中国农业科学

中国农业科学. 2020, 53(19): 0.

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新疆春小麦品种Pins基因等位变异及其对新疆拉面加工品质的影响

相吉山,刘鹏鹏,桑伟,崔凤娟,韩新年,聂迎彬,孔德真,邹波,徐红军,穆培源

中国农业科学. 2020, 53(19): 3857-3866. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2020.19.001

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【目的】检测新疆春小麦品种Pins等位变异分布规律,分析不同Pins基因型春小麦品种籽粒硬度的差异,探讨Pins对春小麦品种主要品质性状和新疆拉面加工品质的影响,明确籽粒硬度影响新疆拉面加工品质的分子遗传基础及机理。【方法】以386份新疆春小麦品种资源为材料,用分子标记检测籽粒硬度Pins,测定品质性状（籽粒性状、磨粉品质、面粉品质、面团特性、淀粉糊化特性等）,制作新疆拉面并进行评鉴。【结果】Pins等位变异分布规律：在新疆春小麦品种资源中,Pina有2种等位变异,分别为Pina-D1a（占比86.79%）、Pina-D1b（13.21%）;Pinb有3种等位变异,分别为Pinb-D1a（64.77%）、Pinb-D1b（32.12%）和Pinb-D1p（3.11%）;Pina/Pinb有6种基因型组合,分别为Pina-D1a/Pinb-D1a（58.81%）、Pina-D1a/Pinb-D1b（25.39%）、Pina-D1a/Pinb-D1p（2.59%）、Pina-D1b/Pinb-D1a（5.96%）、Pina-D1b/Pinb-D1b（6.74%）和Pina-D1b/Pinb-D1p（0.52%）。Pins对春小麦品种品质性状的影响：Pina-D1a的籽粒蛋白含量、灰分含量、白度、湿面筋含量、Zeleny沉淀值均显著高于Pina-D1b;籽粒硬度、黄度（b^*值）、面筋指数、峰值时间、8分钟面积、稀懈值均显著低于Pina-D1b。与其他等位变异相比,Pinb-D1a的白度、湿面筋含量,Pinb-D1b的出粉率、黄度（b^*值）,Pinb-D1p的籽粒硬度、面筋指数均最高且达显著差异水平。与其他基因型组合相比,Pina-D1a/Pinb-D1a的白度,Pina-D1a/Pinb-D1p的籽粒硬度、面筋指数、8分钟面积,Pina-D1b/Pinb-D1b 的淀粉稀懈值,Pina-D1b/Pinb-D1p的籽粒蛋白含量、出粉率、面粉的湿面筋含量均最高且达显著差异水平。Pins对新疆拉面加工品质的影响：Pina-D1a的拉面手感、粘弹性、总分极显著低于Pina-D1b;Pina-D1b/Pinb-D1p的拉面手感最好,Pina-D1a/Pinb-D1p、Pina-D1b/Pinb-D1a和Pina-D1b/Pinb-D1b的粘弹性最高;Pina-D1b/Pinb-D1a、Pina-D1b/Pinb-D1b的总分最高。【结论】Pina突变会使新疆春小麦胚乳质地变硬、主要品质性状显著升高,促进新疆拉面的拉面手感和粘弹性等性状得到显著改善,最终促使新疆拉面的加工品质（总分）显著提升;Pinb变异对新疆拉面加工品质的影响不显著。Pina-D1b/Pinb-D1a、Pina-D1b/Pinb-D1b是优质新疆拉面小麦品种品质改良中重点选择的基因型组合类型。

土培条件下玉米萌发期耐旱鉴评技术体系研究

张春宵,李淑芳,刘旭洋,刘杰,刘文平,刘学岩,李春辉,王天宇,李晓辉

中国农业科学. 2020, 53(19): 3867-3877. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2020.19.002

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【目的】中国玉米主产区多为干旱、半干旱地区,播种后遇旱问题时常发生,生产上实现良好的出苗与成苗率是保障玉米高产稳产的基础。鉴于不同的玉米品种对萌发期干旱胁迫反应不一,构建玉米萌发期耐旱评价技术体系,鉴定不同品种萌发期耐旱性,为玉米品种筛选与应用奠定基础。【方法】以从田间耕层采集的土壤为介质,设置从种子不能发芽到全部发芽的土壤含水量13个梯度,在25℃光照培养箱条件下测定5个代表性品种种子发芽率,建立不同土壤水分胁迫条件与发芽率的Logistic拟合方程,确立50%种子发芽率时土壤含水量（GW₅₀）;在此基础上,以5个品种GW₅₀平均值作为干旱处理强度,对32份品种的发芽率等11个性状进行测定,通过相关性分析、聚类分析和主成分分析等方法,解析种子发芽率与其他相关性状间的关系。【结果】在13个水分梯度下5个品种的发芽率拟合Logistic方程的决定系数R²为0.978—0.992,基于Logistic方程估算GW₅₀为18.2%—18.7%,GW₅₀平均值为18.5%。以18.5%土壤含水量作为干旱胁迫处理水平,对32份品种的发芽率等11个性状的分析结果显示,发芽率与胚芽鲜重、胚根鲜重、贮藏物质转运率具有显著的相关性,但相关系数均小于0.5,分别为0.36、0.40和0.38,而发芽率与胚根数等7个性状没有显著的相关性。聚类分析结果表明,基于发芽率以外10个性状的聚类分析将32个品种分为三类,分别包含13、10和9个品种,但这三类品种间的发芽率均值没有显著差异,说明这10个性状不能反映胁迫条件下的发芽率水平。对11个性状的主成分分析表明发芽率、胚芽干重和贮藏物质转运率在第一主成分具有较高的特征值,第一主成分对总方差的贡献率达到36.3%,这三个性状可以作为萌发期耐旱性评价的关键指标。基于建立的萌发期耐旱鉴定技术体系,所鉴定的32个品种中有4个属于萌发期耐旱型,22个属于为中间型,7个属于萌发期干旱敏感型。【结论】明确了限制种子发芽率50%的土壤干旱胁迫强度,提出种子发芽率、胚芽干重和贮藏物质转运率可作为萌发期耐旱鉴定的关键指标,构建了玉米萌发期耐旱鉴定技术方法体系。

基于连续12年国家苦荞区域试验的中国苦荞品种选育现状分析

吴曹阳,梁诗涵,邱军,高金锋,高小丽,王鹏科,冯佰利,杨璞

中国农业科学. 2020, 53(19): 3878-3892. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2020.19.003

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【目的】分析连续12年国家苦荞品种区域试验参试品种农艺性状以及产量变化,探讨中国苦荞品种改良现状和存在的问题,为未来中国苦荞遗传改良提供依据。【方法】依据气候、地理等环境因素对苦荞性状的影响,按照中国南北方地理划分标准将苦荞区试试点分为北方组和南方组,利用聚类分析、相关性分析和多元回归等方法,分析了2003—2014年共12年间国家苦荞品种区域试验参试品种生育日数、株高、主茎分枝数、主茎节数、单株粒重、千粒重以及产量性状在南北方的变异,并比较北方组和南方组苦荞不同性状间的相关性,以及不同育种单位选育的苦荞品种在南北方的性状差异。【结果】12年间,苦荞北方组和南方组参试品种产量分别增加了21%和32%,年均增幅分别为1.8%和2.6%。来自陕西省、甘肃省、云南省、贵州省、江西省、山西省、四川省、湖南省和重庆市等19家育种单位共提供了42个苦荞品种。其中,云南省5个单位,贵州省4个单位,陕西省3个单位,甘肃省、山西省和四川省各2个单位,江西省、湖南省和重庆市各1个单位。来自云南省、贵州省和陕西省的12家育种单位贡献了59.5%的参试品种,这些省区也是苦荞的主要产区。依据不同省（区）苦荞品种聚类分析,在相对遗传距离为5时,可将北方组和南方组苦荞分别分为4类和3类。北方组中陕西省、湖南省和山西省育成品种被分为一组,甘肃省、贵州省、江西省和云南省育成品种被分为一组,重庆市和四川省的育成品种各自分为一组;南方组中贵州省、江西省、云南省和重庆市育成品种被分为一组,陕西省、甘肃省和山西省育成品种被分为一组,四川省和湖南省育成品种被分为一组。相关性分析表明,北方组苦荞和南方组苦荞的单株粒重和产量显著正相关,在北方组苦荞中,单株粒重和株高呈显著正相关;在南方组苦荞中,单株粒重和产量均与主茎分枝数呈显著正相关,而其他性状之间的相关性在南北组中均有所不同。多元回归分析表明,北方组苦荞的生育日数、主茎分枝数、单株粒重和千粒重共同决定了产量53.0%的变异,南方组苦荞的生育日数、主茎分枝数、主茎节数、单株粒重和千粒重共同决定了产量61.4%的变异。【结论】连续12年国家苦荞区域试验表明,苦荞产量及相关性状的改良取得成效,产量有了一定的提升,生育日数有一定缩短,其他性状变化不大。全部供种单位中,云南省、贵州省和江西省选育的品种较其他省份选育的品种具有更广泛的环境适应性。培育高产、稳产、抗逆的苦荞品种仍然是当前苦荞品种改良的主要目标。提高单株粒重、增加主茎分枝数等性状仍是苦荞品种选育的重要途径。选育高黄酮、易脱壳、抗落粒、抗倒伏、成熟期一致和适于机械化栽培的优质专用品种是苦荞生产亟待解决的关键问题。挖掘新型苦荞种质资源与优异基因,加强分子设计育种等新技术研发与应用,提升苦荞品种改良技术和水平是苦荞品种改良的重要努力方向。

冬小麦-夏玉米周年光温资源高效利用

赵斌,李宗新,李勇,刘鹏,张吉旺,任佰朝,高英波,王旭清,张宾,刘开昌,王法宏

中国农业科学. 2020, 53(19): 3893-3899. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2020.19.004

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冬小麦-夏玉米周年农田资源高效利用限制因素分析

刘肖瑜,张豆豆,焦进宇,陈国庆,李勇

中国农业科学. 2020, 53(19): 3900-3914. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2020.19.005

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【目的】随着耕地面积的减少、人口数量的增加以及社会经济的迅速发展,增加单位面积作物产量是提升粮食总产量、确保我国粮食安全的重要途径。探索农田资源高效利用途径及限制因素,为提高作物单位面积产量提供指导。【方法】本研究以冬小麦、夏玉米为研究对象,在山东省4个生态区域（鲁东、鲁中、鲁西北及鲁西南）,利用模拟模型等方法研究2008—2017年不同气候、栽培管理条件下作物产量,提出定量化评价指标,分析并明确影响各生态区域资源利用及产量提升的主要限制因素。【结果】（1）鲁东地区冬小麦生长季受光温资源、品种、栽培模式、水资源、氮肥资源因素影响率分别为16.96%、20.68%、1.39%、60.97%、0;鲁中地区受各因素影响率分别为37.72%、20.16%、1.57%、40.55%、0;鲁西北地区分别为17.90%、19.11%、1.20%、61.79%、0;鲁西南地区分别为33.65%、23.80%、1.65%、40.90%、0。（2）鲁东地区夏玉米生长季受光温资源、品种、栽培模式、水资源、氮肥资源因素影响率分别为49.11%、9.07%、10.64%、31.18%和0;鲁中地区受各限制因素影响率分别为56.62%、10.86%、11.65%、20.87%、0;鲁西北地区各因素影响率分别为43.01%、18.95%、11.26%、26.78%和0;鲁西南地区各因素影响率分别为64.42%、5.44%、15.84%、14.30%和0。【结论】冬小麦生长季鲁东、鲁西北地区农田资源主要受水分资源限制,其次是光温资源和品种的限制,栽培模式和氮肥资源影响不大。鲁中、鲁西南地区则主要受光温资源和水分资源的共同影响,其次受品种因素限制。夏玉米生长季4个地区均受光温资源因素影响最大,水资源次之,品种和栽培模式影响较小。

扩行缩株对夏玉米群体冠层结构及产量的影响

丁相鹏,白晶,张春雨,张吉旺,刘鹏,任佰朝,赵斌

中国农业科学. 2020, 53(19): 3915-3927. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2020.19.006

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【目的】探明不同密度下扩行缩株（扩行距缩株距）栽培模式对黄淮海夏玉米产量和群体结构的调控效应。【方法】2018—2019年以密植高产玉米品种郑单958为试验材料,设置3种行距,即60 cm（B1）、80 cm（B2）、100 cm（B3）等行距;2个种植密度,即67 500株/hm²（D1）和82 500株/hm²（D2）,采用裂区设计形成不同的栽培模式。【结果】与D1密度相比,D2密度能显著提高夏玉米群体叶面积和光合势,改善群体的光能利用,增加群体的干物质积累量,促进产量的增加。不同种植密度条件下,扩行缩株对夏玉米群体结构的影响存在差异。在67 500株/hm²密度下,扩行缩株对产量的影响不显著,在82 500株/hm²密度下,B2处理较B1和B3处理2年平均增产9.45%和11.48%,主要是由于行粒数增加引起的穗粒数增加。在此密度下,B2处理较B1处理显著提高花后群体叶面积指数（LAI）,显著延缓中下部叶片衰老,增加花后夏玉米群体光合势,茎叶夹角增大,叶向值减小,穗位叶层和底层透光率明显增加,消光系数减小,花后干物质积累量增加,花后干物质转移量降低。表明高密度条件下,80 cm扩行的等行距模式有利于构建高效的光合群体结构,延缓叶片衰老,增加夏玉米群体干物质生产与积累,从而提高产量。【结论】黄淮海平原夏玉米通过增加种植密度并适当扩行缩株可实现光能资源高效利用和产量协同提高,本试验条件下,推荐82 500 株/hm²密度搭配80 cm等行距种植模式。

错株增密种植对夏玉米光合特性及产量的影响

张春雨,白晶,丁相鹏,张吉旺,刘鹏,任佰朝,赵斌

中国农业科学. 2020, 53(19): 3928-3941. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2020.19.007

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【目的】增密是玉米增产的重要途径之一,但随种植密度的增大,往往会造成群体郁闭,光能利用率下降。因此,本研究探索通过改变种植模式削弱增密后对植株产生的负面效应。【方法】试验于2018和2019年,以登海605和郑单958为试验材料,设置67 500株/hm²、82 500株/hm²2种密度,以常规对株种植为对照,研究错株种植和密度对夏玉米产量与光合特性的影响,以期探明错株种植与密度的互作机理,提出高产夏玉米适宜的种植模式。【结果】增密降低了群体整齐度,穗位叶净光合速率（Pn）、光合关键酶活性及叶绿素含量有所下降;光合关键酶活性在高密度下随生育期推进降幅更大,表明增密会使叶片衰老速率增大,不利于植株的光合作用。错株种植模式下群体整齐度提高,茎叶夹角增大,叶片更为平展,光能截获率增大,Pn、光合关键酶活性及叶绿素含量提高,群体干物质积累量及干物质向籽粒中的分配比例增大,进而显著提高了产量,错株种植较对株种植2个品种平均增产3.8%—6.1%。错株种植在保证群体数量的前提下削弱了群体内个体植株间对光温资源的竞争,保证玉米个体发育潜力的充分发挥,使玉米群体与个体协调发展。【结论】错株种植能显著改善群体冠层结构,优化群体的光照条件,增强其光合性能及物质生产能力,提高玉米产量。在本试验条件下,综合分析认为,82 500株/hm²密度条件下错株种植的模式表现最好,可为创建玉米高产栽培模式提供借鉴。

行距配置和覆反光膜对夏玉米产量及光能利用的影响

白晶,张春雨,丁相鹏,张吉旺,刘鹏,任佰朝,赵斌

中国农业科学. 2020, 53(19): 3942-3953. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2020.19.008

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【目的】近些年来夏玉米生长期阴雨寡照时有发生,光照不足已经成为影响夏玉米生长发育的重要限制因素。本研究的目的在于探讨在高密度下,采取适当调节行距配置和覆反光膜等措施能否有效改善及优化群体冠层和内部的光环境,缓解高密度造成的遮阴加重等问题,为进一步提高玉米产量提供理论依据。【方法】于2018—2019年进行大田试验,以郑单958为试验材料,在常规密度（67 500株/hm²）和高密度（82 500株/hm²）条件下,设置3个行距配置（（60+60）cm、（80+40）cm、（100+20）cm,覆反光膜（FM）和不覆膜（NM）2个处理,研究覆反光膜和行距配置对夏玉米光能利用及产量的影响。【结果】高密度种植,玉米产量增加。密度67 500株/hm²时,“60+60”和“80+40”行距配置的产量无显著差异,但均高于“100+20”行距配置;但密度82 500株/hm²时,覆反光膜处理下“FM80+40”的行距配置能够有效改善群体内部光照环境,使光能在玉米群体冠层内的分布更加合理,显著提高干物质积累量、LAI、冠层光能截获率、Pn及叶绿素含量,2年平均产量较“FM60+60”和“FM100+20”处理提高6.6%和10.8%,在不覆膜条件下“NM80+40”处理较“NM60+60”和“NM100+20”处理增产5.8%和8.7%,且“FM80+40”处理较“NM80+40”处理增产5.1%。【结论】82 500株/hm²密度下,采用“80+40”的行距配置,辅以覆反光膜处理,可显著改善夏玉米光合特性,提高下部透射光的反光率,进而增加中下部叶片的受光,防止叶片早衰,提升光合能力,是实现夏玉米再高产较理想的栽培模式。

吐丝前高温胁迫对不同耐热型夏玉米产量及穗发育特征的影响

高英波,张慧,单晶,薛艳芳,钱欣,代红翠,刘开昌,李宗新

中国农业科学. 2020, 53(19): 3954-3963. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2020.19.009

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【目的】吐丝前高温是影响玉米雌雄穗发育的重要因素之一,对玉米产量形成至关重要。探明吐丝前高温胁迫对玉米产量及雌雄穗发育进程的影响,为玉米稳产高产提供保障。【方法】以花粒期耐热型玉米品种郑单958和热敏感型玉米品种联创808为供试材料,采用盆栽试验,在第9片叶展开期至吐丝期,移入人工智能温室进行高温胁迫（最高温度/最低温度为40/30℃）,对照的最高温度/最低温度为35/25℃,研究高温胁迫对不同耐热型玉米产量、雌雄穗生长发育及外观形态结构、花粉花丝微观结构和光合特性的影响。【结果】第9片叶展开期至吐丝期高温胁迫显著降低了夏玉米穗长、行粒数、穗粒数和粒重,进而导致产量显著下降。与对照相比,高温胁迫下郑单958和联创808行粒数分别降低22.21%和24.59%,穗粒数分别降低29.85%和27.80%,千粒重分别降低24.04%和17.47%,导致籽粒产量分别降低44.98%和40.88%,差异均达显著水平。高温胁迫抑制了2个玉米品种雌雄穗发育,雌、雄穗干重和雌穗长度显著降低,光合性能显著降低,开花吐丝间隔期（ASI）拉长。高温胁迫后,郑单958和联创808吐丝期雄穗干重分别降低39.42%和15.60%,雌穗干重分别降低22.50%和15.56%,穗位叶净光合速率分别降低48.70%和56.48%,开花吐丝间隔期（ASI）分别达7 d和6 d,雌穗吐丝时间推迟是ASI拉长的主要原因。高温胁迫对玉米花粉及花丝表面超微结构均产生了明显影响,2个玉米品种花粉粒表面均出现干缩褶皱,外壳出现网状纹突起,萌发孔内陷;玉米花丝表面褶皱,花丝毛数明显降低,且存在的花丝毛几乎全部倒伏于花丝表面上,造成花丝接受花粉面积减少,且郑单958花粉花丝受损程度明显重于联创808。【结论】第9片叶展开期至吐丝期高温胁迫,对耐热型品种郑单958的产量形成、光合特性和雌雄穗发育的影响均高于热敏感型品种联创808。第9片叶展开期至吐丝期高温胁迫导致粉花丝微观形态受损,抑制雌雄穗发育,显著降低玉米光合能力,使得穗粒数和粒重减少,籽粒产量显著降低。因此,生产中适宜玉米品种的选用需参考不同区域高温逆境易发生阶段来确定。

海洋来源杂色曲霉次级代谢产物及其抗植物病原细菌活性

付兵,王美,刘建阳,林伟,张成省,赵栋霖

中国农业科学. 2020, 53(19): 3964-3974. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2020.19.010

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【目的】针对植物细菌病害日趋严重,并缺少有效防治药剂的问题,从前期筛选获得的具有抗菌活性且次级代谢产物丰富的海洋杂色曲霉（Aspergillus versicolor）D5发酵提取物中分离纯化单体化合物,分析鉴定其化学结构,并进行抗菌活性评价,阐明目标真菌的抗菌活性成分,为新颖结构抗细菌生物农药的研发提供先导化合物。【方法】综合运用正/反相硅胶柱层析、Sephadex LH-20凝胶柱层析和半制备高效液相色谱（HPLC）等方法分离纯化单体化合物,采用核磁、质谱等现代波谱分析方法对单体化合物进行结构鉴定;采用微量稀释法对化合物进行抗6种植物病原细菌燕麦食酸菌（Acidovorax avenae）、胡萝卜软腐欧文氏菌（Erwinia carotovora）、密执安棒形杆菌（Clavibater michiganensis）、丁香假单胞菌（Pseudomonas syringae）、青枯雷尔氏菌（Ralstonia solanacearum）和野油菜黄单胞菌（Xanthomonas campestris）活性评价,获得活性化合物的最小抑菌浓度（MIC）。【结果】从海洋杂色曲霉D5马铃薯葡萄糖液体发酵培养基乙酸乙酯提取物中分离鉴定了12个化合物,包括4个2-羰基-4-苯基喹啉生物碱,viridicatin（1）、3-O-methylviridicatin（2）、3,6-O-dimethylviridicatin（3）和3-O-methylviridicatol（4）;2个双氧代哌嗪生物碱,（+）-cyclopenol（5）和（-）-cyclopenol（6）;3个喹唑啉fumiquinazolines生物碱及其衍生物,versicoloid A（7）、chrysopiperazine C（8）和cottoquinazoline A（9）;以及3个蒽醌类化合物,versiconol（10）、averufin（11）和noraverufanin（12）。抗菌活性结果表明,2-羰基-4-苯基喹啉生物碱3,6-O-dimethylviridicatin（3）具有显著的抗植物病原细菌活性,对青枯雷尔氏菌和野油菜黄单胞菌的MIC分别为50和100 μg·mL^-1。初步的构效关系分析表明,C-6位置的甲氧基可能是该类化合物发挥抗植物病原细菌作用的关键基团。【结论】海洋杂色曲霉D5代谢产物丰富,能够产生结构多样的生物碱和蒽醌类化合物。从其发酵产物中分离鉴定了9个生物碱类化合物和3个蒽醌类化合物,其中3,6-O-dimethylviridicatin（3）对青枯雷尔氏菌和野油菜黄单胞菌具有显著的抗菌活性,有开发成为抗细菌生物农药的潜力。

捕食性天敌储蓄植物系统研究进展与展望

李姝,王杰,黄宁兴,金振宇,王甦,张帆

中国农业科学. 2020, 53(19): 3975-3987. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2020.19.011

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现代集约化农业生产对生态环境的影响逐渐加剧,促使形成单一化农业景观、丧失生物多样性,易引起害虫大暴发。随着我国现代农业发展战略布局与要求,对农业绿色安全生产和食品环境安全的关注度日益增加,环境友好、绿色高效的害虫管理技术的需求越来越强烈。天敌昆虫作为生物防治的重要组成部分,在生态安全和可持续农业中发挥着重要的作用。但传统的淹没式释放天敌的方式存在成本高、时效性和持效性较差的问题。如何有效的增殖保护田间天敌昆虫,提高天敌控害效率一直是生物防治的关键。储蓄植物系统（banker plant system）又称载体植物系统,其具有预防性引入天敌、并有助于天敌种群维持,实现可持续控害等优点,是较为成功的保护型生物防治技术,被越来越多用于农业有害生物综合治理中改善天敌生存条件,发挥对其的涵养和增殖作用。近年来相关研究发展迅速,在比利时、德国、法国、日本、美国和加拿大等国家已形成了商品产业化,得到了广泛推广应用。但由于地理气候和农业设施等方面差异,国外已报道或构建的储蓄植物系统并不适于直接在我国应用。目前国内的研究虽然起步较晚,但已到了快速发展期,必将具有广阔的发展前景。本文综合分析了国内外相关技术研究概况,就实现捕食性天敌储蓄植物系统最佳控害功能进行探讨,提出要认真筛选组成因素,明确储蓄植物、替代食物和有益生物三者之间的关系并优化各个因素的水平,而且还要充分考虑应用策略,重视田间应用效果评价,从而进一步完善储蓄植物系统技术。此外,还展望了该领域的发展方向,因地制宜地开发适合国内害虫防治的捕食性天敌储蓄植物系统,必将推动捕食性天敌产品的广泛应用及产业化发展。

稻纵卷叶螟颗粒体病毒的持续感染及检测

韩光杰,刘琴,李传明,祁建杭,徐彬,陆玉荣,徐健

中国农业科学. 2020, 53(19): 3988-3995. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2020.19.012

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【目的】稻纵卷叶螟颗粒体病毒（Cnaphalocrocis medinalis granulovirus,CnmeGV）是稻纵卷叶螟的专性病原微生物,病毒持续感染对害虫种群控制具有重要作用。研究旨在建立CnmeGV持续感染的检测方法,分析病毒持续感染对害虫种群的控制作用,为病毒杀虫剂的应用提供理论依据。【方法】多重比较分析颗粒体病毒granulin基因序列,选择变异较大区域设计CnmeGV巢式PCR引物并评估探针的灵敏度和可靠性。室内使用玉米苗繁殖稻纵卷叶螟,以10⁶ OB/mL的亚致死浓度口服感染4龄幼虫,并饲养至成虫阶段,统计羽化率。以10%甲醛处理口服感染病毒的昆虫体表,利用探针分析稻纵卷叶螟持续感染种群中幼虫、蛹、蛹蜕及成虫的带毒率。施用10⁶ OB/mL病毒制剂,监测次年稻纵卷叶螟幼虫发病率,并检测田间土壤的带毒率。【结果】建立了CnmeGV的巢式PCR探针,包括外侧引物Cm-gran1和内侧引物Cm-gran2。巢式PCR探针检测最低灵敏度为0.85 fg·μL^-1,是常规PCR的1 000倍。探针具有较高的可靠性,在稻纵卷叶螟的食物源（水稻、玉米）、其他多角体和颗粒体病毒中,均未检测到目标片段。使用10%甲醛处理病毒感染的幼虫体表10、30 min和16 h后,均未检测到病毒目标片段,但处理16 h后,稻纵卷叶螟蛹不能羽化。亚致死浓度的病毒处理稻纵卷叶螟幼虫96 h后,未显症幼虫经体表处理后病毒检出率为100%。待幼虫化蛹及羽化后,蛹、蛹蜕和成虫的病毒检出率分别为87.5%、83.3%和16.7%。经卡方检测,幼虫到化蛹阶段,病毒感染率未有显著变化（χ²=3.2,P=0.234）;而蛹羽化为成虫,病毒检出率显著降低（χ²=32.356,P=0）,表明成虫在变态过程中,大部分病毒随蛹蜕一起被排出体外。进一步待蛹羽化,发现和对照群体93.4%的羽化率相比,病毒感染群体成虫羽化率仅有30.8%。田间调查显示,已使用CnmeGV的田块次年稻纵卷叶螟幼虫病毒显症率为4%,土壤带毒率为58%,病毒可以在土壤中存活并通过水平传播持续感染稻纵卷叶螟种群。【结论】构建的巢式PCR探针具有较高的灵敏度,可用于CnmeGV持续感染的检测。CnmeGV的持续感染可有效控制稻纵卷叶螟的发生,成虫变态在稻纵卷叶螟体内病原物的清除中发挥了重要作用。

基于不同方法的汉中盆地稻麦轮作土壤供氮能力评价

张方方,马宁博,岳善超,李世清

中国农业科学. 2020, 53(19): 3996-4009. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2020.19.013

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【目的】比较多种指标评价汉中盆地稻麦轮作土壤供氮能力的可靠性,为当地土壤氮素管理提供参考。【方法】以采集于汉中盆地及周边丘陵区的12个农田耕层土壤为供试土样,以盆栽黑麦草地上部累积吸氮量为参比,以土壤理化性质指标以及矿质氮法、KCl冷凝回流法、酸性高锰酸钾法3种化学方法和淹水培养法、通气培养法2种生物培养方法测定土壤氮素矿化量作为土壤供氮能力指标。【结果】土壤类型是影响土壤供氮能力的重要因素;土壤全氮或有机质可以反映土壤潜在供氮能力;土壤质地、pH、有效磷、CEC、碳酸钙、颗粒组成（砂粒、粉粒、黏粒）均不能反映稻麦轮作土壤供氮能力。矿质氮法测定氮素值与作物吸氮量相关系数为 0.963（P<0.01）,但由于起始矿质氮不能反映有机氮矿化量,故矿质氮法只能反映当前供氮能力,不宜作为土壤供氮能力评价指标;KCl冷凝回流法测得的总矿质氮量与作物吸氮量相关系数为0.912（P<0.01）,而KCl冷凝回流法测得的可矿化氮量与作物吸氮量相关系数为-0.766（P<0.01）,由于KCl冷凝回流法浸取土壤可矿化氮过程中会造成铵态氮的挥发,导致在反映土壤潜在供氮能力和总供氮能力上可能不一致,故KCl冷凝回流法不是反映汉中盆地土壤供氮能力的理想指标;酸性高锰酸钾法测得的总矿质氮量和可矿化氮量与作物吸氮量相关系数分别为0.847和0.833（P<0.01）,既能够反映土壤潜在供氮能力,又能够反映总供氮能力,是最佳化学方法。通气培养条件下,总矿质氮量和可矿化氮与作物吸氮量均不相关,而在淹水培养条件下,总矿质氮量和可矿化氮与作物吸氮量的相关系数分别为0.921和0.890（P<0.01）,表明淹水培养法可以反映汉中盆地稻麦轮作土壤潜在供氮能力和总供氮能力,是良好的生物培养方法。氮素矿化势（N₀）和起始矿质氮+N₀与前4期黑麦草地上部累积吸氮量相关系数分别为0.834和0.845（P<0.01）,与整株累积吸氮量相关系数分别为0.840和0.851（P<0.01）。表明,N₀和起始矿质氮+N₀均可反映土壤潜在供氮能力,但N₀仅能够反映土壤潜在供氮能力,起始矿质氮+N₀可反映土壤潜在供氮能力和总供氮能力,因此,起始矿质氮+N₀是评价汉中盆地稻麦轮作土壤供氮能力的理想指标。【结论】对于汉中盆地稻麦轮作土壤供氮能力的评价,酸性高锰酸钾法是最佳化学方法;淹水培养法是良好的生物培养方法,起始矿质氮+N₀是反映汉中盆地土壤供氮能力的理想指标。

陕西省粮食生产的减肥潜力及经济环境效益

张欣欣,石磊,何刚,王朝辉

中国农业科学. 2020, 53(19): 4010-4023. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2020.19.014

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【目的】农户经营是我国农业的主体,肥料资源的不合理应用是限制作物生产的重要因子。本研究旨在评估主产区农户粮食生产的减肥潜力及经济环境效益。【方法】2018年对陕西省各县（市、区）的主要农作物生产情况进行问卷调查,以三大粮食作物为研究对象,基于产量水平评价农户的施肥现状、减肥潜力、环境代价和经济效益。【结果】农户作物产量存在显著差异,小麦平均产量为4 573 kg·hm^-2,高低产量相差2 619 kg·hm^-2;玉米平均产量为7 319 kg·hm^-2,高低产量相差5 388 kg·hm^-2;水稻平均产量为8 340 kg·hm^-2,高低产量相差2 893 kg·hm^-2。小麦的氮磷钾肥用量分别为177 kg N·hm^-2、102 kg P₂O₅·hm^-2和37 kg K₂O·hm^-2;玉米分别为247 kg N·hm^-2、103 kg P₂O₅·hm^-2和47 kg K₂O·hm^-2;水稻分别为186 kg N·hm^-2、88 kg P₂O₅·hm^-2和64 kg K₂O·hm^-2。3种作物产量与施肥量无显著相关。氮磷肥普遍过量施用、钾肥过量与不足并存,低产农户过量施肥问题严重。对于氮磷钾肥的减施潜力,小麦分别为41%、59%和59%;玉米分别为55%、73%和66%;水稻分别为38%、64%和58%。施用的肥料形态均表现氮以单质肥为主、复合肥为辅;磷钾以复合肥为主;有机肥养分供应量很低。肥料结构均表现为重基施轻追施,氮以基施为主、追施为辅;磷钾肥鲜有追施。生产1.0 t小麦、玉米和水稻的活性氮损失量分别为6.9、3.8和3.3 kg,低产组的活性氮损失强度比高产组分别高52%、85%和74%,降低损失的潜力分别介于16%—33%、31%—50%和4%—38%。小麦、玉米和水稻生产的经济效益分别为4 468、9 091和20 020 元/hm²,高产组比低产组分别高459%、128%和52%;减肥增效后总效益分别为4 919、9 905和20 543 元/hm²,高产组比低产组分别高290%、106%和48%。【结论】基于产量水平深入剖析了陕西省农户的生产行为,低中产组为化肥减量和收益提升的重点。农户氮磷钾肥减施潜力分别为45%、65%和61%;小麦、玉米和水稻因化肥减施而降低活性氮损失的潜力分别为26%、45%和18%;提高环境经济效益的潜力分别为10%、9%和3%。

生物炭连续施用对农田土壤氮转化微生物及N₂O排放的影响

董成,陈智勇,谢迎新,张阳阳,缑培欣,杨家蘅,马冬云,王晨阳,郭天财

中国农业科学. 2020, 53(19): 4024-4034. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2020.19.015

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【目的】研究连续添加生物炭6年后对农田土壤氮转化相关微生物功能基因的影响,揭示生物炭影响作物产量和N₂O排放的微生物学机制,并为生物炭的推广使用提供理论依据。【方法】通过在潮土农田设置0（BC0,对照)、2.25（BCL,低量）、6.75（BCM,中量）和11.25 t·hm^-2（BCH,高量）4个秸秆生物炭量处理的田间定位试验,采用田间观测、化学分析、荧光定量PCR（qPCR）技术,系统研究施用生物炭对氧化亚氮（N₂O）排放、氨单加氧酶（amoA）、亚硝酸还原酶（nirK、nirS）、氧化亚氮还原酶（nosZ）基因丰度及夏玉米产量的影响。【结果】与对照BC0处理相比,施用生物炭可显著提高夏玉米籽粒产量,且BCM处理籽粒产量达到最大值10 811 kg·hm^-2,显著降低夏玉米生育期N₂O累积排放量,并以BCM处理减少N₂O排放效果最优。研究还发现,在夏玉米多个生育时期,与对照比较,生物炭施用可以显著提高耕层土壤无机氮储量和土壤含水量。此外,随着生物炭施用量增加,土壤氨氧化古菌（AOA）基因拷贝数在夏玉米大喇叭口期和成熟期均表现为先上升后下降趋势,且两个时期均以BCM处理最高,而氨氧化细菌（AOB）基因拷贝数在夏玉米大喇叭口期和成熟期分别为BCH处理和BCM处理最高。与对照相比,中、高量生物炭施用（BCM、BCH处理）可显著提高夏玉米大喇叭口期和成熟期土壤反硝化作用功能相关基因（nirK、nirS、nosZ）拷贝数。相关性分析表明,夏玉米成熟期土壤N₂O排放通量与土壤硝态氮、土壤含水量、AOA、AOB、nirK、nirS、nosZ呈显著负相关关系。【结论】施用生物炭通过增加土壤微生物氮转化功能基因丰度进而降低土壤N₂O排放,通过增加土壤耕层无机氮储量和土壤水分含量进而提高作物产量,并以中等用量（6.75 t·hm^-2）施用效果最优。

钾肥袋控缓释对桃产量、品质及土壤氯离子含量的影响

张亚飞,彭福田,肖元松,罗静静,杜安齐

中国农业科学. 2020, 53(19): 4035-4044. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2020.19.016

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【目的】研究袋控缓释不同比例的氯化钾和硫酸钾对桃树叶片光合、果实产量品质及土壤氯离子残留的影响,为桃园科学合理施用钾肥提供参考依据。【方法】以晚熟桃‘瑞蟠21’/毛桃[Prunus persica (Carr. ) Franch.]为试材,进行连续2年的大田试验。设5个处理：不施钾肥（Control）、100%硫酸钾（PC 0）、30%氯化钾+70%硫酸钾（PC 30）、60%氯化钾+40%硫酸钾（PC 60）和100%氯化钾（PC 100）,做成袋控缓释肥,每年3月初施肥,于每年的4、6、8、10月中旬测定0—20 cm和20—40 cm土层中速效钾及氯离子含量的动态变化;在桃树第一次快速生长期（S1）、硬核期（S2）、第二次快速生长期（S3）和成熟期（S4）分别测定叶片中速效钾和氯离子含量及叶片SPAD值、净光合速率;果实成熟后测定果实氯离子含量和品质,并统计产量。【结果】果园不施氯处理0—20和20—40 cm土层中平均氯离子含量分别为34.03和38.78 μg·g^-1;随着氯化钾投入量的增加,果园土壤不同深度的氯离子含量均呈增加趋势,PC 30、PC 60和PC 100处理0—20 cm和20—40 cm土层中氯离子平均含量依次为：37.98、39.55、41.61和45.62、51.17、58.87 μg·g^-1,但连续施用袋控缓释氯化钾不会造成土壤中氯离子的累积。叶片中氯离子含量也随着施氯量的增加而增加。PC 30、PC 60和PC 100处理叶片中氯离子含量分别比PC 0高6.35%、24.30%和32.22%;其中PC 30处理4个时期叶片中氯离子含量分别为234.29、243.16、233.81和233.20 μg·g ^-1,显著提高了叶片的SPAD值和净光合速率,但PC 60和PC 100处理降低了叶片光合能力。施钾各处理土壤中速效钾的含量前期水平较高,后逐渐降低。PC 30、PC 60和PC 100处理钾释放高峰出现在6月,PC 0处理则在8月达到高峰。叶片中的钾含量在S3期达到最高值,而后逐渐降低,S4期叶片中钾含量最低。各施钾处理叶片中速效钾含量无显著变化。说明袋控缓释不同比例的钾肥中钾的释放速率对叶片钾的吸收没有显著影响。与PC 0相比,PC 30果实中氯离子含量无显著变化,平均含量55.0 μg·g ^-1,PC 60和PC 100处理果实中氯离子含量平均比PC 0处理高10.40%和28.45%。连续施肥处理2年,PC30处理的单果重和单株产量较对照有小幅增加;PC 60和PC 100处理则显著降低了果实单果重和产量。施用低量的氯化钾对果实品质没有显著影响,但连续施用中高量的氯化钾会降低果实品质。【结论】采用肥料袋控缓释的方法,用30%的氯化钾替代硫酸钾,不会造成土壤中氯离子的累积,并可以促进桃叶片光合作用,提高产量,不会引起果实品质下降和树体毒害,因此,生产中采用袋控缓释技术可以用适量的氯化钾替代硫酸钾。

基于越橘南高丛与北高丛正反交群体的果实贮藏相关性状筛选及其遗传倾向

刘有春,刘威生,王兴东,杨艳敏,魏鑫,孙斌,张舵,杨玉春,刘成,李天忠

中国农业科学. 2020, 53(19): 4045-4056. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2020.19.017

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【目的】筛选与越橘果实贮藏性相关的性状并揭示其遗传规律,为越橘果实贮藏性改良育种提供依据。【方法】调查越橘果实的果蒂痕大小、果实硬度、可溶性固形物含量、酸含量、果实重量、果型指数、贮藏性等7个性状,通过相关性分析和主成分分析筛选与贮藏性相关的主要性状,利用正反交群体分析其遗传倾向。【结果】相关性分析和主成分分析结果表明,越橘果实贮藏性与果蒂痕性状呈极显著负相关（P<0.001）,与果实硬度性状呈极显著正相关（P<0.01）,二者是与蓝莓贮藏性相关的主要性状。越橘果实带柄和脱柄贮藏试验表明果蒂痕大小对越橘果实贮藏有重要影响。果蒂痕大小和果实硬度性状在正、反交群体中呈正态分布,表现为多基因控制的数量性状,变异系数均大于15%。正、反交群体果蒂痕大小趋近于亲本平均值,无父母本倾向,其广义遗传力（H²）在正、反交群体中分别为0.887和0.867,其遗传变异主要来自遗传效应,遗传潜能较大。正、反交群体果实硬度平均值均趋于低值亲本,即存在倾向于果实硬度变小的劣质遗传,H²在正、反交组合中分别为0.535和0.514,表明越橘果实硬度遗传效应较小,遗传不稳定,易受环境影响。【结论】越橘果实果蒂痕大小和果实硬度性状与贮藏性密切相关,其中果蒂痕性状呈趋中遗传,其遗传变异主要来自遗传效应,遗传潜能大,超高亲遗传不明显;果实硬度性状遗传受低值亲本影响较大,存在明显的劣质遗传倾向,遗传效应小,受环境影响大。

非酿酒酵母在葡萄酒酿造中的应用

战吉宬,曹梦竹,游义琳,黄卫东

中国农业科学. 2020, 53(19): 4057-4069. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2020.19.018

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非酿酒酵母是葡萄酒微生物领域近些年的研究热点。过去人们对非酿酒酵母认识较少,曾将其看作是葡萄酒发酵的有害微生物。随着研究者们对酿酒微生物的深入研究发现,在酿酒过程中可以利用非酿酒酵母来改善葡萄酒的品质。合理利用非酿酒酵母可以酿造出色泽更加稳定、香气较丰富独特、口感更为复杂的葡萄酒。本文综述了近些年非酿酒酵母在葡萄酒酿造中的应用研究,包括生产中常见的非酿酒酵母种属的酿造特性、非酿酒酵母影响葡萄酒风味的机制、酵母之间的相互作用等3个方面。葡萄酒生产中常见的不同属（种）非酿酒酵母的酿造特性不同,其与酿酒酵母混合发酵对葡萄酒风味的改善效果也有较大差别。了解各个属（种）的发酵特性,根据发酵目的选择合适的接种菌株极为重要;非酿酒酵母可以通过不同的代谢通路改变葡萄酒中酒精、甘油、挥发性香气物质、甘露糖蛋白/多糖、花色苷等物质的含量,从而影响葡萄酒的颜色、香气和口感。非酿酒酵母代谢通路的特异性是其影响葡萄酒风味的根本原因。除了应用非酿酒酵母来改善葡萄酒的风味外,粟酒裂殖酵母降解苹果酸和耐热克鲁维酵母高产乳酸的特性也值得生产者关注。本文通过总结非酿酒酵母在葡萄酒酿造中应用的研究进展,以科学评价非酿酒酵母在葡萄酒酿造中的作用,并为建立新的具有科学性的混合发酵策略提供参考。

奶牛育种中的长寿性状

张海亮,刘澳星,米思远,李想,罗汉鹏,鄢新义,王雅春

中国农业科学. 2020, 53(19): 4070-4082. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2020.19.019

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长寿性状是奶牛育种中最重要的功能性状之一,除产量性状之外,长寿性状具有最大的经济价值。由于遗传力低、数据分布特殊和性状表现晚等特点,长寿性状也是选育难度最大的性状之一。自上世纪50年代起,长寿性状就进入了各国奶牛育种家的视野,针对长寿性状的研究持续进行;上世纪90年代后,各奶业发达国家陆续将长寿性状纳入其奶牛综合选择指数。目前,我国奶牛综合选择指数（CPI）中尚不包含长寿性状,对长寿性状的研究也处于起步阶段。文章通过整理分析奶牛长寿性状的有关研究,从性状定义、遗传评估方法、与其他性状的关系、遗传标记、性状选育策略等方面系统介绍了长寿性状的研究和选育情况。通过汇总有关长寿性状与其他性状遗传相关的研究,阐述了长寿性状与其他性状之间的复杂关系;通过收集各国奶牛选育方案中的相关信息,重点介绍了各主要奶业发达国家对长寿性状的选育策略。此外,本文还通过收集在我国奶牛群体中针对长寿性状开展的研究,概述了奶牛长寿性状在我国的研究现状。长寿性状有许多不同的定义,可使用不同的模型对其进行遗传评估,包括线性模型、阈模型、生存分析模型和随机回归模型等。长寿性状与产量、体型、繁殖、健康和管理类性状等存在低到中等的遗传相关,线性体型性状中,与泌乳系统有关的体型性状与长寿性状的遗传相关较高;繁殖和健康性状表现更好的奶牛,其长寿性状通常表现更好;长寿性状与其他性状之间的遗传关系受牛群选育方向的影响较大,在不同群体中,长寿性状与同一性状的遗传相关不尽相同。奶业发达国家的奶牛综合选择指数中均包含长寿性状,这些国家除了使用直接长寿进行选择之外,部分国家还同时采用间接选择的方法对长寿性状进行选育,常用于间接选择长寿性的其他性状主要包括泌乳系统、腰强度、尻角度、肢蹄和乳房炎抗性等。在不同群体中,均发现了大量与长寿性状相关的遗传标记,其中大多数标记都定位在已报道的与繁殖、疾病和体型等性状相关的遗传区域内。文章还提出了从数据收集、遗传参数估计、遗传标记挖掘、评估模型和选择策略探讨等方面针对我国奶牛群体进行长寿性状研究的必要性。

金霉素微囊颗粒在猪体内的比较药动学研究

许颖,严常燕,杨伟聪,张云晓,于洋,黄显会

中国农业科学. 2020, 53(19): 4083-4091. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2020.19.020

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【目的】采用高效液相色谱-串联质谱法（HPLC-MS/MS）建立了金霉素在猪血浆中的药动学检测方法,以三元健康杂交猪为对象,研究了10%和15%金霉素微囊颗粒在猪体内的药物代谢动力学,为金霉素的临床应用提供依据。【方法】16头大长白三元杂交猪,体重(20±2.5)kg,随机分为禁食组和非禁食组2组,采用三药剂三周期三交叉试验设计,分别按10 mg·kg^-1 b.w.静注盐酸金霉素溶液、40 mg·kg^-1 b.w.灌服10%和15%金霉素微囊颗粒。每次给药间隔为7 d,根据试验前设定好的时间点采集血样,分离血浆,进行HPLC-MS/MS测定,血药浓度-时间数据采用WinNonlin5.2.1软件非房室模型处理,计算主要药动学参数。血浆样品用0.1 mol·L^-1 Na₂EDTA-McIlvaine缓冲液超声提取,HLB固相萃取柱净化,35℃水浴吹干后用甲醇定容,进行HPLC-MS/MS分析测定。色谱柱为CNW C₁₈柱;流动相为乙腈-0.1%甲酸,梯度洗脱,流速为0.25 mL·min^-1;电喷雾离子源,多级反应监测正离子模式,外标法定量。猪血浆中金霉素的检测限为5 ng·mL^-1,定量限为10 ng·mL^-1,在5—500 ng·mL^-1范围内,方法的线性关系良好,低、中、高三个添加水平下,金霉素的平均回收率为76.90%—89.25%,批内、批间变异系数分别为2.97%—9.45%、6.16%—13.39%。该方法准确、灵敏,适用于金霉素在猪血浆中的测定。【结果】禁食组静注盐酸金霉素溶液主要药动学参数：AUC_0-∞为（57.42±23.53）mg·h·mL^-1,V/F为（5.67±2.12） L·kg^-1,MRT为（13.87±2.00）h,t_1/2为（19.93±5.26）h;分别灌服10%金霉素微囊颗粒和15%金霉素微囊颗粒后主要药动学参数：AUC_0-∞分别为（34.46±10.28 ）mg·h·mL^-1和（33.15±12.76） mg·h·mL^-1,C_max分别为（2.48±1.05） mg·mL^-1和（2.97±1.88 ）mg·mL^-1,T_max分别为（4.88±1.25）h和（3.13±1.55）h,V/F分别为（31.53±15.98）L·kg^-1和（32.30±9.69）L·kg^-1,MRT分别为（19.93±3.83）h和（17.41±1.80）h,t_1/2分别为（16.87±3.49）h和（17.13±3.58）h,F分别为（17.03±0.08）%和（15.82±5.16）%。非禁食组静注盐酸金霉素后药动学参数：AUC_0-∞为（37.58±21.30）mg·h·mL^-1,V/F为（12.59±6.43） L·kg^-1 ,MRT为（22.17±14.47）h,t_1/2为（27.79±12.82）h;分别灌服10%金霉素微囊颗粒和15%金霉素微囊颗粒后药动学参数：AUC_0-∞分别为（20.81±7.46）mg·h·mL^-1和（19.72±5.69）mg·h·mL^-1,C_max分别为（1.02±0.38）mg·mL^-1和（0.95±0.32）mg·mL^-1,T_max分别为（6.38±4.44）h和（8.00±5.24 ）h,V/F分别为（52.40±22.90） L·kg^-1和（52.47±19.69） L·kg^-1,MRT分别为（24.67±9.52）h和（23.37±4.21）h,t_1/2分别为（18.57±10.67）h和（16.64±5.12）h,F分别为（16.07±6.78）%和（15.26±5.26）%。【结论】灌服10%金霉素微囊颗粒（40 mg·mL^-1 b.w.）及15%金霉素微囊颗粒（40 mg·mL^-1 b.w.）后,药物在猪体内吸收缓慢,分布广,消除较慢,生物利用度低。与禁食组相比,非禁食组10%和15%金霉素微囊颗粒达峰时间更慢、峰浓度更低,但表观分布容积更大,生物利用度偏低,但统计学差异不显著。表明饲料不影响金霉素在猪胃肠道中的吸收,但会改变金霉素进入体内的药代动力学过程。

转录组学分析意大利蜜蜂脑部哺育行为相关基因

高艳,朱雅楠,李秋方,苏松坤,聂红毅

中国农业科学. 2020, 53(19): 4092-4102. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2020.19.021

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【目的】意大利蜜蜂（Apis mellifera ligustica）哺育行为在维护蜂群稳定和生产蜂王浆方面发挥重要作用。本研究通过人工组建蜂群获得相同日龄的哺育蜂和采集蜂,筛选出排除日龄因素干扰后哺育蜂脑部与哺育行为密切相关的差异表达基因,揭示哺育蜂脑部调控哺育行为的分子网络。【方法】通过人工组建蜂群的方法获得3日龄工蜂、10日龄哺育蜂和采集蜂、21日龄哺育蜂和采集蜂,解剖各组工蜂头部获得脑组织样本,应用RNA-seq技术对5组脑部样本（3日龄工蜂、10日龄哺育蜂、10日龄采集蜂、21日龄哺育蜂、21日龄采集蜂）中基因表达量进行转录组测序的全面分析,筛选出哺育蜂脑部哺育行为密切相关的差异表达基因,并对这些差异表达基因进行GO和KEGG富集分析。同时利用实时荧光定量PCR（qPCR）对随机选取的4个差异表达基因的表达模式进行验证。【结果】RNA-seq分析筛选得到32个与哺育蜂哺育行为密切相关的差异表达基因,这些基因在10日龄哺育蜂脑中表达量均显著高于3日龄工蜂、10日龄采集蜂、21日龄采集蜂,且在21日龄哺育蜂脑中的表达量也显著高于21日龄采集蜂。GO富集分析发现上调差异表达基因主要参与氧化还原酶活性、气味结合、跨膜运输等功能。KEGG富集结果显示,上调的差异表达基因主要参与蛋白质代谢（核糖体）、能量代谢（氧化磷酸化、碳代谢、三羧酸循环、淀粉和蔗糖代谢、氮代谢、其他聚糖降解通路）、信号转导（Toll和Imd信号通路、光传导、鞘脂代谢）、消化作用（溶酶体）,其中显著性富集在鞘脂代谢和其他聚糖降解通路。qPCR结果显示3个上调差异表达基因（LOC409709、LOC551813、LOC409708）和1个下调差异表达基因（LOC551165）表达模式的检测结果与测序数据一致。【结论】通过对3日龄工蜂、10日龄哺育蜂、10日龄采集蜂、21日龄哺育蜂、21日龄采集蜂5组样本脑部进行全面分析,获得相同日龄哺育蜂和采集蜂脑部基因的转录组图谱,分析得到了脑部哺育行为相关的32个上调差异表达基因。哺育蜂脑部的差异表达基因主要通过信号转导和能量代谢等途径调控哺育蜂的哺育行为。

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