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當期目錄

    2018年 第51卷 第14期 刊出日期:2018-07-16
      
    《中國農業科學》2018年第51卷第14期目次
    中國農業科學. 2018, 51(14):  0. 
    摘要 ( 16 )   PDF (320KB) ( 127 )   收藏
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    作物遺傳育種·種質資源·分子遺傳學
    利用CRISPR/Cas9基因組編輯技術定向降低水稻落粒性
    盛夏冰,譚炎寧,孫志忠,余東,汪雪峰,袁貴龍,袁定陽,段美娟
    中國農業科學. 2018, 51(14):  2631-2641.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.14.001
    摘要 ( 125 )   HTML ( 6 )   PDF (1224KB) ( 260 )   收藏
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    【目的】易落粒既不利于稻谷收獲,也不適宜于水稻機械化生產。利用現階段前沿的分子育種手段——CRISPR/Cas9技術對水稻落粒性主效基因qSH1進行定點編輯,并調查分析易落粒性狀的改良效果,為創制穩產和適合機械化生產的水稻新種質奠定材料基礎和探索新途徑。【方法】以qSH1為靶標基因,根據CRISPR/Cas9技術原理設計靶標位點。將所設計的靶點序列在水稻參考基因組中比對分析以排除非特異性靶位點,最終篩選出qSH1-T1和qSH1-T5靶標位點。化學合成靶位點寡核苷酸序列,退火后分別與pYLgRNA-U3、pYLgRNA-U6a載體連接構建U3-qSH1T5-gRNA、U6a-qSH1T1-gRNA表達盒,最后將2個gRNA表達盒同時連接至pYLCRISPR/Cas9表達載體中,構建pYLCRISPR/Cas9-qSH1-T51表達載體。利用農桿菌介導轉化易落粒的秈稻品種HR1128,以潮霉素抗性為篩選標記篩選獲得T0代轉基因陽性植株。利用靶位點擴增測序法判斷T0代轉基因植株在預期靶標位點是否發生突變,并進一步分析突變類型及基因型。將靶點序列在水稻參考基因組中比對,選擇與靶點序列匹配度大于或等于15 bp且3′端具有NGG的位點作為潛在脫靶位點進行脫靶效應評估。利用潮霉素基因及靶點檢測進一步篩選無T-DNA成分的qsh1突變植株并進一步構建qsh1突變系,并分析qsh1突變系的落粒性、qSH1的表達量及預測編碼氨基酸序列。【結果】pYLCRISPR/Cas9-qSH1-T51載體成功地實現了對qSH1靶標位點的定點編輯。在T0代轉基因陽性植株中獲得7個突變單株,其中qSH1-T1和qSH1-T5靶點的突變頻率分別為54.55%和63.64%,突變基因型包括純合突變、雜合突變、雙等位突變和嵌合突變,突變類型包括堿基插入、堿基缺失及堿基突變。通過對T1代植株進行潮霉素基因篩選、靶位點擴增測序,結果表明,在T1代植株中Cas9載體骨架和qSH1突變位點都發生了分離,獲得2種不含T-DNA成分的qsh1純合突變株,并以此構建2個T2代qsh1純合突變系群體(17SZ01和17SZ02)。對46株轉基因陽性植株進行脫靶效應分析,發現3個潛在脫靶位點均未發生突變,表明所設計的靶標位點具有較高的特異性。通過落粒性測定分析表明,與野生型對照相比,2個qsh1純合突變系的落粒性顯著降低。進一步分析發現,2個突變系氨基酸翻譯均發生改變并提前終止,同時17SZ01突變系qSH1的表達量顯著降低。【結論】利用CRISPR/Cas9技術對水稻基因組進行定點編輯定向改良水稻品種落粒性,是一條高效、安全的分子改良育種策略。
    GmHMADP參與高溫高濕下大豆種子活力形成及銅鎘脅迫響應的研究
    朱雅婧,周亞麗,劉骕骦,魏家萍,劉小林,沈英姿,趙海紅,麻浩
    中國農業科學. 2018, 51(14):  2642-2654.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.14.002
    摘要 ( 78 )   HTML ( 10 )   PDF (5878KB) ( 91 )   收藏
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    【目的】高溫高濕、重金屬等非生物脅迫是制約大豆生產,影響種子發育和品質的重要因素。通過對大豆GmHMADP的研究,揭示其在重金屬鎘、銅和高溫高濕脅迫下的表達水平以及功能,以期為培育高活力的逆境耐受性大豆新品種提供理論依據和實踐基礎。【方法】利用Primer Premier 5.0軟件設計引物,以寧鎮1號和湘豆3號2個品種葉片的cDNA為模板,分離大豆GmHMADP全長cDNA序列。通過NCBI網站BLAST對GmHMADP同源性氨基酸序列進行搜索,并用DNAMAN軟件進行氨基酸序列比對。同時,以XhoⅠ和SalⅠ為酶切位點構建35S::GmHMADP-GFP融合表達載體,分析其在煙草葉肉細胞的瞬時表達,進行亞細胞定位。利用實時熒光定量PCR技術對GmHMADP的組織特異性表達及其在高溫高濕和CuSO4、CdCl2處理下的表達進行分析。以XbaⅠ和BamHⅠ為酶切位點,利用pBI121載體,構建融合表達載體,將GmHMADP在野生型擬南芥中過表達,獲得3個純合的T3轉基因株系,對高溫高濕脅迫下擬南芥的種子活力以及過表達擬南芥植株對銅、鎘脅迫的耐受性進行分析。【結果】獲得大豆GmHMADP全長cDNA序列,該基因包含1個996 bp的完整開放閱讀框,具有4個外顯子和3個內含子。多序列比對結果表明,GmHMADP氨基酸序列含有2個金屬離子結合位點特征序列CXXC。亞細胞定位結果表明GmHMADP蛋白定位于細胞膜與細胞核上。組織特異性分析結果表明,GmHMADP在寧鎮1號和湘豆3號2個品種的發育和成熟中的種子中表達量較高。與相應的對照組相比,在寧鎮1號種子中,高溫高濕脅迫48、96和168 h后,GmHMADP的表達量顯著(P <0.01)升高;在抗性品種湘豆3號中,該基因在處理24、48、96和168 h時表達量顯著(P <0.01)升高;湘豆3號中,GmHMADP的表達量在不同濃度Cu2+、Cd2+的誘導下均顯著(P <0.01)升高;而寧鎮1號中,GmHMADP的表達量僅在50 μmol·L-1 Cu2+和200 μmol·L-1 Cd2+處理下顯著(P<0.01)升高。GmHMADP過表達擬南芥株系經高溫高濕脅迫后的發芽勢、發芽率及種子活力均顯著(P<0.01)高于野生型植株;經Cu、Cd脅迫后,轉基因擬南芥株系的根長和干重均顯著(P<0.05)高于野生型植株。【結論】GmHMADP參與高溫高濕脅迫下種子活力的形成并響應Cu、Cd脅迫,在擬南芥中過表達GmHMADP可提高擬南芥的種子活力以及對Cu、Cd脅迫的耐受性。
    耕作栽培·生理生化·農業信息技術
    光強和光質對大豆幼苗形態及光合特性的影響
    程亞嬌,諶俊旭,王仲林,范元芳,陳思宇,李澤林,劉沁林,李中川,楊峰,楊文鈺
    中國農業科學. 2018, 51(14):  2655-2663.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.14.003
    摘要 ( 129 )   HTML ( 24 )   PDF (374KB) ( 125 )   收藏
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    【目的】玉米大豆帶狀套作種植模式下蔭蔽是影響大豆生長發育的重要因素之一,而蔭蔽包括光強的降低和光質的改變,通過分析不同光環境下大豆形態、光合生理參數,以期為揭示光強和光質對大豆生長發育的調控提供理論依據。【方法】以南豆12為試驗材料,在人工氣候室盆栽種植條件下,設置4個光環境:A1處理(正常光照+遠紅光;光強不變,紅光和遠紅光比值降低),A2處理(弱光+遠紅光;光強降低,紅光和遠紅光比值降低),A3處理(弱光;光強降低,紅光和遠紅光比值不變),CK對照(正常光照;光強不變,紅光和遠紅光比值不變),分析大豆幼苗形態及光合生理參數對不同光環境的響應。【結果】在光強不變,紅光和遠紅光比值降低條件下,與CK相比A1處理大豆株高和生物量增加,根系長度、根系表面積、根系體積下降,類胡蘿卜素含量顯著下降,凈光合速率增加,實際光化學量子效率降低,而非光化學猝滅系數差異不顯著(P>0.05);與A3處理相比A2處理大豆株高降低,莖粗增加,生物量增加9.8%,葉綠素a和總葉綠素含量分別增加了5.68%和2.83%,而葉綠素b含量降低了6.48%,凈光合速率最大光化學量子產量、非光化學猝滅系數、有效光化學量子產量顯著增加,根系特征差異不顯著(P>0.05)。在光質不變,光強降低的條件下,與A2處理相比,A1處理大豆株高顯著降低,根系長度、根系表面積和根系體積顯著增加,生物量增加了62.87%,其中A1處理下葉片生物量占整個植株的54.96%,而A2處理下莖稈生物量占整個植株的52.08%,葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素和總葉綠素含量增加,凈光合速率增加了16.22%,葉綠素熒光參數差異不顯著(P>0.05);與CK相比,A3處理大豆株高顯著增加,而莖粗、根系長度、根系表面積和根系體積顯著降低,生物量顯著減少了61.09%,其中A3處理下莖稈生物量積累增加,葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量分別增加了29.41%、4.17%、41.51%,凈光合速率和實際光化學量子效率顯著下降(P<0.05)。【結論】光強直接影響大豆形態建成和物質積累,而低的紅光和遠紅光比值顯著提高大豆光合速率,促進物質的積累。
    施硅量對甜蕎倒伏及產量的影響
    佘恒志,聶蛟,李英雙,張玉珂,黃科慧,張園莉,方小梅,阮仁武,易澤林
    中國農業科學. 2018, 51(14):  2664-2674.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.14.004
    摘要 ( 91 )   HTML ( 21 )   PDF (754KB) ( 122 )   收藏
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    【目的】通過研究硅肥對甜蕎倒伏和產量相關性狀的影響,篩選甜蕎栽培最適施硅量,為其實現高產、穩產、抗倒伏提供參考。【方法】以寧蕎1號(中抗倒伏)為試驗材料,2015—2016年在西南大學歇馬科研基地進行田間試驗,試驗設置基施0(CK)、100 kg·hm-2(S1)、200 kg·hm-2(S2)、300 kg·hm-2(S3)和400 kg·hm-2(S4)5種施硅量梯度(SiO225%),研究各生育階段不同器官硅含量及倒伏和產量相關指標。【結果】(1)根中硅含量高于莖,從盛花期到成熟期先增后減,在灌漿期達到最大值,并且隨著施硅量的增加而增加;莖中硅含量從盛花期到成熟期逐漸增加,隨著施硅量增加先增后減。(2)總根長、總根表面積、平均根直徑和根尖數從盛花期到成熟期逐漸增加;根表面積隨施硅量的增加而增加;平均根直徑和根尖數隨著施硅量增加先增加后減少,S2處理達到最大值。(3)莖稈基部第二節間長度、直徑、鮮重和抗折力從盛花期到成熟期逐漸增加;莖稈基部第二節間長度、直徑隨施硅量的增加而增加;莖稈基部第二節間鮮重和抗折力隨著施硅量的增加先增加后減少,均在S3處理達到最大值。(4)木質素含量從盛花期到成熟期逐漸增加,4CL、PAL和CAD活性從盛花期到成熟期先升后降,在灌漿期達到最大值;木質素含量,4CL、PAL和CAD活性隨著施硅量的增加先升后降,在S3處理達到最大值。(5)硅肥降低甜蕎倒伏級別,顯著減小倒伏率;當施硅量在300—400 kg·hm-2時,甜蕎倒伏時期推遲到成熟期。(6)產量、單株粒重和千粒重隨著硅肥施用量的增加先增后減;單株粒數隨著硅肥施用量的增加而增加。【結論】本試驗條件下,硅肥基施300 kg·hm-2效果最佳,可在實際生產中推廣應用。
    花后干旱對西藏青稞葉片水勢、光合生理、籽粒表型和產量影響
    侯維海,王建林,胡單,馮西博
    中國農業科學. 2018, 51(14):  2675-2688.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.14.005
    摘要 ( 112 )   HTML ( 5 )   PDF (2973KB) ( 341 )   收藏
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    【目的】探索高原環境下青稞花后干旱脅迫響應模型及青稞受旱程度的快速、有效的檢測方法,為青稞節水高產栽培提供理論依據和技術參考。【方法】利用干旱棚進行青稞盆栽模擬花后干旱,設輕度(對照灌水量的75%,LD)、中度(對照灌水量的50%,MD)和重度(對照灌水量的25%,HD)干旱脅迫處理,采用WP4C水勢儀、LI-6400XT和OS5P便攜式脈沖調制葉綠素熒光儀,分別測定葉水勢(LWP)、葉蒸發冷卻值(ΔT)、光合氣體交換參數和葉綠素熒光變量;成熟后獲取產量數據;利用數字圖像法對籽粒表型進行定量分析,并依粒二維面積大小將籽粒劃分大、中、小3個粒級。【結果】干旱水平與葉水勢呈線性正相關,而與葉蒸發冷卻值(ΔT)呈線性顯著負相關(P<0.05),兩者均能靈敏反映青稞受旱程度。LD、MD和HD處理與CK相比,干旱脅迫導致旗葉凈光合速率(Pn)、氣孔導度(gs)、胞間CO2濃度(Ci)、蒸騰速率(Tr)、最大熒光(Fm)、PS II的最大量子效率(Fv/Fm)、PS II的實際光量子產量(ΦPSII)、光化學淬滅(qP)、光合電子傳遞的相對速率(ETR)呈降低趨勢,而氣孔限制(Ls)、初始熒光(Fo)、非光化學淬滅(NPQ)呈上升趨勢,且MD和HD處理較CK對以上參數差異明顯。隨著干旱脅迫的加重,青稞千粒重、籽粒產量、單株粒重、干物質積累量和經濟系數降低趨勢愈明顯。相關分析表明,干旱脅迫誘導gs降低,直接導致?T上升,間接引起FWP下降,使得Fo、NPQ上升,Fm、Fv/Fm、ΦPSII、ETR、qP和Pn降低,進而引起粒二維面積、粒周長、粒長和粒寬減小,而粒圓度值增大;小粒占比明顯增加,而大粒占比明顯下降。【結論】LWP和?T對青稞花后干旱脅迫反映靈敏,可作為評價其受旱的指標。隨著干旱脅迫加重,青稞旗葉光合和葉綠素熒光參數的變化加大,并造成5個籽粒表型性狀值及粒級逐漸減小,最終導致千粒重、單穗粒重、籽粒產量、干物質積累量和經濟系數下降。
    植物保護
    煙草NbbZIP28突變體的創建及其對病毒侵染脅迫的響應
    何青云,劉笑瑋,焦裕冰,俞芳菲,申莉莉,楊金廣,王鳳龍
    中國農業科學. 2018, 51(14):  2689-2699.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.14.006
    摘要 ( 84 )   HTML ( 8 )   PDF (1614KB) ( 166 )   收藏
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    【目的】bZIP類轉錄因子參與植物的生長發育、激素信號、抗病性及抗逆性等多種生物脅迫過程。前期研究表明黃瓜花葉病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)或煙草花葉病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)侵染本氏煙(Nicotiana benthamiana)上調內質網應激(endoplasmic reticulum stress,ERs)因子NbbZIP28NbbZIP28沉默導致病毒積累量上升,本研究旨在驗證NbbZIP28對病毒侵染脅迫的響應機制。【方法】通過CRISPR/Cas9基因編輯技術和煙草遺傳轉染創建NbbZIP28基因突變植株,以野生型植株為對照,分別浸潤接種侵染性克隆TMV-GFP、摩擦接種TMV-GFP或CMV接種液,檢測突變體植株對病毒侵染脅迫的敏感性變化,接種CMV后0—48 h,采用qRT-PCR檢測內質網應激相關的未折疊蛋白反應(unfolded protein response,UPR)基因的表達。本氏煙接種TMV 24 h、接種CMV 48 h后,在接種葉上浸潤融合蛋白NbbZIP28-GFP,瞬時表達48 h后,采用Western blot檢測病毒誘導NbbZIP28蛋白的水解激活;采用在線搜索工具PlantCARE分析NbbZIP28啟動子區域中參與防衛和應激反應的順式作用元件。【結果】CRISPR/Cas9定點敲除NbbZIP28后,目的基因靶位點缺失了10個堿基,導致翻譯錯誤、蛋白功能變化。在正常生長條件下,轉基因陽性植株與野生型無顯著的表型差異。植株接種TMV-GFP后4—8 d,突變體中的病毒浸潤斑亮度或初侵染點數目均顯著高于野生型,擴展至新葉的速度較快。接種CMV后12—48 h,突變體中UPR相關基因BiPPDICAMNbbZIP28下游基因NF-YC2的表達量顯著低于野生型;5—7 d突變體中的病毒外殼蛋白(coat protein,CP)基因表達量顯著高于野生型,花葉及皺縮癥狀更顯著。蛋白質序列比對分析顯示NbbZIP28具有與擬南芥AtbZIP28相同的S1P和S2P蛋白酶水解位點。Western blot檢測發現,與接種清水對照相比,TMV或CMV侵染顯著促進了全長的融合蛋白NbbZIP28-GFP在S1P和S2P位點發生裂解。NbbZIP28啟動子序列中包含5個參與熱應激反應的順式作用元件(heat stress response element,HSE)、3個參與低溫反應的順式作用元件(low temperature response element,LTR)、1個參與防衛和應激反應的順式作用元件(TC-rich repeats)。【結論】病毒侵染促進NbbZIP28的水解激活并上調相關的UPR基因;NbbZIP28敲除導致植株對病毒的敏感性上升,病毒誘導的UPR基因表達被抑制。NbbZIP28為病毒侵染脅迫下的UPR調控因子,在病毒侵染早期通過上調UPR信號和提高寄主基礎防衛反應而延緩病毒的侵染和增殖。
    馬鈴薯晚疫病菌對甲霜靈的抗性監測及替代藥劑防治效果
    路粉,趙建江,劉曉蕓,孟潤杰,吳杰,韓秀英,王文橋
    中國農業科學. 2018, 51(14):  2700-2710.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.14.007
    摘要 ( 120 )   HTML ( 6 )   PDF (497KB) ( 114 )   收藏
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    目的】監測河北、內蒙古、吉林3個地區的馬鈴薯晚疫病菌(Phytophthora infestans)對苯基酰胺類殺菌劑甲霜靈的抗性發展動態,篩選甲霜靈的高效替代藥劑并對其交替使用防治馬鈴薯晚疫病的效果進行研究,為甲霜靈抗性嚴重地區的馬鈴薯晚疫病防治提供參考。【方法】共采集、分離到634個馬鈴薯晚疫病菌的單孢菌株,采用菌絲生長速率法測定其對甲霜靈的敏感性,通過田間藥效試驗篩選甲霜靈高效替代藥劑并評估交替用藥對甲霜靈抗性菌株占優勢地區馬鈴薯晚疫病的防治效果。【結果】3個地區的馬鈴薯晚疫病菌對甲霜靈已普遍產生抗性,抗性頻率達100%,平均抗性倍數高達34 934,抗性指數為0.97。其中2011—2012年晚疫病菌群體中以中抗菌株和高抗菌株為主,2013—2016年均為高抗菌株。吉林和內蒙古地區菌株的平均抗性倍數略高于河北地區菌株的平均抗性倍數。2011—2012年吉林和內蒙古地區菌株的抗性指數略高于河北地區菌株的抗性指數,2013—2016年3個地區的抗性指數均達到最高值1.00。田間藥效試驗中按照推薦濃度4次噴藥,25%甲霜靈SC、68%精甲·錳鋅WG和64%霜·錳鋅WP的防治效果分別為37.0%、67.5%和50.9%—65.8%,顯著低于80%代森錳鋅WP的防治效果(72.8%),而10%氟噻唑吡乙酮OD、50%氟醚菌酰胺WG、50%烯酰嗎啉WP、687.5 g·L-1氟吡菌胺·霜霉威SC、16%氟噻唑吡乙酮·嘧菌酯SC和26%氟噻唑吡乙酮·雙炔酰菌胺SC對馬鈴薯晚疫病的防治效果良好(83.9%—90.3%),可作為甲霜靈的替代藥劑。將10%氟噻唑吡乙酮OD、50%氟醚菌酰胺WG、50%烯酰嗎啉WP和687.5 g·L-1氟吡菌胺·霜霉威SC等不同作用機理的高效替代藥劑與代森錳鋅、嘧菌酯和氟嗎啉等藥劑交替使用5—6次,對晚疫病防治效果為88.3%—90.5%,比代森錳鋅、苯基酰胺類殺菌劑和霜脲·錳鋅等常規藥劑交替施藥區馬鈴薯增產64.4%—78.3%。【結論】河北、內蒙古和吉林地區馬鈴薯晚疫病菌對甲霜靈普遍產生抗性,導致25%甲霜靈SC、68%精甲·錳鋅WG和64%霜·錳鋅WP等苯基酰胺類殺菌劑田間防治效果明顯下降,生產中應暫停使用含甲霜靈、精甲霜靈和霜靈的殺菌劑防治馬鈴薯晚疫病。10%氟噻唑吡乙酮OD、50%氟醚菌酰胺WG、50%烯酰嗎啉WP、687.5 g·L-1氟吡菌胺·霜霉威SC、16%氟噻唑吡乙酮·嘧菌酯 SC和26%氟噻唑吡乙酮·雙炔酰菌胺SC等作用機理不同的藥劑可以作為甲霜靈的高效替代藥劑。代森錳鋅等廣譜性保護劑與嘧菌酯、烯酰嗎啉、氟嗎啉、氟噻唑吡乙酮和氟吡菌胺·霜霉威等高效內吸劑交替使用,可對抗甲霜靈地區的馬鈴薯晚疫病進行有效治理。
    蔬菜菌核病菌對氟吡菌酰胺的敏感性及防病應用潛力評估
    黃學屏,宋昱菲,羅健,趙時峰,慕衛,劉峰
    中國農業科學. 2018, 51(14):  2711-2718.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.14.008
    摘要 ( 100 )   HTML ( 6 )   PDF (874KB) ( 92 )   收藏
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    【目的】評價蔬菜菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum)對新型琥珀酸脫氫酶抑制劑類殺菌劑氟吡菌酰胺的敏感性,明確藥劑對不同發育階段菌核病菌的毒力效應以及氟吡菌酰胺防治蔬菜菌核病的作用方式和田間應用效果,以指導氟吡菌酰胺的科學使用。【方法】從山東省昌樂、壽光、青州、臨朐和泰安等地的蔬菜產區采集173株來自黃瓜、番茄、茄子、西葫蘆、蕓豆、辣椒等6種作物上的田間菌核病發病組織,室內分離純化后采用菌絲生長速率法測定其對氟吡菌酰胺的敏感性;測定氟吡菌酰胺對病菌菌核產量、菌核形態和菌核菌絲型萌發的影響;采用離體茄子葉片接種試驗確定氟吡菌酰胺防治菌核病的作用方式;最后通過兩年田間藥效試驗進一步驗證其實際應用效果。【結果】氟吡菌酰胺對菌核病菌的菌絲生長具有較強的抑制活性,且對來自不同作物的173株菌核病菌的抑制中濃度(EC50差異不大,分布在0.020.30 μg·mL-1,表明這些菌株可被用來分析蔬菜菌核病菌對氟吡菌酰胺的敏感性水平。EC50頻率分布圖呈單峰偏正態曲線分布,變異系數較小,表明該地區的蔬菜菌核病菌對氟吡菌酰胺均表現敏感。氟吡菌酰胺對菌核病菌的菌核產量、菌核形態以及菌核菌絲型萌發具有較高的抑制活性。在氟吡菌酰胺1.6 μg·mL-1處理濃度下,該藥劑對3株來自不同作物的菌核病菌表現出相同的抑制趨勢,其菌核的數量和干重均明顯降低,形態明顯變小,表明該藥劑能夠有效地減少菌核病菌的初侵染源數量,并降低其侵染活性;而經過連續3 d的觀察,5 μg·mL-1氟吡菌酰胺對3株病菌的菌核菌絲型萌發的抑制率均在95%以上,表明該藥劑有能力抑制菌核病菌的這一侵染方式,從而保護作物莖基部免受菌絲侵染。離體葉片接種防治試驗表明,氟吡菌酰胺具有保護作用與治療作用,40 μg·mL-1的保護效果為100.00%,治療效果為88.81%,顯著高于對照藥劑多菌靈和菌核凈的防治效果,但該藥劑對菌核病的保護作用明顯優于治療作用,表明該藥劑在田間使用時應在病害發病前或發病初期使用,從而獲得較好的防治效果。2016和2017兩年的田間藥效試驗中,氟吡菌酰胺200 g a.i./hm2處理對茄子菌核病的防治效果分別為90.30%和87.60%,顯著高于氟吡菌酰胺其他施用劑量以及對照藥劑菌核凈600 g a.i./hm2、多菌靈1 150 g a.i./hm2的防治效果。【結論】新型琥珀酸脫氫酶抑制劑氟吡菌酰胺對菌核病菌的菌絲生長、菌核形成及萌發均具有較高的抑制活性,且在田間能夠有效地控制菌核病發生,因此該藥劑是防治菌核病的高效藥劑,可作為現有防治藥劑的補充。
    土壤肥料·節水灌溉·農業生態環境
    專題導讀:糧食作物養分管理與農業綠色發展
    王朝輝
    中國農業科學. 2018, 51(14):  2719-2721.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.14.009
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    中國主要麥區農戶小麥氮磷鉀養分需求與產量的關系
    黃倩楠,王朝輝,黃婷苗,侯賽賓,張翔,馬清霞,張欣欣
    中國農業科學. 2018, 51(14):  2722-2734.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.14.010
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    【目的】明確實際生產中農戶小麥產量與養分需求的關系,為科學施肥、合理減肥提供理論依據。【方法】連續兩年對中國小麥主產區多點的農戶調研和取樣分析,研究中國春麥、旱作、麥玉和稻麥4個典型種植區域農戶小麥氮磷鉀養分需求量與產量的關系。【結果】中國農戶小麥產量平均為6.4 t·hm-2,麥區間存在顯著的產量差異,春麥、旱作、麥玉和稻麥區平均分別為6.0、4.0、7.7和5.5 t·hm-2,產量越高的麥區小麥生物量越大、公頃穗數越多,收獲指數隨產量增加而增加。全國農戶小麥平均需氮量為28.1 kg·Mg-14個麥區分別為28.6、28.3、29.3和25.0 kg·Mg-1,產量由低產增至高產時,旱作區和麥玉區小麥需氮量分別顯著降低16.9%和14.6%,春麥和稻麥區有降低趨勢,但未達差異顯著水平。全國小麥平均需磷量為4.0 kg·Mg-14個麥區分別為4.5、3.2、4.1和4.1 kg·Mg-1,產量從低產增至高產時,麥玉和稻麥區分別顯著降低11.4%、17.8%,旱作區需磷量降低8.6%,差異亦未達顯著水平,春麥區低產時需磷量最低為3.7 kg·Mg-1,產量從偏低提高到高產水平時也顯著降低21.4%。農戶小麥平均需鉀量為21.5 kg·Mg-1,各麥區存在顯著差異,4個麥區分別為26.5、17.1、23.3和18.8 kg·Mg-1,產量由低產增至高產時,4個麥區需鉀量分別降低4.0%、4.4%、12.7%和19.9%,僅稻麥區差異顯著。【結論】中國各麥區農戶的小麥產量存在顯著差異,養分需求量與產量的關系因麥區而異,總體來看,隨產量增加,小麥氮、磷、鉀養分需求量呈降低趨勢。可見,在向農戶推薦肥料用量時,需針對不同區域,結合農戶田塊的小麥產量水平、作物養分需求特性和土壤養分供應能力,確定合理的養分需求量,避免肥料施用過量或不
    黃土高原旱地小麥覆膜增產與氮肥增效分析
    李廷亮,謝英荷,高志強,洪堅平,孟麗霞,馬紅梅,孟會生,賈俊香
    中國農業科學. 2018, 51(14):  2735-2746.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.14.011
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    【目的】研究覆膜栽培條件下黃土高原旱地冬小麥產量形成規律和氮肥吸收運移特征,為旱地小麥高產高效生產提供理論依據。【方法】于2012—2016年在晉南黃土旱塬冬小麥種植區,通過農戶模式(FP)、農戶施肥+壟膜溝播模式(RFSF1)、監控施肥+壟膜溝播處理(RFSF2)和監控施肥+全膜覆土穴播處理(WFFHS)4種不同栽培模式,具體分析不同施肥和覆膜措施互作對黃土旱塬冬小麥產量形成、地上部氮素積累轉移、土壤硝態氮殘留以及土壤氮素平衡的影響。【結果】試驗期間,農戶模式冬小麥平均產量為3 367 kg·hm-2,通過監控施肥覆膜種植,平均產量可提升至4 491 kg·hm-2,監控施肥對籽粒產量形成的貢獻率為14.8%,監控施肥和覆膜協同貢獻率達24.7%—42.1%。黃土旱塬冬小麥產量形成主要取決于公頃穗數,其次是千粒重。WFFHS處理因其合理的群體構建和良好水肥條件具有最高公頃穗數、千粒重和籽粒產量,平均分別為581×104/hm244.3 g和4 785 kg·hm-2。從地上部氮素轉運看,冬小麥地上部吸收氮素的花后轉運量與生物產量和經濟產量呈極顯著正相關,相關系數分別為0.959**和0.960**。農戶模式小麥籽粒中3/4氮素來源于花前營養器官的轉移,1/4氮素來源于花后根系土壤吸收。通過監控施肥覆膜種植可顯著提高花前營養器官氮素向籽粒的轉移量,其轉運貢獻率在81.4%—88.8%。從土壤氮素殘留看,長期過量施氮已導致黃土旱塬麥田土壤硝態氮在1 m 土層的累積,累積量在100 kg·hm-2 以上,20—60 cm土層為累積峰值。經過連續4年種植,農戶模式2 m土壤硝態氮累積量達277 kg·hm-2,較2012年播前增加了87.7%,其中75%的硝態氮集中在0—120 cm 土層,監控施肥覆膜種植處理2 m土壤硝態氮累積量較2012年播前僅增加15.7%—24.2%。試驗期間土壤殘留硝態氮有隨降水向下淋移的趨勢,表現為2016年收獲期各處理在120—200 cm土層較2012年播前有10.2%—133.7%的增幅。從4年土壤氮平衡角度總體評價,土壤殘留氮素具有一定后效作用,各處理氮肥表觀利用率在28.8%—56.7%,氮肥表觀殘留率在12.1%—28.9%,氮肥表觀損失率在31.2%—49.6%。監控施肥覆膜種植可減少土壤氮表觀損失量和土壤殘留量,增加氮表觀礦化量。其中WFFHS處理更大程度上利用了歷年土壤殘留硝態氮和有機質的礦化氮,具有相對低的氮素表觀殘留率(12.1%)和氮素表觀損失率(31.2%)以及相對高的氮素表觀利用率(56.7%)。【結論】全膜覆土穴播監控施肥種植可更好地改善土壤水肥供應條件,更大程度利用歷年土壤殘留硝態氮,增加地上部氮素積累量、積累氮素向籽粒的轉移貢獻率,構建合理群體,最終獲得顯著的增產效應和較高的氮素利用效率,是黃土高原冬小麥區有效的栽培措施。
    河南省小麥、玉米氮肥需求及節氮潛力
    趙亞南,徐霞,黃玉芳,孫笑梅,葉優良
    中國農業科學. 2018, 51(14):  2747-2757.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.14.012
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    【目的】估算河南省小麥、玉米氮肥需求量和節氮潛力,為河南省及黃淮海區域實現化肥零增長提供依據。【方法】通過統計數據分析河南省小麥、玉米生產和氮肥消費情況及趨勢;基于測土配方施肥項目“3414”多年多點試驗分析河南省小麥(n=748)和玉米(n=624)氮素累積量及生產單位籽粒的氮素需求;采用肥料效應計算最高產量施氮量和經濟最佳施氮量,并在此基礎上計算河南省小麥、玉米氮肥需求總量,估算河南省小麥、玉米節氮潛力。【結果】河南省小麥、玉米氮肥總消費量持續增加,單質氮肥消費量呈下降趨勢,復混氮肥數量增加。2015年全省小麥、玉米氮肥消費量分別為133.0×104 t和60.9×104 t。河南省小麥、玉米地上部氮素累積量平均為209.4和183.7 kg·hm-2,每生產1 000 kg籽粒的氮素需求量平均為29.1和23.0 kg。肥料效應函數法計算的河南省小麥、玉米最高產量施氮量平均值分別為171.0 kg·hm-2202.5 kg·hm-2;經濟最佳施氮量平均分別為155.1和172.8 kg·hm-2。全省小麥氮肥需求總量折純氮為57.8×104—67.7×104 t,節氮潛力為21.8×104—48.8×104 t,節氮16.4%—36.7%;全省玉米氮肥需求總量為42.7×104-67.7×104 t,節氮潛力最高為18.2×104 t,節氮30.0%。【結論】河南省小麥、玉米氮肥消費量與需求量持續增長,當前產量和管理水平下,實際消費量高于需求量;通過合理的氮肥管理,河南省小麥和玉米仍有很大的節氮潛力。
    東北玉米化肥減施增效技術途徑探討
    米國華,伍大利,陳延玲,夏婷婷,馮國忠,李前,石東峰,蘇效坡,高強
    中國農業科學. 2018, 51(14):  2758-2770.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.14.013
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    減肥增效是提高我國玉米競爭力、保護生態環境的重大需求。論文重點以東北玉米為研究對象,從玉米養分需求規律、養分高效品種的節肥潛力、化肥高效施用的4R技術、化肥的有機替代技術等方面論述減肥增效的技術途徑。研究表明,東北地區每生產100 kg玉米籽粒產量的平均N、P2O5、K2O的需求量范圍分別為1.56—1.89、0.60—0.88和1.27—2.30 kg;吐絲后對氮磷的需求量分別占全生育期需求量的20%—30%和20%—40%,對籽粒氮磷的貢獻率分別為20%—30%和30%—38%。在目前東北土壤生產力狀況下,實現玉米12 000 kg·hm-2的產量水平平均氮肥投入量約為180 kg·hm-2。應用不同類型新型肥料的節約氮肥潛力為9—25 kg·hm-2,應用磷酸二銨和硫酸銨+過磷酸鈣做啟動肥可以促進苗期生長。應用高地隙追肥機可以有效延長追肥的適宜期,有利于使“養分供應匹配養分需求”。滴灌施肥技術適宜在風砂質地土壤及干旱頻繁發生地區推廣,實現增產19%—128%,產量可達12 000—13 000 kg·hm-2。地下滴灌施肥技術增產效果相同,應該大力推廣。利用主動冠層傳感器Greenseeker,可以在春玉米V5-V8期很好地估測葉面積指數、地上部生物量以及植株吸氮量,并應用于變量、精準的氮肥推薦。因地制宜地應用秸稈還田技術,可以節省肥料投入,提升土壤質量。其中秸稈覆蓋條耕技術(Strip-till)可以協調傳統耕作與免耕的優點,有很好的應用前景。未來應該從農民實際應用的角度出發,將技術研究與技術推廣相結合,針對不同的栽培耕作技術模式,建立農民可應用、或在不久的將來可應用的技術規程,實現大面積應用,達到區域性減肥增效的目標。
     
    園藝
    甘藍SNP標記開發及主要品種的DNA指紋圖譜構建
    李志遠,于海龍,方智遠,楊麗梅,劉玉梅,莊木,呂紅豪,張揚勇
    中國農業科學. 2018, 51(14):  2771-2787.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.14.014
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    【目的】搜集生產上的主要甘藍品種,構建基于SNP標記的品種指紋圖譜,為鑒定甘藍品種的特異性、真實性提供依據。【方法】首先,利用50個甘藍高代自交系的重測序數據,與甘藍參考基因組(02-12)進行比對篩選SNP位點。挑選多態性較好、在染色體上均勻分布的SNP位點,并將其轉化為KASP標記,利用KASP平臺對供試材料進行檢測,得到59個甘藍品種的基因分型數據。根據基因分型數據,篩選出多態性信息含量(PIC)高、無基因型數據缺失且在染色體上均勻分布的標記作為構建指紋圖譜的核心標記。將核心標記的分型結果轉化為二元編碼數據,獲得甘藍品種SNP-DNA指紋圖譜。在59個甘藍品種中隨機挑選15個品種,另外增加5個未推廣的新組合用于構建人工虛擬混合群體,并利用此群體對甘藍品種指紋鑒定技術進行驗證,檢測核心標記構建的SNP-DNA指紋圖譜的準確性與可靠性。【結果】利用重測序數據與參考基因組(02-12)進行比對開發SNP標記,最終獲得2.54×106個SNP標記。從中篩選出500個SNP位點用于KASP標記開發,平均每條染色體上55.6個。500個SNP位點中有442個成功轉化為KASP標記,轉化成功率為88.4%。KASP平臺檢測結果顯示,在442個SNP標記中,有25個位點的未分型材料數>5,在后續分析中去除。剩余417個SNP位點的PIC值的變化范圍為0.12—0.38,平均值為0.36,表現為中度多態性。在59個供試甘藍品種中,全部417個SNP位點的雜合度大于30%的有57個,占所有品種的96.6%。其中,品種‘豫生早熟牛心’的雜合度最高,為67.8%。最終篩選出50個SNP位點作為核心標記,并利用這些標記構建甘藍主要品種的指紋圖譜。50個核心位點的PIC值的變化范圍為0.35—0.38,平均值為0.36,其中位點Bol2-56的PIC值最高。基于核心SNP標記的聚類分析結果表明,59個品種的遺傳相似系數為0.43—0.98。利用人工虛擬混合群體對核心SNP標記進行了驗證,結果表明,利用核心標記可對甘藍品種的特異性和真實性進行有效鑒定。【結論】基于甘藍自交系重測序數據進行比對,共獲得SNP位點2.54×106個;從中篩選獲得50個核心SNP標記用于構建59個甘藍品種的指紋圖譜,并采用人工虛擬混合群體對核心SNP標記進行了驗證。
    全有機營養肥水耦合對番茄品質、產量及水分利用效率的影響
    張鈞恒,馬樂樂,李建明
    中國農業科學. 2018, 51(14):  2788-2798.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.14.015
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    【目的】在有機基質袋式栽培下,研究有機營養液與水分耦合是實現有機栽培的重要途徑。【方法】試驗以櫻桃番茄為試材,采用有機基質袋式栽培方式,以日本園試營養液配方(F3)為對照,設置2種有機營養液配方處理:F1(有機營養液配方1)和F2(有機營養液配方2);2個灌水量水平:W1(蹲苗期及陰雨天按ET100%灌溉,其他按ET120%灌溉)和W2(蹲苗期及陰雨天按ET120%灌溉,其他按ET150%灌溉)。按照隨機區組試驗設計,將營養液配方和灌水量二因素進行耦合,共得6個處理。【結果】研究結果表明,與無機營養液肥(日本園試營養液)相比,兩種有機營養液配方顯著提高了番茄葉片的光合速率、氣孔導度和蒸騰速率,同時顯著提高了果實中可溶性蛋白、可溶性糖、番茄紅素含量,降低了果實中硝酸鹽含量,明顯改善了果實品質,并且具有顯著的增產效果;隨灌水量的增加,葉片光合速率、氣孔導度及蒸騰速率顯著提高,產量提高,而果實營養品質指標略有下降,表現出一定的“稀釋效應”。采用主成分分析方法對綜合品質進行評價,F2W1處理的綜合品質最好,F3W2處理最差;不同肥水耦合處理中,F2W2處理產量最高,除與F1W2處理差異不顯著外,顯著高于其他處理;F2W1處理水分利用效率最高。【結論】綜合考慮番茄光合、品質、產量、灌溉水分利用效率等因素,F2W1處理為最優肥水耦合組合,即蹲苗期及陰雨天按ET100%灌溉,其他時期按ET120%灌溉,同時按有機營養液配方2進行施肥,可以作為全有機營養液肥水管理指標。
    食品科學與工程
    不同濃度蘋果多酚對殼聚糖復合膜液理化性質的影響
    梁迪,楊曦,郭玉蓉
    中國農業科學. 2018, 51(14):  2799-2813.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.14.016
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    【目的】以5%(w/v)的殼聚糖(chitosan)溶液和蘋果多酚(apple polyphenols,AP)為原料制備一種復合膜液,研究不同多酚添加量對復合膜液抗氧化活性、流變特性及穩定性的影響,以期制備性能良好的可食液體涂膜,為食品保鮮提供理論依據及技術參考。【方法】以濃度為5%的殼聚糖溶液為基質,通過添加蘋果多酚,分別制備多酚含量為0.5%、1.0%、1.5%的復合膜液。同時以不添加多酚的膜液作對照。采用磁力攪拌將多酚均勻分散于膜液體系后,對膜液DPPH自由基清除能力、脂質氧化抑制能力、總還原力及OH自由基清除能力進行測定。采用AR-G2流變儀研究不同蘋果多酚添加量對復合膜液剪切流變特性的影響。同時采用紅外光譜(fourier transform infrared spectrum, FTIR)和X射線衍射(X-ray diffraction)對復合膜液體系中的分子間作用力和晶體結構進行表征。此外,采用Q600SDT熱分析系統在50℃—400℃范圍內對復合膜液樣品進行熱穩定性分析。【結果】蘋果多酚可顯著提高復合膜液的抗氧化活性(P<0.01),且隨蘋果多酚添加量增加,復合膜液抗氧化活性也隨之增加。當蘋果多酚添加量為0.5%時,復合膜液的DPPH自由基清除率、脂質氧化抑制率和OH自由基清除率分別為41.33%、56.32%、35.44%;當蘋果多酚添加量增至1.5%時,DPPH自由基清除率、脂質氧化抑制率和OH自由基清除率增加至94.3%、95.9%、98.4%。與同等濃度的BHT(2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚)相比,復合膜液具有更高的抗氧化活性(P<0.01)。此外,隨著蘋果多酚濃度的增加,復合膜液的總還原力也顯著提高。流變學分析結果表明,復合膜液為非牛頓剪切變稀型,隨剪切速率增加,復合膜液表觀黏度逐漸降低,最終趨于平穩(5 Pa·s)。此外,隨蘋果多酚添加量增加,復合膜液的非牛頓假塑性流體特征逐漸明顯。當蘋果多酚添加量為1.5%時,復合膜液動態流變特性由黏性模量主導轉變為彈性模量主導。紅外光譜和X-RAD分析結果表明,蘋果多酚中-OH和殼聚糖分子中的-OH以及-NH2形成明顯的分子間弱作用力,使復合膜液在3 400 cm-1處的紅外吸收峰出現紅移,1 545 cm-11 245 cm-1處的紅外吸收峰有輕微減弱,且這種分子間弱作用力降低了殼聚糖的結晶度。熱分析結果表明,蘋果多酚添加量增加顯著提高了復合膜液的熱穩定性。對照組的3個階段質量損失溫度為50.8℃、110.7℃、269.9℃,當添加量1.5%蘋果多酚時,復合膜液的質量損失溫度增至56.6℃、128.7℃、272.9℃。【結論】蘋果多酚-殼聚糖復合膜液具有良好的抗氧化能力,且膜液的黏度和熱穩定性也較好,可作為一種優良的可食性液體涂膜應用于食品保鮮方面。
    畜牧·獸醫·資源昆蟲
    湖羊羔皮毛囊候選miRNA在不同花紋間的表達與毛囊發育特性關聯的研究
    金澄艷,呂曉陽,高雯,王悅,陳煒昊,盛水興,陳玲,林杰,孫偉
    中國農業科學. 2018, 51(14):  2814-2824.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.14.017
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    【目的】通過前期高通量測序技術結合生物信息學分析研究湖羊大花、中花和小花羔皮毛囊間miRNA的差異表達,篩選出了14個候選miRNA,現進一步研究14個候選miRNA在不同花紋組間的表達量與毛囊各指標的相關性,以了解候選miRNA與毛囊發育特性間的關聯,篩選用于后期功能驗證的miRNA。【方法】利用高通量測序技術篩選湖羊大花、中花、小花不同花紋羔皮毛囊中的差異表達miRNA。利用與高通量測序同一批樣品所提取的RNA進行RT-RCR驗證,隨機選取高通量測序結果中的5個差異表達miRNA,驗證高通量測序結果的可靠性。通過熒光定量PCR技術檢測14個候選miRNA在不同組別間的表達量,制作不同花紋羔皮組織的石蠟切片以評估不同毛囊的結構,并結合組織學觀察與顯微觀測技術,采用SPSS 17.0分析14個候選miRNA的表達水平與毛囊組織學性質的相關性。【結果】湖羊毛囊成群分布,以3毛囊群的居多,直徑較大的為中心初級毛囊,直徑較小的為側部次級毛囊。在顯微鏡相同視野中,湖羊大花、中花和小花3種不同類型花紋羔皮的初級毛囊數差異不顯著(P>0.05),小花組的次級毛囊數多于大花組和中花組的次級毛囊數且差異極顯著(P<0.01),中花組與小花組二者次級毛囊數相仿,差異不顯著(P>0.05),在相同的單位面積中,小花的毛囊總數要高于大花組和中花組;大花組的初級毛囊直徑比中花組和小花組的初級毛囊直徑要大的多,與中花組和小花組的初級毛囊直徑差異極顯著(P<0.01),大花組的次級毛囊直徑也比中花組、小花組的次級毛囊直徑大,同時也與二者均呈極顯著差異(P<0.01),中花組和小花組二者的初級毛囊直徑以及次級毛囊直徑均差異不顯著(P>0.05);在已知的miRNA中,miRNA-143在大花組中的表達量與小花組差異極顯著(P<0.01),miRNA-10a在小花組的表達量與大花和中花組差異顯著(P<0.05),let-7i在大花組的表達量與中花組差異顯著(P<0.05);在測序新預測的差異miRNA中,NW_004080184.1_6326在中花組的表達量與大花組差異顯著(P<0.05)、與小花組差異極顯著(P<0.01),NW_004080165.1_8572在中花組的表達量與大花組和小花組差異極顯著(P<0.01),NW_004080181.1_3961在中花組的表達量與小花組差異極顯著(P<0.01),NW_004080190.1_13733在中花組的表達量與大花組差異極顯著(P<0.01),其余miRNA在大、中、小花中的表達差異不顯著。14個miRNA的相對表達量均與毛囊部分指標存在相關性,表明I4個miRNA均有可能參與毛囊的生長發育。【結論】 miRNA-143、miRNA-10a、let-7i、NW_004080184.1_6326、NW_004080165.1_8572、NW_004080181.1_3961以及NW_004080190.1_13733 等7個miRNA可作為對湖羊羔皮毛囊發育具有重要影響的候選miRNA,在后續試驗中將進一步驗證。
    鹽穗木青貯中乳酸菌的分離及篩選
    尹雪,郭雪峰,劉俊峰,張秀萍,席琳喬,張蘇江
    中國農業科學. 2018, 51(14):  2825-2834.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.14.018
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    【目的】合理利用牧草資源,為新疆南疆地區畜牧業提供優質青貯,研究探討了花果期鹽穗木青貯后的營養價值和發酵品質,同時為提高青貯飼料發酵品質篩選提供乳酸菌資源。【方法】以新疆阿克蘇地區花果期鹽穗木為原料制作實驗室小劑量自然發酵青貯,在發酵第150天時對比青貯前后鹽穗木的干物質(DM)、粗蛋白(CP)、可溶性糖(WSC)、中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)的含量變化,測定鹽穗木青貯的pH、氨態氮(NH3-N)、乳酸(LA)、乙酸(AA)、丙酸(PA)和丁酸(BA)含量,并采用實驗室純培養方法結合生理生化分析,對青貯中乳酸菌的種類和形態學進行分類,通過葡萄糖發酵產酸產氣試驗、細菌微量生化反應碳源發酵試驗、耐鹽試驗、耐酸試驗和溫度生長試驗等生理生化試驗對所篩選菌株進行研究。運用核酸 Blast技術,將所測序列與GenBank數據庫進行對比,選擇并下載與所測序列同源性最高的已知分類地位的菌種,與本試驗所測菌株的序列一起,采用 Clustal 進行比對,用MEGA5.0繪制系統發育樹,確定各菌株分類地位,對分離的菌株進行種屬鑒定。【結果】與青貯前相比,由于乳酸菌發酵利用原料中的糖類物質導致青貯后鹽穗木中的干物質和可溶性糖含量下降,同時在青貯發酵過程中鹽穗木莖稈中難降解的水溶性碳水化合物被乳酸菌降解為易被利用的纖維,導致中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的含量升高,青貯pH為4.250—4.286,乳酸含量為60.923—61.283屬于優良品質青貯飼料的范圍。從自然發酵鹽穗木青貯中分離得到3株糞腸球菌(Enterococcus faecium)、1株屎腸球菌(Enterococcus lactis)、2株蠟狀芽孢桿菌(Bacillus cereus)、1株戊糖乳桿菌(Lactobacillus pentosus)、1株植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum)和1株布氏乳桿菌(Lactobacillus buchneri)。9株菌均能在pH4—7環境下能生長,在3.0%和6.5% NaCl條件下及10—45℃范圍內生長,且生長狀況良好,同時能利用D-葡萄糖、D-甘露糖、纖維二糖、D-甘露醇、D-果糖、蔗糖等多種碳源。其中,戊糖乳桿菌(Lactobacillus pentosus)、布氏乳桿菌(Lactobacillus buchneri)和植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum)產酸速率和生長速率較快,且具有很強的耐酸耐鹽能力,在5—45℃范圍內生長良好。【結論】將鹽穗木制成青貯后其營養成分含量和發酵品質均處于良好水平,可將戊糖乳桿菌(Lactobacillus pentosus)、布氏乳桿菌(Lactobacillus buchneri)和植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum)這3株菌選作青貯飼料制作過程中的添加劑。
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