【目的】研究BNS和BNS366小麦雄性不育与小孢子发生过程中内源激素含量变化的关系,为激素调控温光敏雄性不育小麦花粉育性提供理论依据。【方法】选用BNS和BNS366为试验材料,分别以矮抗58和郑麦366（BNS366的近等基因系）为对照,进行正常秋季播种（2018年10月10日）和晚播（2018年12月2日）试验,用I2-KI法测定花粉育性,用国内法和国际法测定自交结实率,采用间接酶联免疫法测定雌雄蕊原基分化期-三核期叶片、雌雄蕊原基分化期-四分体期幼穗和单核中位期-三核期花药中6种内源激素的含量。【结果】在正常秋季播种条件下,BNS和BNS366花粉可育率、国内法自交结实率和国际法自交结实率均为零,达到全不育水平,在晚播条件下,BNS的这三个指标分别为34.74%、43.12%和48.48%,达到低不育水平,BNS366则分别为92.63%、55.37%和67.94%,达到正常可育水平,播种期间差异均达到极显著水平;矮抗58和郑麦366在2种播期条件下,则为82.56%—94.00%、73.90%—82.31%和96.54%—139.26%,均为正常可育,播种期间差异不显著;BNS和BNS366花粉可育率-∆（正常秋季播种条件下比晚播条件下花粉可育率提高百分率）均分别极显著低于矮抗58和郑麦366。分别在2个试验组内进行内源激素含量的多重比较,BNS和BNS366与矮抗58和郑麦366内源激素含量-∆（正常秋季播种条件下比晚播条件下激素含量提高百分率）存在差异,对内源激素含量与花粉可育率、内源激素含量-∆与花粉可育率-∆进行了相关性分析,发现BNS和BNS366不育株在小麦幼穗发育过程中激素含量存在特征性变化。生长素（indole-3-acetic acid,IAA）含量在四分体期（BNS）和雌雄蕊原基分化期（BNS366）叶片中不足,在单核中位期（BNS）和单核靠边期（BNS366）花药中不足,在二核期花药中盈余;赤霉素（gibberellic acid,GA）含量在四分体期幼穗和单核中位期花药中不足;玉米素核苷（zeatin riboside,ZR）含量在叶片、幼穗和花药中均无一致盈亏特征;脱落酸（abscisic acid,ABA）含量分别在四分体期幼穗中存在偏低倾向（BNS）或确定存在不足（BNS366）现象;油菜素内酯（brassinosteroid,BR）含量在叶片、幼穗和花药中均无一致盈亏特征;茉莉酸甲酯（methyl jasmonate,MeJA）含量在雌雄蕊原基分化期、四分体期、单核靠边期（BNS）或单核中位期（BNS366）和三核期叶片中不足,在雌雄蕊原基分化期（BNS）或四分体期幼穗（BNS366）中不足,在单核靠边期花药中不足。【结论】正常秋季播种条件下,单核靠边期之前,BNS和BNS366中IAA、GA和ABA的含量不足,尤其是MeJA的含量不足,可能促进了二者雄性不育的发生。
【目的】研究棉花种子吸胀萌发期对低温胁迫的响应,多指标鉴定和综合评价萌发期供试品种（系）耐冷性,分析耐冷材料和冷敏感材料萌发期的生理生化特性,为进一步解析棉花耐冷性机理提供依据。【方法】以53份陆地棉品种（系）为试验材料,测定其在种子吸胀阶段的低温吸胀速率和低温相对吸胀速率,以及低温胁迫下萌发期的发芽指数、活力指数、平均发芽时间、平均发芽速度、发芽势、发芽率、萌发指数、芽鲜重、芽干重、胚鲜重、胚干重、物质效率和物质增长率等指标。利用相关分析、主成分分析、隶属函数分析和聚类分析等方法对吸胀萌发期的15项形态指标进行耐冷性综合评价。同时测定低温胁迫下不同耐冷性材料的抗氧化物酶活性、渗透调节物质浓度的变化以及抗氧化物酶基因的表达规律。【结果】低温胁迫下,棉花种子萌发期的相对吸水量和吸水速率呈下降趋势,53份材料萌发期的各个指标均呈现显著差异。相关分析表明,吸胀阶段的两项指标相关性较强,它们与萌发阶段指标间的相关性不显著或负相关;芽鲜重、芽干重、活力指数、平均发芽速度和平均发芽时间能较好地反映各个材料萌发期的耐冷性强弱。主成分分析表明,15项耐冷指标通过简化可得到3个主成分,其贡献率分别为55.17%、18.27%和8.79%。隶属函数和聚类分析结果表明,53份材料根据萌发期耐冷综合评价指标可划分为4类：强耐冷（5份）、耐冷（13份）、不耐冷（26份）和冷敏感（9份）,其中新陆中4号为耐冷性最强的材料。耐冷材料种胚内的SOD、POD和CAT酶活性能够在短时间内恢复至接近对照水平或超过对照,可溶性蛋白浓度始终显著高于冷敏感材料。抗氧化物酶基因的表达分析表明,POD酶基因和SOD酶基因的表达量变化与酶活力测定值变化结果基本一致。【结论】陆地棉萌发期鉴定指标呈多元化,胚芽鲜/干重、活力指数可作为萌发期耐冷性鉴定的正向指标,而平均发芽时间和平均发芽速度可作为萌发期耐冷性鉴定的负向指标。POD、SOD和CAT酶活力及可溶性蛋白浓度可作为棉花萌发期耐冷性鉴定的生理指标。
【目的】可溶性糖含量是甘薯块根食用品质和加工性能的重要指标,研究可溶性糖组分特征及其与食用品质的关系,有助于了解块根可溶性糖组分在加工中的变化及其对食味的影响,为甘薯鲜食与加工的品种选择、专用品种选育和种质资源利用提供依据。【方法】采用高效液相色谱蒸发光散射检测器法（HPLC-ELSD）测定102份甘薯种质资源的生薯和蒸熟薯的可溶性糖组分含量,对不同干物率类型的块根可溶性糖组分特征进行分析,并用相关性和逐步线性回归分析可溶性糖组分与食味的关系及其对食味的贡献。【结果】甘薯的生薯和熟薯均含有果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖4种可溶性糖。在生薯中,蔗糖含量最高,平均含量为25.79 mg·(g·FW)-1,占生薯可溶性糖的45.31%;果糖和葡萄糖含量相近,关系密切,果糖含量（y）和葡萄糖含量（x）的拟合方程为y=0.807x+1.275;麦芽糖含量最低,平均含量为6.79 mg·(g·FW)-1,仅占生薯可溶性糖的11.92%。生薯可溶性糖含量高低主要由果糖和葡萄糖含量决定,通常情况下,低干物率品种具有更高的生薯可溶性糖和果糖含量,生化甜度更好。在蒸熟过程中块根中可溶性糖含量变化主要在于产生了大量麦芽糖,麦芽糖含量从生薯的0.96—24.67 mg·(g·FW)-1提高至14.80—136.16 mg·(g·FW)-1。熟薯可溶性糖含量高低是由麦芽糖含量决定的,中、高干物率类型具有更高的熟薯可溶性糖和麦芽糖含量。甘薯块根食味增量主要来源于蒸熟过程中产生的可溶性糖;麦芽糖、果糖、蔗糖是甘薯块根食味的重要影响因子;麦芽糖对食味增量的贡献率近50%,对香味和质地的作用尤为突出;果糖对黏度的贡献最大,而蔗糖对质地的贡献优于果糖。【结论】生薯可溶性糖和果糖含量是反映甘薯生薯甜度的重要指标,熟薯可溶性糖、麦芽糖含量是反映甘薯食味的重要指标。麦芽糖、果糖、蔗糖是影响甘薯块根食用品质及加工性能的重要可溶性糖组分。筛选出甘薯块根可溶性糖特异种质11份。
【目的】研究不同熟期夏玉米品种生长发育特性与产量形成的关系,以期为早熟、高产、适应机械粒收的玉米新品种的筛选提供理论依据。【方法】2017年以早熟玉米品种登海518（DH518）、衡早8号（HZ8）和中晚熟玉米品种登海605（DH605）、郑单958（ZD958）为试验材料,2018年以早熟玉米品种登海518（DH518）、京农科728（JNK728）和中晚熟玉米品种登海605（DH605）、郑单958（ZD958）为试验材料,种植密度为75 000株/hm2,研究玉米生长发育过程中的叶片建成规律、穗部发育特性以及各生育阶段对光温需求的差异。【结果】不同熟期夏玉米品种各生育阶段的光温需求大小表现为吐丝期（R1）—生理成熟期（R6）>出苗期（VE）—吐丝期（R1）>播种期（sowing）—出苗期（VE）。不同品种花后对积温的需求高于花前,中晚熟和早熟夏玉米品种对积温需求的差异主要在拔节期—吐丝期,具体表现为第9—16片叶建成期;花后对积温的需求品种间差异不显著。相关性分析表明,不同熟期夏玉米品种的产量与穗位高、穗高系数呈极显著正相关关系。不同熟期夏玉米品种的雄穗发育特性不同,晚熟品种的雄穗长度显著低于早熟品种,但晚熟品种的雄穗分枝数、雄穗总小花数、小花败育率、有效小花数显著高于早熟品种;而雌穗分化到籽粒形成受品种基因型影响较大。【结论】不同熟期夏玉米品种生长发育特性具有较大差异,在75 000株/hm2条件下,中晚熟品种的产量显著高于早熟品种;植株总叶片数较少,拔节期—吐丝期所需时间短,后期脱水速率快是早熟宜机收玉米品种的典型特征。
【目的】明确增温增CO2对玉米||花生体系中玉米光合特性的影响,以期为未来气候变化条件下玉米||花生绿色高产高效栽培提供理论依据。【方法】以玉米||花生2﹕4模式为研究对象,2018年设常温常CO2（TC）和增温增CO2（+T+C）处理,2019年增设增温增CO2（+TC）处理,在P0（0）和P180（180 kg P2O5·hm-2）2个磷水平下,研究了增温增CO2对间作玉米叶绿素含量、SPAD值、光合-光强、光合-CO2响应曲线及其相关参数的影响。【结果】（1）与TC处理相比,+TC处理提高了间作玉米苗后34 d叶绿素b和叶绿素a+b含量,降低了叶绿素a/b值,苗后55 d施磷条件下,SPAD值、AQY、CE、Amax、Vc,max、Jmax和TPU分别提高了7.80%、18.18%、18.86%、13.34%、13.33%和20.14%,产量提高了19.2%—28.1%;与+TC处理相比,+T+C处理提高了苗后55 d和65 d间作玉米AQY,降低了LCP,苗后55 d间作玉米CE、Amax、Vc,max、Jmax和TPU分别提高13.58%—32.96%、21.31%—11.61%、9.35%—14.55%、9.52%—15.13%和8.82%—26.16%,产量提高5.25%—18.70%,均达到显著差异水平（P<0.05）。（2）与TC处理相比,+T+C处理间作玉米大喇叭口期和灌浆期SPAD值分别提高4.68%—12.91%和7.88%—18.37%,蜡熟期却降低8.63%—12.72%;间作玉米苗后35 d叶绿素a、b和a+b分别提高17.58%—19.54%、52.55%—59.55%和26.08%—28.47%,叶绿素a/b降低了23.04%—25.18%;间作玉米苗后55 d 的AQY和LSPn分别提高了30.30%—75.76%和16.87%—19.44%;CE、Amax、Vc,max、Jmax和TPU分别提高了15.72%—36.78%、24.91%—32.66%、20.77%—29.83%、20.93%—30.48%和27.16%—30.74%,产量提高了7.24%—52.0%,均达到显著差异水平（P<0.05）。（3）与不施磷相比,施磷提高了TC、+TC和+T+C处理苗后85 d时叶绿素b含量,增幅分别为24.15%、18.64%和22.04%;苗后34 d 的LSPn分别提高了13.30%、17.0%和9.86%,产量分别提高了24.2%—67.2%、55.6%和27.8%—38.0%,均达到显著差异水平（P<0.05）。【结论】增温和增CO2均能提高间作玉米生育前期叶绿素含量和净光合速率,两者表现出正向协同作用,而在其生育中后期增CO2能缓解增温带来的负效应;增温增CO2能提高间作玉米的产量,关键在于其生育前中期叶绿素含量、羧化效率、最大电子传递速率和磷酸丙糖利用率的提高。施磷具有明显的正效应。
【目的】明确引起河北省大豆植株主要病害的病原真菌种类,筛选能有效抑制所鉴定病原菌的杀菌剂,为河北省大豆病害化学防治提供依据。【方法】对采自河北省的大豆主要病原真菌根据病症采用组织分离法纯化培养,初步利用超景深和正置光学显微镜分别进行菌落、菌丝和孢子形态学的观察鉴定,然后利用通用引物ITS1-ITS4对5种不同病症的致病菌株rDNA-ITS区进行PCR扩增、测序分析,采用MEGA 7.0中邻接法（neighbor-joining,NJ）构建系统发育树,分析病原菌种之间的亲缘关系,对具有特异性引物序列的病原菌进行分子鉴定,通过病害和病原菌宏观形态、显微特征与分子生物学技术相结合从而明确引起河北省大豆植株主要真菌病害的病原菌种类;采用菌丝生长速率法和不同种类杀菌剂在离体叶片或幼茎上对大豆主要病害的防治效果筛选防治药剂。【结果】通过病原菌的宏观形态、显微结构和分子序列综合分析,确定分离自河北省大豆主产区的病原菌分别为木贼镰孢(Fusarium equiseti）、大豆炭疽菌(Colletotrichum chlorophyti）、茎点霉菌（Phoma herbarum）、链格孢(Alternaria alternata）、嘴突凸脐蠕孢(Exserohilum rostratum）,对应病害分别为大豆根腐病、炭疽病、茎点霉叶斑病、大豆黑斑病、凸脐蠕孢叶斑病。毒力测定结果显示,5种病原菌对三唑类杀菌剂苯醚甲环唑、氟菌唑、叶菌唑和甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂吡唑醚菌酯均敏感,木贼镰孢对甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂肟菌酯敏感,除木贼镰孢外的病原菌对酰胺类杀菌剂氟吡菌酰胺敏感,大豆炭疽菌和嘴突凸脐蠕孢对烷基多胺类杀菌剂辛菌胺敏感,大豆炭疽菌对有机硫类仿生杀菌剂乙蒜素敏感,EC50值均低于10 μg·mL-1;杀菌剂对大豆主要病害的防治效果结果显示,苯醚甲环唑、氟菌唑、叶菌唑、吡唑醚菌酯和肟菌酯对上述大豆主要病害防治效果均显著,氟吡菌酰胺对除大豆根腐病外的病害防治效果显著,辛菌胺、乙蒜素对大豆炭疽病和凸脐蠕孢叶斑病防治效果显著,防治效果分别达到90%以上。【结论】共鉴定出河北省大豆病原真菌及其对应病症病害5种;推荐三唑类甾醇抑制剂苯醚甲环唑、氟菌唑、叶菌唑和甲氧基丙烯酸酯类呼吸抑制剂吡唑醚菌酯作为河北省大豆主要真菌病害的优选兼治药剂。
【背景】恶性杂草小飞蓬（Conyza canadensis）危害严重,有效治理手段匮乏。植物源羊脂酸可高效抑制小飞蓬光合作用,是一种具有开发潜力的灭生型植物源除草化合物。捕光叶绿素a/b结合蛋白（LHC）是光合系统I（PSI）中重要复合体蛋白,在植物进行光合作用中发挥关键作用。【目的】挖掘羊脂酸抑制小飞蓬的潜在靶标基因,为植物源羊脂酸除草剂的开发提供理论依据。【方法】采用同源克隆和RACE技术从小飞蓬叶片中克隆CcLhca-J9的全长序列,并利用DNAMAN分析其核酸序列特征。在NCBI中搜索LHC的高相似度氨基酸序列,采用邻接法构建系统进化树。利用SWISS-MODEL和ExPaSy在线预测分子量、等电点和蛋白结构。以同源建模结果作为模型,采用AutoDock 4.2软件分析羊脂酸与CcLhca-J9蛋白之间的亲和力。采用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）分析羊脂酸和对照药剂阿魏酸及清水处理小飞蓬叶片后CcLhca-J9表达差异。【结果】成功获得小飞蓬CcLhca-J9,基因编码区全长为744 bp,编码247个氨基酸,分子量为26.766 kD, 理论等电点为6.43,属于Chloroa_b-bind家族蛋白。系统进化分析表明,CcLhca-J9与除虫菊（GEW73959.1,Tanacetum cinerariifolium）和黄花蒿（PWA35049.1,Artemisia annua）Lhca蛋白进化程度最为接近,同处于菊科这一分支,一致性超过85%,表明该基因家族保守性较强。CcLhca-J9蛋白二级结构具有螺旋、β转角、延伸链、无规则卷曲;以4y28.1.O (2.80Á)为模板进行同源建模,三级结构是单分子物体,具有6个叶绿体a配体,是一个典型的捕光复合物I叶绿素a/b结合蛋白。分子对接显示,羊脂酸与CcLhca-J9蛋白的氨基酸残基Gly68、Phe67、Phe69和Arg197在结合过程中产生了氢键和p-π的作用力。RT-qPCR结果显示,羊脂酸胁迫处理小飞蓬叶片条件下,CcLhca-J9的表达量存在明显差异,药后0—8 h内随时间延长表达量表现出下降的趋势。与对照阿魏酸和清水处理相比,羊脂酸处理抑制了CcLhca-J9的表达。【结论】CcLhca-J9具有典型的捕光叶绿素a/b结合蛋白功能,可能参与了羊脂酸抑制小飞蓬叶片生长过程,是具有开发除草剂潜力的抑草靶标。
【目的】安徽省为我国粮食主产省份之一,估算安徽省主要作物秸秆养分资源量及还田利用潜力,可为全省秸秆养分资源合理利用和秸秆还田下化肥减施提供科学参考。【方法】基于相关统计数据和文献资料,对安徽省各市水稻、小麦、玉米和油菜4种作物秸秆产量、秸秆氮磷钾养分资源量及其在还田条件下的化肥替代潜力进行评估。【结果】2016—2018年安徽省水稻、小麦、玉米和油菜秸秆年均产量分别为1 758万t、2 251万t、712万t和275万t,秸秆资源主要分布在淮北和江淮区域,分别占全省4种作物秸秆总量的47.0%和33.6%。全省4种作物秸秆氮（N）、磷（P2O5）和钾（K2O）养分年均产量分别为40万t、13万t和85万t,水稻、小麦、玉米和油菜秸秆养分资源量分别占4种作物秸秆养分资源总量的44.6%、34.4%、13.9%和7.1%。在全省作物主要种植地区,单位播种面积水稻秸秆还田的化肥替代潜力为N 29.5—35.0 kg·hm-2、P2O5 13.6—16.2 kg·hm-2和K2O 132.9—157.5 kg·hm-2;小麦秸秆还田的化肥替代潜力为N 24.1—33.5 kg·hm-2、P2O5 8.4—11.7 kg·hm-2和K2O 83.5—115.8 kg·hm-2;玉米秸秆还田的化肥替代潜力为N 24.7—32.7 kg·hm-2、P2O5 12.5—16.5 kg·hm-2和K2O 59.7—79.0 kg·hm-2;油菜秸秆还田的化肥替代潜力为N 24.1—34.0 kg·hm-2、P2O5 11.2—15.8 kg·hm-2和K2O 101.3—142.7 kg·hm-2。【结论】安徽省主要作物秸秆还田可基本满足下季作物的钾素需求,同时可部分替代氮肥和磷肥的施用,各区域应因地制宜,充分利用秸秆养分资源,实现农田化肥减施。
畜禽粪污沼液是以畜禽粪污为主要原料,经厌氧发酵产生沼气后的残留液。中国沼气工程建设始于20世纪70年代,随着畜禽养殖业的发展和畜禽粪污厌氧消化技术的推广,畜禽粪污厌氧发酵沼液的产生量随之增大。畜禽粪污沼液属于污水的一种,畜禽粪污厌氧发酵沼液的安全消纳或治理已成为当前中国农业源废弃物污染防治必须要面对和解决的问题。目前,中国畜禽粪污沼液还田消纳作为一种沼液处理的主要方式,即沼液未经过无害化处理而直接还田。然而,由于畜禽粪污中多种有害物质（包括重金属和抗生素类污染物）可在沼液中残留,且大多存在不同程度超出国家水质安全标准,危害农田生态环境安全。本文收集了最近十几年来公开发表的大量文献中的研究数据,分析了猪、牛、鸡饲料和粪污中重金属等污染元素和抗生素的含量,评估了粪污沼液还田对土壤质量、农田水环境和农产品安全的影响。研究结果显示,（1）畜禽粪污沼液存在水质严重超标。如畜禽粪污沼液中检出Hg、Cd、As、Pb、Cr、Cu、Zn和Cl大多超出国家《农田灌溉水质标准》（GB 5084—2005）;且超出国家《地下水质量标准》（GB/T 14848-2017）IV-V类水质标准。此外,畜禽粪污沼液中还检出多种抗生素残留,其中以四环素类较其他类抗生素浓度为高,且高出欧盟医药产品评估局（EMEA）规定的水环境抗生素阈值（10 ng·L-1）。（2）畜禽粪污沼液农用存在农地污染风险。如施用沼液的土壤中检出Cd、As、Pb、Ni、Cr、Cu和Zn等均有不同程度超出国家《土壤环境质量—农用地土壤污染风险管控标准》（GB 15618—2018）中农用地土壤污染风险筛选值。另有研究报道,连续6年施用沼液的土壤中检出多种抗生素类兽药残留,其中四环素类和喹诺酮类抗生素残留量最高（分别约为3.9和14.3 mg·kg-1）,已超过国际兽药协调委员会（VICH）规定的土壤中抗生素残留允许限量（0.1 mg·kg-1）。（3）畜禽粪污沼液农用存在农产品安全风险。如施用沼液的作物中检出多种污染物（如蔬菜中Cd、Pb、Ni、Cr、Zn、As和粮食作物中Zn、As等）累积量存在不同程度超出国家《农产品安全质量无公害蔬菜安全要求》（GB/T 18406.1—2001）和《食品中污染物限量》（GB 2762—2017）。鉴于当前畜禽粪污沼液不达标还田利用存在环境安全风险,以致农产品中多种污染物超标,可能对人类健康产生危害,沼液的无害化处理使其达标还田对于确保土壤、水体及农产品安全势在必行。为此,加强沼液中多种污染物的协同去除处理技术的研发和应用,对于确保沼液资源化安全利用具有实际意义。
【目的】研究不同降雨强度和地下孔（裂）隙下,喀斯特区坡耕地表和地下土壤养分流失途径及流失规律,为喀斯特坡耕地土壤养分流失控制和农业面源污染防治提供理论依据。【方法】以喀斯特区坡度为15°的坡耕地为研究对象,通过模拟其地表形态和地下孔（裂）隙特征,设置不同雨强（30、50、70、90 mm·h-1）和地下孔（裂）隙度（1%、3%、5%）交叉试验共36场降雨,探索喀斯特坡耕地地表和地下养分流失特征。【结果】（1）雨强对喀斯特区坡耕地产流产沙影响显著（P<0.05）,地表、地下产流产沙量随雨强增大而增加,其产流产沙从地下过渡到地上的临界雨强可能在30—50 mm·h-1;随地下孔（裂）隙度增大,地下产流产沙量增加,地表呈相反的规律。（2）喀斯特坡耕地径流养分主要通过地表流失,小雨强下通过地下孔（裂）隙流失;径流中全氮（TN）、全磷（TP）、全钾（TK）流失量和流失模数均随雨强增大而上升,雨强对各径流养分流失浓度影响不明显。地表养分流失量和流失模数随地下孔（裂）隙度增加而下降,地下反之。地下孔（裂）隙度的增加使地下径流养分流失占比逐渐增加。（3）养分会通过附着于泥沙流失,其中以地表泥沙流失为主。地表、地下各泥沙养分平均流失浓度、流失量和流失模数均随降雨强度增大而增加,其中TK流失平均浓度和流失量在不同雨强下显著高于TN和TP。同雨强下,地表泥沙各养分平均流失浓度、流失量和流失模数随孔（裂）隙度增加呈减小趋势,地下反之,但流失量从地表为主到地表与地下二者并重。（4）相关性分析表明,降雨强度与径流和泥沙流失量均呈现显著正相关关系,雨强对各养分径流的影响高于泥沙,地表径流受雨强影响最大。地下孔（裂）隙度对泥沙养分流失量的影响高于径流,而泥沙养分中地下泥沙养分流失量受其影响较大。【结论】喀斯特坡耕地养分主要通过地表流失,但地下孔（裂）隙对养分流失的影响不容忽视。在坡耕地养分流失防治上,地表通过增加植被覆盖度和添加枯落物等方式减缓坡耕地产流产沙量,地下通过植被根系固定土壤,防止养分通过孔（裂）隙向地下渗漏进而达到减少坡耕地土壤养分流失。
【目的】在前期从花椰菜中筛选、鉴定出多个逆境胁迫应答相关ERF（Ethylene-responsive factors）转录因子的基础上,对其中一个未知功能的转录因子BraERF023a进行克隆,并阐释其在盐及干旱胁迫条件下的表达特征及功能。【方法】对花椰菜中的BraERF023a进行克隆,采用MEGA 6等生物学软件对其序列特征进行分析,采用qRT-PCR方法分析BraERF023a在盐及干旱胁迫条件下的表达特征,进而构建过表达载体并转化拟南芥,对BraERF023a过表达转基因拟南芥株系在盐及干旱胁迫下的表型、生存率进行观察、分析。【结果】序列分析证实,花椰菜BraERF023a编码区长度为597 bp,编码含198个氨基酸的蛋白质,其内含有一个AP2保守结构域。BraERF023a在十字花科芸薹属植物中具有很高保守性。转录表达模式分析显示,盐及干旱胁迫条件均可显著诱导花椰菜BraERF023a的表达。进一步的功能分析显示,在盐及干旱胁迫处理条件下,过表达BraERF023a的转基因拟南芥株系比野生型对照生长势更好,植株生存率更高,盐及干旱耐受能力明显增强。【结论】BraERF023a在花椰菜响应盐及干旱胁迫中发挥重要的正向调控作用,过表达BraERF023a可显著提高转化株对盐及干旱的胁迫耐受。
【目的】探讨低温贮藏过程中游离态和糖苷结合态单萜组分和含量变化趋势,从更加全面的代谢物角度诠释玫瑰香气成分变化规律,为更好地研究贮藏期间葡萄风味品质的变化和最佳贮藏条件的建立提供理论依据。【方法】以两个优新葡萄品种‘瑞都红玫’和‘瑞都早红’为试材,选取健康果实预冷至-1—0℃,放入PE葡萄保鲜膜中,封口入库（（2±1）℃,90% RH）。每15 d取样一次,共取样3次,常规方法测定果实理化指标和外观品质指标;顶空固相微萃取结合气相色谱与质谱联用技术（SPME-GC-MS）测定果实中游离态和糖苷结合态单萜类组分和含量的变化。【结果】低温贮藏过程中,两个品种葡萄果实可溶性固形物含量呈现降低的趋势,可滴定酸含量变化趋势略有不同;失重率、烂果率、落粒率和果梗褐变指数随着低温贮藏时间延长而升高,果柄耐拉力随贮藏时间延长而降低。化合物分析结果显示,里那醇、β-月桂烯、β-cis-罗勒烯、柠檬烯、cis-呋喃型氧化里那醇和香叶醇等是两个葡萄品种的主要游离态单萜成分;而主要糖苷结合态单萜有里那醇、β-月桂烯、香叶醇、香叶醛、β-cis-罗勒烯和橙花醚等。低温贮藏过程中,总游离态单萜含量显著降低,28种游离态单萜的变化趋势聚为4类;相较于贮藏初期,大部分游离态化合物含量呈现降低趋势。主成分分析结果显示香叶酸（M28）、橙花醚（M14）、里那醇（M16）和4-松油烯醇（M17）等游离态单萜可以作为不同贮藏时间样品区分的主要贡献差异单萜成分。各个糖苷结合态单萜在贮藏过程中也表现不同的变化趋势,总结合态单萜含量与游离态单萜呈现相反的趋势。结合态氧化玫瑰是区分两个品种的主要标记物。【结论】‘瑞都红玫’低温耐贮性优于‘瑞都早红’;低温贮藏会引起游离态单萜含量显著降低;游离态香叶酸、橙花醚等化合物可以作为不同时间贮藏样品区分的主要成分;结合态氧化玫瑰可作为品种区分的标记物。
【目的】干法成熟肉品因其独特的产品特征,深受消费者喜爱,本试验拟探究干法成熟过程中羊腿肉持水能力及其内部水分变化,阐明在干法成熟过程中水分迁移规律,为生产优质肉制品提供参考。【方法】选取26只6—7月龄的小尾寒羊公羊后腿为样品,在（2±2）℃条件下进行湿法成熟、相对湿度（80±5）%的干法成熟（RH80干法成熟）和相对湿度（60±5）%的干法成熟（RH60干法成熟）。在成熟0、7、14、21和28 d测定羊腿肉的成熟损失、水分含量、蒸煮损失、水分分布和羊腿肉的蛋白质二级结构。【结果】干法成熟羊腿肉的成熟损失显著高于湿法成熟（P<0.05）;RH60干法成熟羊腿肉的水分含量在成熟7 d后显著低于湿法成熟（P<0.05）,干法成熟组间的水分含量无显著差异（P>0.05）。持水能力结果显示,除成熟14 d的RH80干法成熟羊肉外,干法成熟组羊腿肉的蒸煮损失显著低于湿法成熟组（P<0.05）,在成熟14 d时,干法成熟组蒸煮损失与成熟0 d无显著差异（P>0.05）,表明干法成熟羊腿肉的持水能力优于湿法成熟,且干法成熟14 d时样品持水能力提高。蛋白质二级结构显示,与成熟7 d相比,湿法成熟组、RH80干法成熟组和RH60干法成熟组在成熟14 d时无序结构分别降低9.2%、14.1%和17.26%,表明成熟14 d羊腿肉蛋白质稳定性高于成熟7 d,持水能力较好。低场核磁结果表明,在成熟21 d时,3种成熟方法中羊腿肉的自由水弛豫时间T22较成熟14 d显著增加（P<0.05）,水分自由度升高,持水能力较弱。3种成熟方法中不易流动水相对含量占比最大,成熟14 d内,羊腿肉中不易流动水相对含量先降低后升高,结合水相对含量先升高后降低,说明成熟前期羊腿肉中不易流动水先转化为结合水,而后结合水转化为不易流动水;成熟后期,羊腿肉中不易流动水相对含量降低,自由水相对含量升高,说明成熟后期羊腿肉中不易流动水转化为自由水,持水能力下降。【结论】干法成熟羊腿肉水分含量较少,但持水能力优于湿法成熟组。羊腿肉在干法成熟过程中,结合水与不易流动水、不易流动水与自由水之间存在转化关系,不易流动水增多,持水能力增强;自由水增多,持水能力降低。在较长时间的干法成熟过程中,环境湿度对羊腿肉成熟损失和蒸煮损失有显著影响,对肉品的水分含量、水分迁移和分布影响不显著。
【目的】通过分析糙米经发芽和挤压膨化前后挥发性风味化合物的变化,探讨发芽及挤压膨化处理对糙米挥发性风味化合物的影响效应,为评价和提升糙米挥发性风味提供参考。【方法】以糙米及其经发芽、挤压膨化和发芽-挤压膨化处理的样品为试材,采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用（HS-SPME-GC-MS）的分析方法,通过NIST14质谱数据库比对以及保留指数（RI）分析对挥发性风味化合物进行鉴定,以内标法测定其含量,通过气相色谱-嗅闻法（GC-O）明确糙米样品气味活性化合物构成谱,分析其整体风味轮廓,评价糙米样品的挥发性风味特征。【结果】共鉴定出挥发性风味化合物28种,主要为醛类、醇类、萜烯类、酯类、杂环及芳香烃化合物。糙米经挤压膨化,醛类、杂环及芳香烃等化合物含量显著增加,醇类和萜烯类含量显著减少,新检出酯类物质;糙米经发芽处理,醇类含量有所增加,醛类、萜烯类、杂环及芳香烃化合物含量减少,未检出酯类物质;发芽糙米经挤压膨化,醛类、萜烯类、杂环及芳香烃化合物含量增加,醇类化合物的含量减少,新检出酯类物质,且发芽糙米经挤压膨化后,醛类、萜烯类、酯类和杂环化合物含量显著高于糙米。主成分分析结果表明,庚醛、壬醛、苯甲醛、D-柠檬烯、甲苯和2-乙酰-1-吡咯啉等化合物含量增加与挤压膨化处理密切相关,2-乙基-1-己醇和3-甲基丁醇含量增加与发芽处理密切相关,乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲基硫醚和吡啶含量增加与发芽-挤压膨化处理密切相关。GC-O结果表明,共检出19种气味活性化合物,其中气味强度值（OIV）≥3的为己醛、庚醛、正己醇、1-辛烯-3-醇、2-乙酰-1-吡咯啉和对二甲苯。风味轮廓分析表明,糙米中蜡质气味强度最高,青草及坚果气味次之,花香及果香气味较弱。糙米经挤压膨化,坚果、青草和果香气味强度明显增加,蜡质气味强度明显减弱;糙米经发芽处理,蜡质、坚果、青草和花香气味强度均降低,果香气味强度不变;发芽糙米经挤压膨化,坚果、蜡质、青草和果香气味强度均显著增加。【结论】发芽处理对糙米中醇类的形成有一定促进作用,而其他挥发性化合物含量均有不同程度降低,导致整体风味强度下降;但糙米在发芽过程中通过生化作用可能产生了挥发性风味前体物质,从而促进发芽糙米经挤压膨化形成更多的挥发性风味化合物。挤压膨化处理对糙米及发芽糙米中醛类、萜烯类、酯类、杂环及芳香烃等挥发性化合物的形成有明显促进作用,且发芽糙米挤压膨化后挥发性风味化合物的含量增加显著高于糙米,整体风味强度均上升,其中坚果和果香气味强度显著增加。
【目的】研究饲粮能量水平对荷斯坦阉牛生产性能、血液指标、屠宰性能及肉品质的影响,为荷斯坦阉牛育肥提供理论依据。【方法】选择体重在650 kg左右的健康的荷斯坦阉牛39头,随机分为3组（n=13）。试验期为255 d（预试期10 d、正试期245 d）。试验前期（1—87 d）3组分别为低能量组（LE）、中能量组（ME）、高能量组（HE）,NEmf分别为6.10、6.30、6.50 MJ·kg-1,CP水平均为11.6%;试验后期（88—245 d）分为3个阶段,Ⅰ（88—130 d）、Ⅱ（131—188 d）、Ⅲ（189—245 d）阶段,不同阶段的各试验组饲粮能量和粗蛋白质水平相同, NEmf分别为6.7、7.20、7.29 MJ·kg-1,CP水平均为11.5%。于试验前期和后期结束时进行生产性能等指标测定,每组随机选择6头牛采集血液进行血液生化指标测定并进行屠宰,测定屠宰性能和肉品质等。【结果】提高试验前期饲粮能量水平,显著提高了荷斯坦阉牛HE组的日增重,较LE组和ME组分别提高了21.50%（P<0.05）和17.12%（P<0.05）,但饲粮能量水平对荷斯坦阉牛后期和全期的平均日增重、料重比无显著影响（P>0.05）。在试验前期,血清中的TG含量显著增加,高低次序均表现为HE组>ME组>LE组,HE组血清中LPL含量最高,较LE组、ME组分别提高了35.17%（P<0.05）、9.92%;HE组血清中NEFA含量最高,较LE组显著提高了13.16%（P<0.05）,与ME组无显著差异。而在试验后期,LE组血清中LPL含量较ME组、HE组显著提高18.47%（P<0.05）、26.17%（P<0.05）。不同饲粮能量水平显著提高了荷斯坦阉牛胴体重,HE组最高,较LE组和ME组提高了6.26%、5.26%;HE组屠宰率极显著LE组和ME组,分别提高了4.86%（P<0.05）、4.10%（P<0.05）,而对眼肌面积、大理石花纹等级无显著差异（P>0.05）。饲粮能量水平对pH、蒸煮损失、剪切力、失水率以及色差无影响（P>0.05）;HE组背最长肌粗脂肪含量最高,较LE组和ME组分别显著提高了52.54%（P<0.05）、57.45%（P<0.05）。【结论】在本试验条件下,荷斯坦阉牛采取直线高能育肥模式较好,在体重650—770 kg阶段,饲粮NEmf水平为6.50 MJ·kg-1,CP水平为11.6%饲喂效果最佳。
【目的】通过探究杂合型伴性矮小基因对鸡脂肪沉积的影响,了解其脂肪沉积动态变化的规律,为优质肉鸡和地方鸡种生产性能研究奠定基础。【方法】将正常体型的固始公鸡和广西瑶鸡公鸡（ZDWZDW）分别与正常型母鸡（ZDWW）和矮小型母鸡（ZdwW）交配,将杂交后代在同一条件饲养。分别于60日龄、90日龄、120日龄从每个杂交后代中各选取鸡只100只（公母各半）,进行体尺指标的测定;分别于60日龄和90日龄从固始鸡的杂交群体中各选取鸡只10只（公母各半）,进行体脂含量动态变化的研究;另于120日龄从固始和广西瑶鸡的杂交后代群体中各选鸡只10只（公母各半）,进行体脂含量的测定;采用全自动生化分析仪测试血清生化指标;采用索氏抽提法测定胸肌、腿肌中肌内脂肪（IMF）的含量;通过制作石蜡切片,在显微镜下测定肌纤维直径和肌纤维密度。【结果】杂交后代个体体型均为正常型,固始鸡母本正常型群体的公、母鸡随日龄呈现了不同的脂肪沉积特性。母鸡的体脂指标包括腹脂重、腹脂率、皮下脂肪厚和肌间脂肪宽前期均保持在低水平,在120日龄得到显著提高,而公鸡的体脂水平一直维持在低水平;固始鸡母本矮小型群体公、母鸡随日龄表现了相似的脂肪沉积动态变化特性,120日龄公、母鸡的体脂沉积水平均显著高于60日龄/90日龄;母本矮小型群体公鸡（dw杂合子）表现了完全不同于母本正常型群体公鸡（DW纯合子）体脂变化的特性,其90日龄和120日龄的腹脂重、腹脂率、皮下脂肪厚和肌间脂肪宽均显著高于母本正常型群体公鸡。进一步整合120日龄固始鸡杂交群体和广西瑶鸡杂交群体的体脂数据发现,群体因素对腹脂重、肌间脂肪宽、皮下脂肪厚和胸肌肌内脂肪含量的效应均达到显著水平,特别是母本矮小型公鸡（dw杂合子）的腹脂重、腹脂率、肌间脂肪宽、皮下脂肪厚和胸肌肌内脂肪含量均极显著高于母本正常型公鸡（DW纯合子,P<0.01）。母本矮小型与母本正常型群体间在总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白（LDL）含量、高密度脂蛋白（HDL）含量上均无显著差异。母本正常型和母本矮小型后代的肌纤维特性包括肌纤维密度、肌纤维面积、肌纤维直径均无显著性差异。【结论】杂合伴性矮小型基因改变了公鸡的脂肪沉积特性,显著提高了公鸡的腹部脂肪、皮下脂肪和肌间脂肪的沉积;改善了胸肌的肌内脂肪含量;而对血脂指标无显著影响;对肌纤维特性无显著影响。
【目的】长链非编码RNA（long non-coding RNA,lncRNA）是一类二、三级结构高度保守,长度>200 nt且不具蛋白编码能力的RNA,在转录和转录后水平广泛参与调控剂量补偿、细胞分化和生长发育等生命活动。本研究基于前期获得的蜜蜂球囊菌（Ascosphaera apis,简称球囊菌）菌丝和孢子混合样品的高质量lncRNA组学数据进行球囊菌lncRNA的顺式（cis）作用、反义lncRNA（antisense lncRNA）作用和竞争性内源RNA（competing endogenous RNA,ceRNA）作用的分析和探讨,以期揭示lncRNA在球囊菌中的潜在功能。【方法】基于lncRNA基因在染色体上的位置,预测lncRNA上下游100 kb以内的蛋白编码基因;使用Blast软件将上下游基因比对到GO和KEGG数据库,以获得功能和通路注释。利用LncTar软件对反义lncRNA的靶mRNA进行预测,并使用Blast软件将上述靶mRNA比对到KEGG和eggNOG数据库。利用TargetFinder软件预测lncRNA靶向结合的miRNA及miRNA靶向结合的mRNA,根据靶向结合关系建立lncRNA-miRNA和lncRNA-miRNA-mRNA调控网络,进而通过Cytoscape v3.7.1软件进行调控网络的可视化。利用RT-PCR对调控网络中的lncRNA、靶miRNA和靶mRNA进行表达验证。【结果】共预测出371个lncRNA的5 852个上下游基因,可注释到细胞进程、代谢进程和应激反应等48个功能条目,以及新陈代谢途径、次生代谢产物的生物合成和抗生素的生物合成等121条通路,表明部分lncRNA可通过顺式作用调节上下游基因的表达,从而参与调控球囊菌的生长发育及物质能量代谢等基础生命活动。球囊菌的7个lncRNA与7个靶mRNA存在序列互补关系,其中5个mRNA在eggNOG数据库中仅注释为假定蛋白,仅gene3444在KEGG数据库注释为核孔复合体蛋白An-Nup120和假定蛋白,表明上述1个反义lncRNA可能参与调控核孔复合体蛋白的生物合成等生物学过程。此外,共预测出227个lncRNA与73个miRNA之间存在靶向结合关系,其中多数lncRNA(79.02%)仅能结合1—2个miRNA,部分miRNA可被多个lncRNA靶向结合;进一步构建氧化磷酸化通路和MAPK信号通路相关的lncRNA-miRNA-mRNA调控网络,分析结果显示氧化磷酸化通路相关的222个lncRNA靶向78个miRNA及50个mRNA,MAPK信号通路相关的222个lncRNA靶向76个miRNA及46个mRNA,表明部分lncRNA通过ceRNA作用调控此两条通路,从而影响球囊菌的能量合成、环境适应以及生长发育等过程。【结论】部分lncRNA可能通过顺式作用和ceRNA作用调节球囊菌的生长发育、物质能量代谢以及环境适应等生物学过程;MSTRG.5393.1可能作为反义lncRNA调控球囊菌的核孔复合体的蛋白合成。
【目的】水稻花期偶遇干热风/干旱,导致脆弱的生殖细胞快速失水,极大地降低产量,这一过程中钙离子作为通用的第二信使传导了干旱或其他逆境信号,但背后的分子机制尚不清楚。分析钙离子透过性胁迫反应阳离子通道家族（calcium-permeable stress-responsive cation channels,CSCs）基因的生理和分子功能,为研究作物干热风的感应机制提供新的理论基础和思路。【方法】采用电生理学和遗传学方法,利用双电极电压钳技术在水稻中鉴定得到一个具有典型特征的受体类-钙通道蛋白,名为OsCSC11,对其蛋白序列进行生物信息学和进化关系分析。运用qRT-PCR和GUS报告基因活性分析确认OsCSC11的表达模式,在拟南芥原生质体细胞和洋葱表皮细胞中瞬时表达OsCSC11-GFP融合蛋白,验证OsCSC11的亚细胞定位;同时利用CRISPR/Cas9基因编辑技术获得OsCSC11的突变体,并通过细胞学等手段分析突变体表型和相关生理功能。【结果】蛋白序列比对发现,OsCSC11具有CSCs家族成员典型的保守结构域DUF221,但与其他成员序列差异大,存在不同于其他成员的特异结构域（motif）属于独立的亚家族。OsCSC11主要在水稻的花药和叶片中表达,进一步分析发现全长OsCSC11处于静息状态,可被高渗透溶液激活;但是删除N端156氨基酸（TM1-3）之后的OsCSC11ΔTM1-3具有组成型的通道活性,特异选择钙、镁二价阳离子;推测TM1-3是这类通道的受体结构域,感应干热风胁迫,而OsCSC11ΔTM1-3区域负责钙信号产生。OsCSC11和OsCSC11ΔTM1-3均定位在细胞质膜上,与其干热风的受体功能相适应。与野生型相比,功能缺失突变体oscsc11-1和oscsc11-2的雄蕊较小、花药表面蹙皱,整体多呈弯曲状态,花粉含水量较低,败育率高达60%—70%。【结论】OsCSC11是水稻感应短期干热风/干旱刺激、介导钙离子内流,调控花药水分状态和花粉发育的受体类钙通道,可能参与了水稻雄蕊应对干热风的原初感应过程。
【目的】籽粒性状是影响小麦产量的重要因素,通过对小麦籽粒性状进行全基因组关联分析,发掘控制小麦籽粒性状显著位点,为小麦籽粒性状的遗传改良研究提供理论参考。【方法】以在新疆种植的121份小麦为材料,利用小麦50K SNP芯片,对粒长、粒宽、籽粒长宽比、籽粒面积、籽粒周长和千粒重6个性状进行基于混合线性模型MLM（Q+K）的全基因组关联分析。【结果】在不同环境间6个籽粒性状均表现出广泛的表型变异,其中千粒重变异系数最大为13.91%—17.79%,各籽粒性状遗传力为0.85—0.90。多态性信息含量PIC值为0.09—0.38,最小等位基因频率MAF值为0.05—0.50。群体结构分析表明,试验所用自然群体可分为4个亚群。GWAS结果表明,共检测到592个与6个性状显著关联位点（P<0.001）,其中,涉及6个性状的29个SNP在2个及以上的环境中被重复检测到,分布于1A（5）、1B（2）、1D、2A（5）、3B、5A、5D、6B（4）、6D、7B和7D（7）染色体上,解释9.3%—22.7%的表型变异。检测到6个与粒长稳定的关联位点,分布在1A、2A和7D染色体上,解释9.9%—22.7%的表型变异;检测到2个与粒宽稳定的关联位点,分布在3B和5D染色体上,解释9.6%—12.2%的表型变异;检测到6个与籽粒长宽比稳定的关联位点,分布在2A（2）、5A、7B和7D（2）染色体上,解释10.1%—19.4%的表型变异;检测到3个与籽粒面积稳定的关联位点,分布在1A、1B和1D染色体上,解释9.9%—18.2%的表型变异;检测到6个与籽粒周长稳定的关联位点,分布在1A（2）、2A、6D和7D（2）染色体上,解释9.3%—22.6%的表型变异;检测到6个与千粒重稳定的关联位点,分布在1B、2A和6B染色体上,解释9.7%—12.9%的表型变异。挖掘到5个控制小麦籽粒性状一因多效显著关联位点,分布在1A、2A（2）和7D（2）染色体上,解释9.9%—22.7%的表型变异。【结论】本研究材料遗传多样性丰富,在自然群体中共发现29个与6个籽粒性状在2个及以上环境中稳定显著的关联位点。
【目的】香味是作物的重要食味品质之一。2-乙酰-1-吡咯啉（2-acetyl-1-pyrroline,2-AP）是主要香味物。BADH2是控制水稻等作物香味性状的关键基因,敲除该基因可以产生香味稻米。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术在北京市农林科学院自育的玉米骨干亲本京724上敲除BADH2同源基因,以期获得有香米味道的玉米新种质材料。【方法】利用Ensembl数据库在线BLAST工具,将水稻OsBADH2蛋白序列在拟南芥、水稻和玉米蛋白序列数据库中进行序列比对,获得上述3个物种的BADH基因家族成员,并利用UniProt蛋白数据库中的结构域信息进行验证。进一步使用MEGA软件进行系统进化分析,获得玉米BADH2同源基因作为候选编辑靶标。基于CRISPR/Cas9基因编辑技术的原理,在候选基因的外显子处设计特异性靶点,并构建入CRISPR/Cas9基因编辑载体。再以玉米自交系京724为受体,利用农杆菌介导的遗传转化方法,通过磷酸甘露糖异构酶基因（phosphomannose isomerase,PMI）抗性筛选获得阳性转基因植株。转基因株系经测序明确其在靶基因中产生的突变类型。利用气相色谱质谱联用仪（gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）检测基因编辑株系T1籽粒中香米主要香味物质2-AP的含量,以确认京724在基因编辑前后2-AP含量的变化。【结果】系统进化分析发现,玉米中存在2个BADH2同源基因,分别命名为ZmBADH2-1和ZmBADH2-2。ZmBADH2-1位于第4染色体,ZmBADH2-2位于第1染色体。2个基因均包含15个外显子和14个内含子,第4外显子间的核苷酸序列高度同源。在2个基因的第4外显子区域设计靶点并构建入CRISPR/Cas9基因编辑载体,通过遗传转化获得28株转基因株系。PCR扩增及测序分析结果显示,其中10株材料的2个ZmBADH2s在靶点区域均发生突变,突变基因型包括双等位突变和多等位突变,突变类型为不同数量的碱基缺失和插入。质谱检测结果显示玉米ZmBADH2双基因突变体籽粒中存在与香稻同样成分的2-AP。随机选取的4个T1代基因编辑株系籽粒中,2-AP平均含量分别为438.29、404.63、348.65和161.82 μg·kg-1,而未经过编辑的京724中未检测到2-AP。【结论】利用CRISPR/Cas9技术对玉米ZmBADH2-1和ZmBADH2-2同时进行定点敲除,创制出籽粒中具有香米味道的玉米骨干亲本新种质材料。
土壤盐渍化是农业可持续生产面临的严重威胁之一。利用高效、低成本和适应性强的方法对盐渍区进行修复是一个具有挑战性的目标。土壤微生物在调节植物根际环境、调控生长发育和提高系统生产力等方面具有重要作用。近年来,由微生物驱动的植物胁迫耐受性受到了广泛关注。通过识别和利用能与植物相互作用的土壤微生物来减轻盐胁迫,为盐渍区改良提供了一种新策略,也为与胁迫耐受相关新机制的发现开辟了新途径。了解不同微生物介导的胁迫耐受性的潜在生理机制对有效利用这些微生物促进农业可持续生产至关重要,本文从植物养分吸收、渗透平衡、激素水平、抗氧化功能等方面论述了国内外关于土壤微生物介导植物耐盐性的作用机理,评估了目前关于土壤微生物参与调节植物耐盐性相关研究的有益作用和不足之处,提出了未来研究的发展方向。目前通过提高养分及水分吸收效率维持盐胁迫下植物离子稳态,提高生长素的合成、降低乙烯的释放调控植物激素水平是土壤微生物改良植物耐盐性的目标过程,然而单个外源微生物接种时会与土著微生物组竞争,导致许多微生物菌株不能在土壤或植物根系中定殖或存活,致使微生物在大规模农业生产应用中仅取得了有限的成功。未来微生物介导植物抗盐性的研究应突破单一微生物接种的研究方式,进一步在群落水平上阐明植物-微生物的相互作用介导植物抗盐性的机制,解决农业微生物利用的关键问题。
【目的】去除无人机多光谱遥感影像中的阴影,以提高苹果树冠层氮素含量反演模型精度。【方法】以山东省栖霞市苹果园为试验区,利用2019年6月采集的无人机多光谱影像,分别基于归一化阴影指数（normalized shaded vegetation index,NSVI）和归一化冠层阴影指数（normalized difference canopy shadow index,NDCSI）去除果树冠层多光谱影像中的阴影,提取非阴影区域果树冠层光谱信息;通过相关性分析方法,将基于原始光谱影像和基于NSVI、NDCSI去除阴影后提取的光谱数据与实测叶片氮素含量进行相关性分析,分别筛选氮素含量的敏感波段并构建光谱参量;采用偏最小二乘（partial least square,PLS）及支持向量机（support vector machine,SVM）方法构建果树冠层氮素含量反演模型并进行精度检验。【结果】绿光波段和红光波段为果树冠层氮素含量反演的敏感波段;阴影削弱了果树冠层的光谱信息,去除阴影前后,冠层多光谱各波段光谱差异较大,在红边波段及近红外波段尤为明显;基于2个阴影指数去除阴影后构建的氮素反演模型精度均有提升,最优模型为基于NDCSI去除阴影后构建的支持向量机氮素含量反演模型,该模型建模集R2和RPD分别为0.774、1.828;验证集R2和RPD分别为0.723、1.819。【结论】基于NDCSI可有效去除无人机多光谱果树冠层影像中的阴影,提高氮素含量反演精度,为果园氮素精准管理提供了有效参考。
【目的】通过分析发现木尔坦棉花曲叶病毒（cotton leaf curl Multan virus,CLCuMuV）C4开放阅读框（open reading frame,ORF）附近可编码3个不同大小的蛋白,而NCBI数据库登录的CLCuMuV各个分离物编码的C4蛋白大小也不尽相同,本研究试图通过分析该3个假定的“C4 ORF”编码蛋白对病毒致病性的影响,以明确CLCuMuV C4蛋白ORF的确切定位。【方法】根据双生病毒编码蛋白的保守性,在CLCuMuV C4 ORF附近查找到3个大小不等的ORF,分别标记为C4-L（567 nt）、C4-M（546 nt）和C4-S（303 nt）。利用同源重组的方法将该3个ORF分别构建到PVX异源表达载体,通过农杆菌介导的植物接种法,分析PVX介导的3个蛋白在本氏烟表达对本氏烟症状的影响。利用同源重组的方法构建CLCuMuV野生型及C4-L或C4-S缺失突变型的侵染性克隆,同样通过农杆菌介导的植物接种法,分别与其伴随DNA-β分子的侵染性克隆接种本氏烟,分析C4-L或C4-S缺失对CLCuMuV致病性的影响,并利用Southern blot和Western blot分别对接种烟草的病毒基因组的积累量和病毒C4蛋白的表达量进行分析。同时利用Gateway系统载体对C4-L和C4-S蛋白在本氏烟叶片表皮细胞中的亚细胞定位进行分析。【结果】PVX异源表达载体接种本氏烟,结果发现PVX-C4-L和PVX-C4-S接种的本氏烟叶片卷曲、叶柄伸长,并且PVX-C4-S症状更重,而PVX-C4-M接种的本氏烟症状较轻或基本无症状,Western blot试验也在PVX-C4-L和PVX-C4-S接种组检测到了C4蛋白的表达,说明C4-S ORF编码的蛋白对PVX异源病毒的致病性影响最大。侵染性克隆接种本氏烟,结果发现野生型（CLCuMuV）和C4-L突变型（CLCuMuV-ΔL）接种的本氏烟叶片皱缩增生、叶柄和茎秆扭曲,而C4-S突变型（CLCuMuV-ΔS）和对照组（Mock）接种的本氏烟未显示任何症状,并且前两者的植株高度明显矮于后两者,同时Southern blot试验在CLCuMuV和CLCuMuV-ΔL接种的本氏烟中均检测到大量病毒基因组的积累,而Western blot试验也在其中检测到C4蛋白的表达,说明C4-S ORF编码的蛋白在CLCuMuV诱导寄主产生症状过程中起关键作用。亚细胞定位发现YFP-C4-L主要定位在本氏烟叶片表皮细胞的叶绿体,YFP-C4-S则定位在细胞膜或细胞质周边,并有点状聚集体结构。【结论】C4-S ORF编码的蛋白对CLCuMuV的侵染必不可少,而C4-L和C4-M ORF编码的蛋白对CLCuMuV的侵染不是必需。
【目的】研究苹果蠹蛾（Cydia pomonella）几丁质脱乙酰基酶2（chitin deacetylase 2,CDA2）的分子特性和表达模式,为新型杀虫剂靶标筛选提供理论依据。【方法】基于苹果蠹蛾转录组和基因组数据,通过同源比对获得苹果蠹蛾CDA2的相关信息;新鉴定的CpCDA2a和CpCDA2b与其他昆虫中已鉴定的CDA2氨基酸序列进行多序列比对,并采用MEGA7软件邻接法（neighbor-joining,NJ）构建系统发育树;通过生物信息软件预测CpCDA2a和CpCDA2b两个剪切体的蛋白功能域和三维结构并分析其差异,并通过在线软件对其分子量、等电点和亲/疏水性等蛋白理化性质及糖基化修饰位点等方面进行分析比较;采用荧光定量PCR检测CpCDA2a和CpCDA2b两个剪切体在苹果蠹蛾不同发育时期及其幼虫不同组织的表达情况,以及注射蜕皮激素后其表达量的变化趋势。【结果】获得了苹果蠹蛾CDA2的两个可变剪切体CpCDA2a和CpCDA2b的全长CDS序列及其内含子和外显子位置信息;分析发现两个剪切体的蛋白序列均具有信号肽、几丁质结合域（ChBD）、低密度脂蛋白受体域（LDLa）和几丁质脱乙酰基催化域（CDA）等功能域。多序列比对和聚类分析结果表明,不同昆虫间CDA2差异剪切类型非常类似,相同目昆虫的序列以较高的置信度聚为一支。三维结构模拟与比较发现两个剪切体的ChBD功能域在结构上存在较大差异;理化性质分析显示两个剪切体的亲/疏水性和糖基化位点也存在差异。不同发育时期表达量分析表明,CpCDA2a主要在幼虫期高表达,CpCDA2b主要在蛹的前期和中期高表达,而且在幼虫蜕皮前和蜕皮后CpCDA2a和CpCDA2b表达量均会显著上调;不同组织的表达量分析表明,CpCDA2a和CpCDA2b均在表皮中表达量最高,而CpCDA2b在头部的表达量也较高。对注射蜕皮激素后幼虫中CpCDA2a和CpCDA2b表达量分析显示,与对照相比在注射蜕皮激素后CpCDA2a的表达量在24 h和48 h均有所上调,但差异不显著,而CpCDA2b在24 h和48 h均显著上调。【结论】苹果蠹蛾CDA2的转录本存在两个可变剪切体CpCDA2a和CpCDA2b,根据对其分子特性、发育阶段和组织表达谱、以及注射蜕皮激素后表达动态等方面的综合分析,推测两者均参与苹果蠹蛾蜕皮和新表皮形成过程,但由于可变剪切的序列差异导致的蛋白结构和理化性质上的差异造成了两者在功能上的分化。
【目的】克隆绿盲蝽（Apolygus lucorum）雷帕霉素靶标全长基因（AlTOR）,研究AlTOR时空表达特性及在外源蜕皮激素（20E）诱导下的应答响应,进一步获得原核表达的重组蛋白及制备多克隆抗体,分析该抗体的特异性,为后续研究AlTOR蛋白功能打下基础。【方法】RACE法克隆AlTOR基因序列全长,qRT-PCR分析AlTOR表达特性以及在20E及其抑制剂U73122诱导下的应答响应;将含有AlTOR序列T载体经EcoR I及Xho I双酶切,构建原核表达载体pCzn1-AlTOR,经20℃、0.5 mmol·L-1 IPTG诱导表达、变性、复性和蛋白纯化后,以获得AlTOR重组蛋白,最后再通过免疫,制备AlTOR蛋白多克隆抗体,Western blot评价该抗体的特异性。【结果】AlTOR的开放阅读框编码包含435个氨基酸,具有典型的TOR基因序列特征,即SIN1结构域、高度保守的CRIM结构域及PH域;AlTOR在绿盲蝽不同日龄、不同组织中均有表达,且在1日龄以及脂肪体中表达量最高;20E可诱导绿盲蝽不同日龄若虫期AlTOR的表达,同时也能诱导成虫头、翅、卵巢和脂肪体中AlTOR表达上调,分别上调200.00%、118.89%、20.53%和60.82%,而U73122在中肠和卵巢中会显著抑制AlTOR的表达。经双酶切的重组克隆载体可成功亚克隆到pCzn1载体上,命名为pCzn1-AlTOR;IPTG诱导的重组质粒可特异性表达一个约36 kD的蛋白,且主要以包涵体形式存在;经Ni-IDA亲和层析纯化后,仅在36 kD附近有一条明显的特异性条带。进一步免疫及间接ELISA方法确定抗血清对TOR蛋白的效价,Western blot分析表明制备的多克隆抗体可以特异性与AlTOR重组蛋白及绿盲蝽3龄若虫总蛋白结合,说明制备的AlTOR多克隆抗体特异性较好,可以用于后续的蛋白研究。【结论】AlTOR在绿盲蝽体内的表达谱显示出发育阶段特异性和组织特异性;20E及其抑制剂诱导后,AlTOR呈现出相反的应答反应;本研究获得的AlTOR重组蛋白的多克隆抗体具有高特异性。
【目的】明确东北典型黑土区土壤肥力指标的纬度特征及其关系,探究黑土地核心地带肥力调控的问题,为黑土地耕地质量调控和国家粮食稳产增产提供有力支撑。【方法】2018年秋收后,在研究区按纬度梯度采样,测定土壤有机质、酸碱度、全磷、全钾、速效磷、速效钾、碱解氮、容重、大微团聚体质量比等肥力指标和土壤含水量、土壤温度等环境指标,通过主成分分析、冗余分析和相关分析,明确研究区内各指标纬度变化特征及相互关系。【结果】东北典型黑土区土壤肥力指标具有明显的纬度分异特征,除容重属于弱变异外,其他肥力指标均属于中等变异。土壤有机质是该区域影响土壤肥力的核心指标,随纬度升高而增加,与大微团聚体质量比、碱解氮、速效磷、速效钾、全钾、全磷和酸碱度均呈显著正相关;与土壤含水量、土壤温度和容重呈负相关。纬度在46.07°—49.18°之间土壤容重变化对土壤肥力影响较大,纬度在42.99°—45.59°之间的土壤肥力受土壤容重、有机质含量、酸碱度等共同作用。【结论】在46.07°—49.18°范围内,可通过改善土壤容重方法调控土壤肥力指标,而在42.99°—45.59°范围内需要通过测土配方施肥对作物所需的土壤养分进行综合调控。对整个研究区而言,调控土壤有机质仍是当前培肥土壤的主要内容。
【目的】甘薯碳氮积累与分配是影响产量形成的关键因素。研究长期有机肥料添加条件下甘薯碳氮积累与分配的响应关系,为实现潮土区甘薯高产高效栽培提供科学依据。【方法】以40年潮土长期定位试验（徐州）为平台,选择不施肥（CK）、施氮磷钾肥（NPK）、施有机肥料（M）、有机肥料+氮磷钾肥处理（MNPK）处理作为研究对象,测定分析不同施肥措施下耕作层土壤性质、甘薯收获期的地上/地下部生物量以及各主要功能器官的碳氮含量,阐明不同施肥处理对甘薯碳氮含量及其在各功能器官中的分配比例的影响,以及不同施肥措施下甘薯地上、地下部碳氮比（C/N）的变化,并运用主成分分析法解析甘薯碳氮分配与土壤性质的关系。【结果】长期有机肥配施氮磷钾化肥（MNPK）,相较单施有机肥料（M）或化肥（NPK）,甘薯块根生物量与干物质量显著提高（P<0.05）。同时土壤全氮、速效钾含量均显著提高（P<0.05）。通过对土壤性质与甘薯碳氮固持及碳氮比之间的相关性分析表明,甘薯各器官碳氮固持量与土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、速效钾含量呈极显著正相关（P<0.01）。 而土壤有效磷（AP）含量并未与甘薯叶片碳氮含量表现出相关关系,但与块根氮固持量呈极显著正相关（P<0.01）,相关系数达0.839。甘薯叶片C/N与土壤EC呈极显著正相关（P<0.01）,叶柄与藤蔓C/N与土壤EC呈极显著负相关（P<0.01）,甘薯地下块根C/N与土壤有效磷含量呈极显著负相关（P<0.01）。通过对碳氮固持量在地上部、地下部的分配比例以及地上部、地下部的C/N进行主成分分析（PCA）,结果表明前两个轴共同解释了66.6%的变异,第一主成分轴贡献率为42.8%。CK与NPK处理在轴1上的排序较高,说明两者处理下土壤pH与EC值较高,且对于碳氮在甘薯地上部的分配以及地下部C/N的解释度较高。【结论】有机物料添加能够合理调配各器官C/N,提高碳氮在甘薯地下块根部分的分配比例,促进甘薯产量的形成。
近年来,病毒诱导的基因沉默（virus-induced gene silencing,VIGS）技术作为一种研究植物基因功能的反向遗传学手段,因其构建简易、成本低、周期短等优势在功能基因组领域的研究更为广泛和深入。在蔬菜作物生长发育、逆境胁迫、物质合成和代谢调控等相关基因功能的研究中,VIGS作为一种快速、高效、高通量的基因沉默新技术发挥了重要作用。因此,利用VIGS技术开展蔬菜作物新基因的挖掘、抗病抗逆基因功能鉴定、作物改良、分子育种等相关研究的意义重大。目前,在蔬菜作物中已经成功建立了多种以病毒为载体的VIGS体系,但该体系仍然存在一些不足。随着研究者对VIGS作用机制的深入探究和病毒载体的不断开发,VIGS在蔬菜作物上的应用范围越来越广阔。本文通过梳理近年来国内外基于VIGS技术研究茄果类、瓜类和叶菜类等蔬菜基因功能的研究报道和发展趋势,对VIGS技术机制、病毒载体的应用以及VIGS技术进展做了简要解析,同时对比分析了VIGS技术与RNA干扰技术（RNA interference,RNAi）以及当前较为流行的CRISP/CAS9技术的优缺点。重点介绍VIGS技术在蔬菜果实发育和抗病中的应用,对该技术在蔬菜作物物质代谢、激素调控、生物与非生物胁迫应答方面的最新进展进行了综述,并列举了利用VIGS技术研究茄果类、瓜类、叶菜类和豆类蔬菜靶基因功能和沉默表型的案例,总结了VIGS技术在研究蔬菜作物基因功能时缺乏适合的VIGS载体,缺乏有效的病毒载体侵染方法,在某些组织中难以系统性沉默,沉默效率低,VIGS固有的局限性等方面存在的问题和不足。同时提出了未来VIGS技术在开发特异性与稳定性更高的病毒载体,选择高效的基因片段,建立适合更多寄主范围的病毒载体等方面的研究方向。对VIGS技术用于蔬菜基因功能分析、蔬菜作物改良、分子育种以及生产不携带外源基因的蔬菜品种育成等方面的应用前景进行了展望,以期为开展蔬菜作物生长发育、次生代谢、逆境胁迫等相关基因功能研究以及突破制约VIGS技术的关键因素研究提供思路与参考。
【目的】通过对甜瓜种皮颜色进行遗传分析及基因精细定位,并推测其候选基因和开发特异分子标记,为下一步该基因的功能研究及合理利用奠定基础。【方法】利用白色种皮材料HP22和黄色种皮材料B8、B150分别配制杂交组合,获得后代遗传分离群体并进行种皮颜色的表型调查及遗传分析,通过基因图位克隆方法完成基因的精细定位。通过对定位区间内注释基因进行编码区序列和功能分析确定关键候选目的基因。【结果】甜瓜白色种皮对黄色种皮为显性,由单显性基因CmSC1控制并表现延迟遗传效应。利用368个黄色种皮F2单株最终将CmSC1精细定位于第5号染色体分子标记S27和S28之间物理距离约95 kb区间内,共包含12个注释基因。其中一个为拟南芥AtTT8同源的编码bHLH转录因子蛋白的MELO3C014406,经序列变异位点分析,黄色种皮材料B8和B150分别在该基因ATG下游第47位碱基处插入碱基A以及在第260位碱基处缺失14 bp导致翻译蛋白提前终止,致使后面功能结构域完全缺失,进而通过开发特异分子标记YS及序列分析,发现65份黄色种皮材料均发生这两种突变形式中的一种,推测MELO3C014406即为控制种皮颜色CmSC1的目的基因。【结论】本研究将控制种皮颜色的CmSC1精细定位于第5染色体95 kb区间内,推测MELO3C014406为最终目的基因,并开发了特异分子标记YS。
【目的】新型植物激素独脚金内酯是调控植物分枝发育的关键因子,但独脚金内酯在草莓生长发育中的作用尚不清楚。揭示森林草莓（Fragaria vesca）中独脚金内酯生物合成关键基因DWARF27（D27）的表达特性及主要功能,探索FveD27在草莓分枝以及生长发育过程中的作用,为研究草莓植株构型奠定理论基础。【方法】本研究选用森林草莓作为试验材料,利用RT-PCR方法克隆FveD27的编码区序列,利用MEGA 6.0分析草莓FveD27与苹果、拟南芥等物种中D27的系统进化关系;构建FveD27与GFP的融合载体,利用注射烟草叶片的方法对FveD27进行亚细胞定位分析;通过qRT-PCR技术对FveD27在森林草莓不同器官的表达水平进行定量分析,同时构建FveD27启动子与GUS融合表达载体并通过农杆菌介导法将其转化到森林草莓中,利用GUS染色进一步分析FveD27的表达特性;构建FveD27过表达载体并通过农杆菌介导的叶盘法进行稳定遗传转化,获得FveD27过表达草莓株系。【结果】从森林草莓中克隆出编码区长度为789 bp的FveD27序列;烟草的亚细胞定位结果表明FveD27定位在叶绿体;FveD27在森林草莓组织器官中的表达量由高至低依次为幼叶、茎尖、叶柄、成熟叶、根;克隆出长度为1 670 bp的FveD27启动子序列,GUS活性分析结果显示转pFveD27::GUS融合基因草莓植株的幼叶和芽等部位GUS活性较强,而成熟叶与叶柄部位GUS活性较弱,根部几乎无GUS活性,GUS染色分析揭示的基因表达结果与qRT-PCR结果相符;构建了FveD27过表达载体并通过农杆菌介导获得了过表达FveD27的草莓转基因株系,表型调查结果表明过表达FveD27能够显著抑制新茎分枝的形成,同时增加花序数量。【结论】FveD27具有调控森林草莓新茎分枝发育、花序数量等功能。研究结果可为调控草莓新茎分枝数量和产量等提供新思路。
嫩度是决定肉食用品质的重要指标。宰后肉的嫩度发生不连续变化,严重降低了消费者的购买意愿,因此阐明宰后嫩化机理一直是肉品科学领域的研究热点。自“凋亡”的概念引入至宰后肌肉嫩化过程后一直广受关注,动物被屠宰放血后,活性氧（reactive oxygen species,ROS）大量累积,ATP（adenosine triphosphate）逐渐耗尽,必然导致细胞死亡。宰后肌细胞死亡和肌肉嫩化都是在一系列调控因子作用下激活肌肉内源酶,并由内源酶水解蛋白质破坏细胞结构,因此这两个生化过程被认为高度相关。本文综述了宰后肌细胞主要以凋亡的形式死亡,分析了除凋亡外,宰后早期产生少量ROS时细胞会通过自噬启动自身防御系统,宰后后期ATP逐渐耗尽肌细胞可能从凋亡转变为坏死;明确了线粒体通路是宰后肌肉中细胞凋亡酶激活的关键路径,线粒体死亡因子释放是细胞内死亡级联反应的总开关,其开放状态直接决定着细胞以何种途径进行死亡,并进一步从线粒体膜通透化和内膜嵴重构两方面,讨论了宰后线粒体损伤诱导凋亡因子的释放机理;综述了线粒体损伤变化及其对嫩化过程的影响,并从线粒体通过参与能量代谢影响肌肉pH以及通过释放凋亡因子调控细胞凋亡酶活性两方面分析了其潜在机理;探讨了宰后肌肉线粒体与内质网间相互作用以影响Ca2+信号传导以及细胞凋亡过程,或与溶酶体相互作用,破坏溶酶体膜稳定性,使其释放组织蛋白酶以激活线粒体Bax和Bid而加速线粒体膜通透性;综述了细胞凋亡酶在宰后早期被激活,并参与部分肌原纤维蛋白的有限降解,但随着宰后时间的延长,ATP逐渐耗尽等因素导致细胞凋亡酶失活,因此细胞凋亡酶只参与宰后早期的嫩化过程。综述内容可为完善宰后肌肉嫩化过程提供理论参考。
【目的】脂肪是动物日粮中一种重要的营养元素,也是主要的供能物质,在动物生产中起重要作用,本研究旨在探讨早期断奶湖羊公羔羊在断奶前饲喂高脂肪日粮对其断奶前后生长性能、能量代谢和屠宰性能的影响,为早期断奶羔羊健康培育提供理论依据和技术支撑。【方法】试验采用配对试验设计,选用出生日龄相似、体重接近、健康的湖羊双胞胎公羔30对,在7日龄断母乳,随后每对双胞胎随机分为两个处理,即高脂肪日粮组（high fat记为HF:饲喂代乳粉和开食料的脂肪水平为26.89%和5.07%）和正常脂肪日粮组（normal fat 记为NF:饲喂代乳粉和开食料的脂肪水平为15.15%和2.80%）,每处理10个重复,每个重复3只羊,饲喂在同一个圈舍。在7—60日龄期间,两组羔羊饲喂不同脂肪水平的代乳粉及颗粒料,饲喂至60日龄断代乳粉。60—120日龄期间两组羔羊饲喂相同颗粒料。羔羊分别于50—60、110—120日龄按平均体重随机选择9对双胞胎羔羊采用全收粪尿法进行消化代谢试验,用于评估断奶前饲喂不同脂肪水平日粮的羔羊断奶前后两阶段能量代谢情况,60及120日龄分别按照试验羊平均体重随机屠宰9对双胞胎羔羊,测定羔羊断奶前后的屠宰性能、器官指数及胃肠道发育情况。【结果】在断代乳粉前,两组羔羊的每日总干物质采食量（DMI）,摄入总能（GE）、粪能（FE）、尿能（UE）、总能的表观消化率、总能代谢率（ME/GE）,空体重（EBW）、屠宰率、GR值,及除蹄重外各器官、各胃室和各肠道占宰前活重的比例没有显著差异（P>0.05）;但60日龄HF组羔羊体重,DE、ME、DE/ME,宰前活重（LBW）、头重、心重、蹄重及蹄重占宰前活重的比例、瓣胃重及小肠重有高于NF组羔羊的趋势（0.05<P<0.1）,眼肌面积及皱胃重显著高于NF组（P<0.05）。断代乳粉后,所有羔羊饲喂同一种颗粒料至120日龄,前期饲喂高脂肪日粮组的羔羊61—120阶段的DMI和120日龄时羔羊BW,LBW、EBW、HCW、皮+毛重、心重、蹄重占宰前活重的比例及瘤胃重显著高于NF组羔羊（P<0.05）,脾、肾重有高于NF组羔羊的趋势（0.05<P<0.1）;断代乳粉前饲喂高脂肪日粮不影响断奶后羔羊的能量代谢、其他器官指数及胃肠道发育（P>0.05）。【结论】在本试验条件下,断奶前饲喂高脂肪日粮可提高羔羊断奶前体重、消化能和代谢能,改善胴体重及眼肌面积。哺乳期饲喂高脂肪日粮显著提高羔羊断奶后采食量、体重、宰前活重和胴体重。总之,断奶前提高日粮的脂肪含量可对湖羊双胞胎公羔断奶前后的能量代谢和屠宰性能产生积极影响。
【目的】以湖羊公羔为试验对象,探究早期断奶补饲和育肥前、后期饲粮NDF水平对羔羊生长发育和消化性能的持续影响,计算试验因素间的叠加效应,筛选出最佳的组合饲养方式。【方法】选取体重[ (8.26±2.14) kg]、日龄[(20±2) d]接近的健康湖羊公羔120只,随机分为4组,每组6个重复,每重复5只;饲粮NDF水平设置:育肥前期低（33%）高（38%）水平,育肥后期低（28%）高（33%）水平。4组处理分别为:早期断奶+育肥前低NDF饲粮+育肥后低NDF饲粮（EW-LL）;早期断奶+育肥前期低NDF饲粮+育肥后期高NDF饲粮（EW-LH）;早期断奶+育肥前期高NDF饲粮+育肥后期高NDF饲粮（EW-HH）;随母哺乳+育肥期前高NDF饲粮+育肥期后期高NDF饲粮（ER-HH）。早期断奶羔羊在20日龄由随母哺乳逐渐过渡到饲喂代乳粉,同时补饲开食料,所有试验羔羊育肥周期为61-180日龄。试验期160 d。测定羔羊不同阶段体重和采食量,在羔羊2、4、6月龄进行消化代谢试验。【结果】1）4组羔羊全期体重无显著差异（P>0.05）,除46—65日龄,其余各阶段各组间日增重无显著差异（P>0.05）。2）早期断奶羔羊21—65日龄干物质采食量显著高于随母哺乳羔羊（P<0.05）,早期断奶组中,育肥前后期均采食低NDF水平饲粮的羔羊121—180日龄时颗粒料采食量显著高于其他两组（P<0.05）。3）早期断奶组羔羊哺乳期营养物质消化率及能氮利用率低于随母哺乳组。进入育肥期后,消化代谢能力优势转移,育肥前期低NDF组羔羊干物质、有机物消化率显著高于高NDF组（P<0.05）,叠加效应分析EW-LL组全期日增重增效最高,但早期断奶和育肥前期饲喂低NDF饲粮这两种饲喂方式的叠加效果为-50.57%。【结论】从整个育肥周期来看,早期断奶补饲代乳粉对羔羊生长性能有促进作用,育肥前期低NDF水平饲粮育肥效果相比高NDF水平效果较差;而育肥后期试验羔羊饲粮相同时,育肥前期饲喂低NDF饲粮的羔羊增重效果优于饲喂高NDF饲粮的羔羊。综合羔羊整个饲养阶段生长和消化代谢情况分析,饲养效果明显的4组顺序为EW-LL>EW-LH=EW-HH>ER-HH。本试验条件下推荐组合为早期断奶+育肥前期饲粮NDF水平33%+育肥后期饲粮NDF水平28%。
【目的】在犊牛开食料中添加肉桂醛,研究其对早期奶牛公犊生长性能、健康、瘤胃发酵及微生物区系的影响,为肉桂醛在早期犊牛的培育应用提供理论依据。【方法】试验选24头出生2周龄、体重相接近,健康状况良好的荷斯坦奶牛公犊,分为对照组和试验组,每组3个重复,每个重复4头,对照组饲喂基础开食料,试验组在开食料中添加0.3%含油率为15%的包被肉桂醛。哺乳期预饲期6 d,正饲期27 d,两组饲喂等量牛奶,开食料及燕麦草自由采食,断奶日通过胃管采集瘤胃液;断奶后全部动物按照相同饲养管理方式继续饲喂51 d,试验末通过胃管采集瘤胃液。试验期的两个阶段均测定奶牛公犊采食量,生长性能、体尺指标、粪便评分和瘤胃挥发性脂肪酸指标,并基于16SrDNA基因高通量测序法对奶牛公犊瘤胃细菌区系测定分析。【结果】1)在采食量和生长性能方面,犊牛哺乳阶段、断奶后以及试验全期,试验组的平均日增重、干物质采食量、料重比等指标与对照组差异不显著(P>0.05),试验组与对照组在体尺指标中各阶段差异不显著(P>0.05);2)在犊牛健康方面,试验组犊牛腹泻率均低于对照组,但与对照组腹泻率差异不显著(P>0.05);3)在瘤胃发酵指标方面,断奶日试验组各挥发性脂肪酸的含量均低于对照组,但差异不显著(P>0.05);试验末试验组乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和总挥发性脂肪酸极显著高于对照组（P<0.01）;4) 试验末,肉桂醛显著提高了瘤胃香农多样性指数,降低了辛普森指数;在门水平上降低了Bacteroidetes菌群丰度,提高了Firmicutes和Actinobacteria丰度;在属水平上仅提高了Prevotella丰度。【结论】通过开食料对犊牛补饲0.3%含油率为15%的包被肉桂醛对哺乳期及断奶后的生长性能没有影响,但降低了腹泻率,显著提高了断奶犊牛瘤胃挥发性脂肪酸浓度并降低了乙酸/丙酸比例,提高了瘤胃细菌菌群多样性和Firmicutes和Prevotella菌丰度,表明日粮中添加0.3%的包被肉桂醛对犊牛生长性能无负作用,但可改变瘤胃微生物区系并调控瘤胃发酵模式。
【目的】研究高精料饲粮条件下,添加不同水平葡萄籽原花青素（GSPs）对杜寒杂交羔羊生长性能、瘤胃发酵、瘤胃及血清炎症因子及抗氧化能力的影响。为葡萄籽原花青素在反刍动物生产中的应用提供数据参考。【方法】选择48只体重相近（22.75±1.20 kg）、月龄相近的杜泊×小尾寒羊杂交公羔,采用单因素完全随机试验设计,将48只羔羊随机分为4组,每组12只。基础饲粮精粗比为7:3,GSPs添加量分别为0（对照组,CON）、10（10GSPs）、20（20GSPs）、40（40GSPs）mg·kg-1 BW。饲养期共60 d,前15 d为预饲期。正试期第1天晨饲前称量体重作为初始体重。正试期结束后颈静脉采集血液并分离血清,用于抗氧化指标、炎性因子和脂多糖含量测定;同时每组随机选择6只分别于饲喂后1、3、4、6、8、12 h口腔采集瘤胃液,立即测定瘤胃液pH,饲喂后3 h瘤胃液样品用于测定发酵指标及脂多糖含量。每组剩余6只进行屠宰,采集瘤胃组织测定抗氧化指标和炎症因子水平。【结果】10GSPs和20GSPs组的末体重显著高于对照组（P<0.05）,与40GSPs组差异不显著（P>0.05）。10GSPs和20GSPs组ADG和ADFI显著高于对照组和40GSPs组（P<0.05）,而40GSPs组与对照组差异不显著（P>0.05）;添加GSPs对瘤胃pH有一定的调控作用,饲喂后3、8、12 h瘤胃pH随GSPs添加水平增加而线性升高（P<0.05）,4 h瘤胃pH较对照组有线性升高趋势,但差异不显著（P=0.057）;添加GSPs后瘤胃液中乙酸、丁酸、总挥发性脂肪酸浓度有降低的趋势（P<0.1）,对丙酸、异戊酸、戊酸浓度及乙酸/丙酸值没有显著影响（P>0.05）;添加GSPs后血清脂多糖浓度较对照组显著降低（P<0.05）,但不影响瘤胃液中脂多糖浓度。20GSPs和40GSPs组瘤胃组织GSH-Px活性显著高于对照组和10GSPs组,MDA含量显著低于对照组和10GSPs组（P<0.05）。20GSPs和40GSPs组血清SOD活性显著高于对照组,GSH-Px活性显著高于对照组和10GSPs组（P<0.05）。添加GSPs对瘤胃组织炎症因子没有显著影响,但有降低IL-6和IL-10的趋势（P<0.1）。20GSPs和40GSPs组血清TNF-α水平显著低于对照组和10GSPs组（P<0.05）;40GSPs组血清IL-10含量显著低于对照组（P<0.05）,与10GSPs和20GSPs组差异不显著（P>0.05）。【结论】高精料饲粮条件下补饲适量GSPs可以提高羔羊瘤胃pH,提高血清和瘤胃组织抗氧化能力,对羔羊健康具有潜在的保护效应。在本试验条件下,GSPs的最佳饲喂量为20 mg·kg-1BW。
【目的】小麦籽粒超氧化物歧化酶活性对小麦面粉色泽和营养品质具有重要影响,挖掘与小麦籽粒超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）活性显著关联位点及候选基因,为揭示小麦籽粒SOD活性的遗传机理和小麦面粉色泽的遗传改良奠定基础。【方法】采用氮蓝四唑（nitro-blue tetrazolium,NBT）光化还原法对3个环境下种植的212份普通小麦品种（系）进行SOD活性检测,结合90K SNP芯片的16 705个高质量SNP标记对小麦籽粒SOD活性进行全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS）,并对稳定遗传的显著关联位点进行候选基因的挖掘。【结果】不同环境下,各小麦品种（系）间的SOD活性表现出丰富的表型变异,变异系数为4.34%—5.23%,相关系数介于0.60—0.90（P<0.001）。多态性信息含量（polymorphic information content,PIC）为0.24—0.29。全基因组连锁不平衡（linkage disequilibrium,LD）衰减距离为7 Mb。群体结构分析表明,供试材料可分为3个亚群。GWAS分析结果显示,共检测到29个与SOD活性显著关联位点（P≤0.001）,分布在1A、1B、2A、2B、2D、3B、3D、4B、4D、5A、5B、5D、6A、6B、6D和7B染色体上,单个位点可解释5.47%—32.43%的表型变异,其中14个位点在2个及以上环境下均被检测到。9个显著关联位点在3个环境下被同时检测到,分布于1B、2B、4B、5A、5B、6B和6D染色体,贡献率为6.21%—16.62%。对稳定遗传的显著关联位点进行候选基因的挖掘,共挖掘TraesCS2B01G567600、TraesCS3D01G069900、TraesCS3D01G070200、TraesCS5B01G525700、TraesCS5B01G373700、TraesCS6A01G021400和TraesCS6D01G431500等7个SOD基因和TraesCS5A01G263500、TraesCS6B01G707800等2个与SOD活性相关的候选基因,候选基因的功能主要与抑制细胞活性氧积累及参与抗氧化剂再生过程有关。【结论】检测到与小麦籽粒SOD活性显著关联的29个SNP位点,共筛选出7个SOD基因和2个与SOD活性有关的候选基因。
