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當期目錄

    2018年 第51卷 第16期 刊出日期:2018-08-16
      
    《中國農業科學》2018年第51卷第16期目次
    中國農業科學. 2018, 51(16):  0-0. 
    摘要 ( 55 )   PDF (294KB) ( 53 )   收藏
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    作物遺傳育種·種質資源·分子遺傳學
    基于極端混合池(BSA)全基因組重測序的甘藍型油菜有限花序基因定位
    張堯鋒,張冬青,余華勝,林寶剛,華水金,丁厚棟,傅鷹
    中國農業科學. 2018, 51(16):  3029-3039.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.16.001
    摘要 ( 192 )   HTML ( 14 )   PDF (2309KB) ( 160 )   收藏
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    【目的】適合機械化收獲是當今油菜育種改良和遺傳研究的重要目標。該研究以一個自然變異產生的油菜有限花序(denterminate inflorescence 1,di1)突變體為研究對象,通過分析有限花序的遺傳模式,開展有限花序性狀的基因定位和克隆,以期發掘候選基因,為培育適合機械化收獲的油菜新品種提供新思路和新材料,為揭示油菜有限花序遺傳機制奠定基礎。【方法】以一個穩定遺傳的有限花序突變株系FM8與野生型自交系FM7開展正反交,觀察F1和F2后代的花序形態,分析有限花序性狀的遺傳模式。在F2群體中挑選20個有限花序單株和20個野生類型單株構建混合池,對混合池和親本開展20×和10×覆蓋度的全基因組重測序,定位有限花序性狀的關聯區間。根據關聯區間對應到擬南芥基因組的共線性區段和基因注釋信息,預測候選基因,并對候選基因進行同源克隆,發掘序列變異,篩選關鍵基因。【結果】油菜有限花序突變性狀表現為初花期主花序和側枝花序頂部形成一個或若干個頂生花,花序無限生長受阻,導致結角期主枝和側枝有封頂特征即有限花序。有限花序突變株系與野生型正反交F1均表現為野生型,F2代無限花序與有限花序的分離比符合13﹕3,說明有限花序的遺傳受2對隱性基因和1對隱性上位抑制基因互作控制。對混合池及親本開展全基因組重測序,得到30 123個單核苷酸多態性(SNPs)標記和107 636個插入缺失標記(InDels)標記,用于有限花序性狀的全基因組定位。定位結果共檢測獲得7個顯著關聯區間,分布于油菜A08、A09、A10、C08和C09共5條染色體。其中,A10染色體上的關聯區間峰值最高,是控制有限花序性狀的主效位點。并且,A10染色體關聯區間內的14.36—15.07 Mb的區域與C09染色體2個關聯區間顯示高度同源性。候選基因預測發現位于A08、A09、A10、C08和C09的5個關聯區間包含有8個候選基因,包括TERMINAL FLOWER 1(TFL1)、FLOWERING LOCUS C(FLC)、ATBZIP14(FD)、MULTICOPY SUPPRESSOR OF IRA1 4(FVE)和SCHLAFMUTZE(SMZ)。基因序列分析表明di1突變體TFL1、FVE和SMZ的基因編碼區存在序列變異,并導致蛋白序列變異。【結論】油菜有限花序突變由2對隱性基因和1對隱性上位抑制基因互作控制。與有限花序性狀顯著關聯的區間有7個,其中,位于染色體A10和C09的關聯區間具有高度同源性。TFL1、FVE和SMZ被推斷為有限花序性狀的候選基因。
    大豆抗大豆花葉病毒病基因研究進展
    王大剛,李凱,智海劍
    中國農業科學. 2018, 51(16):  3040-3059.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.16.002
    摘要 ( 205 )   HTML ( 15 )   PDF (1117KB) ( 172 )   收藏
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    大豆花葉病毒(soybean mosaic virus,SMV)病是嚴重危害世界大豆(Glycine max (L.) Merr.)生產的主要病害之一。近十年來,國內外關于大豆對SMV抗病基因的遺傳標記定位、候選抗病基因的分析及大豆抗SMV的調控網絡等研究取得許多新進展。大豆對SMV的抗性遺傳主要分為數量抗性和質量抗性,其中數量抗性的遺傳主要由1對加性主基因+加性-顯性多基因共同控制;對不同SMV株系的質量抗性遺傳分別由1對不同的顯性基因控制。標記定位研究發現,大豆對SMV數量抗性位點主要分布在大豆的第6、10和13等染色體上。22個對SMV具有單顯性質量抗性的基因位點已被標記定位在大豆的第2、6、13和14染色體上,且定位的多數抗病基因位點兩側標記間的物理距離都在1 Mb以內。其中第13染色體上的基因位點數最多,有Rsv1、Rsv5、RSC3Q、RSC11和RSC12等10個,定位在第2染色體上的基因位點有8個,如Rsv4、RSC5、RSC6、RSC7和RSC8等,第6和14染色體上各有2個基因位點,分別為RSC15、RSC18和Rsv3、RSC4。參考大豆全基因組序列(http://www.phytozome.net/soybean),利用生物信息學方法、表達譜分析及克隆測序技術等進一步縮小了大豆抗SMV候選基因的篩選范圍。目前,在大豆第2染色體上確定的抗SMV候選基因主要有8個:Glyma.02G121400、Glyma.02G121500、Glyma.02G121600、Glyma.02G121800、Glyma.02G121900、Glyma.02G122000、Glyma.02G122100和Glyma.02G122200,在第6染色體上的是Glyma.06G182600,在第13和14染色體上的抗SMV候選基因分別有9個和6個:Glyma.13G184800、Glyma.13G184900、Glyma.13G187900、Glyma.13G190000、Glyma.13G190300、Glyma.13G190400、Glyma.13G190800、Glyma.13G194700、Glyma.13G195100和Glyma.14G204500、Glyma.14G204600、Glyma.14G204700、Glyma.14G205000、Glyma.14G205200、Glyma.14G205300。基于病毒誘導的基因沉默VIGS(virus induced gene silencing,VIGS)和轉基因操作等技術,研究發現抗SMV相關基因GmHSP40、GmPP2C3a、GmAKT2、GmCnx1、GmSN1、Glyma.14G204500、Glyma.14G204600、Glyma.14G204700等參與大豆對SMV的抗性,屬于正調控因子;而GmEF1A和GmeIF5A等則增加大豆對SMV的易感性,為負調控因子。在綜合SMV抗病基因的相關研究基礎上,構建了基于Rsv1和Rsv3介導對SMV極端抗性的調控網絡模型。Rsv1介導的大豆對SMV極端抗性調控模型的建立為大豆抗SMV信號網絡的研究提供了新的方向。Rsv3介導的大豆對SMV極端抗性的主要機制是通過ABA信號的傳導,從而使胞間連絲處的胼胝質沉積以抑制病毒從最初侵染的細胞向健康細胞的轉移。本文系統綜述了SMV抗病基因方面的最新研究成果并對該領域未來的研究方向進行了展望,以期為大豆抗SMV分子設計育種和抗病基因的機理研究提供參考。
    耕作栽培·生理生化·農業信息技術
    融合無人機光譜信息與紋理信息的冬小麥生物量估測
    劉暢,楊貴軍,李振海,湯伏全,王建雯,張春蘭,張麗妍
    中國農業科學. 2018, 51(16):  3060-3073.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.16.003
    摘要 ( 163 )   HTML ( 16 )   PDF (3490KB) ( 157 )   收藏
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    【目的】生物量是表征植被生命活動的重要參數,對植被長勢監測、產量預測有重要意義。以無人機為平臺的高光譜遙感技術,具有機動靈活、成本低、空間覆蓋廣的優勢,能夠及時準確地估測植被生物量,已成為遙感估算研究的熱點之一。由于光譜特征反演生物量存在飽和問題,因此,本研究嘗試結合紋理特征與植被指數構建一種“圖-譜”融合指標,探究“圖-譜”融合指標的抗飽和能力及生物量估測能力。【方法】首先,利用無人機高光譜影像,提取其光譜信息和紋理信息,分別基于植被指數和紋理特征構建生物量模型。其次,針對光譜特征存在的飽和問題,將植被指數與對生物量敏感的紋理指標相乘或相除兩種形式構建“圖-譜”融合指標,分析“圖-譜”融合指標的飽和性,并基于“圖-譜”融合指標構建生物量估算模型。最后,對比不同指標構建的生物量模型的估測效果,來分析“圖-譜”融合指標估測生物量的能力。【結果】(1)植被指數多在LAI=5時出現飽和現象,而“圖-譜”融合指標VI×sm658, VI/ent658, VI/dis658, VI/con658, VI/dis514, VI/con514, VI/var514, VI×con802, VI×dis802均在LAI>5時才出現飽和現象,相比之下,這些“圖-譜”融合指標一定程度上改善了飽和問題;(2)與植被指數相比(除了GNDVI、NDVI之外),抗飽和能力提高的“圖-譜”融合指標VI×sm658、VI/ent658、VI/dis658、VI/con658、VI/dis514、VI/ con514、VI/var514、VI×con802、VI×dis802,其與生物量的相關性也相對提高,所構建的生物量模型精度較高(R2=0.81,RMSE=826.02 kg·hm-2)。(3)對比單一植被指數、紋理特征,將紋理特征與光譜特征相結合的“圖-譜”融合指標估算小麥生物量的能力相對最強,模型精度明顯高于單一植被指數(R2=0.69)和單一紋理特征(R2=0.71)構建的生物量模型。【結論】“圖-譜”融合指標的抗飽和能力明顯提高,其構建的生物量模型精度也有效提高,實現了結合光譜信息和紋理信息的冬小麥生物量遙感估測,為生物量定量反演提供一種新思路。
    不同基因型高粱的氮效率及對低氮脅迫的生理響應
    劉鵬,武愛蓮,王勁松,南江寬,董二偉,焦曉燕,平俊愛,白文斌
    中國農業科學. 2018, 51(16):  3074-3083.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.16.004
    摘要 ( 114 )   HTML ( 8 )   PDF (391KB) ( 124 )   收藏
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    【目的】探討不同基因型高粱氮素吸收效率和利用效率及其差異機制,研究低氮脅迫對不同基因型高粱葉片無機氮含量和氮同化酶活性的影響,為耐低氮型高粱品種的選育提供理論依據。【方法】采用盆栽試驗,選取2個低氮敏感型高粱(冀蚜2號和TX7000B)和2個耐低氮型高粱(SX44B和TX378)為試驗材料,設置高氮(0.24 g·kg-1風干土)和低氮(0.04 g·kg-1風干土)2個處理,分別在挑旗期和灌漿期測定高粱葉片NO3- -N、NO2--N及NH4+ -N含量和硝酸還原酶(NR)、亞硝酸還原酶(NiR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性,分析不同基因型高粱在2個氮處理下的氮效率相關指標及其差異。【結果】(1)不同基因型高粱籽粒產量對低氮的響應不同,低氮處理顯著降低了冀蚜2號和TX7000B的籽粒產量,與高氮處理比較分別降低13.87% 和19.25%,但沒有降低SX44B和TX378的籽粒產量。(2)與高氮處理比較,低氮處理的相對籽粒氮累積量、相對植株氮累積量和相對氮收獲指數不能表征各基因型高粱是否具有耐低氮特性;但相對低氮敏感型高粱,耐低氮型高粱在低氮處理下有著較高的相對氮肥偏生產力和相對氮素利用效率。低氮處理下SX44B和TX378的氮肥偏生產力是高氮處理的6.19和7.49倍,而冀蚜2號和TX7000B則分別為5.17和4.85倍;低氮處理下SX44B和TX378的氮素利用效率是高氮處理的1.84和1.85倍,而冀蚜2號和TX7000B則分別為1.67和1.35倍。(3)通徑分析表明,高氮處理下,植株氮累積量和氮素利用效率對籽粒產量貢獻相同;而在低氮處理下,氮素利用效率對籽粒產量關聯作用更大。(4)高粱的葉片無機氮含量不能表征高粱是否具有耐低氮特性,灌漿期葉片無機氮含量較挑旗期顯著降低。(5)與高氮處理比較,低氮處理時冀蚜2號和TX7000B葉片中NR、GS和GOGAT活性顯著降低,SX44B酶活性變化不顯著,而TX378葉片中GS活性增加。【結論】耐低氮型高粱在低氮脅迫時有著較高的相對籽粒產量和相對氮素利用效率。低氮脅迫時葉片較高的氮同化酶活性是高粱耐低氮的生理基礎。發掘和利用低氮條件下具有較高的葉片氮同化酶活性和氮素利用效率的高粱種質資源,有助于提高耐低氮高粱品種的培育效率。
    植物保護
    辣椒葉片表觀表面自由能的計算方法
    徐廣春,顧中言,徐德進,許小龍,徐鹿
    中國農業科學. 2018, 51(16):  3084-3094.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.16.005
    摘要 ( 113 )   HTML ( 4 )   PDF (403KB) ( 79 )   收藏
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    【目的】農用化學品葉面噴霧的效率與植物葉面理化性能的復雜性密切相關。為了更好地理解農用化學品噴霧液與植物葉面內在結構的界面互作效應,本研究以辣椒葉片為例從熱力學角度出發尋求其內在的關聯性,以期為植株上農藥的高效使用提供依據。【方法】以水(W)、丙三醇(G)和二碘甲烷(DM)為檢測液,借助接觸角測量儀測定其在3種辣椒葉片上的穩定接觸角后,分別采用Wu調和平均數法(HM)、Owens-Wendt-Rabel-Kaelble法(OWRK)、Van-Oss-Chaudhury-Good法(OCG)以及ZDY法計算葉片的表面自由能及其分量并進行比較,同時對辣椒葉面的溶解度系數進行分析。【結果】水在蘇紫1號和GR甜椒葉片上表現出較好的潤濕性(θ90°),而在蘇椒13葉片上的潤濕性一般(θ>90°)。在估測辣椒葉片表面表觀自由能的4種方法中,OCG法采用3種檢測液進行分析,較其他方法獲得的辣椒葉面特征物理量較多,3種辣椒葉片表觀表面自由能的非極性分量所占百分率(>85%)均高于極性分量(<15%)。采用2種檢測液的方法為HM法和OWRK法,當2種檢測液均為極性(W-G)時,辣椒葉片表觀表面自由能的非極性分量和極性分量所占百分率變化較大,甚至相反;當2種檢測液為極性和非極性組合(W-DM或G-DM)時,以OCG法計算獲得辣椒葉面表觀表面自由能的數值為基準,OWRK法計算獲得的數值比HM法獲得的數值偏差要小。采用1種檢測液的方法為ZDY法,計算獲得辣椒葉面表觀表面自由能的數值遠高于其他3種方法,比OCG法獲得辣椒葉面表觀表面自由能的數值偏差均>100%。OCG法為基準,偏差在10%以內,蘇紫1號辣椒葉面表觀表面自由能為37.72—43.11 mJ·m-2,溶解度系數為18.89—22.77 mJ1/2·m-3/2GR甜椒葉面表觀表面自由能為37.53—40.95 mJ·m-2,溶解度系數為18.81—20.09 mJ1/2·m-3/2;蘇椒13號辣椒葉面表觀表面自由能為33.21—36.92 mJ·m-2,溶解度系數為17.17—18.58 mJ1/2·m-3/2。【結論】以水、丙三醇和二碘甲烷為檢測液,ZDY法不適用計算辣椒葉片表觀表面自由能;HM法、OWRK法、OCG法可用來計算辣椒葉片表觀表面自由能,其中HM法和OWRK法應注重選擇檢測液組合的極性問題。同時,3種辣椒葉面表面自由能的非極性分量的比率均高于極性分量的比率。
    植物生長調節劑噻苯隆對甜瓜品質的影響
    蘇杭,王琦,李春梅,邵華,金茂俊,王珊珊,鄭鷺飛,佘永新,王靜,王懷松,金芬
    中國農業科學. 2018, 51(16):  3095-3105.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.16.006
    摘要 ( 120 )   HTML ( 9 )   PDF (1561KB) ( 104 )   收藏
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    【目的】研究不同濃度噻苯隆對設施栽培薄皮甜瓜的感官特征、營養成分、揮發性風味和滋味的影響,為噻苯隆在甜瓜中的安全使用提供理論依據。【方法】以薄皮甜瓜為研究對象,采用不同濃度噻苯隆替代人工授粉。通過測定甜瓜的感官特征(橫徑、縱徑、單瓜重、硬度和色澤)、營養成分(水分、可溶性固形物、維生素C、有機酸和糖)及基于電子鼻的香氣性狀和基于電子舌滋味性狀,結合相關性分析和主成分分析,評價噻苯隆的使用及濃度水平對甜瓜風味品質的影響,并通過液相色譜-串聯質譜法測定甜瓜中噻苯隆的殘留量。【結果】在感官特征方面,噻苯隆的使用能夠顯著提高甜瓜的縱徑、單瓜重和硬度,當噻苯隆使用濃度為4 mg·kg-1時,甜瓜的縱徑和單瓜重達到最大,分別為136.81 mm和322.44 g,較對照組增加了32.2%和28.2%。甜瓜的硬度與噻苯隆的使用濃度呈正相關性(r2=0.8183)。噻苯隆的使用能顯著降低果皮亮度及黃色色澤,但不同濃度間無顯著差異;甜瓜外部果肉的綠色產生差異與噻苯隆的使用濃度存在相關性。在營養成分方面,噻苯隆的使用能夠引起甜瓜中維生素C和檸檬酸含量的大幅降低,隨著噻苯隆使用濃度的增加,維生素C的含量逐漸減少,當噻苯隆使用濃度為8 mg·kg-1時,甜瓜中維生素C的含量較對照小區甜瓜樣品下降了59.8%,僅為5.20 mg/100 g;而檸檬酸的濃度下降20.0%—65.0%。但噻苯隆的使用對甜瓜水分沒有顯著影響。甜瓜中可溶性固形物、果糖含量的變化與噻苯隆的使用濃度有關,低濃度的噻苯隆能引起甜瓜可溶性固形物含量的降低和果糖含量的增加,高濃度則反之。通過主成分分析,發現經過不同濃度噻苯隆處理的甜瓜在揮發性風味和滋味上存在明顯的差別,并且與濃度之間呈一定相關性,噻苯隆使用濃度越大,差異性越大。噻苯隆在甜瓜中殘留量符合國家的限量標準。【結論】不同濃度的噻苯隆會對甜瓜的感官特征(橫徑、縱徑、單瓜重、色澤和硬度)、營養成分(水分、可溶性固形物、維生素C、有機酸和糖)、揮發性風味組成和滋味產生一定影響。特別是高濃度的噻苯隆能夠大幅降低甜瓜維生素C和檸檬酸的含量,對揮發揮發性風味組成和滋味影響較大。與使用高濃度的噻苯隆相比低濃度的噻苯隆(4 mg·kg-1)使甜瓜的風味更接近人工授粉甜瓜的風味。
    土壤肥料·節水灌溉·農業生態環境
    重慶稻田基礎地力水平對水稻養分利用效率的影響
    梁濤,廖敦秀,陳新平,王帥,付登偉,陳軒敬,石孝均
    中國農業科學. 2018, 51(16):  3106-3116.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.16.007
    摘要 ( 124 )   HTML ( 6 )   PDF (726KB) ( 97 )   收藏
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    【目的】土壤基礎地力水平與土壤養分的供應能力有著直接的關系,進而影響作物對土壤和肥料養分的吸收。研究基礎地力與水稻養分利用效率的關系,評價不同地力水平下水稻對土壤和肥料養分利用的影響,為在不同地力下提高養分利用效率提供依據。【方法】利用2006—2012年重慶測土配方施肥項目水稻“3414”試驗,調查每個試驗點無肥區(N0P0K0)、無氮區(N0P2K2)、無磷區(N2P0K2)、無鉀區(N2P2K0)和全肥區(N2P2K2)處理的產量及秸稈和籽粒氮磷鉀養分含量,計算重慶不同區域水稻養分吸收量、土壤有效養分利用效率和依存率以及肥料回收率、農學效率,采用指數及線性擬合、基礎地力產量分級方法評價基礎地力對水稻養分利用效率的影響。【結果】重慶不同區域稻田基礎地力產量5.40—6.45 t·hm-2,基礎地力等級處于低和中低等級的(<4 t·hm-24—5 t·hm-2)樣本數為63,占總樣本量的25.6%。隨著稻田基礎地力等級的提高,水稻產量和養分吸收量也隨之不斷增加,高基礎地力等級稻田其有機質和堿解氮也相對較高,pH過低可能是低基礎地力等級稻田(<4 t·hm-2)的限制因素。重慶水稻施氮磷鉀肥增產率分別為18.5%、5.2%和3.9%,在相同的施肥水平下,隨著基礎地力等級的提高,水稻氮磷鉀肥料回收率分別下降6.9%、4.5%和3.1%。基礎地力產量與土壤有效氮利用效率、土壤養分依存率存在正相關,說明較高的基礎地力會促進水稻對土壤養分的吸收,提高土壤養分利用效率,而基礎地力與氮肥回收率、肥料農學效率呈負相關,說明高基礎地力會降低肥料的利用效率。基礎地力與土壤有效磷、有效鉀養分利用效率和磷鉀回收率相關性不強,但與相應氮指標能夠達到顯著相關或極顯著相關,說明基礎地力對氮的反映能力高于磷鉀。【結論】高基礎地力可以提高水稻產量和對土壤養分的吸收量,但對肥料養分的利用效率下降。在高基礎地力條件下,施肥對水稻的增產作用和地力提升作用有限,應限制肥料的投入。
    不同碳飽和水平下典型農田土壤有機質的紅外光譜特征
    姜桂英,張玉軍,魏喜,張東旭,劉世亮,柳開樓,黃紹敏,申鳳敏
    中國農業科學. 2018, 51(16):  3117-3129.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.16.008
    摘要 ( 96 )   HTML ( 9 )   PDF (543KB) ( 82 )   收藏
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    【目的】比較長期施肥定位站點的土壤有機質紅外光譜,旨在探究不同碳飽和程度下土壤有機質光譜特征。【方法】基于進賢紅壤和原陽潮土長期定位試驗站典型施肥處理,利用碳飽和公式計算兩個站點不同處理的碳飽和水平,通過傅里葉紅外光譜測定不同處理的土壤有機質官能團特征,分析不同站點不同處理間有機碳飽和特征及光譜特征。【結果】原陽潮土的土壤有機碳年變化率與碳投入之間呈線性關系,但進賢紅壤則呈“曲線”關系。進賢紅壤的碳飽和虧缺度(saturation deficit, SD)為0.118—0.413,顯著小于原陽潮土的0.462—0.616。進賢紅壤和原陽潮土的處理中含有相同的官能團:芳香類碳(1 636 cm-1,695 cm-1),脂肪族碳(3 000—2 850 cm-1,1 455 cm-1),碳水化合物或多糖類(1 080 cm-1,1 033 cm-1或1 034 cm-1),有機態硅類(1 100—1 008 cm-1,526 cm-1,795 cm-1,778 cm-1,470 cm-1)。進賢紅壤的芳香族、脂肪族和硅類特征峰的吸收強度明顯高于原陽潮土的偏施肥處理;而原陽潮土偏施肥和有機肥處理的羧基類、烷烴類和碳水化合物類特征峰的吸收強度明顯高于進賢紅壤有機肥處理。綜合分析兩個站點各處理,土壤有機碳含量與透光率之間呈顯著負相關關系。相對于原陽潮土,進賢紅壤各處理碳投入、土壤黏粒含量和鐵鋁氧化物含量均較高,且進賢為水田雙季稻輪作制度,水分管理措施更有利于土壤有機碳的累積。【結論】綜合兩站點的土壤有機碳年變化率與碳投入關系以及碳虧缺度顯示進賢紅壤有機碳已經趨于飽和,而原陽潮土則還距碳飽和較遠。兩站點的紅外光譜特征表明進賢紅壤以芳香族、脂肪族和硅類等難分解惰性官能團為主,而原陽潮土則以羧基類、烷烴類和碳水化合物類易分解官能團為主。紅外光譜透光率水平可以半定量土壤有機質官能團。
    園藝
    葡萄全基因組DELLA蛋白基因家族鑒定及其應答外源赤霉素調控葡萄果實發育的特征
    張文穎,王晨,朱旭東,馬超,王文然,冷翔鵬,鄭婷,房經貴
    中國農業科學. 2018, 51(16):  3130-3146.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.16.009
    摘要 ( 106 )   HTML ( 6 )   PDF (11269KB) ( 150 )   收藏
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    【目的】明確DELLA蛋白基因在葡萄基因組數據庫中的數量、結構和組織表達差異,探究DELLA蛋白在葡萄赤霉素(GA)信號傳導及葡萄無核果實發育機理中的作用機制。【方法】基于擬南芥、水稻等植物中的DELLA蛋白基因,利用HMMER程序和NCBI的CDD程序鑒定葡萄基因組中的DELLA蛋白基因;以‘白羅莎里奧’葡萄品種為試材,采用PCR技術克隆3個DELLA蛋白基因的cDNA全長序列;通過啟動子作用元件分析預測其潛在功能;利用生物信息學軟件對其染色體定位、基因結構、系統進化、理化特性、亞細胞定位及蛋白互作等進行分析;利用農桿菌介導的煙草瞬時表達技術分析DELLA蛋白的亞細胞定位情況;采用qRT-PCR方法檢測葡萄DELLA蛋白基因應答GA在果皮、果肉、種子(或種子區)的時空表達特征。【結果】鑒定得到3個葡萄DELLA蛋白基因,克隆并驗證其精確序列,分別命名為VvGAI1(VIT_201s0011g05260)、VvRGA(VIT_214s0006g00640)及VvSLR1(VIT_211s0016g04630),其染色體定位、開放閱讀框(ORF)大小、編碼氨基酸數量分別為:Chr1、1 773 bp、590個;Chr14、1 710 bp、569個;Chr11、1 599 bp、532個。基因結構分析表明其DNA序列均無內含子,只有1個外顯子,基因結構高度保守。進化分析顯示VvGAI1與VvRGA親緣關系較近,被聚類為一組,而VvSLR1為另一組。3個基因的啟動子均含有響應赤霉素和胚乳發育相關的作用元件,表明它們可能參與響應GA信號傳導和胚乳發育過程。亞細胞定位結果顯示3個DELLA蛋白均定位于細胞核。qRT-PCR結果顯示除果皮中VvSLR1在近成熟期具有表達高峰外,其余均在幼果期高表達,且外源GA處理均不同程度降低了3個DELLA蛋白基因在葡萄果皮、果肉和種子區的表達,尤以種子區下調水平最為顯著。蛋白互作分析表明3個DELLA蛋白均為葡萄GA信號傳導的核心作用元件,均可能與GIDI1和SLY1互作參與葡萄GA信號傳導。【結論】葡萄基因組中含有3個DELLA蛋白基因家族成員;不同物種間DELLA蛋白結構高度保守;GA可能通過負調控這3個成員參與葡萄果皮、果肉和種子區的發育,且3個成員均可能通過應答GA信號調控葡萄無核果實的發育。
    柑橘CitCEP基因家族的鑒定及對逆境和激素的響應
    潘小婷,張靜,葛廷,馬巖巖,鄧烈,何紹蘭,易時來,鄭永強,呂強,謝讓金
    中國農業科學. 2018, 51(16):  3147-3158.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.16.010
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    【目的】基于全基因組鑒定分析柑橘CEP基因(CitCEPs)家族成員,了解各成員的分類進化關系,研究各基因成員在不同組織中的表達特異性以及對激素和非生物脅迫的響應,為進一步研究CEP基因家族的生物學功能打下基礎。【方法】利用BLASTp基于Phytozome數據庫鑒定柑橘CEP家族成員,采用GSDS、ProtScale Tool、EXPASY、CLUSTALX、MEGA6.0、plantCARE、Cello等軟件繪制家族成員基因結構圖;分析預測蛋白的相對分子質量與等電點等理化性質;構建系統進化樹及亞細胞定位預測等,利用實時熒光定量PCR技術(qRT-PCR)檢測柑橘CEP基因家族各成員在‘資陽香橙’(‘Citrus junos Ziyang’)不同處理下的瞬時表達情況。【結果】柑橘CEP基因家族由11個成員組成,其中CitCEP10和CitCEP11含1個內含子,其余成員均無內含子;該基因家族成員均含有SPGV/IGH保守結構域序列,其預測蛋白均為親水性蛋白,親水性最強的氨基酸其值為3.711,親水性最弱的氨基酸其值為-2.778;亞細胞定位預測結果顯示該基因家族成員位于細胞不同位置,其中CitCEP1、CitCEP2、CitCEP4、CitCEP5、CitCEP6、CitCEP8定位于細胞外,CitCEP3和CitCEP7在細胞外和線粒體中均存在,CitCEP9位于細胞核中,CitCEP10在細胞質膜上,而CitCEP11位于線粒體和細胞核中;聚類分析發現,該家族成員分布于不同的分支中,分別與擬南芥CEP不同成員聚在一起,表明柑橘CEP成員間具有不同生物功能。表達分析顯示,CitCEP2主要在莖、葉和子葉中表達,CitCEP3主要在根和子葉中表達,而CitCEP10和CitCEP11主要在果皮中表達,其余成員在上述組織中表達極低或不表達,體現了不同成員間組織特異性的差異。在干旱條件下,CitCEP2表達下調,CitCEP3、CitCEP10和CitCEP11的相對表達量均逐漸上調;而在鹽脅迫下,CitCEP2、CitCEP10的響應模式與其所對應的干旱脅迫類似,CitCEP3和CitCEP11則呈現先升后降趨勢。在乙烯(ETH)、脫落酸(ABA)處理下,CitCEP2的表達量明顯受到抑制,而在茉莉酸甲酯(MeJA)、水楊酸(SA)、生長素(IAA)、赤霉素(GA3)處理下均表現為先上升、后下降的趨勢;在6-芐氨基腺嘌呤(6-BA)、IAA、GA3、ABA處理下CitCEP3也表現出類似趨勢。CitCEP10在ETH處理下表達量顯著上升,在6-BA、SA、ABA處理下表達量呈現先下降后上升趨勢,而在MeJA、IAA、GA3處理中無明顯規律。CitCEP11在ETH、MeJA、SA、IAA、GA3、ABA處理下表達均呈現下調趨勢,與CitCEP3在ETH、SA處理下的表達模式類似。在6-BA處理下,CitCEP11表達呈現先下降后上升趨勢。【結論】從柑橘全基因組上鑒定出了11個CitCEP基因成員,各成員均為親水蛋白,并含有SPGV/IGH保守結構域,位于細胞中不同位置。在不同逆境和激素處理下,CitCEP2、CitCEP3、CitCEP10和CitCEP11呈現不同程度的響應,而其余成員響應不明顯或未響應。推測CitCEP2、CitCEP3、CitCEP10與CitCEP11在柑橘生長發育和逆境響應過程中可能起著重要作用。
    畜牧·獸醫·資源昆蟲
    “加強環境生理研究應用 支撐畜禽養殖綠色發展”專題導讀
    張宏福
    中國農業科學. 2018, 51(16):  3159-3161.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.16.011
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    介紹了“加強環境生理研究應用 支撐畜禽養殖綠色發展”專題研究的立項背景、研究意義和最新進展。

    熱應激對奶牛泌乳性能的影響及其機制
    韓佳良,劉建新,劉紅云
    中國農業科學. 2018, 51(16):  3162-3170.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.16.012
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    隨著溫室效應加劇,奶牛熱應激問題日益凸顯,對乳業造成巨大經濟損失。熱應激是一復雜的生理應答過程,奶牛在溫熱環境下表現為呼吸和心率加快,直腸溫度升高,采食量下降,對其內分泌系統和免疫系統造成負面影響,嚴重降低奶牛泌乳性能。目前關于奶牛熱應激的報道多集中于生產試驗,特別是飼喂功能性飼料添加劑對應激的緩解作用,但其具體作用機制尚不清晰。文章介紹了熱應激對國內外不同地區奶牛產奶量和乳品質的廣泛影響,并從能量代謝、內分泌、氧化應激、細胞凋亡和自噬等方面綜述了熱應激對奶牛泌乳性能的影響機制。能量代謝方面,從奶牛采食量減少、脂質分解和能量代謝紊亂等內在分子學機理角度解釋了奶牛在熱應激下處于能量負平衡狀態的原因;內分泌方面,介紹了熱應激對奶牛下丘腦-垂體-腎上腺軸/甲狀腺軸/性腺軸/生長軸的調控,分析了激素變化對機體的影響及其作用機制;氧化應激方面,重點闡述了熱應激通過影響機體內ROS水平從而產生氧化應激的分子機制及激活的相關防御信號通路;細胞凋亡和自噬方面,介紹了高溫脅迫引起奶牛乳腺上皮細胞損傷,細胞凋亡相關基因表達引發的內源性和外源性細胞凋亡,而過度自噬引發的細胞損傷也對乳腺泌乳起負面調控作用。筆者指出,在可預見的未來,熱應激將是奶牛養殖業面臨的最大難題,應建立可控的奶牛熱應激模型運用于生產實踐研究,并加強奶牛乳腺上皮細胞水平的基礎研究,結合高通量數據分析技術,系統揭示熱應激的發病機制,為緩解熱應激提供全面的理論依據。
    溫熱環境對母豬生產性能的影響及其調控技術研究進展
    曾雅瓊,王浩,劉作華,李爽,蒲施樺,龍定彪
    中國農業科學. 2018, 51(16):  3171-3180.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.16.013
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    生豬養殖業是我國農業和農村經濟的支柱性產業之一,母豬作為生豬養殖場的核心豬群,其生產性能是決定生豬養殖場經濟效益的關鍵因素。我國是世界生豬養殖的第一大國,能繁母豬存欄量和商品豬出欄量均超過世界總量的50%,然而,與發達國家相比,我國母豬飼養管理水平較低,在生產性能方面仍存在較大差距。實際生產中母豬的生產性能受到諸多因素的影響,主要包括母豬的營養攝取、機體特性、飼養空間環境及胎次等,其中溫熱環境是影響母豬健康和生產性能的重要因素之一。溫熱環境包括溫度、相對濕度、空氣流動、輻射及熱傳遞等因素,他們共同作用于動物,使動物產生冷或熱、舒適與否的感覺。適宜的溫熱環境有利于保障母豬的機體健康,提高其生產性能,反之,不適宜的溫熱環境會引起母豬的熱環境應激,破壞體熱平衡,甚至導致生產停止,使機體進入病理狀態,引發疾病甚至死亡。因此,掌握母豬的溫熱環境需求并采取有效的調控措施,對提高母豬生產性能和生豬養殖場經濟效益至關重要。文章從溫熱環境對母豬的影響和溫熱環境調控技術兩個方面進行綜述,旨在為我國生豬養殖場母豬生產管理的溫熱環境調控提供理論依據和技術支撐。(1)溫熱環境對母豬的影響方面。溫熱環境對母豬的影響主要體現在行為、生理和生產性能等方面的變化。在行為方面,高溫環境下,由于側臥時母豬體表與地面的接觸面積更大,可增加機體散熱量,母豬會通過行為姿勢改變進行熱調節,如增加側臥時間、減少站立和俯臥時間,而母豬姿勢行為的頻繁改變會增加仔豬壓死率。在生理方面,熱應激時母豬會通過減少采食量、增加呼吸率和皮膚血流量等途徑來減少代謝產熱、增加散熱,同時母豬血液中促腎上腺皮質激素和皮質醇會增加、甲狀腺素降低、胰島素敏感性增加,這些生理變化會破壞母豬機體內分泌和能量平衡,進而導致胚胎早期死亡、流產和泌乳量下降。在生產性能方面,熱應激會對母豬發情間隔、產仔數和泌乳量等生產性能造成不利影響,妊娠前期熱應激主要影響返情率和產仔數,妊娠后期主要影響產活仔數和死胎數,分娩后則主要影響仔豬存活率,環境高溫通過影響母豬的泌乳量對哺乳仔豬生產性能產生不利影響,通過影響母豬的采食量、泌乳期母豬失重和體內生殖激素的分泌,導致母豬斷奶后發情延遲。(2)溫熱環境調控技術方面。母豬溫熱環境調控技術主要包括豬舍整體降溫和局部降溫兩種,整體降溫以“濕簾-風機”蒸發冷卻降溫技術為代表,通過風機排風造成舍內負壓,迫使舍外未飽和的空氣流經濕潤的多孔濕簾,引起水分蒸發吸收大量潛熱,降低進入舍內的空氣溫度,從而達到降低舍內溫度的目的,該技術具有設備簡單、經濟高效的優勢。豬舍局部降溫主要是針對豬只躺臥區地板、兩側豬欄、豬欄上方等區域進行溫度調控,主要有風管噴氣嘴蒸發冷卻、冷水覆蓋降溫和豬舍地板降溫等方式,具有降溫效果良好和節能的優點。
    生物鐘在蛋雞排卵-產蛋過程中的調控作用
    王曉鵑,劉磊,焦洪超,趙景鵬,林海
    中國農業科學. 2018, 51(16):  3181-3190.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.16.014
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    生物體內源性的晝夜節律使其能夠預測周邊環境周期性的變化,使機體的內在代謝和周邊環境保持一致。在禽類卵泡的成熟、排卵和蛋的形成過程中,不同生理進程在時間上的吻合顯示了機體自身以及機體與環境之間的協調統一。動物對營養物質的攝入、內分泌激素的生成、能量代謝等一系列的行為和生理過程都有生物鐘參與調控。文章從光照和營養兩種因素入手,綜述了生物鐘在神經內分泌、能量攝入和能量代謝中的調控作用,揭示了蛋雞的排卵和產蛋機制。1.光信號通過調控生物鐘影響下丘腦-垂體-性腺軸(HPG軸),從而調控機體的繁殖活動。在光信號刺激下,位于禽類視交叉上核(SCN)和松果體的中樞生物鐘作用于下丘腦,使下丘腦定時性釋放促性腺激素釋放激素(GnRH)和促性腺激素抑制激素(GnIH),GnRH和GnIH繼而作用于垂體調節釋放促性腺激素-促黃體生成素(LH)和促卵泡激素(FSH),卵巢中存在的外周生物鐘接受中樞的同步化信號來維持生物節律,促使禽類的卵泡成熟和定時排卵;2.除了受到HPG的神經內分泌調控之外,蛋雞的排卵-產蛋過程還受到機體能量代謝的影響。中樞和外周的生物鐘基因能夠調控食欲調節系統,從而影響能量攝入;生物鐘能夠通過調控代謝過程中重要限速酶的表達、整合核受體和營養信號蛋白、調節代謝感受器和代謝物、影響腸道微生物等途徑來調節能量代謝,影響卵黃前體物質的合成、轉運和沉積;禽類松果體分泌的褪黑素可通過介導降鈣素、甲狀旁腺素(PTH)及雌激素分泌,節律性地調節體內鈣代謝,影響蛋殼的形成。能量攝入的時間和行為、機體能量代謝和能量狀態也可以通過腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)、過氧化物酶體增殖物激活受體α(PPARα)等一些與食欲調控和能量代謝相關的細胞因子反過來調控生物鐘。營養-生物鐘-能量代謝三者之間相互作用,使生物體適應環境的能力增強,能量利用達到最優。因此,通過調整進食時間和食物組分(如飼料能量水平和鈣水平),能夠改變能量代謝從而調節生物鐘的功能。將環境(光照管理)和營養(飼喂時間、飼料配方)綜合研究并加以運用,使機體生物鐘成為連接外部環境信號和內部能量代謝的紐帶,既能響應外界環境刺激,又能同時調控機體能量代謝進程,從而使各項生理功能得到更好地發揮,這將為蛋雞的產蛋調控機制研究提供新的視角。
    光照節律調控雞繁殖性能機制研究進展
    石雷,李云雷,孫研研,陳繼蘭
    中國農業科學. 2018, 51(16):  3191-3200.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.16.015
    摘要 ( 83 )   HTML ( 6 )   PDF (395KB) ( 158 )   收藏
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    光照是生物體重要的環境因子。現代家禽生產普遍采用人工光照。禽類視覺敏感,光照對禽類的生長發育和繁殖的影響直接關系到生產效率。光照是溫度、濕度和通風因素之外的另一個重要的環境因子。此外,雞作為一種重要的模式動物,光照對其繁殖生理的影響和相關作用機制研究也具有重要科學意義。文章就禽類對光照的感知,光照節律對雞性成熟和繁殖的影響進行歸納總結,同時概述了非自然光照節律、光照不應性和種蛋孵化期光照技術的研究進展,為深入理解光照節律對雞繁殖性能的影響及其調控機制提供理論參考。禽類的光感受器如眼球(視網膜)、丘腦深部和松果體,能夠將光信號轉變為生物信號,并依靠神經內分泌系統,尤其是下丘腦-垂體-性腺軸,影響雞的生殖系統發育和繁殖行為。育成期雞群性腺發育很快,并對光照時間長短反應敏感。光照時長過短或者過長,可能導致雞只生長受阻或者性成熟提前;每天維持恒定8或9 h的光照時長,可保證體況和體重在性成熟時達標,充分發揮繁殖潛力。產蛋期光照節律主要包括光照刺激時間和光照時長。光照刺激能促進雞性成熟,但必須在恰當的階段實施才能有效發揮其促進適時和整齊開產的作用。對于黃羽種雞光照刺激時間的研究鮮有報道,生產中多參照蛋雞的光照方案,或適當推延。進入產蛋期的雞群,光照節律則由恒定短光照轉變為恒定長光照,光照時長的選擇也是提高雞繁殖力的關鍵控制點之一。母雞產蛋期需要較長的光照時長以維持其高產,但肉種雞與蛋雞在體況、飼喂方式和生理特點等不同,如光照不應性等生理特征。因此,肉種雞的光照時長短于蛋雞或蛋種雞,一般為14或15h,而蛋雞或蛋種雞為16或17h。種公雞性早熟在實際生產中具有重要作用,隨著精液稀釋和存儲,以及種公雞隔代利用等技術的應用發展,種公雞光照調控技術研究也逐步開展。種公雞性成熟后采取與母雞同樣的光照時長可能會降低精液品質,提示在公母分飼的條件下有必要對公雞和母雞進行有區別的光照節律管理。與常規24h光照節律不同,非自然光照節律的光照制度可以提高蛋重,但可能降低產蛋數。非自然光照周期不符合歐盟規定動物福利標準,與飼養人員的正常作息時間不一致,在實際生產中并未廣泛應用,但是研究非自然光照周期對了解家禽的生物節律具有一定的參考價值。
    豬舍內CO2的排放研究進展
    周丹,刁亞萍,高云,黃飛若,李季,王嬌嬌,雷明剛,黎煊
    中國農業科學. 2018, 51(16):  3201-3213.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.16.016
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    CO2是豬舍中主要的溫室氣體,與其它有害氣體不同,CO2已經以一定濃度存在于空氣中,正常濃度范圍的CO2不會對豬的健康有害,容易被人忽視。近年來,隨著規模化、集約化豬舍的發展,對豬舍中的溫濕度、NH3、H2S、CO2等影響豬只正常生長的因素研究日漸增多。其中CO2在豬舍環境中扮演很重要的角色,是評估舍內環境質量的重要參數。豬舍內CO2的有效管理可提高豬場飼養管理水平,實現經濟效益最大化。文章首先闡述了豬舍中CO2的排放主要來源豬的呼吸、糞便排放、取暖設備,分析了CO2排放量主要受外界環境、豬的數量和種類、豬舍體積以及糞便存儲時間等因素影響。對比分析了生豬在斷奶、育成、育肥、母豬不同生長時期,在漏縫地板、部分漏縫地板、墊草、木屑地板條件下CO2排放量。論述了舍內不同濃度CO2所產生的對飼養人員、豬只生理行為、豬肉品質的影響,根據CIGR數據,得出畜禽舍內最大CO2濃度限值為0.3%,對人CO2濃度限值為0.5%。豬舍內CO2含量過高時,氧氣的含量不足,時間長會使豬出現慢性缺氧、精神萎靡、食欲下降、增重減緩、體質虛弱、易感染傳染病、生產水平下降等問題,嚴重時會致死,致死后的豬出現瘀斑,宰殺出現血濺,肉質的pH值、導電性、含水率下降,極大影響豬肉的品質。其次概述了舍內CO2含量監測方法以及國內外研究進展,目前主要使用光譜分析儀器測量豬舍內CO2含量。歸納分析了CO2與通風強度、通風率、進風口位置之間的關系,詳細論述了糞坑通風系統通過改變通風強度、進風口位置、地板開口的大小,可有效地降低舍內CO2含量。歸納出豬舍中計算通風率的方法有三種,一是利用動物本身體溫平衡來計算,二是利用空氣濕度來測定,三是CO2平衡方程法。目前的主流方法是利用空氣中的CO2平衡特性,監測CO2濃度,根據CO2濃度與通風率的關系式,計算通風率的大小。最后,對豬舍中CO2含量的未來研究方向以及發展趨勢進行了展望。
    畜禽養殖場顆粒物污染特征及其危害呼吸道健康的研究進展
    戴鵬遠,沈丹,唐倩,李延森,李春梅
    中國農業科學. 2018, 51(16):  3214-3225.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.16.017
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    隨著畜禽養殖集約化程度的提高,高密度飼養引起畜禽養殖場空氣質量問題日益突出,特別是養殖舍內環境顆粒物(particulate matter:PM)污染引起的家畜呼吸道健康問題不容忽視。畜禽養殖生產過程中可產生大量PM,已成為大氣細顆粒物PM2.5(空氣動力學直徑小于等于2.5 μm)和PM10(空氣動力學直徑小于等于10 μm)的重要來源,影響大氣環境空氣質量。畜禽養殖場的PM主要來源于飼料、糞便、羽毛、皮屑等,其成分主要是有機物,含有C、H、O、N、S、Ca、Na、Mg、Al和K等多種元素;PM表面還附著細菌、真菌、病毒等多種微生物以及內毒素、氨氣、硫化氫等有害物質。畜禽養殖舍PM的產生和釋放受到家畜的種類、日齡、活動以及季節等多種因素的影響,雞舍內PM的濃度高于豬舍,冬季舍內PM的濃度高于夏季。但是,目前缺少標準化設備和標準方法來測量不同類型的畜禽舍PM的濃度和排放水平。畜禽養殖舍PM的成分復雜,具有很強的生物學效應,嚴重危害家畜的健康和生產。畜禽舍內高濃度PM主要通過以下3種形式影響呼吸道健康,一是PM直接刺激呼吸道,降低機體對呼吸系統疾病的免疫抵制;其次是PM表面附著的多種化合物的刺激;第三種是PM表面的病原性和非病原性微生物的刺激。目前關于PM對呼吸道健康危害機制的研究主要集中在PM對呼吸道的致炎作用,研究發現:PM通過刺激肺泡巨噬細胞產生前炎癥因子,繼而誘發其它細胞釋放炎癥因子,引起肺發生炎癥反應;另外,PM2.5通過引起肺組織細胞發生氧化應激,激活絲裂原活化蛋白激酶 (MAPKs)活性,上調核轉錄因子κB (NFκB) 和轉錄激活因子AP-1的表達而誘發肺的炎癥; PM2.5也可通過激活模式識別受體Toll樣受體TLR2和TLR4的表達,激活NFκB信號通路而導致炎癥的發生。也有研究發現,PM2.5在誘導呼吸道炎癥的同時,還會激活細胞自噬和核因子相關因子-2 (nuclear factor E2-related factor 2,Nrf2)相關信號通路,這為緩解和治療PM引起細胞損傷提供了靶點。盡管PM危害呼吸道健康的機制研究較多,但是PM成分復雜,并處在不斷變化中,因此PM誘導呼吸道損傷的機制也十分復雜,仍需進一步系統深入研究。畜禽養殖生產過程中釋放的大量PM嚴重影響環境空氣質量和家畜健康,而PM對環境和家畜健康的危害程度與其組成和濃度密切相關。因此,正確認識畜禽舍PM的形態、大小、組成、濃度水平及其形成排放影響因素,對確定畜禽舍PM的來源和PM的毒性危害具有重要意義。文章就畜禽生產過程中產生的PM的來源、化學組成、濃度、排放、影響因素,以及PM對呼吸道功能的影響及作用機制作一綜述,為正確評估PM對畜禽健康生產的影響提供參考依據。
    豬舍環境參數研究綜述
    高航,袁雄坤,姜麗麗,王軍軍,臧建軍
    中國農業科學. 2018, 51(16):  3226-3236.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.16.018
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    適宜的畜舍環境是保障畜禽健康養殖的重要條件。據國家統計局數據表明:在2017年我國豬肉產量5 340萬t,增長0.8%,生豬存欄量68 861萬頭,增長0.5%,我國是傳統的豬生產和豬肉消費大國,隨著我國養豬業規模化、福利化的發展,在當前已經擁有了高產品種豬和優質全價的配合飼料之后,豬舍內小氣候環境對豬群健康的影響引起越來越多的關注和重視。早在20世紀40年代,歐美等西方發達國家學者就開始建立家畜人工氣候室,通過在畜舍中模擬自然環境的氣候變化,研究在不同氣候條件下家畜的生理變化規律,制定豬適宜環境參數并應用于生產管理,以較好的環境換取更高的生產效益。近年來,歐美國家更加關注飼養環境對畜禽精準飼養和動物福利與健康的影響。美國NRC(2012)提出了以環境溫度和飼養密度為變量的代謝能攝入量動態模型,實現營養供給的動態預測。我國生態氣候復雜,生產要素的集成缺乏統一的環境基礎,當豬舍環境較差時,會嚴重影響豬群的健康并制約豬生長性能的發揮。文章以我國現有的豬舍內環境參數標準為基礎,結合國內外現有的相關環境參數標準與試驗研究,比較并分析了國內外豬舍內環境溫度、濕度、有害氣體濃度和飼養密度等適宜參數的異同;畜舍中溫度主要影響豬的采食量進而對其生長性能產生影響,在高溫環境中生長豬采食量降低從而導致生產性能下降,低溫環境條件下生長豬增加的采食量,更多的用于維持體溫的恒定,能量利用率因而較低;畜舍中的濕度往往是伴隨著舍內溫度產生的協同效應;豬舍中的有害氣體主要包括氨氣、硫化氫、二氧化碳、甲烷和氧化氮,有害氣體不僅影響人類身體健康,同時也會嚴重影響豬的健康生長,誘發疾病以及降低飼料轉化效率。豬是社會性很強的動物,在規模化豬場發展的前提下,群居會給豬帶來一定的好處,但因飼養密度增加導致的應激,會破壞豬的生理機能、行為習慣和環境之間的動態平衡,從而嚴重影響豬的健康,制約豬生長性能的發揮。
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