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當期目錄

    2017年 第50卷 第20期 刊出日期:2017-10-16
      
    作物遺傳育種·種質資源·分子遺傳學
    水稻花器官數目異常突變體afon1的表型分析與基因定位
    楊成聰,梁容,秦冉,曾冬冬,金曉麗,石春海
    中國農業科學. 2017, 50(20):  3837-3847.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.20.001
    摘要 ( 72 )   HTML ( 1 )   PDF (4541KB) ( 217 )   收藏
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    【目的】研究水稻花器官數目異常突變體afon1(abnormal floral organ number1)的分子機理,鑒定出控制水稻花器官數目變化的基因。【方法】利用甲基磺酸乙酯(EMS)誘變秈稻品種浙農34獲得一個花器官數目異常突變體作為試驗材料,命名為afon1。開花期隨機取突變體afon1和野生型浙農34的稻穗各5個,利用組織學和掃描電子顯微鏡等技術研究afon1的花器官表型、細胞學特征和花粉育性。成熟期隨機取突變體afon1和野生型浙農34植株各10株,測定株高、分蘗數、穗長、每穗穎花數、每穗實粒數和千粒重等農藝性狀。隨機取突變體afon1和野生型飽滿種子各100粒,測定發芽勢和發芽率。以突變體afon1為母本,分別與野生型浙農34和粳稻品種浙農大104雜交構建2個F2群體進行遺傳分析和基因定位,篩選候選基因進行DNA測序比對,構建AFON1蛋白質的空間模型并對其結構進行分析,同時對候選基因以及與花器官數目相關的基因進行實時熒光定量PCR分析。【結果】與野生型相比,突變體afon1中59.64%小穗的花器官數目發生異常,其中多數小穗僅在內稃一側產生一個穎殼狀的器官,部分小穗表現2—4輪花器官數目同時增加;株高和千粒重顯著增加,而結實率顯著降低。遺傳分析表明,突變體afon1與野生型浙農34雜交的F1植株小穗花器官數目表現正常,F2群體中小穗花器官數目正常植株與花器官數目異常植株的分離比符合3﹕1,表明突變體afon1性狀受一對隱性核基因控制,基因位于水稻第1染色體長臂端InDel標記1M5和1M18之間,物理距離為73 kb,該區間內共有6個注釋基因。突變體afon1和野生型的測序比對發現,突變體afon1中的基因LOC_Os01g67430外顯子中第565個堿基T突變成A,導致第189個氨基酸由色氨酸突變為精氨酸。蛋白質序列和空間結構分析表明,AFON1蛋白質序列中含有一個Lipase_3結構域,結構域內的突變導致蛋白質的空間結構發生了明顯的變化。實時熒光定量PCR結果顯示,LOC_Os01g67430在突變體afon1幼穗中的表達量要顯著高于野生型,而在根、莖和葉中則無顯著差異;穗發育早期FON1和FON2/4等調控花器官數目的基因在突變體afon1花器官中的表達量顯著增加。【結論】LOC_Os01g67430為突變基因afon1,該基因通過影響花器官數目相關基因的表達而調控各輪花器官數目。
    用高基元微衛星標記分析中國糜子遺傳多樣性
    王瑞云,劉笑瑜,王海崗,陸平,劉敏軒,陳凌,喬治軍
    中國農業科學. 2017, 50(20):  3848-3859.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.20.002
    摘要 ( 85 )   HTML ( 2 )   PDF (2396KB) ( 147 )   收藏
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    【目的】開發高基元(4—6)堿基重復微衛星標記,分析種質資源遺傳多樣性,為糜子遺傳和進化研究提供理論基礎。【方法】用隸屬函數、主成分分析和聚類分析綜合評價糜子資源表型多樣性,用前期糜子轉錄組測序獲得高基元SSR引物對地理來源差異大的糜子材料進行PCR擴增檢測其多態性,用PowerMarker 3.25計算遺傳多樣性參數,用PopGen 1.32計算Nei’s遺傳距離,用MEGA 5.0進行聚類分析,用Structure 2.2鑒定遺傳類群。【結果】96份糜子資源株高和穗長變異最豐富,多樣性指數分別為2.08和1.91。PCR擴增發現,占56.29%的85對引物具多態性,其中四、五和六堿基重復引物分別為71對(83.53%)、10對(11.76%)和4對(4.7%)。85個標記擴增產物大小分布為100—450 bp,PIC值平均為0.51,Rp值為1.00—5.75,平均為3.15。四、五和六堿基重復SSR的平均Rp值分別為3.15、2.8和4.0。基于Rp值分析SSR的分布頻次,發現85個標記分布區間為0—1、1—2、2—3、3—4、4—5和5—6,分別包含1(1.18%)、15(17.65%)、31(36.47%)、20(23.53%)、12(14.12%)和6(7.06%)個標記,60%(51個)的標記分布在區間2—3和3—4。用85個SSR擴增96份糜子資源,共檢測到232個等位變異,每個位點檢測到等位變異2—3個,平均2.7294個;62個位點產生3個變異,23個位點產生2個變異;多樣性指數為0.2842—1.0633,平均為0.7708;PIC值為0.0400—0.7281,平均為0.4723。不同生態區糜子種質間的遺傳距離為0.0093—0.5052(平均為0.1798),遺傳一致度為0.6034—0.9907(平均為0.8485)。基于UPGMA將96個糜子基因型聚為4個群組,第一群組主要屬于北方春糜子區;第二群主要屬于東北春糜子區;第三群組主要屬于華北夏糜子區;第四群組主要屬于黃土高原春夏糜子區。遺傳結構分析將96份試材劃分為4個類群,分別代表黃土高原、華北、東北和北方基因庫。UPGMA聚類分析和遺傳結構分析結果基本一致,均與地理起源相關。【結論】在糜子中構建了85個四、五和六堿基重復微衛星標記,這些高基元SSR的引物分辨率(Rp)高,對不同基因型分辨能力強,PCR擴增多態性好;用其評估中國糜子資源的遺傳差異發現,黃土高原春夏糜子區和北方春糜子區資源遺傳多樣性最豐富。
    異源表達irrE轉基因煙草的耐鹽耐旱性
    趙雷霖,范鑫,聶星,梁成真,張銳,孫國清,孟志剛,林敏,王遠,郭三堆
    中國農業科學. 2017, 50(20):  3860-3870.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.20.003
    摘要 ( 63 )   HTML ( 1 )   PDF (3910KB) ( 151 )   收藏
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    【目的】IrrE是從耐輻射異常球菌中發現的全局調控蛋白,主要通過修復強輻射等逆境條件下DNA損傷,提高耐輻射異常球菌對極端逆境環境的抗性。研究按植物密碼子優化的irrE后導入煙草對轉基因煙草耐逆能力的提高,為棉花等作物耐逆育種研究打下基礎。【方法】按照植物密碼子優化細菌irrE并合成基因;通過酶切連接法構建irrE植物表達載體;通過葉盤法轉化煙草并PCR驗證獲得陽性轉基因再生苗;通過實時熒光定量PCR(qRT-PCR)分析轉基因株系中irrE的表達量;通過蛋白免疫印跡法(Western blot)檢測IrrE編碼蛋白;通過NaCl和甘露醇模擬鹽處理和干旱處理分析純和轉基因株系的耐鹽耐旱性,通過測定抗逆相關生理指標鑒定其對植物耐逆的貢獻。【結果】按照植物密碼子對irrE進行改造,共優化了241個密碼子;構建了高效植物表達載體GBI-IE;利用除草劑草甘膦作為篩選劑獲得轉基因再生幼苗,并通過PCR驗證共獲得15個獨立的轉基因株系;通過qRT-PCR分析從中選取兩個表達量最高的株系GO1和GO2進行后續的抗逆性分析;Western blot驗證IrrE編碼蛋白在GO1和GO2中能正確翻譯。轉基因煙草耐鹽耐旱性分析:種子萌發試驗表明,正常1/2 MS培養基上,轉基因株系GO1和GO2發芽率和非轉基因野生型對照之間沒有明顯的差異。然而250 mmol·L-1 NaCl培養基上GO1和GO2萌發率分別為78.8%和90.0%,野生型僅為10.3%,分別提高了68.5%和79.7%。類似地,300 mmol·L-1甘露醇條件下,野生型的萌發率為39.7%,轉基因株系GO1和GO2分別提高了42.9%和50.8%;正常萌發的種子移栽到250 mmol·L-1 NaCl和300 mmol·L-1甘露醇條件12 d后,轉基因株系根長、側根數以及鮮重等生理指標顯著高于野生型對照;溫室中正常生長30 d的苗期煙草在250 mmol·L-1 NaCl處理下,轉基因煙草SOD、CAT活性比野生型對照分別提高了48.80%和88.55%,而MDA含量比野生型對照降低了61.61%,脅迫響應基因NtABF2、NtLEA5、Ntzfp、NtCDPK2在GO1和GO2轉基因株系中表達量均顯著高于非轉基因野生型。和鹽處理結果類似,300 mmol·L-1甘露醇的處理下,轉基因煙草的耐旱生理生化指標均優于非轉基因對照。【結論】煙草中異源表達耐輻射異常球菌irrE可以顯著提高耐鹽耐旱性;其多效性耐非生物脅迫能力的提高表明其可作為植物耐逆基因工程的優良基因源。
    耕作栽培·生理生化·農業信息技術
    外源6-BA對兩種氮素水平下小麥幼苗葉片光合性能及內源激素含量的影響
    楊東清,董文華,駱永麗,宋文挺,蔡鐵,李勇,尹燕枰,王振林
    中國農業科學. 2017, 50(20):  3871-3884.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.20.004
    摘要 ( 116 )   HTML ( 4 )   PDF (650KB) ( 237 )   收藏
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    【目的】在盆栽和大田種植條件下,研究兩種氮素水平與噴施外源細胞分裂素(6-BA)對小麥幼苗葉片葉綠素含量、光合參數、葉綠素熒光參數、硝酸還原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性和內源激素含量、產量和其構成因素的影響,為外源激素調控苗期小麥生長提供理論依據。【方法】選用濟麥22(JM22)為試驗材料,盆栽種植條件下,設置低濃度氮(0.63 mmol·L-1)、高濃度氮(3.75 mmol·L-1)和葉面噴施清水、30 mg·L-1的6-芐基腺嘌呤(6-BA)及300 mg·L-1的洛伐他汀(Lovastatin)6個噴施組合處理,即高氮下噴清水的對照(HN)、高氮下噴施外源細胞分裂素(HN+6-BA)、高氮下噴施細胞分裂素合成抑制劑(HN+Lov)、低氮下噴清水的對照(LN)、低氮下噴施外源細胞分裂素(LN+6-BA)、低氮下噴施細胞分裂素合成抑制劑(LN+Lov)。處理后每隔3 d,測定葉綠素含量、光合參數、葉綠素熒光參數、GS和NR活性、內源激素含量。大田條件下,設置低施氮量(120 kg·hm-2,N1)、常規施氮量(240 kg·hm-2,N2)、葉面噴施清水、30 mg·L-1的6-BA和300 mg·L-1的Lovastatin 6個噴施組合處理,即N1、N1+6-BA、N1+Lov、N2、N2+6-BA、N2+Lov。于成熟期測定籽粒產量、單位面積穗數、千粒重和穗粒數。【結果】盆栽條件下,與對照相比,噴施外源6-BA顯著提高了小麥幼苗地上部植株干重;噴施抑制劑Lovastatin則顯著降低小麥幼苗地上部植株干重。與對照HN和LN相比,處理后12d,HN+6-BA和LN+6-BA兩處理的植株干重分別提高21.39%、43.92%。與對照HN相比,HN+6-BA處理顯著提高了葉片氣孔導度(Gs)、蒸騰速率(Tr)、胞間二氧化碳濃度(Ci)、凈光合速率(Pn);處理后12 d,HN+6-BA處理的GsTrPNCi分別提高68.32%、58.66%、30.72%、51.61%。高氮水平的葉綠素a(Chl a)、葉綠素b(Chl b)分別比低氮水平高103.39%、94.44%。與對照HN相比,HN+6-BA處理顯著提高了9—12 d Chl a含量和3—12 d 的葉片Chl b含量。高低氮水平下,噴施Lovastatin均顯著降低了Chl a和Chl b含量。高低氮水平下,噴施6-BA顯著體高了葉片硝酸還原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性,而外噴Lovastatin則顯著降低了葉片NR及GS活性。快速葉綠素a熒光誘導動力學分析表明外源6-BA處理改變了OJIP曲線。與對照HN相比,HN+6-BA顯著提高了Ψo和PIabs,降低了Wk和Vj值。與對照LN處理相比,LN+6-BA處理的Wk和Vj分別降低22.09%和36.05%。外源6-BA對小麥幼苗葉片內源激素含量影響顯著。與對照HN相比,HN+6-BA顯著提高了3—12 d 葉片Zt含量和6—12 d葉片IAA含量。噴施6-BA顯著降低了葉片ABA含量,而Lovastatin處理則顯著提高了葉片ABA含量。大田試驗結果表明,與對照N1和N2相比,噴施外源6-BA顯著提高了小麥籽粒產量,N1+6-BA和N2+6-BA處理的籽粒產量分別提高10.48%和16.61%。【結論】外源6-BA與氮素配合施用,通過提高內源Zt含量,降低內源ABA含量,一方面提高了Chl a及CHl b含量和NR及GS活性,進而改善了葉片氮素同化能力和光能捕獲、傳遞轉化能力;另一方面提高了PSII反應中心電子傳遞鏈供體側和受體側的電子傳遞能力,進而改善了改善光系統性能,提高葉片光合性能,葉片積累較多的光合產物,從而提高苗期地上部植株干重,最終提高了籽粒產量。
    減氮適墑對冬小麥土壤硝態氮分布和氮素吸收利用的影響
    張嫚,周蘇玫,楊習文,周燕,楊蕊,張珂珂,賀德先,尹鈞
    中國農業科學. 2017, 50(20):  3885-3897.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.20.005
    摘要 ( 88 )   HTML ( 1 )   PDF (506KB) ( 175 )   收藏
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    【目的】針對黃淮冬麥區過量施氮的現象,研究了適量減氮在不同土壤墑情下硝態氮分布以及冬小麥對氮素吸收利用效率和籽粒產量的變化,為該地區小麥生產上科學施用氮肥提供理論依據。【方法】于2014201520152016兩個小麥生長季,在大田條件下設置3個灌水處理,自然降水(W1)、適墑(W2,70%±5%)、足墑(W3,80%±5%)和3個施氮量處理(不施氮,N1;減氮施肥,N2:195 kg·hm-2;常規高量氮肥,N3:270 kg·hm-2),測定了0—100 cm土層硝態氮含量、冬小麥植株氮素吸收轉運量和籽粒產量。【結果】0—60 cm土層硝態氮(NO3-N)的分布隨土層加深而減少,隨施氮量增加而提高,隨土壤墑情的增大而減少;60 cm又出現不同程度的回升,尤其是足墑(W3)加大了NO3-N的淋溶,N2、N3水平下80—100 cm土層W3平均比W1高出了3.8 mg·kg-14.2 mg·kg-1;減氮處理(N2)促進了NO3-N吸收,成熟期0—20 cm土層NO3-N比開花期平均降幅為2.3 mg·kg-1,高氮處理(N3)收獲后土層中NO3-N卻有較多的富集。減氮適墑處理(W2N2)顯著增加了開花期營養器官氮素積累量(P0.05),并促進氮素向籽粒的有效轉運,尤其表現在葉片中;花前氮素轉移量和對籽粒的貢獻率均達最大,籽粒產量和籽粒中的氮素積累量分別比其他處理平均高出15.4%、27.3%,從而極顯著提高了氮素吸收率和生產效率(P0.05)。【結論】本試驗條件下,施氮量195 kg·hm-2,拔節后土壤相對含水量維持在70%±5%,是兼顧產量、氮肥吸收和生產效率的最佳處理。
    不同紫花苜蓿品種對低磷環境的形態與生理響應分析
    栗振義,張綺芯,仝宗永,李躍,徐洪雨,萬修福,畢舒貽,曹婧,何峰,萬里強,李向林
    中國農業科學. 2017, 50(20):  3898-3907.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.20.006
    摘要 ( 93 )   HTML ( 1 )   PDF (641KB) ( 401 )   收藏
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    【目的】篩選耐低磷苜蓿品種及與耐低磷密切相關的性狀指標,進一步為紫花苜蓿耐低磷機制研究和生產應用提供理論依據。【方法】本研究在溶液培養條件下,對20個紫花苜蓿品種的24 d齡的幼苗分別進行常磷(500 μmol·L1 KH2PO4)和低磷(5 μmol·L1 KH2PO4)處理,30 d后檢測各品種的莖葉干重(SLW)、株高(PH)、根干重(RW)、根冠比(RS)、總根長(TRL)、根表面積(RSA)、全磷含量(TP)、磷利用率(PUE)、酸性磷酸酶活性(ACPA),并計算各指標的耐低磷系數。進一步對各指標的耐低磷系數進行相關性分析,并運用主成分分析、隸屬函數分析、回歸分析及聚類分析方法,綜合評價不同品種耐低磷性及篩選與耐低磷密切相關的指標,同時建立耐低磷評價模型。【結果】低磷脅迫下,各品種紫花苜蓿的地上部分生長受到抑制,地下根系增大,全磷含量顯著下降(P<0.01)。通過主成分分析可將9個單項指標轉化為4個新的相互獨立的綜合指標。進一步利用隸屬函數對4個新的綜合指標進行耐低磷綜合評價,結合聚類分析結果,可將20個紫花苜蓿品種可分為三類,其中耐低磷較強的品種包括敖漢、新牧1號、耐鹽之星、皇冠;中度耐低磷品種包括騎士T、馴鹿、牧歌37CR、龍牧801等9個品種;耐低磷較弱的品種包括巨能Ⅱ、中苜2號、康賽等7個品種。進一步利用逐步回歸分析方法建立了紫花苜蓿耐低磷性評價數學模型D=-0.7997+0.3856SLW+0.2025PH+0.3789RW+0.1051TRL+0.4188TP+0.1347ACPA,方程的決定系數R2=0.9982.【結論】通過分析紫花苜蓿不同品種的耐低磷能力,得出耐低磷較強的品種為敖漢、新牧1號、耐鹽之星、皇冠,與耐低磷性最相關的指標有莖葉干重、株高、根干重、總根長、全磷含量和酸性磷酸酶活性,可用于紫花苜蓿耐低磷性的評價篩選。
    植物保護
    普通小麥-十倍體長穗偃麥草衍生新品種抗赤霉病基因的分子鑒別
    劉新倫,王超,牛麗華,劉志立,張錄德,陳春環,張榮琦,張宏,王長有,王亞娟,田增榮,吉萬全
    中國農業科學. 2017, 50(20):  3908-3917.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.20.007
    摘要 ( 92 )   HTML ( 1 )   PDF (1669KB) ( 472 )   收藏
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    【目的】赤霉病(Fusarium head blight,FHB)是世界范圍內嚴重危害小麥生產的病害之一。十倍體長穗偃麥草(Thinopyrum ponticum)具有優良的赤霉病抗性,普通小麥-十倍體長穗偃麥草衍生新品種西農509、西農511和西農529在田間展現出較強的赤霉病抗性。本文旨在對這3個品種的赤霉病抗性基因進行分子鑒別,為它們在小麥赤霉病抗性遺傳改良中的應用提供理論依據。【方法】通過赤霉病菌(Fusarium graminearum)人工接種鑒定,明確3個小麥新品種對赤霉病的抗性水平。利用偃麥草E組染色體(臂)第1—7同源群的特異引物對3個普通小麥-十倍體長穗偃麥草衍生新品種及其主要親本小偃693、小偃597和十倍體長穗偃麥草進行分子鑒定,確定其長穗偃麥草的遺傳區段。利用與長穗偃麥草7EL染色體上抗赤霉病基因Fhb7緊密連鎖的標記對實驗材料進行分析,明確該抗性基因與Fhb7的關系。【結果】鑒定結果表明,西農509、西農529和西農511的赤霉病抗性與中抗對照品種揚麥158的抗性水平相當,表現為中抗。105個長穗偃麥草E基因組特異標記中有7個在3個新品種中均能擴增出長穗偃麥草的特異條帶,其中5個標記定位于7EL染色體臂上,2個標記定位于7ES染色體臂上。利用97個定位于7E染色體的特異標記進一步對小偃693、小偃597和3個新品種的遺傳片段進行鑒別,結果表明20個標記能在5個長穗偃麥草衍生品種(系)擴增出穩定的十倍體長穗偃麥草的特異條帶,其中包括與Fhb7緊密連鎖的XsdauK8、XsdauK144、XsdauK27、XsdauK99、Xcfa2040XsdauK116等6個標記(7EL 149.00—7EL 153.77),即表明該區段源自于十倍體長穗偃麥草,跨距約89 cM。然而,已報道的7EL染色體臂末端與Fhb7兩側緊密連鎖的分子標記XsdauK60(7EL 153.77) Xmag1932(7EL 154.70)、Xcfa2240(7EL 156.27)、XsdauK66(7EL 158.02)、XsdauK71(7EL 158.97)和Xsews19(7EL 160.00)等在3個新品種及小偃597中均沒檢出長穗偃麥草的特異條帶。【結論】普通小麥-十倍體長穗偃麥草衍生新品種西農509、西農511和西農529具有較好的赤霉病抗性,攜帶來自于十倍體長穗偃麥草7E染色體的遺傳區段,然而該抗赤霉病基因不同于Fhb7
    拮抗根癌土壤桿菌的桃內生細菌的篩選鑒定
    李昱佳,李茜,張志想,李世訪
    中國農業科學. 2017, 50(20):  3918-3929.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.20.008
    摘要 ( 111 )   HTML ( 2 )   PDF (2529KB) ( 564 )   收藏
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    【目的】從對根癌病具有獲得抗性(SAR)的桃單株“西北13-1”的枝條內分離鑒定內生細菌,分析其種群組成并從中篩選拮抗根癌土壤桿菌的高效生防菌,為桃根癌病的生物防治探索新方向并提供新的生防菌資源。【方法】首先,將根癌土壤桿菌(Agrobacterium tumefaciens)接種到“西北13-1”的桃樹枝條上,并以無菌水接種作為對照;然后,分別于接種前、接種后10 d和接種后60 d采集接種處理和對照處理的“西北13-1”枝條。表面消毒桃樹枝條樣品后采用涂布平板法分離內生細菌;并結合16S rDNA序列鑒定,比對初步鑒定菌株,分析內生細菌的數量及組成差異。采用平板拮抗法、溫室防病效果測定篩選拮抗根癌土壤桿菌的活性菌株,通過生理生化測定和分子鑒定,明確其分類地位。為揭示拮抗菌可能具有的其他拮抗作用機制,通過電擊轉化將含有GFP基因的pBBR1MCS-2質粒導入拮抗菌株中,然后進行GFP標記菌株對根癌土壤桿菌的抑菌試驗、生長動力學分析、穩定性測試。采用灌根法提前接種標記菌株菌懸液,第2天接種根癌土壤桿菌菌懸液,應用激光掃描共聚焦顯微鏡和平板稀釋法研究標記菌株在番茄根部的定殖情況。【結果】從“西北13-1”桃枝條中共分離到108株內生細菌,基于16S rDNA序列,這些菌株分別屬于伽馬變形菌類(Gammaproteobacteria)、阿爾法變形菌類(Alpharoteobacteria)、放線菌類(Actinobacteria)、厚壁菌類(Firmicutes)、擬桿菌(Bacteroidetes),共計5個細菌類群17個屬,顯示了桃樹枝條中內生細菌豐富的種群多樣性。其中,伽馬變形菌類的腸桿菌屬(Enterobacter)、泛菌屬(Pantoea)和根瘤菌屬(Rhizobium)最多,其數量在接種根癌土壤桿菌后顯著上升,包含了14株產抑菌圈的拮抗菌中的10株細菌。經鑒定,篩選出的兩株抑菌活性較高、具有生防潛力的拮抗菌10DM4-1和10DI2-2分別為泛菌(Pantoea deleyi)和腸桿菌(Enterobacter cowanii),它們可顯著抑制向日葵根癌瘤的形成,防治效果分別為86.08%和89.87%。標記菌株10DM4-1-gfp和10DI2-2-gfp灌根番茄后,可在根部細胞間隙觀察到目標菌落,標記菌株的數量在0—10 d時呈現急劇下降趨勢,最后保持相對穩定的較低水平(104 CFU/g),說明了它們在番茄根組織內具有良好的生存和定殖能力。【結論】桃“西北13-1”的內生菌中存在著能夠拮抗根癌土壤桿菌的細菌,這些具有拮抗活性的菌株與桃“西北13-1”具有根癌病抗性有關。分離得到的泛菌10DM4-1和腸桿菌10DI2-2可能通過產拮抗物質、占據根部有利生態位拮抗根癌土壤桿菌。
    土壤肥料·節水灌溉·農業生態環境
    不同施氮量下緩釋氮肥與尿素摻混對玉米生長與氮素吸收利用的影響
    郭金金,張富倉,王海東,閆世程,鄭靜,陳東峰,李志軍
    中國農業科學. 2017, 50(20):  3930-3943.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.20.009
    摘要 ( 61 )   HTML ( 4 )   PDF (549KB) ( 391 )   收藏
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    【目的】研究不同施氮量下,尿素與緩釋氮肥摻混對大田玉米生長、干物質累積量、產量、氮肥利用率和土壤硝態氮殘留的影響,為作物高效施氮管理提供理論依據。【方法】試驗選用玉米品種鄭單958,設置了3種氮肥類型(尿素(U)、緩釋氮肥(S)、尿素緩釋肥3∶7摻混(SU))和4個施氮水平(N1(90 kg·hm-2)、N2(120 kg·hm-2)、N3(180 kg·hm-2)、N4(240 kg·hm-2)),以不施氮肥(N0)為對照,共13個處理。生育期內對玉米株高、莖粗和葉面積指數進行觀測,并統計干物質累積量、產量及產量構成因素。【結果】氮肥類型與施氮量及兩者交互作用對玉米生長指標、干物質累積量、產量及產量構成要素都有顯著的影響。尿素摻混緩釋氮肥(SU)在N3施氮量下玉米最大干物質累積量和氮素累積吸收量分別為17 927.9 kg·hm-2和156.1 kg·hm-2,較其他處理分別提高了16.0%—61.7%和8.1%—45.2%。尿素摻混緩釋氮肥(SU)在N3施氮量下,產量達到最高,為6 200 kg·hm-2,比尿素(U)N3處理和緩釋氮肥(S)N2處理的產量分別增加了19.8%和20.7%;其中,緩釋氮肥處理(S)和尿素摻混緩釋氮肥處理(SU)在N2施氮量下比尿素處理施氮量減少30%時,產量無顯著性差異。玉米的產量并不是隨著施氮量的增加而增加,尿素(U)和尿素摻混緩釋氮肥處理(SU)在N3施氮量時玉米產量比N4施氮量分別增加了19.7%和19.0%,緩釋氮肥處理(S)中N2施氮量的玉米產量比N3和N4施氮量分別提高10.9%和26.5%。尿素摻混緩釋氮肥(SU)N3處理玉米吐絲期后營養器官中氮素向籽粒中轉運量最大,比尿素(U)N3處理和緩釋氮肥(S)N2處理分別增加了14.7%和8.2%,有利于促進籽粒的增產。土壤硝態氮的累積量隨著施氮量的增加而增加,但是尿素摻混緩釋氮肥(SU)處理的土壤硝態氮累積量比尿素(U)處理和緩釋氮肥(S)處理分別平均減少21.2%和9.5%,尿素摻混緩釋氮肥(SU)處理土壤硝態氮含量主要分布在0—40 cm土層,不僅促進玉米的吸收,更減少土壤氮素向更深土層的淋失,提高耕作層的土壤養分。【結論】尿素與緩釋氮肥摻混,施氮量180 kg·hm-2是試驗區玉米高效生產的最佳施氮量。
    減量施磷對溫室菜地土壤磷素積累、遷移與利用的影響
    李若楠,武雪萍,張彥才,王麗英,翟鳳芝,陳麗莉,史建碩, 徐強勝, 黃紹文
    中國農業科學. 2017, 50(20):  3944-3952.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.20.010
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    【目的】針對過量施磷問題,定位研究日光溫室蔬菜生產磷肥減施潛力,明確適宜施磷范圍。【方法】以北方溫室蔬菜主栽種類黃瓜和番茄為研究對象,采用冬春茬黃瓜-秋冬茬番茄種植模式,在基礎土壤有效磷(Olsen-P)40.2 mg·kg-1下,設計不施磷肥(P0)、減量施磷(P1)和農民常規施磷量(P2)3個磷肥用量水平。P0、P1、P2處理對應黃瓜單季施磷肥(P2O5) 0、300、675 kg·hm-2,番茄單季施磷肥(P2O5) 0、225、675 kg·hm-23年6季定位研究蔬菜生產磷素盈虧、土壤有效磷供應與遷移,分析產量變化,推薦合理施磷范圍。【結果】(1)農民常規施磷量年盈余磷 480.0 kg P·hm-2·a-1,每盈余磷 100 kg P·hm-2主根區0—20 cm土層Olsen-P增加2.7 mg·kg-13年0—20 cm土層Olsen-P平均含量70.2 mg·kg-12010年番茄季0—20 cm土層磷素飽和度(DPSM3)為80%,磷素土壤深層遷移明顯。(2)減量施磷較農民常規磷量下降61.1%,3年磷素盈余量下降71.0%—77.3%,0—20 cm土層Olsen-P含量下降18.6%—43.5%,3年均值為49.3 mg·kg-1,接近瓜果類蔬菜Olsen-P農學閾值,關鍵生育期磷素吸收量無顯著變化,產量保持在中高水平不降低;經過3年種植,0—20 cm土層DPSM3下降21個百分點,20—60 cm土層Olsen-P平均含量下降9.3%—30.1%,減施磷肥有效緩解了土壤磷素深層遷移。(3)不施磷肥導致土壤磷素虧缺,蔬菜從土壤中每攫取磷 100 kg P·hm-2P0處理0—20 cm土層Olsen-P含量下降3.4 mg·kg-13年0—20 cm土層Olsen-P平均含量30.5 mg·kg-1,雖產量沒有顯著降低,但是2008年番茄高產下(140 t·hm-2)磷素吸收量較P1、P2處理下降19.8%—30.0%,產量呈降低趨勢。(4)依據上述推薦:土壤有效磷含量≥40 mg·kg-1的溫室,冬春茬黃瓜產量水平170 t·hm-2下施用P2O5不宜超過300 kg·hm-2,秋冬茬番茄產量水平100 t·hm-2下施用P2O5不宜超過225 kg·hm-2。【結論】華北平原溫室蔬菜生產減施磷肥潛力較大。對于種植一段時間(≥3年)的溫室,較農民常規減施磷60%,可以顯著改善磷素盈余狀況,緩解土壤有效磷積累,降低土壤磷素深層遷移量,保證黃瓜番茄持續中高產水平生產。
    關中-天水經濟區生態系統固碳服務空間流動及格局優化
    李婷,李晶,王彥澤,曾莉
    中國農業科學. 2017, 50(20):  3953-3969.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.20.011
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    【目的】量化區域生態系統固碳服務(以下簡稱“固碳服務”)的供需平衡狀況,模擬固碳服務的空間流動,揭示區域固碳服務功能轉變的空間規律,并據此給出區域固碳空間布局優化策略,為引導區域的低碳發展提供直觀的科學參考。【方法】通過多源數據融合模型模擬人口空間密度,進而估算關中-天水經濟區生態系統固碳服務需求量;使用CASA模型計算研究區生物碳庫的固碳服務供給量,在此基礎上結合遙感碳循環過程模型估算土壤碳庫的固碳服務供給量;使用流動比率量化區域固碳服務的供需平衡狀況,以空間可視化的方式梳理固碳服務從供給區到受益區的流動過程;基于貝葉斯原理計算環境變量對固碳服務供給的狀態條件概率,將其可視化表達為條件概率像素圖,通過熵減模型篩選關鍵變量,利用關鍵因子最優狀態子集分布探討固碳格局的不確定性,并給出固碳空間布局優化策略。【結果】(1)研究區固碳服務總體上供大于求,供需平衡空間差異明顯,需求的高值區主要分布在關中平原的人口高度聚集區,供給的高值區則主要沿秦嶺山脈和北山山系分布。(2)根據流動比率分布,研究區大致可分為三大碳源集聚中心:以天水市區為中心的碳源集聚中心(Ri >0.04),以彬縣為中心的碳源集聚中心(Ri >0.04),以及以最高值西安市為中心的多級碳源集聚中心(Ri>0.20)。其空間流動則可分為四組供需對應區域:秦嶺中段、東段及北山的永壽縣等流向以西安市為中心的關中城市群,秦嶺西段流向天水市,麟游縣、旬邑縣等流向彬縣,銅川市、澄城縣、華縣等流向蒲城縣。(3)根據條件概率和熵減度計算,研究區可取{DEM=3, PET=1}作為生物碳庫的關鍵變量最優狀態子集,該子集主要分布在寶雞市南部秦嶺山脈和天水市西南角,該區域中生物固碳狀態為最優的概率可以達到54.36%;取{NPP=3, DEM=3}作為土壤碳庫的關鍵變量最優狀態子集,該子集主要分布在秦嶺山脈沿線、天水市西南角和咸陽市東北角,這些區域中土壤固碳狀態為最優的概率高達92.84%與現有固碳格局對比得出,生物碳庫的適宜優化區主要分布在天水市武山縣和秦州區,土壤碳庫的適宜優化區主要分布在秦嶺中段各區縣。【結論】研究區固碳服務總體上需求小于供給,區域內存在較明顯的固碳服務空間流動,未來的固碳格局優化中以天水和秦嶺中段作為固碳功能優化的主要區域,能夠得到良好固碳格局優化成效的概率較大。
    園藝
    基于轉錄組分析蘋果水楊酸特異響應基因MdWRKY40的啟動子鑒定
    邱化榮,周茜茜,何曉文,張宗營,張世忠,陳學森,吳樹敬
    中國農業科學. 2017, 50(20):  3970-3990.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.20.012
    摘要 ( 119 )   HTML ( 5 )   PDF (5676KB) ( 310 )   收藏
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    【目的】探明水楊酸(SA)對蘋果葉片基因轉錄調控的影響,鑒定SA信號途徑及其調控基因,為研究SA介導的抗病分子機制提供理論依據。【方法】生長30 d的‘嘎啦’組培苗葉片用2 mmol?L-1 水楊酸(SA)處理12 h,以CTRL(0.2%乙醇)處理作為對照,利用Illumina HiSeqTM 2000進行轉錄組測序,通過綜合的生物信息學分析(差異基因篩選、條件特異性分析、GO分類及KEGG富集分析等)篩選SA信號途徑的調控基因。克隆受SA特異性誘導表達基因的啟動子,利用蘋果細胞原生質體轉化技術,進行啟動子活性鑒定,確定對SA進行特異性響應的核苷酸序列。【結果】CTRL和SA處理分別獲得750 439 459 bp和751 596 153 bp的原始數據,分別有44.77%和43.88%與‘金冠’蘋果基因組完全匹配。獲得3 329個顯著性差異基因,包括苯丙烷類、類黃酮等次生代謝物生物合成途徑的相關基因(如木質素合成關鍵酶CAD、細胞色素P450、真菌抗性相關的β-1,3-葡聚糖酶等),調控植物病原菌互作途徑重要功能基因(鈣調蛋白CaM、抗病蛋白RPM1、熱激蛋白HSP90、WRKY轉錄因子等)以及33個條件特異性誘導表達基因(NAC轉錄因子、NIMIN1、WRKY40、ERF轉錄因子等)。其中1 085個基因上調,2 244個基因下調。差異基因主要涉及細胞過程、代謝過程和基因綁定、催化活性等;根據轉錄組學的結果,將SA響應基因MdWRKY40的啟動子序列克隆到含有熒光素酶基因的表達載體中,置于熒光素酶基因的上游,轉化蘋果原生質體細胞。SA處理的原生質體細胞,熒光素酶的活性為未經SA處理的20.6倍,而脫落酸(ABA)、茉莉酸(JA)、1-氨基環丙烷羧酸(ACC)對熒光素酶的活性沒有影響,說明該啟動子為蘋果中對SA進行特異性響應的啟動子序列。不同區段的啟動子片段對SA響應能力不同,從MdWRKY40翻譯起始位點ATG向上游500—1 000 bp只能響應高濃度SA,而對低濃度SA不具有響應能力,1 500 bp片段對高濃度SA響應能力進一步顯著增強,對低濃度SA響應也有微弱提高;而長度為2 000 bp的核苷酸片段無論對高濃度SA還是對低濃度SA都具有顯著響應能力,且達到最強。與2 000 bp片段相比,2 500 bp的核苷酸片段沒有進一步增強啟動子片段對SA的響應能力。超表達MdWRKY40蛋白對其自身的轉錄具有抑制作用。【結論】2 mmol·L-1 SA處理所影響的基因主要參與了苯丙烷類、類黃酮的生物合成,植物病原菌互作及植物激素信號轉導途徑。位于MdWRKY40開放閱讀框上游的2 500 bp核苷酸序列,為對SA進行特異性響應的核苷酸啟動子序列。在1 000—1 500 bp及1 500—2 000 bp具有顯著提高啟動子對SA敏感性的未知核苷酸序列,另外,MdWRKY40轉錄調控存在反饋抑制機制。
    基于轉錄組信息的黑果枸杞MYB轉錄因子家族分析
    嚴莉,王翠平,陳建偉,喬改霞,李健
    中國農業科學. 2017, 50(20):  3991-4002.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.20.013
    摘要 ( 119 )   HTML ( 3 )   PDF (3800KB) ( 382 )   收藏
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    【目的】MYB基因家族是植物中最大的一類轉錄因子家族,廣泛參與植物的生長發育和代謝調控過程。目前仍沒有針對枸杞等木本作物MYB轉錄因子家族的系統分析。基于轉錄組數據鑒定分析黑果枸杞MYB基因家族,可為該類基因生物學功能和代謝調控機制的研究提供參考。【方法】基于黑果枸杞轉錄組測序(RNA-Seq)數據,利用NR、NT、Swiss-Prot和PFAM 4個數據庫和NCBI網站,對黑果枸杞MYB基因進行篩選注釋;利用Web Logo3、Prot Comp 9.0、MEGA5.0軟件進行保守結構域、亞細胞定位和系統進化等生物信息學分析。基于轉錄組數據分析MYB基因在黑果枸杞果實不同發育期的差異表達模式,并采用熒光定量PCR方法進行驗證。【結果】基于轉錄組測序數據,注釋得到83個黑果枸杞MYB類轉錄因子基因,根據結構特性將其分為4大類:R2R3-MYB、1R-MYB、3R-MYB和4R-MYB。結構域分析表明:R2R3-MYB類轉錄因子的R2 MYB基序中包含3個極度保守的色氨酸殘基,R3 MYB基序中的第一個色氨酸殘基被疏水氨基酸替代。比較分析黑果枸杞MYB家族和擬南芥MYB家族共同構建的進化樹發現,黑果枸杞的MYB家族在進化上包括3個大類,6個亞類。亞細胞定位預測結果顯示,44個MYB轉錄因子定位于細胞質中,37個定位于細胞核中。基于轉錄組數據的MYB差異表達模式分析表明,黑果枸杞MYB基因可能參與了果實不同發育時期花青素變化的調控;基于熒光定量PCR的差異表達數據進一步驗證了部分MYB轉錄因子在果實不同發育時期的花青素合成中可能起到調控作用。【結論】黑果枸杞MYB基因家族注釋得到83個黑果枸杞MYB類轉錄因子基因,為進一步研究MYB家族的基因結構和生物學功能奠定了基礎。
    食品科學與工程
    采后ABA處理促進‘隴薯3號’馬鈴薯塊莖愈傷形成
    李雪,吳覺天,王毅,姜紅,畢陽,司敏,張靜榮,徐潔
    中國農業科學. 2017, 50(20):  4003-4011.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.20.014
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    【目的】研究外源ABA處理對采后‘隴薯3號’馬鈴薯塊莖愈傷效果的影響,分析苯丙烷代謝及抗氧化酶在愈傷中的作用機理。【方法】以‘隴薯3號’馬鈴薯塊莖為試材,人工損傷后用不同濃度脫落酸(ABA)處理,評價處理塊莖在常溫((20±3)℃,濕度(80±5)%)及黑暗條件下的愈傷效果,分析100 mg·L-1ABA處理后塊莖傷口處組織苯丙烷代謝關鍵酶活性和代謝產物積累以及過氧化物酶和多酚氧化酶的活性變化,掃描電鏡觀察傷口處愈傷組織的形成過程.【結果】不同濃度ABA處理均有效促進了塊莖愈傷,其中以100 mg·L-1的處理效果最好。ABA處理能顯著提高塊莖傷口處組織苯丙氨酸解氨酶、肉桂酸羥化酶、4-香豆酰-輔酶A-連接酶和肉桂醇脫氫酶的活性,并能使總酚、類黃酮和木質素的含量增加,其中,苯丙氨酸解氨酶的活性呈現雙峰型變化,在處理后的第3天和第9天分別高出同期對照253.07%和125.18%。此外,總酚和類黃酮含量在處理后第6天分別較同期對照高出48.60%和50.42%。ABA處理還明顯增強了塊莖傷口處組織中的過氧化物酶和多酚氧化酶活性。掃描電鏡觀察結果表明,ABA處理促進了塊莖傷口表面愈傷封閉層和周皮的形成。【結論】外源ABA處理可通過促進馬鈴薯塊莖傷口處組織的苯丙烷代謝,提高過氧化物酶和多酚氧化酶活性,加速馬鈴薯塊莖愈傷周皮的形成。
    畜牧·獸醫·資源昆蟲
    不同載體預混合飼料中維生素E近紅外光譜模型
    王燕妮,陳玉艷,查珊珊,王石,肖志明,李守學,樊霞
    中國農業科學. 2017, 50(20):  4012-4020.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.20.015
    摘要 ( 72 )   HTML ( 6 )   PDF (1401KB) ( 119 )   收藏
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    【目的】維生素E是重要飼料添加劑,其含量的準確測定對飼糧配制具有重要意義。文章探討了不同載體稀釋劑預混合飼料中維生素E的快速定量方法,旨在說明近紅外光譜分析方法對不同載體預混合飼料的適用性,對日后建立預混合飼料中維生素含量的近紅外速測方法提供參考。【方法】采集商品維生素E粉劑,以市場上常見的二氧化硅、脫脂米糠和石粉為載體稀釋劑,通過混勻機混勻配制了濃度范圍為5—250 IU·g-1的維生素E預混合飼料,并采集其近紅外光譜。研究比較了不同掃描次數和分辨率對近紅外光譜質量的影響,比較了不同載體稀釋劑預混合飼料中維生素E的特征峰及不同光譜預處理方式下維生素E偏最小二乘回歸模型的定量精度,并從PLS模型中的VIP Score值的角度來分析模型的差異性。【結果】16 cm-1分辨率和32次掃描次數為適宜的光譜采集參數;不同載體稀釋劑預混合飼料的近紅外光譜差異明顯,二氧化硅、脫脂米糠和石粉為載體的預混合飼料維生素E主要特征吸收峰不同,分別位于8 700—8 200、7 100—7 450、6 020—5 550、4 440—4 200、5 210—4 760,8 550—8 050、7 410、5 950—5 200、4 400—4 050、4 750—4 600 cm-1和8 550—8 050、7 250、5 950—5 200、4 600—4 000、4 800—4 700 cm-1其近紅外定量模型的最佳光譜預處理方法分別為SNV+1stDeriv.(2,15)、MSC+1stDeriv(2,21)和SNV+2stDeriv(2,15),其校正決定系數(Rc2)分別為0.988,0.949和0.941,校正集標準偏差(SEC)分別為7.64,14.66和16.16;驗證決定系數(Rp2)分別為0.989,0.980和0.921,預測標準偏差(SEP)分別為8.86,10.36和23.37,RPD值分別為8.10,6.90和3.07。提取與3種不同載體稀釋劑混合后的維生素E的PLS模型VIP Score值,以二氧化硅為載體的模型提取到的貢獻顯著且與維生素E特征峰相關的VIP Score值最多,脫脂米糠次之,石粉最少。【結論】近紅外光譜檢測技術對于以二氧化硅和脫脂米糠為載體的預混合飼料的適用性較好,以石粉為載體的預混合飼料的適用性較差。
    肌注氟苯尼考在鴨疫里氏桿菌感染鴨體內的藥動學特征
    梅獻,萬鵬,韓東東,裴鵬飛,曾慶林,李曉虹,曾振靈
    中國農業科學. 2017, 50(20):  4021-4027.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.20.016
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    目的研究并比較肌注氟苯尼考在2周齡健康和鴨疫里氏桿菌感染鴨體內的藥代動力學特征。【方法】240只鴨隨機分為2組,各120只鴨,其中一組用鴨疫里氏桿菌腿部感染,分別以30 mg·kg-1體重單劑量肌內注射氟苯尼考,采血點為給藥前和給藥后5、10、15、20、30、45 min和1、1.5、2、4、8、10、14 h。采用高效液相色譜法 (HPLC) 測定血漿氟苯尼考的濃度,采用紫外檢測器檢測,檢測波長為223 nm,流動相為乙腈和水,其體積比為26和74 ,流速為1 mL·min-1,色譜柱為Agilent C18 (4.6 mm×150 mm,5 μm),進樣量為20 μL藥動學分析軟件 WinNonlin 5.2.1以非房室模型擬合處理血藥濃度-時間數據,計算相關的藥動學參數,并用統計學軟件SPSS17.0對藥動學參數進行t檢驗統計學分析。【結果】氟苯尼考在健康鴨體內的峰濃度(Cmax)為(22.88±3.11) μmL-1,表觀分布容積(Vd/F)為(2.39±0.81) L·kg-1,體清除率(ClB/F)為(0.64±0.11) L·h-1·kg-1,消除半衰期(t1/2β)為 (2.57±0.51) h和藥時曲線下面積(AUC)為(47.28±7.87) μmL-1·h;氟苯尼考在感染鴨體內的峰濃度(Cmax)為(19.77±1.82) μmL-1,表觀分布容積(Vd/F)為(2.44±0.46) L·kg-1,體清除率(ClB/F)為(0.63±0.08) L·h-1·kg-1,消除半衰期(t1/2β)為(2.74±0.54) h和藥時曲線下面積(AUC)為(48.11±6.62) μmL-1·h 統計分析氟苯尼考在健康鴨和感染鴨的藥動學參數,結果表明,除了Cmax差異顯著(P<0.05),其他參數差異均不顯著(P>0.05)。【結論】 兩者的主要藥動學參數相比較,感染鴨體內的Cmax顯著低于(P<0.05)健康鴨體內的Cmax,其他參數無顯著性差異。氟苯尼考以30 mg·kg-1體重肌內注射在健康和感染鴨體內具有吸收迅速,峰濃度高,體內分布廣泛,消除較快的特點。
    桿狀病毒LEF-11蛋白自身相互作用關鍵區域的鑒定
    蔣亞明,董戰旗,陳婷婷,胡楠,董非凡,黃亮,唐良彤,潘敏慧
    中國農業科學. 2017, 50(20):  4028-4035.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.20.017
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    【目的】家蠶核型多角體病毒(Bombyx mori nucleopolyhedrovirus,BmNPV)是蠶業上最常見且危害最為嚴重的病原微生物之一,其晚期表達因子(late expression factor,lef)LEF-11對病毒的增殖具有重要作用,相關研究證明LEF-11蛋白能夠發生自身相互作用形成寡聚體,本研究通過逐步截短探究LEF-11蛋白自身相互作用的關鍵區域。【方法】利用雙分子熒光互補(bimolecular fluorescence complementation)技術和熒光定位(fluorescent co-location)技術,首先根據BmNVP lef-11及各個截短片段序列和熒光蛋白序列設計引物,通過PCR技術擴增回收得到所有片段以及熒光標簽片段,并且通過限制性內切酶處理回收后,將熒光標簽片段分別連接到昆蟲細胞表達載體pIZ/V5-His上,構建pIZ-DsRed和pIZ-EGFP質粒,然后用相同方法構建LEF-11全長和逐步截短的LEF-11紅色熒光融合蛋白載體,分別與pIZ-LEF11-GFP共同轉染到家蠶BmN-SWU1細胞中,更換普通培養基48 h后固定細胞并制片,最后在熒光共聚焦顯微鏡下觀察熒光融合蛋白表達及定位情況,鑒定LEF-11蛋白自身相互作用的關鍵區域;熒光雙分子互補試驗相關載體的構建步驟與熒光融合表達載體構建方法一致,轉染處理及熒光觀察方法也相同。【結果】桿狀病毒LEF-11蛋白2—61和62—112端均能與LEF-11蛋白全長發生相互作用,分別共定位于細胞質和細胞核;逐步截短過程中,LEF-11蛋白N-端2—61、12—61、22—61、32—61、42—61和2—51均能與LEF-11蛋白全長共同定位于細胞質中,但其52—61、2—41未發生共定位;C-端截短片段能夠與LEF-11蛋白全長發生共定位的有62—112、72—112、82—112、72—101和72—91,但92—112和72—81區域未發現共定位現象;雙分子熒光互補試驗結果驗證LEF-11蛋白N-端片段與LEF-11蛋白全長相互作用的有2—61、12—61、22—61、32—61、42—61、2—51,而2—41、52—61截短突變體則不能,與N-端片段熒光共定位結果保持一致。【結論】鑒定到了桿狀病毒LEF-11蛋白的42-51和82-91區域為其自身相互作用關鍵區域,可用于LEF-11相關功能研究。
    研究簡報
    咯菌腈對四種牡丹葉片病原真菌的抑制活性
    徐建強,平忠良,劉瑩,馬世闖,許道超,楊嵐,鄭偉,劉圣明,夏彥飛,林曉民
    中國農業科學. 2017, 50(20):  4036-4045.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.20.018
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    【目的】探究咯菌腈對牡丹黑斑病菌(Alternaria suffruticosae)、黃斑病菌(Phyllosticta commonsii)、腔孢葉斑病菌(Hainesia lythri)和葉霉病菌(Cladosporium paeoniae)菌絲生長、孢子萌發、芽管伸長及產孢的抑制活性,分析咯菌腈在牡丹病害化學防治上的應用前景。【方法】采用菌絲生長速率法測定咯菌腈對菌絲生長的抑制活性,采用涂布平板法測定咯菌腈對孢子萌發、產孢時間及產孢量、芽管伸長及芽管和孢子形態的影響。【結果】咯菌腈對腔孢葉斑病菌菌絲生長的抑制作用最強,EC50為0.01 μg·mL-1,其次為黑斑病菌和黃斑病菌,分別為0.07和0.35 μg·mL-1;咯菌腈對4種病菌的孢子萌發均有較強的抑制作用,對腔孢葉斑病菌的抑制作用最強,其EC50為1.26 μg·mL-1,對其他3種病菌孢子萌發的EC50在3.27—3.45 μg·mL-1;0.1 μg·mL-1咯菌腈對4種病菌分生孢子芽管伸長的抑制率在40%—70%,表明咯菌腈對4種病菌分生孢子芽管伸長均有明顯的抑制作用,濃度越大抑制作用越強,各濃度間差異顯著,其中對腔孢葉斑病菌芽管伸長抑制的EC50為0.04 μg·mL-1,抑制作用最強,對其他3種病菌芽管伸長的EC50在0.08—0.22 μg·mL-1;咯菌腈對黑斑病菌和黃斑病菌分生孢子和芽管的致畸作用強烈,可導致孢子及芽管膨大、過度分枝,而對葉霉病菌和腔孢葉斑病菌致畸作用較弱,芽管及孢子形態基本正常;咯菌腈可推遲黑斑病菌、黃斑病菌及葉霉病菌的產孢時間,對黑斑病菌產孢量的抑制作用最強,EC50為0.05 μg·mL-1,對葉霉病菌次之,EC50為0.38 μg·mL-1,但對腔孢葉斑病菌產孢有促進作用。【結論】咯菌腈對牡丹黑斑病菌及腔孢葉斑病菌的菌絲生長、孢子萌發及芽管伸長均有很強的抑制作用,但對腔孢葉斑產孢具有一定的促進作用;對葉霉病菌和黃斑病菌孢子萌發及芽管伸長、黃斑病菌菌絲生長及葉霉病菌產孢的抑制作用強烈;由于咯菌腈內吸活性較弱,無法抑制已侵入牡丹葉片的病原真菌的生長,故建議作為保護劑在病害發生前施用。
    番紅花種球中虎眼萬年青花葉病毒的分子鑒定與序列分析
    廖富榮,林武鎮,陳細紅,陳青,陳紅運,黃蓬英,方志鵬,吳媛,沈建國,林石明
    中國農業科學. 2017, 50(20):  4046-4054.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.20.019
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    【目的】對一批荷蘭進境番紅花種球(Crocus sativus)進行病毒鑒定,以防止危險性病毒傳入危害。【方法】根據已報道的馬鈴薯Y病毒科(Potyviridae)通用引物(Sprimer和M4T),采用RT-PCR方法對一批番紅花種球樣品進行檢測,取其中一個RT-PCR產物進行克隆測序,利用GenBank上的基本局部比對搜索工具(Basic Local Alignment Search Tool,BLAST)和MEGA 6中的基于對數期望的多重序列比較(Multiple Sequence Comparison by Log-Expectation,MUSCLE)進行序列比對分析,并根據外殼蛋白基因(coat protein,CP)序列利用最大似然法(maximum likelihood method)進行系統發育分析。【結果】RT-PCR檢測結果顯示該批樣品擴增到一條約1.7 kb的預期大小片段,說明該批番紅花種球樣品中存在Potyviridae科病毒。測序獲得長度為1 666 bp的序列(命名為2677-NL),含有部分核內含體b基因(nuclear inclusion b,NIb)、完整的CP和3′端非編碼區(3′-UTR),其核苷酸序列與虎眼萬年青花葉病毒(Ornithogalum mosaic virus,OrMV)的SW3.3分離物具有最高序列一致性(99.6%),與OrMV參考基因組序列(Reference genomic sequences,RefSeq;NC_019409)的序列一致性為99.1%。該分離物的CP與6個OrMV印度分離物(JQ686722、JQ686720、JN692498、JN692497、JN692496、JF682235)的核苷酸和氨基酸序列一致性分別為71.5%—77.3%和65.7%—79.7%,與其他32個OrMV分離物的核苷酸和氨基酸序列一致性分別為77.9%—99.5%和82.9%—99.2%。基于CP進行的系統發育分析表明,OrMV可分為兩個類群,而2677-NL與5個澳大利亞分離物(JQ807995、JQ807996、NC_019409、AF185964、AF185965)相聚成簇,表明其在系統發育關系上與OrMV澳大利亞分離物的親緣關系最近。【結論】根據國際病毒分類委員會(ICTV)關于Potyviridae科病毒種類的分類標準,2677-NL為OrMV的一個分離物,證實該批番紅花種球受到OrMV的侵染。這是世界上首次在番紅花中發現OrMV的報道。
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