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當期目錄

    2009年 第42卷 第4期 刊出日期:2009-04-10
      
    作物遺傳育種·種質資源·分子遺傳學
    利用CSSL和BIL群體分析稻米堊白率QTL及互作效應
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1129-1135 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.001
    摘要 ( 1108 )   PDF (301KB) ( 703 )   收藏
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    【目的】分析稻米堊白率加性效應、上位性效應及其環境互作效應,探討稻米堊白率的遺傳特點和不同群體檢測QTL的效率。【方法】利用由粳稻品種越光和秈稻品種Kasalath雜交衍生的BIL群體和以越光為背景、Kasalath為供體的CSSL群體,對2005年和2006年南京的稻米堊白率QTL及其互作效應進行了分析。【結果】 CSSL群體檢測到5個堊白率QTL和2對具有上位性效應的QTL;BIL群體檢測到3個QTL和4對具有上位性效應的QTL。其中,qPGWC-6a在2個群體中重復出現,1對具有上位性效應的QTL在CSSL群體中2年均被檢測到,在BIL群體中,所有QTL與環境存在顯著互作(P<0.01)。在第3和4染色體上檢測到2個新的堊白率QTL。【結論】上位性效應和加性效應在堊白率遺傳中同樣重要。堊白率QTL和具有上位性效應的QTL與環境的互作普遍存在,但效應小于相應的加性效應和上位性效應。利用不同群體分析堊白率QTL,有利于全面揭示稻米堊白率的遺傳互作網絡。

    利用表型和SSR標記分析河南省玉米地方品種的遺傳多樣性
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1136-1144 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.002
    摘要 ( 1006 )   PDF (282KB) ( 1057 )   收藏
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    【目的】分析河南省玉米地方品種的遺傳多樣性,為進一步改良利用提供合理方案。【方法】利用表型和SSR標記基因型,對88份有代表性的地方品種進行遺傳多樣性分析。【結果】這些地方品種農藝性狀表現出較大差異,表型聚類將其劃分為7個類群,大部分品種聚在一個類群內,但仍有部分品種獨立成群。SSR分析表明,每對引物可以穩定檢測到2~10個等位基因,40對SSR引物共檢測到198個等位基因,平均每個位點4.95個等位基因,遺傳相似系數為0.63~0.89。SSR標記聚類分析同樣將此材料劃分為7個類群,大部分品種仍主要集中在一個主群內。Mental測驗結果表明,表型同基因型距離矩陣間存在極顯著正相關(r=0.78,P=0.01)。【結論】河南省玉米地方品種來源較單一,遺傳多樣性較差,僅少部分品種較為獨立,可有針對性地保存和改良利用。

    生育期可伸縮型超早熟、優質谷子新品種冀谷28及其超早熟性的生理機制研究
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1145-1151 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.003
    摘要 ( 863 )   PDF (322KB) ( 566 )   收藏
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    【目的】培育廣適型超早熟、優質谷子新品種,解決中國廣大高寒地區生態條件復雜、種植作物單一、效益低下、缺乏適應性廣的高效作物的難題。【方法】采用目標性狀基因庫育種法選育出超早熟谷子新品種——超早熟3號,2007年通過全國谷子品種鑒定委員會鑒定,定名為冀谷28。并對其超早熟的生理機制進行研究。【結果】冀谷28具有以下幾方面的突出特點:(1)超早熟。生育期間需有效積溫1 600℃,在河北省壩上等高寒地帶正常成熟,實現了春、夏谷種植界限的北移;(2)生育期可伸縮。在海拔1 400 m左右的河北省壩上正常成熟;在海拔1 600 m,積溫嚴重不足的河北省壩上最北端也能勉強成熟;(3)優質。在第七屆中國優質食用粟鑒評會上被評為一級優質米;(4)糧草兼豐。經國家區試,在高寒區籽實平均單產4 286.25 kg?hm-2,谷草單產4 718.61 kg?hm-2;(5)綜合性狀優良。冀谷28超早熟的生理機制在于:葉片數少、穗分化早、拔節后生長中心相對集中。【結論】冀谷28的育成并在高寒地區推廣對促進中國超早熟谷子育種的開展和高寒地區谷子產業發展、農牧業協調以及種植業結構調整具有重要意義。

    用分離群體中的殘余雜合系定位大豆C1連鎖群的分枝數qBN-c1-1位點
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1152-1157 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.004
    摘要 ( 1046 )   PDF (242KB) ( 721 )   收藏
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    【目的】大豆分枝數與大豆株型及產量關系密切,檢測世代間可穩定遺傳的大豆分枝數QTL,為大豆株型和產量育種的分子標記輔助選擇奠定基礎。【方法】根據科新3號×中黃20雜交組合F2群體構建的分子遺傳圖譜,對F2:4群體進行QTL定位,并利用定位QTL兩側的標記選擇殘余雜合個體,構建殘余雜合系,對分枝數相關的QTL進行驗證。【結果】在F2:4群體將分枝數QTL(qBN-c1-1)定位在C1連鎖群區間Satt294-Satt399,貢獻率為12.01%,來自于科新3號親本的加性效應為-0.51;用F2:5選出殘余雜合系,將控制大豆分枝數QTL定位在C1連鎖群Satt399-Satt361區間,貢獻率為11.16%,來自于科新3號的加性效應為-1.74,研究結果與F2:4群體一致。【結論】位于C1連鎖群的與分枝數相關的QTL在該遺傳背景下可穩定遺傳。

    亞洲棉(Gossypium arboreum L.)全生育期均一化全長cDNA文庫的構建和鑒定
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1158-1164 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.005
    摘要 ( 826 )   PDF (540KB) ( 584 )   收藏
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    【目的】構建二倍體亞洲棉石系亞1號全生育期均一化全長cDNA文庫,建立亞洲棉功能基因組學研究基礎平臺,發掘亞洲棉發育、抗逆等相關基因。【方法】取石系亞1號子葉期、苗期、蕾期、花鈴期不同組織器官,提取總RNA并分離純化mRNA,采用SMART技術反轉錄全長雙鏈cDNA。用DSN(duplex-specific nuclease)法對全長雙鏈cDNA進行均一化,均一化的cDNA連接到λZAPⅡ載體,包裝蛋白包裝后構建石系亞1號全生育期均一化全長cDNA文庫。【結果】初級文庫滴度4×106 pfu?ml-1,庫容2×106個獨立克隆,重組率大于95%,插入片段平均長度大于1.5 kb。隨機挑取192個克隆進行EST(expressed sequence tags)測序,冗余度僅為3.49%。BLASTN比對結果顯示:78.31%的EST為新EST。【結論】文庫均一化效果良好,質量符合要求,可能包含大量新基因,是進行EST測序、發掘新基因等棉花功能基因組學的研究平臺。

    轉番茄正義抗壞血酸過氧化物酶基因提高煙草耐鹽能力
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1165-1171 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.006
    摘要 ( 921 )   PDF (430KB) ( 717 )   收藏
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    【目的】探討葉綠體類囊體膜抗壞血酸過氧化物酶(tAPX)與耐鹽性的關系。【方法】從番茄葉片中分離到類囊體膜抗壞血酸過氧化物酶基因(LetAPX),利用農桿菌介導的葉盤法轉入到煙草中。Northern 雜交分析了LetAPX在鹽脅迫(NaCl)下的表達特征。以野生型(WT),轉正義LetAPX煙草株系T2-2(+)和T2-6(+)為試材,測定了鹽脅迫條件下APX酶活性,過氧化氫(H2O2)含量,種子發芽率,植株的鮮重、干重,光合速率及葉綠素熒光參數。【結果】Northern雜交顯示LetAPX已轉到煙草基因組中,且基因的表達受鹽脅迫的誘導。鹽脅迫下轉基因煙草的種子發芽率,植株的鮮重與干重,APX酶活性和清除H2O2的能力都顯著高于野生型,并且轉基因煙草比野生型具有更高的凈光合速率(Pn)和PSII最大光化學效率(Fv/Fm)。【結論】LetAPX的過量表達有助于提高煙草的耐鹽能力。

    耕作栽培·生理生化
    水稻主莖出葉動態模擬研究
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1172-1180 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.007
    摘要 ( 800 )   PDF (397KB) ( 751 )   收藏
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    【目的】研究水稻主莖各葉片出伸與有效積溫的關系,建立水稻主莖出葉與有效積溫關系的動態模擬模型。【方法】選用16個水稻品種分別在云南麗江、江蘇南京兩個生態地區進行播期試驗,觀察主莖各葉片出伸與有效積溫的定量關系。【結果】主莖葉片出伸所需有效積溫與葉位的關系總體隨葉位的上升而增加,且在整個葉齡進程中出現兩個拐點,第一個拐點出現在第3葉齡期,第二個拐點出現在第N-n-2葉齡期。據此,對葉齡進程進行分段模擬,建立葉齡模型。利用不同環境下播期試驗的出葉動態數據對模型進行檢驗,不同類型品種模擬葉齡與實測葉齡的根均方差(RMSE)都小于0.1。【結論】以各葉位葉片出伸與有效積溫的關系建立的葉齡分段函數模型具有較好的預測性和實用性。

    水稻冠層的田間原位三維數字化及虛擬層切法研究
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1181-1189 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.008
    摘要 ( 1362 )   PDF (467KB) ( 676 )   收藏
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    【目的】旨在對水稻冠層空間結構精確定量化的方法進行探索。【方法】應用三維數字化技術在田間原位對灌漿期的水稻冠層結構進行測定,探討該方法的可行性,并建立虛擬層切法以分析水稻的結構特征。【結果】使用三維數字化儀能夠在田間原位精確的測定水稻各器官的空間位置和幾何形態,從而獲取田間水稻冠層的三維結構數據;應用虛擬層切法能夠精確、多角度地分析冠層元素在三維空間的分布狀況,但層切步長對計算結果有較明顯的影響,需要根據具體對象進行合理的選擇。【結論】三維數字化和虛擬層切法結合能夠實現對水稻冠層結構的精確分析。

    基于形態特征參數的稻穗幾何建模及可視化研究
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1190-1196 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.009
    摘要 ( 735 )   PDF (426KB) ( 761 )   收藏
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    【目的】建立基于形態特征參數的稻穗幾何模型,實現稻穗的可視化。【方法】通過對稻穗形態建成過程中關鍵特征的觀測分析,利用三維幾何建模技術,構建基于形態特征參數的稻穗幾何模型,包括穗曲線、穗軸、次枝梗和小穗幾何模型;用Bezier曲線來擬合穗曲線,將二維空間的穗曲線映射到三維空間,構建穗軸幾何模型;用一段穗軸及圓柱體模擬一次枝梗和二次枝梗;并分別用橢球體及圓柱體模擬小穗的谷粒及小枝梗,最后基于稻穗的拓撲結構,構建稻穗幾何模型。模型參數主要有穗長、穗傾角、一次枝梗長、一次枝梗數目、二次枝梗長、二次枝梗數目、谷粒大小等。【結果】在稻穗幾何模型基礎上,基于OpenGL圖形平臺,實現了稻穗生長過程的三維可視化, 較好地描述了稻穗形態建成過程。【結論】稻穗的可視化為建立可視化水稻生長系統奠定了基礎,同時對其它作物的可視化表達也有很好的借鑒意義。

    基于LANDSAT-5像元尺度的棉田生長密度遙感監測初步研究
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1197-1206 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.010
    摘要 ( 958 )   PDF (496KB) ( 553 )   收藏
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    【目的】基于LANDSAT-5像元尺度,分析棉田生長密度監測準確定性的影響因子,并提出改進方法,探索減弱非棉苗背景空間差異的遙感指數,確立棉田生長密度遙感監測的最佳時相,為棉花估產和棉田農作分區管理提供數據支持。【方法】實地調查13塊棉田(630 hm2),獲取了棉田生長密度、經緯度以及播種時間、出苗時間所組成的60個樣區數據,每樣區3個樣點;從播種期到盛花期5個時相的遙感影像提取EVI和DEVI,樣本等分為建模數據和模型檢驗數據;采取分播期和不分播期兩種方式分別使用EVI和DEVI建立棉田生長密度估算模型,其決定系數經過顯著水平檢驗后,進行模型估算準確性檢驗,并將優勢模型應用于縣域范圍的棉田生長密度監測。【結果】分析表明,出苗時間,大、小苗對棉田生長密度的監測影響較大,以中期播種數據為例所建立的分播期估算模型檢驗結果表明,在6月9日和6月25日每公頃棉田生長密度的估算誤差分別為2.05×104株/hm2和2.07×104株/hm2,而采用不分播期估算方式時,兩個時相模型的絕對估算誤差為2.80×104株/hm2和2.53×104株/hm2。在5月24日,DEVI對土壤等背景的空間差異消除作用得到表現,與使用EVI相比,監測時間從6月9日提前到5月24日;兼顧模型監測的準確性和時相因素,棉花現蕾到開花期是棉田生長密度監測的最佳時段;以新疆建設兵團148團為例,使用優選出的6月9日I式估算方法進行示例監測,區域監測結果可以較好表明不同棉田生長密度的分配比例和空間分布特征。【結論】出苗時間和土壤等背景是影響棉田生長密度監測準確性的主要因素,分播期估算能顯著提高監測準確性,DEVI遙感參數可以使監測時間提前,從現蕾期到開花期是棉田生長密度估算的最佳時段,優選模型可以在縣級區域應用。

    基于本體的作物系統模擬框架構建研究
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1207-1214 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.011
    摘要 ( 964 )   PDF (360KB) ( 723 )   收藏
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    【目的】研究作物系統模擬框架(CSSF)可以為構建作物生長模型及設計可重用的作物系統模擬軟件提供基礎框架。【方法】將本體技術應用于作物模擬模型領域,以作物生長的基礎生理生態過程為主線,基于仿真本體和作物模擬本體,綜合分析與提煉稻麥棉油等作物的建模流程、生長模擬模型算法及模型參數中的共性概念及概念之間的相互關系,構建了CSSF。【結果】CSSF包括作物建模外部知識框架(CMOKF)和作物模型內部知識框架(CMIKF),其中CMOKF提煉了作物系統受時間、空間和自然環境共同驅動的共享特征,CMIKF描述了生育期、生物量積累、干物質分配與產量形成、器官建成、作物-土壤水分動態和養分平衡等作物模型組分與模型算法的共性特征。【結論】CSSF實現了作物建模概念、流程、結構和方法的知識級共享,對設計可重用的作物模型軟件體系結構具有指導作用。

    作物病害機器視覺診斷研究進展
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1215-1221 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.012
    摘要 ( 771 )   PDF (239KB) ( 760 )   收藏
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    據統計,由病害引起的作物產量損失平均在12%以上,病害不僅直接影響產量,而且也嚴重降低農產品的品質。通過快速診斷識別作物病害而及時采取防治措施,提高作物病害的診斷水平是保證有效防治病害的重要組成部分。機器視覺技術的發展為作物病害診斷和識別提供了快捷、低廉、無損檢測的可能手段。本文綜述了面向多種作物病害機器視覺診斷研究的進展,歸納了作物病害機器視覺診斷的識別模式,分析了診斷中存在的問題,提出了相應的解決方法。
    植物保護
    小麥過氧化物還原酶基因TaPrx的克隆與功能初步分析
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1222-1229 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.013
    摘要 ( 774 )   PDF (480KB) ( 684 )   收藏
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    【目的】克隆TaPrx基因并對其在小麥與條銹菌互作中的功能進行初步分析。【方法】利用PCR方法結合RACE技術在cDNA文庫中篩選得到TaPrx基因的全長序列并進行生物信息學分析,然后克隆至pET-32a(+),轉化E.coliBL21(DE3)后用IPTG進行誘導表達。通過Real-time RT-PCR進行表達模式分析。【結果】得到TaPrx基因的全長序列688 bp,ORF489 bp,編碼162個氨基酸殘基,分子量17.36 kD,等電點5.32,含一個保守的半胱氨酸殘基(Cys),不含信號肽及跨膜結構域,亞細胞定位94%的可能性在細胞質。TaPrx融合蛋白分子量38 kD,最佳IPTG誘導濃度0.05 mmol?L-1,20℃誘導20 h可得到最大量的融合蛋白。Real-time RT-PCR分析表明TaPrx基因在小麥與條銹菌的親和與非親和互作中均受誘導表達,分別在接種后24 h、18 h達到表達高峰。【結論】獲得了TaPrx基因特異性的多克隆抗體;TaPrx基因受條銹菌誘導表達,可能參與了小麥與條銹菌互作。但是否參與了小麥受條銹菌侵染后產生的ROS的清除與調節仍需進一步驗證。

    番茄抗黃化曲葉病育種研究進展
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1230-1242 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.014
    摘要 ( 849 )   PDF (438KB) ( 1365 )   收藏
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    番茄黃化曲葉病是一種毀滅性病害,該病是世界許多地區番茄生產的重要限制因素。該病害在田間由煙粉虱傳播,由于不同地區的番茄黃化曲葉病毒變異較大,這使番茄抗番茄黃化曲葉病育種進展很慢。本文從番茄黃化曲葉病毒的檢測與防治、番茄抗源材料的篩選與抗性鑒定、抗番茄黃化曲葉病基因及其分子標記等幾個方面論述了目前國內外的研究現狀,并就存在的問題及未來研究方向進行了討論。

    核型多角體病毒p74基因在蘇云金芽胞桿菌中的表達
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1243-1251 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.015
    摘要 ( 1002 )   PDF (578KB) ( 475 )   收藏
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    【目的】利用核型多角體病毒(NPV)的p74基因與蘇云金芽胞桿菌(Bt)的cry1Ac基因構建融合基因cry1Ac-p74,構建具有廣譜殺蟲作用的工程菌。【方法】從Bt4.0718菌株中克隆cry1Ac基因及其終止子cry1Act,從苜蓿丫紋夜蛾核型多角體病毒(AcMNPV)中克隆p74基因,以pMD-T作為大腸桿菌亞克隆載體,分別構建含有目的基因片段的T載體pT1Ac、pTp74、pT1Act以及中間載體pT1Act、pTp74Act,獲得攜帶有目的融合基因cry1Ac-p74的表達載體pH1Acp74;該表達載體電轉化至Bt無晶體突變株XBU001,得到目的重組菌株XBU-H1Acp74。【結果】XBU-H1Acp74可表達130 kD的Cry1Ac蛋白和50 kD的P74蛋白,生測顯示P74蛋白可以協同Cry1Ac的殺蟲效果。【結論】本研究成功構建了cry1Ac基因與p74基因融合的Bt工程菌,為進一步研究和構建新型生物殺蟲劑的工程菌株,研制出高效、廣譜、安全的殺蟲劑提供了新的技術途徑。

    大豆抗煙粉虱(Bemisia tabaci Gennadius)與農藝品質性狀的關系
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1252-1257 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.016
    摘要 ( 938 )   PDF (209KB) ( 609 )   收藏
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    【目的】煙粉虱(Bemisia tabaci Gennadius)是一種嚴重的災害性害蟲,對大豆的危害十分嚴重。了解大豆的農藝、品質性狀與抗煙粉虱的關系,為大豆抗煙粉虱遺傳和育種研究提供參考。【方法】以213個國內外大豆品種作為試驗材料,鑒定其單葉、單株感染的煙粉虱2~4齡若蟲的數量,同時調查各品種的結莢習性、種皮色、子葉色、株高、底莢高、主莖節數、主莖粗、分枝數、總莢數、總粒數、單株粒重、百粒重、莢長、莢寬、籽粒的蛋白質和脂肪含量等。用SPSS16.0統計分析軟件分析煙粉虱數量與各種農藝性狀的關系。【結果】大豆單葉感染煙粉虱的平均數能夠代表大豆品種對煙粉虱的抗性。大豆感染煙粉虱的數量受結莢習性、株型、產量、籽粒品質等多種因素影響。不同結莢習性大豆品種單葉感染煙粉虱的平均數存在顯著差異,有限結莢習性>亞有限結莢習性>無限結莢習性。單葉感染煙粉虱的平均數與莖粗呈極顯著的正相關,相關系數為0.282**;與單株粒重、籽粒蛋白質含量呈顯著的正相關,相關系數為0.165*、0.166*;與種皮色、子葉色、株高、主莖節數、分枝數、籽粒脂肪含量的相關不顯著。【結論】大豆對煙粉虱的抗性受結莢習性、莖粗、單株生產力、籽粒蛋白質含量等綜合性狀影響。

    大豆抗蚜性資源抗性的鑒定分析
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1258-1263 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.017
    摘要 ( 985 )   PDF (274KB) ( 791 )   收藏
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    【目的】對田間抗性測驗篩選得到的P189、P203、P574和P746等4份栽培大豆抗蚜性資源進行抗性鑒定。【方法】采用選擇性、非選擇性試驗方法以及重復鑒定。【結果】資源P189、P574和P746在蚜蟲抗性等級和受害指數水平上和不具有抗性的對照品種相比具有顯著的差異(P=0.05),其中P574和P746表現更加穩定,能阻止蚜蟲在植株上繁殖,為抗生性品種;P203在田間自然感蚜和選擇性試驗中與不具有抗性的對照品種相比具有顯著的差異(P=0.05),在非選擇性試驗中感蚜,表現對蚜蟲生長有一定的抑制作用,為排趨性品種。【結論】田間自然感蚜,選擇性試驗和非選擇性試驗在劃分蚜蟲抗性等級和受害指數水平上存在明顯的差異,這些差異是在不同的選擇壓下宿主對侵害者反應的表現。

    不同植物籬類型對農田地面蜘蛛種群的影響
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1264-1273 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.018
    摘要 ( 769 )   PDF (392KB) ( 544 )   收藏
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    【目的】研究植物籬對于農田地面蜘蛛種群的影響。【方法】于2005-2007年兩個冬小麥和夏玉米生長季節在四川省土壤肥料研究所資陽試驗站的1號試驗地(坡度20°)和2號試驗地(坡度12°)利用陷阱法對香根草(1號地)、紫穗槐(1號地)、蓑草(2號地)和苜蓿(2號地)4種植物籬類型對農田地面蜘蛛活動密度(種群密度和活動性的參數)的影響進行了調查。【結果】植物籬處理植物籬帶地面蜘蛛的活動密度在冬小麥生長季節均顯著高于對照裸地,植物籬處理植物籬帶地面蜘蛛的活動密度在夏玉米生長季節也高于對照裸地,但是只有蓑草和苜蓿植物籬帶與對照裸地差異顯著。植物籬處理農田地面蜘蛛的活動密度在冬小麥和夏玉米生長季節與對照處理農田均無顯著差異。【結論】植物籬帶在冬小麥生長季節可以作為地面蜘蛛重要的越冬場所,但是植物籬帶的出現并沒有顯著提高臨近農田地面蜘蛛的活動密度。

    雜草抗藥性研究進展
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1274-1289 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.019
    摘要 ( 1138 )   PDF (492KB) ( 1311 )   收藏
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    目前全球已有188種雜草(112種雙子葉,76種單子葉)的324個生物型對19類化學除草劑產生了抗藥性,幾乎涵蓋各類重要的除草劑。抗藥性雜草已成為雜草治理和農業生產的嚴重威脅,由其引發的嚴重經濟和安全問題倍受全球關注。研究證實,雜草體內除草劑作用位點發生改變、雜草代謝解毒能力增強、雜草的屏蔽作用或與作用位點的隔離作用是雜草對除草劑產生抗性的三大主要機制。雜草的抗藥性機制相當復雜,同種雜草不僅對不同除草劑的抗藥性機制不同,而且能以完全不同的抗藥性機制對多種作用機制不同的除草劑產生抗藥性,即交互抗性和多抗性。本文重點描述雜草對8大類重要除草劑的抗藥性機制,雜草抗藥性研究方法,以期為中國抗藥性雜草研究和農田雜草科學治理提供參考和借鑒,并提出在雜草治理中必須汲取他人的經驗教訓,闡明了中國雜草抗藥性研究應關注問題。
    土壤肥料·節水灌溉·農業生態環境
    北京平谷區土壤有效磷的空間變異特征及其環境風險評價
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1290-1298 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.020
    摘要 ( 800 )   PDF (524KB) ( 1072 )   收藏
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    【目的】探明土壤有效磷的空間分布,為合理科學配方施肥和識別農業面源磷污染重點控制區提供依據。【方法】在北京郊區平谷區布設1 058個采樣點,測定其耕層(0~20 cm)與亞耕層(20~40 cm)土壤有效磷含量。應用地統計學方法對數據進行分析。【結果】平谷區耕層和亞耕層土壤有效磷的變異系數分別為1.15和1.29,均屬強變異程度,其平均含量分別為32.80和9.74 mg?kg-1,耕層含量高于亞耕層,表現出一定的表聚性。耕層和亞耕層有效磷的空間相關距離分別為14.6和15.8 km。平谷區耕層土壤有效磷含量空間分布表現為:低山區>平原區>山區,主要與高程、土地利用方式及施肥量有關。亞耕層有效磷空間分布格局與耕層相似,但其含量遠小于耕層。耕層土壤有效磷含量超過臨界值(60 mg?kg-1)的概率為70%~90%的區域占研究區總面積的1.9%,主要分布在西北部的半山區。概率<20%的區域占研究區總面積的70.1%,分散分布于東北部山區、東部半山區及中部、西南部平原區。【結論】平谷區果園、菜地和大田土壤磷素均有不同程度的盈余,有機肥和化肥的大量投入是平谷區土壤有效磷含量高的主要原因。大華山鎮中部及劉家店鄉東南部部分區域作為農業面源磷污染的重點控制區,應引起足夠重視。

    間歇降雨條件下黃土坡面土壤溶質的遷移特征
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1299-1305 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.021
    摘要 ( 782 )   PDF (262KB) ( 537 )   收藏
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    【目的】研究間歇降雨條件下黃土坡地水分溶質遷移特征,為減少汛期坡耕地肥料流失率和水土流失量提供理論依據。【方法】以黃土坡地為研究對象,采取表層噴施和拌施兩種施肥方式,通過兩場間隔24 h的室內模擬降雨試驗,從降雨-徑流-土壤相互作用角度,研究間歇降雨條件下坡面水土流失和土壤溶質(NO3-、Br-和PO43)的遷移特征。【結果】第二次降雨的穩定產流強度、徑流量和侵蝕泥沙量均大于第一次降雨,初始產流時間和產流強度達到穩定的時間也比第一次降雨提前。與第一次降雨平穩階段NO3-和Br-的濃度相比,第二次降雨開始產流時濃度明顯偏大,但其平穩階段濃度又均小于前者,而吸附性PO43-的第二次降雨濃度高于第一次降雨穩定期濃度。非吸附性NO3-和Br-易隨入滲水遷移,導致表層土壤溶質含量顯著減少,第二次降雨地表總流失量小于第一次降雨,而PO43-受土壤侵蝕因素影響很大,噴施和拌施條件下PO43-第二次降雨的總流失量分別為第一次降雨的2.93和1.77倍。【結論】對于土體疏松易侵蝕的黃土地區,受降雨間歇期表層土壤溶質含量和土壤抗蝕性變化的影響,第二次降雨的徑流溶質濃度過程線不能視作第一次降雨的簡單延續,多次降雨會加劇吸附性土壤溶質的地表流失風險。在雨季里,首次降雨應時該采取必備的截流措施,減少非吸附性土壤養分的大量流失;對后期降雨的關注重點則是涵養水土,防范吸附性土壤養分的流失風險。

    灌水時期和灌水量對小麥耗水特性、籽粒產量及蛋白質組分含量的影響
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1306-1315 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.022
    摘要 ( 1061 )   PDF (354KB) ( 647 )   收藏
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    【目的】研究高產條件下灌水時期和灌水量對小麥的耗水特性和籽粒蛋白質組分含量的影響,為小麥節水高產優質栽培提供理論依據。【方法】設置不同灌水時期和灌水量的處理,采用反相高效液相色譜(RP-HPLC)分析方法對籽粒蛋白質進行分離量化,研究不同水分處理對小麥耗水量、水分利用率、籽粒產量、籽粒品質和籽粒蛋白質組分含量的影響。【結果】隨著灌水量的增加,灌水量占農田耗水量的百分率提高,降水量和土壤貯水消耗量占農田耗水量的百分率降低。減少灌水量,促進小麥對土壤貯水的利用,提高小麥在0~100 cm各土層的土壤耗水量。降低農田耗水量、提高水分利用率是實現節水高產栽培的有效途徑。拔節期和開花期分別灌水60 mm的處理在兩年度生長季均獲得了最高的水分利用率;在2004-2005年生長季W1處理的籽粒產量與W2無顯著差異,但顯著高于W0處理;在2005-2006年生長季W'2處理的籽粒產量與W'3無顯著差異,但顯著高于W'0、W'1處理。水分對小麥籽粒蛋白質組分含量具有重要的調控作用。在2004-2005年生長季,與W2處理相比,W1處理的籽粒醇溶蛋白含量降低,HMW-GS含量和谷蛋白含量升高,籽粒蛋白質含量和濕面筋含量升高,面團形成時間和面團穩定時間延長,有利于強筋小麥濟麥20籽粒品質的改善。在2005-2006年生長季,隨灌水量增加,籽粒HMW-GS含量、谷蛋白含量有先升高后降低的趨勢,以W'2處理最高,與籽粒蛋白質含量、面團形成時間和面團穩定時間的變化趨勢一致。【結論】本試驗條件下,拔節期和開花期分別灌水60 mm是兼顧節水、高產、優質的最優處理。

    鎘超富集莧菜品種(Amaranthus mangostanus L.)的篩選
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1316-1324 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.023
    摘要 ( 839 )   PDF (383KB) ( 939 )   收藏
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    【目的】莧菜在中國的分布很廣,品種資源豐富。通過篩選耐鎘莧菜品種,發掘鎘污染土壤植物修復資源。【方法】采用溶液培養方法,從來自不同生態區域的23個莧菜品種(Amaranthus mangostanus L.)中篩選出具有鎘超富集能力的品種;采用赤紅壤、黃棕壤、菜園土進行盆栽試驗,研究莧菜在土壤Cd濃度分別為5、10、25 mg?kg-1時,對鎘污染土壤的修復潛力。【結果】在溶液Cd濃度3 mg?L-1條件下培養,莧菜品種天星米地上部鎘含量高達260 mg?kg-1。在土壤Cd濃度 25 mg?kg-1條件下,莧菜天星米地上部鎘濃度高達212 mg?kg-1,富集系數達到8.5,地上部凈化率達3.8%,各鎘處理水平總生物量以及地上部生物量均未顯著降低。【結論】莧菜天星米基本具備了鎘超富集植物的特征,可用于鎘污染土壤的生物修復。

    新的梅雨強度指數(IPRI)及其時空變化特征分析——以安徽省沿淮地區為例
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1325-1330 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.024
    摘要 ( 974 )   PDF (318KB) ( 517 )   收藏
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    【目的】探索新的簡便而實用的梅雨強度指數(IPRI)的計算公式,并以安徽省沿淮地區為例分析梅雨強度的時空變化特征。【方法】在對本地區梅雨期降水基本特征進行分析的基礎上,利用11個地面氣象站1952-2004年的降水資料計算梅雨強度指數,并依據多年的梅雨強度指數和洪澇資料進行了相關回歸分析。【結果】提出了新的簡便而實用的梅雨強度指數(IPRI),并根據IPRI分析發現了安徽沿淮地區歷年梅強指數呈波動上升趨勢,洪澇面積與梅強指數之間存在極顯著的回歸關系。【結論】研究結果可用于沿淮地區洪澇災害分析、評估和鑒定以及農業避洪。

    園藝
    光氮互作對番茄果實糖積累及蔗糖代謝相關酶活性的影響
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1331-1338 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.025
    摘要 ( 950 )   PDF (236KB) ( 845 )   收藏
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    【目的】探明不同光照條件下番茄果實高糖積累的氮素適宜施用水平。【方法】以番茄品種東農708為試材,采用4個光照度和4個氮素施用水平的復因子試驗,研究光照度與氮素互作對番茄果實糖積累及蔗糖代謝相關酶活性的影響。【結果】在果實發育早期,光、氮及其互作對番茄果實淀粉含量影響極顯著,對蔗糖含量影響不顯著。在同一光照水平下增施氮肥及在同一施氮水平下的70%自然光處理可提高果實蔗糖合成酶(SS)活性,從而促進果實的蔗糖代謝。在果實發育過程中,光、氮及其互作對番茄果實果糖含量均有極顯著影響,發育后期,70%和100%自然光以8 kg/667 m2施氮量、小于70%自然光以0 kg/667 m2施氮量的果實酸性轉化酶(AI)、中性轉化酶(NI)活性最高,在同一施氮水平下,70%自然光的AI、NI活性最高,使前期積累的淀粉和輸入的蔗糖逐步分解為葡萄糖和果糖,從而提高番茄果實品質。【結論】光、氮及其互作對番茄果實糖積累影響顯著,充足光照下適當施氮(本試驗8 kg/667 m2)可提高番茄果實果糖含量,弱光下增施氮素可降低番茄果實糖含量,在同一施氮水平下減弱光照可降低番茄果實糖含量。番茄果實糖含量的升高或降低與SS、AI和NI密切相關。

    柑橘凍害保險氣象理賠指數設計
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1339-1347 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.026
    摘要 ( 1062 )   PDF (473KB) ( 1144 )   收藏
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    【目的】設計柑橘凍害保險氣象理賠指數,為開展柑橘政策性農業保險提供技術支撐。【方法】根據多年生果樹柑橘產量與樹齡、大小年和環境因子的關系,分離出相對氣象產量。運用風險評估技術確定氣象災害導致的柑橘減產率,設計低溫凍害指數,確定嚴重凍害的氣象指標和減產率,綜合區域產量指數保險和氣象指數保險優點,設計柑橘嚴重凍害保險氣象理賠指數。【結果】通過風險分析確定了柑橘嚴重凍害保險氣象理賠指數。浙江沿海地區低溫凍害指數大于-7.0℃、其它地區低溫凍害指數大于-9.0℃,理賠指數為0,賠付率為0;浙江沿海地區低溫凍害指數-7.0~-7.9℃、其它地區低溫凍害指數-9.0~-9.9℃,理賠指數為1,賠付率為50%;浙江沿海地區低溫凍害指數-8.0~-8.9℃、其它地區低溫凍害指數-10.0~-10.9℃,理賠指數為2,賠付率為70%;浙江沿海地區低溫凍害指數小于等于-9.0℃、其它地區低溫凍害指數小于等于-11.0℃,理賠指數為3,賠付率為90%。【結論】氣象理賠指數保險針對政策性農業保險經營需求設計,可以避免逆選擇和道德風險問題,解決農業保險中賠付時效低及成本高的問題。

    菊花觀賞性狀和農藝性狀基因工程改良研究進展
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1348-1358 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.027
    摘要 ( 740 )   PDF (380KB) ( 703 )   收藏
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    菊花是觀賞植物中非常重要也是現代生物技術研究應用較早和較多的種類。1968年以莖段為外植體開發了菊花的組培技術,1989年發現了菊花對農桿菌浸染的敏感性,并因此而研發了農桿菌介導的菊花遺傳轉化技術。近20年來,菊花育種研究工作者借鑒植物學領域和農作物領域分子育種方面的研究成果,在花色、花型等觀賞性狀和病蟲抗性、非生物逆境耐性等農藝性狀基因工程育種方面,取得了一定的進展。本文對此進行綜述,以期為菊花基因工程育種提供參考。

    貯藏·保鮮·加工
    香蕉果實乙烯受體基因克隆及其表達特性
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1359-1364 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.028
    摘要 ( 1071 )   PDF (640KB) ( 719 )   收藏
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    【目的】分析香蕉果實成熟及貯藏冷害下乙烯受體基因的表達特性,探討熱處理(38℃,3 d)提高果實耐冷性與乙烯受體基因表達的關系。【方法】根據已報道的ETR基因的氨基酸保守序列設計引物,以香蕉果皮總RNA為模板,利用RT-PCR方法克隆香蕉的ETR cDNA,采用Northern雜交分析該基因的表達特征。【結果】香蕉果實在自然成熟進程中,兩個基因在果皮和果肉中呈現不同的表達模式:果皮和果肉中Ma-ETR1的表達隨果實成熟而逐漸減弱,而Ma-ERS3的表達僅在果實成熟后期略有增強;外源丙烯處理和38℃高溫抑制果皮和果肉中Ma-ETR1的表達,卻促進了Ma-ERS3的表達;低溫促進果皮中Ma-ETR1和果肉中Ma-ERS3的表達,而38℃熱處理3 d后則能抑制果皮中受低溫誘導的Ma-ETR1表達的增強。【結論】外源丙烯和38℃高溫正調控Ma-ERS3表達,負調控Ma-ETR1表達;38℃熱處理3 d提高采后香蕉果實耐冷性與抑制低溫誘導的果皮中Ma-ETR1表達的增強有關。

    超高壓對大腸桿菌細胞膜流動性的影響
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1365-1371 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.029
    摘要 ( 888 )   PDF (305KB) ( 801 )   收藏
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    【目的】對超高壓作用后大腸桿菌細胞膜的熒光偏振度和微黏度的影響進行研究,探討超高壓對大腸桿菌細胞膜流動性的影響。【方法】以1,6-二苯基-1,3,5,-己三烯(DPH)為熒光探針標記大腸桿菌細胞膜,用熒光偏技術測定大腸桿菌細胞膜經超高壓作用后熒光偏振度和微黏度的變化。【結果】建立了用DPH標記和熒光偏振法測定大腸桿菌細胞膜流動性條件;不同的處理壓力和時間對大腸桿菌細胞膜的熒光偏振度和微黏度的影響不同,350~400 MPa作用15~40 min,細胞膜熒光偏振度及微黏度達到穩定水平,350 MPa作用15 min已經使細胞膜流動性顯著降低(P<0.05)。【結論】隨著壓力的增大和保壓時間的延長,大腸桿菌細胞膜熒光偏振度及微黏度增大,流動性降低,大腸桿菌死亡數增加。當壓力和保壓時間增加到一定程度(350 MPa, 15 min),熒光偏振度及微黏度達到相對穩定狀態,大腸桿菌幾乎全部死亡,說明在超高壓的作用下大腸桿菌細胞膜熒光偏振度和微黏度的變化與死亡相關性好(P<0.05),這為超高壓滅活大腸桿菌提供了理論證據。

    mleA基因在釀酒酵母中的整合型表達
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1372-1377 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.030
    摘要 ( 887 )   PDF (428KB) ( 451 )   收藏
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    【目的】進行中國自行篩選的專利菌種酒酒球菌 SD-2a(Oenococcus oeni SD-2a)的蘋果酸-乳酸酶基因在釀酒酵母中的整合型表達,使葡萄酒生產過程中的酒精發酵和蘋果酸-乳酸發酵(malolactic fermentation,MLF)同時進行。【方法】克隆Oenococcus oeni SD-2a的蘋果酸-乳酸酶基因mleA,以PGK1強啟動子和ADH1終止子為調控元件,以酵母整合型質粒YIp5為載體,構建重組表達質粒pYILmleA,并轉化釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)YS59,經篩選鑒定獲得酵母轉化子YS59/pYILmleA。進行轉化子的營養缺陷型和交配型鑒定、菌落PCR鑒定、SDS-PAGE檢測及斑點雜交檢測,并對酵母轉化子培養上清液進行L-蘋果酸及L-乳酸含量的HPLC分析,檢測目的基因的功能性表達。【結果】轉化子的營養缺陷型和交配型鑒定、菌落PCR鑒定表明獲得了陽性轉化子;SDS-PAGE檢測表明獲得的轉化子表達了目標蛋白,斑點雜交檢測表明目的基因整合到受體菌中。模擬發酵表明mleA基因整合到受體菌中后進行了功能性表達,將培養基中的L-蘋果酸轉化成L-乳酸,使得培養液中的L-蘋果酸含量極顯著降低。轉化子YS59/pYILmleA在添加5 648 mg?L-1 L-蘋果酸和10%葡萄糖的SD/-Ura培養基中培養4 d,培養液上清中L-蘋果酸的剩余含量與空載體轉化子YS59/YIp5(對照)差異極顯著,蘋果酸的相對降低率為20.18%~20.85%。供試的轉化子L-乳酸生成量為1 278~1 312 mg?L-1,對照未檢出乳酸的生成。【結論】中國自主篩選的專利菌種O.oeni SD-2a的mleA基因的整合型表達質粒構建成功并在釀酒酵母中進行了功能性表達。

    畜牧·資源昆蟲
    在白色杜洛克×二花臉F2資源群體中定位豬四肢骨骨骼長度和直徑QTL
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1378-1385 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.031
    摘要 ( 929 )   PDF (246KB) ( 564 )   收藏
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    【目的】通過全基因組掃描,鑒別影響豬四肢骨骨骼長度,股骨和肱骨的骨髓腔長度、骨髓腔直徑以及股骨骨壁厚度的數量性狀位點(QTL)。【方法】在白色杜洛克×二花臉資源群體中測定132頭240日齡閹割公豬29類四肢骨骨骼的長度、6類四肢骨骨骼直徑以及股骨和肱骨骨壁厚度、骨髓腔長度和骨髓腔直徑等表型性狀。選擇多態信息含量豐富并覆蓋豬全基因組19條染色體的183個微衛星標記,采用最小二乘區間定位法進行豬全基因組掃描,定位豬四肢骨骼各性狀QTL。【結果】在39個表型性狀中定位到14個基因組1%顯著水平QTL,14個基因組5%顯著水平QTL和47個染色體5%顯著水平QTL。除SSC11沒有檢測到QTL外,其它各染色體都存在影響四肢骨骼QTL。【結論】定位75個影響豬四肢骨骼性狀QTL,在SSC7上57~59 cM 發現影響多種骨骼生長的QTL。

    豬體細胞克隆胚胎的體外生產試驗
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1386-1393 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.032
    摘要 ( 805 )   PDF (402KB) ( 519 )   收藏
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    【目的】通過優化豬體細胞核移植程序,建立獲得克隆囊胚的有效方法。【方法】比較不同電激活參數、不同體外培養條件對豬體細胞克隆胚發育能力的影響。【結果】選用1.5 kV?cm-1、80 μs 和1 DC的參數組合,對豬核移植重構胚進行電融合和電激活,可獲得較高的卵裂率和最高的囊胚發育率(分別為71.4%和14.3%),且囊胚發育率顯著高于其它組(P<0.05);0.4% BSA NCSU 23 培養液培養克隆重構胚72 h,半量換液并未改善克隆胚的發育,但添加10% FBS 可顯著提高囊胚發育率(15.1%對10.3%,P<0.05)和DNA 完整率(56.8%對46.6%,P<0.05) ;采用豬卵泡顆粒細胞(pGC)共培養體系未能顯著提高克隆胚發育率(P>0.05),但卵丘細胞(pCC)單層共培養時,囊胚發育率顯著高于對照組(16.7%對9.8%,P<0.05),培養5 d 的克隆胚凋亡率也顯著低于對照組(39.5%對54.2%,P<0.05)。【結論】采用1.5 kV?cm-1、80 μs 和1 DC 的參數組合對豬克隆重構胚進行電融合和電激活,以0.4% BSA NCSU 23培養液作 pCC 單層共培養72 h,然后換用10% FBS NCSU 23 培養液,可明顯提高囊胚發育率。

    利用結構基因座分析中國蒙古羊系統內部分不同生態型綿羊品種遺傳分化關系及距離隔離機制

    中國農業科學. 2009, 42(4):  1394-1405 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.033
    摘要 ( 837 )   PDF (410KB) ( 483 )   收藏
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    【目的】探討蒙古羊系統內部分品種間的遺傳分化關系,揭示蒙古羊系統內主要不同生態型地方綿羊品種形成的地理距離隔離機制。【方法】以中國蒙古羊系統內5個地方綿羊品種,湖羊、同羊、小尾寒羊、灘羊和洼地綿羊為研究對象,以多座位電泳法檢測5個地方綿羊品種的20個結構基因座(包括Al、Gc、Tf、Cp、Alp、Ary-Es、Lap、Hb-α、Hb-β、Xp、CA、Dia-I、Dia-Ⅱ、MDH、GPI、EsD、α2-M、Cat、Ly和Ke)的變異。【結果】5個綿羊群體間的系統發生關系不滿足距離隔離模式,綿羊群體間的遺傳分化關系的遠近與其地理分布并未表現出緊密的線性相關。【結論】5個綿羊品種分別起源于不同時期的蒙古羊始祖群體,同時在品種間存在一定程度的基因交流,并在各自特有的生態環境中經歷不同程度的自然選擇和人為選擇培育而成。

    鴨β-防御素9基因的克隆、組織分布及其原核表達
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1406-1412 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.034
    摘要 ( 1071 )   PDF (495KB) ( 608 )   收藏
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    【目的】從鴨組織中克隆鴨β-防御素9(AvBD9)基因,在原核表達重組鴨AvBD9蛋白;研究重組鴨AvBD9蛋白的體外抗菌活性與理化特性。【方法】采用RT-PCR法,從鴨肝臟組織中擴增鴨AvBD9基因,測定該基因在鴨各組織器官中的分布;將鴨AvBD9基因克隆到大腸桿菌原核表達載體pGEX-6p-1上,構建重組表達質粒pGEX-duck AvBD9,將重組質粒轉化大腸桿菌BL21,用IPTG誘導表達;親和層析純化蛋白,利用薄層平皿瓊脂糖孔穴擴散法測定重組鴨AvBD9蛋白的體外抗菌活性與理化特性。【結果】從鴨肝臟組織中克隆得到鴨AvBD9基因,序列分析表明該基因大小為204 bp,前體肽包括67個氨基酸殘基。AvBD9基因在鴨體內廣泛分布。SDS-PAGE電泳表明鴨AvBD9基因在大腸桿菌中高效表達,表達的重組鴨AvBD9融合蛋白以包涵體的形式存在,分子量約31 kD。重組鴨AvBD9蛋白對大腸桿菌、多殺性巴氏桿菌、金黃色葡萄球菌、嗜酸乳桿菌、枯草芽胞桿菌有抗菌活性,在-70~100℃或pH 3~10處理30 min后仍有抗多殺性巴氏桿菌作用。【結論】鴨AvBD9基因為204 bp,編碼67個氨基酸殘基,在鴨組織中廣泛分布。重組鴨AvBD9蛋白基因在大腸桿菌中高效表達,該重組蛋白具有廣譜的抗菌活性,對溫度和酸堿性有較高的穩定性。

    獸醫
    4種禽病毒抗體可視化蛋白芯片的制備及應用
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1413-1420 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.035
    摘要 ( 653 )   PDF (427KB) ( 653 )   收藏
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    【目的】研制可同時鑒別檢測AI、ND、IB、IBD等4種禽病血清抗體的可視化蛋白芯片。【方法】用超速離心法和蔗糖密度梯度法分別純化了4種病毒蛋白抗原,調整到合適濃度后點于醛基修飾的片基上,制備蛋白芯片;分別用4種禽病陽性血清雜交,再與金標二抗雜交,銀染顯色后讀取結果,建立4種禽病的可視化蛋白芯片工作平臺;進一步對此芯片的特異性以及灰度值與抗體濃度的相關性進行了研究;最后對18個現地血清樣品進行了初步應用檢測。【結果】結果顯示經過條件優化后,芯片檢測探針可特異性的相應的抗體進行雜交,呈現較強的雜交信號,且無交叉雜交。信號灰度值在抗體濃度為50~300 μg?ml-1范圍內成線性關系。用芯片和其它傳統抗體檢測方法同時檢測18份現地樣品,結果發現可視化蛋白芯片具有很好的特異性,并且靈敏性明顯高于傳統檢測手段。【結論】研究表明該方法可用于同步鑒別4種禽病抗體,是一種有效的抗體檢測新方法。

    一商品豬SLA-Ⅰ分子復合體的體外構建
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1421-1427 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.036
    摘要 ( 876 )   PDF (555KB) ( 594 )   收藏
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    【目的】研究中國北方雜交商品豬SLA-Ⅰ類分子結構特點,并為進一步的多肽結合等功能研究奠定基礎,需要在體外構建正確折疊的SLA-I類分子復合體。【方法】以長白-達蘭商品豬為研究材料,克隆SLA-2和β2m。然后采用剪接重疊延伸PCR(splicing overlap extention PCR, SOE PCR)法,將SLA-2的胞外區和β2m的成熟肽部分通過一富含甘氨酸/絲氨酸的Linker(G4S)3連接,形成SLA-2-Linker-β2m全長,并插入原核表達質粒pMAL-p2X,轉化E.coli TB1,IPTG誘導表達。表達得到的融合蛋白分別經過Western-blot、純化及Factor Xa切割,分離純化單體蛋白。圓二色譜(circular dichroism spectrum, CD)測定蛋白的二級結構。【結果】SDS-PAGE和Western-blot均證實融合蛋白MBP-SLA-Ⅰ大小為84.1 kD。SLA-I單體蛋白大小為41.6 kD。圓二色譜分析單體蛋白和融合蛋白二級結構元件α-螺旋、β-折疊、轉角和隨機卷曲的符合率分別達到了100%、90.6%、88.5%和96.9%。【結論】結果表明重構的SLA-I復合體具有正確的二級結構,可以用于體外多肽結合等研究。

    谷氨酰胺誘導小鼠熱休克蛋白70表達的研究
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1428-1434 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.037
    摘要 ( 768 )   PDF (526KB) ( 708 )   收藏
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    【目的】研究谷氨酰胺(Gln)對小鼠肝臟、子宮、卵巢組織熱休克蛋白70(Hsp70)表達以及對小鼠早期胚胎體外發育的影響。【方法】選取24只8 w健康的雌性昆明小白鼠并隨機分成4組,Ⅰ組為對照組,尾靜脈注射生理鹽水,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組分別注射不同劑量的Gln,注射后4 h處死,取肝臟、子宮和卵巢,采用RT-PCR和Western Blot法檢測HSP70 mRNA和HSP70的表達;用添加不同濃度Gln的葡萄糖-CZB培養液對小鼠早期胚胎進行體外培養,觀察囊胚發育率和孵出率,用Western Blot方法檢測小鼠囊胚Hsp70的表達。【結果】Gln注射組鼠組織中Hsp70表達量均高于對照組,且Hsp70表達量隨著Gln注射量的增加而增加。Ⅱ組鼠肝臟、子宮和卵巢組織中Hsp70蛋白表達量比對照組分別增加了9.49%、5.49%和4.84%(P>0.05);Ⅲ組鼠各組織中Hsp70比對照組分別顯著(P<0.05)增加了23.56%、21.10%和14.30%;Ⅳ組肝臟組織中HSP70比對照組顯著增加了35.33%(P<0.05),子宮和卵巢比對照組分別極顯著(P<0.01)增加了33.94%和33.77%;Gln為6和10 mmol?L-1的胚胎培養液中小鼠囊胚孵出率分別為73.21%和76.41%,顯著(P<0.05)高于對照組(61.88%)。【結論】Gln能誘導小鼠肝臟、子宮、卵巢組織和囊胚Hsp70的表達,并且Hsp70表達量隨著Gln劑量的加大而增加;Gln對體外培養的小鼠早期胚胎的發育有明顯促進作用。

    豬干擾素α在昆蟲細胞中分泌表達及其抗病毒活性檢測
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1435-1441 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.038
    摘要 ( 1009 )   PDF (518KB) ( 723 )   收藏
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    【目的】為獲得重組豬干擾素α。【方法】本研究應用Bac-to-Bac桿狀病毒/昆蟲細胞表達系統,將編碼成熟豬干擾素α基因插入供體質粒pFastBacⅠ多克隆位點,置于pH啟動子控制下,昆蟲可識別的蜂素信號肽(honeybee melittin signal peptide,HBM)取代豬干擾素α原有信號肽以實現分泌型表達,并在C端融合6個組氨酸標簽以利于純化。將構建質粒轉化DH10感受態細胞進行同源重組,經抗性和藍白斑篩選,獲得重組穿梭質粒Bacmid,轉染對數生長期的Sf9昆蟲細胞獲得重組桿狀病毒。【結果】重組蛋白通過間接免疫熒光、Western-blot證明重組蛋白在重組桿狀病毒感染的昆蟲細胞中獲得分泌表達。通過在豬腎細胞(PK-15)上抑制水泡性口炎病毒(VSV)致病變作用檢測重組蛋白的抗病毒活性,結果表明:昆蟲細胞上清的抗病毒效價達到1.07×105 U?ml-1,昆蟲細胞裂解液的抗病毒效價為3.15×104 U?ml-1。【結論】應用蜂素信號肽實現豬干擾素α在昆蟲細胞上分泌表達,為臨床上防治豬病毒性疫病奠定了基礎。

    臨床型奶牛乳房炎乳腺組織的比較蛋白質組研究
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1442-1446 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.039
    摘要 ( 949 )   PDF (353KB) ( 565 )   收藏
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    【目的】采用比較蛋白質組學技術分析、檢測了臨床健康與乳房炎奶牛乳腺組織中的差異表達蛋白,以尋找藥物治療目標,探討奶牛乳房炎的發生機理。【方法】采用二維凝膠電泳分離臨床健康與乳房炎奶牛的乳腺組織蛋白,考馬斯亮藍染色,PDQuest7.4軟件自動匹配檢測差異表達蛋白斑點,高效液相色譜串聯離子阱質譜分析鑒定。【結果】凝膠圖譜中檢測出15個差異蛋白斑點,串聯質譜分析后有12個蛋白斑點可搜索到相應的結果,對應于10種蛋白質,主要涉及結合、運輸和催化活性等分子功能,參與細胞、代謝及生物調節等生理過程。【結論】臨床健康與乳房炎奶牛的乳腺組織中蛋白的表達模式存在差異,表達差異蛋白與奶牛乳房炎的發生相關,對其分析有利于探索機體的生理病理狀態,還可為揭示奶牛乳房炎的發生機理提供直接依據。

    研究簡報
    高效、新T-DNA側翼序列分離技術——Actail-PCR
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1447-1451 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.040
    摘要 ( 903 )   PDF (395KB) ( 1125 )   收藏
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    【目的】建立一種有效分離T-DNA插入突變體側翼基因組序列的方法。【方法】分離側翼的目標基因組序列是利用T-DNA標簽法研究植物功能基因組學的一個關鍵步驟,筆者發展穩定高效的Actail-PCR分離技術。該技術一側引物來自于T-DNA載體,另一側引物為一個復性控制引物。復性控制引物在3'端為一個14 bp的隨機簡并引物,在5'端非目標尾部序列接上一個通用引物,中間由5個多聚脫氧次黃嘌呤核苷(poly(dI))連接。【結果】Actail-PCR技術將隨機簡并引物重新編輯成復性控制引物,在40℃的低嚴謹條件下,3'端的隨機簡并引物可以與T-DNA插入突變體的側翼目標區段隨機的結合,擴增得到目標片段,隨后利用5'端的通用引物與T-DNA載體上的巢式引物依次組合,在65℃(10個循環后逐步降溫至58℃)的高嚴謹條件下逐步擴增特異片段,同時抑制非特異性擴增,可以顯著提高目標片段的擴增效率,減少假陽性。【結論】相對傳統的TAIL-PCR,Actail-PCR技術可以更高效地分離T-DNA插入突變體的側翼基因組序列。

    夏季木槿上棉蚜的種群動態及其寄主利用能力
    耿桃蘭,劉向東
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1452-1457 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.041
    摘要 ( 791 )   PDF (277KB) ( 471 )   收藏
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    【目的】闡明南京地區冬寄主木槿上棉蚜種群年生活史的分化。【方法】采用定點、定株、定枝的系統調查及寄主轉接建立生命表方法,比較夏季木槿上滯留棉蚜及棉花上棉蚜在主要夏寄主植物上的存活與繁殖能力。【結果】2006年和2007年的整個夏季,棉蚜的冬寄主木槿上均有滯留棉蚜種群存在,并且這些滯留棉蚜均以無翅型為主。木槿上夏季滯留棉蚜不能直接在黃瓜、香瓜、西葫蘆、南瓜、四季豆和西紅柿等寄主上繁殖后代和建立種群,僅極少部分個體可在棉花和豇豆上發育到成蚜并產仔,但產仔量極低,凈增殖率多小于1。但是,滯留棉蚜經棉花寄主飼養多代后,能較好地利用棉花和南瓜寄主,表現出滯留棉蚜仍保持著對一些夏寄主的利用能力。【結論】南京地區冬寄主木槿上的棉蚜種群存在年生活史的多樣性,同種群內存在異寄主生活史和同寄主生活史共存的現象;在木槿上營同寄主生活史的棉蚜已經失去或降低了對一些夏寄主的利用能力;棉蚜種群的轉寄主生活史特性具有可塑性。

    黃土丘陵區人工刺槐林土壤活性有機碳與碳庫管理指數演變
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1458-1464 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.042
    摘要 ( 864 )   PDF (297KB) ( 593 )   收藏
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    【目的】土壤碳庫管理指數是表征土壤碳變化的重要量化指標,研究黃土丘陵區人工刺槐林土壤活性有機碳與碳庫管理指數的變化過程對認識該地區生態恢復過程中土壤質量的演變及其效果評價具有重要意義。【方法】采用時空互代法,以典型侵蝕環境紙坊溝流域生態恢復過程中不同年限的人工刺槐林為研究對象,選取坡耕地和天然側柏林為參照,分析了植被恢復過程中土壤有機碳(TOC)、活性有機碳(LOC)、非活性有機碳(NLOC)及碳庫管理指數(CPMI)的演變特征,并運用相關和回歸分析方法對生態恢復過程中碳庫各組分和恢復年限進行擬合。【結果】營造刺槐林可以顯著增加土壤碳庫各組分含量,并隨恢復年限呈顯著線性關系,50 a時TOC、LOC、NLOC和碳庫指數(CPI)分別較坡耕地增加271%、174%、467%和271%,其中NLOC增加速率略高于LOC,表明植被恢復增加的土壤碳素絕大多數以非活性形態貯存起來,而為了滿足生物生長所必須的活性物質來源,土壤碳庫必須維持一定的活度狀態來滿足碳素的動態轉化平衡,碳庫管理指數在營造刺槐林初期顯著降低,隨后先增加后降低,與刺槐林生長特性密切相關;但與天然林相比差距仍然較大,恢復50 a時TOC、LOC和NLOC僅為側柏林的49%、34%和61%。【結論】侵蝕環境下的坡耕地由于人為干擾,土壤碳庫含量偏低,并處于高速低效率物質轉化過程中,人工刺槐林促進生態恢復可以依靠生物的自肥作用增加土壤碳庫各組分含量,但要恢復到破壞前該地區頂級群落時的水平,還需要一個漫長的階段,這個階段可能需要上百年的時間。

    草莓microRNA的RT-PCR鑒定
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1465-1472 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.043
    摘要 ( 840 )   PDF (682KB) ( 982 )   收藏
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    【目的】microRNAs(miRNAs)在植物的生長發育過程中起著重要作用,本研究旨在建立一種快速準確地鑒定草莓中保守miRNA的方法。【方法】以草莓葉片為試材,在利用改進的CTAB法成功富集小于150 bp的小分子RNA的基礎之上,采用3′端加接頭、5′端和3′端兩端加接頭、利用莖環等3種RT-PCR策略來檢測鑒定草莓中保守miRNA,同時比較總核酸、總RNA和小分子RNA等不同種類的模板對利用莖環RT-PCR檢測miRNA的影響。【結果】對于植物中20種miRNAs,通過3′端加接頭方式鑒定出7種;通過兩端加接頭方式鑒定出1種;而利用莖環的方式鑒定出15種。分別以3種核酸為模板的莖環RT-PCR的擴增效果沒有差異。【結論】總核酸的提取是最快速最簡單的,因此,以總核酸為模板,利用莖環RT-PCR是鑒定植物中miRNA的最簡便快速而有效的方法,這種方法的可行性已在蘋果、葡萄等植物上得到驗證。

    轉基因作物外源轉基因成分環介導等溫擴增技術檢測方法的建立及應用
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1473-1477 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.044
    摘要 ( 829 )   PDF (454KB) ( 980 )   收藏
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    【目的】建立轉基因作物外源轉基因成分環介導等溫擴增技術檢測方法。【方法】以轉基因作物中常用的花椰菜花葉病毒35S啟動子(CaMV35S)為主要研究對象,利用環介導等溫擴增技術(loop-mediated isothermal amplification,LAMP),針對CaMV35S基因的6個區域設計4種特異引物,利用1種鏈置換DNA聚合酶(Bst DNA polymerase)在65℃保溫1 h,通過熒光顯色即可完成對轉基因作物鑒定工作。同時對7種轉基因作物進行LAMP檢測。【結果】該LAMP方法通過特異性檢測含有CaMV35S啟動子的轉基因作物,其檢測結果的特異性與常規PCR方法結果一致,靈敏度是常規PCR的10倍。【結論】轉基因作物LAMP檢測方法具有高度的特異性及穩定性,結果可靠,非常適合轉基因作物的快速檢測,有較好的應用價值。

    羊肉中8種有機磷農藥殘留的測定及基質效應
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1478-1484 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.045
    摘要 ( 901 )   PDF (288KB) ( 762 )   收藏
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    【目的】建立氣相色譜法同時測定羊肉組織中敵百蟲等8種有機磷農藥殘留量,并對檢測中的基質效應現象進行研究。【方法】樣品用乙腈提取,N-丙基乙二胺作固相分散凈化劑,火焰光度檢測,基質匹配標準溶液內標法進行校準。【結果】羊肉組織中敵敵畏、樂果和馬拉硫磷基質效應明顯,其它幾種有機磷農藥基質效應較弱。建立的方法在2.5~300 μg?kg-1,線性良好,在50、100和200 μg?kg-1添加水平上,8種有機磷農藥回收率為70.0%~103%,變異系數<20%,檢測限為0.5~1.9 μg?kg-1。【結論】建立的方法前處理簡單、靈敏、準確、可靠,可以作為羊肉等動物性食品中有機磷農藥殘留量的檢測。

    銅、維生素A及互作效應對肉仔雞腸壁組織結構、腸道微生物和血清生長激素的影響
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1485-1493 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.046
    摘要 ( 1154 )   PDF (315KB) ( 538 )   收藏
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    【目的】研究日糧中添加銅和維生素A及互作效應對肉仔雞小腸各段腸壁厚度和絨毛高度、盲腸主要微生物、血清生長激素(GH)的影響。【方法】采用4×2(Cu×VA)完全隨機試驗設計,日糧Cu水平為0、8、150、225 mg?kg-1,VA水平為1 500、5 000 IU?kg-1,生長階段分為前期(0~4 w)和后期(4~7 w)。選用1 d艾維茵肉仔雞448只,隨機分為8組,每組4個重復,每重復14只雞,公母比為1﹕1。【結果】①前期添加Cu(8 mg?kg-1)生產性能較好,后期不添加Cu生產性能較好。②添加Cu 225 mg?kg-1明顯降低生長前期肉仔雞回腸腸壁厚度,添加Cu 150 mg?kg-1使生長后期肉仔雞小腸各段腸壁厚度明顯較低,在整個生長期,高銅對絨毛高度無影響;日糧添加Cu 150 mg?kg-1顯著提高盲腸乳酸桿菌和雙歧桿菌數量,降低大腸桿菌數量,添加Cu 225 mg?kg-1顯著降低盲腸乳酸桿菌和雙歧桿菌數量,增加大腸桿菌數量;Cu 8 mg?kg-1組盲腸沙門氏菌數量最低。③日糧中添加VA5 000 IU?kg-1顯著降低前期小腸各段腸壁厚度和后期空腸腸壁厚度、提高前期十二指腸絨毛高度;顯著增加盲腸大腸桿菌、乳酸桿菌、前期沙門氏菌和雙歧桿菌的數量;④Cu和VA交互作用顯著影響前期回腸腸壁厚度、后期空腸腸壁厚度(P<0.05);極顯著影響前期十二指腸絨毛高度、后期十二指腸和回腸絨毛高度、前后期盲腸內乳酸桿菌、雙歧桿菌、大腸桿菌和沙門氏菌數量(P<0.01);⑤Cu、VA及互作對血清GH無影響(P>0.05),前期GH平均水平高于后期。【結論】日糧添加Cu 150 mg?kg-1和VA 5 000 IU?kg-1有益于肉仔雞小腸腸道形態和盲腸腸道菌群平衡;Cu和VA存在互作效應。

    東北黑蜂(Apis mellifera ssp.)親緣關系的分析
    中國農業科學. 2009, 42(4):  1494-1502 .  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.04.047
    摘要 ( 996 )   PDF (852KB) ( 815 )   收藏
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    【目的】從分子水平揭示東北黑蜂與歐洲黑蜂、意大利蜜蜂、卡尼鄂拉蜂、喀爾巴阡蜂、安拉托利亞蜂、高加索蜂以及非洲類型的西方蜜蜂的親緣關系,為東北黑蜂分類地位的正確認識及其合理保護提供參考。【方法】對來自東北黑蜂國家級自然保護區內9個鄉鎮的東北黑蜂與上述西方蜜蜂的線粒體DNA(mtDNA)tRNAleu~COⅡ序列進行PCR擴增;同時取部分PCR產物進行DraⅠ酶切分析;并根據酶切類型對相應的PCR產物經純化、克隆和測序后進行序列分析,并構建Neighbor-Joining(NJ)聚類圖。【結果】東北黑蜂mtDNA tRNAleu~COⅡ序列長度為526 bp,P序列缺失,Q序列有5個位點出現堿基轉換(4T?C、1A?G),1個堿基顛換(1A?T);只有一種DraⅠ酶切類型,其酶切片段長度分別為422、64、47和41 bp,同DNAMAN軟件分析的酶切位點一致;其序列特征和酶切類型同西方蜜蜂線粒體C、O分支相似,而與A分支的非洲蜜蜂、M分支的歐洲黑蜂存在較大差異;根據NJ聚類圖,東北黑蜂屬于線粒體O分支。MtDNA tRNAleu~COⅡ的序列特征和DraⅠ酶切分析表明,東北黑蜂屬于線粒體O分支,與同一分支的高加索蜂、安拉托利亞蜂親緣關系最近,與C分支的意大利蜜蜂、卡尼鄂拉蜂、喀爾巴阡蜂親緣關系次之,而與M分支的歐洲黑蜂和A分支的非洲蜜蜂親緣關系較遠。【結論】根據NJ聚類圖,東北黑蜂處于安拉托利亞蜂和高加索蜂之間,東北黑蜂是否是這兩個地理亞種的混合種群,或能否算一個新的地理亞種,還有待進一步的研究。
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