中国农业科技导报

贾敬敦1§,何荣海1,2§,魏珣1§,蒋丹平1,张波1,3,葛毅强1*,孙传范1,张富1,孙康泰1

2012, 14(5): 1-6. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2012.05.01

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围绕农业生物技术、农业信息技术与装备、生物质能源与生物基材料、农业资源与环境利用、农业药物与生物制品、食品营养与食品制造6个领域,对我国农业前沿技术及其引领农业新兴产业的发展进行了分析,同时探讨了我国农业前沿技术和新兴产业发展中存在的问题并提出了应对建议。

食物安全的草地农业创新模式刍议

唐羽彤1,2,林慧龙1,2*

2012, 14(5): 7-14. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2012.05.02

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通过分析我国食物消费趋势发现，需求增长较快的饲料用粮将占去70%的食物当量，我国现有的农业结构模式面临巨大挑战。作为构建粮食安全的思路创新，草地农业蕴含着巨大的生产潜力。我国草业工作者经过多年试验研究，提出了南方农区水稻/玉米-黑麦草轮作、南方山区和牧区多年生混播草地栽培、黄土高原粮草轮作、西北绿洲农区“公司+养殖区+农户”肉牛养畜以及农牧交错带多年生牧草栽培-“粮+草+牲畜养殖”系统等草地农业创新模式，对于食物的增产增收、节粮替粮作用明显。因此，可以通过草地农业建立持续高效的农业生态系统来保障粮食安全。

创新理论与农业创新系统

梁蒙

2012, 14(5): 15-21. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2012.05.03

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农业的发展依赖于农业创新，理解农业创新必须基于系统的视角。以创新理论为基础，结合部门创新系统理论与诱致性创新理论，进行农业创新系统分析。对农业创新系统的分析不仅要重视其结构要素（资源禀赋、知识基础与技术、行为主体与网络、制度和需求）；更要注重其功能实现（即农业创新系统中七个关键过程，即知识开发、对研究方向的影响、创业者试验、市场形成、制度化、资源调动和外部经济开发，它们的实际表现如何）。农业创新系统功能实现的影响因素包括其结构要素、运行机制及其外部环境。农业创新系统的发展要求识别诱致或阻碍其发展的运行机制，并找到相关的政策问题，从而对结构要素与运行机制进行调整，以实现其功能。

根瘤农杆菌T-DNA结合蛋白VirD2和VirE2在水稻中的亚细胞定位研究

颜廷祥,罗美中*

2012, 14(5): 22-27. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2012.05.04

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根瘤农杆菌侵染植物过程中，至少有5种毒性蛋白（Vir）进入宿主细胞发挥作用，而其中VirD2与VirE2的作用最为关键，研究二者在水稻中的亚细胞定位，对农杆菌介导的水稻遗传转化机制的阐明具有重要意义。利用水稻叶鞘原生质体瞬时表达系统，发现3种冠瘿碱型的VirD2均只定位于细胞核中，与在拟南芥中相同；而3种冠瘿碱型的VirE2均主要定位于细胞核中，但在细胞质中仍有较多分布，与在拟南芥中的定位不同。因此，推测不同冠瘿碱型的农杆菌对水稻侵染能力的差异与VirD2和VirE2亚细胞定位的关系不大；同时表明根瘤农杆菌介导的拟南芥及水稻遗传转化机制存在相似性，但也有不同之处。

过量表达OsAPX1基因增强水稻的抗热和抗氧化能力

安辽原1,牛向丽1,2,黄龙翔1,刘永胜1,2*

2012, 14(5): 28-32. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2012.05.05

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抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase, APX)是植物体内活性氧清除的关键酶，在植物逆境应答中发挥着重要作用。通过构建水稻OsAPX1基因的过表达植物载体，利用根癌农杆菌介导法导入水稻品种日本晴获得转基因植株。半定量RT-PCR分析表明，转基因植株中OsAPX1表达水平明显提高。田间T0代过表达转基因植株在高温条件下的秕谷率显著低于野生型。热激胁迫实验显示，转基因株系比野生型具有更强的耐热性。在过氧化氢胁迫下，转基因植株也表现出更强的抗氧化能力。该结果表明水稻OsAPX1基因在活性氧清除中发挥功能，过量表达OsAPX1能够增强水稻的高温抗性。

花生共生受体类蛋白激酶基因的克隆及生物信息学分析

段小红1,2,耿丽丽2,束长龙2,朱延明1,张杰2*

2012, 14(5): 33-41. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2012.05.06

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共生受体类蛋白激酶（symbiosis receptor-like protein kinase, SYMRK）是控制植物与微生物共生的关键调控基因，利用基因组步移技术，克隆得到花生symrk的全长基因及其560 bp的ATG上游序列。采用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白的常规理化性质、跨膜结构域、亚细胞定位和高级结构等进行了预测和分析，结果表明Ah-symrk由15个外显子和14个内含子组成，cDNA全长3 042 bp，包含2 781 bp的ORF，编码926个氨基酸，为疏水性酸性蛋白质，定位于细胞膜；ATG上游序列包含3个与根特异表达有关的顺式作用元件root motif tapox1；RT-PCR验证，该基因在花生根中特异性表达。

转cry2Ab4和vip3Aa11基因烟草对小地老虎杀虫效果研究

高川1,2,郎志宏2,朱莉2,宋福平3,张永军3,张杰3,黄大昉2*

2012, 14(5): 42-48. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2012.05.07

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小地老虎严重危害农业生产，通过转基因技术提高作物对小地老虎的杀虫效果是一条切实可行的途径。cry2Ab4和vip3Aa11是从苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis，Bt）中克隆到的两个杀虫基因。分别构建了pCS2Ab和pCSvip3A两种植物表达载体，利用农杆菌介导法转化烟草（Nicotiana tabacum L.）NC89，并得到32株和35株阳性转基因植株。通过对其进行RT-PCR分析、Western杂交分子检测证实两种外源基因在烟草植株中可以正常表达。人工饲喂初龄小地老虎幼虫，对两种转基因植株进行生物活性检测，结果显示饲喂转基因叶片的小地老虎幼虫死亡率在82%以上，抗虫能力比对照显著提高，转vip3A植株抗虫效果优于转cry2Ab植株。

过表达蝶呤还原酶PTR1基因促进植物叶酸合成的研究

鹿晔,刘晓宁,姜凌,张春义*

2012, 14(5): 49-56. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2012.05.08

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叶酸是生物体维持正常生命活动所必需的小分子代谢物，还原态的蝶呤参与叶酸的合成。通过利用组成型启动子驱动依赖NADPH的蝶呤还原酶基因（NADPH-dependent pterin reductase gene, PTR1）在模式植物拟南芥和烟草中进行过表达,探讨了来源于利什曼原虫的PTR1基因对植物叶酸合成代谢的影响。结果表明，在过表达PTR1的转基因拟南芥和烟草植株中，叶酸含量有不同程度的升高，其中转基因拟南芥的5-甲酰四氢叶酸有显著提高,而转基因烟草中5-甲基四氢叶酸有显著提高。说明将来源于原生动物的蝶呤还原酶引入植物，可以促进转基因植物中叶酸的合成代谢，为深入了解植物叶酸合成代谢的规律奠定了基础。

转录因子AtWRKY28亚细胞定位及在非生物胁迫下的表达分析

钟贵买,伍林涛,王健美,杨毅,李旭锋*

2012, 14(5): 57-63. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2012.05.09

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WRKY转录因子在调控植物逆境诱导反应、生长发育及信号转导等方面发挥着重要的分子生物学功能。对转录因子AtWRKY28进行了亚细胞定位，并采用荧光定量PCR技术，对其进行表达分析。结果表明：AtWRKY28在细胞核中行使功能且其表达受多种非生物逆境胁迫因子的影响，其中受机械损伤、高盐的诱导尤为明显，说明该基因可能在响应逆境胁迫中发挥一定的功能。此外，对启动子序列的生物信息学分析发现，AtWRKY28基因的启动子包含多个与非生物逆境反应相关的顺式作用元件。

限控基因飘流的生物学措施研究进展

靳茜,王志兴*,王旭静,贾士荣

2012, 14(5): 64-70. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2012.05.10

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转基因作物种植面积逐年增加，到2011年全球转基因作物的种植面积达到1.6亿hm2，较1996年增长了近94倍。随着转基因作物的大面积商业化种植，由此带来的生物安全问题越来越受到人们的关注，其中花粉介导的基因飘流是人们关注的焦点问题之一。探索限控转基因飘流的生物学措施是当前国际上关于生物安全研究的热点和焦点。因此，就目前研究较多的生物学措施如叶绿体转化技术、基因剔除技术、转基因弱化技术、雄性不育技术、种子不育技术、闭花受精和无融合生殖技术、基因拆分技术、可控转基因技术等进行了综述，并对将来的研究方向进行了展望。

应用融合标签技术提高乳糖酶在毕赤酵母中的分泌表达

聂春明1,2§,宁晓彦2§,张宇宏2*,樊晓虎1,2,赵国芬1,张伟2*

2012, 14(5): 71-77. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2012.05.11

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双歧杆菌来源的乳糖酶具有催化效率高，安全性好等优点，在乳糖水解和低聚半乳糖生产等领域中应用潜力巨大。以来源于动物双岐杆菌（Bifidobacterium animalis B106）的乳糖酶基因bg42-106m为对象，将4种标签蛋白基因cherry、cbd(cellulose-binding domains)、gst(glutathione S-transferase)、mbp(maltose-binding protein)分别与bg42-106m基因连接，然后以pPIC9为载体构建融合蛋白重组表达载体，并在毕赤酵母GS115中进行诱导表达。结果表明,当融合Cherry标签蛋白基因后，可显著提高bG42-106M在毕赤酵母中的蛋白分泌表达量，培养基中乳糖酶活力可达到7.42 U/mL。与未融合标签的野生型菌株相比，乳糖酶bG42-106M的分泌表达量提高了290%。而其他3种标签蛋白没有提高bG42-106M的分泌表达量。

GIS技术在现代烟草农业中的研究应用进展

范幸龙1,周冀衡1*,李强1,肖志新2,陈初3,胡志明2

2012, 14(5): 78-83. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2012.05.12

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GIS是实施精准农业变量作业的基础，也是21世纪发展现代农业的有效工具之一，随着数字农业概念的提出，逐渐受到人们的重视。目前，GIS技术在我国烟草行业的应用已有了不少的成功案例，但在原料烟叶产业开发领域考虑相对较少。综述了近几年国内烟草科研人员基于GIS技术在烟草农业生产科研领域的应用研究实例，旨在为加快推进我国烟草农业生产的自动化、精准化发展提供参考。

基于CA-Markov模型的天津市土地利用预测研究

黄晓磊1,刘东云2,冯仲科1*,仇琪1,苗婕1

2012, 14(5): 84-89. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2012.05.13

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CA-Markov模型在土地利用研究领域得到了越来越广泛的应用。为了研究天津市土地利用变化规律，以1999、2007两年的同时相ETM/TM遥感影像为数据基础，采用CA-Markov模型，对天津市2015和2023年土地利用空间格局进行动态模拟和预测。结果表明：1999-2007年间，人工湿地和建设用地呈现增加趋势；自然湿地和耕地面积逐年减少，主要是工业、建设用地占用；其余土地类型面积变化不大。CA-Markov模型预测结果表明2007-2015年，2015-2023年土地利用变化保持1999-2007年间的变化趋势，自然景观逐步向人为景观转变。根据预测结果可以合理调整各类型土地格局，为该区土地管理规划提供科学依据。

泡菜中亚硝酸盐消减方法的研究进展

李雪萍,孟宪刚*,李建宏

2012, 14(5): 90-95. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2012.05.14

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泡菜是一种乳酸发酵食品，含有丰富的维生素和营养物质，但传统发酵生产过程中会不可避免地产生亚硝酸盐，给人们的健康带来极为不利的影响，也限制了泡菜的进一步推广和应用。在分析亚硝酸盐产生的原理和对人体健康影响的基础上，系统综述了目前泡菜中亚硝酸盐消减方法的研究进展，旨在为消除泡菜中亚硝酸盐的危害提供参考，并为泡菜的标准化生产提供一定的指导。

华北地区冬小麦节水栽培氮素吸收利用特征研究

秦欣,刘克,周顺利*

2012, 14(5): 96-101. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2012.05.15

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为了明确华北地区冬小麦节水栽培与传统灌溉条件下氮素吸收利用特征，2008-2010年，在灌溉底墒水的基础上，设置4个水分处理：春不灌水（W0）、拔节水（W1）、拔节水+开花水（W2）和起身水+孕穗水+开花水+灌浆水（W4），测定不同生育时期植株氮素吸收量和产量。结果表明，冬小麦最高产量2年均在节水栽培处理（W1和W2）获得，氮积累量则随着灌水量的增加而增加，传统灌溉处理最高。与传统灌溉相比，节水灌溉加快了冬小麦氮素积累进程，促进了花前积累氮素向籽粒的再分配，提高了氮收获指数和生理利用效率。可见，冬小麦节水栽培在实现节水高产的同时，也改善了氮素吸收利用特性。

不同年代玉米优良品种在新疆环境下产量潜力评价

吕玲

2012, 14(5): 102-107. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2012.05.16

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选取20世纪70年代后不同时期的17个重要玉米品种为试验材料,利用新疆利于玉米生长的自然环境,在不同种植密度下,对这些玉米品种的产量潜力进行评估。结果表明,我国玉米品种的产量潜力随着年代的推移表现为逐步提高,但不同年代品种的产量潜力对种植密度的反应差异明显,其中20世纪八九十年代的大部分品种在中等密度下获得最高的产量,而2000年以来大面积推广品种的耐密性明显增加,产量潜力大幅提高。这种变化显示了我国育种理念从“稀植大穗”到注重“群体产量”的转变。

经处理小城镇污水灌溉保护地番茄的试验研究

陈永杏,尚斌,陶秀萍,董红敏*

2012, 14(5): 108-114. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2012.05.17

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为探讨经处理的小城镇污水在保护地无土栽培番茄种植上对番茄产量及果实品质和安全性影响，以北京昌平污水处理中心出水和人工快速渗滤系统处理后的小城镇污水作为番茄灌溉水进行利用，结果表明，用处理后污水进行灌溉，番茄产量略低于清水对照，但不影响番茄单果重。浇灌小城镇生活污水对番茄果实中砷、汞、铅、镉、氟、硝酸盐和亚硝酸盐含量无不良影响，但果实锌含量超标的风险较大。浇灌污水对番茄果实的可溶性固形物、还原糖和维生素C含量无明显的负面影响。因而，将经处理的小城镇生活污水用于浇灌保护地无土栽培番茄的做法是可行的。该研究结果为小城镇生活污水在农业上高效回收利用提供了数据支撑。

黄土高原不同苹果园土壤酶、有机质、微生物及树体产量品质的调查研究

田稼1,孙超1,杨明琰2,张晓琦1*

2012, 14(5): 115-122. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2012.05.18

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测定了黄土高原苹果主栽区洛川县6个苹果园土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶的活性、土壤有机质的含量和微生物数量,调查了6个果园土壤微生物的分布情况,并对土壤酶活性、土壤有机质含量、土壤微生物数量及与苹果品质的相关性进行了分析。结果表明:①6个果园三种土壤酶活性均随着土层剖面加深呈现下降趋势。在0~20 cm土层范围酶活性较高,20 cm土层以下开始迅速下降，之后趋势减缓。②6个果园土壤有机质含量较低,平均为0.945%。③不同树龄果园微生物总量的变化为:盛果期果园(15 a)>老龄期果园(20 a)>幼龄期果园(7 a),微生物类群数量的分布规律为:细菌>放线菌>真菌,其中细菌和真菌的数量相差100倍以上。不同树龄的果园随着土层的深入,土壤细菌、放线菌和真菌在数量上均呈现出减少的趋势。0~20 cm的表层土是菌群分布比较集中的区域。④有机质与脲酶、磷酸酶和蔗糖酶均呈正向相关,r值分别为0.400、0.565和0.788,且三种酶之间也有很强的相关性。⑤三种土壤酶、土壤有机质、土壤微生物与苹果品质的5个指标之间均呈正相关,说明这三类因素可以影响苹果品质。

一次性采收上部烟叶的成熟度及成熟特征研究

张树堂

2012, 14(5): 123-129. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2012.05.19

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为验证上部烟叶一次性采烤对提高上部烟叶成熟度和品质的作用，确定适合云南省实际的一次性采收上部烟叶的成熟度特征和标准，设置了移栽后105±5 d、115±5 d、125±5 d、130±5 d等4种一次性采收上部烟叶的成熟度处理，进行一次性采烤上部烟叶成熟度及成熟特征与提高上部烟叶成熟度和品质关系的试验研究。结果表明：顶部1～3叶叶面绿黄至淡黄，叶面落黄60%～80%，主脉变白2/3以上，叶面黄色程度接近顶4～6叶，栽后120～130 d，叶绿素相对含量值（SPAD值）为20～30，而且顶2叶和顶5叶的叶绿素相对含量值（SPAD值）没有显著差异时，就是云南一次性采收上部烟叶最佳的田间成熟度和成熟特征。此时采烤的烟叶，外观质量好，主要化学成分协调，感官评吸质量改善，工业可用性提高。

地黄适宜磷肥用量及基追比例的研究初探

周丽莉,祁建军,孙鹏,牛世杰,焦连魁,李先恩*

2012, 14(5): 130-135. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2012.05.20

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适宜的磷肥用量及基肥和追肥比例不仅可以提高地黄的产量，改善品质，还能增加药农的收入。通过两年的田间试验，总结地黄干物质积累及磷素需求特征，研究磷肥总量及基追比例对地黄生长和收获期产量的影响。结果表明无论是地黄总生物量还是磷素吸收量，积累高峰均出现在地黄拉线期至块根膨大期。增加磷肥施用量，特别是拉线期磷肥施用比例，能明显促进地黄根叶比，增加收获期产量。表明在当前生产条件下，地黄优化磷肥用量为72~88 kg P2O5/hm2，拉线期基肥和追肥比例应为1∶1,可提高产量。

虾夷马粪海胆溶菌酶基因SNP标记的开发及多态性分析

丛晓霏,丁君*,常亚青

2012, 14(5): 136-144. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2012.05.21

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采用高分辨率熔解曲线分析技术（HRM）对虾夷马粪海胆溶菌酶基因进行突变扫描，筛选出26个SNP候选位点。其中，碱基置换类型位点16个，占位点总数的61.54%；碱基插入或缺失的位点6个，缺失的碱基数为1~4个不等，占位点总数的23.08%；碱基置换类型模糊以及三态位点4个，占位点总数的1538%。SNP在虾夷马粪海胆溶菌酶基因的cDNA中的分布频率约为2.85%，位于编码区的位点有18个，其中2个为错义突变。应用小扩增子基因分型法对5个SNP位点在2个不同地域群体的60个样本中进行分型分析，结果显示：5个SNP位点均含有2个等位基因，次等位基因频率分布范围为0.150 0~0.500 0，位点SILyz-7、SILyz-15和SILyz-20在两个群体间的次等位基因频率相差较大。研究结果表明，HRM是一种高效便捷的SNP分析方法，所筛选出的SNP标记可用于虾夷马粪海胆遗传育种的研究。

鱼用基因工程疫苗研究进展

田园园,叶星*

2012, 14(5): 145-152. DOI: 10.3969/j.issn.10080864.2012.05.22

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疫苗是目前控制鱼类病害最经济有效的方式。免疫学及生物工程的迅速发展极大地促进了鱼类基因工程疫苗的研究。基因工程疫苗克服了传统疫苗的一些缺陷和不足，显示出巨大的应用前景，已成为国内外水产养殖业的研究热点，近年对鱼用基因工程疫苗的研究已取得较大进展，但鱼用基因工程疫苗在研究和应用过程中也面临着急需解决的若干问题。

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