中国农业科学

水稻胚乳贮藏物代谢相关基因响应花后高温胁迫的微阵列分析

韦克苏,程方民,董海涛,张其芳,刘奎刚,曹珍珍

中国农业科学. 2010, 43(1): 1-11 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.01.001

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【目的】揭示花后高温条件下水稻灌浆过程中胚乳淀粉和蛋白贮藏物代谢相关基因的表达谱,并阐明部分重要功能基因对花后高温胁迫的响应表达模式。【方法】利用人工气候箱设高温（日均温度32℃,日最高温36℃/日最低温28℃）和适温（日均温度22℃,日最高温26℃/日最低温18℃）2个温度处理,并在水稻开花后的不同时期取样,对水稻胚乳贮藏物代谢各类相关基因的表达谱与表达模式进行高通量的cDNA微阵列检测。【结果】在水稻胚乳贮藏物代谢的相关基因中,以对高温胁迫响应表现较迟钝的基因居多,其高温处理与低温处理之间的杂交信号（nARVOL）比值（称R值）大致在0.8—1.2,但随高温处理时间的持续,呈上调或下调差异表达的基因数量均有明显增加;花后高温对胚乳糖代谢和淀粉合成类基因表达的调控效应,不仅随各个基因的功能类型、代谢途径和灌浆进程的差别变化而异,而且其表达丰度及其上调或下调幅度在很大程度上还与该功能基因的同工型（或酶亚基）有关;高温处理下水稻胚乳中的谷蛋白、醇溶蛋白和球蛋白类基因多呈下调表达特征, 但也会随其所调控的蛋白亚基组分的不同而异,从而对胚乳贮藏蛋白的亚基构成和组分变化产生较大影响;与胚乳白贮藏物代谢密切相关的糖信号传导类基因、核糖体蛋白类基因和逆境防御蛋白类基因普遍比直接参与胚乳贮藏物合成路径的功能基因对高温胁迫响应表现敏感。【结论】花后高温胁迫对水稻胚乳灌浆贮藏物代谢的调控相当复杂,涉及到众多的功能基因位点。

中国20世纪80年代以来育成糯稻品种的品质及其优质达标率分析

闵捷,汤圣祥,施建华,朱智伟

中国农业科学. 2010, 43(1): 12-19 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.01.002

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【目的】分析中国近代育成糯稻品种的品质状况和改良重点,为中国糯稻品质育种提供参考。【方法】依据农业部NY/T83-1988《米质测定方法》,分析中国自20世纪80年代初以来育成的570份糯稻品种的米质及其优质达标率。【结果】分析结果表明,检测的570份糯稻品种7项米质性状的平均值均达到或超过国家优质米Ⅲ级标准,优质达标率为64.4%—97.9%,平均81.9%。7项米质性状全优的糯稻品种占供试品种的45.1%。20世纪80年代、90年代和2001－2007年3个不同时期的育成糯稻品种其7项米质性状的平均优质达标率分别为81.5%、81.0%和84.3%;与20世纪80年代比较,2001－2007年的育成糯稻品种,其糙米率、糊化温度和直链淀粉含量的优质达标率显著提高,分别提高了6.0%、11.8%和13.4%,表明2001－2007年育成的糯稻品种的品质优于20世纪80年代和90年代育成的品种。分析同时指出,整精米率在3个时期的优质达标率分别为71.0%、58.3%和62.9%, 均低于其它6项米质的优质达标率;品种类型上,籼糯稻品种的品质一般逊于粳糯稻,应引起重视;就稻区而言,华中和北方稻区糯稻品种的品质优于西南和华南稻区。【结论】本研究认为,近25年来中国糯稻育成品种的品质总体优良,但其品质改良仍需加强,进一步提高整精米率,是糯稻品质遗传改良的重要目标之一。

利用BC3F1群体定位和分析甘蓝型油菜A7-含油量QTL

邵玉锁,倪西源,黄吉祥,任丽平,赵蔚,方小燕,曹明富,赵坚义

中国农业科学. 2010, 43(1): 20-28 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.01.003

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【目的】通过构建BC3F1群体对第7连锁群上一个影响油菜籽油分含量的主效QTL（A7-QTL）进行定位确认。【方法】在用SG-DH群体初定位基础上以欧洲品种Sollux为轮回亲本、目标区段含中国亲本Gaoyou等位基因片段的DH系为供体构建近等基因系。用1 700个BC3F1单株基因型和其种子（BC3F2）表现型,采用WinQTLCartographer 2.5和SPSS 11.5软件对A7-QTL进行精细定位以及标记和性状的关联分析。【结果】含油量QTL的置信区间在标记ZAAS849s-R131之间,范围在21.7 cM左右,其LOD峰值为9.71,距离两侧最近标记RPSaA3和ZAAS839分别为0.9和2.1 cM,QTL的加性效应值是0.75;QTL区段内的单标记方差分析表明：目标区段内4个标记各3种基因型的含油量之间存在极显著差异,标记ZAAS839处的差异最显著（P=1.2×10-10）;通过比较含油量和4个标记之间的对应关系,进一步推断QTL最可能位于标记RPSaA3和ZAAS839之间或临近。【结论】用BC3F1群体定位的QTL区间与DH群体分析结果相重叠,但置信区间明显缩小;定位结果进一步确认了A7连锁群上存在油分QTL的真实性,增加了在该区域存有参与控制油菜含油量基因的可靠性;QTL可能存在于标记RPSaA3和ZAAS839临近区域,两标记间距约3 cM。

甜菜无融合生殖单体附加系M14雌配子体发育的超微结构观察

尚娅佳,申家恒,郭德栋,李伟,丁常宏,陆俊萍

中国农业科学. 2010, 43(1): 29-38 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.01.004

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【目的】阐明甜菜无融合生殖单体附加系M14雌配子体发育的超微结构特征。【方法】以甜菜无融合生殖单体附加系M14（Beta vulgaris L. VV+1C、2n=18+1）为实验材料,利用电子显微镜技术对其雌配子体的发育过程进行研究。【结果】甜菜无融合生殖单体附加系M14为兼性无融合生殖体,二倍体孢子生殖为蝶须型（Antennaria-type）和韭型（Allium odorum-type）,有性生殖为蓼型（Polygonum-type）。蝶须型为主要发育方式,超微结构特征为：雌配子体发育速度较快,从功能大孢子直到细胞化雌配子体时期,细胞器的种类与数量呈现增长趋势：细胞核核仁较大,存在核仁泡,核孔明显;核糖体数量多;线粒体的数量一直较多,从二核雌配子体出现内嵴,膜的结构变得清晰,八核雌配子体的线粒体基质呈电子透明状,细胞化后期恢复到原来的状态;质体的数量变化不大,形状多样,有的含淀粉粒;内质网呈分枝的管状或交织成索状分布在细胞核、液泡或细胞壁附近;高尔基体的数量相对较少,但在未退化的助细胞中十分丰富,活跃地分泌小泡;脂滴一直都存在,常与液泡及线粒体相互靠近;细胞化后期,绝大多数雌配子体的助细胞先后退化,极少数雌配子体只有一个助细胞退化,另一个宿存。韭型与蓼型雌配子体发育速度较慢,与蝶须型相比,直到单核雌配子体时期未见细胞器种类与数量发生明显变化。蝶须型与韭型、蓼型雌配子体仅在功能大孢子与单核胚囊时期通过是否有胼胝质壁加厚以及珠孔端有无退化的细胞痕迹进行区分。【结论】蝶须型、韭型、蓼型雌配子体发育过程中的超微结构特征差异明显,蝶须型雌配子体从功能大孢子至细胞化时期,雌配子体体积增大,细胞器的种类与数量随之增加,呈现代谢旺盛状态。推测蝶须型雌配子体在其后的发育中占优势。单核雌配子体之前依据珠孔端是否有退化细胞痕迹以及有无胼胝质壁加厚可将蝶须型与韭型、蓼型从结构上予以区分。韭型、蓼型从功能大孢子至单核雌配子体时期,雌配子体的体积以及细胞质的成熟程度均呈缓慢增长趋势。推测在其后的发育过程中大量退化。

不同产量类型水稻基因型氮素吸收、利用效率的差异

殷春渊,张庆,魏海燕,张洪程,戴其根,霍中洋,许轲,马群,杭杰,张胜飞

中国农业科学. 2010, 43(1): 39-50 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.01.005

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【目的】明确不同产量基因型水稻氮素营养吸收、利用差异。【方法】采用大田试验,以长江中下游地区5种生育期类型中相对高产和低产的20个粳稻品种为材料,研究施氮量为225 kg?hm-2水平下两种产量类型水稻的产量、氮素积累量、氮素吸收速率和氮素利用效率的差异及其之间的相互关系。【结果】随着生育期的延长,高产水稻类型的平均产量分别比低产类型高31.62%、31.94%、39.47%、26.21%和21.82%;氮素生育期累积量和氮素利用率随着生育期的延长呈逐渐增加的趋势,高产类型明显高于低产类型;氮素阶段性积累量和阶段性吸收速率的变化为：移栽至拔节和拔节至抽穗阶段为高产类型高于低产类型;抽穗至成熟阶段部分基因型表现为低产类型高于高产类型,但差异不大。相关分析表明,水稻产量与氮素积累量、氮素利用率呈显著或极显著正相关,与各阶段的氮素吸收速率亦呈正相关关系,其中移栽至拔节阶段达极显著水平,其余阶段未达显著水平。【结论】相对于低产基因型水稻,高产基因型在各个生育阶段的氮素积累量、抽穗前的氮素吸收速率及氮素利用效率均较高。可见,高产与提高氮素的积累和利用在品种本身的改良上可得到统一。

玉米杂交种对缺磷反应的生理机制及基因型差异

袁硕,彭正萍,沙晓晴,王艳群

中国农业科学. 2010, 43(1): 51-58 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.01.006

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【目的】揭示玉米杂交种对缺磷反应的生理机制,为高产高效品种的大面积推广应用提供科学依据。【方法】以蠡玉16、冀单28和宽诚10杂交玉米为供试作物,通过供磷和缺磷营养液培养研究缺磷对不同基因型玉米生长发育,根系形态、活性和生理特性的影响,并比较基因型间差异。【结果】与供磷比,缺磷的3个品种株高、地上部和整株干重及磷增长量均降低,根干重和根冠比均增加;根长依次增加61%、62%和18%,根半径降低19%、29%和4%,根表面积增加31%、18%和13%;总吸收面积和比表面积降低;pH降低1.3、0.8和0.7个单位;吸收H2PO4?和耐低磷能力提高;根组织中酸性磷酸酶活性提高。不同基因型间存在显著差异。【结论】缺磷时,蠡玉16干重增长最大,原因是其有较大的根长和根表面积,较活跃的根系吸收活性,较多的质子分泌,较强的耐低磷能力,较大的吸收速率和根内酸性磷酸酶活性。

铝胁迫诱导柱花草根系分泌柠檬酸

左方华,凌桂芝,唐新莲,玉永雄,李耀燕,黎晓峰

中国农业科学. 2010, 43(1): 59-64 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.01.007

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【目的】为揭示柱花草的耐铝机制,对铝诱导根系分泌柠檬酸进行了研究。【方法】采用水培方法,研究柱花草的耐铝性及铝对柱花草分泌柠檬酸的影响,并与紫花苜蓿进行对比。【结果】10 μmol?L-1 AlCl3对柱花草幼根生长的抑制不显著,而3和5 μmol?L-1 AlCl3处理24 h后,紫花苜蓿幼根伸长明显受阻、根尖的铬天青着色明显。铝胁迫下柱花草根系分泌柠檬酸,且与铝浓度（10、20、30 μmol?L-1 AlCl3）和处理时间（6、12、18、24 h）呈正相关,而紫花苜蓿根系无明显分泌。10 μmol?L-1阴离子通道抑制剂（苯甲酰甲醛、尼氟灭酸、4,4-二异硫氰2,2-二磺酸、蒽9羧酸）显著抑制铝诱导的柱花草根系分泌柠檬酸。然而,铝处理对柱花草根尖柠檬酸合酶活性的影响不显著,蒽9羧酸处理也不改变该酶活性。【结论】根系分泌柠檬酸是柱花草抵御铝毒害的可能机制,而阴离子通道介导此分泌过程。

苗期弱光对花生光合特性的影响

张昆,万勇善,刘风珍

中国农业科学. 2010, 43(1): 65-71 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.01.008

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【目的】探讨苗期不同弱光条件下花生（Arachis hypogaea L.）叶片光合特性的变化规律,为合理规划麦套花生布局提供理论依据。【方法】以丰花1号为供试材料,在花生苗期用不同透光率的黑色遮阳网进行遮光,设置不遮光(CK)、遮光27%、遮光43%和遮光77% 4个处理。测定遮光后花生功能叶片的叶绿素含量、净光合速率、光合曲线参数、荧光参数以及光合酶的活性,比较不同遮光处理间的差异。【结果】遮光后随遮光程度的增强,花生叶片净光合速率（Pn）显著降低,气孔导度（Gs）、细胞间隙CO2浓度（Ci）、光补偿点、光饱和点、CO2补偿点、CO2饱和点、羧化效率、RUBPCase和PEPCase活性显著降低;叶绿素含量、表观量子效率显著增加,实际光化学效率ФPSⅡ和最大光化学效率（Fv/Fm）升高;即时光强和长期遮光处理均能明显降低光合酶的活性。【结论】苗期遮光显著降低花生叶片的光合速率,原因是气孔限制、非气孔因素即叶肉细胞光合活性下降和光系统Ⅱ光能分配变化;提高了花生利用弱光的能力;遮光27%的影响较小,可据此合理规划麦套花生的种植规格。

大豆抗烟粉虱的遗传研究

徐冉,李伟,张礼凤,林延慧,齐波,邢邯

中国农业科学. 2010, 43(1): 72-78 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.01.009

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【目的】烟粉虱（Bemisia tabaci Gennadius）是一种严重的灾害性害虫,对大豆的危害也十分严重。了解大豆对烟粉虱抗性的遗传可为大豆抗烟粉虱育种提供参考。【方法】利用高抗烟粉虱种质滑皮豆和高感种质齐黄26,组配了齐黄26×滑皮豆、滑皮豆×齐黄26杂交组合,在山东济南、冠县构建了4个F2遗传群体。调查了各群体和亲本单叶感染烟粉虱的平均数,采用植物数量性状主基因+多基因混合遗传分离分析方法,分析了不同组合、不同地点各遗传群体抗烟粉虱的遗传模式。【结果】不同组合、不同地点的F2群体抗烟粉虱的遗传均符合2对主基因+多基因的混合遗传模式,且主基因的遗传率较高,分别为86.41%、85.72%、95.90%、95.26%;同一组合的F2遗传群体在不同地点抗烟粉虱的遗传模式相同,但主基因遗传率差异较大。【结论】大豆抗烟粉虱既受主基因控制,又存在多基因效应,同时受环境条件影响。改良大豆品种对烟粉虱的抗性应重点利用主基因,同时兼顾多基因的积累。

HrcJ参与了Ⅲ型分泌装置的形成从而决定条斑病菌在非寄主上的过敏反应和在水稻上的致病性

赵文祥,韩阳春,崔一平,赵梅勤,李玉蓉,邹丽芳,陈功友

中国农业科学. 2010, 43(1): 79-86 .

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【目的】水稻条斑病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzicola,Xooc）的hrp（hypersensitive response and pathogenicity）基因编码形成的Ⅲ型分泌系统（type Ⅲ secretion system,T3SS）,将致病性效应分子注入水稻细胞中,但Xooc的hrcJ基因在致病性中的作用以及其如何参与形成T3SS分泌装置,并不明确。【方法】本研究根据标记交换原理对Xooc的hrcJ基因进行了敲除。【结果】发现hrcJ突变体丧失在水稻上的致病性和在烟草上的HR激发能力。酵母双杂交显示,HrcJ蛋白N端脂蛋白结构域可与HrcC互作,HrcJ蛋白C端跨膜结构域可与HrcV互作,提示HrcJ蛋白联接于T3SS装置的内膜和外膜之间。功能互补结果显示,缺失脂蛋白结构域和跨膜结构域的hrcJ基因均不能恢复hrcJ突变体在烟草上的HR激发能力和在水稻上的致病性。RT-PCR结果显示,hrcJ的表达受hrpX基因调控,hrcJ基因突变后不影响效应分子hpa1的表达。【结论】hrcJ基因是水稻条斑病菌致病性和非寄主上激发HR的关键因子,其基因产物参与了T3SS装置的形成。

植烟黄壤供氮特征研究

刘青丽,任天志,李志宏,石俊雄,张恒,张云贵

中国农业科学. 2010, 43(1): 87-95 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.01.011

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【目的】研究烤烟生长期间植烟黄壤的氮素矿化及供氮特征,为烟草氮素营养调控提供理论依据。【方法】选择两块有机质含量存在差异的黄壤试验田,每块试验田设休闲、植烟不施氮、植烟施氮90 kg?hm-2、植烟施氮120 kg?hm-2 4个处理,采用埋袋法进行田间原位培养。【结果】在烤烟生长期间,不施肥植烟土壤氮矿化存在两个高峰,一是在烤烟旺长期（烤烟移栽后42 d左右）,二是在烤烟打顶后（烤烟移栽后77 d左右）。在烤烟生长期间,随着时间的推进矿化氮累积量增加,至烤烟移栽91 d左右,矿化氮累积量趋于平缓。有机质含量为15.5和23.7 g?kg-1的不施肥植烟土壤累积矿化量分别为80.4和88.5 kg?hm-2,打顶后土壤矿化氮量占其矿化氮总量的58%、65%。土壤有机质含量对土壤氮素矿化动态影响不显著,肥料氮的施用导致土壤氮矿化动态波动幅度增大,在烤烟生长前期形成净固定,对烤烟生长后期土壤净矿化产生显著正激发效应。【结论】调控烟草生长后期土壤氮素矿化,能够减少烟草生长后期土壤氮素供应;减少烟草生长前期土壤无机氮固定,促进烟草生长前期无机氮释放,也能在一定程度上缓解烟草生长后期土壤氮素供应过量的问题。

不同农业利用方式对土壤重金属累积的影响及原因分析

白玲玉,曾希柏,李莲芳,彭畅,李树辉

中国农业科学. 2010, 43(1): 96-104 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.01.012

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【目的】探讨不同农业利用方式下土壤中重金属的累积及其影响要素,制定有效降低土壤中重金属含量的技术和策略。【方法】系统采集了吉林省四平市部分区域内设施菜地、露天菜地、大田玉米地及林地4种土地利用类型的148个样品,分析了其Cr、Ni、Cu、As、Cd 、Pb、Zn等重金属的含量,并进行了相应的调查。【结果】在研究区域内,不同利用方式对土壤中Cr、Ni、Cu、As、Cd、Zn的含量有较大的影响,平均含量顺序均为：设施菜地＞露天菜地＞大田＞林地,但对Pb含量的影响不显著。4种土地利用方式中,以设施菜地中Cr、Ni、Cu、As、Cd、Zn的累积最多,其次是露天菜地、大田玉米地,林地未出现累积。研究的7种重金属元素中以Cd的累积较严重,其次是Cu。其中设施菜地的Cd含量平均达0.467 mg?kg-1,超过了《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）中II级标准（0.3 mg?kg-1,6.5＜pH＜7.5),也相当于自然状态下林地Cd含量平均值的5.2倍;但4种利用类型中其它重金属含量的平均值均低于国家II级标准。分析认为,与土地利用年限相比,农用化学品、特别是肥料的质量和数量是导致不同利用方式下土壤重金属含量差异的重要原因。【结论】土地利用方式对Cr、Ni、Cu、As、Cd、Zn的累积具有显著影响,其中以设施菜地累积较显著,避免重金属含量较高化肥、有机肥和农药的施用是防止土壤重金属累积、促进土壤健康和可持续利用的重要保障。

常温秸秆还田菌群的筛选及分解稻秆特性研究

刘长莉,王小芬,郭鹏,李培陪,沈海龙,崔宗均

中国农业科学. 2010, 43(1): 105-111 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.01.013

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【目的】对一组人工构建的常温（28℃）菌群的分解能力及分解性质进行研究,以获得常温下能够分解秸秆的微生物群及人工加速秸秆还田的分解技术。【方法】以多年堆积的稻草腐烂物为菌源,用改良的Mandels 培养基经长期富集培养和定向驯化获得一组稳定的纤维素分解菌群。以标准的纤维素酶活性测定方法对分解过程中酶的活性进行评定,利用气质联机测定分解后的挥发性产物,用变性梯度凝胶电泳（DGGE）监测分解过程中菌种动态变化。【结果】5 d后稻秆总减重量达到39.6%,在培养基占总体积1/5、pH=6、培养第5天时纤维素内切酶（CMC）活性表现最高,达到14 IU?ml-1;培养过程中发酵液中有10余种挥发性产物,且不同时期产物的种类和浓度变化很大,从DGGE图谱发现在培养不同时期菌种组成有很大差异,通过各条带近缘种16s rDNA扩增信息构建系统树可见,各条带近缘种分别归属Clostridium、Brevibacillus、Bartonella、Bacteroidetes 4个属。【结论】常温纤维素分解菌群能够加速稻秆分解。

温室黄瓜产量相关农艺性状QTLs的定位

陈青君,张海英,王永健,李婉钰,张峰,毛爱军,程继鸿,陈明远

中国农业科学. 2010, 43(1): 112-122 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.01.014

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【目的】秋冬茬和冬春茬是目前中国日光温室黄瓜栽培的两种重要茬口,对两茬黄瓜产量相关性状的QTLs进行定位,为温室黄瓜产量分子标记辅助选择的研究提供理论依据。【方法】选用欧洲8号×秋棚自交系的113份黄瓜重组自交系（RILs）群体作为试验材料,并利用该群体已经构建的包含182个标记的分子连锁图谱对与产量相关的9个性状进行QTL分析。【结果】共检测到58个QTLs,其中与单株平均产量相关的QTL 1个,定位于LG4连锁群上;控制黄瓜日增重量的QTL位点6个,分别位于LG2、LG3、LG6连锁群上;控制平均单瓜重的QTL位点5个,分别位于LG1和LG5连锁群上;控制坐瓜数的QTLs2个,位于LG2 和LG4连锁群上;控制化瓜率的QTL1个,位于LG7连锁群上;控制第一雌花节位的QTLs28个,在1-8个连锁群上都有分布;控制总叶片数的QTLs 8个,分别位于LG2、LG7和LG4连锁群上;控制叶面积的QTLs2个,分别位于LG1和LG3连锁群上。以上产量相关性状的QTLs仅在一个茬口中被检测到。控制雌花总数的QTLs5个,全部位于LG2连锁群上,其中ffa2a、ffa2b是两个茬口共有的QTLs,并且其遗传效应方向一致。研究还发现若干QTL富集区域和成束分布的QTLs。【结论】本项研究共检测到温室黄瓜与产量相关的9个性状的58个QTLs,其中ffa2a、ffa2b在两个栽培环境中表达稳定。

低温、弱光及盐胁迫下辣椒叶片的光合特性

张志刚,尚庆茂

中国农业科学. 2010, 43(1): 123-131 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.01.015

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【目的】探讨低温（18℃/10℃,昼/夜）、弱光（80 μmol?m-2?s-1）及盐胁迫（70 mmol?L-1NaCl）下辣椒叶片光合特性的响应机制,为辣椒冬春设施生产中的温、光、肥管理提供理论依据。【方法】以‘中椒4号’幼苗为试材,测定了辣椒叶片叶绿素含量、光合参数及叶绿素荧光参数等指标。【结果】弱光、弱光和盐胁迫处理提高辣椒叶片叶绿素含量,降低叶绿素a/b比值,处理后15 d叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量分别比对照增加25.91%—35.75%、31.34%—44.78%、27.31%—38.08%,其他处理则降低叶绿素含量。低温、弱光和盐胁迫单一及复合逆境胁迫均导致辣椒叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、光系统Ⅱ最大光化学效率、光合电子传递量子效率的下降及天线热耗散、反应中心过剩光能的增加,各指标变化幅度较大的是低温盐胁迫处理。【结论】低温、弱光和盐胁迫单一、双重或三重逆境下辣椒叶片净光合速率均降低,各逆境导致净光合速率下降的限制因子是不同的。低温盐胁迫对辣椒叶片光合参数、叶绿素荧光参数影响较大,其次为低温弱光及盐胁迫,影响较小的是弱光处理。

乔砧富士苹果改良高干开心形树冠郁闭的评判参数

尚志华,魏钦平,孙丽珠,王小伟,张强,付立华

中国农业科学. 2010, 43(1): 132-139 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.01.016

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【目的】研究富士苹果改良高干开心形树冠郁闭的评判参数,为苹果郁闭园改造提供理论依据。【方法】以20年生改良高干开心形富士苹果为材料,以树干为中心,将树冠分成不同层次、方位的50 cm×50 cm×50 cm的立方体,在生长期测量树冠不同层次、部位的相对光照强度、不同枝（梢）类型的数量和比例、果实产量和品质分布。【结果】改良高干开心形树冠的相对光照强度呈伞形,并有明显的分布规律,垂直方向从下到上逐渐增大,水平方向外围＞中部＞内膛;树冠2.5 m高度以下层次的相对光照强度均小于31.48%;6月份叶幕形成阶段,＜30%的相对光照强度占树冠体积的比例为47.62%,以后各生长阶段均＞50%;果实主要集中在1.5—2.0 m部位,单位面积产量 6.32×104 kg?hm-2;枝（梢）主要集中在树冠2.5 m高度以下,占总枝（梢）量的82.92%,树冠外围、中部和内膛枝（梢）比例分别为53.08%、36.92%、10.00%;整体长、中、短枝（梢）分别7.97%、53.63%、38.41%,每公顷枝（梢）总量为121万条。【结论】富士苹果改良高干开心形树冠内小于30%相对光照强度占树冠总体积的比例达到47.62%、生长季枝（梢）总量达到121万条/ hm2和树冠内膛枝（梢）比例小于10%是乔砧富士苹果改良高干开心形树冠郁闭的3个判断指标,也是树体结构开始改造或间伐的时期。

间作芳香植物对沙地梨园土壤微生物数量与土壤养分的影响

吴红英,孔云,姚允聪,毕宁宁,亓丽萍,付占国

中国农业科学. 2010, 43(1): 140-150 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.01.017

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【目的】探讨间作芳香植物对梨园土壤微生物数量和土壤养分的影响。【方法】以沙地梨园间作香矢车菊、香薄荷、香荆芥、藿香蓟和柠檬罗勒为处理,自然生草为对照,分别于梨树幼果期、果实膨大期和果实成熟期,测定分析不同土层土壤中微生物的数量和土壤养分的含量及其相互关系。【结果】梨园间作香矢车菊和柠檬罗勒较对照显著提高各个发育时期和各土层中土壤微生物的数量,调节土壤微生物群落中真菌、细菌、放线菌的比例。和对照相比,其它处理对各发育时期和各土层中土壤微生物数量和比例的影响呈现出多态效应。不同处理条件下梨树果实膨大期和果实成熟期各土层中微生物数量都高于幼果期,而且土壤微生物群落中真菌、细菌和放线菌的比例优于幼果期;不同处理条件下梨园0—20 cm土层内土壤微生物数量显著高于20—40 cm土层。各处理和对照相比对土壤养分的效果呈现多种差异;随着梨树发育时期变化,土壤养分含量在不同处理条件下和梨园不同土层中的变化趋势不同。相关分析表明,在沙地梨园间作芳香植物条件下,土壤中各类微生物的数量与土壤养分诸元素间也存在着多种显著的相关关系。【结论】间作芳香植物对于沙地梨园土壤微生物数量及其群落中真菌、细菌和放线菌的比例与土壤中有效态养分含量具有良好的调节作用,其中柠檬罗勒对提高梨园土壤微生物数量、土壤养分含量的综合效果最佳。

稻米中毒死蜱和氟虫腈的残留规律及其暴露风险

张存政,张心明,田子华,何丹军,刘贤金

中国农业科学. 2010, 43(1): 151-163 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.01.018

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【目的】从农田到餐桌全程研究毒死蜱、氟虫腈在稻米生产及食用加工过程中的残留消解规律,阐明不同用药量、用药次数与稻米中农药残留的关系,并以理论（MRL）与实际残留数据,结合食用前加工过程的去除消解动态研究,分别计算入口前的残留值,进行理论和准确暴露评估,分析大米的食用安全性,并以健康风险评估结果为理论依据,从食用安全的角度对实际生产的用药模式进行调整,并重新界定最适的安全间隔期。【方法】田间试验参照农药残留登记准则（NY/T788-2004）进行,采用气相色谱法分析农药残留在稻米曝晒、贮存、淘洗、蒸煮过程中的消解规律,采用饮食曝露模型——参考剂量百分比（POR）、暴露边缘（MOE）对不同年龄、性别人群进行急、慢性健康风险评估。【结果】（1）稻米中的农药残留及食用风险与田间用药剂量及次数正相关,随着施药剂量、次数的增多,残留量增大,对人健康风险上升。（2）食用加工过程中残留消解研究表明,经曝晒、贮藏、淘洗、蒸煮后两种药剂的降解率分别为91.6%和96.16%,其中蒸煮过程对药剂的降解作用最明显。（3）对以稻米为主食的不同年龄、性别人群的暴露评估表明,稻米中毒死蜱对人健康风险远高于氟虫腈;慢性健康风险分析表明,对所有调查人群毒死蜱为高风险率,氟虫腈为低风险率;急性健康风险分析表明,毒死蜱对儿童具有高风险,尤其是对农村人群中的男性风险较高,氟虫腈对所调查人群均为低风险率;不同年龄与性别组成的人群面临的风险不同,14岁前男孩面临的风险大于女孩,农村地区儿童所面临的健康风险高于城市儿童;14岁至成年之后的女性面临的风险高于男性,农村人群面临的健康风险高于城市人群。（4）研究发现安全收获间隔期的合理界定是降低健康风险的关键点,当安全间隔期延长至14 d时,田间试验中所有处理剂量稻米的食用健康风险均降至可接受范围。【结论】稻米的食用安全性不乐观,大米中残留的毒死蜱对人群的健康风险较大,田间应减量使用,建议单次使用剂量不超过推荐剂量两倍,安全间隔期不少于14 d,连续施用的间隔期不少于7 d;基于氟虫腈的环境生态毒性,建议其在稻米中残留限量引用codex标准0.01 mg?kg-1。

pH对肌原纤维蛋白二级结构及其热诱导凝胶特性的影响

费英,韩敏义,杨凌寒,周光宏,徐幸莲,彭增起

中国农业科学. 2010, 43(1): 164-170 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.01.019

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【目的】研究pH对猪肉肌原纤维蛋白二级结构α-螺旋及其热诱导凝胶硬度、保水性及微观结构的影响。【方法】采用圆二色谱（circular dichroism, CD）测定不同pH下,猪肉肌原纤维蛋白α-螺旋含量的变化;用物性测试仪测定相应pH下肌原纤维蛋白热诱导凝胶的硬度,用离心法测定其保水性,同时利用扫描电镜拍摄其微观结构。【结果】随着pH偏离肌原纤维蛋白等电点（pI）向中性范围靠近,其α-螺旋含量及其热诱导凝胶的保水性都逐渐增大;而凝胶硬度在pH 6.0时达最大值;在远离等电点的中性条件下,肌原纤维蛋白凝胶具有较高有序性的微观结构,而且结构均匀,酸性条件下凝胶的微观结构有序性低,不均匀,且存在聚合物。【结论】猪肉肌原纤维蛋白α-螺旋含量与其热诱导凝胶保水性呈正相关关系;蛋白含天然结构α-螺旋较多时,凝胶微观结构比较有序,反之,凝胶微观结构比较粗糙。

一氧化氮合酶异构体在不同毛色羊驼皮肤毛囊中的存在差异

曹靖,董常生,赫晓燕,董彦君,范瑞文,贺俊平,王海东,于秀菊

中国农业科学. 2010, 43(1): 171-175 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.01.020

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【目的】研究羊驼皮肤毛囊中一氧化氮合酶（nitric oxide synthases,NOS）的存在差异。【方法】Dopa染色定位黑色素细胞;利用免疫组化和免疫印迹技术对不同毛色羊驼皮肤毛囊中NOS进行定位与定量分析,分析NOS在不同毛色羊驼皮肤毛囊中表达的差异。【结果】Dopa染色显示黑色素细胞存在于羊驼毛囊鞘和毛乳头中。免疫组化结果显示3种NOS在白毛组和棕毛组皮肤毛囊中均有阳性产物。NOS1和NOS3表达呈弱阳性,NOS2表达呈强阳性;NOS1在毛乳头细胞无阳性产物,在白毛组毛囊鞘细胞与棕毛组无显著差异（P＞0.05）;NOS2在棕毛组毛囊鞘细胞与白毛组无显著差异（P＞0.05）,在棕毛组毛乳头细胞极显著高于白毛组（P＜0.01）;NOS3在毛囊鞘细胞无阳性产物,在白毛组毛乳头细胞与棕毛组无显著差异（P＞0.05）。免疫印迹显示NOS2在棕毛组显著高于白毛组（P＜0.05）。【结论】NOS2参与调节羊驼毛色形成,为NO信号调节羊驼毛色形成机制的研究提供试验数据。

蜜蜂（Apis mellifera L.）幼虫级型分化差异蛋白质组分析

吴静,李建科

中国农业科学. 2010, 43(1): 176-184 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.01.021

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【目的】对蜜蜂（Apis mellifera L.）蜂王与工蜂级型分化期的蛋白质组进行比较,以探明蜂王和工蜂在级型分化时期蛋白质表达调控方面的异同。【方法】采用双向电泳建立蜂王和工蜂级型分化期蛋白质组表达谱,获得图谱中蛋白质表达的数量、表达量、等电点和分子量等信息,然后进行比较蛋白质组研究。【结果】在幼虫3日龄,蜂王表达288个蛋白质,工蜂表达259个蛋白质,2种级型蜂共有蛋白质为156个,其中25个蛋白质在蜂王中的表达量显著大于（P＜0.05）工蜂,34个蛋白质工蜂表达量显著大于（P＜0.05）蜂王,而蜂王和工蜂的特异蛋白质分别为132个和103个;到幼虫5日龄时,蜂王表达274个蛋白质,工蜂为236个,这2种级型蜂共有蛋白质点为95个,其中蜂王15个蛋白质的表达量显著大于（P＜0.05）工蜂,工蜂26个蛋白质的表达量显著大于（P＜0.05）蜂王,而蜂王特异蛋白质点为179个,工蜂特异蛋白质点为141个;到蛹11日龄时,蜂王蛋白质组有311个蛋白质点,而工蜂则有278个蛋白质点,2种蜂共有蛋白质点为194个,其中蜂王45个蛋白质的表达量显著大于（P＜0.05）工蜂,工蜂35个蛋白质的表达量显著大于（P＜0.05）蜂王,而蜂王的特异蛋白质点为117个,工蜂特异蛋白质点为84个。【结论】在蜜蜂3日龄、5日龄、11日龄时,蜂王和工蜂的蛋白质表达谱存在显著差异,蜂王表达的蛋白质总数和特有蛋白质数都较工蜂多,说明蜂王幼虫的基因表达和代谢比工蜂幼虫更加旺盛。2种级型蜂发育中所表达的共有蛋白质可能是它们发育所必须的管家蛋白质,但级型间部分共有蛋白质的表达模式存在较大差异,在3个日龄中蜂王和工蜂中所表达的特异蛋白质表明在级型分化中,不同级型需要不同的蛋白质来调节各自的发育。这些特异蛋白质是否是级型发育相关的功能蛋白质,还有待进一步的研究。

猪呼吸与繁殖综合症病毒RT-LAMP检测方法的建立

鑫婷,侯绍华,贾红,郭晓宇,丁家波,李延鹏,丁敏,朱鸿飞

中国农业科学. 2010, 43(1): 185-191 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.01.022

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【目的】建立一种适用于猪繁殖与呼吸综合症病毒的快速、灵敏、特异性检测方法,即一步反转录环介导等温扩增技术（RT-LAMP）。【方法】设计3对针对PRRSV N基因的8个位点的特异性引物,用优化后的反应体系检测RT-LAMP的特异性、灵敏性并对临床样本进行检测。【结果】RT-LAMP检测方法从核酸抽提到检测仅需要70 min,肉眼即可观察检测结果,该方法具有良好的特异性,灵敏度是RT-PCR的10 000倍,在对50份猪血液样本RNA的检测中,该方法与传统的RT-PCR检测方法具有很好的统一性（κ＝0.83）。【结论】RT-LAMP检测方法可快速、灵敏、特异的检测PRRSV,并适用基层和现场检测。

猪囊尾蚴dUTPase基因的克隆、表达及其产物的酶学活性分析

刘振勇,吕志慧,郑亚东,窦永喜,乔军,骆学农,张艳,景志忠,才学鹏

中国农业科学. 2010, 43(1): 192-199 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.01.023

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【目的】克隆、表达猪囊尾蚴dUTPase基因并分析其酶学活性。【方法】通过RT-PCR的方法克隆猪囊尾蚴dUTPase基因,将其与pET载体连接并在原核系统中高效表达;表达产物经Ni柱纯化后进行酶学活性测定。【结果】序列分析表明猪囊尾蚴dUTPase基因与六钩蚴的dUTPase基因核苷酸同源性为100%,而且其氨基酸序列中同样存在5个保守基序。SDS-PAGE显示在21kD附近出现与目的蛋白大小相符的特异条带,表达产物经纯化后dUTPase的含量为2.863 mg?mL-1。酶学活性试验证实重组dUTPase能特异性降解dUTP,同时EDTA可以抑制dUTPase的活性;而Mg2+可以增强猪囊尾蚴dUTPase的活性。【结论】成功克隆表达了猪囊尾蚴dUTPase基因并鉴定了它的酶学活性,为进一步研究dUTPase在猪囊尾蚴中的生物学功能奠定了基础,同时也为抗猪囊尾蚴病的药物设计和开发提供了研究基础。

猪带绦虫虫卵及六钩蚴膜超微结构的观察

孙晓林,才学鹏,米晓云,陈怀涛

中国农业科学. 2010, 43(1): 200-205 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.01.024

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【目的】观察猪带绦虫虫卵和六钩蚴膜的超微结构。【方法】猪带绦虫病患者用槟榔、南瓜籽法驱虫,收集成熟虫卵。次氯酸钠法破壳后,等渗percoll溶液收集六钩蚴,人工肠液激活六钩蚴。扫描电镜和透射电镜观察虫卵和六钩蚴。【结果】猪带绦虫成熟虫卵呈卵圆形,直径约为50—58μm,由胚膜、内胞质层、六钩蚴膜和六钩蚴等几部分组成;发育期猪带绦虫六钩蚴的膜结构由外向内分别是外胞膜残留层、外胞质层（包括不规则较致密的外层和均质透明的内层）、胚膜（包括胚层和内胞质层）和六钩蚴膜,而成熟六钩蚴的膜结构仅六钩蚴膜一层,厚度约为49—51 nm。【结论】猪带绦虫虫卵和六钩蚴膜的超微结构和缩小膜壳绦虫（Hymenolepis diminuta）及肥胖带状绦虫（T. saginata）的超微结构相似,但膜下层的糖原颗粒外周无包膜。

交替隔沟灌溉棉花群体生理指标的水氮耦合效应

李培岭,张富仓,贾运岗

中国农业科学. 2010, 43(1): 206-214 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.01.025

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【目的】研究交替隔沟灌溉棉花群体生理指标、生物量、产量的水氮耦合效应。【方法】本试验采用交替隔沟灌溉方式进行大田小区试验,施氮量和灌水量采用二次通用旋转组合设计,分析棉花群体生理指标在不同水、氮组合下（灌水量：37.48—218.52 mm;施氮量：56.2—134.2 kg?hm-2）的变化规律。【结果】棉花叶片光合势(LAD)、作物生长率(CGR)、群体净同化率(NAR)、叶面积指数(LAI)、产量、生物量的水、氮单因子效应表明,施氮量56.2—122.8 kg?hm-2时,各群体生理指标、产量、生物量与施氮量呈显著的正相关。施氮量122.8—134.2 kg?hm-2时,LAD、CGR与施氮量呈显著的正相关,NAR、LAI、产量和生物量变化不显著。灌水量37.52—192 mm时,群体生理指标、产量、生物量与灌水量呈显著的正相关。灌水量192—218.48 mm,LAD、CGR、LAI与灌水量呈显著的正相关,NAR、产量和生物量变化不明显。棉花群体生理指标、生物量、产量的水氮耦合效应表明,灌水量在37.52—192 mm范围内,LAD、CGR、NAR、LAI随灌水量增加而均增长,但增长趋势随施氮量增加而逐渐降低。灌水量在192—218.48 mm各群体生理指标、生物量、产量变化不显著。施氮量56.2—95.2 kg?hm-2,群体生理指标、产量、生物量随施氮量增加而增长,但增长趋势随灌水量增长而逐渐降低。施氮量从95.2增加到134.2 kg?hm-2,各群体生理指标、生物量、产量随施氮量变化不显著。【结论】交替隔沟灌能够协调棉花群体生长发育,提高棉花产量和水、氮利用效率。

万寿菊属品种资源遗传关系的ISSR分析

曾丽,赵梁军,孙佳,赵子刚,杨帆

中国农业科学. 2010, 43(1): 215-222 . doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.01.026

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【目的】通过ISSR分子标记研究品种资源遗传关系，探讨其种群遗传多样性水平和遗传结构，为了解品种间遗传多样性、品种间亲缘关系、育种及科学合理保存和利用现有万寿菊属种质资源提供理论依据和技术支持。【方法】对29份万寿菊材料及2份孔雀草材料利用ISSR分子标记进行遗传关系分析。【结果】用11个引物对31份万寿菊属材料进行PCR扩增，每个引物扩增的ISSR条带数在5—11条，平均每条引物能扩增出6.8条带，多态位点百分率为40%—100%。聚类分析结果表明，ISSR分类结果与传统分类的结果基本一致，31份材料按照万寿菊及孔雀草分为两大类，并且同系列万寿菊品种被划为同一亚组。【结论】利用ISSR标记技术可较准确分析万寿菊属材料间的亲缘关系及遗传多样性。

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