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當期目錄

    2013年 第46卷 第19期 刊出日期:2013-10-01
      
    作物遺傳育種·種質資源·分子遺傳學
    水稻花色素苷合成調節基因hrd1(t)的鑒定
    劉永柱, 羅文龍, 黃翠紅, 陳立凱, 王慧, 陳志強, 郭濤
    中國農業科學. 2013, 46(19):  3955-3964.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.001
    摘要 ( 436 )   PDF (1211KB) ( 1111 )   收藏
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    【目的】對秈稻種質hrd1紫葉性狀進行遺傳分析和基因定位。【方法】在特秈占13與02428雜交后代中獲得秈稻紫葉材料hrd1。對hrd1主要農藝性狀及表型進行觀察;配制hrd1與02428的F1、F2、BC1F1群體,觀察紫葉與綠葉性狀的分離情況,明確其遺傳模式;進一步利用F2群體實現紫葉性狀基因的精細定位和候選基因遴選。【結果】hrd1在2葉期的葉尖出現紫色,并逐步擴散至全株大部分組織,成熟期農藝性狀與對照(特秈占13)具有較大差異。hrd1葉綠素含量正常,花色素苷含量顯著高于對照。遺傳分析表明其紫葉性狀受1對隱性核基因hrd1(t)控制,該基因位于第4染色體InDel標記HRD10和HRD21之間,物理距離為32.5 kb。對該區域候選基因測序,發現hrd1在LOC_Os04g50660基因(編碼WD和G-beta重復域蛋白)的第3外顯子發生單堿基突變(A→C),導致其編碼的第196位氨基酸由對照的賴氨酸變為蘇氨酸。【結論】hrd1(t)編碼WD40類轉錄因子,可能參與花色素合成調控。
    芝麻栽培種與野生種(Sesamum schinzianum Asch、Sesamum radiatum Schum & Thonn)種間雜交后代的生物學特性
    張海洋, 苗紅梅, 張體德, 魏利斌, 李春, 王慧麗, 段迎輝, 琚銘
    中國農業科學. 2013, 46(19):  3965-3977.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.002
    摘要 ( 358 )   PDF (740KB) ( 660 )   收藏
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    【目的】探明芝麻栽培種與野生種種間雜交的親和性,分析雜交后代遺傳特征。【方法】以26個基因型(Sesamum indicum L.)與剛果野芝麻(Sesamum schinzianum Asch)和野芝1號(Sesamum radiatum Schum & Thonn)野生種為雜交親本,借助胚培養技術獲得種間雜交后代。采用SSR標記和生物學方法鑒定并分析雜交種F1的遺傳特性。【結果】通過胚培養技術獲得2 430個種間雜交F1株系,對部分材料的檢測表明雜種陽性率為95.83%。剛果野芝麻×栽培種的正反交雜交率分別為34.62%(A)和11.54%(C),野芝1號×栽培種的正反交雜交率分別為100%(B)和19.23%(D)。F1花粉粒存在部分不育和高度不育兩種類型,F1自交結實率分別為2.32—2.57粒/蒴果(S. schinzianum×S. indicum)和0.30—2.45粒/蒴果(S. radiatum ×S. indicum)。【結論】S. radiatum與栽培種的雜交親和率高于S. schinzianum。以野生種為母本與栽培種雜交,雜交種F1在株高、根系結構等性狀方面超親表現明顯;株系高抗枯萎病;部分F1株系有低自交結實性。
    華南8號木薯及其四倍體誘導株系葉片蛋白質組及葉綠素熒光差異分析
    安飛飛1, 凡杰1, 李庚虎2, 簡純平2, 李開綿1
    中國農業科學. 2013, 46(19):  3978-3987.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.003
    摘要 ( 448 )   PDF (908KB) ( 656 )   收藏
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    【目的】通過對華南8號木薯及其四倍體誘導株系葉片差異蛋白質及葉綠素熒光參數的分析,在蛋白質水平上揭示兩者葉片存在的差異以及其與光合效率間的關系。【方法】通過木薯嫩葉、根尖染色體壓片及流式細胞觀察對華南8號四倍體誘導株系進行鑒定,采用雙向電泳技術分離葉片蛋白質,Delta 2D軟件分析差異蛋白質并通過質譜技術鑒定,利用Western blot技術對部分差異蛋白質進行驗證;采用95%乙醇直接提取法測定葉綠素含量,并用Imaging-Pam測定葉綠素熒光動力學參數。【結果】染色體壓片及流式細胞結果均顯示,誘導得到SC8多倍體株系為四倍體株系;得到的13個差異蛋白質點中上調表達12個,下調表達1個;經質譜技術成功鑒定到12個,其功能涉及碳代謝及能量代謝、光合作用、抗氧化、蛋白質代謝調控等;1個下調表達的蛋白質未得到成功匹配,其中參與光合作用的蛋白質占46.2%;四倍體株系葉片葉綠素a、葉綠素b和總葉綠素均顯著升高;葉綠素熒光參數,包括Fo、ΦPSII、qP、NPQ和ETR均顯著升高;【結論】參與碳代謝及能量代謝、光合作用等途徑相關蛋白質表達水平的上調;葉綠素含量及葉綠素熒光參數的升高;表明四倍體株系葉片PSII反應中心捕光能力強、光化學轉化效率高,從而提高了葉片的光合速率。
    橘紅肉甘薯塊根類胡蘿卜素的變化規律及其與主要經濟性狀的相關性
    后猛, 張允剛, 王欣, 唐維, 劉亞菊, 唐忠厚, 靳容, 閆會, 馬代夫, 李強
    中國農業科學. 2013, 46(19):  3988-3996.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.004
    摘要 ( 350 )   PDF (604KB) ( 697 )   收藏
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    【目的】研究橘紅肉甘薯塊根鮮薯類胡蘿卜素含量在生育過程中和品種間的變化規律及其與主要經濟性狀的相關性。【方法】試驗于栽插后50、64、78、92、106、120和134 d調查15個橘紅肉甘薯品種的最長蔓長,分枝數,結薯數,莖、葉、柄、塊根干率,莖、葉、柄、塊根鮮重,測定鮮薯類胡蘿卜素含量,薯干淀粉、可溶性糖和粗蛋白含量,分析莖、葉、柄、塊根干重,整株鮮重、干重,莖、葉、柄、塊根干重占整株干重的百分比等數值,以及類胡蘿卜素積累量與其余產量性狀的變化和品質性狀積累量日增長量的相關性。【結果】橘紅肉甘薯塊根類胡蘿卜素含量在生長發育過程中出現總體平穩型、一直增加型和曲折上升型3種變化類型,對最長蔓長、塊根鮮重、塊根干重、光合產物的分配等經濟性狀的發育有不同的生物學響應。大多數橘紅肉甘薯,尤其是一直增加型品種,其類胡蘿卜素含量與最長蔓長、塊根鮮重和干重、光合產物在塊根的分配比例顯著正相關,與光合產物在葉、柄的分配比例顯著負相關,而與其它性狀的相關性不高。類胡蘿卜素日積累量增長量與塊根鮮重、塊根干重、淀粉、可溶性糖和粗蛋白積累量等日增長量呈正相關性,類胡蘿卜素積累與塊根膨大、干物質及營養物質積累存在協同關系。【結論】由于類胡蘿卜素積累與干物質積累存在的協同關系在不同品種中的反應機制不同,類胡蘿卜素含量在橘紅肉品種間產生差異和分化,存在3種不同變化類型。
    耕作栽培·生理生化·農業信息技術
    全球氣候變暖對中國種植制度可能影響Ⅸ.長江中下游地區單雙季稻高低溫災害風險及其產量影響
    李勇12, 楊曉光2, 葉清23, 陳阜4
    中國農業科學. 2013, 46(19):  3997-4006.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.005
    摘要 ( 385 )   PDF (828KB) ( 979 )   收藏
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    【目的】以1981年為界,將20世紀50年代至2010年劃分為兩個時段,對比分析1951—1980年和1981—2010年長江中下游地區雙季稻安全種植界限及敏感區域面積變化,定量評估長江中下游地區雙季稻安全種植敏感區域內單季稻和雙季稻生長季內高溫災害和低溫災害發生風險及高低溫災害對水稻產量的影響程度。【方法】利用中國種植制度分區標準和農業氣候指標,分析了1981—2010年雙季稻安全種植界限變化敏感區域,并基于水稻高溫災害和低溫災害指標,采用Oryza2000對敏感區域內單季稻和雙季稻的高低溫災害風險及其對產量的影響進行了定量化評估。【結果】與1951—1980年相比,1981—2010年長江中下游地區雙季稻安全種植區增加了11.5萬 km2;1981—2010年,雙季早稻、晚稻和單季稻發生頻率最大的高低溫災害分別為秧田期低溫、灌漿—成熟低溫以及孕穗—抽穗高溫,而對雙季早稻、晚稻和單季稻產量影響最大的災害分別是秧田期低溫、孕穗—抽穗低溫和灌漿—成熟高溫;雙季早稻、晚稻和單季稻在不同生育階段的高溫災害次數大多呈增加趨勢,而低溫災害次數大多呈減少趨勢。【結論】在全球氣候變暖背景下,長江中下游地區雙季稻安全種植區域發生了明顯變化,敏感區域內單雙季稻的高低溫災害風險及其對產量的影響均存在明顯差異。
    夏玉米不同土層根系對花后植株生長及產量形成的影響
    王飛飛1, 張善平1, 邵立杰1, 李耕1, 陳曉璐1, 劉鵬1, 趙秉強2, 董樹亭1, 張吉旺1, 趙斌1
    中國農業科學. 2013, 46(19):  4007-4017.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.006
    摘要 ( 335 )   PDF (602KB) ( 925 )   收藏
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    【目的】探明夏玉米不同土層根系對花后植株生長及產量形成的調控作用,為生產中塑造高產高效根群結構,提高籽粒產量提供理論依據。【方法】以高產夏玉米品種鄭單958和登海661為材料,采用土柱栽培方式,設置3個處理(不斷根處理:CK,地下40 cm處斷根:T-40,地下80 cm處斷根:T-80),于開花期進行斷根,研究不同土層根系對地上部生長及產量形成的調控作用。【結果】0—40 cm土層根系對花后氮素積累和轉運量影響最大,切斷40 cm以下土層根系后植株吸收氮素能力顯著降低,植株營養器官氮素向籽粒庫的轉運量增加。花后40 cm以下土層根系對葉片保綠性和光合性能影響顯著,切斷深層根系后玉米單株葉面積、葉綠素含量、凈光合速率(Pn)和SOD活性顯著降低,MDA含量升高,光合高值持續期縮短,單株生物量和籽粒產量顯著下降;0—40 cm根系對產量影響最大,40—80 cm根系對穗粒數和千粒重有顯著影響,80 cm以下土層根系對千粒重影響較為顯著。【結論】高產栽培中促進根系下扎,保持深層根系活力可以防止玉米早衰,提高葉片光合能力和對氮素的吸收能力,有助于提高玉米單產。
    黃河流域棉區高密度壟作對棉花的增產效應
    盧合全, 李振懷, 董合忠, 李維江, 唐薇, 張冬梅
    中國農業科學. 2013, 46(19):  4018-4026.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.007
    摘要 ( 296 )   PDF (675KB) ( 677 )   收藏
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    【目的】壟作栽培與合理密植作為單項技術措施用于棉花生產已有較多研究報道,但兩者配合運用的研究較少。本文旨在明確種植方式與密度的互作效應,使合理密植與種植方式有機結合,實現棉花增產增效。【方法】2010—2011年以K638為試驗材料,采用裂區設計,在山東臨清市研究了種植方式(平作和壟作)和密度(3、6和9株/m2)對棉花干物質積累與分配、葉面積變化動態、蕾鈴脫落、產量及產量構成的影響。【結果】種植方式和密度對棉花產量有顯著的互作效應,平作情況下以中密度(6株/m2)的產量最高;壟作條件下以高密度(9株/m2)的產量最高,中、低密度(3—6株/m2)的產量較低,高密度壟作較傳統的中等密度平作平均增產皮棉13.6%。與平作比較,壟作可增加鈴數,提高早熟性,鈴重隨密度升高有降低趨勢;壟作栽培提高了群體干物質積累量、葉面積指數,盛鈴期和始絮期高密度壟作較中密度平作的葉面積指數分別高24.2%和22.1%,爛鈴率和脫落率顯著降低。【結論】種植方式和密度可以單獨或協同影響生物產量、經濟系數和產量結構,從而影響經濟產量。高密度壟作是黃河流域棉區棉花增產的重要栽培模式。
    不同烤煙品種煙葉衰老期氨氣揮發及其與氮素代謝的相關性
    武云杰, 楊鐵釗, 張小全, 李飛, 李麗華
    中國農業科學. 2013, 46(19):  4027-4034.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.008
    摘要 ( 317 )   PDF (520KB) ( 592 )   收藏
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    【目的】研究不同氮效率烤煙品種葉片衰老過程中氨氣揮發量的差異,揭示煙葉品種間氮素轉運規律,以期為耐氮肥品種選育提供依據。【方法】采用氨氣收集裝置測定煙葉的氨氣揮發量,同時測定了葉片NH4+濃度,總氮和可溶性蛋白含量,氮代謝相關酶活性和質外體相關指標。【結果】煙葉氨氣揮發量呈先上升后下降的趨勢,在葉齡60 d達到最大,中煙90、K326和NC89分別達到(16.39±1.08)、(9.92±1.04)和(4.56±0.63)μg•m-2•h-1,分別是葉齡40 d氨氣揮發量的3.87、2.41和2.56倍,品種間差異顯著。氨氣揮發量與谷氨酰胺合成酶(GS)活性呈極顯著負相關,與谷氨酸脫氫酶(GDH)活性、質外體NH4+濃度和pH、氨氣補償點呈極顯著正相關,與可溶性蛋白含量和硝酸還原酶(NR)活性顯著負相關,與葉片NH4+濃度呈二次曲線關系,且相關性極顯著,并受總氮降解的間接調控。【結論】不同氮效率品種的氮素再同化和再轉移能力存在差異,與煙葉氮素代謝特性有關。煙葉衰老期氮素利用效率低的品種,氮素吸收和再同化能力弱,轉移量和氨氣揮發量大。煙葉通過質外體揮發氨氣,增加了NH4+的轉移,減少了氨害的積累,是植物氮素代謝調節的重要方式,可以作為一個評價品種氮效率的指標。
    植物保護
    水稻WRKY80轉錄調節蛋白基因的分離與表達模式
    彭喜旭, 唐新科, 周平蘭, 胡耀軍, 鄧小波, 王海華
    中國農業科學. 2013, 46(19):  4035-4043.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.009
    摘要 ( 353 )   PDF (588KB) ( 706 )   收藏
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    【目的】分離水稻WRKY80,分析其編碼蛋白的序列結構特征,了解其在各器官中以及病原接種、激素處理下的表達模式,為闡明其生物學功能奠定基礎。【方法】基于水稻基因組數據庫注釋的Loc_Os03g63810基因的編碼序列設計特異引物,用RT-PCR法從茉莉酸甲酯(MeJA)處理的水稻葉片中克隆WRKY80 cDNA 序列,運用生物信息學手段對推定的蛋白和啟動子序列進行分析,用Northern雜交或實時熒光定量PCR方法研究基因的表達模式。【結果】 獲得了WRKY80 cDNA序列,長1 392 bp,包含1個長1 164 bp 的完整開放讀碼框,編碼387個氨基酸。WRKY80具有1個典型的WRKY 保守結構域,鋅指類型為C2H2,歸類于WRKY 第Ⅱ組;C-端為酸性結構區,且含連續的6個谷氨酰胺和8個絲氨酸,提示具有轉錄激活活性;預測其定位于細胞核。WRKY80與玉米和高粱等單子葉植物WRKY 的氨基酸序列同一性較高。WRKY80在各器官中組成性表達,在葉、根和穗中表達豐度較高,花中次之,在莖和穎果中豐度較低,且表達具有發育階段相關性,在成熟葉、根中的表達分別高于幼葉和幼根;受稻瘟病菌、紋枯病菌、MeJA和乙烯利誘導表達,而水楊酸對其表達無影響。其表達模式與啟動子順式元件預測分析的結果基本一致。【結論】WRKY80具有轉錄因子的結構特征,推測其可能通過茉莉酸/乙烯介導的信號途徑參與水稻的防御反應,也可能參與發育調控。
    中國玉米灰斑病病原菌的鑒定及其基本特征研究
    劉慶奎1, 秦子惠1, 張小利1, 江凱1, 陳茂功1, 武小菲1, 何月秋2, 王桂清3, 晉齊鳴4, 王曉鳴1
    中國農業科學. 2013, 46(19):  4044-4057.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.010
    摘要 ( 382 )   PDF (1150KB) ( 759 )   收藏
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    【目的】明確引起中國玉米灰斑病的病原菌種類。【方法】廣泛采集玉米灰斑病發生地區病樣,用單孢分離方法獲得大量菌株,采用病菌形態學、培養特征和種特異性鑒定技術,準確鑒定中國不同地域的玉米灰斑病致病種。【結果】從黑龍江、吉林、遼寧、內蒙古、山東、云南和湖北大量采集的玉米灰斑病病樣中分離獲得136個菌株,經過系統鑒定,確認其中65個菌株為玉蜀黍尾孢(Cercospora zeae-maydis),71個菌株為玉米尾孢(C. zeina),未發現以往有記載的高粱尾孢玉米變種(C. sorghi var. maydis);引起中國北方地區玉米灰斑病的是玉蜀黍尾孢,而引起云南和湖北玉米灰斑病的是玉米尾孢,但在2008年前分離的云南菌株中有玉蜀黍尾孢。【結論】在中國,玉米灰斑病的病原菌有2個種:玉蜀黍尾孢和玉米尾孢,前者存在于黑龍江、吉林、遼寧、內蒙古和山東,在云南2008年前也有分布,后者分布在西南玉米區的云南、湖北。
    玉米大斑病菌有性雜交后代的交配型與寄生適合度分化
    郭麗媛1, 賈慧1, 曹志艷1, 谷守芹1, 孫淑琴2, 董金皋1
    中國農業科學. 2013, 46(19):  4058-4065.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.011
    摘要 ( 336 )   PDF (597KB) ( 518 )   收藏
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    【目的】了解玉米大斑病菌有性雜交后代交配型和致病性分化情況,明確有性雜交與菌株變異間的關系。【方法】以01-12和01-15為出發菌株,人工誘導玉米大斑病菌的有性后代,獲得F1代菌株,再以F1代菌株40和42為親本,獲得有性雜交F2代菌株;對有性后代進行交配型和寄生適合度測定;采用毛細管電泳技術分析不同致病類型菌株的毒素含量。【結果】在室內條件下連續誘導產生玉米大斑病菌的2個有性世代,獲得了79個F1代菌株和32個F2代菌株;后代菌株的交配型發生了明顯分化,出現了A、a、Aa和中性菌株,其中F1代A、a分離比例明顯偏離1﹕1;寄生適合度測定結果表明,F1代和F2代菌株較親本均發生了寄生適合度分化,其中F1代中較親本寄生適合度增強的菌株占30.00%,減弱的菌株占50.00%;F2代中較親本寄生適合度增強的菌株占21.87%,減弱的菌株占31.25%;毛細管電泳結果表明,強致病力菌株的毒性組分含量明顯高于弱致病力菌株。【結論】有性雜交是導致菌株交配型及致病性發生分化變異的主要因素之一,菌株的致病力強弱與其毒素含量呈一致關系。
    黃瓜基因組中抗霜霉病候選基因的生物信息學及其表達特異性
    劉大軍12, 秦智偉1, 周秀艷1, 武濤1, 辛明1
    中國農業科學. 2013, 46(19):  4066-4074.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.012
    摘要 ( 291 )   PDF (857KB) ( 888 )   收藏
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    【目的】尋找黃瓜抗霜霉病基因,研究黃瓜抗霜霉病機制。【方法】利用擬南芥和甜瓜抗霜霉病蛋白質序列,搜索黃瓜基因組數據庫;通過生物信息學分析候選基因特征,以黃瓜抗霜霉病自交系M801-3-1為試材,分析候選基因在葉片組織中的表達狀態。【結果】共獲得187個黃瓜抗霜霉病候選基因;確定了候選基因染色體位置和排列特點、序列相似性特征以及系統進化關系;大部分黃瓜R基因在未接種霜霉病菌的抗病自交系和感病葉片組織中都有一定的表達量,在接種霜霉病菌后在抗病自交系M801-3-1中Csa001907和Csa002921表達量下調,感病自交系M302-3 中Csa001907和Csa002921變化不明顯。【結論】在黃瓜基因組中存在185個與擬南芥抗霜霉病基因同源的R基因,2個與甜瓜的抗霜霉病基因At1和At2同源的eR基因,通過聚類分析這些基因可以分為6類,初步認定Csa001907和Csa002921為黃瓜抗霜霉病的R基因,這2個基因在葉片組織中有一定表達量,其表達量減少可誘發抗病黃瓜品種的抗病反應。
    用小RNA深度測序鑒定廣西冬種馬鈴薯病毒
    宋靜靜1, 蒙姣榮12, 鄒承武3, 李璞3, 王志強2, 陳保善23
    中國農業科學. 2013, 46(19):  4075-4081.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.013
    摘要 ( 399 )   PDF (586KB) ( 657 )   收藏
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    【目的】對廣西冬種馬鈴薯病毒進行鑒定,為無病毒種薯選擇和大田防治提供依據。【方法】2012年在馬鈴薯主要產區采集具有明顯病毒病癥狀的樣品,在血清學ELISA檢測的基礎上,進一步用小RNA深度測序對按癥狀分類的樣品進行混合樣本的病毒種類鑒定,再用RT-PCR方法對分組混合樣本進行驗證。【結果】在109個樣本中檢測到馬鈴薯卷葉病毒(Potato leafroll virus,PLRV)、馬鈴薯A病毒(Potato virus A,PVA)、馬鈴薯H病毒(Potato virus H,PVH)、馬鈴薯M病毒(Potato virus M,PVM)、馬鈴薯S病毒(Potato virus S,PVS)、馬鈴薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)和馬鈴薯紡錘塊莖類病毒(Potato spindle tuber viroid,PSTVd),同時發現PVS有豐富的株系分化。【結論】近年廣西冬種馬鈴薯病毒種類增多,病癥多樣,亟需加強種薯管理,培育無毒健康種薯。
    土壤肥料·節水灌溉·農業生態環境
    玉米秸稈低溫降解復合菌系的篩選
    薩如拉, 高聚林, 于曉芳, 胡樹平
    中國農業科學. 2013, 46(19):  4082-4090.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.014
    摘要 ( 319 )   PDF (658KB) ( 739 )   收藏
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    【目的】為加快北方高寒地區玉米秸稈降解速度,篩選低溫條件下具有良好降解玉米秸稈的復合菌系。【方法】以富含纖維素的腐爛物為菌源,通過濾紙崩解初篩、酶活和秸稈降解率為指標復篩進行玉米秸稈降解菌系的篩選,并對其成分進行分析。【結果】從腐爛的樹葉和高原鋸末中篩選到兩組玉米秸稈降解復合菌系1號和8號。1號和8號復合菌系在玉米秸稈培養基中,15℃培養15 d,玉米秸稈分解率分別達到30.21%和32.21%;1號復合菌系包含木霉和多種細菌,8號復合菌系含青霉和多種細菌;兩組復合菌系優勢細菌均為梭菌屬和芽孢桿菌屬菌種。【結論】篩選到的菌系在低溫(15℃)實驗室條件下能降解玉米秸稈,菌系主要組成是木霉、青霉、梭菌屬(Clostridium sp.)、芽孢桿菌屬(Bacillus sp.)和草螺菌屬(Herbaspirillum sp.)的細菌。
    紫色丘陵區坡耕地生物埂的蓄水保土效應
    汪三樹1, 劉德忠2, 史東梅1, 黃先智3, 唐學文4, 李葉鑫1, 甘雪蓮5
    中國農業科學. 2013, 46(19):  4091-4100.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.015
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    【目的】研究紫色丘陵區坡耕地生物埂的蓄水保土效應。【方法】采用土壤物理性質及土壤力學分析等綜合性研究手段,對4種紫色丘陵區坡耕地生物埂措施的蓄水保土效應及其影響因素進行研究。【結果】(1)不同生物埂措施的土壤總孔隙度表現為桑樹埂>花椒埂>紫花苜蓿埂>自然生草埂;生物埂土壤初始入滲率、穩定入滲率和平均入滲率變化趨勢一致,依次為桑樹埂>花椒埂>紫花苜蓿埂>自然生草埂。(2)生物埂土壤有效庫容與對照自然生草埂相比差異明顯(P<0.05),表現為木本埂>草埂>對照自然生草埂;在生物埂蓄水過程中,土壤的非毛管孔隙度和總孔隙度越大,土壤入滲性能越好,土壤水庫庫容越大;生物埂土壤容重越大,則土壤滲透性和通透性越差,導致土壤無效庫容越大,坡耕地農作物水分利用困難。(3)生物埂土壤抗剪強度表現為紫花苜蓿埂(0.38 kg•cm-2)>花椒埂(0.25 kg•cm-2)>桑樹埂(0.22 kg•cm-2)>自然生草埂(0.18 kg•cm-2),內摩擦角以花椒埂最大(20.76°);生物埂土壤內摩擦角與機械組成分形維數、土壤初始含水率之間呈顯著負相關,與微團聚體分形維數呈顯著正相關;土壤黏聚力和抗剪強度與機械組成分形維數呈顯著負相關,與土壤分散率呈顯著正相關,與微團聚體分形維數相關性不顯著。【結論】由于紫色丘陵區生物埂措施對土壤孔隙結構等物理性質具有改良作用,提高了土壤有效庫容,這對抵御坡耕地季節性干旱作用成效明顯;同時也增強了土壤抗剪強度,使得地埂抵抗降雨和徑流剪切的能力增強,保證了坡耕地土地生產力的穩定。
    園藝
    不同酸度歐李果實有機酸積累特性與相關代謝酶活性分析
    王鵬飛1, 薛曉芳12, 穆曉鵬1, 張建成1, 曹琴1, 杜俊杰1
    中國農業科學. 2013, 46(19):  4101-4109.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.016
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    【目的】比較不同歐李品種果實中主要有機酸積累特性及相關酶活性。【方法】以6年生歐李品種‘農大3號’和‘農大4號’為材料,采用超高效液相色譜(UPLC)檢測果實發育過程中總酸、蘋果酸和檸檬酸含量,并測定蘋果酸和檸檬酸相關酶活性。【結果】兩個品種果實中蘋果酸和檸檬酸主要在果實發育后期積累,品種間積累速率存在較大差異。果實發育前期NADP-蘋果酸酶(NADP-ME)活性較高,NAD-蘋果酸脫氫酶(NAD-MDH)活性和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性相對較低,使蘋果酸僅少量積累;果實發育后期NADP-ME活性迅速下降,而NAD-MDH活性和PEPC活性開始上升,促進了蘋果酸大量積累;果實成熟時NADP-ME活性突然升高,而NAD-MDH活性和PEPC活性開始下降,促使蘋果酸降解。果實成熟前(花后18-19周)‘農大4號’NAD-MDH活性顯著高于‘農大3號’、而NADP-ME活性低于‘農大3號’,導致成熟時前者蘋果酸含量高于后者。花后17-19周‘農大3號’檸檬酸合成酶(CS)活性高于‘農大4號’,成熟時檸檬酸含量也高于后者。【結論】果實發育后期是蘋果酸和檸檬酸積累的關鍵時期,蘋果酸的積累差異主要由NAD-MDH活性和NADP-ME活性協同變化引起,檸檬酸積累差異主要受CS活性變化影響。
    越橘果實糖酸含量和不同發育階段的變化及其與葉片中可溶性糖含量的相關關系
    劉有春12, 陶承光3, 魏永祥2, 劉成2, 王興東2, 劉威生2, 楊艷敏2
    中國農業科學. 2013, 46(19):  4110-4118.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.017
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    【目的】了解高叢、半高叢和矮叢越橘品種果實糖酸含量及不同發育階段的變化特點,探討果實糖積累與葉片中可溶性糖含量的相關關系,為越橘糖酸代謝機理和品質調控提供參考資料。【方法】應用高效液相色譜(HPLC)技術對5個越橘品種(高叢越橘:‘斯巴坦’、‘澤西’,半高叢越橘:‘北村’、‘北藍’,矮叢越橘:‘美登’)不同發育階段果實的糖酸組分和葉片中糖組分進行測定。【結果】供試的5個越橘品種成熟果實總糖平均含量為102.04 mg•g-1 FW,其中‘斯巴坦’含量最高,‘北村’最低。葡萄糖和果糖占總糖含量的97.90%—99.47%,二者含量比值1﹕1,均隨果實發育呈迅速增加趨勢,蔗糖和山梨醇在果實發育早期含量很低并隨果實發育降低,在成熟果實中含量極微。供試高叢和半高叢越橘成熟果實總酸平均含量為7.10 mg•g-1 FW,檸檬酸是主要有機酸,占總酸含量的76.94%,隨果實發育先上升后下降,奎寧酸和蘋果酸在幼果期占較大比重,隨果實成熟含量下降。供試矮叢越橘品種‘美登’和半高叢越橘品種‘北村’酸組成及變化趨勢相似,即奎寧酸是成熟果實的主要酸,含量明顯高于其它品種,且隨果實發育持續下降,其次是檸檬酸和酒石酸。葉片中山梨醇占葉片總糖含量的67.28%,花后42 d(成熟前15 d)達到最高值,之后迅速降低。【結論】矮叢越橘品種‘美登’和半高叢越橘品種‘北村’有機酸構成特點區別于供試的高叢品種和半高叢品種‘北藍’;山梨醇是越橘碳水化合物積累的主要形式;越橘成熟前15 d是果實膨大、糖分積累的關鍵時期。
    基于cDNA-AFLP發掘茶樹被茶尺蠖取食誘導的相關差異基因及其表達特征
    曹士先, 程曦, 蔣正中, 盛亮, 上官明珠, 鄧威威, 韋朝領
    中國農業科學. 2013, 46(19):  4119-4130.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.018
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    【目的】發掘茶樹被茶尺蠖取食誘導的相關防御基因及其分子防御機制。【方法】利用cDNA-AFLP篩選茶樹葉片被其主要害蟲茶尺蠖取食后差異表達片段(transcript-derived fragment,TDF),并對其進行生物信息學分析和相關驗證;運用qRT-PCR(quantitative real-time PCR)研究部分差異基因的表達規律。【結果】茶樹被茶尺蠖取食后,共發現231條TDF,經PCR驗證和測序后,成功獲得134條EST(expressed sequence tags)序列,其中上調與下調表達的TDF數量分別為81和53條,各占測序獲得序列的60.4%與39.6%;利用BLASTx在GenBank進行比對與功能分析可知,其中的23.1%與代謝相關,9.0%跟光合作用與能量相關,跟蛋白質合成與貯藏相關的序列各占8.2%,與信號轉導相關的占6.0%,跟抗病與防御相關的占5.2%,但與細胞生長及細胞結構、轉錄因子和運輸相關的數量很少,分別為1.5%、2.2%和3.0%;此外,還有6.7%的TDF功能不明確,有20.1%的無同源性序列;利用qRT-PCR(quantitative real-time PCR)對TDF 21F1、22D、27L3和28F分別進行了表達特征分析,結果表明這4個TDF代表的基因在茶樹被茶尺蠖取食后均有不同程度誘導。【結論】通過cDNA-AFLP技術發掘了多個茶樹被茶尺蠖取食誘導的差異表達基因片段,初步揭示了茶樹被害蟲取食而誘導的分子防御機制。
    貯藏·保鮮·加工
    奉節臍橙黃酮類特征性成分HPLC色譜指紋圖譜構建與應用
    劉世堯
    中國農業科學. 2013, 46(19):  4131-4148.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.019
    摘要 ( 357 )   PDF (1704KB) ( 521 )   收藏
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    【目的】進行原產地奉節臍橙果實黃酮類特征性成分高效液相色譜指紋圖譜構建研究,并利用5種常見市售甜橙品種對奉節臍橙果實進行真偽鑒定驗證,為奉節臍橙果實品質評價與真偽鑒定提供科學依據。【方法】采用高效液相色譜-二極管陣列檢測技術,進行原產地14個主產區奉節臍橙黃酮類特征性成分的提取和HPLC分析,二極管陣列檢測器信號采集與島津LC solution Ver1.0工作站特征性成分峰識別,以橙皮苷和柚皮苷為外標進行樣品果皮、果肉、果汁橙皮苷和柚皮苷含量測定,并利用指紋圖譜相似度評價軟件進行奉節臍橙果實不同部位黃酮類特征性成分色譜指紋圖譜構建、相似度計算與驗證研究。【結果】奉節臍橙樣品果皮、果肉、果汁中橙皮苷含量范圍分別為1.67%—3.76%、0.69%—1.67%、0.022—0.318 mg•(10mL)-1,平均含量分別為:2.87%、1.25%、0.1215 mg•(10mL)-1;奉節臍橙樣品果皮柚皮苷含量范圍為0.01%—0.15%,平均含量為0.08%,但在果肉、果汁中未檢出。奉節臍橙果皮和果肉總黃酮特征性成分色譜圖整體峰形一致,分別標示出35個、35個共有峰,匹配良好;所構建的奉節臍橙果皮和果肉總黃酮特征性成分色譜指紋圖譜譜峰分布差異明顯,以橙皮苷為特征峰所標記共有峰的相對含量數據穩定,采用夾角余弦法計算各供試品種與特征性譜圖相似度均在0.990以上,可以用于奉節臍橙果實的專屬性評價及真偽鑒定。但樣品果汁提取物色譜圖譜峰區配率較低,相似度差異較大,不適于作為奉節臍橙果實品質的定性分析。【結論】該方法準確、可靠,重現性好,適用于中國地方甜橙名品奉節臍橙的專屬性鑒定與柑橘品種的品質評價。
    Camembert干酪成熟過程中的質構和流變學特性
    于華寧12, 王嘉悅3, 杭鋒1, 劉振民1, 李云飛2, 郭本恒1, 梅俊2, 夏永軍1, 侯建平1
    中國農業科學. 2013, 46(19):  4149-4156.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.020
    摘要 ( 429 )   PDF (568KB) ( 498 )   收藏
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    【目的】研究Camembert干酪成熟過程中質構和流變學特性隨成熟期的變化。【方法】利用TPA(Texture Profile Analysis)分析干酪不同部位的質構特性,包括硬度、黏著性、彈性、內聚性、咀嚼性和膠性等功能特性的變化,利用流變儀測定干酪成熟過程中的彈性模量G’、黏性模量G’’以及損失角δ的變化,利用SAS統計軟件分析結果。【結果】 成熟時間對Camembert干酪的pH和水分活度影響顯著(P<0.05),對水分含量影響不顯著(P>0.05);在成熟期內,干酪表面和芯部的質構和流變學特性存在顯著差異(P<0.05);隨成熟期延長,干酪表面的硬度、膠性和咀嚼性呈現下降趨勢,而黏著性則呈現增長趨勢;干酪芯部的硬度呈先增加后降低的趨勢,膠性和咀嚼性呈下降趨勢,而黏著性則呈上升趨勢;干酪不同位置的G’和G’’差異顯著(P<0.05),干酪芯部的G’和G’’大于干酪表面;干酪芯部的G’和G’’在成熟過程中先增加后降低。【結論】干酪成熟過程中的質構和流變學特性變化與成熟時間密切相關。
    畜牧·獸醫·資源昆蟲
    葡萄籽原花青素及維生素E對氧化應激仔豬生長性能、 血清氧化還原狀態和肝臟氧化損傷的影響
    趙嬌, 周招洪, 梁小芳, 毛湘冰, 陳代文, 余冰
    中國農業科學. 2013, 46(19):  4157-4164.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.021
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    【目的】研究飼糧添加葡萄籽原花青素(grape seed procyanidins, GSPs)和維生素E(vitamin E,VE)對氧化應激仔豬生長性能、血清氧化還原狀態及肝臟氧化損傷的影響。【方法】24頭28 d的斷奶仔豬(L×Y),隨機分為4組,每組6個重復,每個重復1頭豬。NC組和Diqaut組飼喂基礎飼糧,GSPs+Diquat組和VE+Diquat組分別飼喂在基礎飼糧中添加100 mg•kg-1 GSPs和50 mg•kg-1 VE的試驗飼糧。在試驗第10 d對Diquat組、GSPs+Diquat組和VE+Diquat組試豬腹腔注射Diquat(10 mg•kg-1), NC組注射生理鹽水。試驗期為17 d。【結果】結果顯示,與NC組相比,注射Diquat導致仔豬生長性能,血清和肝臟抗氧化能力以及肝臟ALT和AST活性顯著降低(P<0.05),血清ALT和AST活性顯著升高(P<0.05);飼糧添加100 mg•kg-1 GSPs或50 mg•kg-1 VE 均顯著改善應激仔豬血清GSH-px活性和抗 能力及肝臟ALT和AST活性(P<0.05),降低血清ALT、AST活性和MDA含量(P<0.05)。與此同時,GSPs還顯著增加仔豬血清SOD活性、抗•OH能力及肝臟T-AOC和抗•OH能力(P<0.05),降低肝臟MDA含量(P<0.05)。【結論】飼糧添加100 mg•kg-1 GSPs或50 mg•kg-1 VE均能有效緩解Diquat所致仔豬氧化應激,且在血清和肝臟抗氧化方面GSPs效果較好。
    限時放牧加補飼對烏珠穆沁羔羊生長發育及采食量的影響
    張曉慶12, 羅海玲1, 張英俊1, 王碩1
    中國農業科學. 2013, 46(19):  4165-4172.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.022
    摘要 ( 310 )   PDF (631KB) ( 567 )   收藏
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    【目的】為探析補飼條件下,限時放牧對烏珠穆沁羔羊生長發育及采食量的影響。【方法】選擇30只烏珠穆沁去勢公羔,按照同質原則隨機分成5組:0H為舍飼組(對照),2H、4H、8H、12H分別為放牧2、4、8、12 h組。各處理組飼糧代謝能水平接近。試驗期102 d,預試期15 d,正式期87 d。7、8、9月份每月月末空腹稱重、同時測量體尺,分別在每月中旬用飽和鏈烷法測定一次放牧采食量。【結果】(1)限時放牧加補飼對放牧季烏珠穆沁羔羊的體長、體高、胸圍均無顯著影響(P>0.05);但8月份,8H、12H組的體長指數均顯著高于(P=0.05)舍飼組,其體軀指數顯著低于(P<0.05)舍飼組,而2H和4H組與舍飼組無顯著差異(P>0.05)。(2)各處理組7—9月份的月末體重、總增重、全期平均日增重、總采食量均沒有顯著差異(P>0.05),但日增重在各月份之間顯著不同(P<0.01)。7月份,隨放牧時間延長日增重顯著降低(P<0.01),全天放牧組的日增重較舍飼組、2H、4H、8H組分別減少了101、84、69、38 g•d-1,而放牧2H、4 H組與舍飼組無顯著差別(P>0.05);8月份,各處理組日增重均達到最大,4H、8H、12H組顯著高于(P=0.045)舍飼和2H組;9月份,舍飼組日增重顯著高于(P<0.05)其余4組,而其余各組之間無差異(P>0.05)。(3)隨放牧時間延長,放牧采食量顯著增加(P<0.001)而補飼量呈遞減趨勢;補飼量每增加1 kg,總采食量增加0.44 kg、放牧采食量減少0.78 kg;4H組的飼料轉化效率略優于2H和8H組。【結論】限時放牧4 h加補飼不影響羔羊的總采食量和平均日增重,但顯著減少了放牧采食量。結合草地保護和飼養成本,則放牧4 h加0.52 kg補飼(精料與谷草干草以1﹕1混合)是最佳放牧管理方式。
    研究簡報
    咪唑乙煙酸抑制大豆根瘤固氮酶活性的機理研究
    李慧, 丁偉, 姜俊鳳, 王懷彪
    中國農業科學. 2013, 46(19):  4173-4178.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.023
    摘要 ( 342 )   PDF (528KB) ( 575 )   收藏
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    【目的】探索咪唑乙煙酸抑制大豆根瘤固氮酶活性的關鍵機制,為解決咪唑乙煙酸長期大量應用對根瘤固氮的毒害提供依據。【方法】采用田間試驗方法,研究咪唑乙煙酸莖葉處理對根瘤固氮酶活性的影響與根瘤豆血紅蛋白含量、根瘤類菌體和細胞漿中氨含量的關系。【結果】咪唑乙煙酸施用后21 d內,固氮酶活性受到顯著抑制。112.5和225.0 g a.i./hm2施藥量下,對豆血紅蛋白含量的抑制峰值分別出現在第7、14天,抑制率分別為30.52%和35.41%,抑制作用分別在第21、28天得到解除。根瘤類菌體中氨含量抑制峰值均出現在第14天,抑制率分別為35.33%和48.96%,第28天氨含量均恢復正常。細胞漿中氨含量顯著增高,且分別在第 21、28天恢復正常。【結論】咪唑乙煙酸莖葉處理后,豆血紅蛋白含量降低是導致固氮酶活性降低的1個重要原因,同時細胞漿中氨積累也造成了對固氮酶活性的反饋抑制。
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