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    2019年 第52卷 第6期 刊出日期:2019-03-16
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    中国农业科学. 2019, 52(6):? 0.?
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    作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
    水稻广谱抗稻瘟病基因PigmR功能标记的开发及应用
    王芳权,陈智慧,许扬,王军,李文奇,范方军,陈丽琴,陶亚军,仲维功,杨杰
    中国农业科学. 2019, 52(6):? 955-967.? doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.06.001
    摘要 ( 185 )?? HTML ( 50 )?? PDF (3044KB) ( 185 )?? 收藏
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    【目的】稻瘟病是世界上最严重的水稻病害之一。通过功能标记的开发,为加快广谱持久抗稻瘟病基因PigmR在水稻育种中的应用提供依据。【方法】利用Snapgene 2.3.2软件分析PigmR的碱基变异特征,用Oligo 7设计特异功能标记。为了避免因PCR扩增失败引起的假阴性,设计扩增内参基因Actin1的引物作为参照,对功能标记进行优化。用功能标记对水稻亲本材料、丽江新团黑谷的单基因系材料、育种中间材料和南粳53045/谷梅4号BC1F3群体株系进行鉴定。稻瘟病鉴定的供试菌株为江苏省稻瘟病代表菌株(2018-4、2018-65、2018-102、2018-222和2018-241)的混合菌。将供试菌株移植RCA培养基上,25℃培养7 d,用黑光灯照射72 h,待稻瘟病菌产生孢子后,再用无菌水洗下,配成10×10倍显微镜下每视野30—40个孢子的悬浮液。于水稻抽穗前3—4 d注射混合菌株,每穗注射1 mL菌液,做好标记。在水稻灌浆饱满后进行抗性调查。【结果】根据PigmRPigmSPigm-R4序列比对及差异分析,设计了8对分子标记引物。通过分子检测,筛选获得的PigmR功能标记GMR-3,能特异扩增来源于谷梅4号的PigmR,获得98 bp产物,而不携带PigmR扩增不出产物。以不同浓度配比优化GMR-3与内参基因Actin1检测引物Actin1-1,发现以0.4 μmol·L -1 GMR-3与0.1 μmol·L -1 Actin1-1组合浓度扩增出PigmRActin1特征条带的效率相当,效果最优,将该标记命名为GMRA。用该标记扩增水稻样品,携带PigmR的样品能扩增出146和98 bp条带,不携带PigmR的样品仅能扩增出146 bp条带。利用GMRA标记检测229份水稻材料,只有谷梅4号能扩增出146和98 bp条带,其他籼稻和粳稻均只能扩增出146 bp条带。进一步对29份丽江新团黑谷的单基因系材料进行检测发现,GMRA标记能有效区分PigmRPi9PizPiz-t等同源性较高的基因,有很好的特异性。利用GMRA标记,从240份育种中间材料中筛选到3份携带PigmR的材料,可作为该基因的供体材料。利用该标记进行分子标记辅助选择,将PigmR通过回交转育到优质食味粳稻南粳53045。对南粳53045/谷梅4号BC1F3群体单株进行分子标记检测及稻瘟病人工接种鉴定,发现携带PigmR的单株均表现为抗或中抗,不携带PigmR的单株均表现为高感,表明导入PigmR能显着改良南粳53045的穗颈瘟抗性。【结论】PigmR的功能标记能有效用于抗稻瘟病遗传改良和资源筛选。

    不同红蓝配比的光质对棉花体细胞胚胎发生 和植株再生的影响
    魏喜,王倩华,葛晓阳,陈艳丽,丁颜朋,赵明哲,李付广
    中国农业科学. 2019, 52(6):? 968-980.? doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.06.002
    摘要 ( 97 )?? HTML ( 29 )?? PDF (5470KB) ( 128 )?? 收藏
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    【目的】设置不同的光质组合,明确不同光质对棉花体细胞胚胎发生的影响,为提高棉花体细胞胚胎发生能力和加快棉花转基因过程提供依据。【方法】分别设置不同红蓝配比的光质组合B﹕R(蓝﹕红)=1﹕1、B﹕R(蓝﹕红)=3﹕1、B﹕R(蓝﹕红)=1﹕3和DL(日光灯),将CCRI12(中棉所12)棉花下胚轴切段依次在愈伤诱导培养基上(callus induction medium,CIM)、胚性愈伤组织诱导培养基上(embryogenic callus differentiation medium,ECDM)、体细胞胚诱导培养基上(embryoid induction medium,EIM)和再生植株诱导培养基(regenerated-plantlet induced medium,RIM)上培养。统计在4种不同光质配比下,体细胞胚胎发生各个阶段对应的指标,包括愈伤增殖率(callus proliferation rate,CPR)、愈伤增殖量、胚性愈伤分化率、体细胞胚数量、生根率、下胚轴数量、再生棉花植株数量、叶绿素浓度等。【结果】与B﹕R=1﹕3和DL光质组合相比,B﹕R=1﹕1和B﹕R=3﹕1的光质组合均显着促进了愈伤的增殖率,但抑制体细胞胚长出下胚轴;与B﹕R=1﹕1和B﹕R=3﹕1相比,B﹕R=1﹕3和DL光质组合均促进胚性愈伤分化和诱导体细胞胚的产生,在诱导下胚轴生根方面,B﹕R=1﹕1组合生根率明显高于其他3种处理;B﹕R=1﹕3和B﹕R=1﹕1处理后下胚轴成苗数、植株高度和叶绿素浓度明显高于B﹕R=3﹕1和DL光质组合,B﹕R=1﹕3的促进效果最明显。【结论】 明确了不同光质组合在体细胞胚胎发生各个阶段的调控作用,在体细胞胚胎发生各个阶段可以选择性地应用最优的光质组合。其中红蓝配比为B﹕R=1﹕3的光质组合在整体上能促进棉花体细胞胚胎的发生。

    耕作栽培·生理生化·农业信息技术
    机插栽培籼杂交稻的日产量及与株型的关系
    何连华,陈多,张驰,田青兰,吴振元,李秋萍,钟晓媛,邓飞,胡剑锋,凌俊英,任万军
    中国农业科学. 2019, 52(6):? 981-996.? doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.06.003
    摘要 ( 119 )?? HTML ( 15 )?? PDF (1546KB) ( 154 )?? 收藏
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    【目的】探讨日产量作为中籼杂交稻机插栽培品种筛选指标的可行性,系统研究中籼杂交稻品种株型特征及与日产量的关系,筛选出适宜四川地区机插栽培的高产品种,以期为中籼杂交稻机插高产栽培和育种工作提供理论和实践依据。【方法】 以34个中籼杂交稻品种为材料,采用单因素随机区组田间试验收集数据,通过聚类分析、方差分析等方法对机插栽培下中籼杂交稻品种的株型特征及日产量进行研究。【结果】(1)机插栽培不同水稻品种全生育期、日产量及产量差异较大,以2017年为例,供试品种全生育期为141—168 d,以154—164 d的品种为主,占供试品种的82.4%;产量变幅为10 261.05—13 099.34 kg·hm -2,天优华占产量最高,宜香3728最低,产量在11 110.90—12 827.15 kg·hm -2范围内的品种占供试品种的76.5%;供试品种的日产量主要分布在67—80 kg·hm -2·d -1,占供试品种的82.4%,天优华占、繁优609和晶两优534日产量较高,均超过80 kg·hm -2·d -1,但仅占供试品种的8.8%。(2)聚类分析显示,高日产量类型品种占总数的29.4%;中日产量类型占总数的38.2%;低日产量类型占总数的32.4%。(3)与低日产量类型品种相比,高日产量类型品种具有较高的每穗粒数和群体颖花量,且有效穗充足,结实率较高,故其产量较高。(4)不同类型品种株型特征差异较大,相关分析表明株高、秆长、N3节间长、N4节间长、穗长与日产量呈显着或极显着负相关,着粒密度与日产量呈极显着正相关。【结论】 日产量可以作为中籼杂交稻机插栽培品种筛选的重要指标之一,日产量较高的品种,其机插适应性较强。株高、秆长适宜,第三、四节间长较短,着粒密度高是高日产量品种的重要株型特征。此外,适宜四川地区机插的中籼杂交稻品种还具有全生育期适中、穗足粒多、群体颖花量和结实率高的基本特征。综合来看,天优华占、繁优609、晶两优534、Y两优1号、C两优华占及F优498是适宜在四川地区机插种植的品种。

    基于高空间分辨率卫星影像的新疆阿拉尔市棉花与枣树分类
    姬旭升,李旭,万泽福,姚霞,朱艳,程涛
    中国农业科学. 2019, 52(6):? 997-1008.? doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.06.004
    摘要 ( 105 )?? HTML ( 6 )?? PDF (2161KB) ( 77 )?? 收藏
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    【目的】 枣树和棉花是新疆地区的两大优势作物。利用高空间分辨率遥感影像对作物进行识别,更加快速、准确地获取枣树和棉花的种植面积及其分布区域,以利于相关部门政策的制定及农作物的精确管理。【方法】 本文以新疆阿拉尔市主要农作物为研究对象,运用基于像素与面向对象的遥感影像分类方法,通过比较光谱角制图(SAM)、支持向量机(SVM)、CART决策树(DTs)、随机森林(RF)这4种机器学习算法在高空间分辨率卫星影像分类中的作物识别精度,探究影像获取时期(2016-05-10、2016-09-07、2016-10-08)及面向对象的信息提取技术对作物分类精度的影响。【结果】 5月份影像(即棉花覆膜期影像)作物分类精度最高,10月份影像次之,9月份影像最差;与基于像素的作物分类方法相比,面向对象的作物分类方法可以使各时期的作物分类总体精度得到一定提高(除SAM之外),各时期分类精度分别提高了4.83%、7.77%、7.22%,最高分类精度分别为93.52%(2016-05-10)、85.36%(2016-09-07)、88.88%(2016-10-08),均实现了较好的作物分类效果。【结论】 5月份(棉花覆膜期)影像对棉花和枣树分类效果最好,该时期的棉花被地膜覆盖,且枣树表现出明显的植被光谱特性,两种作物生长早期呈现出差异化的光谱特征,因此棉花和枣树的遥感识别应在作物生长早期进行;面向对象的分类方法可以综合运用光谱、纹理及空间信息,特别是纹理信息的加入,可以取得比基于像素方法更高的分类精度,且提供一种高效提取田块边界的手段,对当地农田信息化管理具有重要应用价值。在棉花和枣树识别过程中,纹理特征的重要性高于光谱和空间特征,红光和绿光波段在所有波段中对棉花和枣树的识别贡献最大。

    植物保护
    10%乙霉威·腐霉利微粉剂的研制及其 对黄瓜棒孢叶斑病的防治效果
    揣红运,石延霞,柴阿丽,杨杰,谢学文,李宝聚
    中国农业科学. 2019, 52(6):? 1009-1020.? doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.06.005
    摘要 ( 88 )?? HTML ( 8 )?? PDF (509KB) ( 46 )?? 收藏
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    【目的】获得对多主棒孢(Corynespora cassiicola)抑菌活性高的杀菌剂乙霉威和腐霉利的最佳混配比例,将其加工成微粉剂并确定其对黄瓜棒孢叶斑病的防治效果。【方法】采用菌丝生长速率法,测定乙霉威与腐霉利不同配比混合物对多主棒孢的毒力,以Wadley公式评价其协同作用,明确最佳增效组合;通过单因素试验、正交试验筛选载体、助剂及最优配比,确定其最佳配方后,利用气流粉碎机超微粉碎加工成微粉剂,测定其对黄瓜棒孢叶斑病的防治效果。【结果】乙霉威与腐霉利以质量比1﹕1、1﹕4进行混配时,对多主棒孢菌株HG09112606、FQ07091401、HG11011509均表现为毒力增效作用,增效系数分别为3.19、2.53、1.68;1.99、1.77、1.98,其中1﹕1的混配组合增效作用较为明显。以质量分数为10%的乙霉威·腐霉利为有效成分,3%的萘磺酸钠盐甲醛缩合物NNO为分散剂,3%的十二烷基硫酸钠K12为表面活性剂,1%的聚氧乙烯烷基醚为稳定剂,15%的白炭黑和补足至100%的硅藻土为载体而研制的10%乙霉威·腐霉利微粉剂粒径为6.18 μm,分散指数95.18%,浮游性指数86.26,含水率1.24%,坡度角67°,热贮分解率4.12%,各项检测结果均符合标准。在盆栽试验中,10%乙霉威?腐霉利微粉剂在用药量为100 g a.i./hm2时喷粉对黄瓜棒孢叶斑病的防治效果为89.82%,显着高于对照药剂35%苯甲·咪鲜胺水乳剂、43%氟菌·肟菌酯悬浮剂在推荐用量时喷雾的防治效果;在田间试验中,10%乙霉威·腐霉利微粉剂在用量为100 g a.i./hm 2时喷粉对黄瓜棒孢叶斑病的防治效果为84.39%,与35%苯甲·咪鲜胺水乳剂在用量为300 g a.i./hm 2、43%氟菌·肟菌酯悬浮剂在用量为90 g a.i./hm 2时的喷雾防治效果无显着性差异。【结论】乙霉威和腐霉利混配使用对多主棒孢具有不同程度的毒力增效作用;按照选定的配方加工成的10%乙霉威?腐霉利微粉剂粒径小,分散指数、浮游性指数高,贮存稳定,在黄瓜棒孢叶斑病的防治方面具有广阔的应用前景。

    柑橘大实蝇滞育型与非滞育型蛹的代谢谱比较
    王佳,王攀,樊欢,刘映红
    中国农业科学. 2019, 52(6):? 1021-1031.? doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.06.006
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    【目的】明确柑橘大实蝇(Bactrocera minax)滞育型(D)与非滞育型(ND)蛹各自在不同时间点之间的代谢谱差异,以及相同时间点上D型与ND型蛹之间的代谢谱差异。此外,发掘在不同对比组合中具有显着差异的代谢物种类。【方法】在化蛹后1 d内,注射20E溶液解除滞育,获取ND型蛹;注射10%乙醇溶剂获取对照D型蛹。在注射后1、15和30 d收集两种类型的蛹,利用核磁共振(NMR)技术对样品进行检测。运用Chenomx软件将NMR谱图信号与数据库逐一比对分析,确定代谢物种类和对应的浓度。再使用偏最小二乘判别分析法(PLS-DA)进行数据分析,明确D1对D15对D30、ND1对ND15对ND30、D1对ND1、D15对ND15、D30对ND30共5个对比组合之间的代谢谱差异。最后结合变量投影重要性分析(VIP)和单因素方差分析或t检验,发掘在不同对比组合中具有显着浓度差异的代谢物种类。【结果】 在所有样品中,共获得50种代谢物及其浓度。其中,氨基酸及其衍生物20种、有机酸11种、糖类4种、核酸组分5种,其他代谢物10种。PLS-DA分析表明,D型蛹在3个时间点之间代谢谱差异显着;ND型蛹在注射后15 d和30 d之间代谢谱无显着差异,但两者均与注射后1 d之间差异显着;在3个不同时间点上,D型与ND型蛹之间代谢谱均差异显着。VIP分析和单因素方差分析或t检验结果表明,共有21种代谢物浓度至少在一个对比组合中呈现显着差异,其中,D1对D15对D30组合中有10种;ND1对ND15对ND30组合中有12种;D1对ND1组合中有6种;D15对ND15组合中有12种;D30对ND30组合中有8种。柠檬酸、葡萄糖、麦芽糖、脯氨酸、海藻糖、谷氨酸、天冬酰胺和N-乙酰谷氨酸出现显着差异的次数最多。【结论】出现显着差异次数最多的代谢物中,柠檬酸、葡萄糖、麦芽糖、脯氨酸、海藻糖、谷氨酸和天冬酰胺能直接或间接进入三羧酸循环,说明柑橘大实蝇滞育期间能量代谢和物质转化产生了显着的变化。此外,海藻糖、脯氨酸、N-乙酰谷氨酸和肌醇的显着差异有助于调控柑橘大实蝇滞育期间的耐寒性。研究结果可为后续解析重要代谢物及相关生理途径在柑橘大实蝇滞育中的作用机理提供依据。

    土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境
    近30年海南岛土壤有机质时空变异特征及成因分析
    姜赛平,张认连,张维理,徐爱国,张怀志,谢良商,冀宏杰
    中国农业科学. 2019, 52(6):? 1032-1044.? doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.06.007
    摘要 ( 99 )?? HTML ( 9 )?? PDF (3412KB) ( 72 )?? 收藏
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    【目的】 土壤有机质(SOM)是评价土壤肥力和土壤碳库的重要指标。由于复杂的成土过程及人类活动的影响,SOM通常存在较强的时空变异性。研究SOM的时空变异特征可为农业种植结构调整、应对全球气候变化提供重要参考依据。【方法】以海南岛为研究区域,通过资料收集、野外调查、采样与分析获取全国第二次土壤普查(1980s)和2012年0—20 cm土层SOM含量数据,首先采用随机森林模型分别对两个时期训练集410个、128个样点SOM空间分布规律进行预测,并通过验证集103个、32个验证点对模型精度进行验证;采用统计学方法,结合农业统计数据,研究时隔30年海南岛不同土地利用类型SOM时空变异特征,并对驱动因素进行探讨。【结果】1980s SOM含量均值为20.57 g·kg -1,呈现出从西南向东北降低的空间分布趋势,全岛SOM含量主要集中在15—20和20—30 g·kg -1两个等级,共占全岛面积的75.29%;2012年SOM含量均值为15.89 g·kg -1,呈现出西南和东北高,西部、南部沿海低的空间分布趋势,SOM含量主要集中在10—15和15—20 g·kg -1两个等级,共占全岛面积的78.28%,而15—20和20—30 g·kg -1两个等级占全岛面积66.04%,同1980s相比减少了9.25个百分点。【结论】 (1)时隔近30年,海南岛SOM含量整体呈减少趋势。2012年SOM平均含量较1980s减少了4.68 g·kg -1,减少率为22.75%。其中水田的SOM含量减少最为明显,减少了6.42 g·kg -1,减少率为27.34%;其次为园地,减少了2.65 g·kg -1,减少率为14.25%;而旱地减少量最小,为1.28 g·kg -1,减少率为8.84%;(2)水稻连作改为稻菜轮作(水田连作改为水旱轮作)、林地开垦为园地、土地利用强度加大是造成海南岛SOM含量下降的主要原因。

    有机物料还田对土壤导水导气性的综合影响
    赵丽丽,李陆生,蔡焕杰,石小虎,薛少平
    中国农业科学. 2019, 52(6):? 1045-1057.? doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.06.008
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    【目的】 综合分析不同有机物料还田对土壤透水通气能力的影响,对改善作物根区土壤水分和空气环境,提高土壤生产力具有重要意义。【方法】本研究在陕西关中平原塿土上开展了2年(2014年6月至2016年6月)田间小区定位试验,以单施化肥为对照,分析不同有机物料(麦秆、麦壳、土粪和生物肥)配施化肥对0—30 cm土层土壤孔隙性、导水性和导气性的影响,并运用主成分分析综合评价土壤导水导气性。【结果】 有机物料还田可改善土壤孔隙性,促进土壤已有孔隙向较大孔隙发育,尤其在0—10 cm和20—30 cm土层,土壤大孔隙较对照显着(P<0.05)增加12.3%—136.4%;而在10—20 cm土层仅增施麦秆2 年后土壤大孔隙显着(P<0.05)增加。有机物料还田显着(P<0.05)提高了0—10 cm和10—20 cm土壤导水性,增加土壤初渗率、稳渗率、平均入渗率、90 min累积入渗量和饱和导水率,其中增施麦秆在0—10 cm土层增幅最大,较对照增加5.3—8.8倍,增施生物肥在10—20 cm土层增幅最大,较对照增加2.0—4.5倍;增施生物肥也显着改善了20—30 cm土层土壤导水性。在土壤导气性方面,增施麦秆和麦壳较对照显着(P<0.05)提高0—10 cm土层土壤孔隙连通性进而增加土壤导气率;而增施生物肥较对照显着(P<0.05)提高了10—20 cm和20—30 cm土层的土壤导气率。通过主成分分析综合评价0—30 cm土层土壤导水导气性,结果表明0—10 cm土层增施麦秆最优;10—20 cm和20—30 cm土层增施生物肥最优。【结论】 综合考虑,增施生物肥是关中平原相对较好的有机物料还田方式,对10—30 cm土层导水导气性的综合改善效果最优,可有效缓解塿土亚表层紧实化,改善根区土壤的透水通气效能。

    园艺
    硫代腺苷甲硫氨酸促进番茄百菌清降解的生理机制
    顾超珩,闫燕燕,魏夕雅,史庆华,巩彪
    中国农业科学. 2019, 52(6):? 1058-1065.? doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.06.009
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    【目的】 探讨硫代腺苷甲硫氨酸(SAM)对番茄农药代谢调控的生理机制,为蔬菜安全生产奠定理论基础。【方法】 本研究选取鲜食樱桃番茄‘千禧’为供试植物,以生产上广泛应用的广谱性杀菌剂‘百菌清’为供试农药,研究外源SAM对番茄果实喷施百菌清后的农药残留量、活性氧含量和谷胱甘肽代谢系统的影响。【结果】外源喷施0.5—2 μmol·L -1的SAM均能显着降低番茄果实的百菌清残留量;但当外源SAM处理浓度达到0.5 μmol·L -1后,番茄果实中的百菌清残留量并未随着处理浓度的增加而下降。与对照相比,喷施百菌清后番茄果实的谷胱甘肽S-转移酶(GST)、谷胱甘肽还原酶(GR)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性显着上升;还原型谷胱甘肽(GSH)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)和总谷胱甘肽含量(GSH+GSSG)变化也呈现上升趋势,谷胱甘肽的还原氧化比(GSH/GSSG)呈先上升后下降趋势;超氧阴离子($\mathop{{O}}_{2}^{{\mathop{}_{\ ·}^{-}}}$)和过氧化氢(H2O2)含量显着上升,而丙二醛(MDA)含量与对照相比差异不显着。外源喷施0.5 μmol·L -1的SAM可显着提高百菌清处理下GST、GR和DHAR的活性,增加GSH和GSH+GSSG含量,降低处理10 d后的植株GSSG含量,提高GSH/GSSG;提高处理2—5 d的植株$\mathop{{O}}_{2}^{{\mathop{}_{\ ·}^{-}}}$和H2O2含量,但对MDA含量无显着影响。【结论】外源添加0.5 μmol·L -1的SAM可激活谷胱甘肽循环系统关键酶GR和DHAR活性,促进GSH再生,依赖GST并协同$\mathop{{O}}_{2}^{{\mathop{}_{\ ·}^{-}}}$和H2O2的氧化作用,促进番茄果实中的百菌清降解。

    代谢组学解析遮阴对茶叶主要品质成分的影响
    陈勤操,戴伟东,蔺志远,解东超,吕美玲,林智
    中国农业科学. 2019, 52(6):? 1066-1077.? doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.06.010
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    【目的】 茶叶生产上常采用遮阴处理来提高其品质,然而,黑暗遮阴对茶叶品质的影响尚未清楚。本文重点研究黑暗遮阴对茶叶中主要品质成分的影响,以期更加详细了解遮阴与茶叶品质的关系。【方法】利用遮阳网对茶树进行中度(65.0%)、黑暗(99.7%)两个遮阴处理,不遮阴作为对照;采用紫外分光光度法检测总多酚、总氨基酸、总黄酮的含量,同时采用超高效液相色谱-四级杆-飞行时间质谱(UHPLC-Q-TOF/MS)对茶叶中的主要品质成分进行详细调查。【结果】 与对照相比,中度遮阴显着降低了茶叶的总氨基酸、总黄酮含量(P<0.05),轻微降低了总多酚含量,增加了酚氨比;黑暗遮阴显着降低了总氨基酸和总黄酮含量,显着增加了总多酚含量和酚氨比(P<0.05)。主成分分析(PCA)表明,两个遮阴处理明显改变了茶树叶片的代谢组。进一步鉴定得到了87个化合物,包括2个生物碱、18个氨基酸、12个儿茶素类、8个儿茶素二聚体类、19个黄酮(醇)糖苷、5个香气糖苷、6个核苷(酸)、9个酚酸、8个其他化合物;与对照相比,82个化合物在遮阴处理后出现显着差异(P<0.05)。遮阴后,生物碱含量显着增加;氨基酸呈现多样性变化,半数以上氨基酸含量显着下降;部分儿茶素类及二聚儿茶素类物质的含量在中度遮阴后显着降低,然而大部分儿茶素类和儿茶二聚体素类物质的含量却在黑暗遮阴后显着上升;绝大部分黄酮(醇)糖苷的含量在遮阴后出现显着下降,且遮阴程度越高,下降越多;大部分香气糖苷含量在遮阴后显着上升;大部分核苷(酸)含量在遮阴后显着降低;多数酚酸的含量在遮阴后显着上升。【结论】黑暗遮阴后,生物碱、儿茶素类及儿茶素二聚体类等物质含量显着上升,氨基酸含量显着下降,酚氨比显着上升,预示黑暗遮阴处理可能不利于提高茶叶的品质。

    食品科学与工程
    硫对酵母生物富铬过程中铬胁迫的缓解作用
    李函彤,甲承立,张书文,芦晶,逄晓阳,刘鹭,吕加平
    中国农业科学. 2019, 52(6):? 1078-1089.? doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.06.011
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    【目的】 探讨酿酒酵母YSI-3.7在富集Cr(Ⅲ)形成葡萄糖耐量因子(GTF)过程中自身抗氧化机制以及硫在该过程中发挥的作用,以期揭示硫对降低铬胁迫,进而提高生物富铬的作用机理。【方法】 以高产GTF酿酒酵母YSI-3.7为目的菌株,通过设置不同浓度的Cr(Ⅲ)、硫组合进行生物富铬,测定不同条件下YSI-3.7菌株的生物富铬量以及相应氧化应激指标(如丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)等)的变化,分析硫对酵母菌体在Cr(Ⅲ)胁迫下的改善作用。【结果】 低浓度Cr(Ⅲ)(200 μg?mL -1)会刺激酵母YSI-3.7生长,使其生物量增加;而高浓度Cr(Ⅲ)(>500 μg·mL -1)对酵母生长有抑制作用。Cr(Ⅲ)浓度为500 μg?mL -1时,酵母中有机铬含量为(725.55±55.08)μg?g -1 DCW,总铬含量达(1 255.53±43.75)μg?g -1 DCW;Cr(Ⅲ)浓度为800 μg?mL -1时,有机铬为(536.25±36.89)μg?g -1 DCW,其中,总铬含量达(1 812.22±38.24)μg?g -1 DCW。随Cr(Ⅲ)浓度的增加(0—800 μg?mL -1),菌体中MDA含量从11.83 nmol?mL -1升高到18.04 nmol?mL -1。SOD和CAT活力随Cr(Ⅲ)浓度升高而降低。在较低Cr(Ⅲ)浓度(≤500 μg?mL -1)下,谷胱甘肽(GSH)、总巯基、总抗氧化能力(T-AOC)含量均升高,但在高浓度Cr(Ⅲ)(800 μg?mL -1)下会降低。1 mmol?L -1 Na2SO3可以缓解Cr(Ⅲ)的胁迫作用,此时,酵母中蛋白质含量上升,MDA含量降低12.83%,CAT活力基本无影响,SOD活力提高4.41%,GSH、T-AOC、GSH-Px含量分别增加28.83%、14.29%和18.80%。【结论】 酵母富铬过程中,Cr(Ⅲ)胁迫作用可造成酵母膜脂过氧化程度加重。在较低铬浓度时(≤500 μg?mL -1),酵母可以通过自身抗氧化酶系统缓解该胁迫作用,其中发挥重要作用的是谷胱甘肽及其相关酶。高浓度Cr(Ⅲ)(800 μg?mL -1)下,膜脂过氧化程度进一步加重,酵母自身抗氧化能力不足以抵御Cr(Ⅲ) 胁迫。硫(1 mmol?L -1 Na2SO3)可以通过提高酵母中SOD活力、GSH、T-AOC、GSH-Px含量,减轻Cr(Ⅲ)造成的膜脂过氧化程度,提高酵母自身抗氧化能力,进而提高酵母生物富铬效率。

    畜牧·兽医·资源昆虫
    感染大肠杆菌F17湖羊羔羊脾脏中差异circRNA分析
    邹双霞,金澄艳,鲍建军,王悦,陈炜昊,吴天弋,王利宏,吕晓阳,高雯,王步忠,朱国强,戴国俊,师东方,孙伟
    中国农业科学. 2019, 52(6):? 1090-1101.? doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.06.012
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    【背景】羊大肠杆菌病是一种以剧烈腹泻和败血症为特征的急性传染病,是规模化羊场最为常见高发的细菌性疾病之一,尤其是初生羔羊易被产肠毒素大肠杆菌(ETEC)感染,引起羔羊腹泻,又叫羔羊白痢,使养殖场遭受严重的经济损失。而传统的抗生素治疗方案存在诸多缺陷。【目的】 本研究通过让湖羊羔羊口服大肠杆菌 F17菌株获得不腹泻和腹泻的羔羊个体,筛选出服用大肠杆菌F17菌毛后不腹泻与腹泻型个体中差异表达的circRNA,进而探究circRNA在绵羊抗腹泻中的作用,从而发现与抗大肠杆菌病性状相关的候选基因。从circRNA层面上,加深对绵羊拮抗大肠杆菌F17菌株的认识,确定绵羊拮抗大肠杆菌F17菌株的功能基因。【方法】用CIRI软件从头预测circRNA,利用RNA-seq技术,首次筛选出感染大肠杆菌F17菌株后不腹泻与腹泻型羔羊个体脾脏中差异表达的(DE)circRNA,对差异表达转录本进行GO富集分析,结合GO注释结果对其功能进行描述。统计每个GO条目中所包括的差异转录本个数,并用Fisher's exact test计算每个GO条目中差异转录本富集的显着性。然后随机选择6个DE circRNA,利用q-PCR分别验证这6个DE circRNA在不腹泻和腹泻组羔羊脾脏内的相对表达水平,进而利用Miranda软件来预测与miRNA结合的circRNA以及miRNA的靶基因,根据miRNA靶基因的功能注释来阐明此部分circRNA的功能,分析circRNA-miRNA-mRNA相互作用,最后用q-PCR验证circRNA在不腹泻组和腹泻组羔羊体内的相对表达水平。【结果】 绘制参考序列后,鉴定出已知的7 730个circRNA,DE circRNA与GO 数据库进行比对,发现一共有60条circRNA被注释和分类到297个功能亚类中。利用RNA-seq在不腹泻和腹泻羔羊脾脏中筛选出60个差异表达的(DE) circRNA,其中31个上调和29个下调,用q-PCR验证随机选择的6个DE circRNA在不腹泻组和腹泻组羔羊体内的相对表达水平,发现与RNA-seq结果一致。利用Miranda分析circRNA-miRNA-mRNA相互作用,发现6个circRNA、5个miRNA和8个mRNA之间存在一定的靶标关系,用q-PCR验证mRNA在不腹泻组和腹泻组羔羊体内的相对表达水平,发现与RNA-seq结果一致。【结论】 探究了对于不腹泻和腹泻羔羊脾脏中circRNA的表达谱,进一步了解其在绵羊抗病发生过程中的调控作用。发现了不腹泻和腹泻羔羊脾脏中差异表达的circRNA,有助于找出羔羊如何抵抗腹泻的发生机制,为羔羊抵抗腹泻提供科学的依据。

    鸡TIGAR基因真核表达质粒的构建及其抗凋亡功能评价
    栗永华,车路平,仇旭升,谭磊,孙英杰,刘炜炜,宋翠萍,廖瑛,丁铲,王金泉,孟春春
    中国农业科学. 2019, 52(6):? 1102-1109.? doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.06.013
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    【背景】 TP53诱导的糖酵解和凋亡调节因子(TP53-induced glycolysis and apoptosis regulator,TIGAR)是p53下游的靶基因,具有调节糖酵解水平和去除活性氧(Reactive oxygen species,ROS)并降低由活性氧诱发的细胞凋亡水平。【目的】 构建鸡源TIGAR基因的真核表达质粒,并检测TIGAR基因在DF1细胞中的抗凋亡作用,为建立稳定表达鸡TIGAR基因的细胞系做准备。【方法】根据GenBank(登录号:XM_417232.6)中预测基因设计引物,利用RT-PCR的方法从SPF鸡脾脏中扩增鸡TIGAR基因,将扩增产物克隆至载体(Flag-CMV14)后送公司测序验证;随后构建进化树对鸡TIGAR基因与其他哺乳动物及水生动物的TIGAR基因进行同源性分析。将重组质粒(Flag-TIGAR)转染入DF1细胞24 h后,使用新城疫病毒诱导细胞凋亡,利用Western Blot检测重组质粒表达情况以及Poly ADP-Ribose Polymerase(PARP)裂解情况。此外还将重组质粒(Flag-TIGAR)转染入DF1细胞,并于收样前2 h使用Staurosporine刺激细胞发生凋亡,分别在转染后24、48 h收集样品,并用流式细胞仪检测细胞凋亡情况。【结果】 RT-PCR扩增TIGAR基因,在843 bp处出现目的条带与预测相符,构建的TIGAR真核表达质粒(Flag-TIGAR)经测序,结果显示其序列与GenBank上预测的基本一致。Western Blot结果显示在30 h、36 h收集的样品中PARP均被裂解且转染重组质粒(Flag-TIGAR)的实验组与未转染质粒(MOCK)组或转染空载体(Flag-CMV14)组的样品相比,裂解的PARP表达量明显降低,且差异极显着(P<0.01)。流式结果显示:24 h 检测转染Flag-CMV14后细胞总凋亡率为11%(早期凋亡7.8%,晚期凋亡3.2%),而转染Flag-TIGAR后细胞总凋亡率仅为4%(早期凋亡3.7%,晚期凋亡0.3%),转染Flag-CMV14的早期凋亡率和晚期凋亡率均高于转染Flag-TIGAR组,且差异显着(P<0.05)。48 h转染Flag-CMV14后细胞总凋亡率为20.3%(早期凋亡14.3%,晚期凋亡6.0%),而转染Flag-TIGAR后细胞总凋亡率为6.4%(早期凋亡4.8%,晚期凋亡1.6%),转染Flag-CMV14组的细胞早期凋亡和晚期凋亡率均高于转染Flag-TIGAR的组,且差异极显着(P<0.01)。【结论】成功扩增出鸡TIGAR基因,并构建了其真核表达质粒,通过Western Blot和流式实验均证实过表达TIGAR后可降低细胞的凋亡程度并有利于细胞存活。

    我国不同地区熊蜂短膜虫的感染情况及亲缘关系
    唐裕杰,王刘豪,李凯,李继莲
    中国农业科学. 2019, 52(6):? 1110-1118.? doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.06.014
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    【目的】探明熊蜂肠道寄生虫——短膜虫(Crithidia bombi)的流行规律以及不同蜂种、不同地区间寄生的熊蜂短膜虫的亲缘关系。【方法】调查内蒙古、甘肃、青海、四川4个省(自治区)的25种1 007只熊蜂的短膜虫感染情况,对不同蜂种、不同地区间熊蜂短膜虫的感染率进行卡方检验(SPSS 22.0),并对熊蜂短膜虫的内转录间隔区ITS序列进行PCR扩增、克隆、测序。利用特异的ITS引物扩增待检测的熊蜂肠道总DNA,之后进行凝胶电泳检测,通过是否扩增出675 bp的熊蜂短膜虫ITS基因片段来判断待检测的蜂群是否感染了熊蜂短膜虫,再进一步测序,分析不同蜂种、不同地区寄生的熊蜂短膜虫之间的亲缘关系。【结果】在调查的所有样品中,有20种262只熊蜂被短膜虫感染,感染率为26.0%。感染率最高的两种熊蜂是白背熊蜂(Bombus festivus)和火红熊蜂(B. pyrosoma),而西伯熊蜂(B. sibiricus)的短膜虫感染率最低;青海省熊蜂的短膜虫感染率最高,而内蒙古熊蜂的短膜虫感染率最低;雄蜂的感染率极显着高于工蜂和蜂王。另外,除了甘肃省的黑尾熊蜂(B. melanurus)和猛熊蜂(B. difficillimus),四川省的疏熊蜂(B. remotus)、兴熊蜂(B. impetuosus)和弗里熊蜂(B. friseanus)所感染的短膜虫与其他短膜虫亲缘关系较远之外,其余大部分的熊蜂短膜虫的亲缘关系较近。【结论】熊蜂短膜虫对我国熊蜂的感染广泛,且不同蜂种、不同地理环境和不同级型间熊蜂短膜虫的感染率均有差别。熊蜂经过长期群体进化演变,不同地区形成相对固定的优势种类,因此各地区所捕捉到的熊蜂种类不同。对我国不同地区熊蜂短膜虫感染情况的统计分析侧重于样本量≥30的种类,这些种类是各地区的优势种类,另外一些熊蜂虽未能采集足够的样本,但根据已采集的样本量分析得出的感染率较高。熊蜂短膜虫存在寄主专一性,且对熊蜂宿主的感染具有适应性。我国部分地区熊蜂感染的短膜虫的亲缘关系总体来说较强,但也受到地理位置及其寄主熊蜂蜂种的影响。