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當期目錄

    2013年 第46卷 第9期 刊出日期:2013-05-01
      
    作物遺傳育種·種質資源·分子遺傳學
    低分子量谷蛋白亞基在小麥品種形成過程中的變化特征
    楊芮, 高翔, 陳其皎, 李曉燕, 董劍, 孟敏, 趙萬春, 石引剛, 陳良國
    中國農業科學. 2013, 46(9):  1745-1755.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.001
    摘要 ( 469 )   PDF (824KB) ( 581 )   收藏
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    【目的】研究普通小麥品種選育過程中低分子量谷蛋白亞基(LMW-GS)的變化特性,理解該基因家族成員多樣性的起源,并為小麥品質改良提供參考。【方法】以3套小麥高代雜交品系(F5/F6)為材料,利用毛細管電泳(CE)技術從儲藏蛋白水平鑒定LMW-GS亞基的變化;根據GenBank中已公布的LMW-GS編碼序列設計特異性引物,進行PCR擴增、克隆、測序及序列分析。【結果】毛細管電泳結果表明,與親本相比,高代供試品系均保持了相對穩定的LMW-GS數目,但多個亞基在籽粒中的最終含量卻發生明顯變化;同時,測試品系還產生了親本所不具有的新條帶。對克隆獲得的54條序列(GenBank登錄號KC222070-KC222121和KC478714-KC478715)進行序列分析,均具有LMW-GS的典型結構,包括相對保守的信號肽、存在豐富變異的中間重復區及保守的C-端,因此屬于LMW-GS基因家族成員;子代與對應親本的相似性分析表明,3套材料中均存在極端保守序列,子代序列與其相應父本序列完全一致,且都屬于LMW-m型亞基;相對保守序列所占比例最大,由于微弱的SNPs,雙親都充當變異序列的供體;蛋白質序列分析還揭示了額外Cys亞基的產生過程。此外,還發現含10個或11個半胱氨酸(Cys)殘基的LMW-GS。Cys殘基的變異主要發生在C-端Ⅲ區,只有1條序列的Cys變異發生在C-端Ⅱ區。【結論】小麥品種選育過程,父源性的LMW-m型低分子量谷蛋白亞基較其它類型亞基更趨于序列的保守,SNPs則是產生LMW-GS多樣性的主要動力。
    擬南芥AtBT4對灰葡萄孢的抗性機制分析
    郝叢叢, 楊萍, 陳展, 賈嬌, 趙斌, 司賀龍, 韓建民, 邢繼紅, 董金皋
    中國農業科學. 2013, 46(9):  1756-1761.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.002
    摘要 ( 577 )   PDF (502KB) ( 813 )   收藏
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    【目的】揭示AtBT4在擬南芥抗灰葡萄孢中與SA、JA信號途經的相互關系。【方法】利用RT-PCR技術,檢測用SA、SA類似物BTH、JA、ACC及灰葡萄孢處理擬南芥野生型Col-0后其AtBT4的表達情況;檢測經SA和JA處理后擬南芥SA、JA途徑相關突變體AtBT4的表達情況;并檢測接種灰葡萄孢后擬南芥野生型Col-0、bt4突變體和回復突變體抗病相關基因的表達情況。【結果】JA處理和接種灰葡萄孢后,擬南芥野生型Col-0中AtBT4的表達明顯增強。但經JA處理后,JA不敏感突變體jar1的AtBT4表達變化趨勢與野生型明顯不同,AtBT4的表達水平不受JA誘導。SA信號途徑相關突變體eds5、sid2和npr1中AtBT4的表達明顯低于野生型,但變化趨勢與野生型基本一致。bt4突變體中抗病相關基因PR1、PR4、PDF1.2和BIK1的表達明顯低于野生型和回復突變體。【結論】AtBT4的表達受JA和灰葡萄孢的誘導,AtBT4突變影響抗病相關基因PR1、PR4、PDF1.2和BIK1的表達,AtBT4可能通過SA、JA信號途徑影響擬南芥對灰葡萄孢的抗性。
    耕作栽培·生理生化·農業信息技術
    高粱品種萌發期耐堿性篩選與綜合鑒定
    李豐先, 周宇飛, 王藝陶, 孫璐, 白薇, 閆彤, 許文娟, 黃瑞冬
    中國農業科學. 2013, 46(9):  1762-1771.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.003
    摘要 ( 581 )   PDF (687KB) ( 646 )   收藏
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    【目的】根據不同高粱品種萌發期對堿脅迫的響應,篩選出適合在鹽漬土壤上種植的高粱品種,從而為減輕混合堿脅迫提供調控依據。【方法】采用人工氣候箱內培養皿培養,以混合堿(NaHCO3﹕Na2CO3的摩爾比為9﹕1)模擬典型堿脅迫環境,在萌發期以25 mmol•L-1溶液處理35個高粱品種,蒸餾水處理為對照,每培養皿放30粒種子。人工氣候箱內濕度為60%,光照/黑暗時間為12h/12h,光照強度為134 μmol•m-2•s-1,晝/夜溫度為28℃/25℃。培養第4天測定發芽勢,第10天測定發芽率、葉長、根長、葉鮮重、根鮮重、葉干重、根干重、子粒殘余干重等性狀,通過模糊數學隸屬函數法和主成分分析法對各品種進行耐堿性綜合評定,并進行聚類分析。【結果】主成分分析結果表明,根長、發芽指數和葉干重分別在根部、萌發因子和葉部中的負荷量最大,可作為萌發期高粱耐堿性篩選的主要鑒定指標。通過模糊數學隸屬函數法可以對不同高粱品種進行耐堿性排序,不同高粱品種間耐堿性表現出明顯的差異,最后通過聚類分析把35個高粱品種按耐堿性強弱分為三大類,其中四雜25號等7個品種為耐堿品種,吉雜319、赤雜28等22個品種為中等耐堿品種,龍雜9號等6個品種為堿敏感品種。【結論】根長、發芽指數、葉干重等指標可用于大量高粱品種萌發期耐堿性的篩選,隸屬函數和聚類分析也可為高粱品種耐堿性在植物育種和鑒定方面提供依據。
    遮陰處理對金蓮花生長發育和生理響應的影響
    呂晉慧, 李艷鋒, 王玄, 任磊, 馮雁夢, 趙夏陸, 張春來
    中國農業科學. 2013, 46(9):  1772-1780.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.004
    摘要 ( 604 )   PDF (726KB) ( 1104 )   收藏
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    【目的】研究不同遮陰處理對金蓮花生長發育和生理響應的影響,旨在尋求適宜金蓮花生長的最佳遮陰度和最佳遮陰時間。【方法】以2年齡金蓮花為材料,自5月5日至落葉期進行遮陰處理(0%(CK)、40%、60%和80%),測定金蓮花形態指標(株高、葉片數量、葉面積、葉柄長、冠幅、花徑、單株開花量、群體花期)和生理指標(丙二醛(MDA)、細胞膜透性、超氧陰離子自由基、超氧化物歧化酶(SOD)活性、過氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白含量和葉綠素含量)。采用透射電鏡觀察不同遮陰處理下金蓮花葉片葉綠體超微結構。【結果】遮陰處理促進金蓮花生長發育,其中,40%、60%遮陰處理提高了單株開花量和花徑,延長了金蓮花群體花期;60%和80%遮陰處理下葉綠體內基粒數、基粒厚度和基粒片層顯著增加,淀粉粒數量顯著減少;隨生長發育期延長,金蓮花對遮陰的生理響應不同。遮陰40 d時,遮陰對金蓮花造成一定弱光脅迫,表現在:隨遮陰度增加,葉綠素含量、SOD活性持續下降,MDA含量和細胞膜透性逐漸上升;遮陰處理80 d時,遮陰促進金蓮花生長,表現在:遮陰處理下細胞膜透性、超氧陰離子自由基顯著小于對照,葉綠素含量極顯著高于對照。其中,60%和80%遮陰分別極顯著和顯著提高了可溶性蛋白含量和SOD活性;遮陰120 d時,遮陰不利于金蓮花生長,遮陰處理顯著提高了細胞膜透性,極顯著降低了POD活性。【結論】5月至6月中旬金蓮花以全光照或40%遮陰為宜,夏季高溫季節以40%和60%遮陰為宜,夏末、秋初應及時撤去遮陰棚。
    基于WebGIS的多指標灌溉信息管理系統
    陳智芳, 王景雷, 劉祖貴, 宋妮
    中國農業科學. 2013, 46(9):  1781-1789.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.005
    摘要 ( 452 )   PDF (994KB) ( 614 )   收藏
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    【目的】提高灌溉決策精度,實現水資源的高效利用。【方法】從精確灌溉的角度出發,采用系統工程和軟件工程的原理和方法,將計算機、數據庫、網絡技術和地理信息系統等多種技術相融合,建立了以WebGIS為基礎的多指標灌溉信息管理系統。【結果】以作物需水信息為基礎,綜合考慮土壤、作物、田間監測、灌排信息和氣象等因素的影響,構建了單指標和多指標決策模型,利用SuperMap IS.NET的網絡發布功能,將灌區信息、實時氣象、作物需水量、有效降雨量、決策結果、土壤墑情分布等信息進行發布,實現信息的動態可視化表達。本系統可使操作人員既能夠通過地圖宏觀了解灌區和決策結果的總體情況,又能對離散資料進行分析和整合。【結論】系統在人民勝利渠灌區和廣利灌區推廣應用的結果表明,系統的應用在一定程度上提高了灌溉管理水平和決策精度, 實現了灌溉管理與決策的智能化和信息化。
    植物保護
    稻曲病菌T-DNA插入突變體5062的插入位點分析
    俞咪娜, 胡建坤, 黃磊, 于俊杰, 尹小樂, 聶亞鋒, 陳志誼, 劉永鋒
    中國農業科學. 2013, 46(9):  1790-1798.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.006
    摘要 ( 640 )   PDF (851KB) ( 648 )   收藏
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    【目的】研究稻曲病菌致病力增強的ATMT突變菌株5062,為稻曲病菌致病機制解析、致病相關基因克隆提供方法基礎。【方法】測定和觀察5062的菌落直徑、菌落形態、產孢能力等生物學特性,進一步利用TAIL-PCR和RACE技術克隆5062基因組的T-DNA側翼基因,并比對分析基因的信息,最后利用RT-PCR檢測突變基因的表達量。【結果】與野生型菌株相比,突變菌株5062田間接種表現為致病力增強,在MM和水瓊脂培養基上生長速率減慢,產生大量分生孢子,而在PSA和TB3培養基上,其菌落形態、色素等方面與野生型無明顯差異。TAIL-PCR擴增得到的緊鄰T-DNA兩側的側翼序列在野生型中不相鄰。TAIL-PCR結合RACE技術克隆了5062基因組的T-DNA側翼基因,RT-PCR表明T-DNA插入位點右側1個基因在突變體中上調表達。【結論】突變菌株5062的致病力增強,在營養貧乏條件下產孢能力增強,其表型的變化可能是染色體重排和T-DNA插入共同影響的結果。
    農桿菌介導蘋果炭疽病菌的遺傳轉化及轉化子鑒定
    王海艷, 李保華, 張清明, 李桂舫, 董向麗, 王彩霞
    中國農業科學. 2013, 46(9):  1799-1807.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.007
    摘要 ( 667 )   PDF (681KB) ( 725 )   收藏
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    【目的】優化農桿菌(Agrobacterium tumefaciens)介導轉化蘋果炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides)的技術體系,并對轉化子進行篩選鑒定,比較其生物學特性和致病性差異。【方法】以蘋果炭疽病菌LXS010101分生孢子為轉化受體,利用攜帶重組雙元載體的農桿菌進行轉化;對獲得的轉化子進行遺傳穩定性測定、PCR檢測及Southern blot分析;選取一定數量的轉化子,比較其菌落形態、生長速率及分生孢子發育等主要生物學性狀及致病性的差異。【結果】蘋果炭疽病菌的最優轉化體系為:病菌分生孢子懸浮液濃度1×105個/mL,共培養溫度和時間分別為22℃和24 h,共培養基中添加200 μmol•mL-1乙酰丁香酮,其轉化效率達到1×105個孢子可獲得439個轉化子。隨機選取30個轉化子進行鑒定,發現T-DNA已整合進炭疽病菌基因組中,在所檢測的轉化子中都是以單拷貝的形式整合,且能夠穩定遺傳。與野生型菌株相比,轉化子的菌落形態沒有發生明顯變化,但23.33%的菌株生長速率顯著減低;轉化子ATJ-3和ATJ-15不能產生分生孢子,在28個產孢菌株中,分生孢子萌發率顯著減低的菌株占39.29%,附著胞形成比例顯著減低和形態異常的菌株占25.00%。致病性測定結果顯示,11個轉化子的致病力顯著降低,其中菌株ATJ-19完全喪失致病能力。【結論】優化的蘋果炭疽病菌遺傳轉化技術體系,可用于炭疽病菌致病相關基因的克隆及致病分子機理的研究。
    棉鈴蟲α-微管蛋白基因的克隆、序列分析及表達模式檢測
    閆碩, 朱家林, 朱威龍, 潘李隆, 張青文, 劉小俠
    中國農業科學. 2013, 46(9):  1808-1817.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.008
    摘要 ( 519 )   PDF (735KB) ( 662 )   收藏
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    【目的】克隆及序列分析棉鈴蟲(Helicoverpa armigera)α-微管蛋白基因的cDNA序列,并檢測棉鈴蟲α、β兩種微管蛋白基因的表達情況。【方法】以棉鈴蟲3齡幼蟲為試驗材料,采用RT-PCR及RACE技術克隆棉鈴蟲α-微管蛋白基因(HeTubA),采用熒光定量PCR(QRT-PCR)技術分析棉鈴蟲α、β-微管蛋白基因在不同生長發育階段及成蟲器官中的表達模式。【結果】克隆得到棉鈴蟲α-微管蛋白基因(GenBank登錄號為JQ069957)。序列分析表明,HeTubA開放閱讀框1 353 bp,編碼450個氨基酸組成的多肽,氨基酸序列包含多個α-微管蛋白保守區。與其它一些昆蟲的一致性分析表明,HeTubA與八字地老虎(Xestia c-nigrum)、柑橘鳳蝶(Papilio xuthus)及家蠶(Bombyx mori)的α-微管蛋白氨基酸序列同源性最高,α-微管蛋白基因在長期進化中非常保守。熒光定量PCR表明,棉鈴蟲α、β-微管蛋白基因不具有生長發育階段及成蟲器官特異性,且二者均在復眼表達高,腹部表達低;HeTubA在末齡幼蟲期和蛹期高水平表達,HeTubB在末齡幼蟲期和成蟲期高水平表達。【結論】成功克隆了棉鈴蟲α-微管蛋白基因,對2種微管蛋白基因的表達模式進行了檢測,進一步進行了蛋白質3D結構的構建,可用于深入研究2種微管蛋白基因的功能及開發新型殺蟲劑。
    土壤肥料·節水灌溉·農業生態環境
    稻田土壤nirS型反硝化細菌群落對氮肥水平的響應
    宋亞娜, 吳明基, 林艷
    中國農業科學. 2013, 46(9):  1818-1826.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.009
    摘要 ( 395 )   PDF (629KB) ( 655 )   收藏
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    【目的】基于水稻田間定位試驗,利用nirS功能基因研究不同氮肥水平對稻田土壤反硝化細菌群落多樣性的影響。【方法】運用PCR-DGGE(聚合酶鏈反應-變性梯度凝膠電泳)結合DNA克隆測序和熒光定量PCR(Real-time PCR)技術對反硝化細菌nirS基因進行檢測,分析田間定位試驗第4年不同氮肥水平下稻田nirS型反硝化細菌群落結構和豐度的變化。【結果】依據DGGE圖譜計算的群落多樣性指數顯示,與不施肥對照處理(CK)比較,施用氮肥處理(N1:75 kg N•hm-2,N2:150 kg N•hm-2和N3:225 kg N•hm-2)可促進稻田土壤nirS型反硝化細菌群落多樣性指數提高,尤其在水稻生長的齊穗期和成熟期后者均顯著高于前者(P<0.05)。但群落多樣性指數在N1、N2 和N3處理間的差異主要表現在水稻分蘗期和齊穗期的表層土壤中,N3可顯著高于N1(P<0.05)。冗余分析結果顯示水稻生育時期對稻田土壤nirS型反硝化細菌群落結構的影響較大,表層和根層土壤的群落結構都與生育時期存在顯著相關性(P=0.002,0.002);而不同氮肥水平對群落結構的顯著性影響僅表現在稻田表層土壤中(P=0.002)。熒光定量PCR結果顯示氮肥水平提高可促進稻田土壤nirS型反硝化細菌豐度增加,在水稻分蘗期和齊穗期內表層和根層土壤的nirS基因拷貝數均存在CK<N1<N2<N3的趨勢,且以齊穗期時在表層土壤中的差異最大,不同處理間的差異都達到顯著水平(P<0.05)。同時,本研究獲得稻田反硝化細菌nirS基因片段序列8條登錄GenBank(登錄號:JX997923、JX997924、JX997926—JX997931)。此外,本試驗中N1、N2和N3處理比CK處理分別增產59%、92%和107%,表層和根層土壤中NO3--N含量也隨氮肥用量提高而增加。【結論】氮肥用量增加促進了稻田土壤nirS型反硝化細菌豐度及群落多樣性指數的提高,尤其在稻田表層土壤中。氮肥水平提高還可改變稻田表層土壤nirS型反硝化細菌的群落結構。綜合分析表明稻田表層土壤的nirS型反硝化細菌群落對氮肥水平提高的響應程度更明顯。
    不同植茶年限土壤團聚體有機碳的分布特征
    鄭子成, 劉敏英, 李廷軒
    中國農業科學. 2013, 46(9):  1827-1836.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.010
    摘要 ( 514 )   PDF (709KB) ( 910 )   收藏
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    【目的】探索和了解茶園土壤有機碳的穩定性及碳固持能力。【方法】采用野外調查和室內分析相結合的方法,開展植茶年限為15 a、22 a、30 a和50 a土壤團聚體有機碳分布特征研究。【結果】隨著土壤團聚體粒徑的減小,團聚體總有機碳、活性有機碳、顆粒有機碳、水溶性有機碳和可礦化碳含量增加,最大值主要集中于<0.25 mm、0.5—0.25 mm團聚體中,而團聚體微生物量碳含量則隨粒徑減小而先增加再減小,最大值分布于5—2 mm團聚體中,團聚體中各組分有機碳占總有機碳比例隨團聚體粒徑減小而減小;隨植茶年限的延長,團聚體中總有機碳含量增加,活性有機碳和顆粒有機碳先降低再增加,植茶22 a時含量最低,而水溶性有機碳、可礦化碳和微生物量碳則呈現先增加再降低的趨勢,植茶30 a時含量最高,且團聚體中各組分有機碳占總有機碳比例均隨著植茶年限的延長呈現下降的趨勢;土壤團聚體總有機碳以及各個碳組分含量均為0—20 cm土層大于20—40 cm土層,而土壤團聚體各組分有機碳占總有機碳的比例均為20—40 cm土層大于0—20 cm土層。【結論】較小粒徑團聚體有機碳穩定性較強,土壤有機碳固持能力存在臨界植茶年限;0—20 cm土層碳匯效應較20—40 cm土層強。
    中國不同區域油菜氮磷鉀肥增產效果
    李慧, 馬常寶, 魯劍巍, 李小坤, 任濤, 叢日環
    中國農業科學. 2013, 46(9):  1837-1847.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.011
    摘要 ( 574 )   PDF (745KB) ( 576 )   收藏
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    【目的】研究中國油菜氮、磷、鉀肥增產效果,明確不同區域油菜施肥效果概況和區域特點,為區域推薦施肥提供理論基礎。【方法】總結2005—2010年中國2 106個油菜田間試驗數據,通過計算獲得最高產量時氮、磷、鉀肥的增產量、增產率和農學利用率,分析各油菜區域施用化肥的增產效果。【結果】中國油菜施用氮肥增產量和增產率均值分別為1 044 kg•hm-2和87.4%,主要分布在500—1 500 kg•hm-2和5%—100%范圍內,99%的試驗有增產效果;磷肥增產量和增產率均值分別為634 kg•hm-2和39.9%,主要分布在200—1 000 kg•hm-2和5%—40%范圍內,94%的試驗有增產效果;鉀肥增產量和增產率均值分別為420 kg•hm-2和22.9%,主要分布在100—600 kg•hm-2和10%—40%范圍內,88%的試驗有增產效果。每千克氮肥(N)、磷肥(P2O5)、鉀肥(K2O)平均增收油菜籽6.2、7.8和5.4 kg。長江下游冬油菜區氮、磷肥的增產效果最好,增產率均值分別為128.8%和51.3%,長江中游冬油菜區鉀肥增產效果最好,增產率均值為24.6%,春油菜區氮磷鉀肥施用增產效果較低,增產率均值分別為42.6%、31.6%和21.3%。【結論】中國油菜施用化肥增產效果顯著,具體表現為氮肥>磷肥>鉀肥,氮素是影響油菜產量的主要養分因素。春油菜區氮磷鉀肥增產效果較差,長江下游冬油菜區氮、磷肥增產效果最好,長江中游冬油菜區鉀肥增產效果最好。部分試驗施用肥料不增產或肥料用量不合理,需要進一步改進施肥量,實現油菜施肥高產高效。
    黑土區農田土壤節肢動物群落與土壤理化性質的關系
    盧萍, 徐演鵬, 譚飛, 楊忠岐, 林英華
    中國農業科學. 2013, 46(9):  1848-1856.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.012
    摘要 ( 506 )   PDF (660KB) ( 659 )   收藏
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    【目的】分析外源性碳、氮干擾下農田土壤動物群落特征和土壤主要性質之間的相互關系,探索外源性碳、氮轉化與土壤動物相互作用。【方法】2011年5—9月,采用手揀法、改良干漏斗法(Modified Tullgren)和濕漏斗法(Baermann)對吉林黑土區不同外源碳、氮干擾處理小區,即0.5倍、1.0倍、1.5倍和2.0倍(C0.5、C1.0、C2.0、N0.5、N1.0、N1.5、N2.0)和對照小區(不施肥,CK)土壤節肢動物群落進行調查,并對土壤主要性質進行分析。【結果】研究時段,共收集到農田土壤節肢動物70 485頭(未知111頭),隸屬8綱20目3亞目87科(總科)。農田土壤節肢動物個體數、類群數、群落多樣性受采樣時間與外源碳、氮干擾影響顯著(P<0.01)。與對照小區(CK)相比,施入外源碳增加了土壤有機碳與全氮含量、土壤C/N值以及土壤節肢動物個體數、類群數與多樣性,但施入外源氮僅使土壤全氮含量和土壤中小型節肢動物的個體數增加。土壤節肢動物個體數與類群數分別與研究區域土壤溫度、土壤濕度、土壤有機碳以及土壤呼吸強度存在顯著的相關關系。等節蟲兆科和長足虻科與土壤溫度和土壤全氮含量呈正相關性;中氣門亞目、甲螨亞目和棘蟲兆科與土壤有機碳和土壤呼吸強度呈正相關性。冗余分析顯示,土壤溫度、土壤濕度以及土壤C/N對黑土區農田節肢動物主要類群作用最顯著,農田土壤節肢動物主要類群較好的解釋了土壤主要理化性質的變化。【結論】農田土壤節肢動物群落組成與多樣性與采樣時間、干擾種類相關,并受土壤溫度、土壤濕度和土壤C/N影響;農田土壤節肢動物是反映土壤主要性質變化的敏感指示物。
    園藝
    蘋果NADP依賴的蘋果酸酶基因克隆、序列和表達分析
    董慶龍, 王海榮, 安淼, 余賢美, 王長君
    中國農業科學. 2013, 46(9):  1857-1866.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.013
    摘要 ( 614 )   PDF (1198KB) ( 688 )   收藏
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    【目的】克隆蘋果(Malus×domestica B.)中蘋果酸代謝的關鍵酶基因MdNADP-ME,進行序列特征分析,研究MdNADP-ME在蘋果中組織表達的情況。【方法】利用RT-PCR技術獲得蘋果MdNADP-ME1,2,3全長的cDNA序列。對該序列進行生物信息學分析,采用熒光實時定量PCR技術研究MdNADP-ME1,2,3的組織表達。【結果】測序結果顯示,獲得的3個NADP-蘋果酸酶基因(MdNADP-ME1、MdNADP-ME2 和 MdNADP-ME3; GenBank 登錄號為JX971883、JX971884和JX971885),其ORF分別為1 512、1 782和1 926 bp,推測其分別編碼503、593和641個氨基酸的多肽。氨基酸序列和結構分析顯示,這3個基因均含有5個保守的氨基酸區域(motif I-V),含有2個功能結構域:malic和NAD_bind_1_malic_enz。進化樹分析結果顯示,MdNADP-ME1 和MdNADP-ME2屬于雙子葉植物細胞質NADP-ME型,MdNADP-ME3屬于雙子葉植物質體NADP-ME型。熒光實時定量PCR結果表明,MdNADP-ME1-3在被檢測的組織中均有表達,但表達差異明顯。【結論】MdNADP-ME1-3屬于植物NADP-ME家族,結構高度保守,并且在蘋果的不同組織中有不同表達模式。
    土壤肥料·節水灌溉·農業生態環境
    不同樹形矮化自根砧蘋果的冠內光照及其生長和產量比較
    董然然, 安貴陽, 趙政陽, 梅立新, 李敏敏
    中國農業科學. 2013, 46(9):  1867-1873.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.014
    摘要 ( 561 )   PDF (619KB) ( 590 )   收藏
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    【目的】研究矮化自根砧蘋果2種砧木、6種樹形的冠層內相對光照強度分布以及生長結果表現,明確西北黃土高原地區蘋果矮化自根砧栽培的適宜樹形。【方法】以富士蘋果為試材,應用TES-1332A數字式照度計等儀器,觀測矮化自根砧蘋果2種砧木、6種樹形的樹體結構、冠層內相對光照強度、葉片營養、果實產量和品質等指標。【結果】4種紡錘形比V形和Y形的樹體生長勢強。高紡錘形/M26樹冠內相對光照強度>30%的占79.6%,光截獲能力強,枝量多,早期產量最高;V形樹冠內相對光照強度僅次于Y形,早期產量僅次于高紡錘形;Y形/M26樹冠內相對光照強度>30%的占91.8%,雖然光照條件較好,但枝量小、產量低。改良紡錘形、細長紡錘形、Y形和V形單果重較大,其次為高紡錘形,自由紡錘形單果重最小。V形、Y形的果皮色澤飽和度和可溶性糖含量顯著高于其它樹形。【結論】高紡錘形/M26的早期產量最高,V形產量僅次于高紡錘形,產量上升潛力大;V形和Y形的品質較好。
    園藝
    SH6矮化中間砧富士蘋果幼樹至結果初期樹冠結構、產量和品質的形成
    張強, 魏欽平, 劉松忠, 王小偉, 尚志華, 路瑾瑾
    中國農業科學. 2013, 46(9):  1874-1880.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.015
    摘要 ( 531 )   PDF (570KB) ( 577 )   收藏
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    【目的】研究高紡錘形SH6矮化中間砧富士蘋果幼樹至結果初期樹體結構和產量的形成動態,為蘋果矮砧樹整形修剪和早果優質高效生產提供理論和應用依據。【方法】以2005年春季栽植的矮化中間砧富士(宮藤富士/SH6/八棱海棠)蘋果為試材,2006—2011年連續6年調查樹體生長、枝類組成和果實產量品質的變化。【結果】4年生前,樹體高度和干周粗度增加迅速,第4年樹高和覆蓋率分別為3.05 m和33.64%;第2—7年間總枝量隨樹齡的增長而增加,4年和6年生平均枝條總量分別為26.54×104條/hm2和45.74×104條/hm2;優質短枝以種植后第3和4年間增加最多,隨著樹齡的增長和結果,不同類型枝條的數量發生變化,30 cm以上的長枝數量逐漸減少;優質短枝比例第2—4年間隨樹齡增長而增加,第4年后其比例穩定在30%以上,而30—60 cm長枝的比例降至10%以下;種植后第3年結果,第4—6年的產量分別為10.8、22.9 和39.6 t•hm-2;第7年時樹冠果實平均單果質量為299.79 g,著色面積達97.56%,可溶性固形物含量為14.60%。【結論】4年生前樹冠總枝量少、覆蓋率低是導致早期產量低的主要因素;通過增加栽植密度和改進修剪方法(多留枝)等使第4年的樹體高度達到3 m以上、覆蓋率60%、總枝量50×104—80×104條/hm2、優質短枝比例穩定在30%—35%,大于30 cm的長枝比例為5%—10%是高紡錘形矮砧富士蘋果早果優質豐產的關鍵技術措施。
    菊花翻譯起始因子4E基因的克隆、 表達分析及其互作蛋白的篩選
    樓望淮, 安娟, 宋愛萍, 陳素梅, 蔣甲福, 陳發棣, 房偉民, 管志勇
    中國農業科學. 2013, 46(9):  1881-1891.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.016
    摘要 ( 375 )   PDF (1098KB) ( 798 )   收藏
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    【目的】為了研究翻譯起始因子4E在菊花中的表達特性及功能,克隆菊花翻譯起始因子4E(CmeIF4E)基因,分析其表達特性并初步篩選得到菊花CmeIF4E的互作蛋白。【方法】根據已報道植物的eIF4E序列設計引物,采用RT-PCR和RACE技術克隆菊花eIF4E基因,熒光定量PCR及亞細胞定位分析菊花CmeIF4E的表達特性,并用酵母雙雜交系統篩選其互作蛋白。【結果】克隆獲得菊花eIF4E基因全長914 bp,其開放閱讀框(ORF)654 bp,編碼1條包含218個氨基酸殘基的多肽,將該基因名為CmeIF4E,GenBank登錄號為JQ904591。氨基酸序列比對和系統進化分析表明,菊花CmeIF4E與已報道的萵苣的同源基因親緣關系最近,該結果與植物分類學相符。熒光定量PCR分析結果顯示,CmeIF4E基因在切花菊‘神馬’各個器官中均有表達,幼嫩的根中表達量最高,其次是葉片,而莖中表達量最低。亞細胞定位分析發現,CmeIF4E在細胞的核、質、膜上都有表達。篩選得到菊花CmeIF4E互作蛋白,其中包括蛋白翻譯和翻譯后修飾、光合作用、抗逆和防御等相關蛋白。【結論】CmeIF4E在菊花組織中為組成型表達,亞細胞定位顯示其在細胞核、細胞質、細胞膜上都有表達。候選蛋白分析驗證了CmeIF4E在翻譯起始中的作用,還推測其可能與光合系統、植物的抗逆防御相關,結果為進一步研究該蛋白在菊花中的作用提供了重要依據。
    貯藏·保鮮·加工
    十種柚類及柚雜種果實中類黃酮含量的超高效液相色譜分析
    方波, 趙其陽, 席萬鵬, 周志欽, 焦必寧
    中國農業科學. 2013, 46(9):  1892-1902.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.017
    摘要 ( 552 )   PDF (1108KB) ( 553 )   收藏
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    【目的】利用超高效液相色譜法同時檢測10種柚及柚雜種果實中11種類黃酮含量,測定分析各品種果實類黃酮的種類及其含量變化規律。【方法】超高效液相色譜法,色譜柱:ACQUITY UPLC BEH C18 分析柱(2.1 mm×100 mm,1.7 μm);流動相:0.1%乙酸水溶液(A)和甲醇(B),采用梯度洗脫,洗脫程序為:(1) 0—5 min,90%—80% A;(2)5—10 min,80%—30% A;(3)10—15 min,30%—20% A;(4)15—16 min,20%—90% A;柱溫:35℃;流速:0.3 mL•min-1。【結果】類黃酮組分及含量與柑橘的遺傳基因型有關,柚果實中類黃酮以柚皮苷為主,葡萄柚果實中以柚皮苷和新橙皮苷為主。柚皮苷在瑞紅中含量最高(果皮:27.5 mg•g-1 DW,果肉:2.73 mg•g-1 DW),新橙皮苷在雞尾中含量最高(果皮:14.93 mg•g-1 DW,果肉:0.70 mg•g-1 DW)。雜種后代類黃酮累積受其親本影響。【結論】超高效液相色譜法是一種定性定量柑橘果實類黃酮的有效方法,柚果實中類黃酮含量豐富且各種類之間組分含量差異顯著。
    畜牧·資源昆蟲
    精子與慢病毒共孵育條件的優化以及轉基因豬的制備
    蔡偉光, 習欠云, 肖敏, 關立增, 孟繁明, 束剛, 朱曉彤, 江青艷, 吳珍芳, 張永亮
    中國農業科學. 2013, 46(9):  1903-1914.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.018
    摘要 ( 597 )   PDF (692KB) ( 447 )   收藏
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    【目的】探索慢病毒與精子共孵育的方法,并制備轉基因豬。【方法】采用正交試驗分析精子密度、病毒量、精子與慢病毒共孵育時間、精子與慢病毒共孵育溫度對精子活力的影響,采用PCR和Southern blotting檢測轉基因。【結果】①優化慢病毒與精子共孵育條件為:100 µL慢病毒原液(5×105cfu)與1.0×107個/mL精子在17℃下孵育30 min;②與病毒孵育后的精子(109個/mL)給母豬人工授精時,經PCR檢測49頭仔豬中有14頭呈陽性;③Southern blotting結果表明,8頭PCR陽性仔豬中,4頭融合了外源基因。【結論】優化了精子與慢病毒共孵育的條件(100 µL慢病毒原液(5×105cfu)與1.0×107個/mL精子在17℃下孵育30 min),成功制備了轉基因豬,并檢測有外源基因的融合。
    貴州山羊品種RERG基因多態性與生長性狀的相關性
    陳志, 羅衛星, 劉若余, 蔡惠芬, 承杰, 宋桃偉, 張依裕
    中國農業科學. 2013, 46(9):  1915-1922.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.019
    摘要 ( 440 )   PDF (637KB) ( 516 )   收藏
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    【目的】研究貴州地方山羊品種黔北麻羊、貴州白山羊和貴州黑山羊ras-related and estrogen- regulated growth inhibitor(RERG)基因第2、3和4外顯子的多態性及其與生長性狀的相關性。【方法】本試驗通過PCR-SSCP技術和直接測序法,對3個品種外顯子SNPs位點進行檢測,利用一般線性模型分析其與生長性狀的關聯性。【結果】3個供試群體中在第4外顯子上都檢測到4個SNPs位點,即56 bp(C/G)、826 bp(A/G)、1 434 bp(T/C)和1 798 bp(A/T)。最小二乘法分析結果表明,AA型和BB型的體重對AB型達到差異極顯著水平(P<0.01),CC型和DD型的體重對CD型達到差異顯著水平(P<0.05),EE型和FF型的體重對EF型達到差異極顯著水平(P<0.01)、1 798 bp(A/T)位點各基因型間差異不顯著。【結論】RERG基因的56 bp(C/G)、826 bp(A/G)和1 434 bp(T/C)多態性位點可作為生長性狀的候選分子標記。
    中國超細毛羊(甘肅型)胎兒皮膚毛囊發育及其形態結構
    吳瑜瑜, 岳耀敬, 郭婷婷, 王天翔, 郭健, 李桂英, 韓吉龍, 楊敏, 劉建斌, 孫曉萍, 李范文, 何玉琴, 楊博輝
    中國農業科學. 2013, 46(9):  1923-1931.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.020
    摘要 ( 480 )   PDF (732KB) ( 474 )   收藏
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    【目的】探究中國超細毛羊(甘肅型)毛囊的組織結構與毛囊形態發生過程,為超細毛羊毛囊發育的分子調控機制研究奠定組織學基礎。【方法】采用冰凍組織切片技術制作橫切、縱切切片,在顯微鏡下觀測照相。【結果】中國超細毛羊(甘肅型)毛囊結構包括連接組織鞘、外根鞘、內根鞘、毛干和毛球部。在胎齡87 d時初級毛囊發生形成毛芽,在初級毛囊基底部可見次級毛囊的囊泡結構。胎齡102 d時次級毛囊開始再分化。到胎齡138 d時,初級毛囊基本發育成熟。胎齡87—147 d,初級毛囊密度隨胎齡增長逐漸降低,次級毛囊密度隨胎齡增長逐漸升高,在胎齡102—117 d時次級毛囊增長迅速,在胎齡117 d時達到最大值(232.8±12.44)個/mm2,胎齡126 d時次級毛囊/初級毛囊比值達到最大值9.96。【結論】在胎齡84 d時初級毛囊開始發生,胎齡87 d時次級毛囊開始發生,胎齡102 d時在原始次級毛囊頸部隆突部開始再分化出再分化次級毛囊,胎齡108 d時原始次級毛囊大量再分化,胎齡 138 d時大部分初級毛囊和部分次級毛囊發育成熟;次級毛囊再分化是影響毛囊密度的最主要因素,它能有效地增加毛囊密度,提高羊毛細度。
    獸醫
    細胞型朊蛋白在BV2小神經膠質細胞體外激活中的作用
    付永瑤, 師福山, 王繼宏, 楊利峰, 周向梅, 尹曉敏, 趙德明
    中國農業科學. 2013, 46(9):  1932-1938.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.021
    摘要 ( 271 )   PDF (557KB) ( 573 )   收藏
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    【目的】研究細胞型朊蛋白對小神經膠質細胞不同激活方式的影響。【方法】用IFN-γ、IL-4和IL-10分別刺激BV2細胞,RT-PCR方法檢測PrPC的mRNA表達量。SiRNA干擾將PrPC沉默,用上述因子刺激細胞,用RT-PCR和Western-blot檢測相關參數。【結果】用IFN-γ、IL-4和IL-10分別刺激小神經膠質細胞后可導致PrPC的mRNA表達量下降;PrPC沉默后的小神經膠質細胞對IFN-γ刺激的反應應答減弱;PrPC沉默可以顯著地改變由IL-4誘導的神經膠質細胞的激活表型;但是對IL-10誘導的小神經膠質細胞激活卻沒有影響。【結論】PrPC既能影響小神經膠質細胞從靜止狀態到激活狀態的轉換,也在小神經膠質細胞的經典激活和替代激活途徑中發揮調節作用。
    Ghrelin和GHS-R1a mRNA在牛卵母細胞體外成熟過程中的表達
    米焱, 張伶俐, 李海軍, 杜晨光, 曹貴方
    中國農業科學. 2013, 46(9):  1939-1945.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.022
    摘要 ( 484 )   PDF (597KB) ( 459 )   收藏
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    【目的】探討Ghrelin和GHS-R1a mRNA在牛卵母細胞體外成熟過程中的表達及二者表達與FSH之間的關系。【方法】 利用實時定量RT-PCR技術檢測體外成熟進程中牛卵母細胞Ghrelin和GHS-R1a mRNA水平表達變化,觀察不同濃度FSH對Ghrelin和GHS-R1a mRNA表達的作用以及FSH與FSH受體抑制劑的組合對Ghrelin和GHS-R1a基因表達的影響。【結果】 實時定量RT-PCR結果揭示牛卵母細胞Ghrelin和GHS-R1a mRNA的相對表達量隨著成熟過程的延長而呈現一定變化規律,即Ghrelin和GHS-R1a mRNA在卵母細胞體外成熟過程中從8 h開始顯著下降并持續此低表達水平到24 h;不同濃度FSH 顯著抑制卵母細胞Ghrelin及GHS-R1a mRNA的表達,而FSH 受體抑制劑明顯減弱FSH的抑制作用而促進二者表達。【結論】Ghrelin和GHS-R1a mRNA在卵母細胞體外成熟過程中的表達可能隨著培養液中FSH升高而降低。
    研究簡報
    陸地棉trihelix轉錄因子基因響應非生物脅迫表達譜分析
    李月, 孫杰, 謝宗銘, 李全勝, 司愛君, 陳受宜
    中國農業科學. 2013, 46(9):  1946-1955.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.023
    摘要 ( 393 )   PDF (869KB) ( 627 )   收藏
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    【目的】對陸地棉trihelix轉錄因子基因在多種脅迫下的應答表達模式進行研究分析,為棉花抗逆相關基因克隆及闡明棉花抗逆分子機制奠定基礎。【方法】根據已知24個trihelix轉錄因子EST序列設計引物,通過RT-PCR和qRT-PCR的方法分析棉花(Gossypium hirsutum L.)GhGT在高鹽(200 mmol.L-1NaCl)、干旱、低溫(4℃)等非生物脅迫和外源激素ABA(100 μmol.L-1)處理下的表達模式。【結果】12個基因響應高鹽和干旱脅迫應答,7個基因響應冷脅迫應答,應答ABA處理的基因9個。此外,有3個基因(GhGT2、GhGT18和GhGT23)在4種處理下均有應答。【結論】GhGTs在陸地棉的非生物脅迫適應過程中可能具有重要的作用。
    白蠟吉丁嚙小蜂觸角感覺器的掃描電鏡觀察
    高宇, 王志英, 趙紅盈, 劉欣
    中國農業科學. 2013, 46(9):  1956-1964.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.09.024
    摘要 ( 505 )   PDF (888KB) ( 481 )   收藏
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    【目的】明確白蠟窄吉丁(Agrilus planipennis)的優勢寄生性天敵—白蠟吉丁嚙小蜂(Tetrastichus planipennisi)(膜翅目:姬小蜂科)觸角及感覺器的外部形態特點。【方法】對白蠟吉丁嚙小蜂觸角的形態特征、感覺器的類型、形態、數量和分布特點進行掃描電鏡觀察,并對雌、雄蜂觸角感覺器進行性別間差異比較。【結果】白蠟吉丁嚙小蜂觸角呈膝狀,由柄節、梗節和鞭節組成,雌蜂鞭節有5亞節,雄蜂鞭節有4亞節。觸角上著生有板形感器(Ⅰ型和Ⅱ型)、毛形感器(Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型)、指形感器、刺形感器、錐形乳頭狀感器和Böhm氏鬃毛,其中,板形感器Ⅰ型僅分布于雄蜂棒節,雌蜂未見分布,毛形感器Ⅱ型和Ⅲ型僅分布于雌蜂觸角,雄蜂未見分布,雌蜂的毛形感器總數量顯著多于雄蜂。【結論】白蠟吉丁嚙小蜂觸角呈膝狀,共有6種類型感器,雌、雄蜂的感器類型、數量和分布規律存在差異,具有明顯的性二型現象。
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