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當期目錄

    2018年 第51卷 第15期 刊出日期:2018-08-01
      
    《中國農業科學》2018年第51卷第15期目次
    中國農業科學. 2018, 51(15):  0-0. 
    摘要 ( 24 )   PDF (322KB) ( 40 )   收藏
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    作物遺傳育種·種質資源·分子遺傳學
    大豆GmbZIP16的抗旱功能驗證及分析
    趙婉瑩,于太飛,楊軍峰,劉沛,陳雋,陳明,周永斌,馬有志,徐兆師,閔東紅
    中國農業科學. 2018, 51(15):  2835-2845.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.15.001
    摘要 ( 129 )   HTML ( 10 )   PDF (947KB) ( 115 )   收藏
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    【目的】通過分析干旱條件下大豆的轉錄組數據,篩選獲得大豆鋅指蛋白GmbZIP16,對其進行功能驗證,確定GmbZIP16參與大豆抵抗干旱的分子機理。【方法】大豆干旱轉錄組數據分析得到上調倍數較高的鋅指蛋白GmbZIP16,以大豆cDNA為模板克隆獲得GmbZIP16。并通過In-Fusion連接酶技術,構建pCAMBIA1302- GmbZIP16和pCAMBIA3301-GmbZIP16表達載體。通過液氮冷凍法將重組載體pCAMBIA1302- GmbZIP16和pCAMBIA3301-GmbZIP16分別轉入農桿菌GV3101和大豆發根農桿菌K599的感受態細胞中,通過農桿菌侵染擬南芥花序以及大豆子葉節技術,產生過表達擬南芥植株以及過表達大豆毛狀根復合體植株。通過半定量RT-PCR和qRT-PCR分析,確定GmbZIP16在轉基因擬南芥和大豆毛狀根中能夠超表達。分別將正常條件下生長2周齡的轉基因和野生型擬南芥植株轉移至含有不同PEG濃度(6% PEG和8% PEG)的MS0培養基上繼續培養7 d,觀察轉基因擬南芥和對照野生型擬南芥之間的生物量差異;利用qRT-PCR分析轉基因擬南芥和野生型擬南芥植物體中脅迫相關的基因表達情況。將生長良好的轉GmbZIP16大豆毛狀根復合體施加25% PEG處理1周后,分別采取轉GmbZIP16大豆毛狀根復合體和轉空載體大豆毛狀根復合體的葉片,用酶標儀測定植株的脯氨酸、丙二醛和葉綠素的含量。【結果】通過PCR技術擴增得到正確的GmbZIP16序列,通過農桿菌轉化技術得到2個穩定過表達的轉GmbZIP16擬南芥株系。通過對轉基因擬南芥的表型鑒定發現轉基因擬南芥在干旱處理下的生物量(鮮重和根長)及存活率比野生型顯著提高。在過表達GmbZIP16擬南芥植株中,一些與脅迫相關的基因的表達要高于在野生型,如RD29B、DREB2A和P5CS。轉GmbZIP16大豆毛狀根復合體植株在25% PEG處理1周后,大豆毛狀根復合體葉片中葉綠素和脯氨酸的含量要顯著高于轉空載體大豆毛狀根復合體葉片中葉綠素和脯氨酸的含量,而轉GmbZIP16大豆毛狀根復合體葉片中丙二醛的含量顯著低于轉空載體大豆毛狀根復合體葉片中丙二醛的含量。【結論】在擬南芥中過表達大豆GmbZIP16提高了轉基因擬南芥的抗旱性。過表達GmbZIP16可以提高轉基因大豆毛狀根復合體對干旱的抗性。GmbZIP16提高植物的抗旱性主要是通過影響與抗逆相關基因的表達來實現的。
    基于SSR標記的黍稷種質資源遺傳多樣性及親緣關系研究
    薛延桃,陸平,喬治軍,劉敏軒,王瑞云
    中國農業科學. 2018, 51(15):  2846-2859.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.15.002
    摘要 ( 139 )   HTML ( 10 )   PDF (1950KB) ( 97 )   收藏
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    【目的】利用SSR標記,分析黍稷種質資源(野生材料和地方品種)的遺傳多樣性水平,揭示不同來源黍稷種質資源的親緣關系和遺傳群體結構差異,為黍稷起源進化研究奠定基礎。【方法】用6份地理差異顯著的黍稷種質資源對137對小宗作物課題組開發的具有多態性的SSR引物進行初步篩選,最終篩選103對條帶清晰、擴增良好且多態性穩定的SSR引物,利用這103對多態性SSR標記對146份黍稷材料進行PCR擴增,通過遺傳參數、聚類、遺傳結構等分析,評估不同個體間及不同群體間的遺傳多樣性,探討遺傳結構差異。【結果】103對SSR標記共檢測出308個等位基因(Na),平均值為2.99,平均Shannon-Weaver指數(I)為0.8478,平均期望雜合度為0.3642,平均多態性信息含量指數(PIC)為0.5544。103對SSR標記的分布區間為0—1、1—2、2—3、3—4和4—5,分辨率范圍為0.334—4.002,77.67%的標記分布于區間1—4,具有適度分辨力。國內資源的觀測等位基因數(2.9126)、多樣性指數(0.8302)、期望雜合度(0.5023)、多態性信息含量指數(0.5278)均高于國外資源,遺傳多樣性更豐富。12個群體的遺傳距離的變化范圍為0.0783—0.5762,均值為0.2938;遺傳一致度變化范圍為0.5620—0.9247,均值為0.75,遺傳相似性與地理分布具有一定相關性,地理分布越近,遺傳距離越小,遺傳一致度越高。聚類分析在遺傳距離為0.15處可以把12個群體分為4個組群,其中南美洲和山西資源各自獨立分為一支,與其他資源親緣關系較遠。個體間聚類中,國內外資源劃分非常顯著,在遺傳距離為0.63處,146份黍稷資源可分為3大組群,組群Ⅰ和組群Ⅱ為國外資源,組群Ⅲ為國內資源。組群Ⅱ在遺傳距離為0.39處又分為3個亞群,組群Ⅲ在遺傳距離為0.45處分為5個亞群,其中亞洲與歐洲資源、中國河北與中國山西、中國內蒙古資源的遺傳關系較近。遺傳結構分析結果顯示國內外群體間存在明顯的遺傳分化,其中5個組群(組群2、組群5、組群6、組群7和組群9)為國內野生資源特有基因型,分布較為分散;2個組群(組群1和組群4)為國外資源特有基因型,分布較為集中。中國寧夏、南美洲資源的群體結構趨向單一化,中國河北、中國黑龍江、亞洲資源的群體結構趨向多元化。UPGMA聚類結果與遺傳結構分析結果一致,且不同地區黍稷資源群體間遺傳關系遠近均與其地理分布相關。【結論】野生資源的遺傳多樣性高于國外資源,其中中國河北群體的遺傳多樣性最豐富,中國河北可能是黍稷的起源中心。
    耕作栽培·生理生化·農業信息技術
    旱地麥田深松蓄水和覆蓋播種土壤水分變化與小麥籽粒蛋白質含量的關系
    張慧芋,孫敏,高志強,梁艷妃,楊清山,張娟,李念念
    中國農業科學. 2018, 51(15):  2860-2871.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.15.003
    摘要 ( 94 )   HTML ( 8 )   PDF (414KB) ( 82 )   收藏
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    【目的】明確旱地麥田休閑期深松蓄水和覆蓋保水的技術效果,有利于探索旱地小麥增產提質的最佳耕作及覆蓋播種技術新途徑。【方法】于2012—2014年度在山西農業大學聞喜小麥試驗基地開展大田試驗,以休閑期深松和當地傳統耕作為主區,以全膜覆土穴播、膜際條播、常規條播為副區,研究深松和覆蓋播種對3 m內土壤水分、小麥籽粒蛋白質含量及其產量的影響。【結果】旱地麥田休閑期深松處理播種至開花期0—300 cm土層蓄水量較免耕處理顯著提高,產量提高12%—30%,且籽粒谷蛋白含量、蛋白質產量顯著提高。兩覆蓋播種較常規條播,土壤蓄水量越冬至開花期均顯著提高,產量提高6%—24%,籽粒醇溶蛋白、總蛋白含量及蛋白質產量顯著提高,清蛋白提高。深松條件下,膜際條播較全膜覆土穴播開花期土壤水分顯著降低;免耕條件下,兩覆蓋處理間各生育時期土壤水分差異不顯著。膜際條播較全膜覆土穴播產量提高,在2012—2013深松條件和2013—2014免耕條件下差異顯著。深松條件下,膜際條播較全膜覆土穴播籽粒蛋白質組分含量,總蛋白質含量及其產量顯著提高。此外,相關性分析表明,開花期0—100、100—200、200—300 cm土層土壤蓄水量通過直接與間接作用對籽粒蛋白質積累的總影響均表現為正向作用,且2012—2013年100—200 cm土層土壤水分對籽粒蛋白質含量的提高貢獻最大,2013—2014年200—300 cm土層土壤水分對籽粒蛋白質含量的提高貢獻最大。從籽粒蛋白質產量形成的貢獻來看,休閑期深松主要通過影響開花期土壤水分影響籽粒蛋白質產量,且深松條件下覆蓋播種主要是通過影響孕穗期土壤水分而影響籽粒蛋白質產量,且膜際條播對蛋白質產量的貢獻顯著大于全膜覆土穴播。【結論】休閑期深松有利于蓄積休閑期降雨,覆蓋播種有利于保蓄土壤水分,其效果延續至開花期,而生育中期土壤水分與籽粒蛋白質積累密切相關,休閑期深松配套膜際條播覆蓋播種有利于旱地小麥產量和品質協同提高。
    不同方式周年覆蓋對黃土高原玉米農田土壤水熱的調控效應
    吳楊,賈志寬,邊少鋒,王永軍
    中國農業科學. 2018, 51(15):  2872-2885.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.15.004
    摘要 ( 99 )   HTML ( 5 )   PDF (617KB) ( 362 )   收藏
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    【目的】探究黃土高原半干旱區不同覆蓋方式調控土壤水、熱與持續增產、增效的協同效應,為該區確立高效、環保覆蓋方式提供理論依據。【方法】設置塑料地膜全膜覆蓋(PM)、降解膜全膜覆蓋(BM)、膜壟種植(RH)和秸稈覆蓋(SM)4種不同周年覆蓋(休閑期+生育期)方式,以裸地不覆蓋為對照(CT),通過3年大田定位試驗,研究不同覆蓋方式對土壤水、熱時空動態變化規律及其利用特征的影響。【結果】周年覆蓋能有效抑制休閑期土壤水分無效蒸發,提高降水潛在利用效率,PM、BM、RH和SM處理休閑期分別較CT多儲水53、51、32和36 mm,降水潛在利用效率分別提高了14%、12%、11%和10%。地膜覆蓋增溫顯著,有效提高了玉米干物質累積速度,縮短了其生育進程,其中PM、BM和RH處理拔節期分別較CT提前了15、8和 7 d,成熟期分別提前了17、7和7 d。與CT處理相比,PM、BM和RH處理產量增幅分別為52%、32%和27%,積溫生產效率分別提高了57%、15%和58%,水分利用效率分別提高了31%、14%和26%,降水利用效率分別提高了53%、27%和29%,耗水系數則分別降低了33%、21%和22%。SM處理能有效增加玉米生育期土壤儲水量,但土壤溫度的降低導致其生長發育遲緩,其拔節期和成熟期分別較CT推遲了4 d和5 d,最終產量、水分生產效率和積溫生產效率分別降低了21%、18%和9%。PM處理增加了農田耗水量,其季末供水能力分別較BM、RH和SM降低了19、56和86 mm。但PM處理土壤水分平衡受生育中后期降水量影響較大,2015 年 7—9 月降水量較多年平均值減少71 mm,PM處理收獲期100—200 cm土層土壤儲水量較CT處理減少28 mm,并較土壤穩定度降低5.4 mm,造成深層土壤水分虧缺。【結論】塑料地膜全膜覆蓋是黃土高原半干旱區協同提高土壤水、熱資源利用效率,增加玉米產量的有效措施,然而在玉米生育中后期遭遇干旱容易引起深層土壤水分虧缺和產量波動;降解膜全膜覆蓋和膜壟種植處理的增溫和增產效果均弱于塑料地膜全膜覆蓋,但更有利于維持土壤水分平衡;秸稈覆蓋降溫、減產效果明顯,不推薦在氣溫較低的半干旱區應用。
    基于數碼相機的玉米冠層SPAD遙感估算
    賀英,鄧磊,毛智慧,孫杰
    中國農業科學. 2018, 51(15):  2886-2897.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.15.005
    摘要 ( 99 )   HTML ( 6 )   PDF (5180KB) ( 143 )   收藏
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    【目的】葉綠素是植物光合作用中重要的色素。利用作物光譜信息對葉綠素含量進行反演,為作物的實時監測和生長狀態診斷提供重要依據。【方法】以大田環境下不同氮肥水平(0,50%和100%)的開花期玉米為研究對象,利用輕小型無人機搭載數碼相機,獲取試驗區RGB影像。使用土壤調整植被指數(soil adjusted vegetation index,SAVIgreen)對圖像進行分割,基于分割前后的影像分別提取15種常見的可見光植被指數,綜合分析指數與玉米冠層葉綠素相對含量SPAD值的相關關系。采用單變量回歸模型、多元逐步回歸模型和隨機森林(random forest,RF)回歸算法構建玉米SPAD值的遙感估算模型,通過模型精度評價指標決定系數(coefficient of determination,R2)、均方根誤差(root mean square error,RMSE)、平均相對誤差(mean relative error,MRE)和顯著性檢驗水平(P<0.01),確定最佳指標和最優模型。【結果】基于分割前后的數碼影像提取的VIplot和VIplant植被指數與玉米冠層SPAD值之間具有顯著的相關關系,其中VIplant中的紅光標準化值(NRI)、歸一化葉綠素比值植被指數(NPCI)、藍紅比值指數(BRRI)、差值植被指數(DVI)與SPAD值的相關性在0.77以上;以相關性高于0.77的VIplant指數NRI、NPCI、BRRI、DVI構建的線性、指數、對數、二次多項式、冪函數的單變量回歸模型中,NRI指數構建的二次多項式模型效果最好,決定系數R2為0.7976,RMSE為4.31,MRE為5.91%。在VIplant指數NRI、NPCI、BRRI、DVI參與建立的多變量SPAD反演模型中,使用隨機森林方法的模型精度最高,決定系數R2為0.8682,RMSE為3.92,MRE為4.98%,而多元逐步回歸模型的精度高于任意單變量回歸模型,決定系數R2為0.819,RMSE為4,MRE為5.67%;對數碼影像結合各模型制作的SPAD分布圖進行精度分析,使用隨機森林回歸模型對SPAD的估測值與實測值最為接近,具有最佳的預測效果,R2為0.8247,RMSE為4.3,MRE為5.36%,可以作為玉米冠層葉綠素信息監測的主要方法。【結論】本研究證明將數碼相機影像提取的可見光植被指數應用于玉米葉綠素相對含量的估測是可行的,這也為無人機遙感系統在農業方面的應用增添了新的手段和經驗。
    植物保護
    我國黃淮麥區10個短體線蟲樣品種類的分子鑒定
    劉海璐,王暄,李紅梅,李艷霞,薛博文,馬居奎
    中國農業科學. 2018, 51(15):  2898-2912.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.15.006
    摘要 ( 80 )   HTML ( 4 )   PDF (1438KB) ( 342 )   收藏
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    【目的】短體線蟲(Pratylenchus spp.)是植物根系內遷移性寄生線蟲,可引起許多作物的根腐線蟲病,給世界農業生產造成了極大的危害。為明確我國黃淮麥區與禾谷孢囊線蟲復合侵染小麥的短體線蟲種類,本研究對采自黃淮4省麥區的10個短體線蟲樣品進行種類的分子鑒定,分析種群系統進化關系及種內遺傳變異,以期為我國小麥根部線蟲病害的綜合防治提供指導。【方法】對采自江蘇、安徽、河南和山東4省小麥孢囊線蟲發病田中的10個小麥短體線蟲樣品進行線蟲分離,從各樣品中隨機挑取5條短體線蟲,分別提取單條線蟲DNA,擴增rDNA 18S片段并進行測序比對,選取序列有代表性的2個DNA樣本進一步擴增其rDNA 28S D2-D3區以及mtDNA-COI基因片段,經序列比對分析后,利用MEGA4.0軟件采用鄰接法分別構建基于rDNA 18S、28S D2-D3和mtDNA-COI序列的系統進化樹,通過聚類關系及相似度分析確定線蟲種類,同時利用種特異性引物進行驗證。【結果】擴增挑取的50條短體線蟲的rDNA 18S區片段,測序得到片段長度在857—935 bp,BLAST比對分析揭示部分樣品可能為短體線蟲的混合種群;進一步測定的20個代表性DNA樣本的rDNA 28S D2-D3區和mtDNA-COI基因的片段長度分別在771—784 bp和415—417 bp;系統進化樹以及相似度分析揭示我國黃淮流域4省麥區10個短體線蟲樣品中有咖啡短體線蟲(P. coffeae)、落選短體線蟲(P. neglectus)和斯克里布納短體線蟲(P. scribneri),其中,江蘇沛縣樣品JS2和山東濰坊樣品SD1是落選短體線蟲單一侵染樣品,河南永城樣品HN2和安徽淮北樣品AH3是咖啡短體線蟲單一侵染樣品,安徽蕭縣樣品AH2、AH5和淮北樣品AH4以及河南永城樣品HN1和HN3均為落選短體線蟲和咖啡短體線蟲的混合侵染樣品,江蘇徐州樣品JS1是落選短體線蟲和斯克里布納短體線蟲的混合侵染樣品。用SCAR特異性引物擴增20個短體線蟲單條DNA樣本,結果顯示,用落選短體線蟲特異性引物PNEG-F1/D3B5能夠從JS1-2、JS2-1、JS2-2、AH2-2、AH4-1、AH5-1、HN1-2、HN3-2、SD1-1和SD1-2等10個樣本中擴增出140 bp的單一條帶,用咖啡短體線蟲引物PC1/PC2能夠從AH2-1、AH3-1、AH3-2、AH4-2、AH5-2、HN1-1、HN2-1、HN2-2和HN3-1等9個樣本中擴增出630 bp的單一條帶,用斯克里布納短體線蟲引物PsF7/PsR7從JS1-1中擴增出130 bp的單一條帶,種類鑒定結果與上述序列分析結果相一致。【結論】我國黃淮流域4省小麥孢囊線蟲發病田中的短體線蟲種類有咖啡短體線蟲、落選短體線蟲和斯克里布納短體線蟲,其中落選短體線蟲是優勢種,證實了短體線蟲不同種群復合侵染小麥的現象較為普遍。基于mtDNA-COI基因構建的系統進化樹可以有效區分短體線蟲的近緣種,相比rDNA 18S和28S基因更適于作為短體線蟲種類鑒定的分子靶標。
    中國孢囊線蟲新記錄種——野生豆孢囊線蟲記述及其對豆科植物的寄生性測定
    甄浩洋, 彭煥, 孔令安, 洪豹元, 朱桂蘭, 汪銳輝, 彭德良, 文艷華
    中國農業科學. 2018, 51(15):  2913-2924.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.15.007
    摘要 ( 124 )   HTML ( 7 )   PDF (5275KB) ( 128 )   收藏
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    【目的】在江西婺源縣孢囊線蟲調查中,從大豆根及根際土壤中采集到一個孢囊線蟲群體,其形態特征和分子特征與大豆孢囊線蟲(Heterodera glycines)存在較大差異,因此對其形態學和分子特征以及寄生性等進行詳細研究,以明確其種類及對豆科作物寄生性,為病害防控提供科學依據。【方法】從婺源縣采集的大豆根及根際土樣,用篩淘法分離孢囊,大豆根系上的孢囊用直接解剖法獲取。用淺盤法分離根際土樣中的2齡幼蟲和雄蟲。選取具典型特征的飽滿孢囊制作陰門錐切片,淺盤法分離的2齡幼蟲和雄蟲制作永久玻片,在顯微鏡下觀察記錄孢囊、2齡幼蟲和雄蟲的形態特征,并進行形態特征測量。采用兩對植物線蟲通用引物AB28和TW81以及D2A和D3B分別擴增內轉錄間隔區(internal transcribed spacer,ITS)和28S大亞基D2-D3區段,經序列測定,用MEGA軟件采用鄰接法(neighbor-joining(NJ)method)構建該線蟲群體與孢囊線蟲屬其他種群的ITS和LUS D2-D3系統進化樹,分析其系統發育關系。在溫室內采用盆栽人工接種的方法,測定江西孢囊線蟲群體對11種豆科作物的寄生性,同時測定國內40個大豆栽培品種對該孢囊線蟲的抗病性。【結果】形態學觀察和特征值測量結果表明,從江西婺源大豆上采集的孢囊線蟲群體,其孢囊形態、2齡幼蟲以及雄蟲的形態特征與野生豆孢囊線蟲(Heterodera sojae)的形態特征基本一致;ITS序列(MG859982)比對發現其與野生豆孢囊線蟲ITS序列(KU160510和KU160512)的同源性為99%和98%,而與大豆孢囊線蟲ITS的同源性僅為81% (KY794762.1)。D2-D3序列(MG859981)與野生豆孢囊線蟲(KU160511)相似度最高,為99%。序列系統進化樹分析發現以ITS序列與D2-D3序列構建系統發育樹的結果相一致,江西孢囊線蟲群體與野生豆孢囊線蟲分布在同一支,節點支持率為100%,而與大豆孢囊線蟲聚在另一個分支中。結合形態學和分子生物學結果,將江西婺源大豆上的孢囊線蟲群體鑒定為野生豆孢囊線蟲,系中國新記錄種。寄生性研究結果表明,在參鑒的11種豆科作物中,野生豆孢囊線蟲的2齡幼蟲能在大豆和相思豆(紅豆)上侵染和繁殖,完成生活史;雖然能侵染豇豆、豌豆、扁豆、綠豆、赤豆、刀豆、菜豆和苜蓿8種作物根系,但不能完成生活史。測定的40個大豆栽培品種中,19個高感、11個中感、5個中抗、5個高抗。【結論】在我國江西婺源新發現的一種寄生于大豆的孢囊線蟲為野生豆孢囊線蟲, 系中國新記錄種;人工接種條件下相思豆(紅豆)也是野生豆孢囊線蟲的寄主,40個大豆栽培品種中30個對該孢囊線蟲表現感病。
    氯蟲苯甲酰胺干擾桃小食心蟲交配的轉錄組分析
    孫麗娜,田志強,張懷江,李艷艷,閆文濤,岳強,仇貴生
    中國農業科學. 2018, 51(15):  2925-2936.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.15.008
    摘要 ( 88 )   HTML ( 5 )   PDF (536KB) ( 112 )   收藏
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    【目的】探明氯蟲苯甲酰胺處理后桃小食心蟲(Carposina sasakii)成蟲的轉錄組差異,了解該藥劑影響桃小食心蟲交配的基因在功能分類和代謝通路等方面的生物學特征,挖掘與交配相關的功能基因。【方法】通過生物學實驗觀察氯蟲苯甲酰胺干擾桃小食心蟲成蟲交配及繁殖情況。采用Illumina HiSeqTM2500高通量測序技術對剛羽化的桃小食心蟲雌雄成蟲、羽化后4—6 h進入交配高峰期的雌雄成蟲和經氯蟲苯甲酰胺處理4—6 h的雌雄成蟲進行轉錄組測序,利用Trinity軟件對所得序列進行de novo組裝及評估,之后對獲得的有效序列進行功能注釋,并利用qRT-PCR技術分析氯蟲苯甲酰胺處理后相關基因的時空表達變化。【結果】氯蟲苯甲酰胺處理后,桃小食心蟲的交配率顯著降低,壽命縮短,產卵量減少。通過合并組裝桃小食心蟲轉錄組有效序列共獲得102 831條unigene,其中34 526個有注釋信息。根據篩選標準,氯蟲苯甲酰胺處理過程中,雌雄蟲中分別有122個和147個基因發生變化,其中相同差異基因31個。對所存在的234個差異基因進行GO功能注釋和富集分析結果顯示,分子功能過程中的催化活性和結合活性及生物學過程中與代謝過程、單一生物體過程和細胞過程相關的5類基因占主導地位。KEGG分類結果顯示,富集到代謝通路的最多,有25個,包括昆蟲激素合成、藥物代謝等。通過比對分析,鑒定c64662.graph_c0為桃小食心蟲魚尼丁受體基因,其長度為15 637 bp,與已報道CsRyR的一致性為99.0%。此外,在234個差異基因中,鑒別羧酸酯酶unigene 3個、細胞色素P450 unigene 4個、肌鈣蛋白unigene 3個、氣味結合蛋白unigene 1個和生物鐘unigene 1個。細胞色素P450 c40709.graph_c0參與昆蟲激素生物合成。根據轉錄組中基因表達分析,12個基因在雌雄蟲中的表達均出現不同變化趨勢。qRT-PCR結果顯示,氯蟲苯甲酰胺誘導羧酸酯酶c51998.graph_c0基因上調表達;藥劑處理后,雌雄蟲的c57480.graph_c0和c53794.graph_c0的表達分別呈現顯著的上調和下調變化,而c40709.graph_c0基因僅在雄蟲中顯著下調,處理6 h后c53281.graph_c0只在雌蟲中上調表達;氯蟲苯甲酰胺處理后3個肌鈣蛋白基因在整個試驗階段均表現明顯的下調趨勢;雄蟲中的生物鐘unigene c60883.graph_c0和氣味結合蛋白unigene c45675.graph_c0的變化趨勢較為一致,進入暗期后立即上調,但均受氯蟲苯甲酰胺的抑制。雌蟲體內RyR的表達量顯著上調,而雄蟲初次到達求偶高峰期前RyR的表達量與對照差異不顯著,到第2個求偶高峰期時,RyR表達顯著下調。除細胞色素P450 c57480.graph_c0、c40709.graph_c0和c53281.graph_c0外,其余基因在雄蟲中的表達均高于雌蟲。且觸角酯酶基因c54944.graph_c0、生物鐘基因c60883.graph_c0和氣味結合蛋白基因c45675.graph_c0在黑暗光照交替變化時,表達發生明顯地上調或下調。【結論】通過轉錄組測序發現氯蟲苯甲酰胺干擾桃小交配的作用機制是由靶標基因、嗅覺相關基因、代謝基因、生物鐘基因等相互作用引起的。
    土壤肥料·節水灌溉·農業生態環境
    農田合理施氮量的推薦方法
    張亦濤,王洪媛,雷秋良,張繼宗,翟麗梅,任天志,劉宏斌
    中國農業科學. 2018, 51(15):  2937-2947.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.15.009
    摘要 ( 82 )   HTML ( 3 )   PDF (695KB) ( 126 )   收藏
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    為了實現作物高產的同時降低氮素環境污染風險,確定農田合理施氮量是最有效的方法之一。作者在闡明氮肥合理施用概念及中國氮肥施用現狀的基礎上,系統分析了國內外氮肥合理施用量的主要推薦方法,包括:基于土壤測試的推薦方法、基于氮肥施用效應函數的推薦方法、基于氮素輸入輸出平衡的推薦方法以及基于淋溶水硝態氮超標臨界值的推薦方法等4種。前3種方法首先關注氮素農學效應其后評價環境效應,以獲得較好的農學效益為出發點,具有一定的科學性,在實踐中也證明了其適用性。第4種方法首先考慮氮素環境效應然后評價其對產量影響,以確保地下水硝態氮含量不超標為直接目標,能夠量化氮肥合理施用量的實際環境效應,但淋溶水硝酸鹽超標臨界施氮量的確定由于受多種因素的影響而存在一定的不確定性,其在年際間、區域間、土壤類型間的變異程度均有待進一步研究。
    長江流域農民習慣施肥與推薦施肥的冬油菜產量與養分效率差異分析-基于大樣本田間試驗
    朱蕓,徐華麗,張洋洋,任濤,叢日環,魯劍巍
    中國農業科學. 2018, 51(15):  2948-2957.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.15.010
    摘要 ( 73 )   HTML ( 4 )   PDF (483KB) ( 220 )   收藏
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    【目的】合理施肥是保證和維持油菜產量的關鍵。面對目前集約化的種植管理模式,肥料的粗放管理和施用勢必造成養分效率的下降,從而影響油菜產量。本研究通過比較長江流域冬油菜種植區域農民習慣施肥與推薦施肥的產量和養分利用效率差異,為冬油菜肥料合理施用、提高肥料利用效率提供策略。【方法】選取2005—2016年長江流域(包括四川、貴州、湖北、湖南、安徽、江蘇和浙江7個省份)的535個油菜田間試驗,分析不施肥(CK)、農民習慣施肥(FP)和推薦施肥(RF)處理間以及長江流域各區域間的油菜產量和產量分布特征,比較不同施肥處理的增產效果,以及氮、磷、鉀肥料用量和偏生產力的差異,計算RF處理與FP處理間施肥量的差值,評估長江流域氮、磷、鉀肥的減施潛力。【結果】長江流域CK處理冬油菜產量主要分布在500—1 500 kg·hm-2,FP處理主要分布在1 500—3 000 kg·hm-2,RF處理最高,集中在2 000—3 000 kg·hm-2,土壤基礎地力對RF處理油菜產量的貢獻率為45.1%—49.7%;3個不同處理在區域間油菜的平均產量均表現為長江下游>中游>上游。長江上、中、下游FP處理油菜產量均值分別為2 033、2 182和2 542 kg·hm-2,RF處理油菜產量較FP分別增產16.7%、16.5%和13.9%,增產點比例達77.5%—94.9%。隨著地力水平的提升,各個處理油菜增產率均表現出逐漸下降的趨勢,RF處理在不同地力水平下亦呈現出明顯的優勢。比較RF與FP處理施肥量發現,長江流域FP處理施肥量均值為162.5—239.5 kg N·hm-2、58.6—82.0 kg P2O5·hm-2和45.5—60.8 kg K2O·hm-2,而RF處理施肥量均值則為162.2—233.6 kg N·hm-2、67.2—94.1 kg P2O5·hm-2和73.6—108.5 kg K2O·hm-2,兩種施肥處理氮肥用量未表現出顯著的差異,FP處理磷、鉀肥用量偏低。與RF處理相比,PF處理氮肥可減施的點位比例最大,長江流域45.6%的點位能夠減氮,25.6%的點位可以減磷,鉀肥減施點位的比例僅為13.2%。同時,需要增施氮、磷、鉀肥的比例分別為37.8%、60.0%和75.9%。區域間肥料用量以長江下游適宜點位比例最大,氮、磷、鉀肥適宜用量的點位比例分別為25.0%、22.8%和17.1%。長江流域FP處理的氮、磷、鉀肥偏生產力均值分別為11.1—14.2、28.6—45.8和38.3—47.6 kg·kg-1。RF在FP處理的基礎上提高了氮肥偏生產力12.9%—15.9%,但與其他發達國家相比仍處于較低水平;而RF處理的磷、鉀偏生產力與FP相比有所下降,平均降低幅度分別為6.9%和19.6%,也表明目前推薦的施肥量仍然存在減肥的空間。【結論】與農民習慣施肥相比,推薦施肥顯著增加了油菜產量,且農民習慣的肥料用量存在較大的調整空間。
    園藝
    番茄果實成熟過程中SlSWEET7a的功能分析
    程杰,張新圣,李安琪,姜晶
    中國農業科學. 2018, 51(15):  2958-2968.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.15.011
    摘要 ( 79 )   HTML ( 3 )   PDF (1874KB) ( 112 )   收藏
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    【目的】SWEETs(sugars will eventually be exported transporters)是一種糖轉運蛋白,參與植物生物進程,對植物生長發育、響應各種脅迫、宿主-病原體的互作發揮作用。克隆番茄SWEET7a,通過構建SlSWEET7a沉默和過表達載體,研究其在糖的轉運過程中的作用,為探索SWEETs在植物果實發育過程中的功能提供理論依據。【方法】以Micro-Tom(Solanum lycopersicum)番茄為試材,利用RT-PCR技術從果實中克隆SWEET7a的cDNA全長842bp,進行生物信息學分析,并利用MEGA6.0構建擬南芥進化樹,與SlSWEET7a進行蛋白序列同源性分析;利用實時熒光定量PCR技術探明其在果實發育時期的時空表達特征分析,并構建基因的沉默和過表達載體,通過農桿菌介導的果實注射法進行瞬時表達檢測構建載體的表達效率;然后進行番茄的遺傳轉化,獲得T1代轉基因株系,利用實時熒光定量PCR技術檢測綠熟期果實SWEET7a的表達,通過高效液相色譜法檢測轉基因果實和葉片中糖組成與含量的變化。【結果】SlSWEET7a蛋白結構是由7個跨膜結構域構成的。同源性比對分析結果顯示,SlSWEET7a與擬南芥AtSWEET6和AtSWEET8序列同源性較高,都屬于SWEETs家族的CladeⅡ。番茄果實各部位的表達分析顯示,SlSWEET7a在綠熟期果柄、果實維管束相對表達量最高,轉色期和紅熟期相對表達量較低。構建SWEET7a沉默(S7a)及過表達載體(OE7a)在番茄果實的瞬時表達,發現OE7a樣品果實中SlSWEET7a的表達量是未注射果實的6倍,其SlSWEET7a表達量明顯上調,與對照相比,S7a樣品果實中SlSWEET7a明顯下調了5倍。在番茄中的遺傳轉化中卡那霉素抗性篩選獲得10株可能的超表達T0代植株,PCR鑒定得到了SlSWEET7a超表達8株;沉默株系經除草劑篩選,獲得14株,PCR檢測得到10株沉默株系。T1代植株的實時定量分析顯示,過表達SlSWEET7a植株發生轉基因沉默現象,SlSWEET7a表達量顯著低于正常植株,而沉默植株表達量也降低,說明獲得的過表達植株也發生了基因沉默。果糖、葡萄糖和蔗糖含量測定結果表明,降低番茄中SlSWEET7a的表達,植株成熟葉片和綠熟期果實中果糖、葡萄糖和蔗糖含量均高于對照,尤其是葉片中蔗糖含量顯著高于對照,這說明SlSWEET7a對細胞中蔗糖的易化擴散起著重要作用。【結論】SlSWEET7a對葉片中蔗糖向源組織韌皮部的裝載及果實果柄、維管束的運輸、卸載起重要調控作用。
    柑橘品種鑒定的SSR標記開發和指紋圖譜庫構建
    李益,馬先鋒,唐浩,李娜,江東,龍桂友,李大志,牛英,韓瑞璽,鄧子牛
    中國農業科學. 2018, 51(15):  2969-2979.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.15.012
    摘要 ( 125 )   HTML ( 4 )   PDF (1147KB) ( 86 )   收藏
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    【目的】篩選出一套SSR核心引物,用于構建柑橘品種的DNA指紋圖譜庫,為柑橘種苗認證、品種登記和植物新品種保護提供技術支撐。【方法】以柑橘屬8個主要栽培種類為試材進行PCR擴增,擴增產物經瓊脂糖凝膠電泳檢測,篩選出多態性豐富、擴增條帶穩定的引物對部分參試品種進行PCR擴增,擴增產物通過變性聚丙烯酰胺凝膠電泳進行進一步的引物篩選;篩選得到的引物進行熒光標記,并選用部分柑橘品種進行PCR擴增,擴增產物利用基因分析儀檢測,分別計算各引物的PIC值、等位基因數目,選取一套多態性豐富的適合進行熒光毛細管電泳檢測的SSR引物組合,進而對所有參試品種進行分析,構建柑橘品種的DNA指紋圖譜庫,同時利用篩選的SSR標記對參試品種進行鑒定。【結果】初期以柑橘屬8個種的代表品種(太田椪柑、沙田柚、沅江酸橙、大紅甜橙、鄧肯葡萄柚、枸櫞、費米耐勞檸檬和墨西哥來檬)為材料,用362對SSR引物進行PCR擴增,擴增產物經4%瓊脂糖凝膠電泳檢測,初步篩選出80對種間多態性高、擴增穩定的SSR引物;進一步從8個種類里選擇不同類型的64個柑橘品種,用上述篩選出的80對SSR引物進行PCR擴增,擴增產物經6%變性聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測,再篩選出60對品種類型間多態性高、擴增穩定、條帶清晰的SSR引物,并分別進行熒光標記;另以168份柑橘品種為材料對上述60對SSR引物進行PCR擴增,經熒光毛細管電泳檢測,依據各引物的PIC值、等位基因數目、峰圖讀取難易程度、擴增穩定性及染色體位置等,最終篩選出21對SSR引物作為指紋圖譜庫構建的核心引物。為消除不同儀器、不同試驗批次等引起的誤差,為21對SSR引物各主要等位變異選擇相應的參照品種。根據各引物標記的熒光顏色及擴增片段大小進行合理組合,21對SSR引物可分成5組進行多重電泳,共采集500份柑橘品種的DNA指紋。利用SSR標記,有111份品種僅用1對引物即可鑒別,86份品種用2對引物組合即可鑒別,24份品種用3對引物組合即可鑒別,另外279份品種雖無法單獨一一鑒別,但可分為87個小組,組內品種無法區分,組間品種易鑒別。【結論】利用篩選出的21對SSR核心引物,構建了包含500份柑橘品種的DNA指紋圖譜庫,篩選出部分品種的特異標記,可以鑒別221份柑橘品種和87個品種組合,構建了基于毛細管電泳平臺的柑橘SSR分子標記品種鑒定體系。
    食品科學與工程
    采后O3處理對采前CPPU處理獼猴桃果實乙烯代謝的影響
    蘇苗,羅安偉,李琳,李圓圓,白俊青,李銳,方沂蒙,宋俊奇,藺志穎,劉占德
    中國農業科學. 2018, 51(15):  2980-2989.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.15.013
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    【目的】探究臭氧(ozone,O3)是否能有效減輕膨大劑(N-2-氯-4-吡啶基苯-N’-苯基脲,CPPU)對獼猴桃帶來的負面影響,為市場上使用CPPU獼猴桃的貯藏提供信息。【方法】以采前盛花期28d使用20 mg·L-1 CPPU處理和對照用清水蘸果處理的秦美獼猴桃為試驗材料,研究不同濃度的O3處理(0、10、40、70 mg·m-3)對貯藏期間獼猴桃果實乙烯代謝過程中的蛋氨酸(methionine,Met)、S-腺苷蛋氨酸(S-adenosyl methionine,SAM)、1-氨基環丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid,ACC)含量及其相關代謝酶1-氨基環丙烷-1-羧酸合成酶(ACC synthase,ACS)和1-氨基環丙烷-1-羧酸氧化酶(ACC oxidase,ACO)活性的影響。【結果】CK組(未使用CPPU也未使用O3處理的為CPPU對照組CK)在貯藏過程中Met、SAM含量以及SAM合成酶、ACS、ACO活性的下降速率均低于CK1組(使用CPPU但未使用O3處理的為臭氧處理對照組CK1);貯藏60 d時,CK1和各O3處理(10、40、70 mg·m-3)的Met含量分別為1.36、2.62、4.41和2.60 mg·(100 g)-1,O3處理顯著高于CK1(P<0.05);CK1和40 mg·m-3 O3處理的SAM含量分別為15.48 mg·(100 g)-1和20.73 mg·(100 g)-1,具有顯著性差異(P<0.05),而CK1和10 mg·m-3 O3處理組、70 mg·m-3 O3處理組無顯著性差異(P>0.05);CK1和各O3處理(10、40、70 mg·m-3)的ACC含量分別為0.068、0.059、0.038和0.055 nmol·g-1,40、70 mg·m-3 O3處理與CK1具有顯著性差異(P<0.05);CK1和各O3處理(10、40、70 mg·m-3)的ACS活性分別為0.084、0.069、0.054和0.080 nmol·(g·h)-1;ACO活性的峰值分別為0.062、0.046、0.029和0.051 nmol·(g·h)-1,O3處理和CK1之間存在顯著性差異(P<0.05);CK1和各O3處理(10、40、70 mg·m-3)的乙烯的峰值分別為18.42、15.99、9.86、11.69 μL·kg-1·h-1;呼吸高峰分別是18.77、16.15、12.24、15.48 mg·kg-1·h-1。【結論】CPPU增加了獼猴桃乙烯釋放量,加速了果實軟化,對獼猴桃貯藏帶來負面影響,O3處理能有效抑制獼猴桃的乙烯代謝,延緩果實軟化,因此O3處理能有效減緩因使用CPPU而導致的獼猴桃后熟軟化進程。
    畜牧·獸醫·資源昆蟲
    綿羊Y染色體特異性引物及SNPs的篩選
    曹學濤,裴生偉,張晉,李發弟,李剛,李萬宏,樂祥鵬
    中國農業科學. 2018, 51(15):  2990-2999.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.15.014
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    【目的】哺乳動物Y染色體雄性特異區在減數分裂過程中不與X染色體發生重組,遵循嚴格的父系遺傳,是研究父系遺傳多樣性的重要遺傳資源;此外絕大多數Y染色體基因主要或者特異性的在睪丸組織中表達,并在精子發生和雄性繁殖力方面扮演著至關重要的作用。由于Y染色體測序極其困難,造成很多物種Y染色體序列很少。因此本文基于目前現有牛科動物Y染色體引物信息,旨在鑒定綿羊Y染色體特異性引物,比較綿羊Y染色體基因片段與巖羊、牛、山羊和牦牛Y染色體的差異,同時篩選不同綿羊品種在Y染色體基因片段內的SNPs,將找到的Y-SNPs和綿羊的睪丸大小進行相關性分析,為鑒定綿羊Y染色體基因片段奠定基礎,并為今后綿羊Y染色體單倍型的構建、綿羊胚胎性別早期鑒定和公綿羊繁殖力相關分子標記的篩選提供科學依據。【方法】根據目前文獻公布的29對牛科動物Y染色體特異性引物序列,以母綿羊和水分別作陰性和空白對照,以公綿羊DNA為模板驗證引物的雄性特異性;確定綿羊Y染色體特異引物后,利用DNA混合池測序結合限制性長度片段多態性等技術在薩福克羊(n=146)、白薩福克羊(n=91)、東弗里升羊(n=6)、特克塞爾羊(n=72)、南非肉用美利奴羊(n=17)、杜泊羊(n=32)、湖羊(n=55)、藏羊(n=34)、灘羊(n=43)和巖羊(n=14)公羊群體中進行Y-SNPs掃描。用Chromas和DNASTAR等軟件分析混合池測序的結果,利用DNAman軟件將綿羊Y染色體基因片段與牦牛、山羊、黃牛和巖羊進行同源性分析。同時,測量薩福克羊、白薩福克羊、東弗里升羊、特克塞爾羊、南非肉用美利奴羊、杜泊羊周歲的陰囊圍,利用SPSS 19.0軟件分析SNPs位點與公羊陰囊圍的相關性。【結果】在分析的29對引物中,6對引物為綿羊Y染色體特異性引物,分別能擴增出ZFY3、SRY6、USP9Y、UTY、SRY11和ZFY6片段。17對引物未能出現擴增條帶,6對引物在母羊DNA中出現擴增條帶。通過比對發現綿羊6個基因片段與巖羊、牛、山羊、牦牛的同源性在81.51%—98.84%。此外,首次在薩福克和白薩福克羊群體的SRY11片段中鑒定得到一個G>A的突變,通過Hpy188I酶切分析發現在薩福克羊、白薩福克羊中有2種基因型(AA、GG),在其他7個綿羊品種中只有GG基因型。在白薩福克羊群體中,GG基因型的頻率為0.747,AA基因型的頻率為0.253;在薩福克羊群體中GG基因型的頻率為0.986,AA基因型的頻率為0.014;說明在薩福克羊和白薩福克羊群體中,GG基因型為優勢基因型。關聯分析顯示在白薩福克羊群體中,GG基因型個體周歲的陰囊圍顯著的高于AA基因型(P=0.029)。【結論】鑒定得到6個綿羊Y染色體基因片段,它們與牛、山羊、牦牛和巖羊具有較高的同源性,表明Y染色體基因在進化過程中具有一定的保守性。首次在薩福克和白薩福克羊群體SRY11片段中找到一個Y-SNP(G>A),其與白薩福克羊周歲的睪丸大小緊密相關。
    轉錄組測序篩選牛卵泡發育相關基因及其表達差異分析
    李鵬飛,孟金柱,景炅婕,畢錫麟,王鍇,朱芷葳,呂麗華
    中國農業科學. 2018, 51(15):  3000-3008.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.15.015
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    【目的】通過不同生理狀態牛卵泡高通量測序篩選與卵泡發育相關的基因。【方法】母牛同期發情后,B超聲波連續監測并適時采集第一卵泡波出現偏差前的最大卵泡(the largest follicle at predeviation,PDF1)和第二大卵泡(the second largest follicle at predeviation,PDF2),構建RNA文庫后Illumina平臺測序,經數據庫比對,設定參數篩選高表達基因、差異表達基因并進行GO分析,Genecards基因功能查詢進一步篩選與卵泡發育直接相關的調控基因,qRT-PCR對篩選的基因進行表達量驗證分析。【結果】兩個轉錄本中共獲得263個差異表達基因;GO功能聚類分析共分為三大類90組:其中生物學過程占64.4%,細胞組分占17.8%,分子功能占17.8%;獲得一些重要的功能富集通路,如調控信號轉導和細胞因子應答的生物途徑;基因表達量分析篩選出10個高表達的上調和下調基因,獲得參與雌激素合成和胎兒性別發育的CYP17A1、參與類固醇激素合成的LOC785462、細胞發育過程中調節細胞凋亡的DACH1以及調節ERK和MEK1/2信號通路的MAP3K3。Genecards功能查詢共獲得6個基因與卵泡發育關系較為密切,其中上調基因分別為PRSS35, PTGRF, ARID4B, GPR116;下調基因為APOA1和CPXM1;qRT-PCR結果顯示,PRSS35和ARID4B在DF中的表達量顯著高于SF(P<0.05),CPXM1在SF中的表達量極顯著高于DF(P<0.01),PTGRF, GPR116和APOA1在DF和SF中的表達量不存在顯著差異(P>0.05),但其表達變化趨勢與高通量測序結果相一致。【結論】轉錄組測序結果真實可靠,PRSS35和ARID4B在卵泡發育過程中發揮正調控作用,CPXM1在卵泡發育過程中發揮負調控作用,獲得的牛卵泡發育相關基因和重要調節途徑,對后期深入探討卵泡發育調控機理的研究具有重要意義。
    研究簡報
    玉米SRO基因家族的鑒定及表達分析
    趙秋芳,馬海洋,賈利強,陳曙,陳宏良
    中國農業科學. 2018, 51(15):  3009-3019.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.15.016
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    【目的】SRO(similar to rcd one)是植物所特有的一類小蛋白家族,其在植物的生長發育,及應對非生物脅迫中發揮著重要功能。基于玉米全基因組數據庫,鑒定玉米SRO家族基因,分析其序列、基因定位、蛋白結構及其系統進化關系,同時解析ZmSROs在玉米組織表達特異性及其在高鹽和干旱脅迫下的表達變化,為闡明SRO基因在玉米生長和逆境響應中的功能研究奠定基礎。【方法】利用擬南芥SRO家族基因為探針,在玉米全基因組查找并下載玉米SRO基因序列,并從MaizeGDB中獲取玉米SRO基因相關信息,包括CDS、氨基酸序列及染色體位置等。通過生物信息學工具(GSDS2.0、Expasy-protparam、SOPMA、Plant-mPLoc、EMBL-EBI、MEME)對獲得序列的基因結構、蛋白質分子量、等電點、二級結構、亞細胞定位、保守結構域、保守基序原件等進行預測和分析。同時利用Clustalx(1.83)和MEGA 6.0軟件進行同源序列比對并構建系統進化樹。運用實時熒光定量PCR技術分析玉米SRO組織表達特異性及其在高鹽和干旱脅迫下SRO的表達變化情況。【結果】從玉米全基因組共鑒定6個SRO家族基因,分別命名為ZmSRO1a—ZmSRO1f。ZmSROs分布于第1、4、5和9染色體,包含2—5個內含子。序列分析發現CDS序列長度在1 215—1 791 bp;編碼氨基酸數目為404—596 aa;分子量為45.23—66.78 kD;等電點為7.01—9.17。亞細胞定位分析發現ZmSRO1a/ZmSRO1b/ZmSRO1c/ZmSRO1d定位于葉綠體,ZmSRO1e則定位于過氧化氫酶體,ZmSRO1f定位于細胞核。系統進化樹分析發現ZmSROs分為3個亞類,Ⅰa亞類包括ZmSRO1a/ZmSRO1b/ZmSRO1c,Ⅰb亞類包括ZmSRO1f,Ⅰc亞類包括ZmSRO1d/ZmSRO1e。保守結構域分析結果顯示ZmSRO1a/ZmSRO1b/ZmSRO1c/ZmSRO1d/ZmSRO1e包含PARP和RST結構域,缺少WWE結構域,ZmSRO1f包含WWE和PARP催化中心,RST結構域缺失。ZmSROs蛋白共找到5個保守基序,命名為基序1—5。ZmSRO1a/ZmSRO1b/ZmSRO1c包含所有保守基序,ZmSRO1d/ZmSRO1e缺少保守基序3,ZmSRO1f缺少保守基序5。組織表達分析發現ZmSROs在根系特異性表達。高鹽脅迫下,玉米根系中ZmSRO1a/ZmSRO1b/ZmSRO1c/ZmSRO1d/ZmSRO1e在1 h時顯著上調表達,地上部中ZmSRO1a/ZmSRO1b/ZmSRO1d/ZmSRO1e均下調表達,而ZmSRO1f在處理6 h顯著上調表達。干旱脅迫下,玉米根系ZmSRO1e在1 h顯著上調表達,ZmSRO1f在24 h顯著上調表達;地上部中ZmSRO1a/ZmSRO1b/ZmSRO1d/ZmSRO1e均下調表達。【結論】玉米SRO家族基因包含6個成員,被劃分為3個亞類,6個ZmSROs在玉米根系中特異性表達,且可以不同程度地響應干旱和高鹽脅迫。
    新疆南部圖蘭扇頭蜱及卵攜帶R. raoultii的分子檢測
    劉永宏,李貝貝,李凱瑞,何波,張敬博,蒲小峰,陳梅娟,潘姣姣,李飛,張路瑤,趙麗
    中國農業科學. 2018, 51(15):  3020-3028.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.15.017
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    【目的】世界上蜱類3科18屬899種,中國有2科10屬117種,新疆至少有2科10屬45種,占全國蜱種類的1/3之多,分布也極其廣泛。蜱直接危害和傳播多種病原,且一些病原可經卵垂直傳播,給畜牧業造成巨大經濟損失,還嚴重威脅公共衛生安全。圖蘭扇頭蜱是新疆南部荒漠及半荒漠地區常見種和優勢種。確定新疆南部圖蘭扇頭蜱及其卵是否攜帶立克次體,對該蜱及其傳播立克次體病的防控意義重大。【方法】對新疆生產建設兵團塔里木畜牧科技重點實驗室在新疆南部阿拉爾市某羊場收集的飽血雌性扇頭蜱,置于一定濕度和一定溫度的環境中產卵,隨機取5個獨立的卵樣品及其對應的5只雌蜱為研究對象。通過對雌蜱及其卵分別處理后提取基因組DNA,進行PCR擴增蜱12S rRNA基因和立克次體16S rRNA基因,并對擴增產物測序,利用BLAST在線平臺和多個分子生物學軟件進行序列分析。【結果】5只雌蜱12S rRNA基因PCR擴增全部陽性,測序獲得的4段蜱12S rRNA基因序列完全一致;Blast分析與GenBank數據庫中圖蘭扇頭蜱12S rRNA基因序列相似性高達99%以上,且高相似性前五基因序列均為圖蘭扇頭蜱,其中包括來自新疆綿羊的圖蘭扇頭蜱;本研究蜱12S rRNA基因序列提交GenBank數據庫獲得登錄號為MG744514,與來自于GenBank數據庫圖蘭扇頭蜱、血紅扇頭蜱、微小牛蜱、邊緣革蜱、草原革蜱、長角血蜱、小亞璃眼蜱、亞洲璃眼蜱、殘緣璃眼蜱、全溝硬蜱及外圍群塵螨的22個12S rRNA基因序列的進化樹顯示,研究所獲得的蜱12S rRNA基因序列與圖蘭扇頭蜱進化關系最近,聚在同一個小分支;確定了該扇頭蜱為圖蘭扇頭蜱。5只產卵后的雌蜱和相應蜱所產的全部卵立克次體16S rRNA基因PCR擴增,有1只蜱和其產的卵樣品陽性,蜱攜帶率為20%;雌蜱及其卵立克次體16S rRNA基因測序結果完全一致;Blast分析與GenBank數據庫中Rickettsia raoultii 16S rRNA基因序列相似性高達99%以上,且高相似性前五基因序列為4個Rickettsia raoultii和1個Rickettsia sp.,其中包括來自新疆2011年的亞洲璃眼蜱和草原革蜱的立克次體;立克次體16S rRNA基因序列提交GenBank數據庫獲得登錄號為MG744513,與來自于GenBank數據庫的37個24種立克次體16S rRNA基因序列的進化樹顯示,研究獲得的立克次體16S rRNA基因序列與Rickettsia raoultii進化關系最近,聚在同一個小分支,與其他15種立克次體同屬于斑點熱群立克次體;確定了本研究圖蘭扇頭蜱及其卵均攜帶斑點熱群立克次體R. raoultii。【結論】首次發現圖蘭扇頭蜱及其卵攜帶R. raoultii
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