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當期目錄

    2018年 第51卷 第19期 刊出日期:2018-10-01
      
    《中國農業科學》2018年第51卷第19期目次
    中國農業科學. 2018, 51(19):  0-0. 
    摘要 ( 20 )   PDF (349KB) ( 108 )   收藏
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    作物遺傳育種·種質資源·分子遺傳學
    水稻蛋白質樣品資源庫RiceS-A300的建立與應用
    張劍碩,馬金姣,張彤,陳悅,魏健,張柳,史佳楠,徐珊,燕高偉, 杜鐵民,竇世娟,李莉云,劉麗娟,劉國振
    中國農業科學. 2018, 51(19):  3625-3638.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.19.001
    摘要 ( 95 )   HTML ( 18 )   PDF (2784KB) ( 61 )   收藏
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    【目的】建立水稻幼苗脅迫處理的蛋白質樣品資源庫RiceS-A300,應用RiceS-A300調查內參蛋白質HSP82的表達特征。【方法】粳稻TP309種子在30℃條件下浸泡3 d露白,土培用蛭石土(土壤與蛭石1﹕1)培養,30℃、光周期L12 h/D12 h培養5 d,進行冷(4℃)、熱(44℃、48℃)、淹和恒光、恒暗處理,水培播種在紗網上,以30℃、光周期L12 h/D12 h培養5 d,進行PEG 6000(20%)和NaCl(0.2 mol·L-1)處理。以30℃、光周期L12 h/D12 h非脅迫處理為對照。在不同時間點觀察、拍照并取材,測定各種處理條件下的株高和鮮重,提取總蛋白質建立水稻幼苗脅迫處理的蛋白質樣品資源庫,SDS-PAGE分離總蛋白質后進行考染,以此評價蛋白質質量。通過免疫印跡(WB)技術分析樣品中內參蛋白質HSP82的表達特征。【結果】調查各種脅迫處理過程中9個時間點的幼苗表型、株高、鮮重和總蛋白質含量,發現:冷(4℃)、熱(44℃、48℃)溫度脅迫在2 d內即表現出對株高的抑制作用,淹脅迫能促進株高伸長,恒暗和恒光處理均能抑制株高,恒暗處理使幼苗變黃,PEG與鹽脅迫也能明顯抑制株高的伸長,且鹽脅迫在5 d后可見明顯葉尖干枯。對鮮重的調查結果表明,冷(4℃)、熱(44℃、48℃)溫度脅迫、PEG脅迫和鹽脅迫均會降低幼苗鮮重,淹脅迫對鮮重的影響較小,恒暗處理會降低鮮重而恒光處理對鮮重影響不明顯。3種溫度脅迫都使總蛋白質含量提高,恒暗脅迫則降低總蛋白質含量,其他脅迫對總蛋白質含量影響不大。累計收集近300份蛋白質樣品,建立了水稻蛋白質樣品資源庫(RiceS-A300),每份樣品體積為2 mL,可供200次WB分析,由于試驗所采用的條件比較規范且容易控制,可根據需要重復擴大樣品的規模,預期不同的實驗室采用相同的條件獲得的蛋白質樣品也能獲得可重復的試驗結果,利用RiceS-A300調查HSP82蛋白質的表達特征,顯示熱脅迫明顯提高了HSP82的表達,恒光、PEG和鹽脅迫也對HSP82的表達有一定影響,而淹脅迫和恒暗處理對HSP82的影響不大。對RiceS-A300資源庫的評價擴展了HSP82內參蛋白質的用途。【結論】提出了蛋白質樣品資源庫建設和評價的流程,建立了第一個版本的脅迫處理條件下的水稻幼苗蛋白質樣品資源庫(RiceS-A300);在此基礎上,通過WB調查了HSP82蛋白質的表達特征,發現其在熱脅迫下有特異誘導表達。
    小麥阿拉伯木聚糖阿魏酸酰基轉移酶基因的克隆與功能標記開發
    戰帥帥,白璐,謝磊,夏先春,任毅,呂文娟,曲延英,耿洪偉
    中國農業科學. 2018, 51(19):  3639-3650.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.19.002
    摘要 ( 87 )   HTML ( 10 )   PDF (2809KB) ( 92 )   收藏
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    【目的】克隆小麥阿拉伯木聚糖阿魏酸酰基轉移酶(arabinoxylan feruloyl transferase,AFT)基因,開發與FAX含量緊密連鎖的功能標記,提高對FAX含量預測的準確性,為小麥加工品質的改良提供依據。【方法】應用FR846233為探針,通過同源克隆的方法獲得小麥FAX含量基因gDNA全序列,使用DNAMAN軟件比較高、低FAX含量品種間的序列差異性;基于序列差異使用Primer5.0軟件設計特異性引物,開發與FAX含量緊密連鎖的功能標記并利用一套中國春缺體-四體系和3AL、3AS雙端體系進行染色體物理定位;同時結合PCR驗證的方法,利用253份來自于中國主要冬麥區的小麥品種(系)對功能標記的實用性進行驗證,采用IBM SPSS statistics 19.0軟件進行FAX含量與基因型間的相關性分析等數據統計分析。【結果】2對特異性引物B1、B2最終擴增出長度分別為800 bp及710 bp的片段,B1和B2擴增的PCR片段有80 bp重疊,將片段拼接得到位于3A染色體上AFT基因TaBahd-A1。TaBahd-A1序列由1 429個堿基對組成,得到等位變異TaBahd-A1a和TaBahd-A1b,2個等位變異都擁有一個1 266 bp的開放閱讀框(open reading frame,ORF),都具有2個外顯子和1個內含子,內含子符合典型GT-AG結構,等位變異序列之間相似度為98.08%,具有24個單核苷酸多態性(single nucleotide polymorphisms,SNPs)位點和3個插入缺失(insertion-deletion,InDel)InDel位點,可編碼421個氨基酸殘基,預測分子量為45.2 kD。基于107 bp SNP處開發了2個互補顯性標記AFTA2和AFTB2。AFTA2在TaBahd-A1a材料中能擴增出692 bp片段,與高FAX含量相關,在具有TaBahd-A1b等位變異的材料中未能擴增出片段。AFTB2則只能在TaBahd-A1b等位變異類型的材料中擴增出438 bp片段,并與低FAX含量相關,在TaBahd-A1a等位變異類型的材料中未能擴增出片段。同時利用一套中國春缺體-四體系和雙端體材料將AFTA2和AFTB2定位在小麥3AL染色體。用功能標記AFTA2和AFTB2檢測253份中國冬小麥材料,結果表明,不同基因型的FAX含量差異達到顯著水平(P<0.05)。從不同麥區來看表現各有不同,其中在北部冬麥區不同基因型的FAX含量在北部冬麥區材料間差異不顯著;而在黃淮麥區,含有TaBahd-A1a的品種FAX含量顯著高于含有TaBahd-A1b的品種(P<0.05)。TaBahd-A1等位變異分布頻率表明,TaBahd-A1a是與高FAX含量相關優異等位變異,且北部冬麥區TaBahd-A1a的頻率(71.3%)顯著高于黃淮冬麥區(60.2%)。【結論】基于TaBahd-A1序列成功開發1對顯性互補標記AFTA2/AFTB2并定位于3AL染色體,標記與FAX含量相關可用于FAX含量的遺傳改良。
    耕作栽培·生理生化·農業信息技術
    一膜兩年用少耕輪作對水氮減投小麥產量形成的促進效應
    樊志龍,趙財,劉暢,于愛忠,殷文,胡發龍,柴強
    中國農業科學. 2018, 51(19):  3651-3662.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.19.003
    摘要 ( 80 )   HTML ( 12 )   PDF (449KB) ( 49 )   收藏
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    【目的】針對干旱綠洲灌區覆膜玉米多年連作、水肥管理不合理、種植模式單一造成的資源利用效率低、環境污染等問題,研究水氮減投條件下一膜兩年用少耕輪作對小麥產量形成的促進效應,為農田資源節約及高效利用生產技術研發提供依據。【方法】在甘肅省河西走廊朱王堡以一膜兩年用少耕輪作(RT)小麥為研究對象,傳統耕作小麥露地條播(CT)為參照,設2個灌水水平,包括傳統灌水量減量20%水平(I1)和傳統灌水水平(I2);3個施氮水平,包括傳統施氮量減量40%(N1)、傳統施氮量減量20%(N2)、傳統施氮水平(N3),在2016—2017兩年內進行田間試驗,以系統分析小麥生長規律和籽粒產量形成機制。【結果】小麥各生長和產量指標在試驗年份之間無顯著性差異。耕作方式對小麥生長速率有顯著影響,一膜兩年用少耕輪作小麥分別在拔節期、孕穗到開花期較傳統耕作小麥露地條播提高8.5%、9.0%;灌水和施氮水平對一膜兩年用少耕輪作小麥生長速率均無顯著性影響。一膜兩年用少耕輪作小麥平均葉面積指數比傳統耕作小麥露地條播提高了13.9%;而減量灌水降低了小麥葉面積指數,I1處理較I2處理降低12.2%;施氮水平之間相比較,N1處理小麥葉面積指數較N2處理降低13.3%,N2處理較N3處理降低9.5%。在減量20%灌水水平下,一膜兩年用少耕輪作小麥籽粒產量比傳統耕作小麥露地條播平均增加9.1%;一膜兩年用少耕輪作條件下,灌水和施氮水平對小麥籽粒產量均無顯著影響;RTI1N2處理在兩年試驗中均獲得最大籽粒產量,分別達到7 168 kg·hm-2、7 537 kg·hm-2。雖然減量灌水和減量施氮均使小麥生物產量有所降低,但收獲指數在水、氮減投條件下均有提高,I1處理較I2處理小麥收獲指數平均提高10.7%;減量20%灌水水平下,N1處理與N2處理小麥的收獲指數分別較N3處理提高了9.2%和7.1%。在減量20%灌水水平下,一膜兩年用少耕輪作小麥花后光合產物向籽粒的輸入量較傳統耕作小麥露地條播提高了26.2%,對籽粒的貢獻率提高4.9%;N2處理與N3處理小麥光合產物輸入量之間差異不顯著。由產量構成因素和通徑分析表明,穗數和穗粒數相對穩定時,通過合理水、氮配施保持一定水平葉面積指數,促進光合產物的累積及其向籽粒的輸入從而增加粒重是增產的主要途徑。【結論】在傳統灌水減量20%(190 mm)、傳統施氮減量20%(180 kg N·hm-2)條件下,一膜兩年用少耕輪作仍能獲得高產,該試驗中RTI1N2處理可作為干旱綠洲灌區節水、節氮、地膜減投的資源節約高效型生產模式的參考。
    硅對人工蔭蔽脅迫下大豆幼苗生長及光合特性的影響
    李淑賢,劉衛國,高陽,劉婷,周濤,杜勇利,楊歡,張浩,劉俊豆,楊文鈺
    中國農業科學. 2018, 51(19):  3663-3672.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.19.004
    摘要 ( 89 )   HTML ( 22 )   PDF (417KB) ( 81 )   收藏
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    【目的】本試驗主要研究硅對蔭蔽脅迫下大豆幼苗的生長及光合特性的影響,以期為間套作大豆培育壯苗提供參考。【方法】本研究于2017年在四川農業大學試驗基地進行,以強耐蔭性南豆12和弱耐蔭性南032-4 2個大豆品種為材料,用黑色遮陽網(50%透光率)模擬玉米大豆套作的蔭蔽環境條件,進行室外盆栽。試驗設置4個處理,分別為CK(正常光照,噴蒸餾水);S0(50%蔭蔽,噴蒸餾水);S1(50%蔭蔽,噴施100 mg·kg-1 Na2SiO3·9H2O水溶液);S2(50%蔭蔽,噴施300 mg·kg-1 Na2SiO3·9H2O水溶液),在大豆苗期進行葉面噴施。測定大豆植株各部分的硅含量、葉片的光合參數和葉綠素含量,莖稈直徑和抗折力、根系的形態特征和根冠比、干物質積累及可溶性糖含量等指標,分析硅對提高大豆苗期耐蔭性的作用。【結果】苗期蔭蔽導致2個大豆品種植株的總干物質積累量、各器官的硅含量和可溶性糖含量減少,同時,降低的指標還有莖粗、莖稈抗折力以及根長、根表面積、根體積和根冠比。蔭蔽造成了大豆凈光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)及蒸騰速率(Tr)的降低,而胞間二氧化碳濃度(Ci)和葉綠素的含量增加。不同大豆品種對蔭蔽環境的響應程度不同,與南032-4相比,南豆12在蔭蔽環境下具有更高的光合能力(凈光合速率、胞間二氧化碳濃度、蒸騰速率、氣孔導度、葉綠素含量)、莖稈抗倒能力(莖粗、莖稈抗折力)及根系生長能力(根長、根表面積、根體積、根干重)。蔭蔽環境下S1處理后,2個大豆品種的干物質積累量、可溶性糖含量和葉綠素含量增加,莖稈變粗,莖稈抗折力增強,根量增多,根面積和根體積變大;葉片的凈光合速率、氣孔導度和蒸騰速率升高,胞間二氧化碳濃度下降,最終幼苗變壯。不同耐蔭性的大豆品種對不同濃度的硅敏感度不同,其中,在S2處理下,強耐蔭性南豆12的凈光合速率、葉片可溶性糖含量、莖稈可溶性糖含量較S0處理分別增加了20.3%、12.9%、4.3%,弱耐蔭性大豆南032-4分別增加了20.1%、94.3%、72.6%,南豆12和南032-4的胞間二氧化碳濃度分別降低了10.0%和45.2%。【結論】硅能有效地改善蔭蔽脅迫條件下大豆幼苗的生長狀況,增強光合作用能力、莖稈抗倒能力和根系吸收能力,從而提高大豆耐蔭性。
    基于深度可分離卷積的實時農業圖像逐像素分類研究
    劉慶飛,張宏立,王艷玲
    中國農業科學. 2018, 51(19):  3673-3682.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.19.005
    摘要 ( 107 )   HTML ( 13 )   PDF (1123KB) ( 72 )   收藏
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    【目的】為了提高作物和雜草的識別準確率和實時性,以苗期甜菜田間彩色圖像為研究對象,提出了基于深度可分離卷積的實時農業圖像逐像素分類方法。【方法】本研究使用由農業機器人采集的苗期甜菜田間彩色圖像,通過人工逐像素標注方法將彩色圖像中各個像素點標注為作物、雜草、土壤3個類別,并將單一類別的標注信息分別置于3個不同的圖像通道,構成用于訓練和測試的數據集。首先,建立以編碼器-解碼器為基礎的深度可分離卷積神經網絡模型,將編碼器部分和解碼器部分進行多尺度合并,由編碼器部分決定像素位置,解碼器部分獲得像素分類;然后,為了解決分類類別覆蓋率不平衡的問題,通過單通道標注信息訓練,提高了低覆蓋率分類類別的準確率,再將多個訓練結果輸出,實現對圖像中的土壤、雜草、作物的識別;為了控制網絡參數規模,采用寬度乘數控制點卷積核的個數,同時在不同分辨率輸入條件下對網絡模型進一步測試,以討論網絡模型的實時性。最后,使用隨機數據增強技術擴充數據集,數據集中的80%用于網絡參數的訓練,20%用于測試網絡性能。【結果】(1)通過與已有逐像素分類方法比較,本文方法獲得較高的分類準確率。其中,SegNet方法逐像素分類的平均準確率為90.06%,U-Net方法平均準確率為92.06%,三通道標記訓練的本文網絡平均準確率為92.70%,單通道標記訓練的本文網絡平均準確率達94.99%。(2)通過計算不同方法單一類別逐像素分類的各項指標,論證了本文提出的單通道標注信息訓練方法在處理分類類別覆蓋率不平衡和訓練樣本較少情況下的優勢。對雜草逐像素分類的準確率,SegNet方法為18.39%,U-Net方法為18.33%,三通道標記訓練的本文網絡為22.87%,單通道標記訓練的本文網絡準確率達41.94%。(3)通過寬度乘數可以有效控制網絡模型的參數規模,當寬度乘數為1時,參數尺寸為676.8萬,當寬度乘數為0.1時,參數尺寸降低到7.72萬,是原始網絡參數規模的1.14%,對土壤、雜草、作物的逐像素分類準確率分別僅降低2.81%、2.78%、3.7%,按照識別精度需求參數規模還可以進一步減小。(4)在輸入分辨率和寬度乘數的共同作用下,討論了網絡的實時處理能力。采用GPU硬件加速對3個類別同時識別的速率可達20 fps,對單一類別識別速率達60 fps。可滿足農業除草系統和作物監測系統實時在線運行。【結論】本文所提出的基于深度可分離卷積的逐像素分類方法,能對農業圖像中的土壤、雜草、作物實施有效逐像素分類,同時該方法能對單一類別逐像素分類進行實時處理,滿足實際系統的應用需求。
    植物保護
    玉米根際土壤中鐮孢菌的構成與定量分析
    葛波,王寶寶,郭成,孫素麗,陳國康,王曉鳴,朱振東,段燦星
    中國農業科學. 2018, 51(19):  3683-3693.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.19.006
    摘要 ( 103 )   HTML ( 10 )   PDF (1300KB) ( 80 )   收藏
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    【目的】了解我國玉米根際土壤鐮孢菌(Fusarium spp.)的種群結構及相對含量,為相關土傳病害的發生提供早期預警。【方法】從全國17個省(自治區、直轄市)采集的47份玉米田間土樣中,采用稀釋涂布平板法共分離到58個鐮孢菌分離物,通過形態學、特異性引物及ITS、TEF-1α基因測序等方法進行鑒定,從GenBank以及鐮孢菌數據庫Fusarium MLST中下載標準參照菌株,利用MEGA 6.0軟件以鄰接法構建多基因位點系統發育樹;挑選代表菌株利用玉米自交系黃早四分別進行幼苗、種子以及離體葉片的致病性測定;基于已建立的實時熒光定量PCR(RT-qPCR)檢測體系,提取土壤總DNA對玉米土樣中鐮孢菌屬以及部分種的含量進行檢測,針對不同玉米產區進行劃分統計。【結果】共鑒定出9種鐮孢菌,其中擬輪枝鐮孢(F. verticillioides)(22.41%)、木賊鐮孢(F. quisete)(20.69%)、禾谷鐮孢復合種(F. graminearum species complex)(18.97%)分離頻率較高,其余為尖鐮孢復合種(F. oxysporum species complex)、層出鐮孢F. proliferatum)、單隔鐮孢(F. dimerum)、銳頂鐮孢(F. acuminarum)、茄鐮孢(F. solani)和居群鐮孢(F. commune),分離頻率分別為12.07%、8.62%、5.17%、5.17%、3.40%和3.40%,相同鐮孢菌與其參照菌株處于同一分支,不同區域的鐮孢菌存在多樣性;致病性測定結果顯示除單隔鐮孢外,其余鐮孢菌均具有致病性,但致病力各不相同,同一鐮孢種的不同菌株間致病性也不盡相同;其中居群鐮孢為首次在玉米根際土壤中發現,并首次證實其對玉米具有致病性。RT-qPCR檢測結果表明,玉米根際土壤中鐮孢菌屬、擬輪枝鐮孢與禾谷鐮孢復合種的含量分別為2.91—169.90、0.08—5.34和0.76—78.37 pg·g-1,各玉米產區的鐮孢菌含量不同,其中禾谷鐮孢含量均大于擬輪枝鐮孢。【結論】玉米根際土壤中鐮孢菌種類眾多,其中擬輪枝鐮孢、木賊鐮孢和禾谷鐮孢復合種為優勢鐮孢種,各地區的鐮孢菌含量均不相同,其中西南山地玉米區的鐮孢菌含量最多,黃淮海玉米區的禾谷鐮孢含量高于其他區域。
    核盤菌γ-谷氨酰磷酸還原酶基因SsGPR1的功能分析
    杜嬌,王婭波,李雪華,黃志強,楊宇衡,畢朝位,余洋
    中國農業科學. 2018, 51(19):  3694-3703.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.19.007
    摘要 ( 90 )   HTML ( 17 )   PDF (1806KB) ( 43 )   收藏
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    【目的】γ-谷氨酰磷酸還原酶是真菌脯氨酸合成途徑中的一個關鍵性酶,本研究旨在對核盤菌(Sclerotinia sclerotiorum)γ-谷氨酰磷酸還原酶編碼基因SsGPR1進行沉默,并對沉默轉化子菌絲生長、菌核形成和致病力等表型進行研究,為揭示核盤菌的生長發育與致病機理打下基礎,并為作物菌核病的綠色防控提供線索。【方法】通過BLAST進行蛋白同源比對分析,并利用MEGA 5.0軟件構建蛋白進化樹。通過實時熒光RT-PCR檢測SsGPR1在核盤菌菌絲生長、菌核發育和萌發的各個階段以及致病不同時期的表達模式。根據RNA干擾原理構建SsGPR1的沉默載體,通過PEG介導原生質體轉化的方法將沉默載體轉入到野生型核盤菌菌株1980中。利用實時熒光RT-PCR鑒定基因沉默轉化子,對沉默轉化子的菌絲形態、生長速度和菌核形成等表型進行觀察,并測定沉默轉化子在氧化脅迫條件下的菌絲生長。將沉默轉化子分別接種至活體油菜葉片和擬南芥植株,觀察并測量病斑大小。通過酸性茚三酮法對沉默轉化子中的游離脯氨酸進行測定。【結果】核盤菌SsGPR1全長1 454 bp,編碼449個氨基酸,在氨基酸H10-N426處含有谷氨酰磷酸還原酶結構域。同源比對發現SsGPR1蛋白與灰葡萄孢(Botrytis cinerea)的BC1G_13183蛋白和白霉病菌(Sclerotinia borealis)的SBOR_2215蛋白相似性最高,氨基酸序列一致性分別達95%和94%,系統進化樹結果表明三者聚為一個小的分支。SsGPR1在核盤菌菌絲生長時期的表達量較高,在菌核不同發育階段表達量相近,但均低于菌絲生長時期。SsGPR1在致病時期表達量不斷升高,在接種后9 h表達量最高。將SsGPR1基因沉默載體pSIGPR1導入到核盤菌野生型菌株中,并通過實時熒光RT-PCR檢測不同轉化子中SsGPR1的表達水平,結果表明SiGPR1-104和SiGPR1-149為SsGPR1基因沉默轉化子。沉默轉化子在PDA培養基上形成的菌核數量及均重與野生型菌株無顯著性差異,且菌核均能萌發形成子囊盤,但菌絲生長稠密,生長速度顯著下降。在含有H2O2的培養基中,SsGPR1基因沉默轉化子菌絲生長受到更強的抑制,表明沉默轉化子對氧化脅迫更加敏感。SsGPR1基因沉默轉化子在活體油菜葉片和擬南芥植株上能引起發病,但病斑面積減小,表明沉默轉化子致病力減弱。SsGPR1基因沉默轉化子菌絲中的游離脯氨酸含量與野生型菌株相比無顯著差異。【結論】SsGPR1與核盤菌的生長和菌絲形態相關,且參與核盤菌對氧化脅迫的抵御及致病過程。
    飛蝗雙鏈RNA降解酶的抗體制備及組織定位
    宋慧芳,張建琴,范云鶴,李濤,馬恩波,張建珍
    中國農業科學. 2018, 51(19):  3704-3713.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.19.008
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    【目的】雙鏈RNA降解酶(dsRNA degrading enzyme, dsRNase)是制約RNA干擾(RNAi)技術在害蟲防治中應用的關鍵因素之一。本研究旨在利用原核表達系統獲得飛蝗LmdsRNase2和LmdsRNase3的特異抗原,進而制備抗體,對其進行組織定位和蛋白表達量檢測,為進一步解析飛蝗中腸dsRNA降解酶基因的功能分化提供蛋白水平的證據。【方法】通過對LmdsRNase2和LmdsRNase3的氨基酸序列(GenBank: ARW74135.1和ARW74134.1)進行比對,分別選取特異的LmdsRNase2和LmdsRNase3抗原序列(R2R3)進行后續的研究。根據LmdsRNase2LmdsRNase3的cDNA全長序列,設計包含酶切位點BamHIHindIII的引物,采用PCR技術擴增目標片段,雙酶切后連接至pET-32a載體。將重組質粒轉化至大腸桿菌BL21(DE3)感受態細胞中,加入IPTG至終濃度為0.5 mmol·L-137℃下誘導4 h后提取蛋白,采用SDS-PAGE電泳方法檢測蛋白表達。大量培養帶重組質粒的大腸桿菌,誘導目的蛋白大量表達,用鎳柱親和層析法分離R2和R3蛋白,Bradford法檢測蛋白濃度。經兩次免疫新西蘭大白兔后,最終獲得LmdsRNase2和LmdsRNase3的多克隆抗體。利用ELISA法測定多克隆抗體的效價,通過western blot檢測抗體的特異性。提取飛蝗5齡第3天的中腸組織蛋白和中腸液,分別用LmdsRNase2和LmdsRNase3的抗體檢測其表達量。最后制備飛蝗5齡第3天的中腸石蠟切片,通過免疫組化對LmdsRNase2和LmdsRNase3蛋白進行亞細胞定位。【結果】通過氨基酸序列比對發現,LmdsRNase2和LmdsRNase3具有37%的序列一致度,選取特異的序列R2和R3設計引物,分別包含157和153個氨基酸殘基,理論分子量分別為17.0和16.8 kD。在IPTG濃度為0.5 mmol·L-1條件下,37℃誘導4 h后,目的蛋白在包涵體中大量表達。擴大培養重組菌株后提取蛋白,用鎳親和層析柱分離得到純度為85%的R2蛋白,可直接用于免疫;而R3蛋白的純度低于85%,利用電泳切膠純化后免疫新西蘭大白兔,36 d后取抗血清進行檢測,效價均達到1﹕102 400,表明抗體效果良好。用多克隆抗體雜交實驗室保存的His-LmdsRNase2和His-LmdsRNase3融合蛋白,對抗體進行特異性檢測,結果表明R2和R3的抗體分別特異性識別LmdsRNase2和LmdsRNase3,無交叉雜交現象,且條帶與His抗體雜交到的條帶大小一致。采用western blot方法檢測,發現LmdsRNase2蛋白在中腸組織中高表達,但在中腸液中未檢測到可見表達,LmdsRNase3蛋白在中腸組織和中腸液中均未檢測到表達。進一步采用免疫組化方法對兩個蛋白進行組織定位,發現LmdsRNase2和LmdsRNase3均在中腸細胞質中表達,但LmdsRNae3的表達量較低。【結論】成功制備了特異性良好的飛蝗LmdsRNase2和LmdsRNase3抗體,western blot和免疫組化分析表明LmdsRNase2在中腸細胞質中高表達,而LmdsRNase3的表達量很低。研究結果為飛蝗中腸兩個dsRNA降解酶LmdsRNase2和LmdsRNase3的功能分化提供了蛋白水平的證據。
    土壤肥料·節水灌溉·農業生態環境
    藏東南地區不同土地利用方式下土壤有機碳組分及周轉變化特征
    徐夢,李曉亮,蔡曉布,李曉林,張旭博,張俊伶
    中國農業科學. 2018, 51(19):  3714-3725.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.19.009
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    【目的】自然植被轉變為農業用地顯著影響土壤有機碳儲量。青藏高原東南部地區森林或草地轉換為農田的面積逐年增加,但其對土壤有機碳組分及周轉特征的影響尚不明確。因此,闡明藏東南地區不同土地利用方式對土壤有機碳儲量的影響程度和作用機制,可為該地區農業土地資源合理利用提供科學依據。【方法】采集藏東南地區長期耕作的農田(50年以上)及毗鄰的自然森林和草地土壤,采用物理-化學聯合分組技術以及穩定性碳同位素測定,分析3種土地利用方式下土壤有機碳組分的數量、碳含量的差異,探究不同有機碳組分周轉差異及其對農田耕作的響應規律。【結果】農田0—20 cm表層土壤有機碳儲量為(39.4±2.0) Mg C·hm-2,比自然森林的(81.5±8.5)Mg C·hm-2和草地的(71.4±7.3)Mg C·hm-2分別降低了約52%和45%。農田耕作導致粗顆粒有機質(cPOM)數量相對于自然植被降低了63.4%—70.8%,微團聚體(μagg)和黏粉粒(dSilt+Clay)的數量分別增加了10.0%—25.9%和65.7%—86.2%。農田土壤的有機碳含量與森林和草地土壤相比降低了51.7%—58.1%,其中不穩定性、物理穩定性和生物化學穩定性有機碳庫分別降低79.8%—86.3%、72.4%—73.1%、32.4%—39.8%,且與總有機碳的變化顯著正相關,但化學穩定性有機碳庫沒有顯著變化。土地利用方式不同導致不同有機碳組分的C/N值和δ13C值差異明顯。農田土壤cPOM組分的C/N值(10.0±0.5)顯著低于森林(13.5±0.4),而δ13C值(-21.6±0.5)‰則顯著高于森林土壤(-23.6±0.4)‰。微團聚體保護的顆粒有機質(iPOM)和難酸解組分NH-dSilt+Caly和NH-μSilt+Clay)具有較低的δ13C值(-25.3‰—-27.2‰),并且其C/N在農田土壤為8.4—9.4,顯著低于森林土壤(13.5—15.9)。【結論】藏東南地區長期耕作的農田土壤有機碳儲量相比于自然植被降低了約50%。農業耕作顯著加速了不穩定顆粒有機質的周轉,減少了穩定性有機碳組分如微團聚體保護的有機碳組分的形成,是導致土壤有機碳庫明顯下降的關鍵原因。因此,為有效降低農業耕作對土壤有機碳儲量的負面影響,免耕和保護性耕作或可成為藏東南農耕區固碳增匯、維持該地區土地資源可持續利用的技術選擇之一

    玉米農田土壤碳排放及碳平衡對地膜覆蓋方式及種植行距的響應
    于愛忠,柴強,殷文,胡發龍,樊志龍,趙財
    中國農業科學. 2018, 51(19):  3726-3735.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.19.010
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    【目的】分析干旱綠洲灌區玉米農田土壤碳排放特征及碳平衡對地膜覆蓋方式及種植行距的響應,為評價區域典型農作制模式及其關鍵栽培技術的生態效益提供參考依據。【方法】田間試驗于2013—2014年在甘肅河西綠洲灌區進行,共設4個處理:全膜覆蓋等行距(50 cm)、全膜覆蓋寬窄行(40 cm+80 cm)、半膜覆蓋等行距(50 cm)和半膜覆蓋寬窄行(40 cm+80 cm)。分析土壤呼吸速率季節變化特征及土壤碳排放量。計算土壤碳排放效率(CEE),并采用凈生態系統生產力(NEP)評估農田碳平衡及其強度。【結果】土壤呼吸速率隨玉米生育進程呈典型的單峰曲線。全膜覆蓋均顯著提高了玉米全生育期農田土壤碳排量,且玉米根呼吸碳排放量的貢獻率在18.8%—77.2%,平均為49.1%。半膜覆蓋寬窄行碳排放效率最高,達到2.65 kg·kg-1,分別較全膜覆蓋等行距和全膜覆蓋寬窄行處理高37.3%和26.2%。4種玉米種植模式中,半膜寬窄行模式凈生態系統生產力最高,達到7 446.2 kg C·hm-2,顯著高于其他3種植模式。【結論】4種種植模式均表現為大氣CO2的匯,半膜覆蓋寬窄行種植模式碳排放量最低的同時碳匯效應最強。
    菠菜土壤中典型抗生素的微生物降解及細菌多樣性
    章程,馮瑤,劉元望,成登苗,鄭宇,李兆君
    中國農業科學. 2018, 51(19):  3736-3749.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.19.011
    摘要 ( 63 )   HTML ( 6 )   PDF (467KB) ( 61 )   收藏
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    【目的】研究抗生素在土壤中殘留情況及其對土壤細菌多樣性的影響,為今后抗生素類污染物的土壤微生物修復和環境風險評價提供依據。【方法】通過在種植菠菜土壤中添加抗生素的盆栽試驗,以慶大霉素和泰樂菌素及對應功能降解微生物(慶大霉素降解真菌FZC3和泰樂菌素降解細菌無色桿菌)為研究對象,設計7個處理,分別為慶大霉素(CG)、慶大霉素+FZC3(CGF)、泰樂菌素(CT)、泰樂菌素+無色桿菌(CTW)、兩種抗生素(CM)、兩種抗生素+兩種降解菌(CMM)和空白(CC),其中慶大霉素殘留率的對比組為CG、CGF、CM和CMM處理;泰樂菌素殘留率的對比組為CT、CTW、CM和CMM處理。借助固相萃取-液質聯用及Illumina高通量測序技術,對試驗過程中抗生素殘留及其對土壤細菌多樣性影響進行研究。【結果】添加FZC3和無色桿菌可分別顯著提高土壤中慶大霉素和泰樂菌素的去除效果,但隨著菠菜的生長,各處理間抗生素殘留率差異逐漸變小:第一周不同處理抗生素殘留率差異最為顯著,其中CMM處理中慶大霉素的殘留率最低,為53.93%;CTW處理中泰樂菌素的殘留率最低,為3.92%。第一周CGF處理比CG處理中慶大霉素殘留率下降了約3.3%,CTW處理比CT處理中泰樂菌素的殘留率降低了4.1%。同時,添加抗生素及其降解菌會不同程度影響土壤細菌豐富度和多樣性:與CC相比,CG、CTW和CMM 3個處理中土壤細菌的豐富度和多樣性有顯著差異(P<0.05)。FZC3可以緩解慶大霉素對土壤細菌的抑制作用,與CC處理相比,CG處理馬賽菌和芽胞桿菌的相對豐度更高,而CGF與CC組群落結構相似;無色桿菌對土壤細菌菌群的影響程度大于其對緩解泰樂菌素毒性抑制作用的影響,相較于CT和CC處理,CTW處理中無色桿菌的添加抑制了土壤其他細菌的生長,而CT與CC處理各屬細菌菌群相對豐度差異不顯著。CM與CC處理相比,土壤中細菌豐富度、多樣性和細菌群落結構均無顯著差異,表明兩種抗生素同時添加其相互間呈現拮抗作用。【結論】土壤中慶大霉素和泰樂菌素的殘留對土壤微生物群落結構有不同程度的影響。添加功能微生物可以提高兩種抗生素的去除效率,FZC3添加可以緩解慶大霉素對土壤細菌的影響,而無色桿菌添加對土壤細菌菌群影響較大。
    園藝
    四倍體西瓜抗枯萎病菌生理小種1的機理
    姬萬麗,朱紅菊,路緒強,趙勝杰,何楠,耿麗華,劉文革
    中國農業科學. 2018, 51(19):  3750-3765.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.19.012
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    【目的】近年來由于西瓜重茬種植面積的不斷增加及連作障礙的發生導致枯萎病在西瓜上迅速蔓延,該病害已經成為限制西瓜生產的主要因素之一。田間觀察發現四倍體西瓜比其同源二倍體西瓜抗枯萎病。本研究通過對比四倍體與二倍體抗性差異,揭示四倍體西瓜抗枯萎病的機理,為西瓜多倍體育種和抗病育種提供理論依據。【方法】以同基因型的鄭州3號二倍體和四倍體西瓜幼苗為材料,在一葉一心時期接種枯萎病菌生理小種1(Fusarium oxysporum f. sp. niveum race 1Fon 1),比較不同倍性西瓜苗期枯萎病抗性差異;運用綠色熒光蛋白標記技術觀察枯萎病菌的侵染過程;并分析過氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、丙二醛(MDA)、總酚及類黃酮等與抗病相關代謝物質活性/含量差異,及PR3、MPK7、PAL、MYB基因表達變化。【結果】西瓜苗期接種枯萎病菌后,二倍體西瓜幼苗4 d發病,10 d時大部分枯死;四倍體西瓜幼苗7 d開始發病,13 d時大部分枯死,四倍體相對其同源二倍體延后3 d發病。枯萎病菌侵染過程對比發現,病菌在二倍體和四倍體西瓜中的侵染路徑相同;此外不同倍性西瓜根系分生孢子的萌發率無明顯差別,但是隨著病菌的侵染,枯萎病菌在四倍體幼苗中的侵染速度明顯較慢,細胞間菌絲較少;枯萎病菌在四倍體西瓜幼苗維管束中的定殖率比其同源二倍體低,且在幼苗根部差異顯著、葉柄部差異極顯著,病菌在四倍體植株莖部及葉部的擴展得到了一定的限制;枯萎病菌在四倍體西瓜中的侵染過程明顯滯后,與枯萎病的發病癥狀相吻合。接種枯萎病菌后,四倍體西瓜幼苗根系POD、PAL活性均呈增加的趨勢,且四倍體幼苗根系POD活性增加的幅度比二倍體大,病菌侵染后四倍體根系生成了更多的PAL和POD以增強植物抗病能力,保護細胞免受傷害;四倍體西瓜根系中總酚、類黃酮含量的增加量明顯高于同源二倍體,這些次生代謝物質含量的優勢,使得四倍體植株更易于抵御枯萎病菌的入侵;另外四倍體西瓜根系MDA含量明顯比同時期的二倍體低,表明接種枯萎病菌后四倍體西瓜幼苗根系細胞膜損傷程度更小。抗病基因的表達分析發現,接種枯萎病菌后四倍體PR3的表達量不斷增加,在接種后10 d表達量達到最大,是二倍體同時期表達量的10倍;接種后期四倍體根系能表達更多的MPK7,傳遞抗病信號,促進抗病基因的表達,從而降低枯萎病菌對西瓜幼苗的傷害;PAL的表達量呈現先增高后降低的趨勢,表達量均高于同時期的二倍體幼苗,最大表達量是二倍體PAL表達量的6倍;四倍體MYB的表達量明顯高于其同源二倍體,接種后7、10 d四倍體根系的表達量分別是二倍體的80、35倍。【結論】通過苗期枯萎病菌接種鑒定、病菌侵染過程觀察、代謝物質含量及基因表達水平變化等多方面的研究,表明四倍體西瓜幼苗比同源二倍體抗枯萎病。
     
    關鍵詞:西瓜;四倍體;枯萎病菌生理小種1(Fon 1);抗性機理
    7個來源地區山荊子的遺傳多樣性與群體結構分析
    高源,王昆,王大江,趙繼榮,張彩霞,叢佩華,劉立軍,李連文,樸繼成
    中國農業科學. 2018, 51(19):  3766-3777.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.19.013
    摘要 ( 77 )   HTML ( 4 )   PDF (1879KB) ( 48 )   收藏
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    【目的】利用熒光SSR分子標記,對新收集的7個來源地區的山荊子種質資源進行遺傳多樣性和群體結構分析,明確群體內和群體間的遺傳多樣性和結構,為蘋果屬植物種質資源的收集保存和種的遺傳進化研究提供依據。【方法】篩選19對多態性好的SSR引物檢測7個來源地區山荊子的多態性,利用GenAlEx 6.501計算遺傳多樣性指標、分析群體間的分子變異(AMOVA),利用GenepopV4和Fstat293分析群體間的遺傳分化,基于Nei遺傳距離DA,利用POPULATION 1.2構建269份材料的Neighbour-Joining(NJ)進化樹,使用STRUCTURE 2.3.4進行貝葉斯聚類并分析群體的遺傳結構。【結果】19對SSR引物共檢測出392個多態性等位基因,平均等位基因數20.6,平均有效等位基因數9.070,觀察雜合度和期望雜合度的平均值分別為0.628和0.855,香農多樣性指數為2.392。按照來源地區劃分群體,以黑龍江群體的觀測等位基因數最多為15.684,俄羅斯群體的遺傳多樣性最低,河北群體的遺傳多樣性最高。兩兩群體間遺傳分化系數Fst為0.019—0.111,河北與多個地域的群體基因交流頻繁,甘肅群體是7個群體中最為穩定的,群體間的遺傳分化和基因交流與地理位置遠近不完全相關。基于Nei遺傳距離的聚類分析在遺傳距離0.7444處將269份材料可以分成7個類群,多數類群與地理位置不相關。其中類群Ⅰ和Ⅱ與其他類群遺傳距離較遠,類群Ⅱ和Ⅲ的聚類比較混雜,類群Ⅵ的材料來源最為復雜,類群Ⅳ和Ⅴ相對比較單純,類群Ⅶ中99%為黑龍江山荊子。群體結構分析將269份材料劃分成了3個類群,具有3個可能的基因來源,不同來源地的材料在各群體中均有分布,與地理位置沒有十分明確的相關性。只有黑龍江、山西和甘肅群體以及部分俄羅斯和河北材料的類群歸屬相對單一,與聚類有相似的結果。269份材料中Q≥0.6有232份,大部分山荊子的血緣相對單一。【結論】19對SSR引物具有高度的多態性,可以作為有效的標記用于山荊子群體遺傳多樣性和遺傳結構評價。7個來源地區山荊子遺傳多樣性均較高,以河北地區的遺傳多樣性最高,遺傳變異和分化主要發生在群體內和個體內部;群體間有基因交流,以河北與其他地區的交流最頻繁;抵制基因漂變而導致的群體間的遺傳分化,群體間的遺傳分化程度和基因交流水平與地理位置遠近不完全相關。
    食品科學與工程
    不同成熟期蘋果品種非濃縮還原汁品質評價與分析
    茍小菊,田由,郭玉蓉,楊曦,侯燕杰,平嘉欣,李婷
    中國農業科學. 2018, 51(19):  3778-3790.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.19.014
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    【目的】探討不同成熟期對蘋果非濃縮還原汁(not from concentrate,NFC)綜合品質的影響,明確不同成熟期蘋果NFC果汁品質的異同,為NFC果汁產業發展提供理論依據。【方法】以早熟、早中熟、中熟、中晚熟及晚熟共22個蘋果品種為試材,經榨汁、滅酶、巴殺、熱灌裝等單元操作制備NFC果汁。通過測定果汁可溶性固形物含量、pH、可滴定酸含量、固酸比、濁度、色值以及多酚組分,分析不同果汁的理化性質;采用單因素方差分析法明確不同品種NFC果汁各指標之間的差異。此外,利用主成分分析(PCA)和線性判別分析(LDA)對22個品種NFC果汁進行歸類,探究不同成熟期蘋果NFC果汁特點。【結果】果汁中可溶性固形物含量隨果實成熟期延遲呈相對增加趨勢,早熟、早中熟及中熟品種果汁的pH低于中晚熟和晚熟品種。PCA結果顯示,早熟、早中熟及中熟品種的果汁可歸為一類,這類果汁具備較低可溶性固形物含量。中晚熟和晚熟品種NFC果汁在PCA得分圖上呈交叉分布,其中‘玉華早富’‘紅玉’‘元帥’‘新紅星’‘澳洲青蘋’‘長富2號’及‘印度’可歸為一類,這類品種的NFC果汁具有較低的固酸比和較高的可滴定酸含量,表明口感較酸。‘秦紅’‘雞冠’‘新世界’‘秦冠’及‘粉紅女士’可歸為一類,其特點是亮度高,濁度大。‘華麗’和‘寒富’可歸為一類,這類果汁中可溶性固形物含量高,pH和固酸比相對較低。此外,LDA分析結果與PCA類似,表明早熟、早中熟及部分中熟品種的NFC果汁品質接近,中晚熟和晚熟品種果汁間理化特性接近,但兩組之間差異顯著。此外,多酚組分分析結果顯示,22個品種蘋果果汁中單體酚組分相同,但含量不同,不同品種間差異顯著,然而不同品種的NFC果汁中均以綠原酸、原花青素B2、表兒茶素及表沒食子兒茶素為主要酚類物質。【結論】早熟、早中熟及中熟蘋果NFC果汁在理化特性方面差異較小,但與中晚熟和晚熟蘋果差異顯著,因此NFC果汁生產中應該以果實成熟期作為首要考察因素。
    畜牧·獸醫·資源昆蟲
    冷熱應激對北京地區荷斯坦牛產奶性能及血液生化指標的影響
    胡麗蓉,康玲,王淑慧,李瑋,鄢新義,羅漢鵬,董剛輝,王新宇,王雅春,徐青
    中國農業科學. 2018, 51(19):  3791-3799.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.19.015
    摘要 ( 85 )   HTML ( 6 )   PDF (751KB) ( 88 )   收藏
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    【目的】分析冷熱應激對北京地區荷斯坦牛產奶性能和血液生化指標的影響,評估可指示荷斯坦牛冷熱應激反應的候選血液生化指標,為該地區奶牛的生產管理及耐應激個體選育提供理論依據。【方法】本試驗以北京市三元綠荷金銀島牧場的健康泌乳荷斯坦牛為研究對象,連續監測了熱應激期(2014年8月份)、非應激期(2014年11月份)和冷應激期(2015年1月份)牛舍THI,并分別采集了178頭、120頭和126頭荷斯坦牛的血樣,測定了14種血液生化指標,同時收集了試驗個體的7項產奶性能數據,采用SAS9.2中的MIXED模型分析了荷斯坦牛在冷熱應激下產奶性能和血液生化指標的變化規律,并通過Logistic過程分析了荷斯坦牛在冷熱應激下顯著變化的血液生化指標指示奶牛個體冷熱應激反應的準確性。【結果】牛舍8月份的平均溫度為31.80℃,平均THI達到了81.57,且該月THI大于78持續時間超過8 h的天數達到了21 d,表明本試驗群體在8月份長期處于中度熱應激狀態;11月份的平均溫度為12.76℃,該月平均THI為55.43,表明本試驗群體在11月份處于非應激狀態;1月份的平均溫度為-6.70℃,平均THI為25.63,且該月有21 d的溫差大于12℃,表明試驗群體在1月份處于較嚴重的冷應激狀態。與非應激期比較,熱應激下荷斯坦牛AMY下降了1.34 kg,奶樣中FP、PP、F/P和SP極顯著降低(P<0.01),LP顯著降低(P<0.05),SCS則極顯著增加(P=0.01);血清中GH、LD、PRL和SOD極顯著升高(P<0.01),而BUN、CRP、LDH、LPO、NE和K+極顯著降低(P<0.01);ROC曲線分析顯示PRL、GH和CRP的AUC值大于0.80,分別為0.91、0.85和0.83。與非應激期比較,冷應激下荷斯坦牛AMY下降了1.13 kg,奶樣中FP和SP極顯著下降(P<0.01),F/P顯著下降(P<0.05),SCS則極顯著增加(P<0.01);血清中COR、CORT和K+極顯著升高(P<0.01),而CRP、DA、GH、PRL和SOD極顯著降低(P<0.01),ATCH顯著降低(P<0.05);ROC曲線分析顯示僅SOD的AUC值大于0.80,其值為0.84。【結論】研究結果表明北京地區荷斯坦牛在8月份和1月份均處于較嚴重的應激狀態,且冷熱應激已極大地影響了該地區荷斯坦牛的產奶性能和生理狀態,PRL和GH可作為監測荷斯坦牛早期熱應激的候選指示指標,SOD可作為監測荷斯坦牛早期冷應激的候選指示指標。
    ME 49株弓形蟲速殖子對昆明小鼠的致病性
    陸瑤瑤,蘇瑞景,董輝,王夢瑤,楊玉榮
    中國農業科學. 2018, 51(19):  3800-3806.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.19.016
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    【目的】通過ME 49株弓形蟲速殖子對小鼠致病性的研究,了解該蟲株速殖子的毒力特點,為深入研究弓形蟲弱毒株的致病特征提供研究基礎。【方法】以ME 49株弓形蟲速殖子為研究對象,用血球計數板將速殖子梯度濃度稀釋為<100,100-106 個/mL,腹腔注射昆明小鼠,死亡小鼠的組織直接涂片檢測肺臟及腸系膜淋巴結速殖子或大腦組織中弓形蟲包囊數量,肺臟常規石蠟切片進行H.E及IHC染色,統計涂片和MAT方法的結果分析弓形蟲的感染情況,并統計小鼠的感染率和生存率。【結果】0-60 DPI,死亡小鼠組織涂片顯微鏡檢查和MAT法檢測小鼠血清中弓形蟲IgG抗體結果顯示,<100、100、101及≥102速殖子濃度組小鼠的弓形蟲感染率分別為0、20%、60%及100%。104速殖子濃度組小鼠有3只分別在12、16、19 DPI死亡;105速殖子濃度組小鼠有2只在11 DPI死亡,1只在8 DPI死亡;106速殖子濃度組小鼠有2只在9 DPI死亡,在7、8、10 DPI各死亡1只,感染弓形蟲的小鼠生存率為62.07%(18/29)。對死亡小鼠的肺臟和腸系膜淋巴結直接涂片,顯微鏡鏡檢可見弓形蟲速殖子;H.E及IHC染色,肺臟可以觀察到弓形蟲包囊及弓形蟲抗原。對<100、100、101及102處死小鼠的大腦組織研磨鏡檢,結果顯示<100和100感染組陽性小鼠大腦中弓形蟲包囊數均為0;101感染組陽性小鼠大腦中弓形蟲包囊數分別為60、100和0;102感染組陽性小鼠大腦中弓形蟲包囊數量分別為20、40、40、60和0。60 -600 DPI,103速殖子濃度組小鼠在184 、435 和569 DPI各有1只死亡,大腦中未檢測到弓形蟲包囊;105速殖子濃度組小鼠1只在188 DPI死亡,大腦包囊數量為20,其余小鼠存活時間為590 DPI。【結論】本研究探討了ME 49株弓形蟲速殖子對昆明小鼠的致病性,≥102速殖子濃度可引起小鼠100%感染,106速殖子濃度可引起小鼠100%死亡,小鼠死亡的時間為7-19 DPI,感染小鼠生存率為62.07%(18/29),大腦包囊成囊率為53.85%(7/13),平均包囊量為0-53個包囊/小鼠大腦,最長存活時間590 DPI。ME 49株弓形蟲速殖子對小鼠致病性較弱,大腦可見弓形蟲包囊,高濃度速殖子可引起小鼠死亡。
    泰地羅新注射液在豬體內的藥動學及生物利用度研究
    閆超群,黎健業,張申,謝順,胡浪,顧欣,曹瑩,黃士新,黃顯會
    中國農業科學. 2018, 51(19):  3807-3814.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.19.017
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    【目的】以健康豬為研究對象,開展泰地羅新注射液在豬體內的藥動學特征及生物利用度的研究,從而為泰地羅新的臨床應用提供科學依據。【方法】選取20頭健康豬,隨機分為2組,按4 mg·kg-1進行單次靜注、肌注泰地羅新注射液,于注射后5 min、10 min、15 min、0.5 h、1 h、2 h、4 h、8 h、12 h、1 d、2 d、3 d、4 d、5 d、6 d、7 d、8 d、9 d、10 d、11 d、12 d、13 d、14 d、15 d進行前腔靜脈采血,采用Phenomenex Luna C18(150 mm×2 mm,5 μm)。以乙腈-0.1%甲酸水溶液為流動相,梯度洗脫程序洗脫,流速0.25 mL·min-1,柱溫為30℃,進樣量 5.0 μL。樣品自然解凍,準確吸取0.5 mL血漿于5 mL離心管內,加入2 mL乙腈,渦旋混勻,震蕩10 min,8 000 r/min離心10 min,取上清液35℃下氮氣吹干,1 mL復溶液復溶,過0.22 μm微孔濾膜,LC-MS/MS檢測分析。泰地羅新在4—1 000 ng·mL-1 的濃度范圍內呈現良好的線性關系,相關系數為0.994—0.998,檢測限為2 ng·mL-1,定量限為4 ng·mL-1,該方法的相對回收率為87.91%—104.93%,呈良好的線性關系,相關系數為0.994—0.998。批內變異系數為2.12%—12.09%,批間變異系數3.92%—10.65%。該方法靈敏度高,操作簡便,可以用于泰地羅新在豬體內的藥代動力學研究。泰地羅新采用電噴霧離子源(ESI)離子化;正離子模式掃描;多反應監測模式(MRM),電噴霧電壓(IS)為5500V;霧化氣壓力(GS1)為50psi;輔助氣流速(GS2)為50 L·min-1,氣簾氣壓力(CUR)為25 psi;離子源溫度(TEM)為550 ℃;碰撞室壓力(CAD)為6 psi。m/z→734.6/98.1和m/z→734.6/174.4。HPLC-MS/MS法檢測豬血漿中泰地羅新的濃度。采用藥動學軟件 Winnonlin5.2.1的非房室模型分析方法,計算有關藥物動力學參數。【結果】豬靜脈注射給藥后,AUClast和AUCinf(pred)分別為(18030.30±7560.75) h·ng·mL-1和(18795.31±7455.23) h·ng·mL-1。t1/2為(99.42±22.25) h,MRT為(81.71±12.15) h。肌肉注射給藥后,Cmax為(886.00±155.63) ng·mL-1Tmax為(0.51±0.30)h,AUClast和AUCinf(pred)分別為(19702.05±6442.36)h·ng·mL-1和(20840.08±6849.76) h·ng·mL-1。t1/2為(100.83±20.23) hMRT為(81.80±9.44) h。絕對生物利用度為109.27%。【結論】泰地羅新肌注后在豬體內具有吸收迅速,分布廣泛,達峰迅速,消除較慢,生物利用度高等特點,可在獸醫臨床上安全使用。
    研究簡報
    不同作物與再植蘋果幼樹混栽對再植植株及土壤環境的影響
    馬子清,段亞楠,沈向,陳學森,尹承苗,毛志泉
    中國農業科學. 2018, 51(19):  3815-3822.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.19.018
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    【目的】以老齡蘋果園土壤為對象,研究不同作物與再植蘋果幼樹混栽對再植植株及土壤環境的影響,篩選更有效的混栽作物以減輕蘋果連作障礙,為老果園更新提供技術支持。【方法】試驗設置老齡蘋果園土對照(CK)、溴甲烷熏蒸老齡蘋果園土(T1)、蘋果幼樹與蔥混栽(T2)、蘋果幼樹與小麥混栽(T3)、蘋果幼樹與芥菜混栽(T4)共5個處理,測定不同處理對再植幼樹地上部生物量、土壤酶活性、土壤微生物數量以及土壤中酚酸類物質含量的影響,采用qPCR技術檢測老果園土壤中主要有害真菌拷貝數的變化。【結果】3種作物和蘋果幼樹的混栽均可顯著增加蘋果幼樹的株高、地徑、鮮重、干重、新稍平均長度和新梢總長,其中與蔥混栽(T2)處理效果最好,其株高、地徑、鮮重、干重、新稍平均長度和新梢總長分別是對照的 1.12、1.31、1.71、1.65、1.25和2.09倍。與蔥、小麥、芥菜3種作物混栽處理均可增加土壤細菌數量,減少土壤真菌的數量,其中與蔥混栽較對照細菌數量增加了37.93%、真菌數量下降了41.33%,混栽小麥細菌總量增加了31.03%,混栽芥菜細菌總量增加了13.79%,混栽蔥、小麥、芥菜使土壤細菌/真菌比值分別提高了135.11%、128.55%和89.66%;與老齡蘋果園土對照(CK)相比,與蔥混栽(T2)、與小麥混栽(T3)、與芥菜混栽(T4)處理的鐮孢菌屬基因拷貝數均有所降低,且表現出顯著性差異,與蔥混栽處理的串珠鐮孢的數量降低了61.01%,尖鐮孢的數量降低了37.11%,腐皮鐮孢的數量降低了40.97%,層出鐮孢的數量降低了53.11%;3種作物與蘋果幼樹混栽提高了土壤中主要酶的活性,其中混栽芥菜處理較對照脲酶活性提高最為明顯,提高了44.59%;混栽小麥處理磷酸酶、蔗糖酶活性比對照分別提高了59.26%、50.37%;混栽蔥、小麥、芥菜土壤中根皮苷的含量明顯降低,分別降低了81.23%、20.56%、86.11%;與老果園土壤對照相比,混栽蔥使土壤中酚酸類物質總量較對照降低了28.27%,與其他處理相比效果較好。【結論】混栽蔥、小麥、芥菜3種作物對連作土壤環境和再植幼樹生物量影響較大,3種作物與再植幼樹混栽均能提高蘋果幼樹生物量,優化微生物群落結構,提高連作土壤主要酶活性,降低土壤中根皮苷含量,減輕蘋果連作障礙。其中,與蔥混栽效果最佳。
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