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中国农业科学 2007年第12期杂志 文档列表

关于转基因技术应用于水稻育种研究的思考2659-2666

摘要：全球转基因作物种植面积迅速扩大,转基因水稻终将进入商品化生产,为此需要在理论、技术和材料上做好充分的准备.笔者认为:确认常规育种的主体地位,制定充分发挥转基因技术的特点、整合载体构建、花药培养、分子标记新技术的技术路线对提高育种效率至关重要;在实验室层面,需要根据育种目标精心选择目的基因,构建高效、安全的表达载体,优化转基因体系,努力提高籼稻转化频率,减少体细胞无性系变异,探索叶绿体转化技术;在田间试验阶段,需要确定合适的参试株系数,建议每个载体以100～200个株系为宜;区试阶段是对参试品种(系)进行转基因监控的最有效时机;提出水稻生物反应器研究和利用转基因技术修复污染环境的一些原则;不同领域科学家之间的沟通和合作是转基因水稻走向市场的保证.

欧洲与东亚小麦品种遗传多样性的比较分析2667-2678

摘要：[目的]在分子水平上回答欧洲和东亚小麦品种的遗传关系和多样性差异;同时对Genomic-SSR(gSSR)和EST-SSR(eSSR)多态性水平进行比较分析.[方法]利用38个Genomic-SSR引物对和44对EST-SSR引物对分析371份欧洲小麦品种和363份东亚品种.[结果]共检测到865个等位变异,每个引物对的等位变异数为1～50,平均为10.42;多态性信息含量(PIC)为0～0.91, 平均为 0.53;欧洲和东亚品种分别检测到730、716个等位变异,特有等位变异分别为150、135,平均遗传丰富度分别为8.80和8.61,遗传多样性指数分别为 0.46 和0.52.欧洲和东亚小麦品种在聚类图上明显地划分为两大类群;每个国家或大区聚类结果与其地理分布基本一致,即相邻国家或地区的品种亲缘关系更近一些.近一半基因座的等位变异频率及其分布在欧洲与东亚材料间存在明显差异. 通过标记/性状关联分析,在4B、5A、6A、7B染色体上发现6个影响穗粒数、千粒重、株高、抽穗期、有效分蘖等重要农艺性状的基因座,其中个别基因座优势等位变异差异可能与东亚、欧洲品种的分化密切相关.中国20世纪50～80年代育成品种在大的聚类上明显靠近欧洲材料、而远离中国50年代以前的育成品种和地方品种,这与中国的育种实际相吻合.基于Genomic-SSR和基于EST-SSR的聚类图整体趋势是一致的,但由前者估算的遗传距离远高于后者,因此,一般的SSR较功能基因SSR更易发生变异,由育种选择所引起的分化更快.[结论]在中国今后的小麦育种中,需要通过杂交、回交,对欧洲品种的一些重要基因座等位变异(基因)进行置换,方有可能实现"洋为中用"的目的.

大豆质核互作雄性不育系NJCMS1A及其保持系的花药差异蛋白质组学研究2679-2687

摘要：[目的]对大豆质核互作雄性不育系NJCMS1A及其同型保持系NJCMS1B的二胞花粉期花药进行差异蛋白质组学研究,探讨大豆质核互作雄性不育的分子机制.[方法]采用双向凝胶电泳技术对其蛋白质进行分离,凝胶用考马斯亮蓝染色,使用PDQuest软件分析蛋白质图谱,利用基质辅助激光解吸飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)技术对差异表达蛋白进行质谱分析,获得肽质量指纹图谱,用Profound和Mascot软件搜索NCBInr数据库,初步鉴定差异表达蛋白并分析其功能.[结果] 在分子量18.4～116.0 kD、等电点4～7线性范围内,检测到约212个蛋白点,差异表达蛋白点24个.其中10个在NJCMS1A 中出现而在NJCMS1B中缺失,12个在NJCMS1A中缺失而在NJCMS1B中出现,2个表达量在NJCMS1B中比在NJCMS1A中明显增强.鉴定出11个差异表达蛋白,其中7个在NJCMS1A中出现而在NJCMS1B中缺失,4个在NJCMS1A中缺失而在NJCMS1B中出现.[结论]对主要差异表达蛋白如ACC氧化酶、半胱氨酸蛋白酶、V型H+-ATP酶A亚基、MADS盒蛋白、淀粉分枝酶和UDP-葡萄糖焦磷酸化酶等进行功能分析,推测不育系NJCMS1A雄性不育性可能与能量代谢紊乱、细胞程序化死亡(PCD)、乙烯过度合成、淀粉合成受抑制和花器官发育调节基因作用失控等有关.

芥菜型油菜类黄酮合成相关基因的克隆和序列分析2688-2695

摘要：[目的]分离和克隆芥菜型油菜类黄酮合成相关基因.[方法]采用同源克隆基因的方法,参照拟南芥等植物控制类黄酮合成的基因保守序列设计引物,对扩增片段进行测序并进行BLAST分析.[结果]有13对引物扩增的17个基因拷贝与参考基因序列相符,这些克隆属于13个已知功能基因,其中查尔酮合成酶基因有3个不同的基因拷贝,花色素形成(Production of anthocyanin pigment)基因和查尔酮异构酶基因分别有2个不同的基因拷贝,其余引物的扩增只获得一个拷贝.在GenBank数据库中进行检索表明,所克隆的基因拷贝中的DNA结合/转录因子基因(TT2、TT8、TTG2) 、花色素形成基因(PAP)和黄烷酮-3-羟化酶基因(TT6),在芸薹属植物中未见报道.[结论]克隆芥菜型油菜类黄酮合成相关基因拷贝为阐明油菜种皮颜色形成的遗传调节奠定了基础.

芝麻空间诱变品系(种)的DNA指纹分析2696-2701

摘要：[目的]揭示芝麻空间诱变品系(种)的DNA水平上的变异,探讨芝麻空间诱变的分子机理,以期为作物空间诱变育种提供理论基础.[方法]首次应用AFLP标记对芝麻空间诱变的3个品系(种)及原始对照种豫芝4号(未搭载处理的留地种子)进行DNA指纹分析.[结果]随机组合的30对AFLP引物对原始对照种及3个空间诱变品系(种)进行扩增,共获得1176条DNA谱带,其中多态性谱带625条,多态性位点比率为53.15%,每对引物均扩增出多态性,并且每一个空间诱变品系(种)与原始对照种间均扩增出多态性DNA谱带.利用NTSYS软件进行类平均法(UPGMA)聚类发现3个空间诱变品系(种)明显地聚在一起,与原始对照种存在较大差异.[结论]通过空间诱变能够在DNA水平上导致芝麻遗传物质变异,空间诱变是一种有效的育种途径.AFLP是一种研究植物空间诱变材料的高效率的分子生物学方法.

论保护性耕作技术的基本原理与发展趋势2702-2708

摘要：本文综合分析国内外保护性耕作技术发展趋势和特点,提出保护性耕作技术概念是泛指为了减少农田土壤侵蚀,保护农田生态环境而采取的综合性技术体系,其核心技术是土壤少耕免耕技术、农田地表微地形改造技术及地表覆盖技术,其技术原理是达到农田"少动土"、"少裸露""少污染"以及"适度湿润"和"适度粗糙"的耕层土壤状态,保持可持续的土地生产力.在此基础上提出了基于中国国情的保护性耕作技术研究方向以及不同区域需要解决的关键技术,建立具有中国特色的保护性耕作技术体系.

棉花黄萎病病叶光谱特征与病情严重度的估测2709-2715

摘要：[目的]阐明棉花黄萎病病叶光谱特征并对其病情严重度进行估测,为今后通过航空、航天遥感大面积监测棉花黄萎病提供依据.[方法]试验采用不同品种棉花黄萎病的病叶材料,在不同发病时期的病谱田和大田同步测定其光谱和发病严重度,定性和定量地分析病叶光谱反射特征、微分光谱特征差异.[结果]棉花不同品种、不同发病时期的黄萎病的病叶光谱均随发病严重度的增加而表现出有规律的变化,可见光(400～700 nm)到近红外区(700～1 300 nm)波段,光谱反射率随病情加重呈现上升趋势,可见光520～680 nm波段范围内尤为明显.当病叶严重度达到b2(25%)时,可作为病害识别的临界,对其进行早期诊断.对光谱一阶微分特征研究表明,在红边范围内(680～780 nm)处理间变幅最大,分析后发现红边斜率减小,红边位置发生了"蓝移",表现出了病害特有的特征.试验证明:434～724和909～1 600 nm为棉花黄萎病病叶光谱敏感波段,建立的多个遥感估测模型均达到极显著水平.[结论]棉花黄萎病病叶光谱特征明显,建立的相应病害反演模型中利用一阶微分光谱723 nm建立的模型精度最高,可用来定量反演棉花单叶黄萎病的发生情况.

冬油菜在西北旱寒区的适应性和北移的可行性研究2716-2726

摘要：[目的]对不同冬油菜类型和品种在西北旱寒区的越冬抗寒性、适应性进行分析比较,研究冬油菜北移的可行性.[方法]在张掖、酒泉等不同生态条件下,对55份不同类型和来源的冬油菜品种(系)的抗寒性、经济性状、生育期、含油率、产量表现等进行了研究分析.[结果]在西北旱寒区海拔1 477～2 300 m、极端最低气温-22.7～-31.6℃、年平均气温5.9～8.7℃、年平均降水量92.0～630 mm、无霜期150～172 d的地区,甘蓝型和白菜型两种类型的冬油菜,仅白菜型冬油菜能够越冬,越冬率最高达到100.00%,生长发育正常,且表现出良好的适应性和农艺性状,生育期275～295 d,含油率40.84%～44.15%,产量1 500.0～4 400.3 kg·ha-1.不同白菜型冬油菜品种(系)抗寒性和适应性存在巨大差异,越冬率0～100%.根据越冬率与抗寒性,可将参试白菜型冬油菜品种(系)划分为超强抗寒性、强抗寒性、抗寒性和弱抗寒性品种(系)4种类型.在乌稍岭以东地区,一般抗寒品种(系)均能越冬,但在河西走廊,只有超强抗寒性品种(系)和强抗寒性品种(系)才能越冬,[结论]在西北旱寒区,发展白菜型冬油菜生产是可行的,从而使冬油菜栽培种植北界向北向西延伸1 000多公里,海拔由1 000 m提高到2 300 m左右,纬度由35°30′提高到39°46′.冬油菜北移进入中国西北旱寒区种植能够有效地增加该区冬春季植被覆盖度,同时为该区发展一年二熟耕作制创造了条件,具有显著的经济效益和生态效益,对促进北方寒区冬油菜生产和农业的可持续发展、生态环境建设具有十分重要的意义.

不同镉积累型苋菜(Amaranthus mangostanus L.)根际低分子量有机酸与镉吸收的关系2727-2733

摘要：[目的]研究低镉积累型苋菜紫背苋和高镉积累型苋菜天星米在镉胁迫下低分子量有机酸分泌特征及其与苋菜镉生物积累的关系.[方法]采用溶液培养法进行试验.[结果]随供镉浓度增加,紫背苋根、茎和叶生物量显著降低,而天星米生物量未发生明显改变.不同镉暴露条件下,苋菜分泌的有机酸总量表现为天星米远高于紫背苋,有机酸含量均表现为柠檬酸＞苹果酸＞乙酸＞丙酸＞丁酸,且以柠檬酸和苹果酸为主.两品种各有机酸数量占有机酸总量的比例基本一致.随供镉浓度增加,两个苋菜品种根分泌的各有机酸量增加,各有机酸分泌量的增幅均表现为天星米大大高于紫背苋,植株根、茎和叶镉含量与积累量也相应表现为天星米大大高于紫背苋.[结论]苋菜镉的生物积累与有机酸种类没有特异性关系,但与有机酸的总量有关.镉胁迫诱导根系分泌有机酸的数量,在引起两品种对镉吸收的差异方面起重要作用.

人工接种测定水稻干尖线虫在水稻上的病害发展动态2734-2740

摘要：[目的]探讨近年来江苏水稻生产上的重要病害水稻-"小穗头"和水稻干尖线虫间的相互关系.[方法]在水稻"小穗头"上分离出干尖线虫,经人工培养,在温室中接种到镇稻2号和武运粳7号的芽鞘部和叶鞘部,通过测定发病程度,稻谷饱满度,谷粒中线虫虫量和线虫死亡率等指标来确定对"小穗头"形成以及对水稻生长发育的影响.[结果]镇稻2号"小穗头"与健康稻穗相比水稻株高下降6.7%、稻穗长度减少16.4%,稻谷粒数下降13.5%.在开花期之前,线虫主要分布于叶鞘部和生长点周围,虫量增加40%;花期后,线虫主要分布于稻穗上并且虫量增幅达90.8%.饱粒种子中带虫率、线虫虫量最高,空粒种子则最低.线虫死亡率在胚乳发育正常的种子中要比胚乳发育不正常的种子低.[结论]水稻干尖线虫是造成水稻"小穗头"症状的病原.武运粳7号仅表现"小穗头"而无叶片干尖症状,说明该现象是干尖线虫在水稻上呈现的新症状.

地高辛标记探针检测5种葫芦科作物病毒的斑点杂交方法2741-2746

摘要：[目的]探索5种葫芦科作物病毒即小西葫芦黄花叶病毒(Zuccini yellow mosaic virus,ZYMV)、西瓜花叶病毒(Watermelon mosaic virus,WMV)、黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)、番木瓜环斑病毒西瓜株系(Papaya ringspot virus watermelon strain,PRSV-W)和南瓜花叶病毒(Squash mosaic virus,SqMV)的斑点杂交检测技术,为葫芦科作物种子带毒的快速准确鉴定、流行病学研究和转基因检测等提供技术和方法.[方法]以构建的重组质粒为模板,用PCR方法合成了相应的地高辛标记的cDNA探针.通过斑点杂交检测西葫芦病叶汁液来考察探针的灵敏性和特异性.同时设计了3种不同长度的SqMV探针(0.55、1.6、2.7 kb)对杂交效果进行了研究.[结果]ZYMV、WMV、CMV、PRSV-W和SqMV的5种探针检测各自侵染西葫芦病汁液的稀释低限分别为1:160、1:160、1:320、1:160、1:320,而每种探针与健康西葫芦和其它4种病毒的反应均为阴性.不同长度的SqMV探针杂交结果相同.[结论]用PCR方法合成的地高辛标记的探针,能够直接在植物组织中将5种病毒检测出来,具有较好的灵敏性、特异性和重复性.探针的长度对杂交的灵敏性和特异性没有影响.

表鱼藤酮对映体杀虫作用机理的研究2747-2752

摘要：[目的]阐明表鱼藤酮对映体(-)-5′α-表鱼藤酮与(+)-5′β-表鱼藤酮的杀虫作用与机理.[方法]以3龄家蚕幼虫为试虫,比较药剂处理24、72 h后中毒症状,及对线粒体呼吸酶复合体Ⅰ、Na+,K+-ATP酶、琥珀酸脱氢酶、乙酰胆碱酯酶活性差异.[结果]表鱼藤酮对映体处理后的3龄家蚕幼虫中毒症状明显不同;对线粒体呼吸酶复合体Ⅰ都有抑制活性,5′α-表鱼藤酮、5′β-表鱼藤酮抑制中浓度IC50分别为7.81、54.14 mg·L-1;对家蚕头部Na+,K+-ATP酶都有抑制作用;5′β-表鱼藤酮对中肠Na+,K+-ATP酶表现为抑制作用,5′α-表鱼藤酮表现为激活作用;对琥珀酸脱氢酶5′α-表鱼藤酮有激活作用;对乙酰胆碱酯酶活性没有影响.[结论]表鱼藤酮对映体的毒力及对线粒体呼吸酶复合体Ⅰ抑制活性有差异;对映体间引起的中毒症状差异与线粒体呼吸酶复合体Ⅰ的结合方式和中肠Na+,K+-ATP酶,琥珀酸脱氢酶有关.

毒死蜱微胶囊化及释放性能表征2753-2758

摘要：[目的]获得脲醛树脂制备毒死蜱微胶囊的配方,表征其释放性能,为优化该农药的使用性能提供依据.[方法]利用生物摄像显微镜和激光粒度分布仪研究了成囊促进剂、分散剂和添加氯化钠对微胶囊制备的影响,用气相色谱法表征毒死蜱微胶囊的释放动力学.[结果]配方中成囊促进剂选择SMA,质量分数为2.5%,分散剂为PAAS,质量分数为2.0%,添加氯化钠,质量分数为0.4%,制备的微胶囊表面形貌良好,平均粒径约10 靘.气相色谱法测定微胶囊的缓释性能,前5 d为初期快速释放阶段,符合一级动力学方程(R2＝0.9820),累计释放量达到37.32%;5～42 d为匀速释放阶段,符合零级释放特征(R2＝0.9927).[结论]以该配方得到的毒死蜱脲醛树脂微胶囊具有良好的缓释性能,有助于延长控制期.

油菜田日本看麦娘对高效氟吡甲禾灵抗药性的研究2759-2765

摘要：[目的]明确油菜田日本看麦娘(Alopecurus japonicus Steud.)对高效氟吡甲禾灵(haloxyfop-R- methyl)的抗药性及对其它药剂的交互抗性水平.[方法]利用种子生物测定法和整株测定法测定了江苏、安徽11个点油菜田日本看麦娘对高效氟吡甲禾灵的抗药性,并用同样方法进行了相关药剂的交互抗性测定.[结果]两种方法测定结果基本相符.种子生物测定结果显示,江苏句容点日本看麦娘对此药剂的相对抗性倍数达61.13,整株测定结果为1 331.68,说明句容点的日本看麦娘对此药剂已产生明显抗性.交互抗性测定结果显示,日本看麦娘对芳氧基苯氧基丙酸酯类(aryloxyphenoxypropionates,简称AOPP)其它药剂已产生了不同程度的抗性,抗性水平依次为精吡氟禾草灵＞精喹禾灵＞精噁唑禾草灵;对具相同作用靶标的环已烯酮类(cyclohexanediones,简称CHD)除草剂烯禾啶的抗性水平相对较低.室内测定结果与田间实际反映情况相吻合.[结论]种子生物测定法可作为杂草抗性水平测定的方法之一.油菜田日本看麦娘对AOPP类高效氟吡甲禾灵已产生不同程度的抗药性,其中句容点抗性最高,对同类产品精吡氟禾草灵的交互抗性水平也最高;对与AOPP类除草剂具有不同结构、相同作用机制的CHD类烯禾啶交互抗性水平较低.

用高程辅助提高土壤属性的空间预测精度2766-2773

摘要：[目的]探讨土壤属性变量与高程之间在何种条件下,可利用高程变量来辅助提高土壤变量的预测精度.[方法]用两种将高程作为辅助变量的克里格插值方法(协克里格法和简单克里格加变化局部平均值法)与没有考虑高程的普通克里格插值方法进行对比分析,用均方根预测误差和预测精度的相对提高值作为标准对3种方法的预测结果进行评价.[结果]对于交换性钾和pH值,协克里格法获得最精确的预测;对于0lsen-P、土壤有机质和有效锌,简单克里格加变化局部平均值法得到最精确的预测;而有效铜、有效铁和有效锰的最精确的预测结果则由普通克里格法产生.[结论]高程数据能够用来提高土壤特征的空间预测精度,但并不是对所有的土壤属性都适合;在利用高程数据来提高土壤属性空间预测之前,应该先对高程和土壤特征变量之间的线性相关关系、结构相关关系和全局趋势等进行仔细地分析,然后再选择适宜的方法.

植物冠层氮素淋失研究进展2774-2779

摘要：植物冠层在养分循环及改变养分流量方面的作用,是当前国内、外研究的重点和热点课题.本文在综合评述前人研究的基础上,对植物冠层氮素淋失及其影响因素进行了分析,指出现有研究中存在的不足,提出了下一步应重点研究的问题:(1)进一步完善测定方法,开展对农田植物冠层氮素淋失的研究;(2)如果确定农田植物存在冠层氮素淋洗,需明确冠层氮素淋洗形态,并与不同氮效率基因型联系起来进行研究;(3)开展揭示植物冠层氮素淋失途径与过程的机理研究,特别是应该将不同生育期叶面积、气孔密度、气孔导度、叶片自由空间和自由空间中可溶性氮素等可能影响冠层氮素淋洗的指标与冠层氮素淋洗相联系进行研究,有利于揭示冠层氮素淋失机理,对冠层氮素淋失赋予理论支持.

氯化钾对玉米木质素代谢的影响及其与茎腐病抗性的关系2780-2787

摘要：[目的]阐明氯化钾(KCl)对玉米木质素代谢的影响,探讨和揭示KCl对提高玉米茎腐病抗性的机制.[方法]通过田间试验与室内分析相结合,研究了KCl对玉米不同抗性品种在接种禾谷镰刀菌(Fursarium graminearum)前后茎基部髓组织木质素含量的影响以及相关酶活性的变化.[结果]抗病品种吉单180茎基部髓组织原生木质素含量低于感病品种吉单327,但诱导木质素高于感病品种;而施用KCl则可降低原生木质素含量,增加诱导木质素含量.抗病品种茎基部髓组织苯丙氨酸解氨酶(PAL)和酪氨酸解氨酶(TAL)活性高峰出现时间均早于感病品种.虽然KCl降低了接种前玉米茎基部PAL、TAL和过氧化物酶(POD)活性的本底值,却提高了接种后PAL、TAL和POD的活性,尤其是高峰值.而且在接种前后,KCl处理的玉米茎基部髓组织肉桂醇脱氢酶(CAD)活性均保持较高水平.[结论]诱导玉米在接种后PAL、TAL、POD和CAD酶系的快速反应,提高诱导木质素含量,进而增强植株对病原菌的抗性,是KCl增强玉米茎腐病抗性的机制之一.

论华北农牧交错区退耕区域生态系统生产力的演替与增进机制2788-2795

摘要：[目的]讨论华北农牧交错区以退耕为特征的生态系统生产力的演替与增进机制,为区域保持持久生态恢复和经济发展的动力提供思路和技术依据.[方法]采用实证研究和理论分析相结合的方法.[结果]在退耕后的生态系统中,退耕子系统的生物生产力比农作子系统降低38.34%～72.3%,其主要功能应偏重社会性的资源环境生产力,使理想中的"退耕-还草-养畜-赚钱"的良性循环难以实现.伴随退耕子系统的分化,农作子系统在自然与社会资源等方面汇集叠加,为退耕区域生态系统启动经济生产力新属性的阶跃奠定了基础.实证研究表明,通过退耕子系统与农作子系统的再度耦合,以及通过同田块创造以水肥为中心的微域生境分化与作物生产耦合,可使系统经济生产力提高8.85～13.35倍.[结论]退耕后生态系统的结构重建与开放运行,发挥市场经济下区域间互补性合作生产优势、建立开放式农牧生产结构,是华北农牧交错区系统生产力增进的重要机制.