中国农业科技导报

薛玉前,庄木*,方智远,刘玉梅,杨丽梅,张扬勇

2015, 17(2): 1-7. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2014.558

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植物杂种致死是一种生殖隔离亚类型，属于合子后生殖隔离方式，对物种形成与保持物种的完整性具有重要的作用，同时也是育种家培育新品种过程中可能会遇到的难题。对存在于多个物种中杂种致死事例的研究，有助于理解生殖隔离的发生机制，并把致死基因应用到作物育种程序中为作物育种提供理论指导。就植物杂种致死事例、致死影响因素、遗传模式研究、基因定位等方面进行了综述，并对现代生物信息学技术应用到杂种致死现象中进行了展望，以期进一步揭示杂种致死发生机制、致死基因的结构和功能。

农业物联网研究进展与前景展望

陈晓栋1,原向阳1,郭平毅1*,宁娜1,郭美俊1,兰艳亭2

2015, 17(2): 8-16. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2014.359

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物联网技术是世界信息产业继计算机与互联网之后的又一次飞跃，为农业现代化的快速发展提供了前所未有的机遇。简述了农业物联网的概念及体系架构，从信息感知层、网络传输层和处理应用层3个层次分析了农业物联网的关键技术;总结了国内外农业物联网的研究应用现状及存在问题;提出了我国农业物联网的发展战略和重点措施;并指出农业物联网将朝着更透彻全面的感知、更安全可靠的互联互通、更优化的系统集成和更深入的智能化服务趋势发展。农业物联网的发展必将为加快推动信息化与农业现代化融合、促进农业现代化的发展发挥更大的作用。

茉莉酸信号传导在植物抗逆性方面研究进展

宋云1,李林宣2,卓凤萍2,张雪妍1,任茂智2,李付广1*

2015, 17(2): 17-24. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2014.610

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茉莉酸（jasmonic acid,JA）作为一种重要的新型植物内源激素广泛参与调控植物防御反应和形态发育相关的多种生物学过程。近年来，越来越多的研究发现茉莉酸在调控植物发育和渗透胁迫应答等方面发挥着重要作用。从茉莉酸信号传导途径中的关键节点基因对根、气孔的发育以及对光合作用的影响阐述了该信号途径在植物抗逆性方面的最新研究进展，从而为全面认识茉莉酸及其信号途径在植物抗旱、耐盐碱方面所发挥的作用提供参考。

油菜素内酯参与调控植物生长发育与抗逆性的机制及其育种应用研究

李元元1,2,曹清河1,2*

2015, 17(2): 25-32. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2014.560

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油菜素内酯（brassinosteroids，BRs）是一类重要的植物促生激素，参与调控植物生长发育。最近的研究表明，BRs能增加作物产量和增强作物抗逆性。在BRs信号转导过程中，蛋白激酶的磷酸化功能与转录因子的磷酸化和脱磷酸化过程是BRs信号重要的生化调控机制，其中起始BRs信号由胞外向胞内转导的蛋白激酶BRI1和 BAK1，以及BRs信号下游调控不同性状基因表达的转录因子BZR1和BZR2/BES1，是BRs信号途径中关键的功能基因。基于重要蛋白激酶和转录因子的蛋白结构和功能分析，通过不同氨基酸功能位点的基因定点突变和修饰技术，能实现BRs信号途径的功能研究与植物性状改良，从而提高植物对环境的适应性。综述了BRs信号途径与植物生长发育和环境胁迫的研究，期望为植物分子育种提供很好的借鉴。

作物耐旱基因的表达特性及遗传工程研究

马艺文1,2,李亮2,王楠2,王振萍3,姜立雁3,郝转芳2*,王振华1*

2015, 17(2): 33-40. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2014.707

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干旱会限制作物生长及产量形成，并引起作物体内一系列生理生化反应。作物耐旱性是多基因控制的复杂数量性状，为了应对水分缺失，作物体内形成多条信号途径，并在形态、生理和分子水平上适应干旱。受到干旱胁迫后，作物通过激活相关转录因子来调控相应下游基因的表达，并且通过转录后调控和渗透调节来适应干旱，维持正常的生理活动和代谢活动，减少干旱胁迫对植物的伤害。逆境也会诱导小RNA的产生，其通过诱导目的基因mRNA的降解以及阻止翻译过程去调控靶基因，达到耐胁迫逆境的作用。耐旱相关基因的遗传工程对作物在非生物逆境下的正常生长非常重要，总结了干旱响应机制所涉及的基因的功能及利用情况，以期为耐旱育种提供参考依据。

水稻yl1黄叶突变体的基因克隆与功能分析

王丹霞,权瑞党*,黄荣峰

2015, 17(2): 41-48. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2014.683

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叶片是植物进行光合作用的重要器官，是作物产量形成的基础。作物叶色突变体不仅是研究叶绿体发育机制、培育高光效新种质的前提，而且可以作为性状标记，应用于良种繁育及杂交育种。在经化学诱变剂甲基磺酸乙酯(EMS)处理的粳稻品种Kitaake突变体库中，筛选得到黄叶突变体yl1，yl1突变体的株高、穗粒数、千粒重与野生型相比均降低。遗传分析表明，yl1黄叶表型由单隐型基因控制，图位克隆表明yl1编码叶绿素酸酯a氧化酶(chlorophyllide a oxygenase,OsCAO1，LOC_ Os10g41780)基因发生点突变；yl1突变体OsCAO1突变位点位于催化功能域，没有改变其在叶绿体中的定位，且在不同物种之间高度保守，这表明该位点可能是OsCAO1的酶活关键氨基酸位点。

棉花LTPG基因家族的蛋白结构与基因表达分析

邓婷1,王劲2,王俊1,周玉梅1,左开井1*

2015, 17(2): 49-57. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2014.657

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大量研究表明脂类化合物参与了棉花纤维的起始与伸长发育，GPI锚定的脂质转运蛋白（LTPG）是脂类细胞器之间运输的候选蛋白，对雷蒙德棉（D组）的LTPG家族的蛋白质结构与基因表达进行了分析。结果发现：LTPG基因家族可以分为8个亚类；不同亚类的蛋白的保守半胱氨酸残基位置/分布等具有显著特征；LTPG基因的启动子具有MYB等多种转录因子结合元件以及多种激素应答元件；LTPG基因家族在纤维发育过程中存在着3种不同的表达模式。上述结果表明LTPG基因家族可能参与棉花纤维起始与伸长发育，其功能值得深入分析。

蜜蜂肠道菌群的调节作用及影响因素

郭军1,2,吴杰1*,刘珊1,李继莲1*

2015, 17(2): 58-63. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2014.557

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近年来, 蜜蜂数量的大量减少导致全球养蜂业面临重要的经济损失，并对农业各个方面造成了严重后果。最新的研究表明肠道菌群与宿主的健康息息相关。综述了肠道菌群的种类和特性，阐述了肠道菌群在蜜蜂等昆虫健康中的调节作用及影响肠道菌群的因素，并对今后的研究方向进行了展望。

来源于土壤宏基因组中漆酶Lac13H9基因克隆及其酶学性质分析

胡斌斌1,2§,吴萍2§,刘晓青2,丁伟1*,伍宁丰2*

2015, 17(2): 64-71. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2014.743

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漆酶广泛存在于土壤中，在有机农药残留和木质素的降解方面具有潜在的工业价值。从土壤宏基因组中得到了一个全长为1 389 bp漆酶基因lac13H9，编码462个氨基酸，预测理论分子量为50 kDa，含有一个17个氨基酸组成的信号肽，与NCBI蛋白数据库比对结果表明是一个新的漆酶基因。将lac13H9转入到大肠杆菌Transseta (DE3)中通过微好氧发酵进行异源表达，并通过Ni柱亲和层析纯化。获得的重组漆酶Lac13H9具有良好的酶学性质，其最适温度为40℃，最适pH为6.0，且具有较好的热稳定性，在50℃下保温90 min还有60%的剩余酶活力，同时发现低浓度的Fe2+促进漆酶酶活，高浓度则抑制酶活。良好的酶学性质为该酶的应用奠定了基础。

6-磷酸果糖激酶基因pfkA在施氏假单胞菌中的异源表达及其表型分析

胡涛1,2,马尧2,战嵛华2,陆伟2,黄和1,林敏2,燕永亮2*

2015, 17(2): 72-80. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2015.088

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糖代谢在生命活动中具有重要意义，它保证了生物体生命活动所需的物质和能量的供应。葡萄糖作为自然界中普遍存在的最简单的单糖，是生物体的理想碳源。施氏假单胞菌（Pseudomonas stutzeri）A1501具有广泛的、典型的微生物代谢途径，但是该菌利用葡萄糖的效率很低。基因组分析表明A1501菌缺少糖酵解（EMP）途径中编码6-磷酸果糖激酶的基因pfkA，初步认为这可能是A1501菌不能高效利用葡萄糖的原因。利用穿梭质粒pLAFR3将大肠杆菌的pfkA基因导入到施氏假单胞菌中，通过pfkA基因的异源表达重建A1501菌的EMP途径。测定了重组菌株的糖类代谢能力，结果表明pfkA基因的导入并没有赋予重组施氏假单胞菌更强的葡萄糖及其他糖类的利用能力，说明A1501菌葡萄糖利用的低效率除了缺乏pfkA外，还有其他的因素。研究也发现，导入pfkA的重组施氏假单胞菌对H2O2高度敏感，推测pfkA导入重建后的EMP途径可能影响了该菌的还原力合成，导致菌体对氧化胁迫的耐受能力降低。

圆锥掘氏梅里霉侵染秀丽隐杆线虫周期的扫描电镜观察

郭倩楠,周正富,徐玉泉,张维*

2015, 17(2): 81-86. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2014.714

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食线虫真菌在生物防治线虫领域发挥着举足轻重的作用，日益受到广泛关注。圆锥掘氏梅里霉（Drechmeria coniospora）是一种典型内寄生真菌，专一地侵染和寄生其宿主——线虫。利用高分辨率的扫描电子显微镜，观察得到D. coniospora侵染秀丽隐杆线虫整个过程的清晰图片，为研究D. coniospora侵染线虫及与侵染相关的基因提供了直接、客观地依据。扫描电镜结果显示，D. coniospora 通过分生孢子完成对线虫的识别，特异地吸附在线虫头部或生殖孔，进而进入线虫体内。分生孢子在线虫体内萌发，长出菌丝。当菌丝生长到一定程度后，进一步穿透线虫体壁，造成线虫死亡。在空气中生长的菌丝体产生新一代分生孢子，这些孢子成熟后，遇到线虫幼虫又将开始新一轮侵染周期。D. coniospora的这种特异侵染方式和高效侵染能力，使其成为生物防治线虫的潜在优良菌株，具有广阔地应用前景。

农技云平台知识地图的设计与实现

王亮,李秀峰*,王文生

2015, 17(2): 87-93. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2014.639

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农技云平台是面向全国农业技术推广人员的综合性知识服务平台，为他们提供学习、交流、分享以及与农业专家互动等各种知识服务。随着项目的不断推进，数据量的急剧增加，平台内急需一种有效的知识管理工具来帮助用户更快捷得找到最需要的知识。知识地图作为一种知识管理工具已经被应用到了很多领域，它可以为用户提供一个直观的、图像化的知识引导，揭示知识间的关系，促进知识的交流与分享。介绍了全国基层农技推广信息化云平台的基本情况，以及知识地图的发展概况和特点，在此基础上首次提出了将知识地图应用到农业科技领域的想法，制定了在云平台中构建知识地图的设计方案，具体包括知识地图整体架构的设计、静态知识节点中位置属性与内容属性的提取、动态知识节点的社会标注、知识网络关联算法的设计，并对知识地图的展现策略做出了详细的说明。而且，根据该方案，云平台中的知识地图已经得到了初步实现。

玉米籽粒性状高通量测量装置设计与实现

汪珂,梁秀英,宗力,杨万能*

2015, 17(2): 94-99. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2015.008

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为实现玉米籽粒表型性状参数的高通量测量，设计了一种基于线扫描技术和自动化控制技术相结合的玉米籽粒考种装置。该系统通过振动给料机实现玉米籽粒快速喂料，应用伺服驱动技术实现输送带运行速度和线阵扫描速度无偏差匹配，实现玉米籽粒图像无畸变获取，通过图像处理技术实现玉米籽粒表型性状参数的测量。试验结果表明，与人工测量值比较，该装置对玉米籽粒总粒数、长轴、短轴、长宽比的平均相对误差分别为0.50%、1.22%、3.34%、4.22%，平均测量效率为12 s/穗。该研究对于推动玉米籽粒高通量表型鉴定具有重要意义。

苹果树图像分割算法研究综述

胡林,周国民,丘耘,樊景超,郭秀明

2015, 17(2): 100-108. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2014.498

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在国内外图像处理和机器视觉技术在苹果树图像分析应用相关研究的基础上，总结了专门针对苹果树图像分割技术的研究进展。按照图像分割的技术体系，分析了苹果树图像分割技术的主要研究进展，系统地总结了图像分割算法及其在苹果树图像应用上的特点，提出了苹果树图像分割算法的演进图，展望了苹果树图像分割算法研究发展的趋势，为基于图像处理及机器视觉技术的苹果信息化技术研究提供了参考。

氮素形态对植物生长影响的研究进展

邢瑶,马兴华*

2015, 17(2): 109-117. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2014.574

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铵态氮和硝态氮作为植物从土壤中吸收的主要无机态氮素，对植物的形态学特征以及生理过程具有不同的影响。从植物对不同形态氮素的吸收利用机制，氮素形态调控植物养分吸收、根系发育、光合生理、产量与品质形成及氮转运蛋白基因表达等方面进行了综述，阐述了氮素形态调控植物生长的机理，并提出了氮素形态研究中需要进一步阐明的问题。

不同腐植酸特性比较及其对土壤与作物的影响

罗煜1,李晓亮2,张姗姗1,3,朱明1,吕贻忠3, 戴中民4,于家伊5,张玉华1*

2015, 17(2): 118-125. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2014.474

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以矿物腐植酸和生物腐植酸为研究对象，比较二者之间的性状差异，同时结合不同施入方式，阐述其对土壤性状及植物生长的影响。结果表明与单施化肥相比，施入矿物腐植酸和生物腐植酸可显著提高土壤有机质11.14%和12.03%、提高全氮含量20.62%和22.26%、提高速效钾含量6.02%和9.28%、提高速效磷含量28.05%和29.49%，改善土壤理化性状；较矿物腐植酸，生物腐植酸处理的土壤与作物效果更优。腐植酸的施入能显著增加油菜产量，提高植株中氮、磷、钾含量，经过60 d的盆栽种植试验，矿物腐植酸和生物腐植酸可分别显著提高油菜干物质重9.43%和16.38%，与施用相同量的有机肥相比，施用腐植酸处理对作物产品及养分含量的效果更好。相比矿物腐植酸，生物腐植酸具有原料获取容易、可再生等特性，在农业生产、土壤改良等方面具有较为广阔的应用前景。

生物炭制备及其对土壤理化性质影响的研究进展

王瑞峰1,2,赵立欣1,沈玉君1,孟海波1*,杨宏志2

2015, 17(2): 126-133. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2014.624

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生物炭作为一种新型的土壤改良剂和吸附剂，近年来成为农业、环境、能源等领域的关注热点。生物炭是通过有机物质在缺氧的条件下热解形成的，不同的原料及生产条件都会对生物炭的性质产生影响。生物炭能够能够改良土壤，改善土壤的容重、总孔隙度和保水性，还可以调节土壤的酸碱度，增强土壤阳离子交换量（CEC），提高土壤养分。系统总结了生物炭生产方法、理化特性及其对土壤理化性质的影响，为优选生物炭、提升生物炭产品附加值、促进土壤改良提供理论支撑。

不同时期刺参养殖池塘海水菌群结构分析

王姣姣,李丹,宋坚,刘艳萍,常亚青*,王轶南*

2015, 17(2): 134-140. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2014.382

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对辽宁省大连市瓦房店刺参养殖池塘海水菌群结构组成和变化情况进行分析，采集不同时期刺参养殖池塘海水，扩增细菌16S rDNA基因V3可变区序列，进行变性梯度凝胶电泳（DGGE），分析指纹图谱，并对主要条带进行切胶、回收和测序。结果表明，不同时期海水各样品的多样性指数在1.994 5~2.230 5之间，均匀度差异不大，样品的丰富度在42~48之间。不同时期海水中3月和9月的菌群结构最为相近（80%），6月与其他各时期聚类距离最大。对39个主要条带的测序结果表明，12个条带与未培养细菌相近，1个条带与放线菌纲（Actinobacteridae）的菌株相似，另外26个条带相似菌株分别归类为黄杆菌纲（Flavobacteria）、α-变形菌纲（Alpha proteobacteria）、γ-变形菌纲（Gamma proteobacteria）。黄杆菌纲、α-变形菌纲和γ-变形菌纲在各时期海水中均有出现，其中黄杆菌纲优势度最高，占23.8%~50.0%。不同时期养殖池塘海水菌群的结构相对稳定，但具体菌种存在差异。

磷脂分析方法与应用研究进展

王湘,魏芳*,吕昕,董绪燕,陈洪*

2015, 17(2): 141-150. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2014.678

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磷脂是所有活体细胞膜的主要成分，具有重要的结构和功能特性。对其进行高效分析，有助于深入理解特定的磷脂如何在正常生理或疾病状态发挥作用，更能为磷脂的生物学特性和营养特性的深入研究提供技术平台。由于自然界和生物体内存在的磷脂种类繁多，且每种磷脂骨架上可以结合的脂肪酸很多，导致其组成变化大，对磷脂的分析一直比较困难。随着分析技术的发展，磷脂分析方法的研究越来越多，综述了磷脂的结构及生物学功能、提取方法、分离方法、质谱鉴定方法、定量分析方法及在脂质组学中的应用等几个方面，并对磷脂分析的发展方向进行了展望，以期为磷脂分析方法的建立，以及磷脂生物学特性和营养特性的深入研究提供参考。

核酸适配体技术在食品有害物检测中的研究进展

卢军利1,2,葛玮东3,孙建霞4*,杨勇2,焦睿1,欧仕益1,白卫滨1*

2015, 17(2): 151-158. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2014.588

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核酸适配体是一段可以特异性识别并结合靶分子的寡聚核苷酸片段，具有亲和力强、稳定性好、易于修饰等特点，已经广泛用于检测、分离纯化和医疗三大领域。基于核酸适配体技术的检测方法得到了迅速地发展，已经应用于小分子、蛋白质、细菌病毒等方面的检测。主要综述了核酸适配体检测食品中有害物的研究进展。

我国设施蔬菜生产效率研究

王亚坤1,王慧军1,2*

2015, 17(2): 159-166. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2015.019

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设施蔬菜以其良好的经济、社会收益在我国迅猛发展，是实现农业现代化的主要途径之一。为把握全国设施蔬菜生产效率情况，了解不同地区设施蔬菜生产效率高低及原因，实现设施蔬菜生产资源配置的宏观调控，采用超效率DEA及Malmquist指数方法，分别从静态和动态角度，对我国设施蔬菜生产效率进行计算，结果如下：①2011-2013年间共63个产出决策单元(DMU)中有23个为DEA有效，DEA无效率为6349%，设施蔬菜生产中投入冗余问题严重；②2011-2013年间我国设施蔬菜全要素生产率（TFP）增长了08%，技术效率提高是TFP增长的动力，技术进步对TFP增长起负作用。应加大设施蔬菜的科研与成果转化，做好农技推广工作，同时注重学习与交流，提高设施蔬菜生产效率。

动物疫病经济影响的研究进展

黄泽颖,王济民*

2015, 17(2): 167-173. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2014.690

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动物疫病对养殖户、消费者、畜牧产业均产生不良影响。研究动物疫病经济影响对评估损失程度，制定有效的防疫措施有重要意义。目前的研究主要涉及动物疫病对生产者、消费者、畜牧产业、国际贸易与区域经济的影响，但对影响因素与对国际贸易与区域经济影响的研究较少，推断性统计的应用不多。与国际相比，我国的研究总体滞后，未来的研究应放在动物疫病对消费者、畜牧产业、国家和国际经济影响等层面，并突破目前国内的局部静态理论和研究方法，尝试采用符合动物疫病特征的跨期、一般均衡等经济理论和空间计量、流行病学经济模型，并重视动物疫病经济影响的模拟和预测。

农业信息化投入存在的问题及对策研究 ——以重庆市为例

张建华,吴建寨*,王盛威,刘佳佳,朱孟帅,赵璞

2015, 17(2): 174-181. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2014.413

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信息化是现代农业的重要特征，是推动我国农业持续发展的重要动力，也是加快我国农业现代化建设的战略举措。以重庆市为例，列举了该市近几年来农业信息化政策扶持、资金投入、项目申请、社会参与的基本情况，分析了目前农业信息化投入的方向、机制、效果和存在的问题，在此基础上，从投入的角度，研究了未来农业信息化发展的对策，为完善农业信息化投入方向、创新机制与改善农业信息化投入效果提出了建议，以期为农业信息化相关政策制定提供参考。

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