Please wait a minute...
廣告服務

當期目錄

    2014年 第47卷 第9期 刊出日期:2014-05-01
      
    作物遺傳育種·種質資源·分子遺傳學
    小麥重要自噬相關基因ATG18的鑒定和表達分析
    孫鴻, 張微, 衛曉靜, 王華忠
    中國農業科學. 2014, 47(9):  1657-1669.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.09.001
    摘要 ( 330 )   HTML ( 4 )   PDF (986KB) ( 643 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】克隆小麥重要自噬相關基因ATG18,分析其編碼產物的序列特征和高級結構,了解其在生物、非生物脅迫及激素處理條件下的表達模式,闡明其生物學功能。【方法】利用EST拼接和RT-PCR方法從白粉菌侵染的小麥葉片中克隆ATG18 cDNA序列,利用生物信息學方法進行基因的外顯子-內含子結構分析、編碼蛋白的結構域和保守氨基酸預測、高級結構分析和物種間同源蛋白的進化分析。采用實時熒光定量PCR方法研究基因表達對白粉菌侵染和外源激素處理的響應模式及對高鹽、干旱、低溫黑暗和缺氮培養等逆境脅迫處理的響應模式。【結果】獲得了4個小麥ATG18家族成員(TaATG18a、TaATG18b、TaATG18c和TaATG18d)cDNA。4個基因高度相似,均含有1 158 bp開放閱讀框(ORF),編碼385個氨基酸的蛋白質。4個基因的編碼蛋白在一級結構上均含有典型的WD-40結構域、磷脂酰肌醇-3-磷酸(PI3P)結合基序和保守的ATG2結合位點氨基酸殘基。4個基因均具有2種轉錄后的可變剪接方式,2種剪接產物mRNA分別編碼完整的有功能蛋白和N端截短導致結構域和功能位點缺失的無功能蛋白。TaATG18a蛋白在高級結構上折疊成與其他WD-40蛋白類似的β-推進器樣構象,PI3P結合基序位于推進器第五葉片的折疊4和第五、六葉片的連接部分,ATG2結合位點位于連接第二葉片和第三葉片的loop上。TaATG18s能夠被白粉菌侵染誘導表達,但具體的誘導表達模式在抗、感白粉病反應之間存在明顯差異。在廣譜抗白粉病基因Pm21和小種專一性抗白粉病基因Pm3f介導的抗病反應中,TaATG18s均呈現接種白粉菌后0—36 h期間的2次誘導表達模式,2次誘導表達時間與白粉菌侵染進程密切相關。在中感材料揚麥158遺傳背景上的感病反應中,TaATG18s盡管也呈現2次誘導表達,但第一次誘導表達持續時間短且強度低于含Pm21的近等基因系上抗病反應中的表現,相反第二次誘導表達強度高于抗病反應中的表現。高感材料Chancellor遺傳背景上的TaATG18s響應白粉菌侵染的表達波動較小。外源乙烯或SA處理對TaATG18s表達的調控作用在抗、感白粉病材料上明顯不同,在感病材料上表現激活作用,而在抗病材料上表現抑制作用。激素處理對TaATG18s表達的調控不僅作用于轉錄水平,還作用于轉錄后的mRNA剪接環節。高鹽、干旱、低溫黑暗和缺氮培養等逆境處理也能夠上調TaATG18s的表達。【結論】推測鑒定的4個TaATG18s編碼蛋白具有通過結合PI3P定位于自噬膜表面和通過形成ATG18-ATG2復合物參與小麥自噬過程的功能。TaATG18s及其參與的自噬過程與小麥對白粉菌侵染的免疫反應密切相關,也與小麥響應非生物逆境脅迫環境相關。抗、感材料TaATG18s對同種激素信號的不同響應模式可能是導致抗、感白粉病表型差異的原因之一。
    小麥雄性不育系絨氈層異常代謝與小孢子敗育的關系
    張鵬飛, 宋瑜龍, 張改生, 趙新亮, 巴青松, 劉紅占, 祝萬萬, 李志寬, 王軍衛, 牛娜
    中國農業科學. 2014, 47(9):  1670-1680.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.09.002
    摘要 ( 307 )   HTML ( 2 )   PDF (982KB) ( 606 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】研究小麥遺傳型雄性不育系花藥絨氈層降解及營養物質代謝,并揭示其與花粉敗育的關系。【方法】以小麥S型1376不育系[(S)-1376(A)]及其保持系[(A)-1376(B)]為試材,在三核期分別用DAPI和KI-I2對花粉粒內淀粉積累進行染色觀察;采用半薄切片技術對不育系(S)-1376和保持系1376絨氈層發育過程及多糖、脂類和蛋白等物質積累進行觀察和比較;采用軟件cellSens Entry和IPP 6.0分別計算圖片中小孢子和絨氈層細胞的面積及分析各發育時期圖像中的平均光密度值。【結果】與保持系1376比較,(S)-1376花粉粒被KI-I2染成淺黃色,表明三核期其花粉中無淀粉積累,花粉敗育徹底;不育系(S)-1376絨氈層較保持系1376絨氈層細胞提前至四分體時期啟動細胞程序化死亡(PCD)過程;不育系(S)-1376花粉核發育遲緩,大多發育至單核晚期停止分裂,僅少數可發育至二核期;(S)-1376小孢子在四分體時期和單核早期顯著增大;絨氈層細胞在四分體時期也顯著大于保持系1376絨氈層細胞。在(S)-1376花粉的發育過程中,除四分體時期外,其余各時期多糖含量(呈紅色)均低于保持系對應的各發育時期,不育系(S)-1376絨氈層中多糖在四分體時期多于保持系,在單核早期顯著降低。在花粉整個發育過程中,不育系(S)-1376花粉中被染成黑色脂類的含量明顯低于保持系,不育系絨氈層中的脂類含量在各個時期也低于保持系。不育系(S)-1376小孢子母細胞四分體時期被染成藍色的蛋白含量很高,但單核晚期顯著降低;在絨氈層細胞中單核早期蛋白含量顯著低于保持系,這可能暗示該時期保持系絨氈層開始啟動降解。在花粉發育整個過程中保持系1376小孢子母細胞中四分體時期多糖和蛋白的含量都低于不育系(S)-1376,這可能與該時期不育系絨氈層提前降解需要大量的多糖和蛋白有關;單核晚期小孢子中的多糖、脂類和蛋白含量高于不育系,該時期是正常小孢子發育的關鍵時期,不育系中各種物質供應不足可能是導致花粉敗育的主要原因。在二核期和三核期,不育系(S)-1376花粉營養細胞中大液泡不消失,細胞質內含物也不持續增加,淀粉粒、脂類等物質積累終止,最終導致小孢子內沒有內含物的積累,呈空殼晶體狀。【結論】小麥S型1376A不育系花藥絨氈層提前降解所誘發的物質異常代謝,使小孢子在由單核晚期向二核期發育的過程中物質供應不足導致細胞核分裂異常,最終引起花粉敗育。
    幼苗期大豆根系性狀的遺傳分析與QTL檢測
    梁慧珍1, 余永亮1, 楊紅旗1, 張海洋1, 董薇1, 崔暐文1, 鞏鵬濤2, 方宣鈞3
    中國農業科學. 2014, 47(9):  1681-1691.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.09.003
    摘要 ( 336 )   HTML ( 1 )   PDF (786KB) ( 572 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】研究幼苗期大豆根系性狀的遺傳規律并進行QTL定位,推進大豆品種選育進程。【方法】以栽培大豆晉豆23為母本,半野生大豆灰布支黑豆(ZDD2315)為父本及其所衍生的447個RIL作為供試群體,取親本及447個家系各30粒種子,用滅菌紙包裹后分別于2013年5月27日、6月28日放置在清水培育,每組試驗設置3次重復,環境溫度20—28℃,幼苗長到V2期,分別于2013年6月8日、7月8日對幼苗期相關根部性狀數據進行測量。采用主基因+多基因混合遺傳分離分析法和復合區間作圖法,對大豆幼苗期根系性狀進行遺傳分析和QTL定位。定位所用圖譜全長2 047.6 cM,包括27個連鎖群,232個標記位點。【結果】主根長、側根數、根重、根體積和莖葉重各形狀之間均呈現極顯著正相關;下胚軸長和下胚軸重表現極顯著正相關,與莖葉重表現出顯著正相關。主根長受3對等效主基因控制,側根數受2對重疊作用主基因控制,根重和根體積受4對等效主基因控制,下胚軸長受4對加性主基因控制,下胚軸重受4對加性-加性×加性上位性主基因控制,以上性狀均沒有檢測到多基因效應。莖葉重受加性多基因控制,沒有檢測到主基因效應。共檢測到24個與主根長、側根數、根重、根體積、莖葉重、下胚軸長和下胚軸重相關的QTL,分別位于A1、A2、B1、B2、C2、D1b、F_1、G、H_1、H_2、I、K_2、L、M、N和O連鎖群上。其中,主根長共檢測到5個QTL,分布在B1、L、N、O連鎖群上。解釋的表型變異范圍為7.05%—13.18%。側根數共檢測到4個QTL,分布在A1、D1b、I、L連鎖群上。解釋的表型變異范圍為8.21%—16.43%。根重共檢測到3個QTL,分布在F_1、G、N連鎖群上。解釋的表型變異范圍為7.55%—10.85%。根體積,5月27日試驗結果,共檢測到3個QTL,分布在K_2和M連鎖群上。解釋的表型變異范圍為8.44%-12.39%。6月28日試驗結果,沒有定位出主效QTL。莖葉重共檢測到5個QTL,分布在A1、A2和N連鎖群上。解釋的表型變異范圍為11.43%-38.91%。其中,qSW1-a2-1、qSW2-a2-1和qSW2-a2-1均定位在A2染色體上。下胚軸長,5月27日試驗結果,共檢測到1個QTL,分布在H_1連鎖群上,表型貢獻率為7.86%。6月28日試驗結果,沒有定位出主效QTL。下胚軸重共檢測到3個QTL,分布在B2、C2、H_2連鎖群上。解釋的表型變異范圍為7.70%—12.48%。【結論】幼苗期根系性狀的遺傳機制較復雜,莖葉重受多基因控制,其余性狀主要受主基因控制。抗逆品種根系從幼苗期根系生長就表現出發根早、生長快、主根長、側根多等特點,在實際育種過程中,需要對根系各性狀間的關系進行綜合考慮,確保根系整體健壯發達,協調統一。
    耕作栽培·生理生化·農業信息技術
    不同降水年型休閑期耕作蓄水與旱地小麥籽粒蛋白質形成的關系
    孫敏, 葛曉敏, 高志強, 任愛霞, 鄧妍, 趙維峰, 趙紅梅
    中國農業科學. 2014, 47(9):  1692-1704.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.09.004
    摘要 ( 388 )   HTML ( 1 )   PDF (658KB) ( 609 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】中國旱地小麥常年降水量少且分配不均,如何蓄水保墑尤其是蓄積休閑期降水提高生育期土層水分含量,以供作物生長發育需要成為當前研究的熱點。論文旨在探討不同降水年型,休閑期耕作方式對土壤水分貯備水平、小麥籽粒產量和品質指標的影響,進而為有效利用一年一作旱地小麥休閑期降水,提高小麥籽粒產量,優化籽粒品質提供理論依據。【方法】于2009—2012年連續3年在山西聞喜縣開展大田試驗,以運旱20410為供試品種,設置休閑期深翻(深度25—30 cm,DT)、休閑期深松(深度30—40 cm,SS)、對照(休閑期不進行任何耕作處理,CK)3個水平,隨機區組設計,研究休閑期深翻、深松對旱地冬小麥0—300 cm土層水分含量、籽粒蛋白質形成的影響。【結果】休閑期耕作較對照提高播種前0—300 cm土層蓄水量,枯水年提高63—91 mm,平水年提高41—70 mm,豐水年提高54—74 mm;休閑期耕作較對照顯著提高小麥籽粒產量,枯水年提高981—1 330 kg•hm-2,平水年提高883—1 089 kg•hm-2,豐水年提高1 256—1 457 kg•hm-2。且枯水年、平水年深翻效果較好,而豐水年深松效果較好。休閑期耕作較對照顯著提高平水年、豐水年小麥花后旗葉谷氨酰合成酶(GS)活性、花后5—15 d旗葉谷氨酸合成酶(GOGAT)活性,顯著提高不同降水年型籽粒GS、GOGAT活性。休閑期耕作較對照提高平水年、豐水年籽粒清蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白含量、蛋白質含量,提高枯水年、豐水年谷醇比,提高不同降水年型籽粒蛋白質產量。休閑期深翻處理枯水年籽粒蛋白質產量,平水年籽粒清蛋白、醇溶蛋白、蛋白質含量及蛋白質產量顯著高于深松處理;休閑期深松處理豐水年籽粒蛋白質及其組分含量、蛋白質產量、谷醇比顯著高于深翻處理。不同降水年型休閑期耕作條件下,開花期土壤水分影響了旗葉GS、GOGAT活性,尤其是旗葉GS活性,旗葉GS活性與籽粒蛋白質及其組分含量、谷醇比、蛋白質產量關系密切,開花期土壤水分與籽粒球蛋白、醇溶蛋白、蛋白質含量、籽粒蛋白質產量關系密切,尤其是谷醇比與開花期深層土壤水分的關系較密切。【結論】旱地小麥休閑期耕作有利于蓄積休閑期降水,提升旱地小麥土壤水分貯備水平,如播種前土壤蓄水量和開花期土壤蓄水量,從而提高產量、優化品質,其中枯水年、平水年以休閑期深翻效果較好,豐水年以休閑期深松效果較好。
    不同肉色甘薯塊根主要營養品質特征與綜合評價
    唐忠厚1, 2, 魏猛1, 陳曉光1, 史新敏1, 張愛君1, 李洪民1, 丁艷鋒2
    中國農業科學. 2014, 47(9):  1705-1714.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.09.005
    摘要 ( 283 )   HTML ( 1 )   PDF (677KB) ( 605 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】 甘薯(Ipomoea batatas (L.) Lam)是淀粉類塊根作物,為中國重要的糧食、飼料和工業加工原料,營養品質分析與評價是甘薯品種選育和綜合利用過程的重要環節。因此,通過分析不同肉色甘薯資源主要營養品質,建立適合、高效的中國甘薯營養品質評價方法,探討甘薯營養品質綜合評價中的主要影響因子,為甘薯育種和利用提供基礎。【方法】 以中國主栽優質的30份不同肉色甘薯資源為研究對象,采用常規化學分析與近紅外光譜技術,測定塊根中主要營養品質指標,通過隸屬函數轉化與因子分析,綜合評價甘薯塊根營養品質特征。【結果】供試的30份不同肉色甘薯塊根中營養品質指標均有一定差異,以胡蘿卜素、花青素、黃酮、多酚與果糖等指標含量變異系數大,蛋白質與淀粉等碳水化合物含量差異相對較小;紫肉甘薯材料中Fe、Zn、Mg等礦物質元素、黃酮和多酚等含量多高于白肉與黃肉品系,但其淀粉率較白肉與黃肉品系偏低。相關分析表明,塊根各營養品質組分既相互獨立又關系復雜,多數營養品質指標間有一定相關性。品質指標轉化數據經因子分析,被提取的前8個公共因子累積方差貢獻率達92.36%,前8個公共因子對16個指標變量的貢獻范圍為0.83—0.98,甘薯營養品質指標可劃為功能物質因子、碳水化合物因子與營養品質輔助因子,它們的方差貢獻率和權重分別為33.34%、38.7%、20.32%和0.36、0.42、0.17,該結果表明,利用因子分析可將相同或類似本質的多個甘薯營養品質變量歸入一個具有代表性的因子,減少分析變量數目。根據各因子隸屬函數值、權重的確定,以計算出綜合評價值的大小反映供試材料營養品質綜合評價高低,結果表明,不同肉色甘薯品種(系)營養品質綜合評價差異達顯著水平(P<0.05),主要表現為紫肉型>黃肉型>白肉型,紫肉型甘薯品種(系)受其功能物質因子的影響,其營養品質綜合評價明顯高于其它類型,表明甘薯塊根中黃酮類、多酚類、花青素、胡蘿卜素等物質組分對其營養品質綜合評價的貢獻高,可作為衡量甘薯塊根營養品質綜合評價優劣重要指標,而干基條件下含量差異不明顯的蛋白質與淀粉等甘薯塊根營養基本組成因子,在綜合評價中貢獻較小。【結論】 不同肉色甘薯塊根重要營養品質特征存在一定差異;不同肉色甘薯品種(系)營養品質綜合評價差異明顯,主要表現為紫肉型塊根>黃肉型塊根>白肉型塊根,影響甘薯營養品質綜合評價的關鍵因子依次是功能性物質因子、碳水化合物因子與營養品質輔助因子。
    植物保護
    玉米大斑病菌MAPK超家族的全基因組鑒定及途徑模型建立
    鞏校東1, 張曉玉1, 田蘭1, 王星懿1, 李坡2, 張盼1, 王玥1, 范永山3, 韓建民1, 谷守芹1, 董金皋1
    中國農業科學. 2014, 47(9):  1715-1724.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.09.006
    摘要 ( 299 )   HTML ( 1 )   PDF (837KB) ( 648 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】從全基因組水平鑒定玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)的MAPK超家族基因,并對其進行系統進化、基因結構、多重序列比對及保守位點分析,構建玉米大斑病菌中的MAPK級聯途徑模型,為深入研究該植物病原菌中MAPK級聯途徑的功能奠定基礎。【方法】利用玉米大斑病菌基因組數據庫,通過基于隱馬爾科夫模型的HMMER 3.0軟件搜索基因組,鑒定并獲得MAPK超家族成員序列、基因組定位信息;采用MEGA 5.0軟件進行系統進化分析;通過GSDS工具進行基因結構分析;利用ClustalX、MEME工具分析MAPK蛋白激酶區的保守性及保守位點。【結果】在玉米大斑病菌基因組中發現了4個MAPK基因、3個MAPKK基因和3個MAPKKK基因。系統進化分析將MAPK分為Kss1/Fus3、Slt2、Hog1及Ime2 4類;MAPKK分為Pbs2、Ste7及Mkk1 3類;MAPKKK分為Ste11、Bck1及Ssk2 3類。基因組定位及基因結構分析表明,MAPK超家族散布在基因組中,且MAPK基因的結構最為復雜多樣,MAPKK次之,MAPKKK結構最簡單。多重序列比對與保守位點分析表明,玉米大斑病菌MAPK超家族的激酶結構域均高度保守,其中MAPK具有保守的“-TxY-”磷酸化位點,MAPKK含有保守的“-SD[V/I]WS-”磷酸化位點,MAPKKK含有“-G[S/T][V/P][F/M][W/Y]M[A/S]PEV-”特異性保守位點。【結論】全基因組分析表明,玉米大斑病菌中包括4個MAPK基因、3個MAPKK基因和3個MAPKKK基因。通過系統進化、基因結構及多重序列比對和保守位點分析,在玉米大斑病菌中構建了Fus3/Kss1-homolog、Slt2-homolog、Hog1-homolog和Ime2-homolog 4條MAPK級聯途徑,其中Ime2 homolog為一條新發現的MAPK級聯途徑。該信息為深入解析植物病原真菌MAPK超家族的功能奠定了基礎。
    水稻草狀矮化病毒侵染寄主水稻差異表達蛋白的鑒定和分析
    丁新倫, 謝荔巖, 吳祖建
    中國農業科學. 2014, 47(9):  1725-1734.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.09.007
    摘要 ( 309 )   HTML ( 1 )   PDF (915KB) ( 512 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】對水稻草狀矮化病毒(Rice grassy stunt virus,RGSV)侵染寄主水稻后其葉片的差異表達蛋白進行篩選、鑒定和生物信息學分析,為進一步研究RGSV和寄主水稻互作的分子機制提供線索。【方法】采用雙向熒光差異凝膠電泳(Two-dimensional fluorescence difference in gel electrophoresis,2D-DIGE)和Image Master 2D platinum 7.0分析軟件尋找差異表達蛋白,MALDI-TOF-MS(Matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight tandem mass spectrometry)鑒定差異蛋白,利用BioTools軟件搜索NCBI數據庫,尋找匹配的相關蛋白質和功能查詢。采用GOminer軟件對差異蛋白進行GO(Gene ontology)聚類分析,KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes)數據庫分析差異蛋白所參與的生物通路。【結果】建立了RGSV侵染與未侵染水稻的葉片雙向熒光差異凝膠電泳圖譜,RGSV病株與健株相比,差異倍數大于1.5的差異蛋白質點有173個,其中表達豐度升高的點有72個,表達豐度下降的點有101個,質譜鑒定了44個差異蛋白質點,25個獲得成功鑒定,分屬于24種蛋白質,包括RGSV的2種蛋白20.6K非結構蛋白和P5蛋白,水稻中的蛋白推定的核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶大亞基、景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶前體、推定的酪氨酸磷酸酶、HAD超家族水解酶-亞族IA蛋白變體3蛋白、水稻核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶小亞基結合2-羧基阿拉伯糖醇-1,5-二磷酸復合體、類似C1結構域蛋白以及其他一些功能未知蛋白和假定蛋白。對已鑒定蛋白的生物信息分析顯示,差異蛋白涉及氮素固定、氮循環代謝過程、含氮化合物代謝過程、單一生物體代謝過程、代謝過程和生物過程等6個生物學過程,在生物功能上分屬7類,包括分子功能、酸胺連接酶活性、酰胺連接酶活性、催化活性、谷氨酸氨連接酶、連接酶活性和形成C-N鍵的連接酶活性,在細胞組件上,差異蛋白分布于不同的細胞位置,涉及細胞組分、細胞器、細胞、膜結合細胞器、囊(泡)、細胞部分、膜結合囊(泡)、胞內、胞內部分、胞內細胞器、細胞質、胞內膜結合細胞器、細胞質部分、質體、細胞質囊(泡)和細胞質膜結合囊(泡)。KEGG通路分析顯示,差異蛋白參與了代謝途徑、光合生物固碳反應、碳代謝、乙醛酸和二羧酸代謝、丙氨酸、天門冬氨酸和谷氨酸代謝、氨基酸生物合成、丙酮酸鹽代謝、精氨酸和脯氨酸代謝、谷胱甘肽代謝和氮代謝途徑等10個KEGG代謝通路。【結論】RGSV侵染誘導了水稻差異蛋白質表達,獲得了一些與RGSV侵染水稻相關的蛋白質分子,差異蛋白涉及到多個功能類別。其中與氮有關的生物學過程和光合作用過程變化較為明顯。
    小菜蛾三個普通氣味受體基因的克隆及表達譜
    孔暢儀1, 王桂榮2, 劉楊2, 嚴善春1
    中國農業科學. 2014, 47(9):  1735-1742.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.09.008
    摘要 ( 293 )   HTML ( 1 )   PDF (704KB) ( 530 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】克隆小菜蛾(Plutella xylostella)觸角中3個氣味受體基因,明確這3個氣味受體在不同組織中的表達分布,進而推測這3個基因的功能,為進一步深入研究奠定基礎。【方法】通過新一代高通量測序技術對小菜蛾成蟲觸角進行轉錄組測序,獲得小菜蛾的轉錄組數據信息,通過對高質量序列的拼接組裝、基因鑒定和功能注釋,并通過Blastx基于數據庫進行相似性比對分析,預測小菜蛾的氣味受體候選基因;設計引物通過克隆得到3條普通氣味受體基因的全長序列,并利用半定量RT-PCR研究其在雌、雄成蟲9個不同組織中的表達。【結果】根據預測的基因序列,設計特異引物,克隆得到3條普通氣味受體基因的全長序列,分別命名為PxylOR16、PxylOR17和PxylOR18(GenBank登錄號分別為KF717601—KF717603)。PxylOR16開放閱讀框全長為1 218 bp,編碼406個氨基酸;PxylOR17開放閱讀框全長為1 200 bp,編碼400個氨基酸;PxylOR18開放閱讀框全長為 1 191 bp,編碼397個氨基酸。選擇已報道的鱗翅目昆蟲家蠶(Bombyx mori)、煙芽夜蛾(Heliothis virescens)和棉鈴蟲(Helicoverpa armigera)的氣味受體,以及已報道的小菜蛾的6條性信息素受體與1條非典型氣味受體與本實驗克隆得到的3個氣味受體進行序列比對和進化樹分析,結果顯示這3個氣味受體基因與非典型氣味受體和性信息素受體同源性低,而與其他的普通氣味受體聚類在一起,且PxylOR16、PxylOR17和PxylOR18彼此同源性較低。半定量的結果顯示,3個普通氣味受體基因均在觸角中表達量最大,在其他嗅覺感器,如喙、下唇須和頭部中也有一定量的表達,雌、雄間無顯著差異。另外,PxylOR17在雌蛾生殖器中,PxylOR18在雌蛾腹中也有一定表達。但3種氣味受體基因在雌、雄蛾的胸、足和翅等組織中均不表達。【結論】鑒定和克隆了3個小菜蛾氣味受體基因,明確這些氣味受體基因在小菜蛾不同組織中的表達水平,通過進化樹分析、序列比對和組織表達譜分析確定PxylOR16、PxylOR17和PxylOR18為3條普通氣味受體,且在功能上高度分化。根據半定量RT-PCR的結果,推測這3個基因可能參與了普通氣味分子的識別過程,此外PxylOR17和PxylOR18還可能參與了信息素的產生和釋放過程。
    土壤肥料·節水灌溉·農業生態環境
    玉米-大豆帶狀套作對大豆根瘤性狀和固氮能力的影響
    于曉波1, 2, 蘇本營1, 龔萬灼1, 羅玲1, 劉衛國1, 楊文鈺1, 張明榮2, 吳海英2, 曾憲堂3
    中國農業科學. 2014, 47(9):  1743-1753.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.09.009
    摘要 ( 326 )   HTML ( 1 )   PDF (638KB) ( 579 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】研究玉米-大豆帶狀套作系統中大豆生物量積累、根瘤特性、固氮酶活性和植株酰脲含量與固氮能力間的關系,明晰套作根系固氮能力的變化規律,為篩選適宜玉米-大豆帶狀套作的大豆品種提供理論依據。【方法】以強結瘤大豆NTS1007及其親本BRAGG和本地耐蔭大豆南豆12三個結瘤特性不同的大豆品種(系)為試驗材料,在大田試驗條件下,采用傳統挖掘法挖根考察根瘤生長特性,并對玉豆帶狀套作下的大豆地上部與地下部生物量積累、根瘤固氮酶活性和植株酰脲含量進行測定和分析。【結果】與單作相比,玉豆帶狀套作下大豆植株生物量顯著下降,地下部(33.15%)較地上部(20.84%)下降更為明顯,根瘤生物量受地上部和地下部的共同調控(R2=0.613、0.916);大豆根瘤數目、單株瘤重和酰脲含量均顯著下降,根瘤數目與地下部生物量呈顯著正相關(R2=0.813);單位重量和單株固氮酶活性均顯著下降,在達到峰值后下降速度均小于單作;單株固氮酶活性增長速率最快的時間滯后于單作。不同結瘤特性大豆對玉豆帶狀套作的響應不同,玉豆帶狀套作下NTS1007單株根瘤數目最多,但與單作相比其降幅最大(52.42%),BRAGG地下部和地上部生物量、根瘤重量下降幅度最大(37.73%、31.28%、43.25%),南豆12的根瘤數目、地上部和地下部生物量、根冠比的降幅均為最小(40.12%、10.17%、19.83%、10.41%);玉豆帶狀套作下NTS1007的單株固氮酶活性和單位重量酰脲含量降幅最大(64.41%、21.72%),BRAGG的單位重量固氮酶活性降幅最大(24.16%),南豆12的單位重量和單株固氮酶活性、單株酰脲含量均表現為最高,且降幅最小(10.01%、45.81%、17.88%)。【結論】玉豆帶狀套作顯著降低了大豆地上部、地下部生物量和根冠比,減少了單株根瘤數目,降低了單位重量根瘤和單株固氮酶活性,抑制了大豆固氮能力的發揮。但生殖生長后期固氮能力下降速度低于單作,這有利于套作大豆籽粒蛋白質的積累。不同結瘤特性大豆對套作的響應不同,強結瘤大豆NTS1007的地上部干物質積累和地下根瘤形成對套作環境反應敏感,南豆12則對玉豆帶狀套作表現出了良好的適應性。
    1961—2010年中國主要麥區冬春氣象干旱趨勢及其可能影響
    房世波1, 齊月1, 韓國軍1, 周廣勝1, DavideCammarano2
    中國農業科學. 2014, 47(9):  1754-1763.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.09.010
    摘要 ( 327 )   HTML ( 2 )   PDF (1079KB) ( 699 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】近年來,連續發生的冬春連旱事件已經嚴重威脅到冬小麥的安全生產和糧食增產,本研究以中國主要麥區為研究對象,分析1961—2010年中國北方主要麥區冬春季降水、無降水日數和極端干旱頻率的變化趨勢及其對當地冬小麥生產的可能影響,揭示冬春干旱在當前氣候背景下的演變趨勢,為科學應對冬春干旱提供依據。【方法】采用線性傾向估計與Robust F線性顯著性檢驗分析1961—2010年中國北方各站點冬春季降水、冬春季無降雨日數的線性傾向與顯著性,揭示冬季、春季和冬春季的降水和無降雨日數的年代際變化趨勢;根據氣象干旱等級的國家標準GB/T 20481-2006將干旱5個等級中的重旱和特旱定義為極端干旱,基于降水距平的滑動平均,計算1961—2010年各年冬春季極端干旱頻次的線性傾向,分析極端干旱發生頻次的年際變化趨勢和干旱風險劇增區降水的時間變化,揭示干旱時間動態趨勢。【結果】(1)1961—2010年,華北為中心的冬麥區冬春氣象干旱呈加劇趨勢,其中心區域山西、河北和山東西北部冬春兩季極端干旱的頻次呈現增加趨勢,陜西東部和湖北西北部春極端干旱的頻次也呈增加趨勢;(2)1961—2010年華北冬麥區的冬季降水呈減少趨勢,且無降水日數呈增加趨勢,即冬季氣象干旱呈加劇趨勢,其他區域的冬季降水呈增加趨勢,無降水日數呈減少趨勢;(3)1961—2010年華北冬麥區、黃淮冬麥區中南部和西北春麥區南部的春季降水均呈減少趨勢,且無降水日數呈增加趨勢,其他區域春季降水呈增加趨勢,無降水日數呈顯著減少趨勢;(4)從重點區域降水的時間動態看,近20來華北地區的冬季和春季降水呈急劇下降趨勢,無降水日數呈顯著增加趨勢,冬春氣象干旱風險呈劇增趨勢;近50年來黃淮冬麥區和長江中下游冬麥區的冬季降水呈增加趨勢,而春季降水呈下降趨勢,無降水日數呈增加趨勢,長江中下游麥區20世紀70年代中期以后春季降水呈持續下降趨勢。【結論】華北地區冬春季降水呈急劇下降趨勢,無降水日數呈增加趨勢,華北冬小麥冬、春干旱勢必由于地下水位的持續下降和抗旱成本的增加而導致干旱風險加大;黃淮冬麥區南部和長江中下游冬麥區的春季降水盡管也呈下降趨勢,由于該區域春季平均降水量對小麥來說以偏多為主,降水減少還不會影響到小麥生長,該區域降水的減少可能對冬小麥生長有利;氣候干旱區東北和內蒙春麥區、西北春麥區西部50年來的冬春季降水呈增加趨勢,有利于春小麥生產。
    灌溉對農田溫室效應貢獻及土壤碳儲量影響研究進展
    齊玉春1, 郭樹芳1, 2, 董云社1, 彭琴1, 賈軍強1, 2, 曹叢叢1, 2, 孫良杰1, 2, 閆鐘清1, 2, 賀云龍1, 2
    中國農業科學. 2014, 47(9):  1764-1773.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.09.011
    摘要 ( 367 )   HTML ( 3 )   PDF (598KB) ( 703 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    農田碳庫是全球碳庫最活躍的部分,對管理措施變化的響應十分敏感。灌溉技術作為中國旱作農業的重要管理措施,其變化勢必會對農田溫室效應貢獻及土壤碳固存能力產生重要影響,但相關試驗數據及機理研究迄今仍十分缺乏。文章綜述了灌溉對農田土壤呼吸及其不同組分、氧化亞氮(N2O)與甲烷(CH4)源匯通量以及農田土壤碳儲量變化的定量影響,比較了上述參數變化對不同灌溉方式、灌溉量、灌溉頻率、灌溉年限以及灌溉水質等的差異響應,剖析了可能的影響機制。分析表明:(1)灌溉通常將增加土壤的碳排放,但土壤呼吸與灌溉量間并非線性關系。在水分虧缺條件下,土壤呼吸與灌溉量呈現正相關,而過量灌溉則會降低土壤呼吸;灌溉影響土壤呼吸的溫度敏感性(Q10),Q10與灌溉量之間呈拋物線關系,漫灌方式下土壤呼吸的溫度敏感性高于滴灌;不同灌溉方式下土壤呼吸不同組分的貢獻率及其對水分變化的響應存在較大差異,灌溉對根系呼吸的影響較對土壤微生物呼吸的影響更為顯著,滴灌條件下根系呼吸對土壤呼吸的貢獻率顯著大于漫灌;灌溉水質與灌溉深度顯著影響土壤溫室氣體釋放總量,開展充分的市政污水處理能夠為國家和地區換取更多的碳排放信用。(2)水分管理是減緩農田N2O與CH4排放的重要措施,水分狀況對N2O與CH4的產生過程與排放途徑均存在重要影響;水分管理對CH4和N2O排放的影響往往存在明顯的消長關系,采用全球增溫潛勢(GWPs)等綜合性評價指標才能更加準確與全面地反映灌溉及其不同方式所帶來的農田溫室效應貢獻變化。(3)水分變化對土壤有機碳存在增加、降低或不顯著等多種可能影響。不同氣候、土壤類型下表層有機碳含量變化對灌溉的響應存在明顯不同,灌溉在相對干旱地區對土壤有機碳的增加效應更為顯著;不同組分有機碳對灌溉方式變化響應的敏感度以及響應方向存在差異,對于某種灌溉方式影響效應的評價須從農業節水、增加土壤有機碳儲量以及提高活性有機碳利用率等多角度進行綜合分析。迄今為止,灌溉對土壤主要溫室氣體排放及土壤有機碳儲量的影響效應仍存在較大不確定性,今后應加強不同灌溉方式之間的對比研究,尤其是灌溉方式改變后土壤溫室氣體排放空間差異性的變化;重點關注灌溉及其方式變化對溫室氣體綜合增溫潛勢以及生態系統碳源匯功能的影響;加強不同灌溉方式的長期與短期效應的比較;深化灌溉驅動農田溫室效應變化的微生物學驅動機制的研究等。
    園藝
    荔枝花芽分化研究進展
    陳厚彬, 蘇鉆賢, 張榮, 張紅娜, 丁峰, 周碧燕
    中國農業科學. 2014, 47(9):  1774-1783.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.09.012
    摘要 ( 343 )   HTML ( 2 )   PDF (545KB) ( 2112 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    The commercial production of litchi (Litchi chinensis Sonn.), a subtropical evergreen fruit tree, has been restricted in the two narrow areas of 17o-32o latitude in the north and south hemispheres. Within the multiple cultivars-based industrial structures, unreliable flowering has taken place in almost all litchi cultivars. The flowering status of varieties, flower bud differentiation stage performance, influence factors, flower bud differentiation mechanism and flowering regulation are reviewed in this paper. It is considered that, litchi trees must have fully matured terminal shoots in autumn and be florally induced under chill conditions for a quite long period during the winter. Primordial inflorescence initiated upon the ascending temperatures and with release of water stresses during late winter or early spring, the inflorescence and flowers developed at mild conditions with warm days and cool nights. Any one unsatisfactory factor during the phase changes might cause failure of flower formation. The major factors influencing litchi floral development are state of terminal shoots, temperatures and water. Carbohydrate accumulation in shoots and the endogenous hormones affect flowering. In order to solve the instability problem in production of flowering and ensure good flowering under extreme and marginal conditions, the molecular mechanism about litchi floral differentiation and why young shoots and leaves could not be florally induced with chills, how the chill signals perceived and transduced, stimulate the floral transition of the terminal buds, when and how the flower sex is determined should be studied, and to explore nutrient, water management, growth regulators and other mechanical measures according to the phase changes of floral differentiation.
    設施栽培下不同灌溉處理對‘希姆勞特’植株生長及果實的影響
    李雅善1, 李華1, 2, 3, 王華1, 2, 3, 南立軍1
    中國農業科學. 2014, 47(9):  1784-1792.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.09.013
    摘要 ( 246 )   HTML ( 1 )   PDF (542KB) ( 578 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】在水資源短缺問題日趨凸顯及設施栽培不斷發展的背景下,研究設施栽培條件下水資源的有效利用具有重要的實際意義。研究旨在通過測定、分析不同灌溉處理對鮮食葡萄植株生長及果實品質和產量的綜合影響,以期篩選出最優的灌溉模式,為實際生產應用提供理論支撐。【方法】在設施栽培條件下,以鮮食葡萄品種‘希姆勞特’為試材,在葡萄生育期內,分別采用充分灌溉、部分根區干燥、生長前期及生長后期水分虧缺4種不同的灌溉處理對試驗植株進行灌溉處理。在果實成熟期,通過分析不同灌溉處理對葡萄植株的副梢發生數量、葉片面積、莖粗、節間距、夏剪重量、粒徑大小、穗長、穗重、粒重,果實還原糖、總酸、可溶性固形物、Vc、外觀內質評分,葉片初始量子效率、光補償點、光飽和點、暗呼吸速率、最大凈光合速率、水分利用效率,葉水勢和果實產量的影響,綜合評定獲得最優灌溉方式。【結果】與充分灌溉相比,部分根區干燥、前期水分虧缺、后期水分虧缺這3種水分虧缺方式均能降低葡萄植株的副梢發生數量、葉片面積、莖粗、節間距和夏剪重量,也能減少果粒的橫徑、縱徑和粒重以及果穗的穗長和穗重,但提高了果實的還原糖、可溶性固形物和Vc;3種水分虧缺方式對果實的外觀內質評分的影響有所差異,部分根區干燥和后期干旱均能顯著提高評分,而前期干旱的評分則略低于充分灌溉;不同的水分虧缺方式都降低了葡萄葉片的凈光合速率、氣孔導度、蒸騰速率,但提高了胞間CO2濃度和水分利用效率;不同形式水分虧缺的條件下,葡萄葉片的初始量子效率、光補償點和暗呼吸速率均高于充分灌溉,而最大凈光合速率則低于充分灌溉;不同形式水分虧缺處理下的葉水勢均低于充分灌溉;部分根區干燥和轉色前水分虧缺處理均能顯著地降低產量,而轉色后進行水分虧缺的處理植株產量降低不顯著。【結論】水分虧缺可以作為可調節植株營養與生殖生長、促進果實品質和水分利用效率提高的手段,從而提高經濟效益和生態效益。葡萄果實轉色后水分虧缺的調虧灌溉方式在降低植株長勢的同時又能穩定產量,并提高品質和水分利用效率,較其他灌溉方式效果好。
    貯藏·保鮮·加工
    Pen a1抗原表位187—202關鍵氨基酸的篩選和鑒定
    牟慧1, 高美須1, 潘家榮2, 支玉香3, 趙杰1, 劉超超1, 李樹錦1, 趙鑫1
    中國農業科學. 2014, 47(9):  1793-1801.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.09.014
    摘要 ( 285 )   HTML ( 1 )   PDF (596KB) ( 387 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】Pen a1是蝦中主要的過敏原蛋白,其抗原表位與致敏作用有關。對Pen a1的一個抗原表位187—202中氨基酸的出現頻率及保守性進行分析后合成突變肽,并檢測該突變肽與表位抗體的結合能力,篩選關鍵氨基酸,為研究蝦致敏機理及脫敏方法提供理論依據。【方法】利用MEGA5軟件對Pen a1蛋白5個表位及其氨基酸的組成與出現頻率進行分析,選出這些表位中出現頻率大的氨基酸;對過敏原數據庫中所有致敏食物原肌球蛋白的氨基酸序列的保守性進行分析,篩選出保守性高的氨基酸。兩種方法篩選出的共有氨基酸為潛在的關鍵氨基酸。用丙氨酸分別替代這些潛在的氨基酸形成突變肽。利用固相合成法分別合成原表位肽及突變肽。并將原表位肽作為免疫原免疫新西蘭大白兔,獲得表位多克隆抗體。利用間接ELISA方法及競爭性Dot-blot方法檢測突變的表位肽與表位抗體IgE結合能力,篩選出結合能力明顯下降的突變肽,其中替換的氨基酸即為該表位的關鍵氨基酸。【結果】谷氨酸(E)、亮氨酸(L)、精氨酸(R)、谷氨酰胺(Q)、纈氨酸(V)、絲氨酸(S)、天冬氨酸(D)在表位中出現頻率較大,并高于在Pen a1整體蛋白中出現的概率,為活性氨基酸。將序列在187—202的表位中氨基酸組成及出現頻率進行統計,推測E、V、L可能為該表位的關鍵氨基酸。將SDAP數據庫中致敏食物原肌球蛋白序列與Pen a1氨基酸序列用DNAMAN軟件進行多序列比對,K、L、E、V、G在所有比對的序列中都存在,表明這5個氨基酸為保守氨基酸。選擇共有的E、V、L為可能的關鍵氨基酸,用丙氨酸替代表位中E、V、L分別合成1、2和3號突變肽。用競爭性Dot-blot檢測突變肽結合抗體能力,以提取純化的蝦致敏蛋白為包被原,用突變肽抑制蝦蛋白結合抗體,發現原表位肽抑制作用明顯,1號突變肽的抑制作用與原表位肽相似,2、3號肽的抑制作用明顯低于原表位肽。谷氨酸突變的1號突變肽對表位活性并沒有較大影響,說明谷氨酸不是該表位的關鍵氨基酸;而2、3號突變肽與抗體的結合能力明顯降低,即亮氨酸和纈氨酸是該表位的關鍵氨基酸。同時,利用間接ELISA方法,將原表位肽和突變肽與兔血清反應,比較OD450值。結果顯示,1號突變肽致敏性降低,OD450值約為對照的1/2.1,2號突變肽OD450值降低為對照的1/2.6,3號突變肽OD450值降低為對照的1/3.2。說明突變表位與表位抗體結合能力均有不同程度的降低。結合競爭Dot-blot試驗結果,亮氨酸和纈氨酸為該抗原表位的關鍵氨基酸。【結論】建立了一種關鍵氨基酸的篩選和鑒定的方法。亮氨酸和纈氨酸被丙氨酸取代后,其與表位對應抗體的結合能力發生明顯下降,是Pen a1中表位187—202的關鍵氨基酸。這種篩選關鍵氨基酸的方法可以用于其它抗原表位的關鍵氨基酸的確定及氨基酸對表位致敏性的影響,深入研究過敏原脫敏機理;同時也可用于基因工程或氨基酸修飾中降低過敏原致敏性。
    基于磁珠和雙抗夾心免疫分析的Bt Cry1Ac毒素單鏈抗體篩選與鑒定
    張留圈1, 2, 張霄1, 劉媛1, 徐重新1, 張存政1, 謝雅晶1, 寇莉萍2, 劉賢金1
    中國農業科學. 2014, 47(9):  1802-1810.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.09.015
    摘要 ( 274 )   HTML ( 1 )   PDF (608KB) ( 506 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】通過設計并優化生物素-親和素標記磁珠篩選策略,建立針對Cry1Ac毒素的新型雙抗夾心ELISA檢測方法,為研究靈敏、快速的Bt毒素的檢測方法建立一種新的檢測模式。【方法】采用磁珠液相正負篩選方法,經過4輪篩選后,對每輪篩選后抗Cry1Ac毒素特異性結合噬菌體抗體的富集效果進行鑒定,通過單克隆ELISA方法從第4輪篩選得到的次級庫中獲得特異性結合Cry1Ac的陽性克隆,并對其進行PCR鑒定和DNA測序,確定有完整插入的scFv片段后進行后期相關試驗。將相對結合活性最好的陽性克隆scFv-A12替換宿主菌HB2151中進行可溶性誘導表達并純化。利用純化后的scFv-A12作為“捕獲抗體”,Anti-Cry1Ac兔多克隆抗體作為“檢測抗體”,建立針對Cry1Ac的雙抗夾心ELISA檢測方法。【結果】以生物素化的Cry1Ac蛋白為包被原,利用噬菌體抗體庫對其進行了4輪液相篩選。結果顯示,相對產出率隨著篩選輪數的增加而提高,第4輪較第1輪提高了42倍;單克隆噬菌體ELISA鑒定抗Cry1Ac噬菌體抗體,以試驗孔OD450/陰性孔 OD450大于2.1為陽性標準,從第4輪篩選后的培養皿中隨機挑選了300個菌落,經單克隆ELISA鑒定出6個陽性克隆,分別命名為hsCry1Ac-C5、hsCry1Ac-D8、hsCry1Ac-C12、hsCry1Ac-A12、hsCry1Ac-F9和hsCry1Ac-F4。其中,hsCry1Ac-A12具有相對較高的親和力。對上述6個陽性克隆進行菌液PCR檢測發現,在935 bp處均有明顯的目的條帶,通過對其進行測序和氨基酸序列比對,最終得到4株不同氨基酸序列的陽性克隆。hsCry1Ac-A12在成功替換宿主菌HB2151后,經1 mmol•L-1 IPTG誘導表達,于30℃條件下培養過夜。其表達產物經His Trap HP鎳親和柱純化后SDS-PAGE檢測,hsCry1Ac-A12蛋白分子量約為30 kD。通過方陣滴定對抗體濃度進行優化后,利用單鏈抗體為“捕獲抗體”,多抗為“檢測抗體”,建立了Cry1Ac雙抗夾心ELISA檢測方法。在1.25—2.43 μg•mL-1線性檢測范圍內,線性回歸方程為Y=0.2522X+1.2832(R2=0.9564),檢測限為1.08 ng•mL-1。【結論】利用磁珠液相篩選方法,建立了針對Cry1Ac毒素的雙抗夾心ELISA檢測方法,為快速、準確檢測轉基因食品中Cry1Ac提供了一種新的檢測模式。
    畜牧·獸醫·資源昆蟲
    湖羊BMP7基因遺傳多態、表達及與羔皮毛囊性狀的關聯
    殷金鳳1, 倪蓉1, 王慶增1, 孫偉1, 丁家桐1, 張有法2, 陳玲2, 吳文忠2, 周洪3
    中國農業科學. 2014, 47(9):  1811-1818.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.09.016
    摘要 ( 302 )   HTML ( 1 )   PDF (776KB) ( 605 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】研究BMP7基因對湖羊不同花紋形成的影響及其與毛囊性狀的發育可能存在的調控機制。【方法】利用PCR-SSCP方法在205個樣本中檢測BMP7基因外顯子1、2、3的單核苷酸多態性;通過組織學方法和顯微觀察法對湖羊皮膚毛囊進行組織學觀察,對不同花紋皮膚組織中初級毛囊直徑、次級毛囊直徑、初級毛囊數、次級毛囊數進行統計分析;利用熒光定量PCR技術檢測BMP7基因在大花、中花、小花間的相對表達量,用SPSS17.0軟件進行差異顯著性分析,探討BMP7基因對湖羊不同花紋形成及其毛囊性狀可能存在的調控機制。【結果】PCR-SSCP方法檢測BMP7基因外顯子1、2、3的單核苷酸多態性,結果均未發現多態性;在組織切片分析中,湖羊大花初級、次級毛囊直徑均大于中花、小花,小花初級、次級毛囊直徑均介于大花、中花之間;大花次級毛囊數多于中花、小花,而小花次級毛囊數介于大花、中花之間。通過差異顯著性分析可知,湖羊大花與中花、小花初級毛囊直徑呈極顯著差異(P<0.01),小花與中花初級毛囊直徑差異不顯著(P>0.05);中花次級毛囊直徑與大花、小花次級毛囊直徑呈極顯著差異(P<0.01),但小花次級毛囊直徑與大花次級毛囊直徑差異不顯著(P>0.05);初級毛囊數大花、中花、小花間差異均不顯著(P>0.05),但相同視野中大花初級毛囊數多于中花、小花;中花次級毛囊數與大花、小花次級毛囊數呈極顯著差異(P<0.01),但大花、小花次級毛囊數差異不顯著(P>0.05);qRT-PCR結果顯示,在同一時期BMP7基因在大花、中花中的表達量高于小花,且在大花、小花毛囊組織中表達量差異顯著(P<0.05);BMP7基因相對表達量與小花初級毛囊直徑呈顯著正相關(P<0.05),與小花次級毛囊數呈極顯著正相關(P<0.01),與中花初級毛囊直徑和中花次級毛囊數呈顯著負相關(P<0.05),這與組織學與顯微鏡觀察的結果相符。【結論】未發現BMP7基因存在單核苷酸多態性,但BMP7基因表達量與毛囊部分指標存在相關性且與組織學觀察結果相一致,可初步推測BMP7基因可能參與毛囊發育,調控被毛生長。
    研究簡報
    水稻顯性窄葉突變體Dnal1的鑒定與基因定位
    桑賢春, 林婷婷, 何沛龍, 王曉雯, 廖紅香, 張孝波, 馬玲, 何光華
    中國農業科學. 2014, 47(9):  1819-1827.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.09.017
    摘要 ( 305 )   HTML ( 1 )   PDF (786KB) ( 737 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】對一個新的水稻顯性窄葉突變體進行鑒定,為水稻葉片形態建成的分子機理和株型育種研究奠定基礎。【方法】甲基磺酸乙酯(EMS)誘變水稻秈型恢復系縉恢10號,獲得一個窄葉突變體Dnal1,連續7代種植,表型均穩定遺傳。開花期,調查Dnal1和野生型劍葉、倒2葉和倒3葉的葉寬及卷曲度,對劍葉最寬處進行石蠟切片分析;灌漿期,測量劍葉的光合色素含量,并利用Li-6400便攜式光合測定儀測量光合速率、氣孔導度和蒸騰速率。配制西農1A/Dnal1和Dnal1/中花11雜交組合,利用F1和F2群體進行遺傳分析,并利用Dnal1/中花11的F2隱性群體進行基因定位。田間小區種植,設置2個種植密度,株行距分別為16.7 cm×26.72 cm和13.36 cm×20.04 cm,3次重復,成熟期考查株高、有效穗數、穗實粒數、結實率、千粒重、籽粒長和籽粒寬等主要農藝性狀,并估算理論產量。【結果】Dnal1的葉片寬度全生育期內均極顯著變窄,劍葉、倒2葉和倒3葉的葉寬分別為0.96、0.89和0.88 cm,與野生型的19.6、19.41和18.42 cm相比,降低了一半左右。Dnal1大維管束數量與縉恢10號相比無顯著變化,小維管束數量則下降了44.13%,達極顯著差異水平。縉恢10號相鄰大維管束之間一般有6個小維管束,Dnal1則只有3個。Dnal1的葉片微卷,劍葉、倒2葉和倒3葉的卷曲度分別為11.2、12.1和11.8,野生型的葉片卷曲度為零。此外,Dnal1的葉片顏色略深于野生型,葉綠素a的含量略有升高,但未達到顯著差異水平。光合生理測定表明,與野生型相比,Dnal1的水分利用率略有升高,光合速率和蒸騰速率略有下降,氣孔導度則顯著降低。除葉片性狀變化外,Dnal1還表現籽粒變窄和莖稈變細,株高和籽粒長無明顯變化。Dnal1的籽粒寬度為2.33 mm,與縉恢10號的2.78 mm相比,極顯著下降,導致Dnal1的千粒重僅為野生型的73.18%,極顯著下降。低密度種植條件下,Dnal1的理論產量顯著低于野生型;高密度種植條件下,Dnal1的理論產量則顯著高于野生型,較高的結實率和單株有效穗是Dnal1產量提高的主要原因。西農1A/Dnal1與Dnal1/中花11雜交組合的F1群體,劍葉的葉片寬度分別為0.99 cm和0.94 cm,與Dnal1的0.96 cm相比,無顯著差異;F2群體中出現窄葉植株和寬葉植株兩種類型,窄葉和寬葉單株出現的頻率呈雙峰分布,且窄葉和寬葉的分離比符合3﹕1,表明Dnal1的窄葉性狀受1個顯性主效基因調控。利用分子標記最終將DNAL1定位在第2染色體上,位于SSR標記RM13646和RM1307之間,物理距離為391 kb。【結論】Dnal1是一個EMS誘變獲得的顯性窄葉水稻突變體,基因定位在第2染色體391 kb的物理范圍內,在高密度種植條件下具有增產潛力。
    稻蟹共生系統水稻栽培模式對水稻和河蟹的影響
    徐敏1, 2, 馬旭洲1, 王武1
    中國農業科學. 2014, 47(9):  1828-1835.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.09.018
    摘要 ( 252 )   HTML ( 1 )   PDF (695KB) ( 658 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】稻蟹共生生態系統是一種新型稻田種養模式,對推動水稻種植變革和加快現代農業發展具有重要意義。目前關于稻蟹生態種養模式的研究主要集中于河蟹放養密度、水稻生長情況及產量、水體生態環境和浮游生物等研究,而關于水稻栽插密度方面的研究尚未見報道。本試驗旨在研究不同水稻栽培模式對水稻莖蘗情況、植株生物產量、莖稈構成、產量構成及綜合經濟效益的影響,探索通過優化水稻栽插密度以達到水稻性狀指標的最佳及產量效益的最大化,進一步完善稻蟹共作模式的技術和理論體系研究。【方法】試驗共設置養蟹田單穴單株水稻(T1)、單穴雙株水稻(T2)、單穴四株水稻(T3)和不養蟹田單穴雙株水稻(CK)4個處理,每個處理3個重復,每處理單元格面積為50 m2,其中養蟹田每試驗小格放養規格為12 000 只/kg的幼蟹(Ⅲ期仔蟹)900 只,生長周期共137 d。于水稻的4 個生長時期(返青期、拔節期、孕穗期和成熟期),每試驗小區隨機選取3 個采樣點,每點連續選擇10穴水稻,分別測定記錄水稻莖蘗情況、生物產量、植株性狀指標及水稻產量。【結果】與不養蟹稻田相比,相同水稻栽培密度下養蟹稻田可以增加約0.17個有效蘗/穴,提高水稻植株生物產量3.3%,對水稻莖稈構成影響不顯著,但對水稻的結實率和穗粒數影響較顯著,同時可以增加約11.5%的水稻產量;養蟹稻田內各試驗處理間水稻分蘗數受每穴栽插株數影響顯著,單穴四株有效穗數最高且顯著單穴雙株和單穴單株,水稻生物產量以單穴四株最高,水稻莖稈性狀則隨水稻栽插密度增加呈現逐漸弱化趨勢;單穴單株水稻的穗粒數、結實率、千粒重較其他處理則分別提高6—26個、1.2%—3.6%、1.5%—3.3%,其他性狀指標則要低于平均水平。【結論】基于水稻生長性狀指標及經濟效益分析,養蟹田單穴單株水稻植株性狀要優于其他處理,水稻產量則以養蟹田單穴四株水稻產量最高;基于幼蟹產量及效益考慮,單穴單株幼蟹產量要明顯高于其他兩個處理,單穴單株水稻性狀優勢明顯且綜合經濟效益達到最高。
    貴州省煙青蟲遺傳多樣性
    師沛瓊1, 楊茂發1, 呂召云1, 李尚偉1, 廖啟榮1, 商勝華2, 徐進1, 吳怡蓓1
    中國農業科學. 2014, 47(9):  1836-1846.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.09.019
    摘要 ( 334 )   HTML ( 1 )   PDF (774KB) ( 535 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】探討貴州省煙青蟲(Helicoverpa assulta)不同地理種群間是否存在遺傳分化及分化程度,揭示遺傳分化產生的規律及機理,為指導蟲情監測及制定合理的綜合防治方案提供科學依據。【方法】以貴州省30個煙青蟲地理種群為試驗材料,從43對近緣種SSR引物中篩選出6對引物用于PCR擴增,PCR產物用8%非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測,常規銀染法染色。用PopGene Version1.32對各種群進行遺傳多樣性分析。根據Nei’s遺傳距離,利用MEGA5.0軟件進行UPGMA聚類分析。采用Mantel檢測法比較遺傳一致度與海拔差距、遺傳距離與地理距離的相關性。【結果】30個煙青蟲地理種群在6個微衛星位點中觀測等位基因數為3—8,平均為5,有效等位基因數為1.4498—2.2219,平均為1.8594。Shannon信息指數為0.5310—1.0609,平均為0.8423。觀測雜合度為0.0260—0.2672,平均為0.1239;期望雜合度為0.3123—0.5520,平均為0.4539;期望雜合度均高于觀測雜合度,說明各種群以純合子為主。煙青蟲地理種群在6個微衛星位點上,FIS為0.0798—0.7906,平均為0.2801,FIT為0.4842-0.9731,平均為0.7809,FIS、FIT均為正數,說明貴州省各煙區煙青蟲種群存在近交現象。FST為0.3879—0.9256,基因流Nm﹤1,說明在這6個位點上各種群間極度分化,基因交流水平低。遺傳距離(D)為0.0068—2.5193,遺傳一致度(I)為0.1051—0.9933,松桃與印江種群之間的遺傳距離最小,遺傳一致度最大,道真種群與赫章種群之間的遺傳距離最大,遺傳一致度最小。UPGMA聚類分析表明,貴州省30個煙青蟲地理種群大致分為3部分,聚類結果在自然地理分布方面沒有呈現出明顯的規律性,僅部分種群體現了地理距離和遺傳分化的關系。Mantel檢測表明,遺傳距離與地理距離無顯著相關性,遺傳一致度與海拔差距無顯著相關性。【結論】貴州省煙青蟲種群具有較豐富的遺傳多樣性。各種群間極度分化,遺傳變異主要來自種群間。地理隔離沒有對種群遺傳分化造成顯著影響。
    不同濃度有機物料發酵流體對連作蘋果幼樹葉片光合熒光參數和根系抗氧化酶活性的影響
    尹承苗, 張先富, 胡艷麗, 沈向, 陳學森, 吳樹敬, 毛志泉
    中國農業科學. 2014, 47(9):  1847-1857.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.09.020
    摘要 ( 359 )   HTML ( 1 )   PDF (649KB) ( 548 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】以富士/八棱海棠二年生幼樹為試材,研究盆栽條件下連作土壤中施入不同濃度的有機物料發酵流體對蘋果幼樹葉片光合熒光參數和根系抗氧化酶活性的影響。【方法】試驗包括重茬土(CK),重茬土中加入1%、3%、5%、7%和9%的有機物料發酵流體6個處理,測定連作條件下蘋果幼樹株高、地徑;根系超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、過氧化物酶(POD)的活性;葉片凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導度(Gs)和胞間CO2濃度(Ci);葉片熒光參數PSⅡ反應中心實際光化學效率(ΦPSⅡ)、PSⅡ反應中心光能捕獲效率(Fv'/ Fm')、非光化學猝滅系數(NPQ)、電子傳遞效率(ETR)和光化學猝滅系數(qP)的變化。【結果】有機物料發酵流體對連作蘋果幼樹株高、根系抗氧化酶和葉片的光合熒光參數的影響均表現為“低濃度促進,高濃度抑制”效應,低、中濃度(1%、3%、5%)的有機物料發酵流體澆灌的蘋果幼樹株高均高于同期對照,且以3%增長最顯著,在春、夏和秋三個季節分別為同期對照的1.24倍、1.12倍和1.23倍;CAT活性從春到秋有逐漸升高的趨勢,春秋季除3%處理外,其他各處理的根系CAT活性均低于對照,且差異顯著。夏季不同處理根系 CAT 活性變化較大,除5%處理外,1%、3%、7%和9%各處理的CAT 活性均顯著高于對照,分別是對照的 1.54、1.84、1.65和1.62倍。施入不同濃度的有機物料發酵流體同樣改變了連作蘋果幼樹根系POD活性,除7%和9%處理外,其他各處理的根系POD活性隨季節變化呈現先升高后降低的趨勢。SOD活性從春到秋呈現降低的趨勢,春季1%、3%和5%處理的SOD活性顯著高于對照,分別為對照的1.28、1.34和1.24倍,而7%和9%處理顯著低于對照,為對照的91.5%和93.9%。從春季到秋季,1%、3%和5%處理的蘋果幼樹葉片中葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素和葉綠素(a+b)含量呈現逐漸升高的趨勢,在春、夏、秋季3%處理的各色素含量均為最高,在春季3%的各色素含量分別為同期對照的1.17、1.34、1.09和1.22倍;在夏季3%處理的各色素含量分別為同期對照的1.18、1.29、1.11和1.21倍;在秋季3%的各色素含量分別為同期對照的1.52、2.23、1.42和1.65倍;3%處理的連作蘋果幼樹葉片Pn、Tr、Gs分別比對照增加了13.8%、27.3%和17.3%。【結論】不同濃度的機物料發酵流體對連作蘋果幼樹的株高、葉片光合特性和根系相關抗氧化酶活性的影響不同,1%、3%、5%濃度有機物料發酵流體均可減輕蘋果連作障礙,濃度高于5%的有機物料發酵流體則抑制了蘋果幼樹的生長。綜合研究結果,推薦使用3%濃度的有機物料發酵流體,可較有效地減輕蘋果連作障礙。
    中國荷斯坦牛SCD1外顯子5基因多態性及其對乳中脂肪酸組成的影響
    王小龍, 常玲玲, 陳瑩, 陳仁金, 李云龍, 毛永江, 冀德君, 楊章平
    中國農業科學. 2014, 47(9):  1858-1864.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.09.021
    摘要 ( 339 )   HTML ( 1 )   PDF (536KB) ( 525 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】探討中國南方地區荷斯坦牛SCD1基因外顯子5遺傳多態性及其對乳中不飽和脂肪酸含量及其不飽和指數的影響。【方法】以揚州大學實驗農牧場323頭中國荷斯坦牛為試驗材料,采用PCR-SSCP法對SCD1基因外顯子5的3個位點遺傳多態性進行分析,同時挑選140頭體況相近(BCS=3.0±0.5)、無臨床乳房炎、胎次在2—3胎、處于泌乳中后期(產奶100—300 d)的中國荷斯坦牛,取全天混合奶樣(早﹕中﹕晚=4﹕3﹕3)100 mL用于測定脂肪酸含量,進而分析多態性對乳中脂肪酸成分的影響。【結果】SCD1-702位點無多態,SCD1-762和SCD1-878分別發現T/C和C/T兩個突變。SCD1-762位點A為優勢等位基因,基因頻率為0.7897。SCD1-878位點C為優勢基因,頻率為0.7835。χ2檢驗表明該群體的中國荷斯坦奶牛在SCD1基因的這兩個位點都處于Hardy-Weinberg平衡狀態(P>0.05)。SCD1-762與SCD1-878處于極顯著連鎖不平衡,連鎖不平衡系數r2為0.879,達到極顯著水平(P<0.01)。SCD1-762和SCD1-878兩位點共組成4種單倍型:AC、BC、AT、BT。SCD1-762、SCD1-878及其單倍型對MUFA比例及總不飽和指數的影響均達到顯著水平(P<0.05),即SCD1 878位點TT型乳中MUFA比例及總不飽和脂肪酸指數顯著低于CC和CT型,而SFA比例顯著高于CC和CT型(P<0.05);SCD1 762位點BB型乳中MUFA比例及總不飽和脂肪酸指數顯著低于AA和AB型(P<0.05)。單位型AC型MUFA比例及總不飽和指數顯高于BT型,而SFA比例顯著低于BT型(P<0.05)。【結論】SCD1 878和762位點突變對乳中乳脂肪酸組成及飽和指數有顯著的遺傳效應,可作為影響中國荷斯坦奶牛乳脂肪酸組成的重要候選基因。
福利彩票3d开奖结果