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當期目錄

    2017年 第50卷 第5期 刊出日期:2017-03-01
      
    作物遺傳育種·種質資源·分子遺傳學
    小麥耐熱性的生理遺傳研究進展
    辛明明,彭惠茹,倪中福,姚穎垠,孫其信
    中國農業科學. 2017, 50(5):  783-791.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.05.001
    摘要 ( 611 )   HTML ( 5 )   PDF (406KB) ( 1373 )   收藏
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    小麥是中國第二大口糧作物,其產量直接關系人民的生活水平,所以高產和穩產一直是中國小麥的首要育種目標。小麥起源于溫帶,屬喜涼作物,生長季節內的高溫對生長發育會產生不利影響,使其產量下降,品質變劣。由于耐熱性是復雜的數量遺傳性狀,其機制的解析一直是生物學研究難點,也是研究熱點。為了解析小麥耐熱的生理遺傳學及分子生物學基礎,國內外研究人員通過正向遺傳學方法,構建遺傳分離群體,以冠層溫度、灌漿持續時間、細胞膜穩定性和葉綠素含量等生理學參數,以及穗粒數和千粒重熱感指數為指標,在小麥不同染色體上定位了多個耐熱相關的QTL位點。同時利用反向遺傳學方法,特別是通過轉錄組、蛋白組和表觀遺傳組等組學方法鑒定了大量的高溫脅迫響應的基因、miRNA及長片段非編碼RNA,并通過轉基因等手段證明了部分候選基因在小麥抵御高溫脅迫中的重要作用。另外,雖然植物中高溫受體至今尚未發現,但是鈣離子信號通道以及ABA和SA等激素在高溫信號傳導中的作用也逐漸引起人們的關注。文中主要綜述了現階段高溫對小麥產量品質及生理性狀的影響、小麥耐熱相關QTL的定位,以及小麥響應高溫脅迫的轉錄組、蛋白組和表觀遺傳組的研究進展;提出應針對小麥種質資源進行系統的耐熱性評價,篩選優異等位基因、解析其分子遺傳機理解,通過創新再利用,為選育出適合中國氣候條件種植的耐熱小麥品種提供新材料,實現品種耐熱性與高產的統一。
    大豆耐蔭性評價體系的建立與中國南方大豆資源耐蔭性變異
    孫祖東,張志鵬,蔡昭艷,曾維英,賴振光,陳懷珠,楊守臻,唐向民,蘇燕竹,蓋鈞鎰
    中國農業科學. 2017, 50(5):  792-801.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.05.002
    摘要 ( 245 )   HTML ( 3 )   PDF (1058KB) ( 370 )   收藏
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    【目的】耐蔭性是影響間套作大豆產量的重要因素,影響大豆間套作模式的應用與推廣。建立高效、通用、穩定的耐蔭性鑒定體系,以利于發掘耐蔭種質,開展耐蔭性育種。【方法】以60份不同耐蔭性類型的大豆品種為材料,首先對15%、30%和60% 3個遮光度下倒伏品種比例等進行比較,確定遮光處理條件;其次對遮光后的株高、平均節間長、葉柄長和莖葉鮮重等17個性狀進行篩選,選定耐蔭鑒定指標;再比較播種后第40、50和60天3個時期耐蔭指標的誤差變異系數和表型變異系數等,明確鑒定時期,最后建立由遮光度、耐蔭鑒定指標和鑒定時期構成的耐蔭性評價體系;利用該體系對中國南方十二省區453份材料進行耐蔭性鑒定和資源篩選。【結果】30%遮光度相對其他遮光梯度較優,表現為倒伏品種有而不太多(22%)、表型變異系數較高(25%)、品種間區分度較好。株高和平均節間長構成的耐蔭指標相對其他指標具有以下優點:①較準確,誤差變異系數低(9.36%),遺傳率高(95.43%);②較穩定,環境間相關系數高(0.92);③品種間區分度較好,表型變異系數(31.25%)和遺傳變異系數(30.52%)較大;④與田間目測耐蔭級別相關性較高(0.73),較能反映田間實際情況。播種后50 d時相對其他時期耐蔭指標各參數均最優,如環境間相關系數最大(0.87),誤差變異系數最小(7.75%)。據此將30%遮光度條件下,播種后50 d株高和平均節間長相對值的平均數定為耐蔭指數,指數越小則越耐蔭。中國南方453份大豆耐蔭指數的變幅為1.11—2.61,平均1.55,材料個體間差異極顯著,且遺傳率較高(91.13%),說明表型選擇具有較高的準確性。Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ生態區內耐蔭指數變幅分別為1.19—2.08、1.17—2.61、1.27—2.37和1.11—2.54,均存在大量的耐蔭性變異,各生態區均有耐蔭性材料。地方品種和育成品種耐蔭指數變幅分別為1.11—2.61和1.17—2.54,都存在較豐富的耐蔭性變異,在篩選出的11份耐蔭資源中,有8份是育成品種,說明大豆育種過程中耐蔭性已得到改良。【結論】由30%遮光度,播種后50 d的株高和平均節間長構成的耐蔭指數是相對準確、穩定、靈敏、實用的耐蔭性評價體系。中國南方大豆耐蔭性存在較為豐富的變異,從453份南方材料中篩選到11份耐蔭性強的種質資源。
    甘藍型油菜polCMS育性恢復位點的全基因組關聯分析
    魏大勇,譚傳東,崔藝馨,吳道明,李加納,梅家琴,錢偉
    中國農業科學. 2017, 50(5):  802-810.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.05.003
    摘要 ( 293 )   HTML ( 8 )   PDF (2724KB) ( 666 )   收藏
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    【目的】甘藍型油菜波里馬細胞質雄性不育(pol CMS)在中國已被廣泛應用于雜交種育種,其育性恢復程度表現出受1對主效基因的控制,并受微效修飾基因的影響。通過全基因組關聯分析方法挖掘育性恢復位點,并對候選基因進行比較分析。【方法】通過蕓薹屬60K SNP芯片對308份甘藍型油菜自然群體進行基因型分型,并用pol CMS系301A作母本,與上述材料分別進行雜交得到308份F1,每份F1分別于2013年和2014年進行種植,每年2次重復,于始花期根據花粉育性和花蕊發育情況調查F1植株的育性等級,同時對測交父本自然群體進行群體結構分析和親緣關系評估,并結合測交父本的基因型分型結果和F1的育性等級進行全基因組關聯分析(GWAS)。從GWAS分析中顯著的SNP左右100 kb區間或與顯著SNP處于同一單體型塊(R2>0.5)的區間內預測候選基因,并對候選基因進行QTL比較分析和單體型或等位基因的效應分析。【結果】方差分析結果顯示,兩年F1的育性等級存在顯著差異(P<0.01),但相關分析發現,兩年的育性等級存在顯著的正相關(r = 0.52,P<0.001)。群體結構分析顯示,所有測交父本被分為3個亞群(冬性、春性和半冬性),親緣關系分析發現,任何2個材料之間平均親緣關系值為0.072,73%的任意材料間親緣關系值小于0.1,其中,約53%的材料親緣關系值為0。GWAS分析共檢測到13個與育性恢復程度顯著關聯的SNP,構成了6個候選區間,分別位于A01、A09、C03、C06和C08 5條染色體上,單個SNP解釋的表型變異介于2.53%—9.96%。從中共預測到6個與育性恢復位點相關的候選基因,其中4個編碼的蛋白含有恢復基因特有的PPR保守基序。共線性分析發現,4個候選基因中的2個(BnaA09g46700D和BnaC08g40710D)位于A09和C08染色體部分同源區間,且與已克隆的pol CMS育性恢復位點ORF2同源。另外2個新鑒定到的候選基因(BnaC03g45840D和BnaC06g13000D)連鎖的SNP等位基因或單體型變化都與育性等級顯著相關(P<0.001)。【結論】通過GWAS分析鑒定到多個與油菜育性恢復有關的候選基因,開發基于與這些基因連鎖位點或SNP的功能標記將有助于對該不育系統進行恢復系和保持系的篩選。
    耕作栽培·生理生化·農業信息技術
    24-表油菜素內酯對鹽堿脅迫下大豆生育、生理及細胞超微結構的影響
    吳楊,高慧純,張必弦,張海玲,王全偉,劉鑫磊,欒曉燕,馬巖松
    中國農業科學. 2017, 50(5):  811-821.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.05.004
    摘要 ( 264 )   HTML ( 4 )   PDF (10562KB) ( 328 )   收藏
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    【目的】探討外源EBR(24-表油菜素內酯)對鹽堿復合脅迫下大豆的生長指標、生理特性及超微結構的影響,為改善大豆生長、保障糧食安全、實現農業可持續發展奠定基礎。【方法】以大豆品種黑農44號為試材,分別在110 mmol·L-1的鹽堿復合脅迫條件下培養3 d和7 d進行取材,研究1.2 mg·L-1外源EBR對大豆株高、根系生長,葉片3種抗氧化酶超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、過氧化物酶(peroxidase,POD)及抗壞血酸過氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)活性,相對電導率、超氧陰離子(O2-)產生速率、過氧化氫(H2O2)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量、游離脯氨酸和葉綠素含量以及葉片和根尖細胞超微結構的影響。【結果】鹽堿脅迫處理3 d和7 d時,與對照組相比,3種抗氧化酶(SOD、POD、APX)的活性、游離脯氨酸含量、相對電導率、O2-產生速率、H2O2和MDA含量均升高;各項生長指標、葉綠素含量均降低;葉片細胞結構中葉綠體和線粒體遭到嚴重破壞;根尖細胞中線粒體、內質網結構破壞較重,液泡破裂。鹽堿脅迫條件下,施加外源EBR使大豆的株高、根長和根鮮重分別提高了6.45%、9.60%和19.85%;使大豆葉片SOD、POD、APX的活性顯著升高,在3 d和7 d時分別增加了16.92%和9.68%、48.85%和61.44%、19.05%和20.36%;相對電導率、O2-產生速率、H2O2和MDA的含量顯著降低,分別降低了19.58%和28.26%、28.06%和40.92%、28.62%和31.21%、31.03%和37.17%;脯氨酸和葉綠素含量顯著升高,分別升高了3.67%和15.96%、13.34%和16.87%;同時維護了大豆葉片和根尖細胞超微結構的穩定性,延緩了細胞的衰老、解體。【結論】在鹽堿脅迫下,施加外源EBR通過提高抗氧化酶活性和脯氨酸及葉綠素含量,降低了活性氧(ROS)的積累,維護了細胞結構的完整,促進了幼苗生長,增強了大豆幼苗耐鹽堿脅迫的能力。
    矮稈高粱遼雜35光合特性與產量構成因素
    黃瑞冬,高悅,周宇飛,吳奇,張姣,尚培培,張壯,高銘悅,韓熠,許文娟
    中國農業科學. 2017, 50(5):  822-829.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.05.005
    摘要 ( 213 )   HTML ( 11 )   PDF (504KB) ( 340 )   收藏
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    【目的】通過對矮稈高粱新品種群體光合特性和產量形成規律的研究,為新型高粱品種的選育與推廣提供理論依據。【方法】以適于機械化生產的矮稈高粱新品種遼雜35為主要試驗材料,分別設置3個種植密度(90 000株/hm2、120 000株/hm2和150 000株/hm2),并以生育期相近的同區域主栽品種中高稈高粱遼雜19作為對照(設置為生產上適宜種植密度,105 000株/hm2),通過分析測定高粱群體植株形態指標、光合生理指標、環境生態指標和產量構成因素探究矮稈高粱群體的光合特性和產量形成規律。【結果】隨種植密度的增加,在群體表現最為繁茂的灌漿期,遼雜35冠層中下部的光照強度、透光率、氣孔導度和光合速率顯著降低,并明顯低于對照品種遼雜19,冠層上部上述各指標間的差異不顯著。遼雜35在開花期和灌漿期上數第二片葉的電子傳遞速率(ETR)、光化學猝滅系數(qP)、最大光化學效率(Fv/Fm)均隨密度增加呈降低趨勢,而初始熒光(Fo)呈升高趨勢,遼雜19各熒光參數指標均優于中高密度條件下的遼雜35。葉面積指數隨著密度的增加呈增加趨勢,在開花期達到最大值后逐漸下降,遼雜35密度為150 000株/ hm2處理的葉面積指數下降速度最快,但在后期仍能保持較高的葉面積指數;冠層下部葉片SPAD值呈顯著下降的趨勢。遼雜35高粱在中高密度條件下,其群體中下部形態指標、光合生理指標和環境生態指標劣于遼雜19,可能與其株型有關,其植株矮,但葉片數基本沒有減少,葉著生角度未有實質變化。隨種植密度增加,遼雜35高粱生物產量、籽粒產量呈增加趨勢,單穗粒數呈顯著下降趨勢,千粒重無顯著變化。遼雜35高粱種植密度為150 000株/hm2時,籽粒產量最高,為9 923.5 kg·hm-2,其產量也高于對照遼雜19。【結論】適當提高種植密度是促進矮稈高粱籽粒產量提升的關鍵,但增加種植密度對冠層中下部葉片光合特性和物質生產可產生負面影響,通過高粱株型改良和肥水密等栽培技術的調節,協調矮稈高粱群體和個體之間的關系,實現群體結構和個體功能的協同增益將是提高矮稈高粱產量的重要途徑。
    一年一季農作物遙感分類的時效性分析
    劉煥軍,于勝男,張新樂,郭棟,殷繼先
    中國農業科學. 2017, 50(5):  830-839.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.05.006
    摘要 ( 198 )   HTML ( 4 )   PDF (2219KB) ( 796 )   收藏
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    目的基于遙感影像的作物分類研究是提取作物種植面積和長勢分析及產量估測的基礎,也是推動現代化農業快速發展的動力。研究結果可為農業等相關部門掌握農情,進行宏觀調控提供依據。目前,農業遙感研究主要集中于中低分辨率遙感影像,影響植被信息提取的精度,應用高分辨率多時相遙感影像和選擇最優分類方法可以提高植被信息提取精度。明確農作物遙感分類的時效性與最優分類方法,為快速、準確地獲取作物空間分布數據和農情定量遙感監測提供依據。方法基于黑龍江省虎林市2014年5—10月覆蓋完整生長期的20幅遙感影像,構建16 m分辨率NDVI時間序列曲線,建立決策樹分類模型,通過分類影像進行系列閾值分割,并結合輔助背景數據及專家知識,成功提取虎林市土地利用覆被信息;利用20幅影像依次波段合成的方式進行作物分類,明確最優時相;將提取的耕地范圍作為作物分類規則,并與未提取耕地范圍的作物分類結果進行比較;同時通過最大似然法、馬氏距離法、神經網絡法、最小距離法、支持向量機、波譜角分類法、主成分分析法多種分類方法進行作物分類;利用農業保險投保地塊數據進行精度驗證。結果1)7月初、7月末到8月初、9月末是研究區一年一季作物遙感分類的3個關鍵時相;(2)決策樹分類方法在提取土地利用覆被信息的結果中精度最高,總體精度90.24%,Kappa系數0.87;(3)6月初與7月初2幅影像結合采用最大似然法對作物進行分類的總體精度高達94.01%,Kappa系數為0.79,6月初與7月初的影像結合,可以解決作物分類的時效性;(4)結合9月21日的影像,總體精度進一步提高,大豆分類精度明顯提高,最終確定最大似然法為最優作物分類方法。結論通過遙感數據能實現在7 月上旬對作物進行精準分類,拓展了遙感數據在農業領域的應用價值,對一年一季地區作物快速分類與農情定量遙感監測有重要意義。
    植物保護
    核糖體失活蛋白(α-MC)亞細胞定位及對TMV的抑制作用
    魏周玲,彭浩然,潘琪,張永至,蒲運丹,吳根土,青玲,孫現超
    中國農業科學. 2017, 50(5):  840-848.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.05.007
    摘要 ( 177 )   HTML ( 1 )   PDF (2921KB) ( 612 )   收藏
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    【目的】克隆獲得苦瓜α-MC、商陸PAP,在煙草中異源表達觀察兩個蛋白在細胞中的定位情況。研究α-MC對煙草花葉病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)的抑制作用及其引起的抗性防御反應。【方法】根據已報道的商陸抗病毒蛋白PAP基因全序列和苦瓜素基因全序列,設計并合成擴增PAP和α-MC基因全長引物,通過RT-PCR及基因克隆方法,從苦瓜和商陸春葉克隆得到苦瓜α-MC、商陸PAP;用WolfPSORT預測蛋白定位,將苦瓜α-MC、商陸PAP分別融合在GFP和DsRed2的N端,構建融合蛋白表達載體,采用GFP和DsRed2標記進行亞細胞定位,驗證預測結果;通過農桿菌介導在本氏煙中瞬時表達α-MC,再接種煙草花葉病毒,利用酶聯免疫吸附試驗(ELISA)和實時熒光定量PCR(qRT-PCR)分別檢測病毒在接種葉片的蛋白積累量和RNA表達量,分析瞬時表達α-MC的抗病毒效果。利用qRT-PCR分析植物防衛相關基因NPR1、PR1、PR2的表達,探究其抗病毒機理。【結果】克隆得到基因α-MC和PAP全長,分別為861和939 bp。Wolf PSORT預測顯示α-MC和PAP主要定位于細胞質膜上。共聚焦熒光顯微鏡下觀察發現,分別用GFP和DsRed2標記的α-MC和PAP均定位在本氏煙葉片表皮細胞質膜上,與Wolf PSORT預測的α-MC和PAP定位結果相一致。異源表達的PAP對植物細胞毒性作用強,導致表達部位細胞壞死,異源表達α-MC的植物細胞無明顯毒性,表達部位細胞完整。在本氏煙中異源表達α-MC后,再接種TMV-GFP,在紫外燈下觀察發現α-MC處理后的本氏煙在接種TMV-GFP 48 h后沒有出現綠色熒光,而對照組出現熒光。72 h后處理組出現零星熒光,但對照組的綠色熒光開始擴散,連續觀察,處理組幾乎沒有變化,接種TMV-GFP 6 d后,發現處理組的綠色熒光幾乎沒有擴大的趨勢,而對照組的綠色熒光已擴散至心葉;ELISA檢測表明,在接種TMV-GFP 6 d后的葉片中,對照組與健康植物的OD492比值幾乎已達到處理組的10倍以上;qRT-PCR檢測TMV RNA的含量,結果顯示對照組TMV RNA表達量是處理組的149倍左右,表明α-MC對TMV復制和移動均有明顯抑制;qRT-PCR結果分析顯示,NPR1在只注射TMV、單獨表達α-MC以及表達α-MC后注射TMV的本氏煙中均被誘導表達,但后者的表達量是前兩個處理的約2.5倍左右,在只接種α-MC和表達α-MC后注射TMV的本氏煙中均檢測到PR1、PR2,但后者的表達量顯著高出前者5—7倍,表明異源表達α-MC可誘導植物中防衛相關基因NPR1、PR1、PR2的表達,從而引起更強的防御反應。【結論】異源表達α-MC顯著抑制TMV,能夠激活植物防衛反應,且對植物細胞無明顯毒性。研究結果為利用異源表達α-MC方法開發控制植物病毒新產品提供了參考依據。
    美國白蛾幾丁質脫乙酰酶的克隆、表達及酶學性質
    閆曉平,趙丹,郭巍,王偉,張雅昆,郜玉杰,趙坤莉
    中國農業科學. 2017, 50(5):  849-858.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.05.008
    摘要 ( 147 )   HTML ( 1 )   PDF (1437KB) ( 563 )   收藏
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    【目的】研究美國白蛾(Hyphantria cunea)幾丁質脫乙酰酶(chitin deacetylase,CDA)基因的酶學性質,了解其在昆蟲生命過程中如何發揮功能,為美國白蛾的生物防治提供新靶標。【方法】對家蠶(Bombyx mori)、棉鈴蟲(Helicoverpa armigera)和云杉卷夜蛾(Choristoneura fumiferana)3種鱗翅目昆蟲的幾丁質脫乙酰酶2序列保守域進行分析,采用同源比對方法,設計幾丁質脫乙酰酶2基因特異引物,利用PCR擴增該基因全長cDNA序列;構建原核重組表達載體pET30a-HcCDA2,克隆獲得編碼美國白蛾HcCDA2的基因,IPTG誘導蛋白表達,SDS-PAGE電泳檢測;構建重組桿狀病毒表達載體pFastBac-HcCDA1 和pFastBac-HcCDA2,脂質體轉染法轉染昆蟲細胞Hi5,分別獲得P1、P2、P3病毒,收集P3病毒上清,得到美國白蛾HcCDA1(前期研究所得)和HcCDA2重組蛋白,Western blot分析;重組蛋白HcCDA1和HcCDA2經硫酸銨粗純化后,以對硝基乙酰苯胺為底物,測定重組幾丁質脫乙酰酶HcCDA1&2的酶活力,對其最適反應溫度、最適pH以及金屬離子的影響等酶學性質進行研究。【結果】 獲得了編碼美國白蛾幾丁質脫乙酰酶2基因全長cDNA序列,命名為HcCDA2 (GenBank登錄號:KT781841),基因全長1.6 kb,該基因在大腸桿菌中成功表達61 kD目的蛋白,免疫家兔獲得HcCDA2蛋白的特異性多克隆抗體。Western blot分析結果表明,HcCDA1和HcCDA2在昆蟲細胞(Hi5)中均成功表達約80 kD蛋白。酶學性質研究表明,昆蟲細胞中分泌表達的HcCDA1和HcCDA2均具有催化活性,兩種酶的最適反應溫度均為50℃,當溫度達到80℃時,HcCDA2幾乎失去酶活力;HcCDA1酶促反應適宜的pH范圍為7.0—9.0,并且HcCDA1和HcCDA2酶促反應的最適pH均為8.0;在最適反應條件下,HcCDA2蛋白酶活力均高于HcCDA1蛋白酶活力;Mg2+、Zn2+、Mn2+和Ca2+對HcCDA1和HcCDA2酶促反應整體呈抑制趨勢,隨濃度增大,Zn2+對HcCDA1抑制作用逐漸增強,而Mg2+對HcCDA1的抑制作用則呈現先升高后降低的趨勢,而且Mg2+和Ca2+對HcCDA2的抑制作用也是呈現先升高后降低的趨勢。Co2+和Fe2+對HcCDA1和HcCDA2酶促反應有激活作用,隨濃度增大,Fe2+激活作用越強,而Co2+激活作用則呈現先升高后降低的趨勢。【結論】克隆了編碼美國白蛾幾丁質脫乙酰酶2基因(HcCDA2),在原核細胞中表達61 kD目的蛋白,免疫家兔獲得HcCDA2蛋白的特異性抗體。得到具有活性的美國白蛾幾丁質脫乙酰酶HcCDA1和HcCDA2,兩者在體外均檢測到催化活性,兩種酶的最適反應溫度均為50℃,最適pH均為8.0。
    土壤肥料·節水灌溉·農業生態環境
    保護性耕作對西北旱區土壤微生物空間分布及土壤理化性質的影響
    李彤,王梓廷,劉露,廖允成,劉楊,韓娟
    中國農業科學. 2017, 50(5):  859-870.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.05.009
    摘要 ( 292 )   HTML ( 2 )   PDF (2001KB) ( 746 )   收藏
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    【目的】保護性耕作在中國西北旱區已得到了廣泛應用,是農業生產中重要的技術措施。探析保護性耕作對土壤肥力和土壤微生物群落結構的影響,有助于農業生產的可持續發展。本試驗從土壤理化性質和微生物相結合的角度,探討保護性耕作對土壤微生物空間結構的影響,以及旱作麥田微生物群落豐度和土壤理化性質的相關性,為推廣保護性耕作措施提供理論依據和實踐支持。【方法】以中國西北旱區土壤為研究對象,常規耕作翻耕(PT)為對照,設計深松耕(CPT)和免耕(ZT)兩種保護性耕作方式,采用實時熒光定量PCR技術,測定土壤微生物群落豐度和土壤理化性質指標,并分析微生物群落空間分布與土壤理化性質和保護性耕作之間的關系。【結果】長期應用保護性耕作已對旱作麥田的環境產生顯著影響,不同的耕作方式對土壤真菌和細菌群落豐度有不同的影響,兩者對3種耕作方式均有不同程度的響應;在不同的耕作方式下,土壤微生物空間分布不均,連續性較差,空間變異程度較高,表現出強烈的空間聚集分布。耕作方式對土壤理化性質和酶活性也有顯著的影響,與傳統翻耕相比,深松耕和免耕方式能顯著提高土壤黏粒、水分、全氮、銨態氮含量和脲酶、蔗糖酶活性。典范主分量分析(CPCA)結果表明,土壤微生物群落豐度和理化性質變化主要受到耕作方式的影響,并且土壤微生物群落豐度與理化性質密切相關,在免耕方式下,土壤黏粒、水分和銨態氮含量等顯著影響土壤細菌群落分布;在深松耕方式下,土壤可溶性碳含量和過氧化氫酶活性等顯著影響土壤真菌群落分布。【結論】旱作麥田采用保護性耕作,可以影響土壤微生物群落豐度和空間分布,并且顯著影響土壤理化性質,進而影響土壤微生物空間結構。同時,土壤水分和碳氮含量分別顯著影響土壤細菌和真菌豐度。
    基于高光譜遙感的冬小麥葉水勢估算模型
    陳智芳,宋妮,王景雷,孫景生
    中國農業科學. 2017, 50(5):  871-880.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.05.010
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    【目的】采用高光譜技術,建立快速、無損與準確獲取冬小麥葉水勢的估算模型,為小麥灌溉的精確管理提供科學依據。【方法】利用不同水分處理的大田試驗,于小麥主要生育期同步測定冠層光譜反射率、葉水勢、土壤水分等信息,并探討高光譜植被指數與冬小麥葉水勢之間的定量關系。通過相關性分析、回歸分析等方法,基于不同水分處理,構建4種植被指數與冬小麥葉水勢的估算模型。【結果】不同水分處理和不同生育期的冬小麥,其冠層光譜反射率具有顯著的變化特征。在可見光波段,冬小麥冠層反射率隨著水分含量的增加而逐漸降低,而在近紅外波段,其冠層反射率則隨著土壤水分含量的增加而升高。隨著小麥生育期的推進,在近紅外波段,抽穗期的冠層反射率比拔節期的高,在灌漿期之后,紅波段(670 nm)、藍波段(450 nm)的反射率上升加快;4種植被指數與葉水勢顯著相關(P<0.05),相關系數|r|均在0.711以上,四者均可用于冬小麥葉片水勢的定量監測。在充分供水條件下(70% FC),植被指數OSAVI和EVI2與葉水勢的相關系數|r|(分別為0.75和0.771)均低于植被指數NDVI和RVI與葉水勢的相關系數|r|(分別為0.808和0.896),而在重度水分虧缺條件下(50% FC),植被指數OSAVI和EVI2與葉水勢的相關系數|r|(分別為0.857和0.853)均高于植被指數NDVI和RVI與葉水勢的相關系數|r|(分別為0.711和0.792);所建模型對45個未知樣的預測結果與實測值相似度較高,其回歸模型R2、驗證模型MRE、RMSE的范圍分別為0.616—0.922、-17.50%—-12.52%、0.102—0.133。在70% FC水分處理下,基于EVI2(enhanced vegetation index)所得葉水勢估算模型的R2最高,為0.922,而在60% FC和50% FC水分處理下,由于考慮了土壤背景的影響,基于OSAVI所建模型的R2最高,分別為0.922和0.856。【結論】4種植被指數均可用于冬小麥葉水勢的定量監測。但是,在構建不同水分處理的葉水勢估算模型時,應考慮土壤背景對冠層光譜的影響。研究結果可以為小麥精準灌溉管理提供技術依據,為星載數據的參數反演提供模型支持。
    園藝
    富氫水浸種增強黃瓜幼苗耐冷性的作用及其生理機制
    劉豐嬌,蔡冰冰,孫勝楠,畢煥改,艾希珍
    中國農業科學. 2017, 50(5):  881-889.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.05.011
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    【目的】氫氣(H2)是近年來發現的一種新型氣體信號分子,它參與植物對高溫、干旱、鹽害、重金屬等多種逆境脅迫的響應。探討外源氫氣(H2)對黃瓜幼苗耐冷性的調控作用及其生理機制,為增強日光溫室黃瓜對低溫的適應能力提供技術指導。【方法】以‘津優35號’黃瓜品種為試材,用飽和富氫水(HRWH2供體)浸種,蒸餾水浸種作對照(CK),常溫下育苗。幼苗長至21心時轉移至光照培養箱中進行低溫(晝/夜溫度8/5)處理,分別于處理后0、1、3和5 d后測定相關生理指標。【結果】低溫脅迫可使黃瓜幼苗葉片的電解質滲漏率(EL)、冷害指數、過氧化氫(H2O2)和丙二醛(MDA)含量及超氧陰離子(O2-)產生速率持續升高,超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)、抗壞血酸過氧化物酶(APX)和谷胱甘肽還原酶(GR)活性及還原型谷胱甘肽(GSH)、抗壞血酸(AsA)、脯氨酸和可溶性糖含量先升高后降低,相對含水量呈下降趨勢。與CK相比,低溫脅迫下HRW處理的EL和冷害指數的增加幅度較小,H2O2和MDA含量及O2-產生速率較低,而SODPODCATAPXGR活性及GSHAsA含量較高。脅迫結束時(5 d),HRW處理的EL比CK低11.3個百分點,冷害指數較CK低15.9%,H2O2和MDA含量分別比CK低29.4%和9.9%,O2-產生速率較CK低54.3%;而SODPODCATAPXGR活性分別比CK高12.6%、20.1%、20.9%、53.0%和58.1%,GSHAsA含量分別較CK高24.0%17.6%。低溫下HRW處理的黃瓜幼苗葉片的相對含水量降低幅度明顯小于CK,而脯氨酸和可溶性糖含量始終高于CK脅迫5 d時,HRW的相對含水量比CK6.4個百分點脯氨酸和可溶性糖含量分別比CK高23.0%41.5%。【結論】富氫水浸種可增強黃瓜幼苗耐冷性,其主要作用機理是:(1)增強低溫下黃瓜幼苗抗氧化系統活性,減少活性氧(ROS)積累,從而減輕膜脂過氧化傷害;2)通過提高低溫下黃瓜幼苗葉片的滲透調節能力,減緩幼苗失水速度,以較長時間地維持生理功能
    中國11種野生葡萄果皮中黃烷-3-醇類物質的組成及含量
    嚴靜,江雨,樊秀彩,姜建福,張穎,孫海生,劉崇懷
    中國農業科學. 2017, 50(5):  890-902.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.05.012
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    【目的】探討中國野生葡萄果皮中黃烷-3-醇類物質的組成及含量的差異,為中國野生葡萄的加工利用及種質資源的評價提供依據。【方法】以變葉葡萄、刺葡萄、華東葡萄、樺葉葡萄、毛葡萄、秋葡萄、桑葉葡萄、山葡萄、腺枝葡萄、燕山葡萄和蘡薁等11個野生種98個株系的葡萄果實為試材,以歐亞種品種‘赤霞珠’為對照,利用超高效液相色譜(UPLC)對不同野生種成熟葡萄果皮中的黃烷-3-醇類物質進行檢測分析。【結果】不同野生種葡萄果皮中黃烷-3-醇含量存在較大差異,桑葉葡萄果皮中黃烷-3-醇類物質的含量高于對照,其余野生種葡萄果皮中黃烷-3-醇含量低于對照,其中樺葉葡萄和變葉葡萄最低,僅為對照的64%。供試野生葡萄果皮中黃烷-3-醇類物質的組成與對照相似,均由兒茶素、表兒茶素、表棓兒茶素和表兒茶素沒食子酸酯組成,并以表棓兒茶素和表兒茶素為主;這4種組成單元均可以末端單元和延伸單元的形式參與聚合黃烷-3-醇的形成。11個野生種葡萄果皮中90%以上的黃烷-3-醇類物質以聚合體的形式存在;不同野生種葡萄果皮中聚合黃烷-3-醇的平均聚合度存在較大差異,其中山葡萄果皮聚合黃烷-3-醇的平均聚合度高達50,而樺葉葡萄果皮中聚合黃烷-3-醇的平均聚合度僅為25左右,而其余野生種則介于25—45。對不同野生種葡萄果皮中黃烷-3-醇的代謝路徑分析結果表明,毛葡萄和秋葡萄果皮中黃烷-3-醇的積累更偏向于F3′5′H代謝路徑。主成分分析結果表明,不同野生種之間有一定的差異,而刺葡萄與其他野生種之間的差異更為明顯。【結論】刺葡萄、樺葉葡萄、桑葉葡萄、山葡萄和腺枝葡萄均有黃烷-3-醇含量高于‘赤霞珠’的株系,這些株系均可作為提高黃烷-3-醇的育種材料。此外,不同野生種葡萄果皮中黃烷-3-醇的含量存在較大差異,這對中國野生葡萄種質資源的評價具有重要意義。
    貯藏·保鮮·加工
    提取時間對雞骨蛋白凝膠特性和蛋白二級結構的影響
    岳鑒穎,王金枝,張春暉,杜桂紅,許雄
    中國農業科學. 2017, 50(5):  903-912.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.05.013
    摘要 ( 178 )   HTML ( 1 )   PDF (393KB) ( 253 )   收藏
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    【目的】研究提取時間對雞骨蛋白(chicken bone protein,CBP)凝膠特性的影響,為利用雞骨副產物制備食用凝膠提供參考。【方法】采用熱壓抽提法提取CBP,于4℃孵育制備CBP凝膠,測定不同抽提時間的抽提液中總固形物、粗蛋白、羥脯氨酸含量、蛋白質二級結構、分子量分布的變化,探討抽提時間對CBP凝膠色差、凝膠強度的影響,并分析各指標之間的相關性。【結果】抽提時間顯著影響雞骨蛋白的提取率(P<0.05),導致蛋白結構發生顯著變化進而影響其凝膠特性。抽提時間從0—120 min,抽提液中總固形物、粗蛋白和羥脯氨酸含量均顯著增加(P<0.05);隨著提取時間延長(40—120 min),蛋白發生顯著降解,分子量10—30 kDa的肽段從40 min的59.82%降低到120 min的13.99%,分子量<10 kDa的肽段從40 min的35.46% 升高到120 min的86.01%;提取時間延長引起蛋白發生部分程度變性,導致其二級結構改變,0—40 min時的CBP酰胺Ⅰ帶由100%的α-螺旋組成,60—90 min時出現9.9%—17.6%的β-折疊結構,120 min時β-折疊全部降解;對CBP凝膠特性的分析表明,抽提時間為0 min時,雞骨蛋白不形成凝膠,而抽提20、40和60 min時的凝膠強度無顯著性差異,均優于90、120 min組;隨著提取時間延長(20—120 min),提取液的透明度顯著增加(P<0.05),但40和60 min組的CBP制備的凝膠色澤最佳(P<0.05);抽提時間(20—120 min)對凝膠持水性無顯著影響(P>0.05)。相關性分析表明,CBP中羥脯氨酸含量、CBP降解程度與凝膠特性顯著相關(P<0.05)。【結論】熱壓抽提時間對CBP凝膠特性有顯著影響,綜合考慮蛋白得率、凝膠色澤、強度等因素,40和60 min提取的雞骨蛋白較適合制備凝膠。
    基于宏基因組學技術分析不同貯藏條件下鯰魚片中的菌相變化
    朱迎春,王洋,樊曉盼,馬儷珍,王凱麗
    中國農業科學. 2017, 50(5):  913-923.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.05.014
    摘要 ( 144 )   HTML ( 2 )   PDF (983KB) ( 587 )   收藏
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    【目的】分析鯰魚肉片貯藏過程中微生物多樣性和菌群動態變化,探究天然保鮮劑對鯰魚肉片菌相及菌落組成的影響。【方法】試驗分8組,即新鮮鯰魚片(CK0);空氣包裝(air-package,AP)鯰魚片低溫貯藏(4±1)℃第4、7天(AP4和AP7)樣品;氣調包裝(modified atmosphere package,MAP,60% CO2/40% N2)鯰魚片冰溫貯藏(-0.7±0.02℃)第10、30天(MAP10和MAP30)樣品;添加5%天然保鮮液(由殼聚糖、蜂膠、溶菌酶、Nisin和茶多酚復配而成)MAP鯰魚片冰溫貯藏第10、30和40天(MAPP10、MAPP30和MAPP40)樣品。采用宏基因組學技術,測定并分析不同貯藏方式鯰魚片全部微生物的16S rDNA序列,比較各組菌群的物種組成和豐度信息,通過Alpha多樣性分析和主成分分析,考察包裝方式、貯藏溫度和天然保鮮液對微生物的抑制作用。【結果】8組樣品中454焦磷酸測序共鑒定出25個門、433個屬的細菌。MAP10、MAPP10、MAPP30中的最優勢菌屬和CK0一致,均為Actinomyces;而AP4和AP7中的最優勢菌分別為Aeromonas(70.49%)和Pseudomonas(59.01%)。從微生物角度來看,MAP+冰溫貯藏優于AP+冷藏。隨著貯藏時間的延長,氣調包裝中的Lactococcus豐度由15.78%(MAP10)急劇上升為82.85%(MAP30)。添加天然保鮮液的MAPP10和MAPP30中Lactococcus幾乎檢測不到。【結論】氣調包裝協同冰溫貯藏顯著降低了鯰魚片中細菌菌群的豐度和多樣性,有利于延長鯰魚肉的保質期。天然保鮮液中的茶多酚、Nisin和殼聚糖等能顯著抑制MAP+冰溫貯藏的鯰魚片中的主要腐敗菌屬Lactococcus的生長繁殖。
    畜牧·獸醫·資源昆蟲
    熱應激對豬睪丸Cyt-C和Caspase-3表達的影響
    范小瑞,張禛,席華明,梁亞俊,賀俊平
    中國農業科學. 2017, 50(5):  924-931.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.05.015
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    【目的】環境高溫影響豬精子發生和精液品質,但其分子機制尚不清楚。為此探索環境溫度升高導致的熱應激對豬睪丸細胞凋亡調節蛋白Cyt-C和Caspase-3表達的影響。【方法】性成熟長白公豬9頭,對照組3頭,飼養在20—27℃的豬舍環境;短期熱應激處理組(heat stress 7 d,HS7d)3頭,每天置37—40℃的豬舍環境3 h,連續7 d;一個精子發生周期熱應激處理組(heat stress 42 d,HS42d)3頭,每天置37—40℃的豬舍環境3 h,連續42 d;每天于熱應激處理后將豬驅趕回20—27℃的豬舍。手術摘取睪丸組織,用QRT-PCR、Western blot和免疫組織化學方法檢測Cyt-C和Caspase-3表達與定位的變化。【結果】 QPT-PCR結果顯示,與對照組相比,熱應激處理7 d組和42 d組,Cyt-C和Caspase-3mRNA的相對表達量均顯著升高;熱應激處理7 d組Cyt-C和Caspase-3mRNA的相對表達量最高。Western blot結果顯示,熱應激處理7 d組和42 d組Cyt-C和Caspase-3蛋白水平與對照組相比均顯著升高;熱應激處理7 d組Cyt-C和Caspase-3的蛋白表達水平最高。免疫組織化學研究發現,Cyt-C在豬睪丸組織中免疫反應陽性物定位于間質細胞、支持細胞和各個發育階段生精細胞的胞質中,在生精細胞Cyt-C低表達于精原細胞,高表達于減數分裂后精母細胞和精子細胞。熱應激處理導致Cyt-C的胞質內定位更加彌散,提示Cyt-C從線粒體到胞質的釋放。Caspase-3在間質細胞和精原細胞低表達,大量減數分裂后的生精細胞呈Caspase-3陽性。與對照組相比,熱應激處理導致部分支持細胞Caspase-3的表達,大量生精細胞的細胞核呈Caspase-3陽性著色。 【結論】 高溫熱應激處理導致豬睪丸Cyt-C和Caspase-3的蛋白和mRNA表達水平升高、細胞定位改變,提示Cyt-C和Caspase-3可能與熱應激導致的豬精液品質下降存在關聯。
    16S rRNA高通量測序技術篩選牦牛瘤胃細菌基因組DNA提取方法及菌群結構
    楊琦玥,黃勇,陳亞冰,劉洛川,李鍵,蘭道亮
    中國農業科學. 2017, 50(5):  932-941.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.05.016
    摘要 ( 180 )   HTML ( 2 )   PDF (2433KB) ( 714 )   收藏
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    【目的】確定理想的牦牛瘤胃細菌基因組DNA提取方法及初步分析牦牛瘤胃細菌的群體結構。【方法】采用物理法(珠磨法、反復凍融法)、化學法(CTAB、SDS)及酶解法(溶菌酶、蛋白酶K)三者與瘤胃細菌特點相結合的方法,組合生成9種不同方法,即方法1(CTAB+SDS+Lysozyme+無特殊物理處理法)、方法2(CTAB+ SDS+Lysozyme+反復凍融法)、方法3(CTAB+SDS+Lysozyme+珠磨法)、方法4(CTAB+Lysozyme+無特殊物理處理法)、方法5(CTAB+Lysozyme+反復凍融法)、方法6(CTAB+Lysozyme+珠磨法)、方法7(SDS+Lysozyme+無特殊物理處理法)、方法8(SDS+Lysozyme+反復凍融法)、方法9(SDS+Lysozyme+珠磨法),同時以QIA amp DNA Stool Mini Kit(方法10)為對照,以這10種方法來提取瘤胃微生物基因組DNA,并通過DNA濃度、純度、DNA電泳圖等基本性質及16S rRNA高通量測序結果對其進行分析比較,同時通過測序結果初步分析牦牛瘤胃細菌群體結構。【結果】不同DNA提取方法效率比對結果顯示,同樣的化學及生物酶裂解條件下,結合珠磨法及反復凍融法能夠顯著地增強細胞裂解效率,提高DNA產量。其中方法3及方法6提取的DNA具有較高的濃度及純度,方法7—10缺乏CTAB陽離子去污劑,提取的DNA量顯著低于其他方法(P<0.05),除方法2和8所提取的樣品經多次試驗 ,PCR 產物目的條帶太弱或未檢測到外,其余8種方法提取的樣品PCR 產物目的條帶大小正確,濃度合適,符合高通量測序的要求。16S rRNA高通量測序共生成了191 349條原始數據,質控后得到有效序列171 231條。稀釋性曲線分析表明,數據量合理并達到飽和,能夠完整反映樣品的菌群種類。OTU聚類數據統計、分類學和多樣性指數分析顯示方法6和10包含的細菌較豐富。不同提取方法對革蘭氏陽性菌提取效果比對結果表明方法6裂解革蘭氏陽性菌細胞壁的能力比其他方法相對較高。綜上,方法6(CTAB-Lysozyme-珠磨)提取的DNA產量、樣品多樣性指數及革蘭氏陽性菌破壁能力均優于其他方法。菌群結構分析表明牦牛瘤胃細菌菌群結構包括21門、35綱、75科、112屬,豐度較高的菌群依次是擬桿菌Bacteroidtes (64%)、厚壁菌Firmicutes(20%)、螺旋體Spirochaetae(2.3%)和變形菌Proteobacteri(1.8%),纖維桿菌Fibrobacter (1.7%)。牦牛瘤胃細菌群體結構與黃牛相比存在著一定的差異,這可能歸因于飲食及環境的不同。【結論】利用16S rRNA高通量測序篩選出了牦牛瘤胃細菌基因組DNA理想提取方法,即方法6(CTAB-Lysozyme-珠磨),并初步分析了牦牛瘤胃細菌群體結構,為研究牦牛瘤胃微生物群體特殊性及挖掘牦牛體內的基因資源奠定了基礎。
    基于物聯網技術的生豬存亡遠程監測系統設計與驗證
    陳桂鵬,秦文婧,丁建,萬明春,郭雷風,王文生
    中國農業科學. 2017, 50(5):  942-950.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.05.017
    摘要 ( 124 )   HTML ( 2 )   PDF (1046KB) ( 320 )   收藏
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    【目的】當前政府對生豬的監管停留在標簽式耳標的被動監管上,但由于監管滯后經常出現死豬被丟棄的惡性事件發生,為了解決監管部門對生豬存亡狀態遠程監管難的問題,同時便于養殖企業監測生豬的心率,對異常心率的生豬及時采取有效措施。筆者設計一種集生豬心率采集及生豬存亡判斷的遠程監測系統。【方法】系統采用無線傳感網的數據傳輸架構模式,由智能耳標、路由節點、網關、遠程服務器、豬場監測中心、政府監管部門監測中心組成。智能耳標采集數據通過無線ZigBee網絡經路由節點,由網關中的GPRS模塊將數據經由Internet轉發至遠程服務器中,軟件系統自動對數據異常生豬報警。參考人用穿戴式心率監測的設計,采用光電心率測量法,使用LED及光感應器,結合濾波電路、放大電路設計了心率傳感器。同時為確定LED的發光波長及光感應器的感應波長,通過采集不同體重杜長大豬耳處血液樣本,運用郎伯比爾定律,利用分光光度計研究生豬血液中(HbO2)與脫氧血紅蛋白(Hb)對光譜吸光度規律,從光電心率測量法的原理出發,分析心率傳感器在運動狀態下測量不精確的原因。此外結合生豬的睡眠習性利用姿態傳感器MPU6050中的DMP(Digital Motion Processor)獲取穩定的姿態數據,并識別心率傳感器采集的不準確的數據。最后采用具有ZigBee協議的CC2530通過自帶的ADC轉換器、I/O模擬IIC通信協議實現心率傳感器、MPU6050的數據讀取,并通過ZigBee網絡進行數據傳輸,用其PM2(睡眠)模式降低功耗,制成集心率與姿態的監測為一體的耳標佩戴在豬耳上。【結果】研究表明從HbO2 與Hb對光譜吸光度規律觀測,同時考慮到電子元件的成本、通用率,對生豬生活影響等因素,560 nm光用于生豬光電式心率測量效果明顯。生豬心率傳感器采用該波長光對生豬心率測量與傳統人工測量方法對比,心率誤差為0.9%,由于生豬臥睡時間占75%以上并且基本只在進食前后活動,因此心率傳感器可較長時間對生豬進行監測,尤其是利用MPU6050監測運動情況,故該系統可實現對生豬靜態下進行心率監測、動態下進行姿態監測,當在靜態下無心率數據則代表生豬死亡。【結論】由于該耳標質量輕、體積小、功耗低、測量準確,可以較為便利地實現在靜態下對生豬進行心率監測和動態下的姿態監測,即實現了生豬存亡狀態監測的同時,也實現了對生豬心率的長期監測。改變了傳統RFID耳標的被動監測模式,對改善生豬的福利水平及提高政府的監管能力具有重要意義。
    轉地蜂群病原微生物及腸道共生菌的變化
    劉珊,王劉豪,郭軍,李繼蓮,徐龍龍
    中國農業科學. 2017, 50(5):  951-958.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.05.018
    摘要 ( 125 )   HTML ( 1 )   PDF (780KB) ( 304 )   收藏
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    【目的】探明轉地放蜂過程中常見蜜蜂病毒和寄生蟲的流行規律,及不同地區工蜂腸道中兩種主要共生菌Gilliamella apicolaSnodgrassella alvi的變化情況。【方法】 在轉地放蜂過程中,對同一意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica)蜂場的固定蜂群連續取樣,采用RT-PCR方法檢測蜂群中病毒和寄生蟲的感染情況,使用SPSS 17.0軟件對不同地區、不同季節樣本的病毒和寄生蟲感染率進行卡方檢驗。以蜜蜂β-actin 為內參基因,對不同地區樣本中的共生菌G. apicola S. alvi進行熒光定量PCR分析,檢測轉地過程中工蜂腸道中這兩種細菌的變化情況,并采用Kendall Rank相關系數對病原物感染率和共生菌含量進行相關性分析。【結果】 轉地放蜂7個地區的樣本中,僅檢測出以色列急性麻痹病毒(IAPV)、黑蜂王臺病毒(BQCV)和蜜蜂殘翅病毒(DWV)3種蜜蜂病毒。其中IAPV和BQCV在所有地區均有檢出且感染率較高,不同地區之間感染率差異顯著;DWV感染率相對較低,不同地區之間感染率差異極顯著。西方蜜蜂微孢子蟲(Nosema apis)在各地區樣本中均未檢出,東方蜜蜂微孢子蟲(Nosema ceranae)在4個地區的樣本中檢出,且不同地區間感染率差異極顯著,熊蜂微孢子蟲(Nosema bombi)在各個地區均有檢出,不同地區間感染率差異顯著;季節性差異分析表明,IAPV在不同季節的感染率差異不顯著,而BQCV、DWV、N. ceranaeN. bombi在不同季節的感染率差異顯著,且春夏季的感染率普遍高于秋冬季;不同轉地地區的工蜂腸道內均含有共生菌G. apicolaS. alvi, 且兩種共生菌含量在不同地區間均差異極顯著;相關性分析表明,S. alvi和IAPV之間呈顯著負相關作用。【結論】轉地蜂場工蜂病原微生物的檢測結果表明IAPV、BQCV、DWV和微孢子蟲在蜂群中普遍存在;蜜蜂病原物的感染率和腸道共生菌的含量在不同地理區域間差異顯著;部分病原物與腸道共生菌間呈顯著負相關關系;轉地放蜂方式對蜜蜂的健康狀況有一定影響。
    研究簡報
    葡萄酒中植物乳桿菌蘋果酸-乳酸發酵潛能評價
    卜瀟,薛雪,程靜,劉樹文
    中國農業科學. 2017, 50(5):  959-968.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.05.019
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    【目的】研究植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum)對赤霞珠葡萄酒進行蘋果酸-乳酸發酵(Malolactic FermentationMLF)的過程,評價植物乳桿菌的蘋果酸-乳酸發酵潛能,旨在開發潛在的葡萄酒植物乳桿菌商業蘋果酸-乳酸發酵啟動劑。【方法】以從新疆本土葡萄酒中篩選得到的糖苷酶活性較高的4株植物乳桿菌CS-1、XJ-14、XJ-25和XJA-2為研究對象,對未經過MLF的赤霞珠干紅葡萄酒分別進行MLF,試驗設置對照組(未進行MLF)。比較4株植物乳桿菌在葡萄酒MLF過程中菌株的生長情況、蘋果酸含量的變化及MLF前后葡萄酒香氣成分的差異,全面評價植物乳桿菌的蘋果酸-乳酸發酵潛能。【結果】4株植物乳桿菌在葡萄酒MLF過程進行前6 d,菌密度均有較大幅度的下降,而接種6 d后,菌密度的下降趨勢開始放緩;所有菌株均表現出良好的降酸能力,XJA-2的降酸能力略高于其余菌株,15d內能夠將葡萄酒中蘋果酸濃度由2.3 g·L-1降至1.0 g·L-1左右,但所有菌株均未能完成MLF;菌株XJ-25處理組能夠顯著降低原酒中的生青味等不愉悅的香氣并帶來更加濃郁的花香及果香,XJ-14處理組同樣能夠降低葡萄酒的生青味,但花香果香相對XJ-25較弱,而菌株CS-1處理組和菌株XJA-2處理組均略微降低了原酒中的生青味,但由于化學味和植物味水平的提升,掩蓋了原酒本身的花香和果香。【結論】利用植物乳桿菌XJ-25啟動MLF有利于乙醇酯類香氣物質的釋放,增強了葡萄酒的果香及花香特征,相對于其余3株植物乳桿菌菌株更有利于提高葡萄酒香氣質量。因此,植物乳桿菌XJ-25具有開發為商業發酵劑的潛能。
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