当期目录

2011年 第13卷 第2期    刊出日期：2011-04-15

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农业创新论坛

我国甜玉米育种研究现状与发展对策

姚文华,韩学莉,汪燕芬,谭静,徐春霞,陈洪梅,番兴明

2011, 13(2):  1-8.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2011.02.01

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我国自开展甜玉米(sweet corn)育种研究以来,其育种水平取得了较大提升。但是,近年来甜玉米产业的迅猛发展,使甜玉米育种已跟不上生产需求的步伐。在回顾了国内外甜玉米育种研究进展及我国甜玉米品种选育取得的成绩的基础上,探讨了甜玉米类型与选育方法,并指出我国目前面临甜玉米种质资源匮乏、无骨干自交系、缺乏杂种优势群和杂优模式、品种多乱杂、品质差和育种力量薄弱等问题,对进一步引进资源、创新种质、科技协作及借鉴并探索新的育种思路等发展对策进行了探讨。

生物技术 生命科学

microRNA与植物花发育调控的研究进展

徐妙云,王磊

2011, 13(2):  9-16.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2011.02.02

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microRNAs(miRNAs)是约21nt的非编码RNA,主要在转录后水平调节基因的活性。miRNAs通过与靶基因的互补位点结合从而降解靶基因mRNA或抑制其翻译。miRNAs 参与调控植物生长发育的多个方面,包括生长、开花、代谢、激素应答、生物与非生物胁迫。综述了miRNAs在植物花发育中的研究进展,以期为更好地了解miRNA在此过程中的作用机制,并应用于改良植物的农艺性状及培育优良品种奠定基础。

植物吸收和转运磷素的分子机理研究进展

孙传范1,肖凯2,韩胜芳2,赵芳华2,鲍金香2

2011, 13(2):  17-24.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2011.02.03

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磷素是植物必需的大量营养元素,植物对磷素的吸收和植物体内磷素的再度转运是位于细胞原生质膜上的磷转运蛋白介导的需能主动运输过程。概述了植物吸收和转运磷素的生理特征,植物磷转运蛋白(PT)的结构、功能和PT及磷调节子Pho基因的表达调控机制,以及突变体技术在植物磷吸收、转运中的研究进展和应用前景。旨在为今后在分子水平上进一步揭示植物对磷素吸收和转运的生物学机制提供理论依据。

甜瓜采后病害生防菌遗传改良及其相关性状初步分析

吕宁*,王祺*,宋娟,张一名,周洪友

2011, 13(2):  25-30.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2011.02.04

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X4(Pseudomonas fluorescens biovar Ⅲ)是利用直接生物测定的方法从甜瓜表面分离得到的生防菌株,此菌株并不产生抗生素2,4-DAPG,但对多种甜瓜采后病害具有较好生防能力。本试验利用Tn5转座子携带2,4-DAPG合成基因簇整合到X4上,得到改良菌株X4-G。经PCR检测和TLC检测导入成功,并且确定可在改良菌株X4-G中稳定存在。拮抗试验中,菌株X4和X4-G对甜瓜采后病害病原菌Fusarium spp.和Trichothecium roseum都有一定的抑制作用。菌株X4和工程菌株X4-G在甜瓜上对T. roseum生防效果均达到80%以上,且X4-G的防效优于X4。表明通过染色体整合抗生素2,4-DAPG合成基因可提高甜瓜采后病害生防菌株生防能力。

香蕉束顶病毒Rep蛋白特性分析及纯化体系的建立

余乃通1,2,张雨良1,王健华1,刘志昕1

2011, 13(2):  31-37.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2011.02.05

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以香蕉束顶病毒海口分离物DNA1(Accession NO. FJ463042)的Rep蛋白为研究对象,利用生物信息学软件对该蛋白的理化性质、结构组成、信号肽、磷酸化、二级结构、三级结构与功能结构域等作了较为详细的分析与预测,并配置了相关纯化试剂。将含重组质粒pET32b-Rep的E.coli BL21(DE3),接种到LB液体培养基,在20℃、0.1 mmol/L IPTG条件诱导4 h,产生大量的可溶性重组蛋白,经AKTA Explorer 100系统亲和层析柱后,用不同梯度的Washing buffer洗脱杂蛋白并对各阶段产物进行12% SDS-PAGE分析,确定了100 mmol/L咪唑的Washing buffer洗脱浓度,最终获得大量高纯度的重组蛋白。以His*Tag Monoclonal Antibody为一抗,Western blot鉴定结果表明纯化重组蛋白即为His-Rep融合蛋白。该纯化体系的建立为研究BBTV Rep蛋白的结晶奠定了基础,也为今后ABTV、FBNYV、MVDV、PNYDV等病毒的相关复制蛋白纯化提供了重要数据。

牛MBL1基因启动子区单核苷酸多态性

刘建博1,2,鞠志花2,李秋玲2,马丽娟3,仲跻峰2,王长法2

2011, 13(2):  38-45.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2011.02.06

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为研究牛甘露糖结合凝集素1(mannose-binding lectin 1, MBL1)基因启动子区单核苷酸多态性,采用聚合酶链式反应限制片长多态性(restriction fragment length polymorphism, RFLP)、单链构象多态性(single-strand conformation polymorphism, SSCP)及直接测序的方法检测了1 073头中国荷斯坦奶牛、69头鲁西黄牛和24头渤海黑牛启动子区-2194(A>C)、-1446(T>C)、-1330(G>A)三个位点的不同基因型分布。结果表明,在-2194位点和-1330位点处渤海黑牛只检测到两种基因型(AA/AC,GG/GA);而鲁西黄牛群体中在-1330位点处没有检测到AA型。三个品种牛群在该三个位点的优势等位基因相同,分别为A、C、G,频率为A(CH 0.900 1/LYC 0.760 9/BBC 0.937 5 )、C(CH 0.604 8/LYC 0.768 1/BBC 0.625)和(CH 0.725 1/LYC 0869 6/BBC 0.895 8)。三个品种牛的优势等位基因相对保守,需进一步研究分析这3个多态位点与牛生产性状的关系。

细菌碳代谢抑制作用的研究进展

林文娜,李亮,王瑞,韩云蕾,代淑贤,平淑珍,金芜军,燕永亮

2011, 13(2):  46-52.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2011.02.07

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当生长介质中存在多种碳源时,细菌通常选择利用某一种优先碳源,同时在碳代谢抑制蛋白参与下抑制其他碳源的代谢和利用。这种碳代谢抑制现象广泛存在于细菌中,是当前微生物代谢研究的热点和前沿之一。通过对碳源的选择性优先利用,细菌可以在生存环境中保持高度的竞争力和环境适应能力。碳代谢抑制蛋白通过复杂的调控网络发挥作用,主要通过转录水平上的激活/抑制或者与RNA结合蛋白的翻译控制等方式进行。在不同微生物中,碳代谢抑制蛋白的种类及其作用机制存在一定的差异。综述了目前研究较为深入的几种细菌中的碳代谢抑制蛋白及其作用机制,将有助于深化微生物的环境适应性,代谢多样性和碳代谢分子调控的认识。

大肠杆菌外膜蛋白酶基因OmpT的克隆及表达

董世雷1,2,刘伟2,朱立颖2,王学琴3,于宏伟4,王欣2

2011, 13(2):  53-58.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2011.02.08

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OmpT(Outer-membrane proteases T)是革兰氏阴性细菌分泌到细胞表面具有丝氨酸蛋白酶活性的一种重要蛋白。利用大肠杆菌OmpT降解抗菌肽特性来筛选和改造新型抗菌肽,可以为开发抗OmpT蛋白酶水解新抗菌肽序列提供新的思路和创造条件。根据大肠杆菌外膜蛋白酶OmpT的基因序列设计一对引物,应用聚合酶链式反应(PCR)方法,从大肠杆菌K12基因组中扩增获得一段为954 bp的序列,测序结果显示此序列与已公布序列同源性达99.99%。将其序列定向克隆到原核表达载体pET28a上构建重组表达质粒pET28a-OmpT。经IPTG诱导后,在表达宿主菌中特异性的表达出分子量约为36 kDa且具有生物活性的OmpT蛋白。生长曲线试验显示,抗菌肽LL37对带重组表达质粒pET28a-OmpT的大肠杆菌生长没有影响,而对照组的生长明显受到抗菌肽的抑制作用。

生防枯草芽孢杆菌CAB-1抑菌蛋白产生条件及其稳定性研究

张晓云1,2,李宝庆2,郭庆港2,鹿秀云2,李社增2,马平2

2011, 13(2):  59-64.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2011.02.09

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枯草芽孢杆菌CAB-1是一株对番茄灰霉病有显著防效的生防菌株,抑菌蛋白是其产生的主要抑菌物质之一。研究表明,菌株CAB-1产生抑菌蛋白的最佳培养条件为：接种量2%,培养温度30℃,转速180 r/min,装液量100 mL/250 mL,培养时间48 h。考马斯亮蓝法测得最佳培养条件下菌株CAB-1产生的粗蛋白浓度为0.16 mg/mL。该粗蛋白对胰蛋白酶及蛋白酶K不敏感,胃蛋白酶处理使其活性降低14%；抑菌蛋白在100℃以下处理30 min活性变化差异不显著,而121℃处理30 min其抑菌活性为对照的72%。抑菌蛋白对酸碱的耐受范围广,在pH值3~12的范围内抑菌活性均能保持在75%以上,pH值2时抑菌活性降低为对照的59%。经甲醇、氯仿、乙醚、乙酸乙酯及丙酮处理后该粗蛋白的抑菌活性变化不大。

数字农业 农机装备

基于L-系统规则组合机制的植物建模新方法

林民铨,唐丽玉,陈崇成,邹杰,林郁欣

2011, 13(2):  65-71.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2011.02.10

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L-系统是基于植物学规则进行树木建模的经典方法之一,已被广泛地应用于虚拟植物生成与应用中,但在实际建模中还存在规则提取难,建模周期长等问题。针对这个问题提出了L-系统规则组合的建模新方法,该方法利于树木形态及生长规则的复用,从构建基本的分枝结构、叶序、花序和果实等器官不同造型库出发,并结合相关的植物形态学、植物生理生态学知识和野外实测的树木形态因子数据,进行器官模型组合,最终形成树木三维几何模型。最后以龙眼树等为建模实例,基于该方法快速实现了三维建模,取得了较好的效果。目前该方法较适于构建具有复杂器官的高大乔木,还不足以模拟所有的植物,通过介绍该方法,希望在一定程度上降低L-系统建模的难度,达到快速建模的目的。

基于因素法与指数和法的农用地分等对比实证研究

徐晗

2011, 13(2):  72-75.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2011.02.11

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为了分析因素法与土地评价中的指数和法对农用地进行分等的优缺点,确定较优的农用地分等方法,对陕西省户县农用地分别用因素法与指数和法进行分等的分等结果进行对比,分析分等单元个数及面积的关系。结果表明两种方法对户县农用地分等的结果中分等单元个数及面积大小分布高度一致,但指数和法更为简便,更适合进行农用地分等,为日后的农用地分等工作提供依据。

资源环境 生物药物 生物质转化

双季稻－油菜三熟制下长期施肥对早稻产量、养分吸收及土壤肥力的影响

鲁艳红1,2,曾庆利3,廖育林1,2,龚春华3,田昌2,罗尊长1

2011, 13(2):  76-81.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2011.02.12

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通过长期定位试验,研究了双季稻-油菜三熟制下长期施肥对早稻产量、产量构成因子、植株养分吸收及土壤养分变化的影响。试验设无肥(CK)、全化肥(NPK)、氮钾(NK)、氮磷(NP)、30%有机肥(30%OM)和60%有机肥(60%OM)6个处理。结果表明,有机无机肥长期配施显著提高早稻稻谷产量和生物产量,其中,以30%OM处理稻谷产量最高,60%OM处理次之,与CK相比,增产率分别达到131.58%和119.08%。有机无机肥长期配施还能促进稻谷氮磷钾养分的吸收,30%OM和60%OM处理稻谷养分总积累量(N+P+K)比NPK处理分别高3.90%和1.05%,比CK分别高135.65%和129.19%。与单施化肥相比,有机无机肥长期配施有利于土壤培肥和土壤养分的维持与提高。研究还发现NK处理早稻产量、养分吸收量及土壤有机质、全N、碱解N、速效P含量均明显低于其他施肥处理,说明磷素是制约该地区早稻作物生长的主要影响因素之一,农民在早稻生产中应注重磷肥的施用。

不同吸附剂对玉米叶片挥发物的吸附效果比较

赵振杰,刘天学,王秀萍,李潮海

2011, 13(2):  82-87.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2011.02.13

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选择GDX-101、GDX-502、Porapak Q、Tenax-Ta和XAD-2五种吸附剂,采用动态顶空收集法和气相色谱-质谱联用(GC/MS)技术,对机械损伤的玉米叶片挥发物进行分析和鉴定。结果分析得到8种挥发性组分,以顺-3-己烯醛、反-2-己烯醛、顺-3-己烯-1-醇、反-2-己烯-1-醇和顺-3-己烯基乙酸酯这5种绿叶挥发物为主,还有3种未鉴定的挥发物。实验结果表明,GDX101、GDX-502、Porapak Q和Tenax-Ta的吸附效果基本一致,可用于玉米叶片挥发物的收集,但XAD-2对含量少的挥发物吸附效果较差。

香蕉适宜留果梳数试验研究

李国良1,姚丽贤1,杨苞梅1,何兆桓1,周昌敏1,涂仕华2

2011, 13(2):  88-92.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2011.02.14

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研究香蕉不同留果梳数对香蕉生长、产量、品质及效益的影响,为确定适合的香蕉果穗梳数提供依据。结果表明:不同留梳香蕉在断蕾前长势与施入养分量有关,果梳数对香蕉农艺性状有明显影响,随着留果梳数增加,可溶性糖含量增加,维生素C含量与果皮厚度则有增加趋势。综合市场对香蕉商品要求、收获日期、产量与种植效益等因素,果穗留7梳的蕉果果形好,收获期集中,产量与种植效益较好,适合广东省香蕉生产需要。

烟草中重金属镉污染及调控措施研究进展

王淼,赵铭钦,腊贵晓

2011, 13(2):  93-98.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2011.02.15

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烟草作为毒性较强的重金属镉的富集植物,使得人们可能在主动或被动吸烟过程中吸收重金属镉,对健康造成危害。为了增强人们对镉金属的认识,提高卷烟的吸食安全,综述了镉对烟叶品质的影响及其在卷烟烟气与烟株内部迁移规律和影响因素,以及现有的对烟草中重金属镉的调控措施,从卷烟原料调控着手,以期为寻找有效的降低卷烟中镉含量的措施提供事实和理论依据。

黄蒿的青贮特性研究

刘瑞香1,2,孙启忠1,包娜2

2011, 13(2):  99-104.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2011.02.16

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以黄蒿(Artemisia scoparia)为原料,比较加入添加剂采禾青贮和直接青贮,探讨黄蒿的青贮性。试验结果表明:直接青贮和加入添加剂青贮后感官性状的评分分别为16分和17分,均达到优良等级。加入添加剂青贮后为pH 4.26,直接青贮后的pH 5.09,乳酸和乙酸占总酸的百分比以直接青贮较高,丁酸占总酸的百分比以加入添加剂青贮后较高,氨态氮占总氮的百分比表现为直接青贮高于添加剂青贮。通过费氏评分法的评价结果来看,直接青贮为87分,为优良青贮,而加入添加剂青贮为56分,为合格。综合感官性状和发酵品质,黄蒿可以采用青贮方式进行保存,对黄蒿青贮时采用直接青贮的方法更好。

中国蜱传病主要流行趋势及防控科技对策

马广鹏1,孙传范1,赵娜2,张西臣2

2011, 13(2):  105-109.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2011.02.17

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蜱是一种寄生在动物体表常见的吸血寄生虫,具有从宿主获得多种病原体的能力,是多种人畜共患传染病的重要传播媒介。随着近几年蜱传病的发生具有增加的趋势,蜱及蜱传病再次成为公众关注的焦点。综述了中国蜱传病的主要类型、发生流行因素和病原体危害特点、防控的主要技术手段以及目前防治蜱传病存在的主要科技问题和今后防控蜱传病的科技对策,以期使人们更深入地了解蜱传病,制定相应的防控措施以降低其危害性。

解毒酶降解甲基对硫磷的研究

侯亚西1,张家宁1,韩礼1,肖志勇2,张媛媛1,陈芳1

2011, 13(2):  110-115.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2011.02.18

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为验证产碱假单胞菌代谢产生的解毒酶对农药的降解作用,研究了该酶对水体系和蔬菜中的甲基对硫磷的降解规律,同时采用气相色谱-质谱法(GC-MS)分析了酶作用后甲基对硫磷的降解产物。结果表明:此酶可以有效降解甲基对硫磷的残留,且酶浓度越高,其降解效果越好。当水体系中甲基对硫磷起始浓度为03 mg/L时,添加320 mg/L的酶作用90 min后,甲基对硫磷的降解效果可达81.7%;当蔬菜体系中甲基对硫磷浓度为0.5 mg/kg时,添加相同量的酶作用60 min后,甲基对硫磷的降解效果可达58.5%。通过GC-MS确定降解产物为4-硝基酚,水体系中甲基对硫磷的降解规律符合一级反应动力学模型(R2>0.84),这为促进其在实际生产中的应用提供理论依据。

海洋农业

虾夷马粪海胆(Strongylocentrotus intermedius)体腔液的酚氧化酶活性分析

王轶南,刘学伟,刘艳萍,常亚青

2011, 13(2):  116-120.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2011.02.19

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分别测定虾夷马粪海胆血浆和体腔细胞溶解上清液(CLS)中的酚氧化酶(PO)活性以及不同刺激物对其酚氧化酶原系统(proPO)的激活效果，并初步分析了患病虾夷马粪海胆体腔液中酚氧化酶活性的变化。结果显示：虾夷马粪海胆体腔液的PO主要分布于血浆中，且个体差异较大，血浆中PO活性为48.28±6.69 U，CLS中PO活性为2.24±1.81 U；proPO存在于体腔细胞中，含量较少，其被1 mg/mL Trypsin及100 mmol/L MgCl2激活后，PO活性分别提高2.24 U和7.86 U，LPS、SDS、CaCl2和甲醇等对酚氧化酶原无明显激活效果；虾夷马粪海胆感染细菌后体腔液的酚氧化酶活性为12.90±2.03 U，相较于健康海胆（30.63 ±2.21 U）显著降低（P＜0.05），而在100 mmol/L MgCl2作用下酚氧化酶活性提高4.19±1.96 U，相较于健康海胆（2.76±1.15 U）明显升高（P＜0.05）。研究结果为虾夷马粪海胆及其他棘皮动物的免疫防御机制的深入研究提供了基础。

虾夷扇贝“象牙白”品系与普通品系营养成分分析及评价

丁君,常亚青,张婧,郝振林,赵鹏,商国良

2011, 13(2):  121-128.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2011.02.20

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采用生化方法,对“象牙白”虾夷扇贝与普通虾夷扇贝(对照组)的一般营养成分、氨基酸及脂肪酸组成与含量、矿物元素含量进行测量,并对其营养成分进行分析与评价。结果表明:就一般营养成分而言,“象牙白”组闭壳肌中的水分含量、粗蛋白含量均高于对照组,粗脂肪含量、灰分含量均低于对照组;外套膜中除水分含量低于对照组外,其他均高于对照组。就氨基酸组成与含量而言,“象牙白”组闭壳肌中氨基酸总量(TAA)、必需氨基酸总量(EAA)、呈味氨基酸总量(DAA)、必须氨基酸指数(EAAI)均高于对照组。就脂肪酸组成而言,“象牙白”组中各部位的脂肪酸量(TFA)、不饱和脂肪酸量(UFA)、单不饱和脂肪酸量(MUFA)、高度不饱和脂肪酸量(HUFA)大多低于对照组,而DHA和EPA含量略高于对照组。总之,“象牙白”虾夷扇贝已表现出分化,在一些重要营养成分上高于对照组,这为“象牙白”虾夷扇贝的深加工及综合利用提供了理论依据。

海带幼苗低温度夏技术的回顾与展望

单体锋1,刘峰1,刘启顺2,逄少军1

2011, 13(2):  129-134.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2011.02.21

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海带(Saccharina japonica)幼苗低温度夏技术,于上世纪50年代建立,至今仍然是我国海带育苗企业普遍采用的育苗方法。尽管该技术在保障幼苗稳定供给,延长海带生长时间（从而提高产量）方面有突出优点,但与其配套的制冷海水循环系统却存在不同海带品种精子相互污染从而导致品种混杂的问题。简要回顾了我国海带幼苗低温度夏技术的发展历史,重点分析了精子污染问题的成因及其对品种维持的负面影响,并对将来的发展趋势进行了展望,以期为我国今后海带的苗种培育和良种品种维护工作提供多元化思路。