中国农业科学

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中国农业科学. 2023, 56(2): 0. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023-2-0

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四倍体小麦胚大小性状QTL定位与分析

陈吉浩, 周界光, 曲翔汝, 王素容, 唐华苹, 蒋云, 唐力为, $\boxed{\hbox{兰秀锦}}$, 魏育明, 周景忠, 马建

中国农业科学. 2023, 56(2): 203-216. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.02.001

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【目的】挖掘小麦胚大小性状相关的数量性状位点，解析胚大小与其他重要农艺性状之间的相关性，为胚相关性状QTL的精细定位及育种利用奠定基础。【方法】以四倍体小麦矮兰麦（Ailanmai）和野生二粒小麦（LM001）构建的121份F₈代重组自交系群体（AM群体）作为研究材料，将其分别种植于成都市崇州试验基地（2018、2019和2020年）、成都市温江区试验基地（2020年）和雅安市试验基地（2020年），调查5个环境下的胚长、胚宽、胚长/胚宽、胚长/粒长、胚宽/粒宽以及胚面积6个性状，结合基于小麦55K SNP芯片构建的遗传连锁图谱对上述6个性状进行QTL定位。【结果】胚大小性状呈近似正态分布，符合数量性状的遗传特征。QTL定位共检测到27个胚大小相关性状的QTL，其中，7个分别控制胚长和胚宽的QTL可解释7.75%—21.74%和7.67%—33.29%的表型变异，共检测到5个在多环境稳定表达的主效QTL：QEL.sicau-AM-3B、QEW.sicau-AM-2B、QEW/KW.sicau-AM-2B、QEL/EW.sicau-AM-2B-1和QEA.sicau-AM-2B，其贡献率分别为11.88%—21.74%、21.77%—33.29%、8.80%—24.92%、12.79%—31.13%和10.47%—20.67%。另外，上述胚相关的位点形成4个QTL簇，分别为1B控制胚长/粒长和胚长的QTL簇，2B控制胚宽、胚长/胚宽、胚宽/粒宽以及胚面积的QTL簇，3B控制胚长和胚面积的QTL簇，6B控制胚长/胚宽、胚宽/粒宽的QTL簇。确定胚大小与小麦籽粒大小具有显著正相关性，且发现胚长主效位点QEL.sicau-AM-3B与粒长主效位点共定位，但胚宽主效位点QEW.sicau-AM-2B独立于粒宽主效位点存在。在主效QTL所在物理区间鉴定获得4个可能参与胚大小调控的基因。【结论】鉴定到5个控制胚相关性状的稳定表达的主效QTL:QEL.sicau-AM-3B、QEW.sicau-AM-2B、QEW/KW.sicau-AM-2B、QEL/EW.sicau-AM-2B-1和QEA.sicau-AM-2B，其中，QEW.sicau-AM-2B可能为新的QTL。

基于转录组SNP构建油茶主要品种资源的分子身份证

林萍, 王开良, 姚小华, 任华东

中国农业科学. 2023, 56(2): 217-235. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.02.002

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【目的】近年来，油茶（Camellia oleifera）产业发展迅速，已成为中国四大油料之一。油茶良种不断涌现，但品质参差不齐，“同名异物、同物异名”等现象时有发生。建立油茶品种资源的单核苷酸多态性（single-nucleotide polymorphism，SNP）分子标记数据库，筛选重要SNP位点，开发油茶品种资源DNA指纹图谱，构建油茶品种资源的分子身份证，为品种鉴别、品种追溯等提供分子水平鉴别技术支撑。【方法】以221份普通油茶品种资源为材料，提取未成熟种子RNA，进行转录组测序。以二倍体南荣油茶基因组为参考，识别供试油茶品种资源的SNP位点并基因分型，利用SNP数据分析油茶群体及亚群的遗传多样性，分析SNP位点的观测杂合度、期望杂合度、多态信息含量（PIC）等信息，筛选核心SNP位点并采用Sanger测序验证，得到最优SNP位点组合后，结合品种资源基本信息构建油茶品种资源分子身份证。【结果】从油茶转录组中共检测到1 849 953个高质量SNP位点。群体遗传多样性分析发现，油茶群体观测杂合度为0.2966，期望杂合度为0.2462，固定指数为-0.2048，PIC为0.2073，最小等位基因频率为0.1648。参试群体的各亚群间遗传分化较小，存在较高的基因流，主要变异存在于亚群内。根据PIC、连锁不平衡衰退距离（LD）等参数从所有SNP位点中筛选出31个多态性高的核心位点，Sanger测序验证其中8个核心位点基因分型的准确率在91.36%以上。利用核心位点组成DNA指纹图谱，可区分出全部参试油茶品种资源。DNA指纹图谱结合油茶品种资源基本信息，构建成由66位数字组成的油茶品种资源分子身份证。【结论】依据SNP标记的PIC、LD等指标，筛选出31个核心SNP位点，精准区分全部供试油茶品种资源。将31个SNP位点所构建的油茶品种资源DNA指纹图谱与品种资源的起源、资源类型和亚群分布等基本属性信息相结合，构建了每份油茶品种资源唯一的分子身份证，并生成相应的条形码和二维码。

水培条件下根际氧环境对水稻幼苗磷吸收的影响及其生理机制

肖德顺, 徐春梅, 王丹英, 章秀福, 陈松, 褚光, 刘元辉

中国农业科学. 2023, 56(2): 236-248. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.02.003

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【目的】研究根际氧环境对水稻幼苗磷吸收的影响及其生理机制，以期为促进水稻磷素吸收利用的新栽培措施提供理论依据。【方法】以珍汕97B和密阳46为材料，用国际水稻所营养液配方进行水培试验。秧苗移栽一周后用在线溶氧仪（氮气、氧气调节）设定中氧：2.5—3.5 mg·L^-1，高氧：>6.0 mg·L^-1（饱和溶解氧处理，在水稻生长过程中用充气泵连续向水体中充入空气）和常规水培（CK，不进行氧调节）3个氧处理，研究水稻幼苗生长（生物量、根系形态结构）、根系生理（根系活力、磷吸收动力学、磷酸酶活性、根系分泌的有机酸、柠檬酸等）以及磷吸收积累等指标。【结果】（1）中氧处理促进水稻幼苗分蘖的发生和生长，增加其生物量、根冠比以及磷的吸收和积累；高氧处理降低株高，减少地上生物量，对地下部分生物量无明显影响。（2）中氧处理后总根长、根系表面积、总根系体积较对照显著增加，平均根粗显著降低；高氧处理与之相反。中氧和高氧处理均能促进有机酸的分泌（有机酸总量、草酸、酒石酸以及柠檬酸含量均增加）、提高叶片和根系中酸性磷酸酶活性；但与高氧处理相比，中氧处理后根系活力显著增强，磷吸收动力学参数得以优化，Imax增大、Km和Cmin降低。（3）磷积累量、地上部磷含量与根系形态（总根长、根系表面积、平均根粗和总根系体积）、根系活力、吸收动力学参数Imax、草酸以及酒石酸含量显著正相关，与磷吸收动力学参数Km和Cmin显著负相关。地下部磷含量与根系酸性磷酸酶活性、根系活力、有机酸总量以及草酸含量显著正相关，与其余指标相关性未达显著水平。【结论】适度增氧（中氧）增加叶片和根系中酸性磷酸酶活性、根系活力、草酸、酒石酸和柠檬酸分泌量，优化根系形态（增加根系总长度和表面积）和磷素吸收动力学参数，从而促进水稻幼苗对磷的吸收。因此，生产上可以通过栽培措施的调控改变根际氧环境从而提高水稻对磷吸收利用。

直播栽培对双季早稻生育期、抗倒伏能力及产量效益的影响

张晓丽, 陶伟, 高国庆, 陈雷, 郭辉, 张华, 唐茂艳, 梁天锋

中国农业科学. 2023, 56(2): 249-263. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.02.004

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【目的】探究直播栽培方式对不同类型水稻品种生育期、抗倒伏能力、产量和经济效益的影响，以期为机械化直播稻的应用推广提供理论基础。【方法】2020年和2021年早稻，以广西生产上推广面积较大的常规稻品种桂育9号、桂育11号、桂野丰、广粮香2号和杂交稻Y两优1号等5个品种为供试材料，以人工移栽为对照，进行大田精量直播。试验采用裂区设计，以栽培模式为主区，品种为副区，设置3个重复。记录各生育周期，测定主茎形态、基部茎秆特征以及抗折力、弯曲力度和倒伏指数等抗倒伏指标，成熟期测定产量及其构成因素，并计算成本和经济效益。【结果】（1）直播稻的生育期缩短2—6 d，主要表现在播种到幼穗分化期之间；（2）直播稻的抗倒伏能力低于移栽稻，其株高、重心高度与穗干重均较低，第二节间的茎粗、壁厚、鲜重和干重亦较低，茎秆长度则高于移栽稻，这是导致直播水稻抗倒伏能力弱的主要原因；（3）在产量表现方面，除Y两优1号外，其余4个水稻品种的产量表现为直播稻低于移栽稻。生育期相对短的品种，直播稻的产量明显低于移栽稻，而生育期较长的品种，产量差异不显著，在产量构成因素中，每穗粒数增加和结实率的提高是直播稻增产的主要因素；（4）从经济效益分析来看，供试品种中，生育期较短的桂育11号，因直播产量降低明显，效益降低，其余4个水稻品种的直播稻经济效益高于移栽稻，其主要原因是直播稻节省了育秧和插秧环节的人工成本。【结论】当前亟待发展以保面积、增效益为主要目标的水稻轻简生产模式，与移栽稻相比，水稻直播栽培具有缩短生育期，降低生产成本等明显优势，但其倒伏的风险相对较大，产量易受品种特性和环境因素的影响。在进行水稻早稻直播栽培时，可以通过选择中等熟期、基部茎秆长度合理、茎秆粗壮且茎秆壁厚的抗倒品种，在栽培管理上，可适当增加穗肥的比例，以弥补每穗粒数和结实率的不足来提高直播稻产量。

黑龙江省和海南省PWL基因家族在稻瘟病菌中的分布及变异

刘瑞, 赵羽涵, 付忠举, 顾欣怡, 王艳霞, 靳学慧, 杨莹, 吴伟怀, 张亚玲

中国农业科学. 2023, 56(2): 264-274. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.02.005

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【目的】了解不同稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）菌株群体中PWL基因家族的分布和变异特征，为研究不同稻瘟病菌群体的遗传多样性及特异性提供依据。【方法】通过参考NCBI中公布的无毒基因序列分别对PWL基因家族的启动子区和CDS区设计特异性引物共8对，对2020年采自黑龙江省和海南省不同地区的397个稻瘟病菌单孢分离菌株提取DNA，进行无毒基因的PCR扩增并通过琼脂糖凝胶电泳检测，从检测结果中分别选取囊括不同地区的代表菌株对扩增片段进行测序分析。测序结果与NCBI中相应无毒基因启动子区和CDS区的碱基与氨基酸序列进行比较分析。【结果】在PCR电泳检测结果中，PWL1在所有菌株中均未检测出；PWL2、PWL3和PWL4在黑龙江省和海南省中均扩增出特异性片段，说明这3种基因在两省中均有分布并分别存在不同的分布频率与变异类型。其中PWL2在黑龙江省和海南省中分布频率最高，分别为98.14%和100%；PWL3和PWL4在两省中的分布频率具有显著差异，这2种基因在黑龙江菌株中频率分别为89.30%和82.79%，而在海南菌株中均为5.49%。通过对无毒基因组合进行分析，结果显示，组合类型可分为6种，分别为PWL(f)、PWL2、PWL3、PWL2+PWL3、PWL2+PWL4、PWL2+PWL3+PWL4。其中黑龙江菌株含有所有组合类型，海南菌株仅含有2种，说明黑龙江菌株与海南菌株相比无毒基因型种类较为丰富。通过对PWL基因家族的PCR产物测序发现，PWL基因家族在启动子区和CDS区变异位点丰富，以点突变和缺失为主要变异类型划分为9种，且不同群体来源菌株的变异类型具有特异性和一致性。其中PWL2检测出5种变异类型PWL2-（1，2，3，4，5），碱基序列变化导致氨基酸序列发生错义突变；PWL3和PWL4分别检测出2种变异类型，分别为PWL3-（1，2）和PWL4-（1，2），均发生移码突变使后面氨基酸发生变化。【结论】不同群体来源的稻瘟病菌菌株中PWL基因家族的分布和变异类型具有地域差异性，且变异位点丰富。

杨梅园土壤优势放线菌的分离及其防病促生功能

王炫栋, 宋振, 兰赫婷, 江樱姿, 齐文杰, 刘晓阳, 蒋冬花

中国农业科学. 2023, 56(2): 275-286. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.02.006

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【目的】分离、筛选杨梅园植物根系和根际土壤优势放线菌，探究放线菌种群数量与分布的季节性特征，分析其在生物防治与促进植物生长上的应用潜力。【方法】采集不同季节杨梅园内植物根系及根际土壤样品，采用稀释平板法进行优势放线菌的分离纯化。采用选择培养基分析优势放线菌固氮、溶磷、解钾等植物根际促生菌（PGPR）特性，CAS平板检测铁载体产生能力，Salkowski显色法检测吲哚乙酸（IAA）产生能力，比色法检测ACC脱氨酶活性。对具备优良促生特性的菌株进行试管促生效应鉴定，并采用平板对峙法和发酵液牛津杯法分析其抗菌活性。最后，对特性良好的菌株通过形态观测、生理生化试验和16S rDNA序列分析确定其分类地位。【结果】从不同海拔的两个杨梅园中共分离到优势放线菌127株，其中植物根系32株、根际土壤95株。与春、夏季相比，秋、冬季分离到的放线菌数量较多种类较丰富，抑菌和促生能力较强。且高海拔地区分离的优势放线菌数量在春、夏两季显著多于低海拔地区，而秋、冬季低海拔地区分离到的放线菌数量超过高海拔地区，并且远超该地区春、夏两季分离到放线菌的总数。最终得到46株不同种类放线菌，经过PGPR特性分析，35株放线菌具有明显的促生特性。其中菌株Sz-11具备固氮、溶无机磷、溶有机磷、产生铁载体、产生IAA及产生ACC脱氨酶6种促生特性，试管鉴定结果显示其能有效促进水稻幼苗生长发育，接种菌株Sz-11的幼苗株高及根长增幅分别为36.08%和22.70%。同时，菌株Sz-11对多种植物病原细菌均表现出较好的拮抗活性，对水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae，Xoo）、水稻细菌性条斑病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzicola，Xooc）拮抗作用较为显著且稳定。通过一系列观测、试验结合测序分析结果，初步鉴定为沙阿霉素链霉菌（Streptomyces zaomyceticus）。【结论】杨梅园土壤优势放线菌数量与分布受季节、海拔等因素影响，可培养放线菌中具备促生功能的菌株占比较高，沙阿霉素链霉菌Sz-11兼具良好的防病、促生功能，有望开发成生物肥料和生物防治制剂应用于水稻生产。

葡聚糖改性尿素对冬小麦产量和肥料氮去向的影响

严艳鸽, 张水勤, 李燕婷, 赵秉强, 袁亮

中国农业科学. 2023, 56(2): 287-299. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.02.007

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【目的】糖类物质具有调控氮素转化和作物生长的作用，目前尚不明确不同聚合度糖类物质与尿素反应对尿素氮肥利用、作物生长的影响及机理。通过将不同聚合度葡萄糖（葡聚糖）与¹⁵N尿素熔融制备葡聚糖改性尿素，分析葡聚糖改性尿素的结构变化与小麦产量和氮素吸收利用的关系，以期为葡聚糖在提高尿素氮肥利用效率中的应用提供科学依据。【方法】采用¹⁵N示踪技术，供试作物为冬小麦（济麦22），将葡萄糖（单体）、麦芽糖（2聚）、低聚麦芽糖（≈5聚）和聚葡萄糖（≈20聚）按1%添加量加入到熔融¹⁵N尿素（丰度为10.19%）中，制得葡聚糖改性尿素（葡萄糖、麦芽糖、低聚麦芽糖、聚葡萄糖改性尿素分别由GU、MU、OU和PU表示），以不同聚合度葡萄糖改性尿素和普通尿素（U）为供试肥料，运用田间土柱栽培试验研究葡聚糖改性尿素对小麦生长及肥料氮去向的影响。利用傅里叶红外变换（FTIR）光谱和¹³C核磁共振（¹³C NMR）波谱特征探究葡萄糖聚合度及其改性尿素的结构变化，并揭示其与小麦产量、氮肥利用的关系。【结果】（1）与U相比，葡聚糖改性尿素的FTIR谱图在3 343和1 601 cm^-1处的伯酰胺振动强度减弱，¹³C NMR波谱在158—171 ppm处检测到一个新的化学位移峰，是葡聚糖的醛基与尿素的胺基发生席夫碱反应，生成含C=N物质的标志。（2）与U相比，不同聚合度葡萄糖改性尿素（GU、MU、OU、PU）增加了小麦产量，分别较U提高了1.9%、9.2%、10.3%和12.3%，主要通过增加小麦穗数和穗粒数实现增产。（3）与U相比，不同聚合度葡萄糖改性尿素的小麦籽粒总氮吸收量和肥料氮吸收量分别提高了8.7%—20.0%和6.1%—13.9%；MU、OU和PU处理的氮素吸收量均高于GU。（4）与U相比，不同聚合度葡萄糖改性尿素的¹⁵N利用率提高了2.0—6.1个百分点，肥料氮残留率提高了1.3—4.9个百分点，肥料氮损失率显著降低6.9—7.4个百分点。（5）相关性分析结果表明，小麦产量与葡萄糖聚合度呈显著正相关关系，而与席夫碱含量呈显著负相关；利用一元二次方程可显著拟合席夫碱含量与小麦产量和¹⁵N利用率的关系，葡萄糖聚合度5—8时，小麦产量和肥料氮利用率最高。【结论】与普通尿素相比，不同聚合度葡萄糖改性尿素可以增加小麦产量，促进氮素的吸收利用，提高肥料氮残留量，减少尿素氮肥损失。一定范围内，随着葡聚糖聚合度的增加，小麦产量和肥料氮吸收量逐渐增加，土壤中肥料氮残留量逐渐降低。葡萄糖聚合度为5—8，其对尿素改性增效的效果最佳。

畜禽有机肥氮在冬小麦季对化肥氮的相对替代当量

徐久凯, 袁亮, 温延臣, 张水勤, 李燕婷, 李海燕, 赵秉强

中国农业科学. 2023, 56(2): 300-313. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.02.008

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【目的】不同类型畜禽有机肥氮素在组分和有效性方面存在明显差异，以化肥氮为参考标准，明晰不同畜禽有机肥氮素相对化肥氮的有效性，可为有机肥合理施用及有机无机科学配施提供理论依据。【方法】选取腐熟风干基猪粪、鸡粪、牛粪及化肥为材料，施氮（N）量均设置6个水平（0、40、80、120、160、200 mg·kg^-1干土），采用田间土柱栽培试验，分析不同肥料处理对冬小麦产量和氮素吸收量的影响，利用作物吸氮量或产量与化肥施氮量之间的响应关系，研究估算3种畜禽有机肥氮素对化肥氮的相对替代当量。【结果】（1）化肥处理和有机肥处理的小麦籽粒和地上部生物量均随施氮水平的提高而增加。在40—120 mg·kg^-1干土施氮水平下，化肥和猪粪处理对籽粒和生物产量的提升幅度高于鸡粪和牛粪；在160—200 mg·kg^-1干土施氮水平下，化肥、猪粪和鸡粪的籽粒产量无显著差异，但均显著高于牛粪处理。（2）等氮条件下，化肥处理对小麦籽粒/地上部氮吸收量的提升幅度高于有机肥处理；3种有机肥相比，小麦地上部氮吸收量由大到小的顺序为猪粪、鸡粪、牛粪；有机肥处理的氮素回收率随施氮水平增加呈先升高后降低趋势，而化肥处理呈逐渐降低的趋势。（3）不同氮水平下，猪粪、鸡粪和牛粪氮的相对替代当量分别为37.7%—84.2%、23.1%—71.0%、11.3%—34.2%（以小麦籽粒产量为参考指标）；49.2%—91.3%、23.3%—78.3%、7.4%—42.2%（地上部生物产量）；31.1%—76.3%、19.8%—67.1%、6.0%—35.7%（籽粒吸氮量）；以及30.8%—97.1%、19.8%—75.6%、7.8%—43.8%（地上部吸氮量）。畜禽有机肥氮的相对替代当量与施氮量之间呈正相关关系（P<0.01）。【结论】有机肥类型和施氮水平均影响有机肥氮的相对替代当量，在一定施氮量范围内，畜禽有机肥氮素替代当量随施氮量的增加而提高；基于小麦籽粒产量/地上部生物量和籽粒氮吸收量/地上部氮吸收量4项参考指标，猪粪、鸡粪和牛粪3种畜禽有机肥氮素的平均相对替代当量分别为59.6%、46.2%和23.6%。

种养循环农作制度碳足迹评估—以鲜食玉米-奶牛-粪便还田循环模式为例

陈晓炜, 王小龙

中国农业科学. 2023, 56(2): 314-332. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.02.009

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【目的】基于农业碳计量学方法对种养复杂系统全生命周期固碳减排效果的综合评估，是从全产业链视角开展我国低碳农作制度设计和优化的基础。本研究比较了5种系统情景及其对应的种养循环产业链碳足迹评估框架，以期为国内外低碳农作制度创建提供科学、合理、可用的方法学借鉴。【方法】研究基于ISO 14040发布的产品全生命周期碳足迹评价框架，结合IPCC提供的农田和养殖业温室气体核算体系，在不同的系统边界下，构建种养循环农作制度碳足迹评估框架，并以华南热作区鲜食玉米-奶牛-粪便还田循环模式为实证研究对象开展评估效果验证。【结果】评估框架明确了种养循环和分离模式全产业链都包含有农资投入、农田种植、动物养殖、粪便管理、运输和土壤碳汇变化等6个核算环节，并对各环节的碳计量学逻辑及其碳足迹核算方法进行了分析。案例结果表明，鲜食玉米-奶牛-粪便还田种养循环模式全生命周期碳足迹比分离模式降低了34.44%，表现出更好的固碳减排效果。评估框架对种养“耦合”或“脱耦”后对上游农资生产及运输环节的“间接排放”，以及下游产业链饲料替代和废弃物循环利用的“替代性减排”特征能够充分体现，实景系统田间实测数据和调研数据与背景系统的模型评估参数相结合，所得评估结果更加贴近种养循环农作制度的生产实际。【结论】本研究构建的种养循环农作制度碳足迹评估框架，能够在全生命周期视角和合理的系统边界下，进行种养产业链循环和分离系统固碳减排效果的综合评估，并提供优化方向。

柑橘果实囊衣发育与化渣性的形成

李菲菲, 廉雪菲, 尹韬, 常媛媛, 金燕, 马小川, 陈岳文, 叶丽, 李云松, 卢晓鹏

中国农业科学. 2023, 56(2): 333-344. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.02.010

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【目的】揭示柑橘果实囊衣发育和化渣性形成的规律，为改良柑橘果实化渣性品质提供理论依据。【方法】以‘爱媛30’杂柑、‘诺瓦’杂柑、‘兴津’温州蜜柑、‘园丰’脐橙、‘纽荷尔’脐橙、‘安江’香柚和‘江永’香柚等不同类型柑橘果实为材料，在细胞及生理生化水平通过比较不同类型柑橘果实囊衣的超微结构、发育过程中囊衣的发育规律，分析囊衣细胞壁主要生理生化指标。【结果】不同类型柑橘果实囊衣均表现出外侧面粗糙而内侧面光滑的特征；囊衣内侧面表面蜡质层明显，其下1—2层细胞排列整齐、细胞壁增厚，囊衣细胞排列致密度由内侧面向外侧面逐渐降低。内侧面蜡质层及其下1—2层细胞形态变化、排列特征的显现是囊衣发育成熟的标志。柚类果实囊衣最厚、化渣性最差，主要原因是其囊衣细胞层数多、细胞体积大、果胶含量高。果实发育过程中，不同柑橘类型果实在花蕾至落花期，其子房内部已分化出心室，未来形成囊衣的心室间隔细胞大小一致且排列紧密，尚无明显的囊衣细胞排列特征。随着果实的膨大及成熟，‘沙田柚’（Citrus grandis Osbeck cv. Shatianyou）果实囊衣发育成熟后细胞壁增厚期最长，厚度最厚且细胞层数多，果胶含量显著高于‘园丰’脐橙（Citrus sinensis Osbeck cv. Yuanfeng）和‘橘湘早’温州蜜柑（Citrus unshiu Marc. cv. Juxiangzao）；‘园丰’脐橙囊衣成熟后细胞壁增厚期较长、细胞层数中等，原果胶含量高于‘橘湘早’温州蜜柑；‘橘湘早’温州蜜柑囊衣成熟后细胞壁增厚期最短，厚度最薄、细胞层数最少。10月，温州蜜柑成熟时，‘沙田柚’‘园丰’脐橙和‘橘湘早’温州蜜柑的原果胶含量分别为364.22、208.48和165.39 mg·g^-1，‘沙田柚’分别较其他两个品种高74.7%和120.2%。【结论】柑橘果实囊衣厚度、细胞层数和细胞壁增厚程度影响果实化渣性，果胶含量可以反映果实囊衣化渣性程度。

中国樱桃正反交F₁代果实主要性状的遗传分析

刘针杉, 涂红霞, 周荆婷, 马艳, 柴久凤, 王旨意, 杨鹏飞, 杨小芹, Kumail Abbas, 王浩, 王燕, 王小蓉

中国农业科学. 2023, 56(2): 345-356. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.02.011

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【目的】通过观测分析中国樱桃地方种质‘南早红’（早熟，橙红）和‘红妃’（紫红，综合性状优良）杂交F₁代果实主要性状的遗传表现，探究果实主要性状遗传规律，为优异性状基因挖掘奠定工作基础，也为新品种选育和杂交亲本选择与选配提供参考依据。【方法】田间调查和测试分析‘南早红’（NZH）和‘红妃’（HF）正、反交F₁代群体（n=226）果实大小（单果质量、果实纵径、横径、侧径）、风味（可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸）、颜色（果实花色苷含量）、形状（果形指数）、果实生育期、果柄长度等17个性状的遗传变异，分析其遗传倾向并预测遗传模式。【结果】正交（‘南早红’×‘红妃’）和反交（‘红妃’×‘南早红’）F₁群体单果质量分离广泛，分别为2.59—7.46和2.45—6.48 g，但平均单果质量（4.30 g、4.05 g）均小于中亲值（4.58 g）。可溶性固形物和可溶性糖含量杂种优势明显，前者正、反交群体均值分别为14.55%和14.51%，高于亲本HF（12.97%）和NZH（11.36%），超高亲率分别达78.52%和76.09%；可滴定酸在正、反交群体中的均值（0.67 g/100 mL、0.59 g/100 mL）略低于中亲值（0.63 g/100 mL），低低亲率为47.92%和41.94%。F₁果皮颜色也呈现连续变异，包括橙红、红色、紫红和黑紫等类型，以红色为主。果实花色苷含量变异较大，分布范围分别为3.12—112.51和1.80—79.94 mg·kg^-1。果实生育期在正反交F₁群体中存在差异，正交的比反交的短2 d。果柄长度表现为超亲遗传，超高亲率分别为49.25%和43.33%。遗传模型预测表明，正、反交11个果实性状最适遗传模型的主基因数目完全一致，果实纵径和果实生育期为1对主基因，其他性状均为2对主基因。【结论】中国樱桃杂交F₁代果实主要性状均为多基因控制连续分布的数量性状，其中单果质量、果实纵径、横径、侧径、可滴定酸、花色苷含量呈变小的趋势，可溶性固形物、可溶性糖和果柄长度呈增大的趋势。

杏鲍菇多糖及其消化产物对淀粉消化酶的抑制及相互作用

徐倩, 王晗, 马赛, 胡秋辉, 马宁, 苏安祥, 李辰, 马高兴

中国农业科学. 2023, 56(2): 357-367. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.02.012

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【目的】以杏鲍菇多糖（PEP）为原料，探究其基本理化性质和对葡萄糖扩散和吸附能力的影响。利用体外模拟消化模型制备PEP模拟消化产物（D-PEP），探究PEP和D-PEP对与糖代谢相关的消化酶活性的影响，并进一步评价其与α-葡萄糖苷酶的相互作用。【方法】首先基于前人的研究方法对PEP的基本理化性质进行评价；然后采用DNS法测定PEP和D-PEP对α-淀粉酶活力的抑制效果，采用对硝基苯-α-D-吡喃葡萄糖苷（PNPG）法测定对α-葡萄糖苷酶抑制率；最后采用荧光光谱法研究PEP和D-PEP与α-葡萄糖苷酶的相互作用。【结果】PEP具备良好的溶解/溶胀性、持水/持油性，且其对葡萄糖扩散和吸附能力具有一定的抑制作用。PEP对麦芽糖酶和α-葡萄糖苷酶具有显著的抑制作用，对α-淀粉酶没有抑制作用，当PEP浓度为4 mg·mL^-1时，其对麦芽糖酶和α-葡萄糖苷酶的抑制率分别为（77.20±2.71）%和（78.91±0.51）%。然而消化产物D-PEP对3种酶都有显著的抑制作用，4 mg·mL^-1的D-PEP对α-淀粉酶、麦芽糖酶和α-葡萄糖苷酶的抑制率分别为（84.08±1.79）%、（20.58±1.20）%和（95.58±0.12）%。荧光光谱法结果表明，随着PEP和D-PEP浓度增大，α-葡萄糖苷酶的内源荧光逐渐减弱，且其对α-葡萄糖苷酶的内源荧光淬灭以静态淬灭为主，其结合位点大于等于1。【结论】与PEP相比，D-PEP不仅能抑制麦芽糖酶和α-葡萄糖苷酶活性，对α-淀粉酶活力也有显著的抑制效果，D-PEP对淀粉消化酶表现出更好的抑制效果，可在一定程度上影响机体糖代谢。

UPLC-MS/MS代谢组学评价归芪益母口服液对产后奶牛瘤胃的调节作用

唐玉林, 张博, 任曼, 张瑞雪, 秦俊杰, 朱浩, 郭延生

中国农业科学. 2023, 56(2): 368-378. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.02.013

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【背景】在当前饲料禁抗的背景下，利用低残留、无毒副作用的中草药制剂进行奶牛围产期保健已备受广大养殖企业的青睐。前期研究发现，归芪益母口服液能够减轻产后奶牛炎性反应、增强免疫力和缓解能量负平衡，但其详细的作用机制尚不清楚。【目的】通过超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）代谢组学技术评价归芪益母口服液对产后奶牛瘤胃代谢的调节作用，以期从新的视角揭示该配方的作用机制。【方法】试验选择18头体况相近、2—3胎次健康待产荷斯坦奶牛，随机分为对照组和试验组，每组各9头。试验组和对照组分别在产后0 d灌服归芪益母口服液和饮用水，连续灌服6 d。产后0 d未灌服前和产后7 d晨饲前采集瘤胃液，预处理后采用UPLC-MS/MS技术对瘤胃代谢物进行定性和定量分析。两组瘤胃液代谢物数据导入MetaboAnanlyst 5.0软件进行主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA），考察两组奶牛瘤胃液代谢轮廓的变化，筛选差异代谢物进行聚类分析和通路富集分析。【结果】产后7 d，试验组瘤胃代谢轮廓较对照组发生明显改变，43种瘤胃代谢物含量发生了显著变化（VIP>1，P<0.05），其中8种代谢物含量显著上调（P<0.05），分别是9-氧代-10E，12Z-十八碳二烯酸、石榴酸、6-二甲基氨基嘌呤、L-脯氨酸、马来酸、N-乙酰基5-羟色胺、泛酰醇、刺芒柄花素，35种代谢物含量显著下调（P<0.05），包括有机酸及其衍生物、核苷酸及其代谢物、碳水化合物及其代谢物等；聚类分析结果显示差异代谢物能明显区分对照组与试验组奶牛瘤胃液；代谢通路富集分析显示归芪益母口服液明显改变了奶牛瘤胃内组氨酸代谢、戊糖和葡萄糖醛酸相互转化、精氨酸和脯氨酸代谢、色氨酸代谢、嘧啶代谢和嘌呤代谢通路。【结论】归芪益母口服液能促进产后奶牛瘤胃菌群代谢机能，是其缓解产后奶牛能量负平衡、增强免疫、抗炎和维持肠道稳态的机制之一。

基于昼夜节律的牛奶品质研究

杨改青, 王林枫, 李文清, 朱河水, 付彤, 廉红霞, 张立阳, 滕战伟, 张黎杰, 任宏, 徐新颖, 刘新鹤, 魏钰轩, 高腾云

中国农业科学. 2023, 56(2): 379-390. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.02.014

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【背景】昼夜节律是生物界普遍经历的自然现象，随着昼夜节律的变化，生物细胞内部发生着不同的反应和变化，并对动物机体的代谢和生理机能也产生不同的影响，进而影响动物的生长、生产和繁殖等活动。牛奶是人类喜爱的接近完美的食物，由于受科技水平的限制，多年来，人们对牛奶的认识仅停留在营养层面，而忽略昼夜节律对牛奶理化特性和生理功能的影响。【目的】通过对昼夜牛奶的理化特性和生理功能研究，提出根据牛奶不同时段的生理功能收集牛奶，为昼夜牛奶的分类加工和科学饮用奠定了理论依据。【方法】分别采集夜间（5:00，产生时间21:00-5:00）和白天(13:00，产生时间6:00-13:00)的牛奶检测其营养组成，并通过脂质组学检测牛奶脂肪酸组成。提取上清液检测牛奶的理化指标，包括超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、谷胱甘肽还原酶（GR）、丙二醛（MDA）等氧化还原指标；褪黑素（melatonin，MT）、生长激素（GH）、三碘甲状腺原氨酸（T₃）、胰岛素（INS）、胰高血糖素（GCN）等代谢相关激素和免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白G（IgG）、肿瘤坏死因子α（TNF-α）、白介素1β（IL-1β）、白介素6（IL-6）、干扰素γ（IFN-γ）、热休克蛋白（HSP70、HSP90）等免疫相关因子，并进行代谢组学检测。【结果】昼夜牛奶中总的脂肪、蛋白、乳糖和固形物差异不显著，但昼夜牛奶的理化特性差异显著，夜间牛奶的抗氧化活性和免疫活性显著高于白天牛奶，其中的褪黑素和免疫活性物质（IFN-γ）等的含量显著升高，丙二醛、热休克蛋白等显著降低。代谢组学研究发现夜间牛奶和白天牛奶有36种差异代谢产物，除3种代谢物夜间含量低于白天外，其余33种代谢物夜间牛奶的含量均高于白天，这些差异代谢物包括糖类（二羟丙酮磷酸、D-葡萄糖-6-磷酸、D-乳糖、2-乙氧基乙醇、二羟基丙酮、乙酰磷酸、阿坎酸、α-D-葡萄糖、D-半乳糖醛酸、棉子糖等），脂类（DL-2-羟基丁酸、顺式-9-十六烯酸、胆汁酸、十八碳四烯酸（Stearidonic Acid, SDA）、十四碳烯酸、二十碳五烯酸（Eicosapentaenoic acid, EPA）、十三烷酸、肌醇），氨基酸类（L-瓜氨酸、D-鸟氨酸、N6-乙酰基-L-赖氨酸、D-脯氨酸、牛磺酸、乙酰基神经氨酸、赖氨酸-亮氨酸二肽等氨基酸）及芳香化合物类（S-甲基-5'-硫代腺苷、2'-甲氧基胞苷、2-脱氧尿苷）等，其中脂类中大多数为不饱和脂肪酸，如顺式-9-十六烯酸、十八碳四烯酸、十四碳烯酸、二十碳五烯酸等。脂质组学研究发现有21类1 094种脂质分子，主要包括甘油三酯(TG)、磷脂酰胆碱(PC)、磷脂酰乙醇胺(PE)、磷脂酰丝氨酸(PS)、磷脂酰肌醇(PI)、鞘磷脂(SM), 神经酰胺(Cer), O-酰基-ω-羟基脂肪酸(OAHF)和二酰基甘油(DAG)，其中组成TG的脂肪酸为379种，占34%，其组成也有较大的差异。【结论】昼夜节律显著地影响牛奶的营养组成、理化性质和小分子物质的组成，牛奶的分类、加工和食用应遵循其自身特点，以发挥其内在的生理功能，更好地为人类的健康服务。

褪黑素和烟酰胺单核苷酸对鹅骨骼肌卫星细胞增殖的影响

沈龙仙, 王丽婷, 何珂, 杜雪, 颜菲菲, 陈维虎, 吕耀平, 汪涵, 周晓龙, 赵阿勇

中国农业科学. 2023, 56(2): 391-404. doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2023.02.015

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【背景】目前关于褪黑素（melatonin，MLT）的研究多集中在家禽的生殖功能上，而与家禽肌肉发育相关的作用机制却鲜有研究。同时MLT与烟酰胺单核苷酸(nicotinamide mononucleotide, NMN)功能相似且都与昼夜节律相关，研究发现MLT与NMN的单一处理对细胞衰老的影响有限，而共同处理的效果更为显著，虽然二者对线粒体功能和骨骼肌衰老的影响也有相关报道，但在骨骼肌生长发育的作用机制方面尚无可以参考的报道。【目的】通过探究MLT与NMN参与浙东白鹅骨骼肌卫星细胞增殖的分子机制，为其在家禽生产实践中的应用提供思路。【方法】通过解剖鹅胚分离培养鹅骨骼肌卫星细胞，并对骨骼肌卫星细胞的特异性蛋白Pax7和Desmin进行免疫荧光染色以此鉴定细胞，在体外成熟培养基础上用1 ng·mL^-1 MLT与1 μg·mL^-1 NMN分别单独或组合处理细胞24 h后，利用CCK-8检测细胞活力；为探究MLT如何调控鹅骨骼肌卫星细胞增殖的机制，通过构建MLT受体基因（MTNR1A、MTNR1B）的过表达载体，并与1 ng·mL^-1 MLT共同处理细胞，采用qRT-PCR和Western blot实验技术研究过表达MTNR1A、MTNR1B是否影响MLT对增殖基因的促进作用；为了进一步探究MLT与NMN对鹅骨骼肌卫星细胞增殖相关基因的影响，采用qRT-PCR和Western blot实验技术检测骨骼肌细胞增殖相关基因的表达变化。【结果】骨骼肌卫星细胞的特异性标志蛋白Pax7和Desmin分别在细胞核和细胞质中呈绿色荧光的阳性反应，结果表明试验所用细胞为骨骼肌卫星细胞，CCK-8检测结果表示1 ng·mL^-1 MLT与1 μg·mL^-1 NMN促进鹅骨骼肌卫星细胞活性，qRT-PCR和Western blot结果显示，与对照组相比，过表达MLT受体基因MTNR1A、MTNR1B后，增殖标志基因Pax7的mRNA和蛋白表达显著上调（P<0.05），抑制增殖的标志基因MSTN的mRNA和蛋白表达显著下调（P<0.05）；另外，1 ng·mL^-1 MLT和1 μg·mL^-1 NMN共同处理鹅骨骼肌卫星细胞后，增殖标志基因Pax7的mRNA和蛋白表达显著上调（P<0.05），抑制增殖的标志基因MSTN的mRNA和蛋白表达显著下调（P<0.05），其变化比NMN和MLT单独处理更为显著。【结论】MLT通过其受体促进骨骼肌卫星细胞增殖，NMN和MLT共同处理可以加强MLT对鹅骨骼肌卫星细胞增殖的促进作用，也为MLT和NMN在家禽实际生产中的应用提供了新思路。

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