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當期目錄

    2013年 第46卷 第17期 刊出日期:2013-09-01
      
    作物遺傳育種·種質資源·分子遺傳學
    棉花3個脂肪酸碳鏈延長基因的cDNA克隆和表達分析
    劉麗12, 趙鵬1, 王丹1, 劉正杰1, 王玉美3, 華金平1
    中國農業科學. 2013, 46(17):  3523-3533.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.17.001
    摘要 ( 398 )   PDF (596KB) ( 791 )   收藏
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    【目的】克隆棉花脂肪酸合成碳鏈延長的3個重要基因,分析它們的基因表達及其對逆境脅迫的反應,為棉花高油分育種和抗逆育種提供候選基因。【方法】采用同源克隆的方法,克隆陸地棉脂肪酸合成碳鏈延長3個重要基因GhKAR、GhHAD和GhENR的cDNA全長;應用生物信息學方法,分析克隆基因編碼蛋白的特性;通過RT-PCR,分析目標基因的組織表達特征、時空表達水平和非生物脅迫條件下的表達特性。【結果】GhKAR和GhENR屬于NADB Rosemann超基因家族,GhHAD屬于hotdog超基因家族;GhKAR、GhHAD和GhENR的cDNA全長分別為1 119、906和1 318 bp,分別編碼283、221、394個氨基酸;它們在根、莖、葉及胚珠發育不同時期均有表達。3個基因在高油材料中的基因表達水平都高于低油材料;20DPA(days post anthesis)到30DPA是高低油材料油分積累的主要時期,而30DPA到成熟期是高低油材料油分含量差距產生的關鍵時期。20DPA低油材料3個基因均有一個表達低值,高油材料基因表達量則持續升高;30DPA時表達量達到最高,其中,對于GhHAD和GhENR的表達量,棉花高油材料為低油材料2倍以上。不同非生物脅迫的誘導表達分析表明,GhKAR、GhHAD和GhENR都不同程度地受低溫誘導,GhKAR和GhHAD在ABA誘導時上調表達,但都不受MeJA誘導表達;而GhENR在MeJA誘導2 h時上調表達,之后逐漸下調,受ABA誘導不明顯。【結論】獲得了GhKAR、GhHAD、GhENR 3個基因cDNA全長,通過基因表達特征分析,3個基因的表達可能對種子油分積累起著重要作用,同時在棉花抗逆方面也起一定的生理作用。
    小豆SSR分子標記遺傳連鎖圖譜構建
    駱晚俠, 張李, 楊凱, 李奕松, 趙波, 李明, 萬平
    中國農業科學. 2013, 46(17):  3534-3544.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.17.002
    摘要 ( 379 )   PDF (1270KB) ( 764 )   收藏
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    【目的】以小豆SSR為錨定標記,將公開發表的豇豆SSR、普通菜豆SSR和EST-SSR標記定位整合到小豆遺傳連鎖群中,構建中國小豆遺傳圖譜,為小豆基因定位、圖位克隆和分子標記輔助選擇育種提供更多可用的分子標記。【方法】用1 473對SSR和EST-SSR引物進行PCR擴增,包括906對豇豆SSR、123對普通菜豆和196對小豆SSR引物及248對普通菜豆EST-SSR引物,篩選親本間多態性標記,驗證栽培小豆HB801×AG109及GM892×AG110的F2分離群體。【結果】整合和構建了含有145個SSR和EST-SSR標記小豆遺傳連鎖圖譜,包括59個小豆SSR標記,新增63個豇豆SSR、9個普通菜豆SSR、14個普通菜豆EST-SSR標記和1個莖色標記。紫莖色性狀被定位在第9連鎖群,離CEDG022和cbess058標記的遺傳距離分別為0.9 cM和0.1 cM。圖譜全長823 cM,覆蓋11個連鎖群,每個標記間平均距離為5.64 cM。每個連鎖群長度為49.1—125.6 cM,平均長度74.82 cM;每條染色體上的標記數7—26個,平均13.27個。【結論】率先把小豆近緣物種分子標記引入小豆,加密了小豆SSR分子標記遺傳連鎖圖譜。
    耕作栽培·生理生化·農業信息技術
    不同類型缽苗擺栽密度對粳型超級稻產量及光合物質生產特征的影響
    周興濤12, 張洪程1, 許軻1, 郭保衛1, 陳厚存3, 曹利強1, 戴其根1, 霍中洋1, 魏海燕1, 李明銀1, 李桂云3, 吳中華3
    中國農業科學. 2013, 46(17):  3545-3561.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.17.003
    摘要 ( 320 )   PDF (941KB) ( 965 )   收藏
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    【目的】研究能最大發揮水稻潛力的缽苗大穴擺栽規格與合理密度,探索水稻省工超高產栽培新途徑。【方法】以超級稻品種武運粳24、南粳44為供試材料,采用新型3連孔、2連孔塑盤育秧,以常規單孔塑盤育秧為對照,分別設置5種不同移栽密度,研究缽苗新型擺栽生產潛力及合理密度配置。【結果】(1)3連孔、2連孔、單孔,分別栽插15×104 hm-2、18×104 hm-2、24×104 hm-2穴產量最高,三者又以2連孔最高。(2)不同類型缽苗間,產量、成熟期干物重以及抽穗-成熟期的干物質階段積累量、比例和群體生長率等均表現為:在較少基本苗栽培條件下(36×104 hm-2)單孔>2連孔>3連孔,在中等基本苗條件下(72×104 hm-2)2連孔>3連孔、單孔,在較多基本苗條件下(90×104 hm-2—108×104 hm-2)3連孔、2連孔>單孔。3種類型缽苗最高產處理的抽穗-成熟物質積累量、比例、群體生長率均為2連孔>3連孔>單孔。(3)相同基本苗之間,莖蘗成穗率表現為3連孔>2連孔>單孔,抽穗后葉面積衰減率為單孔>2連孔>3連孔;最高產條件下成穗率表現為2連孔>3連孔>單孔,葉面積衰減率為單孔>3連孔>2連孔。(4)相同基本苗間,除基本苗為最低的36×104 hm-2外,3連孔、2連孔抽穗、蠟熟、成熟期單莖莖鞘重以及莖鞘最大輸出與轉化均高于單孔。【結論】2連孔、3連孔稻株在栽插穴數減少1/3至1/2的情況下,分蘗成穗率相對較高、抽穗后葉面積衰減率較低、在適宜或較多基本苗條件下群體中后期光合物質生產優勢明顯,產量潛力較高,特別是2連孔增產顯著。
    中國1950s到2000s玉米產量-密度關系的Meta分析
    楊錦忠, 陳明利, 張洪生
    中國農業科學. 2013, 46(17):  3562-3570.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.17.004
    摘要 ( 452 )   PDF (824KB) ( 798 )   收藏
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    【目的】明確中國玉米產量-密度試驗結果的共性規律,評價Meta分析方法在產量-密度關系研究中的作用。【方法】按照Meta分析原理,匯集中國1950s到2000s玉米產量-密度的文獻結果,利用約1 500個產量-密度數據對,進行梯度、邊界線和核密度等統計分析。【結果】最適密度的變異系數高達20.4%,相應產量的變異為33.65%,單株產量的變異為30.8%。密度和單株產量對產量的相對重要性因二者組合所處的區域而異,產量上界與密度關系符合Y=-0.0134x3+3.15x,對應密度區間為[0.99,15.0] plant/m2。產量上界與單株產量關系為兩段直線,先沿Y1=113.1x上升,然后沿Y2=-69.84x+33.87下降。以90%為累積頻率,偏離最適密度15%的最大減產幅度為6.18%,偏離1 plant/m2的最大減產幅度為0.88 t•hm2。【結論】容易實現15 t•hm-2高產目標的單株產量在0.185 kg左右,密度區間為[7.0,9.7] plant/m2,最適密度的變異遠小于對應產量和單株產量的變異。Meta分析能夠從多方面剖析玉米產量-密度關系。
    植物保護
    木瓜抗煙草花葉病毒活性及其有效成分分離
    梁紅艷1, 戎谞1, 陳丕庭1, 馬志卿12, 張興12
    中國農業科學. 2013, 46(17):  3571-3579.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.17.005
    摘要 ( 352 )   PDF (638KB) ( 538 )   收藏
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    【目的】測定木瓜(Chaenomeles sinensis)抗煙草花葉病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)的活性,并對其中的有效成分進行研究,為發現新的植物源抗病毒物質提供依據。【方法】以心葉煙(Nicotiana glutinosa)和普通煙(N. tabacum)為材料,結合活性追蹤法,對木瓜中抗TMV成分進行分離和結構鑒定,并采用半葉枯斑法和室內盆栽試驗對粗提物及單體化合物抗TMV的活性進行測定。【結果】木瓜乙醇提取物對TMV表現出較強的鈍化作用(10 mg干樣/mL的抑制率達97.76%),對TMV系統侵染具有預防作用(10 mg干樣/mL的防效為49.98%);乙醇浸膏的乙酸乙酯、正丁醇和水萃取物對TMV具較強的體外鈍化活性,其抑制率分別為89.02%、82.84%和84.74%;從木瓜乙醇提取物的乙酸乙酯萃取相中分離得到鄰苯二甲酸二戊酯(WZ-31,Dipentyl phthalate)、β-香樹素(WZ-32,β-Amyrin)、(8E)-十六烯酸(L3,8E-hexadecenoic acid)和(8E)-十九烯酸(L4,8E-nonadecenoic acid)共4個化合物;β-香樹素、(8E)-十六烯酸和(8E)-十九烯酸在濃度為1.0 mg•mL-1時對TMV表現出較好的體外鈍化活性,其抑制率分別為27.51%、33.33%和41.08%,相當于或顯著高于1.0 mg•mL-1 20%鹽酸嗎啉胍•乙銅可濕性粉劑(MCA)。【結論】木瓜提取物具有較好的抗TMV活性,具備進一步開發和應用的潛力,β-香樹素、(8E)-十六烯酸和(8E)-十九烯酸是其抗TMV有效成分。
    Cry1Ac抗、感棉鈴蟲堿性磷酸酯酶(ALP1)的表達量比較
    張濤12, 張麗麗2, 魏紀珍2, 肖玉濤2, 梁革梅2, 周瑞陽1
    中國農業科學. 2013, 46(17):  3580-3586.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.17.006
    摘要 ( 328 )   PDF (571KB) ( 549 )   收藏
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    【目的】通過比較Cry1Ac抗、感棉鈴蟲昆蟲中腸堿性磷酸酶(ALP1)表達量的差異及抗性棉鈴蟲取食Cry1Ac蛋白對ALP1表達量的影響,分析ALP1表達量變化與抗性的關系,為進一步明確Bt抗性機制、制定抗性治理策略提供理論依據。【方法】利用實時熒光定量PCR技術,比較敏感棉鈴蟲、Cry1Ac抗性棉鈴蟲取食含Cry1Ac蛋白的飼料和正常飼料后ALP1表達量的差異。【結果】ALP1在棉鈴蟲整個發育期都表達,幼蟲的表達量最高,蛹期表達量最低,在成蟲體內也有較高的表達;ALP1在幼蟲中腸表達量最高,其次是后腸、前腸、馬氏管,表皮中的表達量最低;與敏感品系相比,對Cry1Ac具有中等水平抗性的棉鈴蟲ALP1表達量明顯增加,尤其是取食含Cry1Ac蛋白飼料的抗性棉鈴蟲幼蟲的ALP1的表達量顯著升高,但抗性棉鈴蟲取食正常飼料后,2、3齡幼蟲的ALP1的表達量與敏感棉鈴蟲差異不顯著;所有的抗性品系4齡棉鈴蟲幼蟲中腸ALP1的表達量都顯著高于敏感品系,而且隨著棉鈴蟲抗性倍數的升高,ALP1的表達量呈逐漸降低的趨勢。【結論】抗性棉鈴蟲中腸ALP1表達量的改變可能與Cry1Ac抗性、Cry1Ac代謝有一定的關系。
    綠盲蝽水溶性海藻糖酶ALTre-1基因原核表達、 純化與酶學特性
    譚永安, 肖留斌, 孫洋, 柏立新
    中國農業科學. 2013, 46(17):  3587-3593.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.17.007
    摘要 ( 374 )   PDF (569KB) ( 520 )   收藏
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    【目的】在前期克隆了綠盲蝽水溶性海藻糖酶(ALTre-1)基因的基礎上,以獲得具有酶活性的重組蛋白,明確酶促反應的最佳pH值及最適溫度,為綠盲蝽海藻糖酶分子調控機制及其抑制劑的應用研究奠定基礎。【方法】將含有綠盲蝽ALTre-1基因的T載體經Nde I和Not I雙酶切,構建ALTre-1基因原核表達載體(pET28a-ALTre-1),表達載體經誘導表達和蛋白純化,獲得ALTre-1功能區純化蛋白。在蛋白濃度為0.3 mg•mL-1的條件下,以海藻糖為底物,對純化得到的重組Tre-1蛋白進行活性檢測,確定其酶促反應的最佳pH值和最佳溫度。【結果】ALTre-1基因在大腸桿菌中BL21中能夠高效表達,純化獲得的重組蛋白在試驗條件下有較高的海藻糖酶水解活性((184.83±13.39)nmol•μg-1•min-1)。重組ALTre-1蛋白活性最適pH值為7.0(酶活性為(202.04±13.76)nmol•μg-1•min-1),表明重組ALTre-1蛋白是1個在中性環境中具有最佳活性的海藻糖酶,同時重組ALTre-1蛋白酶活性最適溫度為55℃(酶活性為(228.59±4.62)nmol•μg-1•min-1)。【結論】本研究克隆得到了ALTre-1全長基因,獲得了具有海藻糖酶活的重組蛋白,該重組蛋白在pH 7.0、溫度55℃條件下酶活性最高。
    土壤肥料·節水灌溉·農業生態環境
    不同有機物料組合對土壤養分和生化性狀的影響
    宋蒙亞12, 李忠佩23, 劉明2, 劉滿強1
    中國農業科學. 2013, 46(17):  3594-3603.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.17.008
    摘要 ( 439 )   PDF (611KB) ( 766 )   收藏
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    【Objective】 The objective of this study is to explore the effects of single type of organic matter and their combinations with various proportions of different organic materials on soil properties. The results would also provide a scientific basis and practical guidance to optimal utilization of agricultural organic wastes and achieve the aim of optimal configuration and agricultural sustainability regarding to soil quality. 【Method】 In this study, three organic materials were used, including rice straw, peanut straw and pig manure. Based on the mass ratio, the single type of organic matter only, the combination of both (rice straw and peanut straw mixing at the ratio of 7﹕3 and 3﹕7, respectively) and three ones (1﹕1). All single and mixture treatments were amended with 1% organic matters of the soil mass and cultivated for 90 days. Thereafter, soil nutrient and biochemical properties were measured. 【Result】 The results showed that different organic materials had a significant impact on soil nutrients and biochemical characteristics. Overall, mixtures of different organic materials were more effective than only single one for improving soil properties measured. The mixture treatments on soil nutrient availability showed additional effects, i.e. the nutrient release derived from mixtures were more than weighted average values of two and three materials. The additional effects of the mixtures on the activities of urease and invertase were not significant, for example, the increased effects of SZ, SHZ and 3S7H mixtures on invertase were 1.46%, 0.18% and 5.97%, respectively. Carbon mineralization rate of the mixture treatments had significant negative additional effects with the treatments of SH, SZ and 3S7H showed 9.91%, 23.54% and 22.95% lower than the weighted average values, respectively. And the corresponding decreased effects for the CO2-C production rate were 24.56%, 16.47% and 18.18%, respectively. BIOLOG analysis showed that AWCD value and carbon utilization potential of the treatments S and 7S3H were the highest among all treatments. The metabolic quotients (qCO2) in the S and 7S3H treatments were higher than those of other treatments. The materials combination of nutrient release and microbial biomass carbon and nitrogen had stronger positive addition. The materials combination of mineralization of organic carbon and qCO2 had stronger negative addition. 【Conclusion】 Results showed that mixing organic materials could improve soil nutrient contents enhance as well as soil biochemical activity. Compared to only one type of organic matter, materials mixture could provide more resources and favorable habitat for soil biological development, leading to acceleration of decomposition and nutrient release and finally improvement of soil fertility.
    草地生態系統土壤有機碳儲量及其分布特征
    薩茹拉1, 李金祥2, 侯向陽1
    中國農業科學. 2013, 46(17):  3604-3614.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.17.009
    摘要 ( 332 )   PDF (749KB) ( 774 )   收藏
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    【目的】從草地生態系統土壤有機碳(soil organic carbon,SOC)儲量分布特征來確定合理的放牧管理方式并為區域SOC儲量估算提供依據。【方法】采用野外調查法分層測定典型草原0—100 cm SOC儲量。【結果】①3個研究樣地SOC儲量為9.72—14.84 kg•m-2;②具有空間距離的3個研究樣地土壤碳儲量差異無統計學意義,樣地內4種處理之間SOC儲量差異顯著,且均表現為中度放牧處理(moderate grazing,MG)>輕度放牧處理(light grazing,LG)>重度放牧處理(heavy grazing,HG)>對照(control area,CK);③隨土層深度的增加SOC儲量呈遞減趨勢,且不同土層之間SOC均有顯著性差異。SOC儲量與土層深度呈極顯著相關關系(P<0.01),這種關系可以用對數和線性方程描述。【結論】典型草原亞帶草地生態系統SOC儲量具有相對穩定性,且呈現明顯的垂直遞減特征;同一植被亞帶不同處理對SOC儲量的影響顯著高于空間差異;適度放牧利用有利于草地生態系統SOC固持。
    農業生態補償研究進展與展望
    嚴立冬1, 田苗12, 何棟材2, 袁浩1, 鄧遠建1
    中國農業科學. 2013, 46(17):  3615-3625.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.17.010
    摘要 ( 363 )   PDF (741KB) ( 1273 )   收藏
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    農業生態補償是確保農業生態可持續發展與農民經濟利益平衡的關鍵,其理論研究和實踐探索近年來成為生態補償領域的研究熱點。通過文獻檢索與研讀,對農業生態補償領域的研究現狀、研究特點、存在問題及未來研究趨勢進行了比較分析。結果表明,目前研究內容主要集中在對農業生態補償內涵界定,補償理論基礎剖析,補償機制建立與政策支持、補償主客體確定,補償標準核算及補償方式選擇。研究方法主要集中在借鑒國外相關成果,將定性研究與定量推算、理論研究與實證分析相結合。研究存在問題主要集中在內涵界定不一致,主客體法律地位不確定。在此基礎上,對農業生態補償的未來研究趨勢,從新方法突破、空間優選拓展及補償績效評估深化方面進行了展望。
    園藝
    鈣對大蒜生理特性及主要礦質元素吸收的影響
    李賀1, 劉世琦1, 劉中良2, 馮磊1, 劉景凱1, 陳祥偉1, 王越1
    中國農業科學. 2013, 46(17):  3626-3634.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.17.011
    摘要 ( 333 )   PDF (629KB) ( 656 )   收藏
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    【目的】研究不同鈣水平對大蒜生理特性及N、P、K、Ca、Mg吸收的影響,為大蒜合理施肥和提高鈣肥利用率提供參考。【方法】設定6個鈣濃度,在設施拱棚內對大蒜進行水培試驗。【結果】鈣濃度在0—3.0 mmol•L-1內,大蒜的生長量(株高、假莖粗、假莖鮮質量及葉片鮮質量)、色素含量、凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(E)及氣孔導度(Gs)均隨鈣濃度的升高而增大,當鈣濃度在3.0—5.0 mmol•L-1時,這些指標隨鈣濃度的升高而減小;另外,大蒜葉片中超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)、硝酸還原酶(NR)活性以及大蒜的根系活力均隨鈣濃度的升高呈現先增強后減弱的趨勢,在3.0 mmol•L-1鈣濃度下達到最強,而葉片中丙二醛(MDA)含量的變化趨勢與之相反;同時,大蒜蒜薹和鱗莖的鮮質量及N、P、K、Mg的吸收量也在3.0 mmol•L-1鈣濃度下最大,而Ca的吸收量與鈣濃度呈顯著正相關。【結論】水培條件下,對大蒜生長發育最有利的鈣濃度為3.0 mmol•L-1。
    兩個蘋果乙烯反應因子MdAP2D4與MdAP2D19的序列分析及原核表達
    田義12, 陳可欽1, 安秀紅1, 郝紅梅2, 劉志3, 叢佩華2, 郝玉金1
    中國農業科學. 2013, 46(17):  3635-3642.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.17.012
    摘要 ( 413 )   PDF (1018KB) ( 1008 )   收藏
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    【目的】克隆蘋果中的兩個ERF(ethylene responsive factor)轉錄因子,對其序列與表達進行分析;并進一步構建原核表達載體,在大腸桿菌中誘導融合蛋白表達,為解析兩基因的抗病功能及作用機制奠定基礎。【方法】首先,將抑制性消減雜交篩選到的EST序列進行BLAST比對,根據比對獲得的MdAP2D4與MdAP2D19的cDNA序列設計引物進行克隆;然后,利用MEGA4.1軟件將兩個ERF蛋白與擬南芥的AP2家族蛋白進行聚類分析,對保守的AP2功能域的氨基酸序列進行分析;并進一步利用RT-PCR檢測兩基因對外源MeJA的響應;最后,將兩個基因分別連接到原核表達載體PGEX-4T-1上,利用IPTG對轉化的大腸桿菌BL21進行誘導。【結果】MdAP2D4與MdAP2D19兩個基因均與擬南芥B3組ERF親緣關系最近,在葉片中表達較高,都能被外源的MeJA誘導表達。SDS-PAGE檢測結果表明,兩個基因的融合蛋白均能夠被IPTG誘導表達。【結論】 MdAP2D4與MdAP2D19為 B3組ERF轉錄因子,外源MeJA能夠誘導其表達。
    刻芽、扭枝和去頂梢對富士蘋果枝條導水率、激素含量和花芽形成的影響
    李雪薇1, 李丙智1, 劉富庭1, 張林森1, 韓明玉1, 胥生榮2, 張永旺1, 劉航空1
    中國農業科學. 2013, 46(17):  3643-3650.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.17.013
    摘要 ( 404 )   PDF (516KB) ( 633 )   收藏
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    【目的】研究拉枝后刻芽、扭枝和去頂梢處理對富士枝條導水率、側芽激素和花芽形成的影響,找出有效的促花措施,為其推廣應用提供理論依據。【方法】以3年生矮化中間砧富士(“紅富士/M26/新疆野蘋果”)為材料,研究拉枝后刻芽、扭枝和去頂梢處理對幼樹的枝條導水率、側芽激素含量、成枝率、成花情況和平均單株產量的影響。【結果】拉枝后進行扭枝、刻芽和去頂梢的綜合處理與對照相比使枝條的莖比導水率和葉比導水率分別降低了41.4%和39.1%;使花芽分化期側芽生長素、赤霉素含量減少,細胞分裂素、脫落酸含量增加;抑制側枝總長的增長量減小39.7%;成枝率提高32.7%;平均單株成花數和平均單株產量分別提高2.3倍和3.3倍。枝條導水率和側芽激素的變化最終抑制樹勢旺長,并促進樹體花芽分化。拉枝后刻芽和刻芽加去頂梢均對富士蘋果成花具有一定的促進作用,但不如扭枝顯著,且拉枝后扭枝和刻芽加去頂梢的綜合處理效果最為明顯。【結論】富士蘋果拉枝后進行刻芽、扭枝和去頂梢的綜合處理可以有效抑制樹體營養生長,促進花芽分化,使開花數量和平均單株產量提高,有效解決富士幼樹拉枝難以成花的生產問題。
    地下穴灌對蘋果冠下土壤水分分布及葉片水分利用效率的影響
    畢潤霞, 楊洪強, 楊萍萍, 范偉國, 陳錦璞, 樊樹雷, 吳瑞剛
    中國農業科學. 2013, 46(17):  3651-3658.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.17.014
    摘要 ( 317 )   PDF (645KB) ( 664 )   收藏
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    【目的】探討地下穴灌技術對蘋果樹冠下土壤水分分布和葉片水分利用率的影響,明確地下穴灌方法的作用特點。【方法】以8年生蘋果樹為試材,通過穴貯肥水和地面集中灌溉的比較,研究地下穴灌處理果樹冠下土壤水分時空分布,分析蘋果葉片光合性能和水分利用效率。【結果】采用地面集中灌溉處理,果樹冠下土壤含水量在灌溉后第3天快速下降,土壤水分主要集中于10—30 cm土層,水分分布區呈“盤子狀”。采用地下穴灌土壤含水量在灌溉7 d后迅速下降,土壤水分主要集中在40—60 cm土層。地下穴灌使土壤含水量在較長時間內維持最高水平,土壤水分“上少下多”,分布區如正立的“葫蘆狀”;采用穴貯肥水灌溉處理后,土壤水分主要分布在10—60 cm土層,分布區如“圓筒形”。采用地下穴灌的果樹葉片葉綠素含量、光合速率及水分利用率在3種灌溉方式中均最高。【結論】地下穴灌將土壤水分穩定在根系集中分布層,提高了光合速率和葉片水分利用率。
    不同裝煙方式對烤煙烘烤煙葉品質和安全性的影響
    武圣江1, 潘文杰1, 宮長榮2, 耿召良1, 孫福山3, 雷波1, 趙會納1, 謝已書1
    中國農業科學. 2013, 46(17):  3659-3668.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.17.015
    摘要 ( 321 )   PDF (658KB) ( 582 )   收藏
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    【目的】探討裝煙方式和烤煙中煙葉品質形成的機理,進一步提高烤煙烘烤煙葉質量和安全性。【方法】研究普通掛竿(T1)、密集掛竿(T2)和散葉插扦(T3)烘烤過程中煙葉水分、類胡蘿卜素和葉表提取物組分含量的變化,分析烤后煙葉主要化學成分、中性香味物質、煙氣有害成分含量及感官質量的差異。【結果】烘烤中T3處理煙葉失水較慢,48—72 h與T2處理差異顯著(P<0.05)。T3處理烘烤中煙葉β-胡蘿卜素與葉黃素含量降幅分別為62.91%和69.45%,大于T1(57.59%、65.19%)和T2處理(57.59%、60.31%),烤后煙葉含量最低。T1和T3處理烤后煙葉腺毛分泌物含量較高,損失率分別為8.82%和10.52%,T2處理含量最低,損失率為54.05%;T3處理烤后煙葉表面烷烴類含量最高,損失率為13.80%,T2處理最低,損失率為58.91%。T3處理烤后煙葉糖堿比值(10.67)較適宜,感官評吸分值(60.75分)和中性香味物質含量最高(1 186.65 μg•g-1)。不同處理烤后煙葉煙氣羰基化合物含量大小表現為:T3(1 034.08 μg•cig-1)<T1(1 144.76 μg•cig-1)<T2(1 251.19 μg•cig-1),其中T1和T2差異顯著(P<0.05);煙氣酚類物質含量大小表現為:T3(149.93 μg•cig-1)<T2(157.71 μg•cig-1)<T1(175.60 μg•cig-1)。T3處理巴豆醛、CO和苯并[a]芘含量最低;T2和T3處理HCN含量較低,且顯著低于T1處理(P<0.05)。【結論】與T1和T2相比,T3處理烘烤中煙葉失水較慢,類胡蘿卜素降解較充分,烤后煙葉化學成分更協調,香味物質含量和感官評價分值較高,煙氣有害成分含量較低,烤后煙葉質量綜合評價最佳。
    貯藏·保鮮·加工
    燕麥發芽前后酚類物質的組成變化及結構鑒定
    付曉燕1, 吳茜2, 李書藝2, 肖娟2, 謝筆鈞2, 孫智達2
    中國農業科學. 2013, 46(17):  3669-3679.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.17.016
    摘要 ( 434 )   PDF (706KB) ( 603 )   收藏
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    【目的】對燕麥發芽前后酚類物質的組成變化進行分析,對疑似燕麥蒽酰胺的組分進行結構鑒定。【方法】通過高效液相色譜分析未發芽燕麥、發芽6 d燕麥籽粒、芽和根提取物的多酚組成,利用高效液相色譜與串聯四級桿飛行時間質譜儀聯用技術(HPLC/Q-TOF-MS)獲得燕麥蒽酰胺的精確分子量。【結果】燕麥發芽后籽粒中酚酸的種類和數量明顯減少,相對含量由32.14%下降至5%以下,而燕麥蒽酰胺的相對含量由45.52%上升至79.21%。2c、2p、2f、t2和t3是原樣和6 d籽粒中共有的主要蒽酰胺,其分子式(分子量)分別為C16H13O6N(315.0753)、C16H13O5N(299.0818)、C17H15O6N(329.0912)、C18H15O5N(325.0968)和C19H17O6N(355.1077),其中t2和t3是發芽過程中含量上升最顯著的組分。6 d芽和6 d根提取物中的成分與籽粒存在顯著差異,主要組分w6—w10的分子量分別為564.1498、592.1808、494.1781、710.1834和192.0433。【結論】燕麥發芽前后酚類物質的組成產生了很大變化,明確了6種蒽酰胺的結構信息以及4種未知物質的精確分子量,為發芽燕麥的研究提供了新的理論依據。
    pH對羔羊背最長肌肌原纖維蛋白熱誘導凝膠的影響
    倪娜12, 王振宇1, 韓志慧3, 何凡1, 潘晗1, 穆國鋒1, 張德權1
    中國農業科學. 2013, 46(17):  3680-3687.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.17.017
    摘要 ( 399 )   PDF (585KB) ( 506 )   收藏
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    【目的】研究pH對無角陶賽特×小尾寒羊F1代羔羊背最長肌肌原纖維蛋白熱誘導凝膠硬度、保水性及微觀結構的影響,分析凝膠形成過程中作用力的變化,初步揭示pH對羔羊肉熱誘導凝膠形成的影響機制。【方法】以不同pH下肌原纖維蛋白熱誘導凝膠的硬度、保水性為指標,確定典型pH(5.0、6.0、7.5),并分析該典型pH下肌原纖維蛋白熱誘導過程中的化學作用力、熱穩定性變化,以及凝膠微細結構的差異。【結果】3個典型pH下羔羊背最長肌肌原纖維蛋白熱誘導凝膠表現出不同的凝膠特性:pH 5.0時,凝膠的保水性最差、微觀結構雜亂無序;pH 6.0時,凝膠硬度最低;pH 7.5時,凝膠的保水性、硬度最大且具有致密有序的微觀結構。形成凝膠的主要作用力為疏水相互作用,但pH對離子鍵、氫鍵具有較大影響,不同pH下凝膠的形成機制存在差異。【結論】pH可通過影響體系的化學作用力,改變蛋白質之間以及蛋白質與水之間的相互作用,形成具有不同保水性、質構特性和微觀結構特性的凝膠。
    畜牧·獸醫·資源昆蟲
    h1-calponin基因對五指山小型豬骨髓間充質干細胞體外成骨分化的影響
    何微, 吳添文, 黃雷, 趙為民, 夏穎, 唐芳, 牟玉蓮, 李奎
    中國農業科學. 2013, 46(17):  3688-3694.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.17.018
    摘要 ( 341 )   PDF (654KB) ( 442 )   收藏
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    【目的】通過堿性調寧蛋白(h1-calponin)基因與五指山小型豬骨髓間充質干細胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BM MSCs)成骨分化關系的研究,探討成骨分化機制。【方法】添加成骨分化液對BM MSCs進行成骨分化誘導,采用茜素紅染色的方法鑒定細胞成骨分化的程度;通過定量PCR分析h1-calponin基因及成骨相關基因骨橋蛋白(osteopotin,OPN)、骨鈣蛋白(osteocalcin,OCN)、核心結合因子α1(core binding factor a1,Cbfα1)及核心結合因子β(core binding factor beta,Cbfβ)表達譜。【結果】①隨著誘導時間的延長,茜素紅染色礦化結節逐漸增多;②成骨標志基因OPN和OCN表達趨勢一致:誘導0至14 d,基因表達量呈增長趨勢,誘導14 d表達量最高,而后下降;成骨相關基因Cbfα1和Cbfβ表達量于第7天達到最高峰,之后逐漸下降,但仍高于誘導前;③h1-calponin基因表達量隨著誘導的延續逐漸下降;誘導14—21 d時,該基因基本不表達。【結論】h1-calponin基因的表達與五指山小型豬骨髓間充質干細胞體外成骨分化存在著負相關,可能是成骨分化的負調控基因。
    徐淮山羊SCD1基因的克隆和亞細胞定位研究及轉基因小鼠的制備
    朱才業, 韋光輝, 李偉, 王丹, 鄭蒙蒙, 劉志永, 張亞妮, 李碧春
    中國農業科學. 2013, 46(17):  3695-3703.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.17.019
    摘要 ( 296 )   PDF (714KB) ( 576 )   收藏
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    【目的】克隆徐淮山羊硬脂酰輔酶A脫氫酶1(SCD1)基因的cDNA并分析該基因生物信息學功能。通過EGFP融合蛋白在亞細胞水平定位該基因表達產物,研究該基因在異種動物體內表達情況,探索制備異種轉基因動物的可能性及外源基因能否穩定遺傳。【方法】采用RT-PCR方法從徐淮山羊脂肪組織中克隆SCD1基因cDNA,進行生物信息學分析,并構建含有增強型綠色熒光蛋白(EGFP)報告基因的融合表達載體pEGFP-C1-SCD1,脂質體(LTX)介導基因轉染NHI-3T3細胞,48 h后熒光倒置顯微鏡下觀察基因表達產物的分布,RT-PCR檢測mRNA在體外水平的表達。利用睪丸注射法制備轉基因小鼠,在F1代和F2代個體DNA水平和蛋白水平上檢測目的基因的表達情況。【結果】成功克隆出徐淮山羊SCD1基因的全序列cDNA,大小為1 074 bp,編碼357個氨基酸,GenBank登錄號為JX854036,徐淮山羊SCD1序列與人、褐家鼠、小家鼠、綿羊、牛和野豬相應編碼區的同源性分別為86%、83%、82%、98%、95%、90%,氨基酸序列同源性分別為84%、79%、79%、96%、92%、95%;成功構建了融合表達載體pEGFP-C1-SCD1;RT-PCR檢測mRNA表達明顯;EGFP-SCD1融合蛋白定位在NIT-3T3細胞質中,與在線軟件預測一致;通過尾靜脈注射和睪丸注射,該基因可以在小鼠體內暫態表達和持續性表達,且可以穩定遺傳。【結論】體外克隆的徐淮山羊SCD1基因cDNA在單細胞水平上表達于細胞質中,在小鼠體內也可以表達。
    雞ApoA5基因的多態性與膽固醇濃度和繁殖性狀的關聯分析
    杜曉惠, 熊婷, 劉俊瑩, 張懷勇, 萬火福, 朱慶
    中國農業科學. 2013, 46(17):  3704-3711.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.17.020
    摘要 ( 313 )   PDF (783KB) ( 461 )   收藏
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    【目的】探究ApoA5基因的多態性與膽固醇濃度和繁殖性狀之間的關系,為平衡膽固醇濃度與繁殖性狀間的關系奠定基礎。【方法】試驗共記錄了434只SD母雞的繁殖性能、300 d時的血清膽固醇濃度(SCC)和蛋黃膽固醇濃度(YCC),采用PCR-SSCP及PCR-RFLP技術,篩查到ApoA5基因的6個新的SNPs并進行關聯分析。【結果】單個SNP的效應比較集中在開產日齡(AFE)和SCC上;由位置靠近、效應一致的SNP2、SNP4和SNP5構建的單倍型,關聯分析結果大致與單個SNP相吻合,但更突顯了各性狀在單倍型組合間的差異,SCC和YCC都較高的H5H8、H4H8、H5H6、H6H6單倍型組合具有較好的繁殖性能,SCC和YCC都較低的H1H5、H1H6和H3H8組合則相反。【結論】ApoA5基因的單倍型SNP2-4-5能夠揭示各組合在膽固醇及各繁殖性狀間的差異,可以作為提高繁殖性能的分子標記。
    鴨發育早期下丘腦-垂體生長軸相關基因mRNA的表達特異性分析
    胡艷, 徐文娟, 劉宏祥, 宋衛濤, 宋遲, 陶志云, 單艷菊, 李慧芳
    中國農業科學. 2013, 46(17):  3712-3720.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.17.021
    摘要 ( 349 )   PDF (591KB) ( 511 )   收藏
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    【目的】選擇生長速度不同的高郵鴨和金定鴨為試驗模型,3種不同品種鴨胚胎期和出雛早期下丘腦垂體生長軸相關基因的表達規律及其與體重和肝重的相關性。【方法】采用實時熒光定量PCR方法研究鴨13、17、21、25、27胚齡和出雛后7日齡下丘腦生長激素釋放激素(growth hormone release hormone,GHRH)與生長抑素(somatostatin,SS)、垂體生長激素(growth hormone,GH)和肝臟生長激素受體(growth hormone receptor,GHR)與胰島素樣生長因子(insulin-like growth factors,IGFs) mRNA的表達規律。【結果】證實鴨下丘腦GHRH與SS、垂體GH和肝臟GHR與IGF-I在13胚齡已有表達;除了SS在鴨發育早期維持一個低表達狀態外,其它的4種基因均呈現極顯著的品種和時間特異性;除了GH外,發現鴨早期發育過程中GHRH、GHR和IGF-I mRNA的表達受到品種和日齡的交互作用的極顯著影響。與雞以往的研究相比,禽類胚胎期下丘腦垂體生長軸相關基因mRNA的表達存在著種屬差異。本試驗發現鴨早期發育過程中,體重和肝重的變化也呈現極顯著的品種和時間特異性,且與下丘腦垂體相關基因的表達呈現不同程度的線性相關。【結論】結果提示下丘腦垂體生長軸基因 mRNA的表達可能在鴨早期發育過程中發揮著重要作用,遺傳背景的差異可以導致鴨發育早期體重的差異生長和相關基因的差異表達。
    婚飛對中華蜜蜂性成熟處女蜂王sRNAs表達的影響
    吳小波, 王子龍, 石元元, 張飛, 曾志將
    中國農業科學. 2013, 46(17):  3721-3728.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.17.022
    摘要 ( 641 )   PDF (530KB) ( 31767 )   收藏
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    【目的】研究中華蜜蜂(Apis cerana cerana)性成熟處女蜂王在婚飛過程中sRNAs表達變化。【方法】以中華蜜蜂性成熟處女蜂王為試驗材料,通過控制部分蜂王在一定區域飛行,并利用高通量測序的方法檢測并分析中華蜜蜂性成熟處女蜂王飛行和未飛行之間的sRNAs表達差異。【結果】飛行蜂王和未飛行蜂王均含有豐富的sRNAs,主要分布在22 nt和27—29 nt,但各類sRNA在2種狀態的蜂王中分布比例不同;2個文庫共有總序列數占2個樣品總序列數的92.79%,而且飛行蜂王中的sRNAs種類比未飛行蜂王多;與已知miRNA比對分析,發現飛行蜂王和未飛行蜂王有25個極顯著差異表達miRNA,其中只有ame-miR-750在飛行蜂王中上調,其它24個極顯著差異表達miRNA在飛行蜂王中下調;有19個差異表達miRNA所對應的11個靶基因在飛行蜂王和未飛行蜂王之間存在表達差異。【結論】中華蜜蜂性成熟處女蜂王在婚飛過程中,體內大量sRNAs表達發生了變化,可能為性成熟處女蜂王正常交配起著重要的生理調節作用。
    研究簡報
    非變性原位雜交技術在芝麻染色體識別上的探索與應用
    劉艷陽, 崔承齊, 梅鴻獻, 武軻, 鄭永戰
    中國農業科學. 2013, 46(17):  3729-3735.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.17.023
    摘要 ( 366 )   PDF (584KB) ( 577 )   收藏
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    【目的】研究和確定芝麻ND-FISH最優試驗條件,并對其在芝麻染色體識別中的可行性進行探索。【方法】以寡聚核苷酸(AC)8為探針,研究不同洗脫強度、酶解時間和雜交時間對ND-FISH的影響,確定芝麻ND-FISH最優試驗方案。【結果】芝麻ND-FISH最優方案:制片在濃度100 μg•mL-1 RNase A酶解1 h,探針濃度6 µL(20 ng•µL-1),雜交4 h,4 × SSC/0.2% Tween 20溶液洗脫10 min;18條染色體存在(AC)8雜交信號,其中,14條染色體上存在較強雜交信號,4條染色體上有較弱雜交信號,結合染色體長度及臂比,18條染色體可有效識別。【結論】利用ND-FISH技術、以(AC)8為探針成功識別栽培芝麻的18條染色體。
    水培對葉菜型甘薯莖尖營養品質與硝酸鹽含量的影響
    陳選陽, 張招娟, 鄭佳偉, 林羽立
    中國農業科學. 2013, 46(17):  3736-3742.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.17.024
    摘要 ( 345 )   PDF (527KB) ( 696 )   收藏
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    【目的】研究水培及不同營養液配方、不同N素形態及其比例對葉菜型甘薯莖尖營養品質與硝酸鹽含量的影響。【方法】以1/2Hoagland配方(1/2 HL)、4種通用營養液、10種不同N素形態及其比例的營養液水培葉菜型甘薯,研究水培對其莖尖葉片、嫩莖和葉柄的營養品質及硝酸鹽含量的影響。【結果】(1)與土壤栽培相比,1/2 HL水培提高了葉菜型甘薯VC、黃酮和硝酸鹽含量,對蛋白含量沒有顯著影響。(2)葉菜型甘薯不同部位硝酸鹽含量差異顯著,其中嫩莖最高,葉片居中,葉柄最低。(3)不同營養液配方顯著影響葉菜型甘薯硝酸鹽含量。營養液華南B與1/2HL培養的硝酸鹽含量顯著高于華南A;園氏配方與土壤栽培相當,二者均極顯著低于1/2HL、華南A和華南B。(4)營養液中不同N素形態及其比例對葉菜型甘薯葉片硝酸鹽含量影響顯著。硝態N提高了硝酸鹽含量,而氨態N會減緩水培葉菜型甘薯硝酸鹽含量的增加;酰氨態氮可以降低硝酸鹽含量。【結論】與土壤栽培相比,水培提高了葉菜型甘薯VC、黃酮和硝酸鹽含量,對蛋白質含量沒有顯著影響。水培營養液中增加硝態N會提高葉菜型甘薯硝酸鹽含量,適量氨態N可減緩硝酸鹽含量的增加。營養液中酰氨態氮可以降低硝酸鹽含量。
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