Please wait a minute...
廣告服務

當期目錄

    2014年 第47卷 第16期 刊出日期:2014-08-18
      
    作物遺傳育種·種質資源·分子遺傳學
    耐熱和熱敏感水稻應答灌漿初期高溫脅迫過程中的差異表達蛋白質鑒定
    廖江林, 宋宇, 鐘平安, 周會汶, 張宏玉, 黃英金
    中國農業科學. 2014, 47(16):  3121-3131.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.16.001
    摘要 ( 407 )   HTML ( 3 )   PDF (1312KB) ( 831 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】鑒定水稻籽粒應答灌漿初期高溫脅迫過程中的差異表達蛋白質,并了解其生物學功能。【方法】以耐熱水稻純系XN0437T和熱敏感水稻純系XN0437S為材料,采用桶栽、常規栽培管理方法種植。為保證所取樣品生長發育進程一致,在抽穗期標記同一天抽穗的稻穗、在揚花期標記這些稻穗中同一天開花的穎花(稻穗中、下部)。水稻于籽粒灌漿初期(花后第8—14天)移入人工氣候箱進行高溫(38.0±0.5)℃和常溫(25.0±0.5)℃對照處理,處理時間設1、3和5 d;處理結束后,取同一天標記的穎花、采用TCA-丙酮沉淀法提取總蛋白質,用蛋白質雙向電泳技術分離獲得2個水稻純系應答灌漿初期高溫處理的籽粒蛋白質圖譜,采用蛋白質圖譜分析軟件先分別比較兩水稻純系的處理及其平行對照的蛋白質圖譜,確定水稻應答灌漿期高溫脅迫中的豐度差異蛋白點,再比較水稻純系XN0437T和XN0437S應答高溫的豐度差異蛋白點,從而確定耐熱和熱敏感水稻應答高溫脅迫的差異表達蛋白點;通過串聯質譜分析和數據庫搜索鑒定耐熱和熱敏感水稻應答灌漿初期高溫的差異表達蛋白質并分析其涉及的生物學功能。【結果】水稻籽粒蛋白質圖譜分析結果顯示耐熱和熱敏感水稻應答灌漿初期高溫脅迫過程中存在27個表達豐度相差2倍以上的蛋白點;質譜分析和數據庫搜索獲得25個差異表達蛋白質,其生物學功能主要涉及生物合成(10個蛋白質)、能量代謝(4個蛋白質)、氧化作用(7個蛋白質)、應激反應(3個蛋白質)和轉錄調控(1個蛋白質)等生物學過程。【結論】灌漿初期高溫脅迫影響水稻籽粒中參與生物合成、能量代謝、氧化作用、應激反應和轉錄調控等生物學過程相關蛋白質的表達,這些蛋白質的表達模式因水稻基因型(耐熱和熱敏感水稻)不同、高溫脅迫程度(高溫處理天數)不同而存在差異。
    NaCl和Na2CO3對不同棉花基因組的DNA甲基化影響
    陸許可, 王德龍, 陰祖軍, 王俊娟, 樊偉麗, 王帥, 趙小潔, 張天豹, 葉武威
    中國農業科學. 2014, 47(16):  3132-3142.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.16.002
    摘要 ( 309 )   HTML ( 1 )   PDF (679KB) ( 633 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】探究不同鹽脅迫后的棉花基因組DNA甲基化變化情況,并比較分析葉片和根部DNA甲基化變化差異,進而探究DNA甲基化與棉花耐鹽性之間的關系。【方法】以陸地棉耐鹽品種中9806和鹽敏感品種中S9612為試驗材料,分別用NaCl和Na2CO3(濃度均為0.4%)處理。提取對照和處理材料的DNA,進行雙酶切、連接、預擴增和選擇性擴增,然后采用MSAP技術(甲基化敏感擴增多態性)分析棉花幼苗在鹽脅迫前后的DNA甲基化情況。從聚丙烯酰胺凝膠中回收純化多態性片段并進行測序,通過NCBI進行比對分析;設計引物,用實時熒光定量PCR對多態性片段在棉花幼苗中的表達量進行驗證。【結果】鹽脅迫分析表明不同類型鹽脅迫對棉花幼苗的影響不同;0.4%的中性鹽NaCl對棉花幼苗的影響相對較小,各部分組織的形態變化不明顯,而0.4%的堿性鹽Na2CO3對棉花幼苗的影響較大,使棉花幼苗子葉變軟,莖基部和根部發黑;MSAP分析結果表明,NaCl脅迫后中9806和中S9612葉片的甲基化比率分別為23.5%和27.7%,其中,全甲基化比率分別為20.3%和22.9%,根部的甲基化比率分別為24.7%和27.1%,其中,全甲基化比率分別為19.6%和21.6%;Na2CO3脅迫后中9806和中S9612葉片的甲基化比率分別為28.9%和28.1%,其中,全甲基化比率分別為24.3%和24.5,根部的甲基化比率分別為25.7%和27.6%,其中,全甲基化比率分別為21.5%和24.0%。葉片和根部甲基化水平存在差異,隨著鹽類型由中性鹽向堿性鹽轉變的過程中,基因組DNA甲基化水平迅速增加,并在Na2CO3處達到最大值。通過分析脅迫以后的甲基化狀態,在NaCl和Na2CO3脅迫后,中9806葉片的甲基化條帶所占多態性條帶比率分別為40.00%和50.00%,去甲基化條帶所占多態性條帶比率分別為54.12%和46.67%,中9806根部的甲基化條帶所占多態性條帶比率分別為35.53%和43.59%,去甲基化條帶所占多態性條帶比率分別為56.58%和51.28%。而中S9612葉片和根部中的甲基化條帶比率和去甲基化條帶比率的變化不明顯。對多態性片段回收共獲得6條序列,這6條序列涉及不同的同源基因,在基因編碼區和非編碼區均有分布,參與不同的代謝反應。qRT-PCR分析結果表明,6個同源基因在對照和處理之間的表達差異顯著。【結論】耐鹽性不同的棉花品種對鹽脅迫反應不同,耐鹽品種中9806在中性鹽NaCl脅迫后基因組甲基化水平降低,誘導相關耐鹽基因表達來抵抗脅迫而鹽敏感品種中S9612則缺乏相應的耐鹽基因使植株受到傷害增加,在Na2CO3處理以后受到傷害最大,對照與處理間甲基化水平差異顯著,葉片和根部甲基化水平存在差異,具有組織特異性;多態性片段比對分析可知,同源性基因涉及多條代謝途徑,通過多種代謝途徑間的協同作用來抵抗脅迫。
    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的可能影響Ⅹ.氣候變化對東北三省春玉米氣候適宜性的影響
    趙錦, 楊曉光, 劉志娟, 呂碩, 王靜, 陳阜
    中國農業科學. 2014, 47(16):  3143-3156.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.16.003
    摘要 ( 364 )   HTML ( 1 )   PDF (823KB) ( 679 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】研究氣候變化背景下中國東北三省春玉米氣候適宜性的變化特征,為東北地區春玉米種植的合理布局提供科學依據。【方法】本文以1981年為時間節點,把1961—2010年分為兩個時間段,基于東北三省74個氣象站點1961—2010年的觀測資料,根據農業氣象學指標,在分析1981—2010年較1961—1980年東北三省春玉米可能種植北界變化的基礎上,利用APSIM-Maize模型模擬春玉米可能種植區域內各氣象站點逐年的雨養產量,結合統計學方法,分析春玉米雨養產量高產性和穩產性的變化特征,并綜合得到氣候變化背景下中國東北三省春玉米的氣候適宜區分布的變化特征。【結果】(1)與1961—1980年相比,1981—2010年春玉米的可能種植北界向北移動了158.3—285.8 km,春玉米可能種植面積增加了3.87×104 km2,占東北三省土地面積的4.91%。(2)1981—2010年,東北三省春玉米雨養產量的最高產區、高產區和次高產區面積占可能種植面積比例由81.14%增加為86.66%,其中最高產區和高產區面積比例由36.61%減少為34.82%,而次高產區則由44.53%增加到51.85%,低產區面積占研究區域面積的比例由18.86%減少為13.34%。研究區域內雨養產量的單產減少40 kg•hm-2,但由于春玉米可能種植區域總面積的擴大,特別是高產區和次高產區面積的增加,研究區域內雨養產量的總產增加了7.0%。(3)東北三省春玉米雨養產量的最穩產區、穩產區和次穩產區面積占可能種植面積的比例由80.20%增加為89.28%,且最穩產區和穩產區面積比例由40.97%增加為49.97%,而低穩產區面積占研究區域面積的比例由19.80%減少為10.72%。(4)東北三省春玉米氣候適宜區和次適宜區面積占可能種植面積的比例由61.09%增加為83.00%,但最適宜區面積比例由18.83%減少為6.67%,可種植區面積占研究區域面積的比例由20.08%減少為10.33%。研究區域內春玉米可穩定獲得的雨養產量的單產總體下降了171 kg•hm-2,但由于春玉米可能種植區域總面積的增加,特別是適宜區和次適宜區面積的增加,研究區域內可穩定獲得的雨養產量的總產增加了2.6%。【結論】全球氣候變暖背景下,東北三省春玉米種植北界明顯向北向西移動,春玉米的可能種植面積增加;在春玉米可能種植區域內,如果不考慮品種和栽培管理措施的適應,雨養產量的最高產區面積所占比例縮小,春玉米雨養產量的單產下降,但由于可能種植面積的增加,東北三省春玉米雨養產量的總產增加;春玉米雨養產量的穩定性增加,其中最穩產區和穩產區面積占研究區域面積的比例增加;在春玉米可能種植的區域內,春玉米的氣候最適宜區面積減少明顯,研究區域內春玉米可穩定獲得的雨養產量的單產下降,但由于春玉米可能種植面積的增加,特別是適宜區和次適宜區面積的增加,可穩定獲得的雨養產量的總產增加。
    非洲農業產量對氣候變化響應與適應研究進展
    史文嬌, 陶福祿
    中國農業科學. 2014, 47(16):  3157-3166.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.16.004
    摘要 ( 260 )   HTML ( 1 )   PDF (563KB) ( 1130 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    非洲是全世界氣候變化最脆弱的地區,而非洲農業受氣候變化的影響最為敏感。氣候變化已經并將繼續對非洲農業和糧食安全產生較大的負面影響。提高氣候變化對非洲作物產量影響的理解,揭示非洲農業對氣候變化的響應規律,是及時、正確和有效適應氣候變化的關鍵。本文綜述了非洲農業對氣候變化的響應與適應的研究進展,總結了作物機理模型、統計模型和經濟模型目前研究這一問題的三大主要方法,系統闡述了非洲農業對過去和未來氣候變化的響應程度及適應措施。未來氣候變化對非洲農業的可能影響,不同的研究在不同時間尺度和空間尺度上,隨著氣候情景、研究方法和作物種類的不同,影響程度的結論差異性較大:作物機理模型方法顯示的影響范圍是-84%—62%;統計方法評價的影響范圍則是-57%—30%;而用計量經濟學方法研究顯示的影響范圍是-100%—168%。隨著氣候變化對非洲農業的影響得到公認,非洲農業對氣候變化的適應問題得到了越來越多的研究。選育抗旱品種、發展保護性農業、完善灌溉設施、調整技術管理等適應措施將有可能對糧食安全帶來更大的益處。另外,加強極端氣候事件的監測和預警、增強氣候預報、有效結合氣候變化制定農業生產種植和管理措施、調整作物布局、發揮區域和國際組織(世界氣象組織WMO、聯合國糧農組織FAO等)在非洲應對氣候變化影響方面的合作和對非洲的援助等措施均可提高非洲農業對氣候變化的適應能力。本文進一步討論了研究中存在的不確定性因素,包括數據、方法、結果的不確定性以及氣候變化的間接影響、缺乏綜合研究等問題,并指出了未來的發展趨勢。本文有助于更好地理解非洲農業產量對氣候變化的響應與適應,為解決非洲糧食安全問題和消除非洲貧困提供科技支撐,同時也為中國農業應對氣候變化提供借鑒。
    植物保護
    灰葡萄孢犬尿氨酸單氧酶基因BcKMO調控病菌致病力的機制分析
    李培芬, 趙福鑫, 董麗萍, 鄭會欣, 趙斌, 韓建民, 邢繼紅, 董金皋
    中國農業科學. 2014, 47(16):  3167-3173.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.16.005
    摘要 ( 249 )   HTML ( 1 )   PDF (519KB) ( 472 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】揭示灰葡萄孢犬尿氨酸單氧酶基因BcKMO(kynurenine 3-monooxygenase)調控病菌致病力的機制,闡明灰葡萄孢致病的分子機理。【方法】利用DNS和Hoffman方法,對BcKMO的T-DNA插入突變體BCG183和回復突變體(BCG183/BcKMO)的多聚半乳糖醛酸酶(PMG)、果膠酶(PG)、纖維素酶(Cx)、多聚半乳糖醛酸反式消除酶(PGTE)和果膠甲基反式消除酶(PMTE)的活性進行分析;提取灰葡萄孢野生型和BCG183、BCG183/BcKMO突變體的粗毒素并進行生物活性測定;利用溴百里酚藍顯色試驗,對突變體BCG183和BCG183/BcKMO的產酸能力進行分析;利用洋蔥表皮穿透試驗,檢測突變體BCG183和BCG183/BcKMO的穿透能力;利用real-time PCR技術,檢測突變體BCG183和BCG183/BcKMO中已知致病相關基因腺苷酸環化酶編碼基因Bac、異源三聚體G-蛋白G?亞基基因Bcg2和Bcg3、蛋白激酶調節亞基基因PkaR、MAP激酶編碼基因Bmp1和Sak1、MAP激酶Bmp3和BcSak1下游的靶基因Bcreg1、TCHK-MAPK信號途徑基因Bos1、親環蛋白A編碼基因Bcp1、小G蛋白基因Ras2、多聚半乳糖醛酸酶基因Bcpg1和超氧化物歧化酶基因Sod1的表達水平。【結果】突變體BCG183中的PMG和PG的酶活性較野生型和回復突變體明顯增強,CX、PGTE和PMTE的酶活性與野生型和回復突變體沒有明顯差別;突變體BCG183的毒素活性較野生型和回復突變體明顯增強;突變體BCG183的產酸能力較野生型和回復突變體明顯減弱;突變體BCG183能夠穿透洋蔥表皮,在培養基上形成菌落,與野生型和回復突變體沒有明顯差別;突變體BCG183中已知致病相關基因Bac、Bcg2、Bcg3、PkaR、Bmp1、Sak1、Bcreg1、Bos1、Bcp1、Ras2、Bcpg1和Sod1的表達水平明顯強于野生型和回復突變體。【結論】灰葡萄孢BcKMO通過調控病菌的胞壁降解酶活性、毒素活性、產酸能力、致病相關基因的表達而影響病菌的致病力。
    棉花多酚氧化酶基因GhPPO1的克隆及在棉鈴蟲取食誘導反應中的作用
    朱香鎮, 麻巧迎, 張帥, 呂麗敏, 雒珺瑜, 王春義, 崔金杰
    中國農業科學. 2014, 47(16):  3174-3183.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.16.006
    摘要 ( 282 )   HTML ( 1 )   PDF (869KB) ( 524 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】克隆棉花多酚氧化酶基因(GhPPO1)全長cDNA序列,分析其序列特征,并研究其及多酚氧化酶系對棉鈴蟲(Helicoverpa armigera)的取食誘導反應,明確其在棉花防御棉鈴蟲取食中的作用。【方法】根據筆者研究組前期從棉花SSH文庫中獲得的對昆蟲取食誘導響應明顯的棉花PPO基因序列片段,設計5′RACE特異引物,進行5′端RACE反應,測序后進行序列拼接。拼接序列在NCBI棉花dbEST數據庫中,用Blastn程序進行同源檢索,獲得一條EST(GenBank登錄號:DR461072.1)與測序結果有410 bp重復。用DNAstar進行組裝、電子延伸,獲得一條棉花PPO基因序列,命名為GhPPO1。在GhPPO1序列兩端設計引物進行全長驗證,同時設計引物,以棉花基因組DNA為模板,進行PCR擴增測序,驗證GhPPO1是否含有內含子。采用BLASTX在NCBI數據庫中對驗證后的GhPPO1序列進行同源序列分析;ClustalW軟件進行多重序列比對;MEGA 4.0軟件構建系統進化樹;同時對推測的編碼區氨基酸序列進行功能位點及理化性質的預測與分析,所用軟件包括ANTHEPRO5.0、ExPASy、InterProscan等。利用實時熒光定量PCR方法測定機械損傷、棉鈴蟲取食和口腔分泌物處理后,棉花葉片中GhPPO1的mRNA表達量;并通過分光光度法測定棉花葉片中PPO酶系的活性變化趨勢。【結果】 GhPPO1的cDNA序列全長為2 022 bp,推測該基因編碼區(ORF)為1 797 bp,編碼598個氨基酸,5′UTR 含102 bp,3′UTR含123 bp,預測其等電點為6.11,蛋白分子量約67.18 kD,無內含子。GhPPO1編碼區氨基酸序列包含CuA和CuB結合位點、3個N-糖基化位點、8個N-豆蔻酰化位點、6個蛋白激酶C磷酸化位點、8個酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位點、1個依賴于cAMP和cGMP的蛋白激酶磷酸化位點及1個酰胺化位點。GhPPO1的CuA和CuB離子結合區,有PPO蛋白關鍵氨基酸組氨酸和半胱氨酸。GhPPO1蛋白與其他植物的PPO蛋白序列最大相似度幾乎均在50%以上,與其他植物PPO蛋白進化關系相對較遠。機械損傷棉花葉片后,GhPPO1表達量呈現出先升高后下降的趨勢,至6 h表達量最高,為無處理對照的3.29倍;1齡末期棉鈴蟲幼蟲取食棉花后,葉片中該基因的表達量呈現先升高后下降,然后又升高的趨勢,至12 h表達量最高,為無處理對照的6.04倍;棉鈴蟲取食3 h和6 h后的表達量低于機械損傷處理后相同時間的表達量。棉鈴蟲取食和機械損傷棉花葉片后,PPO酶活性均呈現出升高趨勢,且機械損傷處理酶活性在各時間段均高于棉鈴蟲幼蟲取食處理。與未做任何處理的正常葉片相比,機械損傷和清水共同處理的葉片GhPPO1表達量及PPO酶活性顯著升高,而機械損傷和棉鈴蟲幼蟲口腔分泌物共同處理的葉片GhPPO1表達量及PPO酶活性無顯著變化,表明口腔分泌物對GhPPO1表達量及PPO酶活性有抑制作用。【結論】獲得了GhPPO1的全長cDNA序列,證明GhPPO1是棉花防御棉鈴蟲取食的關鍵PPO基因,推測棉鈴蟲口腔分泌物中存在抑制棉花PPO酶活性升高物質,該物質在棉鈴蟲適應寄主植物產生的防御反應中發揮作用。
    橘小實蠅谷氨酸脫羧酶的生化及分子特性
    魏冬, 王濤, 豆威, 王進軍
    中國農業科學. 2014, 47(16):  3184-3194.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.16.007
    摘要 ( 322 )   HTML ( 1 )   PDF (722KB) ( 12869 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】在測定橘小實蠅(Bactrocera dorsalis)γ-氨基丁酸(GABA)含量和谷氨酸脫羧酶(GAD)活性的基礎上,克隆獲得橘小實蠅GAD基因(BdGAD1)全長序列,進一步解析GABA、GAD以及BdGAD1在橘小實蠅各發育階段、成蟲不同體段以及經阿維菌素刺激后的表達模式,分析橘小實蠅GAD對阿維菌素作用的應激反應,為系統解析GABA介導的阿維菌素抗藥性機制提供基礎數據。【方法】采用高效液相色譜法測定橘小實蠅體內GABA含量,分析阿維菌素刺激對GABA含量的劑量和時間效應;以谷氨酸為底物,采用微量滴度酶標板法測定橘小實蠅經阿維菌素刺激后GAD活力的變化;通過同源序列比對的方法,從橘小實蠅轉錄組數據中篩選出1條GAD基因片段,利用cDNA末端快速擴增技術(RACE)獲得該基因的全長cDNA序列;應用生物信息學分析軟件對該基因的開放閱讀框、編碼的氨基酸序列、分子量等信息進行預測,并基于最大似然法構建該基因與其他昆蟲相關基因序列的系統發育樹,明確其系統進化關系。此外,分別提取橘小實蠅各發育階段和成蟲不同體段的RNA,以表達穩定的α-Tubulin為內參基因,應用qPCR技術,解析BdGAD1在橘小實蠅各發育階段(卵、幼蟲、蛹和成蟲)和成蟲不同體段(頭、胸、腹)以及經阿維菌素刺激后的表達模式。【結果】經阿維菌素刺激后,橘小實蠅體內GABA含量升高,且與阿維菌素劑量及處理時間呈正相關,暗示橘小實蠅可能通過調節GABA含量以抵御阿維菌素的毒害。同時,橘小實蠅體內GAD的比活力也隨藥劑劑量增加而升高。通過RACE擴增,獲得了橘小實蠅BdGAD1的cDNA全序列,長度1 755 bp,開放閱讀框1 197 bp,編碼398個氨基酸,GenBank登錄號為KC763804。基于最大似然法構建的系統發育樹顯示,該基因編碼的蛋白質與岡比亞按蚊的GAD親緣關系最近,序列一致性高達97%。qPCR分析結果表明,BdGAD1在幼蟲期表達量最高,不同體段間相比較發現該基因在成蟲腹部的表達量最高。經阿維菌素刺激后,BdGAD1表達水平上調。【結論】BdGAD1的表達具有發育階段和體段特異性。阿維菌素能夠刺激橘小實蠅體內BdGAD1表達水平上升,進而引起GAD活力增加促使蟲體合成產生大量的GABA,這可能是橘小實蠅抵御阿維菌素毒害甚至產生抗藥性的原因。
    土壤肥料·節水灌溉·農業生態環境
    中國:1﹕5萬比例尺數字土壤的構建
    張維理, 張認連, 徐愛國, 田有國, 姚政, 段宗顏
    中國農業科學. 2014, 47(16):  3195-3213.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.16.008
    摘要 ( 363 )   HTML ( 1 )   PDF (3522KB) ( 651 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】對歷史土壤調查結果進行信息抽提與整合近年來得到國際科學界高度重視。高精度土壤時空信息可用于土壤與環境質量評價、耕地保育、抗旱防澇減災、水土流失防治、面源污染防治、土壤與農產品污染防治等眾多領域,是現代科學研究和管理不可或缺的新型基礎工具。中國近代進行過多次土壤調查,積累了大量土壤調查資料,已具備構建土壤時空數據庫基礎條件,但多年來各地調查資料分散存留,丟失損毀嚴重,未能發揮應有作用。本研究目標是對中國不同時期土壤調查完成的大比例尺土壤圖件、具有坐標的土壤剖面點與土壤采樣點信息進行收集、提取與整合,構建中國數字土壤圖數據庫CDSM(China digital soil maps),以滿足科學研究和管理對高精度土壤時空信息的需求。【方法】通過分析中國土壤調查資料狀況與國際土壤調查主題變化趨勢,完成了CDSM數據模型設計,確定了對全國各地土壤調查資料進行信息抽提與整合建庫的工作邊界。還建立并采用了海量空間數據分析方法和智能化海量空間信息分析軟件包IMAT(Intelligent mapping tools),通過總計180多個分段流程的數據處理與分析,完成了對各地異源、異質、異構、異形土壤資料的信息抽提和CDSM構建。【結果】CDSM庫收入的土壤資源與土壤質量信息在時間上覆蓋了30多年,空間覆蓋中國全境,要素類型有描述土壤要素地帶性分布特征的面圖層和描述土壤采樣點信息的點圖層兩種。面圖層精度主要為1﹕5萬大比例尺。點圖層為全國第二次土壤普查(二普)完成的10萬個剖面和二普后完成的具有地理坐標的土壤剖面采樣點和耕層采樣點數據。CDSM規模宏大,能以100 m×100 m 空間分辨率提供具有時間序列和地理坐標的土壤信息,信息內容既含土壤類型、母質、土體構型、分層質地、機械組成等慢變化土壤信息,也含土壤有機質、氮、磷、鉀、酸堿度、中微量元素含量等快變化土壤質量信息,不僅可用于了解土壤質量現勢狀況,也可用于預測土壤質量變化。【結論】CDSM庫數據模型既能有效收錄中國各地30多年來進行的各類土壤調查科學記載,實現按時空序列或按主題類型的調用和分析,也便于延展和擴充,可將各地在新一輪土壤調查中完成的土壤采樣點信息匯入S90PT點圖層中。在CDSM構建過程中,其階段性數據產品已為多家科研單位、多個部門應用,今后隨著CDSM庫增補、在時間尺度上的延伸和主題類型上的增加,CDSM庫土壤時空信息將會在各領域有更廣泛的應用。
    土壤分類研究回顧與中國土壤分類系統的修編
    張維理, 徐愛國, 張認連, 冀宏杰
    中國農業科學. 2014, 47(16):  3214-3230.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.16.009
    摘要 ( 547 )   HTML ( 6 )   PDF (866KB) ( 1533 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    中國在第二次土壤普查(二普)中,由百余名土壤科學家共同制定了中國土壤分類系統,作為二普用規范性文檔,二普后作為國標在全國推薦使用。對二普分縣調查資料的首次匯總顯示,從分縣資料提取出的土壤分類名與國家標準發布的分類名存在一定差異。為對與國標不符的土壤類型名進行審核和修編,同時弄清中國現有兩套土壤分類系統之間,以及這兩套系統與世界土壤資源參比基礎(WRB)之間的關聯,對土壤分類研究進展及存在問題進行了回顧與分析。本研究顯示,土壤發生學是各國進行土壤分類的共同基礎,雖然理論基礎相同,由于不同國家和地區所處氣候帶不同,擁有的土壤資源類型和人均資源量不同,經濟與科技發展水平不同,采用的分類原則、命名規則、地面調查方法和采樣量各有差異,最終形成的分類系統各不相同。受各國語言習慣和已有分類系統影響,也受近年來在土壤調查中對了解成土過程需求在弱化的影響,對各國土壤分類系統的整合進展并不順利。對不同語言土壤分類系統的比較顯示:中國國標分類系統更符合漢語語言特征,特別是高層級分類中的60個土類命名,能較好表達中國主要土壤類型的典型特征,易于專業及非專業人員對土壤類型及成土過程的認知,且推廣應用時間已有30多年,在全國影響較大,應繼續采用。國標分類系統不便進行國際交流的問題應通過建立其高層級分類,特別是國標中60個土類與世界參比基礎的關聯加以解決。研究表明,將土壤分類名限定于對成土過程的描述,有利于分類系統的穩定和對主要土壤類型成土過程的認知,在層級結構上對分類系統的不斷調整,或將成土過程以外的土壤質量評價引入分類系統,將導致繁冗的土壤分類名,弱化對成土過程認知。由于土壤發生分類信息是進行土壤功能性狀調查、評價和分類的重要輔助信息,將土壤分類限定于描述發生分類還有利于將其用于闡明土壤肥力、土壤環境和土壤健康功能性狀。根據上述觀點,對分縣資料中土壤類型名進行了編審,土類按照國標發布的60個土類進行了歸并,亞類進行了適度歸并,在土屬和土種名編審中,則對名稱中源于現場調查的土壤分類信息盡量予以保留。
    海量空間數據提取、整合與制圖表達方法概要
    張維理
    中國農業科學. 2014, 47(16):  3231-3249.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.16.010
    摘要 ( 263 )   HTML ( 1 )   PDF (710KB) ( 436 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    海量空間數據提取、整合與制圖表達方法是農業與環境科學、地學、制圖學、信息科學及計算機科學多個學科方法融合形成的新方法,主要是通過數據模型設計和海量空間信息分析與制圖表達流程設計,對農業與環境領域產生的海量、異源、異質、異構、異形信息進行有效的抽提、關聯、分析與專題圖制圖表達。該方法可用于對不同地區、不同時段、不同調查獲得的海量觀測數據、地圖數據、遙感影像數據進行抽提與分析,從而能適應現代農業與環境研究主題中,研究區域尺度變大、對區域內信息精度要求提高、對系統內多要素進行量化表征的需求。依據筆者多年科研實踐,本文介紹了這一方法的邊界與內涵、應用范圍、相關概念、基本思想與主要內容,為農業與環境領域的科研及管理人員了解和在今后采用這新的一方法提供參考。本方法作為一種大數據分析方法,可廣泛用于土壤資源數量與質量評價、氣候變化、作物適生性分析、環境質量演變、農業面源污染源防治、水土流失防治、抗旱防澇減災等多專業領域,也可用于對土壤肥力、環境質量等要素進行精準化、定量化和可視化表達,使農民和相關行業技術人員更易于采用現代技術和公益性科研成果,并為國家實施農業與環境獎懲政策提供科學依據。海量空間數據分析方法的核心是根據科學目標界定對海量空間信息的分類依據,并按照信息類型對異源空間信息進行賦碼、抽提與表達。由于海量空間數據集數據結構的水平與垂直方向特征,在對海量空間信息進行分析時需要采用空間集四元表達式。利用四元表達式判定各異源數據邏輯結構與存儲結構異同,以邏輯結構的歸一化帶動對實體庫的抽提、整合與表達。在農業與環境科學研究范疇應用本方法時,易出現的問題是數據分析處理過程中科學目標的弱化以至迷失。因此不僅在進行海量空間信息分析之初需要準確界定科學及專業目標,分層次進行數據分析流程設計,在數據分析過程中還應當及時審視科學或專業目標的落實。農業與環境領域專業人員對數據分析科學目標理解最到位,應完成高層級分析流程設計,并按方法學規范編制流程設計文檔。
    智能化海量空間信息分析與地圖制圖軟件包IMAT設計及構建
    張維理
    中國農業科學. 2014, 47(16):  3250-3263.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.16.011
    摘要 ( 225 )   HTML ( 1 )   PDF (639KB) ( 485 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】在農業與環境研究領域,受研究條件和手段限制,多數研究實際上只能集中于點過程、局部地區或某一時段問題,只能關注某些特定主題相關現象和機制。由此產生大量分散數據。通過坐標關聯可以對原先在各自獨立研究中獲取的不同類型數據與證據進行關聯,這種連接可能賦予原先所認知的過程以新的涵義。海量空間數據分析方法能夠從多渠道、多角度獲得對事物的認知,并能夠利用新的數據與證據不斷修訂假設。大數據分析的主要難點是海量空間信息不僅體量大,還要根據數據異質類型進行差異化抽提、整合和表達,難以采用現有主流軟件工具,針對這一問題,本研究旨在創建一個能夠以自動化和人機交互方式對異源、異質海量空間信息進行抽提、整合與大尺度、大比例尺專題圖表達的專用工具——智能制圖工具(IMAT)。【方法】采用海量空間信息分析方法中的流程設計與軟件設計原則構建IMAT。總設計由系統體系架構設計、系統數據支撐平臺設計、模塊與組件模型設計3部分組成。程序采用C#為編程語言,以NET Framework 4 Extended為軟件開發環境,同時調用制圖軟件包ArcGIS、數據庫軟件包Access與界面制作軟件包DotNet Bar控件。【結果】IMAT含38個獨立功能模塊,覆蓋了對農業與環境領域產生的海量空間信息進行抽提與制圖表達所需主要功能,各模塊既可獨立進行某項特定數據分析與處理,例如,海量信息調用、存貯、空間要素統計、分類碼審核、賦碼、要素篩選、數據整合、制圖表達等,也可通過多模塊組合,完成一項比較復雜的數據抽提與表達任務,彌補了國內外主流數據庫軟件包與專業制圖軟件包與在處理海量空間信息方面的功能缺失。IMAT數據分析對象為海量空間數據庫。在進行數據分析時,IMAT能夠根據研究目標設定對各異源、異質、異構庫進行信息抽提的規則,并以自動化、批量化方式完成海量空間信息的邏輯結構與存儲結構整合;在進行制圖表達時,IMAT能在全圖設定分幅圖差異化要素抽提規則,并以智能化、自動化、人機交互方式完成由多圖幅組成的大比例尺專題圖全圖的視圖表達。【結論】在對農業與環境主題相關海量空間信息進行分析時,IMAT既適用于土壤類型、土壤質地等以多等級分類系統表示的專題要素,也適用于土壤養分含量、土壤污染物含量、面源污染排放指數等以量化分級指標表達的專題要素;既可用于對多專題要素與圖層的綜合性信息抽提與復合性制圖表達,還能用于進行不同比例尺、不同分幅類型的可視化地圖制圖。IMAT設計中采用組建化模塊與模型設計構筑系統體系架構,提高了設計與研制效率;利用函數化的海量空間數據集四元表達式作為IMAT系統中各空間數據庫接口文件,使得IMAT各模塊均能夠接受和處理處于數據整合與表達進程不同階段的異質、異構海量空間信息,從而實現了各功能模塊的可裝配性,分析人員能根據數據抽提、整合和表達目標選擇并靈活組合適宜的功能模塊。
    園藝
    辣椒GMS育性相關候選基因的克隆及表達分析
    劉辰, 馬寧, 付楠, 李欣, 郭爽, 沈火林
    中國農業科學. 2014, 47(16):  3264-3276.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.16.012
    摘要 ( 262 )   HTML ( 1 )   PDF (1130KB) ( 592 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】對辣椒差減文庫中挑選出的4個育性相關候選基因進行克隆與表達分析,探討其與辣椒細胞核雄性不育的關系。【方法】通過半定量RT-PCR技術分析候選EST在辣椒可育株和不育株中的表達情況。利用RACE技術獲得4個育性相關基因的cDNA 全長,結合生物信息學方法進行序列比對和蛋白理化性質分析。采用半定量RT-PCR檢測基因在不同器官(花藥、子房、花瓣、萼片和葉片)和花藥小孢子不同發育時期(四分體時期、單核早中期、單核靠邊期和雙核期)的表達量。【結果】根據比對注釋結果,將4個基因分別命名為CaSEP1、CaPROF、CaOle e 6和CaPCP。CaSEP1全長1 108 bp,編碼221個氨基酸,含有一個MADS結構域和一個K結構域;CaPROF全長767 bp,編碼131個氨基酸,含有一個PROF結構域;CaOle e 6全長523 bp,編碼85個氨基酸,含有一個Ole e 6結構域;CaPCP全長563 bp,編碼66個氨基酸。氨基酸序列比對及系統發育樹分析表明,CaSEP1與番茄SEP1的氨基酸序列相似性最高,并且親緣關系最近;CaPROF與茄科作物煙草和番茄的前纖維蛋白相似性較高,且與番茄的前纖維蛋白親緣關系最近;CaOle e 6與番茄中的對應蛋白存在一定的相似性,親緣關系也最近;CaPCP則與茶樹中的對應蛋白相似性最高,親緣關系最近。表達分析顯示,CaSEP1在可育株花藥、子房、花瓣等花器官中表達量一致,且高于萼片和葉片;CaPROF在可育株花藥中的表達明顯高于葉片,在其他器官中不表達;CaOle e 6在可育株花藥中的表達明顯高于其他器官;CaPCP只在可育株的花藥中表達。CaSEP1在可育株小孢子不同發育時期表現為先逐漸升高,至單核靠邊期達到最高,而后在雙核期表達量明顯下降,在不育株中則表現為伴隨著小孢子發育表達量逐漸升高;該基因在四分體時期兩材料的表達量相當,在單核早中期和單核靠邊期可育株中的表達量明顯高于不育株,而雙核期可育株中的表達量比不育株低;CaPROF、CaOle e 6和CaPCP均在可育株小孢子發育后期(主要為單核靠邊期和雙核期)表達,在不育株花藥發育的各個時期均不表達。【結論】4個候選基因的序列比對和表達分析結果表明它們與辣椒雄蕊育性關系密切,為揭示雄性不育機理和調控辣椒育性提供了重要信息。
    茶樹谷胱甘肽還原酶基因CsGRs的克隆與表達分析
    岳川,曹紅利,周艷華,王璐,郝心愿,王新超,楊亞軍
    中國農業科學. 2014, 47(16):  3277-3289.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.16.013
    摘要 ( 297 )   HTML ( 1 )   PDF (933KB) ( 624 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】克隆谷胱甘肽還原酶基因CsGRs,研究CsGRs在茶樹抵御不同逆境脅迫中的作用。【方法】在茶樹轉錄組數據庫中搜索茶樹CsGRs,根據獲得的基因片段,設計反轉錄PCR(RT-PCR)引物和RACE-PCR特異引物,從茶樹中克隆CsGRs的cDNA全長序列,并利用在線生物信息學軟件對其進行分析。采用實時熒光定量PCR(qRT-PCR)分析CsGRs在茶樹不同組織間的表達差異及其在低溫、干旱、高鹽脅迫和ABA處理下的表達模式,利用分光光度計測定低溫脅迫和干旱脅迫下葉片中還原型谷胱甘肽(GSH)的含量變化。【結果】RT-PCR克隆獲得CsGR1的cDNA全長,其長度為1 827 bp,包含1 482 bp開放閱讀框(ORF),編碼493個氨基酸;RACE擴增獲得712 bp和1 624 bp的5′和3′末端序列,拼接并進行RT-PCR驗證后得到CsGR2序列,全長2 282 bp,包含1 698 bp ORF,編碼565個氨基酸;CsGR1和CsGR2的GenBank登錄號分別為KF906411和KF418080。CsGR1和CsGR2編碼的蛋白質分子量分別為53.9 kD和61.0 kD,無信號肽位點,均為非分泌性蛋白。亞細胞定位預測CsGR1主要定位在細胞質等亞細胞中,無葉綠體錨定信號肽位點;CsGR2中N-端的71個氨基酸殘基具有葉綠體轉運信號功能,主要定位在葉綠體上。序列相似性比較顯示,CsGR1與其他植物中胞質GR的相似性均在80%以上,而與葉綠體GR的相似性低于60%;CsGR2與其他葉綠體GR的相似性70%以上,與胞質GR的相似性在50%左右。二者在核酸序列和氨基酸序列水平上分別有63.4%和49.9%的相似性,且蛋白質二級結構也具有較高的相似性。系統發育樹顯示,CsGR1與胞質GR聚為一類,而CsGR2與葉綠體GR聚在一起,且都與葡萄的親緣關系最近。二者均含有氧化還原二硫鍵活性位點、谷胱甘肽結合位點以及NADPH結合的Arg保守位點等結構域。CsGR1為胞質GR,CsGR2為雙向定位在葉綠體和線粒體上的葉綠體GR。CsGR1在花和根中表達量較高,在葉片和莖中表達量低;CsGR2在葉片和莖中的表達量比在根和花中的表達量高。在短時脅迫處理24 h過程中,成熟葉片在100 μmol•L-1 ABA處理后,CsGR1和CsGR2的表達均被抑制,且CsGR2的抑制作用較顯著;在4℃低溫脅迫下,CsGR1的表達被抑制,而CsGR2的表達隨處理時間延長逐漸被誘導;250 mmol•L-1 NaCl鹽脅迫抑制CsGRs的表達,但脅迫24 h時CsGR2的表達被誘導。10%(w/v)PEG脅迫處理茶樹8 h,葉片中的CsGRs均被誘導表達,且在復水48 h后CsGR1的表達被顯著上調;根中CsGRs的表達在處理和復水48 h過程中均被抑制。隨低溫脅迫時間延長,茶樹葉片中的GSH含量逐漸升高;干旱脅迫也能促進GSH在葉片中的積累,在復水48 h后又恢復到處理前的水平。【結論】克隆了2個茶樹CsGRs,2個基因對4℃低溫、NaCl鹽、10%PEG和ABA處理均具有響應。推測CsGRs在茶樹抵御逆境脅迫中起作用。
    貯藏·保鮮·加工
    BABA誘導香蕉果實抗病性與貯藏期活性氧積累的關系
    譚衛萍, 龐學群, 張昭其, 黃雪梅
    中國農業科學. 2014, 47(16):  3290-3299.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.16.014
    摘要 ( 286 )   HTML ( 2 )   PDF (669KB) ( 532 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】研究β-氨基丁酸(BABA)對采后香蕉果實抗病性的誘導作用和貯藏期果皮活性氧含量、抗病相關酶及基因表達量的變化,為探索抗病保鮮新技術提供理論依據。【方法】香蕉果實經5 g•L-1 BABA溶液低壓滲透處理,或預先用3.14 mg•L-1的二苯基碘(活性氧合成酶NADPH氧化酶的專一性抑制劑,diphenylene iodonium,DPI)低壓滲透,再做BABA溶液低壓滲透處理。處理后0、3、6、12、24、48、72 h分別接種2 ? 105個/mL炭疽病菌孢子于果皮上,并測定接種果實在(20±2)℃、85%—95%濕度(RH)下貯藏5—16 d的病斑直徑;測定處理24 h后接種果實在(20±2)℃、RH 85%—95%下貯藏期間的超氧陰離子( )含量,過氧化氫酶(CAT)、抗壞血酸過氧化物酶(APX)、β-1,3-葡聚糖酶(GUN)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)和幾丁質酶(CHI)活性及其基因表達。【結果】處理果實貯藏5 d后,經BABA處理24 h后接種炭疽病菌孢子的果實病斑直徑比對照果實的明顯減小,表明BABA處理需要適當的誘導時間才能產生效果;該BABA處理果實在貯藏期間的 產生速率和活性氧合成酶MaNOX表達在貯藏5—12 d均明顯高于對照;CAT活性和MaCAT表達量分別于貯藏5 d 和1—5 d明顯高于對照;APX活性和MaAPX表達量分別在5—8 d、14 d和1—5 d明顯高于對照;CHI活性和MaCHI表達量分別在5—12 d和1—5 d高于對照,GUN活性和MaGLU表達量均于8—14 d高于對照,PAL活性和MaPAL1表達量均在12—14 d高于對照;其它時間點差異不大。二苯基碘(活性氧合成酶抑制劑,DPI,3.14 mg•L-1)結合BABA(5 g•L-1)處理香蕉果實抑制了上述BABA處理的效果。【結論】活性氧參與了BABA誘導香蕉抗病性的過程,BABA處理啟動了香蕉活性氧的保護機制,包括活性氧水平提高、清除酶活性協同增強和抗病相關蛋白應答等,從而增強了香蕉果實的抗病性。
    苦瓜水提物對拘束應激小鼠脂代謝紊亂的改善作用
    湯琴, 鄧媛元, 張瑞芬, 張雁, 張名位, 魏振承, 唐小俊, 劉磊, 遆慧慧, 馬永軒
    中國農業科學. 2014, 47(16):  3300-3307.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.16.015
    摘要 ( 276 )   HTML ( 1 )   PDF (548KB) ( 475 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】探討苦瓜水提物(Momordica charantia fruit aqueous extract,MCFE)對拘束應激小鼠體內脂代謝及抗氧化水平的影響,為揭示苦瓜對脂代謝紊亂的改善作用提供理論依據。【方法】選用6周齡的雌性昆明小鼠,隨機分為5組,包括正常對照組(NC)、拘束應激組(Mod)及-MCFE低(250 mg•kg-1)、中(500 mg•kg-1)和高(750 mg•kg-1)劑量組,每組12只,連續灌胃7 d后,置于50 mL帶孔的塑料離心管中拘束20 h,尾靜脈注射10% 脂肪乳劑Interlipids,15 min后檢測小鼠血脂消除能力,腸系膜脂肪組織脂肪酶活力,血清、腸系膜脂肪組織及肌肉組織的脂蛋白酯酶活性,同時測定血清的氧化狀態及抗氧化水平。【結果】拘束應激模型組小鼠甘油三酯(Triglyceride,TG)的含量為正常組小鼠TG含量的1.27倍,而低、中、高劑量MCFE組的小鼠TG含量分別為正常組小鼠TG含量的0.63、0.57和0.55倍,表明MCFE各劑量組均能顯著提高拘束應激小鼠甘油三酯的清除率(P<0.05),提高其脂肪代謝能力,并呈現劑量依賴性趨勢;同時,拘束應激模型組小鼠的脂肪酶活性為正常組的0.52倍,而MCFE各劑量組的脂肪酶活性分別為正常組的0.77、0.98和1.06倍,明顯高于拘束應激組(P<0.05),且中、高劑量組基本達到正常水平,表明MCFE各劑量組均能提高腸系膜脂肪組織的脂肪酶活性(P<0.05);此外,與拘束應激組相比,MCFE的低、中、高劑量組小鼠的血清脂蛋白酯酶(Lipoprotein Lipase,LPL)活性和腸系膜脂肪組織的LPL活性明顯有所提高(P<0.05),亦表現劑量效應,其中MCFE各劑量組的血清LPL活性達到正常組水平,但MCFE各劑量組對肌肉組織的脂蛋白酯酶的活性影響不顯著(P>0.05);另外,拘束應激組小鼠的脂質過氧化產物丙二醛(malondialdehyde,MDA)的含量是正常組的1.37倍(P<0.05),總抗氧化能力(ORAC)是正常組的0.65倍(P<0.05),而MCFE各劑量組小鼠體內的MDA含量明顯低于拘束應激組(P<0.05),且MCFE的中、高劑量組基本達到正常水平,MCFE各劑量組ORAC明顯高于拘束應激模型組,但尚未達到正常水平,表明MCFE能明顯提高拘束應激小鼠體內總抗氧化水平(P<0.05)。【結論】苦瓜水提物能從氧化應激水平和脂質代謝兩方面改善拘束應激小鼠脂代謝紊亂。
    畜牧·獸醫·資源昆蟲
    誘導多能干細胞體外定向分化為雄性生殖細胞研究進展
    杜軍慧, 曹文廣
    中國農業科學. 2014, 47(16):  3308-3314.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.16.016
    摘要 ( 284 )   HTML ( 2 )   PDF (608KB) ( 658 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    導多能干細胞(induced pluripotent stem cells, iPS)是借助基因導入技術將某些轉錄因子導入人或動物的體細胞,使體細胞重編程而得到的多能性細胞。iPS細胞來源豐富,研究表明利用不同的載體誘導系統或不同的轉錄因子組合,多種體細胞都可被重編程為iPS細胞,如成纖維細胞、肝細胞、角質細胞及臍帶血細胞等。作為干細胞中新的一員,iPS細胞在克隆形態、基因表達模式、表面標志物、擬胚體形成、畸胎瘤及嵌合體形成(小鼠)、分化能力等方面與胚胎干細胞(embryonic stem cell, ESC)非常相似。與胚胎干細胞一樣,在特定的誘導條件下,iPS細胞在體外可被誘導分化為多種細胞,如心肌細胞、血細胞、生殖細胞等,進一步拉近了干細胞和臨床疾病治療的距離,iPS細胞也成為細胞治療及組織器官再生最有前景的種子細胞,在細胞替代性治療、發病機理研究及新藥篩選方面具有潛在價值。雄性不育不僅影響人類正常健康生活,對畜牧業的發展也極為不利。國內外的研究成果表明,給予適當的誘導物及誘導條件,人和小鼠的iPS細胞體外可被誘導分化為原始生殖細胞(primordial germ cells, PGCs)、精子細胞及其前體細胞。這些研究不僅避免了胚胎干細胞研究領域存在的取材困難、免疫排斥和倫理道德等問題,還為揭示雄性生殖細胞的發育機制及研究雄性不育提供了較好的研究平臺。由人iPS細胞誘導得到的雄性配子可為患者提供自身的雄性配子產生后代,避免了免疫排斥問題,為未來治療雄性不育帶來曙光。iPS細胞體外誘導分化技術對現代畜牧業發展也具有巨大的潛在應用價值,可進行轉基因動物的生產。現從不同的誘導劑、不同的培養條件及iPS細胞體外誘導分化優勢等方面,對iPS細胞體外定向誘導分化為雄性生殖細胞的研究進展及應用前景進行綜述和展望。
    單純與聯合灌注法構建豬支氣管動脈立體標本
    韓志磊, 王曉亮, 李路, 閆振龍, 火靜萍, 王白雪, 史軍紅, 劉英, 何玉琴
    中國農業科學. 2014, 47(16):  3315-3322.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.16.017
    摘要 ( 193 )   HTML ( 1 )   PDF (790KB) ( 439 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】改進和優化ABS血管鑄型技術。創建豬支氣管動脈立體標本的鑄型方法,并構建豬支氣管動脈立體標本。為探明豬支氣管動脈在肺內的分支與分布狀態提供實驗方法。【方法】用改進和優化ABS鑄型技術,采用支氣管動脈單純鑄型和支氣管動脈與支氣管樹或肺動脈聯合鑄型的方法構建豬支氣管動脈的立體標本。【結果】(1)創建了豬支氣管動脈立體標本的鑄型方法。①豬肺支氣管動脈單純標本制作的方法要點:先分別在胸主動脈近心端和遠心端插管并結扎胸主動脈。同時,為了防止在灌入鑄型劑時經食管和氣管周圍的血管網發生滲漏,分別在胸主動脈插管處相應的位置結扎食管前端和后端,并在氣管開口處插入盲端套管并結扎。然后調整肺的位置,使其背上腹下地置于解剖盤中。經胸主動脈間接向支氣管動脈中注入鑄型劑。灌注時強壓梯度灌入60 mL 10%和100-160 mL 15%的ABS鑄型劑,當橡膠管中間部位膨大后停止灌注。在連續灌注結束后5 h內隨時觀察橡膠管膨大部位的大小,當壓力減小時,立即灌入20%的ABS鑄型劑,保證主動脈內的正壓力。將灌注好的標本置于冷水中靜態硬化3-4 d,再用鹽酸密閉腐蝕10 d左右。然后用流水漂浮和加壓沖洗,再通過摘除凝塊、打枝疏密和斷枝再植修整后就可以獲得完整的鑄型標本。②豬肺支氣管動脈與支氣管樹聯合鑄型標本制作的方法要點:首先,同時插管并結扎胸主動脈、食管和氣管。然后經胸主動脈間接灌注鑄型劑。間隔1-2 h后再對氣管樹進行灌注。最后同步硬化、腐蝕、沖洗和修復支氣管動脈與支氣管樹聯合標本。③豬肺支氣管動脈與肺動脈聯合鑄型標本制作的方法要點:支氣管動脈與支氣管樹聯合鑄型的方法和支氣管動脈與肺動脈聯合鑄型的方法相似,不同之處在于在將鑄型劑注入支氣管動脈的同時,前者是將鑄型劑注入支氣管樹內,后者則是將鑄型劑注入肺動脈內。在聯合鑄型時,根據肺的大小確定注入鑄型劑的量,而經支氣管動脈單純鑄型時,則根據壓力大小確定灌注量。(2)構建了豬支氣管動脈立體標本、豬支氣管動脈與豬支氣管樹的聯合立體標本和豬支氣管動脈與肺動脈的聯合標本。【結論】采用該方法獲得的支氣管動脈立體標本血管層次清楚、管道充盈光滑、對比度清晰,能夠完整顯示豬支氣管動脈的起源、分支、走向、分布以及與支氣管樹和肺動脈的毗鄰關系。該工作為豬及其它動物支氣管動脈的研究奠定了基礎。
福利彩票3d开奖结果