中国农业科学

华南地区常规籼稻品种产量和株型性状的遗传改良

刘传光,张桂权,周汉钦,冯道基,郑海波

中国农业科学. 2010, 43(19): 3901-3911 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.19.001

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【目的】研究矮化育种以来华南地区常规籼稻品种产量与株型性状的改良及其关系,为进一步提高品种产量潜力探索新的突破方向。【方法】以华南地区自矮化育种以来育成推广的65个主要栽培品种为试验材料,通过在相同生态和栽培条件下的栽培试验,研究不同年份育成品种产量和株型性状的演变,将植株形态性状与产量性状进行相关分析,并将几个主要产量性状与产量进行通径分析。【结果】从矮化育种开始,华南地区常规籼稻品种产量水平不断提高,至20世纪80年代中期达到最高水平,随后产量水平处于停滞状态,直到2000年又开始形成上升趋势。品种株高随育成年份缓慢上升,但上升幅度不大;在叶形性状中,上三叶长和上三叶宽未有明显变化,但上三叶基角和上三叶曲率则有较显著的改良;穗粒性状中单株穗数和结实率逐渐降低,一次枝梗数、二次枝梗数和每穗粒数则呈线性增加,千粒重呈阶梯式下降;单株库容量、单株生物产量和单株产量表现为20世纪50年代至80年代中后期显著上升,随后上升趋势停滞。【结论】自矮化育种以来,华南地区常规籼稻品种产量水平显著提高,但自20世纪80年代中后期开始未能取得进一步突破。在株型性状的遗传改良方面,叶片形态性状改良显著,品种由大粒穗数型向小粒大穗型演进。今后品种改良的重点是通过株型改良提高库容量。

大豆MIPS1基因的定位及其低植酸突变性状CAPS标记的开发

袁凤杰,姜莹,朱申龙,李百权,付旭军,朱丹华,董德坤,舒庆尧

中国农业科学. 2010, 43(19): 3912-3918 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.19.002

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【目的】定位大豆肌醇-3-磷酸合成酶基因MIPS1,丰富该基因的遗传信息;开发出该基因的特异性分子标记,用于大豆突变体Gm-lpa-TW-1低植酸(LPA)突变性状的辅助选择。【方法】应用公布的大豆基因组数据库和生物信息学分析确定MIPS1候选染色体,利用分离群体中微卫星标记与LPA性状的共分离,定位突变基因MIPS1;根据MIPS1 LPA突变性质和同源基因的序列,开发CAPS分子标记。【结果】大豆中有4个MIPS 基因,其中MIPS1被定位在染色体18上,为注释为Glyma18g02210的大豆基因,其DNA起始序列为1 364 774 bp,位于SSR标记Satt570(3 162 690 bp)和Satt115 (10 422 881 bp)之上,遗传距离分别为5.5和15.2 cM;开发了MIPS1特异性共显性CAPS标记,与LPA性状完全共分离。【结论】本文首次确定了MIPS1所在染色体及其位置,丰富了该基因的遗传信息,开发的CAPS标记可用于Gm-lpa-TW-1 LPA性状的分子标记辅助选择。

中国大豆资源异黄酮含量及其组分的遗传变异和演化特征

王春娥,赵团结,盖钧镒

中国农业科学. 2010, 43(19): 3919-3929 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.19.003

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【目的】中国拥有丰富的栽培大豆和野生大豆资源,研究不同生态区大豆种质异黄酮含量的遗传变异和演化特征为专用型品种的选育奠定基础。【方法】以来自中国各生态区的580份地方品种、106份育成品种、209份野生大豆组成的895份大豆种质为材料,88份国外品种为参照,采用快速高效液相色谱法测定12种大豆籽粒异黄酮,分析其遗传变异和演化特征。【结果】全国野生大豆、地方品种与育成品种大豆异黄酮总含量(TISF)及其组分均存在很大变异。TISF变幅分别为927.29—7 932.94、259.38—7 725.45和489.67—5 968.90 μg?g-1,平均分别为2 994.51、3 241.33和2 704.83 μg?g-1。从野生种到地方品种再到育成品种,长期人工育种使染料木苷类总含量(尤其是丙二酰基染料木苷)与黄豆苷类总含量(尤其是乙酰基黄豆苷和丙二酰基黄豆苷)增加,大豆苷类总含量(尤其是乙酰基大豆苷)却明显降低,从而导致育成品种平均TISF低于野生种。各生态区的野生和栽培种质的TISF及其组分均有大量变异。野生种TISF与种质来源地经、纬度无显著性相关,栽培种则由于各地人工进化的差异形成了与地理经、纬度均有极显著负相关(r＝-0.264和-0.380)的特点。从983份材料中优选出ZYD3621(TISF 7 932.94 μg?g-1)、N3188(TISF 7 725.45 μg?g-1)、N20793(TGL 5 122.21 μg?g-1)等一批高TISF与高组分特异种质可供异黄酮育种利用。【结论】中国从野生种到地方品种再到育成品种,异黄酮含量及其组分的演化特点为栽培大豆平均异黄酮总含量、染料木苷类与黄豆苷类总含量均高于野生种,大豆苷类总含量低于野生种。中国各生态区域内大豆异黄酮及其组分均有丰富变异,从中筛选出一批高含量、高组分种质可供异黄酮育种利用。

保存大豆种质遗传完整性的策略 ——基于SSR分子标记选择纯系

李英慧,常汝镇,邱丽娟

中国农业科学. 2010, 43(19): 3930-3936 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.19.004

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【目的】遗传完整性是种质安全保存和更新的核心问题,从分子水平上鉴定大豆品种的纯度,为有效保存种质遗传完整性提供理论依据。【方法】利用均匀分布在大豆基因组的59个SSR标记对中国2 794份大豆种质纯度进行分析。【结果】鉴定出2 517份高纯度种质(占总体的90.1％),其中有1 099份为纯系,说明中国栽培大豆资源中绝大部分种质的纯度较高;在277份低纯度种质中,94.2%为地方品种,占地方品种总数2 475份的10.5%。t检验发现,地方品种的纯合率(0.965,P=0.001)显著低于选育品种或品系的纯合率(0.976,P=0.001)。【结论】低纯度种质在种子繁殖时需要保持较大的群体规模,否则将丢失低频率的基因型。为了节省人力物力和方便利用,建议在分子水平上对大豆种质进行纯系选择,其中以来自湖北、四川、江苏等省的大豆种质为纯系选择的重点。

利用cDNA-SRAP分析赤霉素诱导甘蔗节间伸长的差异表达

吴建明,李杨瑞,王爱勤,杨柳,杨丽涛

中国农业科学. 2010, 43(19): 3937-3944 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.19.005

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【目的】探寻赤霉素诱导甘蔗节间伸长基因表达差异的分子基础,为分离节间伸长相关基因奠定基础。【方法】以新台糖22号为材料,在伸长初期以浓度为200 mg?L-1的赤霉素进行叶面喷施,以喷施清水为对照,分别提取总RNA进行等量混合,获得2种不同处理的样品池,采用cDNA-SRAP技术进行基因差异表达分析。【结果】700对引物组合共扩增到约15 000条、大小在50—750 bp的cDNA片段。在GA3处理组和对照组中,甘蔗幼茎中的转录水平具有很大的差异,获得134条差异条带。从反向Northern杂交结果阳性的S-TDFs中选取24个片段进行克隆和序列分析,按照功能可以将24个差异表达基因片段S-TDFs(cDNA-SRAP transcript derived fragments)分为6类,分别为能量与代谢相关基因(4条,占总数的16.67%)、未知功能蛋白基因(6条,占总数的25%)、未知基因(10条,占总数的41.66%)、细胞壁生物合成与修饰相关基因(1条,占总数的4.17%)、信号传导相关基因(2条,占总数的8.33%)和转录因子相关基因(1条,占总数的4.17%)。【结论】cDNA-SRAP完全适用于差异表达分析,从中获得一些与甘蔗节间伸长相关的差异基因片段,这些基因可用于甘蔗节间伸长的分子机理研究。

抛秧物理立苗对水稻生长的影响及其调控因素的研究

郭保卫,张春华,魏海燕,张洪程,陈厚存,戴其根,霍中洋,许轲,邢琳,管文文,黄幸福,杨雄

中国农业科学. 2010, 43(19): 3945-3953 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.19.006

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【目的】研究抛秧物理立苗对水稻生育的影响及其调控因素,探讨提高物理立苗的技术指标,为改善生产上抛秧群体起点质量提供理论依据。【方法】通过设置直立苗、倾斜苗、平躺苗3种物理立苗姿态,研究不同物理立苗状况对抛秧稻生育的影响,从整地、抛栽高度、水层深度、不同球土比例等方面试验, 探讨抛秧物理立苗的调控因素。【结果】直立苗在抛后活棵快,各生育阶段干物重、N素吸收、光合势、净同化率、抗倒性、产量上都高于倾斜苗,并显著高于平躺苗;在土壤5—6 cm呈烂糊状,抛高为3 m时,直立苗率最高,达81%;随着抛栽时水层深度的增加,直立苗比例逐渐减少;对苗高而言,宜控制在10—16 cm,适当选择孔大的塑盘,抛后的直立苗比例超过70%。【结论】直立秧苗各阶段生育状况好于倾斜苗和平躺苗,显著好于平躺苗。提高直立苗比例,可有效促进抛秧高产的形成。土壤5—6 cm烂糊,采用矮壮苗,适当提高球土比例,抛高3—4 m条件下,立苗效果好。

耕作方式对小麦耗水特性和籽粒产量的影响

褚鹏飞,于振文,王东,张永丽

中国农业科学. 2010, 43(19): 3954-3964 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.19.007

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【目的】利用测墒补灌技术确定灌水量,研究高产条件下耕作方式对小麦的耗水特性、蒸腾速率及籽粒产量的影响,为小麦节水高产栽培提供理论依据。【方法】2007—2008年和2008—2009年小麦生长季,在高肥力条件下,设置条旋耕、深松+条旋耕、旋耕、深松+旋耕和翻耕5种耕作方式,研究不同处理对小麦耗水量、旗叶蒸腾速率、叶片水分利用效率、籽粒产量和水分利用效率的影响。【结果】深松+旋耕处理的总耗水量最高,深松+条旋耕和翻耕处理次之,且两者无显著差异,条旋耕和旋耕处理低于上述处理,表明深松后小麦的总耗水量增加。深松+条旋耕处理的土壤贮水消耗量占总耗水量的比例和开花至成熟阶段的耗水量及其模系数最高,深松+旋耕处理次之,条旋耕和旋耕处理均低于翻耕处理,表明深松+条旋耕促进了土壤贮水的消耗,提高了小麦灌浆阶段的耗水量,有利于籽粒灌浆。深松+条旋耕和条旋耕处理的灌水量占总耗水量的比例低于其它处理,条旋耕处理最低,深松+旋耕和翻耕处理最高且两者无显著差异,旋耕处理次之。灌浆中后期,深松+条旋耕和深松+旋耕处理的叶片水分利用效率最高且两者无显著差异,翻耕处理次之,条旋耕和旋耕处理低于上述处理,表明深松有利于小麦在灌浆中后期保持较高的光合能力。深松+条旋耕和深松+旋耕处理的籽粒产量最高且两者无显著差异,翻耕处理次之,条旋耕和旋耕处理低于上述处理,表明深松有利于籽粒产量的提高。深松+条旋耕处理的水分利用效率和灌溉效益最高,深松+旋耕处理次之,条旋耕和旋耕处理低于翻耕处理,表明深松+条旋耕有利于水分的高效利用。【结论】本试验条件下,深松+条旋耕是兼顾高产节水高效的耕作方式。

花生荚果干物质积累与蔗糖代谢的相关性研究

崔光军,刘风珍,万勇善

中国农业科学. 2010, 43(19): 3965-3973 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.19.008

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【目的】探讨花生荚果产量和籽仁营养成分含量与种子蔗糖代谢的关系。【方法】选用种子发育正常的大花生品系(05D610)及其种子皱缩变异品系(05D677)为材料,测定了果针入土后6—72 d的荚果干重、果针入土后30—72 d籽仁可溶性总糖、蔗糖、果糖、葡萄糖、淀粉、蛋白质、脂肪含量等,以及果针入土后30—66 d籽仁中与蔗糖代谢相关酶活力的动态变化。【结果】果针入土后24—54 d是荚果干重的快速积累时期,是决定荚果干重的关键时期,期间05D610干物质积累速率是05D677的2.4倍。收获期05D610和05D677的荚果干重分别是2.06 g和1.28 g,差异极显著。果针入土后30—72 d时期内,05D610籽仁中己糖/蔗糖比值、脂肪含量显著高于05D677,蛋白质含量显著低于05D677,两品系淀粉含量差异不显著。果针入土后30—66 d时期内,蔗糖合成酶(SS)合成方向的酶活力显著高于蔗糖磷酸合成酶(SPS),是合成蔗糖的主要酶;蔗糖合成酶裂解方向的酶活力显著高于酸性转化酶(AI)和中性转化酶(NI),是裂解蔗糖的主要酶。蔗糖合成酶在花生种子有机物贮藏阶段的蔗糖代谢中占主导作用。两品系间蔗糖合成酶合成方向的酶活力差异不显著,05D610蔗糖磷酸合成酶活力显著高于05D677,05D610蔗糖合成酶裂解方向的酶活力明显低于05D677。【结论】在花生果针入土后24—54 d是干物质积累的关键时期。蔗糖合成酶(裂解方向)是影响有机物积累的关键酶。籽仁中己糖/蔗糖比值、蔗糖磷酸合成酶活力、蔗糖合成酶裂解方向酶活力的差异可能是造成正常品系(05D610)和种子皱缩变异品系(05D677)间荚果干物质积累速率、荚果干重、营养成分出现差异的原因。

嫁接棉花对棉花黄萎病抗性、产量和纤维品质的影响

郝俊杰,马奇祥,刘焕民,贾新合,董中东,刘书梅,崔小伟,张志新

中国农业科学. 2010, 43(19): 3974-3980 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.19.009

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【目的】研究嫁接棉花对棉花黄萎病抗性、产量和纤维品质的影响,探索通过嫁接来防治棉花黄萎病的可行性。【方法】选用已明确抗黄萎病的海岛棉Gossypium barbadense L.海7124和Pima 90为砧木,以陆地棉G. hirsutum品种湘杂棉21和感病品系冀棉11为接穗,完成4个嫁接组合,将其种植在连作棉田,调查嫁接棉花和非嫁接棉花的棉花黄萎病、产量和纤维品质。【结果】嫁接棉花和接穗对照相比,棉花黄萎病明显减轻,有些嫁接组合的抗病性达到高抗水平。和接穗对照相比,多数嫁接组合的株高和果枝数高于对照,嫁接对多数嫁接组合的现蕾期、开花期、吐絮期、衣分、铃重以及纤维品质的大多指标影响不显著。4个嫁接组合的结铃数/m2、籽棉和皮棉产量均高于各自的接穗对照。【结论】选取合适的砧木和接穗嫁接组合,可以有效地防治棉花黄萎病和提高连作棉田的棉花产量。

普通烟草铁氧还蛋白I的原核表达、抗体制备及在ToMV侵染烟草体内表达分析

孙现超,李勇,周常勇,青玲

中国农业科学. 2010, 43(19): 3981-3987 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.19.010

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【目的】构建普通烟草铁氧还蛋白I(ferredoxin I,Fdn-I)原核表达载体,表达可溶性Fdn-I蛋白,并制备其多克隆抗体,分析Fdn-I在ToMV侵染烟草叶片内的表达情况。【方法】以Fdn-I全长cDNA为模板,用PCR扩增Fdn-I,克隆至原核表达载体pEGX-6p-1,构建Fdn-I与GST融合表达载体pEGX-Fdn-I,重组质粒转化原核表达菌株BL21,优化GST-Fdn-I可溶性表达条件后大量表达蛋白,用GST亲和层析法纯化获得可溶性GST-Fdn-I蛋白,免疫家兔制备多克隆抗体。ELISA测定抗体效价,Western印迹法检测抗体的特异性和ToMV侵染前后烟草叶片内Fdn-I的表达情况。【结果】在温度为28℃,IPTG诱导浓度为0.3 mmol?L-1条件下表达出大小为41.3 kD的可溶性融合蛋白。纯化获得约4 mg可溶性蛋白,免疫家兔制备了效价为1/6 400的多克隆抗体。Western印迹结果表明,该抗体可以与Fdn-I的原核和酵母表达产物特异性结合。分析表明Fdn-I在ToMV侵染后烟草叶片内含量明显低于其在健康烟草叶片内的含量。【结论】通过Fdn-I大肠杆菌中的可溶性表达,制备获得了其高效价特异性多克隆抗体,利用该抗体检测表明ToMV侵染烟草降低了Fdn-I的表达。

成都平原不同耕作模式的农田效应研究 I.对土壤性状及作物产量的影响

梁淑敏,谢瑞芝,汤永禄,杨锦忠,李朝苏,王灵便,吴春,李少昆

中国农业科学. 2010, 43(19): 3988-3996 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.19.011

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【目的】通过研究不同耕作模式对土壤性状及产量的影响,为成都平原主导耕作模式的筛选和调控技术提供理论依据。【方法】采用长期定位试验的方法,通过5年对5个处理[CK：麦稻双旋(WRCT)、麦免+稻旋 (WNRCT)、麦稻双免(WRNT)、麦稻垄作(WRRT)、麦免+稻旋+秋作(WNRCVNT)]的大田试验研究,系统分析耕作模式对土壤性状和作物产量的影响。【结果】不同耕作模式对土壤性状的影响各不相同：与对照相比,单免和双免耕处理降低了0-10 cm土层的容重,增加了10-20 cm土层的土壤容重;增加了土壤的小孔隙、小孔隙的比例及0-10 cm土层的大孔隙,降低了10-20 cm的大孔隙,使土壤孔径分布得到改善。耕作措施对土壤吸湿水和土壤比重影响差异不显著,免耕降低了土壤比重。双免使土壤的渗水速率增加,不利于水稻生长,但单免能促进水稻生长。与对照相比,单免和双免耕秸秆覆盖增加了土壤有机质,降低了0-10 cm土层的碱性,但增加了10-20 cm土层的碱性。双免耕定位5年,增加了小麦产量,但大幅降低了水稻的产量。与此相反,单免则有利于小麦和水稻共同增产。【结论】免耕形成了“上松下紧”的土壤结构,改变了土壤的通透性,尤其是在10-20 cm,打破了传统耕作的犁底层。但免耕对土壤结构的改变对小麦和水稻的产量影响并不一致：长期双免耕能促进小麦增产,但对水稻生长和产量不利。

当前生产条件下不同作物施肥效果和肥料贡献率研究

王伟妮,鲁剑巍,李银水,邹娟,苏伟,李小坤,李云春

中国农业科学. 2010, 43(19): 3997-4007 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.19.012

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【目的】研究在当前生产条件下化肥施用对不同作物产量的影响,明确化肥对不同作物产量的贡献率及肥料的农学利用率现状。【方法】2006年至2008年在湖北省分别布置水稻、小麦、油菜和棉花的田间肥效试验251、47、62和26个,分析研究氮、磷、钾肥配合施用对农作物的增产效果,以及目前不同作物的肥料贡献率和肥料农学利用率现状。【结果】目前农作物平衡施用氮、磷、钾肥的增产效果显著,但不同作物的施肥效应差异较大。与不施肥相比,水稻、小麦、油菜和棉花平衡施用氮、磷、钾肥分别平均增产2 269、2 200、1 438和1 617 kg?hm-2,增产率分别为46.7%、109.8%、173.7% 和68.6%;相对应的肥料对产量的贡献率分别为29.6%、48.6%、56.2%和38.0%,肥料农学利用率分别为7.2、7.7、4.0和3.0 kg?kg-1。【结论】现代作物产量的提高和维持必须依赖肥料的施用,并且应该根据不同作物的施肥效应合理配置肥料资源,同时在保证农作物高产的前提下,提高肥料的利用效率。

长期施肥条件下黑垆土有效磷对磷盈亏的响应

裴瑞娜,杨生茂,徐明岗,樊廷录,张会民

中国农业科学. 2010, 43(19): 4008-4015 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.19.013

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【目的】阐明不同施肥条件下土壤有效磷与土壤磷素累积的响应关系,为黄土高原旱作农区科学施用磷肥提供依据。【方法】分析了黑垆土28年(1979—2007年)肥料长期定位试验中,不同施肥处理下土壤磷素盈亏与土壤有效磷的变化特征。【结果】长期施用化肥(NP)、单施有机肥(M)及化肥与有机配施(NPM),土壤有效磷含量随试验年限的延长呈极显著(P＜0.01)上升趋势,年均分别增加0.54、0.64和1.11 mg?kg-1,而不施肥和单施氮肥处理土壤有效磷含量呈持平或下降趋势。土壤有效磷增加量随磷盈亏而变化,二者呈极显著(P＜0.01)正相关,施用化学磷肥、单施有机肥和有机无机肥配施,土壤中的磷素均有盈余,土壤中每盈余100 kg?hm-2磷所能增加的土壤有效磷分别为3.85、0.29和0.53 mg?kg-1。施用化学磷肥土壤有效磷的增加速率是施有机肥的11.6倍。【结论】土壤有效磷随土壤磷素盈余而变化与加入磷素形态密切相关,长期单施化学磷肥提升土壤有效磷的速率显著大于单施有机肥。

基于FAO-56双作物系数法估算农田作物蒸腾和土壤蒸发研究——以西北干旱区黑河流域中游绿洲农田为例

赵丽雯,吉喜斌

中国农业科学. 2010, 43(19): 4016-4026 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.19.014

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【目的】确定中国西北干旱区黑河流域中游绿洲农田蒸散量并区分作物蒸腾和土壤蒸发,为制定合理的作物灌溉制度和提高区域水资源利用效率提供依据。【方法】本文利用中科院临泽内陆河流域研究站绿洲内部大田玉米地2009年的小气候和土壤蒸发等综合观测试验数据,运用FAO-56和ASCE推荐的两种时间步长的四种不同形式的Penman-Monteith模型估算了甘肃临泽绿洲玉米农田2009年参考蒸散量,并结合FAO-56双作物系数法估算了其实际蒸散量。【结果】4种P-M模型FAO-56-PM 24h、ASCE-PM 24h、FAO-56-PM 0.5h及ASCE-PM 0.5h和双作物系数法估算的实际蒸散量依次为672.1、766.2、991.2和805.6 mm。【结论】利用涡动相关数据及小型蒸渗仪实测数据对其进行了检验,结果表明,使用FAO-56-PM 24h模型估算参考作物蒸散量的参考作物蒸散-双作物系数法能够较好估算研究区的蒸散量并有效地区分农田作物蒸腾和土壤蒸发。2009年研究区域农田制种玉米的耗水量大约为671.2 mm,日均蒸散量为4.1 mm,其中作物蒸腾累积量为498.5 mm,土壤蒸发累积量为172.7 mm,分别占蒸散量的74.2%和25.8%。

黄瓜黄绿叶突变体光合色素变化及相关基因差异表达

苗晗,顾兴芳,张圣平,王晓武,方智远,张振贤

中国农业科学. 2010, 43(19): 4027-4035 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.19.015

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【目的】黄瓜黄绿叶突变体是进行光合系统研究和遗传育种研究的重要材料,明确其叶色突变机理,可为进一步利用该性状进行基因定位、基因克隆等研究提供理论依据。【方法】本试验对黄瓜黄绿叶突变体9110Gt叶色黄化和转绿后的光合色素成分、含量和原叶绿素含量进行测定,并利用cDNA-AFLP技术及cDNA-Ad-SRAP技术,进行相关基因差异表达研究,获得差异表达片段。【结果】突变体9110Gt和野生型9110G在叶色素组分上没有显著差异,但突变体的光合色素及原叶绿素含量都低于正常株。从该突变材料中分离到的9条与叶色突变基因相关的差异表达片段与叶绿体和线粒体中基因具有较高同源性。【结论】该突变体叶色黄化是由于原叶绿素合成受阻从而导致叶绿素a合成减少,进而导致叶绿素含量降低,叶片光合色素比例发生变化,叶色发生变异。基因转录水平的研究进一步说明引起该现象的原因可能是与叶绿体发育、叶绿素生物合成相关的基因发生了突变。

弱光或低温弱光下辣椒叶片类胡萝卜素含量与品种耐性的关系

颉建明,郁继华,黄高宝,冯致

中国农业科学. 2010, 43(19): 4036-4044 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.19.016

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【目的】揭示弱光和低温弱光下辣椒叶片类胡萝卜素含量的变化规律,及其与品种耐弱光性或耐低温弱光性的关系,为辣椒种质耐性鉴定筛选适宜的指标和方法。【方法】以已知耐弱光性和耐低温弱光性的12个辣椒品种为试材,动态测定弱光和低温弱光下叶片类胡萝卜素含量,研究类胡萝卜素含量的变化规律及其与品种耐性的相关性。【结果】28℃/18℃、100 μmol?m-2?s-1弱光处理或15℃/5℃、100 μmol?m-2?s-1低温弱光处理均使辣椒叶片的类胡萝卜素含量逐渐降低,且低温弱光处理的降低幅度大于弱光处理的。28℃/18℃、100 μmol?m-2?s-1弱光处理5、10、15和20 d叶片的类胡萝卜素含量与辣椒耐弱光性综合隶属函数值均呈极显著正相关;15℃/5℃、100 μmol?m-2?s-1低温弱光处理10、15和20 d叶片的类胡萝卜素含量与辣椒耐低温弱光性综合隶属函数值呈显著负相关。【结论】弱光或低温弱光下辣椒叶片类胡萝卜素含量可以作为品种耐弱光性及耐低温弱光性的鉴定指标。弱光下辣椒叶片的类胡萝卜素含量越高,品种的耐弱光性越强;低温弱光下辣椒叶片的类胡萝卜素含量越低,品种的耐低温弱光性越强。

行间生草对赤霞珠葡萄与葡萄酒含氮化合物的影响

惠竹梅,张振文,马新丽,马少青,李华

中国农业科学. 2010, 43(19): 4045-4052 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.19.017

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【目的】研究葡萄园行间生草对葡萄果实不同部位与葡萄酒中含氮化合物的影响。【方法】在酿酒品种赤霞珠葡萄园行间播种白三叶草、紫花苜蓿和高羊茅,以清耕为对照,在果实成熟期及酒精发酵结束后,采用凯氏定氮法及全自动氨基酸分析仪测定分析各处理葡萄果皮、果肉、种子及葡萄酒中的总氮、可溶性蛋白质及氨基酸含量。【结果】除紫花苜蓿处理使葡萄种子中可溶性蛋白质含量显著高于清耕(对照)外,行间生草总体使葡萄果皮、果肉及种子中的总氮和可溶性蛋白质含量降低,果实中不同部位总氮及可溶性蛋白质含量也有差异,种子中总氮含量最高,占葡萄果实总氮含量的41.6%,果肉与果皮分别占总氮含量的33.9%及24.5%;葡萄果实中可溶性蛋白质占总氮含量的46.0%,种子、果肉及果皮中可溶性蛋白质分别占果实中可溶性蛋白质总含量的50.9%、33.9%及15.2%;葡萄酒中总氮和可溶性蛋白质含量无显著差异。高羊茅和紫花苜蓿处理使葡萄果实中氨基酸总含量升高,白三叶草处理使其降低,但均无显著差异,各处理葡萄果实中均以脯氨酸含量最高,占氨基酸总含量的45.9%—56.9%,其次是赖氨酸和精氨酸,占氨基酸总含量的16.4%—24.2%。行间生草使葡萄酒游离氨基酸总含量升高,其中高羊茅处理最高,其次是紫花苜蓿处理,这两种生草处理与清耕之间差异达显著水平;各处理葡萄酒中的氨基酸,均以脯氨酸含量最高,占氨基酸总含量的90.11%—92.45%。【结论】行间生草使葡萄果实总氮和可溶性蛋白质含量降低,但总体提高了葡萄与葡萄酒中游离氨基酸总含量,有利于提高葡萄酒的质量。

茶树不同儿茶素含量愈伤组织的蛋白差异分析

张立明,王云生,高丽萍,夏涛

中国农业科学. 2010, 43(19): 4053-4062 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.19.018

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【目的】建立适合于茶树愈伤组织的蛋白质双向电泳技术,并比较不同愈伤组织间的蛋白表达差异,为深入开展茶树儿茶素生物合成的蛋白质组学研究奠定基础。【方法】在优化蛋白质提取技术的基础上,分别对“云茎63X”(儿茶素含量低)、“云茎63Y”(儿茶素含量较高)和光照诱导的“云茎63Y”(儿茶素含量最高)三类愈伤组织的蛋白质进行双向电泳分析,并对表达差异的蛋白质点进行质谱(LTQ-ESI-MS/MS)分析。【结果】通过对蛋白得率和SDS-PAGE单向电泳图谱的比较,发现TCA-丙酮法最适合茶树愈伤组织中蛋白质的提取;从三类愈伤组织的蛋白双向电泳图谱中,分析检测出14个差异较大的蛋白质;经质谱分析和数据库检索,14个蛋白中包括有谷胱甘肽S-转移酶、WD40蛋白、咖啡酸-O-转甲基酶、S-腺苷甲硫氨酸合成酶、果胶甲酯酶等。【结论】这些蛋白可能参与了苯丙烷及类黄酮途径的合成及其调控、乙烯合成、细胞壁代谢、糖酵解和信号转导等生理作用。

32个菊花近缘种属植物耐盐性筛选

管志勇,陈素梅,陈发棣,尹冬梅,刘兆磊,唐娟,杨帆

中国农业科学. 2010, 43(19): 4063-4071 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.19.019

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【目的】确定菊花耐盐种质的筛选方法,并以2个栽培菊花品种为对照,对30份菊花近缘种属野生资源进行耐盐性筛选,为耐盐菊花新品种选育提供耐盐种质。【方法】在Hoagland营养液水培条件下,分别设置5个浓度NaCl(0、40、80、120、160、200 mmol?L-1)对4份菊花近缘种属植物进行处理,根据单株受害叶面积比率的差异,确定适宜的筛选浓度;在此筛选浓度下对32份材料进行胁迫处理,通过建立受害程度与胁迫时间的数学回归模型,利用回归方程分别求出材料单株受害叶面积达50％所需用时间,以此进行耐盐性排序,并与其它叶片形态受害指标的筛选结果相比较,采用系统聚类法综合各项指标评价各材料耐性。【结果】耐盐筛选适宜浓度为120 mmol?L-1,在此胁迫浓度下,各指标的变异系数较大,依据不同指标的耐盐筛选结果间相关性较高;建立了3类共32个回归方程,各方程的回归效果良好。【结论】以叶片形态症状为依据可以对菊花近缘属植物的耐盐性进行快速、有效筛选,根据聚类结果将32份耐盐性材料分为极强、强、中等、敏感4个级别,芙蓉菊、牡蒿、达磨菊耐盐性极强;菊蒿、大岛野路菊耐盐性强;滨菊、黄金艾等7份材料的耐盐性中等,栽培菊、紫花野菊、小红菊、毛华菊、甘菊等20份材料对盐胁迫敏感。

蓝、紫粒小麦籽粒花色苷组成分析

赵善仓,刘宾,赵领军,郭栋梁,毛江胜,郭长英,任凤山,王宪泽,田纪春

中国农业科学. 2010, 43(19): 4072-4080 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.19.020

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【目的】应用超高效液相色谱配以串联质谱技术和二极管阵列检测技术对蓝、紫粒小麦籽粒中的花色苷进行分离与鉴定,揭示蓝、紫粒小麦籽粒花色苷组成成分。【方法】小麦籽粒花色苷用90%甲醇水溶液(含0.5%甲酸)超声波提取,SPE C18柱净化处理。应用超高效液相色谱串联质谱对蓝、紫粒小麦籽粒中的花色苷提取物进行母离子扫描,初步确定蓝、紫粒小麦籽粒中的花色苷种类,用全扫描、子离子扫描,多反应检测技术对蓝、紫粒小麦籽粒中的花色苷组分和含量进行分析。【结果】蓝、紫粒小麦籽粒中含有14种不同种类的花色苷类化合物,且不同的蓝、紫粒小麦籽粒中花色苷的种类与含量不同。【结论】明确了蓝、紫粒小麦籽粒中花色苷的组分与含量,建立了应用质谱快速分离与鉴定蓝、紫粒小麦籽粒中花色苷的方法。

扁桃胶组分和多糖结构的研究

王立新,王森,郜爱玲

中国农业科学. 2010, 43(19): 4081-4087 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.19.021

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【目的】研究扁桃胶的氨基酸和单糖组成以及多糖结构。【方法】利用离子色谱仪测定扁桃胶的氨基酸和单糖组成;采用红外色谱仪分析多糖结构。【结果】扁桃胶的氨基酸成分为Arg、Ala、Thr、Gly、Val、Ser、Pro、His、Phe、Glu、Asp、Tyr等12种氨基酸。其中 Thr含量(百分比)最高,为47.89%。扁桃胶的单糖主要由葡萄糖醛酸、木糖和半乳糖和阿拉伯糖组成。另外,还有少量的鼠李糖和海藻糖,这6种成分的摩尔比为24.35﹕9.25﹕33.75﹕31.60﹕0.74﹕0.31。初步推断扁桃胶的多糖主链结构可能由1,6-linked Galp 和1,4-linked Araf 构成;非还原性末端基团为1-linked Fucp、1-linked Ribf 或1-linked GluA;分枝点主要位于1,2,6-linked Galp上。【结论】本研究可以作为扁桃胶深度开发利用的重要依据。

瘤胃微生物不同区系的硝态氮还原、甲烷产生和发酵参数比较

林淼,郭望山,任丽萍,周振明,孟庆翔

中国农业科学. 2010, 43(19): 4088-4093 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.19.022

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【目的】以硝态氮为惟一氮源,评价体外培养瘤胃微生物不同区系还原硝酸盐的程度以及对甲烷产生和发酵参数的影响。【方法】采用Menke人工瘤胃产气法进行24h厌氧发酵,以硝酸钠、可溶性淀粉和微晶纤维素组成纯合日粮,用物理离心和化学抑制剂相结合的方法,将瘤胃液分成8种区系：全瘤胃液(WRF)、原虫(P)、细菌(B)、真菌(F)、原虫+细菌(P+B)、原虫+真菌(P+F)、细菌+真菌(B+F)和负对照(CTN),测定微生物硝酸盐降解率及发酵参数。【结果】P区系硝酸盐降解率显著高于B区系(P＜0.001),P+F及B+F区系硝酸盐降解率低;WRF产气量和硝酸盐降解率最高,P+B和P区系次之,这3个区系的甲烷(CH4)、总挥发酸(TVFA)含量和乙酸比例均高于其它区系(P＜0.001);硝酸盐的还原有利于微生物蛋白的合成,P+B区系的合成量最高。【结论】瘤胃原虫(P)和细菌(B)区系具有高还原硝酸盐(NO3-)和亚硝酸盐(NO2-)能力,原虫区系的硝态氮还原能力更强;真菌(F)区系培养于此发酵底物中,还原硝酸盐的能力很弱,几乎可以忽略。瘤胃原虫和细菌区系是硝态氮还原、产甲烷和微生物蛋白合成的主要区系。

植物蛋白对6—11日龄犊牛腹泻与血液指标的影响

张乃锋,刁其玉,李辉

中国农业科学. 2010, 43(19): 4094-4100 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.19.023

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【目的】研究代乳品中植物蛋白含量对6—11日龄犊牛腹泻与血液相关指标的影响。【方法】选择6日龄荷斯坦公犊12头,随机分为3组,分别饲喂植物蛋白占总蛋白20%、50%和80%的代乳品。【结果】当代乳品中植物蛋白占总蛋白的80%时,犊牛7日龄血清IgG较其它组显著降低(P＜0.05)、9日龄血清碱性磷酸酶较其它组显著升高(P＜0.05)、犊牛腹泻情况较其它组明显增加且主要集中于过渡期前2—3 d;试验各组犊牛生长性能、血清总蛋白、尿素氮、皮质醇和生长激素等均未见显著变化。【结论】犊牛代乳品中植物蛋白含量影响犊牛腹泻与血液相关指标,适宜的植物蛋白质含量(≤50%)有利于犊牛健康及由母乳到代乳品的平稳过渡。

番鸭体重生长非线性混合效应模型评价的研究

张元跃,柳小春

中国农业科学. 2010, 43(19): 4101-4108 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.19.024

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【目的】定量描述和估计本地番鸭体重生长的轨迹和参数。【方法】本研究对116只番鸭进行了21 weeks的饲养和观测;利用5种生长函数(Gompertz、Logistic、Von Bertalanffy、Richards和Brody)拟合了番鸭体重生长的非线性混合效应模型;分别计算了这些模型的8个生长参数(成熟体重、拐点日龄、拐点体重、初生体重、绝对生长率、相对生长率、绝对成熟率和相对成熟率);根据信息准则、误差方差的大小和生长参数估计值的准确度,比较了不同模型间的拟合和估计结果。【结果】与非线性固定效应模型比较,5种非线性混合效应模型拟合的番鸭体重生长方程和估计的8个生长参数,其准确度整体上提高了许多;全群番鸭体重生长Gompertz非线性混合效应模型,其信息准则最小,误差方差减少量达99.92%;雄、雌番鸭体重生长Richards非线性混合效应模型, 其信息准则最小,误差方差减少量分别是89.80%、91.81%。【结论】Gompertz和Richards非线性混合效应模型分别是评价全群和雄、雌番鸭体重生长的最优模型。

猪源致病性大肠杆菌的血清型、毒力基因及抗菌药耐药性的调查

王秀梅,蒋红霞,廖晓萍,张万江,朱恒乾,张悦,刘雅红

中国农业科学. 2010, 43(19): 4109-4115 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.19.025

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【目的】探讨猪大肠杆菌病分离的E.coli的优势血清型与毒力基因和耐药性的相关性。【方法】采用玻片凝集法测定了猪大肠杆菌病有关的血清型分布,PCR方法调查7种毒力相关基因,用微量稀释法测定了所有菌株对18种抗菌药的敏感性。【结果】超过一半的菌株含有astA,Stx2e 和eaeA基因,且毒力基因组合Stx2e+ astA 和Stx2e +eaeA 较为流行。定型菌株53株,分别属于15个不同的血清型,其中O8和O64为主要流行的血清型。O8型菌株中,所有均携带astA 基因,多数耐四环素、环丙沙星、恩诺沙星、氯霉素和磺胺甲噁唑,但对安普霉素,阿米卡星和多黏菌素E敏感;而O64型菌株中,多数携带astA 和Stx2e 基因,所有对环丙沙星、恩诺沙星、氯霉素和磺胺甲噁唑耐药,但对多黏菌素E和卡那霉素敏感。【结论】O8和O64为主要流行的血清型,两种血清型菌株拥有相似的毒力基因谱和耐药表型,但有不同的敏感表型。

PCV2感染仔猪急性期蛋白的变化

孙运,华利忠,陈耿,张书霞

中国农业科学. 2010, 43(19): 4116-4122 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.19.026

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【目的】探讨实验性感染PCV2仔猪血清中急性期蛋白浓度和肝脏急性期蛋白表达的变化,为PCV2的致病机制和诊断提供有价值的资料。【方法】19头ELISA检测PCV2抗体阴性的5 周龄健康断奶仔猪,随机分为对照组和攻毒组,在攻毒后不同时间采集血液和肝脏。用ELISA方法检测血清中APPs的动态变化,荧光定量RT-PCR测定肝脏中APPs mRNA表达,同时观察肝脏的组织病理学变化。【结果】仔猪接种PCV2后,肝脏出现实质细胞变性,结缔组织增生和嗜酸性粒细胞浸润为特征的病理学损伤;血清中,猪主要急性期蛋白(Pig-MAP)在攻毒后7 d达到峰值,在7和10 d显著高于对照组(P＜0.05);血清淀粉样蛋白A(SAA)在攻毒后7 d和21 d显著高于对照组(P＜0.05);血清载脂蛋白AⅠ(Apo-AⅠ)攻毒后21 d显著高于对照组(P＜0.05),其余时间差异均不显著; PCV2感染后21 d仔猪肝脏中结合珠蛋白(HP)、C-反应蛋白(CRP)、α1-酸性糖蛋白(AGP)和SAA mRNA的表达呈现升高的趋势。【结论】PCV2感染可引起仔猪肝脏出现以实质细胞变性坏死和结缔组织增生为特征的病理学变化,血清APPs浓度和肝脏APPs mRNA表达呈现不同的变化,其中Pig-MAP可以作为病程发展的重要检测指标,对监测PCV2感染、疾病的预后起重要作用。

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