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1. 2017年第50卷第1期目次

2017, 50 (1): 0-1. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.nykx-201750-0100

摘要（229）

PDF （350KB）（275）

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2. 中国玉米审定品种标准SSR指纹库的构建

王凤格, 杨扬, 易红梅, 赵久然, 任洁, 王璐, 葛建镕, 江彬, 张宪晨, 田红丽, 侯振华

2017, 50 (1): 1-14. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.001

摘要（687）

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PDF （1902KB）（949）

PDF（mobile）（1902KB）（4）

【目的】对数量庞大的已知玉米品种构建可共享的作物品种标准DNA指纹库。【方法】基于荧光毛细管电泳检测平台和植物品种DNA指纹库管理系统，利用筛选的40对SSR核心引物对3 998份中国玉米审定品种标准样品进行建库，通过多实验室、多检测平台进行建库数据的质量评估。【结果】绘制了40个玉米建库引物的等位基因频率分布图作为每个引物的特征图谱，在建库试验中发挥了相当于参照样品的作用。形成了一套十重荧光毛细管电泳组合，并在SSR指纹分析器中建立了一套系统默认PANEL作为不同实验室建库时的标准PANEL。统计玉米审定品种指纹库构建的试验情况，每份样品具有2—5套原始试验数据及对应的指纹图谱，其中61%的样品做了2组独立试验，33%的样品做了3组独立试验，最终建成的标准指纹库累计缺失和差异位点仅占0.2%，数据完整性达到99.8%。在不同实验室、不同电泳检测平台的评估结果表明，同一荧光电泳检测平台上获得SSR指纹数据一致性高，而不同的电泳检测平台获得的数据存在一定偏差，为实现不同实验室的SSR指纹数据共享，需要统一荧光引物、分析软件及电泳检测平台。对所有审定品种指纹数据进行整体两两比较，表明中国玉米审定品种之间差异比较大，品种间差异位点百分比集中在80%—95%（占78.28%），品种间差异位点百分比在50%以上的已达到99.21%，而低于20%的只有0.09%；对玉米审定品种杂合率水平进行分析，平均品种杂合率达到64%，主要集中在50%—80%（占89%）。通过玉米品种标准指纹比对服务平台（网址：http://www.maizedna.org/）实现了指纹库的共享。【结论】形成了构建作物品种SSR指纹库的标准化程序，构建了3 998份玉米审定品种的SSR指纹库，通过多实验室联合比较试验，保证建库数据的准确性和数据库的可共享性；建立了玉米品种标准指纹比对服务平台网站，实现玉米审定品种指纹库在全国种子检验系统的共享。

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3. 盐胁迫下甘蓝型油菜发芽期下胚轴和根长的全基因组关联分析

张蕊，邓文亚，杨柳，王亚萍，肖芳枝，禾健，卢坤

2017, 50 (1): 15-27. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.002

摘要（578）

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PDF （3818KB）（757）

【目的】解析甘蓝型油菜发芽期根和下胚轴发育及耐盐性的调控位点，筛选油菜耐盐性相关的候选基因，可为油菜耐盐性改良提供依据。【方法】以317份具有代表性的甘蓝型油菜自交系为材料，在正常生长和盐胁迫条件下进行沙培鉴定，利用芸薹属60K SNP芯片和全基因组关联分析鉴定正常生长与盐胁迫下甘蓝型油菜发芽期根和下胚轴长度显著关联的SNP，并确定其连锁不平衡区间。通过区间内基因的功能注释及盐胁迫下油菜幼苗根和叶片转录组差异表达基因筛选连锁不平衡区间内的重要候选基因，并以实时荧光定量PCR分析候选基因的组织特异性和盐胁迫诱导表达模式，提高候选基因筛选的准确性。【结果】正常生长和盐胁迫下甘蓝型油菜发芽期下胚轴和根长在不同材料间变异较大，频次分布表明目标性状均为数量性状，受多基因调控。全基因组关联分析模型比较表明，MLM+P+K模型为最优模型。以此模型对目标性状进行全基因组关联分析，检测到45个显著关联SNP，其中40个与下胚轴长度显著关联，5个与根长显著关联，单个SNP解释的表型变异分别为9.12%—14.46%和7.67%—8.93%。重复检测的显著相关SNP中，值得注意的是C04染色体的rs8970，同时与4个性状显著关联，表型贡献率为7.67%—12.35%，是唯一在下胚轴长和根长间重复检测到的显著关联SNP。11个重要关联SNP中有6个位于10—442 kb的连锁不平衡区块中。转录组分析表明，11个连锁不平衡区间共包含447个基因，其中15个受盐胁迫诱导表达。转录组和基因功能注释综合分析表明，BnaSRO1、BnaPAGR2、BnaNPH3、BnaMYB124、BnaSAM-Mtase、BnaBIN2、BnaUMAMIT11、BnaEXPA7、BnaRPT3、BnaEF-hand和BnaF3H很可能为各自区间的候选基因。实时荧光定量PCR结果证实除BnaNPH3外，其他基因均在根或下胚轴中受盐胁迫诱导上调表达。组织特异性分析还发现BnaUMAMIT11、BnaPAGR2和BnaEXPA7主要在萌发的根和下胚轴中特异表达，BnaRPT3、BnaBIN2和BnaMYB124虽然呈组成型表达，但在萌发阶段的下胚轴中表达量最高，证实这些基因很可能参与油菜发芽期根和下胚轴生长发育及耐盐性的调节。【结论】全基因组关联分析共鉴定出45个控制油菜发芽期根和下胚轴发育及耐盐性的显著关联SNP。连锁不平衡、转录组和基因功能注释综合分析初步鉴定出11个重要候选基因。

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4. 干旱胁迫对甘蔗4个生理指标遗传变异的影响

赵培方，赵俊，刘家勇，昝逢刚，夏红明，P.A. Jackson, J. Basnayake, N.G. Inman-Bamber, 杨昆，赵丽萍，覃伟，陈学宽，赵兴东，范源洪

2017, 50 (1): 28-37. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.003

摘要（424）

HTML （1）

PDF （1419KB）（590）

【目的】研究干旱胁迫对气孔导度（Gs）、PSⅡ原初光能转化效率（Fv/Fm）、叶片伸长速率（leaf elongation，LE）和叶片相对含水量（relative water content，RWC）4个甘蔗生理指标遗传变异的影响，为其在甘蔗育种程序早期阶段的应用提供参考。【方法】采用裂区设计，以自然干旱和人工灌溉为主区，不同甘蔗基因型为副区，在云南省红河州开远市和玉溪市元江县2个试验点先后对22个和18个甘蔗基因型同时开展田间试验，主要在2个生长季甘蔗拔节前期先后13次、18次、15次和10次分别对4个生理指标Gs、Fv/Fm、LE、RWC进行测量。采用软件GenStat计算各指标各次测量的遗传方差分量（s_g²）和环境方差分量（s_e²），并计算广义遗传力（h_b²），采用SAS9.1对每次测量干旱和灌溉处理下获得遗传方法分量和广义遗传力进行成对t测验。【结果】四项生理指标受干旱影响极显著，13次Gs、18次Fv/Fm、15次LE和10次RWC处理间差异均为极显著。在干旱和灌溉处理下，13次Gs基因型间分别10次和11次差异显著，广义遗传力范围分别为0.19—0.68和0.19—0.82，13次平均分别为0.49和0.53，灌溉条件下的遗传方差显著高于干旱胁迫下的遗传方差；18次Fv/Fm基因型间分别17次和16次差异显著，广义遗传力范围分别为0.26—0.83和0.16—0.85，平均值分别为0.64和0.58，干旱条件下的遗传方差极显著高于灌溉条件下的遗传方差；15次LE基因型间分别14次和10次差异显著，广义遗传力范围分别为0.09—0.89和0.09—0.81，平均值分别为0.58和0.50，干旱处理下平均遗传方差和遗传力较高；10次RWC基因型间分别8次和6次差异显著，广义遗传力范围分别为0.10—0.76和0.16—0.77，平均值分别为0.57和0.47，干旱条件下平均遗传方差和广义遗传力较高。总之，除Gs，其他3个指标在干旱条件下获得广义遗传力均高于灌溉条件下的广义遗传力。【结论】干旱胁迫影响Gs、Fv/Fm、LE和RWC的遗传变异和广义遗传力，在灌溉条件下测量Gs和在干旱条件下测量其他3个指标更易获得较高的遗传变异和广义遗传力，但所有4个生理指标均能在灌溉条件下获得较高的广义遗传力。

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5. 新疆棉花高产简化栽培技术评述与展望

白岩，毛树春，田立文，李莉，董合忠

2017, 50 (1): 38-50. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.004

摘要（515）

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PDF （453KB）（1268）

近20年来，新疆产棉区采取“促早栽培，向‘温’要棉；密植矮化，向‘光’要棉；水肥一体化，向‘水肥’要棉；农机农艺融合，向‘轻简化’要效益”的技术途径，通过机械代替人工大幅度减少人工投入，膜上精量播种免除放苗、定苗，合理密植配合化学调控实现简化整枝与集中收花，节水灌溉与水肥一体化实现节本增产增效，关键农艺技术与物质装备有机结合和综合运用，既保证了高产甚至超高产，又实现了轻简化，较好地解决了高产与简化的矛盾，使得以新疆为主的西北内陆棉区成为全国平均单产最高的优势棉花产区。展望未来，为保障棉花持续高产高效，今后新疆棉花栽培的技术途径须与时俱进，一方面由“向温、向水要产量、要效益”，转变为“向光、向水肥一体化、向农艺技术与物质装备高度融合要产量、要品质、要效益”；另一方面棉花栽培管理要改过去“三分种、七分管”为“七分种、三分管”。要通过棉田综合调控建立棉花高光效群体，提高群体光能利用率，协同提高棉花产量和品质；重视种子品质、提高播种质量，在“种”的环节多下功夫，减少管理环节，进一步节本增效；加强新疆棉花高效轻简化栽培的基础理论创新，为新疆棉花可持续发展提供理论支撑。

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6. 外源硒对谷子生理特性、硒含量及其产量和品质的影响

穆婷婷，杜慧玲，张福耀，景小兰，郭琦，李志华，刘璋，田岗

2017, 50 (1): 51-63. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.005

摘要（600）

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PDF （480KB）（978）

【目的】探索不同生育期喷施不同浓度硒对谷子产量、品质、保护酶活性及籽粒硒含量的变化规律，明确谷子外源硒的最佳施用量和最佳施用期，为富硒谷子的生产管理提供科学依据。【方法】以春谷长农35、夏谷冀谷20、抗除草剂杂交谷晋谷50为试验材料，采用田间试验，设置6个供硒水平（清水对照（T0）、16.96 g·hm^-2Na₂SeO₃（T1）、33.92 g·hm^-2 Na₂SeO₃（T2）、67.84 g·hm^-2 Na₂SeO₃（T3）、135.68 g·hm^-2 Na₂SeO₃（T4）、271.36 g·hm^-2 Na₂SeO₃（T5）），在苗期、抽穗期、灌浆期叶面喷施，研究不同生育期不同供硒水平对不同品种谷子生理生化指标、产量、品质及硒含量的影响。【结果】不同浓度外源硒叶面处理谷子，不同生育期SPAD、POD、SOD、MDA、GSH和GSH-Px等6个生理生化指标，品种间达极显著差异水平（P＜0.01），并且除MDA外，其他均主要表现为随着硒浓度的增加呈现先升高后降低的趋势，T3处理达到最大，抽穗期SOD、POD、GSH-Px的活性、GSH含量和SPAD分别比对照增加18%、44%、94%、97.4%和9%。外源硒能够显著提高谷子籽粒硒含量，并且不同喷施时期、不同品种均随着喷施硒浓度的增加而增加，喷施时间对籽粒硒含量的影响为灌浆期＞抽穗期＞苗期，不同品种同一时期表现为晋谷50 ＞长农35＞冀谷20。在摄入硒的安全范围内，灌浆期T3处理，晋谷50籽粒硒含量达到0.297 mg·kg^-1，比对照增加8.6倍。叶面喷施硒可以提高谷子粗蛋白、脂肪、赖氨酸和叶酸等营养品质的含量，不同喷施时期不同品种谷子粗蛋白、赖氨酸和叶酸含量与对照相比，均表现为T3处理增加最多，最高增加了13.9%、17.9%和7.5%。与对照相比，不同浓度硒可以提高谷子产量，具体表现为随着硒浓度的增加先增加后减小，以T3处理达到最大，之后为减小趋势。抽穗期T3处理晋谷50、冀谷20、长农35产量与对照相比分别增加4.9%、4.7%和1.2%。【结论】适量的外源硒对谷子生理特性提升、营养品质改善和产量提高具有促进作用，也有利于富硒功能食品谷子的生产。综合分析，抽穗期喷施亚硒酸钠67.84 g·hm^-2为谷子叶面喷施硒的最佳施用期和最佳施用量。

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7. 基于EFAST方法的AquaCrop作物模型参数全局敏感性分析

邢会敏，相诗尧，徐新刚，陈宜金，冯海宽，杨贵军，陈召霞

2017, 50 (1): 64-76. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.006

摘要（550）

HTML （8）

PDF （658KB）（1703）

【目的】敏感性分析是作物模型本地化过程中的重要环节，对作物模型的校正与应用有重要的意义。【方法】本研究以国家精准农业示范研究基地2012—2013、2013—2014和2014—2015年冬小麦试验为研究对象，采用全局敏感性分析方法扩展傅里叶幅度检验法（Extended Fourier Amplitude Sensitivity Test，EFAST）对AquaCrop模型42个作物参数进行敏感性分析，以评估模型在北京地区的敏感参数。【结果】（1）对干生物量敏感作物参数是：水分和温度胁迫参数（生物量生产的最小生长度（stbio）, 引起冠层早衰的土壤水分消耗上限（psen））、生物量和产量参数（归一化水分生产力（wp））、蒸散参数（作物冠层形成后到衰老之前的作物系数（kcb））、作物冠层和物候发展参数（冠层生长系数（cgc），从播种到出苗时长（eme），最大冠层覆盖度（mcc），冠层衰老系数（cdc），从播种到成熟的时长（mat），产量形成过程中收获指数的建立长度（hilen））。其中stbio，kcb，wp和cgc 4个作物参数敏感性指数最大；（2）对冠层覆盖度最敏感的参数是：作物冠层和物候发展参数（cgc，mcc，每公顷株数（den），出苗率达到90%时的土壤覆盖度（ccs），mat和cdc）、根区发展参数（最大有效根深（rtx））、水分和温度胁迫参数（psen）、蒸散参数（kcb）；（3）对产量最敏感的参数是作物冠层和物候发展参数（从播种到开花时长（flo），mat，cdc，hilen和从播种到开始衰老时长（sen））、水分和温度胁迫参数（psen）、生物量和产量参数（参考收获指数（hi）和wp）、蒸散参数（kcb）。【结论】利用EFAST方法对AquaCrop模型中的作物参数进行一阶和全局敏感分析，最大干物量的敏感性分析结果以及干生物量随时间变化的敏感性分析结果显示，敏感性参数的选择上差异不大，但排序上存在较大的差异，最大干生物量的敏感性分析不能分析作物参数对干生物量在整个生育期的影响，结果不全面；冠层覆盖度随时间变化的一阶和全局敏感性分析结果显示，在敏感参数的选择和排序上均有较好的一致性，全局敏感性分析中作物参数的敏感性指数更高，对冠层覆盖度的影响表现得更明显。本研究结果用于AquaCrop模型本地化，可提高该模型在北京地区的模拟效率和模拟精度。

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8. 橡胶树白粉病菌OhPbs2的克隆及功能分析

冯霞，林春花，康迅，金洋，刘晓，何其光，刘文波，缪卫国，郑服丛

2017, 50 (1): 77-85. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.007

摘要（442）

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PDF （1153KB）（434）

【目的】Pbs2是MAPK信号途径HOG-MAPK通路的重要成员之一，在植物病原菌渗透压调节方面发挥着重要作用。橡胶树白粉病菌（Oidium heveae）是专性寄生菌，论文借助橡胶树炭疽病菌（Colletotrichum gloeosporioides），研究橡胶树白粉病菌OhPbs2的功能。【方法】采用同源克隆方法，分别以橡胶树白粉病菌基因组DNA和cDNA为模板，PCR扩增OhPbs2；利用生物信息学分析该基因的结构域，对该基因和其他真菌的7个同源蛋白序列进行系统进化分析，并利用MEGA6中最大简约法构建系统进化树来进一步分析鉴定该基因；利用同源重组和原生质体转化技术，将OhPbs2转化到缺失Pbs2的橡胶树炭疽菌突变体ΔCgPbs2中；在PDA+1.5 mol·L-1山梨醇的平板上筛选转化子，同时提取转化子的基因组作为模板，用橡胶树白粉病菌OhPbs2的引物对进行PCR鉴定，选择正确的转化子ΔCgPbs2+OhPbs2进行后续表型测定；在不同培养条件下，比较ΔCgPbs2、ΔCgPbs2+OhPbs2和野生型菌株生长状态，并在橡胶树叶片接菌检测3个菌株致病力。【结果】OhPbs2基因序列全长1 927 bp，cDNA序列全长1 860 bp，含有一个内含子，编码一个619个氨基酸的蛋白；生物信息学分析表明该蛋白具有与CgPbs2相同的S_TKc功能域，构建系统进化树发现橡胶树白粉病菌Pbs2蛋白与烟曲霉（Aspergillus fumigatus）Pbs2蛋白亲缘关系最近，相似度为55%，与橡胶树炭疽病菌的相似度为49%，与粗糙脉孢菌（Neurospora crassa)、稻瘟菌（Magnaporthe oryzae）、酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）、禾谷镰孢（Fusarium graminearum）的Pbs2蛋白具有较近的亲缘关系，相似度分别为54%、53%、53%、50%；ΔCgPbs2+ OhPbs2菌株能在PDA+1.5 mol·L-1山梨醇培养基上长出白色菌落，ΔCgPbs2菌株不能生长，并且测序结果显示OhPbs2已成功转入ΔCgPbs2；ΔCgPbs2+OhPbs2在MM培养基上菌落呈白色，气生菌丝较短，不同于wild type菌株。在含有不同浓度NaCl、山梨醇、SDS、H2O2及咯菌腈的MM培养基上，ΔCgPbs2、ΔCgPbs2+OhPbs2和wild type菌株随着浓度增加，菌落生长速度逐渐降低，OhPbs2不仅能恢复橡胶树炭疽菌菌株耐渗透压尤其耐受山梨醇的能力以及对咯菌腈的敏感性，甚至具有增强的能力，OhPbs2互补改变了橡胶树炭疽病菌颜色，抑制了气生菌丝生长；CgPbs2可能参与了橡胶树炭疽病菌致病性，但OhPbs2互补没有恢复其致病性。【结论】 OhPbs2可能参与调控病菌的营养生长、氧化应激反应、渗透压响应及细胞壁形成等，并能增强橡胶树炭疽病菌相应功能，但与CgPbs2调控病菌致病力的机制可能存在不同。

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9. 绿盲蝽AlEcR-A的单克隆抗体制备及在外源20E诱导下的应答

谭永安，肖留斌，郝德君，赵静，孙洋，柏立新

2017, 50 (1): 86-93. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.008

摘要（252）

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PDF （955KB）（378）

【目的】获得绿盲蝽（Apolygus lucorum）蜕皮激素受体（AlEcR-A）原核表达的重组蛋白，制备单克隆抗体，分析绿盲蝽AlEcR-A在外源蜕皮激素(20E)诱导下mRNA及蛋白表达量的变化趋势，为进一步研究EcR的功能奠定前期基础，同时也为构建20E信号传导的网络图谱提供理论依据。【方法】在前期获得绿盲蝽AlEcR-A的基础上，将含有其基因的T载体经Nde I和XbaI双酶切，构建AlEcR-A原核表达载体（pCzn1-AlEcR-A），将该表达载体经IPTG诱导表达和蛋白Ni-IDA亲和纯化，以获得AlEcR-A基因功能区的纯化蛋白。进一步用其进行免疫反应，取小鼠的脾细胞与SP2/0细胞进行细胞融合，采用间接ELISA及Western blot筛选验证是否为目的抗体，通过抗体纯化，Western blot检测该抗体能否特异性结合AlEcR-A重组蛋白及绿盲蝽总蛋白，从而制备得到AlEcR-A蛋白单克隆抗体。最后利用RT-PCR及Western blot方法，进行20E微注射绿盲蝽2龄若虫，分析8 d内AlEcR-A的mRNA及蛋白含量的变化，明晰20E诱导下AlEcR-A的应答反应。【结果】经Nde I和XbaI双酶切后原核表达载体pCzn1-AlEcR-A在大肠杆菌Arctic express中能高效表达一个约为55 kD的蛋白，且该重组蛋白经IPTG诱导后主要以包涵体的形式存在；经Ni-IDA亲和层析后，pCzn1-AlEcR-A重组蛋白的包涵体纯度仅在55 kD附近有一条明显的特异性条带，说明靶蛋白已得到纯化。进一步通过小鼠免疫、细胞融合及腹水制备，获得了1株能稳定分泌抗AlEcR-A蛋白单克隆抗体的细胞株，命名为8H7；Western blot分析表明，该细胞株不仅能与绿盲蝽总蛋白结合，还可特异性与AlEcR-A重组蛋白反应，且条带大小一致，说明制备的AlEcR-A单克隆抗体准确、有效；RT-PCR及Western blot结果表明，与注射蒸馏水相比，20E微注射处理后的绿盲蝽AlEcR-A mRNA表达量及蛋白表达量均显著升高，且随着处理时间的延长，其增值幅度也逐渐增高。【结论】获得了一株高特异性的能稳定分泌AlEcR-A单克隆抗体的细胞株，20E有诱导AlEcR-A mRNA及蛋白表达的作用。

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10. 长期施用不同肥料塿土PLFA指纹特征

郭芸，孙本华，王颖，魏静，高明霞，张树兰，杨学云

2017, 50 (1): 94-103. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.009

摘要（437）

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PDF （475KB）（837）

【目的】土壤微生物群落结构的组成与活性的变化是衡量土壤肥力的重要指标，研究长期不同施肥和土壤管理方式对塿土微生物群落结构的影响，对于指导塿土施肥和土壤管理，实现农田可持续利用具有重要意义。【方法】以陕西杨凌“国家黄土肥力与肥料效益监测基地”长期肥料定位试验为基础，运用磷脂脂肪酸标记法（PLFA），研究了塿土长期不同施肥及土地利用方式下土壤微生物群落结构及其与土壤理化性质的关系。处理包括：长期不施肥（CK）、单施氮肥（N）、长期配合施用氮钾（NK）、磷钾（PK）、氮磷（NP）、有机肥和氮磷钾（MNPK）以及长期休闲（FL）和撂荒（AB）。【结果】与对照相比，MNPK、NP和撂荒处理土壤总PLFA分别增加218.8%、73.9%和74.3%，细菌分别增加188.3%、80.8%和82.6%，真菌分别增加了315.8%、111.5%和167.0%，放线菌分别增加了23.7%、21.3%和16.3%，同时也显著增加了真菌/细菌比；N、NK和PK土壤总PLFA、细菌、真菌差异不显著，但PK显著降低放线菌的含量；与农田施肥相比，休闲和撂荒显著降低G+和G-含量。多样性指数结果表明，长期有机无机配施明显提高土壤微生物群落的Shannon-Winner多样性指数、Simpson优势度和Pielou均匀度指数，撂荒和NP也能显著增加Shannon-Winner多样性指数和Pielou均匀度指数，而长期休闲处理均明显降低了这些指数。主成分分析表明，MNPK、NP、撂荒和休闲土壤微生物群落结构发生较大变化；MNPK显著提高G-（18:1ω5c，cy19:0ω7c）、细菌（16:0，10Me22:0饱和脂肪酸）及真核生物（18:3ω6c，16:3ω6c，22:2ω6c）的多度值，撂荒（AB）和NP显著提高细菌（15﹕0，18﹕0，22﹕0，17﹕0饱和脂肪酸）的多度值。RDA分析表明，土壤理化性质对微生物菌群影响的重要性依次为有机质＞全氮＞含水量＞速效磷＞pH＞容重＞速效钾，这些理化因子均是微生物生长的关键因子。【结论】长期有机无机肥配施、氮磷配施和撂荒提高了土壤微生物群落结构多样性，从而改善了土壤生态环境，而长期休闲不利于土壤生态系统的稳定和健康。

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11. 块根块茎类作物内生固氮菌分离鉴定、系统发育与促生特性

李艳星，郭平毅，孙建光

2017, 50 (1): 104-122. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.010

摘要（443）

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PDF （1134KB）（846）

【目的】分离鉴定块根块茎类作物内生固氮菌，研究块根块茎类作物内生固氮菌的系统发育，分析测定块根块茎类作物内生固氮菌的促生特性，探讨块根块茎类作物内生固氮菌的种群特点及其随寄主植物的分布特征。【方法】表面消毒块根块茎样品后采用低氮培养法分离内生细菌；通过对菌株nifH的PCR扩增、测序确认分离细菌是固氮菌；通过16S rRNA基因测序、比对初步鉴定菌株，分析菌株的系统发育；通过测定菌株产生ACC脱氨酶、植物激素IAA，拮抗病原真菌研究菌株的促生特性。【结果】从胡萝卜、白萝卜、马铃薯、紫甘蓝、山药、莲藕、芋头、红薯、生姜、甜菜等14个块根块茎类作物的块根、块茎中共分离到内生固氮菌219株。基于16S rRNA序列，这些菌株在系统发育上分别属于Acinetobacter、Arthrobacter、Bacillus、Brevibacillus、Brevibacterium、Chryseobacterium、Citrobacter、Delftia、Domibacillus、Enterobacter、Fictibacillus、Flavimonas、Flavobacterium、Microbacterium、Micrococcus、Paenibacillus、Pantoea、Pseudomonas、Rahnella、Rhizobium、 Sphingobacterium、Staphylococcus、Stenotrophomonas、Variovorax，共计24属79种，显示了块根块茎内生固氮菌丰富的种群多样性。鉴定结果显示，219株新分离菌株中有77株系统发育地位属于Bacillus属的23个种，29株属于Pseudomonas属的10个种，二者合计为33种106株，分别占系统发育种数和新分离菌株数的41.77%和48.40％，说明Bacillus和Pseudomonas属是新分离块根块茎类作物内生固氮菌的优势种群。从219株新分离菌株中选取了79株代表菌株进行促生特性研究，结果显示8.86%菌株检测到了ACC脱氨酶活性（0.026—13.76 µmol α-丁酮酸·mg^-1蛋白·h^-1），64.56%菌株检测到了产IAA（0.34—28.99 µg·mL^-1），6.33%—13.92%菌株具有拮抗病原真菌能力（抑菌率41%—63%）。【结论】在正常生长的块根块茎类作物的块根块茎内栖息着大量内生固氮菌；块根块茎类作物内生固氮菌在科学分类地位上分布广泛，达到24属79种，显示出巨大的生物多样性；Bacillus和Pseudomonas是块根块茎类作物内生固氮菌优势种群；大约10%—60%的块根块茎类作物内生固氮菌显示出产生ACC脱氨酶、产生植物激素IAA、拮抗病原真菌等促进植物生长特性，这可能是内生固氮菌有益于植物生长的内在原因。

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12. 六倍体（AⁿAⁿCⁿCⁿC^oC^o）与白菜型油菜杂交可交配性及后代菌核病抗性

李勤菲，陈致富，刘瑶，梅家琴，钱伟

2017, 50 (1): 123-130. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.011

摘要（276）

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PDF （3017KB）（461）

【目的】利用亲本种遗传资源是改良甘蓝型油菜的重要手段。以甘蓝型油菜与菌核病抗性甘蓝杂交合成的六倍体为桥梁，与大量的白菜型油菜杂交，合成杂种，探索改良甘蓝型油菜菌核病抗性的策略。【方法】采用菌核病抗病甘蓝（C01）与甘蓝型油菜（中双9号）杂交合成六倍体，通过分析六倍体的育性、菌病抗性和减数分裂行为来分析其作为桥梁材料转移菌核病抗性的可能性；将六倍体与110份白菜型油菜杂交，通过考察杂种发育和可交配性来分析六倍体与白菜型油菜杂交的可行性；通过鉴定杂种的苗期表型特征、自交结实率及离体茎秆的菌核病抗性来分析杂种在改良甘蓝型油菜遗传背景上的利用潜力。【结果】该六倍体的花粉育性为90.6%—92.7%，自交结实率为3—7粒/角果；菌核病抗性显著高于对照品种（中双9号）；处于减数分裂后期I的花粉母细胞中，68.80%（86/125）的染色体分离比为28﹕28。110份春性、冬性和半冬性的白菜型油菜与六倍体杂交，授粉15 d后的胚珠发育正常，并且都能收获成熟种子，平均可交配性为（4.25±3.91）粒/角果。尽管不同基因型之间的可交配性存在显著差异，但是不同生态型的白菜型油菜与六倍体杂交的可交配性无显著差异（半冬性：（4.35±3.77）粒/角果，春性：（4.34±4.51）粒/角果，冬性：（4.01±3.43）粒/角果；P=0.44）。六倍体作为母本或者父本与白菜型油菜杂交都能结籽，而且没有显著性差异（六倍体为母本：平均结实率为4.27粒/角果；六倍体为父本：平均结实率为3.95粒/角果；P=0.69）。六倍体与白菜型油菜杂交创建的杂种，苗期形态似甘蓝型油菜，但是表型变异丰富；杂种都能自交结籽，平均自交结实率为（7.72±4.45）粒/角果；来自不同生态型的白菜型油菜与六倍体合成的杂种自交结实率无显著性差异（冬性白菜型油菜合成的杂种平均自交结实率：（8.07±3.43）粒/角果，半冬性：（7.88±4.64）粒/角果，春性：（6.41±3.00）粒/角果，P=0.95）。经过两年的离体茎秆菌核病抗性鉴定，6份杂种的菌核病发病程度两年均显著低于中双9号（P＜0.05）。【结论】以六倍体为桥梁能有效地将甘蓝型油菜亲本种的优良性状导入到甘蓝型油菜中。

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13. 西瓜枯萎病生理小种1抗性QTL精细定位与InDel标记开发

李娜，王吉明，尚建立，李楠楠，徐永阳，马双武

2017, 50 (1): 131-141. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.012

摘要（513）

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PDF （879KB）（508）

【目的】通过QTL初定位检测栽培西瓜枯萎病生理小种1抗性的主效QTL，验证枯萎病抗性基因Fon-1的存在，结合亲本重测序信息开发紧密连锁易于检测的InDel (insertion/deletion)分子标记，为西瓜枯萎病分子标记辅助育种提供技术支撑，并实现该QTL的精细定位，加速Fon-1的克隆和功能验证进程。【方法】以高抗枯萎病的栽培西瓜‘ZXG01478’和高感病的栽培西瓜‘14CB11’为亲本构建的F₂群体为试验材料，利用WinQTL cartographer 2.5软件基于复合区间作图法对枯萎病生理小种1抗性进行QTL定位。依据两个亲本材料进行高通量的重测序，并利用重测序信息，获取位于QTL置信区间的InDel信息，利用自编的Perl程序提取参考基因组中插入缺失相应位置前后500 bp的序列，并利用Primer 5.0软件设计对应的InDel引物对，开发InDel标记。利用开发的InDel标记进行精细定位（根据基因型鉴定结果找到群体中的交换单株，逐步缩小QTL区间）、图谱（利用JoinMap 4.0计算标记的连锁关系）和QTL的重新分析。并利用具有广泛代表性的130份不同抗性的西瓜种质资源的基因型和表型鉴定结果进行验证分析。【结果】F₂群体的病株率频率分布呈现明显的双峰分布且抗病和感病两种类型的株系分离比基本符合3﹕1的分离比（c²=0.52，P=0.47），表明西瓜枯萎病生理小种1抗性主要受一个主效QTL控制。F₂群体的QTL初定位在LG1鉴定到一个枯萎病抗性相关的主效QTL（fon1），其LOD峰值为26.05，解释80.18%的表型变异，置信区间对应的物理位置为1号染色体的193 333—2 775 577 bp。通过两个亲本重测序在QTL置信区间发现19个插入缺失片段大于20 bp的InDels，经引物设计与亲本筛选，获得理想引物12对，根据位于端点位置的插入缺失选取了6对InDel引物利用F₂群体进行验证。初步的精细定位利用群体中的5个交换单株将QTL的置信区间锁定到InDel2_fon1的上游区域，连锁和QTL的重新分析结果显示新开发的一个分子标记InDel1_fon1出现在该QTL的峰值，LOD值为31.65，解释91.46%的表型变异。新开发的分子标记InDel1_fon1与已应用于枯萎病抗性研究的CAPS标记7716_fon在130份不同抗性的西瓜种质资源中的基因型鉴定结果完全一致，且基因型鉴定结果与田间抗病表型性状的符合率达70.8%。利用QTL峰值附近的SNP和InDel标记与群体中的9个交换单株最终将fon1精细定位至246 kb的物理区间。【结论】主效QTL（fon1）验证了1号染色体上Fon-1的存在，并实现了精细定位。新开发的标记InDel1_fon1与Fon-1紧密连锁，且检测简单，成本低廉，能够更好的用于栽培西瓜枯萎病的分子标记辅助育种。

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14. 基于E-NOSE与SPME-GC/MS技术分析温湿度动态变化过程中稻谷的挥发性成分

曹俊，刘欣，陈文若，戴炳业，董文，陈银基

2017, 50 (1): 142-160. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.013

摘要（334）

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PDF （3218KB）（529）

【目的】明确稻谷在温湿度动态变化过程中挥发性物质的组成和差异，找出与稻谷品质密切相关的特征性挥发物，为更好地安全运输稻谷提供参考。【方法】根据粮食实际运输条件对稻谷进行实验室动态温湿度模拟试验，稻谷样品以14%、16%、18%、20%、22%五种不同梯度的初始水分含量进行为期2个月的动态低温、中温和高温（分别是10℃左右波动、20℃左右波动和30℃左右波动，湿度均在80%左右波动）模拟试验，应用顶空固相微萃取-气质联用分析（SPME-GC/MS）和电子鼻技术（E-NOSE）对温湿度动态条件下不同初始水分含量和时间的稻谷每15 d进行挥发性成分检测，结合主成分分析法（PCA）对其检测结果进行分析。【结果】在不同试验温度条件下，不同水分含量稻谷在不同时间的特性雷达图均有不同变化，在15 d时，同一水分不同温度稻谷的响应值差异最大，而随着模拟试验时间的延长，14%—18%水分稻谷样品在不同温度条件下差异减小；电子鼻主成分分析能明显区别不同水分含量、不同温度、不同时间的稻谷样品。在低温、中温和高温试验条件下，稻谷的挥发性物质（含烃类、苯环类、醛类、酮类、醇醚类、酸酯类和杂环类等化合物）分别检测出275种、262种、215种，而原样品中仅有46种，其中烷烃类物质在低温条件下差异较大，中温、高温次之；烯炔烃类、苯环类、醇醚类、杂环类挥发性物质随温度上升而差异越大；醛类、酮类、酸酯类挥发性物质在中温时差异最大，低温低水分稻谷中烷烃类特征性挥发物质随时间延长由直链烷烃转变为环烷烃；试验后期烯炔烃特征物质主要为含氧或环状物质；苯环类物质2,6-二叔丁基对甲酚、辛基酚、肉桂腈是新鲜稻谷中的特征性挥发性物质，随着稻谷品质劣变，苯环类特征物质多为含甲氧基或者萘环物质；醇醚类、醛类、酮类特征性物质多为2-甲基-1-十六醇、苄醇、癸醛、胡椒酮等具有果香味或者刺激性特殊气味的物质；在低温或试验早期的稻谷酸酯类挥发性物质多为氨茴酸甲酯、水杨酸甲酯、二氢猕猴桃内酯等具有香甜味物质，试验后期酸酯类特征物质出现肉豆蔻酸、癸酸等无味或有刺激性气味的物质；杂环类特征性物质多为呋喃、喹啉等具有特殊味道的物质。【结论】电子鼻能快速、有效地对不同水分含量、温度的样品进行区分，各类挥发性物质种类和含量受水分含量、温度等条件影响较大。低水分含量（14%—16%）稻谷样品在30 d以内有利于控制挥发性成分变化，高水分含量（20%—22%）加快稻谷中挥发性成分变化。

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15. 电子鼻和电子舌结合模糊数学感官评价优化培根烟熏工艺

王琼，徐宝才，于海，李聪

2017, 50 (1): 161-170. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.014

摘要（350）

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PDF （408KB）（1008）

【目的】采用电子鼻嗅问指纹分析、电子舌滋味指纹分析及模糊数学感官评价，选出一种烟熏液使其在合适的添加量下制作的培根能够达到传统木屑烟熏培根的风味，同时探寻利用电子鼻和电子舌法优化培根烟熏工艺的可行性和准确性。【方法】采用电子鼻和电子舌法，通过主成分分析图对3种不同浓度烟熏液制作的培根与传统木屑烟熏的培根从整体气味和滋味上进行对比分析，结合模糊数学感官评价分析并验证电子鼻和电子舌的结果。【结果】对电子鼻数据进行主成分分析，主成分1和2的累积贡献率为99.760%，大于85%，说明主成分1和主成分2已经包含了很大的信息量，能够反映样品的整体信息。4号（3‰名花MH-SO152）样品的分布区域与1号（木屑烟熏）样品的分布区域分离较远，在气味上差别明显。5号（1‰名花SY-SO968）、7号（3‰名花SY-SO968）、9号（2‰金牛山Ⅱ号）和10号（3‰金牛山Ⅱ号）样品的分布区域与1号样品的分布区域分离较近，在气味上它们与1号样品比较接近。6号（2‰名花SY-SO968）样品的分布区域与1号样品的分布区域有部分重叠，说明6号样品在气味上与1号样品基本一致，即添加2‰的广州名花SY-SO968烟熏液制作的培根与传统木屑烟熏的培根在气味上基本一致。对电子舌数据进行主成分分析，主成分1和2的累积贡献率为88.903%，大于85%，能够反映样品的整体信息。2号（1‰名花MH-SO152）、3号（2‰名花MH-SO152）和4号样品的分布区域与1号样品的分布区域分离较远，在滋味上与1号样品差别明显。8号（1‰金牛山Ⅱ号）、9号、10号样品的分布区域与1号样品的分布区域分离较近，在滋味上它们与1号样品比较接近。5号、6号、7号样品的分布区域与1号样品的分布区域分离最近，说明在滋味上它们与1号样品最接近，即添加广州名花SY-SO968烟熏液制作的培根与传统木屑烟熏的培根在滋味上最接近。在培根模糊数学感官评价的综合得分和烟熏风味描述中，1号、6号、7号和10号样品的综合得分比较接近，分值都大于8，评价等级为很好，风味描述都为烟熏味浓郁，口感好。其中，6号样品与1号样品的模糊数学感官评价的综合得分最接近，仅相差0.05，与电子鼻和电子舌法的分析结果基本一致。【结论】通过电子鼻和电子舌法的主成分分析，得出添加2‰广州名花SY-SO968烟熏液制作的培根与木屑烟熏培根在气味上基本一致，在滋味上最接近，可以用来代替传统的木屑烟熏培根。其模糊数学感官评价法的综合得分与木屑烟熏培根最接近，与电子鼻、电子舌法结果基本一致，验证了电子鼻和电子舌法优化培根烟熏工艺的可行性和准确性，从整体风味上为肉制品的生产工艺优化提供了参考。

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16. 不同品种猪PPARγ和C/EBPα基因表达规律与肌内脂肪含量的相关

盘道兴，王振，杨茂林，廖乔平，杨昌平，吴宇萍，王金洲，刘若余

2017, 50 (1): 171-182. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.015

摘要（302）

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PDF （822KB）（1148）

【目的】研究PPARγ和C/EBPα基因在猪不同组织、月龄和品种中mRNA的表达规律，结合屠宰试验分析PPARγ和C/EBPα mRNA表达水平对肌内脂肪沉积的影响。【方法】选取3—7月龄的江口萝卜猪、从江香猪和大白猪为试验材料，提取心、肝、脾、肺、肾、小肠、背最长肌和皮下脂肪的总RNA，应用实时荧光定量PCR技术检测PPARγ和C/EBPα基因在3个品种不同月龄各组织中mRNA的相对表达量，同时测定背最长肌中的肌内脂肪含量。【结果】PPARγ、C/EBPα在大白猪3—7月龄各组织中均有表达，其中肝、小肠、背最长肌、皮下脂肪的表达水平较高，心、脾、肺、肾的表达水平较低。其中PPARγ在小肠、背最长肌、皮下脂肪中3、4月龄分别与6、7月龄的表达量差异极显著（P＜0.01）。C/EBPα在肝、肺、小肠、皮下脂肪中3月龄与6、7月龄均差异极显著（P＜0.01）；PPARγ、C/EBPα在江口萝卜猪心、脾、肺、肾、背最长肌的表达量最低，在皮下脂肪中最高，具有组织特异性。其表达量随月龄递增而上升，皮下脂肪的增加幅度最大。其中PPARγ在小肠、背最长肌、皮下脂肪中3、4月龄与6、7月龄的表达量差异极显著（P＜0.01）。C/EBPα在小肠、皮下脂肪中3月龄与5、6、7月龄的表达量均差异极显著（P＜0.01）；PPARγ、C/EBPα在从江香猪心、肝、脾、肺、肾、小肠、背最长肌的表达量较低，在皮下脂肪的表达量最高，PPARγ的表达量随月龄增加而上升的幅度较小， C/EBPα的表达量在各组织中的表达量随时间增加而上升。其在小肠、皮下脂肪、背最长肌中3、4月龄与6、7月龄的表达量差异极显著（P＜0.01）；PPARγ和C/EBPα基因在各组织均有表达，组织间的表达量存在差异，其中在肝、小肠、皮下脂肪中为高丰度表达。随着月龄的增加，PPARγ和C/EBPα基因mRNA的表达模式基本相同，总体呈现上升趋势，6、7月龄的表达水平较高，即随着月龄的增加而逐渐上升，到生长后期维持一个相对稳定水平。总体上皮下脂肪的表达量最高，其次肝、肺、小肠、背最长肌中较高，心、脾、肾中的表达量最低; 不同品种间PPARγ、C/EBPα在相同月龄各组织中的表达量存在差异，总体上大白猪中肝、小肠、皮下脂肪中PPARγ和C/EBPα mRNA的表达量分别与江口萝卜猪、从江香猪差异显著；肌内脂肪含量随着月龄的增加持续上升，不同品种间肌内脂肪含量存在差异，其中江口萝卜猪和从江香猪较高。不同品种猪PPARγ和C/EBPα基因的表达量与肌内脂肪含量的相关性分析表明，不同时期基因的表达量与肌内脂肪含量呈不同程度正相关。【结论】猪PPARγ和C/EBPα基因在不同组织、时期和品种中的表达差异可能与脂质代谢和脂肪沉积有关。

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17. 三江黄牛全基因组数据分析

宋娜娜，钟金城，柴志欣，汪琦，何世明，吴锦波，蹇尚林，冉强，蒙欣，胡红春

2017, 50 (1): 183-194. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.016

摘要（420）

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PDF （2149KB）（1020）

【目的】研究三江黄牛群体遗传多样性，从基因组层面讨论其群体遗传变异情况。【方法】提取50个体基因组总DNA，等浓度等体积混合，构建混合样本DNA池，利用CovarisS2进行随机打断基因组DNA，电泳回收长度500 bp的DNA片段，构建DNA文库。应用Illumina HiSeq 2000测序，最终得到测序数据。利用BWA软件将短序列比对到牛参考基因组（UMD 3.1），来检测三江黄牛基因组突变情况。SAMtools、Picard-tools、GATK、Reseqtools对重测序数据进行分析，Ensembl、DAVID、dbSNP数据库对SNPs和indels进行注释。【结果】全基因组重测序分析共计得到77.8 Gb序列数据，测序深度为25.32×，覆盖率为99.31%。测序得到778 403 444个reads和77 840 344 400个碱基，比对到参考基因组（UMD 3.1）的reads为673 670 505，碱基为67 341 451 555，匹配率分别为86.55%和86.51%，成对比对上的reads数为635 242 898（81.61%），成对比对上的碱基数为63 512 636 924（81.59%）；共确定了20 477 130个SNPs位点和1 355 308个indels，其中2 147 988个SNPs（2.4%）和90 180个indels（6.7%）是新发现的。总SNPs中，鉴定出纯合SNPs989 686（4.83%），杂合SNPs19 487 444（95.17%），纯合/杂合SNP比为1﹕19.7。转换数为14 800 438个，颠换为6 680 058个，转换/颠换（TS/TV）为2.215。剪切位点突变SNP727个，开始密码子变非开始密码子SNP117个，提前终止密码子的SNP530个，终止密码子变非终止密码子SNP88个。检测到非同义突变数为57 621，同义突变为83 797，非同义/同义比率为0.69。检测到非同义SNPs分布在9 017个基因上，其中发现567个基因与已报道的重要经济性状相符，肉质、抗病、产奶、生长性状、生殖等相关基因的数量分别为471、77、21、10、8个，其中包括功能相重叠的基因；indels数据中，缺失数量为693 180（51.15%），插入数量为662 148（48.85%），纯合indels数量为161 198（11.89%），杂合indels数量1 194 110（88.11%），大部分的变异都位于基因间隔区和内含子区；三江黄牛全基因组杂合度（H）、核苷酸多样性（Pi）及theta W分别为7.6×10^-3、0.0 039、0.0 040，说明其遗传多样性较为丰富。三江黄牛群体Tajima'D为-0.06 832，推测可能由于群体内存在不平衡选择所致。【结论】本研究为进一步分析与经济性状相关的遗传学机制和保护三江黄牛品种遗传多样性提供了基因组数据支持。

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18. 分子连锁分析探讨家蚕高抗BmNPV品系的抗性遗传基础

高瑞，李春林，童晓玲，曹明亚，石美宁，徐安英，鲁成，代方银

2017, 50 (1): 195-204. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.01.017

摘要（357）

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【目的】家蚕核型多角体病毒（Bombyx mori nucleopolyhedrovirus,BmNPV）所引发的血液型脓病是一种传染性强的蚕病，极大地影响蚕业生产。本研究旨在定位对BmNPV高抗的家蚕品系中控制其抗性的基因，进而解析其抗性遗传机制，为培育抗性素材和品系提供理论支持。【方法】以BmNPV高抗家蚕品系99R和较感品系Dazao-N为亲本，配制连锁分析（BC₁F）和定位分析（BC₁M）回交群体。首先对两个亲本品系进行浓度梯度添毒，统计感病死亡的家蚕头数，运用SPSS 17.0软件，计算其半致死剂量（LD₅₀），在此基础上确定BC1分离群体的攻毒剂量，并通过单头定量攻毒，选取感病个体作为连锁定位分析材料；利用筛选得到的覆盖家蚕全套常染色体的多态性标记进行分型，并通过T检验计算各标记与抗性的连锁显著性水平（P值），筛选出与抗性相连锁的标记。在这些标记所在的染色体上加密标记，检测各标记在定位分析群体中的基因型，定位抗性基因。【结果】LD₅₀(99R)=2.92×10⁶个多角体/头,LD₅₀(Dazao-N)=9.78×10⁵个多角体/头，基于双亲的半致死剂量，选择介于两者之间且略高于其均值的剂量——2×10⁶个多角体/头作为BC1分离群体的攻毒剂量；先后于2014年秋季和2015年春季处理并检测连锁分析群体，前后两次所进行的连锁分析结果有较大差异，其中第一次找到Chr22上的多态性标记S2205与99R抗性连锁，而第二次的连锁分析显示标记S2205与抗性不连锁，也没有找到其他的连锁关系。通过与前人对BmNPV抗性的连锁定位分析结果进行对比，发现连锁定位分析结果的不可重复性是一个普遍的问题。AY380833是GenBank中已公布的在家蚕高抗品系NB和871C中与其抗性位点紧密连锁的分子标记，本研究调查发现其与99R和871C的抗性位点均不连锁。【结论】分子连锁分析结果证明，家蚕对BmNPV的抗性在不同抗性品系中遗传基础有很大的差异性，同一品系可能具有多个抗性位点；家蚕对BmNPV的抗性是一种复杂性状，在符合“质量-数量性状”结论的同时，其数量性状特征突出。

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19. 水稻耐盐性和耐碱性相关性状的QTL定位及环境互作分析

梁银培，孙健，索艺宁，刘化龙，王敬国，郑洪亮，孙晓雪，邹德堂

2017, 50 (10): 1747-1762. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.001

摘要（398）

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PDF （1462KB）（761）

【目的】探索水稻在盐和碱胁迫下产量相关性状的变化规律，寻找耐盐碱主效QTL，并分析QTL加性、上位性与环境互作效应。揭示单株有效穗数、结实率、千粒重和单株穗重在盐、碱胁迫下的遗传机制，为水稻耐盐碱性分子标记辅助育种提供理论依据。【方法】以东农425和长白10号杂交得到的重组自交系为材料，构建包含120个SSR标记的遗传连锁图。以浓度6 ds·m^-1的NaCl水溶液，pH9.0的Na₂CO₃水溶液进行全生育期处理，正常水灌溉为对照。对2014年和2015年盐、碱胁迫和自然条件下水稻的单株有效穗数、结实率、千粒重和单株穗重分别采用2种作图方法同时定位研究，即完备区间作图法进行加性QTL定位和混合线性模型的复合区间作图法进行加性、上位性QTL与环境互作联合分析。【结果】2014年和2015年碱胁迫条件下与盐胁迫条件下各性状表型值相比，耐碱相关性状降低较明显，表明水稻对碱胁迫更为敏感，碱胁迫更大程度地限制了高产和稳产。并且2年的碱胁迫条件下各性状与盐胁迫条件下各性状均未表现出显著相关性。水稻在耐盐性和耐碱性上可能存在遗传机制上的差异。运用ICIM共检测到61个水稻耐盐碱相关性状加性效应QTL，分布在第1、2、3、4、5、6、7、8、10、11和12染色体上。运用MCIM在6个环境下进行加性及环境互作效应的联合定位分析，共检测到17个加性QTL存在环境互作效应，分布在第1、3、5、7、8、9、11和12染色体上。其中，运用ICIM同时在自然条件和盐胁迫条件下2年重复检测到qPN1-1，仅在碱胁迫下2年重复检测到qPN11-2，同时在盐胁迫和碱胁迫条件下2年重复检测到qPN3-3，在盐胁迫与自然条件比值下2年重复检测到qRPN1-1，仅在自然条件下2年重复检测到qGW7和同时在盐、碱胁迫和自然条件下2年重复检测到qPW11均被MCIM检测到。qPW11是1个新的耐盐碱QTL，其贡献率为7.94%—20.13%。运用MCIM对水稻耐盐碱相关性状在6个环境下进行上位性与环境互作效应分析，共检测到13对上位性QTL与环境发生互作效应。检测到2对有关单株有效穗数的上位性QTL与环境互作，检测到2对胁迫与自然条件比值下单株有效穗数的上位性QTL与环境互作；检测到2对有关结实率的上位性QTL与环境互作，检测到2对胁迫与自然条件比值下结实率的上位性QTL与环境互作；检测到1对有关千粒重的上位性QTL与环境互作，检测到1对胁迫与自然条件比值下千粒重的上位性QTL与环境互作；检测到3对有关单株穗重的上位性QTL与环境互作。【结论】盐胁迫和碱胁迫都能影响水稻的产量相关性状，但二者是性质有所差别的2种胁迫，碱胁迫破坏更强，降低产量更明显。

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20. 芝麻栽培种与野生种（Sesamum indicatum）杂种F₁的获得及特性鉴定

杨敏敏，刘红艳，周婷，瞿洪浩，杨远霄，魏鑫，左阳，赵应忠

2017, 50 (10): 1763-1771. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.002

摘要（290）

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PDF （3334KB）（439）

【目的】通过远缘杂交获得芝麻栽培种与野生种的杂交后代，改良芝麻栽培种对茎点枯病的抗性。【方法】对野芝3号（S. indicatum）（P₃）和芝麻栽培种中芝14（P₁）、中芝14同源四倍体（P₂）进行正反种间杂交，通过幼胚培养技术获得杂种F₁植株。首先利用SSR分子标记、细胞学、形态学方法进行后代真实性鉴定，筛选出真杂种。后对种间杂交的3个亲本（野芝3号、中芝14及其同源四倍体）以及杂种后代F₁株系进行茎点枯病人工接种鉴定。【结果】种间正反交组合后代的幼胚成苗率有明显差异，在接种的773个幼胚中，有155个幼胚发育成苗，平均幼胚成苗率为20.05%。种间正交组合（P₃×P₁、P₃×P₂分别为32.75%和21.11%），高于反交组合（P₁×P₃、P₂×P₃分别为8.84%和13.41%）。说明亲本的基因型在很大程度上影响远缘杂交的成苗率。P₃×P₁、P₁×P₃组合F₁植株染色体数目为42条；P₃×P₂、P₂×P₃组合F₁染色体数目为55条，正反交杂种F₁株系大部分花粉粒形态独特，形状规则但多无内含物，为高度不育类型；部分F₁株系有少量的可育花粉，为部分不育型。选用多态性较好的HS142引物在亲本中芝14中能清晰的扩增出2条特异性条带（约460和500 bp），在野芝3号则扩增出1条特异性条带（约380 bp）。然后对12个后代进行鉴定，其中有10个杂种F₁植株同时具有3条父、母本特异条带，另2株仅出现母本或父本带为假杂种。以高抗种质野芝3号为母本的种间杂交P₃×P₁、P₃×P₂后代染病的病斑长度分别为9.35和6.65 cm，反交组合后代的病斑长度分别为9.90和8.90 cm；所有杂交组合的后代对茎点枯病抗性均高于其栽培种亲本（P₁14.30 cm和P₂ 11.46 cm），但低于野生种亲本（P₃ 4.80 cm）。【结论】通过种间杂交结合幼胚培养可以筛选出茎点枯病抗性明显高于芝麻栽培亲本的新种质。

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21. 拟南芥开花抑制因子TFL1与GRFs蛋白的相互作用

袁敏，邢继红，王莉，葛伟娜，郭棣，张岚

2017, 50 (10): 1772-1780. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.003

摘要（343）

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PDF （2437KB）（832）

【目的】研究拟南芥开花抑制因子TFL1与2个GRFs家族成员GRF4和GRF7之间的互作关系，为进一步解析TFL1抑制植物开花的分子机制奠定基础。【方法】以拟南芥cDNA作为模板，利用基因特异性引物，克隆TFL1、GRF4和GRF7，分别连接入门载体pCR8，经菌落PCR扩增和测序鉴定分别获得这3个基因的入门载体TFL1-pCR8、GRF4-pCR8和GRF7-pCR8。利用LR重组的方法将上述3个入门载体分别与目标载体pGADT7和pGBKT7重组获得酵母双杂交试验载体TFL1-BD、GRF4-AD和GRF7-AD。将TFL1-BD载体分别与GRF4-AD或GRF7-AD载体共同转化酵母感受态细胞，于双缺（-Leu/-Trp）培养基上30℃培养2—3 d直至长出酵母克隆，选取合适大小的酵母菌落转移到双缺（-Leu/-Trp）和四缺（-Leu/-Trp/-His/-Ade）缺陷培养基上，通过观察酵母菌落的生长情况判断TFL1与GRFs之间的互作关系。利用LR重组的方法将上述3个入门载体分别与目标载体px-nYFP和px-cYFP重组获得TFL1-nYFP、TFL1-cYFP、GRFs-nYFP、GRFs-cYFP双分子荧光互补试验载体，并分别转化农杆菌感受态细胞。将转化TFL1-nYFP或TFL1-cYFP载体的农杆菌分别与转化GRFs-nYFP或GRFs-cYFP载体的农杆菌共注射烟草叶片，培养48 h后在荧光共聚焦显微镜下观察烟草细胞中YFP荧光的表达情况。通过YFP荧光信号的有无来判断TFL1与GRFs之间的互作关系。【结果】成功克隆到拟南芥中的3个基因，分别是534 bp的TFL1、888 bp的GRF4和798 bp的GRF7，并分别获得其入门载体（TFL1-pCR8、GRF4-pCR8和GRF7-pCR8）、酵母双杂交试验载体（TFL1-BD、GRF4-AD和GRF7-AD）和双分子荧光互补试验载体（TFL1-nYFP、TFL1-cYFP、GRFs-nYFP和GRFs-cYFP）。在酵母双杂交试验中，相较于阴性对照组，共同转化TFL1-BD与GRFs载体的酵母菌落在双缺（-Leu/-Trp）和四缺（-Leu/-Trp/-His/-Ade）培养基上都生长较好，结果表明TFL1与GRF4、GRF7在酵母中直接相互作用。在双分子荧光互补试验中，相较于阴性对照组，将转化TFL1-cYFP载体的农杆菌与转化GRFs-nYFP载体的农杆菌共注射烟草细胞之后均在烟草细胞核内产生较强的YFP荧光信号；与此同时，将转化TFL1-nYFP载体的农杆菌与转化GRFs-cYFP载体的农杆菌共注射烟草细胞之后同样在烟草细胞核内产生较强的YFP荧光信号。结果表明，TFL1与GRF4、GRF7在烟草中直接相互作用。【结论】拟南芥开花抑制因子TFL1与GRFs家族的2个成员GRF4和GRF7均直接相互作用。

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22. 小麦分蘖期冻害后增施恢复肥的产量挽回效应及其生理机制

李春燕，杨景，张玉雪，姚梦浩，朱新开，郭文善

2017, 50 (10): 1781-1791. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.004

摘要（258）

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PDF （448KB）（542）

【目的】小麦越冬期低温冻害时有发生，影响产量形成，而前人关于越冬期冻害的补救措施报道较少，因此研究分蘖期受冻小麦施用恢复肥挽回产量的效应，探明增施尿素恢复产量的生理原因，可为小麦抗逆栽培提供理论依据。【方法】试验选用小麦品种扬麦16，利用人工智能控温室，设置昼夜温度-2℃/-6℃（2012年）和-2℃/-8℃（2013年），分别处理24、48、72 h，处理结束后5 d调查植株冻害指数。随后一次性增施恢复肥尿素（N 46%）75、150 kg·hm^-2（2012）和75、120、180 kg·hm^-2（2013）补救，增施尿素后10、20、30 d取主茎展二叶，测定可溶性糖、游离脯氨酸和内源激素含量变化，成熟期测量株高并收获籽粒测产。【结果】分蘖期低温胁迫后扬麦16受冻指数随着胁迫时间的延长由0.2上升到0.5左右。施肥补救后10 d，所有处理植株可溶性糖、游离脯氨酸以及脱落酸（ABA）和玉米素核甘（ZR）含量随胁迫时间延长呈增加趋势，不施肥处理显著高于施恢复肥处理，相同处理时段，随恢复肥施用量增加上述指标呈下降趋势，赤霉素（GA3）含量呈相反变化趋势；增施尿素后20 d，施肥处理可溶性糖和游离脯氨酸含量、ABA和ZR含量较不施肥处理快速下降，GA3含量上升；施肥后30 d，各低温处理的渗透调节物质和内源激素含量已恢复至接近自然对照水平。随低温处理时间延长，小麦产量、基部Ⅰ、Ⅱ节间长度及株高降低，相同处理时段内，基部节间长度、株高及产量恢复和挽回效应随恢复肥施用量增加而提高。【结论】分蘖期受冻小麦根据受冻指数及时适量施用恢复肥能明显缓解低温伤害，表现为植株渗透调节物质含量下降以及激素更趋于平衡，促进新生分蘖发生和基部Ⅰ、Ⅱ节间伸长，一定程度上挽回了产量的损失。研究兼顾产量挽回效应和氮肥偏生产力，提出分蘖期受冻指数为0.2左右的轻度冻害推荐施尿素75 kg·hm^-2，受冻指数0.36左右的中度冻害推荐施尿素120 kg·hm^-2，受冻指数0.5左右的重度冻害推荐施尿素180 kg·hm^-2。

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23. 一种基于趋势单产和遥感修正模型的混合估产模型

陈昌为，朱秀芳，蔡毅，郭航

2017, 50 (10): 1792-1801. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.005

摘要（278）

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PDF （952KB）（784）

【目的】在分析国内外农作物估产方法的相关研究进展基础上，将传统统计估产方法和遥感估产方法相结合，提出一种新的混合估产模型。【方法】该模型由趋势单产、遥感修正单产和随机误差项三部分组成，其中趋势单产利用历史长时间序列的单产统计数据，通过多项式回归的方法结合ARIMA模型修正得到，遥感修正单产利用3个作物关键生育期NDVI和实测单产多元回归得到。为验证所提出估产方法的可行性和精度，利用2015年冬小麦关键生育期的三景环境卫星遥感影像和冬小麦实测地块单产数据以及近30年（1985—2014年）北京市各区县的冬小麦单产数据，对2015年的北京市的冬小麦单产进行估算，与真实值（2015年单产统计数据）对比。【结果】混合估产模型对北京市的冬小麦单产预测精度达到98.7%，各区县估产精度均超过90%，除房山（90.3%）外，各县单产预测相对精度均超过95%；传统趋势单产模型对北京市的冬小麦单产预测精度达到94.75%，但在区县尺度上，传统估产模型预测精度较低，对房山区的估产精度不足80%；引入ARIMA模型可以提高传统趋势单产模型的精度。修正后的趋势单产模型冬小麦单产预测精度平均提高了1.59%。本文建立的遥感修正模型，利用三景遥感影像修正结果最优，此方法使冬小麦估产精度整体提升3.55%，尤其是房山、平谷等区县，精度明显提升。【结论】该模型在市级尺度和县级尺度上预测冬小麦单产均取得较高精度，充分考虑冬小麦时间尺度和空间尺度上的变化，对农作物估产有一定的指导意义。

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24. 山西省植物病原镰孢菌种群分布及遗传变异分析

王琳，李新凤，徐玉梅，畅引东，王建明

2017, 50 (10): 1802-1816. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.006

摘要（293）

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PDF （2941KB）（414）

【目的】通过对镰孢菌（Fusarium）ITS、EF-1α和β-tubulin 3个基因序列比较分析，筛选适合于镰孢菌种类鉴定的基因序列，并以此序列分析山西省植物病原镰孢菌种群分布及遗传变异情况。【方法】从2013—2015年在山西省11市28县（区）采集分离的625株镰孢菌菌株中选取形态学清晰的菌株进行ITS、EF-1α和β-tubulin基因序列联合分析，运用Sequencher软件对序列进行拼接和校对，将测序结果与NCBI及FUSARIUM-ID数据库中所有已公布的序列进行BLAST分析，结合下载概念清晰或标准种序列，运用ClustalX和GelDoc软件进行序列对齐和编辑，运用MEGA、Excel、DNAstar和TaxonGap软件分析镰孢菌种内种间遗传变异情况，从ITS、EF-1α和β-tubulin中筛选适合镰孢菌种类鉴定的基因序列，并以此序列分析山西省镰孢菌的种群分布特点等。【结果】在3个候选基因序列中，EF-1α基因序列是最适用于镰孢菌种类鉴定的基因序列，其种间平均遗传距离分别是种内平均遗传距离的24倍，种内差异小于种间差异的种的数量最多，达到供试种的73%，物种鉴定准确率最强，达到87%。基于EF-1α基因片段的系统发育分析结果表明，在供试的27种镰孢菌中，有22种表现出单系性，相同种的不同菌株以较高支持率聚成独立支。在27种镰孢菌中，F. oxysporum是山西省镰孢菌的优势种，分离频率最高（22.1%），且分布最广，在23个县（区）均有分布；其次是F. solani（13.8%），在14个县（区）有分布。从不同地区镰孢菌的种群结构及分布来看，运城、临汾、忻州、长治、吕梁、晋中和太原均以F. oxysporum为优势种，朔州以F. lateritium为优势种，大同以F. solani为优势种，晋城以F. verticillioides为优势种，阳泉以F. incarnatum为优势种；其中晋中和忻州的镰孢菌种类最丰富，临汾次之，朔州最少。从不同寄主镰孢菌的种群结构及分布来看，番茄上镰孢菌的种类最多（15种），其次是马铃薯（13种）和大豆（12种）；番茄、黄瓜、西瓜、马铃薯、茄子、西葫芦和甘蓝，均以F. oxysporum为优势种，大豆和玉米以F. verticillioides为优势种，小麦以F. avenaceum和F. graminearum为优势种。【结论】镰孢菌种内种间存在丰富的遗传变异，其中EF-1α基因序列的遗传变异最适用于镰孢菌种类的鉴定，但形态学种和系统发育学种不完全吻合。F. oxysporum是山西省镰孢菌的优势种，不同地区、不同寄主上镰孢菌种群存在明显的遗传分化；研究结果可为镰孢菌的分类鉴定、DNA条形码筛选、检验检疫及其综合防治提供理论依据。

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25. 飞蝗内表皮蛋白基因LmAbd-5的表达与功能分析

赵小明，贾盼，勾昕，刘卫敏，马恩波，张建珍

2017, 50 (10): 1817-1826. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.007

摘要（219）

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PDF （2143KB）（515）

【目的】基于飞蝗（Locusta migratoria）转录组数据库获得内表皮蛋白（endocuticle structural glycoprotein）基因LmAbd-5的cDNA序列，分析该基因的序列特征和mRNA表达特性，采用RNAi方法分析其生物学功能，探讨其在飞蝗表皮形成中的作用，为害虫防治提供新的分子靶标。【方法】采用生物信息学方法搜索飞蝗转录组数据库，获得LmAbd-5 cDNA全长序列并克隆验证；采用SignalP在线软件分析蛋白的信号肽，利用SMART网站预测其功能域，使用MEGA 7.0软件中neighbor-joining（NJ）方法，与其他昆虫同源序列进行聚类分析；采用reverse-transcription quantitative PCR（RT-qPCR）方法检测LmAbd-5在飞蝗5龄第2天若虫不同组织部位和5龄不同发育时期体壁组织中的表达情况，揭示其组织和时期表达模式；采用RNA干扰（RNAi）技术及透射电镜技术（TEM）观察沉默LmAbd-5后对飞蝗生长发育和表皮结构的影响。【结果】通过搜索得到LmAbd-5 cDNA全长序列并进行了克隆和测序验证，获得520 bp全长cDNA序列，其中ORF为303 bp；基因结构分析显示该基因含有3个外显子；功能域分析发现其含有1个信号肽和1个几丁质结合域（chitin binding domain 4，ChtBD4），与沙漠蝗、白蚁、赤拟谷盗等的Abd-5结构类似；BLAST分析结果表明Abd-5在昆虫中高度保守，飞蝗与沙漠蝗Abd-5序列一致度高达81%；对其保守基序进行WebLogo分析发现LmAbd-5属于表皮蛋白CPR家族中的RR-1亚类；聚类分析结果显示，LmAbd-5与沙漠蝗和白蚁的Abd-5显示出较近的亲缘关系；RT-qPCR结果显示LmAbd-5在前肠、后肠、气管和体壁等由外胚层形成的组织中高表达，而在胃盲囊、中肠、马氏管、脂肪体和翅芽中低表达或不表达；不同时期表达分析发现，LmAbd-5在4龄若虫蜕皮后0—72 h（5龄早期）具有高表达，其中蜕皮后72 h时达到最大表达量，随后表达量急剧降低（96—168 h），其表达时期与内表皮形成时间一致；采用RNAi技术分析该基因的生物学功能，对5龄第2天若虫分别注射等量的dsLmAbd-5和dsGFP（对照），发现注射dsLmAbd-5的5龄若虫和对照组相同，均可正常蜕皮，发育至成虫第2天目的基因表达量显著降低，但未出现肉眼可见的异常表型。分别取成虫第2天处理组和对照组成虫表皮进行超微结构观察，发现与对照组相比，处理组成虫内表皮片层结构较为疏松，导致内表皮片层变厚，最终表现为整个内表皮变厚。【结论】根据转录组数据库分析获得1个CPR家族表皮蛋白LmAbd-5，该蛋白含有1个信号肽和1个几丁质结合域ChtBD4，属于RR-1亚类；LmAbd-5主要在外胚层起源的组织中高表达，沉默LmAbd-5后飞蝗没有肉眼可见的表型，但超微结构分析发现其参与飞蝗内表皮片层结构的形成。

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26. 生物质炭特性及施用管理措施对作物产量影响的整合分析

肖婧，徐虎，蔡岸冬，黄敏，张琪，孙楠，张文菊，徐明岗

2017, 50 (10): 1827-1837. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.008

摘要（452）

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PDF （443KB）（631）

【目的】大量研究表明农田施用具有特殊理化性质的生物质炭对作物产量具有显著影响，采用大样本统计方法量化生物质炭自身特性及施用管理措施对作物产量的影响程度。【方法】通过收集全球范围内公开发表的97篇生物质炭施用与土壤改良、作物生长有关的相对独立研究，共获得匹配数据819组。运用数据整合分析方法（Meta-analysis）量化生物质炭自身特性（原料、制备温度、C/N、pH）在人为施用管理（施用量与施用时长）、土壤属性（质地和酸碱度）等条件下对作物产量变化的影响。【结果】统计分析表明，与不施用生物质炭相比，施用生物质炭具有显著的增产效应，作物平均增产15.0%。生物质炭施用的增产效果在不同作物上存在显著差异，经济作物平均增产25.3%，显著高于粮食作物（10.0%）。生物质炭自身特性对作物产量影响显著，当制备温度＜600℃、pH＞7、C/N值介于20—300时，均具有显著的增产效果，增产范围为9.2%—26.6%，且增产幅度随着制备温度和其自身C/N值的增加而下降。对于不同质地和酸碱度的土壤而言，施用生物质炭的增产效果表现为黏质土壤＞砂质土壤＞壤质土壤；施用于酸性土壤可增产29.2%，分别是中性及碱性土壤的7.9和2.5倍。人为管理条件下，当生物质炭施用量＜10.0 t·hm^-2时，可显著提高作物产量，达到18.0%，施用量＞80.0 t·hm^-2后增产效果不显著。施用生物质炭的增产效果随着施用时间的增加而呈下降趋势，施用半年至两年内可增产13.4%—17.5%，超过两年，增产效应降至9.6%。【结论】生物质炭的增产效应随着生物质炭的属性、施用量和施用时长的不同有所差异。根据作物类型与土壤属性选择适宜特性的生物质炭，适时酌情间断性施用，不仅可以达到持续增产的目的，也降低成本，提高经济效益，可以作为现代可持续农业管理措施的选择。

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27. 覆膜条件下对AquaCrop模型冬小麦生长动态和土壤水分模拟效果的评价分析

刘匣，丁奠元，张浩杰，褚晓升，余坤，冯浩

2017, 50 (10): 1838-1851. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.009

摘要（264）

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PDF （565KB）（484）

【目的】通过评价AquaCrop模型对覆膜条件下冬小麦的生长发育、土壤水分、产量以及水分利用效率的模拟效果，为AquaCrop模型在覆膜条件下的校准和应用提供科学的方法和理论依据。【方法】试验设置不覆盖（CK）和白色地膜覆盖（PM）两个处理，于2013年10月至2016年6月年在陕西杨凌进行田间试验，利用2014—2015年度试验数据对AquaCrop模型进行参数校准，利用2013—2014年度和2015—2016年度的冬小麦观测数据对AquaCrop模型进行验证。【结果】AquaCrop模型较好地模拟了冬小麦冠层覆盖度，冠层覆盖度模拟值和实测值之间的决定系数（R²）为0.86—0.99，均方根误差（RMSE）为2.1%—8.1%。AquaCrop模型也较好地模拟了冬小麦生物量和土壤贮水量，其中地上部生物量的模拟值和实测值之间的R²均大于0.95，RMSE为0.814—1.933 t·hm^-2；CK土壤贮水量模拟值和实测值间的相关系数均大于0.85，PM土壤贮水量模拟值和实测值间的相关系数均大于0.75，CK和PM土壤贮水量模拟值和实测值的均方根误差表现为9.2 mm＜RMSE＜17.6 mm，标准均方根误差（NRMSE）小于5.5%。冬小麦产量实测值和模拟值相对误差（RE）为-4.4%—9.0%，PM产量实测值和模拟值的平均值较CK分别提高40.5%和40.3%，表现出较好的一致性，处理间成显著性差异。水分利用效率实测值和模拟值RE为-10.4%—-1.5%，PM水分利用效率实测值和模拟值的平均值较CK分别提高54.1%和47.5%，同样表现出较好的一致性，处理间成显著性差异。在冠层覆盖度、地上部生物量、产量和水分利用效率方面，模型模拟值和实测值的变化趋势基本一致，且PM模拟值和实测值间均较CK表现出显著性差异。【结论】AquaCrop模型能够较好地模拟覆膜条件下冬小麦生长发育过程，可以用于覆膜条件下作物生产力的模拟和预测，为AquaCrop模型的推广应用提供了可靠的数据支持。

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28. 黄瓜耐镉相关基因CsNAC019的克隆及表达分析

李慧园，田春育，郑玉莹，武涛

2017, 50 (10): 1852-1861. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.010

摘要（244）

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PDF （1896KB）（514）

【目的】研究黄瓜耐镉（Cd）分子机制，结合生物信息学分析获得一个NAC转录因子家族基因CsNAC019，对其进行克隆和表达分析，为进一步将该基因用于黄瓜耐Cd品种的改良与选育提供试验基础。【方法】通过PCR技术扩增CsNAC019全长；利用NCBI和DNAMAN进行序列比对和保守结构域分析；利用Expasy、TMHMM等在线软件进行氨基酸组成、稳定系数、亲水系数分析；通过PlantCARE在线工具进行启动子序列分析；采用MEGA 6.0软件根据NJ方法，构建系统进化树；采用qRT-PCR技术检测Cd胁迫后黄瓜CsNAC019在叶中的表达情况，并用DPS 7.05数据处理系统软件进行方差及显著性分析。【结果】CsNAC019含有典型的NAC保守结构域。通过BLAST分析比对，该基因在氨基酸序列上与拟南芥NAC019存在60%的同源性，两者在从N端到C端有A、B、C、D、E 5个氨基酸相对保守区的序列高度一致。该基因CDS序列全长为960 bp，编码319个氨基酸，编码蛋白质分子量为35.66 kD，理论等电点为8.72，不稳定系数为68.18，平均亲水系数为-0.483。启动子分析表明，除含有真核生物启动子固有的TATA和CAAT 元件外，CsNAC019的启动子序列还存在G-box、ABRE、W-box、P-box、TCA-element、TC-richrepeats、HSE等多种响应逆境胁迫的顺式元件。系统进化分析表明，CsNAC019与甜瓜、桃、苹果、柑桔、葡萄、大豆等15种植物NAC转录因子有64%—96%的同源性，其中与甜瓜的NAC蛋白同源性最高，为96%。通过qRT-PCR分析发现，与对照相比，CsNAC019在Cd胁迫条件下表达量明显上调（8.2倍）。【结论】CsNAC019为黄瓜Cd胁迫诱导表达基因，推测其可能通过调节下游基因的表达调控黄瓜对Cd胁迫的应答。

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29. 采前乙酰水杨酸处理对厚皮甜瓜果实后熟及软化的影响

刘耀娜，王毅，毕阳，李生娥，姜红，朱艳，王斌

2017, 50 (10): 1862-1872. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.011

摘要（297）

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PDF （553KB）（388）

【目的】研究果实发育期间乙酰水杨酸（ASA）4次喷施处理对厚皮甜瓜果实采收及贮藏期间后熟和软化的影响及作用机理，为采后调控提供参考。【方法】以‘玛瑙’厚皮甜瓜为试材，采用1 mmol·L^-1 ASA分别在甜瓜幼果期（花后2周）、膨大期（花后3周）、网纹形成期（花后4周）及采前48 h四个时期连续喷施处理，测定果实采收及冷藏期间（7℃，RH 55%—60%）的呼吸强度和乙烯释放量，硬度、细胞壁组分以及细胞壁降解酶活性的变化。【结果】采前乙酰水杨酸处理可有效降低甜瓜果实采收时的呼吸强度和乙烯释放量，使果实贮藏期间呼吸和乙烯跃变峰的出现时间推迟1周。ASA处理提高了果实采收时的硬度及原果胶、纤维素、半纤维素和富含羟脯氨酸糖蛋白（HRGPs）含量，延缓了原果胶向可溶性果胶的转化，维持了较高的纤维素、半纤维素和HRGPs水平，有效保持了贮藏期间的果实硬度。采前ASA处理显著降低了采收时和贮藏期间甜瓜果实细胞壁降解酶的活性，主要抑制了果实果胶甲酯酶（PME）、多聚半乳糖醛酸酶（PG）、纤维素酶（Cx）和β-葡萄糖苷酶（β-Glu）的活性。相关性分析表明，处理果实的乙烯释放量和呼吸强度与多聚半乳糖醛酸酶（PG）活性呈显著正相关，与β-葡萄糖苷酶（β-Glu）活性呈极显著正相关；处理果实的硬度与果胶甲酯酶（PME）活性、原果胶和半纤维素含量呈极显著正相关，与纤维素酶（Cx）活性和可溶性果胶（WSP）含量呈显著正相关，与乙烯释放量和呼吸强度均呈显著负相关。【结论】采前ASA处理可促进甜瓜果实发育期间细胞壁物质的合成，有效抑制甜瓜果实采收及贮藏期间的呼吸强度和乙烯释放，降低胶甲酯酶（PME）、多聚半乳糖醛酸酶（PG）、纤维素酶（Cx）和β-葡萄糖苷酶（β-Glu）等细胞壁降解酶的活性，阻止细胞壁物质的释放，有效维持了冷藏期间的甜瓜果实硬度。

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30. 发酵苹果渣多糖分离纯化、结构及其与加工特性的关系

贾丰，郭玉蓉，杨曦，刘冬，李洁

2017, 50 (10): 1873-1884. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.012

摘要（280）

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PDF （1519KB）（764）

【目的】在研究发酵苹果渣多糖分离纯化动态趋势的基础上，对其结构特性进行深入研究，进一步探究发酵苹果渣多糖分离纯化、活性及加工特性。【方法】以苹果原渣多糖（apple pomace polysaccharides，AP）、苹果酒渣多糖（wine fermented apple pomace polysaccharides，WFP）、苹果醋渣多糖（vinegar fermented apple pomace polysaccharides，VFP）为原料，对其含量进行分析，利用发酵苹果渣多糖不同组分间极性差异，采用DEAE-52纤维素，以NaCl溶液进行梯度洗脱，部分收集器进行逐管收集，苯酚硫酸法测定吸光值，制作洗脱曲线；同时，对DEAE-52纤维素层析所得组分利用去离子水经Sephadex G-200凝胶柱，根据一定分子量截留的特点进行进一步分离纯化，测定所得组分纯度后，对不同组分进行结构表征，主要包括X衍射仪（XRD）观察晶体结构、热重分析仪进行热重分析（TG）、激光粒度仪对溶液粒度进行分析（LPSA）、同时通过刚果红试验探究其是否具有三螺旋结构，运用台式扫面电镜进行微观结构分析。【结果】粗多糖含量达到70%左右，同时不含蛋白质、核酸，提取效率较高；AP在0.1和0.2 mol·L^-1 NaCl洗脱液浓度下经DEAE-52纤维素层析、Sephadex G-200凝胶层析可得NAP0.1、NAP0.2；WFP在0.0、0.1和0.2 mol·L^-1 NaCl浓度洗脱下可得NWFP0、NWFP0.1、NWFP0.2，VFP可得NVFP0、NVFP0.1、NVFP0.2，以上所得成分含量均达到92%以上，分离纯化效果良好；3种多糖分离纯化前后皆为非晶态物质，呈无定型结构；多糖溶液浓缩过程温度应低于65℃，在加工中应注意控制温度在150℃以内；分离纯化前，3种多糖都存在三螺旋结构，分离纯化后，组分NWFP0、NVFP0、NVFP0.1出现了三螺旋结构，AP经分离纯化无三螺旋结构成分出现；苹果渣多糖在分离纯化后更加稳定，粒径差异更小，主要表现在经分离纯化后多糖的粒径分散系数更小；分离纯化导致片状结构变小，交联作用减弱，能更好发挥其生物活性。【结论】发酵苹果渣多糖含量达70%，经分离纯化后的含量与AP均可达92%；由XRD、TG、LPSA、刚果红、微观结构等方面得出其在溶解度、黏度、物理性质等方面的改变有利于更好发挥生物活性，同时获得更好的加工特性。

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31. 用随机回归模型估计宁夏地区荷斯坦牛头胎测定日产奶量遗传参数

任小丽，刘澳星，李想，张旭，王雅春，邵怀峰，秦春华，王瑜，温万，张胜利

2017, 50 (10): 1885-1892. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.013

摘要（341）

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PDF （957KB）（775）

【目的】通过拟合泌乳曲线对影响宁夏地区荷斯坦牛测定日产奶量的诸多因素进行分析，并采用随机回归测定日模型估计遗传参数，为后续估计乳成分和体细胞数遗传参数及个体育种值估计奠定基础，同时也为制定适合该群体的优化育种方案提供参数。【方法】收集了2009—2013年间，宁夏地区24个牛场38 592头荷斯坦牛原始DHI数据，共包含550 078条测定日产奶量记录。质控标准为：产犊月龄为22—36 mo、泌乳天数为5—305 d及日产奶量为5.9—53.3 kg。质控后，共得到14 320头母牛的127 478条测定日记录（占原始记录的23.14%）。将有表型的母牛至少向上追溯三代（父母、祖父母、外祖父母），得到遗传评估所用的系谱文件，共包含24 272头奶牛。使用Excel 2013计算各测定日的平均产奶量，利用SAS 9.1软件的非线性回归过程（NLIN）结合Wood模型拟合群体水平的泌乳曲线。采用随机回归测定日动物模型，通过DMU 5.2 软件对头胎产奶量进行遗传参数估计。随机回归测定日模型中包括了一般固定效应、固定回归项及随机回归项三类效应。研究中使用场-测定日作为固定效应、产犊年季效应作为固定回归项，并将加性遗传效应和永久环境效应作为随机回归项。测定日子模型采用4阶勒项德多项式（Legendre polynomials）。根据宁夏地区气候特点，将产犊季节划分为春（3月11日至5月20日）、夏（5月21日至8月25日）、秋（8月26日至10月15日）和冬（10月16日至3月10日）四季。【结果】宁夏地区荷斯坦牛头胎测定日产奶量群体均值为29.66 kg，在泌乳90 d时达到泌乳高峰，高峰产奶量为31.84 kg。通过不同产犊年份、产犊季节和牧场效应组合下的泌乳曲线拟合效果分析，以上因素通过影响泌乳曲线拟合效果进而影响头胎产奶量。在使用测定日模型估计头胎遗传参数时均应通过子模型拟合考虑其泌乳曲线的差异，在产奶量遗传评估模型中予以考虑。产奶量性状5—305d的遗传力在0.08—0.29之间，305d产奶量的总遗传力为0.16。【结论】通过使用wood模型拟合宁夏地区荷斯坦牛头胎泌乳曲线，优化了适合于该群体的测定日模型。利用修改后的测定日模型，估计了宁夏地区荷斯坦牛测定日产奶量的遗传参数。305 d遗传力（0.16）略低于其他群体的同类文研究结果。在测定日模型评估生产性能记录时，应注意对残差方差的处理并关注构建分子亲缘关系矩阵所需系谱的完整性，以保证遗传评估的可靠性。本研究为日后使用多性状随机回归测定日模型估计泌乳性状遗传参数研究奠定了基础。

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32. 慢病毒介导小鼠 K26/KAP26.1 基因过表达对相关基因的调控作用

金梅，康琳，孙东禹，朴君，朴敬爱，赵凤琴

2017, 50 (10): 1893-1903. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.014

摘要（292）

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PDF （4112KB）（477）

【目的】利用慢病毒介导过表达技术，明确小鼠 K26 和 KAP26.1 基因过表达后对角蛋白关联蛋白基因 KAP6.2、KAP7.1、KAP8.2、KAP11.1 和对骨形态发生蛋白基因 BMP-4、BMPR-IB 的影响，探究小鼠绒毛细度变化的影响机制，达到人为调控（如慢病毒载体技术）使相关基因过表达，改善动物绒毛品质的目的，为哺乳动物绒毛细度调控的研究奠定理论基础，【方法】试验在辽宁省生物技术与分子药物研发重点实验室完成，小白鼠采自大连医科大学实验动物中心，选取出生后 5 周龄昆明种雄鼠。在 Genebank 查找到小鼠基因 K26（Gene ID：NM_001033397）及 KAP26.1（Gene ID：NM_027105.2）序列，根据目的基因序列设计引物，将质粒转入生长状态良好的 293T 细胞，构建小鼠 K26 和 KAP26.1 基因慢病毒过表达载体，将含有目的基因 K26 及 KAP26.1 的慢病毒表达载体分别转染小鼠皮肤成纤维细胞，用荧光显微镜观察其转染情况，确定慢病毒表达载体转染成功后，从病毒感染后的细胞中抽提总 RNA，将 RNA 反转录成 cDNA后放入 Eppendorf Realplex 荧光定量 PCR 仪，检测 K26 和 KAP26.1 基因过表达对 KAP6.2、KAP7.1、KAP8.2、KAP11.1、BMP-4和BMPR-IB 基因表达的影响。【结果】经 RT-PCR 检测，证明小鼠慢病毒载体 pLenti6.3-K26-IRES-EGFP 和 pLenti6.3-K26.1-IRES-EGFP 构建成功。经荧光场对比，发现目的慢病毒载体转染293T细胞 72h 时转染率最高。经 PCR 检测，证实包装好的目的慢病毒 K26 及 KAP26.1 转染小鼠成纤维细胞 72 h 后转染成功。经 RT-PCR 检测与 SPSS Statistics 19 软件分析目的基因表达量与阳性对照组（空载体质粒组，BLACK）、阴性对照组（小鼠表皮成纤维细胞，NC）表达量之间的显著性差异，发现 K26 基因过表达会导致 KAP26.1 基因上调，反之亦然，说明 K26 和 KAP26.1 基因之间存在一定的协同作用；K26 和 KAP26.1 基因过表达后，均能导致 KAP6.2、KAP7.1、KAP8.2、KAP11.1 基因下调；K26 基因过表达能使 BMP-4 基因表现为上调，而 BMPR-IB 基因表现为下调；KAP26.1 基因过表达时，BMP-4 和 BMPR-IB 基因均表现为上调。【结论】K26 与 KAP26.1 基因在毛囊的内根鞘中起到协同作用，K26和KAP26.1 基因的高表达会抑制 KAP6.2、KAP7.1、KAP8.2、KAP11.1 基因的表达，影响 mTOR 下游蛋白合成信号，进而起到调节绒毛粗细的作用；K26 和 KAP26.1 基因过表达均能使 BMP-4 基因表现为上调，BMP-4 是 BMP 信号通路的激活剂，能够激活 BMP 信号通路向下游转导，进而影响到毛囊的发育周期； K26 基因过表达下调 BMPR-IB 基因的表达，而 KAP26.1 基因过表达上调 BMPR-IB 基因的表达，BMPR-IB 基因是 BMP 信号的Ⅰ型受体，当 BMPR-IB 受体减少时，会抑制 BMP 信号向下游转导，从而使绒毛生长周期重新开始；当 BMPR-IB 受体增加时，会促进下游信号分子转录，进而影响毛囊发育周期。说明 K26 和 KAP26.1 基因过表达均能激活 BMP 信号通路，并由 BMP 和 mTOR 信号调节 KAP6.2、KAP7.1、KAP8.2、KAP11.1、BMP-4和BMPR-IB 基因的表达，但 K26 与 KAP26.1 基因对 BMPR-IB 基因的相反调节作用有待深入研究。

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33. 兰州熊蜂气味受体家族鉴定及分析

王烨，韩蕾，董捷，黄家兴，吴杰

2017, 50 (10): 1904-1913. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.015

摘要（322）

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【目的】了解兰州熊蜂（Bombus lantschouensis）基因组中气味受体基因（odorant receptors, Ors）情况，为进一步分析气味受体功能提供信息，从而为研究该基因家族在熊蜂觅食、交尾、通讯等行为中的重要功能打下基础。【方法】提取兰州熊蜂胸部基因组DNA，进行Illumina高通量测序，对测序所得原始序列进行质控并拼接获得基因组序列，然后使用本地blast 2.2.28+对构建兰州熊蜂基因组本地数据库，使用已知的地熊蜂（Bombus terrestris）和意大利蜜蜂（Apis mellifera ligustica）的气味受体蛋白序列作为种子序列搜索数据库获得兰州熊蜂的气味受体序列；使用EMBOSS1.5对气味受体蛋白序列进行基本理化分析，利用GSDS2.0对家族序列的内含子与外显子位置进行分析，然后使用MEME 4.11.2对氨基酸序列进行保守基序分析，最后利用ClustaW 2.1、TrimAl 1.2、PhyML3.0对兰州熊蜂、地熊蜂和意大利蜜蜂气味受体家族序列进行系统进化分析。【结果】共获得165个兰州熊蜂气味受体基因，包括1个非典型气味受体（olfactory receptor co-receptor，Orco）、5个假基因和159个气味受体。基因结构分析发现，气味受体家族外显子数目从4个到9个不等。其中Or 47—57的序列中外显子数量最少，为4个；Or 128—161中外显子的数量最多，为9个。根据基因结构的不同，将气味受体分为10大类型，每个类型中的序列都有相似的外显子长度与数量。Or 1—38、Or 69—85、Or 128—164这3大类所包含成员数较多（分别为38、17、37），其他7类包含成员个数都约10个，且每个类型中序列在染色体上都呈串联排布，其中Or 1—38中都包含一个较长的第一外显子。保守基序分析发现，在检索的10个保守基序中，除基序5为未知基序外，其他9个基序均包含在其保守结构域（7tm_6 domain）中。 Or 1—38与Or 39—46多数成员包含全部10个保守基序，基序2、3、4、9广泛存在于该家族成员序列中，这4个基序可能为该家族关键的功能区域。系统发育分析将Ors分为5个亚家族（I—V），其中亚家族II包含2种基因结构类型序列（BlOr 97—100与BlOr 69—85），亚家族V包含4种（BlOr 1—46、47—57、86—95和101—107）。BlOr 150—155与AmOr 122—139分别聚为两个分支，BlOr 47—57与AmOr 63—65也发现类似的聚类，这表明在进化中，蜜蜂与熊蜂的Ors出现了特异性的扩张与缺失。在进化树中发现Or 115较早与其他成员分离，位于树的基部，推测该序列可能更接近气味受体家族的祖先序列。【结论】探明了兰州熊蜂的Or基因数量、基因结构及其进化关系；该基因家族在进化过程中部分成员保守基序丢失，这些结果为进一步了解Or基因功能打下了基础。

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34. 油用牡丹脂肪酸脱氢酶基因FAD3的克隆与表达分析

黄兴琳，陆俊杏，廖冰楠，白辉扬，管丽，张涛

2017, 50 (10): 1914-1921. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.016

摘要（284）

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PDF （878KB）（848）

【目的】ω-3脂肪酸脱氢酶(ω-3 FAD)为植物脂肪酸生物合成途径中的关键酶，通过对油用牡丹‘凤丹’ω-3 FAD基因结构特征及其在不同组织中的表达模式进行分析，为研究FAD3在油用牡丹‘凤丹’脂肪酸形成过程中的调控提供理论基础。【方法】采用RACE和RT-PCR的方法克隆油用牡丹‘凤丹’ω-3 FAD基因，用Vector NTI Advance 11软件进行序列分析，BLAST进行同源性比较，并用MEGA7.0的邻接法（neighbor-joining，NJ）构建系统进化树，利用在线蛋白质分析工具ExPASy预测FAD3蛋白的基本参数和特性，利用Phyre2预测蛋白质二级和三级结构，并通过实时荧光定量PCR检测该基因在油用牡丹‘凤丹’不同发育期的种子以及不同组织中的特异性表达情况。【结果】获得油用牡丹‘凤丹’脂肪酸脱氢酶FAD3，命名为FAD3（GenBank登录号：KX906966）。序列分析表明该基因cDNA序列全长1 723 bp，其中，开放阅读框1 308 bp，编码435个氨基酸，3′端非编码区长287 bp，5′末端非编码区长99 bp，预测成熟蛋白分子量为49.9 kD，理论等电点（pI）为7.42，N端无信号肽，脂肪系数为83.08，不稳定指数35.67，总水平亲水性为-0.222。经FAD3蛋白的二级结构预测，FAD3以α-螺旋、随机卷曲为主，其次是延伸链、β-转角含量较少；多序列比对结果表明，油用牡丹FAD3氨基酸序列含有2个保守结构域，系统发育分析结果显示‘凤丹’与芍药处于同一分支，其亲缘关系最近。TMHMM和TargetP亚细胞定位分析得知，FAD3蛋白有3个跨膜区域，可能定位于内质网中发挥功能。组织特异性结果分析表明，FAD3在‘凤丹’的根、茎、叶、花瓣、雌蕊、雄蕊、种子中均有表达，其中，在叶中表达量最高，雌蕊次之，在雄蕊中表达量最低；不同时期种子中，10 d表达量最高，20 d次之，在60 d中表达量最低。【结论】成功从油用牡丹‘凤丹’中克隆获得FAD3全长cDNA序列，其在‘凤丹’不同组织中呈现出多种表达模式。

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35. 高渗胁迫对玉米大斑病菌生长发育的影响及菌丝细胞中渗透调节物质的分析

巩校东，刘星晨，赵立卿，郑亚男，范永山，韩建民，谷守芹，董金皋

2017, 50 (10): 1922-1929. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.017

摘要（215）

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【目的】了解不同高渗胁迫条件对玉米大斑病菌（Setosphaeria turcica）菌丝发育及胞内黑色素含量的影响，明确在病菌菌丝细胞中起主要作用的渗透调节物质的种类及这些物质在不同高渗胁迫条件下的变化规律。【方法】采用3种不同浓度梯度（0.4、0.8、1.2 mol·L^-1 NaCl）的高渗胁迫条件处理玉米大斑病菌，分析高渗胁迫对菌落生长、菌丝发育及菌丝胞内黑色素含量的影响；利用高效液相色谱(high performance liquid chromatography，HPLC)技术测定3种高渗浓度处理下菌丝细胞中甘油、赤藓醇、葡萄糖、甘露醇、海藻糖5种多羟基醇的含量并分析其随时间变化的规律。【结果】与在普通PDA培养基上的病菌相比，在高渗胁迫条件下病菌菌落生长速率明显降低，菌丝细胞间隔变短、细胞显著膨大，且随胁迫浓度增加细胞膨大程度增强；高渗胁迫下的菌株在各个时间点的胞内黑色素含量与对照相比有明显差异，其中高渗处理12 h之前样品中黑色素的含量均比对照组低，但不同处理之间含量均很接近；而在24、48 h两个时间点不同处理浓度对黑色素的影响不同，1.2 mol·L^-1 NaCl处理下与对照相比黑色素含量均显著增加，0.8 mol·L^-1 NaCl处理下与对照相比黑色素含量降低，0.4 mol·L^-1 NaCl处理下样品的黑色素含量与对照相比在24 h时显著降低，但48 h时与对照基本一致；在不同的高渗胁迫条件下（0.4、0.8、1.2 mol·L^-1 NaCl）菌丝细胞中甘露醇的含量均有随处理时间延长而增加的趋势，在处理时间为36 h时甘露醇含量较对照增加最为明显，具有显著性差异；菌丝中甘油含量的变化与甘露醇的变化规律相似，且在高渗胁迫处理下甘油含量增加幅度更加明显，并在处理24 h后甘油含量较对照显著增加；菌丝中海藻糖含量总体上有随时间延长而降低的趋势，且渗透胁迫的强度越高该趋势越明显，不同浓度NaCl处理的菌丝中海藻糖含量均在36 h与对照相比显著降低；而赤藓醇、葡萄糖的含量与对照相比没有显著变化；在普通PD培养基或高渗处理条件下，菌丝培养滤液中均没有检测到甘露醇、海藻糖和甘油的存在，而培养基中葡萄糖的含量随高渗胁迫浓度的增加而减少。【结论】高渗胁迫抑制了玉米大斑病菌菌落的生长，使菌丝细胞膨大、间隔变短；高渗胁迫处理病菌12 h之前对菌丝胞内黑色素含量均有明显的抑制作用；甘露醇、甘油为病菌菌丝细胞中的主要渗透调节物质，海藻糖也参与了病菌的高渗胁迫反应。

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36. 万寿菊类胡萝卜素裂解双加氧酶基因CCD1克隆与表达分析

刘晓丛，曾丽，刘国锋，彭勇政，陶懿伟，张邀月，王梦茹

2017, 50 (10): 1930-1940. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.10.018

摘要（252）

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【目的】克隆万寿菊（Tagetes erecta L.‘Scarletade’）类胡萝卜素裂解双加氧酶基因CCD1（TeCCD1），分析其序列特征和表达特性，为阐明其在类胡萝卜素降解途径中生物学功能及进一步探讨万寿菊花色形成机理提供理论基础。【方法】依据万寿菊花蕾转录组数据，利用同源序列比对结果设计引物，结合RT-PCR技术克隆获得万寿菊CCD1 cDNA全长，分析其序列特征；利用Real-time PCR分析舌状花未开花蕾、半开花蕾、开放的头状花序和完全开放的头状花序4个不同发育时期的基因表达特性。【结果】克隆获得万寿菊CCD1（GenBank登录号：KX557488）的cDNA全长序列为1 746 bp，编码区长度1 626 bp，编码541个氨基酸。蛋白质分析表明TeCCD1为不稳定蛋白，不含信号肽，属RPE65超家族（登录号：PF03055），包含CCD家族保守结构域，主要定位于细胞质。万寿菊CCD1核酸序列与除虫菊CCD1同源性最高，为89%；氨基酸序列分析表明万寿菊CCD1与除虫菊CCD1同源性高达93%，与其他19个不同种属的CCD1同源性在75%—83%，说明TeCCD1是高度保守的基因；系统进化树分析显示TeCCD1的进化基本符合植物分类学的进化规律，并具有明显的种属特征，万寿菊与菊科同源基因亲缘关系最近。Real-time PCR分析表明TeCCD1在舌状花发育过程中均有表达，随舌状花的开放逐渐升高，S4期达到最大值。【结论】克隆获得万寿菊舌状花的CCD1，是典型的CCD家族成员，为高度保守的基因，主要定位于细胞质，万寿菊舌状花颜色变浅可能与CCD1表达量增加导致类胡萝卜素降解有关。

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37. 中国玉米栽培研究进展与展望

李少昆，赵久然，董树亭，赵明，李潮海，崔彦宏，刘永红，高聚林，薛吉全，王立春，王璞，陆卫平，王俊河，杨祁峰，王子明

2017, 50 (11): 1941-1959. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.11.001

摘要（999）

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玉米是全球也是中国第一大作物，在保障国家粮食安全中占有重要地位。当前，面对经济社会的快速发展和人增地减、资源紧缺、生态环境恶化等一系列突出问题，玉米栽培学科正面临着严峻挑战和新的历史发展机遇，在此重要历史关头，回顾中国玉米栽培研究历程和科技进展，探索未来发展方向具有重要的意义。分析表明，经过60年不懈努力，玉米栽培研究的目标已由产量为主向高产、优质、高效、生态、安全等多目标协同发展，研究内容不断拓宽与深入，形成了具有显著中国特色的玉米栽培科学与技术体系。进入21世纪以来，玉米栽培研究进入黄金发展期，在栽培理论、关键技术创新与应用方面取得一系列重要突破，在保障国家粮食安全中发挥了重要的作用。围绕未来玉米生产对科技的需求，依据现代科技的发展趋势，笔者认为高产、优质、高效、生态、安全仍将是未来玉米栽培研究的主要目标，并提出今后20年重点研究的方向与任务：一是继续探索不同生态区玉米产量潜力及突破技术途径，努力提高单产水平；二是转变生产方式，围绕籽粒生产效率，以提高资源利用效率和劳动生产效率为目标，降低生产成本，提高商品质量，增强玉米市场竞争力；适度发展青贮玉米和鲜食玉米等，促进玉米生产向多元化方向发展；三是应对全球气候变化，开展抗逆、减灾、稳产理论和技术研究，实施保护性耕作，实现玉米可持续生产；四是依托现代信息技术，开展智能化栽培技术研究，实现玉米精准生产与管理；五是强化栽培学科基础研究，玉米设计栽培，夯实玉米科技研究和生产发展基础。

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38. 2005—2016年中国玉米种植密度变化分析

明博, 谢瑞芝, 侯鹏, 李璐璐, 王克如, 李少昆

2017, 50 (11): 1960-1972. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.11.002

摘要（476）

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【目的】合理增加种植密度是国内外玉米增产的重要途径，但合理的密植范围受资源条件、品种和种植技术共同影响。研究旨在分析中国玉米种植密度的现状及其在不同区域、不同年份的变化，辨析玉米产量提升途径，为明确未来技术发展方向和应对措施提供依据。【方法】研究整理了2005—2016年间全国农业科技入户示范工程和国家玉米产业技术体系示范县测产调研数据，包括北方春玉米区、黄淮海夏玉米区、西北玉米区、西南玉米区以及南方甜、糯玉米区共5大玉米产区，累计调研23个省（区）、267个县（市），共117 960份调查数据，以测产调研的收获株数分析中国玉米种植密度的变化情况。经过数据审核订正，各县市逐年农户数据平均代表该县（市）逐年种植密度，缺失数据利用5点平滑插值法插值补缺。根据区域环境资源条件及种植模式，将玉米主要产区细分为25个典型生态区域，以县（市）为单位分析玉米主要产区及其生态区域的种植密度和变化规律。研究运用箱形分析法和Tukey’s HSD法比较各区域种植密度差异及其显著性；将各区域种植密度与年代进行回归，分析种植密度年际变化趋势及其显著性。【结果】分析表明，目前（2014—2016年），5大玉米产区和25个生态区域种植密度存在明显差异。种植密度由高到低依次为西北玉米区（6.77万株/hm²）＞黄淮海夏玉米区（6.19万株/hm²）＞北方春玉米区（5.91万株/hm²）＞南方甜糯玉米区（5.13万株/hm²）＞西南玉米区（4.80万株/hm²），西北玉米区种植密度极显著高于其他主产区，而南方甜糯玉米区与西南玉米区种植密度极显著低于其他主产区。各主要产区种植密度变化情况存在明显差异。北方春玉米区种植密度2005—2016期间呈极显著增长，12年间上升了1.5万株/hm²；黄淮海夏玉米区2005—2009年种植密度明显上升，2009年后种植密度稳定在6.2万株/hm²左右；西北玉米区自2009年以来始终是种植密度最高的产区，2013年达到阶段性顶峰，近年没有继续突破。西南玉米区2009—2016年种植密度维持在4.80万株/hm²左右，与其他主产区种植密度差距在不断加大；南方甜、糯玉米区的种植密度自2009年以来下降趋势明显。【结论】中国玉米种植密度在主产区之间、主产区内不同生态区域之间的现状和发展趋势并不均衡，整体上呈现北高南低的态势，虽然区域环境条件是决定种植密度的关键因素，但合理的耕作栽培技术和适宜的耐密品种是克服资源限制、提高种植密度的途径。进一步辨析促进和限制区域种植密度发展的资源环境、品种与栽培技术因素，能够为各区域构建密植增产技术模式提供理论支持。

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39. 玉米群体生长与光截获的动态模拟及应用

曹亦兵，黄收兵，王媛媛，夏雨晴，孟庆锋，陶洪斌，王璞

2017, 50 (11): 1973-1981. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.11.003

摘要（290）

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【目的】群体光截获对玉米生长发育及产量形成均有重要的影响，合理的群体结构直接决定着玉米产量的增加与稳定。群体结构的测量较为繁琐，费时费力，且不能与当地太阳辐射情况充分结合，从而无法对群体结构和功能做出整体的评价。因此，有必要构建合理、简便的玉米群体光截获动态模型，结合群体不同生育期的形态指标与光辐射情况，对群体结构做出快速而精准的评价，为不同区域玉米品种选择、播种密度确定、以及后期管理等提供参考意见。【方法】将玉米群体结构模型与光分布模型相结合，建立简易可靠的群体光截获动态模型。该模型可模拟玉米整个生育期群体光截获的动态变化，并对不同生育期群体结构做出相应的评价。同时，在中国农业大学吴桥实验站开展了两个田间试验，对模型的准确性和应用功能进行了验证。试验均为三因素，分别为品种、密度和氮肥处理，其中试验一：设置2个品种（郑单958，丹玉405），3个密度（4.5×10⁴，6.0×10⁴，7.5×10⁴株/hm²）和3个氮肥处理（不施氮；施氮180 kg·hm^-2，于播前、大喇叭口期和吐丝期以1﹕4﹕1的比例施入；施氮270 kg·hm^-2，于播前、大喇叭口期和吐丝期以4﹕4﹕1的比例施入）；试验二：设置1个品种（郑单958）、1个密度（8.25×10⁴株/hm²）和6个播期（4月20日，5月5日与20日，6月4日与18日，7月3日）。在两个试验中，对玉米不同生育期的群体形态指标、干物重、及产量均进行了测定。【结果】吐丝期和灌浆中期的群体光截获率模拟值与测量值的相关系数分别为0.91和0.85，均达到显著相关。运用该模型对两个田间试验数据的模拟结果显示，光截获率（量）随灌浆期的推进呈先增后减的趋势，吐丝后50 d光截获衰减加速。在试验地区，密度超过6×10⁴株/hm²时，光截获随密度变化不大；播期为6月中上旬时形成的玉米群体具有较为理想的光截获能力，结构功能潜力较大。产量与灌浆期有效光辐射呈正相关，但相关性随生育期推进逐渐减弱，表明灌浆后期产量的增加对群体光截获的需求减弱。在玉米生长发育后期物质转移对产量的贡献可能发挥着更加重要的作用。产量与群体光截获相关性的动态变化与品种有关，紧凑株型优于平展型。【结论】选择株型紧凑且生育后期群体结构维持较好的玉米品种，通过增加密度可进一步增加夏玉米产量。调整播期增强灌浆初期光合效率也是有效的增产方法之一。

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40. 栽培措施及其互作对北方春玉米产量及耐密性的调控作用

朴琳，任红，展茗，曹凑贵，齐华，赵明，李从锋

2017, 50 (11): 1982-1994. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.11.004

摘要（270）

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PDF （540KB）（502）

【目的】探明不同栽培措施及其交互对北方春玉米产量和耐密性的调控效应及其对产量的贡献率。【方法】2013—2014年以密植高产玉米品种中单909为试验材料，设置45 000、60 000、75 000、90 000和105 000株/hm²5个种植密度，栽培措施采用深松（S）、宽窄行种植（W）以及化控（C）处理，通过裂裂区设计形成不同的栽培模式。以产量为基础分别对不同措施组合进行通径分析、因子回归及交互效应比较分析，并结合气象数据对不同措施下的资源效率因子进行逐步回归分析。【结果】综合模式中化控处理（C）对产量具有显著的直接作用（贡献率27%—41%），这种作用在于仅靠化控处理即可增密1.17万株/hm²；宽窄行（W）对产量的调控作用在不同组合间存在明显差异，而深松（S）对产量的调控则以间接作用为主（贡献率24%—37%），但深松与宽窄行组合较常规（RU）产量增加11.28%。密植条件下多项措施互作产量增益显著高于双项措施和单项措施，相较于常规模式（RU），正常年份（2013年）多项、双项及单项措施的增幅分别为31.27%、15.57%和7.96%，少雨年份（2014）增幅分别为15.02%、11.32%和5.65%，其产量的增加主要是由于群体耐密性的提高以及光能利用效率（RUE）、积温效率（GUE）和氮肥偏生产力（PFPN）的同步调控，最终实现了综合措施下的玉米高产高效。【结论】多项措施互作模式（SWC）玉米的产量增益最大，较传统模式最佳密度增加6.27万株/hm²，实现产量增益11.91%，这主要归因于栽培措施及其互作对玉米群体耐密性的优化以及密植群体资源效率的调控作用。

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