Please wait a minute...
廣告服務

當期目錄

    2017年 第50卷 第10期 刊出日期:2017-05-16
      
    作物遺傳育種·種質資源·分子遺傳學
    水稻耐鹽性和耐堿性相關性狀的QTL定位及環境互作分析
    梁銀培,孫健,索藝寧,劉化龍,王敬國,鄭洪亮,孫曉雪,鄒德堂
    中國農業科學. 2017, 50(10):  1747-1762.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.001
    摘要 ( 141 )   HTML ( 6 )   PDF (1462KB) ( 583 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】探索水稻在鹽和堿脅迫下產量相關性狀的變化規律,尋找耐鹽堿主效QTL,并分析QTL加性、上位性與環境互作效應。揭示單株有效穗數、結實率、千粒重和單株穗重在鹽、堿脅迫下的遺傳機制,為水稻耐鹽堿性分子標記輔助育種提供理論依據。【方法】以東農425和長白10號雜交得到的重組自交系為材料,構建包含120個SSR標記的遺傳連鎖圖。以濃度6 ds·m-1的NaCl水溶液,pH9.0的Na2CO3水溶液進行全生育期處理,正常水灌溉為對照。對2014年和2015年鹽、堿脅迫和自然條件下水稻的單株有效穗數、結實率、千粒重和單株穗重分別采用2種作圖方法同時定位研究,即完備區間作圖法進行加性QTL定位和混合線性模型的復合區間作圖法進行加性、上位性QTL與環境互作聯合分析。【結果】2014年和2015年堿脅迫條件下與鹽脅迫條件下各性狀表型值相比,耐堿相關性狀降低較明顯,表明水稻對堿脅迫更為敏感,堿脅迫更大程度地限制了高產和穩產。并且2年的堿脅迫條件下各性狀與鹽脅迫條件下各性狀均未表現出顯著相關性。水稻在耐鹽性和耐堿性上可能存在遺傳機制上的差異。運用ICIM共檢測到61個水稻耐鹽堿相關性狀加性效應QTL,分布在第1、2、3、4、5、6、7、8、10、11和12染色體上。運用MCIM在6個環境下進行加性及環境互作效應的聯合定位分析,共檢測到17個加性QTL存在環境互作效應,分布在第1、3、5、7、8、9、11和12染色體上。其中,運用ICIM同時在自然條件和鹽脅迫條件下2年重復檢測到qPN1-1,僅在堿脅迫下2年重復檢測到qPN11-2,同時在鹽脅迫和堿脅迫條件下2年重復檢測到qPN3-3,在鹽脅迫與自然條件比值下2年重復檢測到qRPN1-1,僅在自然條件下2年重復檢測到qGW7和同時在鹽、堿脅迫和自然條件下2年重復檢測到qPW11均被MCIM檢測到。qPW11是1個新的耐鹽堿QTL,其貢獻率為7.94%—20.13%。運用MCIM對水稻耐鹽堿相關性狀在6個環境下進行上位性與環境互作效應分析,共檢測到13對上位性QTL與環境發生互作效應。檢測到2對有關單株有效穗數的上位性QTL與環境互作,檢測到2對脅迫與自然條件比值下單株有效穗數的上位性QTL與環境互作;檢測到2對有關結實率的上位性QTL與環境互作,檢測到2對脅迫與自然條件比值下結實率的上位性QTL與環境互作;檢測到1對有關千粒重的上位性QTL與環境互作,檢測到1對脅迫與自然條件比值下千粒重的上位性QTL與環境互作;檢測到3對有關單株穗重的上位性QTL與環境互作。【結論】鹽脅迫和堿脅迫都能影響水稻的產量相關性狀,但二者是性質有所差別的2種脅迫,堿脅迫破壞更強,降低產量更明顯。
    芝麻栽培種與野生種(Sesamum indicatum)雜種F1的獲得及特性鑒定
    楊敏敏,劉紅艷,周婷,瞿洪浩,楊遠霄,魏鑫,左陽,趙應忠
    中國農業科學. 2017, 50(10):  1763-1771.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.002
    摘要 ( 121 )   HTML ( 1 )   PDF (3334KB) ( 380 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價

    【目的】通過遠緣雜交獲得芝麻栽培種與野生種的雜交后代,改良芝麻栽培種對莖點枯病的抗性。【方法】對野芝3號(S. indicatum)(P3)和芝麻栽培種中芝14P1)、中芝14同源四倍體(P2)進行正反種間雜交,通過幼胚培養技術獲得雜種F1植株。首先利用SSR分子標記、細胞學、形態學方法進行后代真實性鑒定,篩選出真雜種。后對種間雜交的3個親本(野芝3號、中芝14及其同源四倍體)以及雜種后代F1株系進行莖點枯病人工接種鑒定。【結果】種間正反交組合后代的幼胚成苗率有明顯差異,在接種的773個幼胚中,有155個幼胚發育成苗,平均幼胚成苗率為20.05%種間正交組合(P3×P1P3×P2分別為32.75%21.11%),高于反交組合(P1×P3P2×P3分別為8.84%13.41%)。說明親本的基因型在很大程度上影響遠緣雜交的成苗率。P3×P1 P1×P3組合F1植株染色體數目為42條;P3×P2P2×P3 組合F1染色體數目為55條,正反交雜種F1株系大部分花粉粒形態獨特,形狀規則但多無內含物,為高度不育類型;部分F1株系有少量的可育花粉,為部分不育型。選用多態性較好的HS142引物在親本中芝14中能清晰的擴增出2條特異性條帶(約460500 bp),在野芝3號則擴增出1條特異性條帶(約380 bp)。然后對12個后代進行鑒定,其中有10個雜種F1植株同時具有3條父、母本特異條帶,另2株僅出現母本或父本帶為假雜種。以高抗種質野芝3號為母本的種間雜交P3×P1P3×P2后代染病的病斑長度分別為9.356.65 cm,反交組合后代的病斑長度分別為9.908.90 cm;所有雜交組合的后代對莖點枯病抗性均高于其栽培種親本(P1 14.30 cmP2 11.46 cm),但低于野生種親本(P3 4.80 cm)。【結論】通過種間雜交結合幼胚培養可以篩選出莖點枯病抗性明顯高于芝麻栽培親本的新種質。

    擬南芥開花抑制因子TFL1與GRFs蛋白的相互作用
    袁敏,邢繼紅,王莉,葛偉娜,郭棣,張嵐
    中國農業科學. 2017, 50(10):  1772-1780.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.003
    摘要 ( 118 )   HTML ( 2 )   PDF (2437KB) ( 539 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】研究擬南芥開花抑制因子TFL1與2個GRFs家族成員GRF4和GRF7之間的互作關系,為進一步解析TFL1抑制植物開花的分子機制奠定基礎。【方法】以擬南芥cDNA作為模板,利用基因特異性引物,克隆TFL1、GRF4和GRF7,分別連接入門載體pCR8,經菌落PCR擴增和測序鑒定分別獲得這3個基因的入門載體TFL1-pCR8、GRF4-pCR8和GRF7-pCR8。利用LR重組的方法將上述3個入門載體分別與目標載體pGADT7和pGBKT7重組獲得酵母雙雜交試驗載體TFL1-BD、GRF4-AD和GRF7-AD。將TFL1-BD載體分別與GRF4-AD或GRF7-AD載體共同轉化酵母感受態細胞,于雙缺(-Leu/-Trp)培養基上30℃培養2—3 d直至長出酵母克隆,選取合適大小的酵母菌落轉移到雙缺(-Leu/-Trp)和四缺(-Leu/-Trp/-His/-Ade)缺陷培養基上,通過觀察酵母菌落的生長情況判斷TFL1與GRFs之間的互作關系。利用LR重組的方法將上述3個入門載體分別與目標載體px-nYFP和px-cYFP重組獲得TFL1-nYFP、TFL1-cYFP、GRFs-nYFP、GRFs-cYFP雙分子熒光互補試驗載體,并分別轉化農桿菌感受態細胞。將轉化TFL1-nYFP或TFL1-cYFP載體的農桿菌分別與轉化GRFs-nYFP或GRFs-cYFP載體的農桿菌共注射煙草葉片,培養48 h后在熒光共聚焦顯微鏡下觀察煙草細胞中YFP熒光的表達情況。通過YFP熒光信號的有無來判斷TFL1與GRFs之間的互作關系。【結果】成功克隆到擬南芥中的3個基因,分別是534 bp的TFL1、888 bp的GRF4和798 bp的GRF7,并分別獲得其入門載體(TFL1-pCR8、GRF4-pCR8和GRF7-pCR8)、酵母雙雜交試驗載體(TFL1-BD、GRF4-AD和GRF7-AD)和雙分子熒光互補試驗載體(TFL1-nYFP、TFL1-cYFP、GRFs-nYFP和GRFs-cYFP)。在酵母雙雜交試驗中,相較于陰性對照組,共同轉化TFL1-BD與GRFs載體的酵母菌落在雙缺(-Leu/-Trp)和四缺(-Leu/-Trp/-His/-Ade)培養基上都生長較好,結果表明TFL1與GRF4、GRF7在酵母中直接相互作用。在雙分子熒光互補試驗中,相較于陰性對照組,將轉化TFL1-cYFP載體的農桿菌與轉化GRFs-nYFP載體的農桿菌共注射煙草細胞之后均在煙草細胞核內產生較強的YFP熒光信號;與此同時,將轉化TFL1-nYFP載體的農桿菌與轉化GRFs-cYFP載體的農桿菌共注射煙草細胞之后同樣在煙草細胞核內產生較強的YFP熒光信號。結果表明,TFL1與GRF4、GRF7在煙草中直接相互作用。【結論】擬南芥開花抑制因子TFL1與GRFs家族的2個成員GRF4和GRF7均直接相互作用。
    耕作栽培·生理生化·農業信息技術
    小麥分蘗期凍害后增施恢復肥的產量挽回效應及其生理機制
    李春燕,楊景,張玉雪,姚夢浩,朱新開,郭文善
    中國農業科學. 2017, 50(10):  1781-1791.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.004
    摘要 ( 103 )   HTML ( 2 )   PDF (448KB) ( 381 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】小麥越冬期低溫凍害時有發生,影響產量形成,而前人關于越冬期凍害的補救措施報道較少,因此研究分蘗期受凍小麥施用恢復肥挽回產量的效應,探明增施尿素恢復產量的生理原因,可為小麥抗逆栽培提供理論依據。【方法】試驗選用小麥品種揚麥16,利用人工智能控溫室,設置晝夜溫度-2℃/-6℃(2012年)和-2℃/-8℃(2013年),分別處理24、48、72 h,處理結束后5 d調查植株凍害指數。隨后一次性增施恢復肥尿素(N 46%)75、150 kg·hm-2(2012)和75、120、180 kg·hm-2(2013)補救,增施尿素后10、20、30 d取主莖展二葉,測定可溶性糖、游離脯氨酸和內源激素含量變化,成熟期測量株高并收獲籽粒測產。【結果】分蘗期低溫脅迫后揚麥16受凍指數隨著脅迫時間的延長由0.2上升到0.5左右。施肥補救后10 d,所有處理植株可溶性糖、游離脯氨酸以及脫落酸(ABA)和玉米素核甘(ZR)含量隨脅迫時間延長呈增加趨勢,不施肥處理顯著高于施恢復肥處理,相同處理時段,隨恢復肥施用量增加上述指標呈下降趨勢,赤霉素(GA3)含量呈相反變化趨勢;增施尿素后20 d,施肥處理可溶性糖和游離脯氨酸含量、ABA和ZR含量較不施肥處理快速下降,GA3含量上升;施肥后30 d,各低溫處理的滲透調節物質和內源激素含量已恢復至接近自然對照水平。隨低溫處理時間延長,小麥產量、基部Ⅰ、Ⅱ節間長度及株高降低,相同處理時段內,基部節間長度、株高及產量恢復和挽回效應隨恢復肥施用量增加而提高。【結論】分蘗期受凍小麥根據受凍指數及時適量施用恢復肥能明顯緩解低溫傷害,表現為植株滲透調節物質含量下降以及激素更趨于平衡,促進新生分蘗發生和基部Ⅰ、Ⅱ節間伸長,一定程度上挽回了產量的損失。研究兼顧產量挽回效應和氮肥偏生產力,提出分蘗期受凍指數為0.2左右的輕度凍害推薦施尿素75 kg·hm-2,受凍指數0.36左右的中度凍害推薦施尿素120 kg·hm-2,受凍指數0.5左右的重度凍害推薦施尿素180 kg·hm-2
    一種基于趨勢單產和遙感修正模型的混合估產模型
    陳昌為,朱秀芳,蔡毅,郭航
    中國農業科學. 2017, 50(10):  1792-1801.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.005
    摘要 ( 81 )   HTML ( 1 )   PDF (952KB) ( 599 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】在分析國內外農作物估產方法的相關研究進展基礎上,將傳統統計估產方法和遙感估產方法相結合,提出一種新的混合估產模型。【方法】該模型由趨勢單產、遙感修正單產和隨機誤差項三部分組成,其中趨勢單產利用歷史長時間序列的單產統計數據,通過多項式回歸的方法結合ARIMA模型修正得到,遙感修正單產利用3個作物關鍵生育期NDVI和實測單產多元回歸得到。為驗證所提出估產方法的可行性和精度,利用2015年冬小麥關鍵生育期的三景環境衛星遙感影像和冬小麥實測地塊單產數據以及近30年(1985—2014年)北京市各區縣的冬小麥單產數據,對2015年的北京市的冬小麥單產進行估算,與真實值(2015年單產統計數據)對比。【結果】混合估產模型對北京市的冬小麥單產預測精度達到98.7%,各區縣估產精度均超過90%,除房山(90.3%)外,各縣單產預測相對精度均超過95%;傳統趨勢單產模型對北京市的冬小麥單產預測精度達到94.75%,但在區縣尺度上,傳統估產模型預測精度較低,對房山區的估產精度不足80%; 引入ARIMA模型可以提高傳統趨勢單產模型的精度。修正后的趨勢單產模型冬小麥單產預測精度平均提高了1.59%。本文建立的遙感修正模型,利用三景遙感影像修正結果最優,此方法使冬小麥估產精度整體提升3.55%,尤其是房山、平谷等區縣,精度明顯提升。【結論】該模型在市級尺度和縣級尺度上預測冬小麥單產均取得較高精度,充分考慮冬小麥時間尺度和空間尺度上的變化,對農作物估產有一定的指導意義。
    植物保護
    山西省植物病原鐮孢菌種群分布及遺傳變異分析
    王琳,李新鳳,徐玉梅,暢引東,王建明
    中國農業科學. 2017, 50(10):  1802-1816.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.006
    摘要 ( 100 )   HTML ( 1 )   PDF (2941KB) ( 277 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】通過對鐮孢菌(Fusarium)ITS、EF-1α和β-tubulin 3個基因序列比較分析,篩選適合于鐮孢菌種類鑒定的基因序列,并以此序列分析山西省植物病原鐮孢菌種群分布及遺傳變異情況。【方法】從2013—2015年在山西省11市28縣(區)采集分離的625株鐮孢菌菌株中選取形態學清晰的菌株進行ITS、EF-1α和β-tubulin基因序列聯合分析,運用Sequencher軟件對序列進行拼接和校對,將測序結果與NCBI及FUSARIUM-ID數據庫中所有已公布的序列進行BLAST分析,結合下載概念清晰或標準種序列,運用ClustalX和GelDoc軟件進行序列對齊和編輯,運用MEGA、Excel、DNAstar和TaxonGap軟件分析鐮孢菌種內種間遺傳變異情況,從ITS、EF-1α和β-tubulin中篩選適合鐮孢菌種類鑒定的基因序列,并以此序列分析山西省鐮孢菌的種群分布特點等。【結果】在3個候選基因序列中,EF-1α基因序列是最適用于鐮孢菌種類鑒定的基因序列,其種間平均遺傳距離分別是種內平均遺傳距離的24倍,種內差異小于種間差異的種的數量最多,達到供試種的73%,物種鑒定準確率最強,達到87%。基于EF-1α基因片段的系統發育分析結果表明,在供試的27種鐮孢菌中,有22種表現出單系性,相同種的不同菌株以較高支持率聚成獨立支。在27種鐮孢菌中,F. oxysporum是山西省鐮孢菌的優勢種,分離頻率最高(22.1%),且分布最廣,在23個縣(區)均有分布;其次是F. solani(13.8%),在14個縣(區)有分布。從不同地區鐮孢菌的種群結構及分布來看,運城、臨汾、忻州、長治、呂梁、晉中和太原均以F. oxysporum為優勢種,朔州以F. lateritium為優勢種,大同以F. solani為優勢種,晉城以F. verticillioides為優勢種,陽泉以F. incarnatum為優勢種;其中晉中和忻州的鐮孢菌種類最豐富,臨汾次之,朔州最少。從不同寄主鐮孢菌的種群結構及分布來看,番茄上鐮孢菌的種類最多(15種),其次是馬鈴薯(13種)和大豆(12種);番茄、黃瓜、西瓜、馬鈴薯、茄子、西葫蘆和甘藍,均以F. oxysporum為優勢種,大豆和玉米以F. verticillioides為優勢種,小麥以F. avenaceumF. graminearum為優勢種。【結論】鐮孢菌種內種間存在豐富的遺傳變異,其中EF-1α基因序列的遺傳變異最適用于鐮孢菌種類的鑒定,但形態學種和系統發育學種不完全吻合。F. oxysporum是山西省鐮孢菌的優勢種,不同地區、不同寄主上鐮孢菌種群存在明顯的遺傳分化;研究結果可為鐮孢菌的分類鑒定、DNA條形碼篩選、檢驗檢疫及其綜合防治提供理論依據。
    飛蝗內表皮蛋白基因LmAbd-5的表達與功能分析
    趙小明,賈盼,勾昕,劉衛敏,馬恩波,張建珍
    中國農業科學. 2017, 50(10):  1817-1826.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.007
    摘要 ( 76 )   HTML ( 1 )   PDF (2143KB) ( 318 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】基于飛蝗(Locusta migratoria)轉錄組數據庫獲得內表皮蛋白(endocuticle structural glycoprotein)基因LmAbd-5的cDNA序列,分析該基因的序列特征和mRNA表達特性,采用RNAi方法分析其生物學功能,探討其在飛蝗表皮形成中的作用,為害蟲防治提供新的分子靶標。【方法】采用生物信息學方法搜索飛蝗轉錄組數據庫,獲得LmAbd-5 cDNA全長序列并克隆驗證;采用SignalP在線軟件分析蛋白的信號肽,利用SMART網站預測其功能域,使用MEGA 7.0軟件中neighbor-joining(NJ)方法,與其他昆蟲同源序列進行聚類分析;采用reverse-transcription quantitative PCR(RT-qPCR)方法檢測LmAbd-5在飛蝗5齡第2天若蟲不同組織部位和5齡不同發育時期體壁組織中的表達情況,揭示其組織和時期表達模式;采用RNA干擾(RNAi)技術及透射電鏡技術(TEM)觀察沉默LmAbd-5后對飛蝗生長發育和表皮結構的影響。【結果】通過搜索得到LmAbd-5 cDNA全長序列并進行了克隆和測序驗證,獲得520 bp全長cDNA序列,其中ORF為303 bp;基因結構分析顯示該基因含有3個外顯子;功能域分析發現其含有1個信號肽和1個幾丁質結合域(chitin binding domain 4,ChtBD4),與沙漠蝗、白蟻、赤擬谷盜等的Abd-5結構類似;BLAST分析結果表明Abd-5在昆蟲中高度保守,飛蝗與沙漠蝗Abd-5序列一致度高達81%;對其保守基序進行WebLogo分析發現LmAbd-5屬于表皮蛋白CPR家族中的RR-1亞類;聚類分析結果顯示,LmAbd-5與沙漠蝗和白蟻的Abd-5顯示出較近的親緣關系;RT-qPCR結果顯示LmAbd-5在前腸、后腸、氣管和體壁等由外胚層形成的組織中高表達,而在胃盲囊、中腸、馬氏管、脂肪體和翅芽中低表達或不表達;不同時期表達分析發現,LmAbd-5在4齡若蟲蛻皮后0—72 h(5齡早期)具有高表達,其中蛻皮后72 h時達到最大表達量,隨后表達量急劇降低(96—168 h),其表達時期與內表皮形成時間一致;采用RNAi技術分析該基因的生物學功能,對5齡第2天若蟲分別注射等量的dsLmAbd-5和dsGFP(對照),發現注射dsLmAbd-5的5齡若蟲和對照組相同,均可正常蛻皮,發育至成蟲第2天目的基因表達量顯著降低,但未出現肉眼可見的異常表型。分別取成蟲第2天處理組和對照組成蟲表皮進行超微結構觀察,發現與對照組相比,處理組成蟲內表皮片層結構較為疏松,導致內表皮片層變厚,最終表現為整個內表皮變厚。【結論】根據轉錄組數據庫分析獲得1個CPR家族表皮蛋白LmAbd-5,該蛋白含有1個信號肽和1個幾丁質結合域ChtBD4,屬于RR-1亞類;LmAbd-5主要在外胚層起源的組織中高表達,沉默LmAbd-5后飛蝗沒有肉眼可見的表型,但超微結構分析發現其參與飛蝗內表皮片層結構的形成。
    土壤肥料·節水灌溉·農業生態環境
    生物質炭特性及施用管理措施對作物產量影響的整合分析
    肖婧,徐虎,蔡岸冬,黃敏,張琪,孫楠,張文菊,徐明崗
    中國農業科學. 2017, 50(10):  1827-1837.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.008
    摘要 ( 141 )   HTML ( 5 )   PDF (443KB) ( 465 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】大量研究表明農田施用具有特殊理化性質的生物質炭對作物產量具有顯著影響,采用大樣本統計方法量化生物質炭自身特性及施用管理措施對作物產量的影響程度。【方法】通過收集全球范圍內公開發表的97篇生物質炭施用與土壤改良、作物生長有關的相對獨立研究,共獲得匹配數據819組。運用數據整合分析方法(Meta-analysis)量化生物質炭自身特性(原料、制備溫度、C/N、pH)在人為施用管理(施用量與施用時長)、土壤屬性(質地和酸堿度)等條件下對作物產量變化的影響。【結果】統計分析表明,與不施用生物質炭相比,施用生物質炭具有顯著的增產效應,作物平均增產15.0%。生物質炭施用的增產效果在不同作物上存在顯著差異,經濟作物平均增產25.3%,顯著高于糧食作物(10.0%)。生物質炭自身特性對作物產量影響顯著,當制備溫度<600℃、pH>7、C/N值介于20—300時,均具有顯著的增產效果,增產范圍為9.2%—26.6%,且增產幅度隨著制備溫度和其自身C/N值的增加而下降。對于不同質地和酸堿度的土壤而言,施用生物質炭的增產效果表現為黏質土壤>砂質土壤>壤質土壤;施用于酸性土壤可增產29.2%,分別是中性及堿性土壤的7.9和2.5倍。人為管理條件下,當生物質炭施用量<10.0 t·hm-2時,可顯著提高作物產量,達到18.0%,施用量>80.0 t·hm-2后增產效果不顯著。施用生物質炭的增產效果隨著施用時間的增加而呈下降趨勢,施用半年至兩年內可增產13.4%—17.5%,超過兩年,增產效應降至9.6%。【結論】生物質炭的增產效應隨著生物質炭的屬性、施用量和施用時長的不同有所差異。根據作物類型與土壤屬性選擇適宜特性的生物質炭,適時酌情間斷性施用,不僅可以達到持續增產的目的,也降低成本,提高經濟效益,可以作為現代可持續農業管理措施的選擇。
    覆膜條件下對AquaCrop模型冬小麥生長動態和土壤水分模擬效果的評價分析
    劉匣,丁奠元,張浩杰,褚曉升,余坤,馮浩
    中國農業科學. 2017, 50(10):  1838-1851.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.009
    摘要 ( 107 )   HTML ( 2 )   PDF (565KB) ( 351 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】通過評價AquaCrop模型對覆膜條件下冬小麥的生長發育、土壤水分、產量以及水分利用效率的模擬效果,為AquaCrop模型在覆膜條件下的校準和應用提供科學的方法和理論依據。【方法】試驗設置不覆蓋(CK)和白色地膜覆蓋(PM)兩個處理,于2013年10月至2016年6月年在陜西楊凌進行田間試驗,利用2014—2015年度試驗數據對AquaCrop模型進行參數校準,利用2013—2014年度和2015—2016年度的冬小麥觀測數據對AquaCrop模型進行驗證。【結果】AquaCrop模型較好地模擬了冬小麥冠層覆蓋度,冠層覆蓋度模擬值和實測值之間的決定系數(R2)為0.86—0.99,均方根誤差(RMSE)為2.1%—8.1%。AquaCrop模型也較好地模擬了冬小麥生物量和土壤貯水量,其中地上部生物量的模擬值和實測值之間的R2均大于0.95,RMSE為0.814—1.933 t·hm-2;CK土壤貯水量模擬值和實測值間的相關系數均大于0.85,PM土壤貯水量模擬值和實測值間的相關系數均大于0.75,CK和PM土壤貯水量模擬值和實測值的均方根誤差表現為9.2 mm<RMSE<17.6 mm,標準均方根誤差(NRMSE)小于5.5%。冬小麥產量實測值和模擬值相對誤差(RE)為-4.4%—9.0%,PM產量實測值和模擬值的平均值較CK分別提高40.5%和40.3%,表現出較好的一致性,處理間成顯著性差異。水分利用效率實測值和模擬值RE為-10.4%—-1.5%,PM水分利用效率實測值和模擬值的平均值較CK分別提高54.1%和47.5%,同樣表現出較好的一致性,處理間成顯著性差異。在冠層覆蓋度、地上部生物量、產量和水分利用效率方面,模型模擬值和實測值的變化趨勢基本一致,且PM模擬值和實測值間均較CK表現出顯著性差異。【結論】AquaCrop模型能夠較好地模擬覆膜條件下冬小麥生長發育過程,可以用于覆膜條件下作物生產力的模擬和預測,為AquaCrop模型的推廣應用提供了可靠的數據支持。
    園藝
    黃瓜耐鎘相關基因CsNAC019的克隆及表達分析
    李慧園,田春育,鄭玉瑩,武濤
    中國農業科學. 2017, 50(10):  1852-1861.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.010
    摘要 ( 109 )   HTML ( 1 )   PDF (1896KB) ( 353 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】研究黃瓜耐鎘(Cd)分子機制,結合生物信息學分析獲得一個NAC轉錄因子家族基因CsNAC019,對其進行克隆和表達分析,為進一步將該基因用于黃瓜耐Cd品種的改良與選育提供試驗基礎。【方法】通過PCR技術擴增CsNAC019全長;利用NCBI和DNAMAN進行序列比對和保守結構域分析;利用Expasy、TMHMM等在線軟件進行氨基酸組成、穩定系數、親水系數分析;通過PlantCARE在線工具進行啟動子序列分析;采用MEGA 6.0軟件根據NJ方法,構建系統進化樹;采用qRT-PCR技術檢測Cd脅迫后黃瓜CsNAC019在葉中的表達情況,并用DPS 7.05數據處理系統軟件進行方差及顯著性分析。【結果】CsNAC019含有典型的NAC保守結構域。通過BLAST分析比對,該基因在氨基酸序列上與擬南芥NAC019存在60%的同源性,兩者在從N端到C端有A、B、C、D、E 5個氨基酸相對保守區的序列高度一致。該基因CDS序列全長為960 bp,編碼319個氨基酸,編碼蛋白質分子量為35.66 kD,理論等電點為8.72,不穩定系數為68.18,平均親水系數為-0.483。啟動子分析表明,除含有真核生物啟動子固有的TATA和CAAT 元件外,CsNAC019的啟動子序列還存在G-box、ABRE、W-box、P-box、TCA-element、TC-richrepeats、HSE等多種響應逆境脅迫的順式元件。系統進化分析表明,CsNAC019與甜瓜、桃、蘋果、柑桔、葡萄、大豆等15種植物NAC轉錄因子有64%—96%的同源性,其中與甜瓜的NAC蛋白同源性最高,為96%。通過qRT-PCR分析發現,與對照相比,CsNAC019在Cd脅迫條件下表達量明顯上調(8.2倍)。【結論】CsNAC019為黃瓜Cd脅迫誘導表達基因,推測其可能通過調節下游基因的表達調控黃瓜對Cd脅迫的應答
    采前乙酰水楊酸處理對厚皮甜瓜果實后熟及軟化的影響
    劉耀娜,王毅,畢陽,李生娥,姜紅,朱艷,王斌
    中國農業科學. 2017, 50(10):  1862-1872.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.011
    摘要 ( 95 )   HTML ( 3 )   PDF (553KB) ( 284 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    目的研究果實發育期間乙酰水楊酸(ASA)4次噴施處理對厚皮甜瓜果實采收及貯藏期間后熟和軟化的影響及作用機理,為采后調控提供參考。【方法】以‘瑪瑙’厚皮甜瓜為試材,采用1 mmol·L-1 ASA分別在甜瓜幼果期(花后2周)、膨大期(花后3周)、網紋形成期(花后4周)及采前48 h四個時期連續噴施處理,測定果實采收及冷藏期間(7℃,RH 55%—60%)的呼吸強度和乙烯釋放量,硬度、細胞壁組分以及細胞壁降解酶活性的變化。【結果】采前乙酰水楊酸處理可有效降低甜瓜果實采收時的呼吸強度和乙烯釋放量,使果實貯藏期間呼吸和乙烯躍變峰的出現時間推遲1周。ASA處理提高了果實采收時的硬度及原果膠、纖維素、半纖維素和富含羥脯氨酸糖蛋白(HRGPs)含量,延緩了原果膠向可溶性果膠的轉化,維持了較高的纖維素、半纖維素和HRGPs水平,有效保持了貯藏期間的果實硬度。采前ASA處理顯著降低了采收時和貯藏期間甜瓜果實細胞壁降解酶的活性,主要抑制了果實果膠甲酯酶(PME)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)、纖維素酶(Cx)和β-葡萄糖苷酶(β-Glu)的活性。相關性分析表明,處理果實的乙烯釋放量和呼吸強度與多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性呈顯著正相關,與β-葡萄糖苷酶(β-Glu)活性呈極顯著正相關;處理果實的硬度與果膠甲酯酶(PME)活性、原果膠和半纖維素含量呈極顯著正相關,與纖維素酶(Cx)活性和可溶性果膠(WSP)含量呈顯著正相關,與乙烯釋放量和呼吸強度均呈顯著負相關。【結論】采前ASA處理可促進甜瓜果實發育期間細胞壁物質的合成,有效抑制甜瓜果實采收及貯藏期間的呼吸強度和乙烯釋放,降低膠甲酯酶(PME)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)、纖維素酶(Cx)和β-葡萄糖苷酶(β-Glu)等細胞壁降解酶的活性,阻止細胞壁物質的釋放,有效維持了冷藏期間的甜瓜果實硬度。
    食品科學與工程
    發酵蘋果渣多糖分離純化、結構及其與加工特性的關系
    賈豐,郭玉蓉,楊曦,劉冬,李潔
    中國農業科學. 2017, 50(10):  1873-1884.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.012
    摘要 ( 89 )   HTML ( 1 )   PDF (1519KB) ( 601 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】在研究發酵蘋果渣多糖分離純化動態趨勢的基礎上,對其結構特性進行深入研究,進一步探究發酵蘋果渣多糖分離純化、活性及加工特性。【方法】以蘋果原渣多糖(apple pomace polysaccharides,AP)、蘋果酒渣多糖(wine fermented apple pomace polysaccharides,WFP)、蘋果醋渣多糖(vinegar fermented apple pomace polysaccharides,VFP)為原料,對其含量進行分析,利用發酵蘋果渣多糖不同組分間極性差異,采用DEAE-52纖維素,以NaCl溶液進行梯度洗脫,部分收集器進行逐管收集,苯酚硫酸法測定吸光值,制作洗脫曲線;同時,對DEAE-52纖維素層析所得組分利用去離子水經Sephadex G-200凝膠柱,根據一定分子量截留的特點進行進一步分離純化,測定所得組分純度后,對不同組分進行結構表征,主要包括X衍射儀(XRD)觀察晶體結構、熱重分析儀進行熱重分析(TG)、激光粒度儀對溶液粒度進行分析(LPSA)、同時通過剛果紅試驗探究其是否具有三螺旋結構,運用臺式掃面電鏡進行微觀結構分析。【結果】粗多糖含量達到70%左右,同時不含蛋白質、核酸,提取效率較高;AP在0.1和0.2 mol·L-1 NaCl洗脫液濃度下經DEAE-52纖維素層析、Sephadex G-200凝膠層析可得NAP0.1、NAP0.2;WFP在0.0、0.1和0.2 mol·L-1 NaCl濃度洗脫下可得NWFP0、NWFP0.1、NWFP0.2,VFP可得NVFP0、NVFP0.1、NVFP0.2,以上所得成分含量均達到92%以上,分離純化效果良好;3種多糖分離純化前后皆為非晶態物質,呈無定型結構;多糖溶液濃縮過程溫度應低于65℃,在加工中應注意控制溫度在150℃以內;分離純化前,3種多糖都存在三螺旋結構,分離純化后,組分NWFP0、NVFP0、NVFP0.1出現了三螺旋結構,AP經分離純化無三螺旋結構成分出現;蘋果渣多糖在分離純化后更加穩定,粒徑差異更小,主要表現在經分離純化后多糖的粒徑分散系數更小;分離純化導致片狀結構變小,交聯作用減弱,能更好發揮其生物活性。【結論】發酵蘋果渣多糖含量達70%,經分離純化后的含量與AP均可達92%;由XRD、TG、LPSA、剛果紅、微觀結構等方面得出其在溶解度、黏度、物理性質等方面的改變有利于更好發揮生物活性,同時獲得更好的加工特性。
    畜牧·獸醫·資源昆蟲
    用隨機回歸模型估計寧夏地區荷斯坦牛頭胎測定日產奶量遺傳參數
    任小麗,劉澳星,李想,張旭,王雅春,邵懷峰,秦春華,王瑜,溫萬,張勝利
    中國農業科學. 2017, 50(10):  1885-1892.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.013
    摘要 ( 84 )   HTML ( 1 )   PDF (957KB) ( 354 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】通過擬合泌乳曲線對影響寧夏地區荷斯坦牛測定日產奶量的諸多因素進行分析,并采用隨機回歸測定日模型估計遺傳參數,為后續估計乳成分和體細胞數遺傳參數及個體育種值估計奠定基礎,同時也為制定適合該群體的優化育種方案提供參數。【方法】收集了2009—2013年間,寧夏地區24個牛場38 592頭荷斯坦牛原始DHI數據,共包含550 078條測定日產奶量記錄。質控標準為:產犢月齡為22—36 mo、泌乳天數為5—305 d及日產奶量為5.9—53.3 kg。質控后,共得到14 320頭母牛的127 478條測定日記錄(占原始記錄的23.14%)。將有表型的母牛至少向上追溯三代(父母、祖父母、外祖父母),得到遺傳評估所用的系譜文件,共包含24 272頭奶牛。使用Excel 2013計算各測定日的平均產奶量,利用SAS 9.1軟件的非線性回歸過程(NLIN)結合Wood模型擬合群體水平的泌乳曲線。采用隨機回歸測定日動物模型,通過DMU 5.2 軟件對頭胎產奶量進行遺傳參數估計。隨機回歸測定日模型中包括了一般固定效應、固定回歸項及隨機回歸項三類效應。研究中使用場-測定日作為固定效應、產犢年季效應作為固定回歸項,并將加性遺傳效應和永久環境效應作為隨機回歸項。測定日子模型采用4階勒項德多項式(Legendre polynomials)。根據寧夏地區氣候特點,將產犢季節劃分為春(3月11日至5月20日)、夏(5月21日至8月25日)、秋(8月26日至10月15日)和冬(10月16日至3月10日)四季。【結果】寧夏地區荷斯坦牛頭胎測定日產奶量群體均值為29.66 kg,在泌乳90 d時達到泌乳高峰,高峰產奶量為31.84 kg。通過不同產犢年份、產犢季節和牧場效應組合下的泌乳曲線擬合效果分析,以上因素通過影響泌乳曲線擬合效果進而影響頭胎產奶量。在使用測定日模型估計頭胎遺傳參數時均應通過子模型擬合考慮其泌乳曲線的差異,在產奶量遺傳評估模型中予以考慮。產奶量性狀5—305d的遺傳力在0.08—0.29之間,305d產奶量的總遺傳力為0.16。【結論】通過使用wood模型擬合寧夏地區荷斯坦牛頭胎泌乳曲線,優化了適合于該群體的測定日模型。利用修改后的測定日模型,估計了寧夏地區荷斯坦牛測定日產奶量的遺傳參數。305 d遺傳力(0.16)略低于其他群體的同類文研究結果。在測定日模型評估生產性能記錄時,應注意對殘差方差的處理并關注構建分子親緣關系矩陣所需系譜的完整性,以保證遺傳評估的可靠性。本研究為日后使用多性狀隨機回歸測定日模型估計泌乳性狀遺傳參數研究奠定了基礎。
    慢病毒介導小鼠 K26/KAP26.1 基因過表達對相關基因的調控作用
    金梅,康琳,孫東禹,樸君,樸敬愛,趙鳳琴
    中國農業科學. 2017, 50(10):  1893-1903.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.014
    摘要 ( 98 )   HTML ( 1 )   PDF (4112KB) ( 314 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】利用慢病毒介導過表達技術,明確小鼠 K26 和 KAP26.1 基因過表達后對角蛋白關聯蛋白基因 KAP6.2、KAP7.1、KAP8.2、KAP11.1 和對骨形態發生蛋白基因 BMP-4、BMPR-IB 的影響,探究小鼠絨毛細度變化的影響機制,達到人為調控(如慢病毒載體技術)使相關基因過表達,改善動物絨毛品質的目的,為哺乳動物絨毛細度調控的研究奠定理論基礎,【方法】試驗在遼寧省生物技術與分子藥物研發重點實驗室完成,小白鼠采自大連醫科大學實驗動物中心,選取出生后 5 周齡昆明種雄鼠。在 Genebank 查找到小鼠基因 K26(Gene ID:NM_001033397)及 KAP26.1(Gene ID:NM_027105.2)序列,根據目的基因序列設計引物,將質粒轉入生長狀態良好的 293T 細胞,構建小鼠 K26 和 KAP26.1 基因慢病毒過表達載體,將含有目的基因 K26 及 KAP26.1 的慢病毒表達載體分別轉染小鼠皮膚成纖維細胞,用熒光顯微鏡觀察其轉染情況,確定慢病毒表達載體轉染成功后,從病毒感染后的細胞中抽提總 RNA,將 RNA 反轉錄成 cDNA后放入 Eppendorf Realplex 熒光定量 PCR 儀,檢測 K26 和 KAP26.1 基因過表達對 KAP6.2、KAP7.1、KAP8.2、KAP11.1、BMP-4和BMPR-IB 基因表達的影響。【結果】經 RT-PCR 檢測,證明小鼠慢病毒載體 pLenti6.3-K26-IRES-EGFP 和 pLenti6.3-K26.1-IRES-EGFP 構建成功。經熒光場對比,發現目的慢病毒載體轉染293T細胞 72h 時轉染率最高。經 PCR 檢測,證實包裝好的目的慢病毒 K26 及 KAP26.1 轉染小鼠成纖維細胞 72 h 后轉染成功。經 RT-PCR 檢測 與 SPSS Statistics 19 軟件分析目的基因表達量與陽性對照組(空載體質粒組,BLACK)、陰性對照組(小鼠表皮成纖維細胞,NC)表達量之間的顯著性差異,發現 K26 基因過表達會導致 KAP26.1 基因上調,反之亦然,說明 K26 和 KAP26.1 基因之間存在一定的協同作用;K26 和 KAP26.1 基因過表達后,均能導致 KAP6.2、KAP7.1、KAP8.2、KAP11.1 基因下調;K26 基因過表達能使 BMP-4 基因表現為上調,而 BMPR-IB 基因表現為下調;KAP26.1 基因過表達時,BMP-4 和 BMPR-IB 基因均表現為上調。【結論】K26 與 KAP26.1 基因在毛囊的內根鞘中起到協同作用,K26和KAP26.1 基因的高表達會抑制 KAP6.2、KAP7.1、KAP8.2、KAP11.1 基因的表達,影響 mTOR 下游蛋白合成信號,進而起到調節絨毛粗細的作用;K26 和 KAP26.1 基因過表達均能使 BMP-4 基因表現為上調,BMP-4 是 BMP 信號通路的激活劑,能夠激活 BMP 信號通路向下游轉導,進而影響到毛囊的發育周期; K26 基因過表達下調 BMPR-IB 基因的表達,而 KAP26.1 基因過表達上調 BMPR-IB 基因的表達,BMPR-IB 基因是 BMP 信號的Ⅰ型受體,當 BMPR-IB 受體減少時,會抑制 BMP 信號向下游轉導,從而使絨毛生長周期重新開始;當 BMPR-IB 受體增加時,會促進下游信號分子轉錄,進而影響毛囊發育周期。說明 K26 和 KAP26.1 基因過表達均能激活 BMP 信號通路,并由 BMP 和 mTOR 信號調節 KAP6.2、KAP7.1、KAP8.2、KAP11.1、BMP-4和BMPR-IB 基因的表達,但 K26 與 KAP26.1 基因對 BMPR-IB 基因的相反調節作用有待深入研究。
    蘭州熊蜂氣味受體家族鑒定及分析
    王燁,韓蕾,董捷,黃家興,吳杰
    中國農業科學. 2017, 50(10):  1904-1913.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.015
    摘要 ( 100 )   HTML ( 2 )   PDF (8263KB) ( 267 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】了解蘭州熊蜂(Bombus lantschouensis)基因組中氣味受體基因(odorant receptors, Ors)情況,為進一步分析氣味受體功能提供信息,從而為研究該基因家族在熊蜂覓食、交尾、通訊等行為中的重要功能打下基礎。【方法】提取蘭州熊蜂胸部基因組DNA,進行Illumina高通量測序,對測序所得原始序列進行質控并拼接獲得基因組序列,然后使用本地blast 2.2.28+對構建蘭州熊蜂基因組本地數據庫,使用已知的地熊蜂(Bombus terrestris)和意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica)的氣味受體蛋白序列作為種子序列搜索數據庫獲得蘭州熊蜂的氣味受體序列;使用EMBOSS1.5對氣味受體蛋白序列進行基本理化分析,利用GSDS2.0對家族序列的內含子與外顯子位置進行分析,然后使用MEME 4.11.2對氨基酸序列進行保守基序分析,最后利用ClustaW 2.1、TrimAl 1.2、PhyML3.0對蘭州熊蜂、地熊蜂和意大利蜜蜂氣味受體家族序列進行系統進化分析。【結果】共獲得165個蘭州熊蜂氣味受體基因,包括1個非典型氣味受體(olfactory receptor co-receptor,Orco)、5個假基因和159個氣味受體。基因結構分析發現,氣味受體家族外顯子數目從4個到9個不等。其中Or 47—57的序列中外顯子數量最少,為4個;Or 128—161中外顯子的數量最多,為9個。根據基因結構的不同,將氣味受體分為10大類型,每個類型中的序列都有相似的外顯子長度與數量。Or 1—38、Or 69—85、Or 128—164這3大類所包含成員數較多(分別為38、17、37),其他7類包含成員個數都約10個,且每個類型中序列在染色體上都呈串聯排布,其中Or 1—38中都包含一個較長的第一外顯子。保守基序分析發現,在檢索的10個保守基序中,除基序5為未知基序外,其他9個基序均包含在其保守結構域(7tm_6 domain)中。 Or 1—38與Or 39—46多數成員包含全部10個保守基序,基序2、3、4、9廣泛存在于該家族成員序列中,這4個基序可能為該家族關鍵的功能區域。系統發育分析將Ors分為5個亞家族(I—V),其中亞家族II包含2種基因結構類型序列(BlOr 97—100與BlOr 69—85),亞家族V包含4種(BlOr 1—46、47—57、86—95和101—107)。BlOr 150—155與AmOr 122—139分別聚為兩個分支,BlOr 47—57與AmOr 63—65也發現類似的聚類,這表明在進化中,蜜蜂與熊蜂的Ors出現了特異性的擴張與缺失。在進化樹中發現Or 115較早與其他成員分離,位于樹的基部,推測該序列可能更接近氣味受體家族的祖先序列。【結論】探明了蘭州熊蜂的Or基因數量、基因結構及其進化關系;該基因家族在進化過程中部分成員保守基序丟失,這些結果為進一步了解Or基因功能打下了基礎。
    研究簡報
    油用牡丹脂肪酸脫氫酶基因FAD3的克隆與表達分析
    黃興琳,陸俊杏,廖冰楠,白輝揚,管麗,張濤
    中國農業科學. 2017, 50(10):  1914-1921.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.016
    摘要 ( 100 )   HTML ( 2 )   PDF (878KB) ( 624 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】ω-3脂肪酸脫氫酶(ω-3 FAD)為植物脂肪酸生物合成途徑中的關鍵酶,通過對油用牡丹‘鳳丹’ω-3 FAD基因結構特征及其在不同組織中的表達模式進行分析,為研究FAD3在油用牡丹‘鳳丹’脂肪酸形成過程中的調控提供理論基礎。【方法】采用RACE和RT-PCR的方法克隆油用牡丹‘鳳丹’ω-3 FAD基因,用Vector NTI Advance 11軟件進行序列分析,BLAST進行同源性比較,并用MEGA7.0的鄰接法(neighbor-joining,NJ)構建系統進化樹,利用在線蛋白質分析工具ExPASy預測FAD3蛋白的基本參數和特性,利用Phyre2預測蛋白質二級和三級結構,并通過實時熒光定量PCR檢測該基因在油用牡丹‘鳳丹’不同發育期的種子以及不同組織中的特異性表達情況。【結果】獲得油用牡丹‘鳳丹’脂肪酸脫氫酶FAD3,命名為FAD3(GenBank登錄號:KX906966)。序列分析表明該基因cDNA序列全長1 723 bp,其中,開放閱讀框1 308 bp,編碼435個氨基酸,3′端非編碼區長287 bp,5′末端非編碼區長99 bp,預測成熟蛋白分子量為49.9 kD,理論等電點(pI)為7.42,N端無信號肽,脂肪系數為83.08,不穩定指數35.67,總水平親水性為-0.222。經FAD3蛋白的二級結構預測,FAD3以α-螺旋、隨機卷曲為主,其次是延伸鏈、β-轉角含量較少;多序列比對結果表明,油用牡丹FAD3氨基酸序列含有2個保守結構域,系統發育分析結果顯示‘鳳丹’與芍藥處于同一分支,其親緣關系最近。TMHMM和TargetP亞細胞定位分析得知,FAD3蛋白有3個跨膜區域,可能定位于內質網中發揮功能。組織特異性結果分析表明,FAD3在‘鳳丹’的根、莖、葉、花瓣、雌蕊、雄蕊、種子中均有表達,其中,在葉中表達量最高,雌蕊次之,在雄蕊中表達量最低;不同時期種子中,10 d表達量最高,20 d次之,在60 d中表達量最低。【結論】成功從油用牡丹‘鳳丹’中克隆獲得FAD3全長cDNA序列,其在‘鳳丹’不同組織中呈現出多種表達模式。
    高滲脅迫對玉米大斑病菌生長發育的影響及菌絲細胞中滲透調節物質的分析
    鞏校東,劉星晨,趙立卿,鄭亞男,范永山,韓建民,谷守芹,董金皋
    中國農業科學. 2017, 50(10):  1922-1929.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.017
    摘要 ( 49 )   HTML ( 1 )   PDF (750KB) ( 274 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】了解不同高滲脅迫條件對玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)菌絲發育及胞內黑色素含量的影響,明確在病菌菌絲細胞中起主要作用的滲透調節物質的種類及這些物質在不同高滲脅迫條件下的變化規律。【方法】采用3種不同濃度梯度(0.4、0.8、1.2 mol·L-1 NaCl)的高滲脅迫條件處理玉米大斑病菌,分析高滲脅迫對菌落生長、菌絲發育及菌絲胞內黑色素含量的影響;利用高效液相色譜(high performance liquid chromatography,HPLC)技術測定3種高滲濃度處理下菌絲細胞中甘油、赤蘚醇、葡萄糖、甘露醇、海藻糖5種多羥基醇的含量并分析其隨時間變化的規律。【結果】與在普通PDA培養基上的病菌相比,在高滲脅迫條件下病菌菌落生長速率明顯降低,菌絲細胞間隔變短、細胞顯著膨大,且隨脅迫濃度增加細胞膨大程度增強;高滲脅迫下的菌株在各個時間點的胞內黑色素含量與對照相比有明顯差異,其中高滲處理12 h之前樣品中黑色素的含量均比對照組低,但不同處理之間含量均很接近;而在24、48 h兩個時間點不同處理濃度對黑色素的影響不同,1.2 mol·L-1 NaCl處理下與對照相比黑色素含量均顯著增加,0.8 mol·L-1 NaCl處理下與對照相比黑色素含量降低,0.4 mol·L-1 NaCl處理下樣品的黑色素含量與對照相比在24 h時顯著降低,但48 h時與對照基本一致;在不同的高滲脅迫條件下(0.4、0.8、1.2 mol·L-1 NaCl)菌絲細胞中甘露醇的含量均有隨處理時間延長而增加的趨勢,在處理時間為36 h時甘露醇含量較對照增加最為明顯,具有顯著性差異;菌絲中甘油含量的變化與甘露醇的變化規律相似,且在高滲脅迫處理下甘油含量增加幅度更加明顯,并在處理24 h后甘油含量較對照顯著增加;菌絲中海藻糖含量總體上有隨時間延長而降低的趨勢,且滲透脅迫的強度越高該趨勢越明顯,不同濃度NaCl處理的菌絲中海藻糖含量均在36 h與對照相比顯著降低;而赤蘚醇、葡萄糖的含量與對照相比沒有顯著變化;在普通PD培養基或高滲處理條件下,菌絲培養濾液中均沒有檢測到甘露醇、海藻糖和甘油的存在,而培養基中葡萄糖的含量隨高滲脅迫濃度的增加而減少。【結論】高滲脅迫抑制了玉米大斑病菌菌落的生長,使菌絲細胞膨大、間隔變短;高滲脅迫處理病菌12 h之前對菌絲胞內黑色素含量均有明顯的抑制作用;甘露醇、甘油為病菌菌絲細胞中的主要滲透調節物質,海藻糖也參與了病菌的高滲脅迫反應。
    萬壽菊類胡蘿卜素裂解雙加氧酶基因CCD1克隆與表達分析
    劉曉叢,曾麗,劉國鋒,彭勇政,陶懿偉,張邀月,王夢茹
    中國農業科學. 2017, 50(10):  1930-1940.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.018
    摘要 ( 98 )   HTML ( 2 )   PDF (8373KB) ( 488 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】克隆萬壽菊(Tagetes erecta L.‘Scarletade’)類胡蘿卜素裂解雙加氧酶基因CCD1TeCCD1),分析其序列特征和表達特性,為闡明其在類胡蘿卜素降解途徑中生物學功能及進一步探討萬壽菊花色形成機理提供理論基礎。【方法】依據萬壽菊花蕾轉錄組數據,利用同源序列比對結果設計引物,結合RT-PCR技術克隆獲得萬壽菊CCD1 cDNA全長,分析其序列特征;利用Real-time PCR分析舌狀花未開花蕾、半開花蕾、開放的頭狀花序和完全開放的頭狀花序4個不同發育時期的基因表達特性。【結果】克隆獲得萬壽菊CCD1(GenBank登錄號:KX557488)的cDNA全長序列為1 746 bp,編碼區長度1 626 bp,編碼541個氨基酸。蛋白質分析表明TeCCD1為不穩定蛋白,不含信號肽,屬RPE65超家族(登錄號:PF03055),包含CCD家族保守結構域,主要定位于細胞質。萬壽菊CCD1核酸序列與除蟲菊CCD1同源性最高,為89%;氨基酸序列分析表明萬壽菊CCD1與除蟲菊CCD1同源性高達93%,與其他19個不同種屬的CCD1同源性在75%—83%,說明TeCCD1是高度保守的基因;系統進化樹分析顯示TeCCD1的進化基本符合植物分類學的進化規律,并具有明顯的種屬特征,萬壽菊與菊科同源基因親緣關系最近。Real-time PCR分析表明TeCCD1在舌狀花發育過程中均有表達,隨舌狀花的開放逐漸升高,S4期達到最大值。【結論】克隆獲得萬壽菊舌狀花的CCD1,是典型的CCD家族成員,為高度保守的基因,主要定位于細胞質,萬壽菊舌狀花顏色變淺可能與CCD1表達量增加導致類胡蘿卜素降解有關。
福利彩票3d开奖结果