中国农业科学

全基因组分析低氮胁迫下水稻剑叶光合相关基因表达变化

赵明辉,孙建,王嘉宇,徐海,唐亮,陈温福

中国农业科学. 2011, 44(1): 1-8 .

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【目的】研究水稻剑叶叶绿素和光合特性及相关基因对低氮胁迫的响应,为提高水稻对氮肥的吸收和利用效率奠定分子基础。【方法】利用Agilent 4×44K芯片全基因组研究低氮胁迫处理下,2个不同叶绿素含量水稻齐穗期剑叶的光合相关基因表达的变化。【结果】SN19-6和丰锦剑叶的叶绿素含量和净光合速率在低氮胁迫下均有所下降,但SN19-6 2个指标下降的幅度明显较小。低氮胁迫处理与对照处理相比,超绿水稻SN19-6剑叶共有41个光合相关基因表达发生变化(14个在转录水平上下调表达,27个在转录水平上上调表达)。丰锦剑叶有29个光合相关基因表达发生变化(15个在转录水平上下调表达,14个在转录水平上上调表达)。低氮胁迫响应光合相关基因表现出品种特异性,超绿水稻SN19-6有29个为特异响应的,丰锦有17个特异响应的。2水稻品种(系)低氮胁迫响应的光合相关基因有12个重叠的,其中,5个在转录水平上上调表达,7个下调表达。【结论】在低氮胁迫下,水稻剑叶光合相关基因的表达发生变化,不同叶绿素含量水稻品种(系)中的表达既表现特异性,也存在部分重叠。

簇毛麦易位系V9125-2抗条锈基因YrWV的遗传分析和SSR分子标记

王睿,张书英,徐中青,陈洁,李强,侯璐,井金学

中国农业科学. 2011, 44(1): 9-19 .

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【目的】对高抗条锈病的簇毛麦易位系V9125-2进行研究,明确其抗病性遗传特点,并对其抗条锈病基因定位,为选育优质抗源材料提供依据。【方法】采用中国当前流行的7个条锈菌生理小种CYR29、CYR30、CYR31、CYR32、CYR33以及Su11-4、Su11-11对簇毛麦易位系V9125-2和铭贤169的杂交后代进行苗期抗条锈性遗传分析。以接种CYR29的F2抗感分离群体为研究对象,应用BSA法用289对普通小麦的SSR标记引物对V9125-2进行SSR分析,并用F3群体验证标记连锁性。用黄淮麦区主栽品种检测与V9125-2抗条锈基因的同源性。【结果】易位系V9125-2对CYR29的抗病性由1对显性基因控制;对CYR30、CYR32、CYR33以及Su11-11的抗病性由一显一隐2对基因控制;对CYR31以及Su11-4的抗病性由2对独立的显性基因控制。从289对SSR引物中筛选到6对与抗病基因YrWV(暂命名)连锁的多态性微卫星标记：Xbarc87、Xwmc463、Xwmc405、Xbarc126、Xwmc438和Xgwm473,其遗传距离分别为9.1、3.9、5.1、12.6、29.0和57.4 cM,位于小麦染色体7DS上。经F3群体验证,6个标记与YrWV连锁。V9125-2抗条锈基因YrWV与检测品种的抗条锈基因同源率极低。【结论】具有6个多态微卫星标记的抗条锈基因YrWV位于小麦7D染色体短臂上,其可能是一个来自簇毛麦的新基因。

中国棉花主栽品种DNA指纹图谱构建及SSR标记遗传多样性分析

匡猛,杨伟华,许红霞,王延琴,周大云,冯新爱

中国农业科学. 2011, 44(1): 20-27 .

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【目的】采用SSR标记构建2008年中国3大棉区8个棉花主产省份32份棉花主栽品种的DNA指纹图谱并进行遗传多样性分析。【方法】从214对候选引物中筛选出36对多态性高、稳定性好且在染色体上分布均匀的引物作为核心引物,构建棉花主栽品种DNA指纹图谱。【结果】36对SSR引物在32份材料中共扩增出142种多态性基因型,每对引物的基因型从2—11种不等,平均每对引物扩增出3.94种基因型。9对引物在10个品种上具有特征带型。最少采用5对引物进行组合鉴定即可将32个棉花品种完全区分开。NTSYS-pc V 2.10软件分析表明,长江流域棉区品种间遗传差异最大,新疆棉区次之,黄河流域棉区最小。常规品种的遗传基础窄于杂交陆地棉。【结论】核心引物组合法相比特征谱带法更适用于构建中国棉花主栽品种DNA指纹图谱,品种间的亲缘关系与地理来源有一定的相关性。

烟草钾转运体基因TPK1的电子克隆及生物信息学分析

鲁黎明

中国农业科学. 2011, 44(1): 28-35 .

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【目的】克隆烟草钾吸收转运基因,分析其亲缘关系,并预测其结构、性质与功能,为烟草钾转运体基因的功能研究提供基础。【方法】以利用RACE技术克隆出的烟草钾转运体基因片段的3'端序列为探针,对烟草EST数据库进行搜索,筛选与探针同源性在95％以上的EST序列,再利用DNAStar软件进行拼接。然后,应用多种生物信息学数据库和软件,对获得的烟草钾转运体基因全长cDNA序列进行结构、性质和功能预测。【结果】获得烟草钾转运体基因(TPK1)的cDNA全长。该基因所编码蛋白质的分子量为26.21 kD,理论等电点pI为9.72。该蛋白质是一个疏水膜蛋白,包含6个明显的跨膜螺旋拓扑结构,在二级结构中,共包含11个α-螺旋和16个β-折叠。在亚细胞水平,TPK1定位于质体、液泡及内质网上。在氨基酸序列上,TPK1含有信号肽剪切位点及丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸激酶磷酸化位点。在功能方面,TPK1包含典型的K+吸收转运功能保守域,并且与主要的高等植物K+吸收转运基因具有较高的同源性。Northern杂交结果显示,TPK1在茎、叶及花器官中均有表达。【结论】成功克隆了烟草K+吸收转运基因TPK1,该基因与K+在烟草内的运输有关,其确切功能有待进一步验证。

水稻根系形态生理与产量、品质形成及养分吸收利用的关系

杨建昌

中国农业科学. 2011, 44(1): 36-46 .

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植物根系既是水分和养分吸收的主要器官,又是多种激素、有机酸和氨基酸合成的重要场所,其形态和生理特性与地上部的生长发育有密切联系。本文综述了水稻根系形态生理与产量形成及水分养分吸收利用的关系,介绍了根系化学信号(激素、有机酸等)对稻米品质形成的作用及根尖细胞超微结构与地上部生长发育关系的最新研究进展,讨论了水稻根系研究存在的问题和今后研究的重点。

干旱胁迫对小麦代换系叶绿素荧光参数的影响及染色体效应初步分析

白志英,李存东,赵金锋,吴同彦,郑金凤,毕常锐

中国农业科学. 2011, 44(1): 47-57 .

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【目的】研究干旱胁迫对小麦代换系旗叶叶绿素荧光诱导动力学的影响以及外源染色体对叶绿素荧光参数的调控效应。【方法】以中国春(Chinese Spring, CS)-人工合成六倍体小麦(Synthetic hexaploid wheat, Synthetic 6x)代换系及其亲本为材料,于2005—2007年测定不同水分处理条件下旗叶叶绿素荧光诱导的动力学参数初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、PSⅡ的原初光能转化效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)在各生育时期的变化。【结果】在正常水分条件下,5B代换系在孕穗期、开花期以及灌浆期的Fo和Fm均显著或极显著高于中国春。在干旱胁迫条件下,PSⅡ的光化学活性受到抑制,不同代换系与亲本的Fo增加,而Fm、Fv/Fm、Fv/Fo降低;3A代换系的Fo始终显著或极显著低于中国春,4D代换系的Fm始终显著或极显著高于中国春,3A和7A代换系Fv/Fm和Fv/Fo始终显著或极显著高于中国春。【结论】在正常水分条件下Synthetic 6x的5B染色体上可能存在高Fo和Fm基因;干旱胁迫条件下,Synthetic 6x的3A 染色体上可能存在调控Fo增高的有利基因,4D 染色体上可能存在调控Fm增高的有利基因,3A和7A染色体上可能存在调控Fv/Fm以及 Fv/Fo增高的有利基因。

青枯菌定量检测方法的建立及其在花生中的应用

黄家权,晏立英,叶小文,雷永,廖伯寿

中国农业科学. 2011, 44(1): 58-66 .

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【目的】建立快速、准确的青枯菌定量检测方法,研究青枯菌与寄主植物的互作。【方法】以青枯菌hrpB为靶基因,利用实时荧光定量PCR(RTQ-PCR)方法建立青枯菌的定量检测方法,并利用该方法检测花生接种青枯菌后细菌数量的变化动态。【结果】以提取的细菌DNA为模板和以青枯菌的全细胞为模板均能对青枯菌准确定量,在未富集细菌的前提下,利用全细胞细菌定量的最低限为103 CFU/mL,检测的线性范围为103—108 CFU/mL,计数细菌的方法能准确反应青枯菌数量的差异,但该数值约是细菌平板计数法计数的1.5倍。利用RTQ-PCR计数细菌,发现接种后的3—5 d,是花生与青枯菌互作的关键时期。花生节对抑制青枯菌的扩展具有重要的作用。【结论】RTQ-PCR计数细菌是一种简单、快速、高通量的青枯菌定量方法。

枯草芽孢杆菌菌株A抗菌蛋白的分离纯化及抗真菌机理

彭兵,张树斌,贾宇,王立安

中国农业科学. 2011, 44(1): 67-74 .

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【目的】揭示生防菌枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)菌株A产生的抗真菌蛋白的性质及作用机理。【方法】采用硫酸铵沉淀菌株A发酵液获粗蛋白;采用DE52离子交换层析技术对粗蛋白进行分离纯化;对具抗真菌活性的纯化组分采用MALDI-TOF-MS进行结构分析;以玉米小斑病菌(Bipolaris maydis)为材料,对纯化活性蛋白的抗真菌机理进行研究。【结果】从粗蛋白中分离到一种抗真菌活性蛋白(FV),与RNA结合蛋白Hfq Bacillus subtilis subsp. subtilis gi|16078797的匹配率为86.484%,相对分子质量为8 508.5 Da,等电点为8.04。FV对玉米小斑病菌孢子萌发的半数抑制浓度(IC50)为138.32 μg?mL-1,附着胞形成的IC50为22.23 μg?mL-1。经FV处理后,玉米小斑病菌菌丝顶端、中部出现膨大泡囊,呈“念珠状”;扫描电镜观察发现泡囊状菌丝表面凹凸不平,并残留有碎片;透射电镜观察发现在部分菌丝细胞原生质出现“空泡”的菌丝里有“子菌丝”。【结论】枯草芽孢杆菌菌株A产生的抗真菌蛋白与RNA结合蛋白Hfq高度同源,可抑制致病真菌孢子萌发、附着胞形成,并影响菌丝细胞的形态和结构。

覆草旱作对稻田土壤活性有机碳的影响

王栋,李辉信,李小红,王静,胡锋

中国农业科学. 2011, 44(1): 75-83 .

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【目的】研究覆草旱作和免耕覆草旱作稻田土壤总有机碳、活性有机碳含量和碳库管理指数的特征。【方法】在江西省余江县水稻原种场的双季稻田,设置常规水作、裸地旱作、覆草旱作、免耕裸地旱作和免耕覆草旱作5个处理。于第5年晚稻收获期,采集以上处理的耕层土壤样品,测定了土壤总有机碳和活性有机碳含量。【结果】与常规水作相比,覆草旱作和免耕覆草旱作显著提高稻田土壤总有机碳、颗粒有机碳、热水提取有机碳和易氧化态有机碳含量,以及各组分活性有机碳的分配比例,且土壤碳库管理指数显著提高。而裸地旱作较常规水作上述指标显著降低。【结论】在中国南方季节性干旱区双季稻轮作系统上,覆草旱作和免耕覆草旱作较常规水作明显提高稻田土壤肥力。

基于“3414”试验的川中丘陵区水稻测土配方施肥指标体系构建

戢林,张锡洲,李廷轩

中国农业科学. 2011, 44(1): 84-92 .

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【目的】旨在建立土壤养分分级指标和不同分级范围推荐施肥量,为川中丘陵区合理施用化肥、减少资源浪费和提高经济效益提供参考依据。【方法】采用养分丰缺指标法,对川中丘陵区2006年水稻“3414”试验数据进行整理与统计分析,以相对产量75%、80%、85%、90%和95%划分土壤养分分级指标,并分别以三元二次、一元二次和线性加平台模型对各试验点施肥量与产量关系进行模拟,选择最优模型计算最佳施肥量。【结果】确定了水稻测土配方施肥量：当川中丘陵区碱解氮(AN)、有效磷(AP)、速效钾(AK)含量处于低等级(AN＜100 kg?hm-2、AP＜5 mg?kg-1 、AK＜30 mg?kg-1)时,氮(N)、磷(P2O5)、钾肥(K2O)施用量分别为170—220 kg?hm-2、100—120 kg?hm-2、140—170 kg?hm-2;较低等级(AN 100—140 mg?kg-1、AP 5—10 mg?kg-1、AK 30—50 mg?kg-1)时,氮、磷、钾肥用量分别为140—170 kg?hm-2、80—100 kg?hm-2、120—140 kg?hm-2;中等级(AN 140—180 mg?kg-1、AP 10—20 mg?kg-1、AK 50—70 mg?kg-1)时,氮、磷和钾肥用量分别为110—140 kg?hm-2、60—80 kg?hm-2、100—120 kg?hm-2;较高等级(AN 180—220 mg?kg-1、AP 20—30 mg?kg-1 、AK 70—90 mg?kg-1)时,氮、磷和钾肥用量分别为90—110 kg?hm-2、40—60 kg?hm-2、80—100 kg?hm-2;高等级(AN＞220 mg?kg-1、AP＞30 mg?kg-1、AK＞90 mg?kg-1)时,氮、磷和钾肥用量分别为0—90 kg?hm-2、0—40 kg?hm-2、0—80 kg?hm-2。【结论】本研究建立的养分分级指标计算出的推荐施肥量相对于原有体系呈现出减施氮肥,增施磷、钾肥(特别是钾肥)的特点,客观地反映了当前土壤养分丰缺状况和区域内肥料投入特点。

稻田管理措施对土壤碳排放的影响

曹凑贵,李成芳,展茗,汪金平

中国农业科学. 2011, 44(1): 93-98 .

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稻田土壤是最重要碳库之一,农田管理措施影响着稻田土壤碳排放。本文综合论述了本课题组过去几年的研究成果,并结合国内外其它相关研究,分析和讨论稻田养鸭、灌溉方式、氮肥施用和耕作措施对土壤碳排放的影响。研究指出,稻田养鸭有效降低稻田温室效应,间歇灌溉降低CH4排放,施氮肥不影响土壤碳排放,而免耕有效降低土壤碳排放。由于土壤碳排放的复杂性、生物物理环境的异质性以及人类活动的干扰及其相互之间的多重影响和综合作用,进一步研究不同农田管理措施下稻田土壤碳排放的时空变化规律及其影响因子,对于取得降低土壤碳排放的有效技术、方法和措施,正确估算和评价稻田生态系统碳源/汇强度及其对大气CO2浓度变化的贡献提供科学依据。

中国红、绿茶适制品种(系)遗传多样性与亲缘关系的SSR分析

段云裳,姜燕华,王丽鸳,成浩,王玉花,黎星辉

中国农业科学. 2011, 44(1): 99-109 .

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【目的】探讨中国红、绿茶适制品种(系)的遗传多样性和亲缘关系,了解遗传背景对于品种适制性差异的影响与作用,为茶树育种研究提供分子生物学方面的参考。【方法】利用自主开发的具有多态性的39对SSR引物对中国157份红、绿茶适制品种(系)进行遗传多样性评价和亲缘关系分析。【结果】引物在供试材料中平均可检测4.90个等位基因,11.28个基因型,平均多态性信息量(PIC)0.53,基因多样性指数(H)0.57,遗传分化系数GST 0.19,说明81%的遗传多样性来自品种之间的遗传差异。各省份供试材料的遗传多样性以广东最高,江西最低。按照适制性分组分析,结果表明适制红茶品种(系)的遗传多样性水平最高,红绿茶兼制型品种次之,适制绿茶品种(系)最低。根据育种方式分组分析表明,系统选育法得到的品种(系)其遗传多样性水平高于杂交选育品种(系),高于地方品种(系)。聚类分析显示,供试材料聚为了三大类,大部分品种(系)都按照其地理来源和遗传背景进行聚类,并未按照适制性相互聚类。【结论】中国红、绿茶适制品种(系)具有较高水平的遗传多样性。其中,适制红茶品种(系)的遗传多样性水平最高,红绿茶兼制型品种次之,适制绿茶品种(系)最低。同时,主要依据地理来源和遗传背景进行亲缘关系聚类。

文心兰不同花期及花朵不同部位香气成分的变化

张莹,李辛雷,王雁,田敏,范妙华

中国农业科学. 2011, 44(1): 110-117 .

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【目的】研究香水文心兰不同花期及花朵不同部位香气成分的变化规律,为了解文心兰香气的形成及释放机理提供参考依据。【方法】采用固相微萃取和气相色谱-质谱联用(GC/MS)技术,分别测定香水文心兰不同花期和花朵不同部位的挥发性香气成分及其相对含量,并对其中的变化进行探讨。【结果】香水文心兰花蕾期的香气组成成分有7种,始花期有22种,盛花期有24种,衰落期有41种;随着花朵的开放,烯、醇和酯类化合物的相对含量总体呈上升趋势,醛酮类和烷烃类化合物的相对含量总体呈下降趋势。在香水文心兰盛花期花朵的3个不同部位中,蕊柱的香气组成成分有97种,花瓣有71种,唇瓣有89种。蕊柱和花瓣中相对含量最高的均是醇类化合物,分别为25.36%和58.16%;唇瓣中烯类化合物的相对含量最高,为49.17%。【结论】从感官分析与GC/MS的测试结果综合判断,烯类物质是影响香水文心兰香气的重要化合物,其中3,7-二甲基-1,3,6-辛三烯、(反)-2-丁烯酸-2-亚甲基环丙基-2-基酯、3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇和(顺)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯-1-醇是香水文心兰的特征香气化合物,唇瓣可能是香水文心兰花香释放的主要部位。

脂氧合酶在香蕉果实成熟过程中的作用

何全光,邝健飞,陈建业,陆旺金

中国农业科学. 2011, 44(1): 118-124 .

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【目的】探讨脂氧合酶(LOX)在香蕉果实成熟过程中的作用。【方法】选取1 000μL?L-1丙烯处理采后不同时间(采后10 h和48 h)的香蕉果实,并分析果皮中MaLOX、MaACS和MaACO等基因表达,LOX活性变化、乙烯释放及其与果实成熟的关系。【结果】采后48 h的香蕉果实,经丙烯处理后果皮中LOX活性及基因表达在成熟前呈先下降后升高的趋势,且先于乙烯高峰、MaACS和MaACO基因表达峰出现。丙烯处理虽能诱导采后10 h的香蕉果实果皮中MaACS和MaACO基因的表达,但不能提高果皮中LOX活性和促进果实成熟。【结论】推测香蕉果实在成熟进程中,果皮中LOX和ACO、ACS协同调控香蕉果实乙烯的产生及跃变峰的形成,进而调控果实的成熟。

密集烘烤过程中烟叶生理指标和物理特性及细胞超微结构变化

武圣江,宋朝鹏,贺帆,孙建峰,宫长荣

中国农业科学. 2011, 44(1): 125-132 .

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【目的】探讨密集烘烤过程中烟叶某些生理指标和物理特性及细胞超微结构变化,为烘烤工艺的优化和完善提供理论依据。【方法】采用河南农业大学设计的电热式温湿自控密集烤烟箱,研究烟叶烘烤过程中关键温度点(鲜样、38℃、42℃、48℃、54℃、干样)细胞超微结构、生理指标及物理特性的变化规律。【结果】烟叶淀粉、叶绿素和类胡萝卜素含量的变化主要在变黄前期;烟叶水分含量、厚度、密度的变化主要在变黄期和定色期;果胶和纤维素含量的变化主要在定色期,烘烤过程中叶质重的变化相对较小。细胞超微结构观察表明,细胞壁、叶绿体和细胞核在烘烤过程中的变化明显,但线粒体不易观察到;38℃染色质减少,核膜部分消失;42℃细胞出现质壁分离现象,叶绿体等细胞器游离到细胞中央,叶绿体外膜、核膜破裂,嗜锇颗粒多数呈现半空状态,基粒片层和大部分淀粉粒消失;48℃细胞壁扭曲变形,细胞核固缩;54℃后叶绿体个体形状已不易区分,所存物质基本是电子密度较弱的嗜锇物质。【结论】烘烤过程中烟叶细胞超微结构变化与烟叶物理特性、生理生化反应、内含物降解转化的程度密切相关。

日粮中赖氨酸和蛋氨酸比对断奶犊牛生长性能和消化代谢的影响

云强,刁其玉,屠焰,张乃锋,王建红,周盟

中国农业科学. 2011, 44(1): 133-142 .

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【目的】研究日粮中不同赖氨酸和蛋氨酸比例对断奶犊牛生长性能、消化代谢的影响。【方法】选取24头健康的荷斯坦断奶犊牛,按体重和出生时间随机分为4组,限量饲喂4种不同日粮,即对照组日粮(粗蛋白为14.67%),3种赖氨酸和蛋氨酸比例分别为2.5﹕1、3.0﹕1和3.5﹕1的日粮(粗蛋白为12.02%),试验期为8周。在试验开始和结束时对犊牛进行称重和采血,在试验第3周每组选取4头犊牛采用全收粪、尿法进行代谢试验。【结果】日粮中赖蛋比为3.0﹕1组的犊牛增重在数值上要高于其它3组(P＞0.05)。3个试验组犊牛血清尿素氮浓度要显著低于对照组(P＜0.01),游离氨基酸浓度在数值上要低于对照组(蛋氨酸除外)(P＞0.05)。赖蛋比对血清尿素氮和游离氨基酸浓度无显著影响(精氨酸、缬氨酸除外)。赖蛋氨酸比为3.0﹕1组和3.5﹕1组犊牛氮的总利用率和表观生物学价值在数值上要高于2.5﹕1组和对照组(P＞0.05)。【结论】在粗蛋白含量为12.02%的日粮中添加过瘤胃赖氨酸和过瘤胃蛋氨酸,犊牛的增重可超过粗蛋白为14.67%日粮的水平。赖氨酸和蛋氨酸比例为3.0﹕1有利于犊牛生长,并可提高氮的利用效率。

安徽西南部家蚕白僵病病源及传播途径追踪

李佳丽,栾丰刚,李增智

中国农业科学. 2011, 44(1): 143-152 .

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【目的】明确安徽西南部家蚕白僵病菌株来源和传播途径,控制蚕病流行。【方法】利用ISSR分子标记对安徽西南潜山的病蚕、蚕室及其周边桑园、农田及松林的70株球孢白僵菌进行聚类分析和三维主坐标分析。【结果】该地区的球孢白僵菌为优势性明显的异质种群;6个类群中仅主病源第II-1类群和次病源第IV类群引起家蚕的地方性白僵病,与用于防治松毛虫的菌株及在附近松毛虫种群中自然流行的土著菌株关系较远。生物测定表明,使用松毛虫分离株使家蚕死亡25%的LC25、LD25和LT25分别为使用家蚕分离株使家蚕死亡75%的LC75、LD75和LT75的1 327、1 378和1.5倍。【结论】鉴于松毛虫分离株明显的寄主专化性,在该蚕区使用由这类菌株研制的白僵菌杀虫剂防治松毛虫对蚕业是相对较为安全的。另外,当年夏秋季蚕室附近螳螂种群的白僵病大流行与家蚕白僵病无关。

2002—2009年中国华东地区家禽低致病性禽流感的病原学检测与分析

赵国,刘晓文,钱忠明,薛峰,彭宜,彭大新,刘秀梵

中国农业科学. 2011, 44(1): 153-159 .

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【目的】为确定中国华东地区家禽中禽低致病性禽流感(Low pathogenic avian influenza, LPAI)的流行和分布状况。【方法】 2002年7月至2009年9月在江苏省扬州市活禽市场 (live poultry markets, LPMs)采集来自不同省份的家禽泄殖腔拭子11 645个,用鸡胚尿囊腔传代接种法分离病毒,进行了长达8年的LPAI的病毒学监测。【结果】禽流感阳性样品1 158个,总分离率9.94%。所分离到的亚型及各亚型分离率从高到低依次为H3、H6、H11、H1、H4、H9、H10、H8。【结论】禽流感的分布季节性非常明显,以冬、春为高,各亚型又有其不同分布特点。到目前为止,已经从家鸭中分离到8种HA亚型,依次为H1、H3、H4、H6、H8、H9、H10、H11;7种NA亚型,包括N1、N2、N3、N4、N5、N6、N8,两者之间有17种组合,与野鸭的带毒情况十分相似。家鸭还很容易发生混合感染,2007年以来以H6亚型为主,H3、H11、H4、H9等很多亚型都可与其混合感染,这为禽流感病毒(avian influenza viruses, AIVs)基因重组产生新的亚型及毒力的变异提供了很好的载体。

奶牛乳腺炎葡萄球菌生物被膜形成及相关基因分析

李丽,杨宏军,刘代成,何洪彬,王长法,仲跻峰,高运东

中国农业科学. 2011, 44(1): 160-166 .

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【目的】研究临床分离的奶牛乳腺炎葡萄球菌生物被膜形成能力,相关基因的分布及二者之间的关系;【方法】利用通用硅胶片法培养葡萄球菌生物被膜,经充分洗涤后对生物被膜进行银染定性判断菌株形成生物被膜的能力,通过生物被膜菌落结晶紫染色法定量检测菌株生物被膜的形成能力,并用扫描电镜观察被膜结构,对葡萄球菌bap、icaAD、icaBC、sar、agr、sigB、clfaA、clfaB、fnbpA和fnbpB进行PCR扩增检测。【结果】银染法定性结果显示137株葡萄球菌中有120株形成肉眼可见的生物被膜,生物被膜形成率为87.6%;结晶紫染色定量检测与硅胶粘附的有132株,不粘附的有5株。试验所用的137株葡萄球菌中,57株能扩增出bap基因;有43株和54株分别能扩增出icaAD和icaBC;有73株、49株和38株分别扩增出sigB、sar和agr;分别有76株和50株染色体中存在clfaA和clfaB;fnbpA和fnbpB分别在52株和26株菌株中扩增出。【结论】推测bap、sigB、sar、icaAD和icaBC基因是生物被膜形成的重要相关基因;agr及粘附素基因clfaA、clfaB、fnbpA和fnbpB对生物被膜形成的作用不明显。

猪阴沟肠杆菌16SrRNA甲基化酶耐药基因分析

陈琳,刘健华,张俊丰,陈杖榴,曾振灵,魏冬霞,黄东璋

中国农业科学. 2011, 44(1): 167-175 .

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【目的】分析猪阴沟肠杆菌GZL41B中4种质粒介导的16SrRNA甲基化酶耐药基因及其水平传播方式;【方法】采用PCR及序列分析方法检测鉴定猪阴沟肠杆菌中16SrRNA甲基化酶耐药基因。以大肠杆菌E.coli Rif+488(耐利福平)为受体菌进行接合试验研究16SrRNA甲基化酶耐药基因的水平传播方式。用微量稀释法测定原菌株及其接合子对18种抗菌药物的敏感性。用PCR及序列测定法分析比较来自同一猪腹泻直肠拭子阴沟肠杆菌GZL41B和大肠杆菌GZL41H的侧翼序列并对172株动物源大肠杆菌中16SrRNA甲基化酶耐药基因流行情况进行调查。【结果】从阴沟杆菌中成功扩增出目的片段,该片段经限制性内切酶HindⅢ酶切后,出现与预期的531 bp和194 bp相符的两段片段,序列测定结果证实该基因为rmtB,GenBank登录号为EF017943。以E.coli Rif+488(耐利福平)为受体菌,成功地获得了接合子,该接合子经鉴定为大肠杆菌。原菌株和接合子对卡那霉素、阿米卡星、妥布霉素、西梭米星、萘替米星、庆大霉素等4,6-二脱氧链霉胺类高度耐药,其MIC均≥256 μg?mL-1。大肠杆菌GZL41H中,rmtB的上游为Tn3转座子的部分序列,下游为肠炎沙门氏菌基因岛SGI1上融合酶编码基因groEL/intI1的部分序列orf1,而来源相同的阴沟肠杆菌GZL41B未扩增到与大肠杆菌GZL41H相同的侧翼序列。172株动物源大肠杆菌中,25株菌(15%)检出rmtB,1株菌(0.6%)检出armA;【结论】16SrRNA甲基化酶耐药基因rmtB首次出现在猪阴沟肠杆菌中,该基因介导猪阴沟肠杆菌对4,6-二脱氧链霉胺类氨基糖苷抗生素的高度耐药,并能通过接合方式在不同种属细菌间进行传播。rmtB在阴沟肠杆菌和大肠杆菌中传播的遗传背景存在差异。动物源大肠杆菌中rmtB广泛流行。

基于改进灰色关联度法的河北省粮食波动影响因素研究

王树涛,李新旺,门明新,许皞

中国农业科学. 2011, 44(1): 176-184 .

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【目的】定量分析河北粮食产量波动成因,为全省乃至国家粮食安全生产提供科学的理论和方法支撑。【方法】综合运用EMD和剩余法剥离河北省粮食产量及其各影响因素波动量,并采用一种灰色关联与两两比较判断矩阵有机融合的改进灰色关联方法定量分析河北省粮食产量波动影响因素的影响度。【结果】影响河北省粮食产量波动的各要素时序特征为：自然资源各指标波动振幅在-113.43—34.38;政策经济支持能力各指标振幅在-34.59—31.79,波动强度较大;固定资产投资累计各指标振幅在-17.17—10.52,波动强度较小;可变要素投入各指标波动振幅均在-11.39—9.16。粮食产量波动主控因素为：成灾面积、有效灌溉面积、粮食作物播种面积、支援农业生产及农业事业费用、降水量、化肥施用量等六指标,影响度分别为：19.08%、17.80%、12.84%、11.03%、10.28%、7.79%、7.28%,总影响度达78.82%。【结论】提出的改进灰色关联度方法弥补了传统灰色关联度方法只能定性排序的不足,能够客观真实地反映河北省粮食产量波动的主控因素,为定量化研究变量影响因素影响度提供了新方法。

荞麦主要拒Na+部位及其Na+/H+逆向转运活性的研究

马德源,战伟龑,杨洪兵,衣艳君

中国农业科学. 2011, 44(1): 185-191 .

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【目的】确定荞麦(Fagopyrum esculentum Moench)的主要拒Na+部位、质子泵和Na+/H+逆向转运活性与其拒Na+特性的关系。【方法】以耐盐荞麦品种川荞1号和盐敏感荞麦品种TQ-0808为试验材料,采用“压力室”法压取木质部汁液,测定各部位拒Na+能力;采用蔗糖密度梯度离心法分离细胞质膜和液泡膜,测定质子泵和Na+/H+逆向转运活性。【结果】盐敏感品种的主要拒Na+部位在根部,耐盐品种的主要拒Na+部位在根部和茎基部,耐盐品种整体拒Na+能力明显大于盐敏感品种;相同盐浓度处理下,耐盐品种质子泵和Na+/H+逆向转运活性明显大于盐敏感品种,说明耐盐品种主要拒Na+部位细胞的排Na+能力和Na+区隔化能力明显大于盐敏感品种。【结论】耐盐品种主要拒Na+部位Na+的区隔化在限制Na+向地上部运输中发挥了重要作用,是耐盐荞麦品种主要拒Na+部位拒Na+的主要方式。

遮阴处理对紫甘薯块根品质的影响

王庆美,侯夫云,汪宝卿,王振林,董顺旭,张海燕,李爱贤,张立明,解备涛

中国农业科学. 2011, 44(1): 192-200 .

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【目的】研究不同基因型紫甘薯块根品质对不同遮阴程度的响应。【方法】以济薯18和Ayamuraski为材料,分别于块根膨大高峰期(栽后50—100 d),用不同透光度的黑色遮阳网设置遮光40%和遮光70%处理,对照(CK)为自然光处理,测定不同处理对块根干物质含量,总淀粉、直链及支链淀粉含量,淀粉积累速率,可溶性糖含量,蛋白质含量,全粉黏度仪参数及花青素含量的影响。【结果】遮阴处理下,紫甘薯块根中的干物质、总淀粉含量和淀粉积累速率比对照显著降低;遮阴处理不仅显著增加了济薯18直链淀粉含量、直/支比值,而且显著降低了济薯18全粉的高峰黏度、衰减值、回生值和峰值时间,遮阴下Ayamuraski块根的淀粉品质与济薯18相反;遮阴处理还显著提高了两个品种块根中的可溶性糖和可溶性蛋白含量,并随遮阴程度加大而增高;同时,紫甘薯的花青素含量和积累速率显著降低,济薯18的花青素积累对遮阴的反应比Ayamuraski更敏感。【结论】遮阴处理使紫甘薯的块根干物质、总淀粉含量和淀粉积累速率、花青素含量及不同膨大阶段的花青素积累量明显降低,同时遮阴处理下紫甘薯块根淀粉品质因品种而异。

水分胁迫对东北山樱幼苗呼吸等生理代谢的影响

秦嗣军,吕德国,李志霞,马怀宇,刘灵芝,刘国成

中国农业科学. 2011, 44(1): 201-209 .

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【目的】探讨东北山樱幼苗对水分胁迫的响应机制,为评价其资源特性提供理论和实践依据。【方法】采用持续干旱和淹水处理,测定根系呼吸途径和相关酶活性、呼吸底物、叶片叶绿素荧光参数等指标的变化过程,比较分析东北山樱幼苗对不同程度水分胁迫响应特征的差异及形成机制。【结果】持续干旱和淹水胁迫对东北山樱幼苗根系呼吸等生理代谢造成严重影响。干旱胁迫1 d后根系活力即受到严重抑制,而淹水胁迫在3 d后表现为迅速降低;干旱胁迫后根系呼吸速率先升高,第5 天时达到峰值后迅速降低,而淹水胁迫前5 d无明显变化,之后也迅速降低。水分胁迫1 d时根系呼吸各生化途径和电子传递途径比例未发生明显变化,而后三羧酸循环(TCA)、细胞色素途径(CP)比例迅速降低,磷酸戊糖途径(PPP)和交替途径(AP)成为主要方式,第7 天后各途径所占比例均大幅降低,根系呼吸代谢被严重抑制;轻度干旱和淹水胁迫使根系中琥珀酸脱氢酶(SDH)等TCA关键酶活性降低,而诱导葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G-6-PDH)等PPP关键酶活性的表达;胁迫第7 天后超过幼苗耐受阈值,各关键酶活性大幅降低,严重削弱了其酶促调控作用;根系中的呼吸底物可溶性糖、淀粉及呼吸代谢中间产物丙酮酸的含量在水分胁迫期间均表现为先上升后迅速降低,而柠檬酸含量持续下降;持续干旱和淹水胁迫也造成叶片最大光化学效率(Fv/Fm)降低,光合作用受到抑制,植物干物质积累量明显下降。【结论】水分胁迫初期东北山樱幼苗通过调节SDH等呼吸关键酶活性、改变PPP、AP等呼吸途径比例的方式,调整呼吸底物的消耗及呼吸代谢中间产物的形成,以适应不良外界环境,且幼苗对淹水胁迫的响应滞后于干旱胁迫。持续干旱与淹水胁迫对幼苗根系呼吸、叶片光合等生理代谢造成严重伤害。

猪繁殖候选基因ERK2的克隆、表达及基因多态分析

方梅霞,张伟,胡永胜,欧阳宏佳,贾新正,聂庆华,张细权

中国农业科学. 2011, 44(1): 210-217 .

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【目的】ERK2基因在细胞增殖和分化调控以及启动卵巢排卵的分子信号等过程中发挥重要作用,是影响猪繁殖性状的重要候选基因。本试验对猪ERK2基因序列、基因结构、基因多态性及其表达规律进行初步研究。【方法】以大白猪为材料,采用RT-PCR方法克隆了猪ERK2基因,Real-Time PCR测定该基因在猪各组织器官中的分布,并对该基因的结构和多态性进行分析。【结果】从猪卵巢组织中克隆获得ERK2基因部分cDNA序列,长1 888 bp,包括一个1 080 bp的开放阅读框,编码359个氨基酸与预测的猪ERK2基因、已报道的人和小鼠等的ERK2基因高度相似;猪ERK2基因在各组织中表达广泛,其中脾脏是表达量最高的组织,在脂肪组织、前后腿肌中基本不表达;猪ERK2基因定位于14号染色体,全长在22 kb以上,包含9个外显子和8个内含子;对第2—9外显子及内含子外显子交界处的内含子序列进行序列突变检测,共检测到11个SNPs和1个插入缺失突变,但绝大部分的变异都是在内含子区域,仅有1个SNP发生于3′UTR区域。【结论】猪ERK2基因cDNA为1 888 bp,编码359个氨基酸残基;在猪各组织中广泛分布,以脾脏的表达量最高;该基因由9个外显子和8个内含子组成,基因保守性较高,共检测到11个SNP和1个插入缺失突变均不在编码区中。

不同激活方法对猪孤雌胚胎单倍体率的影响

张曼玲,赵丽华,周鑫,李荣凤

中国农业科学. 2011, 44(1): 218-224 .

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【目的】采用不同的物理或化学方法激活猪卵母细胞,以期获得一种能有效产生猪单倍体孤雌胚胎的激活方法。【方法】试验一分别采用电激活、电激活结合细胞松弛素B(CB)、不同浓度乙醇以及不同作用时间对成熟卵母细胞进行激活处理,试验二检测电激活结合MG-132或Thimerosal和DTT对成熟卵母细胞的激活效果。【结果】试验一显示电激活结合CB组(27.34%)处理后的囊胚率显著高于电激活处理组(16.92%)(P＜0.05),且二者均显著高于所有的乙醇组(P＜0.05),乙醇处理组中以9%乙醇作用11 min效果最佳(10.20%)。试验二显示电激活结合MG-132组的囊胚发育率(24.69%)与电激活结合CB组(27.50%)没有显著差异,二者显著高于电激活结合Thimerosal和DTT组(14.10%)及电激活处理组(17.5%)(P＜0.05)。对所得囊胚进行染色体倍性分析后得出,电激活处理后的囊胚单倍体率(41.7%)与9%乙醇处理组(40%)和电激活结合Thimerosal和DTT处理组(35.3%)无显著差异,但却显著高于电激活结合CB(0)及电激活结合MG-132(6.7%)处理组(P＜0.05)。【结论】综合囊胚发育率和囊胚单倍体比率,电激活、9%乙醇、电激活结合Thimerosal、DTT和电激活结合MG-132处理组获得单倍体囊胚的总效率分别为7.3%(17.5%×41.7%)、4.1%(10.2%×40%)、5.0%(14.1%×35.3%)和1.7%(24.69%×6.7%)。电脉冲处理可能是比较理想的获得猪单倍体孤雌胚胎的激活方法。

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