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當期目錄

    2010年 第43卷 第10期 刊出日期:2010-05-15
      
    作物遺傳育種·種質資源·分子遺傳學
    條銹菌誘導的小麥TaHin1的克隆與表達特征分析
    鄧麟,王曉杰,劉新穎,蔡高磊,湯春蕾,魏國榮,黃麗麗,康振生
    中國農業科學. 2010, 43(10):  1977-1984 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.001
    摘要 ( 877 )   PDF (670KB) ( 560 )   收藏
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    【目的】克隆受條銹菌誘導的小麥Hin1,研究其在小麥抗條銹病防御反應以及抗非生物脅迫過程中的作用。【方法】通過電子克隆、RT-PCR方法,從條銹菌侵染的小麥水源11中分離出一個編碼HIN1的cDNA序列;通過生物信息學工具對DNA序列及其編碼的蛋白序列進行分析;利用實時熒光定量PCR分析該基因在小麥不同器官、與條銹菌互作、外源激素處理以及非生物脅迫下的表達情況。【結果】分離得到小麥Hin1,命名為TaHin1,開放閱讀框為642 bp,編碼213個氨基酸,分子量為23.24 kD,等電點8.67,具有信號肽和HIN1結構域,可能為分泌蛋白;與高粱和水稻HIN1同源性達80%;表達分析結果表明,TaHin1在小麥根、莖、葉組織中表達差異不顯著,在小麥與條銹菌互作時,僅在非親和組合中被誘導表達;外源植物激素水楊酸、茉莉酸誘導TaHin1上調表達,脫落酸誘導其下調表達,而乙烯不誘導其表達;高鹽、干旱、機械損傷以及低溫等非生物脅迫下,TaHin1均上調表達。【結論】首次克隆到一個受條銹菌誘導的小麥TaHin1,可能通過水楊酸、茉莉酸信號途徑參與了小麥對條銹菌的防御反應,而脫落酸在防御反應中起負調控作用,該基因在小麥對非生物脅迫的抗逆應答過程中也發揮著一定作用。

    玉米2個光敏色素A基因的克隆、蛋白結構與光誘導表達模式
    馬燕斌,李壯,蔡應繁,周朋,肖陽,黃玉碧,付鳳玲,潘光堂,楊克誠,楊建平
    中國農業科學. 2010, 43(10):  1985-1993 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.002
    摘要 ( 675 )   PDF (1048KB) ( 758 )   收藏
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    【目的】分析玉米2個光敏色素A基因(ZmPhyA1和ZmPhyA2)的蛋白結構及可能存在的功能區段,明確其響應于不同光線處理的表達模式。【方法】通過RT-PCR方法獲得ZmPhyA1和ZmPhyA2編碼的完整cDNA序列,推斷2個基因編碼蛋白的保守結構域,利用酵母雙雜交測試其結構域間的物理互作,利用半定量RT-PCR技術分析不同光處理條件下ZmPhyA1和ZmPhyA2的表達模式。【結果】遺傳進化樹分析表明,ZmPHYA2與高粱光敏色素A的遺傳關系要比與ZmPHYA1更近。ZmPHYA1與ZmPHYA2蛋白中含有1個GAF結構域、1個Phytochrome結構域、2個PAS結構域、1個His Kinase A結構域和1個類似組氨酸激酶的ATP激酶結構。ZmPHYA1與ZmPHYA2自身和相互之間可以通過其C端539個氨基酸區段進行相互作用。ZmPhyA1和ZmPhyA2在黑暗、遠紅光和藍光條件下表達量較高,在紅光和白光條件下較低,并且前者的表達量均低于后者。【結論】ZmPHYA1與ZmPHYA2蛋白是2個具有功能的光受體蛋白,自身和相互之間可能通過C端539個氨基酸區段互作形成復合體,二者的表達水平受不同光質的調控。
    大豆2-甲基-6-植基-1,4-苯醌甲基轉移酶基因(Gm VTE3)的克隆及對轉基因煙草種子中生育酚組成的影響
    徐妙云,周建,張蘭,范云六,王磊
    中國農業科學. 2010, 43(10):  1994-1999 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.003
    摘要 ( 668 )   PDF (485KB) ( 667 )   收藏
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    【目的】克隆大豆2-甲基-6-植基-1,4-苯醌甲基轉移酶基因(Gm VTE3),研究其在煙草中過量表達對轉基因煙草種子中生育酚(維生素E)組分的影響。【方法】利用EST拼接和RT-PCR技術,從大豆中分離了大豆2-甲基-6-植基-1,4-苯醌甲基轉移酶(VTE3)的全長cDNA序列,通過煙草轉化研究過量表達VTE3對轉基因植株維生素E組分的影響。【結果】Gm VTE3全長1 026 bp,編碼342個氨基酸,與其它物種的VTE3氨基酸同源性很高,在煙草中過量表達該基因使煙草種子中γ-生育酚與δ-生育酚的比值最高增加2倍。【結論】首次克隆了大豆2-甲基-6-植基-1,4-苯醌甲基轉移酶基因Gm VTE3,它能夠催化煙草植株中2-甲基-6-植基-1,4-苯醌(MPBQ)的甲基化,從而改變煙草種子中生育酚的組成成分。說明可以利用克隆的Gm VTE3來改變植物種子中生育酚的組成和提高α-生育酚的含量。

    甘藍型油菜抗菌核病近等基因系和感病親本蛋白差異的初步研究
    皇甫海燕,官春云
    中國農業科學. 2010, 43(10):  2000-2007 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.004
    摘要 ( 903 )   PDF (528KB) ( 612 )   收藏
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    【目的】建立適合于提取油菜葉片全蛋白的三氯乙酸/丙酮沉淀法,為今后油菜蛋白質組學的研究提供參考,明確菌核菌誘導抗、感菌核病油菜后的蛋白差異表達情況,為尋找抗菌核病基因提供線索。【方法】以油菜抗菌核病近等基因系98C40(抗原來自湘油15)和感菌核病親本98C40為材料,在其生長的苗期階段,接種菌核菌72 h之后,分別提取其葉片全蛋白。運用雙向電泳技術、PD-quest軟件、質譜技術對其進行差異蛋白質組分析。【結果】檢測到抗病98C40(抗原來自湘油15)與感病親本98C40之間有4個差異蛋白點,蛋白點a,線粒體ATP合酶F1β亞基(mitochondrial F1 ATP synthase beta subunit);蛋白點c,磷酸甘油酸激酶(phosphoglycerate kinas);蛋白點d,噻唑生物合成酶(THI1);這3個蛋白只在抗病98C40(抗原來自湘油15)上表達,而在感病親本98C40上不表達。蛋白點b,1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase);按5倍差異表達量計算,在抗病98C40(抗原來自湘油15)上高表達,而在感病親本98C40上低表達。【結論】這4個蛋白都是油菜代謝相關蛋白,它們可能在油菜抗菌核病的反應中發揮作用。

    多性狀綜合評定的秩和差測驗方法
    駱汝九,胡治球,宋雯,徐辰武
    中國農業科學. 2010, 43(10):  2008-2015 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.005
    摘要 ( 656 )   PDF (358KB) ( 521 )   收藏
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    【目的】多性狀綜合評價的秩和測驗方法,雖可對多性狀評價對象進行綜合排序,并測驗各評價對象與其平均水平的差異顯著性,但無法實現各評價對象兩兩之間的差異顯著性測驗。為此,本文研究多性狀綜合評價多重比較的統計測驗方法。【方法】在“ :各評價對象在各性狀上的秩次隨機分布”假設下,以秩和理論分布為基礎,利用組合數學方法。【結果】進一步導出了多性狀秩和差的理論分布,并據之給出了多性狀綜合評價秩和差測驗的顯著性臨界值。【結論】通過秩和差測驗,確定評價對象兩兩之間的差異顯著性,從而實現評價對象間的多重比較。該方法操作簡單,便于實際應用。

    耕作栽培·生理生化·農業信息技術
    生長素對鋁脅迫下不同耐鋁性小麥根蘋果酸分泌的影響
    楊野,王巧蘭,耿明建,郭再華,趙竹青
    中國農業科學. 2010, 43(10):  2016-2022 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.006
    摘要 ( 938 )   PDF (341KB) ( 796 )   收藏
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    【目的】研究Indole-3-acetic acid(IAA)對鋁脅迫下小麥根蘋果酸分泌的影響,探討不同耐鋁性小麥品種間蘋果酸分泌差異機理。【方法】采用溶液培養的方法,以不同耐鋁性小麥品種為材料(ET8,耐鋁型和ES8,鋁敏感型),研究IAA、N-1-napthyl-phtalamic acid(NPA)、2, 3, 5-triiodobenzoic(TIBA)、Anthracene-9- carboxylic acid(A9C)及Niflumic acid(NIF)對ET8和ES8蘋果酸分泌的影響。【結果】ET8和ES8經不同濃度IAA(0、25、50和100 μmol•L-1)處理,蘋果酸分泌速率均無顯著差異;而當ET8和ES8經50 μmol•L-1 Al處理3 h后,無鋁條件下,再經不同濃度IAA處理,ET8蘋果酸分泌速率隨IAA濃度的升高而顯著升高,ES8蘋果酸分泌速率卻無顯著變化;與Al(50 μmol•L-1)處理相比,ET8經IAA(50、100 μmol•L-1)和50 μmol•L-1 Al共處理,蘋果酸分泌速率顯著升高,但ES8經IAA(25、50 μmol•L-1)和50 μmol•L-1 Al共處理,蘋果酸分泌速率均無顯著變化;與Al(50 μmol•L-1)處理相比,ET8和ES8經IAA轉運抑制劑NPA(TIBA)和Al(50 μmol•L-1)共處理,蘋果酸分泌速率顯著降低,以上結果表明,IAA參與調節鋁脅迫下蘋果酸分泌。與Al(50 μmol•L-1)處理相比,ET8和ES8經5 μmol•L-1 A9C(NIF)和Al(50 μmol•L-1)共處理,蘋果酸分泌顯著降低;與5 μmol•L-1 A9C(NIF)和Al(50 μmol•L-1)共處理相比,ET8和ES8經不同濃度IAA、5 μmol•L-1 A9C(NIF)和Al(50 μmol•L-1)共處理,蘋果酸分泌速率隨IAA濃度升高而顯著升高,表明IAA可能通過調節陰離子通道參與鋁脅迫下小麥根蘋果酸分泌。【結論】只有在Al激活蘋果酸分泌后,IAA才能增加耐鋁型小麥品種分泌蘋果酸,不同耐鋁性小麥品種蘋果酸分泌的顯著差異與IAA對不同耐鋁性小麥品種蘋果酸分泌調節作用的差異有關。

    數字植物及其技術體系探討
    趙春江,陸聲鏈,郭新宇,肖伯祥,溫維亮
    中國農業科學. 2010, 43(10):  2023-2030 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.007
    摘要 ( 801 )   PDF (274KB) ( 834 )   收藏
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    數字植物是數字農業的基礎,是利用數字化方法研究植物,并為植物生命系統和農業生產過程的數字化表達、生長建模、過程模擬、可視化計算分析、協同科研實驗、成果共享及集成應用提供信息服務和技術支撐平臺。探討數字植物及其技術體系對數字農業有重要的意義。本文介紹了數字植物的概念和內涵,分析了數字植物的基本研究問題,在此基礎上探討了數字植物的科學內涵和技術支撐體系,并討論了該技術體系建設的重點和應采取的對策方法,以期為數字植物的進一步發展提供有益參考。

    植物保護
    綠木霉菌株TY009防治紋枯病等水稻主要真菌病害的潛力
    劉路寧,屠艷拉,張敬澤
    中國農業科學. 2010, 43(10):  2031-2038 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.008
    摘要 ( 1027 )   PDF (299KB) ( 718 )   收藏
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    【目的】研究綠木霉(Trichoderma virens)菌株TY009對水稻紋枯病、稻瘟病和稻曲病菌作用效果,以及其代謝產物膠霉毒素在不同溫度和pH條件下的活性穩定性,評價菌株TY009防治水稻紋枯病和其它水稻主要真菌病害的生防潛力。【方法】用色譜法從綠木霉菌株TY009培養液中分離、純化出膠霉毒素;采用對峙培養方法測定菌株TY009對水稻紋枯病菌的拮抗作用;采用常規抑制方法測定其代謝產物膠霉毒素對水稻紋枯病菌菌絲生長、菌核萌發的抑制作用,以及對稻瘟病菌孢子萌發、附著胞形成和稻曲病菌孢子萌發和次生孢子形成的影響;在不同溫度、pH條件下測定膠霉毒素生物活性的變化。【結果】菌株TY009對水稻紋枯病菌有顯著的拮抗作用。150 μg•mL-1膠霉毒素完全抑制水稻紋枯病菌的菌絲生長;160 μg•mL-1膠霉毒素處理菌核4 h后,完全抑制了水稻紋枯病菌菌核的萌發;50和10 μg•mL-1膠霉毒素分別完全抑制稻瘟病菌分生孢子萌發和附著胞的形成;1.0 μg•mL-1膠霉毒素完全抑制稻曲病菌分生孢子萌發和次生孢子的形成。膠霉毒素在100℃處理 60 min后,其對水稻紋枯病菌菌絲的生物活性沒有改變;在pH值大于6.0時,0.5 μg•mL-1膠霉毒素對稻曲病分生孢子沒有明顯的生物活性,但低的pH孢子懸浮液中,膠霉毒素顯著抑制分生孢子萌發和次生孢子的形成。【結論】綠木霉(T. virens)菌株TY009擁有多種生防機制,是一個潛在的、有效的生防菌株,具有應用防治水稻紋枯病并兼防稻瘟病和稻曲病的潛力。

    水稻類病變(Lesion Resembling Disease)突變體對光照和溫度的誘導反應
    王建軍,張禮霞,王林友,張利華,竺朝娜,何祖華,金慶生,范宏環,于新
    中國農業科學. 2010, 43(10):  2039-2044 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.009
    摘要 ( 709 )   PDF (262KB) ( 644 )   收藏
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    【目的】對水稻lrd表達的光溫誘導反應進行研究,明確水稻lrd表達光誘導波段和溫度的抑制或促進作用。【方法】利用自有的6個水稻lrd突變體,用LED單色光源誘激和人工氣候箱中不同溫度梯度處理,觀察類病斑的發生情況和統計病斑個數,比較誘導的效果。【結果】lrd31類病斑表達受紫外光誘導,lrd36的表達受黃光誘導,lrd37和 lrd35的表達受藍光誘導,而lrd32 和lrd40 在所有處理的光源下均表達類病斑;lrd32、lrd36和lrd37等3種溫度下都正常產生病斑,低溫明顯促進病斑的發生。lrd35和lrd40在高溫下不表達,在中溫下可正常表達,低溫下也表現促進作用,但lrd31只有在中溫下正常表達,低溫和高溫抑制病斑出現。【結論】不同的lrd基因型所需的光誘導反應波段是不相同的。溫度是抑制或促進lrd表達的另一個重要環境因子,一般是較低的溫度促進lrd表達,高溫抑制lrd表達。

    芭蕉屬植物內生細菌磷脂脂肪酸(PLFA)生物標記特性研究
    藍江林,劉波,陳璐,肖榮鳳,史懷,蘇明星
    中國農業科學. 2010, 43(10):  2045-2055 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.010
    摘要 ( 751 )   PDF (417KB) ( 797 )   收藏
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    【目的】分離、鑒定芭蕉屬植物內生細菌,了解內生細菌的種群結構及其脂肪酸生物標記特性。【方法】采用平板分離純化芭蕉、威廉斯蕉和野生蕉植株內生細菌,利用細菌脂肪酸鑒定技術進行鑒定。【結果】共獲得內生細菌11屬14種,野生蕉植株分離得到9種,威廉斯蕉植株7種,芭蕉植株3種。共檢測到35個磷脂脂肪酸生物標記,這些生物標記分為4種類型,即(1)高頻次分布:在14株細菌中出現10—14次,屬于細菌總體類群(general)的生物標記。(2)中頻次分布:在14株細菌中出現4—6次,可以用于代表細菌屬類群(genus)識別生物標記。(3)低頻次分布:在14株細菌中出現2—3次,可以用于指示特定細菌種間差異的生物標記。(4)微頻次分布:僅在一種細菌種類出現,是細菌種(species)特征生物標記。利用磷脂脂肪酸生物標記分析內生細菌群落結構,可將14種細菌分為3類;運用多樣性、豐富度、均勻度及優勢度指數等生態學概念,分析了磷脂脂肪酸生物標記總量與各生態學參數之間的關系,結果表明,磷脂脂肪酸生物標記16:0、18:1 W7C、14:0、12:0、18:0、17:0 CYCLO的豐富度皆相對較高;磷脂脂肪酸生物標記的Response值總和較高,均勻度(J)較低,其Simpson優勢度指數(D)、Shannon-Wiener(H1)、Brillouin(H2)、Mcintosh(H3)多樣性指數也相對較高。【結論】芭蕉屬植物內生細菌及其磷脂脂肪酸生物標記存在多樣性。

    不同小麥品種(系)對麥長管蚜生命參數的影響
    郭蕭,李克斌,尹姣,王冰,曹雅忠
    中國農業科學. 2010, 43(10):  2056-2063 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.011
    摘要 ( 783 )   PDF (323KB) ( 714 )   收藏
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    【目的】比較小麥品種抗性對麥長管蚜連續2個世代若蚜和成蚜主要生命參數的影響。【方法】采用田間罩網試驗,調查和測量Pm232等10個具有不同抗蚜性的小麥品種上定殖的有翅成蚜數量及若蚜發育歷期、存活率、體重、翅型分化和成蟲壽命、繁殖力等生命參數。【結果】麥長管蚜對10個供試小麥材料的不選擇性有著明顯差異,抗蚜材料對蚜蟲的趨避作用明顯較強。發育歷期等5個生理參數的比較表明,抗蚜材料上的若蚜發育歷期較感蚜材料明顯延長,若蚜存活率、成蟲壽命、繁殖力和體重較感蚜材料明顯降低或減少,并且這種影響隨著小麥抗性的升高而加重。研究還發現抗蚜材料上產生的有翅蚜要顯著多于感蚜材料。通過對比不同世代的蚜蟲生理參數發現抗蚜材料對蚜蟲下世代的影響存在加重現象。【結論】小麥抗蚜品種對麥長管蚜不僅具有明顯的趨避作用和抗生作用,而且其抗生性在蚜蟲世代間可能存在累加效應。

    蟲酰肼對甜菜夜蛾酚氧化酶的抑制作用
    邱秀翠,劉永杰,焦艷艷,劉輝
    中國農業科學. 2010, 43(10):  2064-2071 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.012
    摘要 ( 709 )   PDF (278KB) ( 507 )   收藏
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    【目的】研究證實蟲酰肼是否對甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)酚氧化酶活性具有抑制作用。【方法】采用生物化學方法,分別測定蟲酰肼對甜菜夜蛾5齡幼蟲離體酚氧化酶的作用特點和用蟲酰肼浸泡飼料飼喂5齡幼蟲后,蟲酰肼對幼蟲頭部、血淋巴及表皮組織酚氧化酶活性的抑制作用。【結果】隨著蟲酰肼濃度增大,酚氧化酶活力呈逐漸下降趨勢,蟲酰肼對酚氧化酶的抑制中濃度(IC50)為5.43 µmol•L-1。蟲酰肼對酚氧化酶的抑制作用表現為混合型抑制,游離酶抑制常數(K i)和酶-底物絡合物抑制常數(K is)分別為11.223 µmol•L-1和34.036 µmol•L-1。通過研究金屬銅離子和酶液對蟲酰肼吸收峰的影響,推測蟲酰肼對甜菜夜蛾酚氧化酶的抑制作用不是與該酶活性中心的銅離子結合,而可能是與酚氧化酶蛋白結合發生作用有關。用28.41 µmol•L-1和85.23 µmol•L-1亞致死劑量濃度的蟲酰肼分別處理甜菜夜蛾5齡幼蟲24、48和72 h后,測定其頭部、血淋巴和表皮酚氧化酶的活性。結果表明,隨著用蟲酰肼處理時間延長,兩個劑量的蟲酰肼對幼蟲頭部、血淋巴和表皮酚氧化酶的抑制作用基本呈逐漸增大趨勢;處理后相同時間,高劑量的蟲酰肼對酚氧化酶活性的抑制率基本上高于低劑量的抑制率;蟲酰肼對頭部酚氧化酶的抑制率最高,血淋巴次之,表皮最低。【結論】蟲酰肼對甜菜夜蛾酚氧化酶具有明顯的抑制作用,幼蟲新表皮形成過程受到阻礙可能與蟲酰肼抑制酚氧化酶的活性有關。

    土壤肥料·節水灌溉·農業生態環境
    長期施鉀及小麥秸稈還田對北方典型土壤固鉀能力的影響
    譚德水,金繼運,黃紹文,劉兆輝,江麗華
    中國農業科學. 2010, 43(10):  2072-2079 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.013
    摘要 ( 939 )   PDF (247KB) ( 564 )   收藏
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    【目的】探索在連續13年的鉀肥施用及小麥秸稈還田條件下耕層土壤對外源鉀素的固定能力。【方法】在各點同一氮磷用量水平上長期進行不同用量鉀肥投入以及小麥秸稈還田,定位13年后對不同試驗點各處理土壤樣品進行不同濃度的KCL溶液浸泡處理,以研究中國北方典型土壤的固定鉀素能力。【結果】長期連續施用鉀肥或秸稈還田可顯著降低土壤對外源鉀素的固定,環境溶液中鉀素濃度從1 000 mg•L-1上升至4 000 mg•L-1時,土壤固鉀量亦隨之增加。一年兩作種植制度下土壤的固鉀量較單作制高。土壤固鉀能力表現出明顯的地帶性分布規律,自西向東土壤對鉀的固定能力逐漸增強。在環境溶液中鉀為1 000 mg•L-1濃度下,取自西北、華北和東北試驗點只施氮磷肥(NP)處理土壤的平均固鉀量分別為349、443和469 mg•kg-1。【結論】連續耗竭及連續施鉀的土壤固鉀能力差異亦是判斷土壤鉀素狀況的重要特征之一。

    不同覆蓋方式對渭北旱作蘋果園土壤貯水的影響
    高茂盛,廖允成,李俠,黃金輝
    中國農業科學. 2010, 43(10):  2080-2087 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.014
    摘要 ( 700 )   PDF (301KB) ( 638 )   收藏
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    【目的】揭示不同覆蓋方式對渭北旱作蘋果園土壤貯水的影響,為該區域改進果園土壤水分管理措施提供理論依據。【方法】通過田間小區定位觀測,對比分析秸稈覆蓋、地膜覆蓋、生草覆蓋及裸地處理果園土壤孔隙度、土壤貯水庫容及土壤貯水量等性狀。【結果】秸稈覆蓋明顯提高了土壤孔隙度、土壤貯水庫容及貯水量。覆蓋3年后,各處理0—60 cm土層平均土壤孔隙度大小為秸稈覆蓋>生草覆蓋>裸地>地膜覆蓋,地膜覆蓋降低了土壤孔隙度;在0—60 cm土層,秸稈覆蓋處理土壤飽和貯水量、吸持貯水量及滯留貯水量分別較裸地及地膜覆蓋高2.18、0.84、1.34 mm及2.52、1.15、1.36 mm,生草處理土壤飽和貯水量、吸持貯水量及滯留貯水量分別較裸地及地膜覆蓋高2.01、0.69、1.34 mm及2.32、1.00、1.34 mm;秸稈覆蓋明顯提高了5月份、10月份 1 m土層內土壤貯水量,5月份秸稈覆蓋處理1 m土層內土壤貯水量較裸地高48.85 mm,10月份高47.36 mm,生草處理在5月份土壤貯水量最低,較裸地低31.71 mm,而在10月份與裸地貯水量相當。【結論】在渭北旱作蘋果園采用秸稈覆蓋能起到較好的土壤保蓄水作用,土壤貯水量增加明顯。

    全球氣候變化對中國種植制度可能影響分析 Ⅲ.中國北方地區氣候資源變化特征及其對種植制度界限的可能影響
    李克南,楊曉光,劉志娟,王文峰,陳阜
    中國農業科學. 2010, 43(10):  2088-2097 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.015
    摘要 ( 789 )   PDF (462KB) ( 1200 )   收藏
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    【目的】在全球氣候變化背景下,分析中國北方地區的熱量和降水資源變化特征,以及北方地區農業氣候資源和種植制度界限變動情況。【方法】基于中國北方地區14個省(市、自治區)308個氣象臺站地面觀測資料,綜合分析熱量和降水資源的年際和空間變化趨勢。結合中國種植制度氣候區劃指標,分析從1950s—1980年和1981—2007年種植北界的空間位移情況。在種植制度北界變化敏感地帶選擇典型站點,運用作物生產潛力逐級訂正法計算由一年一熟春玉米、春小麥及冬小麥種植模式改變為一年兩熟冬小麥-夏玉米種植模式導致的作物生產潛力變化。【結果】(1)中國北方地區氣溫普遍升高,≥0℃積溫帶北移西擴,溫度上升的累積效應十分明顯,≥0℃積溫為每10年升高65.5℃。年降水量呈帶狀分布,由東南向西北減少,全區年降水量呈減小的趨勢,年降水量每10年變化-90—23 mm,平均為每10年減少10.6 mm。(2)在熱量和降水共同影響下,北部中高原半干旱涼溫作物一熟區(Ⅱ)面積減少,東北西北低高原半干旱溫涼作物一熟區(Ⅲ)在東北地區面積增加,而在西北和華北地區面積減少,東北平原丘陵半濕潤溫涼作物一熟區(Ⅳ)面積增加,黃淮海水澆地二熟旱地二熟一熟區(Ⅵ)向北移動,總體而言北方地區東北部種植界限空間位移顯著,而西南部變化不明顯。(3)在種植制度北界變動的敏感地帶,作物生產潛力明顯改變:在東北平原丘陵半濕潤溫涼作物一熟區變化為一年二熟區,作物生產潛力增加1 979 kg•hm-2,相當于單位面積土地周年產量增加15.3%;在東北西北低高原半干旱溫涼作物一熟區改變為一年二熟區,作物生產潛力增加7 912 kg•hm-2,相當于單位面積土地周年產量增加155.2%;在東北西北低高原半干旱溫涼作物一熟區春小麥種植改變為春玉米,作物生產潛力增加2 873 kg•hm-2,相當于單位面積土地周年產量增加51.7%。【結論】全球氣候變化背景下,研究區域內≥0℃積溫增加,年降水量呈減少的趨勢,種植界限敏感區域種植北界明顯北移西擴,種植界限變化敏感區域內因種植模式改變帶來單位土地面積周年作物產量增加。

    園藝
    不同鋅水平果園蘋果樹鋅含量的年周期變化動態
    王衍安,閆志剛,張元珍,李德全,束懷瑞,張福鎖
    中國農業科學. 2010, 43(10):  2098-2104 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.016
    摘要 ( 982 )   PDF (235KB) ( 588 )   收藏
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    【目的】研究大田條件下不同鋅水平果園蘋果樹體鋅吸收運轉分配和鋅運轉系數的周年變化,解釋不同鋅水平果園蘋果樹鋅含量的周年變化規律。【方法】以盛果期‘紅富士/平邑甜茶’蘋果為試材,測定缺鋅小葉病樹和正常樹周年內不同物候期土壤及樹體各器官的鋅含量。【結果】不同鋅水平樹體根系鋅含量周年動態變化差異顯著,正常樹鋅含量周年內基本處于穩定水平,而病樹根系前期呈下降趨勢,后期急劇上升;在多年生枝條中,正常樹鋅含量始終處于較高水平,且后期有所增加,而病樹在生長發育后期鋅含量顯著降低;新生器官的鋅含量變化趨勢基本一致,但正常樹的鋅含量始終高于病樹。【結論】小葉病樹生長發育后期鋅低位貯藏引起地上部/根鋅的運轉系數低、樹體鋅含量上運受阻,同時,缺鋅改變了樹體養分吸收的節奏,致使小葉病蘋果樹春夏根系供鋅能力低,形成了生長發育后期鋅在根系貯藏、上運困難的特有鋅運轉規律。

    枳SPL9和SPL13全長cDNA克隆、亞細胞定位和表達分析
    宋長年,錢劍林,房經貴,王化坤,邱學林,章鎮,張曉瑩
    中國農業科學. 2010, 43(10):  2105-2114 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.017
    摘要 ( 777 )   PDF (472KB) ( 894 )   收藏
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    【目的】從枳[Poncirus trifoliata (L.) Raf.]中克隆SBP類[SQUAMOSA (SQUA) promoter-binding-like]轉錄因子基因SPL9和SPL13全長,構建SPL9和SPL13亞細胞定位表達載體驗證其是否具有核定位功能,利用熒光定量PCR研究其在枳不同組織的表達特性,初步確定SPL9和SPL13在枳生長發育過程中的作用。【方法】利用生物信息學結合RACE技術以枳花器官的cDNA為模板,克隆出SPL9和SPL13基因全長,分別命名Pt-SPL9和Pt-SPL13,大小分別是1 519 bp 和1 824 bp,在GenBank的登錄號分別是FJ502237和FJ502238;構建Pt-SPL9和Pt-SPL13亞細胞定位載體35S-GW-FJ502237/FJ502238-GFP,基因槍轉化洋蔥表皮細胞,暗培養24 h后激光共聚焦顯微鏡下觀察;利用SYBR Green I實時定量RT-PCR方法檢測Pt-SPL9和Pt-SPL13在根、莖、葉、花序、花和果等不同組織中的表達。【結果】生物信息學分析表明,Pt-SPL9和Pt-SPL13的cDNA序列中都有microRNA156的識別位點,Pt-SPL9與金魚草、擬南芥和玉米SPL9的同源性分別為48.9%、42.5%和41.7%;Pt-SPL13與擬南芥SPL13、水稻的SPL16和玉米的TGA1同源性分別為40.8%、38.1%和35.8%。Pt-SPL9和Pt-SPL13與其它植物的SBP一樣有著高度保守的序列,即SBP結構域和一個雙向核定位信號KRXXXRRRK。亞細胞定位結果表明,Pt-SPL9和Pt-SPL13均定位于細胞核中。SYBR Green I實時定量RT-PCR結果表明,Pt-SPL9和Pt-SPL13在各個器官均有表達,但表達量不同,Pt-SPL9 在莖中的表達量最高,在花和葉中的表達量次之,在根、花芽和幼果中的表達量最低;Pt-SPL13在幼果中的表達量最高,在莖和花芽中的表達量相當,其次為葉,在花和根中的表達量很低。【結論】轉錄因子Pt-SPL9和Pt-SPL13均具有核定位功能,Pt-SPL9和Pt-SPL13對枳的莖和果實的發育可能有著重要作用。
    大蔥和洋蔥種間雜種的獲得及其特性
    王永勤,田保華,梁毅
    中國農業科學. 2010, 43(10):  2115-2121 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.018
    摘要 ( 681 )   PDF (551KB) ( 641 )   收藏
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    【目的】構建大蔥和洋蔥的種間雜種。【方法】以章丘大蔥和洋蔥自交系06-38為材料,進行遠緣雜交,對雜種子房進行培養;利用CAPS技術對所獲得植株進行鑒定;利用花粉染色法、離體萌發法和自交對其進行育性鑒定。【結果】大蔥和洋蔥正反交,自然狀態下胚敗育。在未添加激素的MS培養基上進行大蔥與洋蔥種間正反交后的子房培養,均獲得種間雜種F1,授粉后第7 天為最佳培養時期;通過子房培養分別獲得了大蔥×洋蔥、洋蔥×大蔥雜種植株26株和22株;經CAPS檢測,雜交后代全部為真雜種。F1雜種植株具有明顯的雜種優勢,雜種雄性不育。【結論】利用子房培養技術,克服了大蔥和洋蔥遠緣雜種在自然狀態下胚敗育的情況發生,獲得了種間雜種F1;所獲得的雜種植株表現出明顯的雜種優勢,且雄性不育。

    貯藏·保鮮·加工
    甜糯玉米軟罐頭主要揮發性物質主成分分析和聚類分析
    宋江峰,李大婧,劉春泉,劉玉花
    中國農業科學. 2010, 43(10):  2122-2131 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.019
    摘要 ( 731 )   PDF (350KB) ( 962 )   收藏
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    【目的】分析影響不同品種甜糯玉米軟罐頭品質的主要揮發性風味物質,旨在探討利用甜糯玉米軟罐頭揮發性成分指標對不同品種甜糯玉米軟罐頭進行表征和區分的可能性,也為目標品種的篩選提供理論依據。【方法】采用頂空固相微萃取和氣-質聯用技術,對6個不同品種的甜糯玉米軟罐頭中主要風味成分的相對含量進行測定,用主成分分析法和聚類分析法對甜糯玉米軟罐頭中的揮發性風味物質進行分析。【結果】不同品種甜糯玉米軟罐頭均有其特有的揮發性風味物質組合,龍粘2號玉米軟罐頭主要賦味成分是2, 3-二氫化苯并呋喃、2-呋喃甲醇和呋喃甲醛;京甜紫花糯1號玉米軟罐頭主要賦味成分為2, 5-二甲基吡嗪、3-甲基-2-噻吩甲醛;江南花糯玉米軟罐頭的主要賦味成分是(Z)-2-庚烯醛。【結論】這些風味物質組合,形成了各自的風味特征,其存在與差異決定了不同品種甜糯玉米軟罐頭風味的差異。

    蓮原花青素在油脂體系中的抗氧化作用

    禹華娟,孫智達,謝筆鈞
    中國農業科學. 2010, 43(10):  2132-2140 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.020
    摘要 ( 971 )   PDF (405KB) ( 617 )   收藏
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    【目的】研究蓮原花青素在油脂體系中的抗氧化作用,為開發新型健康的天然食品抗氧化劑提供理論依據。【方法】通過添加不同濃度的原花青素以及將原花青素和卵磷脂等抗氧化劑復配,研究原花青素在油酸和各類動植物油脂中的抗氧化作用。采用亞油酸氧化體系表征原花青素對脂肪氧合酶活性的抑制。【結果】原花青素對油酸和動植物油脂均顯示不同程度的抗氧化效果,對試驗所用的油脂抗氧化效果依次為:茶籽油>豬油>棉籽油>豆油,其中茶籽油的氧化誘導期延長了2.2倍;并且卵磷脂和維生素E對原花青素有很好的增效作用,尤其與維生素E的復配,能將油酸的誘導期延長14.7倍,豬油的誘導期延長3.6倍。在抑制脂肪氧合酶活性方面,原花青素與茶多酚有著相同的效果。【結論】原花青素對油脂體系有著優良的抗氧化作用,對油脂氧化抑制效果顯著。
    干酪乳桿菌干酪亞種Lactobacillus casei subsp.casei SY13對衰老模型小鼠的抗氧化作用
    張書文,呂加平,孟和畢力格,劉鷺,胡鮮寶
    中國農業科學. 2010, 43(10):  2141-2146 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.021
    摘要 ( 712 )   PDF (278KB) ( 579 )   收藏
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    【目的】利用一株經體外篩選具有較強抗氧化活性的干酪乳桿菌干酪亞種(Lactobacillus casei subsp.casei)SY13活菌制劑和滅活制劑研究D-半乳糖所致衰老模型小鼠體內抗氧化能力。【方法】 采用SY13活菌制劑和滅活制劑飼喂由D-半乳糖連續皮下注射誘導的亞急性衰老模型小鼠,以各組小鼠血清和肝組織勻漿中超氧化物岐化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)的活力、總抗氧化能力(T-AOC)及脂質過氧化產物丙二醛(MDA)的含量為指標,全面評價其在小鼠體內的抗氧化能力。【結果】 Lactobacillus casei subsp. casei SY13活菌制劑高、中劑量組(20、10 mL•kg-1)能降低連續6周注射D-半乳糖誘發的衰老小鼠血清和肝臟組織中的MDA含量,同時提高血清和肝臟組織中GSH-Px活力以及總抗氧化能力(T-AOC),SOD活力變化不明顯。【結論】 SY13活菌制劑能有效提高亞急性衰老小鼠的抗氧化能力,具有一定延緩衰老的作用。

    畜牧·資源昆蟲
    硒代蛋氨酸對肥育豬血漿和組織硒含量及抗氧化能力的影響
    蔣宗勇,王燕,林映才,鄭春田,蔣守群,陳芳
    中國農業科學. 2010, 43(10):  2147-2155 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.022
    摘要 ( 655 )   PDF (327KB) ( 734 )   收藏
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    【目的】研究探討硒代蛋氨酸對肥育豬血漿和組織硒含量及抗氧化能力的影響。【方法】選用64頭體重約60 kg的杜×長×大三元雜交肥育豬,隨機分為4組,每組4個重復。飼糧硒添加水平分別為0(對照組)、0.15 mg•kg-1(硒代蛋氨酸)、0.30 mg•kg-1(硒代蛋氨酸)、0.30 mg•kg-1(亞硒酸鈉)。飼養至95kg左右結束試驗。【結果】(1)添加硒組血漿、肝臟和背最長肌硒含量極顯著高于對照組(P<0.01),高水平硒代蛋氨酸硒組顯著高于其它兩個添加硒組(P<0.05)。(2)飼糧添加硒代蛋氨酸提高了肥育豬血漿GSH-Px、CAT活性和T-AOC,降低了MDA含量(P<0.05)。同時,硒代蛋氨酸組SOD活性和低水平硒代蛋氨酸組CAT活性顯著高于亞硒酸鈉組。硒代蛋氨酸或亞硒酸鈉提高了肥育豬背最長肌宰后45 min GSH-Px活性,降低羰基蛋白質含量(P<0.05)。硒代蛋氨酸可降低宰后各時間點背最長肌MDA含量,宰后45 min和72h也低于亞硒酸鈉組(P<0.05)。(3)硒處理組背最長肌GSH-Px基因相對表達量顯著高于對照組(P<0.05),低水平硒代蛋氨酸硒組SelW基因相對表達量顯著高于對照組和高水平亞硒酸鈉硒組(P<0.05)。【結論】硒代蛋氨酸在血漿和組織中硒沉積率較高,抗氧化作用較強。

    豬IGF2R基因多態性及其遺傳印記
    李莉,陳預明,白銀山,吳同山,張守全
    中國農業科學. 2010, 43(10):  2156-2161 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.023
    摘要 ( 670 )   PDF (469KB) ( 576 )   收藏
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    【目的】在豬IGF2R基因的外顯子內尋找SNP,以SNP為遺傳標記研究IGF2R基因的印記表達特征。【方法】選取3個品種243頭瘦肉型商品豬為試驗材料,以IGF2R基因為候選基因,通過PCR-SSCP對IGF2R基因多態性進行檢測;選取IGF2R基因外顯子48的SNP雜合子仔豬3頭和成年豬1頭,對腦、心臟、肝臟、脾、腎、肺、胃、胰、胸腺、膀胱、肌肉、舌、胎盤的組織器官mRNA產物分別進行RT-PCR-RFLP電泳和RT-PCR-SSCP電泳。【結果】IGF2R基因外顯子48中有一個單核苷酸多態性位點,384位堿基由G突變為A,該位點為NspⅠ酶切位點;IGF2R的外顯子48在3頭仔豬和1頭成年豬的主要組織器官僅表達母親來源的等位基因。【結論】豬IGF2R基因呈母方表達、父方印記的遺傳特征。

    獸醫
    小型豬復合麻醉劑對小型豬部分心肺指標及血漿內皮素和降鈣素基因相關肽含量的影響
    盧德章,范宏剛,胡魁,馬海鯤,張建濤,李靜,王洪斌
    中國農業科學. 2010, 43(10):  2162-2167 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.024
    摘要 ( 688 )   PDF (296KB) ( 1193 )   收藏
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    【目的】研究小型豬復合麻醉劑對小型豬血漿內皮素(endothelin, ET)和降鈣素基因相關肽(calcitonin gene related peptide, CGRP)含量及部分心肺指標的影響。【方法】14頭實驗用小型豬肌肉注射小型豬復合麻醉劑0.15 mL•kg-1,并在注藥前及注藥后5、10、30、45、60、80、100、120 min分別進行無創血壓和心率(heart rate, HR)的監測并同步采取前腔靜脈血樣。采用放射性免疫分析法測定小型豬血漿中ET和CGRP的含量,并分析他們之間的相關性。【結果】無創血壓、HR主要是在注藥后5-10 min及80 min時變化明顯(P<0.01或P<0.05)。ET與血壓的變化趨勢大致相似,且它們之間存在著一定的相關性(P<0.05);CGRP與血壓的變化趨勢相反,呈一定的負相關性(P<0.05)。【結論】ET和CGRP共同參與了小型豬復合麻醉劑引起的小型豬血流動力學變化過程,ET和CGRP的變化可能是小型豬復合麻醉及引起小型豬血壓發生變化的主要原因之一。

    泰妙菌素混懸注射液在豬體內的藥物動力學及生物利用度研究
    黃賀賢,曾振靈,黃顯會
    中國農業科學. 2010, 43(10):  2168-2173 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.025
    摘要 ( 1080 )   PDF (308KB) ( 572 )   收藏
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    【目的】 研究并比較泰妙菌素混懸注射液和泰妙菌素注射液在豬體內的藥物代謝動力學特征及生物利用度。【方法】 7頭健康豬,按隨機拉丁方設計,進行單次給藥劑量(10 mg•kg-1 b.w)靜注、肌注泰妙菌素注射液和肌注泰妙菌素注射混懸液,高效液相色譜串聯質譜法測定豬血漿中泰妙菌素的濃度,羅紅霉素作為內標,3P97藥動學計算軟件處理血漿藥物濃度-時間數據。【結果】 豬靜注給藥的藥時數據符合無吸收三室開放模型,主要藥動學參數為:t1/2β為2.04±0.23 h,t1/2α為0.39±0.06 h,t1/2π為0.12±0.04 h,Vd 為8.73±1.83 L•kg-1,AUC為3.78±0.52μg•mL-1•h-1,ClB為2.99±0.43 L•kg-1•h-1)。豬肌注泰妙菌素注射液的藥時數據符合一級吸收二室開放模型,主要的藥物動力學參數分別為:t1/2Ka(0.06±0.01)h,t1/2β(3.67±0.41)h,Tmax(0.18±0.03)h,Cmax(1.32±0.25)μg•mL-1,AUC(2.62±0.21)μg•mL-1•h-1,生物利用度為73.51%。豬肌注泰妙菌素混懸液的藥時數據則符合一級吸收一室開放模型,主要的藥物動力學參數為:t1/2Ka(0.04±0.01)h,t1/2Ke(2.90±0.43)h,Tmax(0.27±0.03)h,Cmax(0.7±0.11)μg•mL-1,AUC(2.80±0.35)μg•mL-1•h-1,生物利用度為75.73%。t檢驗比較肌注泰妙菌素注射液和泰妙菌素注射混懸液的主要藥動學參數,結果表明,兩者除達峰濃度Cmax有顯著差異外,AUC、t1/2Ka、Tmax、t1/2Ke和生物利用度均無顯著性差異。【結論】泰妙菌素注射混懸液肌注后在豬體內具有吸收迅速,體內分布廣,達峰迅速,消除較快的藥動學特征。

    牛源金黃色葡萄球菌突變株的篩選、鑒定及其免疫原性的研究
    赫娜,王長法,楊宏軍,何洪彬,楊少華,王立群,高運東,仲躋峰
    中國農業科學. 2010, 43(10):  2174-2181 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.026
    摘要 ( 922 )   PDF (364KB) ( 526 )   收藏
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    【目的】誘變牛源金黃色葡萄球菌山東分離株(zfb),篩選、鑒定弱毒性突變株,并研究其在鼠上的免疫交叉保護性。【方法】牛源金黃色葡萄球菌山東分離株zfb,經N-甲基-N'-硝基-N-亞硝基胍(MNNG)化學誘變,經生長特性、回復突變、毒力檢測、LD50、多種特征性酶檢測、小鼠中免疫保護性等實驗比較研究了突變株與親本株的生物學特性,篩選得到遺傳性狀穩定β-溶血素缺失的弱毒性突變株。【結果】弱毒性突變株Hx與親本株相比:其β-溶血性狀完全缺失,生長緩慢,耐熱核酸酶、血漿凝固酶等胞外蛋白的產量減少,在活體條件下可產生莢膜,半數致死量(LD50)10-1.83•mL-1遠低下于親本株的10-4.33•mL-1。親本株保護檢測,免疫接種過的鼠的半數致死量是未接種過的6—50倍。非親本株保護檢測,免疫接種過的鼠的半數致死率是未接種過的5—60倍。【結論】突變株Hx的β-溶血素缺失,毒性減弱,對金黃色葡萄球菌攻擊具有較高免疫保護性。

    研究簡報
    利用硬度、脆性和黏著性對火腿腸等級的判別分析
    郝紅濤,趙改名,柳艷霞,李苗云,趙光輝,馮坤
    中國農業科學. 2010, 43(10):  2182-2188 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.10.027
    摘要 ( 659 )   PDF (301KB) ( 720 )   收藏
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    【目的】研究利用質構指標代替感官評分在火腿腸等級驗證判別方面應用的可行性。【方法】利用質構分析(texture profile analysis, TPA)和感官評分法對不同等級火腿腸的硬度、黏著性和脆性進行評定,并用判別分析方法研究以感官評分和質構數據建立的判別函數判斷火腿腸等級的能力。【結果】利用硬度、脆性和黏著性的感官評分和質構數據建立的火腿腸等級判別函數,對火腿腸等級的判別正確率分別為92.2%和100.0%;以進入模型的硬度感官得分(X1)、脆性感官得分(X2)和黏著性感官得分(X3)為基礎,建立的特級(Y1)、優級(Y2)和普通級(Y3)火腿腸的Fisher線性判別函數為:Y1=6.548 X1+ 3.498 X2+ 7.525 X3﹣68.989,Y2=4.608 X1+ 2.652 X2+ 6.457 X3﹣44.049,Y3=3.162 X1+ 1.392 X2+ 3.459 X3﹣15.176;以進入模型的硬度值(X4)、脆性值(X5)和黏著性值(X6)為基礎,建立的3個等級火腿腸的Fisher線性判別函數為:Y1=1.009 X4-0.255 X5-10.866 X6-3377.048, Y2=0.867 X4-0.233 X5-9.026 X6-2671.609, Y3=0.976 X4-0.244 X5-10.799 X6-3582.754,將待測樣品的質構特性代入對應方程,根據分值大小判斷其所屬類別,哪個分值大就屬于哪一類。【結論】僅從火腿腸的物理特性考慮,在判別火腿腸的等級時可以用質構指標取代感官評定。

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