生长和水肥利用效能的影响,为日光温室番茄高效生产提供科学依据。【方法】在内嵌基质土垄栽培条件下,以番茄“丰收”杂交种为供试品种,采用营养液滴灌。灌溉模式分为常规时间间隔灌溉(以下称“常规灌溉”,CK)和辐射累积量控制灌溉两种,其中辐射累积量控制的灌溉模式分为低灌溉量(T1)、中灌溉量(T2)和高灌溉量(T3),研究不同灌溉模式和灌溉量的番茄开花坐果期生长和水肥利用效能的差异。【结果】相比于处理CK,处理T1、T2和T3的灌溉量分别减少了39.3%、30.3%和14.0%,而且灌溉量越大,基质水分含量越高,处理CK>T3>T2>T1。辐射累积量控制的灌溉模式有利于番茄营养和生殖生长,显著提高了番茄生物量,相比于处理CK,处理T1、T2和T3的番茄生物量分别提高了57.1%、75.3%和32.7%;其中,处理T2的番茄生物量达到102.9 g/株,也显著高于处理T1和T3。辐射累积量控制的灌溉模式晴天的灌溉量多于阴天,而且中午的灌溉量多于早晨和下午,与植株对水肥的需求相匹配;此外,该灌溉模式有效节约了水肥,避免了水肥的浪费,相比于处理CK,在晴天和阴天时,处理T3的废液排出率分别减少了62.5%和72.6%。该灌溉模式下的适宜灌溉量也显著提高了番茄产量和灌溉水分利用效率,相比于处理CK,处理T2的产量增加了14.2%,达到61.3 t·hm-2,灌溉水分利用效率提高了34.1%,灌溉量过少则抑制了植株产量的提高。【结论】辐射累积量控制的灌溉模式能够促进番茄的生长,有效节约了水肥。其中处理T2灌溉量533.0 m3·hm-2,可作为日光温室番茄开花坐果期的参考营养液灌溉量。

    长期不同施肥下紫色土-作物体系镉累积及安全性评估
    王珂, 徐春丽, 张宇亭, 郑志斌, 王定勇, 石孝均
    中国农业科学. 2018, 51(18):  3542-3550.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.18.010
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    【目的】利用连续施肥23年(1991—2014)的稻麦长期定位试验,研究长期不同施肥对土壤-小麦/水稻轮作体系镉(Cd)累积的影响,为西南紫色土地区农产品质量安全和合理施肥提供科学依据。【方法】利用8个长期不同施肥处理:(1) CK(不施肥对照);(2)N(只施氮肥);(3)NK(只施氮、钾肥);(4)NPK(施氮、磷、钾肥);(5)NPK+M(化肥+猪、牛粪);(6) NPK+S(化肥+稻草还田);(7)1.5NPK+S(1.5倍化肥+稻草还田);(8)(NK)ClP+S(含氯化肥+稻草还田)。分别测定不同年际间土壤中全镉和有效镉含量以及作物中的镉含量,并评估镉的累积程度。【结果】随着施肥年限的增加,土壤全镉含量逐年提高;长期不施磷肥的CK、N、和NK处理土壤全镉累积提升较慢,施用磷肥、有机肥及含氯化肥处理提升较快,其中以NPK+M、1.5NPK+S和(NK)ClP+S 处理土壤全镉含量提升最快,23年后分别增加了1.18、1.18、1.15 mg·kg-1;除不施磷肥处理外,其他所有处理土壤全镉含量均超过土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(GB15618—2018)中的土壤镉污染风险筛选值0.6 mg·kg-1。长期施肥处理的土壤有效镉含量均明显高于不施肥对照,其中长期施用N、(NK)ClP+S和1.5NPK+S处理土壤有效镉含量提升幅度较大。随着试验年份的增加各施肥处理水稻籽粒中镉含量呈上升趋势,但均未超过食品安全国家标准(GB 2762—2017,Cd≤0.2 mg·kg-1);小麦籽粒中镉含量在不同年际间没有明显变化,除长期施用含氯化肥(NK)ClP+S处理籽粒中镉含量超过食品中污染物限量标准外(GB 2762—2017,Cd≤0.1 mg·kg-1),其他处理均未超标。【结论】本试验条件下,长期不同施肥、特别是施用磷肥和猪、牛粪有机肥均提高了土壤全镉含量,增加了其生态风险;而长期施用含氯化肥因使土壤pH下降而提高了有效镉含量,并导致小麦籽粒中镉含量超标。因此,防止镉因施肥等途径进入农田,是保证农产品安全生产的重要环节。

    园艺
    不同授粉组合对‘富士’和‘新红星’苹果品质的影响
    张曼曼, 王增辉, 毛云飞, 柴姗姗, 赵晓红, 范义昌, 倪伟, 毛志泉, 陈学森, 沈向
    中国农业科学. 2018, 51(18):  3551-3560.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.18.011
    摘要 ( 24 )   HTML ( 6 )   PDF (439KB) ( 70 )   收藏
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    【目的】探讨不同授粉品种对苹果品质和香气物质成分差异的影响,为高效授粉树的选育和苹果品质的提高提供依据。【方法】采用自育高效授粉树‘红菱’‘红锦’‘红雾’的花粉,在‘富士’(Malus domestica‘Fuji’)、‘新红星’(M. domestica‘Starkrimson’)铃铛花期进行授粉,以授‘嘎拉’(M. domestica‘Gala’)花粉的果实为对照,对果实发育期间总类黄酮含量的变化进行研究,并在果实成熟时测定可溶性固形物、花色苷含量等品质指标及香气物质成分。【结果】不同的授粉品种条件下,‘富士’和‘新红星’苹果除可滴定酸外的各项品质指标均高于对照。‘富士’苹果经‘红菱’授粉后,其果形指数、硬度、花色苷、可溶性糖含量显著提高,分别为对照的1.12、1.15、1.28、1.12倍。‘新红星’苹果经‘红雾’授粉后,其单果重、果形指数、花色苷、可溶性固形物、可溶性糖含量均显著提高,分别为对照的1.22、1.12、2.48、1.10、1.11倍,其可滴定酸含量显著降低,仅为对照的75%。在果实发育的整个生长期内,不同授粉品种处理的‘富士’和‘新红星’苹果总类黄酮含量均高于对照,且不同品种间存在显著差异。在花后160 d,‘富士’经‘红菱’‘红锦’‘红雾’花粉授粉后,果实内总类黄酮含量与对照相比分别增长19.63%、28.72%、13.97%,‘新红星’在花后120 d分别增长14.18%、15.26%、4.24%,差异显著。‘红菱’‘红雾’‘红锦’和对照授粉处理的‘富士’和‘新红星’苹果总酯类挥发性物质的相对含量分别为50.20%、52.03%、42.68%、45.10%和 71.08%、68.85%、71.83%、66.03%,‘红菱’授粉后‘富士’‘新红星’果实总酯类挥发性物质含量明显增加,其中2-甲基丁酸乙酯的含量分别为对照的1.14和203.91 倍。‘富士’苹果中,‘红菱’‘红雾’‘红锦’授粉处理的果实乙酸-2-甲基丁酯的含量分别为对照的1.73、1.07、1.36倍;其己酸乙酯和乙酸丁酯的含量分别为对照的1.09、1.12、1.29倍和1.50、0.77、1.30倍。而在‘新红星’苹果中,经‘红菱’‘红雾’‘红锦’授粉后,乙酸-2-甲基丁酯和己酸乙酯的含量分别为对照的1.82、1.27、0.93倍和2.57、1.15、0.27倍;乙酸丁酯的含量分别为对照的7.83、3.48、3.30倍。此外,‘富士’和‘新红星’苹果经‘红菱’授粉后,其烃类物质含量明显高于对照,主要表现为法呢烯的增多。【结论】高效授粉树能显著提高‘富士’和‘新红星’苹果的外观和内在品质,并且与对照存在显著差异。不同授粉组合对‘富士’和‘新红星’苹果品质影响差异较大,经‘红菱’授粉,‘富士’和‘新红星’苹果品质有显著提高。

    外源GA3影响牡丹花芽DNA甲基化水平和 相关酶基因的表达分析
    张涛, 司福会, 张玉喜, 盖树鹏
    中国农业科学. 2018, 51(18):  3561-3569.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.18.012
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    【目的】外施赤霉素(GA)是生产上辅助解除牡丹花芽休眠进行反季节盆花生产的常用手段,赤霉素如何发挥作用解除牡丹花芽休眠是未解的科学问题,本文旨在明确赤霉素是否通过表观遗传方式参与内休眠调控。【方法】从DNA甲基化入手,以4年生‘鲁菏红’为材料,500 mg·L-1的GA3处理花芽,并在处理后0.5、1、3和5 d后取健壮顶芽,CTAB法提取花芽DNA,HPLC技术测定GA3处理后牡丹花芽DNA甲基化水平的变化;利用转录组分析结合RACE技术得到牡丹3种DNA甲基转移酶基因PsCMTPsMETPsDRM和DNA去甲基化酶基因PsROS1的序列,生物信息学方法比对基因序列并分析可能的结构域,MEGA 5.0构建系统发育树;以Actin为内参,利用qPCR方法分析其组织表达特性和对GA3的响应。【结果】3种DNA甲基转移酶基因(Dnmts)的开放阅读框长短不一,PsCMTPsMETPsDRM开放阅读框长度分别为1 118、1 056、2 175 bp,编码的氨基酸数目分别为372、351、724。3种DNA甲基转移酶均有甲基转移酶结构域。而DNA去甲基化酶基因PsROS1的序列较长,开放阅读框为6 636 bp,编码2 211个氨基酸。PsROS1上存在保守的DNA糖基化结构域。系统发育分析表明,牡丹中的PsCMT和PsDRM蛋白与葡萄的VvCMT2蛋白亲缘关系最近,PsMET和PsROS1与大部分木本植物聚为一支,与烟草等距离较远。PsCMTPsMETPsDRM在牡丹初花期的各个组织(根、茎、叶、苞片、萼片、花瓣、雄蕊、心皮)中均有表达,其中在牡丹根中表达量较高,而PsROS1在心皮中表达量最高。GA3处理5 d,牡丹花芽迅速萌动,60 d时萌动率为97.5%,成花率为92.5%;对照20 d时才有少量花芽萌动,至60 d时萌动率仅为23.1%。GA3显著降低了牡丹花芽DNA甲基化水平(P<0.01),从处理前的38.9%降至处理5 d时的28.7%;GA3处理提高了PsCMTPsROS1的表达水平,降低了PsDRM的表达水平,而PsMET的表达水平差异不显著。【结论】GA3处理通过诱导PsROS1表达、抑制PsDRM表达导致了DNA低甲基化,进而促进了牡丹休眠解除,可能是赤霉素发挥作用的一种重要方式。

    食品科学与工程
    氧化对肌原纤维蛋白热诱导凝胶质构特性及保水性的影响
    杨玉玲, 周磊, 游远, 汤晓智, 魏苏萌
    中国农业科学. 2018, 51(18):  3570-3581.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.18.013
    摘要 ( 23 )   HTML ( 3 )   PDF (1042KB) ( 46 )   收藏
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    【目的】研究氧化对肌原纤维蛋白(myofibrillar proteins,MP)凝胶质构和保水性的影响,探讨凝胶特性随蛋白质氧化程度变化的根本原因,为MP凝胶特性控制和鸡肉制品的质量控制提供理论依据。【方法】活鸡屠宰,取鸡胸肉提取MP。利用质构仪研究在脂肪氧化酶-亚油酸体系中蛋白质氧化对MP凝胶质构的影响;用高速离心机测定凝胶保水性;用拉曼光谱法测定I760和I850/I830表示MP凝胶的疏水作用力和氢键,Zeta电位法测定电位值代表静电斥力;通过总巯基含量的变化反应二硫键的变化;通过扫描电镜观察凝胶的超微结构;通过氨基酸分析仪研究氧化对MP氨基酸含量的影响。【结果】在脂肪氧化酶-亚油酸-MP体系中,随着亚油酸浓度增加,MP中羰基含量逐步增加,氧化程度逐渐增高。亚油酸含量从0增加到2 mmol·L-1时,凝胶硬度和保水性均逐渐增加到最大值,而后随亚油酸浓度增加均逐渐下降;凝胶弹性在低氧化程度下略有增加,但随着氧化程度继续增加而逐渐降低;亚油酸浓度为2 mmol·L-1时,MP凝胶结构致密,多孔且孔径均一。高度氧化的MP凝胶孔径变大,空隙增多,胶束不均匀。随着氧化程度升高,拉曼光谱的I760在2 mmol·L-1处达到最大值,表明疏水相互作用力在此处达到最大。Ser, Glu和Cys 3种氨基酸残基能够形成MP分子内氢键,这3种氨基酸含量随着氧化程度的升高而降低,同时拉曼光谱的I850/I830随氧化程度的升高而增加,最终大于1.25,表明MP分子间的氢键随着氧化程度的升高而减少。解离后带负电荷的Glu含量随氧化程度升高而降低,导致Zeta电位绝对值下降,表明静电相互作用随氧化程度增加而减弱。Cys的巯基在凝胶形成过程中能够形成二硫键,其含量随氧化程度的升高而降低,导致总巯基含量同向变化,表明氧化过程中二硫键生成。疏水性氨基酸(Ala,Met,Val,Leu,Ile和Phe)的总量随氧化程度升高而变化,在亚油酸为2 mmol·L-1处达到最大值,这为疏水作用力在2 mmol·L-1处达到最大值提供了证据。主成分分析表明疏水相互作用对脂质酶氧化体系下MP凝胶特性起决定性作用。【结论】适度氧化有助于改善MP凝胶的特性,在脂肪氧化酶-亚油酸体系中,亚油酸浓度为2 mmol·L-1时,MP凝胶的硬度和保水性都获得最大值。其原因为氧化作用改变MP的组成和疏水作用力,在亚油酸2 mmol·L-1时,MP分子中疏水性氨基酸总量最高,疏水作用力最大,形成的凝胶微观结构均匀致密,因此MP凝胶的质构和保水性均获得最大值。

    畜牧·兽医·资源昆虫
    FSH处理对猪颗粒细胞中类固醇合成酶基因的表达 及其调控区组蛋白H3修饰的影响
    张金璧, 姚望, 潘增祥, 刘红林
    中国农业科学. 2018, 51(18):  3582-3590.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.18.014
    摘要 ( 12 )   HTML ( 4 )   PDF (403KB) ( 43 )   收藏
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    【目的】研究FSH处理对猪卵巢颗粒细胞类固醇合成酶、垂体激素受体、凋亡相关等基因表达的影响及此过程中组蛋白H3修饰的变化情况。【方法】首先,采集猪卵巢组织并用注射器抽取方法收集卵泡颗粒细胞,用含血清体系体外培养颗粒细胞至贴壁,血清饥饿16h后用终浓度5IU?mL-1的FSH处理24h,并收集细胞。其次,提取细胞mRNA,采用qRT-PCR方法检测类固醇合成酶(STAR、CYP11A1、HSD3B和CYP19A1)、垂体激素受体(FSHR和LHR)、凋亡相关基因(XIAP和FasL)mRNA的表达变化,最后,相同处理后固定细胞,采用染色质免疫沉淀结合qPCR(ChIP-qPCR)方法检测类固醇合成酶基因STAR、CYP19A1和HSD3B上游转录调控区组蛋白H3修饰(H3K4me2、H3K4me3、H3K9ac和H3K14ac)状况。【结果】5IU?mL-1的FSH处理引起类固醇合成酶基因STAR、CYP19A1和HSD3B分别为2倍(P<0.01)、2.8倍(P <0.01)和3.6倍(P<0.05)的显著上调,而CYP11A1表达水平没有显著变化;FSH处理对垂体激素受体FSHR、LHR和凋亡相关基因XIAP、FasL影响不显著。在上调的三个类固醇合成酶基因中,HSD3B调控区组蛋白H3修饰变化最为显著,H3K4me2、H3K4me3、H3K9ac和H3K14ac结合分别有14.7倍(P<0.01)、 13.6倍(P<0.01)、19.7(P<0.01)倍和2.5倍(P<0.05)的显著上调;STAR基因调控区的H3K9ac在处理后有11.1倍的显著下降(P<0.05);CYP19A基因调控区的H3K4me3和H3K9ac分别有0.5倍的上调(P<0.01)和10.4倍(P<0.01)的下降,其余组蛋白修饰在处理前后没有显著变化。【结论】FSH处理24h对颗粒细胞类固醇合成酶基因转录有显著上调作用,对其转录过程有H3组蛋白修饰参与,组蛋白修饰模式具有基因特异性。垂体激素受体和凋亡相关基因的应答可能需要FSH和其他因素的联合作用。

    基于比较基因组学分析的方法定位及注释双峰驼MHC基因
    支立康, 额尔敦木图, 安希文, 王超, 王瑞, 包花尔, 王秀珍
    中国农业科学. 2018, 51(18):  3591-3599.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.18.015
    摘要 ( 16 )   HTML ( 3 )   PDF (1130KB) ( 61 )   收藏
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    【目的】定位并注释双峰驼主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)基因序列,为进一步研究双峰驼MHC基因提供科学依据。【方法】运用比较基因组学方法,提取人类MHC(HLA)基因编码序列和牛MHC(BoLA)基因编码序列并分别与双峰驼转录本进行blastn基因序列比对,识别出相似度较高的scaffolds,通过分析HLA、BoLA基因序列比对在这些scaffolds上的位置顺序,对多条scaffolds进行拼接,得到双峰驼MHC的Pseudo chromosome;再分别提取HLA、BoLA全基因组序列与双峰驼已拼接的scaffolds进行基因组共线性分析,利用lastz建立起的Pseudo chromosome与HLA、BoLA全基因组序列的线性关系判断筛选出的scaffolds是否准确;然后通过分析MHC基因在两物种间的线性关系,在双峰驼参考基因组中提取出MHC基因序列,并对这些序列进行基因注释;最后根据得到的双峰驼MHC基因绘制系统进化树,研究其基因间的进化关系。【结果】通过对HLA、BoLA基因编码序列与双峰驼转录本用blastn进行序列比对,识别出了相似度较高的3条scaffolds,即NW_011511766.1(全长4.1M)、NW_011515227.1(全长1.2M)和NW_011514613.1(全长15K),对其拼接得到双峰驼MHC的Pseudo chromosome;利用lastz共线性分析,识别出HLA基因序列和BoLA基因序列并比对出其在双峰驼MHC基因的共线性区域。该区域与拼接得到的Pseudo chromosome一致,证明筛选出的scaffolds是准确的。并且发现Class-Ⅰ类和Class-Ⅲ类基因集中分布在NW_011515227.1上,而Class-Ⅱ类基因集中分布在NW_011511766.1和NW_011514613.1上,进一步分析得知Class-Ⅱ类基因主要分布在NW_011511766.1 的3.5—4.1M的位置;将存在共线性区域的序列提取出来,与比对到双峰驼上的MHC基因的编码序列进行blat分析,结果在双峰驼基因组中共识别出24个与牛BoLA基因高度相似的基因,其中Ⅰ类基因1个,Ⅱ类10个, Ⅲ类基因13个。对双峰驼这24个MHC基因进行信息注释并绘制系统进化树,结果显示注释的Class-Ⅰ类和Class-Ⅱ类基因在同一分支。【结论】通过比较基因组学方法定位并注释了双峰驼的MHC基因,将双峰驼MHC基因序列定位到了3条scaffolds上,找到并注释了24个MHC基因,绘制了双峰驼MHC的Pseudo chromosome,为进一步研究双峰驼MHC基因奠定了理论基础。

    意大利蜜蜂工蜂中肠发育过程中长链非编码RNA的 差异表达分析
    郭睿, 耿四海, 熊翠玲, 郑燕珍, 付中民, 王海朋, 杜宇, 童新宇, 赵红霞, 陈大福
    中国农业科学. 2018, 51(18):  3600-3613.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.18.016
    摘要 ( 31 )   HTML ( 5 )   PDF (6083KB) ( 71 )   收藏
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    【目的】长链非编码RNA(lncRNA)在真核生物的基因表达、表观遗传和细胞周期调控等方面发挥重要功能。本研究旨在探究意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica, 简称意蜂)工蜂中肠发育过程中lncRNA的表达谱及其作用。【方法】利用RNA-seq技术和链特异性建库方法对意蜂7和10日龄工蜂中肠(Am7、Am10)进行深度测序,下机的原始数据经过Perl脚本过滤得到高质量有效读段。利用bowtie工具将有效读段比对核糖体数据库,进一步利用TopHat2软件将未比对到核糖体数据库上的数据比对到参考基因组。利用CPC和CNCI软件对转录本的编码能力进行预测。通过RT-PCR对部分lncRNA进行鉴定。利用edgeR软件进行差异表达lncRNA(DElncRNA)分析,进而预测lncRNA的上下游基因,并对上下游基因进行GO及KEGG代谢通路富集分析。联用RNAhybrid、Miranda和TargetScan软件预测DElncRNA靶向结合的miRNA及miRNA靶向结合的靶基因,并通过Cytoscape软件构建DElncRNAs-miRNAs-mRNAs的调控网络。最后,通过RT-qPCR验证测序数据的可靠性。【结果】Am7和Am10的深度测序分别获得134 802 058和147 051 470条原始读段,经严格过滤分别得到134 166 157和146 293 288条有效读段;共得到3 890个DElncRNA,包括2 005个上调lncRNA与1 885个下调lncRNA。RT-PCR验证结果显示共有8个lncRNA能扩增出符合预期的目的片段,表明预测出的lncRNA真实存在。DElncRNA的上下游基因数为1 793个,它们涉及42个GO条目,包括代谢进程、发育进程、细胞进程、应激反应和免疫系统进程等;这些上下游基因还涉及251条代谢通路,包括碳代谢、嘌呤代谢和脂肪酸的生物合成等物质代谢通路,硫代谢、甲烷代谢和氧化磷酸化等能量代谢通路,Hippo信号通路、Wnt信号通路和Notch信号通路等信号通路,溶酶体、内吞作用和泛素介导的蛋白水解等细胞免疫通路,以及MAPK信号通路、Jak-STAT信号通路和NF-kappa B信号通路等体液免疫通路,上述结果表明DElncRNA在意蜂中肠发育过程中参与物质和能量代谢、细胞生命活动和免疫调控。进一步分析发现TCONS_00020918可通过调控西方蜜蜂王浆主蛋白1编码基因在意蜂工蜂中肠的营养吸收、级型分化中发挥功能。DElncRNA的调控网络分析结果显示DElncRNA与miRNA、mRNA间存在复杂的调控关系,部分DElncRNA处于调控网络的中心位置且能靶向结合较多的miRNA,也有部分miRNA可被多个DElncRNA共同靶向,表明这些DElncRNA可能在中肠发育中发挥重要作用。随机挑取5个DElncRNA进行RT-qPCR验证,结果显示它们的表达量变化趋势与测序结果一致,证实了本研究测序数据的可靠性。【结论】差异表达长链非编码RNA(DElncRNA)广泛参与意蜂工蜂中肠的新陈代谢、细胞活动和免疫调控并作为竞争性内源RNA(ceRNA)发挥作用,研究结果为关键lncRNA的筛选和功能研究提供了必要的数据支持。

    研究简报
    土壤肥力对红壤性水稻土水稻产量和氮肥利用效率的影响
    彭卫福, 吕伟生, 黄山, 曾勇军, 潘晓华, 石庆华
    中国农业科学. 2018, 51(18):  3614-3624.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.18.017
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    【目的】土壤肥力是红壤性稻田水稻丰产的基础。明确不同肥力对红壤性水稻土作物产量和氮肥利用效率的影响,为红壤性稻田土壤培肥和合理施肥提供科学依据。【方法】选取质地相似的不同肥力水平的红壤性水稻土进行盆栽试验(以土壤有机质的高低代表土壤肥力的高低),利用15N同位素示踪技术研究不同肥力水平(FL、FM和FH分别代表低肥力、中肥力和高肥力,其低、中、高肥力土壤的有机质含量分别为19.9、29.6、38.9 g·kg-1)和氮肥水平(N0、N150和N225分别代表施氮量为0、150和225 kg·hm-2,共9个试验处理,分别为FLN0、FLN150、FLN225、FMN0、FMN150、FMN225、FHN0、FHN150和FHN225)对水稻产量及其构成、氮肥吸收及其去向的影响。【结果】提升土壤肥力和施氮均能显著提高水稻的有效穗数、产量和总吸氮量。与N0相比,FL、FM和FH在N150处理下的增产率分别为63%、40%、17%,而在N225处理下的增产率分别为89%、55%和23%。在中、低肥力土壤上,增施氮肥能显著提高水稻产量,而FHN150和FHN225处理之间产量无显著差异。15N示踪结果表明,相同施氮量条件下,水稻植株对肥料氮素和土壤氮素的吸收量均随土壤肥力的提高而增加。但是,水稻植株总吸氮量中来自土壤氮素的比例随土壤肥力的提高而增加,而来自肥料氮素的比例则随之降低。增施氮肥会增加水稻吸收肥料氮素的比例,降低其吸收土壤氮素的比例。FL、FM和FH土壤水稻的平均氮肥回收率分别为42%、48%和52%,平均氮肥残留率分别为20%、23%和28%,平均氮肥损失率分别为38%、29%和20%。FLN225氮肥回收率显著高于FLN150,FM两个施氮量氮肥回收率无显著差异,而FHN225的氮肥回收率显著低于FHN150。提升土壤肥力能显著提高土壤微生物量氮、铵态氮和固定态铵的含量。【结论】提升土壤肥力能显著提高红壤性水稻土的水稻产量以及化肥氮的回收率和残留率,而降低氮肥损失率。在低肥力土壤上适当增加施氮量有利于增加产量和氮肥回收率;而在高肥力土壤上适当降低施氮量在保证较高水稻产量的同时,能够提高氮肥回收率、降低氮肥损失。