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當期目錄

    2011年 第44卷 第8期 刊出日期:2011-04-15
      
    作物遺傳育種·種質資源·分子遺傳學
    華山新麥草α-醇溶蛋白基因的克隆及原核表達分析
    王玉卿,趙繼新,陳新宏,將彥苗,武軍,龐玉輝,劉淑會
    中國農業科學. 2011, 44(8):  1533-1542 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.08.001
    摘要 ( 788 )   PDF (1115KB) ( 314 )   收藏
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    【研究目的】克隆華山新麥草(Psathyrostachys huashanica)的α-醇溶蛋白基因,并對其進行生物信息學分析,構建該基因的原核表達載體,在大腸桿菌中誘導表達融合蛋白。【方法】采用同源克隆法從華山新麥草基因組DNA中分離克隆出α-醇溶蛋白基因并進行序列分析,將克隆的華山新麥草α-醇溶蛋白基因Gli-Ns-5克隆到表達載體pET-28a (+)上,獲得重組質粒pET28a-Gli-Ns轉化大腸桿菌BL21 (DE3)并誘導表達。【結果】從華山新麥草基因組DNA中克隆了4個α-醇溶蛋白基因:Gli-Ns-2 (FJ713595)、Gli-Ns-3 (GQ139525)、Gli-Ns-4 (GQ139526)和Gli-Ns-5 (GQ139527)。序列分析表明,4條序列具有α-醇溶蛋白基因的典型結構特征,含有8個或9個半胱氨酸殘基,序列FJ713595為假基因。利用所構建的大腸桿菌表達載體,經IPTG誘導,華山新麥草α-醇溶蛋白基因Gli-Ns-5(GQ139527)可在原核系統中特異性表達。Western-blot證實融合蛋白可成功表達。【結論】克隆了4個華山新麥草的α-醇溶蛋白基因序列,基因Gli-Ns-5(GQ139527)可在原核表達系統中成功表達,為小麥品質改良提供了新的候選基因。
    桑屬ITS, TrnL-F, rps16序列分析及12個特殊桑資源評鑒
    陳仁芳,余茂德,徐立,張澤,唐洲,王茜玲
    中國農業科學. 2011, 44(8):  1553-1561 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.08.003
    摘要 ( 497 )   PDF (454KB) ( 589 )   收藏
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    【目的】分析桑屬ITS,TrnL-F,rps16序列,探討系統學價值,建立系統進化樹,并對12個特殊桑資源進行評鑒,為開發利用提供理論依據。【方法】用67份桑資源,經DNA提取、PCR擴增、測序,測序結果用軟件拼接、比對、除去非序列堿基,計算長度、G+C%含量、變異位點、信息位點、以構樹、柘樹為外類群,MP分析,根據分析結果,結合桑資源研究積累,對12個特殊桑資源進行評鑒。【結果】桑ITS(包括5.8S)基本序列576 bp ,變異范圍576-590 bp,G+C% 59.55-62.25,40個信息位點;TrnL-F(包括tRNA-Leu內含子)基本序列923 bp , 變異范圍920-924 bp, G+C%33.69-34.13,23個信息位點;rps16內含子基本序列929 bp ,變異范圍923-929 bp,G+C%32.51-32.72,17個信息位點。最適堿基進化模型分別為(GTR+G),(GTR),(GTR+G),可能的分支概率,混合卡方概率值分別為0.000001 ,0.027175,0.000222, 三片段合并最適進化模型(GTR+G),基于模型,MP分析, 2538個位點,80個信息位點。分支圖首先將黑桑M. nigra分出,其它桑種分成兩支,第一支桑(mulberry),包括長穗桑、瑞穗桑、蒙桑、鬼桑、雞桑、山桑、白桑、廣東桑,第二支喬木桑(arbor),包括華桑、奶桑、川桑。12個特殊桑資源,神農華桑♀(優質木材桑)分在第二支,喬木特性,其它11個特殊桑資源分在第一支,具桑(mulberry)特性。【結論】桑屬TrnL-F;rps16序列信息位點有限,單獨研究桑屬系統學,價值不大,與ITS序列合并,能增加分支圖的信息位點,使分支圖更具客觀性,更近于似然。基于ITS,TrnL-F;rps16序列MP分支圖,新疆黑桑為最原始類型,烏克蘭等栽培種是進化類型。桑屬可根據分支的親緣關系,結合桑資源研究積累,評鑒特殊桑資源。
    貯藏·保鮮·加工
    板栗仁酶促褐變產物的組分確定
    綦菁華,楊心宇,黃漫青
    中國農業科學. 2011, 44(8):  1678-1687 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.08.017
    摘要 ( 409 )   PDF (629KB) ( 194 )   收藏
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    [目的]研究板栗酶促褐變產物的組分。[方法]利用提取純化后的板栗酶促褐變產物組分作為試材,采用HPLC法對其進行定性和定量分析;采用NMR法進一步確定板栗酶促褐變產物組分。[結果] HPLC法初步斷定5%碳酸氫鈉萃取組分為大黃酸;5%碳酸鈉萃取組分為大黃素;核磁共振實驗測定的2個組分的1HNMR和13CNMR圖譜分析結果確定了板栗仁酶促褐變產物為大黃酸和大黃素。[結論]本研究可以為板栗酶促褐變機理研究以及產物安全性提供重要的依據。
    輻照孜然的ESR法鑒定及原初吸收劑量的估算
    李偉明,哈益明,王鋒,張彥立,
    中國農業科學. 2011, 44(8):  1688-1693 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.08.018
    摘要 ( 423 )   PDF (320KB) ( 217 )   收藏
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    【目的】檢測孜然是否經過輻照處理并估算孜然原初吸收劑量;【方法】以孜然為對象,采用電子自旋共振波譜(ESR)技術研究孜然在0~15.0 kGy劑量范圍內ESR波譜特征變化,分析輻照劑量與信號強度的關系以及貯藏時間對自由基濃度的影響,并采用附加劑量法估測孜然樣品的原初吸收劑量;【結果】輻照后孜然的ESR波譜信號強度隨輻照劑量增加而增大,經過220 d貯藏期后仍能應用ESR波譜法檢測孜然是否經過輻照處理。附加劑量法能夠用于輻照孜然的劑量估算,其中利用3次多項式在不同貯藏時間里(10 d,20 d和30 d)擬合估算出的每個樣品的劑量值與原初劑量的偏差均在1 kGy范圍內,比用對數方程擬合估算出的劑量值更為準確;【結論】ESR波譜技術能夠定性和定量鑒定輻照孜然。
    植物保護
    玉米大斑病菌聚酮體合成酶基因 StPKS 功能分析
    張鑫,曹志艷,劉士偉,郭麗媛, 董金皋
    中國農業科學. 2011, 44(8):  1603-1609 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.08.008
    摘要 ( 610 )   PDF (676KB) ( 368 )   收藏
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    【目的】利用RNA干擾技術初步探討玉米大斑病菌聚酮體合成酶基因(StPKS)的功能。【方法】本試驗將玉米大斑病菌StPKS基因片段連接到pSilent-1載體中,構建StPKS基因的RNA干擾載體pSilent-StPKS1-2。通過聚乙二醇介導的方法轉入玉米大斑病菌野生型菌株01-23的原生質體,利用潮霉素篩選得到轉化子,采用半定量RT-PCR方法分析轉化子StPKS基因的表達情況,顯微觀察轉化子與野生型菌絲形態的差異。【結果】本研究構建的StPKS基因RNA干擾載體對沉默該基因表達是有效的,經潮霉素抗性篩選,得到了30株陽性轉化子,對其中5株黑色素積累下降、菌落顏色變淺的轉化子進行了半定量PCR分析發現,5株轉化子的StPKS基因表達量均有所下降;顯微觀察發現5株轉化子的菌絲形態很不規則,發生了膨大、變形、分枝等現象。【結論】StPKS基因在DHN黑色素合成途徑中起作用,其表達量下降會減少黑色素的產生,試驗同時發現該基因與菌絲形態密切相關。
    煙草赤星病菌代謝產物對煙草BY-2細胞ROS爆發和ATP損耗的誘導?
    程丹丹,高輝遠,孟慶偉,張立濤,楊程,孫學娟,
    中國農業科學. 2011, 44(8):  1610-1617 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.08.009
    摘要 ( 507 )   PDF (427KB) ( 688 )   收藏
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    【目的】本文以煙草BY-2細胞為實驗材料,探討赤星病菌代謝產物(metabolic products of Alternaria alternata,MP)對煙草BY-2細胞活性氧(reactive oxygen species,ROS)產生和ATP含量變化的影響以及產生這種影響的原因。【方法】用10% MP處理煙草BY-2細胞,用氧電極檢測不同時間MP處理后,煙草BY-2細胞呼吸速率和呼吸途徑的變化,同時分析BY-2細胞內H2O2產生和ATP含量等的變化。【結果】 MP處理導致了煙草BY-2細胞H2O2爆發和ATP含量下降,此外MP處理也導致了煙草BY-2細胞總呼吸速率、細胞色素途徑(cytochrome pathway)和及交替氧化酶途徑(AOX)的下降,并且造成線粒體滲透轉換孔(permeability transition pore,PTP)開放和細胞色素c釋放。【結論】 MP對BY-2細胞呼吸速率和細胞色素途徑的抑制不可避免地導致胞內ATP含量下降,此外MP誘導的煙草BY-2細胞氧化磷酸化的解偶聯作用是MP導致胞內ATP含量下降的另一重要原因。而MP對 AOX途徑的抑制則是誘導胞內ROS爆發的重要原因。
    研究簡報
    紫心甘薯二氫黃酮醇4-還原酶基因表達及酶活性與花色苷積累的相關性
    郭晉雅,高峰,黃成濤,周偉,李云萍
    中國農業科學. 2011, 44(8):  1736-1744 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.08.024
    摘要 ( 495 )   PDF (379KB) ( 287 )   收藏
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    【目的】以塊根著色部位和程度不同的2個紫心甘薯品種(系)‘A5’和‘山川紫’,以及白心甘薯品種‘禺北白’為試材,研究了紫心甘薯二氫黃酮醇4-還原酶(DFR)基因表達及其酶活性與花色苷積累的相關性。【方法】對紫心甘薯在不同生長時期各器官(葉、莖、塊根)的花色苷含量和DFR的活性進行了測定,對二者之間的變化趨勢進行了相關性分析。此外,通過實時熒光定量PCR檢測了‘A5’、‘山川紫’和‘禺北白’塊根中IbDFR基因的表達量,以及不同發育時期的山川紫塊根中IbDFR基因的表達量,并測定了相應的花色苷含量變化。【結果】(1)在同一生長時期的各品種(系)甘薯中,著色程度深的器官,其花色苷的含量較高,DFR活性也較高,不同器官的DFR活性與相應的花色苷含量呈顯著線性正相關;(2)在不同的生長時期,3個品種(系)甘薯各器官的花色苷含量與DFR活性的變化趨勢相一致,并且呈顯著線性正相關;(3)3個品種(系)甘薯中,著色程度深的塊根,其花色苷的含量較高,IbDFR基因的表達量也較高;(4)在山川紫塊根的3個發育階段,隨著根的膨大,花色苷含量逐漸升高,IbDFR基因的表達量也逐漸增大。【結論】在不同生長時期的甘薯各器官中DFR活性與花色苷含量均呈線性正相關,且紫心甘薯塊根中IbDFR基因表達量的變化與其花色苷含量的變化趨勢相一致,說明:DFR是紫心甘薯花色苷合成代謝過程中的關鍵酶;紫心甘薯花色苷是原位合成的。
    園藝
    AMF對低溫脅迫下黃瓜幼苗生長和葉片抗氧化系統的影響
    韓冰,賀超興,閆妍,郭世榮,于賢昌
    中國農業科學. 2011, 44(8):  1646-1653 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.08.013
    摘要 ( 487 )   PDF (360KB) ( 470 )   收藏
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    【目的】研究叢枝菌根真菌(AMF)對低溫脅迫下黃瓜(Cucumis sativus L.)幼苗生長和抗冷性相關生理指標的影響。【方法】以黃瓜品種‘津春2號’為試材,利用人工氣候箱進行低溫處理(晝/夜,15/10℃),研究低溫脅迫下接種AMF對黃瓜幼苗生長指標、根系活力和葉綠素、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白含量及過氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)活性的影響。【結果】低溫脅迫下,黃瓜幼苗株高、莖粗、地上部和地下部干鮮重的增長量和根冠比減小,葉綠素含量、根系活力和SOD、CAT活性降低,MDA、可溶性蛋白含量及POD活性升高;在低溫脅迫下,接種AMF可以顯著提高黃瓜幼苗各生長指標的增長量和根冠比,提高葉片葉綠素、可溶性蛋白含量、根系活力及POD、SOD、CAT活性,降低MDA含量。【結論】低溫脅迫下接種AMF可通過促進黃瓜幼苗葉片可溶性蛋白的大量積累和抗氧化酶活性的提高,來降低膜脂過氧化水平,增強黃瓜幼苗對低溫脅迫的適應性。
    蘋果園土壤養分與果實品質關系的多元分析及優化方案
    張強,魏欽平,劉惠平,蔣瑞山,劉旭東,王小偉
    中國農業科學. 2011, 44(8):  1654-1661 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.08.014
    摘要 ( 572 )   PDF (298KB) ( 822 )   收藏
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    【目的】探討土壤營養成分對富士蘋果品質的影響和果品優質的土壤營養成分含量優化方案,找出果園土壤營養中存在的問題,為果園土壤有矢合理配方施肥、提高肥料利用效率提供理論依據。【方法】連續兩年對北京昌平蘋果園的土壤養分含量和果實品質進行調查,應用典型相關分析和線性規劃等方法,篩選影響果實品質因素的主要土壤養分因子,求解富士蘋果優質的土壤營養成分含量優化方案,指出調查果園土壤養分存在的問題。【結果】昌平蘋果園的土壤有機質、全氮、有效磷、鉀等營養成分含量和果實硬度、可溶固形物含量均高于山東、陜西和甘肅等蘋果產區;果園土壤有機質含量與土壤全氮、有效磷、鉀和微量元素間有正相關性,土壤堿解氮與有效硼的相關系數達0.8261;果實單果質量與土壤中有機質、堿解氮、有效磷和鉀含量呈正相關,而與有效鐵、鋅和硼呈負相關;果實硬度與土壤有機質和堿解氮呈正相關,與有效磷和鉀呈負相關;可溶性固形物含量與土壤有機質、有效鉀和鈣均呈正相關。獲得了土壤營養成分含量優化方案為:土壤有機質含量10.0~40.0 g.kg-1、全氮大于0.50g.kg-1、堿解氮400 mg.kg-1、有效磷230.88~400 mg.kg-1、有效鉀583.43~600 mg.kg-1、有效鈣1.0~5.0 mg.kg-1、有效鐵5.00~60.00 mg.kg-1、有效鋅0.80~20.0 mg.kg-1、有效硼0.5 mg.kg-1,理論上果實單果質量可以達到350.66 g、硬度12.16 kg.cm-2、可溶性固形物含量23.19%、可滴定酸含量0.377%。在調查蘋果園中,85.29%果園土壤堿解氮在200 mg.kg-1 以下;50%的果園缺磷,91.18%的果園缺鉀,大部分果園土壤有效鐵、鋅含量不足。【結論】提高土壤中堿解氮、有效磷、鉀和鐵、鋅含量是果園土壤管理的重點。
    玫瑰SRAP遺傳多樣性分析與品種指紋圖譜構建
    徐宗大,趙蘭勇,張玲,楊志瑩
    中國農業科學. 2011, 44(8):  1662-1669 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.08.015
    摘要 ( 544 )   PDF (684KB) ( 377 )   收藏
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    【目的】從分子水平分析玫瑰的遺傳多樣性和親緣關系,并建立起玫瑰品種的指紋圖譜,為雜交育種、品種分類和品種鑒定提供理論依據。【方法】采用相關序列擴增多態性(SRAP)技術對玫瑰46個品種和4份野生種質進行了遺傳多樣性分析和品種指紋圖譜的構建。【結果】15對引物共擴增出264個位點,其中227個為多態性位點,多態性比率為85.98%,說明玫瑰的遺傳多樣性較為豐富。50份材料的遺傳相似系數(GS)為0.6012~0.9852,平均值為0.7835;平均Nei’s遺傳多樣性指數(H)為0.2665,平均Shannon信息指數(I)為0.4033;4份野生玫瑰種質的H=0.1225,I=0.1787,顯著低于栽培品種的H=0.2684,I=0.4059,說明玫瑰品種的遺傳多樣性更為豐富。【結論】根據聚類結果,玫瑰品種類型的劃分應首先考慮親本來源,再按株型、花型劃分。利用三對核心引物,構建了玫瑰品種的標準指紋圖譜,為品種鑒定提供了依據。
    低溫對朵麗蝶蘭成花過程中碳水化合物及糖轉運蛋白基因表達的影響
    張遲,周廬萍,羅小燕,孫小明,秦巧平,周明兵,崔永一
    中國農業科學. 2011, 44(8):  1670-1677 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.08.016
    摘要 ( 428 )   PDF (418KB) ( 546 )   收藏
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    [目的]蝴蝶蘭(Phalaenopsis)原產熱帶,其成花過程中的“溫敏”現象已成為制約蝴蝶蘭產業發展的重要因素。朵麗蝶蘭(Doritaenopsis hybrid)是朵麗蘭(Doritis)與蝴蝶蘭(Phalaenopsis)的雜交后代,是目前商業應用最廣泛的蝶蘭種類之一。研究其在相對低溫誘導下的營養生長特性及相關基因的表達模式,對明確蝶蘭花芽分化的生理生化機制,并深入理解蝶蘭成花“溫敏”現象的機理,推動整個蝴蝶蘭產業的發展有著重要的意義。 [方法]本研究對朵麗蝶蘭(Doritaenopsis hybrid)進行高溫(30℃/25℃)和低溫(22℃/18℃)處理,測定其葉片的生長和葉綠素熒光,以及碳水化合物的含量變化,同時對朵麗蝶蘭(Doritaenopsis hybrid)‘溫敏’SSH文庫中分離的兩個糖轉運蛋白基因(片段)在相對低溫處理下的表達特性進行分析, [結果]結果顯示,低溫處理的整個階段,蝶蘭葉面積的增長顯著低于高溫處理,并且在低溫處理的前四周(28d),葉片的光能轉化效率和PSII的活性明顯下降,葉片的淀粉含量急劇下降,還原糖含量持續增加,蔗糖含量在第28d前后表現為先增后減,其中,在低溫處理21d至35d中,DhST1的mRNA表達與蔗糖含量的變化一致,而DhSUT1則表現為持續的下降,但二者在抽出的花梗中都有較高的表達量。[結論]低溫明顯誘導朵麗蝶蘭葉片營養生長的減緩,并在處理的開始階段對光合系統產生一定抑制,同時,碳水化合物含量及相關的糖轉運蛋白基因對低溫表現出明顯的響應,但相關基因表達模式的差異說明在低溫誘導的花芽形成過程中承擔著不同的重要作用,為進一步明確蝴蝶蘭成花“溫敏”現象的分子機理提供科學依據。
    土壤肥料·節水灌溉·農業生態環境
    不同土壤肥力下冬小麥春季干旱的復水補償效應研究
    王志強,梁威威,范雯雯,林同保
    中國農業科學. 2011, 44(8):  1628-1636 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.08.011
    摘要 ( 583 )   PDF (314KB) ( 329 )   收藏
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    【研究目的】為探明冬小麥春季旱后復水補償效應及其對土壤肥力的響應;【方法】采用盆栽試驗,對生長在不同土壤肥力條件下的冬小麥,于返青、拔節期進行不同程度干旱復水處理;【結果】返青期中度干旱,在高肥力下復水15天時,葉綠素含量已超過對照水平,復水5天后,光合速率超過對照;中、低肥力下,葉綠素含量和光合速率分別在復水15天、20天時比對照略有增加。拔節期中度干旱只在高肥力下復水20天后,光合速率比對照略有增加;其他處理的葉綠素含量和光合速率均未達對照水平。除低肥力下重度干旱外,返青期旱后復水處理與對照相比,產量均無明顯降低,收獲指數和水分利用效率明顯提高,在高、中肥力下中度旱后復水產量還略有增加;拔節期旱后復水處理與對照相比,產量明顯降低,收獲指數和水分利用效率下降。【結論】冬小麥春季受旱復水后,光合速率比葉綠素含量更容易恢復;返青期旱后復水比拔節期旱后復水在產量和水分利用效率上表現出更強的補償效應,這主要緣于收獲指數的增加;提高土壤肥力可增強冬小麥旱后復水的補償效應,中、高肥力下返青期中度旱后復水更有利于產量及水分利用效率的提高。
    獸醫
    FUT1基因新cSNPs的鑒別及其對仔豬抗大腸桿菌F18侵染的影響
    周利華,舒青龍,彭秋玲,郭源梅,晏學明
    中國農業科學. 2011, 44(8):  1720-1726 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.08.022
    摘要 ( 393 )   PDF (442KB) ( 249 )   收藏
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    【目的】鑒別影響中國地方豬種仔豬抗水腫與腹瀉病的關鍵基因位點。【方法】采用比較測序法對位置候選基因a1-巖藻糖轉移酶基因(FUT1)進行cSNPs搜尋、鑒別,使用PCR-SSCP在10個中、西方豬種共計539個樣本中開展SNPs遺傳多態性檢測;采用小腸上皮細胞體外顯微黏附實驗在白色杜洛克×二花臉資源家系的479個F2代個體中開展大腸桿菌F18ab黏附表型測定;使用SAS軟件包分析SNPs基因型與黏附表型間的相關性。【結果】在FUT1基因中鑒別到兩個新的cSNPs位點(M229C/T和M714T/C),其中M714T/C為同義突變,M229C/T引起亮氨酸轉變為苯丙氨酸;遺傳多態性分析表明FUT1 M229C/T等位基因頻率在中國地方豬群與西方商業豬群間差異顯著而在中國地方豬群間差異不顯著;在白色杜洛克×二花臉資源群體中,進一步對FUT1 M229C/T位點分析其與黏附表型的相關性,結果顯示FUT1 M229C/T基因型與黏附表型之間呈顯著相關(P<0.05)。【結論】FUT1 M229C/T位點可能是決定中國地方豬水腫與腹瀉病的變異位點,該位點在中國地方豬抗水腫與腹瀉病選育中具有重要潛在的應用價值。
    鵪鶉piRNAs和Piwil1基因克隆及表達研究
    陳蓉,常國斌,陳國宏,胡國順,張穎,欒德琴,劉艷,
    中國農業科學. 2011, 44(8):  1727-1735 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.08.023
    摘要 ( 363 )   PDF (500KB) ( 377 )   收藏
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    【目的】目前,國內外尚無有關禽類piRNAs及其結合蛋白Piwi的研究報道,開展禽類小分子RNA及其結合蛋白的研究將為小分子RNA的遺傳特性、發生和消失機理以及轉基因雞等研究提供基礎依據。【方法】【結果】本研究以鵪鶉為研究對象,通過構建cDNA文庫和TA克隆測序的方法首次從睪丸組織中獲得了13個piRNAs克隆序列和Piwil1基因的CDS序列,同時采用Q-PCR技術分析了鵪鶉不同生命階段不同組織中piRNAs和Piwil1基因的表達規律。【結論】結果表明,鵪鶉piRNAs長度與哺乳動物相似;Piwil1基因與紅色原雞有較高的同源性,包含PAZ和Piwi結構域,無信號肽剪切位點,推測其屬于Piwi家族蛋白,可能通過降低結合RNA的能力或者影響其他轉錄因子與結構基因啟動子的親和性發揮調控作用;在睪丸組織中,piRNAs和Piwil1蛋白的表達量均是隨著個體的不斷發育而增加,推斷在禽類中piRNAs可能與Piwi蛋白相互作用共同調控精子的發生過程。
    耕作栽培·生理生化·農業信息技術
    未來氣候變化對中國種植制度北界的可能影響
    楊曉光
    中國農業科學. 2011, 44(8):  1562-1570 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.08.004
    摘要 ( 532 )   PDF (960KB) ( 744 )   收藏
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    【目的】氣候變暖已是一個全球性的問題,中國氣候未來將繼續變暖,這一變化將對中國的農業生產造成一定的影響,本文旨在研究未來氣候變化對中國種植制度北界、冬小麥種植北界、雙季稻種植北界、雨養冬小麥-夏玉米穩產種植北界以及熱帶作物的種植北界的影響。【方法】依據全國種植制度氣候區劃指標、冬小麥和雙季稻種植北界指標、雨養冬小麥-夏玉米穩產種植北界指標以及熱帶作物種植北界指標,采用經典的農業氣候指標計算方法,分析與1950s—1980年相比,未來30年(2011—2040年)、及本世紀中葉(2041—2050年)全國種植制度界限北界、冬小麥種植北界、雙季稻種植北界、雨養冬小麥-夏玉米穩產的種植北界、以及熱帶作物的種植北界的變化。【結果】(1)與1950s—1980年相比,2011—2040年和2041—2050年的一年兩熟帶和一年三熟帶北界都不同程度向北移動。與1950s—1980年相比,基于2011—2040年和2041—2050年未來氣候資料分別分析得到的一年一熟區和一年二熟區分界線,空間位移最大的省(市)為陜西省和遼寧省,且2041—2050年北移情況更為明顯;與1950s—1980年相比,由2011—2040年和2041—2050年氣候資料分別確定的一年二熟區和一年三熟區分界線,空間位移最大的區域在云南省、貴州省、湖北省、安徽省、江蘇省和浙江省境內,且2041—2050年北移情況更為明顯。在不考慮品種變化、社會經濟等方面因素的前提下,這些區域由于氣溫升高種植制度由一年一熟變為一年兩熟、由一年兩熟變為一年三熟,區域內單位面積周年糧食產量可不同程度提高。(2)與1950s—1980年相比,2011—2040年和2041—2050年的冬小麥的種植北界在遼寧省、甘肅省和寧夏回族自治區都不同程度向北移動,在青海省表現為西擴。由于冬小麥產量通常要比春小麥高,因此在不考慮其他因素影響的前提下,該區域由于冬小麥替代春小麥可帶來單位面積產量的提高。未來氣候變暖熱量資源的增加,將可能導致浙江省、安徽省、湖北省、湖南省、貴州省雙季稻種植北界不同程度北移,特別是浙江省、安徽省和湖北省表現更為明顯。熱帶作物安全種植北界在廣西省和廣東省境內北移情況比較明顯。而未來降水量的增加將使得大部分地區雨養冬小麥-夏玉米穩產北界向西北方向移動。【結論】到2011—2040年和2041—2050年,氣候變化將會造成全國種植制度界限不同程度北移、冬小麥種植北界北移西擴,雙季稻和熱帶作物種植北界北移。而未來降水量的增加將使得大部分地區雨養冬小麥-夏玉米穩產北界向西北方向移動。
    水氮互作對不同基因型小麥HMW-GS含量及GMP粒度分布影響
    趙琦,王振林,尹燕枰,李文陽,李勇,王平,陳曉光
    中國農業科學. 2011, 44(8):  1571-1584 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.08.005
    摘要 ( 428 )   PDF (465KB) ( 239 )   收藏
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    【目的】小麥籽粒高分子量谷蛋白亞基(HMW-GS)的組成類型及含量與谷蛋白顆粒的分子大小密切相關,是衡量小麥品質優劣的重要性狀之一,也是面粉加工品質的主要評價指標。本試驗研究了水氮互作對不同基因型小麥品種的單個HMW-GS的相對含量、HMW-GS的總量及GMP粒度分布的影響。【方法】通過反相高效液相色譜(RP-HPLC)和激光衍射粒度分析儀分別對小麥籽粒中的HMW-GS和GMP粒度進行了定量分析。【結果】研究表明,灌水增氮條件促進強筋小麥GC8901、中筋小麥TS23的HMW-GS、LMW-GS的積累及GMP中大粒徑顆粒所占百分比的提高,且GMP含量相應提高;相同處理抑制了弱筋小麥SN1391的HMW-GS、LMW-GS的積累,但促進GMP中的大粒徑顆粒的形成。與灌水條件相比,干旱增氮條件下,SN1391籽粒中的HMW-GS、LMW-GS含量上升,GMP中的大粒徑顆粒所占的比例顯著提高。【結論】灌水與增施氮肥互作對GC8901和TS23 GMP中的大粒徑顆粒的形成有促進作用,而干旱與增施氮肥能夠提高SN1391的大粒徑顆粒的粒度分布。
    作物遺傳育種·種質資源·分子遺傳學
    苧麻自交無性繁殖系遺傳關系的ISSR分析
    劉立軍,王緒霞,汪波,彭定祥
    中國農業科學. 2011, 44(8):  1543-1552 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.08.002
    摘要 ( 784 )   PDF (666KB) ( 585 )   收藏
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    【目的】通過ISSR分子標記研究苧麻自交無性繁殖系資源之間的遺傳關系,為育種及科學合理保存和利用現有種質資源提供理論依據和技術支持。【方法】利用ISSR分子標記對40份自交無性繁殖系(8份來自巴西,32份來自中國5個主產省)進行遺傳關系分析。【結果】30條ISSR引物對40份材料的DNA模板進行擴增和電泳檢測,擴增總條帶數為116條,多態性達78.45%,Nei's平均遺傳距離為0.2405,平均Shannon指數為0.3679,每條引物擴增2—10條條帶。根據材料的地理位置來源,將40份自交無性繁殖系分為6個類群,多態位點百分率(pp)在23.28%—67.24%。Nei's遺傳距離在0.0964—0.2285,Shannon指數在0.1408—0.3310。第一、第二、第三主成分的貢獻率分別為72.67%、5.36%和2.11%,累計貢獻率為80.15%。【結論】主成分分析與采用ISSR標記進行聚類的結果十分一致,利用ISSR標記技術可較準確地分析苧麻自交無性繁殖系的遺傳多樣性及親緣關系。

    耕作栽培·生理生化·農業信息技術
    不同生態區和不同品種玉米的源庫關系及碳氮代謝
    戴明宏,趙久然,楊國航,王榮煥,陳國平
    中國農業科學. 2011, 44(8):  1585-1595 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.08.006
    摘要 ( 647 )   PDF (554KB) ( 765 )   收藏
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    【目的】闡明不同生態區及品種條件下玉米源庫協調性、碳氮代謝的差異表現及其與產量的關系。【方法】在東北(吉林省農安)、京津唐(北京昌平)和黃淮海(河南省浚縣)3個生態區各設一個試驗點,以6個高產、穩產的優良品種為試驗材料,在稀植條件下(密度45 000 株/hm2)比較不同生態區和不同品種玉米的產量和產量構成、葉面積指數(LAI)和粒葉比、干物質和氮素分配轉運、可溶性糖和C/N等指標。【結果】3個試驗點的產量表現為農安>浚縣>昌平;6個品種中產量最高的是先玉335,最低的是京單28,其它品種間差異不顯著。在不同生態區和品種條件下,玉米產量與穗粒數的相關性明顯大于千粒重;吐絲期最大LAI與產量的相關性不顯著,而粒葉比則與產量成正相關;吐絲后干物質生產量與籽粒產量呈極顯著正相關。低產生態條件下,莖鞘內富集了大量的可溶性糖,反映了源-庫-流的不協調。在不同生態條件下,C/N與產量呈負相關。根據籽粒氮素的來源可將不同品種歸為3類:(1)對后期吸氮(61.0%—68.4%)的依賴高于器官轉運氮(39.7%—46.0%);(2)后期吸氮量與器官轉運氮量相當;(3)后期吸氮(42.5%—45.3%)低于器官轉運氮(57.2%—61.7%)。【結論】適宜生態條件下,玉米源庫關系更加協調,表現在粒葉比高、收獲指數(包括氮素收獲指數)大、灌漿期干物質積累量和氮素吸收量大、莖鞘可溶性糖含量適宜、C/N值相對較低。而粒葉比高、籽粒灌漿期干物質積累量和氮素吸收量大也是高產品種的重要特點。

    不同淀粉含量玉米籽粒淀粉粒度的分布特性
    張 麗,張吉旺,劉 鵬,董樹亭
    中國農業科學. 2011, 44(8):  1596-1602 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.08.007
    摘要 ( 502 )   PDF (308KB) ( 764 )   收藏
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    【目的】 比較不同淀粉含量玉米籽粒淀粉粒度分布特性,及其與籽粒總淀粉、蛋白質含量和容重的相關性。【方法】選用普通型品種農大108、鄭單958和高淀粉型品種費玉3號、鄭單18,對成熟期玉米籽粒中淀粉粒的體積、數目和表面積分布進行分析測定。【結果】成熟期玉米籽粒胚乳內淀粉粒的粒徑分布范圍為0.37—31.5μm,以2μm和15μm為界限,將淀粉粒分為小型、中型和大型三類。淀粉粒的體積和表面積分別表現為雙峰和三峰分布,淀粉粒的數目表現為單峰分布,其中小淀粉粒組數目占總數的95%左右;高淀粉玉米小淀粉粒組(<2μm)和中淀粉粒組(2—15μm)所占體積分數顯著高于普通型玉米,而在普通型玉米中,大淀粉粒組(>15μm)所占的數目、體積和表面積百分比相對較高;籽粒總淀粉含量與0.8—2μm,2—10μm和10—15μm的淀粉粒體積百分比均呈正相關,其中與前兩者的相關系數達到顯著水平,與其它粒徑范圍的淀粉粒體積百分比呈負相關;蛋白質含量及籽粒容重與所有粒徑范圍內的淀粉粒體積百分比無明顯相關性。【結論】玉米胚乳淀粉粒數目、體積和表面積分別呈單峰、雙峰和三峰曲線變化,高淀粉型玉米小、中型淀粉粒組的體積百分比顯著高于普通型玉米。
    土壤肥料·節水灌溉·農業生態環境
    施氮水平對塿土微生物群落和酶活性的影響
    夏雪,谷潔,車升國,高 華,秦清軍
    中國農業科學. 2011, 44(8):  1618-1627 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.08.010
    摘要 ( 580 )   PDF (443KB) ( 1003 )   收藏
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    【目的】研究不同施氮量對土壤微生物群落功能多樣性和酶活性的影響。【方法】通過野外大田定位試驗,于2009年7月15至2009年9月30采用微生物自動分析系統BIOLOG微平板分析法,對不同施氮水平下土壤微生物群落功能多樣性,及水解酶活性的動態變化進行了研究。研究涉及N0(0 kg·hm-2)、N1(60 kg·hm-2)、N2(120 kg·hm-2)和N3(180 kg·hm-2)4個施氮水平。【結果】低氮(N1)、中氮(N2)和高氮(N3)處理的微生物群落碳源利用率(AWCD)、微生物群落Shannon指數(H)和微生物群落豐富度指數(S)均高于零氮(N0)處理,其中N2處理最高。主成分分析表明,不同施氮水平土壤微生物功能多樣性差異明顯,起分異作用的主要碳源是糖類和氨基酸類。土壤蔗糖酶、脲酶和堿性磷酸酶活性均以N2處理最高,分別為24.85 mg glucose·g-1·(24 h)-1、1.04 mg NH3-N·g-1·(24 h)-1 和2.40 mg hydroxybenzene·g-1·(24 h)-1。【結論】氮肥的施用可以提高土壤微生物群落碳源利用率、微生物群落的豐富度和功能多樣性。低量和中量氮肥能夠提高蔗糖酶和脲酶活性,而中量和高量氮肥可以增加堿性磷酸酶活性。

    不同施肥水平對木薯氮磷鉀養分積累、分配及其產量的影響
    高志紅,陳曉遠,林昌華,張宇鵬,何永勝
    中國農業科學. 2011, 44(8):  1637-1645 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.08.012
    摘要 ( 726 )   PDF (336KB) ( 975 )   收藏
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    【目的】通過比較不同施肥水平下木薯氮磷鉀養分積累、分配和產量的差異,探討粵北坡崗地優質高產木薯氮磷鉀養分的最佳用量。【方法】以木薯品種南美119為材料,采用“3414”方案,在粵北翁源進行大田試驗。試驗共設14個處理。【結果】施肥處理的氮素主要分配到地上部,不施肥處理的氮素則主要分配到根部;不同施肥處理的磷素均主要分配到地上部;不施肥處理和不施鉀處理的鉀素主要分配到根部,不施氮處理的鉀素在根、冠間分配較均衡。在木薯不同生長階段,植株氮磷鉀含量均呈下降趨勢,但施氮、磷、鉀化學肥料處理植株氮磷鉀含量的下降速度小于不施氮、磷、鉀化學肥料的處理。處理N2P2K2的氮、磷、鉀含量和積累量在各生育期均為最大,不施肥處理(N0P0K0)的氮、磷、鉀含量和積累量在各生育期均為最小(P<0.05)。產量最高的是N2P3K2處理,為22 694.06 kg·hm-2,其次是N2P2K2處理,為21 417.87 kg·hm-2。【結論】木薯產量、氮磷鉀養分積累及其在根冠間的分配,對施肥水平高度敏感, 適當比例的氮磷鉀肥配合施用既可以顯著增加木薯植株的氮磷鉀含量和積累量,又可以提高產量。在粵北坡崗地木薯生產中,氮素最重要,在氮素得到滿足的條件下,磷素較鉀素更重要。在本試驗條件下,氮磷鉀養分最佳用量為358.80 kgN·hm-2、89.10 kg P2O5·hm-2和187.50 kg K2O·hm-2。

    畜牧·資源昆蟲
    豬IGF2、MC4R、JHDM1A及TEF-1多基因標記遺傳效應研究
    韓雪蕾,楊華威,王維民,殷勤,蔣騰飛,劉榜
    中國農業科學. 2011, 44(8):  1694-1701 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.08.019
    摘要 ( 709 )   PDF (892KB) ( 544 )   收藏
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    【目的】在大白豬群體中檢測和分析豬生長和背膘厚性狀候選基因(IGF2、MC4R、JHDM1A和TEF-1)的多態性,并進行多基因標記效應分析,為分子標記輔助選擇在育種中的應用提供理論基礎。【方法】采用PCR-RFLP方法對候選基因多態性進行檢測,并運用SPSS軟件對單基因標記和多基因標記與生長和背膘厚性狀之間的關聯性進行分析。【結果】在試驗群體中檢測了IGF2、MC4R、TEF-1和JHDM1A 4個基因的單核苷酸多態位點。單基因標記分析結果顯示,IGF2基因與100 kg腰薦結合處背膘厚顯著關聯(P<0.05),AA型為優勢基因型,分別比AG和GG基因型薄0.541 cm和0.629 cm;MC4R基因與生長和背膘厚性狀無顯著關聯;JHDM1A基因與100 kg腰薦結合處背膘厚呈顯著關聯(P<0.05),CC型為優勢基因型,分別比GG和GC基因型背膘薄0.520 cm和0.489 cm;TEF-1基因與100 kg腰薦結合處背膘厚趨于顯著關聯(0.05<P<0.1),GG基因型背膘厚分別比AA和AG基因型薄0.973 cm和0.379 cm;與達100 kg體重呈顯著關聯(P<0.05),AG為優勢基因型,分別比AA和GG基因型縮短了0.445 d和2.258 d。【結論】對4個候選基因的多基因標記效應進行分析發現,多基因標記效應與單基因標記效應一致。IGF2、TEF-1和JHDM1A基因多態位點合并基因型AGCCGG和AACCGG對于100 kg腰薦結合處背膘厚性狀為優勢基因型組合,可以作為分子標記在育種中應用。
    卵丘細胞凋亡與增殖對牛卵母細胞體外發育的影響
    李海軍,靳木子,張睿彪,杜晨光,劉東軍,倉 明
    中國農業科學. 2011, 44(8):  1702-1709 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.08.020
    摘要 ( 649 )   PDF (510KB) ( 522 )   收藏
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    【目的】探討卵丘-卵母細胞復合體(COCs)形態、卵丘細胞凋亡與增殖狀態和卵母細胞發育能力之間的相關性。【方法】根據卵胞質均勻程度和卵丘細胞層數等形態指標,對所挑選的未成熟COCs進行分組,隨后利用體外受精技術和TUNEL技術,并結合流式細胞儀,評價各組COCs的體外發育能力及其卵丘細胞凋亡和細胞周期差異。【結果】 與包被5層以上致密卵丘且卵胞質均質的COCs相比,具有2—5層輕度擴散卵丘與顆粒化卵質特征的COCs顯示較好的后續胚胎發育潛力、較高的卵丘細胞凋亡程度和較低的G2-M期細胞比率。【結論】 卵丘細胞凋亡程度與未成熟卵母細胞發育潛能呈正相關;COCs形態、卵丘細胞凋亡或者G2-M期細胞比率指標可以用來指示未成熟卵母細胞的發育潛力。
    茶皂素和絲蘭皂苷對山羊人工瘤胃發酵和瘤胃微生物的影響
    王洪榮,陳旭偉,王夢芝
    中國農業科學. 2011, 44(8):  1710-1719 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.08.021
    摘要 ( 869 )   PDF (445KB) ( 603 )   收藏
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    【目的】研究利用茶皂素和絲蘭皂苷混合物對瘤胃發酵和瘤胃內纖維降解菌變化的影響。【方法】采用2×4因子體外培養試驗設計,因子一為對照組(不添加皂苷)和添加皂苷組(添加0.3%茶皂素和0.03%絲蘭皂苷的混合物),因子二為不同精粗比水平(20﹕80、40﹕60、50﹕50及60﹕40),研究不同精粗比以及皂苷條件下對瘤胃發酵和瘤胃微生物的影響。【結果】茶皂素和絲蘭皂苷的混合物能降低瘤胃pH,且精粗比為20﹕80時差異極顯著(P<0.01);能夠增加乙酸、丙酸、丁酸以及TVFA的濃度,但從各成分所占比例來看,茶皂素和絲蘭皂苷混合物的添加降低了乙酸和丁酸的摩爾百分比例,增加了丙酸的摩爾百分比例,因此降低了乙酸/丙酸;能夠降低原蟲真蛋白產量而細菌真蛋白產量提高,細菌與原蟲的比值提高且差異極顯著(P<0.01)。同一精粗比條件下,添加皂苷組產琥珀酸擬桿菌的相對數量均比非添加組高,除精粗比為20﹕80時差異不顯著外(P>0.05),其它精粗比狀態下差異極顯著(P<0.01);除精粗比為40﹕60時外,其它精粗比狀態下添加皂苷組白色瘤胃球菌和黃化瘤胃球菌的相對數量均比非添加組高。【結論】添加皂苷有降低瘤胃液中原蟲總數和pH的趨勢,并能夠降低原蟲真蛋白產量而提高細菌真蛋白產量。茶皂素和絲蘭皂苷混合物對瘤胃發酵模式和瘤胃內纖維降解菌變化有一定影響,其作用效果受培養底物精粗比的顯著影響。

    研究簡報
    藍塘×長白豬F2資源群1、4和8號 染色體活體性狀的QTL定位
    凌飛,張豪,蔡更元,陳瑤生,李加琪,王翀
    中國農業科學. 2011, 44(8):  1745-1752 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.08.025
    摘要 ( 853 )   PDF (368KB) ( 378 )   收藏
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    【目的】鑒定影響豬重要經濟性狀的QTL。【方法】利用中國地方豬種藍塘豬(16頭母豬)與外來品種長白豬(8頭公豬)建立了資源家系,對257頭F2代個體的11個活體性狀進行測定。根據美國肉畜中心(USDA-MARC 2.0)公布的豬連鎖圖譜,在1、4和8號染色體上大約每間隔10—20 cM選擇一個微衛星標記,共21個標記,采用ABI 377 DNA序列分析儀進行微衛星基因分型,運用QTL Express 軟件包在http://latte.cap.ed.ac.uk網站在線分析,進行QTL定位分析。【結果】體高(body height,BodyHh)的QTL定位于SSC1的68 cM處,與標記SW2185(67.6cM)緊密聯鎖,達到染色體顯著水平(P<0.05),解釋表型變異的2.22%。體長(body length,BodyLh)的QTL定位于SSC4上的72cM處,位于標記SW839—SW0214,達到染色體顯著水平(P<0.05)。【結論】在豬1和4號染色體上分別檢測到一個影響體高和體長的QTL,為今后的QTL精細定位、大片段功能基因的克隆分析、以及豬分子育種技術的應用提供參考依據。

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