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中国农业科学 2018年第24期杂志 文档列表

中国农业科学杂志作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

小麦转录因子基因TaWRKY33的耐盐性分析4591-4602

摘要：【目的】WRKY转录因子是植物转录调节因子家族之一,参与调控植物病原菌的防御、生长发育和抗逆应答等多种生理过程。小麦WRKY转录因子基因TaWRKY33可以提高转基因拟南芥对干旱和高温的抗性。通过分析TaWRKY33的耐盐性,检测TaWRKY33转录因子的转录活性,深入分析转录因子基因TaWRKY33的功能,以解析其耐盐调控机制。【方法】以盐胁迫处理的小麦cDNA为模板,利用实时荧光定量PCR检测TaWRKY33在盐胁迫条件下的表达模式;将TaWRKY33的CDS序列插入带有CaMV35S启动子的pCAMBIA1302表达载体中,构建表达载体pCAMBIA1302-TaWRKY33,转入农杆菌,侵染野生型拟南芥获得转基因株系;同时利用pWMB110-TaWRKY33双元载体创建了过表达小麦株系。用转TaWRKY33的拟南芥和小麦进行耐盐性鉴定。构建诱饵载体pGBKT7-TaWRKY33,通过单转法将诱饵载体pGBKT7-TaWRKY33重组质粒和文库质粒逐步转化到酵母AH109感受态细胞。通过SD/-Trp/-Leu/-His/-Ade和X-α-gal显蓝反应筛选得到阳性克隆,进行测序和BLAST分析。制备小麦原生质体,通过瞬时表达试验共转化报告子和效应子质粒,计算相对荧光值分析转录因子的转录活性。【结果】实时荧光定量PCR结果显示,TaWRKY33受盐胁迫的诱导表达。双荧光素酶瞬时表达试验表明TaWRKY33在小麦细胞中可以激活相应荧光素酶的活性。从功能分析,在正常生长条件下转基因拟南芥和野生型拟南芥没有明显差异;在盐处理条件下,转基因拟南芥的根长大于野生型拟南芥的根长;过表达拟南芥的鲜重大于野生型,呈显著性差异。重要的是,在盐处理下,鲜重、相对电导率和Na+含量表明,过表达TaWRKY33的小麦较其受体对照有更好的耐盐性。对TaWRKY33候选互作蛋白分析表明,这些候选互作蛋白主要参与植物体的信号转导或免疫过程,表明TaWRKY33在植物的逆境信号转导、基因转录调控过程中发挥着重要作用。【

GT和GATA转录因子对甘蓝型油菜BnA5.FAD2和BnC5.FAD2启动子功能的调控4603-4614

摘要：【目的】脂肪酸去饱和酶2基因(FAD2)是控制油菜中油酸含量的重要基因,通过研究GATA和GT转录因子与BnA5.FAD2和BnC5.FAD2启动子的互作关系及其转录调控机制,为高油酸油菜育种提供分子理论基础。【方法】通过缺失启动子片段及生物信息学分析,预测BnA5.FAD2和BnC5.FAD2启动子区潜在顺式作用元件;从PlantTFDB转录因子数据库中筛选候选转录因子,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测转录因子的表达规律,并与BnA5.FAD2和BnC5.FAD2表达规律对比,进一步筛选候选转录因子;利用酵母单杂交验证转录因子与启动子序列的互作情况;将转录因子与BnA5.FAD2和BnC5.FAD2启动子序列共转入拟南芥,通过Western blot检测报告基因GFP的蛋白表达情况,分析转录因子对于启动子功能的影响。【结果】单独敲除BnA5.FAD2和BnC5.FAD2启动子中的GT或GATA顺式作用元件后,GFP蛋白丰度均下降,表明GT和GATA顺式作用元件在调节基因转录中起重要作用。酵母单杂交结果显示,GATA家族转录因子(Bna010243-1、Bna026124-1和Bna026124-2)和GT家族转录因子(Bna010915和Bna013749)可以与BnA5.FAD2和BnC5.FAD2启动子相互作用。Western blot结果显示,当GATA家族转录因子与含有GATA元件的启动子片段共转化拟南芥时,GFP蛋白含量明显高于无转录因子时,当敲除GATA元件时,GFP蛋白含量无明显变化;当GT家族转录因子与含有GT元件的启动子片段共转化拟南芥时,GFP蛋白含量有明显变化,当敲除GT元件时,GFP蛋白含量无明显变化。【结论】GATA家族的转录因子Bna010243-1、Bna026124-1和Bna026124-2可以与BnA5.FAD2和BnC5.FAD2启动子中GATA元件相互作用,增强基因的表达水平。GT家族的转录因子Bna010915可以与BnA5.FAD2和BnC5.FAD2启动子中的GT元件发生互作,正向调节基因表达;Bna013749通过与BnA5.FAD2和BnC5.FAD2启动子中的GT元件发生互作,负向调节基因表达。

中国农业科学杂志耕作栽培·生理生化·农业信息技术

基于集中收获的新型棉花群体结构4615-4624

摘要：构建合理群体结构是实现棉花高产优质高效的重要栽培学基础。我国传统棉花群体结构主要有"高密小株类型"、"中密中株类型"和"稀植大株类型"3种,分别在西北内陆棉区、黄河流域棉区和长江流域棉区广泛应用,为实现棉花高产稳产发挥了重要作用。但进入新时期,传统群体结构不利于集中收获和提质增效的弊端凸显,探索新型棉花群体结构成为新时期棉花栽培学的重要研究内容。本文简要评述了传统棉花群体结构的主要特征和弊端;基于新时期轻简节本、提质增效的需要,提出了建立"降密健株型"、"增密壮株型"和"直密矮株型"3种适于集中收获的新型棉花群体结构替代传统群体结构的观点。在此基础上,重点论述了3种新型群体结构的主要指标和调控技术,对新型棉花群体结构的研究与发展趋势进行了展望。

长江流域直播油菜密植效应及其机理研究进展4625-4632

摘要：长江流域是我国油菜主产区,面积与总产均约占我国油菜总面积与总产的90%左右。但与发达国家相比,我国长江流域直播油菜长期存在着"密度低、单产低、机械化程度低、肥料用量高、人工成本高"的问题。"三低两高"的现状,导致油菜生产成本高,效益低,农户种植油菜积极性不高,面积与总产长期徘徊,阻碍了该产区油菜生产的发展。近年来,各地生产实践均表明,合理密植是提高我国长江流域直播油菜生产效益,提高农户种植油菜积极性,缩小与发达国家差距的一项核心技术。本文根据相关研究,综述了长江流域直播油菜适当增加种植密度后,油菜的籽粒产量、籽粒品质、茎秆抗倒性、角果抗裂角性、肥料利用效率、光能利用率以及菌核病、杂草发生的变化规律及其机理,提出了直播油菜"以密增产、以密补迟、以密省肥、以密控草、以密适机"的"五密"栽培技术,为建立适宜油菜机械化生产的高产抗倒油菜群体提供了理论依据,同时也为油菜绿色轻简高效生产提供了技术支撑。

中国农业科学杂志植物保护

源于广8 A杂交稻组合的稻瘟病菌无毒基因型分析4633-4646

多主棒孢SdhB-H278R突变位点AS-real-time PCR定量检测体系的建立4647-4658

摘要：【目的】建立一种快速、高效、定量检测黄瓜多主棒孢(Corynespora cassiicola)琥珀酸脱氢酶B亚基(SdhB)H278R突变的实时荧光定量PCR(AS-real-time PCR)检测方法,并进行效果验证。【方法】从北京市大兴区采集、分离纯化病原菌,获得24株多主棒孢的单孢菌株,采用菌丝生长速率法测定其对啶酰菌胺的EC50,随机选取4株敏感(S)和8株抗性(R)菌株测其菌丝生长速率、产孢量和致病性。采用引物对Cc-SdhB-F/R测定多主棒孢SdhB基因序列,检测SdhB的碱基变化。基于多主棒孢SdhB的相同核酸序列和SNP位点设计内参引物B-H278R-TY-F/R和特异性引物B-H278R-2F/2R14,建立并优化AS-real-time PCR定量检测体系,并对引物的特异性、熔解曲线和灵敏度进行评价。利用该体系分别检测含有H278R不同突变比例的DNA和孢子悬浮液。【结果】测定的24个菌株中,敏感菌株占66.7%,EC50值为0.057-0.563μg·mL-1;抗性菌株占33.3%,EC50值为5.395-11.710μg·mL-1。抗性和敏感菌株仅在菌丝生长速率方面存在显著性差异,且菌丝生长速率与EC50之间存在显著负相关。在产孢量和致病性方面不存在显著性差异。测序分析发现抗性菌株均携带SdhB-H278R突变。本研究设计的引物B-H278R-2F和B-H278R-2F2R14特异性强,仅对多主棒孢SdhB-H278R突变菌株的DNA有扩增条带,对其余供试菌株均无条带扩增。普通AS-PCR检测的灵敏度为91 pg·μL-1,而AS-real-time PCR的灵敏度可达9.1 pg·μL-1,灵敏度为普通AS-PCR的10倍。以基因组DNA为标准品,构建的AS-real-time PCR标准曲线ΔCT值与相对模板浓度的对数有良好的线性关系,相关系数为0.9857,扩增效率为92.59%。熔解曲线吸收峰单一,内参引物B-H278R-TY-F/R和特异性引物B-H278R-2F/2R14分别在87.81℃和91.62℃处出现单一特异性峰。用DNA和孢子悬浮液对标准曲线进行验证,结果表明随着相对模板浓度逐渐降低,该检测体系的准确性逐渐升高且检测下限

中国农业科学杂志土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境

基于RF和SGT算法的子区优先建模对绿洲尺度土壤盐度预测精度的影响4659-4676

摘要：【目的】试图通过优先在干旱区绿洲的子区构建模型以提高绿洲全局土壤盐度的预测精度。同时量化全局模型和子区模型之间精度的差异性和不确定性。【方法】利用随机森林(Random Forest,RF)和随机梯度增进算法(Stochastic Gradient Treeboost,SGT)定量化上述不确定性,同时,对比本地尺度多个情景(景观)优先建立模型再合并预测值对于模拟全局土壤盐度的精度影响。基于驱动因子(土地利用和地貌),响应因子(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI和土壤电导率,EC),研究设计了27个能够相对覆盖典型绿洲不同土壤盐度变异性的环境情景。【结果】70.37%(19/27)的情景证明SGT的预测精度高于RF。单独建模的10个情景的预测精度高于全局模型下10个再分类情景(根据情景设定规则将全局模型预测值再分类)的精度。特别是,EC≤4 dS·m^-1和2 dS·m^-1

长期施肥对棕壤丛枝菌根真菌群落结构及其侵染的影响4677-4689

摘要：【目的】丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌有改善根际土壤环境、促进植物对养分的吸收、增强植物抗逆性和增加农作物产量等重要作用。本研究旨在探明长期施肥条件下玉米-大豆轮作棕壤丛枝菌根真菌群落结构、对玉米根系侵染的变化及其影响因素。【方法】以沈阳农业大学棕壤肥料长期定位试验(38年)耕层(0-20 cm)土壤为材料,于2016年6月选取其中6个施肥处理:(1)不施肥处理(CK);(2)单施化学氮肥(N);(3)施用化学氮磷肥(NP);(4)施用化学氮磷钾肥(NPK);(5)单施有机肥(M);(6)有机肥和化学氮磷肥配施(MNP),采用PCR-DGGE、克隆测序及台盼蓝染色法,分析土壤和玉米根系定殖的AM真菌群落结构及侵染率,并结合环境因素进行冗余分析和典型对应分析。【结果】施用有机肥处理土壤的碱解氮(AHN)、速效磷(AP)、速效钾(AK)、铵态氮(NH4+^-N)、硝态氮(NO3-^-N)和可溶性有机碳(DOC)含量显著高于单施化肥和不施肥处理,且趋势为:有机肥处理>化肥处理>不施肥处理;与不施肥处理相比,单施化肥处理显著降低了土壤pH值,而施用有机肥处理显著提高了土壤pH值。通过PCR-DGGE及割胶测序,从土壤中得到AM真菌条带22条,根系AM真菌条带仅9条,共分离出13个OTU,从土壤样品中分离的AM真菌种群主要为球囊霉菌和巨孢囊霉属,而侵染玉米根系的AM真菌只有球囊霉菌。聚类分析表明长期不同施肥将棕壤中AM真菌分为了三大类群,分别为单施氮肥处理、施用有机肥处理和其他处理;根系AM真菌分为三大类群,第一类群NPK处理、第二类群为M处理和NP处理、第三类群为其他施肥处理。施用有机肥处理AM真菌的孢子密度显著高于单施化肥和不施肥处理,趋势为:有机肥处理﹥化肥处理﹥不施肥处理。各施肥处理AM真菌侵染率趋势为:NPK处理>施用有机肥处理>其他施肥处理。冗余分析结果表明棕壤AM真菌多样性与土壤理

中国农业科学杂志园艺

苹果MdMYB32通过自身EAR抑制序列抑制花青苷的生物合成4690-4699

摘要：【目的】研究苹果MYB转录因子家族MdMYB32的生物学信息、表达水平及其在花青苷合成中的功能,旨在为进一步完善花青苷合成代谢机理提供参考。【方法】以新疆红肉苹果杂种一代优系为试材,克隆MdMYB32,分析其进化树和蛋白序列;测定其在不同果实及在不同胁迫处理下的表达水平,通过转基因验证其在花青苷合成中的功能,并通过酵母单杂交分析其互作关系。【结果】qRT-PCR分析表明MdMYB32在花青苷含量高的‘红脆9号’苹果中表达水平较低,而在花青苷含量低的‘红脆6号’苹果中表达水平较高,与花青苷含量呈负相关;且盐胁迫和冷胁迫均能抑制MdMYB32的表达;在进化上,MdMYB32与AtMYB32,MdMYB16和AtMYB4在同一个进化枝上,且MdMYB32蛋白序列在C端含有一个EAR抑制序列;在红肉愈伤中过表达MdMYB32能够抑制ANS的表达水平,降低花青苷含量,而过表达切除EAR抑制序列后的LESMdMYB32后,不能明显改变ANS的表达水平和花青苷含量;酵母单杂交和Chip-PCR分析表明MdMYB32和LESMdMYB32均能够结合ANS的启动子。【结论】MdMYB32能够结合ANS启动子,并通过自身EAR抑制序列抑制花青苷的生物合成。

尿素配施不同用量纳米碳对桃幼树生长及氮素吸收利用的影响4700-4709

摘要：【目的】明确纳米碳对桃树生长的作用并筛选出纳米碳与尿素配施的最佳比例,为果树栽培过程中施用纳米碳材料及提高氮素肥效提供理论依据。【方法】试验采用同位素示踪技术,以2年生‘瑞蟠21’/毛桃为试材,在盆栽条件下利用15N尿素配施不同用量(设5个处理:CK:0,T1:5 mL,T2:10 mL,T3:15 mL,T4:20 mL)的纳米碳溶胶进行试验,探究纳米碳对土壤理化性状、桃树生长发育及氮素吸收利用的影响。测定盆土的pH、氧化还原电位、电导率,植株嫁接口上部2cm处干径及植株各器官干重,叶片的叶绿素SPAD值、净光合速率,根系构型、植株各部分全氮含量及15N丰度。【结果】施用纳米碳显著降低了土壤pH,提高了土壤氧化还原电位,影响了土壤溶液的氧化还原状态;土壤电导率随纳米碳用量的增加呈现处理前期降低后期增大的趋势。纳米碳的施用促进了桃幼树须根系的生长;显著提高了桃树叶片净光合速率、叶绿素含量及干径增量;桃幼树总物质积累量以T3处理最高,为778.0 g,比对照提高了28.4%。纳米碳的施用提高了桃树细根、粗根、侧枝、春梢叶等器官的Ndff值;与对照相比,T1处理显著提高了主干、中心干的氮素分配率,T3、T4处理降低了主干的氮素分配率;施用纳米碳对桃植株的氮素利用率均有显著提高,以T3处理的植株氮素利用率最高,为45.2%,比对照提高了66.5%;随纳米碳用量增加,土壤氮素残留率显著提高,T1、T2、T3、T4处理分别为对照的1.06、1.35、1.62和1.70倍,氮素损失率明显降低。【结论】尿素配施纳米碳可改善土壤理化性状,有效吸附土壤中的氮素,显著降低氮素损失率,显著提高植株氮素利用率和土壤氮素残留率,促进桃树须根系的生长和植株形态建成。

中国农业科学杂志畜牧·兽医·资源昆虫

5个基因在小尾寒羊和苏尼特羊性腺轴相关组织中表达分析4710-4719

不同湿度对肉鸡生长性能、抗氧化能力和免疫功能的影响4720-4728