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當期目錄

    2012年 第45卷 第14期 刊出日期:2012-07-15
      
    作物遺傳育種·種質資源·分子遺傳學
    TALENs:植物基因組定點剪輯的分子剪
    趙開軍, 楊兵
    中國農業科學. 2012, 45(14):  2787-2792.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.14.001
    摘要 ( 959 )   PDF (496KB) ( 1552 )   收藏
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    隨著高通量DNA測序技術的發展,獲取生物全基因組序列已不再困難。結構基因組學和功能基因組學的巨大進展,使人類全面解碼生物基因組的夢想正在逐步實現。接下來的問題是:如何按照人們的意愿對生物基因組進行定點改造?科學家早在1988年就開始探索植物基因組的定點改造技術,但進展十分緩慢。2009年,關于黃單胞菌效應子蛋白TAL effector與寄主靶基因DNA特異性識別分子密碼的破解,使植物基因組定點改造呈現出新的曙光,目前已研發出可以對生物基因組進行定點剪輯的新技術——TALENs(TAL effector nucleases)。由于TAL effector識別DNA堿基的模式具有高度的專一性,而且可以簡便地組裝出特異性結合任意DNA序列的模塊化蛋白,因此,TALENs成為目前最有發展前景的基因組修飾技術。本文綜述了TALENs研發的背景、結構、工作原理和技術特點,重點介紹了利用TALENs定點改造植物基因組的一般策略和技術方案,最后對TALENs定點改造植物基因組的應用前景進行了討論。
    鹽脅迫下調控小麥苗期性狀的QTL分析
    任永哲, 徐艷花, 貴祥衛, 王素平, 丁錦平, 張慶琛, 馬原松, 裴冬麗
    中國農業科學. 2012, 45(14):  2793-2800.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.14.002
    摘要 ( 713 )   PDF (797KB) ( 772 )   收藏
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    【目的】定位鹽脅迫下調控小麥苗期性狀的QTL位點,為分子標記輔助選擇小麥耐鹽性狀提供基因位點和連鎖標記。【方法】以小偃54×京411重組自交系群體為材料,在鹽脅迫條件下檢測調控小麥苗期MRL、     RDW、SDW和TDW及其相對性狀的QTL位點。【結果】共檢測到調控小麥苗期4個性狀及其相對性狀的25個QTL位點,分布在1A、2A、2D、3A、4A、4B、5B、5D、6B、7A和7B共11條染色體上,貢獻率在4.4%—25.5%。其中有15個QTL位點成簇分布于3A、4A、4B、5B、5D染色體的5個遺傳區間,其余10個QTL位點各自分布于不同的染色體區段。檢測到的5個貢獻率大于10%的位點分別位于3A染色體的Xgwm497.1—Xcfa2193和4A染色體的Xbarc78—Xgwm350.1。【結論】多數調控小麥耐鹽性的QTL位點成簇分布于3A、4A、4B、5B和5D染色體上,3A染色體的Xgwm497.1—Xcfa2193和4A染色體的Xbarc78—Xgwm350.1攜帶所有5個貢獻率在10%以上的QTL位點。
    植物與有益微生物互作的分子基礎及其應用的研究進展
    周曉鴻, 田芳, 杜麗璞, 王軻, 林志珊, 葉興國
    中國農業科學. 2012, 45(14):  2801-2814.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.14.003
    摘要 ( 607 )   PDF (751KB) ( 1821 )   收藏
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    植物與微生物在長期的侵染和抗侵染過程中逐漸形成了復雜的互作關系,二者相互利用、協同進化。一些病原微生物致病能力的變化或增強迫使植物提高抗病性,同時改進了植物的農藝性狀、產量性狀和品質性狀。植物與微生物互作關系的分子生物學研究促進了植物基因工程育種途徑的創立和生產潛力的提高,尤其微生物介導的基因轉移已成為改良植物的重要工具。本文概括性綜述了植物與一些主要有益微生物互作的應答反應、信號傳導和分子基礎,以及利用有益微生物對改良植物性狀和生產水平的研究進展。描述了植物對主要有益微生物的應答途徑,以及植物和農桿菌、根瘤菌、真菌及植物病毒互作的分子信號系統,并介紹了它們在基因工程、遺傳育種和生產實踐中的應用。對于人們正確認識有益微生物的兩面性,改變傳統觀念,進一步利用有益微生物的正向作用提高植物抗病性、抗逆性、品質和生產潛力,培育優良作物品種等,具有一定參考價值。
    耕作栽培·生理生化·農業信息技術
    過去50年黃淮海地區冬小麥干熱風發生的時空演變規律
    趙俊芳, 趙艷霞, 郭建平, 房世波
    中國農業科學. 2012, 45(14):  2815-2825.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.14.004
    摘要 ( 649 )   PDF (696KB) ( 872 )   收藏
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    【目的】 研究近50年來中國黃淮海麥區小麥干熱風時空變化特征,針對其變化趨勢,提出有效防御干熱風的科學對策。【方法】基于黃淮海地區68個氣象臺站1961—2010年的逐日氣象資料,采用中國氣象局發布的氣象行業標準“小麥干熱風災害等級”指標,系統分析近50年來黃淮海冬小麥高溫低濕型干熱風年平均發生日數與過程次數的時空分布特征,針對其變化趨勢,提出有效防御干熱風的主要途徑和技術措施。【結果】(1)1961—2010年,黃淮海地區冬小麥輕度、重度高溫低濕型干熱風出現的平均日數和過程次數隨時間的變化總體呈減少趨勢,其中1960—1980年和2001—2010年均為緩慢減少時期,1981—2000年變化則不太明顯。1968年各地干熱風危害均最為嚴重,1987年危害均最輕;(2)近50年來,該區輕度、重度干熱風災害的年際變化很大,這和該時期氣象要素匹配程度有關。各地20世紀60年代干熱風發生最嚴重。其次,為20世紀70年代和最近10年。20世紀80、90年代危害較輕;(3)就空間平均分布狀況而言,該區輕度和重度干熱風年平均發生日數和干熱風過程次數分布具有一致性,總體呈中間高、兩頭低的趨勢,且地區間差異都很顯著,同緯度地區的內陸高于沿海。河北省的北部和西北部、河南省的東南部一帶等地干熱風危害最輕,河北省南部、河南省西北部等地危害最重,該地作物產量受到沖擊很大,生產相對更脆弱。【結論】1961—2010年,中國黃淮海地區冬小麥干熱風災害總體表現為減少趨勢,但由于不同時期和不同區域氣象要素溫度、水分、風速等匹配組合的差異,干熱風災害年際變化很大,地區間差異顯著,在不同時期、不同區域仍有可能發生。實際生產中,必須重視小麥干熱風災害的防御,可從生物措施、農業技術措施和化學措施著手來減少干熱風對小麥生產的影響和危害。
    兩種氣候年型下不同栽培模式對冬小麥根系時空分布及產量的影響
    王永華, 王玉杰, 馮偉, 王晨陽, 胡衛麗, 軒紅梅, 郭天財
    中國農業科學. 2012, 45(14):  2826-2837.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.14.005
    摘要 ( 680 )   PDF (578KB) ( 876 )   收藏
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    【目的】探討不同栽培模式對冬小麥根系時空分布及產量的影響。【方法】在大田定位試驗條件下,設置農民習慣栽培(T1)、相對于農民習慣栽培的節本增產增效栽培(T2)、超高產栽培(T3)和相對于超高產栽培的節本保產增效栽培(T4)等4種栽培模式,比較分析兩種氣候年型條件下不同栽培模式對冬小麥根系總干重(TDRW)、總根長(TRL)以及不同土層中根干重密度(DRWD)、根長密度(RLD)的時空分布及產量的影響。【結果】冬小麥根系生長受栽培模式調控效應較大,在兩種氣候年型條件下冬小麥生育中后期不同栽培模式根系時空分布基本一致,即1 m土層的TDRW、TRL均隨生育期的推進呈現先升后降的變化特征,T1的根系生長高峰期出現較早,TDRW、TRL均于抽穗期達最大值,T2、T3、T4可延緩根系過早衰減,生長高峰推遲至開花期;不同土層中DRWD、RLD的分布表現不同,T1和T3的根系主要集中在上、中土層,下層土壤中分布相對較少,T2和T4有利于促進小麥整個生育期內深層土壤的根系分布,DRWD和RLD均明顯增加。4種栽培模式相比,兩種年型下T2、T3、T4的穗粒數和千粒重均較T1顯著增加,年型產量差較小,對產量的調控效應強,而T1的年型產量差較大(570.3 kg•hm-2),說明其在應對異常氣候對產量的緩解效應相對較差。【結論】綜合考慮本試驗研究結果和豫北高產灌區生態條件,小麥播量控制在120—150 kg•hm-2,每hm2施純N180—240 kg、P2O5 75—90 kg、K2O 60—90 kg、有機肥3 000 kg,合理水肥運籌,結合機械深耕、寬窄行播種以及推遲追肥時期等多項調控措施優化集成的T2、T4兩種栽培模式,能有效緩解異常氣候對小麥生長發育和產量的負面影響,實現高產穩產、節本高效的目標。
    植物保護
    豌豆鐮孢根腐病菌的鑒定及其致病基因多樣性
    向妮, 段燦星, 肖炎農, 王曉鳴, 朱振東
    中國農業科學. 2012, 45(14):  2838-2847.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.14.006
    摘要 ( 611 )   PDF (556KB) ( 555 )   收藏
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    【目的】明確中國不同地區豌豆鐮孢根腐病菌的種類及其致病基因多樣性,為病害防治及抗病育種提供依據。【方法】通過形態學觀察、致病性測定和特異性分子標記檢測對病原菌分離物進行鑒定,通過茄鐮孢豌豆專化型(Fusarium solani f. sp. pisi)致病基因特異性PCR引物對病原菌分離物致病基因進行檢測。【結果】96個病原菌分離物鑒定為茄鐮孢豌豆專化型。致病性測定表明所有分離物對豌豆品種“草原27”致病,其中81.3%的分離物致病力強,10.4%的分離物致病力中等,只有8.3%的分離物具弱致病力。用4個致病基因PDA、PEP1、PEP3和PEP5 特異性引物對分離物基因組DNA進行PCR擴增,在96個分離物中共檢測到10種基因組合(基因型),其中含有4個基因組合和3個基因組合的分離物約占91%,這些分離物絕大多數具有強致病力(87.4%)或中等致病力(9.2%),而檢測不到PDA的分離物基本上都是弱致病力類型,表明致病基因的種類和數量與茄鐮孢豌豆專化型的致病力水平有關。【結論】茄鐮孢豌豆專化型是引起中國豌豆根腐病的主要病原菌,豌豆主產區大多數分離物致病力強。
    抗柑橘衰退病毒基因工程研究進展
    劉永清, 周常勇, 周彥
    中國農業科學. 2012, 45(14):  2848-2855.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.14.007
    摘要 ( 572 )   PDF (494KB) ( 745 )   收藏
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    本文從選育和利用抗(耐)柑橘衰退病毒(Citrus tristeza virus,CTV)的柑橘品種和砧木、弱毒株交叉保護、轉基因誘導的CTV抗性等方面綜述抗柑橘衰退病毒基因工程研究進展,并就人工miRNA(artifical microRNA,amiRNA)介導抗性加以展望,旨在為更好地控制CTV危害提供借鑒。
    江蘇沿江地區雜草稻的生物學特性及危害調查
    張崢, 戴偉民, 章超斌, 強勝
    中國農業科學. 2012, 45(14):  2856-2866.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.14.008
    摘要 ( 621 )   PDF (760KB) ( 680 )   收藏
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    【目的】明確江蘇沿江地區雜草稻的發生現狀、危害和生物學特性,掌握其鑒別方法。【方法】采用目測法和樣方法點面結合,調查江蘇沿江地區6個市的28個縣(市、區)的直播稻田雜草稻的發生率、發生密度、綜合危害指數,定點研究6個地點的雜草稻生物學特性及其危害性。【結果】雜草稻在各縣(市)的發生率從78%—100%不等,發生密度最低的縣(市)約2株/m2,平均最高約9株/m2,綜合危害指數都在20%以上,導致栽培稻減產8.3%—82.3%;泰州、揚州和常州的危害相對更重。綜合6個地點的調查結果顯示雜草稻與栽培稻主要區別為:雜草稻的葉環和葉耳呈紫紅色,植株基部褐色;苗期生長旺盛,分蘗力強、分蘗角大于栽培稻20°以上,株高高出8—10 cm;株型松散;單株結實量高于栽培稻3倍以上,繁育系數顯著高于栽培稻,但結實率較低,為78%—86%,千粒重僅為18.93—20.10 g;成熟期早1月左右并顯早枯。【結論】江蘇沿江地區的雜草稻發生量大且危害嚴重;雜草稻與栽培稻有形態學差異;雜草稻的分蘗初期、揚花期是人工拔除的適宜時期。
    土壤肥料·節水灌溉·農業生態環境
    農業管理措施對新墾荒漠沙地農田土壤有機碳及其組分的影響
    蘇永中, 楊榮, 楊曉, 范桂萍
    中國農業科學. 2012, 45(14):  2867-2876.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.14.009
    摘要 ( 778 )   PDF (530KB) ( 792 )   收藏
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    【目的】通過在黑河流域中游邊緣綠洲新墾沙地農田安排的田間試驗,分析不同施肥措施、不同覆蓋耕作管理和種植方式對沙地農田土壤有機碳(SOC)及其活性組分的短期影響,為新墾荒漠砂質農田土壤有機質快速提升和土壤培肥提供理論依據。【方法】測定不同農業管理措施下不同處理的土壤有機碳(SOC)、全氮(TN)和有機碳不同組分包括顆粒有機碳(POC)、易氧化有機碳(EOC)、熱水浸提有機碳(HWC)和微生物生物量碳(MBC)。【結果】 不同施肥措施6年后,單施有機肥和有機無機配施處理耕層(0—20 cm)SOC和全氮含量分別增加32.1%—98.7%和1.5%—40.9%,以高量單施有機肥處理增幅最大,但單施高量氮、磷、鉀化肥,SOC和TN仍維持在試驗前的極低水平。不同覆蓋和耕作處理4年后,SOC和TN含量較試驗前分別增加5.4%—34.0%和9.3%—34.9%,少耕秸稈覆蓋(RSM)處理增幅最大,RSM處理較常規耕作地膜覆蓋(CK)SOC含量高27.2%,但在秸稈覆蓋和地膜覆蓋下減少耕作對SOC的短期影響均不顯著。種植10年的苜蓿地和5年苜蓿5年玉米地較連續種植10年的玉米地,SOC分別高72.7%和27.7%,TN含量分別高54.3%和17.1%。不同農業管理措施的不同處理之間,POC、EOC、HWC和MBC的變化趨勢與SOC的變化基本一致,但處理之間的差異更大。高量施用有機肥、秸稈覆蓋和苜蓿地的POC占總有機碳的比例顯著高于其相應的其它處理。【結論】干旱區荒漠土壤開墾為灌溉農田后,增施有機肥、秸稈覆蓋還田、種植多年生苜蓿或苜蓿插入輪作體系是快速提升SOC水平,培肥地力的有效措施。顆粒有機碳是指示SOC動態對短期農業管理措施響應的理想指標。
    幾種施肥模式對紅壤氮素形態轉化和pH的影響
    蔡澤江, 孫楠, 王伯仁, 徐明崗, 張會民, 張璐, 李冬初, 盧昌艾
    中國農業科學. 2012, 45(14):  2877-2885.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.14.010
    摘要 ( 587 )   PDF (632KB) ( 802 )   收藏
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    【目的】為合理施用氮肥減緩紅壤酸化,研究不同施肥措施下紅壤酸度與氮礦化的關系。【方法】采用室內恒溫培養試驗研究不同施氮模式(不施肥(CK),20 mgN•kg-1(25%N),40 mgN•kg-1(50%N),80 mgN•kg-1(100%N,尿素,常規施氮量),160 mgN•kg-1(200%N),100%N加化學磷肥(100%N+P),100%N+P加化學鉀肥(100%N+PK),100%N+PK加玉米秸稈(100%N+PKS),70%N+PK配施30%有機氮(70%N+PK+30%M),50%N+PK配施50%有機氮(50%N+PK+50%M),30%N+PK配施70%有機氮(30%N+PK+70%M)和100%有機氮(100%M,豬糞))下紅壤中NH4+-N、NO3--N和pH的動態變化,并分析相關關系。【結果】與CK相比,各施肥處理均提高了土壤NO3--N、硝化潛勢(Np),且尿素氮施用量越大其增幅越大,隨有機氮替代尿素氮比例增加其增幅減小。Np最大的是200%N處理(335.62 mg•kg-1);其次為100%N(152.48 mg•kg-1)、100%N+P(153.36 mg•kg-1)、100%N+PK(148.17 mg•kg-1)和100%N+PKS(148.62 mg•kg-1)處理;而100%N+PKS處理硝化速率k(0.039 d-1)顯著低于100%N、100%N+P和100%N+PK處理(k分別為0.051、0.051和0.054 d-1)。各施肥處理土壤NH4+-N和pH均呈先增加,后逐漸下降趨于穩定的變化趨勢。培養結束后,與CK相比,土壤pH隨尿素氮施用量的增加而顯著降低,200%N處理降幅最大,下降了0.92個pH單位;而有機氮替代尿素氮能緩解紅壤pH降低。土壤pH與NH4+-N含量呈極顯著正相關,而與NO3--N含量和Np之間存在極顯著負相關。【結論】施用尿素氮能促進紅壤(pH 5.7)硝化作用,加速土壤pH降低,施氮量是影響紅壤酸化的主要原因之一;配施玉米秸稈能降低紅壤硝化速率,減小NO3--N累積;有機氮替代尿素氮能降低硝化潛勢,從而減小紅壤酸化的風險。
    不同基礎地力土壤優化施肥對水稻產量和氮肥利用率的影響
    曾祥明, 韓寶吉, 徐芳森, 黃見良, 蔡紅梅, 石磊
    中國農業科學. 2012, 45(14):  2886-2894.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.14.011
    摘要 ( 945 )   PDF (516KB) ( 875 )   收藏
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    【目的】研究江漢平原地區不同基礎地力土壤和優化施肥對水稻產量和氮肥利用率的影響。【方法】以江漢平原水稻主推品種豐兩優香一號為試驗材料,通過3年田間小區試驗,考察分析土壤基礎地力不同的稻田優化施肥、農民習慣施肥和不施肥處理的產量、氮肥貢獻率、土壤氮素依存率和氮肥利用率等的差異。【結果】土壤基礎地力不同的稻田均是優化施肥處理的產量最高,與農民習慣施肥處理比較,高地力和低地力稻田優化施肥處理的產量分別平均提高6.9%和5.0%;與不施肥處理比較,產量分別平均提高17.3%和30.3%。與農民習慣施肥處理比較,優化施肥處理的氮肥吸收利用率、農學利用率和偏生產力均大幅度提高。高地力稻田土壤氮素依存率高、氮肥貢獻率小、施肥增產的潛力小;低地力稻田土壤氮素依存率低、氮肥貢獻率大、施肥增產的潛力大。【結論】優化施肥可以降低水稻產量對土壤基礎地力的依賴,提高氮肥利用率。
    園藝
    蘋果理化品質評價指標研究
    聶繼云, 李志霞, 李海飛, 李靜, 王昆, 毋永龍, 徐國鋒, 閆震, 吳錫, 覃興
    中國農業科學. 2012, 45(14):  2895-2903.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.14.012
    摘要 ( 573 )   PDF (686KB) ( 1141 )   收藏
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    【目的】明確蘋果主要理化指標之間的相互關系,建立蘋果主要理化指標的科學分級標準,確立蘋果代表性理化指標,為蘋果理化品質評價奠定基礎。【方法】以190個品種的果實為試材,測定果實硬度等7項理化指標,利用相關分析和回歸分析探索指標間的相互關系,運用概率分級建立各指標的正態分級標準,利用主成分分析和聚類分析確定代表性理化指標。【結果】⑴果實硬度、可滴定酸含量、可溶性固形物含量和可溶性糖含量呈正態分布,在去掉拖尾的少數品種后,固酸比、糖酸比和維生素C含量也呈正態分布;⑵各指標均劃分為服從正態分布的5級,各級的平均分布頻率分別為7.4%、23.9%、40.1%、18.2%、10.4%;⑶可溶性固形物含量與可溶性糖含量、固酸比與糖酸比、固酸比與可滴定酸含量和糖酸比與可滴定酸含量均呈極顯著相關,相關系數分別為0.8343、0.9844、-0.8788和-0.8597;⑷可溶性固形物含量、可溶性糖含量、固酸比和糖酸比之間存在4個極顯著的三元線性回歸方程,平均預測誤差均小于2%;⑸可溶性固形物含量和可溶性糖含量之間、固酸比和糖酸比之間存在極顯著的一元線性回歸方程,平均預測誤差在4.3%—5.6%;⑹7項指標可簡化為5項,即果實硬度、可溶性糖含量、可滴定酸含量、糖酸比和維生素C含量。【結論】7項蘋果理化指標均可劃分為服從正態分布的5級。某些蘋果理化指標可用其它蘋果理化指標進行預測。用5項指標即可對蘋果理化品質進行有效評價。
    平邑甜茶金屬硫蛋白基因MhMT2的克隆和表達分析
    王順才, 梁東, 馬鋒旺
    中國農業科學. 2012, 45(14):  2904-2912.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.14.013
    摘要 ( 936 )   PDF (699KB) ( 485 )   收藏
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    【目的】克隆平邑甜茶金屬硫蛋白(metallothionein,MT)基因,探討該基因對逆境的響應機理,為蘋果抗逆分子育種提供依據。【方法】采用電子克隆和RT-PCR技術從平邑甜茶葉片中克隆MhMT2基因,利用生物信息學方法對獲得的cDNA序列及推測氨基酸序列進行分析,通過定量PCR技術研究在脅迫條件和激素處理下該基因在葉片中的表達模式。【結果】平邑甜茶MhMT2基因cDNA全長534 bp,具有1個243 bp的完整開放閱讀框,編碼含80個氨基酸的多肽,其分子量為7.87 kD。同源性比對顯示,MhMT2編碼的氨基酸序列與其它植物的MT2蛋白有很高的相似性,其中與小金海棠的同源性最高,達到96.4%。MhMT2編碼的多肽包含14個Cys殘基,其N端富含Cys的結構域具有C-C、C-X-C和C-X-X-C基序,而C端僅有C-X-C基序。聚類分析顯示,該基因屬于植物MT2基因家族。定量PCR分析表明,MhMT2基因在葉中表達量最高,其次是根,在莖中表達量最低。在ABA、H2O2、機械損傷及NaCl處理下,該基因在葉片中的表達都上調,其中以H2O2最明顯。【結論】對MhMT2基因在ABA、H2O2、機械損傷及鹽脅迫下的表達模式分析,預示該基因表達水平在植物抗逆反應中起著重要作用。
    利用基于RAPD標記的MCID法快速鑒定72個葡萄品種
    王玉娟, 張彥, 房經貴, 劉崇懷, 宋長年, 孫欣
    中國農業科學. 2012, 45(14):  2913-2922.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.14.014
    摘要 ( 698 )   PDF (766KB) ( 678 )   收藏
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    【目的】葡萄種質材料和品種的鑒定是葡萄種質資源研究和新品種保護的基礎。本研究應用一種新的基于DNA分子標記的人工繪制品種鑒別示意圖方法(manual cultivar identification diagram, MCID)對來源于不同國家和地區的72個葡萄品種進行鑒定。【方法】通過增加引物長度以及嚴格篩選PCR退火溫度優化的RAPD技術體系,從35個長度為11個堿基的引物中篩選出6個條帶清晰且多態性高的引物,進一步對72個葡萄品種進行PCR擴增獲得DNA指紋,然后利用MCID法成功將將72個葡萄品種區分開來。【結果】利用這6條引物擴增的多態性譜帶構建了72個葡萄品種的MCID。該葡萄MCID很好地提供對其中某些品種進行鑒定所需要的引物以及需要參考的特征性譜帶。【結論】到目前為止,MCID方法是實現利用DNA分子標記鑒定果樹品種能力最好的有效途徑。該研究所獲得的MCID具有高操作性和實用參考性,對于葡萄種質資源研究、品種保護和品種純度早期鑒定具有重要幫助。
    唐菖蒲GhAOS基因的表達特性及其在擬南芥中的過表達分析
    連青龍, 辛海波, 李曉昕, 鐘雄輝, 尹義蕾, 義鳴放
    中國農業科學. 2012, 45(14):  2923-2930.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.14.015
    摘要 ( 433 )   PDF (633KB) ( 510 )   收藏
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    【目的】分析唐菖蒲AOS基因的表達模式及其對JAs生物合成的影響,研究GhAOS基因對傷害脅迫的應答機理。【方法】利用基因槍的方法進行GhAOS的亞細胞定位分析;運用Real-time RT-PCR技術分析GhAOS基因的表達模式,采用農桿菌介導的侵染擬南芥花粉法進行GhAOS基因的過表達分析。【結果】GhAOS定位在葉綠體的內囊體膜上;該基因在唐菖蒲各組織中均表達,其中在籽球和匍匐莖中表達量最高;經過0.1—0.5 mmol•L-1的茉莉酸甲酯(MJ)處理后,逐漸提高了GhAOS在球莖中的表達量和內源MJ含量;在擬南芥中過量表達該基因,提高了擬南芥的耐鹽性和抗旱性;經過機械損傷后提高了轉基因擬南芥相關基因的表達水平和內源MJ含量。【結論】GhAOS促進了唐菖蒲茉莉酸類化合物(JAs)的生物合成,提高了擬南芥的耐鹽性和抗旱性;轉基因擬南芥機械損傷后提高了相關抗性基因的表達水平以及內源MJ的含量。
    貯藏·保鮮·加工
    桃果實成熟軟化與細胞壁降解相關糖苷酶及乙烯生物合成的關系
    闞娟, 劉俊, 金昌海
    中國農業科學. 2012, 45(14):  2931-2938.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.14.016
    摘要 ( 545 )   PDF (595KB) ( 867 )   收藏
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    【目的】研究不同溶質型桃成熟軟化過程中β-半乳糖苷酶(β-Gal)和α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶(α-Af)以及乙烯生物合成相關酶(ACC氧化酶ACO和ACC合成酶ACS)的變化。【方法】采用氣相色譜測定乙烯釋放量;采用常規理化分析方法測定相關酶活性;采用RT-PCR研究相關酶的定性表達,同時采用Real-time PCR分析其表達量的變化。【結果】不同桃品種之間軟化特性存在較大差異,‘雨花3號’桃果實成熟過程中,隨著果實硬度下降,乙烯釋放量明顯增加并出現峰值,‘加納巖’桃果實在成熟過程中一直保持相對較高的硬度且乙烯釋放量很低,其最高值不及‘雨花3號’桃果實乙烯釋放量的1%;β-Gal基因表達量和活性在桃果實成熟軟化前期較高,α-Af基因表達和活性在成熟軟化后期較高,且α-Af的快速變化期滯后于乙烯及其合成相關酶的變化。【結論】β-Gal酶對桃果實早期階段的軟化啟動有較大影響,且兩類桃果實β-Gal基因表達和β-Gal活性可能存在不同的誘導機制; α-Af對桃果實成熟中后期快速軟化影響更顯著且α-Af的激活與果實內源乙烯的積累密切相關。
    畜牧·資源昆蟲
    畜牧信息智能監測研究進展
    陸明洲, 沈明霞, 丁永前, 楊曉靜, 周波, 王志國
    中國農業科學. 2012, 45(14):  2939-2947.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.14.017
    摘要 ( 621 )   PDF (556KB) ( 1046 )   收藏
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    畜牧信息主要包括養殖環境信息、動物行為信息及健康指標信息。準確高效地采集養殖環境參數是反饋控制養殖環境的基礎,是為動物構建良好生存環境的前提。動物行為是動物生理健康狀況的外在表現,動物行為監測、分析有利于及早發現疑似發病牲畜個體,降低經濟損失。目前國內主要依靠人工觀察方式監測畜牧信息,主觀性強且精度低。隨著現代信息技術的不斷發展,智能化畜牧信息監測技術也在快速發展和不斷更新。闡述了音頻分析技術、機器視覺技術、無線傳感器網絡技術及射頻標識(RFID)技術在畜牧信息監測中的應用研究現狀,展望了智能化畜牧信息監測的后續研究方向。
    泌乳奶牛全混合日糧精準計算系統
    熊本海, 羅清堯, 龐之洪, 楊亮, 楊露
    中國農業科學. 2012, 45(14):  2948-2958.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.14.018
    摘要 ( 966 )   PDF (521KB) ( 624 )   收藏
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    【目的】滿足泌乳奶牛日糧營養需要的精確預測和飼料配方的優化計算,探索奶牛日糧設計的內在規律。【方法】基于美國康奈爾大學提出的凈碳水化合物和蛋白質體系(cornell net carbohydrate and protein system,CNCPS),集成NRC(2001)推薦的奶牛主要養分需要的動態預測模型,結合《中國飼料數據庫》積累的奶牛常用飼料的CNCPS參數數據,采用FOXPRO數據庫技術和參數線性規劃的優化技術,研究開發針對荷斯坦泌乳奶牛日營養需要的計算和全混合日糧(total mixture ration,TMR)配方優化系統。【結果】本系統優化日糧全面考慮了精飼料與粗飼料的平衡,日糧瘤胃降解蛋白與過瘤胃蛋白的平衡,粗蛋白與泌乳凈能的平衡,纖維性物質(中性洗滌纖維,neutral detergent fiber,NDF和酸性洗滌纖維,acid detergent fiber,ADF)與非纖維性性碳水化合物(non-fiber carbohydrates,NFC)的平衡、鈣磷平衡、電解質平衡及微量元素的平衡,并通過模型可計算得到進入小腸的各種性質的氨基酸流量。【結論】 利用動態模型及計算機編程技術,可以實現奶牛日糧內在養分的相互協同與制約的精準優化設計。
    飼糧中添加海南霉素和莫能菌素對奶牛瘤胃蛋白質降解和產氨菌群的影響
    王志博, 辛杭書, 段春宇, 姚慶, 趙洪波, 張永根
    中國農業科學. 2012, 45(14):  2959-2966.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.14.019
    摘要 ( 629 )   PDF (540KB) ( 528 )   收藏
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    【目的】研究飼糧中添加海南霉素和莫能菌素對奶牛瘤胃蛋白質降解和產氨菌群的影響。【方法】選用3頭體重(460±20.6)kg、裝有永久性瘤胃瘺管的成年荷斯坦奶牛,采用3×3拉丁方設計,對照組飼喂基礎日糧,處理組分別在基礎日糧的基礎上添加莫能菌素150 mg•d-1和海南霉素75 mg•d-1。【結果】日糧添加海南霉素和莫能菌素,瘤胃中棲瘤胃普雷沃氏菌數量均顯著高于對照組(P<0.05),而溶纖維丁酸弧菌和高效產氨菌數量顯著低于對照組(P<0.05),對瘤胃埃氏巨球型菌、反芻獸新月單胞菌和牛鏈球菌數量沒有影響(P>0.05)。與對照組相比,日糧添加海南霉素和莫能菌素增加了瘤胃肽氮和氨基酸氮濃度(P<0.05),降低了氨態氮濃度和脫氨酶活力(P<0.05),對蛋白酶活力沒有影響(P>0.05)。海南霉素和莫能菌素兩組間的所有指標差異均不顯著(P>0.05)。【結論】與莫能菌素相似,海南霉素具有節約“蛋白質”的作用,并且也是通過對特定產氨細菌的影響來調控蛋白質到氨態氮整個降解過程。
    不同品種肉兔斷奶后生長性狀的比較
    張翔宇, 謝曉紅, 黃鄧萍, 雷岷, 李金良, 楊銳, 肖嵩揚
    中國農業科學. 2012, 45(14):  2967-2972.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.14.020
    摘要 ( 731 )   PDF (545KB) ( 527 )   收藏
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    【目的】比較不同肉兔品種斷奶后的生長性能,并進行種質評估。【方法】分別分析了弗朗德巨兔、新西蘭白兔、加利福尼亞兔、青紫藍兔和福建黃兔的5、6、7、8、9和10周齡體重,平均日增重和上市日齡。斷奶后生長數據來自上述5個品種的173窩肉兔,共計909只。模型中的固定效應包括品種類型、出生月份、母兔胎次、性別。窩效應作為隨機效應,斷奶數量和稱重時間作為線性協變量。【結果】①5、6、7、8、9和10周齡體重,平均日增重及上市日齡的總平均數分別為619.46、791.57、941.51、1 107.51、1 309.51和1 445.52 g,23.64 g•d-1及103.14 d;②品種和斷奶數量對個體斷奶后生長性狀影響顯著(P<0.05);弗朗德巨兔的各周體重顯著高于其它品種,福建黃兔的各周體重顯著低于其它品種(P<0.05);③窩方差能解釋生長性狀大部分的總表型方差,為0.48—0.74。【結論】由于弗朗德巨兔具有生長速度快的特點,可將其作為雜交的終端父本;在肉兔選育時,選擇指數應當同時兼顧斷奶數量和生長性狀。
    綿羊UCP1基因堿基突變與其蛋白結構和功能
    袁亞男, 劉文忠, 劉建華, 喬利英, 武建亮
    中國農業科學. 2012, 45(14):  2973-2980.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.14.021
    摘要 ( 532 )   PDF (639KB) ( 768 )   收藏
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    【目的】檢測兩個綿羊群體中解偶聯蛋白1(uncoupling protein 1,UCP1)基因的單核苷酸多態性 (single nucleotide polymorphism,SNP),預測和分析堿基改變對蛋白結構和功能的影響。【方法】利用PCR-SSCP結合測序的方法檢測UCP1基因編碼區的SNPs,用生物信息學方法分析UCP1蛋白的理化性質和結構。【結果】UCP1基因編碼區存在4個SNPs,其中c.214G>A(Val72Met)和c.273C>T位于外顯子2,c.624C>T和c.757G>A(Ala253Thr)位于外顯子5。進一步分析導致氨基酸改變的c.214G>A和c.757 G>A突變發現,此兩個突變只對UCP1蛋白的理化性質和轉錄因子結合位點有細微改變,未引起UCP1蛋白空間構象的變化,對蛋白表達的影響不大。【結論】基于對人類中兩個與肥胖相關的外顯子突變型蛋白結構的比較說明,UCP1蛋白結構的改變可能影響其功能。
    獸醫
    納米銅對大鼠肝臟毒性相關蛋白過氧化氫酶的分離鑒定及生物信息學分析
    董書偉, 高昭輝, 申小云, 薛慧文, 荔霞
    中國農業科學. 2012, 45(14):  2981-2990.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.14.022
    摘要 ( 561 )   PDF (1109KB) ( 576 )   收藏
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    【目的】分離和鑒定納米銅對大鼠肝臟毒性相關蛋白過氧化氫酶(catalase, CAT),探討CAT在毒性發揮中的作用,為揭示納米銅對肝臟毒性機制提供依據。【方法】應用2-DE技術和PDQuest 8.0軟件在大鼠肝臟蛋白組中篩選納米銅對肝臟毒性差異蛋白,經質譜鑒定后進行生物信息學分析。【結果】篩選到下調的差異蛋白點6602和7702與肝毒性相關,鑒定均為CAT蛋白;其性質穩定,有一定親水性,無信號肽,定位于細胞質,可能屬于非分泌性蛋白,含有過氧化氫酶活性位點64FDRERIPERVVHAKGAG80和過氧化氫酶亞鐵血紅素配合基位點354RLFAYPDTH362等功能位點;無規則卷曲、α螺旋和延伸鏈是其主要的二級結構元件,并預測了其三級結構圖;同源性分析表明,大鼠的CAT與其它8個物種有較高同源性,并構建了CAT 蛋白的系統進化樹。【結論】納米銅通過下調大鼠肝臟中CAT蛋白表達,引起肝細胞氧化應激損傷,可能是其發揮毒性作用的途徑之一。
    乳桿菌競爭性抑制兩種病原菌粘附上皮細胞的研究
    陳德龍, 許光勇, 朱宏亮, 任曉明
    中國農業科學. 2012, 45(14):  2991-2998.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.14.023
    摘要 ( 713 )   PDF (665KB) ( 677 )   收藏
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    【目的】研究嗜酸乳桿菌(LAB1)在體外模擬預防和治療條件下,競爭性抑制致病性大腸桿菌(Escherichia coli,E.coli )和沙門氏菌(Salmonella choleraesuis,S.cho)對仔豬空腸上皮細胞系(IPEC-J2)的粘附作用。【方法】 用LAB1預處理IPEC-J2后再用E. coli或S.cho攻毒為模擬預防實驗;用E. coli或S.cho先攻毒IPEC-J2后再用LAB1處理為模擬治療試驗。提取粘附后的3種菌及IPEC-J2的DNA,使用文獻記載和自行設計的引物,利用實時熒光定量PCR方法,量化檢測LAB1與E. coli 、S.cho之間的競爭性粘附率。【結果】在模擬治療試驗中,在高(1.0×109 CFU)、中(1.0×108CFU)、低(1.0×107CFU)3種濃度的LAB1處理條件下,能顯著抑制高、中濃度S.cho對IPEC-J2的粘附(P<0.05);在模擬預防試驗中,相同濃度的LAB1能顯著抑制相同濃度的S.cho對IPEC-J2的粘附(P<0.05)。在模擬預防和治療試驗中,3種濃度LAB1均能顯著抑制低濃度E. coli對IPEC-J2的粘附(P<0.05),高濃度LAB1能顯著抑制高、中濃度E. coli對IPEC-J2的粘附(P<0.05)。【結論】在體外試驗條件下,LAB1對E. coli及S.cho粘附IPEC-J2有競爭性抑制作用。在模擬預防和治療試驗中,LAB1對E. coli及S.cho粘附IPEC-J2的競爭性抑制作用效果有所不同。
    鴕鳥雛鳥下丘腦室旁核發育的組織學及GABA的表達
    唐麗, 位蘭, 張勇, 彭克美
    中國農業科學. 2012, 45(14):  2999-3006.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.14.024
    摘要 ( 489 )   PDF (853KB) ( 594 )   收藏
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    【目的】觀察鴕鳥雛鳥下丘腦室旁核(paraventricular hypothalamic nucleus,PVN)的顯微結構和細胞凋亡的發育特點,探明γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric,GABA)陽性細胞在PVN內的年齡增長性變化。【方法】以1、45和90 d健康非洲鴕鳥雛鳥為實驗動物,利用H.E染色技術、原位缺口末端標記(TUNEL)技術和免疫組化定位表達(SABC)技術,研究鴕鳥雛鳥下丘腦PVN的發育特點。【結果】①鴕鳥雛鳥下丘腦PVN的組織學結構隨日齡的增長而逐漸發育成熟,其中PVN小細胞占細胞總數的比例在45 d時最低,明顯高于1和90 d的小細胞核;②鴕鳥雛鳥下丘腦PVN內存在細胞凋亡現象,凋亡呈年齡增長性減少;③鴕鳥雛鳥下丘腦PVN內可檢測到GABA陽性產物,表達量呈年齡增長性增加的趨勢,其中 PVN大細胞部(mPVN)和小細胞部(pPVN)的平均積分光密度均在45 d時最高,顯著高于1和90 d的(P<0.01)。【結論】隨著日齡的增長,鴕鳥雛鳥下丘腦PVN的結構和功能不斷完善,其在出生后早期(1—45 d)發育較快。
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