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當期目錄

    2018年 第51卷 第5期 刊出日期:2018-03-01
      
    作物遺傳育種·種質資源·分子遺傳學
    不同化學試劑和處理方式加倍小麥單倍體植株的效果
    尹米琦,張雙喜,范春捆,王坤楊,王靜,王軻,杜麗璞,葉興國
    中國農業科學. 2018, 51(5):  811-820.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.05.001
    摘要 ( 165 )   HTML ( 14 )   PDF (1974KB) ( 316 )   收藏
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    【目的】長期以來,小麥單倍體植株染色體加倍主要采用移栽前秋水仙素溶液通氣浸泡分蘗節方法,該方法存在操作復雜、污染環境等問題,而且秋水仙素毒性較強、用量較大、價格較高。本研究的目的是建立小麥單倍體植株簡便、安全、高效的加倍方法,尋找可以替代秋水仙素用于小麥單倍體植株加倍的化學試劑。【方法】通過小麥品系Fielder花藥培養,小麥品種科農199、新春9號和小麥品系CB037、中國春(CS)與玉米自交系鄭58雜交獲得小麥單倍體植株,小麥品系中國春與甘肅黑麥雜交獲得小麥-黑麥雙單倍體植株,利用0、5、10和20 mmol·L-1秋水仙素溶液分別采取分蘗節加注、葉片涂抹和培養基表面添加方式對不同來源小麥單倍體植株進行加倍,并采用培養基表面添加0、30、60和120 μmol·L-1甲基胺草磷、炔苯酰草胺和氟樂靈溶液對小麥單倍體植株及小麥-黑麥雙單倍體植株加倍,比較不同加倍方法和3種除草劑的加倍效果,確定各個加倍試劑的適宜濃度。【結果】不同濃度秋水仙素溶液(0、5、10和20 mmol·L-1)加注小麥與玉米雜交單倍體植株分蘗節部位對小麥單倍體植株不具有加倍效果,不宜在小麥單倍體植株加倍中采用。10 mmol·L-1秋水仙素溶液涂抹拔節期小麥單倍體植株葉片的加倍率為7.7%,其他3個秋水仙素溶液濃度沒有加倍成功,也不適合小麥單倍體植株加倍。培養基表面添加4個濃度秋水仙素溶液處理小麥花藥培養單倍體植株的加倍率分別為26.7%、42.9%、73.3%和85.7%。表明培養基表面添加秋水仙素溶液對小麥單倍體植株的加倍效果最好,適宜濃度至少為20 mmol·L-1。培養基表面添加0、30、60和120 μmol·L-1炔苯酰草胺溶液處理小麥與玉米雜交單倍體植株的加倍率分別為0、0—57.1%、28.6%—75.0%和0—100%,其他2種除草劑處理小麥與玉米雜交單倍體植株沒有成功;培養基表面添加120 μmol·L-1炔苯酰草胺溶液處理小麥與黑麥雜交雙單倍體植株的加倍率為9.0%,添加其他3個濃度炔苯酰草胺溶液和其他3種加倍試劑均沒有結實。【結論】60—120 μmol·L-1濃度炔苯酰草胺溶液對小麥單倍體植株加倍具有較好效果,培養基表面添加適宜濃度秋水仙素和炔苯酰草胺溶液對小麥單倍體植株加倍有效,而且簡單易行。
    玉米株型相關性狀的全基因組關聯分析
    劉坤,張雪海,孫高陽,閆鵬帥,郭海平,陳思遠,薛亞東,郭戰勇,謝惠玲,湯繼華,李衛華
    中國農業科學. 2018, 51(5):  821-834.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.05.002
    摘要 ( 238 )   HTML ( 13 )   PDF (2749KB) ( 884 )   收藏
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    【目的】玉米株型性狀與植株產量、光合效率、抗倒性等密切相關,是理想株型設計育種的基礎,通過對玉米多個株型相關性狀進行全基因組關聯分析,構建玉米理想株型,為抗倒伏、耐密性的玉米新品種選育提供理論基礎。【方法】以284份溫帶、亞熱帶和熱帶材料組成的關聯群體為研究對象,在鄭州與浚縣2個環境下對玉米總葉片數(LN)、穗上葉片數(LNAN)、穗上葉片數與總葉片數比值(LNAN/LN)、株高(PH)、穗位高(EH)、穗位高與株高的比值(EH/PH)等6個玉米株型相關性狀進行調查,借助覆蓋玉米全基因組約56萬個SNP標記,進行全基因組關聯分析,以期為玉米新品種的選育提供理論依據。【結果】2個環境下,6個性狀均表現為正態分布;大多數性狀之間均存在高度正相關或負相關;方差分析表明這6個株型相關性狀的基因型與環境以及基因型×環境的互作均達到顯著水平。在選擇最優關聯分析模型時,發現Q模型假陽性較高,Q+K模型對假陽性的控制過于嚴格,而K模型的表現最好;在2個環境下,全基因組關聯分析(K模型)共檢測到56個顯著SNP-性狀關聯(P≤3.99E-6),這些SNPs共涉及5個性狀的17個位點,每個位點解釋的表型變異從7.97%—10.56%不等。同時發現有4個位點能夠在2個環境中同時被檢測到,表明這4個位點受環境影響較小,在不同環境下可以穩定存在。通過對顯著關聯的SNP上下游各50 kb范圍內候選基因進行搜索,共發現80個候選基因,其中42個具有功能注釋。例如,與株高和穗位高顯著相關的基因GRMZM2G161293編碼一個具有乙酰葡糖轉移酶活性的蛋白,該酶催化UDP-N-乙酰氨基葡萄糖生成糖過程中的N-乙酰葡糖氨基殘基的轉移,可能通過影響玉米籽粒可溶性糖含量進而影響產量,推測其為最可能的候選基因。【結論】K模型對假陽性的控制效果最好,基于K模型的GWAS結果,一共檢測到17個株型性狀相關的位點。
    薏苡種質的主要營養組分特征及綜合評價
    李祥棟,潘虹,陸秀娟,魏心元,陸平,石明,秦禮康
    中國農業科學. 2018, 51(5):  835-842.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.05.003
    摘要 ( 142 )   HTML ( 4 )   PDF (743KB) ( 460 )   收藏
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    【目的】薏苡品質評價是其加工和綜合利用的重要環節,建立合理的薏苡品質評價方法,發掘和篩選薏苡優異資源,為薏苡的品質改良提供基礎材料。【方法】以86份不同產地的薏苡地方種質為試驗材料,測定薏苡籽粒中的淀粉、脂肪、蛋白質和氨基酸主要營養組分指標,采用相關性分析、隸屬函數轉化和主成分分析,綜合評價薏苡的主要營養品質特征。【結果】86份薏苡種質的淀粉、脂肪、蛋白質、必需氨基酸含量均存在一定的差異,14種營養組分的變異系數在5.01%—116.90%;8種必需氨基酸平均含量為0.33%—2.47%,亮氨酸含量最高,賴氨酸為第一限制性氨基酸。糯性種質35份,占所有種質的40.70%;34份種質的脂肪含量≥8%,8份種質的蛋白質含量≥20%,昌黎薏米、昌黎黑川谷的總氨基酸含量高。相關性分析發現,總淀粉含量與直鏈淀粉含量顯著正相關,與支鏈淀粉顯著負相關;支鏈淀粉與脂肪含量顯著正相關,脂肪含量與蛋白質含量、總氨基酸和絲氨酸含量之間呈顯著正相關,必需氨基酸之間多存在顯著相關關系。主成分分析將14個營養品質指標簡化為4個主成分因子,蛋白質、總氨基酸和5種氨基酸組分為第一主成分決定因子,蛋氨酸、賴氨酸、絲氨酸組分為決定第二主成分的決定因子,直鏈淀粉、支鏈淀粉和脂肪組分為第三主成分決定因子,總淀粉組分為第四主要決定因子。4個主成分貢獻率分別為48.333%、16.571%、16.011%和6.146%,累積貢獻率為87.061%,并根據各因子隸屬函數值、權重的確定,以計算出綜合評價值的大小反映供試材料營養品質綜合評價排名。主成分分析將關系復雜的營養成分指標簡化為少數彼此獨立綜合因子,能夠比較客觀地對薏苡品質進行評價。【結論】薏苡營養組分變異類型豐富,必需氨基酸組分齊全,并存在糯性、高蛋白和高脂肪的種質變異類型,篩選出綜合品質評價得分較高的10份種質:昌黎薏米、昌黎黑川谷、義縣農家種、臺灣花殼、貴州薏苡、安國五谷、遼寧本地薏苡、承德薏苡、盤縣五谷和花甲六谷。
    耕作栽培·生理生化·農業信息技術
    基于Meta-analysis的中國北方地區免耕玉米產量效應研究
    銀敏華,李援農,陳朋朋,徐路全,申勝龍,王星垚
    中國農業科學. 2018, 51(5):  843-854.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.05.004
    摘要 ( 117 )   HTML ( 6 )   PDF (849KB) ( 315 )   收藏
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    目的】定量分析免耕對中國北方地區玉米產量的時空效應和影響機制,為該地區免耕的科學應用和推廣提供依據。【方法】以中國北方為研究區域,以傳統耕作為對照,通過檢索文獻整合已發表的相關田間試驗數據(截止2017年4月共獲得68篇文獻和82組試驗數據,將數據按照區域(東北、華北和西北)、年降水量(<500 mm和≥500 mm)、年均氣溫(<10℃和≥10℃)、耕作模式(平作和壟作)、種植制度(連作和輪作)、是否秸稈還田、試驗年份(2000年之前、2000—2009年和2010年之后)和免耕持續年限(1—2 a、3—5 a、6—9 a和≥10 a)進行分組),利用Meta-analysis方法系統探究免耕對玉米產量的時空效應與影響因素。具體分析過程包括異質性檢驗、綜合效應量計算、發表偏倚檢驗、敏感性分析、累積Meta-analysis和亞組分析(影響因素分析)。【結果】與傳統耕作相比,免耕總體上可顯著提高玉米產量,平均增產率為3.1%(置信區間0.7%—5.5%,數據不存在發表偏倚和極端值)。2000年之前,免耕的累積增產效應不穩定(平均-0.7%—6.6%);2000年之后,免耕與傳統耕作的累積產量差異逐漸由不顯著變為顯著。在東北地區,免耕表現出顯著的增產效應(平均5.3%,置信區間1.5%—9.2%);而在華北和西北地區,免耕的增產效應不顯著,分別為-2.6%—6.4%和-1.0%—6.4%。在年降水量500 mm、年均氣溫<10℃的地區和輪作、秸稈還田條件下,免耕的增產率顯著提高,平均分別5.4%(置信區間1.7%—9.1%)3.8%(置信區間0.8%—6.7%)、4.4%(置信區間1.3%—7.5%)3.3%(置信區間0.8%—5.8%)平作和壟作下,免耕的增產效應均不顯著2010年之后,免耕的增產效應顯著提高(平均6.1%),且變幅較小2.5%9.7%隨著免耕持續年限的延長,玉米增產率呈先增加后降低的趨勢,當持續35 a時,免耕的增產效應顯著且達到峰值(平均3.8%,置信區間1.6%—6.0%)。【結論】在年降水量較少或年均氣溫較低的區域,輪作或秸稈還田條件下,有利于發揮免耕的增產效應;東北地區較華北和西北地區更適宜免耕;3—5 a為較合理的免耕持續年限
    基于隨機森林算法的冬小麥葉面積指數遙感反演研究
    張春蘭,楊貴軍,李賀麗,湯伏全,劉暢,張麗妍
    中國農業科學. 2018, 51(5):  855-867.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.05.005
    摘要 ( 175 )   HTML ( 4 )   PDF (1502KB) ( 567 )   收藏
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    【目的】通過利用隨機森林算法(random forest,RF)反演冬小麥葉面積指數(leaf area index, LAI),及時、準確地監測冬小麥長勢狀況,為作物田間管理和產量估測等提供科學依據。【方法】本研究依據冬小麥拔節期、挑旗期、開花期及灌漿期地面觀測數據,將相關系數分析(correlation coefficient,r)和袋外數據(out-of-bag data,OOB)重要性分析與隨機森林算法(random forest,RF)相結合,在優選光譜指數和確定最佳自變量個數的基礎上,構建了兩種冬小麥LAI反演模型|r|-RF和OOB-RF,并利用獨立數據集對兩種模型進行驗證;然后,將所建LAI反演模型用于無人機高光譜影像,進一步檢驗所建模型對無人機低空遙感平臺的適用性和可靠性。【結果】|r|-RF和OOB-RF反演模型分別采用相關性前5強、重要性前2強的光譜指數作為輸入因子時精度最優,驗證決定系數(R2)分別為0.805、0.899,均方根誤差(RMSE)分別為0.431、0.307,表明這兩個模型均能對作物LAI進行精確反演,其中OOB-RF模型的反演效果更好。利用無人機高光譜影像數據結合OOB-RF估算模型反演得到冬小麥LAI與地面實測值的擬合方程的決定系數R2為0.761,RMSE為0.320,數值范圍(1.02—6.41)與地面實測(1.29—6.81)亦比較吻合。【結論】本文基于地面數據構建的OOB-RF模型不僅具有較高的反演精度,而且適用性強,可用于無人機高光譜遙感平臺提取高精度的冬小麥LAI信息。
    干旱脅迫對不同抗旱性苜蓿品種根系生長及生理特性影響
    張翠梅,師尚禮,吳芳
    中國農業科學. 2018, 51(5):  868-882.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.05.006
    摘要 ( 188 )   HTML ( 11 )   PDF (470KB) ( 532 )   收藏
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    【目的】研究干旱脅迫對不同抗旱性苜蓿品種根系生長特征及生理特性的影響,明確不同抗旱性苜蓿品種響應干旱脅迫的生長及生理差異,為進一步闡明紫花苜蓿抗旱的分子機理、提高紫花苜蓿耐旱性和水分利用效率提供理論依據。【方法】采用營養液沙培法,選用強抗旱的隴中苜蓿(Medicago sativa L. cv. Longzhong)、中抗旱的隴東苜蓿(Medicago sativa L. cv. Longdong)和弱抗旱的甘農3號紫花苜蓿(Medicago sativa L. cv. Gannong No.3)為試驗材料,在幼苗期對其進行6種不同水勢(0、-0.4、-0.8、-1.2、-1.6和-2.0 MPa)的PEG-6000人工模擬干旱脅迫,研究干旱脅迫對供試苜蓿根系生長特征(根系總長度、根系總表面積、根系平均直徑、根體積、根尖數和根系干重)、根系活力、游離脯氨酸(Pro)含量、可溶性蛋白(SP)含量、可溶性糖(SS)含量,丙二醛(MDA)含量、質膜相對透性、活性氧(H2O2、OH·和O2•-)含量,抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性、還原型抗壞血酸(AsA)和還原型谷胱甘肽(GSH)含量的影響。并用逐步回歸分析建立最優回歸方程,進而篩選出不同脅迫程度下對不同抗旱性苜蓿品種抗旱性影響較為顯著的指標。【結果】干旱脅迫會顯著影響苜蓿的根系生長特征及生理特性。隨著干旱脅迫的加劇,供試苜蓿的根系總長度、Pro含量、MDA含量、質膜相對透性、活性氧(H2O2、OH·和O2•-)含量及CAT活性不斷增加;根系干重、根系活力、SS含量和GSH含量先增加后下降。此外,隨脅迫程度增加,隴中苜蓿的根系平均直徑、根體積、根尖數、POD活性及SOD活性均呈先增加后下降的變化趨勢,AsA含量不斷增加;隴東苜蓿和甘農3號的根系平均直徑、根體積、根尖數、POD活性及根系總表面積則呈不斷下降的趨勢,而AsA含量呈先增加后下降的變化趨勢。整體而言,隴中苜蓿的根系總長度、根系總表面積、根系干重顯著高于隴東苜蓿和甘農3號,H2O2含量和O2•-含量顯著低于甘農3號;隴中苜蓿和隴東苜蓿的SP含量、SS含量和MDA含量顯著低于甘農3號。-1.2 MPa至-2.0 MPa脅迫時,隴中苜蓿的H2O2和OH·含量顯著低于隴東苜蓿。-2.0 MPa脅迫時,隴中苜蓿的POD活性、AsA和GSH含量均顯著高于甘農3號。逐步回歸分析表明,根系活力、根體積、根系總長度、MDA和AsA是對隴中苜蓿抗旱性影響較為顯著的指標;根尖數、根系平均直徑、根系總表面積、根系干重、O2•-、GSH和CAT是對隴東苜蓿抗旱性影響較為顯著的指標;根系活力、根尖數、Pro、SS、MDA、質膜相對透性和GSH是對甘農3號紫花苜蓿抗旱性影響較為顯著的指標。【結論】不同抗旱性苜蓿品種在形態特征和生理特性上對干旱脅迫存在相同和不同的生長及生理響應策略。輕度和中度脅迫(0 MPa至-1.2 MPa)下,抗旱苜蓿品種主要通過增加根系總長度、根體積和根尖數及降低膜脂過氧化程度來適應干旱,弱抗旱苜蓿品種則通過改變細胞膜穩定性、根系活力及滲透調節能力來適應干旱;重度脅迫(-1.2 MPa至-2.0 MPa)下,不同抗旱性苜蓿品種均可通過改變根系生長特征和啟動抗氧化系統來抵御干旱,其中強抗旱苜蓿品種主要通過增加根長和AsA含量來適應干旱,而中等抗旱和弱抗旱苜蓿品種主要通過增加根尖數和GSH含量來適應干旱。
    植物保護
    甲基營養型芽孢桿菌BH21對葡萄灰霉病菌的拮抗作用
    魏新燕,黃媛媛,黃亞麗,杜克久
    中國農業科學. 2018, 51(5):  883-892.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.05.007
    摘要 ( 107 )   HTML ( 6 )   PDF (1072KB) ( 591 )   收藏
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    【目的】甲基營養型芽孢桿菌(Bacillus methylotrophicus)BH21是一株對葡萄灰霉病菌(Botrytis cinerea)有較好拮抗作用的海洋源細菌,鑒定該菌株脂肽類抗菌物質合成基因,檢測脂肽粗提物對葡萄灰霉病菌的拮抗作用,為應用該菌株防治葡萄灰霉病提供科學依據。【方法】通過特異引物的基因組PCR法檢測甲基營養型芽孢桿菌BH21菌株合成脂肽的能力;鹽酸沉淀和甲醇抽提法從無菌發酵液中提取脂肽粗提物;排油圈法檢測脂肽粗提物的表面活性;采用菌絲生長速率法檢測脂肽粗提物對灰霉病菌菌絲生長的抑制作用并計算有效中濃度EC50;利用高效液相色譜技術(HPLC)對脂肽粗提物洗脫分離,并采用菌絲生長速率法檢測各組分對葡萄灰霉病菌的抑制能力;采用反相高效液相色譜(RP-HPLC)分析主要抑菌成分的脂肽類型。采用離體葉片接種法檢測脂肽粗提物對葡萄灰霉病的防治效果。【結果】選取11對特異引物對菌株BH21基因組擴增,其中7對引物擴增出預期核酸片段;擴增產物經測序、BLAST比對分析,結果顯示擴增產物與相關菌株脂肽基因相似度為96%—99%,擴增產物翻譯的蛋白與相關菌株的脂肽合成蛋白相似度為96%—100%,表明甲基營養型芽孢桿菌BH21基因組中含有ituA、bamD、ituC、ituD、fenD、srfAB、yndJ,該菌株具有合成surfactin、iturin及fengycin等多種脂肽類抗菌物質的能力。鹽酸沉淀和甲醇抽提從LB無菌發酵液中獲得脂肽粗提物,得率為428 mg·L-1。排油圈檢測結果顯示,脂肽粗提物使橄欖油膜形成排油圈,表明脂肽粗提物具有表面活性。脂肽粗提物對葡萄灰霉病菌菌絲生長具有顯著的抑制作用,脂肽粗提物濃度為440 μmL-1時,對葡萄灰霉病菌菌絲生長的相對抑制率為82.8%。根據毒力方程計算,抑制葡萄灰霉病菌菌絲生長的脂肽粗提物EC50為144.39 μmL-1HPLC分離純化脂肽粗提物獲得6個組分,只有組分BH21-2和BH21-3抑制葡萄灰霉病菌的生長,RP-HPLC色譜圖分析表明組分BH21-2和BH21-3屬于fengycin家族脂肽。葡萄灰霉病離體葉片試驗結果表明,脂肽粗提物濃度為400 μg·mL-1時,對葡萄葉片灰霉病防病效果為100%;脂肽粗提物濃度為220 μg·mL-1時,對葡萄葉片病斑擴展相對抑制率為94.4%。【結論】甲基營養型芽孢桿菌菌株BH21具有合成surfactin、iturin及fengycin等多種脂肽類抗菌物質的基因,該菌株脂肽粗提物對葡萄灰霉病菌具有較強的拮抗作用,在葡萄灰霉病生物防治中具有應用潛力
    美洲斑潛蠅氣味結合蛋白OBP13的鑒定與功能
    陳東凱,張林雅,邢振龍,雷仲仁
    中國農業科學. 2018, 51(5):  893-904.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.05.008
    摘要 ( 96 )   HTML ( 3 )   PDF (2375KB) ( 155 )   收藏
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    【目的】克隆與鑒定美洲斑潛蠅(Liriomyza sativae)氣味結合蛋白(odorant binding protein,OBP)基因,并對其序列特征、表達情況、系統發育及蛋白功能進行研究,為深入研究美洲斑潛蠅嗅覺機制提供依據。【方法】通過PCR技術克隆美洲斑潛蠅OBP13編碼區全長,用DNAMAN對其進行序列分析,用BLAST進行同源性比較,并使用MEGA6.0構建進化樹,進行系統發育分析。通過實時定量PCR對OBP13在美洲斑潛蠅不同組織中的表達情況進行分析。構建原核表達載體,進行原核表達及蛋白純化,獲取重組蛋白。設定熒光分光光度計的激發波長為337 nm,以1-NPN為熒光探針,研究OBP13與25種不同氣味配基的結合特性。使用間接免疫熒光染色技術及制備的OBP13的特異性多克隆抗體,對其在組織中的分布情況進行定位。將美洲斑潛蠅觸角進行包埋、切片、免疫染色,并在激光共聚焦顯微鏡下進行觀察,了解OBP13在觸角感器中的亞細胞分布。【結果】獲得了一個美洲斑潛蠅氣味結合蛋白基因,命名為LsatOBP13(GenBank登錄號:KT250751)。LsatOBP13開放閱讀框全長462 bp,編碼153個氨基酸,預測成熟蛋白分子量為17.80 kD,等電點為5.75,N-末端的前17個氨基酸為信號肽序列。具有4個保守的半胱氨酸位點,為Minus-C OBP。系統發育分析顯示,其與地中海實蠅CcapOBP99a-like位于同一小分支上,親緣關系較近。檢測LsatOBP13在不同組織的表達水平,發現LsatOBP13在觸角中的表達量遠遠高于其他組織。成功構建了重組表達載體并獲得了高純度的重組蛋白。對25種氣味配基的結合能力檢測,發現LsatOBP13與反式-2-己烯醛、芳樟醇、1-辛烯-3-醇、α-紫羅蘭酮、苯并噻唑、β-紫羅蘭酮具有較強的結合能力,解離常數分別為12.592、10.995、11.165、11.224、10.336、9.218 μmol·L-1,其中與β-紫羅蘭酮親和能力最強。通過免疫熒光定位,發現其在觸角中主要定位在毛形感器和錐形感器上,在觸角嗅覺窩及觸角芒連接處也有分布。【結論】美洲斑潛蠅OBP13為非典型的氣味結合蛋白Minus-C OBP。表達情況、氣味結合特性、免疫定位結果表明,OBP13主要存在于美洲斑潛蠅觸角中,參與觸角對綠葉植物中大量存在的氣味物質的識別過程,推測其在美洲斑潛蠅嗅覺識別、寄主植物定位中發揮功能。
    朱砂葉螨TcGSTM7的體外表達及其功能
    申光茂,李恒,梁金輝,何林?
    中國農業科學. 2018, 51(5):  905-913.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.05.009
    摘要 ( 82 )   HTML ( 6 )   PDF (1652KB) ( 133 )   收藏
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    【目的】朱砂葉螨(Tetranychus cinnabarinus)是一種重要的農業害螨,長期化學防治導致其對多種藥劑產生了抗性,因此明確該螨對化學藥劑的解毒代謝機制對開展有效的抗性治理具有重要意義。谷胱甘肽S-轉移酶(GST)是節肢動物主要的解毒代謝酶之一,筆者前期研究中篩選出了朱砂葉螨體內高表達的一條GST基因TcGSTM7,該基因的表達在藥劑處理下具有明顯的可誘導性。因此,本研究以TcGSTM7為研究對象,進一步利用異源表達技術分析TcGSTM7重組蛋白和甲氰菊酯、丁氟螨酯的互作效應,以及利用RNAi沉默該基因的表達后,檢測朱砂葉螨對這兩種藥劑的敏感性變化,為明確TcGSTM7在藥劑代謝中的功能打下基礎。【方法】利用NCBI數據庫對TcGSTM7編碼蛋白的序列特征進行注釋,并在SWISS MODEL構建的蛋白三維結構中對相關結構域、結合位點以及活性中心等進行展示。利用異源表達系統在大腸桿菌(Escherichia coli)中表達TcGSTM7重組蛋白,對重組蛋白進行分離純化后使用特異性底物檢測其GST催化活性,并通過檢測殺螨劑對該蛋白活性的抑制效果分析其與甲氰菊酯和丁氟螨酯的互作效應。在此基礎上,為明確TcGSTM7基因表達水平對朱砂葉螨藥劑敏感性的影響,參照該基因的序列設計并合成特異dsRNA,利用葉碟飼喂法將其導入朱砂葉螨體內,經qPCR檢測TcGSTM7表達水平顯著下調后,進行生物測定分析基因沉默后朱砂葉螨對不同劑量甲氰菊酯和丁氟螨酯藥劑敏感性的變化。【結果】TcGSTM7的氨基酸序列分析結果表明,其N端具有一個Mu家族GST特有的“thioredoxin-like”結構域,以及一個GSH的結合位點(G-site),在C端則具有催化底物結合域(H-site)。該蛋白具有9個α螺旋和4個β折疊結構,呈經典的“βαβαββα”排列方式。在三維結構預測的基礎上,通過原核表達技術獲得了TcGSTM7重組蛋白,該重組蛋白分子量為26 kD,與預測結果一致,并且具有GST蛋白的催化活性。TcGSTM7重組蛋白酶活性為673.26 nmol·min-1·mg-1,其動力學常數Km為0.71 mmol·L-1Vmax為109.54 nmol·min-1·mg-1。藥劑抑制試驗結果表明甲氰菊酯和丁氟螨酯均可抑制TcGSTM7重組蛋白的酶活性,IC50分別為0.038和0.2 mmol·L-1。進一步利用葉碟飼喂法讓朱砂葉螨取食dsRNA,對TcGSTM7的表達進行了干擾,qPCR檢測表明取食48 h后,dsRNA對TcGSTM7的干擾效率達到52.88%。藥劑敏感性測定結果顯示,沉默TcGSTM7的表達后,朱砂葉螨對LC30和LC50的甲氰菊酯敏感性分別上升了9.0%和12.3%,對LC30和LC50的丁氟螨酯敏感性分別上升了12.9%和11.0%,且均達到顯著水平(P<0.05)。【結論】TcGSTM7的表達可以影響朱砂葉螨對甲氰菊酯和丁氟螨酯的敏感性,且其重組蛋白和這兩種藥劑存在互作效應,表明TcGSTM7可能在朱砂葉螨對甲氰菊酯和丁氟螨酯的代謝過程中具有重要作用。
    土壤肥料·節水灌溉·農業生態環境
    黑土細菌及真菌群落對長期施肥響應的差異及其驅動因素
    王慧穎,徐明崗,周寶庫,馬想,段英華
    中國農業科學. 2018, 51(5):  914-925.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.05.010
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    【目的】研究長期施肥對黑土細菌和真菌群落結構影響差異,探索黑土肥力對長期施用化肥和有機肥響應差異的生物學機制,為黑土的肥力培育和合理施肥提供科學理論依據。【方法】基于35年的長期定位施肥試驗,采用定量PCR方法和Miseq高通量測序技術,分析長期不施肥(CK)、氮肥(N)、有機肥(M)和有機無機配施肥(MN)處理下,黑土細菌及真菌的數量、群落結構和多樣性的差異。同時結合土壤理化性狀,探究不同施肥條件下細菌和真菌群落變化的環境驅動因子。【結果】N處理對土壤細菌的數量沒有顯著影響,但使其群落多樣性降低了13.2%—48.5%。N處理使真菌的數量增加了24倍,多樣性降低了4.6%—80.3%。與N處理相比,MN處理使細菌數量和多樣性分別增加了2倍和7.7%—46.6%,而真菌的數量雖降低了14.2%,但其多樣性提高了62%—237%。單施氮肥增加了土壤細菌酸桿菌門(Acidobacteria)中的Acidobacteria_Gp1Gp3及變形菌門(Proteobacteria)中的α-Proteobacteria的相對豐度,并使土壤真菌中傘菌綱(Agaricomycetes)的相對豐度增加了41倍。與N處理相比,MN處理下細菌的各主要類群豐度未發生顯著變化,但M處理下土壤細菌中的α-Proteobacteria、Acidobacteria_Gp1Gp3豐度分別顯著降低了26、97和81個百分點,Acidobacteria_Gp4、Gp6和Plancomycetes的豐度分別顯著增加了11倍、9倍和2倍。細菌群落結構在MN與N處理之間無顯著差異,明顯區別于CK和M處理,pH為主要驅動因素,其閾值為6.07;真菌群落結構在CK、M和MN處理下相似,顯著區別于N處理,兩組處理之間差異由速效鉀含量(125.5 mg·kg-1)驅動。另外,有機質含量對于細菌和真菌群落均是重要的驅動因素,但調控細菌群落結構的閾值為28.4 g·kg-1,而驅動真菌群落結構的閾值為30.8 g·kg-1。【結論】黑土細菌對有機肥的響應較強,而真菌對化肥更為敏感。長期施用化肥會刺激土壤中嗜酸細菌和真菌的生長,而有機無機肥配施可提高土壤微生物群落多樣性,刺激有益菌的生長。土壤pH和有效鉀含量分別是調控細菌和真菌群落結構的重要影響因素,在黑土肥力培育中應引起充分的重視。
    燃煤煙氣脫硫石膏農用的環境安全風險
    王小彬,閆湘,李秀英,蔡典雄,雷梅
    中國農業科學. 2018, 51(5):  926-939.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.05.011
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    中國從20世紀90年代后期開始利用燃煤煙氣脫硫石膏改良堿化土壤。燃煤煙氣脫硫石膏是來自于電廠的脫硫廢渣,是對含硫燃料(主要是煤)燃燒后產生的煙氣進行脫硫凈化處理而得到的工業副產物。隨著中國燃煤電廠除塵、脫硫和脫硝等煙氣污染控制系統的安裝,在解決燃煤燃燒過程中SO2等廢氣減排的同時,也會產生越來越多的脫硫石膏等脫硫副產物。燃煤煙氣脫硫石膏資源化利用為燃煤電廠解決越來越多的脫硫殘渣處置問題而受到關注。由于燃煤煙氣脫硫石膏性質和天然石膏相似,因此有研究利用燃煤煙氣脫硫石膏代替天然石膏進行鹽堿地改良。然而,當企業采用燃煤煙氣凈化技術和協同脫汞工藝,煤中有害污染物在脫硫過程中富集到煙氣脫硫副產物——脫硫石膏及飛灰中,導致燃煤煙氣脫硫石膏中主要有汞(Hg)、氟(F)、氯(Cl)和硒(Se)等多種污染元素的富集;脫硫飛灰中主要有砷(As)、鎘(Cd)、鉻(Cr)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鉛(Pb)和鋅(Zn)等多種污染元素的富集。研究數據顯示,我國部分煙氣脫硫石膏中Hg、Cd、As、Se、F和Cl等含量存在不同程度超出國家土壤環境質量標準和地下水質量標準。為保障土壤健康、食品安全和環境安全,建議應嚴格控制脫硫劑來源、脫硫工藝、脫硫石膏使用量,并對農田土壤環境風險進行長期監測,防止土壤中污染元素累積;未經無害化處理、有害物質超標的、存在環境安全風險的不得直接施用于農田土壤,杜絕其進入食物鏈而危害人類健康。
    園藝
    不同種植行距和灌水量對中國西北地區日光溫室短季節栽培番茄品質的交互影響
    吳宣毅,曹紅霞,王虎兵,郝舒雪
    中國農業科學. 2018, 51(5):  940-951.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.05.012
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    【目的】研究中國西北地區日光溫室膜下滴灌番茄不同種植行距與灌水量對番茄各品質指標的影響,提出番茄綜合品質最優時的種植行距與灌水量組合,為本地區日光溫室番茄的栽培管理和灌溉提供科學依據和技術指導。【方法】試驗在陜西省楊凌農業高新技術產業示范區綠百合果蔬專業合作社的日光溫室內進行,供試番茄品種為‘HL2109’。通過日光溫室試驗,在大小行溝壟覆膜種植形式的基礎上設置3種種植行距分別為L1(60 cm)、L2(45 cm)和L3(30 cm);以兩次灌水間隔期間Φ20 cm標準蒸發皿的累積蒸發量E為基數,設置0.6E、0.8E、1.0E、1.2E四個灌水量,每當蒸發皿的累積蒸發量達到(20±3)mm時即進行灌水處理;試驗采用完全隨機區組設計,共12個處理,每個處理3次重復。分別運用改進模糊灰色關聯度法和CRITIC法對番茄綜合品質進行評價分析,綜合兩種評價結果,運用多元回歸分析尋求綜合品質最優時的種植行距與灌水量的組合。【結果】種植行距與灌水量均對番茄品質產生影響,且在可溶性固形物、維生素C和番茄紅素上呈現極顯著的交互作用,而番茄果實的外觀品質指標并不存在灌水量和種植行距間的交互作用。過高的灌水量會降低番茄果實的外觀品質,且過高或過低的灌水量均會降低可溶性固形物、VC和番茄紅素的含量。改進模糊灰色關聯度法和CRITIC法對番茄綜合品質評價的結果具有較好的一致性,綜合品質最優處理均為L2-0.8E,最差處理均為L1-1.2E;番茄綜合品質隨灌水量和種植行距的增大呈凸型拋物線變化趨勢。番茄各單一品質指標的權重比例雖然在兩茬試驗中略有變化,但番茄紅素、VC、糖酸比3個指標的權重始終為前3名。【結論】當操作行行距為80 cm,株距為35 cm時,種植行距取37-47 cm,灌水量0.8E-1.0E為中國西北地區溫室番茄綜合品質最優的種植行距和灌水量組合。
    根施褪黑素對NaCl脅迫下葡萄內源褪黑素及葉綠素熒光特性的影響
    卞鳳娥,肖秋紅,郝桂梅,孫永江,陸文利,杜遠鵬,翟衡
    中國農業科學. 2018, 51(5):  952-963.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.05.013
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    【目的】研究NaCl脅迫下內源褪黑素(melatonin,MT)及其關鍵代謝物的響應以及施加外源MT對NaCl脅迫下葡萄葉片的光抑制緩解作用,為MT的應用提供參考。【方法】以一年生盆栽‘威代爾’葡萄(Vitis vinifera cv. Vidal Blanc)為試材,進行100 nmol·L-1 NaCl和100 nmol·L-1 NaCl+MT處理,測定不同處理植株、不同器官內源MT、MT合成前體物質5-羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)和MT的主要代謝產物2-羥基褪黑素(2-Hydroxymelatonin,2-OHMel)的含量,分析根施MT對NaCl脅迫下葉片葉綠素熒光特性及內源MT代謝的影響。【結果】受NaCl脅迫后,植株不同器官的內源MT、5-HT及2-OHMel與清水對照相比有明顯的時空變化,脅迫7 d時以根系的MT含量最高,其次是嫩梢,成葉中的最低;隨著脅迫時間的延長,根系中的MT含量大幅度下降,而嫩梢中的5-HT含量增加。根施外源MT后與單純的NaCl脅迫相比,顯著提高了前期成葉中的5-HT含量以及后期新根中的MT含量,嫩梢和成葉中2-OHMel的含量。NaCl脅迫后快速葉綠素熒光曲線(OJIP)形狀發生明顯改變,最大熒光(Fm)及葉片最大光化學效率(Fv/Fm)顯著下降了31.6%和11.6%,非光化學淬滅(NPQ)顯著升高,光系統I(PSI)和光系統II(PSII)的線性電子傳遞速率ETR(I)和ETR(II)均顯著下降;而根施MT后,葉片Fm和Fv/Fm的分別升高了12.9%和7.3%,OJIP曲線中K點和J點分別下降了23.6%和11.3%,增加了葉片對光能的利用效率,線性電子傳遞速率明顯提高。【結論】NaCl脅迫嚴重抑制葡萄葉片光系統活性,但促進了植株中褪黑素的合成;根施MT緩解了光系統活性的抑制程度,促進MT在植株各器官中的代謝和分配,緩解NaCl脅迫對葡萄葉片光合作用的傷害程度。
    切花小菊綠心性狀雜種優勢與混合遺傳分析
    趙倩茹,鐘興華,張飛,房偉民,陳發棣,滕年軍
    中國農業科學. 2018, 51(5):  964-976.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.05.014
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    【目的】綠心性狀是單瓣切花小菊重要的觀賞性狀,研究切花小菊綠心性狀雜種優勢和遺傳基礎以利于指導綠心切花小菊的選育工作。【方法】分別以‘南農豐收’(黃心小菊)ב南農紅霞’(綠心小菊)的81個雜交后代和‘南農紅云’(綠心小菊)ב南農小清新’(綠心小菊)的70個雜交后代作為遺傳群體,選取花心顏色等級得分值(簡稱花心顏色值,下同)、綠心相對面積和綠心持續期等3個指標對F1代綠心性狀雜種優勢進行分析,同時運用單個世代主基因+多基因混合遺傳模型對綠心性狀進行遺傳分析。【結果】2個組合F1代群體各指標變異系數范圍為24.88%—90.76%,組合I(黃心×綠心)各指標變異程度普遍大于組合II(綠心×綠心),組合II各指標平均值普遍優于組合I。組合I花心顏色值、綠心相對面積和綠心持續期的中親優勢分別為-0.14、-3.42和0.11,除綠心持續期雜種優勢為正值,其他指標雜種優勢均為負值;組合II花心顏色值、綠心相對面積和綠心持續期的中親優勢分別為-0.11、-10.61和-1.02,綠心持續期的超親優勢為-0.52。2個組合F1群體均存在正向和負向超親個體。組合I和組合II的F1代花心顏色中綠色占比分別為3.70%和2.86%,父本顏色和比母本顏色低一等級的顏色在后代中占比接近且較大,均大于等于20.00%。2個組合綠心顏色得分、綠心相對面積和綠心持續期均由2對主基因控制,除花心顏色值為負向效應外,其他指標表現為正向增效效應。花心顏色值、綠心相對面積和綠心持續期的主基因遺傳力分別為98.64%—98.83%、95.04%—96.54%和66.73%—92.52%。2個組合花心顏色值、綠心相對面積與綠心持續期兩兩之間均呈顯著正相關。【結論】F1代超親分離現象普遍存在,可選取其中有利個體進行選育,綠色花心顏色遺傳能力弱,選擇花心顏色為綠色的品種做父本,有利于提高后代出現綠色花心的可能性。花心顏色值、綠心相對面積和綠心持續期均具有高遺傳力,適于早期世代選擇,各指標之間的正相關性有利于集中優勢選育綠心小菊。
    食品科學與工程
    加熱溫度及時間對牛肉膠原蛋白特性及嫩度的影響
    劉晶晶,雷元華,李海鵬,謝鵬,萬紅兵,黃彩燕,孫寶忠,張松山
    中國農業科學. 2018, 51(5):  977-990.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.05.015
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     【目的】通過研究不同加熱溫度和加熱時間來探究膠原蛋白特性對嫩度的影響,為中國高熟度牛肉嫩度特性研究提供參考。【方法】將牛半腱肌肉在60、70、80、90和100℃水浴溫度下分別加熱30、60、90、120和150 min,通過測定剪切力、蒸煮損失、水分含量、質構特性、結締組織機械強度、膠原蛋白含量及熱溶解性、膠原蛋白共價交聯以及掃描電鏡等指標探究嫩度的變化規律,通過相關性分析得出影響嫩度的關鍵因素。【結果】隨著加熱溫度的升高和加熱時間的延長,牛半腱肌肉剪切力降低,蒸煮損失增大,水分含量降低;總膠原蛋白和不溶性膠原蛋白隨著加熱溫度的升高其相對含量明顯增加,隨著加熱時間的延長其相對含量變化不顯著,可溶性膠原蛋白含量及熱溶解性增加、羥賴氨酸吡啶啉(HP)相對含量上升、賴氨酸吡啶啉(LP)相對含量下降,黏著性增大,膠黏性、咀嚼性、凝聚性和回彈性減小。隨著加熱時間的延長,牛肉剪切力與蒸煮損失呈顯著負相關(P<0.05);與水分含量、硬度、凝聚性、膠黏性、咀嚼性以及回彈性呈極顯著正相關(P<0.01);與總膠原蛋白、可溶性膠原蛋白、不溶性膠原蛋白含量、膠原蛋白熱溶解性以及羥賴氨酸吡啶啉含量呈極顯著負相關(P<0.01)。總膠原蛋白、不溶性膠原蛋白的含量與蒸煮損失呈極顯著正相關(P<0.01);羥賴氨酸吡啶啉與肌肉的黏著性和總膠原蛋白含量呈極顯著正相關(P<0.01),與彈性、可溶性膠原蛋白以及不溶性膠原蛋白含量呈顯著正相關(P<0.05),與膠黏性和咀嚼性呈顯著負相關(P<0.05),賴氨酸吡啶林與彈性呈顯著負相關(P<0.05),與凝聚性呈顯著正相關(P<0.05),與回彈性呈極顯著正相關(P<0.01)。與加熱溫度相比,加熱時間對牛肉嫩度的影響更為顯著。牛肉嫩度與膠原蛋白含量及熱溶解性、HP、蒸煮損失、水分含量、硬度、凝聚性、膠黏性、回彈性和咀嚼性有關;膠原蛋白含量及熱溶解性與蒸煮損失和水分含量有關。肌肉的黏著性、彈性、回彈性、凝聚性、膠黏性和咀嚼性等均與共價交聯有關,膠原蛋白熱溶解性與共價交聯無關。【結論】高熟度牛肉的食用品質很大程度上取決于加熱時長與膠原蛋白特性,膠原蛋白特性對嫩度的影響隨著加熱時間的延長而增加。膠原蛋白含量與熱溶解性以及共價交聯量通過影響肉的質構特性來改善嫩度。隨著加熱時間的延長,膠原蛋白和共價交聯相對含量增加,結締組織強度增加從而削弱了肌纖維對嫩度的影響,使嫩度得到改善
    研究簡報
    基于SSR標記的四倍體鴨茅遺傳圖譜加密
    唐露,金夢雅,黃琳凱,張旭,趙欣欣,張新全
    中國農業科學. 2018, 51(5):  991-998.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.05.016
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    【目的】利用轉錄組測序開發的EST-SSR標記和鴨茅基因組調研測序開發的基因組SSR(genomic-SSR)標記,對已構建的四倍體鴨茅遺傳圖譜加密,為定位控制鴨茅重要農藝性狀的QTL位點奠定基礎。【方法】基于擬測交策略,以“楷模”(高桿、多分蘗、寬葉、早熟)和“01436”(矮稈、少分蘗、細葉、晚熟)作為親本材料進行雜交,得到一個含有214株鴨茅材料的作圖群體,利用親本和隨機選取的5個單株對574對EST-SSR標記和150對Genomic-SSR進行引物篩選,PCR產物經8%非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測后,將擴增條帶清晰、在親本之間存在差異且子代間存在分離的多態性引物用于親本及群體擴增。將擴增結果按標記類型統計分析,對于親本間存在差異的條帶,按條帶有無(有帶計1,無帶記0)對DNA擴增產物按進行統計,經卡方檢驗,將分離比例符合1﹕1(親本基因型為Aaaa×aaaa或aaaa×Aaaa)和3﹕1(親本基因型為Aaaa×Aaaa)的標記,用于遺傳連鎖圖譜構建。符合作圖要求的標記采用HighMap軟件進行遺傳圖譜構建。【結果】最終篩選出符合要求的EST-SSR引物31對和Genomic-SSR引物17對,引物多態性分別為5.4%和11.3%,總的多態性為6.6%。對鴨茅214個作圖群體單株及親本DNA進行擴增,共得到169個多態性位點,其中EST-SSR101個,Genomic-SSR68個位點。169個標記位點經卡方檢驗分析表明,有89個標記符合孟德爾分離規律,標記可用率為52.7%,其中呈Aaaa×aaaa或aaaa×Aaaa分離類型的標記有79個,呈Aaaa×Aaaa的有10個,其余80個為偏分離標記。將SSR標記整合以前的標記信息,重新構建了一張包含2 551個標記,覆蓋7個連鎖群,總長度為758.4 cM的鴨茅高密度遺傳圖譜。加密后的圖譜包含SNP標記4 187個,SSR標記84個,各連鎖群標記數在166—709個,每個連鎖群的平均標記數為364個,LG1包含最多標記數有709個,LG7標記數最少166個,各連鎖群長度在60.28—147.09 cM,標記平均密度為0.19—0.76 cM,總的平均圖距由原來的0.37 cM縮至0.3 cM,且由于標記密度的改變,各連鎖群上標記分布的位置也發生較大變動。【結論】增加了部分SSR標記后,新構建了一張包含2 551個標記,覆蓋7個連鎖群總長度為758.4 cM的四倍體鴨茅遺傳圖譜,總長度增加42.63 cM,平均圖距由0.37 cM縮至為0.3 cM。
    基于GIS的小麥籽粒品質空間分布特征和影響因子分析
    孫麗娟,胡學旭,陸偉,王步軍
    中國農業科學. 2018, 51(5):  999-1011.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.05.017
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    【目的】分析小麥籽粒品質不同年份空間分布特征和變化規律,以及影響籽粒品質的因子。【方法】選用種植時間長、范圍廣的濟麥22,利用地理信息系統(GIS)選擇最優模型,繪制其2010—2015年6省歷年籽粒品質空間分布圖,篩選籽粒形成期的溫、光、水和經緯度關鍵因子。【結果】不同年份、麥區間小麥籽粒品質存在差異,變異系數為蛋白質含量>硬度>容重。籽粒硬度6年總趨勢呈東北低西南高分布,并逐年下降,不同年份、緯度間呈多態分布,華北北部強筋麥區(Ⅰ)和黃淮北部強筋中筋麥區(Ⅱ)多數年份高于黃淮南部中筋麥區(Ⅲ),硬度與灌漿期總降水、成熟期總降水、成熟期光照數和緯度呈顯著負相關,其中灌漿期總降水和緯度是主要因子。容重總體也呈東北低西南高分布,并逐年小幅上升,其中2013年明顯低于其他年份,黃淮北部強筋中筋麥區(Ⅱ)西部和中部多數年份好于其他區域,其與成熟期平均溫度、≥10℃積溫、日較差和灌漿期日較差呈顯著正相關,而成熟期日較差是主要因子。蛋白質含量總趨勢呈東北高西南低分布,并逐年下降,6年間多呈帶狀分布,北方整體高于南方,緯度是主要影響因子。【結論】灌漿期總降水、成熟期氣溫日較差和緯度是影響籽粒品質不同年份空間分布變化的主要因子。灌漿期總降水逐年下降及緯度間變化不規律導致籽粒硬度下降并呈多態分布;受成熟期氣溫日較差影響容重逐年小幅上升并區域間變化;受緯度影響蛋白質含量年份間分布規律一致。黃淮北部強筋中筋麥區(Ⅱ)中冀、魯、豫交界處灌漿期總降水較低、成熟期日較差大,有利于籽粒品質提高。
    簡訊
    一種新的動物傳染病——馬麝病毒性出血癥
    包世俊,邢小勇,丁小琴,高翔,安凱,伏小平,薛慧文
    中國農業科學. 2018, 51(5):  1012-1012.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.05.018
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    馬麝(Moschus chrysogaster, Alpine Musk Deer)是中國特有的一種麝屬動物資源,屬于世界自然保護聯盟(IUCN)“瀕危”級野生動物。其主要分布于青藏高原及周邊區域,包括青海、寧夏賀蘭山、甘肅祁連山及肅南山地、四川西部地區、云南北部高山地區及西藏東南部,其中以甘肅興隆山馬麝種群密度較大。20世紀90年代初,興隆山國家自然保護區建立了中國第一個馬麝人工馴養基地。但隨著基地養殖規模的擴大及馬麝種群生活方式的改變,疾病亦開始侵擾圈養馬麝種群,并逐步成為制約其進一步發展的重要因素。統計資料表明,在1998—2005年因病死亡的馬麝中,呼吸系統疾病占26.8%、運動系統疾病占16.5%、消化系統及營養性疾病占14.6%、心血管系統疾病占13.0%。在馬麝種群內發生嚴重傳染性疾病流行的案例并不多見。 2008年以來,興隆山自然保護區內人工圈養馬麝種群中開始流行一種以馬麝心、肝、脾、肺、腎、小腸、腦等組織和器官的充血、出血和壞死為主要特征的急性、高度致死性傳染病。該病以1歲內的馬麝多發,以6月齡左右幼麝最為易感且致死率極高。絕大多數病例無癥狀急性死亡,個別病程稍長者,表現精神沉郁、采食和飲水停止且死前有角弓反張等神經癥狀。多年來,該病給興隆山馬麝養殖產業造成了重大的經濟損失,但其真正的病原始終未能確定,以致難以對該病進行有效的預防和控制。甘肅農業大學研究團隊采集病死馬麝的心、肝、脾、肺、腎等內臟器官,勻漿并反復凍融后離心,取上清經過濾除菌后接種雞胚、羊睪丸原代細胞、兔腎原代細胞、兔肺原代細胞、MDBK細胞、Hela細胞、Vero細胞、MDCK細胞等不同動物源性細胞和綿羊、山羊、家兔、雞、鴿、小鼠等不同實驗動物,對該病病原進行分離,并結合電鏡觀察、血清學試驗和核酸序列分析對該病病原進行鑒定。電鏡觀察結果顯示,該病病原為一種杯狀病毒,其病毒粒子呈球形、直徑約35 nm,20面體對稱,無囊膜,表面有短的纖突。該病毒暫被定名為馬麝出血癥病毒(Moschus chrysogaster hemorrhagic disease virus, McHDV)。基因組測序結果證實,McHDV基因組全長為7 437 bp,其核酸序列與GenBank中兔出血癥病毒(RHDV)的基因組核酸序列同源性高達89.2%—98.7%,且McHDV基因組結構與國內外經典RHDV的基因組結構相同,5'-端非編碼區為1—9 bp,有兩個編碼區分別為ORF1(10—7 041 bp),ORF2(7 025—7 378 bp),3'-端非編碼區為7 379—7 437 bp。雞胚感染試驗結果表明,McHDV對雞胚的發育無不良影響,亦不能在雞胚上增殖。不同細胞感染試驗結果顯示,該病毒在所有試驗細胞中均不能有效增殖。動物感染試驗表明,在所有受試實驗動物中,唯有家兔對其易感且致死率極高,而且病死兔肝、肺等內臟器官中有大量的病毒粒子。因此,可用家兔進行該病毒的擴增培養和傳代。研究者認為,該病為杯狀病毒科的兔出血癥病毒疑似毒株感染馬麝所致的馬麝病毒性出血癥(Moschus chrysogaster viral hemorrhagic disease, McVHD)。此研究是兔出血癥病毒對其他動物致病的首個實證案例,為該病的診斷和防控奠定了重要基礎。
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