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當期目錄

    2017年 第50卷 第1期 刊出日期:2017-01-01
      
    無欄目
    2017年第50卷第1期目次
    中國農業科學. 2017, 50(1):  0-1. 
    摘要 ( 143 )   PDF (350KB) ( 227 )   收藏
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    作物遺傳育種·種質資源·分子遺傳學
    中國玉米審定品種標準SSR指紋庫的構建
    王鳳格,楊揚,易紅梅,趙久然,任潔,王璐,葛建镕,江彬,張憲晨,田紅麗,侯振華
    中國農業科學. 2017, 50(1):  1-14.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.001
    摘要 ( 426 )   HTML ( 7 )   PDF (1902KB) ( 758 )   收藏
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    【目的】對數量龐大的已知玉米品種構建可共享的作物品種標準DNA指紋庫。【方法】基于熒光毛細管電泳檢測平臺和植物品種DNA指紋庫管理系統,利用篩選的40對SSR核心引物對3 998份中國玉米審定品種標準樣品進行建庫,通過多實驗室、多檢測平臺進行建庫數據的質量評估。【結果】繪制了40個玉米建庫引物的等位基因頻率分布圖作為每個引物的特征圖譜,在建庫試驗中發揮了相當于參照樣品的作用。形成了一套十重熒光毛細管電泳組合,并在SSR指紋分析器中建立了一套系統默認PANEL作為不同實驗室建庫時的標準PANEL。統計玉米審定品種指紋庫構建的試驗情況,每份樣品具有2—5套原始試驗數據及對應的指紋圖譜,其中61%的樣品做了2組獨立試驗,33%的樣品做了3組獨立試驗,最終建成的標準指紋庫累計缺失和差異位點僅占0.2%,數據完整性達到99.8%。在不同實驗室、不同電泳檢測平臺的評估結果表明,同一熒光電泳檢測平臺上獲得SSR指紋數據一致性高,而不同的電泳檢測平臺獲得的數據存在一定偏差,為實現不同實驗室的SSR指紋數據共享,需要統一熒光引物、分析軟件及電泳檢測平臺。對所有審定品種指紋數據進行整體兩兩比較,表明中國玉米審定品種之間差異比較大,品種間差異位點百分比集中在80%—95%(占78.28%),品種間差異位點百分比在50%以上的已達到99.21%,而低于20%的只有0.09%;對玉米審定品種雜合率水平進行分析,平均品種雜合率達到64%,主要集中在50%—80%(占89%)。通過玉米品種標準指紋比對服務平臺(網址:http://www.maizedna.org/)實現了指紋庫的共享。【結論】形成了構建作物品種SSR指紋庫的標準化程序,構建了3 998份玉米審定品種的SSR指紋庫,通過多實驗室聯合比較試驗,保證建庫數據的準確性和數據庫的可共享性;建立了玉米品種標準指紋比對服務平臺網站,實現玉米審定品種指紋庫在全國種子檢驗系統的共享。
    鹽脅迫下甘藍型油菜發芽期下胚軸和根長的全基因組關聯分析
    張蕊,鄧文亞,楊柳,王亞萍,肖芳枝,禾健,盧坤
    中國農業科學. 2017, 50(1):  15-27.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.002
    摘要 ( 394 )   HTML ( 3 )   PDF (3818KB) ( 612 )   收藏
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    【目的】解析甘藍型油菜發芽期根和下胚軸發育及耐鹽性的調控位點,篩選油菜耐鹽性相關的候選基因,可為油菜耐鹽性改良提供依據。【方法】以317份具有代表性的甘藍型油菜自交系為材料,在正常生長和鹽脅迫條件下進行沙培鑒定,利用蕓薹屬60K SNP芯片和全基因組關聯分析鑒定正常生長與鹽脅迫下甘藍型油菜發芽期根和下胚軸長度顯著關聯的SNP,并確定其連鎖不平衡區間。通過區間內基因的功能注釋及鹽脅迫下油菜幼苗根和葉片轉錄組差異表達基因篩選連鎖不平衡區間內的重要候選基因,并以實時熒光定量PCR分析候選基因的組織特異性和鹽脅迫誘導表達模式,提高候選基因篩選的準確性。【結果】正常生長和鹽脅迫下甘藍型油菜發芽期下胚軸和根長在不同材料間變異較大,頻次分布表明目標性狀均為數量性狀,受多基因調控。全基因組關聯分析模型比較表明,MLM+P+K模型為最優模型。以此模型對目標性狀進行全基因組關聯分析,檢測到45個顯著關聯SNP,其中40個與下胚軸長度顯著關聯,5個與根長顯著關聯,單個SNP解釋的表型變異分別為9.12%—14.46%和7.67%—8.93%。重復檢測的顯著相關SNP中,值得注意的是C04染色體的rs8970,同時與4個性狀顯著關聯,表型貢獻率為7.67%—12.35%,是唯一在下胚軸長和根長間重復檢測到的顯著關聯SNP。11個重要關聯SNP中有6個位于10—442 kb的連鎖不平衡區塊中。轉錄組分析表明,11個連鎖不平衡區間共包含447個基因,其中15個受鹽脅迫誘導表達。轉錄組和基因功能注釋綜合分析表明,BnaSRO1BnaPAGR2BnaNPH3BnaMYB124BnaSAM-MtaseBnaBIN2BnaUMAMIT11BnaEXPA7BnaRPT3BnaEF-handBnaF3H很可能為各自區間的候選基因。實時熒光定量PCR結果證實除BnaNPH3外,其他基因均在根或下胚軸中受鹽脅迫誘導上調表達。組織特異性分析還發現BnaUMAMIT11BnaPAGR2BnaEXPA7主要在萌發的根和下胚軸中特異表達,BnaRPT3BnaBIN2BnaMYB124雖然呈組成型表達,但在萌發階段的下胚軸中表達量最高,證實這些基因很可能參與油菜發芽期根和下胚軸生長發育及耐鹽性的調節。【結論】全基因組關聯分析共鑒定出45個控制油菜發芽期根和下胚軸發育及耐鹽性的顯著關聯SNP。連鎖不平衡、轉錄組和基因功能注釋綜合分析初步鑒定出11個重要候選基因。
    干旱脅迫對甘蔗4個生理指標遺傳變異的影響
    趙培方,趙俊,劉家勇,昝逢剛,夏紅明,P.A. Jackson, J. Basnayake, N.G. Inman-Bamber, 楊昆,趙麗萍,覃偉,陳學寬,趙興東,范源洪
    中國農業科學. 2017, 50(1):  28-37.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.003
    摘要 ( 282 )   HTML ( 1 )   PDF (1419KB) ( 508 )   收藏
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    【目的】研究干旱脅迫對氣孔導度(Gs)、PSⅡ原初光能轉化效率(Fv/Fm)、葉片伸長速率(leaf elongation,LE)和葉片相對含水量(relative water content,RWC)4個甘蔗生理指標遺傳變異的影響,為其在甘蔗育種程序早期階段的應用提供參考。【方法】采用裂區設計,以自然干旱和人工灌溉為主區,不同甘蔗基因型為副區,在云南省紅河州開遠市和玉溪市元江縣2個試驗點先后對22個和18個甘蔗基因型同時開展田間試驗,主要在2個生長季甘蔗拔節前期先后13次、18次、15次和10次分別對4個生理指標Gs、Fv/Fm、LE、RWC進行測量。采用軟件GenStat計算各指標各次測量的遺傳方差分量(sg2)和環境方差分量(se2),并計算廣義遺傳力(hb2),采用SAS9.1對每次測量干旱和灌溉處理下獲得遺傳方法分量和廣義遺傳力進行成對t測驗。【結果】四項生理指標受干旱影響極顯著,13次Gs、18次Fv/Fm、15次LE和10次RWC處理間差異均為極顯著。在干旱和灌溉處理下,13次Gs基因型間分別10次和11次差異顯著,廣義遺傳力范圍分別為0.19—0.68和0.19—0.82,13次平均分別為0.49和0.53,灌溉條件下的遺傳方差顯著高于干旱脅迫下的遺傳方差;18次Fv/Fm基因型間分別17次和16次差異顯著,廣義遺傳力范圍分別為0.26—0.83和0.16—0.85,平均值分別為0.64和0.58,干旱條件下的遺傳方差極顯著高于灌溉條件下的遺傳方差;15次LE基因型間分別14次和10次差異顯著,廣義遺傳力范圍分別為0.09—0.89和0.09—0.81,平均值分別為0.58和0.50,干旱處理下平均遺傳方差和遺傳力較高;10次RWC基因型間分別8次和6次差異顯著,廣義遺傳力范圍分別為0.10—0.76和0.16—0.77,平均值分別為0.57和0.47,干旱條件下平均遺傳方差和廣義遺傳力較高。總之,除Gs,其他3個指標在干旱條件下獲得廣義遺傳力均高于灌溉條件下的廣義遺傳力。【結論】干旱脅迫影響Gs、Fv/Fm、LE和RWC的遺傳變異和廣義遺傳力,在灌溉條件下測量Gs和在干旱條件下測量其他3個指標更易獲得較高的遺傳變異和廣義遺傳力,但所有4個生理指標均能在灌溉條件下獲得較高的廣義遺傳力。
    耕作栽培·生理生化·農業信息技術
    新疆棉花高產簡化栽培技術評述與展望
    白巖,毛樹春,田立文,李莉,董合忠
    中國農業科學. 2017, 50(1):  38-50.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.004
    摘要 ( 292 )   HTML ( 3 )   PDF (453KB) ( 919 )   收藏
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    近20年來,新疆產棉區采取“促早栽培,向‘溫’要棉;密植矮化,向‘光’要棉;水肥一體化,向‘水肥’要棉;農機農藝融合,向‘輕簡化’要效益”的技術途徑,通過機械代替人工大幅度減少人工投入,膜上精量播種免除放苗、定苗,合理密植配合化學調控實現簡化整枝與集中收花,節水灌溉與水肥一體化實現節本增產增效,關鍵農藝技術與物質裝備有機結合和綜合運用,既保證了高產甚至超高產,又實現了輕簡化,較好地解決了高產與簡化的矛盾,使得以新疆為主的西北內陸棉區成為全國平均單產最高的優勢棉花產區。展望未來,為保障棉花持續高產高效,今后新疆棉花栽培的技術途徑須與時俱進,一方面由“向溫、向水要產量、要效益”,轉變為“向光、向水肥一體化、向農藝技術與物質裝備高度融合要產量、要品質、要效益”;另一方面棉花栽培管理要改過去“三分種、七分管”為“七分種、三分管”。要通過棉田綜合調控建立棉花高光效群體,提高群體光能利用率,協同提高棉花產量和品質;重視種子品質、提高播種質量,在“種”的環節多下功夫,減少管理環節,進一步節本增效;加強新疆棉花高效輕簡化栽培的基礎理論創新,為新疆棉花可持續發展提供理論支撐。
    外源硒對谷子生理特性、硒含量及其產量和品質的影響
    穆婷婷,杜慧玲,張福耀,景小蘭,郭琦,李志華,劉璋,田崗
    中國農業科學. 2017, 50(1):  51-63.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.005
    摘要 ( 337 )   HTML ( 4 )   PDF (480KB) ( 789 )   收藏
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    【目的】探索不同生育期噴施不同濃度硒對谷子產量、品質、保護酶活性及籽粒硒含量的變化規律,明確谷子外源硒的最佳施用量和最佳施用期,為富硒谷子的生產管理提供科學依據。【方法】以春谷長農35、夏谷冀谷20、抗除草劑雜交谷晉谷50為試驗材料,采用田間試驗,設置6個供硒水平(清水對照(T0)、16.96 g·hm-2 Na2SeO3T1)、33.92 g·hm-2 Na2SeO3T2)、67.84 g·hm-2 Na2SeO3T3)、135.68 g·hm-2 Na2SeO3T4)、271.36 g·hm-2 Na2SeO3T5)),在苗期、抽穗期、灌漿期葉面噴施,研究不同生育期不同供硒水平對不同品種谷子生理生化指標、產量、品質及硒含量的影響。【結果】不同濃度外源硒葉面處理谷子,不同生育期SPAD、POD、SOD、MDA、GSH和GSH-Px等6個生理生化指標,品種間達極顯著差異水平(P<0.01),并且除MDA外,其他均主要表現為隨著硒濃度的增加呈現先升高后降低的趨勢,T3處理達到最大,抽穗期SOD、POD、GSH-Px的活性、GSH含量和SPAD分別比對照增加18%、44%、94%、97.4%和9%。外源硒能夠顯著提高谷子籽粒硒含量,并且不同噴施時期、不同品種均隨著噴施硒濃度的增加而增加,噴施時間對籽粒硒含量的影響為灌漿期>抽穗期>苗期,不同品種同一時期表現為晉谷50 >長農35>冀谷20。在攝入硒的安全范圍內,灌漿期T3處理,晉谷50籽粒硒含量達到0.297 mg·kg-1,比對照增加8.6倍。葉面噴施硒可以提高谷子粗蛋白、脂肪、賴氨酸和葉酸等營養品質的含量,不同噴施時期不同品種谷子粗蛋白、賴氨酸和葉酸含量與對照相比,均表現為T3處理增加最多,最高增加了13.9%、17.9%和7.5%。與對照相比,不同濃度硒可以提高谷子產量,具體表現為隨著硒濃度的增加先增加后減小,以T3處理達到最大,之后為減小趨勢。抽穗期T3處理晉谷50、冀谷20、長農35產量與對照相比分別增加4.9%、4.7%和1.2%。【結論】適量的外源硒對谷子生理特性提升、營養品質改善和產量提高具有促進作用,也有利于富硒功能食品谷子的生產。綜合分析,抽穗期噴施亞硒酸鈉67.84 g·hm-2為谷子葉面噴施硒的最佳施用期和最佳施用量。
    基于EFAST方法的AquaCrop作物模型參數全局敏感性分析
    邢會敏,相詩堯,徐新剛,陳宜金,馮海寬,楊貴軍,陳召霞
    中國農業科學. 2017, 50(1):  64-76.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.006
    摘要 ( 218 )   HTML ( 5 )   PDF (658KB) ( 1068 )   收藏
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    【目的】敏感性分析是作物模型本地化過程中的重要環節,對作物模型的校正與應用有重要的意義。【方法】本研究以國家精準農業示范研究基地2012—2013、2013—2014和2014—2015年冬小麥試驗為研究對象,采用全局敏感性分析方法擴展傅里葉幅度檢驗法(Extended Fourier Amplitude Sensitivity Test,EFAST)對AquaCrop模型42個作物參數進行敏感性分析,以評估模型在北京地區的敏感參數。【結果】(1)對干生物量敏感作物參數是:水分和溫度脅迫參數(生物量生產的最小生長度(stbio), 引起冠層早衰的土壤水分消耗上限(psen))、生物量和產量參數(歸一化水分生產力(wp))、蒸散參數(作物冠層形成后到衰老之前的作物系數(kcb))、作物冠層和物候發展參數(冠層生長系數(cgc),從播種到出苗時長(eme),最大冠層覆蓋度(mcc),冠層衰老系數(cdc),從播種到成熟的時長(mat),產量形成過程中收獲指數的建立長度(hilen))。其中stbio,kcb,wp和cgc 4個作物參數敏感性指數最大;(2)對冠層覆蓋度最敏感的參數是:作物冠層和物候發展參數(cgc,mcc,每公頃株數(den),出苗率達到90%時的土壤覆蓋度(ccs),mat和cdc)、根區發展參數(最大有效根深(rtx))、水分和溫度脅迫參數(psen)、蒸散參數(kcb);(3)對產量最敏感的參數是作物冠層和物候發展參數(從播種到開花時長(flo),mat,cdc,hilen和從播種到開始衰老時長(sen))、水分和溫度脅迫參數(psen)、生物量和產量參數(參考收獲指數(hi)和wp)、蒸散參數(kcb)。【結論】利用EFAST方法對AquaCrop模型中的作物參數進行一階和全局敏感分析,最大干物量的敏感性分析結果以及干生物量隨時間變化的敏感性分析結果顯示,敏感性參數的選擇上差異不大,但排序上存在較大的差異,最大干生物量的敏感性分析不能分析作物參數對干生物量在整個生育期的影響,結果不全面;冠層覆蓋度隨時間變化的一階和全局敏感性分析結果顯示,在敏感參數的選擇和排序上均有較好的一致性,全局敏感性分析中作物參數的敏感性指數更高,對冠層覆蓋度的影響表現得更明顯。本研究結果用于AquaCrop模型本地化,可提高該模型在北京地區的模擬效率和模擬精度。
    植物保護
    橡膠樹白粉病菌OhPbs2的克隆及功能分析
    馮霞,林春花,康迅,金洋,劉曉,何其光,劉文波,繆衛國,鄭服叢
    中國農業科學. 2017, 50(1):  77-85.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.007
    摘要 ( 246 )   HTML ( 2 )   PDF (1153KB) ( 329 )   收藏
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    【目的】Pbs2是MAPK信號途徑HOG-MAPK通路的重要成員之一,在植物病原菌滲透壓調節方面發揮著重要作用。橡膠樹白粉病菌(Oidium heveae)是專性寄生菌,論文借助橡膠樹炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides),研究橡膠樹白粉病菌OhPbs2的功能。【方法】采用同源克隆方法,分別以橡膠樹白粉病菌基因組DNA和cDNA為模板,PCR擴增OhPbs2;利用生物信息學分析該基因的結構域,對該基因和其他真菌的7個同源蛋白序列進行系統進化分析,并利用MEGA6中最大簡約法構建系統進化樹來進一步分析鑒定該基因;利用同源重組和原生質體轉化技術,將OhPbs2轉化到缺失Pbs2的橡膠樹炭疽菌突變體ΔCgPbs2中;在PDA+1.5 mol·L-1山梨醇的平板上篩選轉化子,同時提取轉化子的基因組作為模板,用橡膠樹白粉病菌OhPbs2的引物對進行PCR鑒定,選擇正確的轉化子ΔCgPbs2+OhPbs2進行后續表型測定;在不同培養條件下,比較ΔCgPbs2、ΔCgPbs2+OhPbs2和野生型菌株生長狀態,并在橡膠樹葉片接菌檢測3個菌株致病力。【結果】OhPbs2基因序列全長1 927 bp,cDNA序列全長1 860 bp,含有一個內含子,編碼一個619個氨基酸的蛋白;生物信息學分析表明該蛋白具有與CgPbs2相同的S_TKc功能域,構建系統進化樹發現橡膠樹白粉病菌Pbs2蛋白與煙曲霉(Aspergillus fumigatus)Pbs2蛋白親緣關系最近,相似度為55%,與橡膠樹炭疽病菌的相似度為49%,與粗糙脈孢菌(Neurospora crassa)、稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)、釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、禾谷鐮孢(Fusarium graminearum)的Pbs2蛋白具有較近的親緣關系, 相似度分別為54%、53%、53%、50%;ΔCgPbs2+ OhPbs2菌株能在PDA+1.5 mol·L-1山梨醇培養基上長出白色菌落,ΔCgPbs2菌株不能生長,并且測序結果顯示OhPbs2已成功轉入ΔCgPbs2;ΔCgPbs2+OhPbs2在MM培養基上菌落呈白色,氣生菌絲較短,不同于wild type菌株。在含有不同濃度NaCl、山梨醇、SDS、H2O2及咯菌腈的MM培養基上,ΔCgPbs2、ΔCgPbs2+OhPbs2和wild type菌株隨著濃度增加,菌落生長速度逐漸降低,OhPbs2不僅能恢復橡膠樹炭疽菌菌株耐滲透壓尤其耐受山梨醇的能力以及對咯菌腈的敏感性,甚至具有增強的能力,OhPbs2互補改變了橡膠樹炭疽病菌顏色,抑制了氣生菌絲生長;CgPbs2可能參與了橡膠樹炭疽病菌致病性,但OhPbs2互補沒有恢復其致病性。【結論】 OhPbs2可能參與調控病菌的營養生長、氧化應激反應、滲透壓響應及細胞壁形成等,并能增強橡膠樹炭疽病菌相應功能,但與CgPbs2調控病菌致病力的機制可能存在不同。
    綠盲蝽AlEcR-A的單克隆抗體制備及在外源20E誘導下的應答
    譚永安,肖留斌,郝德君,趙靜,孫洋,柏立新
    中國農業科學. 2017, 50(1):  86-93.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.008
    摘要 ( 144 )   HTML ( 1 )   PDF (955KB) ( 242 )   收藏
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    【目的】獲得綠盲蝽(Apolygus lucorum)蛻皮激素受體(AlEcR-A)原核表達的重組蛋白,制備單克隆抗體,分析綠盲蝽AlEcR-A在外源蛻皮激素(20E)誘導下mRNA及蛋白表達量的變化趨勢,為進一步研究EcR的功能奠定前期基礎,同時也為構建20E信號傳導的網絡圖譜提供理論依據。【方法】在前期獲得綠盲蝽AlEcR-A的基礎上,將含有其基因的T載體經Nde I和XbaI雙酶切,構建AlEcR-A原核表達載體(pCzn1-AlEcR-A),將該表達載體經IPTG誘導表達和蛋白Ni-IDA親和純化,以獲得AlEcR-A基因功能區的純化蛋白。進一步用其進行免疫反應,取小鼠的脾細胞與SP2/0細胞進行細胞融合,采用間接ELISA及Western blot篩選驗證是否為目的抗體,通過抗體純化,Western blot檢測該抗體能否特異性結合AlEcR-A重組蛋白及綠盲蝽總蛋白,從而制備得到AlEcR-A蛋白單克隆抗體。最后利用RT-PCR及Western blot方法,進行20E微注射綠盲蝽2齡若蟲,分析8 d內AlEcR-A的mRNA及蛋白含量的變化,明晰20E誘導下AlEcR-A的應答反應。【結果】 經Nde I和XbaI雙酶切后原核表達載體pCzn1-AlEcR-A在大腸桿菌Arctic express中能高效表達一個約為55 kD的蛋白,且該重組蛋白經IPTG誘導后主要以包涵體的形式存在;經Ni-IDA親和層析后,pCzn1-AlEcR-A重組蛋白的包涵體純度僅在55 kD附近有一條明顯的特異性條帶,說明靶蛋白已得到純化。進一步通過小鼠免疫、細胞融合及腹水制備,獲得了1株能穩定分泌抗AlEcR-A蛋白單克隆抗體的細胞株,命名為8H7;Western blot分析表明,該細胞株不僅能與綠盲蝽總蛋白結合,還可特異性與AlEcR-A重組蛋白反應,且條帶大小一致,說明制備的AlEcR-A單克隆抗體準確、有效;RT-PCR及Western blot結果表明,與注射蒸餾水相比,20E微注射處理后的綠盲蝽AlEcR-A mRNA表達量及蛋白表達量均顯著升高,且隨著處理時間的延長,其增值幅度也逐漸增高。【結論】獲得了一株高特異性的能穩定分泌AlEcR-A單克隆抗體的細胞株,20E有誘導AlEcR-A mRNA及蛋白表達的作用。
    土壤肥料·節水灌溉·農業生態環境
    長期施用不同肥料塿土PLFA指紋特征
    郭蕓,孫本華,王穎,魏靜,高明霞,張樹蘭,楊學云
    中國農業科學. 2017, 50(1):  94-103.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.009
    摘要 ( 302 )   HTML ( 3 )   PDF (475KB) ( 727 )   收藏
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    【目的】土壤微生物群落結構的組成與活性的變化是衡量土壤肥力的重要指標,研究長期不同施肥和土壤管理方式對塿土微生物群落結構的影響,對于指導塿土施肥和土壤管理,實現農田可持續利用具有重要意義。【方法】以陜西楊凌“國家黃土肥力與肥料效益監測基地”長期肥料定位試驗為基礎,運用磷脂脂肪酸標記法(PLFA),研究了塿土長期不同施肥及土地利用方式下土壤微生物群落結構及其與土壤理化性質的關系。處理包括:長期不施肥(CK)、單施氮肥(N)、長期配合施用氮鉀(NK)、磷鉀(PK)、氮磷(NP)、有機肥和氮磷鉀(MNPK)以及長期休閑(FL)和撂荒(AB)。【結果】與對照相比,MNPK、NP和撂荒處理土壤總PLFA分別增加218.8%、73.9%和74.3%,細菌分別增加188.3%、80.8%和82.6%,真菌分別增加了315.8%、111.5%和167.0%,放線菌分別增加了23.7%、21.3%和16.3%,同時也顯著增加了真菌/細菌比;N、NK和PK土壤總PLFA、細菌、真菌差異不顯著,但PK顯著降低放線菌的含量;與農田施肥相比,休閑和撂荒顯著降低G+和G-含量。多樣性指數結果表明,長期有機無機配施明顯提高土壤微生物群落的Shannon-Winner多樣性指數、Simpson優勢度和Pielou均勻度指數,撂荒和NP也能顯著增加Shannon-Winner多樣性指數和Pielou均勻度指數,而長期休閑處理均明顯降低了這些指數。主成分分析表明,MNPK、NP、撂荒和休閑土壤微生物群落結構發生較大變化;MNPK顯著提高G-(18:1ω5c,cy19:0ω7c)、細菌(16:0,10Me22:0飽和脂肪酸)及真核生物(18:3ω6c,16:3ω6c,22:2ω6c)的多度值,撂荒(AB)和NP顯著提高細菌(15﹕0,18﹕0,22﹕0,17﹕0飽和脂肪酸)的多度值。RDA分析表明,土壤理化性質對微生物菌群影響的重要性依次為有機質>全氮>含水量>速效磷>pH>容重>速效鉀,這些理化因子均是微生物生長的關鍵因子。【結論】長期有機無機肥配施、氮磷配施和撂荒提高了土壤微生物群落結構多樣性,從而改善了土壤生態環境,而長期休閑不利于土壤生態系統的穩定和健康。
    塊根塊莖類作物內生固氮菌分離鑒定、系統發育與促生特性
    李艷星,郭平毅,孫建光
    中國農業科學. 2017, 50(1):  104-122.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.010
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    【目的】分離鑒定塊根塊莖類作物內生固氮菌,研究塊根塊莖類作物內生固氮菌的系統發育,分析測定塊根塊莖類作物內生固氮菌的促生特性,探討塊根塊莖類作物內生固氮菌的種群特點及其隨寄主植物的分布特征。【方法】表面消毒塊根塊莖樣品后采用低氮培養法分離內生細菌;通過對菌株nifH的PCR擴增、測序確認分離細菌是固氮菌;通過16S rRNA基因測序、比對初步鑒定菌株,分析菌株的系統發育;通過測定菌株產生ACC脫氨酶、植物激素IAA,拮抗病原真菌研究菌株的促生特性。【結果】從胡蘿卜、白蘿卜、馬鈴薯、紫甘藍、山藥、蓮藕、芋頭、紅薯、生姜、甜菜等14個塊根塊莖類作物的塊根、塊莖中共分離到內生固氮菌219株。基于16S rRNA序列,這些菌株在系統發育上分別屬于AcinetobacterArthrobacterBacillusBrevibacillusBrevibacteriumChryseobacteriumCitrobacterDelftiaDomibacillusEnterobacterFictibacillusFlavimonasFlavobacteriumMicrobacteriumMicrococcusPaenibacillusPantoeaPseudomonasRahnellaRhizobiumSphingobacteriumStaphylococcusStenotrophomonasVariovorax,共計24屬79種,顯示了塊根塊莖內生固氮菌豐富的種群多樣性。鑒定結果顯示,219株新分離菌株中有77株系統發育地位屬于Bacillus屬的23個種,29株屬于Pseudomonas屬的10個種,二者合計為33種106株,分別占系統發育種數和新分離菌株數的41.77%和48.40%,說明BacillusPseudomonas屬是新分離塊根塊莖類作物內生固氮菌的優勢種群。從219株新分離菌株中選取了79株代表菌株進行促生特性研究,結果顯示8.86%菌株檢測到了ACC脫氨酶活性(0.026—13.76 µmol α-丁酮酸·mg-1蛋白·h-1),64.56%菌株檢測到了產IAA(0.34—28.99 µg·mL-1),6.33%—13.92%菌株具有拮抗病原真菌能力(抑菌率41%—63%)。【結論】在正常生長的塊根塊莖類作物的塊根塊莖內棲息著大量內生固氮菌;塊根塊莖類作物內生固氮菌在科學分類地位上分布廣泛,達到24屬79種,顯示出巨大的生物多樣性;BacillusPseudomonas是塊根塊莖類作物內生固氮菌優勢種群;大約10%—60%的塊根塊莖類作物內生固氮菌顯示出產生ACC脫氨酶、產生植物激素IAA、拮抗病原真菌等促進植物生長特性,這可能是內生固氮菌有益于植物生長的內在原因。
    園藝
    六倍體(AnAnCnCnCoCo)與白菜型油菜雜交可交配性及后代菌核病抗性
    李勤菲,陳致富,劉瑤,梅家琴,錢偉
    中國農業科學. 2017, 50(1):  123-130.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.011
    摘要 ( 145 )   HTML ( 1 )   PDF (3017KB) ( 373 )   收藏
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    【目的】利用親本種遺傳資源是改良甘藍型油菜的重要手段。以甘藍型油菜與菌核病抗性甘藍雜交合成的六倍體為橋梁,與大量的白菜型油菜雜交,合成雜種,探索改良甘藍型油菜菌核病抗性的策略。【方法】采用菌核病抗病甘藍(C01)與甘藍型油菜(中雙9號)雜交合成六倍體,通過分析六倍體的育性、菌病抗性和減數分裂行為來分析其作為橋梁材料轉移菌核病抗性的可能性;將六倍體與110份白菜型油菜雜交,通過考察雜種發育和可交配性來分析六倍體與白菜型油菜雜交的可行性;通過鑒定雜種的苗期表型特征、自交結實率及離體莖稈的菌核病抗性來分析雜種在改良甘藍型油菜遺傳背景上的利用潛力。【結果】該六倍體的花粉育性為90.6%—92.7%,自交結實率為3—7粒/角果;菌核病抗性顯著高于對照品種(中雙9號);處于減數分裂后期I的花粉母細胞中,68.80%(86/125)的染色體分離比為28﹕28。110份春性、冬性和半冬性的白菜型油菜與六倍體雜交,授粉15 d后的胚珠發育正常,并且都能收獲成熟種子,平均可交配性為(4.25±3.91)粒/角果。盡管不同基因型之間的可交配性存在顯著差異,但是不同生態型的白菜型油菜與六倍體雜交的可交配性無顯著差異(半冬性:(4.35±3.77)粒/角果,春性:(4.34±4.51)粒/角果,冬性:(4.01±3.43)粒/角果;P=0.44)。六倍體作為母本或者父本與白菜型油菜雜交都能結籽,而且沒有顯著性差異(六倍體為母本:平均結實率為4.27粒/角果;六倍體為父本:平均結實率為3.95粒/角果;P=0.69)。六倍體與白菜型油菜雜交創建的雜種,苗期形態似甘藍型油菜,但是表型變異豐富;雜種都能自交結籽,平均自交結實率為(7.72±4.45)粒/角果;來自不同生態型的白菜型油菜與六倍體合成的雜種自交結實率無顯著性差異(冬性白菜型油菜合成的雜種平均自交結實率:(8.07±3.43)粒/角果,半冬性:(7.88±4.64)粒/角果,春性:(6.41±3.00)粒/角果,P=0.95)。經過兩年的離體莖稈菌核病抗性鑒定,6份雜種的菌核病發病程度兩年均顯著低于中雙9號(P<0.05)。【結論】以六倍體為橋梁能有效地將甘藍型油菜親本種的優良性狀導入到甘藍型油菜中。
    西瓜枯萎病生理小種1抗性QTL精細定位與InDel標記開發
    李娜,王吉明,尚建立,李楠楠,徐永陽,馬雙武
    中國農業科學. 2017, 50(1):  131-141.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.012
    摘要 ( 337 )   HTML ( 3 )   PDF (879KB) ( 392 )   收藏
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    【目的】通過QTL初定位檢測栽培西瓜枯萎病生理小種1抗性的主效QTL,驗證枯萎病抗性基因Fon-1的存在,結合親本重測序信息開發緊密連鎖易于檢測的InDel (insertion/deletion)分子標記,為西瓜枯萎病分子標記輔助育種提供技術支撐,并實現該QTL的精細定位,加速Fon-1的克隆和功能驗證進程。【方法】以高抗枯萎病的栽培西瓜‘ZXG01478’和高感病的栽培西瓜‘14CB11’為親本構建的F2群體為試驗材料,利用WinQTL cartographer 2.5軟件基于復合區間作圖法對枯萎病生理小種1抗性進行QTL定位。依據兩個親本材料進行高通量的重測序,并利用重測序信息,獲取位于QTL置信區間的InDel信息,利用自編的Perl程序提取參考基因組中插入缺失相應位置前后500 bp的序列,并利用Primer 5.0軟件設計對應的InDel引物對,開發InDel標記。利用開發的InDel標記進行精細定位(根據基因型鑒定結果找到群體中的交換單株,逐步縮小QTL區間)、圖譜(利用JoinMap 4.0計算標記的連鎖關系)和QTL的重新分析。并利用具有廣泛代表性的130份不同抗性的西瓜種質資源的基因型和表型鑒定結果進行驗證分析。【結果】F2群體的病株率頻率分布呈現明顯的雙峰分布且抗病和感病兩種類型的株系分離比基本符合3﹕1的分離比(c2=0.52,P=0.47),表明西瓜枯萎病生理小種1抗性主要受一個主效QTL控制。F2群體的QTL初定位在LG1鑒定到一個枯萎病抗性相關的主效QTL(fon1),其LOD峰值為26.05,解釋80.18%的表型變異,置信區間對應的物理位置為1號染色體的193 333—2 775 577 bp。通過兩個親本重測序在QTL置信區間發現19個插入缺失片段大于20 bp的InDels,經引物設計與親本篩選,獲得理想引物12對,根據位于端點位置的插入缺失選取了6對InDel引物利用F2群體進行驗證。初步的精細定位利用群體中的5個交換單株將QTL的置信區間鎖定到InDel2_fon1的上游區域,連鎖和QTL的重新分析結果顯示新開發的一個分子標記InDel1_fon1出現在該QTL的峰值,LOD值為31.65,解釋91.46%的表型變異。新開發的分子標記InDel1_fon1與已應用于枯萎病抗性研究的CAPS標記7716_fon在130份不同抗性的西瓜種質資源中的基因型鑒定結果完全一致,且基因型鑒定結果與田間抗病表型性狀的符合率達70.8%。利用QTL峰值附近的SNP和InDel標記與群體中的9個交換單株最終將fon1精細定位至246 kb的物理區間。【結論】主效QTL(fon1)驗證了1號染色體上Fon-1的存在,并實現了精細定位。新開發的標記InDel1_fon1與Fon-1緊密連鎖,且檢測簡單,成本低廉,能夠更好的用于栽培西瓜枯萎病的分子標記輔助育種。
    貯藏·保鮮·加工
    基于E-NOSE與SPME-GC/MS技術分析溫濕度動態變化過程中稻谷的揮發性成分
    曹俊,劉欣,陳文若,戴炳業,董文,陳銀基
    中國農業科學. 2017, 50(1):  142-160.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.013
    摘要 ( 183 )   HTML ( 4 )   PDF (3218KB) ( 369 )   收藏
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    【目的】明確稻谷在溫濕度動態變化過程中揮發性物質的組成和差異,找出與稻谷品質密切相關的特征性揮發物,為更好地安全運輸稻谷提供參考。【方法】根據糧食實際運輸條件對稻谷進行實驗室動態溫濕度模擬試驗,稻谷樣品以14%、16%、18%、20%、22%五種不同梯度的初始水分含量進行為期2個月的動態低溫、中溫和高溫(分別是10℃左右波動、20℃左右波動和30℃左右波動,濕度均在80%左右波動)模擬試驗,應用頂空固相微萃取-氣質聯用分析(SPME-GC/MS)和電子鼻技術(E-NOSE)對溫濕度動態條件下不同初始水分含量和時間的稻谷每15 d進行揮發性成分檢測,結合主成分分析法(PCA)對其檢測結果進行分析。【結果】在不同試驗溫度條件下,不同水分含量稻谷在不同時間的特性雷達圖均有不同變化,在15 d時,同一水分不同溫度稻谷的響應值差異最大,而隨著模擬試驗時間的延長,14%—18%水分稻谷樣品在不同溫度條件下差異減小;電子鼻主成分分析能明顯區別不同水分含量、不同溫度、不同時間的稻谷樣品。在低溫、中溫和高溫試驗條件下,稻谷的揮發性物質(含烴類、苯環類、醛類、酮類、醇醚類、酸酯類和雜環類等化合物)分別檢測出275種、262種、215種,而原樣品中僅有46種,其中烷烴類物質在低溫條件下差異較大,中溫、高溫次之;烯炔烴類、苯環類、醇醚類、雜環類揮發性物質隨溫度上升而差異越大;醛類、酮類、酸酯類揮發性物質在中溫時差異最大,低溫低水分稻谷中烷烴類特征性揮發物質隨時間延長由直鏈烷烴轉變為環烷烴;試驗后期烯炔烴特征物質主要為含氧或環狀物質;苯環類物質2,6-二叔丁基對甲酚、辛基酚、肉桂腈是新鮮稻谷中的特征性揮發性物質,隨著稻谷品質劣變,苯環類特征物質多為含甲氧基或者萘環物質;醇醚類、醛類、酮類特征性物質多為2-甲基-1-十六醇、芐醇、癸醛、胡椒酮等具有果香味或者刺激性特殊氣味的物質;在低溫或試驗早期的稻谷酸酯類揮發性物質多為氨茴酸甲酯、水楊酸甲酯、二氫獼猴桃內酯等具有香甜味物質,試驗后期酸酯類特征物質出現肉豆蔻酸、癸酸等無味或有刺激性氣味的物質;雜環類特征性物質多為呋喃、喹啉等具有特殊味道的物質。【結論】電子鼻能快速、有效地對不同水分含量、溫度的樣品進行區分,各類揮發性物質種類和含量受水分含量、溫度等條件影響較大。低水分含量14%—16%)稻谷樣品在30 d以內有利于控制揮發性成分變化,高水分含量(20%—22%)加快稻谷中揮發性成分變化。
    電子鼻和電子舌結合模糊數學感官評價優化培根煙熏工藝
    王瓊,徐寶才,于海,李聰
    中國農業科學. 2017, 50(1):  161-170.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.014
    摘要 ( 156 )   HTML ( 3 )   PDF (408KB) ( 839 )   收藏
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    【目的】采用電子鼻嗅問指紋分析、電子舌滋味指紋分析及模糊數學感官評價,選出一種煙熏液使其在合適的添加量下制作的培根能夠達到傳統木屑煙熏培根的風味,同時探尋利用電子鼻和電子舌法優化培根煙熏工藝的可行性和準確性。【方法】采用電子鼻和電子舌法,通過主成分分析圖對3種不同濃度煙熏液制作的培根與傳統木屑煙熏的培根從整體氣味和滋味上進行對比分析,結合模糊數學感官評價分析并驗證電子鼻和電子舌的結果。【結果】對電子鼻數據進行主成分分析,主成分1和2的累積貢獻率為99.760%,大于85%,說明主成分1和主成分2已經包含了很大的信息量,能夠反映樣品的整體信息。4號(3‰名花MH-SO152)樣品的分布區域與1號(木屑煙熏)樣品的分布區域分離較遠,在氣味上差別明顯。5號(1‰名花SY-SO968)、7號(3‰名花SY-SO968)、9號(2‰金牛山Ⅱ號)和10號(3‰金牛山Ⅱ號)樣品的分布區域與1號樣品的分布區域分離較近,在氣味上它們與1號樣品比較接近。6號(2‰名花SY-SO968)樣品的分布區域與1號樣品的分布區域有部分重疊,說明6號樣品在氣味上與1號樣品基本一致,即添加2‰的廣州名花SY-SO968煙熏液制作的培根與傳統木屑煙熏的培根在氣味上基本一致。對電子舌數據進行主成分分析,主成分1和2的累積貢獻率為88.903%,大于85%,能夠反映樣品的整體信息。2號(1‰名花MH-SO152)、3號(2‰名花MH-SO152)和4號樣品的分布區域與1號樣品的分布區域分離較遠,在滋味上與1號樣品差別明顯。8號(1‰金牛山Ⅱ號)、9號、10號樣品的分布區域與1號樣品的分布區域分離較近,在滋味上它們與1號樣品比較接近。5號、6號、7號樣品的分布區域與1號樣品的分布區域分離最近,說明在滋味上它們與1號樣品最接近,即添加廣州名花SY-SO968煙熏液制作的培根與傳統木屑煙熏的培根在滋味上最接近。在培根模糊數學感官評價的綜合得分和煙熏風味描述中,1號、6號、7號和10號樣品的綜合得分比較接近,分值都大于8,評價等級為很好,風味描述都為煙熏味濃郁,口感好。其中,6號樣品與1號樣品的模糊數學感官評價的綜合得分最接近,僅相差0.05,與電子鼻和電子舌法的分析結果基本一致。【結論】通過電子鼻和電子舌法的主成分分析,得出添加2‰廣州名花SY-SO968煙熏液制作的培根與木屑煙熏培根在氣味上基本一致,在滋味上最接近,可以用來代替傳統的木屑煙熏培根。其模糊數學感官評價法的綜合得分與木屑煙熏培根最接近,與電子鼻、電子舌法結果基本一致,驗證了電子鼻和電子舌法優化培根煙熏工藝的可行性和準確性,從整體風味上為肉制品的生產工藝優化提供了參考。
    畜牧·獸醫·資源昆蟲
    不同品種豬PPARγ和C/EBPα基因表達規律與肌內脂肪含量的相關
    盤道興,王振,楊茂林,廖喬平,楊昌平,吳宇萍,王金洲,劉若余
    中國農業科學. 2017, 50(1):  171-182.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.015
    摘要 ( 171 )   HTML ( 1 )   PDF (822KB) ( 1006 )   收藏
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    【目的】研究PPARγ和C/EBPα基因在豬不同組織、月齡和品種中mRNA的表達規律,結合屠宰試驗分析PPARγ和C/EBPα mRNA表達水平對肌內脂肪沉積的影響。【方法】選取3—7月齡的江口蘿卜豬、從江香豬和大白豬為試驗材料,提取心、肝、脾、肺、腎、小腸、背最長肌和皮下脂肪的總RNA,應用實時熒光定量PCR技術檢測PPARγ和C/EBPα基因在3個品種不同月齡各組織中mRNA的相對表達量,同時測定背最長肌中的肌內脂肪含量。【結果】PPARγ、C/EBPα在大白豬3—7月齡各組織中均有表達,其中肝、小腸、背最長肌、皮下脂肪的表達水平較高,心、脾、肺、腎的表達水平較低。其中PPARγ在小腸、背最長肌、皮下脂肪中3、4月齡分別與6、7月齡的表達量差異極顯著(P<0.01)。C/EBPα在肝、肺、小腸、皮下脂肪中3月齡與6、7月齡均差異極顯著(P<0.01);PPARγ、C/EBPα在江口蘿卜豬心、脾、肺、腎、背最長肌的表達量最低,在皮下脂肪中最高,具有組織特異性。其表達量隨月齡遞增而上升,皮下脂肪的增加幅度最大。其中PPARγ在小腸、背最長肌、皮下脂肪中3、4月齡與6、7月齡的表達量差異極顯著(P<0.01)。C/EBPα在小腸、皮下脂肪中3月齡與5、6、7月齡的表達量均差異極顯著(P<0.01);PPARγ、C/EBPα在從江香豬心、肝、脾、肺、腎、小腸、背最長肌的表達量較低,在皮下脂肪的表達量最高,PPARγ的表達量隨月齡增加而上升的幅度較小, C/EBPα的表達量在各組織中的表達量隨時間增加而上升。其在小腸、皮下脂肪、背最長肌中3、4月齡與6、7月齡的表達量差異極顯著(P<0.01);PPARγ和C/EBPα基因在各組織均有表達,組織間的表達量存在差異,其中在肝、小腸、皮下脂肪中為高豐度表達。隨著月齡的增加,PPARγ和C/EBPα基因mRNA的表達模式基本相同,總體呈現上升趨勢,6、7月齡的表達水平較高,即隨著月齡的增加而逐漸上升,到生長后期維持一個相對穩定水平。總體上皮下脂肪的表達量最高,其次肝、肺、小腸、背最長肌中較高,心、脾、腎中的表達量最低; 不同品種間PPARγ、C/EBPα在相同月齡各組織中的表達量存在差異,總體上大白豬中肝、小腸、皮下脂肪中PPARγ和C/EBPα mRNA的表達量分別與江口蘿卜豬、從江香豬差異顯著;肌內脂肪含量隨著月齡的增加持續上升,不同品種間肌內脂肪含量存在差異,其中江口蘿卜豬和從江香豬較高。不同品種豬PPARγ和C/EBPα基因的表達量與肌內脂肪含量的相關性分析表明,不同時期基因的表達量與肌內脂肪含量呈不同程度正相關。【結論】豬PPARγ和C/EBPα基因在不同組織、時期和品種中的表達差異可能與脂質代謝和脂肪沉積有關。
    三江黃牛全基因組數據分析
    宋娜娜,鐘金城,柴志欣,汪琦,何世明,吳錦波,蹇尚林,冉強,蒙欣,胡紅春
    中國農業科學. 2017, 50(1):  183-194.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.016
    摘要 ( 208 )   HTML ( 1 )   PDF (2149KB) ( 767 )   收藏
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    【目的】研究三江黃牛群體遺傳多樣性,從基因組層面討論其群體遺傳變異情況。【方法】提取50個體基因組總DNA,等濃度等體積混合,構建混合樣本DNA池,利用CovarisS2進行隨機打斷基因組DNA,電泳回收長度500 bp的DNA片段,構建DNA文庫。應用Illumina HiSeq 2000測序,最終得到測序數據。利用BWA軟件將短序列比對到牛參考基因組(UMD 3.1),來檢測三江黃牛基因組突變情況。SAMtools、Picard-tools、GATK、Reseqtools對重測序數據進行分析,Ensembl、DAVID、dbSNP數據庫對SNPs和indels進行注釋。【結果】全基因組重測序分析共計得到77.8 Gb序列數據,測序深度為25.32×,覆蓋率為99.31%。測序得到778 403 444個reads和77 840 344 400個堿基,比對到參考基因組UMD 3.1)reads為673 670 505,堿基為67 341 451 555,匹配率分別為86.55%和86.51%,成對比對上的reads數為635 242 898(81.61%),成對比對上的堿基數為63 512 636 924(81.59%);共確定了20 477 130個SNPs位點和1 355 308個indels,其中2 147 988個SNPs(2.4%)和90 180個indels(6.7%)是新發現的。總SNPs中,鑒定出純合SNPs989 686(4.83%),雜合SNPs19 487 444(95.17%),純合/雜合SNP比為1﹕19.7。轉換數為14 800 438個,顛換為6 680 058個,轉換/顛換(TS/TV)為2.215。剪切位點突變SNP727個,開始密碼子變非開始密碼子SNP117個,提前終止密碼子的SNP530個,終止密碼子變非終止密碼子SNP88個。檢測到非同義突變數為57 621,同義突變為83 797,非同義/同義比率為0.69。檢測到非同義SNPs分布在9 017個基因上,其中發現567個基因與已報道的重要經濟性狀相符,肉質、抗病、產奶、生長性狀、生殖等相關基因的數量分別為471、77、21、10、8個,其中包括功能相重疊的基因;indels數據中,缺失數量為693 180(51.15%),插入數量為662 148(48.85%),純合indels數量為161 198(11.89%),雜合indels數量1 194 110(88.11%),大部分的變異都位于基因間隔區和內含子區;三江黃牛全基因組雜合度(H)、核苷酸多樣性(Pi)及theta W分別為7.6×10-30.0 0390.0 040,說明其遺傳多樣性較為豐富。三江黃牛群體Tajima'D為-0.06 832,推測可能由于群體內存在不平衡選擇所致。【結論】本研究為進一步分析與經濟性狀相關的遺傳學機制和保護三江黃牛品種遺傳多樣性提供了基因組數據支持。
    分子連鎖分析探討家蠶高抗BmNPV品系的抗性遺傳基礎
    高瑞,李春林,童曉玲,曹明亞,石美寧,徐安英,魯成,代方銀
    中國農業科學. 2017, 50(1):  195-204.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.017
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    【目的】家蠶核型多角體病毒(Bombyx mori nucleopolyhedrovirus,BmNPV)所引發的血液型膿病是一種傳染性強的蠶病,極大地影響蠶業生產。本研究旨在定位對BmNPV高抗的家蠶品系中控制其抗性的基因,進而解析其抗性遺傳機制,為培育抗性素材和品系提供理論支持。【方法】以BmNPV高抗家蠶品系99R和較感品系Dazao-N為親本,配制連鎖分析(BC1F)和定位分析(BC1M)回交群體。首先對兩個親本品系進行濃度梯度添毒,統計感病死亡的家蠶頭數,運用SPSS 17.0軟件,計算其半致死劑量(LD50),在此基礎上確定BC1分離群體的攻毒劑量,并通過單頭定量攻毒,選取感病個體作為連鎖定位分析材料;利用篩選得到的覆蓋家蠶全套常染色體的多態性標記進行分型,并通過T檢驗計算各標記與抗性的連鎖顯著性水平(P值),篩選出與抗性相連鎖的標記。在這些標記所在的染色體上加密標記,檢測各標記在定位分析群體中的基因型,定位抗性基因。【結果】LD50(99R)=2.92×106個多角體/頭,LD50(Dazao-N)=9.78×105個多角體/頭,基于雙親的半致死劑量,選擇介于兩者之間且略高于其均值的劑量——2×106個多角體/頭作為BC1分離群體的攻毒劑量;先后于2014年秋季和2015年春季處理并檢測連鎖分析群體,前后兩次所進行的連鎖分析結果有較大差異,其中第一次找到Chr22上的多態性標記S2205與99R抗性連鎖,而第二次的連鎖分析顯示標記S2205與抗性不連鎖,也沒有找到其他的連鎖關系。通過與前人對BmNPV抗性的連鎖定位分析結果進行對比,發現連鎖定位分析結果的不可重復性是一個普遍的問題。AY380833是GenBank中已公布的在家蠶高抗品系NB和871C中與其抗性位點緊密連鎖的分子標記,本研究調查發現其與99R和871C的抗性位點均不連鎖。【結論】分子連鎖分析結果證明,家蠶對BmNPV的抗性在不同抗性品系中遺傳基礎有很大的差異性,同一品系可能具有多個抗性位點;家蠶對BmNPV的抗性是一種復雜性狀,在符合“質量-數量性狀”結論的同時,其數量性狀特征突出。
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