中国农业科学

水稻浆片颖壳化突变体(gll)的鉴定和精细定位

于新,王林友,张礼霞,范宏环,竺朝娜,王曦,金庆生,王建军

中国农业科学. 2010, 43(20): 4123-4129 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.20.001

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【目的】鉴定和克隆水稻花器官突变体新基因,对了解水稻花器官发育的分子遗传机理和分子信号调控途径有着重要的作用。【方法】采用田间种植鉴定、突变体和野生型的花器官对比、杂交后代的表型分离统计及基于图位克隆法的基因定位等方法,对自然突变产生的突变体gll的表现型、遗传和基因精细图位开展研究。【结果】表型鉴定认为gll突变体小穗上的颖花变异主要表现为浆片颖壳化和外颖增加。通过杂交F1、F2及F3的表型分离个体χ2测验结果表明,该突变体表型分离符合1对隐性核基因的比例。配制突变体和日本晴的杂交种及其F2分离群体,在F2和F3群体中获得gll表型株作为基因定位群体。利用均匀分布于水稻12条染色体上的156对多态性分子标记,检测gll定位群体中的408株突变体表型个体,将GLL定位于水稻第1染色体上SSR标记RM1068和RM3482之间,遗传距离分别为4.6和2.3 cM。随后检测了4个新的SSR标记,进一步将GLL定位在108 kb的物理距离之内。【结论】水稻gll突变体的性状由1对隐性核基因控制,该基因位于第1染色体长臂的近下端SSR标记RM6097和RM6827之间108 kb范围内。

小麦品种偃展1号与品系早穗30重组自交系群体遗传连锁图谱构建及重要农艺性状的QTL分析

姚琴,周荣华,潘昱名,傅体华,贾继增

中国农业科学. 2010, 43(20): 4130-4139 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.20.002

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【目的】构建重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体及其遗传连锁图谱,对小麦重要农艺性状进行数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)分析,为发现小麦新基因与分子标记辅助育种奠定基础。【方法】配制普通小麦品种(系)早穗30和偃展1号的杂交组合,通过一粒传的方法培育重组自交系群体;利用SSR(simple sequence repeat)标记、DarT(diversity arrays technology)标记、ISBP(insertion site-based polymorphism)标记以及抽穗期和株高的功能标记绘制其遗传连锁图谱并通过复合区间作图法(Composite interval mapping,CIM)对多个环境下的抽穗期、株高、千粒重、穗粒数、每穗小穗数、穗长等农艺性状进行QTL定位分析。【结果】培育出由219个F7家系组成的重组自交系群体;构建了含481个分子标记的遗传连锁图谱;检测出分布在12条染色体上的26个与重要农艺性状相关的QTL,其中9个QTL能够在至少2个环境下重复;研究还发现了3个QTL聚集的“QTL簇”,其中4D染色体上的矮秆基因Rht2所在区段控制株高与千粒重,5D染色体上的Vrn-D1—WMS212区间控制抽穗期、穗粒数与每穗小穗数,7B染色体上wPt4230—wPt4814区段控制抽穗期、穗粒数、株高与穗长。【结论】构建的小麦遗传作图群体可成功地用于重要农艺性状分析;矮秆基因Rht2与春化基因Vrn-D1 2个发育相关基因均与多个重要农艺性状有关;在7B上可能存在与发育相关的重要新基因。

棉花生育期的主位点组遗传分析

艾尼江,朱新霞,管荣展,赵建军,张天真

中国农业科学. 2010, 43(20): 4140-4148 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.20.003

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【目的】品种早熟性是高产、稳产的基础,对早熟陆地棉亲本及其组合进行有利、不利位点基因型分析,为早熟陆地棉育种提供理论依据。【方法】以来源不同的6个陆地棉品种为亲本,采用半双列杂交配制组合,应用作物数量性状主位点组分析方法,估计亲本遗传组分及杂种F1熟性性状的有利及不利主位点组。【结果】在以611波、金字棉为遗传背景的早熟亲本新陆早8、10号中,生育期主位点组基因型主要表现为++,明显缩短各生育阶段的天数;早熟性相关性状的遗传以加性效应为主,加性效应值依次为生育期＞花铃期＞苗期＞蕾期。在中熟亲本荆8891中,++及--主位点组基因型的加性效应同等重要。晚熟亲本宁早1号、苏棉12和TM-1几乎所有++及--主位点组基因型均是不利的,表现为各生育阶段的延长。在苗期、蕾期、花铃期、全生育期等主位点组的效应中,J=16位点组加性效应值大于其它位点组,表明该位点组的存在能明显缩短生育期。杂种F1熟性的表现不仅受杂合位点的影响,也受纯合位点的影响,杂种生育阶段的长短主要取决于主位点组的杂合性。【结论】棉花早熟性相关性状中,主位点组加性效应均大于显性效应。蕾期、花铃期主位点组加性效应对早熟性起主导作用。

基于冠层反射光谱的水稻追氮调控效应研究

陈青春,田永超,姚霞,朱艳,曹卫星

中国农业科学. 2010, 43(20): 4149-4157 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.20.004

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【目的】利用实时冠层反射光谱监测水稻(Oryza sativa)植株氮素营养状况并推荐氮肥追用量,以实现高产、优质、高效水稻生产。【方法】基于不同基施氮量处理,利用水稻拔节期的差值植被指数(differential vegetation index, DVI)实时估测植株氮积累量,进而根据构建的追氮调控模型精确估算穗肥用量,最后研究基于反射光谱的水稻追氮调控效应。【结果】不同基施氮量处理下的水稻植株在穗肥施用期的氮素积累状况差异较大,基于追肥调控模型,高施基氮量处理的追氮量较对照调低(高氮低调),中施基氮量处理的追氮量较对照微高(中氮微调),而低施基氮量处理的追氮量较对照显著调高(低氮高调)。追施氮肥后,各调控处理间的植株氮含量(PNC)和差值植被指数(DVI)逐渐趋于一致。而调控处理的叶片净光合速率(Pn)和氮肥农学利用率较各自对照明显提高,并获得了更高的经济效益。与常规高产施氮处理相比,低氮高调、高氮低调处理Pn、干物质积累量、氮积累量、产量以及氮肥农学利用率等均有所提高。【结论】与传统非定量经验施肥相比,基于反射光谱的水稻追氮调控技术根据植株氮积累量和土壤供氮量而精确量化氮肥追用量,是一种较好的追肥精确管理技术。

基于气象资料的中国冬小麦收获指数模型

姬兴杰,于永强,张稳,余卫东

中国农业科学. 2010, 43(20): 4158-4168 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.20.005

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【目的】建立基于气象资料的中国冬小麦收获指数统计模型,为构建作物产量模型提供支持。【方法】获取河南、河北、山东合计30个农业气象观测站近20年冬小麦农业气象观测数据,利用时间序列分析方法提取趋势收获指数,收获指数观测值与趋势收获指数差值即为由气象要素决定的气象收获指数。采用逐步回归分析方法建立基于气象要素的冬小麦收获指数统计模型,模型模拟并反映气象要素变化对冬小麦气象收获指数的影响。【结果】冬小麦关键生育期气象要素与气象收获指数相关关系显著,但单站尺度和区域尺度的显著性水平存在差异。利用209组独立数据,分别在单站和区域尺度对建立的冬小麦收获指数模型进行了验证,单站尺度上模型模拟值与实测值的线性相关系数和斜率分别是0.65和0.42(n=209, P＜0.001),均方根误差12.2%,平均偏差-2.4%,拟合指数75.8%,模拟效率42.3%;区域尺度上模型模拟值与实测值的线性相关系数和斜率分别是0.56和0.33(n=209,P＜0.001),均方根误差13.3%,平均偏差-1.3%,拟合指数为69.0%,模拟效率为31.7%。【结论】基于气象资料构建的冬小麦收获指数模型可以较好地模拟不同气象条件下冬小麦收获指数的动态,该模型可与作物NPP模拟模型相耦合,用于区域尺度上冬小麦产量的模拟研究。

彩色棉纤维中矿质元素含量与纤维品质形成的关系

袁淑娜,华水金,倪密,李悦有,文国吉,邵明彦,张海平,祝水金,王学德

中国农业科学. 2010, 43(20): 4169-4175 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.20.006

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【目的】探讨彩色棉纤维中大量元素含量与彩色棉纤维品质形成的关系。【方法】选用棕色棉(X008)、绿色棉(S029)和白色棉(Xuzhou 142)为材料,对彩色棉纤维发育过程(开花后20—50 d)中大量元素(N,P,K,Ca和Mg)、黄酮色素和纤维素以及纤维品质指标进行分析。【结果】(1)彩色棉纤维细胞中纤维素的含量显著偏低,比白色棉降低15%左右;黄酮色素含量较高,比白色棉纤维高4—10倍;大量元素的含量(除K)明显偏高,比白色棉提高1—2倍;(2)相关性分析结果显示,成熟彩色棉纤维的品质指标与纤维中纤维素含量呈极显著的正相关,与纤维中总黄酮含量呈极显著负相关;棉纤维中大量元素N、P和Ca的含量与纤维素含量呈极显著的负相关,与纤维中黄酮色素含量呈极显著的正相关。【结论】彩色棉纤维中N、P和Ca元素含量的提高可能有利于黄酮色素的合成,而黄酮色素的积累使得彩色棉纤维中纤维素含量降低,这可能是引起彩色棉纤维品质偏差的原因之一。

磷脂酶C参与ParA1诱导的烟草悬浮细胞死亡和防卫反应

魏芳芳,王蕾,王莲莲,柳金伟,梁元存,王玉军

中国农业科学. 2010, 43(20): 4176-4182 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.20.007

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【目的】研究寄生疫霉Phytophthora parasitica分泌的蛋白激发子ParA1诱导烟草悬浮细胞后,磷脂酶C(phospholipase C, PLC)参与ParA1诱导烟草过敏细胞死亡(hypersensitive cell death,HCD)和防卫反应。【方法】采用药理学方法,在烟草悬浮细胞中添加PLC抑制剂,比较烟草悬浮细胞受ParA1诱导后细胞死亡和多种防卫反应的差别。【结果】PLC特异性抑制剂U73122能完全抑制ParA1引起的烟草悬浮细胞死亡,氧迸发、胞外基质碱化和植保素scopoletin(7-羟基-6-甲氧基香豆素)积累都能显著地被抑制,5种防卫基因hin1、hsr203J、PR(pathogenesis-related)-1a、PR-1b和PAL等的转录表达也都受到U73122不同程度的抑制。【结论】ParA1处理烟草悬浮细胞后,PLC参与了ParA1诱导细胞死亡和防卫反应的信号传导过程。

咪鲜胺锰盐防治油菜菌核病的潜力研究

任莉,陈坤荣,王成玉,罗莉霞,贾建光,王婧,方小平

中国农业科学. 2010, 43(20): 4183-4191 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.20.008

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【目的】研究比较核盘菌对咪鲜胺锰盐和其余3种杀菌剂的敏感性,探讨咪鲜胺锰盐防治油菜菌核病的潜力,筛选菌核病防治新药剂。【方法】实验室测定不同杀菌剂对核盘菌菌丝生长和菌核萌发的抑制作用及其保护作用和治疗作用,田间评价其防治油菜菌核病的潜力。【结果】核盘菌对杀菌剂咪鲜胺锰盐高度敏感,而对多菌灵、多?酮和菌核?锰锌敏感性稍差。咪鲜胺锰盐抑制核盘菌菌丝生长的抑制中浓度(EC50)为0.02 mg?L-1。浓度为20 mg?L-1的咪鲜胺锰盐可以延缓核盘菌菌核萌发出菌丝。浓度为0.5 g?L-1咪鲜胺锰盐对菌核萌发成子囊盘百分率的抑制率达82.9%。咪鲜胺锰盐对油菜菌核病兼有保护作用和治疗作用,可以抑制核盘菌的侵染以及侵染后病斑的扩展。咪鲜胺锰盐在田间条件下对油菜菌核病的防效达88.1%。【结论】咪鲜胺锰盐是一种很有潜力的油菜菌核病防治药剂。

咪唑乙烟酸对大豆根瘤固氮酶和硝酸还原酶活性的影响

丁伟,曹丽娟,程茁

中国农业科学. 2010, 43(20): 4192-4197 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.20.009

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【目的】明确咪唑乙烟酸对大豆根瘤固氮酶及硝酸还原酶活性的影响,为正确评价咪唑乙烟酸施用后对大豆氮代谢的影响提供依据。【方法】采用田间试验方法研究咪唑乙烟酸土壤和茎叶处理后对大豆根瘤固氮酶和硝酸还原酶活性的影响。【结果】咪唑乙烟酸土壤和茎叶处理对大豆根瘤固氮酶活性均具有显著的抑制作用。土壤处理后随着时间的延长,对根瘤固氮酶活性的抑制作用增强,至75 d咪唑乙烟酸62.5,125和250 ga.i.?hm-2用量下,根瘤固氮酶活性分别降低0.2186,0.2198和0.2471 mmolC2H4?g-1?h-1。茎叶处理后随着时间的延长对固氮酶活性的抑制作用减小,至38 d咪唑乙烟酸62.5和125 ga.i.?hm-2用量下,根瘤固氮酶活性分别降低0.1778和0.2177 mmolC2H4?g-1?h-1。根系硝酸还原酶活性在咪唑乙烟酸土壤和茎叶处理后受到显著的抑制作用,表现为先增高后降低。叶片硝酸还原酶活性在咪唑乙烟酸茎叶处理后30 d内受到较强的抑制作用,而土壤处理后的75 d,叶片硝酸还原酶只有在咪唑乙烟酸250 ga.i.?hm-2时酶活性才受到显著抑制。【结论】咪唑乙烟酸土壤和茎叶处理使大豆根瘤固氮酶活性和硝酸还原酶活性显著降低,对大豆氮代谢具有显著的抑制作用。

长期施肥对黄棕壤性水稻土生物学特性的影响

裴雪霞,周卫,梁国庆,孙静文,王秀斌,艾超,李双来

中国农业科学. 2010, 43(20): 4198-4206 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.20.010

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【目的】土壤生物肥力是土壤质量的直接反映,研究长期施肥对土壤生物学特性的影响可以为提高土壤质量及农田可持续利用提供理论依据。【方法】本文以长期不施肥(CK)为对照,研究长期单施氮肥(N)、氮、磷配施(NP)、氮、磷、钾配施(NPK)、单施有机肥 (M)、有机肥+氮磷钾(MNPK) 配施对黄棕壤性水稻土磷脂脂肪酸含量(PLFA)、微生物量碳、微生物量氮和微生物量磷(SMBC、SMBN、SMBP)、及与氮磷转化有关的水解酶活性的影响。【结果】长期施用有机肥显著提高了土壤总PLFA含量、真菌/细菌比值、真菌PLFA相对含量、SMBC、SMBN、SMBP含量,及土壤碱性磷酸酶、蛋白酶和脲酶活性,促进AM菌根的生长;而长期单施氮肥处理抑制了磷酸酶活性及大多数菌群生长。通过对PLFA进行主成分分析,配施有机肥的处理与单施化肥及CK处理微生物群落结构显著不同;PLFA载荷值分析表明,真菌特征脂肪酸及不饱和脂肪酸易受有机肥施用的影响,而放线菌特征脂肪酸更易受施用化肥的影响。【结论】化肥与有机肥长期配施提高了PLFA总含量、真菌PLFA含量、真菌PLFA/细菌PLFA比值,显著改善了土壤生物肥力状况,有利于土壤健康。

利用最小限制水分范围评价短期免耕对黑土有机碳矿化的影响

时秀焕,张晓平,梁爱珍,杨学明,申艳,范如芹,陈学文

中国农业科学. 2010, 43(20): 4207-4213 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.20.011

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【目的】探索免耕、秋翻和垄作通过土壤物理特性对农田耕层黑土有机碳的影响。【方法】以2001年秋开始在吉林省德惠市中层黑土上进行了7年的田间定位试验小区土壤为研究对象,对免耕、秋翻和垄作3种耕作处理下耕层土壤有机碳含量进行分析。利用不同耕作方式下最小限制水分范围为评价指标来比较不同耕作处理对土壤有机碳矿化的影响。【结果】与秋翻相比,免耕显著增加了0—5 cm土层有机碳含量,但5—30 cm土层有机碳含量显著小于秋翻。免耕处理土壤有机碳分层率大于其它两种耕作方式。各年份免耕和秋翻处理下最小限制水分范围在0.129—0.170之间,随着耕作年限的增加,最小限制水分范围有减小的趋势,并表现出免耕小于秋翻的规律性。【结论】随着耕作年限的增加,覆盖于地表的秸秆在土壤有机碳表层累积过程中已经发挥了明显作用,与秋翻和垄作相比,免耕处理下土壤有机碳的分层率最大;最小限制水分范围可以用来评价免耕对土壤有机碳的影响,通过最小限制水分范围说明免耕对土壤有机碳的固定作用开始显现。

苏丹草-黑麦草轮作制中施肥对饲草产量与土壤酶的影响

李文西,李小坤,鲁剑巍,占丽平,鲁君明

中国农业科学. 2010, 43(20): 4214-4220 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.20.012

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【目的】为苏丹草-黑麦草这一新型种植制度的科学施肥、土壤肥力的改善提供依据。【方法】采用4年苏丹草(Sorghum sudanense)与黑麦草(Lolium L.)轮作定位试验研究氮、磷、钾肥对饲草产量、土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶的影响。【结果】氮、磷、钾肥配施(NPK处理)明显增加苏丹草、黑麦草鲜草产量,4个年度的饲草总产量在各个处理中均最高,分别比NP(氮、磷肥配施)处理增产17.9%、17.3%、21.7%、23.2%,分别比NK(氮、钾肥配施)处理增产26.9%、20.2%、23.3%、25.9%,分别比PK(磷、钾肥配施)处理增产312..9%、339.8%、231.7%、223.1%,且效果显著。苏丹草-黑麦草轮作制中,NPK处理的土壤蔗糖酶、脲酶高于CK、PK处理,部分达到显著水平,与NP、NK处理相当;土壤磷酸酶以碱性磷酸酶为主,苏丹草、黑麦草试验期NP、NK、NPK处理的碱性磷酸酶均显著低于CK、PK处理。【结论】苏丹草-黑麦草轮作制中,氮、磷、钾肥配施能够明显提高饲草产量,影响土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性,从而改善土壤肥力。

大气CO2浓度升高对稻季耕层土壤溶液中Ca、Mg浓度的影响

王小治,尹微琴,孙伟,盛海君,封克,朱建国

中国农业科学. 2010, 43(20): 4221-4228 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.20.013

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【目的】研究稻田生态系统中土壤钙、镁元素生物地球化学循环对长期大气CO2浓度升高的响应。【方法】利用中国稻田FACE(free air carbon-dioxide enrichment)试验平台,包括Ambient(对照,自由大气CO2浓度约为370 μmol?mol-1)和FACE(比对照大气CO2浓度高200 μmol?mol-1)2个试验处理,在2004、2005和2007年稻季不同生育期原位采集5 cm和15 cm处土壤溶液并测定其中Ca、Mg浓度。【结果】在2004、2005和2007年,FACE处理5 cm处土壤溶液Ca浓度分别是对照处理的125%、106%和72%,Mg浓度分别是对照处理的115%、104%和75%;FACE处理15 cm处与5 cm处土壤溶液Ca浓度的比值在2004、2005和2007年分别是对照处理的71%、114%和180%,Mg的比值分别是对照的74%、104%和159%;2007年FACE处理0—15 cm耕层土壤溶液Ca、Mg浓度分别比对照处理低6.8%和4.6%。【结论】连续大气CO2浓度升高可改变土壤溶液中Ca、Mg元素在不同深度耕层的分布,提高15 cm处与5 cm处土壤溶液Ca、Mg浓度的比值,且这种影响存在一定的累积效应。稻田生态系统Ca、Mg循环对长期大气CO2浓度升高的响应值得深入研究。

不同栽培种梨果实中可溶性糖组分及含量特征

姚改芳,张绍铃,曹玉芬,刘军,吴俊,袁江,张虎平,肖长城

中国农业科学. 2010, 43(20): 4229-4237 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.20.014

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【目的】对分属不同栽培种的98个梨品种果实中可溶性糖组分及含量进行分析,以比较不同种及品种间糖含量和组成的特点与差异。【方法】用高效液相色谱法对成熟期梨果实中糖组分及含量进行测定,对数据进行主成分分析和聚类分析。【结果】(1)成熟期梨果实的可溶性糖主要由果糖、葡萄糖、蔗糖和山梨醇组成,其中果糖含量最高,均值为51.17 mg?g-1FW。不同品种之间,果糖和葡萄糖的含量相对稳定;蔗糖和山梨醇含量变化幅度较大,变化范围分别为1.14—47.75 mg?g-1FW和4.46—47.29 mg?g-1FW。(2)不同栽培种梨果实的糖分组成中,果糖的含量均为最高,占总糖比例的42.22%—57.02%,而其它3种可溶性糖含量在不同系统中存在较大差异。白梨和新疆梨中葡萄糖、山梨醇含量接近,蔗糖含量最低;西洋梨和秋子梨中葡萄糖、蔗糖含量接近,但西洋梨中山梨醇含量较高,而秋子梨的山梨醇含量较低;砂梨中蔗糖、山梨醇含量接近,葡萄糖含量最低。(3)不同种之间糖分的分布特点是：白梨分布在高葡萄糖和高山梨醇区域,砂梨分布在高蔗糖和高山梨醇区域;西洋梨分布在高果糖和高山梨醇区域,秋子梨分布在高葡萄糖和高蔗糖区域,新疆梨分布在高果糖和高葡萄糖区域。【结论】梨果的糖分主要由果糖、葡萄糖、蔗糖和山梨醇组成,其中果糖含量最高;不同品种之间果糖和葡萄糖含量相对稳定,蔗糖和山梨醇含量变化幅度较大。不同栽培种中,果糖含量稳定,其余糖分含量存在较大差异。根据糖组分的分布划分,白梨为高葡萄糖和高山梨醇型,砂梨为高蔗糖和高山梨醇型;西洋梨为高果糖和高山梨醇型,秋子梨为高葡萄糖和高蔗糖型,新疆梨为高果糖和高葡萄糖型。

提高无核葡萄胚挽救中幼胚成苗率的研究

王爱玲,王跃进,唐冬梅,张剑侠,张朝红

中国农业科学. 2010, 43(20): 4238-4245 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.20.015

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【目的】提高无核葡萄胚挽救中幼胚的成苗率。【方法】以7个杂交组合的胚珠为试材,研究不同基因型、不同胚珠发育培养基、添加不同氨基酸及低温处理采后幼果对无核葡萄胚成苗率的影响。【结果】在无核葡萄胚离体发育中,母本和父本对胚的成苗均有影响;在二倍体无核葡萄作母本的杂交组合中,以二倍体无核葡萄作父本比以四倍体有核葡萄作父本更有利于胚的成苗。在3种不同配方的培养基中,适宜于无核葡萄离体幼胚发育和成苗的培养基是MM4。ER添加4 mmol?L-1脯氨酸培养基最有利于无核葡萄胚的发育。低温处理3 d对红宝石无核×森田尼无核和红宝石无核×黑奥林胚的成苗促进最大。【结论】无核葡萄胚挽救的适宜培养基是ER+4 mmol?L-1脯氨酸或MM4培养基,低温处理幼果3 d能有效提高二倍体无核葡萄×二倍体无核葡萄胚挽救中胚的成苗率。

烤烟密集烘烤变黄期类胡萝卜素及其降解香气成分的变化

宋朝鹏,武圣江,高远,许自成,张卫建,宫长荣

中国农业科学. 2010, 43(20): 4246-4254 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.20.016

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【目的】研究密集烘烤变黄阶段烤烟类胡萝卜素组分、酶活性及其降解香气成分含量的变化,为密集烤房烘烤工艺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,研究不同温湿度条件对变黄期烤烟类胡萝卜素各组分降解、相关酶活性变化及其降解香气成分含量的影响。【结果】变黄期类胡萝卜素(β-胡萝卜素、叶黄质、新黄质、紫黄质)含量均随烘烤过程推进而逐渐降低。其中低温低湿变黄(T1)和低温中湿变黄(T2)β-胡萝卜素在变黄结束时含量较低,其值分别为17.14 μg?g-1 FW、19.00 μg?g-1 FW。叶黄质、新黄质、紫黄质含量在各处理中随温湿度的降低而降低。低温变黄处理β-胡萝卜素与叶黄素(叶黄质、新黄质、紫黄质)的比例和烤前相比均有所升高,高温变黄处理则与之相反。不同处理叶黄质与叶黄素的比例和烤前比均升高,而新黄质和紫黄质则与之相反。烤后烟叶T1、T2处理类胡萝卜素含量较低,尤其是T2处理,其值为76.31 μg?g-1。烤后烟叶类胡萝卜素降解香气成分含量以T2处理最高,为87.5634 μg?g-1,其次为T1处理,为81.1192 μg?g-1,显著高于其余处理。变黄期T1、T2处理有利于脂氧合酶(LOX)、过氧化物酶(POD)活性的充分表达,使类胡萝卜素降解更充分。相关分析表明,烘烤中变黄期POD活性与类胡萝卜素各组分呈显著正相关。【结论】变黄期低温和相对较低的湿度条件下,保持相对较高的酶活性,使LOX与POD之间的协同拮抗作用达到一种动态平衡,并在36—48 h适当延长相对较长的时间,对充分降解类胡萝卜素物质和改善烟叶香气品质是有利的。

60Co-γ辐射对观赏海棠组培苗的诱变效应

刘丽强,刘军丽,张杰,耿慧,张玉萍,沈红香,高遐红,姚允聪

中国农业科学. 2010, 43(20): 4255-4264 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.20.017

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【目的】探讨60Co-γ辐射对观赏海棠组培苗的辐射诱变效应。【方法】以观赏海棠‘印第安魔力’(Malus crabapple‘Indian Magic’)组培苗为试材,采用7个剂量的60Co-γ射线辐射处理,观察比较不同辐射处理条件下组培苗的生根率、增殖率、死亡率及组培苗移栽后植株的生长状况、叶片形态及叶片微结构的变化。【结果】随着60Co-γ辐射剂量的增加,生根和继代组培苗的生根率、平均根长、苗高、增殖率均明显下降;辐射剂量大于30 Gy与小于30 Gy的处理间差异极显著。随着辐射剂量的增加,辐射后组培苗的死亡率显著上升,且半致死剂量为45.5 Gy(r=0.936)。小于半致死剂量的辐射处理后,组培苗在形态上出现明显矮化特征,叶片变小、变厚,新梢节间和根系变短、变粗,移栽苗顶端生长势减弱,叶色、叶缘、叶形变异明显。叶片超微结构观察结果表明,随着辐射剂量的增加,移栽苗叶片气孔器的长度、宽度、周长和面积较对照均有不同程度的增加,而气孔长宽比、气孔长度和周长、气孔宽度和面积下降,叶片厚度、栅栏组织、海绵组织厚度及栅海比也呈现不同程度的下降(30 Gy除外),推测这些结构特征变异与叶片表观特征的变异相适应。【结论】30 Gy 60Co-γ辐射处理后,组培苗可以维持正常生长,且诱导的变异性状明显,诱变效果稳定,是较为合适的辐射剂量。

面团流变学特性检测仪器比对试验分析

魏益民,张波,关二旗,李韦瑾,严军辉

中国农业科学. 2010, 43(20): 4265-4270 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.20.018

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【目的】研究不同实验室粉质仪和拉伸仪测定面团流变学特性的准确度和精确度,探讨现有仪器设备存在的主要问题。【方法】以3种小麦面粉标准样品(强筋、中强筋和弱筋)为原料,以不同实验室的17台粉质仪和11台拉伸仪为比对仪器,分析不同实验室粉质仪和拉伸仪测定面团流变学特性的准确度和精确度。【结果】17台粉质仪器检测3种面粉的准确度约为72%,其中有13台粉质仪重复试验的精确度约为73%;不同粉质参数之间的准确度无显著差异,而精确度存在显著差异;不同面粉间粉质参数准确度无显著差异,而精确度有显著差异。11台拉伸仪检测3种面粉的准确度约为73%,其中有7台拉伸仪重复试验的精确度约为95%;不同拉伸参数之间准确度达到满意程度无显著差异,有问题和不满意的比例有显著差异,同时精确度无显著差异;不同面粉间拉伸参数准确度无显著差异,而精确度存在显著差异。【结论】粉质仪比对试验的结果说明,有1/4以上的仪器维护水平和技术队伍现状还不能完全满足国家技术标准对优质小麦检测、监测、评价的要求。

不同种类红葡萄酒CIELab参数与花色素苷化合物的相关分析

陶永胜,张莉

中国农业科学. 2010, 43(20): 4271-4277 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.20.019

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【目的】分析葡萄酒颜色空间参数与花色素苷化合物的相关性,旨在从颜色角度区分研究不同类型的红葡萄酒。【方法】采集河北沙城和昌黎两个产区12种年份、品种以及陈酿方式有差异的葡萄酒样品,经反相C18柱分馏得到9个馏分,然后低压旋转浓缩至干,用与分馏样品等量的模拟酒溶解。之后,葡萄酒及其分馏物经UV-visible 光谱分析,计算CIELab颜色空间参数。透射光谱相关分析表明,4个馏分与供试葡萄酒颜色相关性显著,然后这4个馏分经HPLC分析鉴定花色素苷化合物。【结果】数据主成分分析表明,年轻红酒和陈年红酒在主成分图中差异明显,年轻红酒围绕花色素苷化合物呈分散分布;年轻红酒颜色的主要贡献者为花色素苷化合物,陈年红酒的颜色与花色素苷化合物几乎没有联系;CIELab参数a*与花色素苷化合物含量正相关,L*和b*与之反相关;4个馏分中花色素苷化合物差异明显。【结论】供试样品分析研究认为,从颜色角度分析花色素苷化合物可以区分不同年份、品种与陈酿方式的红葡萄酒,尤其是区分不同年份的红葡萄酒效果更好。

鸭肝脏基础型脂肪酸结合蛋白Lb-FABP基因的克隆、组织表达谱和序列特征分析

钟万福,李加琪,杨承忠,王翀,张豪,张爱玲

中国农业科学. 2010, 43(20): 4278-4285 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.20.020

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【目的】克隆仙湖肉鸭肝脏基础型脂肪酸结合蛋白Lb-FABP基因的cDNA,并进行组织表达谱和蛋白结构分析,为肉鸭的分子育种提供基础资料。【方法】通过比较基因组学,采用RT-PCR和RACE技术,获得了Lb-FABP基因的cDNA序列全长序列;并采用半定量PCR分析了Lb-FABP基因在16个组织的表达;通过生物信息学方法预测了Lb-FABP基因的蛋白结构。【结果】仙湖肉鸭Lb-FABP基因的cDNA全长548bp,包括97bp长的5′非翻译区(5′UTR)和70 bp长的 3′非翻译区(3′UTR)以及381 bp开放阅读框(ORF,含终止密码子)。Lb-FABP基因组序列包括4个外显子和3个内含子,3个内含子分别长为991 bp、292 bp和713 bp。在所检测的16个组织中Lb-FABP基因mRNA均有表达,尤其在肝脏组织中的表达明显高于其它组织。Lb-FABP理化性质表明该蛋白为一偏碱性蛋白,无明显的信号肽和跨膜区域;蛋白二级结构主要由β折叠和少量的α螺旋、loop环构成,预测发现在第5—22氨基酸残基处存在一个细胞溶质脂肪酸结合蛋白活性功能区;其三维结构由反向平行的10条β链及2条短α链组成的有一开口的“蛋白桶”构成。Lb-FABP基因氨基酸序列与鸡的该基因氨基酸的相似性为97.0%,与其它非哺乳脊椎动物的同源性达80%以上,比对尚未发现哺乳动物存在该基因。【结论】成功克隆肉鸭Lb-FABP基因cDNA序列以及基因组序列,该基因在肝脏组织的表达高于其它组织,并获知在5—22氨基酸处存在其蛋白活性功能区。

肉仔鸡卫星细胞氧化应激时MAPK信号通路

王成,武书庚,张海军,岳洪源,翟永功,齐广海

中国农业科学. 2010, 43(20): 4286-4294 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.20.021

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【目的】在地塞米松(DEX)诱导骨骼肌卫星细胞氧化应激的体外条件下,筛选丝裂原活化蛋白激酶(MAPKs)信号系统中起关键作用的信号通路。【方法】将体外培养的肉仔鸡胸肌骨骼肌卫星细胞(SCs)分别进行处理：Ⅰ、对照组;Ⅱ、DEX;Ⅲ、p38 MAPK抑制剂;Ⅳ、DEX+p38 MAPK抑制剂;Ⅴ、JNK抑制剂;Ⅵ、DEX+JNK抑制剂;Ⅶ、ERK5抑制剂;Ⅷ、DEX+ERK5抑制剂;Ⅸ、ERK1/2抑制剂;Ⅹ、DEX+ERK 1/2抑制剂。除处理Ⅰ和处理Ⅱ外,其它处理首先用抑制剂预处理30 min,弃去培养基后,再按处理设置分别加入含DEX的培养基或者正常培养基继续处理24 h。处理结束后,分别测定细胞培养液中丙二醛(MDA)、活性氧自由基(ROS)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽硫转酶(GST)含量或活性;同时采用RT-PCR方法检测通路蛋白及SOD与GST基因表达量。【结果】抑制剂单独处理组MDA和ROS的产生量显著低于DEX处理(P＜0.05);DEX+ERK5抑制剂处理与DEX+ERK 1/2抑制剂处理的MDA和ROS产生量显著高于ERK 5抑制剂处理和ERK1/2抑制剂处理(P＜0.05); DEX+p38 MAPK抑制剂处理与 DEX+JNK抑制剂处理组的MDA和ROS产生量与p38 MAPK处理和JNK处理的差异不显著(P＞0.05)。抑制剂单独处理组的SOD和GST活性比DEX处理高(P＜0.01);DEX+ERK5抑制剂处理与 DEX+ERK 1/2抑制剂处理的SOD和GST活性极显著低于ERK5抑制剂处理组和ERK1/2抑制剂处理组(P＜0.01),DEX+p38 MAPK抑制剂处理与DEX+JNK抑制剂处理的SOD和GST活性与p38 MAPK抑制剂处理和 JNK抑制剂处理的差异不显著(P＞0.05)。基因表达结果表明,DEX能够抑制GST和SOD基因的表达,抑制率达37%以上。与抑制ERK5和ERK1/2通路不同,抑制p38 MAPK和JNK通路后,DEX对GST和SOD基因的表达无明显抑制作用。【结论】在DEX诱导的肉仔鸡胸肌骨骼肌SCs产生的氧化应激过程中,p38 MAPK和JNK通路起着关键作用。

43-63日龄黄羽肉鸡锌需要量的研究

蒋宗勇,刘小雁,蒋守群,周桂莲,林映才,陈芳,马现永

中国农业科学. 2010, 43(20): 4295-4302 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.20.022

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【目的】研究日粮锌添加水平对黄羽肉鸡生长性能、抗氧化机能、免疫功能、组织锌沉积等的影响,探讨43—63日龄黄羽肉鸡的锌需要量。【方法】选用43日龄健康的快大型岭南黄羽肉公鸡1 080只,根据体重随机分成6组,每组6个重复,每个重复30只鸡。处理1(空白对照组)为基础日粮,锌水平为18 mg?kg-1,处理2、3、4、5、6分别在基础日粮上添加20、40、60、80、120 mg?kg-1锌。试验周期为21 d。【结果】在本试验条件下,日粮添加锌对鸡生长性能无显著影响(P＞0.05)。添加锌显著提高鸡血清GSH-Px、CuZnSOD、AKP活性(P＜0.05),显著增加血清GSH含量、血清及胫骨Zn含量、血清及肝脏MT含量(P＜0.05),其中添加60 mg?kg-1锌改善血清AKP活性和胫骨Zn含量效果最佳。日粮添加20—40 mg?kg-1锌显著提高鸡胸腺指数,添加20—80 mg?kg-1锌显著提高鸡法氏囊指数(P＜0.05),但日粮添加锌对63日龄鸡脾脏指数、肝脏CuZnSOD活性和胫骨灰分含量均无显著影响(P＞0.05)。【结论】仅考虑生长性能,玉米豆粕型日粮不需添加锌;以血清AKP活性、胫骨Zn含量为衡量指标,43—63日龄黄羽肉鸡日粮锌适宜水平为78 mg?kg-1。通过非线性回归模型估测日粮锌适宜水平分别为81、60 mg?kg-1。

牛呼吸道合胞体病毒重组N蛋白间接ELISA方法的建立及应用

王红,余丽芸,侯喜林,朴范泽,翟延庆

中国农业科学. 2010, 43(20): 4303-4309 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.20.023

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【目的】以纯化的牛呼吸道合胞体病毒(BRSV)HJ株重组N蛋白作为包被抗原,对各项条件进行优化,确定判定标准,建立检测BRSV抗体的间接ELISA方法。【方法】将已构建的重组菌BL21(DE3)进行诱导表达,获得重组N蛋白。利用电洗脱法对表达产物进行纯化,并用Western blot对表达产物进行鉴定。以纯化后的重组N蛋白作为诊断抗原,对ELISA反应条件进行优化,初步建立检测BRSV抗体的间接ELISA诊断方法。【结果】成功表达并纯化了BRSV HJ株重组N蛋白,Western blot检测结果证明表达产物具有良好的反应原性。以重组N蛋白作为诊断抗原,建立了间接ELISA诊断方法。交叉试验结果表明重组N蛋白与牛无浆体病(Anaplasmosis)、牛传染性鼻气管炎(IBRV)和牛副流感(BPIV)阳性血清均不发生交叉反应。与中和试验(SNT)相比较,该方法的特异性、敏感性和符合率分别为85.0%、90.9%和87.7%。采用本试验建立的间接ELISA方法对黑龙江省的牡丹江、佳木斯、鹤岗和大庆4个地区牛场的600份牛血清进行了检测,结果表明,黑龙江省部分地区BRSV的抗体阳性率为27.33%。【结论】本研究建立的间接ELISA方法具有较好的特异性、敏感性和重复性,利用该方法初步证实黑龙江省部分地区存在牛呼吸道合胞体病。这一研究为牛呼吸道合胞体病诊断试剂盒的研制奠定了基础,并为该病的诊断与流行病学调查提供有效的技术手段。

鸡大肠杆菌TEM和CTX-M型超广谱β-内酰胺酶基因分型研究

苑丽,刘建华,胡功政,潘玉善,莫娟,魏永俊,裴亚玲

中国农业科学. 2010, 43(20): 4310-4316 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.20.024

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【目的】检测鸡大肠杆菌超广谱β-内酰胺酶(ESBLs)的基因型和基因亚型,了解河南省产酶鸡大肠杆菌ESBLs基因型分布。【方法】对河南省7个地区不同鸡场临床分离28株产ESBLs鸡大肠杆菌分别用TEM、SHV和CTX-M等3种通用引物进行PCR扩增及测序分析,确定其基因型和基因亚型。【结果】 21株鸡大肠杆菌检出TEM型基因,2株检出CTX-M型基因,5株检出TEM型和CTX-M型两种基因,未检出SHV型。TEM基因亚型以TEM-1变异型为主,与AY293072(TEM-1)相比同源性为98%—99%,核苷酸序列除发生18T→C沉默突变外,尚有3株分别有另一处碱基发生变化：783G→A(C3菌,序列号为FJ405207)、21T→A(X2菌,序列号为FJ405208)和269G→A(F4菌,序列号为FJ405211),其中前两处为沉默突变,F4菌的碱基突变引起92甘氨酸变为天冬氨酸,为TEM-57型。CTX-M基因亚型包括两种：CTX-M-65亚型4株(C2、C3、C4和K1,序列号分别为FJ405191,FJ405192,FJ405212和FJ405214)和CTX-M-14亚型3株(F2、X3和B5,其中F2菌的相关序列已上传至GenBank,获序列号为FJ405213)。【结论】目前河南省产ESBL鸡大肠杆菌基因亚型以TEM-1变异型为主,CTX-M-65和CTX-M-14型次之。

宠物源大肠杆菌中质粒介导喹诺酮类耐药基因qnrD的研究

朱恒乾,廖晓萍,陈朝喜,孙坚,李亮,张美君,刘宝涛,孙迎,钟国光,刘雅红

中国农业科学. 2010, 43(20): 4317-4322 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.20.025

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【目的】对临床分离的宠物源大肠杆菌进行质粒介导喹诺酮类耐药基因qnrD的检测,并对该基因进行序列分析和传播机制的研究。【方法】采用微量稀释法对阳性菌株进行15种抗生素的最小抑菌浓度试验;通过PCR对基因克隆,并对克隆产物和菌株阳性质粒进行转化;同时对菌株进行接合转移试验。【结果】从164株宠物源大肠杆菌中检测出1株qnrD阳性菌株(GP2009-036),GP2009-036对14种兽医临床常用抗生素耐药严重,表现为多重耐药(14耐);PCR产物经连接PMD19-T载体后可转化入DH5α感受态细胞中;接合转移试验成功地将质粒转移到大肠杆菌J53中;可从GP2009-036与其转化子中抽提出阳性质粒。【结论】该qnrD阳性菌株对临床常用抗生素耐药严重,且阳性质粒可在病原微生物间进行水平传播,其水平传播机制可能使该基因在宠物临床上进行传播。

辣椒水通道蛋白基因CaAQP的克隆与序列分析

陈儒钢,朱文超,巩振辉,李大伟,尹延旭,逯明辉

中国农业科学. 2010, 43(20): 4323-4329 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.20.026

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【目的】分析辣椒水通道蛋白基因CaAQP的序列特征,并研究其在抗寒品种P70中经4℃低温胁迫处理后的表达模式,为探讨辣椒的耐寒机理及辣椒品种耐寒性改良积累资料。【方法】利用RACE 技术进行cDNA全长克隆,采用生物信息学软件分析克隆基因的编码蛋白特性,并以4℃低温胁迫处理不同时间的抗寒品种P70为材料,利用Real time-PCR分析所克隆基因在辣椒低温胁迫前后的表达模式,以25℃处理为对照。【结果】在4℃低温胁迫处理后的耐寒辣椒品种P70叶片中分离到与水通道蛋白基因相关的差异表达片段,并利用RACE技术克隆得到该基因的全长cDNA,命名为CaAQP,登录号为GU116569。序列分析表明,该基因大小为1 032 bp,含5′非编码区为69 bp,3′非编码区为210 bp,CDS长753 bp,编码250个氨基酸, 蛋白分子量为25.7 kD。应用生物信息学软件对CaAQP分析表明,CaAQP含有6个跨膜区,有2个NPA单元,其氨基酸残基与MIP家族蛋白保守区序列完全一致。氨基酸序列比对发现,该序列与其它物种TIP类液泡膜水通道蛋白氨基酸序列有很高的同源性。聚类分析表明,CaAQP与番茄液泡膜水通道蛋白遗传距离最近,与禾本科的玉米和大麦遗传距离相对较远。Real time-PCR分析结果证实,该基因在低温胁迫下呈现下调表达的趋势。【结论】利用cDNA-AFLP并结合RACE技术首次在耐寒辣椒品种中克隆了水通道蛋白基因CaAQP,该基因属于MIP蛋白家族的一员,具有其典型的功能域,表达模式分析表明,该基因在低温胁迫过程中具有重要的调控作用,该研究结果为进一步探讨辣椒逆境胁迫过程中基因表达调控机制提供了重要信息。

旱地作物粉垄栽培技术研究简报

韦本辉

中国农业科学. 2010, 43(20): 4330-4330 .

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