2013年, 第27卷, 第3期 刊出日期:2013-03-28
  

  • 全选
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    植物诱变育种·农业生物技术
  • 张强, 陈凯, 梁云涛, 章禄标, 郑天清, 徐建龙, 张文忠, 黎志康
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    以我国高产籼稻特青和美国优质粳稻Lemont为亲本培育的双向回交导入系为材料,采用单核苷酸多态性标记定位源相关性状(剑叶长、剑叶宽、剑叶面积、叶干重和比叶重)和库相关性状(穗总粒数、千粒重和穗实粒重)的QTL。特青剑叶长、穗总粒数和穗实粒重显著大于Lemont,剑叶宽则显著小于Lemont。双向导入系群体检测到影响源、库相关性状的QTL 62个,平均每个QTL解释群体表型变异的9.0%,变幅为3.0%~27.9%。Lemont背景导入系在第2、3、4、6、9和11等6个染色体的区段同时定位到影响源、库相关性状QTL 17个,占Lemont背景导入系定位QTL总数的50%。特青背景导入系在第1、3、4、8和12等5个染色体区段同时定位到影响源、库相关性状的QTL 13个,占特青背景导入系定位QTL总数的28.3%。Lemont背景下绝大多数位点导入特青等位基因均增加性状值,而特青背景绝大多数位点导入Lemont等位基因都减小性状值。两个背景共同检测到影响源、库相关性状的QTL有18个,占定位到62个QTL的29.0%,表明源、库相关性状QTL定位存在明显的遗传背景效应。发现第3染色体影响剑叶长、剑叶面积、叶片干重、每穗总粒数和穗实粒重的35576704~36341768区间和第4染色体影响比叶重、穗总粒数和穗实粒重的4560663~13503095区间,在以往不同群体中均被检测到,是影响水稻源、库相关性状的重要染色体区域,对标记辅助选择培育源、库协调的超高产水稻品种具有重要的应用价值。

  • 刘芳, 袁华招, 沈欣杰, 廖雄, 李天红
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    本研究以9年生甜樱桃红灯(Prunus avium L.‘Hongdeng’)为试材,于新梢生长期进行100mg·L-1 赤霉素(GA3)、300 mg·L-1 多效唑(PP333)叶面喷施处理。试验结果表明GA 3可明显促进新梢生长,新梢生长量长达15.04cm,为对照的2倍,而PP333则显著抑制了新梢的生长。GA3处理可使其内源GA3含量发生明显变化,在处理后14d更高达对照的2.2倍,之后迅速下降,而PP333处理后内源GA3含量呈持续下降趋势。实时荧光定量PCR结果表明GA3处理能够抑制GA20-oxGA3-ox2种合成关键酶基因的转录,而PP333处理则使GA20-oxGA3-ox转录水平在后期明显升高。同时赤霉素代谢关键酶GA2-ox转录水平在不同处理中均表现出与赤霉素含量类似的变化规律。说明在甜樱桃内源赤霉素含量与合成代谢酶转录水平间,反馈调节机制可能发挥着重要作用。该研究结果将为生产中采用基因工程手段控制营养生长,实现矮化密植提供理论参考。

  • 霍雪寒, 张景霞, 张传云, 王芙蓉, 张军
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    为研究克隆自陆地棉的GhBI-1AGhBI-1B基因的表达差异及其响应不同物生和非生物胁迫的分子机制,利用BD GenomeWalkerTM Universal Kit的染色体步移技术得到了2个棉花GhBI-1AGhBI-1B基因5'端上游的启动子序列,长度分别为1650bp和2001bp。生物信息学分析表明,GhBI-1AGhBI-1B的启动子序列均存在TATA-box和CAAT-box及多个与植物非生物胁迫相关的响应元件,GhBI-1B启动子中还含有真菌诱导应答元件。以表达载体 pBI101为基础, 用所克隆的2个棉花GhBI-1基因启动子序列与GUS报告基因融合, 构建新的植物表达载体并转入农杆菌。用叶盘法侵染烟草进行瞬时表达,结果表明2个启动子均能够驱动报告基因的表达。

  • 袁凤杰, 董德坤, 李百权, 郁晓敏, 傅旭军, 朱丹华, 朱申龙, 杨清华
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    肌醇-3-磷酸合成酶(MIPS)基因是植酸合成代谢途径中重要的功能基因。本研究以两个大豆低植酸突变体Gm-lpa-TW-1、 Gm-lpa-ZC-2以及其野生型亲本台湾75和浙春3号为材料,分析了MIPS1基因在其根、茎、叶、花和发育种子中转录水平上的表达特性。结果表明:在大豆发育的种子中MIPS1基因的表达表现为由弱到强再逐渐减弱的表达特性,在开花后22d的种子内,基因的表达达到高峰,此后逐渐减弱。突变体Gm-lpa-TW-1和野生型亲本台湾75的根、茎、叶和花中MIPS1基因的表达均较弱,但突变体Gm-lpa-TW-1的表达量略高于野生型亲本。与野生型亲本相比较,在开花后的22d,突变体Gm-lpa-TW-1发育种子中MIPS1基因的表达峰极显著的降低,仅为野生型的25%左右,而且在整个种子发育期间MIPS1基因的表达均较弱。突变体Gm-lpa-ZC-2和浙春3号的根、茎、叶和花中MIPS1基因的表达较弱,突变型和野生型之间没有显著的差异,但在种子发育的各个时期突变体Gm-lpa-ZC-2的表达量显著的高于野生型亲本浙春3号。在两个低植酸突变体发育的种子中MIPS1基因的表达与野生型亲本相比均发生了显著的变化,表明基因突变对MIPS1基因的表达均造成了显著的影响,在Gm-lpa-TW-1中表现为MIPS1基因表达的下调,而Gm-lpa-ZC-2中则表现为上调。

  • 胡延吉, 梁红
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    突变率是指单位时间内某种突变发生的几率,可表示为每个位点、每个基因、每个核苷酸或每个配子在每个世代或每次DNA复制时发生突变的几率。突变频率是指群体内发生某种突变的细胞或个体数的比例。突变的鉴定方法可分为表型鉴定和基因型鉴定两大类。基因型鉴定是继表型鉴定以后发展起来的检测突变的新方法。其中,微卫星技术在突变率的估算中得到较广泛的应用,但应用于植物突变率的估算却相对较少。本文以植物突变遗传和育种为例,简述了突变率和突变频率的估算方法,重点介绍了在硬粒小麦、鹰嘴豆、玉米、普通小麦和豌豆等作物中估算微卫星突变率的研究进展。对TILLING技术在突变检测中的应用进行了简要介绍。

  • 王启钊, 赵海军, 李文旭, 刘国振, 舒庆尧
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    已有研究表明, LOC_Os05g02754基因很可能是控制水稻光叶性状的候选基因,光叶性状可能是该基因在第2外显子的5'端非翻译区的一个A→T的单核苷酸变异造成。本研究利用Western blot技术证实LOC_Os05g02754能够翻译成蛋白,但发现光叶和毛叶水稻品种间蛋白表达量不存在显著差异。通过构建该基因与黄色荧光蛋白基因的融合基因载体,并在水稻原生质体中的瞬时表达,将该蛋白定位在叶绿体中;同时,根据预测的二级结构、跨膜特性和信号肽等信息,推测该蛋白为一叶绿体跨膜蛋白。本研究首次试验验证了LOC_Os05g02754基因可以翻译成蛋白,并定位于叶绿体中,但研究结果不支持该基因控制水稻光叶特性。

  • 谢圣男, 王宏光, 杨振, 刘春燕, 蒋洪蔚, 辛大伟, 胡国华, 陈庆山
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    应用甲基磺酸乙酯(EMS)对绥农14大豆种子进行诱变,并构建大豆突变体库。结果在M2分别获得120份茎、叶、花、种子等性状变异的材料,其中38份是株高突变体。用100个SSR分子标记分别对120株突变体进行遗传背景鉴定。结果表明:120份突变体中有5株与对照绥农14有超过9个标记的差异,10株与对照有少于3个标记的差异;另外利用前人定位的与株高相关的46个标记对其中38份株高突变体进行鉴定,发现只有高突变体E790在Sat_168位点有差异。本研究获得的突变体可以作为新的种质资源,同时构建的突变体库也有助于大豆功能基因组研究的发展。

  • 单位风采·消息
  • 刘玲, 孟淑春
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    ISTA国际实验室认可进展 农业部蔬菜种子质量监督检验测试中心(以下简称中心),依托于北京市农林科学院,是1991年02月农业部批准的第一批、也是唯一的部级蔬菜种子质检中心,具有第三方公正性。承担着全国蔬菜种子监督检验、仲裁检验、委托检验、检验技术和方法研究、人员培训等任务,不断探索种子检测的国际前沿新技术和新方法,增强中心为政府分忧和服务用户的能力,为政府和社会提供技术支撑。
  • 农产品辐照研究·食品科学
  • 陈志龙, 王雪原, 李布青, 葛昕, 丁叶强, 刘征
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    以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(2-Acrylamide-2-Methylpropanesulfonic acid, AMPS)和丙烯酰胺(Acrylamide,AM)为单体,三羟甲基丙烷二烯丙基醚(Trimethyl Propane Di-allyl Ether, TMPDE)为交联剂,碳酸钾中和,采用水溶液辐照法,在高吸水性树脂工业生产线上进行了农用保水剂中试试验。在固定的原料配比:AM 1120 kg、AMPS 355 kg、水3400 kg溶解、交联剂TMPDE 4 kg、K2CO3121 kg条件下,考察了动态辐射剂量、破胶粒径、破胶造粒分散剂、干燥条件对产品性能的影响。通过中试,确定了工业生产的工艺参数:动态条件下控制辐照总剂量2.0 kGy,辐照聚合后凝胶用斯潘-20酒精溶液做破胶造粒分散剂,破胶粒径控制在5mm,振动流化床干燥温度控制在130℃时,产品性能较佳,生产效率较好。中试产品干燥速率可达650 kg·h-1,合成的AMPS/AM农用保水剂在蒸馏水和盐水中的吸水倍数分别达到580、78,抗紫外时间165min。

  • 李淑荣, 王丽, 宋焕禄, 张春红, 王强
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    采用超临界CO2技术萃取烘烤花生中挥发性物质,用固相微萃取-气相色谱质谱联用(SPME-GC-MS)技术鉴定萃取物的风味组分,并将样品偏差值和感官评价相结合,评价萃取物香气协调性变化,综合进行萃取条件的优化,以建立一种烘烤花生风味物质的提取方法。结果显示,萃取压力25MPa,萃取温度55℃,萃取时间120min;超临界CO2萃取能萃取出烘烤花生中近85%的挥发性风味组分,该条件下超临界CO2萃取物风味轮廓感官上与烘烤花生原始风味接近。采用样品偏差值可以定量评价超临界萃取烘烤花生中风味物质香气协调性的变化。

  • 丁宏伟
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    采用超声波技术及微波技术联合应用辅助处理脱脂米糠,提取其中的米糠多糖,研究了超声波处理时间、微波处理时间以及料液比对米糠多糖提取率的影响。并与传统的热水浸提法进行比较,结果表明:微波处理时间及超声波处理时间两个因素对多糖提取率有明显影响,料液比的影响较小,根据实验数据确定出最佳的处理方法,即超声处理30min,微波处理3min,料液比为1:15时效果最好,此时米糠多糖的提取率为1.55%,与传统的热水浸提法(1.12%)相比,提取率提高了38.4%,同时可以显著缩短提取时间。

  • 楼乔明, 杨文鸽, 徐大伦, 郑贤孟, 薛长湖
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    采用气相色谱-质谱法对4,8,12-三甲基十三烷酸甲酯、2,6,10,14-四甲基十五烷酸甲酯和3,7,11,15-四甲基十六烷酸甲酯的断裂规律和质谱特征进行分析归纳,并对常见海洋动物中的上述3种多支链饱和脂肪酸含量进行分析。试验结果表明:依据有机质谱学规律,通过较强碎片离子间相差[-CH(CH3)-](即离子质荷比相差28)能准确分析出多支链饱和脂肪酸中甲基支链所处碳链位置,同时结合分子离子以及麦氏重排离子等特征离子能准确有效地对多支链饱和脂肪酸进行分析鉴定。对多种海洋动物分析发现,海洋动物中多支链饱和脂肪酸的含量较低,一般在0.1%以下,但皱纹盘鲍、杂色鲍等海洋贝类以及鳕鱼、南极磷虾等海洋动物对多支链饱和脂肪酸表现出不同的积累作用和组织差异性。

  • 付立新, 陈常栋, 孟丽芬, 赵晓南, 许德春, 胡少新, 王志东
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    本文研究了60Co-γ射线辐照蛋清粉的杀菌效果、对蛋清粉的主要营养成分及感官品质的影响。结果表明,经4kGy辐照的蛋清粉样品中微生物指标达到食品卫生国家标准,8kGy辐照杀菌率达到95%以上。与对照相比,剂量为4~10kGy的辐照对蛋清粉中蛋白质、粗纤维、氨基酸含量的影响不明显,6kGy以下剂量辐照对蛋清粉色泽、气味等感官品质无明显改变。综合试验结果,确定了蛋清粉辐照杀菌的适宜工艺剂量范围为4~6kGy。

  • 殷冬梅, 宋佳静, 张幸果, 李贺敏, 王允, 崔党群
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    花生种子在发育过程中,子叶中贮藏细胞大量合成和积累,了解高、低油花生品种子叶贮藏细胞的特点及差异可为高油品种的定向选择奠定基础。本文采用石蜡切片和徒手切片的方法,运用光学显微镜和激光共聚焦扫描电镜观察了高油品种花U606和低油品种花U17在不同发育时期子叶贮藏物质的积累过程。结果表明,花U606和花U17在花后30d左右出现油体和蛋白体,然后体积也逐渐增大,到最后油体几乎铺满整个细胞。花U606子叶细胞中油体发育的速度明显快于花U17,细胞排列更加致密,其油体数目和截面积也多于花U17。

  • 单位风采·消息
  • 刑福国
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    1月26日,由中国农业科学院农产品加工研究所主持的973计划"主要粮油产品储藏过程中真菌毒素形成机理及防控基础"项目启动会在京召开。科技部基础司彭以祺副司长、钱万强副处长,农业部科教司陈彦宾处长,中国农科院刘旭副院长,院科技局陆建中副局长、林克剑副处长,973项目咨询组专家喻子牛教授、王林和教授等领导、专家应邀出席会议。项目首席科学家刘阳研究员及项目专家组成员、各课题负责人、项目骨干等共计80余人参加会议,会议由加工所戴小枫所长主持。
  • 同位素示踪·资源环境·动植物生理
  • 吴沂珀, 张锡洲, 李廷轩, 阳显斌, 吴德勇
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    以小麦磷高效利用品种(03-2917)和低效利用品种(S-10-1)为材料,在水培条件下,测定其生物量、磷含量、根系分泌酸性磷酸酶、根系及叶片酸性磷酸酶活性等,研究不同磷素利用效率小麦品种有机磷吸收利用的差异。结果表明:(1)不同供磷条件下,磷高效品种干物质量、磷积累量较低效品种的大,而磷含量低于低效品种。小麦不同磷素利用效率品种均表现为无机磷处理下根冠比大于有机磷处理,磷高效品种在不同施磷处理下根冠比均较大。(2)不同磷效率小麦品种根系分泌酸性磷酸酶活性在低无机磷处理(0.05mmolP·L-1,Ⅳ)下最大,1/2无机磷+1/2有机磷处理(0.30mmolP·L-1,Ⅱ)大于正常有机磷处理。不同磷处理下,高效品种根系分泌酸性磷酸酶活性均大于低效品种。(3)不同磷效率小麦根系与叶片酸性磷酸酶活性呈现为正常无机磷(Ⅰ)<1/2无机磷+1/2有机磷(Ⅱ)<正常有机磷(Ⅲ)<低无机磷(Ⅳ)的处理,且低效品种大于高效品种。(4)无机磷总量在磷处理及品种间表现与酸性磷酸酶相反的趋势,正常无机磷(Ⅰ)>1/2无机磷+1/2有机磷(Ⅱ)>正常有机磷(Ⅲ)>低无机磷(Ⅳ)的处理,高效品种大于低效品种。

  • 马忠明, 杜少平, 薛亮, 冯守疆
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    为了减轻旱砂田西瓜施肥强度、降低施肥成本、提高养分利用率及延长砂田的使用年限,本试验以普通单质肥料(尿素、普过磷酸钙、硫酸钾)为原料,加入NAM长效剂,研究了N-P2O5-K2O分别为1-0.67-1.1、1-0.36-1.1、1-1-1.1、1-0.67-1.6和1-0.67-0.6的5种养分配比对旱砂田西瓜生长、产量、品质和养分利用的影响。结果表明,在氮、磷、钾等养分条件下,以CRF3(N:P2O5:K2O=1:1:1.1+NAM)处理较优,其较常规施肥处理可显著提高西瓜叶片叶绿素含量和净光合速率,西瓜增产34.04%,且显著提高了西瓜Vc含量,降低了糖分梯度和硝酸盐含量,提高了西瓜品质。加入NAM长效剂处理西瓜营养器官中的养分吸收量与常规施肥处理差异不显著,但果实中的养分吸收量却显著提高,CRF3较常规施肥处理西瓜氮、磷、钾肥利用率分别提高20.75%、5.42%和23.77%,为进一步开展控释肥研究和解决旱砂田施肥问题提供了科学依据。

  • 徐广平, 何成新, 李先琨, 邱正强, 黄玉清, 姚月锋, 孙英杰, 潘复静
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    以南方常绿园林观赏植物桂花为研究对象,在自然异常低温下,测定了桂花叶片矿质元素、叶片相对含水量、叶绿素以及超氧化物歧化酶、过氧化物酶、可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸和丙二醛生理指标的变化,探讨桂花叶片对冬季异常低温的响应。结果表明,异常低温下,桂花叶片矿质元素含量并不是全部急剧下降,元素C、Ca、Mn、Zn、Cu 和 Ni 含量表现为逐渐减小,而N、P、Na、Mg、K 和 Fe含量则表现为先增大后减小。相对含水量、叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b、可溶性蛋白和脯氨酸一致表现了逐渐减小的趋势;超氧化物歧化酶、可溶性糖和过氧化物酶表现出先增大,后减小的变化趋势;丙二醛则表现为先减小,后增大的大小关系。桂花叶片对异常低温有较高的抗逆性,桂花叶片衰老程度并不严重,受害程度相对较轻,保持了一定的矿质元素含量,桂花叶片通过矿质元素含量与生理指标的相互协调,对冬季异常低温有一定的适应性。

  • 陆艳婷, 张小明, 黄福灯, 叶胜海, 李春寿, 金庆生
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    以晚粳稻浙粳22为材料,研究了低氮(N1)、中氮(N2)、高氮(N3)和不施氮肥(N0)4个不同施氮水平下,产量、稻株氮素利用率与叶绿素含量、光合速率等生理指标间的关系。结果表明,本试验条件下施氮水平越高,净光合速率越高,气孔导度和蒸腾速率相应增加,胞间CO2浓度有下降趋势。低氮及常规施氮水平下,稻株氮素利用率高,水稻产量与植株干物重、含氮量、光合速率等成正相关,高氮条件下则相关性不显著。

  • 陈慧, 邸伟, 姚玉波, 龚振平, 马春梅
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    大豆根瘤固氮酶活性与固氮量是衡量大豆固氮能力的重要指标,也是合理施用氮肥的依据。试验采用框栽方法,应用15N示踪技术,研究了不同大豆品种根瘤固氮酶活性与固氮量差异。结果表明:4个供试大豆品种根瘤固氮酶活性、根瘤干重及根瘤固氮潜力都呈现先升后降的变化趋势,但品种间有显著差异;生育期短的大豆品种根瘤固氮酶活性高于生育期长的品种,根瘤干重则相反,生育期越长,根瘤干重越大;根瘤固氮潜力随大豆品种生育期的延长而增加。大豆植株氮素构成品种间存在明显的差异性,随着品种生育期的延长,根瘤固氮所占的比例提高;在大豆品种黑河41氮素构成中,土壤氮和根瘤固氮所占比例相同,其他品种均以根瘤固氮为主,其次是土壤氮,肥料氮所占的比例很低。

  • 马光恕, 廉华, 王彦宏, 金光辉, 孙秀梅, 徐晓东
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    以克新13号马铃薯品种为试验材料,采用不同浓度的硼砂溶液叶面喷施,通过测定块茎中淀粉、蔗糖和还原糖含量以及相关酶活性,研究喷施硼砂溶液对马铃薯淀粉合成和积累的作用。结果表明:适量硼砂(4~6 g·L-1)叶面喷施处理后,提高了马铃薯块茎蔗糖转化酶和蔗糖合成酶活性,促进马铃薯块茎中的蔗糖、还原糖的合成,块茎中淀粉合成和积累量增高,改善了块茎相关品质。

  • 李美, 孙智明, 李朦朦, 于海秋, 蒋春姬, 赵新华, 赵淑丽, 王晓光, 曹敏建
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    设置玉米和花生10:10间作(T1)、8:16间作(T2)和花生单作(CK1)、玉米单作(CK2)4个处理,在减轻花生田土壤风蚀程度的同时,研究不同间作比例对花生生长发育及作物产量品质的影响。结果表明:各处理下花生主茎高、第一对侧枝长和第二对侧枝长均表现为T1>T2>CK1,单株叶面积为CK1>T2>T1,叶绿素a+ b总量为CK1>T2>T1。花生的经济系数、单株总果数、出仁率和百仁重均表现为CK1>T2>T1,蛋白质含量为CK1>T2>T1,脂肪含量T1>T2>CK1;玉米的经济产量、生物产量、蛋白质含量、脂肪含量均表现为T2>T1>CK2;LER表现为T2>T1,差异显著。由试验结果可知,T2间作处理的花生生长发育及作物产量品质均优于T1处理。