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當期目錄

    2014年 第47卷 第20期 刊出日期:2014-10-16
      
    作物遺傳育種·種質資源·分子遺傳學
    棉花晉A細胞質雄性不育系及其保持系差異蛋白質組分析
    楊鵬,韓錦峰,黃晉玲
    中國農業科學. 2014, 47(20):  3929-3940.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.001
    摘要 ( 324 )   HTML ( 2 )   PDF (1711KB) ( 602 )   收藏
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    【目的】對棉花晉A細胞質雄性不育系及其同核異質保持系MB177(JB)雄性敗育關鍵時期的花藥進行差異蛋白質組研究,為進一步揭示棉花細胞質雄性不育機理奠定基礎。【方法】運用雙向電泳技術對晉A細胞質雄性不育系及其保持系小孢子發育的造孢細胞時期和小孢子母細胞時期表達的蛋白質進行分離(考馬斯亮藍染色);采用PDQuest8.0.1軟件進行斑點檢測,并經統計學分析確定獲得差異表達蛋白質;對這些差異蛋白質斑點進行LC-Chip-ESI-QTOF-MS質譜分析,用Mascot軟件搜索NCBInr綠色植物,鑒定差異表達蛋白質;對差異表達蛋白質進行GO和KEGG功能分析。【結果】PDQuest8.0.1軟件分析表明,晉A不育系和保持系在花藥發育的造孢細胞時期和小孢子母細胞時期的花蕾總蛋白質斑點數分別為1 525、1 540和1 554、1 540,這些蛋白質斑點的分子量分布在10—100 kD,等電點分布在3—10。經差異定量研究和統計學分析,共鑒定到15個在晉A不育系與保持系間顯著差異表達的蛋白斑點,15個差異蛋白質斑點都得到了質譜特異峰圖。對應的蛋白質H(+)-轉運ATP合成酶、谷胱甘肽還原酶、線粒體上的ATP酶亞基、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶大亞基和UDP-D葡萄糖脫氫酶在不育系與保持系花藥發育2個階段均差異表達;膜聯蛋白、S-甲酸谷胱甘肽水解酶、momilactone A 合成酶類似物、一個具有丙二烯氧化環化酶活性的未命名蛋白質和一個位于線粒體上的保守預測蛋白質僅在不育系和保持系花藥發育的造孢細胞時期差異表達;β-羥酰-ACP脫水酶、丙酮酸脫氫酶-α亞基以及與花粉發育相關的一個預測蛋白質僅在不育系和保持系花藥發育的小孢子母細胞時期差異表達。這些差異表達蛋白質主要參與小孢子與絨氈層發育過程,它們的下調或上調表達可能造成發育與代謝過程的不協調性,產生不正常的小孢子和絨氈層提前解體,從而導致雄性不育。采用熒光定量PCR分析核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶大亞基基因和H(+)轉運ATP合成酶基因的轉錄變化,它們在轉錄水平與蛋白質表達的趨勢一致。【結論】晉A不育系的小孢子敗育可能與能量代謝紊亂、茉莉酸合成途徑損害、細胞內大量ROS積累、查爾酮合酶活性下降有關。雄性不育的產生是一個復雜的生物學過程,涉及到多個基因的相互作用,構成了一個復雜的調控網絡。
    栽培大豆農藝性狀的關聯分析及優異等位變異挖掘
    楊勝先,牛遠,李夢,魏世平,劉曉芬,呂海燕,章元明
    中國農業科學. 2014, 47(20):  3941-3952.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.002
    摘要 ( 406 )   HTML ( 1 )   PDF (858KB) ( 601 )   收藏
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    【目的】發掘大豆農藝性狀穩定表達的QTL、優異等位變異及其攜帶優異等位變異的載體材料,為大豆分子標記輔助選擇和分子設計育種等后續研究提供重要依據。【方法】利用大豆基因組上均勻分布的135對SSR引物對通過分層隨機抽取的6大生態區的257個栽培大豆品種進行全基因組掃描以獲得分子標記信息,2009年和2010年在南京農業大學江浦農場對供試群體株高、分枝數、主莖節數、莖粗和單株莢數進行表型鑒定以獲得數量性狀表型觀測值,用廣義線性模型、優化壓縮混合線性模型和上位性關聯分析3種方法,實施農藝性狀表型與SSR標記基因型間的關聯分析。【結果】供試品種株高、分枝數、主莖節數、莖粗和單株莢數變異系數介于24.62%—52.34%,品種間和品種與環境互作差異極顯著;廣義線性模型、優化壓縮混合線性模型和上位性關聯分析3種方法分別檢測到年份間穩定表達的上述5性狀的47、11和58個QTL,其中,2種方法間和3種方法間分別有34和4個共同QTL,上位性關聯分析檢測到1對上位性QTL和32個環境互作QTL;檢測得到的主效QTL中,有18個主效QTL與前人鑒定的QTL位置一致或緊密連鎖;發掘了一批農藝性狀的優異等位基因及攜帶優異等位基因的載體材料,其中,satt669-145bp、satt102-154bp、satt382-395 bp和satt534-161bp分別是主莖節數、分枝數、莖粗和株高的增效效應最大的等位基因,其載體材料分別為白花豆、合肥兩塘焦雙青豆、油葫蘆和浦霞大豆。【結論】檢測到年份間或方法間穩定表達的株高、分枝數、主莖節數、莖粗和單株莢數5個農藝性狀的107個主效 QTL。
    基于SNP遺傳圖譜定位甘藍型油菜千粒重QTL位點
    薦紅舉,魏麗娟,李超,唐章林,李加納,劉列釗
    中國農業科學. 2014, 47(20):  3953-3961.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.003
    摘要 ( 421 )   HTML ( 3 )   PDF (1185KB) ( 897 )   收藏
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    【目的】甘藍型油菜籽粒重量是構成油菜單株產量的三大因素之一(單株有效角果數、每角果粒數、粒重),是重要的育種目標。通過對5種環境下甘藍型油菜千粒重進行QTL定位分析,尋找甘藍型油菜千粒重的QTL及影響本甘藍型油菜群體千粒重的候選基因。【方法】利用重組自交系群體在德國吉森、重慶北碚5種不同的環境下,測定各株系天然種子千粒重。利用重慶市油菜工程技術研究中心實驗室構建的SNP高密度遺傳圖譜掃描5種環境中的千粒重QTL。該遺傳圖譜包括2 795個SNP位點,覆蓋甘藍型油菜基因組1 832.9 cM,標記之間的平均距離為0.66 cM。利用Windows QTL Cartographer2.5復合區間作圖法對千粒重進行QTL定位。將49個擬南芥粒重相關基因與QTL對應置信區間序列進行同源比較分析(E值<1E–21),找出可能與甘藍型油菜千粒重關聯的候選基因。【結果】5種環境中千粒重變異范圍較大,且均呈現正態分布,符合QTL定位要求。在5種環境之間千粒重均表現出正相關,其中,2013北碚與2012北碚、2008年吉森達到極顯著水平,相關系數分別為0.248和0.249;2012年北碚與2010年北碚、2011年北碚及2008年吉森達到顯著相關,相關系數分別為0.226、0.397和0.190。5種環境中共檢測到14個QTL,分布在9條染色體,其中,C03染色體3個,A06、A07和C01各有2個,A03、A05、A08、A10和C02染色體上各有1個,LOD值在2.57—6.05,單個QTL解釋的表型變異為4.64%—14.13%。與擬南芥粒重基因進行同源性分析,有16個粒重相關基因落在8個QTL置信區間,匹配E值介于0—2E-21。其中QTL qTSWA07-2區間內篩出7個粒重基因。粒重基因TTG2qTSWA03-1qTSWC02-1 2個QTL區間內均被檢測到。AHK3qTSWA07-2qTSWA08-1qTSWC01-1區間內被檢測到。【結論】利用該套油菜60K芯片準確定位了5種環境條件千粒重的QTL位點,與擬南芥粒重基因比對出該群體油菜粒重基因,該結果有利于不同材料在使用該套SNP芯片分析及對千粒重QTL位點的比對和候選基因的分析。
    耕作栽培·生理生化
    外源糖調控玉米光合系統和活性氧代謝緩解鹽脅迫
    趙瑩, 楊克軍, 趙長江, 李佐同, 王玉鳳, 付健, 郭亮, 李文勝
    中國農業科學. 2014, 47(20):  3962-3972.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.004
    摘要 ( 323 )   HTML ( 2 )   PDF (1030KB) ( 568 )   收藏
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    【目的】揭示外源單糖葡萄糖(Glc)和雙糖蔗糖(Suc)對中性氯化鈉鹽脅迫玉米幼苗生長發育及其生理生化機制,以及兩種類型糖在緩解玉米鹽脅迫的作用效果。【方法】以自主選育的玉米品種墾玉6號為材料,在植物生長室采用1/2 Hoagland營養液培養玉米幼苗。玉米培養至兩葉一心時分別采用0.5 mmol·L-1 Glc和Suc預處理3 d,以1/2 Hoagland營養液為空白對照,以等濃度甘露醇為滲透對照;然后,采用150 mmol·L-1 NaCl(1/2 Hoagland營養液配制)對玉米幼苗進行鹽脅迫處理4—6 d,以相應糖預處理和空白處理玉米的非鹽脅迫為對照。于處理第4天取第2片全展葉進行玉米光合相關和抗氧化等各項生理生化指標測定;于處理第6天進行株高、根長和干重測定;同時于處理第2、4、6天采用Li-6400XTR光合儀測定光合參數的動態變化。【結果】與空白未處理對照相比,Glc和Suc預處理導致玉米幼苗根長、干重和葉片含水量增加,但是顯著提高玉米幼苗株高,分別增高了6.39%和4.86%,并維持葉片較高的凈光合速率(Pn),其它供試生理生化指標變化不顯著;同時,鹽脅迫可明顯抑制玉米幼苗生長,鹽處理6 d株高和根長降低了16.37%和12.17%,地上部及地下部干重分別降低了20.69%和25.00%。鹽處理導致玉米葉片中硫代巴比妥酸反應物(TBARS)和過氧化氫(H2O2)含量顯著增多,抗氧化酶的活性顯著降低,葉片Pn、氣孔導度(Gs)、蒸騰速率(Tr)、Hill反應活性, 原初光能轉換效率(Fv/Fm)、光合色素含量顯著下降, 其中胞間CO2濃度(Ci)隨著脅迫時間的延長呈先下降后上升的趨勢;重要的是, 外源Glc和Suc預處理可顯著促進鹽脅迫下玉米幼苗生長和干物質積累, 其中Glc預處理的玉米株高、根長、地上和地下干重較S處理分別增加6.12%、4.49%、15.65%、18.52%, Suc預處理分別增加7.34%、4.87%、17.39%、22.22%。外源Glc和Suc預處理能有效改善玉米幼苗的光合作用, 顯著減緩鹽脅迫下玉米葉片PnTrGsFv/Fm的下降速度, 緩解Ci的升降速度,提高葉片Hill反應活性,增加葉片持水量和光合色素的含量。同時,Glc和Suc預處理還顯著減少鹽脅迫下玉米葉片中硫代巴比妥酸反應物(TBARS)和過氧化氫(H2O2)的含量,提高葉片超氧化物歧化酶(SOD)、抗壞血酸過氧化物酶(APX)、谷胱甘肽過氧化物酶(GPX)的活性,其中,Suc預處理在清除H2O2提高葉片Hill反應活性兩方面均顯著高于Glc。此外,與空白鹽脅迫處理相比,除引起玉米葉片Hill反應和葉綠素a(Chl a)的顯著變化外,采用等滲的甘露醇預處理玉米幼苗其供試生理生化指標未發生顯著改善,亦未能引起供試生物學指標的顯著改善。【結論】正常生長條件下,Glc和Suc處理可通過維持葉片較高的Pn,促進玉米幼苗地上部分生長;鹽脅迫條件下,外源Glc和Suc不僅維持玉米幼苗較高Pn,而且通過增強光合膜系統穩定性、增加光合色素含量、提高PSII反應活性、改善玉米葉片氣孔開放及碳同化能力等生理生化機制提高玉米幼苗的耐鹽性。
    光質對玉米葉片光合及光系統性能的影響
    張善平,馮海娟,馬存金,李耕,劉鵬,董樹亭,趙斌,張吉旺,楊今勝
    中國農業科學. 2014, 47(20):  3973-3981.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.005
    摘要 ( 370 )   HTML ( 1 )   PDF (696KB) ( 888 )   收藏
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    【目的】研究不同光質對玉米葉片光合作用及光系統性能的影響,旨在探討陰天條件下光質變化對玉米光合作用影響的生理機理。【方法】在大田條件下,以鄭單958(ZD958)和先玉335(XY335)為供試材料,設置3種光質處理,分別為紅色膜(R)、藍色膜(B)和綠色膜(G),以白色紗網模擬陰天作為對照(CK),試驗于2013年4—6月在黃淮海玉米技術創新中心進行。于6片完全展開葉時進行光質處理,10 d以后,利用快速葉綠素熒光和820 nm光吸收技術測定氣體交換參數、快速葉綠素熒光動力學曲線及820 nm光吸收量的變化,分析光質對玉米葉片光合作用和光系統性能的作用方式。【結果】陰天和模擬陰天條件下,各波段輻射能所占比例基本與晴天一致,但各波段光的絕對量均顯著下降,其中藍紫光下降最多。3種色膜處理中,藍膜在藍紫光和紫外光(300—510 nm)下降最少,且所占比例較自然光顯著增加。不同色膜處理后,XY335和ZD958凈光合速率(Pn)均顯著下降,下降幅度表現為綠膜(G)>紅膜(R)>藍膜(B),XY335下降幅度為40.13%、32.68%和22.00%,ZD958為46.92%、37.69%、27.46%。與對照相比,各處理的氣孔導度(Gs)顯著下降,胞間CO2濃度(Ci)卻顯著上升。這說明,不同光質處理Pn下降是由非氣孔因素引起的。除XY335在藍膜下外,兩玉米品種葉片不同色膜處理下捕獲的激子將電子傳遞到電子傳遞鏈中QA下游的電子受體的概率(Ψo)和以吸收光能為基礎的性能指數(PIABS)均顯著下降,下降的程度表現為綠膜>紅膜>藍膜,說明除XY335在藍膜下表現出品種特異性之外,在不同的色膜處理下PSⅡ的性能均受到明顯抑制,且不同處理對PSⅡ反應中心電子受體側之后的電子傳遞鏈性能的抑制作用更大。除XY335在藍膜下外,兩品種不同光質處理葉片供體側性能(Wk)和受體側性能(Vj)均顯著降低,這說明藍膜對兩品種PSⅡ供體側和受體側性能影響較小。而綠膜和紅膜均顯著降低了兩品種PSⅡ供體側和受體側的性能,且綠膜下供體側性能降低幅度大于受體側,而紅膜下反之。XY335和ZD958在不同色膜下PSI的最大氧化還原能力(ΔI/Io)和兩光系統間的協調性(Φ(PSⅠ/ PSⅡ))均顯著下降,表現為紅膜>綠膜>藍膜。【結論】陰雨天氣下,可見光波段中藍紫光的減少使得玉米葉片光系統Ⅰ的性能顯著下降,造成兩光系統間的協調性下降,從而降低了光合電子傳遞鏈的性能,最終導致凈光合速率的下降。
    植物保護
    尖鐮孢EST-SSR信息分析及分子標記建立
    李新鳳,張作剛,王建明,高俊明,田宏先
    中國農業科學. 2014, 47(20):  3982-3991.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.006
    摘要 ( 240 )   HTML ( 1 )   PDF (972KB) ( 420 )   收藏
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    【目的】探討尖鐮孢(Fusarium oxysporum)表達序列標簽(expressed sequence tag,EST)序列中簡單重復序列(simple sequence repeat,SSR)位點的分布特點,開發尖鐮孢EST-SSR引物,為鐮孢菌遺傳多樣性分析提供技術支持【方法】從NCBI公共數據庫下載尖鐮孢EST 9 304條,利用SSRIT軟件查找SSR位點,Primer Premier 5.0軟件設計EST-SSR引物,用非變性聚丙烯酰胺凝膠(PAGE)電泳分離SSR-PCR擴增產物,并選用能夠擴增出與預期產物大小一致且具有多態性的引物,對23株尖鐮孢菌株進行SSR遺傳多樣性分析。【結果】在尖鐮孢EST序列中,共搜索到92個SSR位點,分布于90條EST序列中,出現頻率為1.0%。其中二核苷酸重復類型是最主要的SSR類型,占總SSR的比例為59.78%。其次為三核苷酸與五核苷酸重復類型,占總SSR的比例分別為17.39%、11.96%。出現頻率最高的基序是(AC/GT)(0.51%)。設計合成的30對引物中有20對(66.7%)能夠有效擴增,其中14對引物(46.7%)能夠擴增出與預期產物大小一致且具有多態性的產物。尖鐮孢的遺傳多樣性分析結果表明,利用篩選出的14對引物擴增出62條條帶,其中多態性條帶59條,多態性位點比例為95.2%,平均每對引物可擴增4.2條。供試菌株間的遺傳相似系數為0.487—0.933,平均為0.686。供試菌株間存在明顯的遺傳分化。聚類分析結果表明,當遺傳相似系數為0.781時,除14號菌株外,所有菌株均根據寄主來源劃分為不同的SSR類群。【結論】基于尖鐮孢EST序列開發SSR標記是一種簡便有效的方法,研究開發的14對引物可用于尖鐮孢的遺傳多樣性分析。
    藍莓炭疽病病原菌鑒定及致病性測定
    徐成楠,王亞南,胡同樂,王樹桐,周宗山,曹克強
    中國農業科學. 2014, 47(20):  3992-3998.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.007
    摘要 ( 406 )   HTML ( 3 )   PDF (1817KB) ( 686 )   收藏
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    【目的】鑒定遼寧省部分地區疑似炭疽病的藍莓病株的病原,為藍莓病害的防控及抗病育種提供依據。【方法】對采自遼寧省興城市和莊河市的疑似炭疽病的藍莓發病枝條及葉片進行組織分離、培養,從所分離獲得的兩類菌株中選擇形態學不同的代表菌株LNSW1和B-Cg1進行后續試驗和分析。觀察兩個代表分離菌株在馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基(potato dextrose agar,PDA)上的菌落及分生孢子的形態特征。對代表菌株LNSW1和B-Cg1的真菌核糖體基因進行PCR擴增和測序,采用Mega5.1軟件中鄰位加入法(neighbor-joining,NJ)進行基于病原菌rDNA-ITS基因序列和GenBank中已有相關炭疽菌序列的系統發育樹構建。利用尖孢炭疽菌(Colletotrichum acutatum)和膠孢炭疽菌(C. gloeosporioides)的特異性引物對CgInt2/ITS4和CgInt/ITS4對代表菌株進行特異性擴增,采用菌絲塊葉片接種法對8個藍莓品種進行代表分離菌株的致病性測定。【結果】從遼寧省部分藍莓產區罹病植株上共分離純化得到36個菌株,根據各菌株的形態學差異將其分成兩個類別,兩類別中代表菌株LNSW1和B-Cg1在菌落顏色及分生孢子形態上具有較大差異,且與已報道的炭疽菌屬當中的尖孢炭疽菌和膠孢炭疽菌形態特征相似;兩個代表分離株的rDNA-ITS序列實際長度為557和547 bp,通過基于真菌核糖體基因的系統發育分析,表明菌株LNSW1與GenBank中尖孢炭疽菌菌株AB729126、KF698729、EU886755聚在同一分支,B-Cg1與膠孢炭疽菌菌株JF923828、KF516931、GU174547聚在同一分支,相似度分別為99%—100%;兩對炭疽菌特異性引物擴增結果再次證明所獲代表菌株分別為尖孢炭疽菌和膠孢炭疽菌; 致病性測定結果表明,尖孢炭疽菌和膠孢炭疽菌菌絲塊接種8個藍莓品種的葉片及枝條均可致病,兩類病菌回接癥狀與田間自然發病癥狀較為相似,尖孢炭疽菌對藍莓的致病稍強于膠孢炭疽菌。【結論】通過對遼寧省藍莓主產區的藍莓發病枝條及葉片的病原菌進行形態學和分子學鑒定,基本明確遼寧省部分地區的藍莓炭疽病是由尖孢炭疽菌和膠孢炭疽菌侵染所致。
    捕食螨攜帶白僵菌孢子的能力及所攜孢子的活性和毒力
    吳圣勇,王鵬新,張治科,徐學農,雷仲仁
    中國農業科學. 2014, 47(20):  3999-4006.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.008
    摘要 ( 220 )   HTML ( 1 )   PDF (2883KB) ( 543 )   收藏
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    【目的】針對捕食螨和白僵菌(Beauveria bassiana)聯合應用的可行性,定性和定量研究巴氏新小綏螨(Neoseiulus barkeri)被動攜帶白僵菌孢子的能力以及所攜帶孢子的活性和毒力,評價二者聯合應用的潛力。【方法】基于白僵菌SZ-26菌株不侵染巴氏新小綏螨的研究基礎,采用噴霧法,用濃度為1.0×108個孢子/mL白僵菌孢子液處理巴氏新小綏螨成螨后,用掃描電鏡對被動攜帶孢子的捕食螨體表進行拍照,定性觀察其攜帶白僵菌孢子的潛力;通過血球計數板和菌落計數法,分別定量檢測其在不同處理時間(2、12、24和48 h)后所攜帶孢子的數量和活性;通過生物測定,研究捕食螨在上述不同處理時間后所被動攜帶和傳播的孢子對西花薊馬(Frankliniella occidentalis)成蟲的毒力。【結果】捕食螨可以被動攜帶白僵菌孢子,在2 h后,平均每頭螨攜帶4.12×104個孢子,隨著時間的延長,其被動攜帶的孢子數量逐漸減少,48 h后,平均每頭螨體表攜帶的孢子數量為7.95×103個;捕食螨可將其被動攜帶的孢子傳播出去,且散落的孢子具有一定活性,在2 h后,10頭螨被動攜帶并傳播的孢子可在培養基上形成24個菌落,隨著時間的延長,形成的菌落數逐漸減少,48 h后,在培養基上僅能形成3個菌落;捕食螨傳播出去的孢子具有一定毒力,在2 h后,10頭螨被動攜帶并傳播的孢子導致西花薊馬成蟲在第10天的累積校正死亡率達到75%,隨著時間的延長,對薊馬的致死率逐漸下降,48 h后,對薊馬成蟲的致死率僅為25%。在2、12、24和48 h后,捕食螨被動攜帶的白僵菌孢子對薊馬成蟲的致死率在10 d內均呈線性相關。2 h后,捕食螨被動攜帶的孢子對薊馬的致死中時最短,為6.44 d,48 h后,對薊馬的致死中時顯著延長,為9.83 d。【結論】捕食螨在短時間內可以被動攜帶大量的白僵菌孢子,并將具有活性的孢子主動傳播出去,從而對薊馬成蟲起到觸殺作用。因此,捕食螨和白僵菌具有聯合應用的潛力。
    土壤肥料·節水灌溉·農業生態環境
    施肥對洞庭湖平原水稻土團聚體特征及其有機碳分布的影響
    李文軍,楊基峰,彭保發,崔京珍
    中國農業科學. 2014, 47(20):  4007-4015.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.009
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    【目的】團聚體是土壤重要的物理屬性,也是土壤有機碳的主要固存場所。研究長期不同施肥對洞庭湖平原紅壤性水稻土團聚體數量、穩定性、分形特征及其有機碳含量及分布的影響,為區域雙季稻田施肥管理提供理論依據。【方法】以國家稻田土壤肥力與施肥效應長期試驗為平臺(1986—2013),運用濕篩法獲得不同粒級水穩性團聚體,分析對照(不施肥,CK)、單施氮磷鉀肥(NPK)、低量有機肥與氮磷鉀肥配施(LOM,有機肥氮比例為30%)和高量有機肥與氮磷鉀肥配施(HOM,有機肥氮比例為60%)4種處理影響下耕作層(0—20 cm)土壤粒徑>0.25 mm的水穩性團聚體數量(WR0.25)、平均重量直徑(MWD)、幾何平均直徑(GMD)、分形維數(D)及其有機碳含量與分布的變化特征。【結果】除粒徑>5 mm的土壤團聚體外,水穩性團聚體含量和團聚體對土壤有機碳的貢獻率均隨團聚體粒徑減小呈現逐漸增加的趨勢,而團聚體有機碳含量則呈現逐漸降低的變化趨勢,其變化特征在不同處理間表現一致。長期不同施肥對2—5 mm和0.5—2 mm團聚體含量影響最大,與對照相比,施肥處理中上述兩粒級團聚體含量分別增加35.5%—64.5%和6.2%—14.7%。施肥后團聚體的WR0.25、MWD、GMD分別增加8.6%—12.5%、7.1%—15.1%、13.7%—28.4%,而D值降低2.3%—3.5%,說明長期施肥增強團聚體穩定性,改善團聚體結構。單施氮磷鉀肥和氮磷鉀肥配施有機肥均可顯著提高各粒級團聚體中有機碳含量(P<0.05),并始終表現出HOM強于LOM、LOM強于NPK的處理效應,與對照相比,HOM處理各級團聚體中有機碳含量較對照提高了22.1%—36.6%。水穩性大團聚體是土壤有機碳的主要載體,不同處理間>0.25 mm團聚體中有機碳的分量占土壤有機碳的比例表現出HOM(83.5%)>LOM(81.6%)>NPK(79.2%)>CK(69.9%)的順序。施肥各處理均可顯著提高>5 mm、2—5 mm、0.5—2 mm三級團聚體中有機碳對土壤有機碳的貢獻率,且主要影響土壤有機碳在2—5 mm和0.5—2 mm兩級團聚體中的分配率。>0.5 mm的各級團聚體含量與土壤有機碳含量呈極顯著正相關(P<0.01),說明施肥后土壤新增有機碳主要向>0.5 mm的水穩性團聚體中富集。【結論】長期實行NPK平衡施肥及與有機肥配施有利于洞庭湖平原紅壤性水稻土水穩性團粒結構的形成及大團聚體中有機碳的積累,與單施氮磷鉀肥處理相比較,施用有機肥特別是高量有機肥與化學氮磷鉀肥配施更有利于土壤良好結構體的形成和固碳能力的增強,是更優的稻田施肥模式。
    不同水氮管理下鋅與氮磷肥配合噴施對冬小麥鋅營養品質的影響
    李宏云,王少霞,李萌,田霄鴻,趙愛青,國春慧
    中國農業科學. 2014, 47(20):  4016-4026.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.010
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    【目的探討潛在缺鋅石灰性土壤上,不同水分管理措施及氮肥用量下鋅與氮磷肥配合噴施對冬小麥籽粒Zn含量及生物有效性的影響,為提高小麥籽粒鋅營養品質進而緩解人體缺鋅問題提供理論與實踐依據。【方法】以小偃22為試材,于2010年10月至2012年6月,在陜西關中地區進行田間再裂區定位試驗,試驗設置主處理為3個水分管理措施,分別為常規種植、覆膜種植(壟上覆膜溝內播種)、補灌種植(小麥越冬期灌水40 mm);副處理為3個施氮水平,N素用量分別為0、120、240 kg·hm-2,副副處理為4個葉面噴肥處理,分別為CK(噴蒸餾水)、噴Zn(0.3% ZnSO4·7H2O)、噴Zn+N(0.3% ZnSO4·7H2O+1.7% CO(NH2)2)、噴Zn+P(0.3% ZnSO4·7H2O+0.2% KH2PO4)。通過測定分析籽粒Zn、P以及蛋白質含量,探討鋅與氮磷肥分別配合噴施對小麥鋅營養品質的影響。【結果】與常規水分管理相比,越冬期補灌可提高小麥籽粒Zn含量,而覆膜在2011—2012生長季籽粒Zn含量顯著降低;補灌在2011—2012年小麥籽粒P/Zn摩爾比顯著降低,降低幅度為6.8%。與不施氮相比,施氮120和240 kg·hm-2在2011—2012生長季均顯著提高了籽粒Zn含量,提高幅度分別為2.3%和7.4%;施氮120或240 kg·hm-2小麥籽粒P/Zn摩爾比均顯著降低,且隨施氮量的增加降低幅度增大,施氮量為240 kg·hm-2時,兩季平均降低幅度分別為33.0%和25.5%;施氮處理的籽粒蛋白質含量顯著提高,籽粒P含量顯著降低。與噴水(CK)相比,噴肥處理(噴Zn、Zn+N和噴Zn+P)小麥籽粒鋅含量分別由對照處理的20.6 mg·kg-1提高到了40.3、39.6和33.7 mg·kg-1,兩季平均提高幅度分別為95.5%、92.2%和63.5%,表明鋅肥與氮肥或磷肥分別配合噴施均是提高籽粒Zn含量的重要農藝措施。噴Zn+N處理提高小麥籽粒鋅含量的效果優于Zn+P處理,籽粒平均鋅含量提高5.9 mg·kg-1;噴Zn、Zn+N和噴Zn+P處理的籽粒P/Zn摩爾比均顯著降低,兩季平均降低幅度分別為48.5%、47.6%和38.5%,其中噴Zn處理在補灌且施氮240 kg·hm-2時籽粒P/Zn摩爾比降低幅度達66.7%;與噴水相比,噴Zn+N處理的籽粒蛋白質含量顯著提高,提高幅度兩季分別為5.4%和11.2%。與常規不施氮相比,噴肥處理在補灌施氮條件下籽粒富鋅效果較好。不同水氮管理下鋅與氮磷肥配合噴施,在補灌條件下施氮量為120 kg·hm-2時噴Zn+N處理對提高籽粒Zn含量和Zn生物有效性的效果較好,與常規不施氮噴水處理相比,提高幅度分別為110.1%和64.5%,同時籽粒蛋白質含量也顯著提高。【結論】在潛在缺鋅土壤地區,適宜的水分管理措施(冬季補灌)及增施氮肥均表現出一定的提高籽粒Zn含量及Zn生物有效性的作用,鋅與氮肥及鋅與磷肥分別配合噴施均對改善籽粒鋅營養品質有顯著促進作用,且鋅肥與氮肥配合噴施效果優于鋅肥與磷肥配合噴施。因此,綜合考慮經濟效益與作物鋅營養品質,在適時灌溉及適量施氮條件下鋅肥與氮肥混合噴施將是潛在缺鋅土壤上一種快速提高小麥籽粒鋅營養品質的有效途徑,具有在潛在缺鋅土壤地區甚至是其它缺鋅地區廣泛推廣的前景。
    不同施肥與耕作對紫色土坡耕地土壤侵蝕及氮素流失的影響
    閆建梅,何丙輝,田太強
    中國農業科學. 2014, 47(20):  4027-4035.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.011
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    【目的】研究重慶紫色土坡耕地“冬小麥-夏玉米”種植模式在不同施肥制度和耕作模式下由降雨而引發的水土流失特征及氮素流失規律,可為該區農業生產及生態環境保護提供科學依據。【方法】設置4種施肥制度(順坡耕作對照、順坡耕作農家肥和化肥配合施用、順坡耕作單施化肥、順坡耕作單施化肥增量)和2種耕作模式(順坡耕作單施化肥、橫坡壟作單施化肥),采用野外徑流小區長期(2008—2012)定位監測,研究施肥與耕作對坡面土壤侵蝕及氮素流失的影響。【結果】不同施肥制度和不同耕作模式間產流量、產沙量、氮素流失量差異均顯著,不施肥處理產流量、產沙量及氮素流失量均最大,施肥、橫坡壟作均能有效降低坡面產流產沙及氮素流失量。與相同施肥水平的順坡耕作相比,橫坡耕作分別減少產流量、產沙量、全氮流失量25.9%、20.5%和33.4%,與相同耕作方式的對照相比,農家肥和化肥配合施用可分別減少產流量、產沙量和全氮流失量35.7%、40.5%和41.2%。紫色土區年降雨量與年產流產沙量均呈冪函數關系(y=axb,a>0,b>0),氮素流失量與徑流量呈線性關系(y=ax+b,a>0),但與降雨量相關性不顯著,旱坡地氮素流失以總可消化養分(total digestible nutrients,TDN)為主,占全氮的62.1%。農家肥和化肥配合施用可以降低總可消化養分(TDN)和銨態氮(NH4+-N)占全氮的比例。【結論】紫色土區不宜采取順坡耕作和不施用任何肥料的土地管理方式。農家肥和化肥配合施用、橫坡壟作是防治重慶紫色坡面水土流失及徑流氮素流失的有效途徑,徑流中氮素流失以總可消化養分為主。
    園藝
    利用大白菜×蕪菁F2群體定位抗根腫病QTL及上位性互作分析
    李朋朋,梁珊,陳兵,于莎,張椿雨,司龍亭,樸鐘云
    中國農業科學. 2014, 47(20):  4036-4044.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.012
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    【目的】挖掘和分析蕓薹種抗根腫病基因及基因間的互作關系,為蕓薹種抗根腫病育種提供理論依據。【方法】以大白菜自交系‘BJN’為母本,蕪菁自交系‘Siloga’為父本進行雜交獲得F1。F1單株自交獲得由140個單株構成的F2群體,用于遺傳圖譜構建。95個F2單株及其F3家系用于抗根腫病(CR)性狀的QTL定位和上位性互作分析。利用1 214個分子標記和前人開發的與7個CR連鎖的22個標記進行親本間多態性篩選。根據作圖群體的多態性標記基因型,采用JoinMap 4.0作圖軟件構建遺傳連鎖圖譜。以采自甘藍型油菜栽培地的根腫菌對2個親本及其95個F2:3家系進行根腫病抗性鑒定。根據F3植株的發病等級,計算F2單株的平均發病指數(DI)。利用Windows QTL Cartographer 2.5軟件,采用復合區間作圖法檢測抗根腫病QTL。利用基于混合線型模型的QTL Network 2.0軟件進行互作關系分析。SPSS 18.0.0軟件用于分析F2群體中QTL連鎖標記的基因型與其相應個體平均DI值間的相關性。雙因素方差分析方法分析QTL連鎖標記的交互作用。通過單因素方差分析,采用最小顯著差異法和q檢驗(SNK)多重比較QTL緊密連鎖標記(sau_um026和BrID90197)組合成的9種基因型在根腫病抗性上的差異。【結果】抗病性鑒定表明‘Siloga’對根腫菌表現為抗病,而‘BJN’表現為感病。F2群體中根腫病發病指數呈偏正態分布,表明根腫病抗性表現為由主效基因存在的多基因控制的數量性狀。利用檢測到的261個多態性標記構建出一個包含222個標記和10條連鎖群的蕓薹種遺傳圖譜。該圖譜總長度為1 152.6 cM,定位了與3個CR連鎖的5個標記,覆蓋了大白菜參考基因組的88.6%。通過QTL定位共檢測到源于‘Siloga’的2個QTL位點,分別位于A3連鎖群的主效QTL(qPbBa3.1)和A8連鎖群的微效QTL(qPbBa8.1)。qPbBa3.1qPbBa8.1的貢獻率分別為19.02%和7.82%。qPbBa3.1區域內包含有抗根腫病基因CRaCRb,而qPbBa8.1Crr1毗鄰。此外,檢測到qPbBa3.1qPbBa8.1間的上位性互作,互作效應為加性×加性,貢獻率為6.58%。雙因素方差分析表明,sau_um026與BrID90197間存在極顯著差異(P=7.22×10-5,進一步驗證了qPbBa3.1qPbBa8.1間的互作效應。單因素方差分析表明,sau_um026和BrID90197的9種基因型間存在顯著性差異(P=9.45×10-10)。多重比較結果表明,qPbBa3.1為抗病親本‘Siloga’基因型的個體抗病性顯著高于其他基因型,雜合基因型的高于感病親本‘BJN’基因型,含有qPbBa8.1的個體抗病性得到加強。【結論】蕪菁自交系‘Siloga’根腫病抗性受主效qPbBa3.1,微效qPbBa8.1qPbBa3.1qPbBa8.1間的加性×加性上位性互作效應的影響
    NaCl脅迫下二倍體和同源四倍體西瓜幼苗DNA甲基化差異分析
    朱紅菊,劉文革,趙勝杰,路緒強,何楠,豆峻嶺,高磊
    中國農業科學. 2014, 47(20):  4045-4055.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.013
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    【目的】研究二倍體和同源四倍體西瓜幼苗NaCl脅迫后形態學指標差異和DNA甲基化變化情況,分析不同倍性西瓜幼苗之間耐鹽差異,結合形態學指標從表觀遺傳學角度解釋二倍體和四倍體抗逆性差異機制。【方法】3組不同倍性(二倍體、四倍體)西瓜幼苗為研究對象,待長至三葉一心時,用含有0、100、200、300和400 mmol·L-1 NaCl的1/2 Hoagland營養液處理西瓜幼苗,NaCl處理8 d之后,鑒定西瓜幼苗受到的鹽害指數,并運用甲基化敏感擴增多態性(methylation sensitive amplified polymorphism,MSAP)技術,分析NaCl處理8 d之后二倍體和四倍體西瓜幼苗葉片基因組DNA甲基化水平和模式的變化。【結果】NaCl處理后,形態學指標比較發現,隨著NaCl濃度的增加,三組西瓜幼苗的受傷害程度都隨著增加,在不同的西瓜品種之間受傷害程度有差異,但是同一品種內同一NaCl濃度下,西瓜幼苗受傷害程度二倍體大于四倍體;從甲基化水平看,西瓜幼苗基因組DNA全甲基化率、半甲基化率、總甲基化率都隨著NaCl濃度的增加而降低,同一NaCl濃度處理下甲基化率二倍體大于四倍體,二倍體和四倍體西瓜甲基化水平與其受傷害程度呈正相關;從甲基化模式來看,NaCl脅迫后DNA的去甲基化比率降低,超甲基化比率升高,并且其變化幅度是四倍體大于二倍體,不同倍性西瓜幼苗的甲基化模式與其受傷害程度呈負相關。【結論】NaCl脅迫后西瓜幼苗基因組DNA的甲基化狀態發生了變化,并且這種變化與NaCl脅迫程度高度線性相關,西瓜幼苗通過降低甲基化率和降低去甲基化比率來應對NaCl脅迫,四倍體較二倍體有更低的甲基化比率和去甲基化比率,抗逆性四倍體強于二倍體。
    梨果肉質地性狀分析
    王燕霞,王曉蔓,關軍鋒
    中國農業科學. 2014, 47(20):  4056-4066.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.014
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    【目的】比較不同梨品種的果肉質地特性,探討反映梨果實質地狀況的評價參數,為研究梨的內在品質提供依據。【方法】應用質構儀質地多面分析法(TPA:質地參數包括脆度、硬度、彈性、回復性、凝聚性、咀嚼性)和穿刺試驗(Puncture test:質地參數包括破裂力、破裂位移、破裂能、屈服力、屈服位移和屈服能)對成熟期采收的14個梨品種的果實果肉質地進行測定,通過多元分析得出質地參數之間的關系。【結果】基于TPA和穿刺試驗的分析結果表明,不同梨品種之間果肉質地之間有一定的差異。與‘鴨梨’、‘豐水’、‘美人酥’等相比,‘粉酪’、‘晚秀’、‘南水’等品種具有較高的果肉硬度、脆度和咀嚼性;與‘鴨梨’、‘豐水’、‘黃金’等相比,‘粉酪’、‘晚秀’、‘滿天紅’等品種具有較高的破裂力、破裂能、屈服力和屈服能。相對來說,不同品種之間的果肉破裂位移和屈服位移的差別較小。相關分析表明,除彈性、屈服位移和破裂位移外,梨果肉質地參數中脆度、硬度、回復性、凝聚性、咀嚼性、屈服力、屈服能、破裂力、破裂能之間相關性顯著,大多呈正相關關系;聚類分析將14個品種分為松軟(如‘豐水’、‘黃金’、‘黃冠’等)、硬脆(如‘晚秀’)、堅硬(如‘粉酪’)等3種不同的果肉質地類型;主成分分析表明,前3個主成分對梨果肉質地的貢獻率達到92.196%,第1主成分反映了果肉的咀嚼特性;第2主成分反映了果肉的彈性和屈服性;第3主成分反映了果肉的破裂特性;并且,在梨果肉質地中,果肉硬度、破裂力、脆度等對質地的影響較大,彈性和破裂位移次之。【結論】不同梨品種之間的果肉質地存在差異;梨果肉大多數的TPA參數與穿刺試驗參數呈顯著正相關;果肉硬度、破裂力、脆度是影響梨果肉質地的重要參數。
    貯藏·保鮮·加工
    紫菜薹花色苷組分鑒定及其穩定性和抗氧化性
    鄺敏杰,齊敏玉,何靜仁,李書藝,劉剛,祝振洲,蔡紅燕,馮軍
    中國農業科學. 2014, 47(20):  4067-4077.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.015
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    【目的】鑒定紫菜薹色素中花色苷類物質種類及其組成,并研究其呈色穩定性和抗氧化活性,為紫菜薹及其色素的深加工和在食品加工中的廣泛應用提供科學依據。【方法】采用高效液相色譜-光電二極管陣列檢測-電噴霧電離質譜聯用技術(HPLC-PDA-ESI-MS)分析紫菜薹色素提取物中花色苷組分,探討pH值和SO2對紫菜薹色素穩定性的影響,并采用自由基清除和還原能力測試等方法探討其抗氧化能力。【結果】首次鑒定出紫菜薹中15種花色苷,主要由9種高度酰基化的矢車菊花色苷(矢車菊素 3-槐糖苷-5-丙二酰葡糖苷、矢車菊素 3-咖啡酰槐糖苷-5-丙二酰葡糖苷、矢車菊素 3-香豆酰槐糖苷-5-葡萄糖、矢車菊素 3-阿魏酰槐糖苷-5-葡萄糖、矢車菊素 3-香豆酰槐糖苷-5-丙二酰葡糖苷、矢車菊素 3-阿魏酰槐糖苷-5-丙二酰葡糖苷、矢車菊素3-芥子酰槐糖苷-5-丙二酰葡糖苷、矢車菊素3-(6′-丙二酰葡糖苷-2′-(6″-香豆酰-2″-羥基苯甲酰葡糖苷))-5-(6-丙二酰葡糖苷)、矢車菊素3-(6′-丙二酰葡糖苷-2′-(6″-阿魏酰-2″-羥基苯甲酰葡糖苷))-5-(6-丙二酰葡糖苷))及2種非酰基化的單糖苷和二糖苷矢車菊(矢車菊素3-葡糖苷、矢車菊素3-槐糖苷-5-葡糖苷)組成,另含少量非酰基化單糖苷和二糖苷的飛燕草素(飛燕草素3-葡糖苷、飛燕草素3-葡糖苷-5-葡糖苷),以及牽牛花素(牽牛花素3-葡糖苷、牽牛花素3-槐糖苷-5-葡糖苷);紫菜薹色素pH穩定性與簡單花色苷一致,酸性條件下較穩定,隨著pH值的增加穩定性下降;但抗SO2漂白穩定性高。紫菜薹色素清除自由基能力和氧化物的還原能力均隨其濃度增加而增強,同等濃度下紫菜薹色素清除·OH能力與Vc相當(P>0.05),還原能力低于Vc,而清除DPPH自由基能力強于Vc。【結論】紫菜薹含有豐富的高度酰基化和糖苷化的花色苷(呈片狀紫色晶體光澤),具有較高穩定性和很強抗氧化活性,是一種值得開發的新型功能性配料及花色苷應用產品資源。
    畜牧·獸醫
    肌肉發育相關LncRNA的研究進展
    魏彩虹,吳明明,劉瑞鑿,趙福平,張莉,杜立新
    中國農業科學. 2014, 47(20):  4078-4085.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.016
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    長發育性狀是受遺傳和環境因素共同作用和/或相互作用的復雜性狀,盡管利用全基因組關聯研究可分析基因組上全部基因,篩選出與某類性狀關聯的SNP,但很難綜合評價某個基因對其確切的作用。尋找與生長發育相關的精準基因是育種研究的目標之一。長鏈非編碼RNA(long noncoding RNA,LncRNA)在細胞增殖分化、個體發育、信號轉導、干細胞維持、代謝等幾乎所有重要生命活動中發揮關鍵的調控作用,在表觀遺傳水平、轉錄水平及轉錄后水平等方面具有控制基因表達的作用,與多種重大疾病的發生密切相關。LncRNA是一類長度大于200個nt,且不表現出蛋白質編碼潛能的RNAs,通過多種機制發揮生物學功能,參與染色質修飾、X染色體沉默以及基因組印記、轉錄干擾、轉錄激活、核內運輸等多種重要調控過程,涉及表觀遺傳調控、轉錄調控及轉錄后調控等多個層面。深入探討LncRNA調控生肌因子進而調節肌肉發育分化的新路徑,闡釋哺乳動物生肌分子時間,尋找肌肉組織中與生長發育相關的新LncRNA分子,深入研究與生長發育密切相關的LncRNA分子及其靶基因的生物學功能,闡明 LncRNA 在肌肉生長發育的調控機制,是肌肉發育遺傳育種的主要研究內容。本文就LncRNA在哺乳動物肌肉生長發育、細胞生長、分化、增殖中的作用進行綜述
    精子介導的轉基因效率關鍵影響因素
    焦明霞,牟彥雙,格日樂其木格,張琳琳,孔慶然,付海鵬,劉忠華
    中國農業科學. 2014, 47(20):  4086-4095.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.017
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    【目的】精子介導的轉基因技術簡單易行,其作為制備轉基因動物的一種方法已經被很多科學家所認同。但是不同實驗室的研究結果顯示其穩定性和重復性較低,轉基因效率差異極大。現將主要探討導致這種現象的原因。【方法】小鼠精子獲能后分別與0、15、30和300nmol·L-1 的Cy-3標記DNA(Cy-3-DNA)在37℃共孵育30 min。其后,血細胞計數板檢測小鼠精子的活率;共孵育精子進行直接涂片,DPBS洗滌后涂片,DnaseI消化后涂片,精子涂片置于熒光顯微鏡下,記錄視野中的精子總數及顯示Cy-3信號的精子數,用于統計精子結合及內化DNA的效率。精子與300 nmol·L-1 的Cy-3-DNA共孵育后,以50µmol·L-1的 P4誘導精子頂體反應,統計頂體反應前后顯示Cy-3信號的精子比例。精子分別與15和300 nmol·L-1 Cy-3-DNA共孵育后,精子進行體外受精,在熒光鏡下觀察合子期受精卵中Cy-3-DNA的存在位置。按照優化后的條件,精子分別與0、15和300 nmol·L-1 pEGFP-C1質粒共孵育后進行體外受精,制備轉基因胚胎。比較試驗組和對照組的受精率和發育效率,采用PCR和RT-PCR方法檢測囊胚期外源基因整合和表達情況。【結果】獲能后的精子分別與0、3、15、30和300 nmol·L-1的Cy-3-DNA共孵育后,精子的活率分別為82.21%、73.63%、77.38%、76.33%和77.80%;洗滌前精子結合DNA的效率分別為76%、94%、99%、100%,15、30和300 nmol·L-1組精子結合率均顯著高于3 nmol·L-1組(P<0.05)。洗滌后精子結合DNA的效率,分別為45%、66%、84%和87%,消化后精子內化DNA的效率分別為44%、56%、71%和76%,并且洗滌后精子結合及消化后精子內化DNA的效率都為300 nmol·L-1組和30 nmol·L-1組均顯著高于其他兩組,而15 nmol·L-1組顯著高于3 nmol·L-1組(P<0.05);Image J對精子結合Cy-3-DNA的強度進行分析的結果表明,外源DNA的量隨著外源DNA濃度的增加而顯著增加(P<0.01)。頂體反應后,精子頂體部DNA會有丟失,但精子頭部后區的外源DNA依然會保留,因此,頂體反應前后,精子結合外源DNA的精子比率沒有降低。15和300 nmol·L-1 DNA共孵育的精子體外受精后,熒光顯微鏡下檢測顯示,合子期胚胎有外源DNA的熒光信號分布,將熒光信號在雄原核附近密集的胚胎記為陽性胚胎,300 nmol·L-1 DNA共孵育的精子獲得合子期胚胎的陽性率為27.89%,顯著高于15 nmol·L-1組的9.00%(P<0.05)。精子與pEGFP-C1質粒共孵育后,體外受精,結果表明精子與DNA共孵育后,卵母細胞受精率及胚胎卵發育率與對照組相比差異不顯著。單囊胚PCR檢測15和300 nmol·L-1的pEGFP-C1質粒與精子共孵育轉基因胚胎陽性率分別為8.72%和21.50%;采用RT-PCR方法在300 nmol·L-1組的囊胚中檢測到了EGFP基因 RNA的表達,在熒光顯微鏡下沒有觀察到EGFP綠色熒光蛋白的表達。【結論】精子具備結合和內化外源DNA的能力,并能將外源DNA帶入卵母細胞,頂體反應會使精子丟失頂體部DNA,但精子頭部后區外源DNA依然保留。受精過程外源DNA在基因組中的整合及外源基因表達激活是精子介導轉基因效率的關鍵影響因素。
    新疆多源喹諾酮類耐藥大腸桿菌耐藥基因檢測及分析
    南海辰,底麗娜,夏利寧
    中國農業科學. 2014, 47(20):  4096-4108.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.018
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    【目的】了解新疆不同動物源喹諾酮類耐藥大腸桿菌攜帶質粒介導的喹諾酮耐藥因子(plasmid mediated quinolone resistance,PMQR)的流行現狀,及其與主要的β-內酰胺酶基因和 16S rRNA 甲基化酶基因的共存情況。【方法】通過 PCR 方法對豬源(79 株)、牛源(8株)和羊源(96株)喹諾酮類(環丙沙星,諾氟沙星和恩諾沙星)耐藥大腸桿菌進行 PMQRqnrA, qnrB, qnrC, qnrD, qnrS, qepA, oqxA, oqxB, aac(6’)-Ib-crβ-內酰胺酶基因(blaTEM, blaCTX-M, blaSHV, blaKPC, blaCMY-2, blaLAP-1)及16S rRNA(armA, rmtB)等基因檢測,對目的條帶進行DNA測序,確定陽性菌株,對檢出攜帶 β-內酰胺酶基因和16S rRNA 甲基化酶基因的大腸桿菌進行β-內酰胺類及氨基糖苷類藥敏試驗,分析其攜帶的基因型與耐藥表型之間的關系。結果豬源大腸桿菌中檢出的PMQR因子為qnrS(5/79,6.33%),oqxA(35/79,44.30%),oqxB(40/79,50.60%)和aac(6’)-Ib-cr(4/79,5.06%),檢出的β-內酰胺酶基因為blaTEM(79/79,100%),檢出的16S rRNA 基因為rmtB(3/79,3.80%);牛源大腸桿菌中檢出的PMQR因子為qnrS(1/8,12.50%),oqxA(1/8,12.50%),oqxB(1/8,12.50%)和aac(6’)-Ib-cr(1/8,12.50%)和qepA(1/8,12.50%),檢出的β-內酰胺酶基因為blaTEM(8/8,100%)和blaSHV(1/8,12.50%);羊源大腸桿菌中檢出的PMQR因子為qnrS(6/96,6.25%),oqxA(32/96,33.3%),oqxB(37/96,38.5%)和aac(6)-Ib-cr(22/96,22.91%),檢出的β-內酰胺酶基因為blaTEM(96/96,100%)和blaCTX-M(2/96,2.08%),檢出的16S rRNA 基因為rmtB(2/96,2.08%);未檢出qnrAqnrBqnrCqnrDblaKPCblaCMY-2blaLAP-1被檢基因。不同動物源大腸桿菌中存在基因共存現象,攜帶β-內酰胺酶基因和16S rRNA 甲基化酶基因的喹諾酮類耐藥大腸桿菌對β-內酰胺類和氨基糖苷類藥物耐藥呈一定的相關性。結論不同動物源喹諾酮類耐藥大腸桿菌中存在PMQR因子,可與主要的 β-內酰胺酶和/或16S rRNA 甲基化酶基因共存。此外,首次在羊源大腸桿菌中檢出PMQR 因子、β-內酰胺酶及16S rRNA甲基化酶基因。
    農業經濟與管理
    中國肥料使用管理立法研究
    彭世琪
    中國農業科學. 2014, 47(20):  4109-4116.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.019
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    肥料是農業生產最重要的生產資料之一,然而中國過量施肥的現象十分普遍,加之市場上假冒偽劣肥料屢禁不止,帶來農業減產、農產品質量安全、環境污染甚至人身安全等問題,肥料立法已經引起廣泛關注。為了保護環境、保障農民利益,許多國家都有與肥料相關的法律,其特點之一就是將肥料使用管理納入了法律體系之中。國外肥料法或相關條例中關于肥料使用管理的內容包括:規定施肥必須測土;規定肥料養分標準;規定硝酸鹽脆弱區及肥料施用的限量指標,規定水資源保護及相關區域的有機肥施用時間和數量標準,規定生產者有記錄肥料使用的義務等。肥料使用者也要依法施肥。中國肥料管理分別歸屬在不同的部門,尚未形成統一的肥料監督管理體系。在肥料使用管理方面主要靠行政項目推動,肥料使用管理缺位已經嚴重影響到農業資源可持續利用、生態環境保護及農產品生產,肥料使用管理立法已經成為十分緊迫的需求。中國一些相關法律中規定了肥料使用管理部門和職責內容,但多屬于指導性條文,部門職責不具體,肥料使用標準不明確,對肥料使用者缺乏約束,強制性執法手段不足。肥料使用管理立法應把握3個關鍵點:1)通過產品準入把好肥料品種和質量關;(2)通過使用標準和環境要求把好合理使用量和施肥時期;(3)通過明確責任主體建立各方的責任和權利。本研究提出肥料使用管理立法主要內容包括:(1)建立肥料產品農業準入制度和退出機制;(2)細化肥料使用管理主體的責任和權利;(3)明確肥料使用管理中企業、經銷商、使用者的責權利;(4)規范肥料使用技術服務組織和個人的職責和行為;(5)明確肥料使用管理的保障體系和機制;(6)明確中國肥料質量標準、使用限量、使用時間等關鍵標準。通過肥料使用管理的立法,使肥料的生產者、經銷者和使用者共同遵守,將肥料使用的行政管理轉為肥料使用的依法管理。根據肥料使用管理要求,進一步明確肥料生產、銷售行為規則和處罰規則,以形成一部完整的法律。
    農業信息化建設的實證研究——以山東省為例
    阮懷軍,封文杰,唐研,趙佳,李道亮
    中國農業科學. 2014, 47(20):  4117-4127.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.020
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    【目的】信息化是當今世界發展的大趨勢,是推動中國經濟社會變革的重要力量。山東作為中國農業大省,農業發展受資源約束日益加劇,農業產業升級轉型需求迫切。而作為中國第一個國家農村農業信息化示范省,山東省率先開展了信息化推進和提升現代農業發展的嘗試。通過分析總結山東省農業信息化發展的實踐與成效,進一步驗證信息化在現代農業發展中的巨大作用,總結可借鑒的經驗模式,以期為全國其他省份開展農業信息化建設提供參考。【方法】通過實地考察和座談的方式了解山東省農業信息化發展的現狀和問題,并以調研獲取的數據為依據進行定量研究,不僅從宏觀角度上把握山東省農業信息化建設的實踐與成效,而且有針對性地提出農業信息化政策措施。【結果】山東省主要開展了省級農村農業信息化綜合服務平臺建設,“三網融合”信息服務高速通道建設,基層信息服務體系建設,示范工程建設,長效機制的探索工作。目前,省級農業信息化綜合服務平臺初步建成并試運行,建成了覆蓋面廣、快速便捷的農業信息服務高速通道,在全省范圍內建設了2 000多個示范性基層信息服務站點,圍繞蔬菜、果樹、畜禽、水產等重點產業開展了科技信息服務、電子商務、農業物聯網等示范工程,推廣應用了一大批信息化成果,探索建立了農業信息化工作長效機制,有力推動了山東省現代農業發展和新農村建設,促進了信息化與農業現代化的融合發展。【結論】農業信息化是現代農業發展的重要支撐,是農業現代化水平的重要體現,是農業現代化建設的重要內容,也是實現農業增效、農民增收、農村發展的關鍵舉措,以信息化推進現代農業發展,是山東省乃至全國發展農業信息化,實現“四化同步”的最佳路徑。
    研究簡報
    新疆連作棉田施用生物炭對土壤養分及微生物群落多樣性的影響
    顧美英,劉洪亮,李志強,劉曉偉,唐光木,徐萬里
    中國農業科學. 2014, 47(20):  4128-4138.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.20.021
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    【目的】研究生物炭處理對新疆連作棉田土壤養分和微生物多樣性的影響,為農業廢棄物的合理利用和防治棉花連作障礙提供科學依據和理論指導。【方法】在大田覆膜滴灌栽培條件下,測定土壤養分含量,并采用常規培養法,結合Biolog微平板技術對連作棉田根際和非根際土壤可培養微生物、生理菌群數量和碳源利用進行分析,研究施用生物炭對新疆石河子墾區灰漠土和風沙土土壤養分和微生物多樣性的影響。灰漠土試驗分別設生物炭+常規NPK施肥(BC+CK)和常規NPK施肥(CK)兩種,生物炭施用量22.5 t·hm-2;風沙土設低量生物炭+常規NPK施肥(BC1+CK)、高量生物炭+常規NPK施肥(BC2+CK)和常規NPK施肥(CK)3種,低量生物炭施用量22.5 t·hm-2,高量生物炭施用量45 t·hm-2。【結果】施用生物炭對新疆連作棉田根際和非根際土壤pH和養分有一定的影響。和常規施肥相比,灰漠土pH降低或差異不顯著,風沙土則顯著升高。有機質含量兩組灰漠土根際土壤分別增加36.1%和7.9%,非根際土壤分別增加32.8%和15.4%;風沙土低量生物炭和高量生物炭根際土壤分別增加63.6%和295.1%,非根際土壤分別增加93.5%和108.8%。灰漠土其余養分含量規律不明顯,風沙土速效磷和速效鉀含量有增加趨勢,速效氮含量降低。施用生物炭對新疆連作棉田根際土壤細菌和真菌數量有提升作用,風沙土作用效果好于灰漠土。兩組灰漠土根際土壤細菌數量分別提高2.2%和72.1%,真菌數量分別提高80.0%和83.3%;風沙土低量和高量生物炭處理細菌數量分別提高16.1%和35.7%,真菌數量均提高了300.0%。同時施用生物炭提高了灰漠土根際和非根際土壤纖維素分解菌和自生固氮菌的數量,但亞硝化細菌數量有降低趨勢;風沙土根際和非根際土壤5類生理菌群的數量均顯著提高。土壤微生物群落碳源利用表明,施用生物炭土壤微生物活性差異不顯著或顯著提升,但風沙土根際土壤微生物的作用效果好于非根際土壤;根際土壤Shannon指數有升高趨勢。【結論】總體而言,施用生物炭能提高新疆灰漠土和風沙土連作棉田根際土壤養分和微生物多樣性,且風沙土的改良效果好于灰漠土。
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