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    2021年 第54卷 第13期 刊出日期:2021-07-01
      
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    中国农业科学. 2021, 54(13):  0. 
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    作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
    利用CRISPR/Cas9技术定向编辑水稻OsIAA11
    李兆伟,零东兰,孙聪颖,曾慧玲,刘凯基,蓝颖珊,范凯,林文雄
    中国农业科学. 2021, 54(13):  2699-2709.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.13.001
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    【目的】OsIAA11参与的生长素信号途径在水稻生长发育阶段和环境因子响应中起重要作用,并影响水稻生育后期的产量形成过程。利用CRISPR/Cas9编辑技术对粳稻中花11(ZH11)的OsIAA11序列进行编辑,获得OsIAA11突变植株,通过对突变植株的农艺性状指标开展田间调查分析,以期探索OsIAA11突变对水稻产量构成因子的影响。【方法】依据CRISPR/Cas9编辑原理,在OsIAA11第1和第2外显子区域设计2个20 bp的编辑靶点,并在水稻基因组数据库中比对分析靶点序列,排除非特异性编辑,将2个靶点核苷酸片段分别与pYLgRNA-U6a和pYLgRNA-U6b载体连接,通过2次PCR扩增,得到含特异性连接接头的U6a-IAA11-T1和U6b-IAA11-T2表达盒,再将2个表达盒连接到pYLCRISPR/Cas9-MT载体上,获得pYLCRISPR/Cas9-IAA11-T12重组表达载体,利用农杆菌介导法转化ZH11愈伤组织,再生培养得到T0代转基因幼苗,通过PCR扩增潮霉素抗性基因获得阳性株系。对T2代植株的靶点区域序列进行PCR扩增和测序分析,鉴定OsIAA11突变类型,并考察突变植株的田间农艺性状。【结果】pYLCRISPR/Cas9-IAA11-T12表达载体成功转化ZH11水稻愈伤组织,并获得25株转基因再生植株,经潮霉素鉴定得到20株阳性株系,从阳性植株的T2后代中鉴定出17种在2个靶点区域都发生编辑的纯合突变类型植株,除osiaa11-20-1osiaa11-21-2osiaa11-23osiaa11-25在第1个靶点、以及osiaa11-22-2在第2个靶点是单碱基插入突变外,其他突变植株在第1个靶点为小片段缺失突变,在第2个靶点多为单碱基缺失突变。对17种不同基因型osiaa11突变体的农艺性状调查表明,与野生型水稻相比,突变体水稻的株高、有效穗数、穗长、穗粒数、结实率、千粒重、收获指数以及谷草比等性状未发生明显变化,而分蘖成穗率则显著降低,表明无效分蘖增多。【结论】采用CRISPR/Cas9技术对OsIAA11序列进行编辑,得到17种不同基因型的osiaa11突变体水稻,其分蘖成穗率显著降低,无效分蘖变多,表明OsIAA11参与了生长素对分蘖芽发生的调节代谢。

    小麦TaBG的克隆及其在花药开裂中的潜在功能
    谭照国,李艳梅,白建芳,郭昊宇,栗婷婷,段文静,刘子涵,苑少华,张天豹,张风廷,陈兆波,赵福永,赵昌平,张立平
    中国农业科学. 2021, 54(13):  2710-2723.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.13.002
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    【目的】β-葡萄糖苷酶(4-β-D-glueosidase,BG)是一种水解酶,可以从糖聚合物或寡聚糖中水解糖苷键释放出非还原性糖基,对控制花药开裂具有重要作用。小麦光温敏雄性不育系BS366在不育环境下花药不开裂,在可育环境下花药开裂或不完全开裂。从BS366中克隆TaBG,分析其在花药开裂中的潜在功能,为进一步解析小麦光温敏雄性不育系花药开裂异常的分子机理提供理论基础。【方法】以不育系BS366花药的cDNA为模板,克隆TaBG;利用生物信息学软件对TaBG及其蛋白结构进行预测,构建系统进化树、预测互作蛋白并对TaBG进行上游启动子元件以及互作miRNA预测;构建TaBG-16318hGFP载体,观察其在小麦原生质体中的亚细胞定位;使用实时荧光定量PCR(qPCR)方法测定TaBG在不育环境、可育环境下不同发育时期花药中的表达量,以及MeJA处理下TaBG及与其互作的tae-miR395a在花药和颖壳中的表达模式。【结果】TaBG属于糖基水解酶超家族基因,全长为1 473 bp,编码490个氨基酸,蛋白理论等电点为8.12,属于不稳定的亲水性蛋白。通过miRNA互作预测,发现TaBG可能受miR169miR395a等抗逆性相关的miRNA调控。通过蛋白互作预测,发现TaBG可能与氧化还原酶(glucose-methanol-choline oxidoreductase,GMC)、内切葡聚糖酶(endoglucanase,EG)等蛋白互作。TaBG定位于小麦原生质体的液泡中。qPCR结果表明,TaBG在花药发育双室期(stage13)、花药开裂时期(stage14)和衰退期(stage15)中的表达量呈现先升高后下降的趋势。在花药开裂时期表达量最高,并且在不开裂花药中的表达量是正常开裂花药的2.8倍。经MeJA处理后,花药和颖壳中的TaBG均呈下调表达,tae-miR395a表达模式与其相反。【结论】TaBG可能受miR169miR395a等抗逆相关miRNA的调控,参与花药开裂调控。由于TaBG表达量的升高,增加了不育环境下花药中可溶性糖的含量,进而增加花药中的渗透势,从而减缓花药开裂时的脱水活动,导致花药不开裂。

    基于图像分析的玉米抗拟轮枝镰孢穗腐病的QTL定位
    闻竞,沈彦岐,王梓钰,李世界,莫蓝月,雷宇豪,张艳,韩四平
    中国农业科学. 2021, 54(13):  2724-2736.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.13.003
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    【目的】玉米穗腐病是一种在全世界广泛发生且危害严重的真菌性病害,其中,拟轮枝镰孢引起的穗腐病(Fusarium ear rot,FER)在中国发生最为普遍。通过图像分析方法进行FER抗病QTL定位,并对前期通过病害评级方法定位的FER抗病QTL进行验证,探索一种新的玉米穗腐病的病害鉴定方法,为玉米穗腐病的遗传改良提供依据。【方法】利用高感FER的自交系(ZW18)分别与3个高抗自交系(承351、丹598和吉V203)构建F2群体(F2-C、F2-D和F2-J)和相应的F2﹕3家系,通过图像分析的方法获得每个F2﹕3家系的果穗病斑百分比,进而定位玉米FER抗病QTL。【结果】3个群体共定位到18个FER抗病QTL,其中,分别位于2.02—2.03 bins、4.06—4.07 bins和8.06 bin上的3个QTL(qRf2qRf3qRf4)可解释的表型变异率分别高达21.80%、25.80%和27.40%。F2-J群体的qRf11与F2-C群体的qRf1和F2-D群体的qRf6在第1染色体均有重叠区间,可解释的表型变异率达到16.50%。来自F2-D群体的qRf9与F2-J群体的qRf16在第8染色体8.05 bin有重叠区间,且抗性基因均来源于抗性亲本。F2-C群体的qRf3与F2-J群体的qRf15在第4染色体4.06—4.07 bins有重叠区间。另外,与之前通过病害评级方法定位的结果相比,qRf1qRf6qRf11在1.06—1.07 bins与评级方法定位的抗病位点qRfer13重合,qRf3qRf15在4.06—4.07 bins与评级方法定位的抗病位点qRfer3qRfer17重叠,qRf7qRfer6在2.04 bin的定位区间完全重合,qRf17qRfer20在S2重复中定位到9.03—9.05 bins的重叠区间,且来源于相同的抗源。【结论】定位到18个FER抗性位点,其中,位于1.04—1.07 bins、4.06—4.07 bins和8.05 bin上的抗病位点在不同群体中均可以被检测到,位于2.04 bin和9.03—9.05 bins上的抗病位点用不同的检测方法可以被检测到,表明在这些区间可能存在FER的抗性位点。QTL的定位区间在不同群体中的重叠性在一定程度上验证了定位区间的真实性,不同方法之间定位到重叠区间,说明利用图像分析方法定位FER抗病QTL具有一定的准确性。

    耕作栽培·生理生化·农业信息技术
    作物种植行自动检测研究现状与趋势
    陈鹏飞,马啸
    中国农业科学. 2021, 54(13):  2737-2745.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.13.004
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    大田作物一般成行种植,以提高种植效率和方便田间管理。因此,作物种植行自动检测对于智能农机携带传感器拍摄影像实现自主导航、精准打药,乃至基于无人机搭载传感器拍摄高分辨率影像生成田间的精准管理作业单元都具有重要意义,是智慧农业管理的重要组成部分。本研究首先系统归纳总结了已有作物种植行自动检测方法,分析了Hough变换法、最小二乘法、绿色像元累积法、Blob分析法、滤波法、消隐点法等作物种植行提取方法的基本原理、发展现状与优、缺点;其次,针对已有研究,提出目前还存在的、需要探讨的科学技术问题,比如不同空间和光谱分辨率影像如何影响作物种植行提取的精度;怎样基于无人机识别不同空间分布特征的作物种植行并进行长势空间精准制图;如何构建标准化的作物种植行识别技术流程等;最后,针对种植行提取技术现状与存在的问题,提出未来的若干研究方向,包括能适应高杂草压力等复杂环境的作物种植行精准识别技术,以提高智能农机自主导航精度;能基于种植行识别结果进行作物长势精准制图,从而支撑田间精准分区的方法;耦合无人机遥感精准作物长势监测与智能农机作业的田间精准管理技术等。本文可为影像中作物种植行自动提取及其相关应用研究提供参考。

    玉米-大豆间套作下田间小气候对大豆花形态建成进程的影响
    杜青,陈平,刘姗姗,罗凯,郑本川,杨欢,何舜,杨文钰,雍太文
    中国农业科学. 2021, 54(13):  2746-2758.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.13.005
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    【目的】探讨玉米-大豆间套作下田间小气候的变化对大豆花芽分化进程的影响,以期为明确大豆对生长环境变化的反应机理提供形态学依据。【方法】于2018—2019年开展田间试验,采用二因素裂区设计,主因素是不同大豆品种:南豆25(ND)、桂夏3号(GX)和贡秋豆8号(GQ),副因素为种植模式:大豆单作(SS)、玉米-大豆套作(RI)和玉米-大豆间作(SI)。于2018年,在大豆出苗后40、47、54和61 d对其主茎顶端的花芽进行连续性的形态学解剖观察,并在此基础上于2019年进一步对大豆出苗后54 d的主茎顶端、中部和底部的花芽进行分部位观察。同时在2019年,统计分析不同种植模式下大豆冠层透光率、田间温度、相对湿度以及CO2浓度等小气候的变化对大豆不同部位花芽分化进程的影响。【结果】2018年,3个大豆品种的花芽分化规律表现为GQ要快于ND和GX。在出苗后47 d和61 d,此时大豆处于营养生长后期和生殖生长前期,不同种植模式间的差异最大,表现为间套作的花芽分化进程要稍快于单作。2019年,对大豆营养生长到生殖生长转变的关键时期(出苗后54 d)的花芽分化进程进行分层观察发现,3个大豆品种均表现为冠层>中部>底部,但是在不同模式下的表现不一致,ND和GX在SS模式下的花芽分化进程要慢于RI和SI模式,GQ的花芽分化在3个种植模式之间的差异并不显著。ND、GX和GQ的透光率在出苗后60 d为1个拐点,此时RI和SI模式冠层的透光率与SS模式相比无显著差异,中部和底部的透光率虽呈下降趋势,但都要显著高于SS模式。而在出苗后70 d,ND、GX和GQ在SI模式的冠层透光率最低,分别是82.1%、88.2%和86.8%,而此时的SS和RI模式的冠层透光率均接近100%。在生殖生长后期,ND、GX和GQ在RI和SI模式的日均温度均要高于SS模式,同时RI模式要高于SI模式。不同种植模式下的ND、GX和GQ的相对湿度均在出苗后70 d有一个显著下降趋势,其中RI模式的相对湿度最低,分别是73.5%、75.4%和78.2%。ND、GX和GQ的CO2浓度在RI和SI模式下都要低于SS模式,在间套作种植中下又以RI模式的CO2浓度最低,尤其是在出苗后70 d分别比SS模式低10.3%、10.2%和10.9%。【结论】玉米-大豆间套作种植可以促进大豆花芽从营养生长到生殖生长的转变。在大豆生育后期,间套作模式下尤其是套作玉米收获后,套作大豆的中下层的透光率显著高于单作,行间温度、相对湿度和CO2浓度均低于单作,这种带状间套作种植模式的大豆行间微环境优于单作,有利于大豆生殖生长后期荚果的发育,为间套作大豆产量形成机制提供了形态学依据。

    植物保护
    肌动蛋白结合蛋白FgAbp1参与禾谷镰孢生长、发育和毒素体形成
    张承启,王晓妍,陈莉
    中国农业科学. 2021, 54(13):  2759-2768.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.13.006
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    【目的】Abp1作为肌动蛋白结合蛋白家族成员之一,在各种真核生物肌动蛋白骨架形成过程中具有核心作用。本研究旨在分析禾谷镰孢(Fusarium graminearum)中肌动蛋白结合蛋白FgAbp1在生长发育、对新型杀菌剂氰烯菌酯敏感性以及毒素体形成等生物学过程中的功能。【方法】利用融合PCR和酵母空隙修复技术分别构建FgAbp1基因敲除打靶片段和融合荧光蛋白载体,再通过聚乙二醇介导的原生质体转化的方法获取基因缺失突变体ΔFgAbp1和荧光标记菌株。观察比较野生型PH-1、突变体ΔFgAbp1和回补体ΔFgAbp1-C的菌丝生长、有性生殖以及无性繁殖,并测定基因敲除突变体ΔFgAbp1对杀菌剂氰烯菌酯的敏感性。通过融合绿色荧光蛋白,明确FgAbp1在菌丝中的分布情况;利用透射电子显微镜观察分析FgAbp1对细胞中液泡/囊泡形态的影响。在非产毒环境和诱导产毒条件下,通过双荧光共定位分析FgAbp1在禾谷镰孢毒素体形成过程中的作用。【结果】禾谷镰孢中,FgAbp1主要呈颗粒状定位于近细胞膜处。在MM培养基中,基因敲除突变体ΔFgAbp1的生长速率与野生型相比降低了15%,但在营养丰富的CM中ΔFgAbp1的生长速率却减慢了38%。突变体ΔFgAbp1在无性繁殖以及有性生殖过程中相较野生型没有明显缺陷。然而在0.5 μg·mL-1氰烯菌酯的作用下,ΔFgAbp1的菌丝生长完全受到抑制,并且分生孢子萌发率显著下降。此外,敲除基因FgAbp1导致细胞中液泡不能正常形成且囊泡增多。在非产毒条件下,FgAbp1与DON毒素合成关键酶Tri1共定位于囊泡中;在诱导产毒条件下,FgAbp1与Tri1则共定位于毒素体中。此外,敲除基因FgAbp1会导致毒素体不能正常形成。【结论】肌动蛋白结合蛋白FgAbp1在禾谷镰孢营养生长、发育、氰烯菌酯敏感性以及毒素体形成过程中发挥着重要作用。

    基于两性生命表和年龄-阶段捕食率的南方小花蝽对西花蓟马的控制作用
    胡昌雄,范苇,张倩,陈国华,殷红慧,徐天养,杨进波,杨航,吴道慧,张晓明
    中国农业科学. 2021, 54(13):  2769-2780.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.13.007
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    【目的】西花蓟马(Frankliniella occidentalis)是我国重要农业入侵害虫,南方小花蝽(Orius similis)是其优势捕食性天敌。论文旨在系统评价南方小花蝽对西花蓟马的控制作用以及同一地区两个种群的生物学差异。【方法】采集露地辣椒上的南方小花蝽和西花蓟马在室内条件下饲养2—3代后,用带花的辣椒嫩梢饲喂西花蓟马,用西花蓟马2龄若虫饲喂南方小花蝽进行试验。采用两性种群生命表和特定年龄-阶段捕食率的研究方法,系统测定南方小花蝽和西花蓟马云南种群的生长发育、繁殖力、捕食率以及预测种群数量增长模型。【结果】南方小花蝽和西花蓟马的不同虫期之间均存在不同程度的发育阶段重叠现象,且两种昆虫的雌成虫存活率均高于雄成虫。南方小花蝽若虫共5个龄期,而西花蓟马为4个龄期,南方小花蝽具有更长的若虫历期和更短的成虫寿命,且各发育阶段的存活率均低于西花蓟马,尤其是雌成虫的存活率要明显低于西花蓟马。南方小花蝽由卵成功发育成为雌成虫和雄成虫的概率分别为32.67%和20.67%,西花蓟马分别为46.67%和16.67%,西花蓟马具有更高的雌性比例。南方小花蝽和西花蓟马的繁殖参数(fx)在整个繁殖期内具有高峰,分别在整个发育时间的22 d和16 d出现。南方小花蝽平均单雌产卵量为42.00粒,低于西花蓟马的平均产卵量59.86粒,其种群的净生殖率(R0)、总繁殖率(GRR)、内禀增长率(r)、周限增长率(λ)均低于西花蓟马,而平均世代周期(T)和种群加倍时间(DT)长于西花蓟马。种群预测结果显示经过90 d后西花蓟马的个体数量达南方小花蝽的9.66倍,其中雌成虫数达到17.15倍。南方小花蝽对西花蓟马2龄若虫的捕食率随龄期逐渐升高,其种群净捕食率(C0)为140.81,转化率(Qp)为9.05。南方小花蝽雌、雄成虫在整个发育阶段对西花蓟马2龄若虫的平均捕食量分别为159.67和86.00头。【结论】以西花蓟马为食物的南方小花蝽个体能较好地完成生活史且种群增长稳定;在相同条件下西花蓟马比南方小花蝽具有更强的种群增长潜力。南方小花蝽可作为西花蓟马生物防治的重要天敌,在利用过程中需要注意在西花蓟马暴发前10—20 d释放,并在西花蓟马持续暴发过程中连续释放可达到更好的控制效果。

    三叶斑潜蝇对冷驯化的响应及不同种群耐寒性差异
    张起恺,邢振龙,吴圣勇,徐瑞瑞,雷仲仁
    中国农业科学. 2021, 54(13):  2781-2788.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.13.008
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    【目的】研究重大入侵害虫三叶斑潜蝇(Liriomyza trifolii)对快速冷驯化和长时冷驯化的响应以及3个地理种群(湖北省武汉市、海南省海口市和安徽省安庆市)的耐寒性,为明确该虫在我国高纬度地区定殖的潜在可能性提供参考。【方法】将海南三叶斑潜蝇种群蛹和成虫在-12、-14、-16、-18、-20、-22和-24℃低温暴露30 min,选择存活率为15%—30%的温度为识别温度。设置5℃为快速冷驯化的驯化温度,12℃为长时冷驯化的驯化温度,将三叶斑潜蝇蛹和成虫置于5℃下1—6 h或置于12℃下1—6 d,再置于识别温度下30 min检测存活率,未驯化的蛹和成虫也置于识别温度下30 min作为对照,比较其冷驯化后低温存活率的差异。另外,设置5个靶标温度,分别为0、-5、-10、-15和-20℃,将3个地理种群的三叶斑潜蝇蛹在靶标温度下冷暴露2 h,比较其存活率差异。最后,利用过冷却点测定仪对3个地理种群蛹的过冷却点(supercooling point,SCP)进行测定。【结果】三叶斑潜蝇蛹和成虫暴露于-20℃下30 min后,其存活率分别为15.0%、19.6%、21.0% (介于15%—30%),因此将-20℃确定为三叶斑潜蝇的冷驯化识别温度。短时间的5℃低温暴露提高了三叶斑潜蝇蛹和成虫的耐寒性,成虫对快速冷驯化的响应更加积极。1 h和2 h的冷驯化效果最好,随着暴露时间的延长,其驯化效果会逐渐减弱直至消失。在6 d内,不同时长的12℃低温暴露均会提高三叶斑潜蝇蛹和成虫的耐寒性且经历不同时长冷驯化后其耐寒性差异较小。在5、0、-5℃的低温暴露下,海南种群与安徽、湖北种群蛹的存活率差异不显著,在-10、-15、-20℃的低温暴露下,海南种群蛹的存活率显著低于安徽和湖北种群。安徽(-22.19℃)和湖北(-22.19℃) 种群蛹的过冷却点显著低于海南种群(-21.06℃)。【结论】三叶斑潜蝇的耐寒性可以通过快速冷驯化或长时冷驯化获得增强,这可能是三叶斑潜蝇逐步向我国高纬度地区扩散的原因之一。湖北和安徽种群表现出的耐寒性较海南种群强。研究结果有助于预测三叶斑潜蝇在我国的越冬分布区域,指导其监测预警及防控。

    土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境
    旋耕配合秸秆颗粒还田对土壤物理特性的影响
    董建新,宋文静,丛萍,李玉义,逄焕成,郑学博,王毅,王婧,况帅,徐艳丽
    中国农业科学. 2021, 54(13):  2789-2803.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.13.009
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    【目的】针对黄淮烟区植烟田由于化肥投入较高、耕作频繁造成的土壤板结、通透性降低、水稳性团聚体数量下降等土壤物理性质恶化的问题,探讨通过秸秆颗粒还田与耕作方式改善土壤物理性状的可行性。【方法】采用3年田间定位试验,以旋耕+不施秸秆颗粒(RG0)为对照,设置3种秸秆颗粒用量(G1:2 250 kg·hm-2、G2:4 500 kg·hm-2、G3:6 750 kg·hm-2)与2种耕作方式(旋耕:R、深翻:T)的交互处理,分析不同处理对土壤容重、田间持水量、土壤孔隙度、土壤团聚体稳定性的影响。【结果】(1)与RG0相比,3年间RG处理易显著降低0—20 cm土层土壤容重,降幅6.7%—16.5%,而TG处理易显著降低20—40 cm土层土壤容重,降幅3.0%—9.8%,秸秆颗粒高量还田降低比率最高。(2)RG处理提升0—20 cm土层田间持水量的效果显著,其中RG3较RG0提升14.9%(2017年);增加秸秆颗粒用量提升20—40 cm土层田间持水量显著,其中RG3较RG0提升18.0%(2018年)。(3)RG3与TG3处理显著提高0—20 cm与20—40 cm土层土壤总孔隙度,最高达17.9%与14.6%(2017年),但仅RG2与RG3处理显著提高20—40 cm土层土壤毛管孔隙度。(4)RG处理在还田后期对0—20 cm土层土壤团聚体稳定性的提升作用显著;>2 mm、小鱼0.106 mm、0.5—1 mm、0.106—0.25 mm与1—2 mm粒级团聚体是影响0—20 cm土层土壤物理性状的主要因子(Exp>66%),而0.5—1 mm与0.106—0.25 mm粒级团聚体是影响20—40 cm土层土壤物理性状的主要因子(Exp>48%)。【结论】秸秆颗粒用量6 750 kg·hm-2配合旋耕处理可同时降低0—20和20—40 cm土层的土壤容重,提升持水性能与土壤团聚体稳定性,且聚类分析也表明该处理促使土壤物理特性居于一类水平,是能有效改善当地烟田土壤物理结构的可行措施。

    晋南黄土旱塬小麦养分投入与化肥减施经济环境效应评价
    马红梅,曹寒冰,谢英荷,李廷亮,刘凯,张奇茹,姜丽伟,曹静,邵靖琳,武文玥,栗文琪
    中国农业科学. 2021, 54(13):  2804-2817.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.13.010
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    【目的】明确晋南黄土旱塬冬小麦养分投入现状,为当地旱作冬小麦稳产增产、减肥增效和控制农田面源污染提供理论依据。【方法】通过连续9年对黄土旱塬984个小麦种植户进行施肥调查,采用基于冬小麦产量确定的推荐施肥量,评价农户施肥,分析农户施肥的减肥潜力及其经济和环境效益。【结果】调研农户小麦籽粒平均产量3 711 kg·hm-2,其中属于低产(≤3 200 kg·hm-2)和中产(3 200—4 220 kg·hm-2)的农户比例分别占56.0%和18.1%。农户氮肥、磷肥和钾肥的平均用量分别为292.3 kg N·hm-2、159.8 kg P2O5·hm-2和92.0 kg K2O·hm-2。随着产量水平提高,施肥过量(即高投入+很高投入)的农户比例增加,其中氮肥、磷肥和钾肥施用过量的农户比例分别为68.7%、65.1%和57.9%。在各产量水平投入高和很高的农户减肥潜力较大,其中高投入的农户氮肥、磷肥和钾肥减施量为24.1 kg N·hm-2、12.8 kg P2O5·hm-2和6.2 kg K2O·hm-2,减少比例依次为15.9%、16.7%和16.7%;很高投入的农户氮肥、磷肥和钾肥减施量为250.9 kg N·hm-2、205.7 kg P2O5·hm-2、124.6 kg K2O·hm-2,减少比例依次为66.5%、76.7%和80.0%。进一步分析表明,高投入和很高投入的农户化肥减施后经济效益可增加251和3 425元/hm2,即分别增加4.0%和55.0%;高投入的农户氮肥、磷肥和钾肥的农学效率可分别提高18.8%、23.2%和22.1%,很高投入的可分别提高192.5%、321.3%和388.1%;高投入的农户氮肥、磷肥和钾肥的偏生产力可分别提高20.2%、23.7%和19.2%,很高投入的可分别提高210.4%、317.9%和388.1%。同时,合理降低高投入和很高投入的农户施氮量,N2O排放可分别减少0.3和6.3 kg N2O·hm-2,减少幅度为11.2%和72.5%;NH3挥发分别减少14.1和90.7 kg NH3 hm-2,减幅为20.8%和62.8%;NO3--N淋洗减少3.1和231.1 kg NO3--N·hm-2,减幅为4.9%和79.6%;整体上,总氮污染物(包括N2O排放、NH3挥发和NO3--N淋洗)可分别减少17.4和328.1 kg·hm-2,减幅13.1%和74.0%,节约氮肥12.5和130.9 kg N·hm-2,减少氮肥投入65.0和683.3 元/hm2。【结论】通过基于产量的农户施肥评价、减肥潜力估测、化肥减施后的经济效益和氮化合污染物的减排效应分析,明确了高和很高投入的农户氮磷钾减施潜力分别为24.1—250.9 kg N·hm-2、12.8—205.7 kg P2O5·hm-2、6.2—124.6 kg K2O·hm-2,且化肥减施后农户的经济收益提高251—3 425元/hm2,氮、磷、钾肥的农学效率分别提高18.8%—192.5%、23.2%—321.3%、22.1%—388.1%,同时,氮、磷、钾偏生产力提高20.2%—210.4%、23.7%—317.9%、19.2%—388.1%,还能减少包括N2O排放、NH3挥发、NO3--N淋洗等总氮污染物的排放17.4—328.1 kg·hm-2。该研究全面系统地揭示了当前旱作小麦生产中存在的资源环境问题、面临的挑战与机遇,为节本、增效的环境友好型施肥提供一定的理论依据。

    基于甘蔗产量与土壤磷素平衡的磷肥施用量研究
    区惠平,周柳强,黄金生,朱晓晖,曾艳,彭嘉宇,谢如林,谭宏伟,李忠宁,沈小微,刘昔辉
    中国农业科学. 2021, 54(13):  2818-2829.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.13.011
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    【目的】探讨南方赤红壤蔗区基于甘蔗产量与土壤磷素平衡的磷肥施用量,为该地区农田磷素高效利用与科学施磷提供参考依据。【方法】于2014—2016年在广西甘蔗主产区(南宁市武鸣区)布置田间定位试验,共设5个磷肥施用量水平,分别是0(P0)、75 kg P2O5·hm-2(P1)、150 kg P2O5·hm-2(P2)、300 kg P2O5·hm-2(P3)和 600 kg P2O5·hm-2(P4),连续3年测定甘蔗蔗茎、蔗叶产量和土壤Olsen-P含量,采用Mitscherlich模型拟合蔗茎产量对Olsen-P的响应曲线,计算土壤Olsen-P农学阈值,并分析植株磷含量,计算甘蔗吸磷量,磷肥利用率和磷素表观平衡状况。【结果】与P1处理相比,P2处理蔗茎产量显著提高8.3%(2014年)、18.0%(2015年)和15.5%(2016年)。蔗叶和地上部产量均以P2或P3处理最高,但不同施磷量间蔗茎、蔗叶和地上部产量整体无显著差异。P2—P4处理蔗茎磷累积量、蔗叶磷累积量和地上部磷累积量也相当。土壤Olsen-P含量、磷素表观平衡量和磷素盈余率均随施磷量的增加而显著增加,而磷素表观回收率和磷素偏生产力随施磷量的增加逐渐下降,以P1处理最高,显著高于P3和P4处理。Mitscherlich方程拟合获得Olsen-P农学阈值为13.4 mg·kg-1。相关分析表明,施磷量与磷素盈余率、磷素盈余率与土壤Olsen-P含量呈极显著的线性正相关关系(P小鱼0.01);磷素盈余率与甘蔗蔗茎产量呈极显著二次相关(P小鱼0.01),与磷素表观回收利用率、磷素偏生产力呈极显著指数相关(P小鱼0.01)。当施磷量为40.9 kg·hm-2时,磷素盈余率为0,土壤Olsen-P含量为15.87 mg·kg-1,甘蔗蔗茎产量为 94.2 t·hm-2。线性加平台拟合下的优化施磷量,土壤磷素盈余率为216.2%—232.7%,土壤Olsen-P含量为24.7—25.4 mg·kg-1,甘蔗蔗茎产量为99.7—100 t·hm-2。【结论】在Olsen-P含量较高的蔗区,40.9 kgP2O5·hm-2施用量能维持土壤磷素平衡,保持土壤适宜的Olsen-P含量,获得较高的产量与磷肥利用率,可以作为推荐的适宜施磷量。

    园艺
    基于KASP标记的葡萄品种鉴定
    王富强,张建,温常龙,樊秀彩,张颖,孙磊,刘崇怀,姜建福
    中国农业科学. 2021, 54(13):  2830-2842.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.13.012
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    【目的】开发一组能够区分中国主栽葡萄品种的竞争性等位基因特异性PCR(KASP)分子标记,为中国葡萄品种保护、品种登记和市场维权等提供技术支撑。【方法】基于前人筛选的60个葡萄高多态性SNP位点,转化为KASP标记。分别使用23份代表性品种和76份主要栽培品种对转化成功的KASP标记进行初筛、复筛、验证,获得一组高质量的KASP标记,并用于构建76份葡萄品种的DNA指纹图谱。【结果】60个SNP位点有3个不具备基因组特异性,6个无法设计KASP-PCR引物,最终51个SNP成功转化为KASP标记,转化率达到89.47%。利用LGC-SNPline平台对23份代表性品种进行基因分型,51个KASP标记全部成功分型。基于次要等位基因频率(MAF)大于0.25、多态性信息含量(PIC)大于0.35、缺失率小于0.2、杂合率小于0.6等参数,初步筛选出27个优质KASP标记。使用构建指纹图谱的76份品种复筛出22个高质量KASP标记。22个KASP标记的缺失率均小于0.12,PIC均大于0.3,杂合率在0.4—0.6的标记占77.27%,MAF大于0.3的标记占95.45%。此外,利用这22个标记对同一品种不同树体提取的23份代表性品种的DNA扩增检测,前后两次检测分型结果稳定一致,表明这22个标记具有较好的重复性和稳定性。进一步将基于22个标记获得的76份葡萄品种分型结果转化为二元编码数据,得到76份葡萄品种的指纹图谱。经邻接聚类分析和群体结果分析,可将76份葡萄品种分为3类,并能正确区分二倍体和多倍体。仅用10个标记(VIT_15_18567587、VIT_6_4258638、VIT_8_3320936、VIT_12_22228357、VIT_11_19390306、VIT_16_17950801、VIT_18_11138668、VIT_12_739916、VIT_16_13454358、VIT_16_21202286)就能区分70份品种,其中有54份品种达到品种鉴定的标准(差异位点数≥2)。【结论】从60个葡萄SNP中成功转化51个KASP标记,并筛选出22个高质量KASP标记,构建了76份葡萄品种的SNP指纹图谱,首次验证了KASP技术在我国葡萄品种鉴定中的可行性。

    PmARF17克隆及其在花发育中与内源激素的调控模式
    李艳林,SHAHID Iqbal,侍婷,宋娟,倪照君,高志红
    中国农业科学. 2021, 54(13):  2843-2857.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.13.013
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    【目的】分析梅PmARF17的生物学功能,探究梅花发育进程中其表达丰度与内源激素动态变化的关系,为梅花发育的调控研究提供依据。【方法】以梅品种‘大嵌蒂’为试材,克隆PmARF17,利用生物信息学软件分析基因结构、系统进化及其与其他物种同源蛋白的差异;亚细胞定位确定PmARF17蛋白在细胞中作用的部位;以梅品种‘大嵌蒂’和‘龙眼’不同发育阶段的花芽、叶芽、花器官为试材,利用qRT-PCR检测PmARF17时空表达模式,通过UPLC法测定IAA、GA3、ABA、ZT含量的动态变化,并与PmARF17的表达进行相关性分析;克隆PmARF17启动子,分析启动子的顺式作用元件,利用瞬时表达解析PmARF17与GA3的调控模式。【结果】从梅品种‘大嵌蒂’中克隆得到PmARF17,系统进化树分析表明PmARF17蛋白与其他植物的ARF蛋白序列高度同源;亚细胞定位表明其作用于细胞核和细胞膜上;qRT-PCR表达和内源激素含量的相关性分析表明,PmARF17的表达与IAA含量的变化趋势没有明显的相关性。PmARF17在雌蕊完好花芽中的表达水平相对不完全花芽显著上调,而GA3含量与PmARF17的表达趋势一致。ABA和ZT含量总体上与PmARF17的表达呈相反的趋势,表明两者可能抑制PmARF17的表达。PmARF17启动子含有GA顺式元件,且具有启动活性和组织表达特异性,在花瓣、雄蕊及根部特异表达。【结论】 PmARF17可能是梅花发育的正调控基因,促进梅雌蕊的正常发育。PmARF17的表达可能受到GA3的正调控,其可能通过作用于雄蕊和花瓣,进而影响梅的雌蕊发育进程。

    不同牡丹品种开花期间花瓣花青素和类黄酮组成的动态变化
    崔虎亮,贺霞,张前
    中国农业科学. 2021, 54(13):  2858-2869.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.13.014
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    【目的】牡丹(Paeonia suffruticosa)是中国传统名花之一,花色丰富,品种多样,通过测定不同花色品种在花朵开放期间花瓣花青素苷、类黄酮苷的种类和含量,并分析其动态变化规律,为牡丹花色的呈色机理及不同花色育种提供参考。【方法】选择5种不同花色的牡丹品种为试验材料,采集蕾期(S1)、露色期(S2)、盛开期(S3)和衰败期(S4)等4个不同时期的花瓣,利用高效液相色谱(HPLC)和质谱联用(LC-MS)技术对其花青素苷和类黄酮苷进行定性定量分析,比较不同花色品种之间的差异。【结果】检测到6种花青素苷和12种类黄酮苷。其中,紫色品种‘洛阳红’检测到的花青素苷种类最多,花瓣中共检测到4种花青素苷,而白色品种‘白雪塔’中未检测到花青素苷;在检测出的12种类黄酮苷中,芹菜素5-葡萄糖苷(7.18%—58.46%)、芹菜素己糖葡萄糖苷(1.44%—43.72%)和山奈酚3,7-葡萄糖苷(2.83%—43.44%)的相对含量明显高于其他物质。6种花青素苷在花朵开放期间不断积累,从蕾期(S1)至衰败期(S4),花青素总含量不断增加,其中在盛开期(S3)总含量显著增加,在S4时期达到最高值。类黄酮物质总含量在花朵开放与衰老期间呈现先增加后降低的趋势,但不同品种的变化趋势差异明显。‘洛阳红’的类黄酮总含量在衰败期(S4)达到最大值(752.93±48.10)μg∙g-1 FW,‘赵粉’在盛开期(S3)达到最大值(603.81±6.30)μg∙g-1 FW,‘白雪塔’在露色期(S2)达到最大值(673.45±9.96)μg∙g-1 FW,‘迎日红’和‘粉荷’均在蕾期(S1)达到最大值,其含量分别为(525.88±22.38)μg∙g-1 FW和(740.56±16.08)μg∙g-1 FW。【结论】不同颜色的牡丹品种中花青素苷和类黄酮苷差异较为显著,紫色品种花青素苷含量较高,白色品种几乎不含有花青素苷。花青素苷在花朵开放过程中不断积累,而类黄酮苷存在先积累后降解的变化趋势。

    食品科学与工程
    长三角地区市场常见农产品中40种真菌毒素的污染状况和特征分析
    范楷,祭芳,徐剑宏,钱鸣蓉,段劲生,聂冬霞,唐占敏,赵志辉,史建荣,韩铮
    中国农业科学. 2021, 54(13):  2870-2884.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.13.015
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    【目的】分析长三角地区市场小麦、玉米、稻谷、番茄和桃等常见农产品中真菌毒素的污染水平和特征,为农产品安全监管提供科学依据。【方法】于2019年从长三角地区三省一市(江苏、浙江、安徽和上海)的超市、农家和农贸市场等抽样采集农产品720份,包括120份小麦、150份玉米、150份稻谷、150份番茄和150份桃。谷物样品先后经水和含1%(V/V)甲酸的乙腈溶液提取,果蔬样品经含1%(V/V)甲酸的乙腈溶液提取。提取液通过氯化钠和无水硫酸镁盐析后,采用超高效液相色谱串联质谱法准确测定其中40种重要真菌毒素的含量。分别采用卡方检验和单因素方差分析对农产品中真菌毒素的检出率和含量进行比较,采用Spearman相关对农产品中真菌毒素的含量与产地温、湿度的相关性进行分析。【结果】720份农产品中共检测到36种真菌毒素,主要包括黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、链格孢霉毒素、伏马毒素、脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)及其修饰物和玉米赤霉烯酮(ZEN)等,总检出率为75.3%。其中,伏马毒素B1(FB1)检出率最高(49.0%),其次为细交链孢菌酮酸(TeA)(37.5%)、伏马毒素B2(FB2)(35.7%)、腾毒素(Ten)(29.6%)、伏马毒素B3(FB3)(29.3%)、ZEN(22.6%)、DON(21.4%)、3-乙酰基-脱氧雪腐镰刀菌烯醇(3-ADON)(10.7%)、赭曲霉毒素A(OTA)(10.4%),赭曲霉毒素B(OTB)(8.1%)、脱氧雪腐镰刀菌烯醇-3-葡萄糖苷(D3G)(7.2%)、赭曲霉毒素C(OTC)(6.4%)、黄曲霉毒素B2(AFB2)(5.8%)和15-乙酰基-脱氧雪腐镰刀菌烯醇(15-ADON)(5.4%)。59.5%的农产品样品受到2种或2种以上真菌毒素污染,同一份样本中被检出毒素数量最多达到23种。根据GB 2761-2017《食品安全国家标准 食品中真菌毒素限量》,有1份玉米样本黄曲霉毒素B1(AFB1)超标,1份稻谷样本OTA超标,6份小麦和2份玉米样本ZEN超标,总超标率为1.4%,整体污染水平不高。农产品中真菌毒素的污染水平表现出一定的类型和地区差异。小麦中,Ten、TeA和DON污染最严重;玉米中,伏马毒素污染较普遍;稻谷中则主要为Ten、TeA和伏马毒素;果蔬中伏马毒素、赭曲霉毒素和链格孢毒素等真菌毒素检出较多。从地区来看,浙江省小麦样品中DON和ZEN污染水平最严重,安徽省玉米样品FB1污染浓度较高,而江苏省稻谷样品中DON和ZEN的检出率和浓度水平均显著高于其他地区。相关性分析表明,谷物中Ten、TeA、FB1、DON和ZEN等毒素的含量与产地温、湿度存在一定的相关性,而果蔬中毒素的含量与温、湿度均无相关性。【结论】长三角地区市场农产品被多种真菌毒素污染,总体污染水平相对较低,但单一样品受到多种毒素混合污染的情况较多,应引起一定的重视。

    酶法制备大豆蛋白成骨活性肽
    李宇,汪芳,翁泽斌,宋海昭,沈新春
    中国农业科学. 2021, 54(13):  2885-2894.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.13.016
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    【目的】探究从大豆分离蛋白双酶分步酶解产物中分离促成骨细胞增殖肽的工艺,为大豆产品的开发提供参考。【方法】以促成骨细胞增殖活性作为测定指标,选用木瓜蛋白酶酶解大豆分离蛋白(SPI),采用MTT法检测不同浓度的木瓜蛋白酶酶解产物对成骨细胞的促增殖活性。采用pH-Stat法检测水解时间为1、2、3、4、5和6 h的木瓜蛋白酶酶解产物的水解度,并检测相应水解时间的酶解产物对成骨细胞的促增殖活性。然后分别采用截留分子量为30 kD和10 kD两种超滤膜对活性较高的酶解产物进行超滤,并测定各超滤组分对成骨细胞的促增殖活性。再将具有较高促成骨细胞增殖活性的超滤组分分别在0.5、1、1.5、2和2.5 h进行碱性蛋白酶酶解,并检测相应水解时间的酶解产物对成骨细胞的促增殖活性。然后选用交联葡聚糖(Sephadex G-15)对具有较高促成骨细胞增殖活性的酶解产物进行分离,并检测各分离组分对成骨细胞的促增殖活性。最后,对各分离组分进行氨基酸分析,并采用质谱(ESI-TOF MS/MS)对最高促成骨细胞增殖活性的分离组分进行结构鉴定,并筛选出具有较强促成骨细胞增殖的大豆活性肽。【结果】在浓度为200 μg·mL -1时,木瓜蛋白酶酶解物对成骨细胞的促增殖活性随着酶解时间的增加逐渐增强,当酶解时间为5 h时达到最高促增殖活性((118.24±2.73)%)。木瓜蛋白酶酶解产物经超滤分离、碱性蛋白酶酶解和凝胶过滤色谱分离后,对各分离组分进行氨基酸分析并筛选得到对成骨细胞具有最强增殖活性的组分F3,该组分的成骨细胞增殖率为(125.80±2.94)%,且F3中丙氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸等疏水性氨基酸以及芳香族氨基酸和必需氨基酸的含量明显高于其他组分。进一步通过质谱鉴定出F3主要由10个肽段组成。其中,DAMDGWFRL、GQTPLFPR、ADFYNPK、KDWYDIK的疏水性氨基酸、芳香族氨基酸以及必需氨基酸占比较高。对上述4个肽段进行活性测定,发现GQTPLFPR的促成骨细胞增殖活性最强,在浓度为100 μmol·L-1时,其成骨细胞增殖率为(129.11±3.12)%。【结论】采用双酶分步酶解结合超滤和凝胶过滤色谱等蛋白分离纯化技术,从大豆分离蛋白中分离纯化出了具有较强促成骨细胞增殖活性的多肽,为促成骨细胞增殖活性肽的制备和应用提供了技术参考。

    畜牧·兽医·资源昆虫
    中链脂肪酸抗菌和诱导防御肽表达的功能及其在仔猪饲料中的应用
    喻正旺,周忠新
    中国农业科学. 2021, 54(13):  2895-2905.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.13.017
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    近年,越来越多的研究表明,中链脂肪酸(MCFAs)抵抗病原菌是哺乳动物先天防御系统的重要组成部分,而且MCFAs也能够诱导人、猪和鸡内源性防御肽的表达,MCFAs的这些新功能尚未引起重视。MCFAs还和饲用有机酸或饲用植物精油具有协同抗菌增效作用,可以减少这些活性物质的使用量。相比于长链脂肪酸,日粮中添加MCFAs能显著地提高动物机体内氧气消耗量和线粒体呼吸速率,但产生活性氧自由基少,特别适合幼龄动物肠代谢和肝代谢所需的快速能量供应特点。日粮添加低浓度MCFAs(0.1%—0.5%,质量比)能显著提高新生或断奶仔猪存活率、粗蛋白粗脂肪消化率、饲料转化率,调节肠道菌群和改善肠上皮结构,进而促进生长。基于MCFAs的上述功能,将MCFAs与饲用有机酸或植物精油复配制备成微囊颗粒,可能是其用于仔猪抗生素替代品的尚佳方式。

    酸性硫酸钙对临床常见致病微生物的杀灭能力
    付霞丽,郑紫方,马志倩,徐乐乐,李志伟,李洋,肖书奇,李爽
    中国农业科学. 2021, 54(13):  2906-2915.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.13.018
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    【目的】研究消毒剂酸性硫酸钙(ACS)对微生物的杀灭效果,为用消毒剂防控人畜疫病提供基础数据和理论依据。【方法】将ACS与中和剂(3%卵磷脂、5%吐温-80的磷酸盐缓冲液)共孵育一段时间后,再分别加入大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌和猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)共培养一段时间,将与细菌的混合物涂布于营养琼脂平板,置于37℃生化培养箱培养18—24 h;将与病毒的混合物接种于细胞板,在37℃细胞培养箱内培养一定时间,评价中和剂的中和效果。其对照设置和评判标准如下:消毒剂+菌悬液或病毒悬液(第1组),(消毒剂+菌悬液或病毒悬液)+中和剂(第2组),(中和剂+消毒剂)+菌悬液或病毒悬液(第3组),(无菌硬水+菌悬液或病毒悬液)+中和剂(第4组),(无菌硬水+菌悬液或病毒悬液)+PBS(第5组),无菌硬水+PBS(第6组);细菌杀灭试验中和剂效果评价标准:第1组有极少量细菌生长或无菌生长,第2组有菌生长且明显少于第3、4、5组但多于第1组,第3、4、5组细菌数接近且与阳性对照组细菌数接近,第6组无菌生长,3次重复试验均符合上述条件,结果一致,判定所选中和剂及浓度合适;病毒灭活试验中和剂效果评价标准:第1组有极少量病毒生长或无病毒生长,第2组有病毒生长且明显少于第3、4、5组但多于第1组,第3、4、5组病毒生长与原接种量相近,第6组细胞正常生长,3次重复试验结果一致,判定所选中和剂及浓度合适。利用悬液定量杀菌法和测定病毒滴度的方法评价ACS对上述细菌和病毒的消灭效果,将ACS 稀释200、300、400、500、600、700倍分别与上述细菌或病毒作用不同时间后加入中和剂进行中和,然后将细菌混合物涂布于营养琼脂平板,通过计算菌落数评价ACS杀灭细菌的效果,测定病毒混合物中病毒滴度评价ACS对病毒的杀灭效果。【结果】所选用的中和剂能够有效地中和ACS 200倍稀释液对细菌和病毒的残留作用,且该中和剂对细菌、病毒和细胞无毒性。当ACS与细菌作用0 h后立即被中和,最大稀释300倍对大肠杆菌的灭菌率为100%,最大稀释600倍对金黄色葡萄球菌的灭菌率为100%,最大稀释700倍时对沙门氏菌的灭菌率为100%。当ACS 稀释至700倍时,分别与上述细菌作用1d或6d后被中和,灭菌率均为100%;此外,ACS稀释200倍时,与PRRSV作用60 min后被中和,未检测出病毒滴度。【结论】ACS稀释700倍与大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌作用1 d或1 d以上均能产生较好的杀灭效果;ACS稀释200倍与PRRSV作用60 min能完全杀灭病毒。这可为养殖场选用消毒剂防控疫病提供参考。

    研究简报
    巢式杂交分离群体的花生籽仁性状的主基因+多基因混合遗传模型分析
    张毛宁,黄冰艳,苗利娟,徐静,石磊,张忠信,孙子淇,刘华,齐飞艳,董文召,郑峥,张新友
    中国农业科学. 2021, 54(13):  2916-2930.  doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.13.019
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    【目的】花生籽仁性状是花生产量的重要构成因素。通过对花生巢式杂交群体的籽仁性状开展遗传模式研究,为进一步利用其衍生巢式关联作图群体开展花生籽仁性状QTL定位及开发分子标记辅助花生高产育种提供材料基础及理论依据。【方法】以豫花15为共同亲本,远杂9102、中花6号、粤油20、伏花生和NC94022为基础亲本,组配远杂9102×豫花15、中花6号×豫花15、豫花15×粤油20、豫花15×伏花生和豫花15×NC94022共5个组合的巢式杂交群体,通过F2单株收获共获得1 812个F2:3家系,将籽仁性状分解为籽仁长、宽、长宽比、表面积、表面周长及单仁重等6个性状,分析各个性状之间的拟合度、相关性,利用数量性状的主基因加多基因混合遗传模型分别对其进行遗传模型分析与遗传参数估计,确定控制各个性状的基因数目、遗传效应值及遗传力。【结果】花生巢式杂交分离群体中,籽仁性状变异类型丰富,籽仁6个性状在不同组合中均表现为超出双亲的正态分布;籽仁不同性状间存在一定相关性,籽仁长、籽仁表面积和表面周长三者之间呈显著相关,籽仁宽与籽仁长宽比呈负相关性,但相关性低;籽仁6个性状之间的相关性越大,拟合度也越高;不同组合的不同籽仁性状的遗传模型存在差异,在籽仁的6个性状中,籽仁表面积、表面周长在5个组合中均符合1MG-AM模型,籽仁宽、长宽比、单仁重均有4个组合符合1MG-AD模型,籽仁长有3个组合符合1MG-NCD模型,籽仁长、长宽比均有1个组合符合2MG-EAD模型,主基因遗传力3.80%—77.06%,不同群体中的基因效应值不同,表明多等位基因或非等位基因的不同遗传效应以及遗传背景的差异。【结论】花生巢式杂交群体的籽仁性状以多基因遗传效应为主,其遗传表现出不同的模式,表明该巢式杂交群体中不同组合籽仁性状的调控基因差异,为全面解析复杂籽仁性状的遗传机制提供了群体材料。