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當期目錄

    2018年 第51卷 第10期 刊出日期:2018-05-16
      
    《中國農業科學》2018年第51卷第10期目次
    中國農業科學. 2018, 51(10):  0-0. 
    摘要 ( 57 )   PDF (322KB) ( 138 )   收藏
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    小麥TaDRO與根系形態的關聯分析及在中國和全球 品種中的地理分布與演變
    張維軍, 李甜, 秦琳, 趙靜, 趙俊杰, 柳洪, 侯健, 郝晨陽, 陳東升, 魏亦勤, 景蕊蓮, 張學勇
    中國農業科學. 2018, 51(10):  1815-1829.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.10.001
    摘要 ( 157 )   HTML ( 9 )   PDF (3498KB) ( 155 )   收藏
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    目的 根系改良是提高小麥抗逆性和產量的關鍵因素之一。通過克隆不同根系類型小麥品種的根系相關基因TaDRO,分析其與小麥重要農藝性狀的關系,開發標記,為品種改良提供理論依據和技術支撐。方法 以根系性狀多態性較高的21份普通小麥為材料,測序分析TaDRO-5ATaDRO-5BTaDRO-5D的序列多態性;利用“中國春”-缺體四體材料對其進行染色體定位,并用最新版的中國春基因組序列對其進行精細物理定位,根據TaDRO-5ATaDRO-5B序列多態性開發分子標記;以323份普通小麥構成的自然群體為材料進行TaDRO單元型與表型性狀的關聯分析。結果 克隆了小麥TaDRO的A、B、D基因組序列,利用最新版的中國春基因組序列分別將TaDRO-5ATaDRO-5BTaDRO-5D定位于小麥染色體5A、5B和5D上,分別位于426.15、381.00和327.60 Mb處;在TaDRO-5A全長序列中共檢測到3個SNP,形成Hap-5A-AHap-5A-C 2種單元型,根據啟動子區-2 271 bp的序列差異,開發出分子標記TaDRO-5A-KASP。在TaDRO-5B全長序列中共檢測到17個SNP和1個InDel,形成Hap-5B-ⅠHap-5B-Ⅱ 2種單元型,根據-300 bp的InDel開發了分子標記TaDRO-5B-InDel。關聯分析表明,TaDRO-5A與株高、千粒重和根系生長角度顯著相關,Hap-5A-A是增大根系生長角度、降低株高、增加千粒重的淺根型單元型,而Hap-5A-C是減小根系生長角度、增加株高、降低千粒重的深根型單元型。TaDRO-5B與株高顯著相關,Hap-5B-Ⅰ是增加株高和降低千粒重的深根型單元型,Hap-5B-Ⅱ是降低株高和增加千粒重的淺根型單元型。在地方品種中,Hap-5A-CHap-5B-Ⅰ為優勢單元型,在育成品種中,Hap-5A-AHap-5B-Ⅱ為優勢單元型;深根型單元型Hap-5A-CHap-5B-Ⅰ在干旱、半干旱麥區品種中的分布頻率高于濕潤麥區;在全球地理分布中,干旱麥區品種中Hap-5A-C為優勢單元型,但Hap-5B-I優勢不明顯。隨著育種年代推進,小麥品種中淺根型單元型Hap-5A-AHap-5B-Ⅱ的頻率增加。結論 小麥根系相關基因TaDROHap-5A-CHap-5B-Ⅰ是增加株高和降低千粒重的深根型單元型,Hap-5A-AHap-5B-Ⅱ是降低株高和增加千粒重的淺根型單元型;隨著灌溉和化肥用量的增加,中國小麥品種逐步由深根、高稈類型轉變為淺根、矮稈類型;利用分子標記選擇矮稈、深根類型,可能提高品種水肥利用效率。

    過表達谷子SiANT1對水稻耐鹽性的影響
    寧蕾, 王曙光, 琚鵬舉, 柏星軒, 葛林豪, 齊欣, 姜奇彥, 孫現軍, 陳明, 孫黛珍
    中國農業科學. 2018, 51(10):  1830-1841.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.10.002
    摘要 ( 135 )   HTML ( 6 )   PDF (3336KB) ( 153 )   收藏
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    目的 高鹽脅迫是影響作物產量的主要因素之一,谷子(Setaria italica L.)具有耐逆性強的特點,從谷子中篩選耐鹽基因對于利用基因工程的手段培育耐鹽作物新品種具有重要意義。方法 分析谷子AP2/ERF類轉錄因子類基因SiANT1在豫谷一號幼苗期在高鹽、低氮、PEG模擬干旱處理條件下的表達模式;進而利用農桿菌轉化法將SiANT1轉入模式作物水稻品種Kitaake;分別用0.9% 鹽水和自來水浸泡過表達SiANT1水稻和野生型Kitaake的種子,觀察其萌芽期的表型并統計發芽率;用含0.9% NaCl的Hogland營養液室內處理水稻幼苗10 d,65℃烘48 h之后稱量干重;同時將其種植在大田,在水稻孕穗前用0.9%鹽水灌溉一次,統計成熟后過表達SiANT1水稻各株系和野生型的單株籽粒重、株高、單株分蘗數,對其耐鹽性進行評價;利用定量Real time-PCR方法,驗證分析轉基因水稻株系中SiANT1及其可能的下游基因的相對表達情況。結果 谷子SiANT1蛋白(XP004985124.1,SiANT1)屬于AP2亞族,與高粱(XP021318293.1,SbANT1)和玉米(XP008658933.1,ZmAP2)親緣關系較近;豫谷一號中SiANT1的表達受高鹽脅迫(100 mmol·L-1 NaCl)誘導;將SiANT1和LP047 1118-Bar-ubi-EDLL載體連接,利用農桿菌轉化法將SiANT1轉入到水稻基因組中,篩選得陽性T0植株,繁殖兩代得T3代種子;自來水浸泡下,過表達SiANT1水稻種子萌發率和野生型相差不大,萌芽率為90%以上;0.9%鹽水浸泡下,過表達SiANT1水稻種子萌發明顯受到抑制,與野生型相比,過表達SiANT1水稻種子露白推遲,但最終(處理120 h)萌芽率達到80%以上;室內水稻苗期用0.9% NaCl處理后,過表達SiANT1水稻的單株干重較受體Kitaake增重14.11%—37.42%,在1%水平上呈顯著差異;大田水稻成熟后過表達SiANT1株系單株籽粒重較受體Kitaake增產56.12%—76.58%,在5%水平上呈顯著差異,單株分蘗數增多、株高增加,但與野生型無顯著差異;半定量RT-PCR分析表明,過表達SiANT1的3個水稻株系都在RNA水平上表達SiANT1;定量Real time-PCR結果表明,過表達SiANT1的3個水稻株系間SiANT1的相對表達量有所差異,但較受體而言,都極顯著增加,并且其內源耐鹽相關基因OsSOS1OsZFP182的相對表達量分別較受體提高1.1—1.7倍和1.6—2.3倍。結論 OsSOS1OsZFP182是耐鹽相關基因已被證實,SiANT1具有一定的耐鹽性,過表達SiANT1水稻可能是通過增加下游基因OsSOS1OsZFP182的表達從而提高耐鹽性。

    機械粒收推動玉米生產方式轉型
    李少昆, 王克如, 謝瑞芝, 明博
    中國農業科學. 2018, 51(10):  1842-1844.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.10.003
    摘要 ( 105 )   HTML ( 9 )   PDF (232KB) ( 173 )   收藏
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    摘要:

    玉米生長后期倒伏研究進展
    薛軍, 王克如, 謝瑞芝, 勾玲, 張旺鋒, 明博, 侯鵬, 李少昆
    中國農業科學. 2018, 51(10):  1845-1854.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.10.004
    摘要 ( 231 )   HTML ( 13 )   PDF (1078KB) ( 655 )   收藏
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    倒伏是玉米生產中普遍存在的問題。傳統生產中玉米一般在生理成熟期收獲,前人關于倒伏研究也多集中在生育前期莖稈發育過程或者是生理成熟前的某一階段,而對生理成熟后倒伏研究較少。玉米機械粒收一般在生理成熟后2—4周進行,倒伏將會增加機械粒收過程中的產量損失,降低籽粒品質,使收獲難度加大,收獲效率以及玉米種植效益明顯降低,成為制約玉米種植密度進一步提高和機械粒收技術發展的重要因素。對此,本文從玉米生育后期植株的衰老生理及其影響因素角度進行綜述,提出增強玉米后期抗倒伏能力的措施與建議。分析表明,玉米生育后期植株自然衰老將導致葉片、莖稈和根系活力下降,使莖稈含水量、可溶性糖、半纖維素及總結構性碳水化合物含量均降低,細胞壁變薄、細胞間縫隙變大;同時,莖稈和根系PAL、POD和PPO酶活性下降,抗病能力減弱;莖腐病病原菌產生的細胞壁降解酶分解細胞壁中的纖維素,降解寄主細胞,孢子迅速萌發形成菌絲并進入表皮細胞、皮層和維管束組織,加速莖稈組織失水干縮過程,植株空心變軟甚至腐爛,莖稈質量下降。而基于密植高產機械粒收技術需求的增密種植、田間站稈籽粒脫水會加速并延長玉米衰老進程,使莖稈質量和抗病能力進一步下降,導致生理成熟后的倒伏風險加大。為有效控制倒伏、加速我國玉米密植高產機械粒收技術的推廣,建議:(1)增強玉米生育后期莖稈衰老和倒伏的理論研究;(2)加強玉米抗倒種質創制,選育早熟、耐密植、籽粒脫水快、抗逆性強、適宜機械粒收的品種;(3)通過構建優質土壤耕層,集成宜機收品種、合理密植、肥水科學運籌、化學調控和病蟲害綜合防控等關鍵技術,創制高質量健康群體,提高生育后期莖稈的抗倒伏能力;(4)根據各地氣候、生態條件,因地制宜制定降低玉米生育后期倒伏風險的應對措施。

    玉米品種穗部性狀差異及其對籽粒脫水的影響
    李璐璐, 明博, 謝瑞芝, 王克如, 侯鵬, 李少昆
    中國農業科學. 2018, 51(10):  1855-1867.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.10.005
    摘要 ( 132 )   HTML ( 12 )   PDF (936KB) ( 443 )   收藏
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    目的 玉米籽粒脫水速率快、收獲期含水率低是適宜機械粒收品種的基本要求。穗部性狀是玉米遺傳基礎的直觀表現,與籽粒脫水有較緊密的聯系,探尋二者之間的關系、明確影響籽粒脫水速率的關鍵指標,對于適宜機械粒收品種的選育和篩選具有重要意義。方法 本研究以黃淮海夏玉米區當前主推的22個品種為研究對象,按苞葉、籽粒、穗軸和穗柄等部位將穗部性狀分為41個指標參數,于2015—2016年進行連續觀測,并與衡量籽粒脫水快慢的5個參數(生理成熟前籽粒脫水速率、生理成熟后籽粒脫水速率、籽粒總脫水速率、生理成熟期籽粒含水率和收獲期籽粒含水率)進行相關分析。結果 41個穗部指標在品種間均存在極顯著差異,其中部分指標與籽粒脫水特征密切相關。苞葉長度與生理成熟后籽粒脫水速率顯著負相關,與收獲期籽粒含水率顯著正相關;“苞葉長度/果穗長度”與生理成熟后籽粒脫水速率顯著負相關;果穗夾角與籽粒總脫水速率顯著正相關;穗軸生理成熟期含水率與籽粒生理成熟期、收獲期含水率均呈極顯著正相關關系;穗粒數與生理成熟前籽粒脫水速率、總脫水速率分別達到極顯著、顯著水平的負相關關系;“果穗長度/行粒數”與籽粒生理成熟前、后和總脫水速率分別呈顯著或極顯著正相關關系,與收獲期籽粒含水率呈顯著負相關關系;生理成熟期百粒干重與籽粒含水率呈顯著負相關關系;而穗部其他性狀與籽粒脫水速率、生理成熟期和收獲期籽粒含水率均無顯著相關性。結論 黃淮海區域現有玉米品種穗部性狀差異較大,苞葉短、穗軸生理成熟期含水率低、果穗夾角大、穗粒數少、籽粒小等穗部特征有利于籽粒脫水,可為適宜機械粒收品種的篩選和選育提供參考。

    玉米穗軸機械強度及其對機械粒收籽粒破碎率的影響
    薛軍, 李璐璐, 張萬旭, 王群, 謝瑞芝, 王克如, 明博, 侯鵬, 李少昆
    中國農業科學. 2018, 51(10):  1868-1877.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.10.006
    摘要 ( 103 )   HTML ( 6 )   PDF (594KB) ( 182 )   收藏
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    目的 明確玉米穗軸機械強度變化規律及其對機械粒收籽粒破碎率的影響,為提高玉米收獲質量提供理論依據。方法 本研究通過設置品種大區鑒選試驗,對各品種進行分期收獲,歷次收獲均以相同粒收機械與農機操作人員實施,同步調查玉米穗軸形態、含水率、干物質積累、力學特征以及籽粒含水率、機收破碎率等指標,研究玉米生育后期穗軸機械強度的變化特征及其影響因素,分析穗軸機械強度與籽粒破碎率之間的關系。結果 結果顯示,隨著收獲期推遲,玉米籽粒和穗軸含水率逐漸降低,而穗軸8 cm和全長抗折斷力及籽粒破碎率均呈現先降低后升高的趨勢。籽粒含水率低于20.1%時,機械粒收籽粒破碎率隨穗軸抗折斷力提高呈極顯著的指數增加趨勢;當籽粒含水率高于20.1%時,破碎率與穗軸全長抗折斷力呈極顯著的指數模型關系,與8 cm抗折斷力的回歸分析未達到顯著水平。穗軸抗折斷力與穗軸含水率呈顯著負相關,與穿刺強度、干重、單位長度干重、單位體積干重呈顯著正相關;通徑分析表明穗軸單位長度干重對抗折斷力的貢獻最大。結論 玉米穗軸機械強度是影響機械粒收籽粒破碎的重要因素之一,生育后期穗軸干物質積累和含水率是影響穗軸機械強度的重要因素。

    夏玉米籽粒脫水特性及與灌漿特性的關系
    李璐璐, 明博, 高尚, 謝瑞芝, 侯鵬, 王克如, 李少昆
    中國農業科學. 2018, 51(10):  1878-1889.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.10.007
    摘要 ( 176 )   HTML ( 18 )   PDF (828KB) ( 523 )   收藏
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    目的 當前,玉米收獲期籽粒含水率普遍偏高,限制了中國機械粒收技術的推廣應用。玉米籽粒授粉后,灌漿與脫水過程相伴,但二者之間的關系并不明確,本研究通過對不同玉米品種籽粒脫水和灌漿過程的系統觀測,明確其籽粒脫水和灌漿特征,探討二者間的關系,為適宜機械粒收品種的選育和推廣提供支持。方法 試驗于2015—2016年在河南新鄉進行,累計選用22個供試玉米品種,統一授粉。2015年自授粉后26 d開始至11月14日止、2016年自授粉后11 d開始至10月17日止,連續測定籽粒含水率(MC)、含水量(M)、干重(DW)與鮮重(FW)的動態變化,建立這些指標與授粉后積溫(T)之間的回歸方程,以此明確籽粒脫水和灌漿特征,并結合籽粒脫水、灌漿參數的相關分析結果,探討這兩個過程的關系。結果 玉米籽粒含水率、含水量、干重及鮮重的動態變化與授粉后積溫均有極顯著的非線性關系。22個參試玉米品種籽粒含水率與授粉后積溫的關系符合Logistic Power模型。授粉后,參試品種含水率降至28%需要積溫1 126—1 646℃·d,平均1 357℃·d;含水率降至25%需要積溫1 218—1 810℃·d,平均1 480℃·d。綜合分析籽粒干物質和含水量的變化動態,籽粒含水率變化可分為兩個階段。第一個階段從籽粒建成至線性灌漿期結束為止,干物質的快速積累是含水率快速下降的主導因素;第二階段自線性灌漿期結束至籽粒收獲,含水率下降的主導因素轉化為籽粒水分的持續散失。相關分析顯示,玉米灌漿期天數、積溫與生理成熟期籽粒含水率在2015年達到極顯著負相關,2016年相關性不顯著;不同品種生理成熟前、后及總脫水速率與灌漿速率之間相關性不顯著。結論 籽粒含水率與授粉后積溫建立的Logistic Power回歸模型具有良好的預測穩定性。籽粒含水率的變化由籽粒灌漿和籽粒脫水兩個關鍵因素分階段主導,評價適宜機械粒收的品種,不僅要注意籽粒灌漿特性和熟期,還要關注籽粒脫水特性的選擇。

    基于品種熟期和籽粒脫水特性的機收粒玉米 適宜播期與收獲期分析
    張萬旭, 明博, 王克如, 劉朝巍, 侯鵬, 陳江魯, 張國強, 楊京京, 車淑玲, 謝瑞芝, 李少昆
    中國農業科學. 2018, 51(10):  1890-1898.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.10.008
    摘要 ( 143 )   HTML ( 20 )   PDF (451KB) ( 425 )   收藏
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    目的 規模化生產條件下,需要兼顧產量和效率的協同提高。通過合理配置不同熟期品種及播期,能夠延長播種和收獲的機械作業時間,提高機械利用效率和玉米生產效率。方法 本研究于2015—2017年,選用KWS9384、新玉77和M751 3種不同熟期的主栽玉米品種,觀測籽粒含水率變化動態,建立基于授粉后積溫(≥0℃)的籽粒含水率預測模型,結合當地氣象數據,分析不同品種的播種與收獲時期。結果 結果表明,不同熟期品種的產量和適播期不同。早熟品種KWS9384適宜播期和收獲期更長,但產量較晚熟品種低;晚熟品種新玉77和M751產量高,但滿足生理成熟及脫水至適宜機械粒收含水率的時間更長。通過早熟品種和晚熟品種的搭配,可以有效延長玉米播種及機械粒收的作業時間;早播晚熟品種、晚播早熟品種的配置方案,能夠較好地協調產量和籽粒脫水的關系。結論 通過分析不同品種適宜播種期及其相應的適宜收獲期,提出了高產高效協同生產目標下的品種和播期配置原則,實現特定生態和生產條件下機具利用效率和效益的最大化,為相關技術需求的研究和應用提供思路。

    溫度和多胺對柑橘潰瘍病發生的影響及作用機制
    楊楓, 陳傳武, 范七君, 石春梅, 謝宗周, 郭大勇, 劉繼紅
    中國農業科學. 2018, 51(10):  1899-1907.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.10.009
    摘要 ( 128 )   HTML ( 4 )   PDF (1019KB) ( 127 )   收藏
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    目的 潰瘍病是嚴重危害柑橘的一種細菌性病害,通常在高溫下容易發生。論文旨在闡明高溫下柑橘易發生潰瘍病的機制,揭示其代謝變化,為利用藥劑防治潰瘍病提供重要的理論指導。方法 以感病的甜橙(Citrus sinensis)為研究對象,在21℃和30℃下預培養3 d,然后均接種同樣濃度(108 cfu/mL)的柑橘潰瘍病菌(Xanthomonas citri subsp. citri,Xcc)10 μL,比較兩組植株的發病率,采用半定量RT-PCR分析兩種溫度下4個抗病基因AOSCHIGPXPR4A的表達量,利用HPLC測定預培養3 d后葉片內源多胺(腐胺、亞精胺和精胺)的含量。在此基礎上,利用外源亞精胺(0.4 mmol·L-1)處理甜橙植株(以清水處理為對照),比較亞精胺和清水處理的植株接種潰瘍病菌后的發病率和病情指數,分析亞精胺處理對內源多胺含量和抗病基因AOSCHIGPXPR4A表達的影響。結果 潰瘍病菌接種后觀察發現,21℃培養植株潰瘍病的發病率在前期低于30℃培養的植株,至第10天時,兩個處理組植株的發病率接近;同時HPLC測定發現,21℃培養植株葉片3種自由態多胺(腐胺、亞精胺和精胺)含量高于30℃培養植株;RT-PCR分析表明,CHIGPXPR4A 這3個抗病基因的表達量在21℃培養植株中高于30℃培養植株,而AOS表達水平在兩組材料中差異不明顯。外源亞精胺處理顯著增加了內源腐胺和亞精胺的含量,降低了所處理植株接種潰瘍病菌后的發病率和病情指數,接種后14 d發病率比對照降低45%,病情指數比對照降低4.8,而由表型可見對照發病程度重于亞精胺處理材料。此外,亞精胺處理能夠增強AOSCHIGPXPR4A 4個抗病基因的表達量。結論 高溫下甜橙更易發生潰瘍病的可能機制是高溫抑制抗病基因的表達和多胺合成。外源多胺處理能夠降低甜橙發生潰瘍病,可能機制是多胺處理后增強了抗病基因的表達,誘發植株的抗病反應最終表現出抗病。因此,高溫是影響潰瘍病發生的一個關鍵環境因子,多胺有助于提高對柑橘潰瘍病的抗性。

    短小芽孢桿菌AR03揮發性有機物的抑菌活性及其組分分析
    王靜, 曹建敏, 陳德鑫, 邱軍, 王曉強, 馮超, 王文靜
    中國農業科學. 2018, 51(10):  1908-1919.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.10.010
    摘要 ( 128 )   HTML ( 5 )   PDF (1862KB) ( 213 )   收藏
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    目的 對分離自煙草根際土壤中的一株短小芽孢桿菌(Bacillus pumilus)AR03菌株產生的揮發性有機物進行抑菌活性測定和組分分析。方法 采用培養皿對扣熏蒸法和凹玻片孢子萌發法測定揮發性有機物對煙草黑脛病菌(Phytophthora parasitica var. nicotianae)和赤星病菌(Alternaria alternata)菌落、菌絲生長以及孢子萌發的影響,采用離體葉片接種法測定揮發性有機物對煙草黑脛病和赤星病的防治效果;采用頂空加熱法收集抑菌揮發性有機物,對其進行氣相色譜-質譜(GC-MS)檢測,并結合保留指數(retention index,RI)和內標(internal standard,IS)1-十五烯對其組分進行定性和定量分析。結果 短小芽孢桿菌AR03菌株分泌的揮發性有機物對供試的兩種病原真菌均具有一定的抑制作用,表現為經處理后的煙草黑脛病菌菌絲生長稀疏緩慢變粗、分支增多且扭曲、斷裂;赤星病菌菌絲生長畸形,其上不產生分生孢子梗,內含物大部分聚集成團導致菌絲干癟、縊縮。對峙培養2、4、6和8 d時,揮發物對黑脛病菌和赤星病菌菌絲生長的抑制率分別為56.21%和59.23%、64.75%和59.86%、66.13%和61.10%、67.04%和70.00%;對黑脛病菌游動孢子和赤星病菌分生孢子的抑制作用表現為延遲萌發且萌發后的芽管生長緩慢;黑脛病菌產生孢子囊數明顯減少,赤星病菌分生孢子各分隔處的細胞畸形腫脹成泡狀。離體葉片抗病測定結果顯示,揮發性有機物抑制黑脛病菌和赤星病菌病斑在葉片的擴展,對峙熏蒸40 h時,對照葉片黑脛病的發病率為92.50%,圓形壞死病斑直徑是25.10 mm,經揮發物處理后葉片發病率為70.83%,病斑直徑為9.45 mm,對黑脛病斑擴散的抑制率為62.35%;對峙熏蒸80 h時,對照葉片赤星病的發病率為88.33%,病斑擴散為近圓形的褐色壞死斑,平均直徑為8.32 mm,經揮發物處理后赤星病的發病率為60.80%,病斑擴展較慢,平均直徑為2.85 mm,揮發物對赤星病斑擴散的抑制率為65.75%。SPME GC-MS分析表明,AR03菌株胞外分泌7種組分揮發性物質,均為C15H24結構的倍半萜烯類化合物,分別是二氫姜黃烯、(E)-β-金合歡烯、γ-姜黃烯、α-姜烯、π-紅沒藥烯、β-倍半萜水芹烯和γ-E-紅沒藥烯;AR03培養1 d后,其中β-倍半萜水芹烯相對含量最高,為80.64%,其次為(E)-β-金合歡烯和α-姜烯,相對含量分別為7.20%和6.67%;隨著AR03培養時間的延長,各組分種類相同,但相對含量差異較大,除二氫姜黃烯含量保持基本不變外,其他組分含量呈遞減趨勢,培養至第6天時,各組分含量下降超過50%。結論 短小芽孢桿菌AR03菌株能夠產生具有較強抑菌活性的揮發性有機物,有潛力作為開發抗真菌代謝物和新藥物的重要微生物資源。

    生物炭及炭基肥對土壤微生物群落結構的影響
    陳坤, 徐曉楠, 彭靖, 馮小杰, 李亞朋, 戰秀梅, 韓曉日
    中國農業科學. 2018, 51(10):  1920-1930.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.10.011
    摘要 ( 199 )   HTML ( 16 )   PDF (439KB) ( 278 )   收藏
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    目的 微生物在土壤養分循環中起到轉換者的作用。論文以傳統有機肥(玉米秸稈和豬廄肥)為對照,探究施用生物炭和炭基肥等新型有機物料培肥改土對土壤微生物群落結構的影響,以期為不同有機物料合理施用提供理論參考。方法 依托沈陽農業大學棕壤改土定位試驗平臺(始于2009年),利用磷脂脂肪酸(PLFA)技術研究長期不同有機無機配施條件下土壤理化性質和微生物群落結構特征及二者的相關關系。試驗處理包括:秸稈配施化肥還田(CS)、豬廄肥配施化肥(PMC)、炭基肥(BF)以及生物炭配施化肥(BIO)。結果 PMC和BF處理的pH顯著高于BIO處理;PMC處理的全氮含量顯著高于BF和CS處理,BIO與PMC處理沒有顯著差異;PMC處理的有機質含量顯著高于BF和BIO處理;PMC處理的土壤含水量最高;不同處理間土壤全鉀含量沒有顯著差異。PMC處理的土壤微生物總PLFAs含量最高,其他處理間沒有差異;PMC處理的細菌PLFAs含量最高,BF處理的細菌PLFAs含量顯著低于BIO和CS處理;PMC處理的真菌、革蘭氏陽性和陰性細菌PLFAs含量顯著高于BIO處理,BF與PMC處理差異不顯著;PMC處理的放線菌含量顯著高于CS處理,BF和BIO處理居于中間無顯著差異。BF處理的Shannon-Winner多樣性指數和真菌/細菌比值顯著高于BIO處理,BF和PMC處理的革蘭氏陽性/陰性細菌比值顯著低于BIO處理。冗余分析(RDA)結果顯示,土壤pH、全氮和有機質對土壤微生物各PLFA有極顯著影響(P<0.01),含水量和全鉀有顯著影響(P<0.05)。結論 生物炭和炭基肥長期施用明顯改善了土壤理化性質;相較豬廄肥,施用生物炭不利于真菌和革蘭氏陰性細菌的積累,而且施用生物炭和炭基肥對土壤微生物群落的影響不同,施用生物炭有利于細菌群落的繁殖,施用炭基肥有利于土壤真菌/細菌比和土壤微生物群落結構多樣性的提高;土壤pH、全氮、有機質、含水量和全鉀依次是影響土壤微生物群落的重要因子。

    長期不同施肥對甘蔗產量穩定性、肥料貢獻率 及養分流失的影響
    區惠平, 周柳強, 黃金生, 曾艷, 朱曉暉, 謝如林, 譚宏偉, 黃碧燕
    中國農業科學. 2018, 51(10):  1931-1939.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.10.012
    摘要 ( 137 )   HTML ( 3 )   PDF (413KB) ( 359 )   收藏
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    目的 分析長期不同施肥對甘蔗產量穩定性、肥料貢獻率及氮磷養分地表徑流流失的影響,明確其對甘蔗產量、肥料利用及環境效應,為南方赤紅壤蔗區合理施肥,維持甘蔗高產、穩產及降低環境污染,改善農田生態系統質量提供依據。方法 以長期肥料徑流定位監測試驗為基礎,選取不施肥(CK)、推薦施肥(OPT)、過量施氮(OPT+N)、過量施磷(OPT+P)4個處理,分析甘蔗蔗莖8年產量變化、肥料貢獻率及氮磷地表徑流流失量。結果 在種植的前4年,CK處理甘蔗蔗莖產量急劇下降,之后保持在50 t·hm-2并趨于平衡。施肥處理不同年份間波動性較大,但在相同年份內波動較小。與CK相比,施肥顯著提高甘蔗蔗莖產量和穩定性,8年平均,蔗莖產量施肥處理增幅均高達70%以上。施肥處理下,蔗莖產量OPT與OPT+P處理差異不顯著,但顯著高于OPT+N處理。蔗莖產量穩定性三者間均差異不顯著。蔗地地力貢獻率在試驗前4年急劇下降,肥料貢獻率急劇上升。之后,兩者均基本穩定在50%左右。肥料貢獻率及肥料農學利用率OPT處理均顯著高于或相當于OPT+N和OPT+P處理。施肥顯著提高氮磷養分地表徑流流失量。過量施入氮磷肥顯著增加相應氮磷流失量,但對氮(磷)肥徑流流失率無顯著影響。結論 長期過量施入氮磷化肥不僅沒有增產、穩產優勢,還造成養分流失。推薦施肥是南方赤紅壤蔗區兼顧甘蔗高產穩產、高肥料貢獻率及低養分流失的較好施肥模式。

    水稻籽粒中鎘的來源
    喻華, 上官宇先, 涂仕華, 秦魚生, 陳琨, 陳道全, 劉前聰
    中國農業科學. 2018, 51(10):  1940-1947.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.10.013
    摘要 ( 104 )   HTML ( 3 )   PDF (350KB) ( 123 )   收藏
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    目的 深入探討水稻籽粒中鎘(Cd)的來源及其與生長環境中Cd供應強度的關系,為稻米Cd污染防控選用恰當的農藝措施和實施時間提供科學依據。方法 在水稻齊穗期,從Cd污染稻田選取長勢一致的水稻植株,分別移入含不同Cd濃度(0、0.2、0.5 mg·L-1)的營養液盆缽中培養,成熟期分別收獲各器官測定生物產量和Cd含量;在大田自然條件下生長的水稻分別在齊穗期、灌漿期、臘熟期和成熟期采集長勢均勻一致的植株樣本測定生物產量和Cd含量。結果 在營養液中不含Cd(Cd 0處理)的條件下,籽粒中累積的Cd主要來自于根系和莖稈在齊穗前累積的Cd。在齊穗后的生長環境中存在較低有效鎘的情況下(即Cd污染稻田自然生長的植株),籽粒中的Cd則同時來自水稻齊穗前各器官累積的Cd和根系從土壤吸收與直接運輸的Cd;水稻葉片和谷殼是水稻齊穗后向籽粒凈轉移Cd的器官,莖稈和根系既是籽粒Cd的源,也是Cd的凈累積器官。而在生長介質有效鎘含量豐富的情況下(即Cd培養試驗處理中的Cd 0.2和Cd 0.5處理),籽粒中的Cd則主要來自生長介質,少部分來自水稻各器官的轉移。結論 籽粒中的Cd來自齊穗前各器官儲存Cd的轉移和土壤/介質中Cd的吸收和直接運輸,土壤/介質中的可利用Cd含量越高,籽粒含Cd量也越高;只有當土壤/介質中不存在可利用Cd時,水稻各器官中儲存的Cd才是籽粒中Cd的唯一來源;水稻各器官中,莖稈和根系是體內Cd的主要儲存和輸出場所。結合水稻生長早期降Cd措施的基礎上,在水稻抽穗-成熟期采取恰當的農藝措施降低土壤中Cd的有效性以及根系吸收和向籽粒的直接運輸量,就能有效降低稻米中的Cd含量。

    蘋果OFP基因家族的全基因組鑒定與非生物逆境表達分析
    許瑞瑞, 李睿, 王小非, 郝玉金
    中國農業科學. 2018, 51(10):  1948-1959.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.10.014
    摘要 ( 121 )   HTML ( 5 )   PDF (5285KB) ( 162 )   收藏
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    目的 從蘋果全基因組中鑒定OFP(OVATE family protein)家族蛋白成員,對其進行基因結構特征、組織表達及非生物逆境等系統分析,為研究蘋果OFP的潛在功能提供理論基礎。方法 利用生物信息學手段,在蘋果基因組數據庫中篩選鑒定OFP基因家族成員;利用MEGA5.0軟件進行系統進化樹分析;通過MapDraw和GSDS等生物信息學工具分析基因結構及染色體定位;根據已有的蘋果芯片數據庫結果進行OFP基因表達譜分析;利用實時熒光定量PCR技術檢測13個MdOFP的組織表達和誘導表達情況。結果 蘋果OFP基因家族包含28個成員,根據系統進化關系將其分為4組,分別包含13、6、4和5個成員;蘋果中13條染色體上均有OFP基因分布,其中第12條染色體最多,有6個MdOFP成員,該基因家族的分布具有廣泛性;芯片表達譜分析結果表明該類基因家族在花、果實和葉中的表達量較高,qRT-PCR驗證結果較一致;經NaCl和PEG處理后,蘋果根部與地上部呈現出不同程度的響應差異,NaCl處理明顯誘導兩組織中MdOFP04MdOFP20的表達,MdOFP01MdOFP12MdOFP18的表達在根部與地上部組織則相反;溫度脅迫明顯影響MdOFPs的表達量,其中MdOFP04MdOFP17經高溫和低溫脅迫處理后均明顯上調。結論 蘋果OFP基因家族共有28個成員,分布于13條染色體上,該家族成員呈現出不同的組織表達模式和脅迫響應模式。

    蘋果純合基因型新種質的性狀鑒定與培養
    石江鵬, 張春芬, 鄧舒, 侯麗媛, 肖蓉, 李芙蓉, 董艷輝, 聶園軍, 王亦學, 曹秋芬
    中國農業科學. 2018, 51(10):  1960-1971.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.10.015
    摘要 ( 86 )   HTML ( 3 )   PDF (3048KB) ( 68 )   收藏
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    目的 蘋果花藥培養獲得的純合基因型株系來自不同的花粉粒,因此不同株系的植物學特征、生物學特性,以及誘導培養、生根的條件等都存在差異。本研究對不同個株系試管苗的倍性、表型特征、生根培養條件進行觀察分析,選出蘋果純合基因型株系適宜的生根條件及綜合性狀較好的株系,加強蘋果種質資源創新。方法 采用花藥培養獲得的‘嘎啦’‘富士’‘紅星’純合基因型株系,利用流式細胞儀分析每個株系倍性,探索組培苗的生根培養條件,觀察每個株系的根系、葉片形態特征。結果 經蘋果花藥培養獲得32個純合基因型株系,其中單倍體1株、三倍體1株、四倍體3株、二倍體27株,‘紅星’蘋果純合基因型株系的倍性分化率最大,為28.57%。IBA濃度影響再生株系的生根率、根長及根數,蘋果純合基因型株系的最適宜生根濃度為IBA 2—3 mg·L-1。各個株系的葉數、根長、根數、株高、葉形指數(葉長度/葉寬度)、葉柄有一定差異。‘紅星’純合基因型DH0-1、DH0-3、DH0-4、DH0-7株系,‘富士’純合基因型DH1-3株系,‘嘎啦’純合基因型DH2-2、DH2-4、DH2-12、DH2-20株系綜合性狀較好(植株高、根系長、葉數和根數多)。‘紅星’純合基因型株系的移栽成活率最高,為28.57%。結論 蘋果純合基因型株系的主要倍性為二倍體。與二倍體株系相比,單倍體株系葉基窄、葉柄細、葉色和葉緣鋸齒較淺,而多倍體株系表現為葉基更闊、葉柄較粗、葉色和葉緣鋸齒變深。

    不同砧木對‘87-1’葡萄光合特性及熒光特性的影響
    韓曉, 王海波, 王孝娣, 冀曉昊, 史祥賓, 王寶亮, 鄭曉翠, 王志強, 劉鳳之
    中國農業科學. 2018, 51(10):  1972-1981.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.10.016
    摘要 ( 144 )   HTML ( 5 )   PDF (441KB) ( 334 )   收藏
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    目的 評價貝達、1103P、3309C、140Ru、5C、SO4、華葡1號、抗砧1等8種不同砧木對‘87-1’葡萄光合特性和葉綠素熒光特性的影響,為篩選適宜設施栽培的砧木提供理論基礎。方法 通過Li-6400光合儀測定光響應曲線(設定CO2濃度為400 μmol·mol-1,溫度為25℃,氣體流速為500 mmol·s-1。設定光合有效輻射按照由強到弱的順序分別為2 000、1 800、1 500、1 200、800、400、200、100、50、20、0 μmol·m-2·s-1)、CO2響應曲線(設定光合有效輻射為1 200 μmol·m-2·s-1,溫度和氣體流速分別設為25℃和500 mmol·s-1。CO2濃度按照400、200、100、50、20、400、400、800、1 200、1 500、1 800、2 000 μmol·mol-1的順序進行測定)、溫度響應曲線(設定光合有效輻射為1 200 μmol·m-2·s-1,CO2濃度控制為400 μmol·mol-1,氣體流速為500 mmol·s-1。溫度按照由小到大的順序設定為25、27、30、32、35和37℃),通過3條曲線分別求光補償點、表觀量子效率、暗呼吸效率、羧化效率、CO2補償點、不同溫度下凈光合速率等參數,通過FMS-2型便攜脈沖調制式熒光儀測定葉綠素熒光F0、Fm、Fv、Fv/F0、Fv/Fm等參數,比較不同砧木對‘87-1’各光合參數的影響,并通過Topsis綜合評價法進行排名。結果 ‘87-1’/3309C、‘87-1’/1103P組合表觀量子效率高,光補償點低,暗呼吸速率較低,Topsis綜合排名位于前2名,兩者耐弱光能力較強。‘87-1’/3309C、‘87-1’/華葡1號羧化效率較高,CO2補償點低,Topsis綜合排名位于前2名,兩者耐低濃度CO2能力較強。‘87-1’/SO4、‘87-1’/華葡1號不同溫度下凈光合變化值較小,高溫下凈光合速率較大,Topsis綜合排名位于前2名,說明兩者耐高溫能力較強。通過方差分析發現‘87-1’/140Ru和‘87-1’/SO4組合F0最高,‘87-1’/1103P組合Fv最高,‘87-1’/1103P和‘87-1’/3309C的Fv/F0值最高,8個砧穗組合的Fm和Fv/Fm無顯著性差異。結論 3309C、1103P兩種砧木可以有效提高‘87-1’耐弱光能力及原初光能轉化效率,3309C、華葡1號兩種砧木可以提高‘87-1’的耐低濃度CO2能力,SO4、華葡1號2種砧木可以提高‘87-1’的耐高溫能力。

    膠紅酵母產類胡蘿卜素固態發酵工藝
    孫佳靜, 李貌, 孫志洪, 唐志如, 張相鑫, 陳進超
    中國農業科學. 2018, 51(10):  1982-1994.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.10.017
    摘要 ( 100 )   HTML ( 3 )   PDF (434KB) ( 336 )   收藏
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    目的 優化膠紅酵母固態發酵底物與發酵條件,提高類胡蘿卜素產量,改善發酵產物營養價值,降低生產成本。方法 選用膠紅酵母TZR2014作為發酵菌種,采用Design-Expert軟件的Mixture-Design設計固態發酵底物的配比,各底物原料的范圍如下:麩皮50%—80%、豆粕6%—20%、玉米粉3%—15%、米糠2%—14%、玉米漿2%—10%、硫酸銨0.4%—2.5%、磷酸二氫鉀0.05%—0.5%和硫酸鎂0.03%—0.3%,通過固態發酵工藝生產類胡蘿卜素,并根據類胡蘿卜素的產量來確定最優的發酵底物。確定最適發酵底物配比后,利用L16(45)正交設計對發酵條件進行優化設計,各參數的范圍如下:接種量5.0%—12.5%、發酵時間60.0—96.0 h、發酵溫度26—32℃、pH 4.0—7.0、含水量60.0%—75.0%,根據試驗結果確定膠紅酵母產類胡蘿卜素的最優發酵條件。研究優化的膠紅酵母固態發酵工藝對發酵產物粗纖維、粗蛋白質、水分、粗脂肪、粗灰分、鈣、磷和氨基酸等營養物質的影響。結果 膠紅酵母發酵產物中類胡蘿卜素含量與固態發酵底物中麥麩的添加量呈顯著負相關(r=-0.336,P=0.045),與發酵底物中玉米漿的添加量呈顯著正相關(r=0.344,P=0.040),與發酵底物中米糠添加量為正相關(r=0.329,P=0.050)。發酵產物中膠紅酵母活菌數與底物中豆粕含量呈顯著正相關(r=0.510,P=0.001)。接種量、發酵溫度、pH、底物含水量對膠紅酵母活菌數均有極顯著的影響(P<0.01),但其中發酵溫度對膠紅酵母菌體數影響最大,其次是底物含水量,之后依次是接種量和pH。發酵時間、發酵溫度和pH均顯著影響發酵產物中類胡蘿卜素含量(P<0.05),其中發酵溫度對發酵產物中類胡蘿卜素含量影響最大,pH次之,發酵時間影響最小。經過發酵工藝的優化,發酵產物中類胡蘿卜素產量提高到4 535 μg·kg-1,發酵產物中的活菌數為3.79×109 CFU/g;發酵后粗纖維、粗蛋白質、粗灰分、蘇氨酸、谷氨酸、脯氨酸含量均顯著高于發酵前(P<0.05),而組氨酸、水分、粗脂肪含量顯著低于發酵前(P<0.05)。結論 膠紅酵母固態發酵產類胡蘿卜素底物的最佳配比為麥麩52.5%、豆粕20.0%、玉米粉3.00%、米糠14.0%、玉米漿10.0%、硫酸銨0.40%、磷酸二氫鉀0.05%和硫酸鎂0.04%;最佳發酵條件為菌液接種量5.0%、發酵時間72.0 h、發酵溫度28.0℃、pH 6.0、底物含水量60.0%。經過優化膠紅酵母發酵工藝,類胡蘿卜素產量得到顯著提高,并且發酵產物營養價值得到明顯改善。

    E2蛋白介導豬瘟病毒的細胞吸附與內化
    尹彩霞, 于少雄, 宋琨, 李素, 楊玉瑩, 仇華吉
    中國農業科學. 2018, 51(10):  1995-2003.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.10.018
    摘要 ( 130 )   HTML ( 6 )   PDF (1409KB) ( 71 )   收藏
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    目的 已有研究顯示,豬瘟病毒(CSFV)通過網格蛋白介導的內吞作用侵入宿主細胞,然而參與侵入過程的病毒蛋白尚待闡明。研究旨在明確E2蛋白在CSFV侵入過程中的作用。方法 通過瞬時轉染包裝攜帶E2基因的慢病毒,將慢病毒轉導懸浮293細胞構建穩定表達重組E2蛋白的懸浮293細胞系,利用親和層析的方法純化重組E2蛋白,同時優化表達時間以增加蛋白產量。利用SDS-PAGE和Western blotting分別鑒定了重組E2蛋白的表達水平及其反應原性。通過感染試驗、吸附試驗以及內化試驗分別探究了E2蛋白對CSFV感染、吸附以及內化的影響。將重組E2蛋白免疫BALB/c小鼠制備多克隆抗體,通過阻斷ELISA檢測血清中多克隆抗體的阻斷率。利用制備的多克隆抗體與CSFV感作后進行吸附和內化試驗,進一步探究了E2蛋白在介導CSFV吸附和內化中的作用。結果 通過倒置熒光顯微鏡觀察轉導慢病毒后的細胞系,與對照細胞相比可見明顯的綠色熒光,表明慢病毒成功轉導懸浮293細胞。SDS-PAGE結果顯示,在還原和非還原條件下均出現與預期大小相符的蛋白條帶,經Western blotting驗證,上清中表達的重組E2蛋白能夠被抗E2蛋白單克隆抗體WH303所識別,表明構建的懸浮293細胞系能夠表達重組E2蛋白。通過優化表達條件,懸浮293細胞培養第8天時上清中重組E2蛋白濃度最高可達5.84 μg·mL-1。可溶性蛋白阻斷試驗結果顯示,重組E2蛋白具有阻斷CSFV感染的活性。利用重組E2蛋白在病毒入侵過程中處理細胞對CSFV的感染同樣具有顯著抑制作用;阻斷ELISA和中和試驗結果顯示,針對E2蛋白的多克隆抗體能夠阻斷CSFV感染,且具有良好的中和活性;吸附試驗和內化試驗證明,重組E2蛋白處理細胞能夠顯著抑制CSFV的內化,而利用多克隆抗體與CSFV感作后能夠顯著抑制其吸附。結論 E2蛋白參與CSFV吸附和內化。

    全株玉米青貯飼喂小尾寒羊和不同組合 雜交羊生產性能的比較
    張潔, 張晨, 張崇玉, 曲緒仙, 戰汪濤, 楊景晁, 王英楠, 張桂國
    中國農業科學. 2018, 51(10):  2004-2012.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.10.019
    摘要 ( 96 )   HTML ( 11 )   PDF (385KB) ( 86 )   收藏
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    目的 在國家大力推進“糧改飼”的背景下,研究以全株玉米青貯為基礎的全混合日糧(total mixed ration, TMR)飼喂小尾寒羊和不同組合雜交羊,對其生長性能、屠宰性能和經濟效益的影響,為推進全株玉米青貯應用和肉羊健康養殖提供理論支持。方法 以尼龍袋法對全株玉米青貯前后的營養成分和瘤胃降解性進行評價;飼養試驗中選擇4個不同品種的3月齡斷奶健康公羔羊各30只,體重相近(27.6 ± 1.7)kg,以品種差異分為4個處理,分別是小尾寒羊(SH),“杜泊×小尾寒羊”雜交F1(DH),“蒙古羊×小尾寒羊”雜交F1(MH)和“杜泊×洼地綿羊”雜交F1(DW),每處理3個重復,每重復10只羊,飼喂以全株玉米青貯為基礎的TMR,精粗比25:75。預試期10 d,正試期80 d,進行生長性能和屠宰性能的測定。結果 與青貯前相比,青貯后粗蛋白質含量無顯著差異(P>0.05),DM含量、有機物(OM)含量和瘤胃降解參數的快速降解部分(a 值)顯著提高(P<0.01),NDF含量、ADF含量和有效降解率顯著降低(P<0.001)。生產性能方面,不同組合雜交羊比小尾寒羊DMI有增加的趨勢(0.05<P<0.1);杜寒和杜洼雜交羊ADG、FCR、胴體重、凈肉重、屠宰率、凈肉率和胴體凈肉率顯著高于小尾寒羊(P<0.05)。經濟效益方面,各處理的飼料成本無顯著差異(P>0.05),杜寒和杜洼雜交羊凈肉增重、產肉效益和生產利潤顯著高于小尾寒羊和蒙寒雜交羊(P<0.01)。結論 全株玉米青貯適宜作為肉羊育肥TMR主要飼料來源,不同品種的肉羊均表現出良好的生產性能。其中,杜寒和杜洼雜交羊的生產性能和經濟效益均優于小尾寒羊和蒙寒雜交羊,而小尾寒羊和蒙寒雜交羊生產性能無顯著差異。由此,杜寒和杜洼雜交羊更適合作為黃淮海農區肉羊育肥品種。

    番茄褪綠病毒實時熒光定量PCR檢測技術的建立
    丁天波, 劉曉蓓, 李潔, 魏可可, 褚棟
    中國農業科學. 2018, 51(10):  2013-2022.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.10.020
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    目的 建立一種實時熒光定量PCR(real-time fluorescent quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)檢測番茄褪綠病毒(Tomato chlorosis virus,ToCV)的方法,用于測定田間植株樣品及其傳毒媒介煙粉虱(Bemesia tabaci)中ToCV的含量。方法 首先根據ToCV次要外殼蛋白(minor coat protein,CPm)基因的保守區域序列,運用Primer 3.0在線軟件設計ToCV特異性檢測引物ToCVqF和ToCVqR,并通過Primer-BLAST進行比對保證檢測引物的特異性;其次分別以感染ToCV、番茄黃化曲葉病毒(Tomato yellow leaf curl virus, TYLCV)、番茄斑萎病毒(Tomato spotted wilt virus, TSWV)的番茄樣品為模板,應用該對引物進行ToCV基因片段的克隆鑒定;將陽性克隆樣品放入含有氨芐青霉素的LB液體培養基中擴大培養,并提取質粒,獲得ToCV質粒標準品,將ToCV質粒標準品按10倍濃度梯度稀釋,建立標準曲線;同樣以按10倍濃度梯度稀釋的ToCV質粒標準品為模板,同時運用RT-qPCR和反轉錄PCR(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR),比較這兩種方法檢測ToCV的靈敏度;最后應用該方法對田間采集的8份疑似ToCV感染的番茄樣品以及獲毒24 h后的單頭煙粉虱進行病毒檢測,結合擴增曲線、熔解曲線和Ct值對待測樣品中的帶毒情況和帶毒量進行測定。結果 在感染ToCV的番茄樣品和陽性對照中,引物ToCVqF和ToCVqR均能夠特異擴增出ToCV CPm基因片段,目的片段大小為230 bp,而在感染TYLCV、TSWV的番茄樣品、健康番茄樣品和空白對照中,該對引物則無法擴增出特異性目的條帶,說明該對引物特異性較強;構建ToCV的RT-qPCR標準曲線結果表明,隨著ToCV質粒標準品模板濃度逐漸降低,Ct值出現遞增趨勢,并且在質粒標準品濃度2.7×103—2.7×109 copies/μL范圍內,ToCV標準曲線Ct值同質粒標準品濃度之間呈現良好的線性關系,擴增效率為100%,決定系數R2=0.9911,直線方程為y= -3.32×lgx+40.06(y代表循環閾值即Ct值,x代表質粒初始濃度),該曲線將用于ToCV含量的測定。RT-qPCR靈敏度檢測結果表明,該方法能夠檢測出的ToCV質粒標準品最低濃度為2.7×103 copies/μL,而常規RT-PCR僅能夠檢測出2.7×105 copies/μL的病毒樣品,通過RT-qPCR法檢測ToCV比常規RT-PCR法靈敏100倍。該方法能成功檢測出田間植物樣品攜帶ToCV情況,8份疑似ToCV感染的番茄樣品中有6份攜帶ToCV,同常規RT-PCR檢測結果一致,結合標準曲線計算出感染ToCV的番茄樣品帶毒量分別為2.48×105、2.21×105、7.97×104、3.74×107、3.37×107、2.78×106 copies/μL;煙粉虱獲毒24 h后,攜毒率為100%,單頭煙粉虱最高帶毒量為2.55×104 copies/μL,最低為6.46×102 copies/μL。結論 建立的RT-qPCR檢測ToCV的方法特異性強、靈敏度高,可以實現植物樣品和媒介昆蟲攜帶ToCV情況和病毒含量的檢測,可為ToCV的準確、有效監測和預警提供技術支持。

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