Please wait a minute...
廣告服務

當期目錄

    2018年 第51卷 第6期 刊出日期:2018-03-16
      
    作物遺傳育種·種質資源·分子遺傳學
    利用概率估算提高植物品種分子標記鑒定的準確率
    周俊飛,崔野韓,唐浩,李論,陳紅,溫雯,韓瑞璽,黃思思,方治偉,彭海
    中國農業科學. 2018, 51(6):  1013-1019.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.06.001
    摘要 ( 103 )   HTML ( 11 )   PDF (361KB) ( 512 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】植物品種分子標記鑒定標準只抽檢了基因組上部分標記位點,存在抽樣誤差,鑒定結論常常因此被質疑。估計植物品種分子標記鑒定位點的抽樣誤差與鑒定結論的可靠性,為品種分子鑒定標準的應用提供科學依據。【方法】2個品種間觀察到的差異位點的數目為條件,根據貝葉斯公式建立品種間真實差異位點數目的條件概率模型。根據觀察到的差異位點的數目服從于二項分布,且真實差異位點數的先驗概率近似于均勻分布的特點,實現條件概率模型的計算。根據概率模型獲得的概率保障的大小,將品種間的關系劃分為紅區、綠區和黃區,對應相同或近似品種、不同品種和待定品種。利用8個水稻品種的3 205個SSR分子標記位點的分型結果,估計2個品種組合間的真實差異水平,進而判定品種間關系的真實值。對每一對品種進行10 000次的分子標記位點的模擬抽樣,每次抽取48個SSR標記位點。根據每次模擬抽樣的結果,按概率模型計算概率并判定品種間的關系,將判定結論與真實值比較,驗證概率模型的準確性。最后,利用概率模型為近期的西瓜品種侵權案的判決結論提供概率支持。【結果】在模擬抽樣的驗證試驗中,每個品種組合有4 295—10 000次隨機抽樣在95%的概率保障下,判定為不同品種。與品種間的真實關系比較表明,利用概率模型鑒定的水稻品種間關系的正確率為100%。最后,利用概率模型為最近的西瓜品種侵權案的判決結論的正確性提供了95%以上概率保障,敗訴方對抽樣位點不足導致判決不可靠的質疑理由并不充分。【結論】構建了一個評估品種間關系、判定結論可靠性的概率模型,為品種間關系的分子鑒定結論賦予了概率保證,提高品種間關系判定結論的準確性,避免因檢測位點不足導致的爭議。
    油菜主花序角果密度及其相關性狀的全基因組關聯分析
    任義英,崔翠,王倩,唐章林,徐新福,林吶,殷家明,李加納,周清元
    中國農業科學. 2018, 51(6):  1020-1033.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.06.002
    摘要 ( 116 )   HTML ( 6 )   PDF (2672KB) ( 238 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】油菜高產是育種工作的主要研究目標之一。角果密度、主花序有效角果數等性狀與產量都有顯著或極顯著的正相關關系,是油菜高產育種考查的主要性狀。為揭示油菜角果密度及其相關性狀的遺傳機理和分子機制奠定基礎。【方法】以不同遺傳背景和地理來源的213份甘藍型油菜品種(系)構成的自然群體為研究對象,利用蕓薹屬60K Illumina Infinium SNP芯片對該群體進行基因型分型。分別于2015年和2016年在成熟期調查該群體主花序有效長和主花序有效角果數,計算主花序角果密度。利用Structure 2.3.4軟件對該群體進行群體結構分析,Tassel 5.1.0軟件分析親緣關系和染色體連鎖不平衡的衰減;然后基于最優模型對主花序角果密度及其相關性狀進行全基因組關聯分析(genome-wide association analysis,GWAS),依據關聯SNP位點的LD區間序列,預測與性狀相關的重要關聯候選基因。【結果】群體結構分析顯示,213份甘藍型油菜分為P1和P2亞群,P1亞群包含50份材料(23.5%),P2亞群包含163份材料(76.5%),基本上和油菜的地理栽培屬性一致;親緣關系發現約89.74%材料之間的親緣關系值小于0.2,其中約有59.91%材料的親緣關系值為0。總體來看,整個自然群體材料之間的親緣關系比較遠。對A、C基因組進行連鎖不平衡分析發現,A和C基因組的r2隨著遺傳距離的增加而下降,A基因組的衰減距離整體比C基因組的衰減距離小。GWAS分析兩年數據共檢測到17個SNP位點與主花序角果密度及其相關性狀關聯。其中與主花序角果密度和主花序有效長相關的SNP標記分別有7個和9個,并分別解釋11.34%—15.96%和9.67%—13.10%的表型變異;與主花序有效角果數相關聯的標記有1個,解釋11.56%的表型變異。通過分析關聯SNP位點的LD區間與甘藍型油菜對應的區間序列,找到22個與主花序角果密度及其相關性狀有關的候選基因,其中BnaA01g16940D、BnaC01g38800D和BnaA04g09170D等主要通過調控赤霉素和生長素等內源激素的合成和信號轉導來控制主花序角果密度及其相關性狀;BnaA01g16970D、BnaA03g29180D、BnaA03g29810D、BnaC01g39680D和 BnaC03g32770D通過對分生組織的調控來改變表型;BnaC09g18690D和 BnaC09g09210D等主要通過控制細胞分裂生長等過程改變表型。【結論】檢測到17個SNP標記與油菜主花序角果密度、主花序有效長和主花序有效角果數關聯,篩選出22個與主花序角果密度及其相關性狀有關的候選基因。
    耕作栽培·生理生化·農業信息技術
    基于三維數字化的玉米株型參數提取方法研究
    溫維亮,郭新宇,趙春江,肖伯祥,王勇健
    中國農業科學. 2018, 51(6):  1034-1044.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.06.003
    摘要 ( 147 )   HTML ( 5 )   PDF (718KB) ( 533 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】玉米株型參數獲取是玉米精確化育種和栽培研究的重要環節,研究解決玉米株型參數獲取中存在的測量標準不一致、測量精度低、數據難以可視化、算法提取參數精度低等問題具有重要意義。【方法】本文利用三維數字化儀獲取玉米植株骨架結構,提出玉米莖、葉、雄穗和雌穗器官三維數字化獲取標準規程。通過將植株三維數字化數據旋轉至與Z軸正方向平行并平移至坐標系原點進行數據標準化,進一步根據三維數字化數據位置關系,結合各株型參數的定義實現了株高、葉片著生高度、葉片最高點高度、葉長、葉寬、葉展、葉傾角及葉方位角等主要株型參數的提取,同時提出一種新的玉米植株方位平面計算方法,通過構建植株方位平面與各葉方位角角度差絕對值之和作為目標優化函數,進一步對該L1優化問題進行迭代求解得到植株方位平面,當葉數量是偶數時,方法可以給出精確的方位平面區間,在此基礎上,引入dev值作為評價植株葉相對植株方位平面偏離度的指標。【結果】利用6個品種吐絲期玉米植株三維數字化數據和人工測量參數數據進行株型參數提取方法驗證。結果表明,方法提取的葉長、葉傾角、方位角誤差較小,RMSE分別為3.44 cm、3.41°和8.23°,葉長和葉傾角的MAPE分別為4.06%和4.72%,葉寬因葉片在葉脈垂直平面上的曲線形態不一致導致誤差相對較大,RMSE和MAPE分別為0.80 cm和7.21%。與傳統負方向能量均值法相比,所提出新的玉米植株方位平面計算方法給出了玉米植株方位平面更確切的定量化描述,對于玉米株型的定量評價具有一定價值。【結論】基于三維數字化的玉米株型參數提取方法為玉米株型參數的提取與分析提供了一種精確、便捷、可視的技術手段,對于玉米株型表型組學、玉米功能結構模型及玉米株型優化研究具有重要作用。
    氮肥運籌對糜子生育后期干物質積累與轉運及葉片氮素代謝的調控效應
    宮香偉,韓浩坤,張大眾,李境,王孟,薛志和,楊璞,高小麗,馮佰利
    中國農業科學. 2018, 51(6):  1045-1056.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.06.004
    摘要 ( 121 )   HTML ( 5 )   PDF (450KB) ( 473 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】通過分析不同氮肥水平對糜子干物質積累、轉運及生育后期功能葉片氮素代謝的影響,探討糜子干物質積累、轉運特征和氮代謝變化規律,為糜子節肥增產提供理論依據。【方法】采用大田試驗,以榆糜2號為試驗材料,設置60 kg·hm-2(N1)、105 kg·hm-2(N2)、150 kg·hm-2(N3)、195 kg·hm-2(N4)4種不同施氮水平,以不施肥為對照(CK)。連續兩年研究了糜子抽穗期、開花期、灌漿期和成熟期干物質積累、轉運及產量變化,分析了不同氮肥條件下,糜子旗葉、倒二葉和倒三葉葉片的谷氨酰胺合成酶(GS)活性、硝酸還原酶(NR)活性、游離氨基酸含量和可溶性蛋白含量以及籽粒中含氮量、蛋白質含量等氮素代謝指標的變化規律,進一步研究了不同氮肥水平下糜子產量及產量構成因素的變化,總結了糜子干物質積累特性、葉片氮素代謝與產量的相關性。【結果】試驗結果表明,隨著施氮量的增加,糜子不同器官的地上部干重呈先上升后下降的趨勢,開花期糜子N3(150 kg·hm-2)處理下的莖干重、葉干重、鞘干重和穗干重最大,分別比不施肥(CK)提高了51.2%、40.8%、64.2%和41.3%;氮肥處理促進了糜子抽穗后植株干物質在不同器官中的移動與轉運,提高了地上部器官對籽粒的貢獻率。其中,N3(150 kg·hm-2)處理下的葉干物質移動率比不施肥提高了9.6%,轉運率提高了12.4%;氮肥處理下的糜子不同葉位葉片GS活性、NR活性、游離氨基酸含量以及可溶性蛋白含量均表現出先上升后下降的變化趨勢,但施氮不影響糜子生育期內葉片氮素代謝的整體變化規律。同一生育時期,糜子頂3葉葉片GS活性、NR活性、游離氨基酸含量以及可溶性蛋白含量均表現為旗葉>倒二葉>倒三葉,N3(150 kg·hm-2)處理下達到最大值;氮肥處理下的糜子籽粒含氮量比不施肥分別提高了4.0%、6.0%、7.8%和8.9%;不同處理籽粒蛋白質含量變化趨勢基本一致,分別較不施肥增加3.89%、5.75%、7.54%和8.59%,并且差異均與CK達到顯著水平。氮肥處理顯著增加了糜子穗長、莖粗、單株穗數和千粒重及產量,2015年,不同氮肥處理條件下的糜子產量較不施肥分別增加10.09%、29.71%、44.73%和35.99%;2016年分別增加19.08%、30.60%、65.85%和39.14%。兩年試驗條件下,N3(150 kg·hm-2)處理的糜子產量增加比例均最大,增產效果最好。【結論】適宜的施氮量可促進糜子干物質積累與轉運,有利于改善生育后期糜子葉片的氮素代謝,延緩了葉片的衰老,提高糜子產量。本試驗條件下,陜北地區糜子生產的最佳氮肥施用量為150 kg·hm-2
    基于不同傳感器的紐荷爾臍橙葉片葉綠素含量檢測技術評價
    李文濤,楊江波,張績,王克健,鄧烈,呂強,何紹蘭,謝讓金,鄭永強,馬巖巖,易時來
    中國農業科學. 2018, 51(6):  1057-1066.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.06.005
    摘要 ( 91 )   HTML ( 3 )   PDF (428KB) ( 207 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】研究基于不同傳感器的葉片葉綠素含量監測方法,探索建立輕簡、高效的柑橘葉綠素含量監測技術。【方法】以枳砧紐荷爾臍橙當年生春梢葉片為試材,采用便攜式地物光譜儀FieldSpec4、數字圖像技術、熒光及多酚含量測量儀Multiplex?Research和SPAD 502分別獲取葉片光譜反射率、圖像信息、熒光值和葉綠素含量,分析各數字化指標、葉片光譜指標、熒光值與葉綠素含量(SPAD值)的相關性。基于不同指標采用偏最小二乘法(partial least squares regression,PLS)及內部交叉驗證構建葉綠素含量定量反演模型,并進行模型精度檢驗以及各傳感器監測葉片葉綠素含量的可行性評價。【結果】 基于地物光譜儀FieldSpec4、熒光及多酚含量測量儀Multiplex?Research、數字圖像技術獲得參數信息與葉片葉綠素含量均呈極顯著相關,模型擬合度較好,相關系數均在0.7以上。其中,通過地物光譜儀獲取的532 nm、586 nm與705 nm特征波段光譜數據經一階導數(FD)預處理建立的偏最小二乘法(PLS)預測模型效果最優,MRE=1.80%,RPD=3.801。其次為基于數字圖像分析技術以G-B作為特征參數建立一元二次回歸模型,MRE=1.98%,RPD=3.946。以及基于熒光及多酚含量測量儀Multiplex?Research獲取的特征熒光參數建立PLS模型,MRE=2.37%,RPD=4.807。【結論】地物光譜儀、Multiplex?Research、數字圖像技術均可應用于紐荷爾臍橙葉片葉綠素含量的估測。其中,以地物光譜儀FieldSpec4預測精度相對最優,Multiplex?Research便捷程度最高,數字圖像技術用于大批量樣品的測定操作性相對較強。
    植物保護
    大麗輪枝菌弱致病力菌株Vd171對棉花黃萎病的誘導免疫作用及機制
    張一豪,馮鴻杰,袁媛,靳羽瑩,師勇強,張朝軍,李付廣
    中國農業科學. 2018, 51(6):  1067-1078.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.06.006
    摘要 ( 132 )   HTML ( 10 )   PDF (1067KB) ( 493 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】明確大麗輪枝菌(Verticillium dahliae)弱致病力菌株Vd171對棉花黃萎病的誘導免疫效果及作用機制, 為探索棉花黃萎病生物防治新途徑提供依據。【方法】以大麗輪枝菌弱致病力菌株Vd171為研究對象,溫室苗期評估不同接種方法、接種時期、接種次數及接種體類型的誘導免疫效果;不同接種方法包括蘸根、灌根、莖部針刺、葉面噴霧和浸種,均采用Vd171分生孢子懸浮液(1×107個分生孢子/mL),蘸根、灌根和葉面噴霧為每缽10 mL,莖部針刺為每株0.2 mL,浸種時間為12 h;不同接種時期試驗設置接種棉花黃萎病菌強致病力菌株Vd080前2、4、6、8 d及之后的1、2、4 d接種Vd171共7個處理;接種次數試驗設置接種Vd080前接種Vd171 一次和兩次;接種體類型采用Vd171的分生孢子懸浮液和查氏培養濾液。采用水培方法培育棉苗,先接種Vd171,4 d后接種Vd080GFP,不同時間取根組織,振蕩沖洗Vd080GFP分生孢子,顯微鏡下計數,測定弱致病力菌株免疫后病原菌在棉苗根部的定殖量;接種Vd080GFP后第7天,PDA平板上分離棉苗下胚軸切段,檢測病原菌在植株體內的擴展速度。取接種Vd171后不同時段的棉苗,采用qPCR方法檢測植株內防御相關酶基因4CL、CHI、POD、PPO和PAL的表達量;測定POD、PPO、PAL和CHI的活性變化。將棉苗莖部做切片,用間苯三酚染色,顯微鏡下觀察莖部維管束木質化情況;將棉苗葉片用DAB染色,觀察葉片活性氧爆發情況。【結果】在接種大麗輪枝菌強致病力菌株Vd080前4 d接種Vd171,棉株的免疫效果最好,防治效果達到89.4%;幾種接種方法相比較,以蘸根防治效果最好,為70.0%,其次是葉面噴霧,為54.3%,浸種和灌根分別為45.0%和39.0%,而針刺效果最差,為2.2%;接種Vd171一次和兩次對棉株均具有較好的免疫效果,其防治效果分別為85.6%和81.4%;先接種分生孢子、培養濾液對棉株均具有較好的免疫效果,其防治效果分別為85.6%和81.1%;先接種Vd171能阻止Vd080在棉花根部的定殖和在植株體內的擴展;Vd171能顯著誘導棉苗防御相關基因PAL、4CL和CHI的表達,其中,GhPAL、Gh4CL和GhCHI變化最大,分別為對照處理的2.2、8.5和2.6倍,均顯著或極顯著高于對照;經Vd171誘導的棉苗下胚軸中PPO、PAL、POD和CHI酶活性均極顯著高于對照,分別較對照提高31.9%、131.0%、57.1%和102.1%,子葉中PAL、CHI和POD酶活性也顯著高于對照,分別較對照提高22.1%、39.6%和7.1%,PPO酶活性與對照無顯著差異;先接種Vd171誘導了細胞木質化和活性氧的爆發。【結論】大麗輪枝菌弱致病力菌株Vd171可以有效地誘導棉花對黃萎病產生抗性,在棉花黃萎病防治上具有較好的應用前景。
    谷瘟病菌無毒基因型鑒定及分析
    任世龍,白輝,王永芳,全建章,董志平,李志勇,邢繼紅
    中國農業科學. 2018, 51(6):  1079-1088.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.06.007
    摘要 ( 118 )   HTML ( 8 )   PDF (2521KB) ( 208 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】鑒定不同地區谷瘟病菌(Magnaporthe oryzae)所含無毒基因的類型,確定無毒基因在菌株中的分布及變異情況,為深入研究谷瘟病菌無毒基因變異機制提供參考。【方法】從中國北方谷子主產區不同區域內采集并分離76個谷瘟病菌的單孢菌株,提取其基因組DNA,根據目前已成功克隆的稻瘟病菌的7個無毒基因的核苷酸序列設計特異性引物,進行PCR擴增及電泳檢測,并對部分菌株的無毒基因進行測序分析。【結果】在76個谷瘟病菌中,無毒基因ACE1、Avr-pita、Avr1-CO39和AvrPiz-t的擴增率為100%,無毒基因Avr-pik、Avr-pia和Avr-pii的擴增率分別為63.2%、42.1%和21.1%。在谷瘟病菌菌株P11和P34中,Avr1-CO39的擴增條帶較預期片段大490 bp,測序結果發現菌株P11和P34中的Avr1-CO39基因序列完全一致,均在啟動子區插入了490 bp核苷酸,該插入序列與non-LTR retrotransposon: Mg-SINE的相似度達99.16%。Avr-pita的測序結果發現,谷瘟病菌菌株中的Avr-pita基因序列變異較為豐富,其變異形式主要為單核苷酸的變異,包括單堿基的插入、缺失及多位點的SNP。Avr-pia的變異類型主要為整個無毒基因的缺失,經測序驗證等位基因序列分為4種類型。Avr-pia-A與參考序列(AB498873.1)一致,包含10個菌株;Avr-pia-B包含20個菌株,在-116、-109和-16 bp處分別存在C/T、G/T和C/A變異,但與參考序列的CDS區序列相同;Avr-pia-C僅包含菌株P10,在+150 bp處存在T/G變異,但為同義突變;Avr-pia-D僅包含菌株P18,在+212 bp位點處存在C/T變異,導致該變異位點由編碼蘇氨酸突變為編碼異亮氨酸。谷瘟病菌Avr-pii包含3種等位基因類型。Avr-pii-A型與參考序列(AB498874.1)一致,共包含14個菌株;Avr-pii-B型和Avr-pii-C型分別在+139和+64 bp處存在A/G變異,核苷酸的變異導致該位點由編碼蘇氨酸改為丙氨酸。Avr-pii-B型和Avr-pii-C型變異均為首次報道。單元型分析表明,AG2包含23個菌株,占供試菌株的30.2%,為優勢單元型。【結論】明確了不同地區的谷瘟病菌中無毒基因ACE1、Avr-pita、Avr1-CO39和AvrPiz-t不存在地理來源的差異;而無毒基因Avr-pik、Avr-pia和Avr-pii在各地分布有差異。谷瘟病菌AG2單元型為優勢單元型,其次是單元型AG1和AG5。
    土壤肥料·節水灌溉·農業生態環境
    專題導讀:基于GlbeLand30的全球耕地利用格局變化研究
    陳軍
    中國農業科學. 2018, 51(6):  1089-1090.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.06.008
    摘要 ( 100 )   HTML ( 4 )   PDF (221KB) ( 524 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    全球耕地利用格局時空變化分析
    胡瓊,吳文斌,項銘濤,陳迪,龍禹橋,宋茜,劉逸竹,陸苗,余強毅
    中國農業科學. 2018, 51(6):  1091-1105.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.06.009
    摘要 ( 159 )   HTML ( 8 )   PDF (4233KB) ( 878 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】分析2000—2010年全球耕地時空分布及變化特征,為中國糧食安全國際化戰略決策制定以及全球生態環境監測等研究提供信息支撐。【方法】基于全球首套30 m地表覆蓋產品數據集GlobeLand30,利用耕地總面積、面積變化量、人均耕地面積占有量、面積變化幅度、面積變化量標準差、復種指數、復種指數變化量和復種指數變化幅度等8個指標,從大洲、國家、1°×1°經緯網3個統計單元,分析2010年全球耕地空間分布現狀、2000—2010年全球耕地時空變化特征以及全球耕地利用強度變化特征。【結果】2010年全球耕地面積總量為193 890.00×104 hm2,占全球陸表面積14.31%。全球人均耕地占有量為0.28 hm2。其中,大洋洲以人均1.71 hm2位列第一,亞洲以人均0.17 hm2排名最后。[10oN—45oN, 65oE—125oE]、[40oN—55oN, 15oE—55oE]和[15oS—45oS, 45oW—70oW]是全球耕地分布最密集的區域。耕地面積最大的前10名國家依次是:中國、美國、印度、俄羅斯、巴西、阿根廷、澳大利亞、加拿大、哈薩克斯坦和烏克蘭,其中俄羅斯、加拿大、阿根廷和澳大利亞還是人均耕地占有量全球前10名的國家。2000—2010年,全球耕地面積總量略微變化,總體增加2.19%;美洲是耕地面積增長最大的大洲,增長達2 128.14×104 hm2;非洲是耕地面積和空間變化最劇烈的大洲,增長幅度為7.42%。全球耕地面積總量前10名國家中,中國是唯一出現耕地面積減少的國家,10年間減少0.95%,巴西和阿根廷是耕地面積增加和空間波動性最大的國家。美國是耕地面積變化總量和變化幅度均最小的經濟大國。全球耕地高強度種植區域主要集中在東南亞、中美洲以及西非地區,復種指數均達200%以上。2000—2010年,全球耕地面積最大的10個國家中有5個國家復種指數呈上升趨勢,其中巴西和哈薩克斯坦復種指數增加最顯著,俄羅斯復種指數下降最明顯。【結論】2000—2010年,全球耕地總量變化不大,但不同區域和國家的耕地變化差異較大。本研究利用30 m分辨率遙感數據產品揭示了全球耕地分布狀況、10年變化特征和區域差異,研究結果可為全球水土資源利用、糧食產量和糧食安全分析研究提供重要數據和信息支持。
    亞洲耕地利用格局十年變化特征研究
    陳迪,吳文斌,周清波,胡瓊,項銘濤,陸苗,余強毅
    中國農業科學. 2018, 51(6):  1106-1120.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.06.010
    摘要 ( 117 )   HTML ( 5 )   PDF (5355KB) ( 674 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】亞洲作為全球人口最多、耕地面積最大、發展中國家眾多的大洲,其耕地利用格局變化特征關系到各國乃至全球的糧食產量波動,影響世界糧食安全。本研究旨在通過分析亞洲耕地利用格局變化,加深對亞洲耕地利用現狀的認識,科學把握其變化特征及規律,為亞洲的農業土地系統研究提供依據。【方法】采用中國最新研制的2000年和2010年兩期全球30 m地表覆蓋遙感數據產品(GlobeLand30)及FAOSTAT統計數據,建立耕地面積數量和耕地利用格局指標群,選取耕地面積及其變化幅度、復種指數及其變化幅度、耕地破碎度及其變化幅度等指標,在國家、地理分區和縣級等三個尺度上,綜合分析2000—2010年亞洲耕地的數量、復種指數及耕地破碎度變化特征。【結果】2010年亞洲耕地面積69 827.94×104 hm2,10年間面積增加62.62×104 hm2,增幅達到0.09%。除東亞耕地數量減少外,其他區域耕地增加;東南亞耕地漲幅最大,西亞是耕地增減最為活躍的地區。亞洲有60%的國家耕地增加,80%的國家耕地面積變化幅度為-5.00%—5.00%。2000—2010年,亞洲復種指數提升7.77%,增幅達9.00%,五大地理分區的復種指數均呈現增加狀態。超過2/3的國家耕地復種指數增加,沙特阿拉伯、卡塔爾、塞浦路斯等國家耕地復種指數減少明顯。亞洲耕地地塊細碎的區域主要集中在中國南方、日本、菲律賓、阿富汗,而印度、中國華北平原及東北農墾區則耕地連片、地塊大。亞洲耕地破碎度總體上增加1.12%,中亞和南亞耕地破碎度大幅下降,東南亞耕地破碎程度加劇。超過半數的國家耕地破碎度降低。2000—2010年,中國耕地面積減少0.95%,復種指數增幅較大,達到6.01%,耕地破碎度小幅增加,增幅達2.17%。中國南方地區耕地破碎度高,華北平原、東北農墾區、成都平原等糧食主產區耕地破碎程度低;東部及華北經濟發達地區耕地破碎程度增加劇烈;湖南、江西等地耕地破碎度降低。【結論】總體來說,亞洲耕地面積變化平穩,略有增加。復種指數分布呈現“南高北低”的特點,復種指數變化“東南增西北減”,耕地利用程度有較大提升。亞洲的耕地破碎度10年間略有增長,半數以上國家的耕地向規模化發展。中國作為亞洲農業重點區域,10年間其耕地數量減少并伴有破碎化加劇的趨勢,但耕地利用率大幅提升。
    2000—2010年歐洲耕地時空格局變化分析
    項銘濤,吳文斌,胡瓊,陳迪,陸苗,余強毅
    中國農業科學. 2018, 51(6):  1121-1133.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.06.011
    摘要 ( 81 )   HTML ( 3 )   PDF (6432KB) ( 177 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】探討2000—2010年歐洲耕地的數量、幅度、空間、利用程度變化和類型轉換特征,科學描述歐洲耕地10年變化的總體特征。【方法】基于GlobeLand30數據產品,采用數理統計、GIS空間分析、Python批量處理等方法,選取面積數量、墾殖指數、耕地類型轉換等多維度指標分析2000—2010年歐洲耕地時空格局變化特征。【結果】2010年歐洲耕地總面積為42 820.84×104 hm2,不同區域耕地面積占歐洲耕地總面積比例依次為:東歐(51.17%)、南歐(19.07%)、中歐(13.62%)、西歐(13.31%)、北歐(2.83%)。歐洲的耕地分布相對集中,2010年耕地面積排名前10國家的耕地總面積約占歐洲耕地總面積的82.17%。2000—2010年,歐洲耕地面積總體增加約220.90×104 hm2,增加幅度約0.52%,海拔較低的山腳處、河流沿岸為耕地擴展區域,海拔較高處、氣候寒冷帶的耕地呈減少趨勢。北歐(1.25%)、東歐(0.88%)、西歐(0.64%)的耕地面積呈不同程度的增加,南歐(-0.03%)、中歐(-0.34%)則減少。北歐、東歐國家內部耕地面積變化十分劇烈,西歐、中歐國家變化平緩,南歐各國變化則差異較大。2010年歐洲全域的總體墾殖指數為18.71%,各地理分區耕地墾殖指數從高到低依次為:西歐(61.17%)、中歐(57.64%)、南歐(49.24%)、東歐(12.20%)、北歐(9.16%)。10年間歐洲4%的耕地與其他地類之間發生轉移。耕地與森林、草地、灌木地、人造地表等類型之間的轉移最為明顯。東歐地區廣袤的草地轉入為耕地的比例最大。南歐、西歐、中歐地區耕地大量轉出為人造地表的現象最為明顯。【結論】歐洲現有耕地分布相對集中在東歐區域,島嶼或山地地區或氣候寒冷區國家耕地面積較小。10年間歐洲耕地的空間變化總體平緩,耕地不變的區域占絕大部分,部分區域有耕地的增減。各國內部耕地面積變化劇烈程度總體較低,但具有顯著的區域差異性。10年間歐洲耕地墾殖指數略微增加。森林、人造地表細微增加,草地卻大量減少,但具有區域差異性,這對生態環境保護和耕地可持續發展產生了潛在的壓力。
    美洲耕地利用格局及其時空變化特征
    龍禹橋,吳文斌,胡瓊,陳迪,項銘濤,陸苗,余強毅
    中國農業科學. 2018, 51(6):  1134-1143.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.06.012
    摘要 ( 82 )   HTML ( 5 )   PDF (3708KB) ( 323 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】耕地時空格局變化特征分析是地表覆蓋研究的熱點問題之一。美洲作為全球重要的糧食生產區,其耕地數量和分布具有全球性戰略地位,科學分析美洲耕地時空格局變化特征、過程和規律為耕地可持續發展提供科學參考。【方法】基于GlobeLand30數據集,運用數理統計和GIS空間分析等方法,系統分析了2000—2010年美洲耕地面積數量變化、空間分布及類型轉化特征,并重點分析了亞馬遜地區耕地格局變化狀況。【結果】2010年美洲耕地總面積為52 875.05×104 hm2;2000—2010年的10年間,美洲耕地總面積總體增加,面積增加約2 128.14×104 hm2,增幅約4.19%。耕地面積增加最大國家為巴西,幅度達到9.51%,位居美洲國家之首,其次為阿根廷;減少最大國家為厄瓜多爾,面積減少101.14×104 hm2。10年間美洲耕地復種指數增加2.42%,變化最為顯著國家為巴拉圭、波多黎各。從耕地變化類型看,美洲新增耕地主要來源于林地、草地,而耕地減少主要是由于人造地表的侵占。美國耕地總量最多,但10年間耕地增長率較低,僅為0.08%,絕大部分損失的耕地轉為人造地表,由于收獲面積的減少導致復種指數減少了0.89%;巴西耕地總量僅次于美國,耕地大幅度增加主要來源于林地和草地,同時復種指數有較大程度提高。亞馬遜地區作為美洲重要的生態和農業區域,10年間耕地增長8.41%,耕地增長伴隨著森林、草地被大量破壞,尤其在巴西西南和厄瓜多爾表現最為劇烈。【結論】2000—2010年美洲耕地整體上呈現增加態勢,國家間耕地利用格局變化差異明顯;耕地主要來源于林地、草地和灌木,增長集中在巴西和阿根廷,耕地主要轉出為人造地表,集中在美國。作為美洲重要的糧食生產區,亞馬遜地區耕地面積和耕地復種指數都提高,兩者同步增加一定程度上提高區域或全球糧食產量,但其帶來的生態環境效益需要深入關注。
    2000—2010年非洲耕地利用格局變化及其生態環境背景分析
    張莉,吳文斌,宋茜,縱兆偉,胡瓊,陳迪,項銘濤,陸苗
    中國農業科學. 2018, 51(6):  1144-1155.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.06.013
    摘要 ( 80 )   HTML ( 5 )   PDF (1479KB) ( 311 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】科學探明世界第二大洲——非洲的耕地資源稟賦、準確揭示2000—2010年耕地動態變化規律和過程,服務全球糧食安全。【方法】采用全球首套30 m空間分辨率地表覆蓋數據GlobeLand30 的 2000年和 2010年耕地數據產品,在不同分析指標和空間尺度上分析10年間非洲耕地利用格局的總體變化、地理差異特征及其生態環境背景。【結果】2000—2010 年,非洲耕地總面積增加了1 540.63×104 hm2,變化率為 7.42%;5個區域10年間耕地面積變化率從大到小依次是:中非(10.42%)、東非(9.49%)、西非(7.55%)、北非(6.74%)和南部非洲(4.86%);耕地面積數量增加排在前10位的國家是尼日利亞、坦桑尼亞、蘇丹、肯尼亞、莫桑比克、乍得、阿爾及利亞、贊比亞、津巴布韋和布基納法索;耕地面積數量減少排在前10位的國家是科特迪瓦、馬里、安哥拉、加納、馬拉維、突尼斯、布隆迪、盧旺達、剛果(金)和南非。2010年,非洲耕地復種指數為98.11%,10年間變化率為13.54%;2010年,5個區域的復種指數從大到小依次是西非(163.75%)、中非(148.01%)、東非(76.64%)、北非(75.20%)和南部非洲(57.56%)。耕地空間格局變化區域差異明顯,耕地在各經緯度帶上以增加為主,以東半球和北半球面積增加較多;新增耕地主要由林地、草地和灌木地等植被類型開發利用轉入,分別占轉出總量的 15.19%、66.37%和 11.20%,減少耕地主要轉成為林地、草地和灌木地,轉出面積分別占轉出總量的 21.15%、61.19%和11.78%,新增的耕地面積遠大于減少的面積。從耕地變化與生態環境因子之間的關系來看,耕地增減變化主要發生在年均溫度為20—30℃區域和年均降水為600—1 200 mm的區域,以及500—1 000 m高原區間和坡度小于2°的平緩地帶。【結論】2000—2010年,非洲耕地面積數量和空間變化劇烈,不同區域和國家的耕地變化存在明顯差異。研究結果揭示了非洲耕地空間分布及時空變化特征,不僅可為分析全球耕地空間分布格局、揭示其地域差異和時空波動規律提供重要基礎參考,也可為耕地增減變化比較集中的區域的政策導向、土地產權制度調整提供科學依據,服務全球糧食安全問題解決。
    基于GlobeLand30的大洋洲耕地利用格局變化分析
    曹雋雋,吳文斌,劉逸竹,胡瓊,陳迪,項銘濤,周清波
    中國農業科學. 2018, 51(6):  1156-1166.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.06.014
    摘要 ( 100 )   HTML ( 7 )   PDF (2673KB) ( 424 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】大洋洲區域氣候差異明顯,地表覆蓋和土地利用類型多樣,耕地變化較為劇烈。分析大洋洲耕地利用格局的時空變化,科學把握其特征及規律,為耕地集約利用和糧食政策制定提供參考。【方法】采用最新研制的2000年和2010年全球30 m地表覆蓋遙感數據產品(GlobeLand30),建立耕地面積數量、利用強度和轉換特征3個指標群,在國家尺度、10 km網格和30 m像元尺度綜合分析大洋洲2000—2010年耕地利用格局變化特征。【結果】(1)2000—2010年大洋洲耕地面積總體增加約3.79%,耕地面積增幅最大的國家為澳大利亞,增幅5.39%。新增耕地主要集中在澳大利亞大分水嶺山脈以東墨累-達令河流域上游。耕地面積減少的區域主要在新西蘭北部島嶼,澳大利亞東部沿海和巴布亞新幾內亞東部島嶼。主要國家人均耕地平均減少21.47%,人均耕地減少幅度最大國家為新喀里多尼亞。(2)從耕地利用強度格局變化來看,主要國家復種指數平均增加20.63%,耕地破碎度平均減少22.83%。耕地面積-復種指數協調度彈性較大。新西蘭與澳大利亞兩國耕地破碎度變化驅動機制差異明顯。(3)從耕地類型轉換特征來看,2000年耕地轉出和2010年耕地轉入面積最大的國家均為澳大利亞,2000年共計轉出630.25×104 hm2,其中轉為草地占比所有其他轉出地類的74.77%,2010年共計從草地轉入544.95×104 hm2,占所有轉入地類面積的59.72%;全大洲耕地與草地之間轉換面積最大,但對凈增加耕地貢獻最大的是灌木地,轉入耕地165.03×104 hm2。【結論】10年間大洋洲耕地面積變化較為劇烈,耕地利用強度整體提高,耕地與草地相互轉換最為頻繁。
    園藝
    蔬菜作物應答非生物逆境脅迫的分子生物學研究進展
    郭仰東,張磊,李雙桃,曹蕓運,齊傳東,王晉芳
    中國農業科學. 2018, 51(6):  1167-1181.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.06.015
    摘要 ( 198 )   HTML ( 31 )   PDF (446KB) ( 352 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    蔬菜作為重要的經濟作物,近年來的種植面積、產量及需求都在不斷增加。蔬菜作物在生長和發育過程中經常受到非生物逆境(包括干旱、鹽、極端溫度及重金屬脅迫等)的侵害,影響其產量及品質。近十年來,國內外關于蔬菜應答非生物逆境脅迫的分子生物學研究領域取得了一定的進展。在應答干旱脅脅迫方面,DREB、WRKY、NAC、bHLH及bZIP等轉錄因子受干旱信號誘導,調節下游抗旱基因的表達,從而提高蔬菜作物抗旱能力。同時,水分運輸相關功能基因(PIP、TIP)、E3連接酶SIZ1及脫水蛋白DHN也被報道受干旱誘導,并通過調節水勢、滲透勢及ROS積累抵御干旱脅迫。在抵御鹽脅迫方面,SOS途徑至關重要。SlSOS2能夠通過調節SlSOS1和Na+/H+逆向轉運蛋白LeNHX2/4的表達維持離子平衡和調節植物器官中Na+的分配。蔬菜抗鹽研究中NAC、ERF、MYB等轉錄因子響應鹽脅迫并激活抗逆相關基因表達,從而提高蔬菜作物抗鹽能力。此外蔬菜植物大量合成滲透調節物質是其抵御鹽脅迫的常見方式。吡咯啉-5-羧酸合成酶PvP5CS和tomPRO2、脯氨酸脫氫酶BoiProDH等在鹽脅迫下能提高脯氨酸的含量;過表達甜菜堿醛脫氫酶SlBADH能提高番茄中甜菜堿含量。在高溫脅迫響應過程中,HSFs位于調控網絡的核心位置,可調控包括HSPs在內的一系列抗逆基因的表達,番茄中熱激轉錄因子SlHSFs相互之間形成復合體調控下游SlHSPs的表達而應答高溫逆境。在低溫脅迫中,CBFs/EREBs位于調控網絡的核心位置,并受ICE1調控;LEA及HSPs蛋白在低溫下能夠防止細胞中蛋白質變性并維持細胞膜流動性。蔬菜應答重金屬脅迫主要依靠體內隔離和體內外螯合機制。在蔬菜應答非生物逆境的過程中,ABA作為信號受體起到至關重要的作用。蔬菜中NAC、MYB、HSF等轉錄因子則受ABA信號誘導,應答非生物逆境,進而提高活性氧清除能力,合成更多抗逆物質,從而抵御非生物逆境的侵害。
    蘋果紫色酸性磷酸酶相關基因MdPAP10的克隆及功能鑒定
    李睿,安建平,由春香,王小非,郝玉金
    中國農業科學. 2018, 51(6):  1182-1191.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.06.016
    摘要 ( 85 )   HTML ( 5 )   PDF (1434KB) ( 204 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】克隆蘋果紫色酸性磷酸酶相關基因MdPAP10,研究其組織表達模式和低磷響應,并進一步研究MdPAP10在低磷條件下的功能,為深入研究MdPAP10在果樹中參與紫色酸性磷酸酶分泌和影響磷吸收的分子機理奠定基礎。【方法】本研究以‘嘎啦’蘋果(Malus×domestica‘Royal Gala’)為試材,利用同源序列比對和PCR技術,克隆蘋果紫色酸性磷酸酶相關基因MdPAP10。通過NCBI分析MdPAP10的蛋白質結構并獲得白梨、桃和草莓等10個物種的PAP10氨基酸序列,利用MEGA5.0構建系統進化樹。利用qRT-PCR檢測MdPAP10在蘋果不同組織的表達情況和對低磷脅迫的響應特性。將MdPAP10連接到植物過表達載體pBI121,轉化LBA4404農桿菌,用于侵染蘋果愈傷組織。通過在抗性培養基上篩選和PCR鑒定,獲得MdPAP10轉基因愈傷組織。在低磷培養基上培養MdPAP10轉基因愈傷組織檢測其酸性磷酸酶積累情況以及對低磷脅迫的耐受性和磷含量。最后利用qRT-PCR檢測MdPAP10轉基因愈傷組織中磷相關基因的表達量。【結果】克隆獲得蘋果紫色酸性磷酸酶基因MdPAP10(基因序列號:MDP0000272096),開放閱讀框為1 332 bp,編碼含有443個氨基酸的蛋白。蛋白質結構分析顯示,MdPAP10包含一個信號肽和一個磷酸酶結構域。基因結構分析顯示,MdPAP10含有5個外顯子和4個內含子。進化樹分析顯示,蘋果MdPAP10與白梨PbPAP10同源性最高,親緣關系最近。表達分析顯示,MdPAP10在根、莖、葉、花、果中均有表達,并且在根中的表達量最高。MdPAP10對低磷條件有明顯響應,在根中表達量逐漸升高,在6 h達到最大后逐漸下降;在葉中的表達量始終低于對照組。MdPAP10轉基因愈傷組織在低磷條件下能夠明顯促進酸性磷酸酶的分泌。在低磷條件下培養轉基因愈傷組織20 d發現過表達MdPAP10提高了愈傷組織對低磷脅迫的耐受性,并且提高了對磷的吸收。qRT-PCR結果顯示,過表達MdPAP10能夠明顯促進蘋果磷相關基因的表達。【結論】MdPAP10能夠對低磷脅迫有明顯響應,在低磷條件下能夠促進磷吸收和酸性磷酸酶的分泌。MdPAP10在響應低磷脅迫過程中發揮著重要的正調控作用。
    畜牧·獸醫·資源昆蟲
    以亞甲基藍為雜交指示劑的電化學適配體鼠傷寒沙門氏菌傳感技術
    徐連應,彭海霞,邵玉宇,王畢妮,張富新
    中國農業科學. 2018, 51(6):  1192-1201.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.06.017
    摘要 ( 92 )   HTML ( 3 )   PDF (1530KB) ( 269 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】構建一種更具實用性的可定量檢測鼠傷寒沙門氏菌的新型電化學適配體傳感器,克服傳統沙門氏菌檢測方法在時效性、靈敏度和操作簡便性等方面的不足。【方法】將反應制得的氧化石墨烯(GO)滴涂在玻碳電極(GCE)表面,于PBS緩沖液中采用電化學還原法將其還原為還原氧化石墨烯(rGO),隨后放置電極于氯金酸溶液中進行電沉積,于表面修飾一層納米金(AuNPs)。依靠金硫鍵的作用將鼠傷寒沙門氏菌適配體互補鏈(S)固定在電極上,滴加封閉劑巰基己醇(MCH)占據電極表面空余位點,保證電極無非特異性吸附后,再將鼠傷寒沙門氏菌適配體(Apt)滴涂于電極表面,使S與Apt雜交形成DNA雙鏈結構。將電極于37℃下同鼠傷寒沙門氏菌與核酸外切酶I(Exo I)的混合液孵育,依靠鼠傷寒沙門氏菌與Apt高度特異性結合,將Apt從電極表面帶離,再基于Exo I對單鏈DNA的剪切作用,使鼠傷寒沙門氏菌得以循環重復作用于適配體,再將電極浸入亞甲基藍(MB)溶液一段時間后,通過監測電極表面的電信號,并對其在菌液中的孵育時間及Exo I的濃度進行優化,構建檢測鼠傷寒沙門氏菌的新型電化學適配體傳感器。使用構建的傳感器對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、志賀氏菌、單增李斯特菌以及副溶血弧菌進行檢測,以確定該傳感器的特異性;對2×102—2×107 cfu/mL的鼠傷寒沙門氏菌進行檢測,以確定該傳感器的敏感性;對豬肉樣品進行鼠傷寒沙門氏菌的定量檢測,以確定該傳感器的實用性。【結果】所構建的鼠傷寒沙門氏菌電化學適配體傳感器在菌液中的最適孵育時間為40 min,Exo I的最適濃度為0.8 U·µL-1。特異性試驗結果表明,該傳感器僅在鼠傷寒沙門氏菌存在時有電信號響應,而對非目標菌無響應。敏感性試驗結果表明,該傳感器具有很高的敏感性,對鼠傷寒沙門氏菌的敏感性可達67 cfu/mL。使用構建的鼠傷寒沙門氏菌電化學適配體傳感器對豬肉中的鼠傷寒沙門氏菌進行定量檢測,加標回收率在97.3%—106.7%。【結論】所構建的新型鼠傷寒沙門氏菌電化學適配體傳感器具備靈敏度高、特異性強、易于操作、檢測迅速及成本低廉等優點,有望應用于食品工業中鼠傷寒沙門氏菌的現場快速定量檢測
    不同動物模型對高山美利奴羊早期生長性狀遺傳參數估計的比較
    張劍搏,袁超,岳耀敬,郭健,牛春娥,王喜軍,王麗娟,呂會芹,楊博輝
    中國農業科學. 2018, 51(6):  1202-1212.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.06.018
    摘要 ( 78 )   HTML ( 3 )   PDF (453KB) ( 241 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】研究不同動物模型對高山美利奴羊早期生長性狀遺傳參數估計的影響,篩選適合高山美利奴羊早期生長性狀遺傳參數估計的最佳動物模型并估計早期生長性狀的遺傳參數,為高山美利奴羊早期階段的選育提高提供理論依據。【方法】運用ASReml軟件對固定效應進行F檢驗,判斷固定效應中的因子是否顯著,篩選出對高山美利奴羊早期生長性狀具有顯著影響作用的固定效應;其次運用ASReml軟件中的AIREML算法通過不同動物模型估計高山美利奴羊早期生長性狀的遺傳參數,根據各模型隨機效應的不同構建了4個動物模型,各模型中均包含固定效應、隨機效應和殘差效應,其中模型1的隨機效應包括個體加性遺傳效應,模型2的隨機效應包括個體加性遺傳效應、母體遺傳效應,模型3的隨機效應包括個體加性遺傳效應、個體永久環境效應,模型4的隨機效應包括個體加性遺傳效應、母體遺傳效應和個體永久環境效應。最后,通過赤池信息量準則(AIC)指數和似然比檢驗(LRT)對不同模型中的隨機效應進行比較分析篩選出最佳動物模型,利用最佳動物模型估計出高山美利奴羊早期生長性狀的遺傳參數。【結果】(1)血統類型、出生年份、配種月份、初生月份、群別、性別以及出生類型對高山美利奴羊早期生長性狀初生重、斷奶重、斷奶前平均日增重和斷奶毛長均有極顯著的影響(P<0.001),除性別和出生類型對妊娠期的影響不顯著外,其余各固定效應對妊娠期的影響極顯著(P<0.001)。(2)各模型估計的初生重遺傳力為(0.0924±0.0160)—(0.2073±0.0226),母體效應的遺傳力為0.1623±0.0113;斷奶重遺傳力為(0.0651±0.0126)—(0.1027±0.0159),母體效應的遺傳力為(0.1097±0.0407)—(0.1098±0.0112);斷奶前平均日增重的遺傳力為(0.0681±0.0130)—(0.1001±0.1061),母體效應的遺傳力為0.0898±0.0112;斷奶毛長的遺傳力為(0.0865±0.0148)—(0.0937±0.0149),母體效應的遺傳力為0.0173±0.0107;妊娠期的遺傳力為(0.0902±0.0174)—(0.1119±0.0189),母體效應的遺傳力為0.0477±0.0146。(3)通過赤池信息量準則(AIC)指數和似然比檢驗(LRT)對不同模型中的隨機效應進行比較分析發現,早期生長性狀受個體加性遺傳效應和母體遺傳效應影響極顯著,而受個體永久環境效應的影響可以忽略不計。因此,模型2是高山美利奴羊早期生長性狀遺傳參數估計的最佳動物模型。【結論】高山美利奴羊早期生長性狀受母體遺傳效應的影響比其他隨機效應更顯著;模型2為高山美利奴羊早期生長性狀遺傳參數估計的最佳動物模型。基于最佳動物模型估計的初生重、斷奶重、斷奶前平均日增重、斷奶毛長、妊娠期的遺傳力分別為0.0924±0.0160、0.0651±0.0126、0.0681±0.0130、0.0865±0.0148、0.0902±0.0174,母體遺傳效應分別為0.1623±0.0113、0.1098±0.0112、0.0898±0.0112、0.0173±0.0107、0.0477±0.0146。
    雞脾臟重全基因組關聯分析
    沈曼曼,曲亮,竇套存,馬猛,郭軍,盧建,胡玉萍,李永峰,王克華
    中國農業科學. 2018, 51(6):  1213-1222.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.06.019
    摘要 ( 112 )   HTML ( 7 )   PDF (815KB) ( 676 )   收藏
    參考文獻 | 相關文章 | 多維度評價
    【目的】利用全基因組關聯分析(genome-wide association study, GWAS)技術解析產蛋后期母雞脾臟重的分子機制和遺傳特征,為改善產蛋后期母雞的健康狀況提供理論依據。【方法】利用東鄉綠殼蛋雞和白來航蛋雞構建資源群體,以72周齡F2代501只母雞脾臟重為研究材料。首先利用高密度600 K 基因芯片對試驗群體基因組進行SNPs檢測。其次利用APT軟件進行質控、BEAGLE軟件進行基因型填充、PLINK軟件進行主成分分析,GEMMA軟件進行全基因組關聯分析,最終獲得脾臟重的顯著和潛在顯著關聯位點。然后利用GCTA軟件計算基于SNP數據的脾臟重遺傳力以及染色體遺傳力,并利用Haploview軟件對顯著或潛在關聯位點進行連鎖不平衡分析。最后通過顯著位點區域的相關基因功能注釋來篩選影響母雞產蛋后期脾臟重的候選基因。【結果】由72周齡母雞脾臟重的表型數據可知,在蛋雞產蛋后期存在較大的變異系數,脾臟重的遺傳力為0.236。通過基因型分析得到43萬個高質量的SNP進行進一步分析。群體結構分析發現基因膨脹系數為1.042,表明試驗群體沒有群體分層的現象,避免了關聯分析中假陽性結果的出現。利用單變量混合線性模型分析共發現了412和281個SNPs位點與脾臟重顯著和潛在顯著關聯,位于1、4、16、28號染色體上。顯著性關聯位點在1號染色體161-174 Mb區間和28號染色體0.47-1.27 Mb區間,潛在性顯著位點在4號染色體76 Mb區間和16號染色體175kb區間。由于顯著區域可能存在的連鎖不平衡,對顯著性位點進行了條件分析和連鎖不平衡檢驗,以1號染色體位點rs314001986和28號染色體上位點rs312729296進行條件分析,經分析后原先顯著關聯的位點均不顯著,即以rs314001986和rs312729296作為候選SNP進行基因注釋分析。對4號染色體和16號染色體潛在顯著位點進行連鎖不平衡分析,結果顯示潛在性顯著位點間存在強的連鎖不平衡,即以性狀表型方差貢獻率最大的SNP rs315270535和rs314065899為候選位點進行進一步分析。參考雞的galgal4基因組,對各顯著及潛在性顯著位點及區間初步篩選到KCTD4、LDB2、HEP21和PCASP2候選基因,鑒定的候選基因可能參與了脾臟生長以及免疫應答等過程。此外,將顯著位點的基因型與群體的表型數據進行關聯分析,發現rs314001986和rs312729296在基因型為GG時對脾臟均有增重效應。此外,基于群體的基因型數據得到1號染色體解釋的遺傳力為9.25%,28號染色體為4.55%。【結論】初步揭示了母雞產蛋后期脾臟重的遺傳特征,脾臟重的遺傳力和染色體遺傳力為首次報道。生物信息學分析鑒定到影響脾臟重的區域為新的發現,并初步篩選出4個候選基因。
福利彩票3d开奖结果