中国农业科学

水、旱稻氮高效QTL定位及其表达的遗传背景效应研究

李亚非,黎毛毛,曹桂兰,韩龙植

中国农业科学. 2010, 43(21): 4331-4340 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.21.001

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【目的】挖掘不同来源水、旱稻亲本的氮高效优良等位变异,研究氮高效QTL表达的遗传背景效应,为水稻氮高效QTL的精细定位和分子标记辅助选择育种提供理论依据。【方法】以旱稻IAPAR-9分别与水稻辽盐241和秋光杂交而创制的2个F7粳粳交重组自交系群体为试验材料,进行了水稻全生育期氮素利用率及其相关性状的QTL定位分析。【结果】在“IAPAR-9/辽盐241”重组自交系群体中检测出31个氮素利用率相关性状的QTL,分布于除第6、第7和第10染色体外的9条染色体上,氮素利用率相关QTL成簇分布区间有9个;在“IAPAR-9/秋光”重组自交系群体中检测出33个氮素利用率相关性状的QTL,分布于除第4和第10染色体外的10条染色体上,氮素利用率相关QTL成簇分布区间有7个。【结论】氮素利用率相关性状QTL的表达,受遗传背景影响较大。2个群体均检测到的氮素利用率相关性状QTL的成簇分布区间,即第2染色体上的RM3421—RM5404区间以及第8染色体上RM8264所在的相邻区间,可能对水稻氮高效分子标记辅助选择育种有重要利用价值。

棉花盐胁迫途径中蛋白磷酸化同源基因(GhSOS2)2种剪接体的克隆及表达分析#br#

李付振,邱新棉,王美兴,刘传亮

中国农业科学. 2010, 43(21): 4341-4348 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.21.002

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【目的】了解棉花在盐胁迫条件下相关基因的表达,并克隆与抗(耐)盐相关的重要基因。【方法】通过筛选棉花EST数据库,并对目标EST序列进行整合,对中棉所49在非盐胁迫和盐胁迫条件下进行处理并利用RT-PCR的方法克隆了质膜Na+／H+逆向转运蛋白途径中的1个蛋白磷酸化同源基因,命名为GhSOS,并通过实时荧光定量PCR对其表达特征进行分析。【结果】序列分析表明,该基因成熟mRNA的剪接存在2种可选择性的剪接体,分别命名为GhSOS2a(GenBank登录号：GU188960)和GhSOS2b(GenBank登录号：GU188961),分别编码445和421个氨基酸残基。由于剪接方式的差异,导致GhSOS2a比GhSOS2b多出一个外显子(长度为72 bp)。实时荧光定量PCR分析表明,GhSOS2a在非盐胁迫和盐胁迫条件下的根茎组织、叶组织均表达,但GhSOS2b仅在盐胁迫条件下的根茎组织、叶组织表达,且表达量远高于GhSOS2a。【结论】在棉花盐胁迫过程中,GhSOS2存在2种可选择性剪接体,而且可能主要是GhSOS2b参与棉花的质膜Na+／H+逆向转运蛋白途径并发挥一定作用。

一个谷子新抗锈基因的AFLP标记

赵立强,潘文嘉,马继芳,瓮巧云,董立,全建章,邢继红,董志平,董金皋

中国农业科学. 2010, 43(21): 4349-4355 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.21.003

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【目的】研究谷子抗源的抗锈遗传规律,寻找和定位与谷子抗锈基因连锁的分子标记,为谷子抗锈病基因的定位、克隆和抗病育种等研究奠定基础。【方法】用谷子锈菌单胞菌系93-5接种十里香和豫谷1号及杂交后代F1、F2进行抗锈鉴定,并根据鉴定结果构建抗、感基因池;利用AFLP技术筛选128对EcoRⅠ/MseⅠ引物组合,从中寻找和定位与谷子抗锈基因连锁的分子标记;根据AFLP分析结果进行抗锈基因连锁分析并进行SCAR标记转化。【结果】根据十里香×豫谷1号杂交后代F2群体(131株)抗感谷锈病分离比例,确定十里香抗锈性由显性单基因控制。筛选获得3个与谷子抗锈基因Rusi1(暂命名)连锁的AFLP分子标记,经计算标记与该抗锈基因的遗传距离分别为7.4、9.2和27.4 cM。将3个标记片段回收、克隆和测序,成功地将AFLP标记E+CTT/M+TAC-256转化为SCAR标记。初步构建了谷子抗锈基因Rusi1的遗传连锁图谱。【结论】谷子十里香抗锈性由显性单基因控制,Rusi1是一个新发现的谷子抗锈基因。

紧实胁迫对不同土壤类型玉米养分吸收、分配及产量的影响

王群,张学林,李全忠,薛帅,李潮海

中国农业科学. 2010, 43(21): 4356-4366 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.21.004

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【目的】明确不同土壤类型玉米植株养分累积、分配和产量对土壤紧实胁迫的响应。【方法】采用微区桶栽,设计了土壤类型和紧实度两因素试验,研究玉米地上部养分吸收、分配和产量变化特征,及其对紧实胁迫的响应。【结果】结果表明,紧实胁迫下不同类型土壤上玉米的根干重、根长度、养分累积量和分配量以及产量均呈下降趋势,各参数变化顺序均表现为：潮土＞砂姜黑土＞黄褐土;紧实胁迫下叶片中的养分分配比例高于茎鞘,养分转移率表现为黄褐土＞砂姜黑土＞潮土。降低土壤紧实度促进了玉米根干重和根长度的增加,增加了各类土壤上玉米单株和各器官中氮、磷、钾的累积量和玉米产量,其中黄褐土和砂姜黑土增加幅度较大,潮土较小;玉米叶片和茎鞘中的氮、磷、钾转移率随紧实度的降低而下降。【结论】紧实胁迫影响不同土壤类型玉米根系生长、养分累积和吸收,生产实践中对不同土壤类型可通过降低紧实度来改善根系生长,提高玉米养分的吸收和籽粒产量。

玉米穗粒重与果穗三维几何特征关系的定量研究

杨锦忠,张洪生,赵延明,宋希云,王新勤

中国农业科学. 2010, 43(21): 4367-4374 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.21.005

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【目的】从穗粒重与果穗三维几何关系的角度探索籽粒产量的制约因素,寻找进一步提高玉米产量的途径。【方法】利用图像处理技术采集了10个品种的果穗几何特征,分析了穗粒重对果穗几何特征组合的回归,以及穗粒重与穗大小特征的相关性。矩形度定义为果穗面积占其外接矩形面积的比例,分别与穗长+穗粗、穗面积、穗体积组合建立回归方程。【结果】上述3种组合方程,分别解释了品种间籽粒产量总变异的77.7%、70%和78.7%,矩形度的贡献大于或者约等于穗大小几何特征。同样结构的回归方程在矫正品种产量后,解释了环境间籽粒产量总变异的81.3%—82.0%,矩形度的贡献小于穗大小几何特征。穗大小对籽粒产量的简单决定系数为：在品种间,三种维数的大小特征都不显著;在环境间,穗长、穗粗、穗面积、穗体积分别为0.387、0.167、0.590、0.571。【结论】穗大小单一特征的重要性次序为：穗体积＞穗面积＞穗长、穗粗,穗矩形度是反映穗形态的一个重要性状,与穗大小特征相组合,能够高精度预测穗粒重。

中国古代种子发育研究探析

成广雷,夏敬源,张春庆

中国农业科学. 2010, 43(21): 4375-4383 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.21.006

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【目的】明晰中国古代种子发育生物学发展历史,了解中国古代对种子科学的贡献,为现代种子科学的发展和种子科学史研究提供借鉴和依据。【方法】以现代种子发育生物学研究内容为主线,采用古籍查阅、文献检索、辨析推理、专家咨询等方法,对公元前22世纪至公元19世纪中国古代种子发育生物学的有关经验和知识进行系统归纳、整理和探析。【结果】总结了中国古代对种子发育的整体认识、水肥及其它农艺措施对种子发育的影响、种子败育现象的发现及防治、种子成熟及后熟等方面知识。【结论】研究表明中国古代劳动人民积累了丰富的种子发育生物学知识,特别是对影响种子发育的各种现象有较多描述,虽然主要是经验积累和感官记录,但这些知识与现代研究结果基本一致,在种子科学发展史上具有重要地位。

区域总量控制下的冬小麦种植面积空间分布优化

张锦水,赵莲,陈联裙,胡潭高,董燕生

中国农业科学. 2010, 43(21): 4384-4391 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.21.007

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【目的】利用传统遥感与抽样相结合的方法进行农作物种植面积测量,只能获得区域总量,无法有效获取农作物种植面积空间分布信息。针对以上不足,开展区域总量控制下的冬小麦种植面积空间分布优化研究,从而提高冬小麦种植面积测量的空间分布精度。【方法】将整个遥感影像像元划分为3部分：“纯净冬小麦像元”、“混合冬小麦像元”和“典型非冬小麦像元”。综合软、硬分类方法各自的优势,在区域冬小麦总量面积一定的前提下,设定阈值确定混合冬小麦像元的空间分布范围。【结果】传统遥感与抽样相结合的方法提取出的冬小麦结果RMSE为0.13,优于硬分类方法(RMSE为0.16)和软分类方法(RMSE为0.20)。【结论】区域总量控制下的软、硬分类方法能够有效地对冬小麦种植面积空间分布进行优化,既保证了区域测量精度,又提高了空间分布的准确性。

三重PCR检测草莓灰霉病菌、炭疽病菌和黄萎病菌

王楠,王剑,尹丹韩,高观朋,王伟

中国农业科学. 2010, 43(21): 4392-4400 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.21.008

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【目的】探索和优化检测条件,建立同时检测草莓灰霉病菌Botrytis cinerea,炭疽病菌Colletotrichum gloeosporioides和黄萎病菌Verticillium dahliae的三重PCR检测体系,为3种病害的早期快速诊断和鉴定提供技术和方法。【方法】选择可以组合的3种病原菌特异引物,研究多重PCR的影响因素,优化PCR退火温度,采用正交试验方法,以3个引物组、Taq DNA聚合酶、dNTP和Mg2+六因素三水平优化多重PCR体系。【结果】建立并验证适合上述草莓主要病原菌的三重PCR最佳检测体系,可分别扩增出729、539和450 bp的特异条带, 最适退火温度为50℃,25 μL的反应体系中含有0.32 μmol?L-1 C729+/-、0.032 μmol?L-1 DB19/DB22、0.32 μmol?L-1 CgInt/ITS4、1.5 U Taq聚合酶、0.15 mmol?L-1 dNTP、1.6 mmol?L-1 MgCl2。【结论】利用上述引物组合和反应体系进行三重PCR检测,能够快速从田间发病植株和土壤中将草莓灰霉病菌、草莓炭疽病菌和草莓黄萎病菌检测出来,灵敏度可以达到10 pg菌丝DNA。

转基因抗虫棉根际卡那霉素抗性细菌种群动态及npt II基因漂移检测#br#

王振,邓欣,赵廷昌,刘学敏

中国农业科学. 2010, 43(21): 4401-4408 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.21.009

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【目的】研究转基因抗虫棉根际卡那霉素抗性细菌的种群动态,检测转基因棉卡那霉素抗性细菌npt II基因漂移。【方法】采用常规培养方法分析了转基因抗虫棉GK12、GK19、33B、SGK3,常规棉泗棉3号、33、石远321等7个棉花品种根际卡那霉素抗性细菌种群在棉花整个生育期的种群动态变化。以质粒pBI121为对照,设计npt II基因特异性引物,采用PCR方法对分离的根际卡那霉素抗性细菌菌株进行npt II基因漂移检测。【结果】7个棉花品种根际卡那霉素抗性细菌数量随时间延长而减少,同一棉花品种不同采样时间卡那霉素抗性细菌数量差异显著,而同一采样时间抗虫棉和对应的受体棉间差异不显著。Simpson、Shannon-Wiener多样性指数以及Pielou均匀度指数计算结果表明,受体棉根际卡那霉素抗性细菌群落的多样性高于转基因棉。PCR检测结果表明,21株卡那霉素抗性细菌菌株中18株发现有阳性片段,但其测序结果与卡那霉素抗性基因序列比对的同源性未能达到100%,不能判断npt II是否发生了转移。【结论】根际卡那霉素抗性细菌的数量在转基因棉与对应受体棉之间差异不显著,受体棉根际卡那霉素抗性细菌群落多样性指数高于转基因棉,更均匀稳定。未发现转基因棉卡那霉素抗性标记基因npt II向根际细菌的基因漂移。

奇异虉草和小子虉草生物学特性及其对小麦生长的影响和经济阈值研究

徐高峰,张付斗,李天林,单芹丽,张云,吴迪

中国农业科学. 2010, 43(21): 4409-4417 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.21.010

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【目的】研究云南麦田虉草属2种外来入侵杂草奇异虉草Phalaris paradoxa L.和小子虉草Phalaris minor Retz.的生物学特性、对小麦的竞争性与危害性以及经济阈值,为了解和防控两种外来入侵杂草奠定基础。【方法】温室条件下,以小麦云选2号作为参照和受体植物,采用密度添加系列试验和模型拟合的方法,比较奇异虉草、小子虉草和云选2号的生物学特性差异,分析两种杂草对云选2号的竞争效应、产量性状影响以及经济阈值。【结果】营养生长阶段云选2号的株高、叶长和叶宽以及生长发育速度均显著大于奇异虉草和小子虉草,而生殖生长阶段奇异虉草和小子虉草的生长发育速度则快于云选2号,但三者的生育期却无较大差异,分别为：小子虉草(129.33 d)＞云选2号(128.78 d)＞奇异虉草(124.78 d)。奇异虉草和小子虉草对云选2号的竞争作用与密度正相关,随着密度的增加,奇异虉草和小子虉草对云选2号的竞争能力逐渐增强,其中小子虉草的竞争能力强于奇异虉草。不同密度的奇异虉草和小子虉草与云选2号混种,云选2号的产量性状受到显著影响,通过回归分析,函数模型y=96.5687×(1-e-[(x+2.1672)/54.5604]^0.8220)和y=96.3346×(1-e-[(x+2.5306)/46.7132]^0.7918)可较好拟合不同密度奇异虉草和小子虉草与云选2号产量损失间关系。田间人工防除奇异虉草和小子虉草经济阈值分别为3.07和2.63株/m,化学药剂精恶唑禾草灵(骠马,Fenoxaprop-ethyl,德国拜耳公司)防除奇异虉草和小子虉草经济阈值分别为1.71和1.61株/m2。【结论】温室条件下奇异虉草和小子虉草的生物学特性与小麦云选2号存在一定差异;奇异虉草和小子虉草对云选2号存在较强的竞争作用,与云选2号混种对小麦的产量性状产生显著影响。

不同施肥对缺钾红壤性水稻土的生态效应

陈建国,张杨珠,曾希柏,谭周进,周清,周卫军

中国农业科学. 2010, 43(21): 4418-4426 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.21.011

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【目的】研究不同配方施肥对缺钾水稻土的生态效应。【方法】采取盆栽方式对长期缺施钾肥水稻土进行了三年半施肥试验。施肥处理为氮、磷、钾平衡施肥同时结合施用适量的与水稻营养密切相关的硅、钾、有机肥。【结果】平衡施用氮、磷、钾肥能使水稻健康生长,显著提高了养分利用率和水稻产量,水稻增产幅度达27.7%(NPK处理)至51.5%(NPKSi处理)。水稻健康生长又促使其根系分泌物量增大,泌氧增多,稻田土壤细菌数量、微生物活度、微生物量碳、微生物量磷及微生物量氮含量显著提高,其中MBC增幅达33.9%(NPK处理)至47.3%(NPKSi处理),从而强化了微生物生态系统的供肥能力,增强了稻田生态系统功能。而长期过量施用钾肥(NPhK)虽提高了土壤钾含量,但相对不施钾肥处理(NP)水稻增产不显著,土壤微生物非正常生长,稻田生态系统质量没有明显改善。各处理比较,NPKSi处理生态效应最佳,以下依次是NPKM、NPhKM和NPK。NPhK对稻田生态系统产生负效应。【结论】平衡施用氮、磷、钾肥是改善缺钾水稻土质量的有效措施,其中在平衡施用无机氮、磷、钾肥的基础上增施硅肥或有机肥效果尤为显著。

北方设施蔬菜种植区地下水硝酸盐来源分析——以山东省惠民县为例

张丽娟,巨晓棠,刘辰琛,寇长林

中国农业科学. 2010, 43(21): 4427-4436 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.21.012

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【目的】以华北平原典型集约化设施蔬菜种植区山东省惠民县为研究对象,分析浅层地下水硝酸盐的含量状况并追溯其来源。【方法】多点采集设施蔬菜种植区土壤、肥料及地下水样品,利用稳定性同位素技术识别地下水氮污染的可能来源。【结果】结果表明,蔬菜大棚区浅层地下水硝态氮含量为25.3—279.6 mg?L-,平均为121.6 mg?L-,87%的样品硝态氮含量超过50 mg?L-1;较集中分布在50—70 mg?L-1和170—190 mg?L-1区间,含量最高的点位超标高达27倍;5种蔬菜大棚地下水硝态氮的含量依次为：黄瓜＞芹菜-辣椒和辣椒＞芹菜-黄瓜和芹菜-番茄。研究区域内土壤的δ15 N值在1.96‰—7.38‰之间,化肥(尿素、复混肥等)在0.2‰—0.6‰之间,动物粪便(农家肥、厩肥)在7.3‰—16.87‰之间;地下水样的δ15 N值变化在-0.01‰—15.91‰之间,平均为 6.75‰±3.15‰,随NO3--N含量减少地下水δ15N值未呈现增加趋势,该研究区域内地下水反硝化作用较弱。【结论】蔬菜棚区内浅层地下水硝态氮污染十分严重,受人为因素干扰很大;硝酸盐主要来源为土壤有机氮,其次为动物粪便。

玉米秸秆高效腐解复合菌系CSS-1的选育及其组成分析

刘尧,李力,李俊,关大伟,姜昕,沈德龙,杜秉海

中国农业科学. 2010, 43(21): 4437-4446 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.21.013

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【目的】选育在常温(22℃)下对玉米秸秆具有高效稳定腐解功能的微生物复合菌系,明确其菌群组成,以促进选育的复合菌系在中国北方原位还田玉米秸秆中的应用。【方法】采用限制性培养与温度梯度诱导相结合的方法,以山西、山东、北京等省(市)玉米秸秆连续多年还田的土壤样品为菌源,以秸秆失重率、C/N及CMC酶活为筛选指标,获得高效稳定的玉米秸秆腐解复合菌系CSS-1;比较复合菌系不同继代腐解秸秆的失重率、CMC酶活、木聚糖酶活和PCR-DGGE的菌群监测动态变化,评价CSS-1的功能及其组成稳定性;采用克隆文库法,解析复合菌系CSS-1的主要菌群组成。【结果】CSS-1处理玉米秸秆的CMC平均酶活和最高酶活,比目前广泛应用的秸秆腐解菌剂A分别提高了82%和79%;CSS-1处理的秸秆失重率比菌剂A和空白对照分别提高了62.62%和173.65%;CSS-1不同继代腐解秸秆功能及其菌系组成监测表明该复合菌系的稳定性;克隆文库方法显示CSS-1优势菌群由多种具有纤维素与半纤维素降解功能的细菌和真菌构成,其细菌菌群分别归属Enterobacter、Cellulomonas、Streptomyces、Bacillaceae、Pantoe、Cellvibrio 6个属,真菌菌群归属Trichoderma、Gibberella 2个属。【结论】获得了在中国北方地区常温条件下高效稳定腐解玉米秸秆的复合菌系CSS-,可研发利用该菌系促进田间原位还田玉米秸秆的快速腐解。

白菜叶缘裂刻近等基因系的cDNA-AFLP分析及SCAR标记的转化#br#

惠麦侠,王晗,张鲁刚,何玉科

中国农业科学. 2010, 43(21): 4447-4454 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.21.014

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【目的】寻找与白菜叶缘裂刻发育相关的表达基因,了解叶缘裂刻调控的分子机理。【方法】应用cDNA-AFLP技术从 mRNA 表达水平研究白菜叶全缘和裂刻近等基因系间基因表达的差异。【结果】共获得 57 条差异片段,合并归属于 55 条非重复序列,其中在叶全缘株系中增强或特异表达的有 25 条,叶裂刻株系中增强或特异表达的有 30 条。54 条差异片段可以在 NCBI 数据库中找到同源序列(包括 EST)、其中42 条为已知基因,1条没有找到同源序列。按照其参与的生物学途径归类,已知基因片段参与了代谢、转录、细胞囊泡运输、蛋白质合成和降解、蛋白质储藏与运输、信号传导、光合系统、基因转座等相关过程。用 AFLP 转化的 SCAR 标记在分离群体上验证结果表明,SEL7B16-SCAR 检测片段的表达模式与 cDNA-AFLP 结果一致。【结论】构建了白菜叶缘裂刻发育调控基因表达谱,识别了与已知NAC036、DP-2、MYB77、TCP24 参与调控裂刻发生基因密切相关的片段。基于cDNA-AFLP特异序列,开发了1条与裂刻紧密连锁的 SCAR 标记,命名为SEL7B16-SCAR,可用于裂叶纯合和杂合的分子辅助选择。

22种苹果种质资源果实类黄酮分析

聂继云,吕德国,李静,刘凤之,李海飞,王昆

中国农业科学. 2010, 43(21): 4455-4462 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.21.015

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【目的】探讨苹果种质资源果实类黄酮组成与含量,发现高类黄酮苹果种质资源,为苹果种质资源果实类黄酮利用和高类黄酮苹果品种培育提供依据。【方法】以22种苹果种质资源的果实为试材,用反相高效液相色谱法测定类黄酮组成与含量。【结果】22种苹果种质资源含类黄酮16—30种,共计34种(包括5种黄烷醇、6种二氢查耳酮、15种黄酮醇和8种花青苷),其中18种类黄酮在栽培品种果实中未见报道;14种类黄酮存在于所有苹果种质资源中,为共有类黄酮。所测5种黄烷醇总含量10.4—2 764.9 mg?kg-,5种苹果种质资源超过 1 700 mg?kg-1。二氢查耳酮总含量58.1—1 077.5 mg?kg-,7种苹果种质资源超过450 mg?kg-1。黄酮醇总含量52.9—645.6 mg?kg-,6种苹果种质资源超过200 mg?kg-1。花青苷存在于红色果实中,花青苷总含量0.3—284.8 mg?kg-,6种苹果种质资源超过150 mg?kg-1。除毛山荆子、兴山湖北海棠、卢氏湖北海棠、陇东海棠、花冠海棠、草原海棠、台湾林檎和海棠花外的14种苹果种质资源,均含有大量黄烷醇(包括寡聚和多聚原花青素)。多花海棠含有一特异黄烷醇 (RT= 42.43 min),高达1 350.7 mg?kg-1。兴山湖北海棠、卢氏湖北海棠、平邑甜茶、雅江变叶海棠和樱桃叶海棠为高二氢查耳酮苹果种质资源。山荆子、兴山湖北海棠、红果三叶海棠、草原海棠、海棠花、多花海棠和扁棱海棠为高黄酮醇苹果种质资源。山荆子、毛山荆子、丽江山荆子、巴东湖北海棠、红果三叶海棠和樱桃叶海棠为高花青苷苹果种质资源。【结论】所研究的22种苹果种质资源果实类黄酮种类非常丰富,并呈现明显的多样性。16种为高类黄酮苹果种质资源(总黄酮＞10 000 mg?kg-1)。这些苹果种质资源在苹果类黄酮利用与高类黄酮苹果培育中可资利用。

高浓度CO2对切花菊瓶插品质、生理及结构特征的影响

王彦丽,黄至喆,孙瑞,陈发棣,滕年军

中国农业科学. 2010, 43(21): 4463-4472 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.21.016

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【目的】探讨高浓度CO2对切花菊的瓶插品质、生理生化及结构特征的影响,为高浓度CO2在切花菊乃至其它种类切花保鲜上的应用提供理论依据。【方法】以切花菊品种‘四季黄’切花为材料,瓶插去离子水中后分别置于380(对照)和760(高浓度CO2)μmol?mol-1条件下,利用光合测定、石蜡切片、透射电子显微镜技术及其它一些生理手段,定期研究高浓度CO2对切花保鲜效果、生理及结构特征的影响。【结果】与对照相比,高浓度CO2增加了花枝鲜重,增大了花朵开放直径,延缓了切花菊的衰老进程,延长了瓶插寿命。此外,高浓度CO2提高了切花菊的光合速率、叶绿素和可溶性糖的含量及超氧物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性,降低了丙二醛(MDA)的含量。最后,高浓度CO2减缓了叶片和花瓣细胞的降解。【结论】高浓度CO2可能直接通过提高光合速率及碳水化合物含量来间接提高SOD和POD活性而延缓细胞降解,最终延长了切花瓶插寿命。

4种纤维头对草莓香气成分的萃取效果

付蕾,刘正生,孙鑫洋,朱树华

中国农业科学. 2010, 43(21): 4473-4481 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.21.017

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【目的】研究不同固相微萃取纤维头对草莓香气成分的萃取效果和质谱数据的自动鉴定方法,为草莓品质育种及其深加工提供一种简单、准确的研究方法。【方法】采用固相微萃取-气相色谱/质谱-自动质谱解卷积鉴定系统检测成熟草莓果实中的香气成分。【结果】在成熟草莓果实中共检测到97种香气成分,主要成分为酯类、醇类、酮类和萜烯类化合物,分别占已检出香气成分总数的42.3%、13.4%、10.3%和6.2%。草莓的特征香气成分至少有8种,根据贡献大小,依次为丁酸乙酯、己酸乙酯、沉香醇、呋喃酮、丁酸甲酯、己酸甲酯、2-庚酮和橙花叔醇。50/30 μm DVB/CAR/PDMS纤维头的灵敏度最高、检出的物质最多,其余依次是100 μm PDMS纤维头、85 μm PA和7 μm PDMS。4种固相微萃取纤维头对酯类物质均有较好的萃取效果,50/30 μm DVB/CAR/PDMS 纤维头对酮类、萜烯类、醇类和醛类物质的萃取效果明显高于其它纤维头。【结论】50/30 μm DVB /CAR /PDMS纤维头较适用于草莓香气成分的萃取。自动质谱解卷积鉴定系统处理鉴定质谱数据具有灵敏度高、准确性好、速度快的特点,值得推广应用。

精子抗原基因在猪生殖道及成熟精子中的表达特性

宋成义,高波,吴晗,王霄燕,王升智,周辉云,陈国宏,毛九德

中国农业科学. 2010, 43(21): 4482-4489 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.21.018

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【目的】揭示若干精子抗原基因(SPAG1、SPAG5、SPAG6、SPAG11C和SPAG11E)在梅山公母猪生殖道及成熟精子中的mRNA时空表达规律。【方法】利用RT-PCR技术分析各基因在生殖道和精子中组织表达谱,利用半定量RT-PCR分析其在初生至150 d梅山公猪睾丸中的发育性表达特性。【结果】 5个基因在梅山公母猪生殖道组织中呈现不同的表达特性。其中SPAG1在睾丸中表达丰度最高,在精囊腺、前列腺、附睾体、子宫角和输卵管呈现中等丰度表达,而在附睾尾、子宫颈和卵巢的表达信号较弱。SPAG5在睾丸中表达丰度最高,在前列腺、附睾体和子宫颈中表达信号较弱。而SPAG6在睾丸中高丰度表达,在输卵管中呈现中等丰度表达,在子宫角的表达信号很弱。SPAG11C在附睾体和睾丸中高水平表达,而SPAG11E则在附睾体和附睾尾中低水平表达。在成熟精子中只有SPAG11E有mRNA表达。SPAG1、SPAG5、SPAG6和SPAG11C基因在公猪睾丸中发育性表达分析表明,总体上所检测的4个精子抗原基因的表达水平都随着日龄增加而提高,但存在一些差异。其中SPAG1和SPAG11C呈现相似的表达规律,在初生和30日龄时表达相对较低,但在60、90、150日龄都有显著提高(P＜0.05)。而SPAG5在初生和30日龄时表达也相对较低,在60和90日龄时均有显著提高(P＜0.05),但150日龄时略有下降,但差异不显著。SPAG6在初生和30日龄时表达水平很低,至60日龄有显著提高(P＜0.05),90日龄时维持这一水平,而到150日龄时则有显著下降(P ＜0.05)。【结论】 SPAG1、SPAG5、SPAG6、SPAG11C和SPAG11E在梅山公母猪生殖道组织广泛表达,在睾丸组织中其mRNA表达水平变化与性发育相一致,SPAG11E在精子中存在低丰度mRNA表达。

刺五加提取物抗仔猪断奶应激的效用

燕富永,印遇龙,孔祥峰,尹富贵,杨峰,张宇喆

中国农业科学. 2010, 43(21): 4490-4496 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.21.019

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【目的】研究刺五加提取物(ASE)的抗仔猪断奶应激作用。【方法】生长试验选用96头体重相近的21日龄断奶仔猪,按体重和性别随机分为3个处理,每个处理4个重复,分别饲喂基础日粮、添加ASE日粮和添加抗生素日粮。试验期21 d,观察仔猪生长性能,测定血清生化参数及相关激素水平的变化。消化试验选用6头仔公猪(同上),按2×3×3复拉丁方设计,饲喂上述3种日粮,测定营养物质的消化率。【结果】与基础日粮组相比,ASE可显著提高日增重、显著降低料肉比;提高日粮钙、总能和磷的表观消化率;提高断奶后血清低密度脂蛋白、胆固醇和葡萄糖的含量,降低血清尿素氮含量并提高血清碱性磷酸酶活性;显著提高血清游离甲状腺素T3和T4、生长激素及胰岛素样生长因子-1水平和T3/T4。【结论】 ASE可调节激素分泌,提高断奶仔猪消化代谢水平,从而减缓断奶应激,促进仔猪生长。

克隆内蒙古白绒山羊胸腺素β4基因并稳定转染胎儿成纤维细胞 #br#

王彦凤,梁燕,金永,王晓晶,郭旭东,王玮,王潇,王志钢,刘东军

中国农业科学. 2010, 43(21): 4497-4504 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.21.020

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【目的】克隆内蒙古白绒山羊胸腺素β4(thymosin beta 4,Tβ4) 基因,构建皮肤特异性表达载体,转染内蒙古白绒山羊胎儿成纤维细胞,筛选出稳定表达红色荧光蛋白并可用于核移植的转基因细胞克隆。【方法】通过RT-PCR克隆Tβ4基因cDNA序列,然后与KAP6-1基因启动子片段以及红色荧光蛋白表达元件连接构成Tβ皮肤特异性表达载体pCDsRed-KT。外源表达载体以lipofectamineTM 2 000介导转染胎儿成纤维细胞,通过G418筛选获得稳定转染的细胞克隆。PCR鉴定外源基因在细胞基因组中的整合。【结果】克隆了内蒙古白绒山羊Tβ4基因,cDNA全长142 bp,其中包含135 bp的完整ORF,编码44个氨基酸残基,氨基酸序列与已报道的牛胸腺素β4(XM002706880.1)同源性为100%。测序显示构建的表达载体pCDsRed-KT中,Tβ4基因正确连接在皮肤特异性启动子KAP6-1下游,顺序连接CMV启动子和红色荧光蛋白基因,载体构建正确。PCR检测显示外源KAP6-1启动子和Tβ4基因整合到细胞基因组中,筛选出的转基因细胞高效表达红色荧光蛋白。【结论】克隆得到内蒙古白绒山羊Tβ4基因并构建成功其真核表达载体,可稳定转染绒山羊胎儿成纤维细胞,为下一步通过核移植方法获得转胸腺素β4基因绒山羊提供了条件。

性成熟雄蜂与外勤工蜂触角差异蛋白质组分析

宋飞飞,吴静,房宇,冯毛,郑爱娟,李建科

中国农业科学. 2010, 43(21): 4505-4513 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.21.021

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【目的】通过对性成熟雄蜂与外勤工蜂差异蛋白质组进行定量及定性的分析,以期探明雄蜂与工蜂触角发挥生理功能的分子基础。【方法】将性成熟雄蜂与外勤工蜂的触角蛋白质进行双向凝胶电泳以获得蛋白质的分子量、等电点和表达量信息,利用MALDI-TOF质谱以及MASCOT软件对部分表达量有差异的蛋白质进行鉴定,并对其进行表达量的聚类分析。【结果】性成熟雄蜂和外勤工蜂的触角各表达了484、479个蛋白质,其中共有蛋白质416个。在表达的蛋白质中,有102个蛋白质在雄蜂触角中高表达,有80个蛋白质在工蜂触角中高表达。9个已鉴定的差异蛋白质在功能上主要参与转运、激素代谢和能量代谢。雄蜂触角中高表达的有气味结合蛋白质14、脂肪酸结合蛋白质(2个)、保幼激素酯酶(2个)、酰基辅酶A脱氢酶、bellwether异构体1以及CG31974-PA;在工蜂触角中高表达的仅有触角特异蛋白质2。【结论】性成熟雄蜂与外勤工蜂表达的总蛋白质的数量没有明显的差异,且大部分为共有蛋白质,说明工蜂与雄蜂触角的分子进化过程是较为保守的。在雄蜂触角中高表达的参与转运以及代谢的蛋白质,可能是为了使雄蜂婚飞过程中能够更灵敏的接受蜂王的性信息素,准确发现并找到蜂王进行交尾;而在工蜂触角中高表达的触角特异蛋白质,可能在快速准确寻找蜜粉源、接受巢内外信息素以识别同伴的过程中起着重要作用。

鸭源呼肠孤病毒感染引起雏鸭免疫损伤的观察征文

李爽,谷长勤,白家媛,张红,张万坡,程国富,胡薛英

中国农业科学. 2010, 43(21): 4514-4520 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.21.022

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【目的】观察鸭源呼肠孤病毒对雏鸭脾、法氏囊的病理损伤及相关免疫指标,初步阐明鸭源呼肠孤病毒对所引起的机体免疫器官损伤以及机体免疫抑制,为进一步探讨发病机理和免疫防治提供理论依据。【方法】7日龄樱桃谷雏鸭人工感染鸭源呼肠孤病毒,分别观察脾、法氏囊组织病理学变化,检测脾、法氏囊指数,外周血CD3+、CD8+T细胞阳性率,脾、法氏囊IgY生成细胞,并分析试验组及对照组差异显著性。【结果】感染鸭源呼肠孤病毒后,雏鸭脾出现明显坏死灶,之后出现肉芽肿结构,法氏囊固有层淋巴滤泡明显减少;脾、法氏囊指数降低;外周血CD3+、CD8+T细胞阳性率降低;脾IgY生成细胞数量增多、法氏囊IgY生成细胞数量减少。【结论】鸭源呼肠孤病毒感染可导致雏鸭免疫器官严重损伤并引起免疫抑制。

鸭肠炎病毒UL53截段基因的序列特性、原核表达与其抗原性检测#br#

张顺川,向骏,程安春,汪铭书,李丽娟,李鑫

中国农业科学. 2010, 43(21): 4521-4528 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.21.023

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【目的】通过选取DEV-UL53基因主要抗原域与进行DEV-UL53截段基因B细胞表位多参数预测相结合的策略,高效表达DEV-UL53截段基因,并通过Western blot分析重组蛋白的免疫原性。【方法】通过生物信息学软件DNAStar Protean模块对UL53基因编码的gK蛋白进行主要抗原域预测,选取主要抗原域对应的UL53截段基因进行二级结构、蛋白质骨架柔性区域、表面可及性区域预测和在线预测该蛋白的亲水性及跨膜区,并对UL53截段基因进行克隆、亚克隆、原核表达与抗原性分析。【结果】UL53截段基因编码蛋白gK的B细胞表位最可能分布于Ala20—Leu25、Ser40—Met47、Leu68—Ile78、Val124—Phe128、Ile129—Tyr134、Asp176—Ile178,构建的阳性表达质粒转入BL21表达宿主菌经IPTG诱导外源基因获得了良好表达,经Western blot分析表明该重组蛋白具有良好的抗原性。【结论】实现了UL53截段基因的高效表达,经Western blot分析表明该重组蛋白具备良好的免疫原性,这为DEV-UL53基因及其编码的蛋白gK功能的深入研究、新型疫苗和诊断试剂的研制及开发等提供可用的试验材料。

鸡源抗菌肽Folicidin-3在毕赤酵母中的分泌表达及其生物学活性鉴定#br#

李荣荣,和祯泉,鲍恩东,陈溥言

中国农业科学. 2010, 43(21): 4529-4535 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.21.024

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【目的】研究鸡源重组抗菌肽Fowlicidin-3的生物学特性,并为重组抗菌肽在临床上的应用奠定基础。【方法】根据抗菌肽数据库中Fowlicidin-3的氨基酸序列,选用毕赤酵母的偏嗜密码子,设计抗菌肽的基因,通过SOE法合成得到全长为114 bp的Fowlicidin-3基因。将Fowlicidin-3基因克隆入pPICZα-A质粒,构建分泌型重组酵母表达载体pPICZα-A-F。将线性化重组表达载体pPICZα-A-F通过电击法转入毕赤酵母宿主菌X-33中,构建分泌型重组酵母表达菌株。【结果】获得分泌型重组酵母表达菌株,Fowlicidin-3多肽表达量达到170 mg?L-,对致病性大肠杆菌K99和鸡白痢沙门氏菌显示出较好的抑制活性,抑菌圈直径分别为1.9 cm和2.2 cm。优化表达条件结果显示,转接到BMMY培养基中(pH 6.0),每24 h补加2%甲醇,29℃培养72 h后,Fowlicidin-3抗菌肽获得高效表达。【结论】成功构建分泌型重组酵母表达菌株,并获得了具备高效表达能力和较好生物学活性的抗菌肽。

养分综合管理对寒地水稻抗倒伏性能的影响

张明聪,刘元英,罗盛国,彭显龙,陈丽楠,李宗云,李佳

中国农业科学. 2010, 43(21): 4536-4542 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.21.025

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【目的】研究养分综合管理与寒地水稻抗倒伏性能的关系,探明提高水稻抗倒伏能力的机制。【方法】采用田间小区试验方法,设置习惯施肥、优化施肥、传统高产施肥、优化高产施肥4个处理,通过养分综合管理形成不同产量群体,测定水稻茎秆物理性状、力学特性和茎秆碳氮比等指标。【结果】习惯施肥产量为8.55 t?hm-,通过优化施肥使水稻产量提高了11.6%,基部一、二节间长度分别降低了13%和6%(P＜5%),抽穗后30 d的碳氮比显著增加,茎粗、茎壁厚度、叶鞘重和茎横截面积显著提高,茎秆抗折力提高,水稻倒伏指数降低了14.18%(P＜5%);与习惯施肥相比,传统高产施肥产量提高了15.2%,实现了水稻高产目标。通过养分进一步优化,水稻产量又增加了7.4%,基部一、二节间长度分别减少了12%和4％(P＜5%),抽穗后30 d的碳氮比、茎粗、叶鞘重和茎横截面积显著提高,茎秆抗折力有增加趋势,倒伏指数降低了6.19%(P＜5%)。与优化施肥相比,优化高产施肥处理收获穗数增加了15.1%(P＜5%),产量增加了10.9%(P＜5%),倒伏指数两处理差异不显著。【结论】虽然优化施肥和优化高产施肥使水稻重心高度和株高增加,但是由于优化了水稻节间配置,降低了基部节间长度,提高了水稻茎秆碳氮比,增加了水稻茎粗和充实度,在增加水稻产量的同时,显著提高了水稻的抗倒伏能力。

氮肥水平对不同生育类型粳稻稻米蒸煮食味品质的影响

高辉,马群,李国业,杨雄,李雪侨,殷春渊,李敏,张庆,张洪程,戴其根,魏海燕

中国农业科学. 2010, 43(21): 4543-4552 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.21.026

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【目的】研究4种氮肥水平下粳稻蒸煮食味品质的变化规律。【方法】以长江中下游地区3种生育类型中有代表性的50个常规粳稻品种为供试材料,研究4种施氮水平下稻米蒸煮食味品质指标的差异以及各指标与食味值的关系,并对食味值的氮素敏感性及其品种类型特征进行聚类分析和评价。【结果】(1)在施氮量0—300 kg?hm-2范围内,直链淀粉含量、胶稠度和食味值随施氮量增加而有所下降。(2)生育类型间,胶稠度随着生育期的延迟而略有下降;直链淀粉含量和食味值随生育期的延迟呈上升趋势。(3)根据食味值对氮肥响应的敏感程度,供试品种可分为迟钝型、中间型和敏感型3种。并据此推荐了利于生产实践中改善蒸煮食味品质的两类品种：一类是食味值较高且在各氮肥水平下表现比较稳定的品种,另一类在高氮肥水平下食味值较低,但其对氮肥响应较为敏感,通过适当减少施氮量也能改善其食味。【结论】在施氮量0—300 kg?hm-2范围内,3个生育期类型水稻品种胶稠度和直链淀粉含量均随着氮肥水平的增加而呈下降趋势;稻米食味值对氮肥的敏感性因品种而异。

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