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當期目錄

    2012年 第45卷 第19期 刊出日期:2012-10-01
      
    作物遺傳育種·種質資源·分子遺傳學
    水稻轉基因種質IRBB13(PXa13:GFP)感病及育性突變體的篩選及鑒定
    韓寬德, 孔令廣, 巨延虎, 陳明, 曹志剛, 丁新華, 儲昭輝
    中國農業科學. 2012, 45(19):  3899-3908.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.001
    摘要 ( 587 )   PDF (520KB) ( 636 )   收藏
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    【目的】建立簡便高效的水稻突變體篩選體系,為克隆參與調控水稻xa13/ Xa13表達以及xa13/Xa13介導的抗/感病和花粉發育信號途徑的基因奠定基礎。【方法】利用EMS化學誘變攜帶顯性Xa13啟動子驅動綠色熒光蛋白(GFP)基因的水稻轉基因種質IRBB13(PXa13:GFP),構建突變群體,分3個時期進行突變體篩選:幼苗期篩選根和芽中綠色熒光減弱或消失的突變體、成株期篩選回復感病表型的突變體和孕穗期篩選育性下降的突變體。【結果】室內檢測代M2突變體株系3 000個,篩到幼根和幼芽熒光消失的突變體14個,根部熒光正常而芽無熒光的突變體9個。田間試驗種植突變體株系3 000個,成株期接種PXO99初步篩到回復感病表型的突變體株系25個。孕穗期篩選到育性下降且花藥中綠色熒光消失的突變體株系7個,其中,包含1個回復感病的突變體株系。【結論】建立了簡便高效的篩選水稻突變體篩選體系,結合GFP表達模式異常的突變體、回復感病突變體以及育性下降的突變體分析可判斷xa13/Xa13參與的水稻抗/感病與花粉發育這2條信號網絡途徑并不是完全獨立的,而是存在一定程度的交叉。
    多環境條件下大豆異黃酮主要組分的QTL定位
    張晶瑩, 葛一楠, 孫君明, 韓粉霞, 于福寬, 閆淑榮, 楊華
    中國農業科學. 2012, 45(19):  3909-3920.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.002
    摘要 ( 597 )   PDF (481KB) ( 1045 )   收藏
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    【目的】利用不同定位方法,對不同環境條件下大豆異黃酮主要組分進行QTL定位研究,為大豆異黃酮分子標記輔助育種提供理論依據。【方法】以異黃酮含量有顯著差異的魯黑豆2號(3 697.24 μg•g-1)和南匯早黑豆(1 816.67 μg•g-1)為親本構建的F5∶7-8重組自交系為材料,分析RIL群體的SSR標記多態性,結合HPLC法鑒定異黃酮主要組分含量。【結果】繪制了一張包含161個多態性SSR標記,全長3 546.54 cM的大豆遺傳連鎖圖譜。利用ICIMapping 3.2軟件的ICIM、IM和SMA 3種定位方法,共定位到4種環境下與異黃酮主要組分相關的14個QTL。【結論】3個標記區間在多個環境和多種定位方法下均被檢測到,分別是Sat_003—Satt306、Satt070—Satt122和Satt571—Satt270。
    油菜含油量性狀QTL關聯分析及有利等位基因在品種中的構成分析
    孫中永, 程爽, 王繼變, 黃吉祥, 陳飛, 倪西源, 趙堅義
    中國農業科學. 2012, 45(19):  3921-3931.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.003
    摘要 ( 640 )   PDF (394KB) ( 759 )   收藏
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    【目的】驗證不同遺傳背景下7個含油量QTL的穩定性、通用性和實用性,檢測QTL連鎖標記輔助選擇提高含油量的可行性,發掘可能實質性影響油菜含油量性狀的候選基因。【方法】利用已發表的SG群體在11種環境下的QTL結果,在7個主效QTL峰值或置信區間內選擇14個油脂形成相關候選基因標記對81份核心種質兩年度的含油量數據進行關聯分析,并鑒定各QTL位點高油等位基因在不同品種中的分布。【結果】4個QTL(OilA1、OilA5、OilA7和OilC8-1)位點的6個連鎖標記在81個品種高、低2種等位基因間平均含油量差異達到顯著或極顯著;對其中4個標記Ra2E04、ZAAS919、ZAAS828和ZAAS441的跟蹤選擇和聚合,可相應提高含油量5個以上百分點;根據標記基因型推測,OilA1和OilC8-1位點,超過80%的歐洲春、冬油菜品種中已含Sollux高油等位基因,但中國品種中則80%和60%的品種含低油等位基因;OilA5和OilA7位點上,幾乎所有被檢歐洲材料均不含Gaoyou高油等位基因,而中國雙低和雙高品種中也只有約20%—30%含此有利等位基因。【結論】與4個QTL連鎖的6個擬南芥油脂相關同源基因(At3g51830、At2g42450、At2g44620、At1g73600、At1g73480和At1g13560)有可能實質性參與油菜種子油分累積;當聚合了包括OilA7在內的3個或3個以上QTL位點高油等位基因時,含油量可相應提高5個百分點;所揭示的4個QTL高油等位基因在中國尚有較大利用空間而OilA5和OilA7的Gaoyou等位基因可能尤為歐洲油菜育種家們關注。
    耕作栽培·生理生化·農業信息技術
    高產栽培條件下種植方式對不同生育類型粳稻米質的影響
    霍中洋, 李杰, 許軻, 戴其根, 魏海燕, 龔金龍, 張洪程
    中國農業科學. 2012, 45(19):  3932-3945.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.004
    摘要 ( 536 )   PDF (323KB) ( 653 )   收藏
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    【目的】探討不同種植方式水稻高產栽培條件下稻米品質的變化規律。【方法】以早熟晚粳、遲熟中粳和中熟中粳3種類型水稻品種(含常規粳稻和雜交粳稻)為材料,比較研究高產栽培條件下手栽、機插、直播3種種植方式水稻的加工品質、外觀品質、蒸煮食味品質、營養品質和RVA譜特征值的差異,并對米質性狀與灌漿結實期的溫光條件進行相關分析。【結果】(1)糙米率在不同種植方式間沒有明顯差異,精米率和整精米率早熟晚粳手栽>機插>直播,遲熟中粳和中熟中粳機插>手栽>直播;(2)堊白率手栽>機插>直播,堊白大小機插>手栽>直播,堊白度早熟晚粳和常規遲熟中粳手栽>機插>直播,中熟中粳和雜交遲熟中粳機插>手栽>直播;(3)直鏈淀粉含量直播>機插>手栽,膠稠度手栽>機插>直播;(4)蛋白質含量手栽與機插基本相當,直播略低,且除中熟中粳外與手栽和機插的差異不顯著;(5)峰值黏度、熱漿黏度和崩解值手栽>機插>直播,回復值直播>機插>手栽,峰值時間不同種植方式間沒有明顯差異,最終黏度早熟晚粳和常規遲熟中粳手栽>機插>直播,中熟中粳和雜交遲熟中粳直播>機插>手栽,糊化溫度早熟晚粳和常規遲熟中粳直播>機插>手栽,中熟中粳和雜交遲熟中粳手栽>機插>直播。【結論】與手栽和機插相比,直播外觀品質略優,加工品質、蒸煮食味品質和營養品質變劣;手栽與機插間加工品質和外觀品質的優劣因品種類型而異,蒸煮食味品質手栽優于機插,營養品質大體相當。因此,選擇合理的種植方式,并配套適宜的水稻品種類型,有利于獲得優良的稻米品質。
    粉壟栽培對水稻產量和品質的影響
    韋本輝, 劉斌, 甘秀芹, 申章佑, 胡泊, 李艷英, 吳延勇, 陸柳英
    中國農業科學. 2012, 45(19):  3946-3954.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.005
    摘要 ( 628 )   PDF (317KB) ( 906 )   收藏
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    【目的】探索農耕新方法粉壟栽培水稻的可行性及其對水稻產量和品質的影響。【方法】以Y兩優1號, 汕小占為供試材料,傳統翻耕漿耙栽培為對照(CK),進行早稻粉壟栽培和晚稻免耕拋秧栽培試驗,對相關性狀和產量、品質進行調查和測定;并對粉壟后第三造輕耕種植水稻的產量及土壤的緊實度進行調查。【結果】粉壟栽培與CK相比,早造粉壟稻田耕層厚度加深7 cm,土壤速效養分多數指標增加10%以上,水稻總根數量及白根數量分別增加14.83%—25.36%、20.18%—97.78%,稻株生物產量增加29.96%—31.89%,結實率增加7.62%,稻谷產量增加23.87%,整精米率、蛋白質分別增加15.95%、14.61%;晚造免耕拋秧比CK的總根數量和白根數量分別增加6.02%—22.75%、48.03%—65.91%,產量增加9.25%,整精米率、蛋白質分別增加7.43%、5.61%;早晚兩造合計增產16.48%,增加收入6 706.5元/hm2;粉壟后第三造輕耕種植水稻收獲時耕作層土壤的緊實度比對照降低68.00%—333.33%,產量增加7.97%。【結論】粉壟栽培水稻,當造和后一造免耕均可行,均能提高稻谷產量和改善稻米品質,增加純收益;粉壟后第三造仍能提高稻谷產量,粉壟后稻田具有持續增產能力。
    連作大豆根際微生物群落結構及土壤酶活性
    谷巖, 邱強, 王振民, 陳喜鳳, 吳春勝
    中國農業科學. 2012, 45(19):  3955-3964.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.006
    摘要 ( 775 )   PDF (469KB) ( 1031 )   收藏
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    【目的】揭示連作大豆主要生育時期根際土壤微生物群落結構及土壤酶活性變化,為大豆連作障礙提供理論依據。【方法】利用磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid,PLFA)分析方法對連作大豆根際土壤微生物群落結構進行定量分析,同時進行土壤微生物生物量和土壤酶活性的測定。【結果】大豆重迎茬使土壤PLFA總量、土壤微生物生物量碳含量、土壤脲酶和轉化酶活性均顯著降低,真菌和細菌PLFAs比例顯著增加,土壤過氧化氫酶活性無顯著變化。不同連作年限及生育時期對土壤微生物及酶活性的影響均不同,與作物品種、根系分泌物和殘茬腐解物的數量和種類密切相關。相關分析表明,土壤PLFAs總生物量與土壤微生物生物量碳和土壤脲酶活性呈現顯著正相關,與轉化酶和過氧化氫酶活性無顯著相關性。【結論】大豆重迎茬使土壤微生物群落結構和土壤酶活性發生改變。大豆連作障礙是大豆根際土壤微生態系統和環境因子等綜合作用的結果。
    植物保護
    高滲脅迫對玉米大斑病菌生長發育及STK1表達的影響
    王梅娟, 李坡, 吳敏, 范永山, 谷守芹, 董金皋
    中國農業科學. 2012, 45(19):  3965-3970.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.007
    摘要 ( 452 )   PDF (490KB) ( 507 )   收藏
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    【目的】觀測高滲脅迫對玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)生長發育的影響,探討甘油是否為病菌細胞中的滲透調節物質,分析STK1在高滲脅迫下的表達規律。【方法】采用2種高滲脅迫條件處理玉米大斑病菌,分析高滲脅迫對病菌生長發育的影響;檢測高滲脅迫下菌絲細胞中甘油含量的變化,明確甘油是否為病菌中的滲透調節物質;利用半定量RT-PCR方法,分析高滲脅迫條件下STK1表達規律。【結果】玉米大斑病菌菌絲細胞的等滲液濃度為0.78 mol•L-1;在高滲脅迫條件下,菌落顏色均發生顯著變化。1 mol•L-1 NaCl處理后菌落呈紅褐色,菌落的生長速率也受到到明顯的抑制;在1 mol•L-1NaCl脅迫下菌絲細胞中原生質體濃縮,出現明顯的濃縮顆粒;隨脅迫時間的延長和滲透脅迫物質濃度的增加,細胞中甘油含量顯著增加;STK1在高滲脅迫48 h內表達量穩定增加。【結論】高滲脅迫抑制玉米大斑病菌菌落生長,改變菌落顏色,使菌絲細胞中原生質體高度濃縮,部分菌絲膨大呈球狀;甘油是病菌細胞中的一種滲透調節物質;STK1參與調控病菌的滲透脅迫反應。
    香蕉枯萎病菌1號和4號生理小種的快速檢測與鑒定
    李敏慧, 余雄濤, 王鴻飛, 周佳暖, 習平根, 姜子德
    中國農業科學. 2012, 45(19):  3971-3979.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.008
    摘要 ( 855 )   PDF (834KB) ( 950 )   收藏
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    【目的】從香蕉枯萎病菌1號和4號生理小種特有的基因序列入手,建立一種快速可靠的分子檢測技術,為防止香蕉枯萎病的傳播蔓延、盡早采取防治對策、指導香蕉生產進行品種配置提供理論依據。【方法】根據研究室已經篩選到的4號生理小種候選致病相關基因序列設計引物,分別以來自海南、廣東和廣西的6個香蕉枯萎病菌1號生理小種菌株、7個4號生理小種菌株、7個尖鐮孢其它專化型菌株以及2個外圍菌株DNA為模板進行PCR擴增,篩選香蕉枯萎病菌1號、4號生理小種特異性引物及尖鐮孢菌的通用引物。【結果】篩選到的特異性引物不僅可用于香蕉枯萎病菌DNA的檢測,還可直接用于對罹病香蕉組織和土壤中的香蕉枯萎病菌的檢測;篩選到的尖鐮孢菌通用引物,可作為內參照以檢測DNA的質量,以避免假陰性情況的出現。【結論】所建立的三重PCR檢測方法實現了在一次PCR反應中快速、準確地同步檢測香蕉枯萎病菌1號和4號生理小種,對檢測香蕉苗是否感染枯萎病及蕉園土壤是否受到香蕉枯萎病菌的污染具有重要意義。
    三種捕食性瓢蟲的種間競爭作用
    王甦, 譚曉玲, 徐紅星, 張帆
    中國農業科學. 2012, 45(19):  3980-3987.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.009
    摘要 ( 596 )   PDF (415KB) ( 553 )   收藏
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    【目的】明確多種捕食性天敵田間混合釋放后的種群動態,探索瓢蟲種間干擾的行為學基礎和在生態位上的競爭關系。【方法】在田間農業生態系統中混合釋放異色瓢蟲、龜紋瓢蟲及多異瓢蟲,對種群發展動態連續監測;在室內對3種瓢蟲的1齡幼蟲對卵及4齡幼蟲之間互殘現象進行觀察;對自然生境中3種瓢蟲的獵物資源進行確認和資源等級劃分,并計算各瓢蟲的生態位寬度及生態位重疊系數。【結果】3種捕食性瓢蟲在混合種群釋放后個體數量均線性上升,異色瓢蟲的上升速率顯著大于其余2種瓢蟲。各瓢蟲均傾向于取食異種瓢蟲的卵和幼蟲,其中異色瓢蟲攻擊取食卵的能力顯著大于其余2種瓢蟲。異色瓢蟲4齡幼蟲在互殘后的存活數量顯著大于其余2種瓢蟲,且傷殘比例僅為龜紋瓢蟲的22.3%及多異瓢蟲的29.8%。基于田間觀測結果,異色瓢蟲共取食17種獵物,占總量89.5%,龜紋瓢蟲共取食12種獵物,占總量的63.2%,多異瓢蟲共取食9種獵物,占總量的47.4%。計算異色瓢蟲、龜紋瓢蟲和多異瓢蟲的生態位寬度分別為0.713,0.393和0.304;所得生態位重疊系數異色瓢蟲與龜紋瓢蟲為0.992,龜紋瓢蟲與多異瓢蟲為0.983,異色瓢蟲與多異瓢蟲為0.964。【結論】異色瓢蟲與其它捕食性瓢蟲在田間釋放時表現出很強的競爭作用。異色瓢蟲可以通過較高的種間互殘及攻擊防御能力提高自身在營養水平低下情況時的生存概率。異色瓢蟲的生態位寬度高,且與其它瓢蟲的生態位重疊程度大。因此異色瓢蟲的存在會嚴重影響同生態位其它捕食性瓢蟲的種群增長。
    B型煙粉虱危害對煙草葉片光系統II的影響
    李慶亮, 譚偉, 薛明
    中國農業科學. 2012, 45(19):  3988-3995.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.010
    摘要 ( 462 )   PDF (386KB) ( 556 )   收藏
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    【目的】研究B型煙粉虱取食危害對煙草光系統II的影響,為明確煙粉虱對寄主植物光合作用的影響機制提供依據。【方法】通過測定煙草葉片葉綠素熒光快速誘導曲線,使用JIP-test分析技術進行參數分析,研究B型煙粉虱危害煙草后對煙草的局部蟲體葉和系統葉光系統II(PSII)的影響。【結果】B型煙粉虱危害煙草后蟲體葉和系統葉上的最大光化學效率(φpo)和光化學性能指數(PIABS)與對照相比均明顯升高(P<0.05),表明處理煙草植株的局部葉和系統葉的原初光化學反應受到較大的傷害。B型煙粉虱危害煙草后蟲體葉和系統葉PSII反應中心的電子傳遞均受阻,放氧復合體受到嚴重破壞。B型煙粉虱危害煙草后系統葉的單位反應中心吸收的能量(ABS/RC)和單位反應中心熱耗散掉的能量(DIo/RC)增加,單位反應中心捕獲的能量(TRo/RC)下降;B型煙粉虱危害的蟲體葉中ABC/RC沒有變化,DIo/RC增加,TRo/RC 下降。B型煙粉虱危害煙草后蟲體葉和系統葉的單位面積反應中心數量(RC/CS)均明顯降低(P<0.05),而光系統PSⅡ反應中心的關閉程度(1-qP)卻明顯升高,分別較各自對照升高了69.83%和142.58%(P<0.05)。【結論】B型煙粉虱的危害嚴重影響了煙草葉片的光系統Ⅱ(PSII),主要是由于PSII反應中心的失活和關閉以及對PSII電子傳遞的抑制,電子傳遞中受抑制的位點包括放氧復合體和QA到QB間的電子傳遞過程,同時B型煙粉虱危害影響了煙草葉片光系統的能量流動,且煙粉虱對煙草葉片PSII的影響具有系統傳導性。
    桔小實蠅電壓門控鈉離子通道基因cDNA克隆及其生物信息學分析
    蔣玄趙, 魏丹丹, 申光茂, 豆威, 王進軍
    中國農業科學. 2012, 45(19):  3996-4003.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.011
    摘要 ( 494 )   PDF (1248KB) ( 776 )   收藏
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    【目的】克隆獲得桔小實蠅(Bactrocera dorsalis)電壓門控鈉離子通道基因cDNA序列,明確其典型特征,為研究桔小實蠅抗性分子機理奠定基礎。【方法】采用RT-PCR和PCR技術,克隆桔小實蠅鈉離子通道基因cDNA序列,利用相關軟件對其序列進行生物信息學分析。【結果】克隆得到1條長為6 446 bp的cDNA序列,包含1個6 405 bp的完整開放閱讀框,共編碼2 134個氨基酸。同源比對發現,桔小實蠅與果蠅(Drosophila melanogaster,NP_001188635)和家蠅(Musca domestica,AAB47604)鈉離子通道基因相似度分別高達91.7%和86.9%,而與人的鈉離子通道Nav1.2基因(Homo sapiens,NP_066287)相似度為42.3%。所克隆序列包含昆蟲鈉離子通道所有典型特征。【結論】成功地從桔小實蠅中克隆得到鈉離子通道基因完整開放閱讀框。該鈉離子通道基因存在豐富的選擇性剪接,發現了3個可能與抗性相關的堿基取代。鈉離子通道基因有可能發展成為一種昆蟲系統發育研究的分子標記。
    土壤肥料·節水灌溉·農業生態環境
    華北平原春玉米滴灌均勻系數對土壤水氮時空分布的影響
    張航, 李久生
    中國農業科學. 2012, 45(19):  4004-4013.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.012
    摘要 ( 488 )   PDF (366KB) ( 561 )   收藏
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    【目的】研究滴灌均勻系數及土壤特性對土壤水氮時空分布的影響,定量評價現行標準的適宜性。【方法】試驗在華北平原進行,供試作物為春玉米,滴灌均勻系數(CU)設置0.66(低)、0.81(中)和0.99(高)3個水平,灌水量設置灌溉需水量的50%(低)、75%(中)和100%(高)3個水平,監測不同生育階段的土壤水分和硝態氮含量。【結果】土壤含水量均勻系數在生育期內大于0.85(2009年)和0.80(2010年),低灌水均勻系數處理與中、高灌水均勻系數處理沒有明顯區別,遠大于滴灌均勻系數(0.66),初始含水量均勻系數的影響大于滴灌均勻系數,灌水量的影響較小。滴灌均勻系數對硝態氮均勻系數的影響不顯著。【結論】在華北平原半濕潤地區,滴灌均勻系數不是影響春玉米生育期內土壤水氮分布的主要因素,現行微灌均勻系數標準(CU≥0.80)可適當降低,以降低系統投資。
    華北地區冬小麥-夏玉米輪作節水體系周年水分利用特征
    秦欣, 劉克, 周麗麗, 周順利, 魯來清, 王潤政
    中國農業科學. 2012, 45(19):  4014-4024.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.013
    摘要 ( 527 )   PDF (363KB) ( 658 )   收藏
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    【目的】定量研究華北地區冬小麥-夏玉米輪作節水體系的水分周年利用特征。【方法】在大田條件下,通過在小麥季設不灌水(W0)、拔節水(W1)、拔節水+揚花水(W2)和起身水+孕穗水+揚花水+灌漿水(W4)4個水分處理,進行了兩個周期的研究。【結果】(1)小麥產量和周年最高產量兩年分別在節水灌溉處理W1和W2獲得,玉米產量在不同處理間無顯著差異。小麥水分利用效率(WUE)與產量的表現相似,玉米WUE顯著高于小麥,并隨灌水量的增加顯著降低;周年WUE則在W0或W1處理最高,而后隨灌水量的增加顯著降低。(2)W4處理的2 m土體土壤水分含量在各個階段沒有明顯變化,其它處理則隨小麥生育進程而不斷降低(即土壤水分庫容不斷變大),且灌水次數越少降幅越大,至小麥收獲期達到最低點;到玉米拔節期,由于降雨補充所有處理的土壤含水量趨于一致,相應地,2 m土體接納汛期降雨分別為178—188 mm(W0)、124—160 mm(W1)、38—93 mm(W2)和-30—21 mm(W4)。(3)隨灌水量增加,作物耗水強度和季節蒸散量變大;玉米拔節期后,作物耗水特性與土壤水分變化無差異。(4)降雨致使出現水分的深層滲漏,豐水年和平水年分別為163 mm(W0、W1)、181 mm(W2)、253 mm(W4)和13 mm(W0、W1、W2)、45 mm(W4),豐水年小麥季W4處理也有54 mm水分深層滲漏。豐水年W0和W1處理實現了127 mm和57 mm對地下水的凈回補。【結論】小麥節水栽培顯著減少了對地下水的開采,大幅提高了降雨的利用效率,可實現作物對水資源的高效利用和豐水年降雨對地下水的凈回補。豐水年W1處理或平水年W2處理有利于水分高效利用與高產的統一,對于華北地區農業的可持續發展具有重要意義。
    園藝
    等氮量分次追施對盆栽紅富士蘋果葉片衰老及15N-尿素吸收、利用特性的影響
    丁寧, 姜遠茂, 彭福田, 陳倩, 王富林, 周恩達
    中國農業科學. 2012, 45(19):  4025-4031.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.014
    摘要 ( 488 )   PDF (338KB) ( 567 )   收藏
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    【目的】為蘋果生產中確定延緩葉片衰老的追肥策略提供依據。【方法】以兩年生盆栽紅富士蘋果嫁接苗/平邑甜茶為試材,研究等氮量分次追施氮肥對紅富士蘋果葉片衰老的影響及15N-尿素的吸收利用特性。【結果】不同追肥處理,植株葉片葉面積、葉綠素含量和葉片全氮含量在盛花期均以一次性追肥處理最高,三次追肥處理最低,且與一次追肥處理差異顯著;在花芽分化期均以二次追肥處理最高,一次追肥處理最低;在果實采收期均以三次追肥處理最高,一次追肥處理最低,且與三次追肥處理差異顯著;葉片的超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)活性在盛花期均以一次性追肥處理最高,三次追肥處理最低,且與一次追肥處理差異顯著;在花芽分化期均以二次追肥處理最高,一次追肥處理最低;在果實成熟期均以三次追肥處理最高,一次追肥處理最低,且與三次追肥處理差異顯著;果實成熟期植株各器官Ndff值差異顯著,三次追肥處理顯著高于一次和二次追肥處理;果實成熟期三次追肥處理植株的總氮量、吸收的15N量及15N肥料利用率均為最大。【結論】三次追肥處理能增強蘋果葉片對氮的吸收調節能力,延緩生長后期葉片衰老,提高氮肥利用率。
    柑橘果實油斑病砧穗特異性的FTIR研究
    鄭永強, 劉艷梅, 何紹蘭, 易時來, 鄧烈, 周志欽, 簡水仙, 李松偉
    中國農業科學. 2012, 45(19):  4032-4039.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.015
    摘要 ( 580 )   PDF (596KB) ( 708 )   收藏
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    【目的】采用分子光譜技術探討哈姆林果實油斑病砧穗特異性調控的分子生理機制,為提出果實油斑病綜合防治措施,有效降低柑橘果實油斑病發生提供理論基礎。【方法】利用果實油斑病發生率及發生程度有顯著差異的11年生的3種砧木哈姆林甜橙植株,研究柑橘果實油斑病敏感期砧木對哈姆林甜橙果實油斑病發生率和發生程度的影響及哈姆林甜橙植株葉片和果實傅立葉紅外光譜(FTIR)圖譜變化。【結果】砧木對哈姆林甜橙果實油斑病發生率和發生程度的影響顯著不同。其中,哈姆林/枸頭橙果實油斑病發生程度(DO)最高;哈姆林/李齊16-6枳果實油斑病發生率(RO)最高;而哈姆林/印度酸橘有較高的RO值,最低的DO值。FTIR分析結果表明,夏季高溫期3種砧木的哈姆林甜橙葉片在3420、2927、1625和1069 cm-1處波峰分別代表了碳水化合物的合成和運輸、葉片細胞壁中的組織成分變化、蛋白質穩定程度和葉片內膜質過氧化平衡破壞程度,以枸頭橙為砧的哈姆林甜橙植株葉片吸收峰強度最高受影響較小,以印度酸橘為砧的次之,以李齊16-6枳為砧哈姆林甜橙葉片受影響程度最大。相反,果皮紅外光譜以印度酸橘和枸頭橙為砧的哈姆林甜橙果皮受高溫脅迫影響顯著高于以李齊16-6枳為砧的哈姆林甜橙果皮。同時,3種砧木果實油斑病發生程度和發生率分別與其果皮和葉片紅外光譜變化趨勢一致。【結論】柑橘果實油斑病發生率高低可能跟葉片高溫逆境響應機制有關,而果實油斑病發生程度高低直接與果皮代謝相關,通過分析夏季高溫期葉片和果皮FTIR分別預測本年度油斑病發生率和發生程度是可行的。同時,葉片和果皮FTIR分析有利于揭示柑橘果實油斑病砧穗特異性分子生理機制。
    白粉病菌脅迫下甜瓜葉片中Ca2+的細胞化學定位及外源Ca2+對POD、CAT和SOD同功酶的影響
    鐘俐, 李冠
    中國農業科學. 2012, 45(19):  4040-4049.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.016
    摘要 ( 426 )   PDF (1773KB) ( 907 )   收藏
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    【目的】對接種白粉病菌前后的甜瓜葉片中Ca2+ 進行細胞定位分析,并探討外源Ca2+ 對白粉病菌脅迫下3種同工酶的影響,為研究甜瓜在白粉病脅迫下的信號轉導及抗病機制奠定基礎。【方法】通過電鏡和細胞化學技術對抗病性不同的甜瓜幼葉在白粉病菌脅迫下的Ca2+ 進行超微細胞化學定位研究,采用Hoagland營養液栽培法,對不同外源Ca2+作用并接種白粉病菌的甜瓜葉片的POD、CAT和SOD同工酶進行分析。【結果】接種白粉病菌2 d時,Ca2+在抗病品種和感病品種葉肉細胞胞質內聚集;液泡和細胞間隙內Ca2+水平急劇下降;接種白粉病菌6 d后,抗病品種‘MR-1’胞質內Ca2+水平又逐漸恢復至接種前的狀態,Ca2+主要分布在液泡和細胞間隙,而感病品種‘JS’葉肉細胞內Ca2+在細胞基質中分布集中并聚集成大的沉淀顆粒,細胞結構逐漸破壞,直至死亡,在液泡和細胞間隙未發生Ca2+恢復現象。外源Ca2+對3種同工酶譜的作用結果為:與對照相比,營養液增施6 mmol•L-1 CaCl2可明顯緩解白粉菌對甜瓜的傷害,其POD、CAT和SOD同工酶活性高于對照水平;營養液增施75 mmol•L-1 的LaCl3 顯著抑制了甜瓜幼葉POD、CAT和SOD同工酶的活性。【結論】白粉病菌脅迫下,抗病性不同的甜瓜葉片中Ca2+的時空定位分布有差異:抗病品種中Ca2+由胞內鈣庫(即液泡)釋放入細胞基質,之后又被泵回液泡,而感病品種中Ca2+僅發生從液泡向胞質釋放的過程;外源Ca2+可能增加了Ca2+向甜瓜葉片內的運輸,促進白粉病脅迫信號向植株體內的傳遞,提高甜瓜葉片保護酶的表達量及其活性氧清除水平,從而延緩白粉病脅迫對甜瓜葉片的傷害。
    木薯脆性胚性愈傷組織原生質體培養與植株再生
    文峰, 肖詩鑫, 聶揚眉, 馬秋香, 張鵬, 郭文武
    中國農業科學. 2012, 45(19):  4050-4056.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.017
    摘要 ( 641 )   PDF (540KB) ( 626 )   收藏
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    【目的】建立有效的木薯原生質體再生體系,為原生質體融合以及原生質體轉化等研究奠定技術基礎。【方法】酶解木薯品種TMS60444 的脆性胚性愈傷組織(FEC)的懸浮系,分離原生質體的產量最高達3.5×106個/g,FDA檢測其活性約90%。用TM2G培養基以液體淺層法分別在5×105個/mL和2×105個/mL密度下培養,培養過程中前30 d用0.3 mol•L-1 TM2G新鮮培養基每10 d更換1次,此后每10 d用0.25 mol•L-1 TM2G新鮮培養基更換。原生質體培養45 d后即可挑出1—2 mm大小的愈傷組織分別在MSN培養基上分化胚、CMM上促胚成熟、CEM上莖伸長、MS上生根。【結果】在5×105個/mL的原生質體培養密度下,長出的都是致密型愈傷組織(能分化胚狀體),而在2×105個/mL的密度下培養長出的有致密型愈傷組織,也有空泡型愈傷組織(不能分化胚狀體)。本試驗共挑出1 479個致密細胞團,分化獲得757個子葉胚,已再生完整植株186棵。【結論】本研究分離的原生質體產量和活性有較大提高,對前人所指出的瓶頸問題有所改進,原生質體再生植株效率有較大提高。
    貯藏·保鮮·加工
    食源性金黃色葡萄球菌腸毒素基因的分布與時序性表達
    楊靜, 楊軍, 黃繼超, 何瑋玲, 張馳, 黃明
    中國農業科學. 2012, 45(19):  4057-4066.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.018
    摘要 ( 410 )   PDF (599KB) ( 1082 )   收藏
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    【目的】研究食源性金黃色葡萄球菌各血清型腸毒素基因的分布,并進一步分析其時序性表達規律。【方法】針對51株各類食品中分離的金黃色葡萄球菌菌株,應用PCR技術對11種葡萄球菌腸毒素進行基因分型;提取細菌總RNA,以ftsZ和ropB作為內標基因,使用反轉錄熒光定量PCR研究各腸毒素基因在細菌生長周期中的表達水平變化。【結果】除see、ses和set外,其余8種腸毒素基因在51株食源性金黃色葡萄球菌菌株中均有檢出,且sei和seg的檢出率最高(27.45%)。各腸毒素基因在mRNA水平的時序性表達規律基本一致,均在對數后期達到峰值,隨后快速下降。以內標基因為參照,同一菌株中不同腸毒素基因的相對表達量以及不同菌株中同一腸毒素基因的相對表達量均差異較大。【結論】本文系統研究了腸毒素基因在食源性金黃色葡萄球菌中的分布,并探究了腸毒素基因的時序性表達規律,對金黃色葡萄球菌毒力機制研究與食品質量安全控制具有參考意義。
    園藝
    具有高胱硫醚β-裂解酶活性的葡萄酒酵母工程菌株的構建
    馬捷, 劉延琳
    中國農業科學. 2012, 45(19):  4067-4074.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.019
    摘要 ( 435 )   PDF (600KB) ( 590 )   收藏
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    【目的】構建具有較高胱硫醚β-裂解酶活性的葡萄酒酵母工程菌株,用于提高葡萄酒的香氣品質。【方法】利用質粒pAUR123將大腸桿菌tnaA基因在中國本土釀酒酵母菌株LFP525中進行表達,得到的轉化子進行酶活測定,并通過模擬汁和干白的發酵,評價其釀酒特性和產生硫醇類物質的能力。【結果】成功獲得酵母工程菌株TH1和TH2,其胱硫醚β-裂解酶活性與受體菌比提高了32.25%-59.44%。模擬葡萄汁發酵顯示,工程菌株中硫醇類物質的產量顯著提高,是受體菌的2.8-4.3倍。工程菌株的發酵時間比受體菌略長,殘糖和揮發酸顯著高于宿主菌,但其含量處于正常范圍。在長相思干白發酵試驗中,該工程菌株的主要釀酒特性與受體菌相差不大,且硫醇類物質的產量提高了1.22倍。【結論】通過基因改造可以提高釀酒酵母胱硫醚β-裂解酶活性,應用改良菌株可進一步提高葡萄酒的香氣品質。
    畜牧·資源昆蟲
    母豬初情期全基因組關聯分析和位置候選基因研究
    李平華, 李杰, 楊竹青, 張志燕, 楊斌, 陳從英
    中國農業科學. 2012, 45(19):  4075-4083.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.020
    摘要 ( 475 )   PDF (565KB) ( 1019 )   收藏
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    通信作者陳從英,Tel/Fax:0791-83813080;E-mail:[email protected]  hotmail.com【目的】分離影響母豬初情期的主效基因或分子標記。【方法】以白色杜洛克×二花臉資源群體F2代母豬為研究材料,利用Illumina豬60K SNP芯片分別對F0和F1及316頭有初情期表型記錄的F2代母豬進行基因型判定,通過單標記全基因組關聯分析(GWAS)和連鎖-連鎖不平衡(LDLA)分析檢測與母豬初情期顯著關聯的SNP位點或單倍型。采用標準關聯分析、標記輔助關聯分析和F值下降檢驗分析lin-28同源B基因(LIN28B)和跨膜蛋白38B基因(TMEM38B)3個SNP位點與母豬初情期的關聯性。【結果】①與母豬初情期關聯性最強的SNP為ASGA0032316,位于7號染色體(SSC7)33.07 Mb處RAB23基因內含子中,同時在1、6、12、15和17號染色體也檢測到與母豬初情期顯著關聯的SNP;②達基因組顯著水平的單倍型均位于SSC7,其中關聯性最強的單倍型位于SSC7的38.39 -38.47 Mb處F1RVR7和ZFAND3基因之間的基因間隔區;③LIN28B和TMEM38B基因的3個SNP與母豬初情期均未達到顯著相關(P>0.05)。【結論】在白色杜洛克×二花臉資源群體中,與母豬初情期關聯性最強的SNP位點和單倍型均定位于7號染色體, 1、6、12、15和17號染色體也定位到與母豬初情期顯著關聯的SNP,LIN28B和TMEM38B基因不是1號染色體QTL區間內的因果基因或需要搜尋更多的SNP進行分析驗證。
    正選擇驅動褪黑激素受體MT1與MT2基因的分化
    何春波, 姜勛平, 劉桂瓊
    中國農業科學. 2012, 45(19):  4084-4091.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.021
    摘要 ( 551 )   PDF (311KB) ( 860 )   收藏
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    【目的】研究褪黑激素受體(melatonin receptor,MTNR)基因的進化模式,為褪黑激素受體基因相關功能的研究提供理論參考。【方法】利用生物信息學的方法和軟件對來自11個物種的褪黑激素受體1a(MT1)和褪黑激素受體1b(MT2)基因的系統發生關系、基因相似性、選擇壓力、選擇方向等進行系統地分析。【結果】MT1和MT2基因可能由共同祖先基因通過基因重復產生, MT1可能保持著源基因的功能,MT2為新產生的功能基因。MT1基因在物種間的相似性極顯著高于MT2基因(P<0.01);MT1基因主要受純化選擇,MT2基因受到顯著的正選擇;MT1與MT2基因均承受著較強的選擇壓力,且選擇壓力在2基因間無顯著差異(P>0.05)。【結論】MT1基因主要受純化選擇可能是MT1基因與動物季節性繁殖關聯研究結論不統一的原因,MT2基因受正選擇提示正選擇可能是驅動MT2與MT1發生分化的重要動力。
    內蒙古白絨山羊褪黑激素受體基因SNP與產絨性狀的關聯
    劉斌, 趙存發, 李玉榮, 高鳳芹, 高娃, 成立新, 孟克巴雅爾, 馬躍軍, 劉少卿, 李金泉
    中國農業科學. 2012, 45(19):  4092-4101.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.022
    摘要 ( 543 )   PDF (665KB) ( 577 )   收藏
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    【目的】研究絨山羊褪黑激素受體(melatonin receptor,MTNR)基因的SNP與絨山羊產絨性狀的關系,尋找可用于輔助選擇的分子標記。【方法】以內蒙古阿爾巴斯型白絨山羊為研究對象,選擇絨山羊褪黑激素受體(MTNR1a和MTNR1b)基因部分序列作為候選基因,采用PCR-SSCP分子標記技術和DNA測序技術研究其多態性,然后運用最小二乘方差分析方法,對各基因型間生產性狀指標進行差異顯著性檢驗。【結果】① 在絨山羊MTNR1a基因外顯子1和2,以及MTNR1b基因外顯子1沒有檢測到SSCP多態,而在絨山羊MTR1b基因外顯子2中存在SSCP多態,首次檢測到了3個SNP;② P4引物位點存在NM_001206907:g.648 bp處C-G突變,該突變沒有導致氨基酸的改變;以及NM_001206907:g.665 bp處的G-A突變,該突變導致第223個密碼子CGC變成CAC,從而使精氨酸變成組氨酸(Arg-His);方差分析表明,該位點多態對絨山羊產絨量有顯著影響(P<0.05);③AA基因型具有較高的產絨量,比AB、BB基因型產絨量分別高98.78和148.23 g,同時該多態位點基因型與年齡互作效應對絨山羊絨厚度有顯著影響(P<0.05);④ P5引物位點存在NM_001206907:g.1 015 bp處的G-A突變,該突變導致第339個密碼子GGC變成AGC,從而使甘氨酸變成絲氨酸(Gly-Ser),分析表明該多態位點基因型與年齡互作效應對絨山羊絨細度存在邊際顯著影響(P<0.1);⑤ 這兩個位點多態對絨山羊產羔數量、羔羊初生體重等繁殖性狀均無顯著影響(P>0.05)。【結論】P4-AA基因型可以作為內蒙古阿爾巴斯型白絨山羊產絨量性狀輔助選擇的標記基因型。
    獸醫
    NSP4基因突變的重組牛輪狀病毒的拯救及其鑒定
    楊少華, 何洪彬, 楊宏軍, 陳方園, 高運東, 仲躋峰
    中國農業科學. 2012, 45(19):  4102-4108.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.023
    摘要 ( 665 )   PDF (548KB) ( 570 )   收藏
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    【目的】 通過反向遺傳技術結合RNAi篩選和蝕斑克隆方法,拯救出毒力減弱的輪狀病毒(rotavirus, RV)。 【方法】 以野生型輪狀病毒CHLY基因組RNA為模板,通過重疊PCR方法在NSP4基因93—104 nt引入5個沉默突變核苷酸,并將毒力位點區135aa、136aa和138aa對應的核苷酸進行定向突變,構建了含有突變位點的轉錄質粒△pT7-NSP4/89/M。將該質粒與攜帶RNA聚合酶基因的重組質粒pcDNA3.1/T7-RNAP共轉染已接種野生型RV病毒的MA104細胞單層,繼續培養24 h,獲得了攜帶NSP4變異基因的RV病毒粒子和野生型RV病毒粒子的混合病毒。將獲得的混合病毒接種MA104細胞,通過RNA干擾和蝕斑克隆方法逐步篩選純化以獲得拯救RV。 【結果】 成功拯救出了NSP4基因變異的RV,該病毒在MA104細胞上的病變和致乳鼠腹瀉效果較野生型RV明顯減弱。【結論】 通過反向遺傳技術結合RNAi篩選和蝕斑克隆方法成功拯救出毒力減弱的RV;NSP4毒力位點135aa、136aa和138aa的變異對RV毒力改變和腹瀉嚴重程度有影響。
    研究簡報
    棉花深棕色纖維基因Lc1的遺傳定位
    李付振, 寧新民, 邱新棉, 蘇成付, 姚堅強, 田立文
    中國農業科學. 2012, 45(19):  4109-4114.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.024
    摘要 ( 622 )   PDF (355KB) ( 631 )   收藏
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    【目的】研究棉花棕色纖維的遺傳規律,尋找并定位與棕色纖維基因連鎖的分子標記,為進一步在棉花基因組學水平上定位、克隆棕色纖維基因和棕色棉纖維品質改良奠定基礎。【方法】基于陸地棉顯性多基因標記系T586(具有深棕色纖維基因Lc1)與海島棉新海16配制的海島棉×陸地棉雜交F2群體,結合色彩色差儀對棕色纖維色澤的分類進行分析,并充分利用棉花基因組分子標記遺傳連鎖圖譜信息、多態性分子標記篩選和圖位克隆的方法,定位與棕色棉纖維基因Lc1連鎖的分子標記。【結果】根據T586與新海16雜交后代F2群體(443個有效纖維單株)深棕色纖維、棕色(中間色)和潔白色纖維的分離比例,將Lc1定位于棉花基因組A亞組第7染色體微衛星標記NAU4030和CGR5119之間約8 cM的遺傳距離內,其中,Lc1與標記CGR5119的遺傳距離約為2.8 cM,與NAU4030之間的遺傳交換距離約為5.1 cM,構建了Lc1位點的遺傳連鎖圖譜。【結論】棉花深棕色纖維性狀由單基因控制并呈現半顯性遺傳方式,Lc1位點附近的分子標記信息可在棕色棉分子標記輔助育種中得以利用。
    不同深耘及施穗肥方式對水稻根系活力、籽粒灌漿及產量的影響
    張靜, 張志, 杜彥修, 李俊周, 孫紅正, 趙全志
    中國農業科學. 2012, 45(19):  4115-4122.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.19.025
    摘要 ( 461 )   PDF (309KB) ( 925 )   收藏
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    【目的】探明不同深耘施穗肥方式對水稻根系活力、籽粒灌漿動態及產量的影響。【方法】采用大田完全隨機小區試驗,在倒四葉期設置平作撒施、深耘撒施、開溝起壟撒施和深耘深施4個氮素穗肥處理,對不同深耘施穗肥方式下水稻生育后期傷流強度、籽粒灌漿動態及稻谷產量的差異進行研究。【結果】與平作撒施相比,不同深耘施穗肥方式顯著提高水稻的基部節間和穗頸節間傷流強度和稻谷產量,以深耘深施肥措施最好,其次為開溝起壟撒施、深耘撒施。不同深耘施穗肥方式下強、弱勢粒最大生長量、起始勢、相對起始勢、最大灌漿速率和平均灌漿速率均有提高。【結論】在砂壤土水稻田中,水稻生育中期可采用深耘處理提高根系和籽粒庫容活力,改善籽粒灌漿進程,進而提高稻谷產量。
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