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當期目錄

    2013年 第46卷 第11期 刊出日期:2013-06-01
      
    作物遺傳育種·種質資源·分子遺傳學
    糯小麥與其它作物淀粉特性的比較研究
    張曉, 高德榮, 呂國鋒, 吳宏亞, 張伯橋, 李曼
    中國農業科學. 2013, 46(11):  2183-2190.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.001
    摘要 ( 576 )   PDF (610KB) ( 905 )   收藏
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    【目的】闡明糯小麥與其它作物的淀粉理化特性差異,分析糯小麥淀粉在食品工業中的應用前景。【方法】以淀粉廠批量生產的糯小麥淀粉及市售食品級馬鈴薯、木薯、糯玉米、紅薯、普通小麥、普通玉米作物淀粉為材料,比較研究直鏈淀粉含量、膨脹勢、淀粉色澤、透光率、快速黏度測定儀(RVA)測定的淀粉糊化特性、差示掃描量熱儀(DSC)測定的熱力學特性及凍融析水率。【結果】糯小麥和糯玉米直鏈淀粉含量均小于1%,其它作物淀粉直鏈淀粉含量在22%—27%;糯小麥淀粉透光率與紅薯淀粉差異不顯著,顯著低于馬鈴薯、木薯和糯玉米淀粉,顯著高于小麥和玉米淀粉;糯小麥淀粉膨脹勢和峰值黏度與糯玉米、紅薯淀粉無顯著差異,顯著低于馬鈴薯、木薯淀粉,顯著高于小麥和玉米淀粉;糯小麥淀粉糊化溫度(RVA測定)、起始溫度(DSC測定)顯著低于其它作物淀粉;糯小麥淀粉回生值與糯玉米無顯著差異,顯著低于其余幾種作物淀粉;糯小麥淀粉凍融析水率最低,顯著低于其它作物淀粉。【結論】糯小麥淀粉與常用作物淀粉的多數理化特性存在顯著差異。綜合比較,糯小麥淀粉糊化溫度(RVA測定)低、起始溫度(DSC測定)低、回生老化程度小、凍融穩定性好,優于其它作物淀粉,對于改善速溶、快餐、冷凍食品品質及延長食品貨架期有顯著優勢。
    逆境誘導基因GsSNARE1的耐逆功能分析
    孫明哲, 孫曉麗, 于清悅, 紀巍, 才華, 朱延明
    中國農業科學. 2013, 46(11):  2191-2200.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.002
    摘要 ( 560 )   PDF (625KB) ( 774 )   收藏
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    【目的】分離GsSNARE1,并分析其耐逆功能,為深入研究GsSNARE1功能及分子機制奠定基礎。【方法】以耐鹽野生大豆G50109為材料,利用酵母雙雜交驗證GsSNARE1與GsCBRLK的互作關系,通過real-time PCR分析干旱和鹽處理后GsSNARE1的表達特性,對GsSNARE1進行原核表達,分析GsSNARE1抗鹽旱功能。【結果】獲得與GsCBRLK互作的GsSNARE1,同源克隆其全長CDS,并在酵母體內驗證了二者的相互作用;Real-time PCR分析表明GsSNARE1受鹽、干旱脅迫誘導,經PLACE分析,發現其啟動子中含有多個逆境脅迫相關的順式作用元件;GsSNARE1在植物不同組織中均表達;GsSNARE1的表達降低了重組菌對鹽、干旱脅迫的耐性。【結論】驗證了GsSNARE1與GsCBRLK的互作關系,GsSNARE1在不同組織中均表達,且受鹽、干旱脅迫誘導,GsSNARE1的表達降低了重組菌耐鹽、耐旱能力。
    耕作栽培·生理生化·農業信息技術
    2001—2009年中國北部冬小麥生育期和產量變化
    高輝明, 張正斌, 徐萍, 楊引福, 衛云宗, 劉新月
    中國農業科學. 2013, 46(11):  2201-2210.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.003
    摘要 ( 541 )   PDF (689KB) ( 1167 )   收藏
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    【目的】研究中國北部冬麥區水地組小麥品種農藝性狀適應氣候變暖的變化規律,為小麥品種改良提供理論依據和指導方法。【方法】利用2001—2009年國家冬小麥區域試驗北部冬麥區水地組對照品種的農藝性狀和該地區相關氣象資料,研究對照品種農藝性狀變化規律,并進行農藝性狀和氣象要素的相關分析。【結果】對照品種出苗日期和成熟日期逐漸推遲;生育期逐漸縮短,且與年平均溫度和生育期≥0℃積溫呈負相關;生殖生長階段隨著相應期間≥0℃積溫的增加而延長;隨著氣候變暖,千粒重和每公頃產量呈增加趨勢。農藝性狀相關分析表明,千粒重與每公頃產量呈極顯著正相關,生殖生長階段與每公頃產量呈較強正相關;多元線性回歸分析表明,株高和千粒重2 性狀決定了產量變異的95.7%。【結論】氣候變暖對北部冬麥區冬小麥生長發育有較強的影響,選育生育期較短,但生殖生長階段較長,千粒重大的高產品種是北部冬麥區未來適應氣候變暖的品種改良方向。
    冬小麥根系形態性狀及分布
    邱新強, 高陽, 黃玲, 李新強, 孫景生, 段愛旺
    中國農業科學. 2013, 46(11):  2211-2219.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.004
    摘要 ( 493 )   PDF (778KB) ( 947 )   收藏
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    【目的】了解冬小麥根系形態的動態分布規律,為優化根系構型、提高小麥產量潛力提供參考。【方法】本研究借助于微根管技術,對冬小麥根系生長至消亡過程中的根長密度、根尖數、表面積、直徑和以根長為基礎的根系生長速率進了原位監測。【結果】冬小麥根系的根長密度和根尖數均在拔節期達到最大值,根表面積和直徑在抽穗前達到最大值;收獲1周后,其根長密度、表面積和根尖數開始大幅降低;10—40 cm土層根系的平均直徑較大,根長密度的最大值出現在30—40 cm土層;冬小麥絕大多數根系的直徑(RD)小于0.5 mm,0.1 mm<RD≤0.25 mm區間的根長密度是其它區間之和的1.3—2.1倍;返青至拔節前期,0—40 cm土層的根系增長速率最為顯著,拔節中后期40—80 cm土層則顯著增大。【結論】返青至抽穗期冬小麥的根系生長最旺盛,其生長重心也逐漸下移,收獲后死亡節律滯后。深層根系的直徑較小,0.1 mm<RD≤0.25 mm區間的細根是冬小麥根系的主要組成部分。
    基于個體優勢遺傳算法的水稻生育期模型參數優化
    莊嘉祥, 姜海燕, 劉蕾蕾, 王芳芳, 湯亮, 朱艷, 曹衛星
    中國農業科學. 2013, 46(11):  2220-2231.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.005
    摘要 ( 435 )   PDF (690KB) ( 638 )   收藏
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    【目的】快速并準確估算作物生育期模型參數。【方法】本文提出了一種新的改進型遺傳算法——個體優勢遺傳算法(individual advantages genetic algorithm,IAGA),并應用于水稻生育期模型參數估算。在遺傳算法的基礎上引入個體優勢算子,并改進了變異算子及種群更新策略。以完全嵌入方式耦合RiceGrow和ORYZA2000水稻生育期模型,實現了模型參數的自動率定。利用汕優63等5個水稻品種在徐州、高要等地的多年田間試驗資料,對IAGA算法的有效性進行對比試驗。【結果】(1)試驗驗證結果的RMSE<3.05 d,NRMSE<3.19%,MDA<2.41 d,R2>0.9885,表明利用IAGA獲得的模型參數準確性較高。(2)調參的實測數據量大小對調參結果影響不大。由3年數據增加到6年數據,試驗擬合結果最大NRMSE值由2.58%增大到3.08%,增加了0.5%。選擇隔年并包含全生育期天數最大值與最小值的調參數據,可以獲得較準確的模型參數值。(3)IAGA與復合形混合演化算法、遺傳模擬退火算法以及標準粒子群算法相比,可獲得更準確的模型參數值。【結論】IAGA算法可以實現水稻生育期模型參數的自動率定,為作物生長模型參數的快速準確估算提供了一種有效新方法。
    植物保護
    枯草芽胞桿菌Bs916突變體庫的構建和抑制水稻 細菌性條斑病菌相關基因的克隆
    周華飛, 羅楚平, 王曉宇, 張榮勝, 陳志誼
    中國農業科學. 2013, 46(11):  2232-2239.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.006
    摘要 ( 570 )   PDF (628KB) ( 698 )   收藏
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    【目的】采用轉座子標簽技術構建枯草芽胞桿菌Bs916突變體庫,從突變體庫中篩選對水稻細菌性條斑病菌抑菌效果發生顯著變化的菌株并克隆插入位點的基因,獲得生防菌Bs916中與抑制細菌活性可能相關的基因。【方法】攜帶轉座子TnYLB-1的穿梭載體pMarA通過化學轉化方法轉化至枯草芽胞桿菌Bs916菌株,構建隨機插入突變體庫。通過平板抑菌試驗從突變體庫中篩選對水稻細菌性條斑病菌抑菌效果得到顯著提高和下降的突變體;并采用PCR和Southern Blot驗證轉座子是否成功插入到Bs916染色體基因組上,利用反向PCR技術克隆轉座子插入位點基因、測序并進行生物信息學分析。【結果】成功構建了枯草芽胞桿菌Bs916的轉座子隨機插入的突變體庫;PCR和Southern Blot結果表明轉座子成功的插入到染色體基因組上,約85%突變體以單拷貝形式插入;篩選出30株對水稻細菌性條斑病菌抑制效果發生顯著變化的菌株,克隆到21個突變體插入位點的基因序列并測序。生物信息學分析結果表明這些基因與感受態形成、生物膜形成和次生產物代謝相關。【結論】成功構建了Bs916突變體庫,克隆到該庫中對水稻細菌性條斑病菌抑菌效果顯著變化菌株的突變位點基因,這些基因推測可能與枯草芽胞桿菌Bs916中的抑制細菌化合物的合成代謝及調控相關。
    降解菌DDS-1產3-AC-DON氧化酶的酶學特性
    徐劍宏, 潘艷梅, 胡曉丹, 祭芳, 殷憲超, 史建榮
    中國農業科學. 2013, 46(11):  2240-2248.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.007
    摘要 ( 526 )   PDF (545KB) ( 525 )   收藏
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    【目的】研究脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)降解菌Devosia sp. DDS-1產生的3-AC-DON氧化酶的酶學特性,掌握DDS-1降解3-AC-DON到3-酮基-DON特性,為該酶的開發應用奠定理論基礎。【方法】LG培養基培養DON毒素降解菌Devosia sp. DDS-1后,用PBS離心洗滌菌體后采用超聲波破碎,用硫酸銨沉淀菌體破碎液獲得粗酶液;然后在不同的酶反應體系中檢測3-AC-DON氧化酶的酶活性。【結果】降解菌DDS-1產生3-AC-DON氧化酶的最適條件為:pH 7.0、25℃、培養36 h;該酶酶反應的最適溫度為35℃,最適反應pH為7.0;該酶在20—40℃,pH 5.0—9.0的范圍內能保持80%以上的酶活性;大多數金屬離子在濃度為0.2—2 mmol•L-1對3-AC-DON氧化酶有促進作用;乙二胺四乙酸(EDTA)對該酶活性有抑制作用;酶的定域試驗結果顯示該酶為胞內酶;DDS-1產生的粗酶液能很好地降解小麥中的DON、3-AC-DON毒素。【結論】Devosia sp. DDS-1產生的3-AC-DON氧化酶的酶學特性研究表明,DDS-1產生的3-AC-DON氧化酶具有較好的溫度和酸堿穩定性,該酶反應需要金屬離子作為輔因子。
    土壤肥料·節水灌溉·農業生態環境
    保護性耕作對太行山前平原土壤熱水解和酸解有機碳的影響
    杜章留, 任圖生, 胡春勝
    中國農業科學. 2013, 46(11):  2249-2256.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.008
    摘要 ( 457 )   PDF (530KB) ( 538 )   收藏
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    【目的】研究傳統耕作轉為保護性耕作后土壤熱水解碳(HWC)和酸解碳(AHC)的分布和積累特征。【方法】2001年在河北欒城設置翻耕+玉米秸稈不還田(CK)、翻耕+玉米秸稈粉碎還田(CT)、旋耕+玉米秸稈粉碎還田(RT)和免耕玉米秸稈直立還田(NT)4個處理。2007年小麥收獲后,采集0—5 cm、5—10 cm、10—20 cm和20—30 cm土層樣品,測定熱水解有機碳(HWC,80℃水浴下提取24 h)和酸解有機碳(AHC,6 mol•L-1 HCl,105℃下提取4 h)的濃度,分析兩種活性碳的層化比率值(SR),并基于等效質量碳庫儲量計算方法,比較了不同耕作處理對土壤活性碳分布和儲量的影響。【結果】連續6年保護性耕作后,HWC和AHC在土壤表層積累,具有較高的層化比率值。在0—10 cm土層,保護性耕作(RT和NT)系統HWC的SR值(1.68—1.98)顯著高于傳統翻耕(CK和CT)處理(1.30—1.50),保護性耕作下AHC的SR值(1.62—1.83)亦高于傳統翻耕(1.12—1.63)。與傳統翻耕CT相比,保護性耕作系統0—30 cm剖面的HWC儲量無顯著變化,但免耕顯著增加了AHC的儲量。【結論】在太行山前平原地區,保護性耕作導致土壤剖面中HWC和AHC在表層積累,呈現高度層化特征,可能會潛在影響土壤質量和農田固碳速率。
    免耕條件下不同秸稈覆蓋量的土壤有機碳紅外光譜特征
    彭義, 解宏圖, 李軍, 董智, 白震, 王貴滿, 陳智文, 張旭東
    中國農業科學. 2013, 46(11):  2257-2264.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.009
    摘要 ( 458 )   PDF (668KB) ( 987 )   收藏
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    【目的】研究不同秸稈覆蓋量免耕條件下不同剖面深度土壤的紅外光譜特征,探討免耕對土壤有機碳組成的影響及秸稈來源土壤有機碳在不同土層的分布特征。【方法】以吉林省梨樹縣黑土秸稈覆蓋免耕長期定位試驗區不同層次土壤為研究對象,對比分析無秸稈覆蓋(CK)、33%秸稈覆蓋、67%秸稈覆蓋、100%秸稈覆蓋4種處理土壤紅外光譜特征。【結果】連續5年秸稈覆蓋免耕種植后的土壤,紅外光譜吸光值隨著剖面層次的加深而降低;差減土壤礦物光譜后的譜圖表明:0—5 cm土層土壤紅外基團吸收明顯增加,芳香碳、脂肪碳、烷基碳較之下層土壤具有明顯的吸收峰。【結論】秸稈覆蓋有利于有機碳在表層的累積,顯著增加秸稈來源的芳香碳、脂肪碳及烷基碳含量。
    免耕條件下不同秸稈覆蓋量對土壤木質素含量的影響
    李軍, 李正霄, 解宏圖, 董智, 白震, 王貴滿, 陳智文, 張旭東
    中國農業科學. 2013, 46(11):  2265-2270.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.010
    摘要 ( 442 )   PDF (500KB) ( 624 )   收藏
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    【目的】研究不同秸稈覆蓋量免耕對土壤木質素(VSC)含量的影響,探討免耕作對土壤有機碳截獲和平衡的影響過程和機制。【方法】以吉林省梨樹縣黑土免耕作長期定位試驗田的表層土壤為研究對象,對比分析無秸稈覆蓋、33%秸稈覆蓋、67%秸稈覆蓋、100%秸稈覆蓋4種處理土壤中木質素的變化特征。【結果】與無覆蓋相比,經過4年連續秸稈覆蓋后,木質素在土壤表層聚集,隨著土壤深度的增加,木質素含量逐漸減少;隨著覆蓋量的增多,0—2 cm土層中VSC含量逐步增大,100%覆蓋是無覆蓋處理的5.06倍; 5—20 cm土層中各處理間VSC含量差異并不顯著;木質素來源碳在有機碳中的相對比例隨著深度的增加而減少;與無覆蓋相比,秸稈覆蓋增加了木質素來源碳在有機碳中的相對比例;秸稈覆蓋后,木質素丁香基單體(S)與香草基單體(V)比值(S/V)以及肉桂基單體(C)與S單體比值(C/V)減少,S類和V類單體的酸醛比(Ac/Al)s 和(Ac/Al)v增大,表明秸稈還田不同程度降低了土壤有機質的氧化程度。【結論】秸稈覆蓋免耕條件下,植物來源木質素在土壤表層選擇性積累,延緩了木質素的氧化,增加了土壤有機碳的截獲量和穩定性。
    東北北部冷涼區免耕土壤的特性及作物效應
    張興義, 陳強, 陳淵, 劉爽, 李續峰, 李浩
    中國農業科學. 2013, 46(11):  2271-2277.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.011
    摘要 ( 471 )   PDF (655KB) ( 607 )   收藏
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    【目的】研究東北冷涼區免耕對土壤性狀、作物產量的影響及其水土保持作用。【方法】利用平地和坡地9年長期定位田間試驗,設置免耕和旋耕處理,系統監測土壤性狀和作物產量。【結果】與傳統旋耕相比,免耕下耕層土壤含水量提高3—5個百分點,110 cm土層儲水量增加;10 cm處土壤溫度降低2.1℃;0—15 cm土層有機質含量增加11%;土壤動物多樣性增加;地表徑流和土壤流失量分別減少90%和98%以上;玉米減產20%以上,大豆卻增產10%左右;免耕在坡地上的效果好于平地。【結論】免耕對退化黑土恢復和水土保持作用顯著,但冷涼區作物對免耕反應不同:大豆增產,玉米減產。因此,免耕適宜于大豆和坡耕地。
    保護性耕作對冬小麥-夏玉米農田氮肥氨揮發損失的影響
    董文旭, 胡春勝, 陳素英, 秦樹平, 張玉銘
    中國農業科學. 2013, 46(11):  2278-2284.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.012
    摘要 ( 515 )   PDF (522KB) ( 973 )   收藏
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    【目的】保護性耕作有利于水土保持和提高土壤有機碳庫,而對氮素氨揮發的影響并不是很清楚。研究長期定位試驗下華北農田施肥后氨揮發發生規律,探索保護性耕作條件下的氮素利用率。【方法】采用間歇動態箱式法對翻耕、旋耕和免耕3種耕作方式下冬小麥-夏玉米農田氨揮發通量及其影響因素進行比較研究。【結果】相對于翻耕和旋耕處理,免耕顯著促進了小麥季和玉米季地表追肥的氨揮發,但顯著降低了小麥基肥期的氨揮發速率。翻耕、旋耕和免耕下小麥-玉米全生育期氨揮發損失量為15.8、18.4和28.6 kg?hm-2?a-1,分別占施肥量的4.9%、5.7%和8.8%。實驗室培養分析表明,免耕和旋耕顯著提高了表層(0—5 cm)土壤脲酶活性,加速尿素水解為NH4+,從而促進氨揮發。【結論】免耕條件下,肥料表施易發生氨揮發,采用一次性深施是減少免耕氨揮發的有效途徑之一。
    園藝
    黃瓜脂氧合酶基因CsLOX2的克隆及表達分析
    陳巧, 陳書霞, 王聰穎, 郝麗寧, 孟煥文, 萬旭花, 申曉青, 程智慧
    中國農業科學. 2013, 46(11):  2285-2297.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.013
    摘要 ( 395 )   PDF (1862KB) ( 868 )   收藏
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    【目的】以華北型黃瓜種質26號為材料克隆黃瓜脂氧合酶基因CsLOX2的cDNA全長并分析其序列特征,在此基礎上研究該基因在果實發育進程中的表達模式、酶活性變化及相應的C6醛類物質含量,為研究脂氧合酶基因在黃瓜果實醛類香氣物質形成中的作用機制奠定基礎。【方法】以華北型黃瓜種質26號為材料,通過RT-PCR和RACE技術克隆黃瓜的脂氧合酶基因CsLOX2的cDNA全長并分析其生物信息學特征,對CsLOX2在果實發育進程中的表達模式進行Real-time PCR檢測,通過氣質聯用(GC-MS)技術測定相應的C6醛類香氣物質的含量并利用分光光度法測定LOX酶活性。【結果】華北型黃瓜種質26號的CsLOX2基因cDNA全長2 878 bp,ORF區為2 640 bp,編碼879個氨基酸,推導的蛋白質分子量為99.39 kD,等電點為6.28。通過氨基酸序列比對發現,該基因編碼的氨基酸序列具有脂氧合酶家族的3個重要特征區域及植物LOX中皆具有的6個高度保守的組氨酸,該序列與其它物種的脂氧合酶氨基酸序列具有較高的同源性。根據其N端序列特征推測CsLOX2屬于I類LOX,具有13-LOX活性。Real time-PCR分析結果表明,該基因在花后3 d表達量最高,此后下降,至花后15 d最低;脂氧合酶的活性自開花當天逐漸上升,至花后12 d達到最高,此后下降;C6醛類香氣含量在果實發育始期較高,隨果實發育進程逐漸下降,至花后12 d最低。【結論】利用RACE技術克隆了華北型黃瓜種質26號脂氧合酶基因CsLOX2的cDNA全長,序列分析表明該基因具有植物LOXs的特征結構域。CsLOX2基因表達高峰先于脂氧合酶活性高峰的出現,C6醛類香氣含量在果實發育始期較高,隨果實發育進程逐漸下降。該研究結果將為進一步探討脂氧合酶基因在黃瓜果實醛類香氣物質形成中的作用機制奠定基礎。
    外源ALA和Spd對低溫弱光下辣椒幼苗光合作用 及抗氧化系統的影響
    張帆, 郁繼華, 頡建明, 馮致, 張國斌, 李雯琳
    中國農業科學. 2013, 46(11):  2298-2306.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.014
    摘要 ( 464 )   PDF (617KB) ( 669 )   收藏
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    【目的】探討外源5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid, ALA)和亞精胺(Spd)對低溫弱光下辣椒幼苗葉片影響及相關生理機理。【方法】以辣椒幼苗為試材,利用人工氣候室模擬低溫(15℃/5℃)(晝/夜)弱光(20—30 μmol•m-2•s-1)逆境,通過葉面噴施0.5 mg•L-1 ALA和0.5 mmol•L-1 Spd,研究Spd 和ALA對辣椒耐低溫弱光的影響。【結果】ALA和Spd處理可減緩持續低溫弱光下辣椒幼苗光系統II(PSII)最大光化學效率(Fv/Fm)、PSII實際光化學效率(ΦPSII)、光化學猝滅系數qP和PSII反應中心光能捕獲效率(Fv'/Fm')的下降,同時顯著提高了辣椒幼苗葉片凈光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)和蒸騰速率(Tr),并且顯著提高了葉片超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)抗氧化酶活性,同時減緩辣椒幼苗MDA含量和細胞膜透性的持續增大。可溶性蛋白質和脯氨酸(Pro)含量與耐性呈正相關。【結論】ALA和Spd能夠提高低溫弱光下辣椒幼苗的耐冷性與激活了辣椒的防御系統及保護了細胞膜系統有關;同時通過提高植株SOD、POD和CAT活性來促進辣椒幼苗活性氧代謝,從而保護細胞光合性能。
    茶樹酯型兒茶素生物合成及水解途徑研究進展
    夏濤, 高麗萍, 劉亞軍, 王云生, 劉莉, 趙磊, 蔣曉嵐, 錢玉梅
    中國農業科學. 2013, 46(11):  2307-2320.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.015
    摘要 ( 448 )   PDF (784KB) ( 1430 )   收藏
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    茶樹酯型兒茶素對于茶葉加工產品品質的影響及人類健康的藥理功效均高于非酯型兒茶素。酯型兒茶素合成及水解途徑及分子調控機理,既是長期困擾茶業界的重點難題,也是富含原花青素(PAs)或縮合單寧(CAs)植物如葡萄、柿子的未解科學問題之一。作者在文中介紹了茶樹酯型兒茶素合成及水解途徑研究上取得的進展,兒茶素的沒食子酰基化過程與水解單寧合成具有相似性;沒食子酰基葡糖糖(βG)是它們合成的酰基供體,與葡萄糖基轉移酶(UGGT)和沒食子酰基轉移酶(ECGT) 等有關;在茶樹中酯型兒茶素很容易被水解酶(GCH)水解為沒食子酸和非酯型兒茶素。此外,還綜述了國際上有關flavan-3-ols的合成、聚合、糖苷化和甲基化研究進展。
    貯藏·保鮮·加工
    榛子粉溶解性和膨脹勢與其主要物質組成的關系
    殷賀中, 梁麗松, 王貴禧
    中國農業科學. 2013, 46(11):  2321-2329.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.016
    摘要 ( 464 )   PDF (706KB) ( 578 )   收藏
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    【目的】比較4個品種榛子粉溶解性和膨脹勢及其去皮處理后榛子粉溶解性和膨脹勢變化的差異,分析榛子粉主要物質組成與其溶解性和膨脹勢的關系,為榛子粉加工產品的研制提供理論依據。【方法】采用堿液浸泡法去除榛子種皮,索氏提取法脫去油脂制取榛子粉;采用離心法測定榛子粉溶解性和膨脹勢,凱氏定氮法測定蛋白質含量,考馬斯亮藍比色法測定可溶性蛋白質含量,蒽酮比色法測定淀粉和可溶性糖含量,重量法測定粗纖維和灰分含量,并分析物質組成與溶解性和膨脹勢的相關性。【結果】不同品種榛子粉溶解性和膨脹勢均存在顯著差異,溶解性從大到小依次為‘巴塞羅那’、‘遼榛3#’、‘平榛1#’和‘達維’,膨脹勢從大到小依次為‘巴塞羅那’、‘平榛1#’、‘達維’和‘遼榛3#’。溶解性隨溫度的升高呈先增加后降低的趨勢變化,不同溫度下溶解度差異顯著,70℃ 時達到峰值;膨脹勢在低于70℃ 時隨溫度的升高顯著增加,高于70℃時隨溫度的升高變化不明顯。品種間榛子粉主要物質組成含量差異顯著,溶解性與可溶性蛋白質、可溶性糖和淀粉含量顯著正相關,與灰分含量顯著負相關;膨脹勢與淀粉含量顯著正相關,與蛋白質含量顯著負相關。去皮處理對溶解性和膨脹勢的影響不顯著。【結論】各品種榛子粉的溶解性和膨脹勢隨溫度變化的趨勢基本一致,溫度對溶解性影響差異顯著,高于70℃ 時膨脹勢沒有明顯變化;可溶性蛋白質、可溶性糖和淀粉是影響榛子粉溶解性的主要因子,而膨脹勢與淀粉關系密切;去皮處理后溶解性和膨脹勢變化不明顯,并且溶解性和膨脹勢之間相互影響。
    切達干酪成熟過程中細菌群落結構的分析
    賈宏信, 龔廣予
    中國農業科學. 2013, 46(11):  2330-2336.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.017
    摘要 ( 467 )   PDF (551KB) ( 479 )   收藏
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    【目的】研究切達干酪成熟過程(6℃,180 d)中細菌群落的動態變化和組成多樣性。【方法】用選擇性培養基計數,并對菌落進行總DNA提取和PCR-DGGE分析。【結果】隨著切達干酪成熟時間的延長,發酵劑嗜熱鏈球菌的數量顯著下降,非發酵劑乳桿菌種類明顯增多。對DGGE圖譜條帶重擴增、測序,并進行BLAST對比分析得出,增多的乳桿菌主要為植物乳桿菌、干酪乳桿菌、副干酪乳桿菌、瑞士乳桿菌和鼠李糖乳桿菌。【結論】切達干酪成熟過程中細菌群落的組成和數量處于動態變化之中,PCR-DGGE用作選擇性培養基計數菌落的后續分析,可以明確培養基上長出的菌落屬于哪一種或哪一亞種,進而客觀和真實地分析出干酪內細菌群落的組成和動態變化。
    畜牧·資源昆蟲
    堆肥施用量對全株青貯玉米產量和營養價值的影響
    李蒙蒙, 張桂國, 楊在賓, 楊維仁
    中國農業科學. 2013, 46(11):  2337-2344.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.018
    摘要 ( 445 )   PDF (585KB) ( 549 )   收藏
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    【目的】探討與化學肥料相比施用堆肥對青貯玉米飼料生產能力的影響,為生產中合理施用堆肥進行青貯玉米生產提供理論依據。【方法】采用單因素隨機區組試驗設計,3個不同堆肥的施用處理分別為20、40和60 t•hm-2,以施用化學肥料(尿素400 kg•hm-2+過磷酸鈣450 kg•hm-2+鉀肥(K2SO4)300 kg•hm-2)為對照組,每個處理3個重復。通過測定各處理單位土地面積的鮮物質產量、干物質產量、營養物質含量、養分瘤胃降解率,得出不同堆肥施用量對青貯玉米單位土地面積生物產量、營養物質產量、可降解營養物質產量等指標的影響,從而對施用堆肥的青貯玉米飼料生產能力進行綜合評定。【結果】隨堆肥施用量的增加,全株青貯玉米中蛋白質、脂肪、總能含量均顯著增高(P<0.05),粗纖維的含量顯著降低(P<0.05),總碳水化合物含量差異不明顯(P>0.05)。同時,提高堆肥施用量增加了全株青貯玉米中蛋白質、脂肪、總碳水化合物、總能的瘤胃降解率(P<0.05)。各堆肥處理組全株青貯玉米生物產量、營養物質產量、瘤胃可降解營養物質產量和相對飼料價值均高于對照組(P<0.05)。【結論】與化學肥料相比,施用堆肥提高了青貯玉米的生物產量和飼用品質,本試驗條件下最適的堆肥施用量為40 t•hm-2。
    β-葡聚糖酶水解小麥秸稈制備纖維寡糖的條件優化
    劉沙沙, 李靜梅, 石波, 梁平, 李超
    中國農業科學. 2013, 46(11):  2345-2352.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.019
    摘要 ( 471 )   PDF (598KB) ( 630 )   收藏
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    【目的】探索商品化β-葡聚糖酶水解小麥秸稈制備纖維寡糖的最佳條件,為纖維寡糖的工業化生產提供科學依據。【方法】采用濃硫酸和濃鹽酸混酸降解微晶纖維素制備纖維寡糖混合物,通過分離純化得到聚合度為2—5的纖維寡糖單一組分。用所得纖維二糖作為標準品測定小麥秸稈酶解產物中的纖維二糖,并以纖維二糖含量和小麥秸稈轉化率為衡量指標,研究酶解反應溫度、pH、反應酶底比E/S、反應底物濃度、反應時間對寡糖生成的影響。【結果】采用活性炭柱層析法得到了高純度的聚合度2-5的纖維寡糖單一組分;當酶解反應溫度為50℃、pH為5.5、E/S為0.4、底物濃度為2%、時間10 h時酶解效果最好,小麥秸稈總轉化率達到55.57%,纖維二糖得率為148.15 mg•g-1秸稈。【結論】活性炭柱層析可以很好地分離纖維寡糖,得到了聚合度為2—5的纖維寡糖單一組分;酶解小麥秸稈總轉化率及纖維二糖得率均提高。
    家蠶蛹期特異基表達因BmCP283鑒定及其啟動子的克隆分析
    程道軍, 唐林, 孟勐, 康麗霞, 王永虎, 彭健, 馬三垣, 夏慶友
    中國農業科學. 2013, 46(11):  2353-2362.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.020
    摘要 ( 482 )   PDF (771KB) ( 820 )   收藏
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    【目的】鑒定家蠶蛹期特異基因及其啟動子,為家蠶變態發育人為調節及蛹生物反應器開發提供支撐。【方法】基于芯片表達數據分析及RT-PCR驗證,篩選家蠶蛹期特異表達基因;利用PCR方法克隆家蠶蛹期特異表達基因上游的啟動子序列,并利用轉基因技術驗證啟動子的活性及時期特異性。【結果】篩選獲得了在家蠶蛹期特異表達的表皮蛋白基因BmCP283;所克隆的BmCP283上游啟動子區序列長2 004 bp,利用此序列所構建以紅色熒光蛋白基因dsRed為報告基因的轉基因蠶中,BmCP283啟動子驅動的dsRed只在蛹后期表達,且主要表達于翅等組織中。【結論】BmCP283為家蠶蛹期特異表達基因,克隆獲得的BmCP283啟動子的啟動活性具有蛹期特異性。
    獸醫
    豬瘟病毒分子流行病學信息系統的建立與應用
    王琴, 涂長春, 黃保續, 徐璐, 蓋華武, 范學政, 郭煥成, 徐和敏, 李金花, 趙啟祖, 寧宜寶, 鄭然, 沈青春
    中國農業科學. 2013, 46(11):  2363-2369.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.021
    摘要 ( 463 )   PDF (771KB) ( 957 )   收藏
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    【目的】加強對豬瘟(CSF)流行病學信息的統一管理,隨時掌握全球CSF數據,分析CSF傳播來源,進行疫情預測預報。【方法】將豬瘟流行病學信息數據與數據庫技術、GIS技術、生物信息學技術相結合。采用ArcGIS Desktop、ArcMapObjects、Delphi和DNAStar 6.0等軟件工具,在中國數字地圖空間數據的支持下,建立了豬瘟流行病學信息系統,并命名為CSFinfo。【結果】該系統包含754株中國流行毒株、554株中國CSFV E2基因序列和歐盟CSF參考實驗室數據庫的642株CSFV E2基因序列,使中國成為繼德國之后第二個擁有這種數據庫的國家。【結論】CSFinfo可方便、快捷地對某地某時的CSF疫情進行查詢,分析疫病發生規律;由于CSFinfo含有DNAStar6.0序列分析軟件,可實現空間數據與基因序列分析應用的完整結合,是該系統的一大創新。CSFinfo的建立對CSF流行病學監測提供了必要的技術支持,提高了對CSFV流行毒株總體分布、疫情發生發展趨勢提供科學的統計分析手段,為政府CSF防控提供可靠的疫情資料具有十分重要的意義。
    中藥水提物對豬源耐四環素大腸桿菌的抑制活性
    黃名錢, 孔祥峰, 肖莉春, 郭小權
    中國農業科學. 2013, 46(11):  2370-2376.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.022
    摘要 ( 499 )   PDF (532KB) ( 577 )   收藏
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    【目的】了解中藥水提物對豬源耐四環素大腸桿菌的抑制活性,為其在養豬生產中的應用提供依據。【方法】紙片法測定10個豬源大腸桿菌分離株對四環素的敏感性,PCR方法測定其對四環素耐藥基因的攜帶情 況;瓊脂擴散法和微量倍比稀釋法測定中藥水提物及其與四環素的混合物對10個豬源大腸桿菌分離株的抑制活性。【結果】10個受試菌株對四環素的耐藥率達100%,部分或全部菌株攜帶tetA(10/10)、tetB(2/10)和tetC(9/10)等四環素耐藥基因;山楂、五味子、連翹和金銀花的水提物均有較強的抑菌活性,但與四環素混合后,其抑菌圈直徑減小,最小抑菌濃度增大。【結論】受試菌株對四環素的耐藥性可能由tetA、tetB和tetC等四環素耐藥基因引起,測定的4種中藥水提物對受試菌株均有抑制活性,但不宜與四環素聯用。
    研究簡報
    苧麻ACC氧化酶基因(BnACO1)的克隆及表達
    薛麗君, 周精華, 邢虎成
    中國農業科學. 2013, 46(11):  2377-2385.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.023
    摘要 ( 489 )   PDF (666KB) ( 619 )   收藏
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    【目的】克隆苧麻中的一個ACO基因(BnACO1),并對其進行生物信息學分析、表達分析、脅迫應答分析。【方法】通過RT-PCR結合RACE技術從湘苧3號中克隆該基因的全長cDNA序列,利用生物信息學軟件對獲得的基因序列及編碼的蛋白質序列進行分析。利用實時熒光定量PCR分析BnACO1在苧麻不同部位的表達量以及在ABA、干旱和高鹽脅迫下的應答。【結果】BnACO1的cDNA序列全長為1 476 bp,其開放閱讀框為981 bp,編碼326個氨基酸多肽,預測其分子量和等電點分別為36.81 kD和4.95,基因登錄號為JX878855。與無花果(AB307720)、香葉天竺葵(U19856)、柿樹(AB073009)、梨(JN807390)、獼猴桃(HQ293208)的ACO基因核苷酸序列相似性分別為83%、81%、79%、79%和79%,氨基酸序列的相似性分別為87%、80%、80%、78%和83%。實時熒光定量PCR分析表明苧麻BnACO1在苧麻根、莖、莖尖、葉片、雌花和雄花中均有表達,其中,在雄花中表達最高,在根、莖中表達最低,且該基因受ABA、干旱和NaCl脅迫誘導表達。【結論】獲得的BnACO1是ACO家族成員之一,參與ABA、干旱、NaCl脅迫應答,該基因可能在苧麻性別分化中起到一定作用并且在調控苧麻生長發育和應對環境脅迫時具有獨特的表達模式。
    干旱脅迫與復水對棉花葉片光譜、光合和熒光參數的影響
    薛惠云, 張永江, 劉連濤, 孫紅春, 李存東
    中國農業科學. 2013, 46(11):  2386-2393.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.024
    摘要 ( 423 )   PDF (549KB) ( 823 )   收藏
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    【目的】明確持續干旱脅迫對棉花葉片光譜、光合和熒光特征的影響,為篩選水分敏感指標提供理論依據。【方法】以轉基因抗蟲棉銀瑞361為試材,采用盆栽控水方式,測定持續干旱與復水條件下棉花葉片光譜、光合和熒光參數。【結果】兩年試驗結果表明,隨著干旱脅迫時間的延長葉片相對含水量(RWC)、凈光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)、蒸騰速率(Tr)、PSⅡ原初光能轉化效率(Fv/Fm)、PSⅡ實際光化學量子產量(ΦPSⅡ)、光化學淬滅系數(qP)、光化學反射指數(PRI)呈下降趨勢,氣孔限制值(Ls)先上升后下降,非光化學淬滅系數(NPQ)則呈上升趨勢,復水后除RWC外,其它指標都未恢復到初始狀態。與初始狀態相比,Pn、Gs、Tr、Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP、PRI在干旱脅迫第4天時,兩年平均下降了53.1%、79.9%、66.0%、3.8%、11.0%、5.7%、18.4%;Ls、NPQ在第4天時,兩年平均上升了98.1%、28.6%。綜合兩年數據,只有Pn、Gs、Tr、Ls、Fv/Fm、PRI在第4天時與初始狀態差異極顯著,與RWC的R2分別為0.7640、0.7058、0.5625、0.3665、0.7319、0.4378。【結論】Pn、Gs、Tr、Ls、Fv/Fm、PRI均能在干旱脅迫初期靈敏地反映棉花葉片水分狀況;在持續干旱脅迫中,Pn、Gs、Fv/Fm能更靈敏、準確地反映棉花葉片水分狀況。
    基于ISSR標記的大菊品種資源遺傳多樣性分析
    雒新艷, 王晨, 戴思蘭, 李寶琴, 劉倩倩, 朱珺, 盧潔
    中國農業科學. 2013, 46(11):  2394-2402.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.11.025
    摘要 ( 379 )   PDF (622KB) ( 565 )   收藏
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    【目的】大菊品種數量眾多,形態繁雜。本研究通過探討不同瓣類大菊品種的遺傳多樣性,為菊花品種分類和品種演化研究提供重要資料。【方法】選取涵蓋大菊品種5個瓣類的150個品種,采用ISSR分子標記進行遺傳多樣性分析。【結果】從50對引物中篩選出的10對引物共檢測到清晰可重復的229個位點,其中多態性位點220個,多態性位點百分率(PPB)96.07%,Nei’s基因多樣性指數(He)和Shannon信息指數(I)分別為0.3485和0.5154;5個瓣類內的遺傳多樣性水平都比較高,其中平瓣類最高(PPB=95.20%),桂瓣類(PPB=86.90%)和匙瓣類(PPB=89.52%)最低;瓣類類群間遺傳分化程度較低,遺傳多樣性主要來源于不同花型內品種間的變異。在瓣類的UPGMA聚類中,聚類結果與瓣類形態差異顯著相關。【結論】ISSR可以有效揭示大菊品種瓣類間的遺傳多樣性、分化程度和親緣關系,研究結果對于品種演化和分類鑒定研究具有重要參考價值。
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