中国农业科学

水通道蛋白基因OsPIP2;6的功能分析

李嵘1, 牛向丽2, 苗雁文1, 熊方杰1, 刘永胜12

中国农业科学. 2013, 46(15): 3079-3086. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.15.001

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【目的】分析水稻过表达OsPIP2;6在逆境胁迫条件下的表型差异，探讨水通道蛋白基因在水稻逆境应答中的作用。【方法】构建水稻水通道蛋白OsPIP2;6的过表达载体，通过农杆菌介导将其导入水稻日本晴的愈伤中，经遗传转化，阳性鉴定，得到转基因植株。通过逆境胁迫下转基因植株的表型分析来探讨OsPIP2;6的功能。【结果】Real-time PCR结果显示，OsPIP2;6受GA、ABA调控。转基因植株的OsPIP2;6表达量显著提高。正常条件下，转基因植株与野生型植株生长发育情况并无显著差异。在逆境胁迫条件下，转基因植株的耐受能力均显著强于野生型植株。【结论】过表达水稻水通道蛋白基因OsPIP2;6的转基因植株表型显示，OsPIP2;6在水稻的抗旱、抗水淹和抗盐中发挥作用。

茶树胆碱单加氧酶CsCMO的克隆及甜菜碱合成关键基因的表达分析

曹红利12, 岳川12, 郝心愿13, 王新超1, 杨亚军1

中国农业科学. 2013, 46(15): 3087-3096. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.15.002

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【目的】从茶树中克隆甜菜碱（GB）合成途径中的关键酶——胆碱单加氧酶CsCMO，研究不同逆境胁迫和不同抗寒茶树品种间GB合成中关键基因的表达模式，并分析茶树体内GB的含量，为茶树抗性育种奠定基础。【方法】采用反转录PCR结合RACE技术，从茶树中克隆CsCMO的全长cDNA序列，并对其进行生物信息学分析，结合前期克隆得到的茶树甜菜碱醛脱氢酶CsBADH，用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）方法分析这2个基因的表达模式，紫外分光光度计测定GB含量。【结果】克隆得到茶树CsCMO（GenBank登录号：JX050146）的cDNA全长1 558 bp，包含1 305 bp的完整开放阅读框（ORF），编码434个氨基酸，并被定位在叶绿体上。氨基酸序列分析表明，CsCMO含有CMO中保守的Rieske型2Fe-2S结构域和单分子非血红素Fe结合位点，与其它植物CMO序列相似性在50%以上；进化树分析显示，它与枸杞的关系最近。qRT-PCR分析表明，4℃低温、NaCl盐和ABA处理均能诱导CsCMO和CsBADH表达，96 h内随着处理时间的增加，表达量呈增加趋势，但2个基因的表达模式有差异，盐胁迫诱导基因表达更显著；在不同抗寒品种中，2个基因的表达在抗性强的品种中表达量总体要高于抗性弱的品种，且CsBADH的变化比CsCMO的显著。3种胁迫处理48 h后，叶片中的GB含量均增加；低温处理后抗寒性强的品种中GB含量比抗寒性弱的高。【结论】克隆了茶树CsCMO，在低温、NaCl盐以及ABA处理下，GB积累，CsBADH和CsCMO上调表达，且盐胁迫下的表达更明显，表明GB与茶树抵御这3种胁迫关系密切。

中国农业应对气候变化关键技术研究进展及发展方向

陈兆波1, 董文1, 霍治国2, 张正斌3, 陈霞4, 李茂松5, 杨晓光6, 陈银基4

中国农业科学. 2013, 46(15): 3097-3104. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.15.003

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应对频发的极端天气气候灾害，是全球和中国农业可持续发展研究中的重要议题。中国农业在应对气候变化中采取了积极政策和科学措施，在保障粮食九连增和国民经济持续高速发展方面做出了重要贡献。本文通过对气候变化在中国农业影响事实进行了具体分析，对“十一五”期间国家科技支撑计划农业领域等有关项目在适应和减缓气候变化方面的主要研究进展和成果进行了总结和分析。结果表明，气候变化对农业发展带来机遇与挑战并存，中国研制和推行的减缓和适应气候变化关键技术发挥了不同程度的作用，并相继建立了气候变化对中国农业影响评估模型和方法，指明了今后中国农业应对气候变化科技发展的方向。

2011—2050年RCP4.5新情景下东北春玉米种植布局及生产评估

胡亚南12, 刘颖杰34

中国农业科学. 2013, 46(15): 3105-3114. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.15.004

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【目的】研究东北地区春玉米适种区域及其生育期、产量对气候变化的响应。【方法】基于气候模式RegCM4输出的未来RCP4.5新气候情景逐日资料，采用经验频率法预测80%保证率下2011—2050年中国东北地区早、中、晚熟型春玉米种植区域时空变化，同时结合作物模型DSSAT4.5对黑龙江省晚熟品种的生育期、产量变化特征及该省因气候变化而新增的晚熟品种可能种植区内晚熟玉米的适种性进行模拟评估。【结果】RCP4.5情景下，2011—2050年东北三省≥10℃的积温呈增加趋势，早、中、晚熟型玉米品种种植界限均有不同程度的北扩或东移，可能种植范围扩大。黑龙江省2011—2050年间晚熟玉米新增可能种植区域内适宜种植晚熟品种；气候变化对原有种植区内晚熟品种生殖生长期的影响程度大于对营养生长期的影响，全生育期天数平均缩短2—11 d；产量变化存在明显空间差异，不考虑CO2肥效作用和考虑CO2肥效作用两种方案下的产量变化范围均介于±20%以内，但考虑CO2肥效作用时的产量较高。【结论】因气候条件变化而新增的春玉米种植区域的适种性需要综合考虑多方面因素来评估。未来40a玉米全生育期天数变化主要源于生殖生长期缩短，大气中CO2浓度增加带来的肥效作用可抵消一部分因温度升高产生的对玉米产量形成的不利影响。

几丁质触发植物免疫的研究现状与展望

田义12, 康国栋1, 张彩霞1, 张利义1, 郝玉金2, 丛佩华1

中国农业科学. 2013, 46(15): 3115-3124. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.15.005

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真菌病害是植物病害中最为严重的一种，世界上70%—80%的植物病害都是由真菌引起。几丁质是病原真菌细胞壁的重要组成成分，是一种典型的病原相关分子模式（pathogen-associated molecular pattern，PAMP）。当植物受到病原真菌入侵，位于细胞膜上的模式识别受体（pattern recognition receptor，PRR）能够直接与几丁质及其寡糖相互作用并触发植物的免疫反应。近几年，随着植物几丁质受体的成功鉴定，其与几丁质的相互作用机制以及几丁质触发植物免疫的分子机理被广泛研究，并取得了许多重要进展。为了较全面、系统地反应几丁质触发免疫研究的历史沿革、研究现状和发展趋势，笔者就植物对几丁质的识别机制、信号转导以及病原真菌对几丁质触发的免疫反应的抑制机制这3方面进行了综述，并对未来研究的发展方向进行了探讨。

中国马铃薯Y病毒的检测鉴定及CP基因的分子变异

高芳銮1, 沈建国2, 史凤阳1, 方治国1, 谢联辉1, 詹家绥1

中国农业科学. 2013, 46(15): 3125-3133. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.15.006

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【目的】查明马铃薯Y病毒（Potato virus Y，PVY）病在中国的发生情况，及时、准确地鉴定出PVY并对其分子变异进行分析。【方法】采用ELISA 方法对采自中国14个省（直辖市）马铃薯种植区疑似受PVY感染的样品进行了检测，并对其中的部分材料镜检验证，然后根据CP基因序列设计1对简并引物针对随机选择感染PVY的14个省（直辖市）代表样品进行CP基因扩增克隆，将测序得到的序列进行分子变异分析，并使用贝叶斯法（Bayesian inference，BI）重建系统发育关系。【结果】ELISA检测结果表明，691份样品中220个样品与PVY抗体呈阳性反应，其余呈阴性反应；ELISA检测的阳性材料在透射电镜下均可观察到明显的风轮状内含体，14个PVY分离物均成功扩增出预期大小（约800 bp）的特异性片段，CP基因的核苷酸序列与已报道PVY不同株系的核苷酸序列一致性均在88%以上；在14个PVY分离物CP基因中共发现有29个多态性位点，其中6个简约信息位点，23个单一变异位点。系统发育分析结果显示，14个PVY分离物与PVYN:O株系相聚成簇，表明其在系统发育关系上，与PVYN:O株系的亲缘关系最近。【结论】PVY CP基因高度保守，但不同地区分离物也存在一定的分子变异，本研究可为今后了解PVY病毒病流行、变异趋势及其防治提供依据。

土壤水分对薇甘菊不同繁殖体单位存活能力和植株表型可塑性影响

徐高峰, 申时才, 张付斗, 李天林, 张玉华

中国农业科学. 2013, 46(15): 3134-3141. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.15.007

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【目的】研究土壤水分对入侵性植物薇甘菊（Mikania micrantha H. B. Kunth）的克隆繁殖和植株形态特征的可塑性，提高对该物种的预警能力和控制能力。【方法】在人工气候箱内通过模拟干旱和淹水条件，研究土壤水分对薇甘菊不同繁殖单位存活能力的影响；通过温室水分控制试验研究低、中、高土壤水分和水深1 cm条件下，薇甘菊植株的表型可塑性。【结果】除节间和不定根外，土壤水分对薇甘菊其它营养繁殖体单位的存活率具有显著影响，且不同营养繁殖体单位在同等土壤水分条件下的存活率存在差异。当土壤含水量为12.5%时，薇甘菊地下营养繁殖体不定根+节点、不定根+根状茎+节点的存活率显著大于其它营养繁殖单位，而叶片则不能存活；随着土壤含水量的增加，各营养繁殖单位的存活率逐渐增大；当处于淹水状态时，在水深1 cm条件下，营养繁殖体节间、节点、不定根、不定根+节点不能存活，而其它营养繁殖体的存活率均超过80%；但水深为6 cm时，各营养繁殖体均不能存活。薇甘菊的主茎长、总分枝长、叶面积和主茎节间长均随着土壤含水量的增加而增大；分枝数则在高土壤水分含量下达到最大，且各土壤水分处理间差异显著；茎节数在中土壤水分含量下达到最大，后随着土壤含水量的增加而减小。薇甘菊的地上生物量、茎生物量、叶生物量以及地上生物量分配和叶生物量分配均随着土壤水分的增加而增大；而茎生物量分配在中等土壤水分含量下最大；地下生物量在高土壤含水量时达到最大，后在淹水状态下减小，而地下生物量分配则随着土壤含水量增加而减小。【结论】薇甘菊的克隆繁殖和植株形态随土壤水分变化具有很强的可塑性，在干旱（土壤含水量为12.5%）和淹水（水深1 cm）条件下，均可通过营养繁殖体克隆繁殖并生长，而在水深6 cm则不能存活。

40%氟菌•唑醚悬浮剂的研制及其对马铃薯晚疫病田间防治效果

张鹏12, 王文桥1, 黄啟良2, 孟润杰1, 赵建江1, 马志强1, 韩秀英1, 张小风1

中国农业科学. 2013, 46(15): 3142-3150. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.15.008

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【目的】筛选对致病疫霉（Phytophthora infestans）抑菌活性高的杀菌剂氟吡菌胺和吡唑醚菌酯的最佳混配比例，将其加工成悬浮剂（suspension concentrate，SC）并确定其在田间对马铃薯晚疫病的防治效果。【方法】采用叶盘法测定氟吡菌胺和吡唑醚菌酯的不同配比混合物对致病疫霉的毒力并根据Wadley公式计算增效系数，选择具有增效作用的混配组合；采用流点法、黏度曲线法确定润湿分散剂，通过“湿法”研磨工艺加工不同助剂含量的样品，调节样品的流变学特性，逐步优化配方；确定最终配方后，采用“湿法”研磨工艺加工悬浮剂样品，测定其对马铃薯晚疫病的田间防治效果。【结果】氟吡菌胺和吡唑醚菌酯以10﹕1和1﹕4混合时对致病疫霉毒力表现增效，增效系数分别为1.56和1.66；40%氟菌•唑醚悬浮剂的最佳配方为：氟吡菌胺≥8%、吡唑醚菌酯≥32%、1%Terwet1004、2%Tersperse2700、2%Morwet D425、0.5%硅酸镁铝、4%乙二醇、3%SAG630、水≤47.5%；在用量为480、360、288 g a.i./hm2时，40%氟菌•唑醚悬浮剂对马铃薯晚疫病的田间防治效果分别为94.38%、92.20%、88.22%。【结论】氟吡菌胺和吡唑醚菌酯混配使用对致病疫霉具有不同程度的毒力增效作用；按照选定的配方加工成的40%氟菌•唑醚悬浮剂样品粒径小，悬浮率高，贮存稳定，在田间条件下对马铃薯晚疫病有优异的防治效果。

北京延庆盆地农田表层土壤肥力评价及其空间变异

叶回春1, 张世文2, 黄元仿1, 王胜涛3

中国农业科学. 2013, 46(15): 3151-3160. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.15.009

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【目的】土壤肥力评价及其空间变异研究，可为科学施肥、作物布局调整等提供依据。【方法】在以往土壤肥力评价仅考虑常规养分指标的基础上，引入微量元素养分指标，采用主成分分析法、隶属度函数和地统计方法，对北京延庆盆地表层土壤肥力进行综合评价，并研究其空间变异特征。【结果】研究区土壤常规养分和微量元素养分的综合肥力贡献率分别为0.63和0.37；土壤综合肥力指数处于0.22—0.97，平均为0.53；其空间变异具有一阶趋势，去除趋势后所剩残差表现出较弱的空间相关性；空间总体分布受有机质和全氮分布的影响较大，局部地区分布还受有效铜、有效锌等微量元素养分的影响；菜地土壤单一有效微量元素指标的肥力水平和综合肥力水平总体上均高于果园和粮田。【结论】将土壤常规养分和微量元素养分同时纳入土壤肥力质量评价指标体系是可行的和必要的，利用地统计学方法能较好地揭示土壤肥力质量的空间变异规律。

中国氮肥发展、贡献和挑战

张卫峰, 马林, 黄高强, 武良, 陈新平, 张福锁

中国农业科学. 2013, 46(15): 3161-3171. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.15.010

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【目的】氮素是生命活动的必需元素，也是生态系统变化的主要因子。定量氮素的来源和贡献，并确定未来的发展方向是协调中国资源、环境与粮食安全的重要内容。【方法】通过食物链模型分析中国陆地生态系统中氮素来源的构成、特点和变化，以及氮素投入变化对农业生产、人体营养改善的贡献，并通过国内外综合比较提出了未来中国氮素管理的重点方向。【结果】中国已是世界上最大的氮肥生产和消费国，对近二十年全球氮肥产用量增长的贡献达61%和52%。氮肥已占中国陆地生态系统氮素输入量的72%，中国人蛋白质消费量中有56%来自于氮肥，氮肥等新技术的增产作用相当于将人均耕地面积从0.08 hm2提高到了0.52 hm2，扩大了6.5倍，这是中国以全球10%的土地资源、21%的灌溉面积养活20%的人口并不断提高生活水平的关键。但目前中国氮肥生产量超过了消费量、而消费量超过作物最高产量需求量，农业系统中的氮肥盈余量已经达到175 kg•hm-2，成为环境污染因子。【结论】中国需要尽快转变发展方式，从鼓励施肥转向控制施肥，以同时实现增产和环保；从满足化肥供应数量转向提高质量，加强节能和产品优化工作；从单一促进农业管理转向能源、农业和环境管理的同步。

mRNA差异显示法筛选‘砀山酥梨’褐皮芽变相关差异表达基因

衡伟, 程秀云, 贾兵, 刘普, 刘莉, 叶振风, 朱立武

中国农业科学. 2013, 46(15): 3172-3179. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.15.011

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【目的】研究‘砀山酥梨’褐皮芽变形成机理。【方法】以‘砀山酥梨’及其褐皮芽变‘锈酥’花后110 d幼果果皮为试材，利用mRNA差异显示技术筛选相关差异表达基因，基于Gene Ontology方法、采用Blast2 Go软件进行基因功能分析，结合real-time RT-PCR技术验证差异表达基因在花后不同时期的表达水平差异。【结果】筛选出的63条目的片段中，60条质量较高、3条质量较低；差异表达基因包含α-微管蛋白、甲基转移酶、甘露糖- 6-磷酸异构酶、液泡膜焦磷酸酶和泛素等数十个基因。花后90—150 d，α-微管蛋白基因在‘锈酥’中表达量均高于‘砀山酥梨’，特别是在花后90和110 d，其表达量分别为‘砀山酥梨’的5倍和3倍。而在花后90和110 d时，Ca2+/CaM基因在‘锈酥’果皮中的表达略高于‘砀山酥梨’；在120—150 d时，Ca2+/CaM依赖的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因在‘锈酥’果皮中的表达明显低于‘砀山酥梨’。除花后130 d，甘露糖- 6-磷酸异构酶基因在‘砀山酥梨’和‘锈酥’果皮中表达差异不明显。【结论】由试验结果推测，α-微管蛋白基因在果实发育全程的增量表达，以及蛋白激酶基因在果实发育后期表达水平下调，使‘锈酥’果皮细胞壁加厚、木栓化程度加大，导致了‘锈酥’褐色果皮的形成。

不同覆盖方式对黄土高原地区苹果园土壤有机碳组分及微生物的影响

张林森1, 刘富庭1, 张永旺1, 李雪薇1, 李丙智1, 胥生荣1, 谷洁2, 韩明玉1

中国农业科学. 2013, 46(15): 3180-3190. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.15.012

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【目的】研究不同覆盖方式对黄土高原地区苹果园土壤有机碳各组分及微生物群落活性的影响。【方法】通过野外果园定位试验，分层采集0—100 cm土层的土样，对麦草覆盖、起垄黑地膜覆盖及清耕3个不同处理方式下，土壤有机碳各组分及微生物群落功能多样性进行研究。【结果】麦草覆盖可显著增加0—60 cm土壤总有机碳（TOC）、颗粒有机碳（POC）、轻质有机碳（LFOC）、易氧化有机碳（ROC）和可溶性有机碳（DOC）含量，在1—3年内随着覆盖年限的增加而增加，其中在0—20 cm土层中TOC含量每年约增加1.9 g•kg-1，而微生物量碳（MBC）的含量表现出逐年降低的趋势。起垄黑地膜覆盖的土壤TOC含量低于对照，而POC、LFOC、ROC、DOC、MBC的含量高于对照，但均随着覆盖年限的增加而降低，3年后0—20 cm土层中TOC含量降低0.91 g•kg-1。麦草覆盖和黑地膜覆盖处理的微生物群落碳源利用率（AWCD）、微生物群落Shannon 指数（H）和微生物群落丰富度指数（S）均高于对照处理，同样也表现出逐年降低的趋势，其中覆膜处理下降更加剧烈。【结论】麦草覆盖提高了土壤有机碳各组分的含量，而起垄黑地膜覆盖逐年降低有机碳各组分含量。两处理开始均可提高土壤微生物群落碳源利用率、微生物群落的丰富度和功能多样性，但同样出现了逐年降低的趋势，而覆膜处理降低得更加迅速。

Pen a 1表位抗原多克隆抗体的制备及鉴定

赵杰1, 高美须1, 潘家荣2, 王志东1, 兰丽平1, 睢珂1, 许舒婷1, 刘超超1, 牟慧1

中国农业科学. 2013, 46(15): 3191-3198. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.15.013

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【目的】建立一种识别、检测致敏蛋白的新方法。【方法】Pen a 1为虾中主要的致敏蛋白，从其5个主要IgE结合区中选择一段具有代表性的（85—105位）含21个氨基酸的多肽序列，进行化学合成，将多肽分别与匙孔血蓝蛋白（KLH）和牛血清白蛋白（BSA）偶联，制得免疫原和包被原，免疫原免疫新西兰纯种白兔得到多克隆抗体。以刀额新对虾蛋白、卵清蛋白、花生蛋白和牛奶蛋白为样品，免疫印迹鉴定多克隆抗体对刀额新对虾中Pen a 1蛋白的特异性。【结果】经Ellman试剂测定多肽与KLH、BSA的偶联比分别为 12﹕1和8﹕1。间接非竞争ELISA测定多克隆抗体的效价达1.024×106，间接竞争ELISA(icELISA)测定该多克隆抗体对多肽的IC50和IC10分别为0.4324 μg•mL-1和0.0004 μg•mL-1，表明多克隆抗体对多肽具有较强的灵敏性。免疫印迹试验结果表明，此多克隆抗体仅可识别刀额新对虾蛋白中的Pen a 1蛋白，对所选其它物种蛋白无响应。【结论】通过人工合成多肽制备的抗体可用于目标致敏蛋白质的检测分析，该方法快捷灵敏，且具有较高的特异性。

仿生法评定饲料干物质消化率的影响因素

陈亮, 张宏福, 高理想, 赵峰

中国农业科学. 2013, 46(15): 3199-3205. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.15.014

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【目的】为确立饲料养分生物学效价仿生法的评定操作规程，探讨仿生法测定饲料干物质消化率的影响因素。【方法】试验采用单因素完全随机设计，共设6个处理，每个处理5个重复，每个重复使用1根仿生消化管，其中处理1—2、3—4、5—6分别考察透析袋的前处理方式、消化残渣脱脂和蠕动泵泵入方式对饲料体外干物质消化率的影响。【结果】①透析袋使用两种前处理方式，玉米、豆粕和麦麸干物质消化率无显著影响（P＞0.05）；②脱脂显著提高玉米、豆粕和麦麸的干物质和粗脂肪的消化率，干物质消化率提高约3%，粗脂肪消化率达到90%以上（P＜0.05），但脱脂未对饲料其它养分的消化率产生影响（P＞0.05）；③蠕动泵泵入缓冲液方式对饲料干物质消化率有显著影响，注入式所测得的玉米、豆粕和麦麸的饲料干物质消化率显著低于吸入式（P＜0.05），但是其测试的平行性较好。【结论】仿生法测试饲料体外干物质消化率时，消化残渣应进行脱脂，透析袋采用两种前处理方式均可，蠕动泵以注入方式更符合测试精度的要求。

不同水平维生素D3对扬州鹅仔鹅钙磷代谢和免疫机能的影响

田晓晓, 王志跃, 杨海明, 曹玉娟, 孙红暖

中国农业科学. 2013, 46(15): 3206-3211. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.15.015

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【目的】研究在基础日粮中添加不同水平维生素D3（VD3）对仔鹅钙磷代谢和免疫机能的影响。【方法】将300只健康、体重均匀的28日龄扬州鹅公鹅随机分成5个处理组，每个处理组6个重复，每个重复10只。对照组饲喂基础饲粮，试验组分别饲喂添加500、1 000、2 000和4 000 IU•kg-1维生素D3的试验饲粮，饲养至10周龄。【结果】基础日粮中添加1 000 IU•kg-1的维生素D3显著提高了10周龄扬州鹅血清钙含量、胫骨钙含量、胫骨强度和血清免疫球蛋白IgG含量（P＜0.05）；添加2 000 IU•kg-1维生素D3显著提高了血清钙含量（P＜0.01）、胸腺指数和血清白细胞介素-4水平（P＜0.05）；但日粮维生素D3水平对血清磷含量和碱性磷酸酶活性影响不显著（P＞0.05）。【结论】日粮中添加适宜水平的维生素D3（1 000—2 000 IU•kg-1）有利于提高扬州鹅仔鹅的钙代谢和免疫机能。

金黄色葡萄球菌诱导牛原代乳腺上皮细胞的凋亡

崔新洁, 胡庆亮, 李奕平, 陶琳, 修磊, 刘秉春, 陈媛, 王潇

中国农业科学. 2013, 46(15): 3212-3219. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.15.016

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【目的】观察金黄色葡萄球菌能否诱导牛原代乳腺上皮细胞发生凋亡。【方法】先以新鲜牛奶为材料分离培养牛乳腺上皮细胞并鉴定，然后用金黄色葡萄球菌侵染牛乳腺上皮细胞，采用普通光镜和扫描电子显微镜观察金黄色葡萄球菌诱导牛乳腺上皮细胞凋亡的形态学变化；用流式细胞仪（Annexin V/PI双染法）定量检测金黄色葡萄球菌感染对牛乳腺上皮细胞凋亡的诱导作用；RT-PCR检测细胞凋亡通路中关键蛋白caspase 3和caspase 8的变化情况。【结果】从乳汁中分离的细胞经原代培养后，细胞呈典型的铺路石状，细胞表层可产生大小不等的乳滴，RT-PCR法扩增出乳腺上皮细胞的骨架蛋白8特异性条带；免疫荧光细胞染色法结果显示分离培养的牛乳腺上皮细胞表达角蛋白8；金黄色葡萄球菌感染牛乳腺上皮细胞3 h后，可诱导牛乳腺上皮细胞发生凋亡，表现为细胞核皱缩，染色质边缘化和细胞浆内空泡增多等典型凋亡特征；Annexin V/PI双染法检测后发现，与对照组相比，感染组细胞凋亡率明显升高，差异极显著（P﹤0.01）；与对照组相比，感染组细胞caspase3及caspase 8表达量明显增高。【结论】金黄色葡萄球菌可以诱导牛原代乳腺上皮细胞凋亡，具有细胞凋亡的典型形态特征和生化特性，凋亡通路可能涉及caspase 3和caspase 8参与的外源性凋亡途径。

影响禽致病性大肠杆菌信号分子AI-2产生的因素分析

白灏1, 2, 韩先干1, 刘蕾1, 祁克宗2, 刘海文1, 丁铲1, 于圣青1

中国农业科学. 2013, 46(15): 3220-3226. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.15.017

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【目的】探讨禽致病性大肠杆菌(Avian Pathogenic Escherichia coli, APEC)在不同生长时期和不同培养条件下，信号分子AI-2(Autoinducer-2, AI-2)的合成与luxS和pfs的转录水平之间的关系。【方法】利用哈维弧菌BB170（vibrio harveyi BB170）检测不同生长时期和不同培养条件下APEC的AI-2活性。同时利用Real-time PCR检测APEC不同生长时期和不同培养条件下luxS和pfs的转录水平。【结果】APEC在不同生长时期的AI-2活性与luxS的转录水平保持一致。培养基中加入葡萄糖，麦芽糖和NaCl后，AI-2活性和luxS转录水平都上调，加入蔗糖后则都下调，两者保持一致性。AI-2活性与pfs的转录水平则并不一致。【结论】APEC的AI-2产生水平与luxS的转录水平有高度的相关性，而与pfs的转录水平没有显著相关性；葡萄糖、麦芽糖和NaCl，促进AI -2的合成。

黑龙江省宾县农作物格局时空变化特征分析

张莉, 吴文斌, 杨鹏, 唐华俊, 周清波, 李正国

中国农业科学. 2013, 46(15): 3227-3237. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.15.018

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【目的】农作物时空格局特征分析是微观层面农户农作物选择影响机制研究的基础。通过分析宾县乡镇尺度农作物格局的时空变化特征，为农作物种植结构变化机理机制研究提供依据。【方法】基于黑龙江省宾县1996—2010年乡镇级统计数据，运用数理统计和GIS空间分析等方法，分析宾县过去15年玉米、大豆、水稻3种主要粮食作物和经济作物播种面积数量变化及空间变化特征。【结果】1996—2010年宾县农作物总播种面积增加22.86%，主要是由粮食作物播种面积变化引起。粮食作物播种面积增加32.80%，经济作物减少52.84%，粮经比从88﹕12调整到96﹕4。玉米种植面积大幅增加73.82%，种植比例不断提高，大豆种植面积减少1.05%，水稻种植面积减少29.78%。主要粮食作物空间变化呈现较强的规律性，即玉米种植在全县范围内分布较均衡，大豆种植中心向东南部集中，水稻种植集中到宾县北部和西部地区。【结论】过去15年宾县农作物格局时空变化明显，分析掌握其变化特征，有助于进一步探究其变化的原因，为科学调整县域农作物种植结构、提升农业综合生产能力提供科学依据。

自然环境因素对农户选择种植作物的影响机制——以黑龙江省宾县为例

刘珍环, 杨鹏, 吴文斌, 李正国, 唐鹏钦, 李志鹏, 余强毅, 夏天, 唐华俊

中国农业科学. 2013, 46(15): 3238-3247. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.15.019

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【目的】探讨自然环境因素对农户农作物选择的影响机制，为农户的适应行为提供决策支持。【方法】本研究以黑龙江省宾县为研究区域，通过当面访谈方式，获取384个农户问卷调查数据；采用频率分析方法，从气象要素和自然灾害两个方面，分析自然环境变化对农户作物选择的影响及农户种植行为的适应机制。【结果】通过分析农户认知和选择行为发现，气象要素、自然灾害及作物产量对农户作物选择有影响，农户在作物类型变更时首先考虑产量因素，其次是气候因素，再次是自然灾害因素，但在对自然环境要求高的作物类型变化中，如水稻改玉米，自然环境因素受重视程度显著增加。更换作物类型与品种、调整农时是农户适应自然环境因素变化中采用较多的行为。农户对自然环境变化的感知与实际趋势是否一致，会影响农户是否主动改变作物类型。【结论】为提高农户适应自然环境因素变化的影响，今后宜从提高农户主动适应行为入手，引导农户改善应对气候变化与自然灾害能力，在应对行为上需有更为高层次的区域布局和政策引导。

社会经济因素对农户作物选择的影响机制——以黑龙江省宾县为例

石淑芹1, 李正国2, 唐华俊2, 杨鹏2, 吴文斌2, 田媛媛1, 夏天2, 刘珍环2, 余强毅2

中国农业科学. 2013, 46(15): 3248-3256. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.15.020

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【目的】探讨社会经济因素对农户农作物选择的影响机制，为优化农作物结构调整与制定政策提供依据。【方法】本研究对黑龙江省宾县384个农户进行随机调查，采用频率分析法，从生产要素投入、作物纯收益、作物出售情况、农业生产技术推广及农业政策等5个方面，探讨其对农户种地积极性以及农作物选择的影响。【结果】作物纯收益的提高、新品种与新技术的推广以及农业补贴与引导政策在较大程度上能够提高种地积极性。而在农户作物选择方面，主要受作物纯收益影响，其次为农业补贴与引导政策。【结论】为进一步促进东北地区未来的种植业发展，研究区应从增加基础设施投入、提高粮食作物收购价格、提供稳定收购渠道、加强农业科技投入力度和拓展服务内容等方面调动农户种地积极性、优化农作物结构，并提高农民收入水平。

家庭属性对农户选择种植作物的影响机制——以黑龙江省宾县为例

夏天, 吴文斌, 唐华俊, 周清波, 杨鹏, 李正国, 刘珍环, 余强毅

中国农业科学. 2013, 46(15): 3257-3265. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.15.021

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【目的】微观层面的农户作物选择行为过程及其机制研究对于农业或农村政策的制定和调整具有重要意义，也是目前国内外学者广泛关注的热点问题。本文利用农户调查数据，重点分析研究农户自身的家庭属性对其作物选择和作物种植更替的影响。【方法】以中国东北地区具有典型代表性、黑龙江省的宾县为研究区域，通过实地农户调查，获取了384户农户调查数据；将调查数据进行标准化处理后导入SPSS统计分析系统，利用单变量多因素方差分析法解析农户家庭属性对选择种植水稻、小麦、玉米、大豆及其它经济作物等五类作物的影响。【结果】总的来说农户的年龄、教育程度、家庭劳动力数量、家庭人数和承包耕地类型条件等家庭属性因素对农户选择种植作物具有重要影响；年龄相对越大并且家庭劳动力较少的农户更趋向选择种植玉米，劳动力较多的农户更愿意选择种植大豆，当地种植小麦可能会对农户家庭收入有负面影响，传统的农民在耕地条件合适更加愿意选择种植水稻，家庭总人口多、劳动力丰富并且有文化的农户更加愿意选择种植经济作物。【结论】农作物实际种植过程中农户受到种植作物的工时量、种植作物所需农业知识水平、种植环境要求或资金投入产出比等各种因素影响，这些因素直接导致农户家庭属性中相应的属性因素对农户选择行为的影响。

基于农户行为的农作物空间格局变化模拟模型架构

余强毅, 吴文斌, 唐华俊, 杨鹏, 李正国, 夏天, 刘珍环, 周清波

中国农业科学. 2013, 46(15): 3266-3276. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.15.022

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【目的】农作物空间格局是农业土地系统中景观功能层面的核心特征之一，农作物空间格局变化较土地利用与覆被变化更为频繁，但并不易于监测与分析。本文拟提出一个基于农户（Agent）作物选择行为的农作物空间格局动态变化模拟模型（CroPaDy）的构建方案。【方法】参考Agent农业土地变化模型的建模思路，按照 “ODD标准化建模程序”和“一般性的模型计算化设计框架”进行模型的概念化设计与计算化设计。【结果】概念化设计方面，将模型设计成一个闭合的环路（驱动因素分析—决策过程分析—行为结果分析）。其中，驱动因素分析影响农户决策的内/外部因素，而非传统的自然/社会经济因素。模型模拟步长为一年，状态变量每年更新，并将行为结果作为反馈从而更新内/外部影响因素，由此体现农作物空间格局变化的动态过程。计算化设计方面，将模型设计成3个既相互独立又紧密联系的子模块，分别是：Agent生成模块、Agent简化与分类模块以及Agent决策分析模块。模型计算化设计过程应用蒙特卡洛以及效用函数等常见方法，此外，尝试使用因子分析方法对Agent进行分类与简化。【结论】经检验，CroPaDy模型充分考虑了自然环境与人类社会的交互作用，能够用以表达特定区域内的农作物空间格局及其动态变化过程。

甘蔗Cu/Zn-SOD的克隆和表达分析

王盛1, 张保青1, 黄杏12, 樊艳姣1, 杨丽涛1, 李杨瑞12

中国农业科学. 2013, 46(15): 3277-3284. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.15.023

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【目的】克隆甘蔗铜/锌超氧化物歧化酶（Cu/Zn-SOD）基因，并分析其序列特征、组织特异性表达及在不同逆境胁迫下的表达模式。【方法】以甘蔗桂糖28号为材料，利用RT-PCR技术克隆获得Cu/Zn-SOD，采用生物信息学方法分析所推测的氨基酸序列，通过实时荧光定量PCR研究Cu/Zn-SOD在不同组织及逆境条件下的表达情况。【结果】克隆获得甘蔗Cu/Zn-SOD，NCBI登录号为JQ958328，其开放阅读框为456 bp，编码151个氨基酸，与禾本科植物聚于同一进化分支。实时荧光定量PCR分析表明Cu/Zn-SOD在根、茎、叶中均有表达，为组成型表达，在叶中表达量最高；Cu/Zn-SOD在聚乙二醇（PEG）、NaCl、低温（4℃）和H2O2四种非生物胁迫下均诱导表达，表达模式因调控机制的不同而异。【结论】克隆获得Cu/Zn-SOD，其主要在甘蔗绿色组织中表达，其在铜/锌SOD超氧化物歧化酶的功能区域保守型很高，可能与甘蔗抵御渗透胁迫相关。

柑橘大实蝇微卫星标记的筛选

高立志1, 刘映红1, 万宣伍12, 王佳1, 洪枫1

中国农业科学. 2013, 46(15): 3285-3292. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.15.024

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【目的】筛选可用于柑橘大实蝇（Bactrocera minax）种群遗传研究的微卫星标记。【方法】选取33对柑橘大实蝇同属种柑橘小实蝇（B. dorsalis）、木瓜实蝇（B. papayae）、瓜实蝇（B. cucurbita）、东澳番茄实蝇（B. cacuminata）中多态性较好微卫星引物，通过对PCR扩增产物进行琼脂糖电泳初筛选及变性聚丙烯酰胺凝胶电泳再筛选，并对其等位基因频率、多态信息含量和有效等位基因数等指数进行分析。【结果】33对微卫星引物中有12对引物对柑橘大实蝇有扩增条带，其同源率为36.4%。6个微卫星位点在柑橘大实蝇上共检测到 23个等位基因，平均等位基因数为3.83 个；6对微卫星引物的平均多态信息含量（PIC）为0.2248，最高为0.4105，最低为0.0869。【结论】所筛选出的6对微卫星引物表现出较好的多态性，可用于后续对柑橘大实蝇的种群遗传研究。

亚低温下水分对番茄幼苗干物质积累与养分吸收的影响

徐菲1, 李建明12, 吴普特12, 张大龙1, 赵志华1, 李俊1

中国农业科学. 2013, 46(15): 3293-3304. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.15.025

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【目的】揭示亚低温条件下水分对番茄幼苗氮钾营养元素吸收与分配的影响，为冬季温室番茄水肥科学管理提供依据。【方法】以番茄为材料，在温室内采用盆栽的方式，以适温( 18—30℃ )环境为对照，研究亚低温(4—20℃ )条件下，灌溉补充蒸腾蒸发量(ET) 分别为 60%、80%、100%和 120% 的水分对温室番茄幼苗干物质积累分配及养分吸收分配的影响。【结果】与适温相比，亚低温下番茄幼苗根、茎、叶干物质的积累量随着补充水分的减少逐渐降低，且处理时间越长降低得越多；干物质向叶片分配的比例减少，向根茎中的分配比例增大；亚低温下番茄幼苗植株中N、K的总含量降低，N总量随着补充水分的减少而减少，K总量在补充100% ET时最大；亚低温使番茄幼苗根茎叶中N的含量增加，K的含量降低；根茎中N的含量随着补充水分的减少而降低，叶片中N的含量在补充100% ET 时最高，根茎叶片中K的含量在补充60% ET时最高。亚低温下补充的水分小于80% ET时，根茎叶中N的积累量显著下降；随着处理时间的延长，N向叶片中的分配率降低，根茎中的分配率升高。随着生长时间的延长，番茄幼苗K向叶片中的分配率先降低后升高，根中的分配率大于适温下生长的番茄，且随补充的水分减少而逐渐升高。亚低温下补充100% ET水分叶片水势最大。【结论】在亚低温条件下补充100% ET水分有利于番茄幼苗干物质的积累以及对氮、钾元素的吸收。亚低温下番茄幼苗植株N的总量受水分影响较大，K总量受温度的影响较大。

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