当期目录

2009年 第11卷 第6期    刊出日期：2009-12-15

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综述

植物表观遗传中的RNA介导的DNA甲基化

焦晓明,范云六,王磊

2009, 11(6):  7-13. 

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植物基因组对基因的表达调控不仅表现在转录水平上,也表现在染色质结构的变化上。在植物中存在着特有的RNA 聚合酶Ⅳ (RNA Pol Ⅳ) 和 RNA聚合酶Ⅴ (RNA Pol Ⅴ),它们与RNA 聚合酶Ⅱ(RNA Pol Ⅱ)相似。RNA Pol Ⅳ和RNA Pol Ⅴ的转录产物包括参与表观遗传调控的长链非编码RNA (lncRNAs)和干扰小RNA (siRNAs)。这类非编码RNA广泛地参与了基因组上发生的胞嘧啶甲基化,去甲基化以及甲基化扩散。近年来,研究已经发现RNA介导的染色质水平的基因沉默涉及植物的生长发育、胁迫应答、表观遗传多态性,并对植物的表型多样化、生理适应性以及植物进化具有显著影响。

我国能源作物研究与应用进展

杨世琦,杨正礼,刘国强

2009, 11(6):  14-18. 

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通过回顾我国生物能源与能源作物的研究与应用进展,表明我国生物能源以及能源作物方面与发达国家相比较,在技术储备、产业规模和应用等方面还存在一定差距。我国发展能源作物应充分考虑能源作物的经济效益问题、环境安全问题和社会问题等,以促进能源作物产业的健康有序发展。

药用植物连作障碍的形成机理及其防治

张子龙,王文全

2009, 11(6):  19-23. 

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针对目前中药材生产中连作障碍现象较为普遍且十分严重的现状,综述了药用植物连作障碍的具体表现；从土壤理化性状改变、土壤生物学环境恶化及植物自毒作用三方面概述了近年来药用植物连作障碍形成机理的研究进展；总结了药用植物连作障碍的主要防治途径,包括合理轮作、土壤灭菌、添加有益微生物或营养元素以及采用综合措施等。并对药用植物连作障碍相关研究中的热点问题进行了探讨,以期为进一步深化研究提供参考。

纳米技术在食品科学中的应用研究进展

李倩,刘晨光

2009, 11(6):  24-29. 

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纳米技术是一门研究纳米材料的特性及其应用的新学科,已经迅速发展成为21世纪三大支柱科学领域之一。纳米技术具备促进包括食品行业在内的传统工业快速发展的巨大潜力。综述了纳米技术在食品应用领域中的若干研究热点；着重介绍了其在食品包装材料与营养物运送体系方面的应用,前者包括不可降解性、可生物降解性与可食性纳米复合材料等食品包装材料,后者包括纳米乳剂、脂质体与聚合物纳米粒等营养物运送体系；最后提出了该新领域亟待研究的重要问题和今后的发展方向。

植物实时荧光定量PCR内参基因的选择

胡瑞波,范成明,傅永福

2009, 11(6):  30-36. 

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实时荧光定量RT-PCR(real-time quantitative reverse transcription PCR, qRT-PCR)具有定量准确、灵敏度高和高通量等特点,已被广泛应用于基因的表达分析。常规qRT-PCR采用相对定量进行分析,其关键步骤是选择合适的稳定内参基因进行校正和标准化。持家基因被广泛用作内参基因,但在所有生理条件下均稳定表达的理想内参基因并不存在。大多数传统内参基因已不能满足qRT-PCR准确定量的要求。基于基因芯片表达数据和EST数据库并结合qRT-PCR,可以筛选稳定性好的新的内参基因。简要综述了植物qRT-PCR内参基因的研究进展,并就内参基因的选择中应注意的问题进行了探讨。

我国农业科学数据共享中信息质量管理的措施与建议

宋立荣1,孟宪学2,周国民2

2009, 11(6):  37-42. 

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农业科学数据,是农业科技创新的重要支撑,具有极大的科学价值、经济价值和社会价值。实现科学数据共享是国家发起的一项长期战略举措。在这过程中,信息质量管理成为影响信息有效使用、实现信息价值的突出制约因素之一。为此,基于我国“农业科学数据共享中心”项目的建设经验,总结项目在组织管理、共享规则建设、标准制定、技术应用、人才建设、数据整合及质量控制等方面的成功措施,就进一步加强其信息质量管理提出了一些建议, 诸如:建立国家信息质量管理的宏观协调机制、加强标准等执行力度、健全信息质量管理规范、促进科学数据与科研活动的紧密结合等等。

863课题进展

我国北方地区花生品种的遗传多样性分析

王金彦,潘丽娟,杨庆利,禹山林

2009, 11(6):  43-49. 

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利用SSR分子标记对我国北方地区育种品种以及区试品种共计68个栽培花生品种进行遗传多样性分析,结果表明,104对SSR引物中有15对在品种间存在多态,多态率为14.4%,平均每个标记产生3.8个位点。15对引物的多态信息量在0.397~0.667之间。山东地区花生品种的遗传多样性要高于我国北方其他地区供试品种。小粒组品种的遗传多样性要略高于大粒组品种。聚类分析表明我国北方68个育成和区试品种的遗传相似系数在0.64~0.91之间,分成两个大类,第一个大类可分成四小类,其中第三小类又可以分成六个亚类。这些结果表明我国北方地区现有育成和区试品种的遗传多样性较低,为拓宽花生育种的遗传基础,应从中发掘出有利用价值的品种。

牛早期胚胎发育中差异基因的表达研究

张鑫,陈苏仁,栗雪冰,刘东军,仓明

2009, 11(6):  50-54. 

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利用mRNA差异显示技术成功筛选到牛早期胚胎差异表达的3个基因,即calm3、trm112l和clip1,并通过RT-PCR技术检测了各基因在卵母细胞、8细胞期和囊胚期的表达情况。结果显示,在卵母细胞和8细胞期胚胎,基因calm3和trm112l的表达量无显著性差异,而在囊胚期的表达量与前两个时期的表达量存在显著性差异,推测这两个基因在牛胚胎发育过程中的表达可能属于母型调控, 提示该基因在卵母细胞成熟和合子基因激活中起一定作用。基因clip1在牛卵母细胞、8细胞期和囊胚期的表达量均无显著性差异,可能既存在母型调控又存在合子型调控。基因calm3、trm112l和clip1在牛早期胚胎发育过程中mRNA表达量存在时间性差异,可能与其参与不同的生理活动有关。

冰川土壤来源Brachybacterium sp.DB5低温脂肪酶基因的克隆与表达

刘万利1,2,张国华2,陈强1,杨培龙2,张宇宏2,3,姚斌2

2009, 11(6):  55-62. 

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从新疆一号冰川土壤来源的54株低温细菌中筛出11株产脂肪酶菌株,其中一株短状杆菌Brachybacterium sp. DB5产脂肪酶活力较高。通过同源克隆和TAIL-PCR技术从Brachybacterium sp. DB5 基因组DNA中克隆得到一个脂肪酶基因LipDB5。LipDB5基因全长933 bp,编码310个氨基酸和一个终止密码子,理论蛋白分子质量为34.8 kDa,无信号肽序列。将LipDB5基因在大肠杆菌中进行重组表达,重组脂肪酶最适反应温度30℃,在5℃时能保持最高活力的34.7%,对热不稳定,60℃ 处理 30 min 剩余17.4 %酶活。研究结果表明LipDB5具有低温脂肪酶的性质,在低温生物催化领域具有潜在的应用前景。

有机磷污染土壤和活性泥中有机磷降解酶基因和微生物多样性研究

赵宇1,2,许丽2,3,田健2,初晓宇2,伍宁丰2

2009, 11(6):  63-68. 

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采用珠磨法直接从受有机磷污染的土壤和活性泥样品中提取和纯化宏基因组DNA。根据有机磷降解酶基因保守区设计引物,从宏基因组中扩增有机磷降解酶基因片段。回收扩增产物后,构建了以pEASY-T3为载体的有机磷降解酶基因片段文库。从文库中随机挑选克隆进行DNA序列测定,并分析测序结果,评价有机磷污染土壤和活性泥中有机磷降解酶基因的多样性和新颖性。结果显示,88%土壤来源序列与GenBank中同类酶序列相似性在44%~65%之间,97%活性泥来源序列与GenBank中同类酶的相似性在23%~77%之间,且序列多样性极为丰富,显示在有机磷污染土壤和活性泥中含有丰富和新颖的有机磷降解酶基因资源。同时采用PCR-DGGE的方法对有机磷污染土壤和活性泥中微生物多样性进行了初步研究。

枯草芽孢杆菌BAB-1脂肽类化合物的分离及稳定性分析

钱常娣1,2,李宝庆2,赵添1,2,郭庆港2,鹿秀云2,李社增2,马平2

2009, 11(6):  69-74. 

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枯草芽孢杆菌菌株BAB-1是一株高效防治番茄灰霉病的生防细菌。通过盐酸沉淀、甲醇萃取的方法,从该菌株的发酵上清液中提取出一种脂肽类化合物。该物质能够显著抑制番茄灰霉菌菌丝生长及分生孢子的萌发,孢子萌发抑制率为83.02%。抑菌谱试验表明该物质对多种植物病原真菌具有明显的抑制作用。此外,该抑菌物质对热稳定,能耐受较广的pH范围,对多种蛋白酶不敏感,在几种常用有机溶剂中保持抑菌活性基本不变。结果表明枯草芽孢杆菌菌株BAB-1产生的脂肽类物质性质稳定,具有较强的抑菌作用。

家蚕类p23蛋白基因的表达分析

杨慧鹏1,2,罗素娟1,2,李轶女2,张志芳2,张耀洲1

2009, 11(6):  75-79. 

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p23蛋白发现于Hsp90分子伴侣复合体中,在真核生物中广泛存在且高度保守。家蚕中的同源蛋白命名为类p23蛋白。逆转录PCR显示类p23蛋白基因Bm-p23-like在家蚕5龄第6 d幼虫的卵巢、睾丸等8个组织中有表达,但拷贝数有较大差异,可能与组织的活跃程度有关。利用实时定量PCR技术对Bm-p23-like及hsp90在家蚕温度胁迫条件下的表达进行定量分析,结果显示：在高温条件下,该基因与hsp90表达较对照组均有增加,二者比值是42.23（非胁迫对照组是25.10）；在低温条件下,该基因的拷贝数是对照的19.90倍,而hsp90是对照的0.60倍,二者比值仅为0.89。因此,我们推测在温度胁迫条件下家蚕类p23蛋白具有独立于Hsp90的功能。

大豆分离蛋白/壳聚糖可食膜的制备及其性能的研究

孙秀秀,马中苏

2009, 11(6):  80-85. 

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采用大豆分离蛋白和壳聚糖为成膜基材,制备出可食膜,研究成膜材料配比（SPI∶CS）、甘油添加量、pH和干燥温度对膜性能的影响。研究表明,随着SPI∶CS的减小,膜的抗拉强度逐渐增大,断裂伸长率先增大后减小,WVP先减小后增大,大豆分离蛋白和壳聚糖最佳配比为3∶3；随着甘油添加量的增大,膜的抗拉强度逐渐减小,断裂伸长率逐渐增大,WVP先减小后增大,甘油最佳添加量为2.0%；随着pH的增大,膜的抗拉强度先增大后减小,断裂伸长率逐渐增大,WVP变化不显著,膜液最佳pH为3；随着干燥温度的升高,膜的抗拉强度和断裂伸长率逐渐减小,WVP逐渐增大,最佳干燥温度为60℃。

微波/超声波及固定化酶技术在食品蛋白质高效水解中的应用研究进展

李菊芳1,董绪燕1,魏芳1,袁钢友1,江木兰1,黄凤洪1,赵元弟2,李光明1,陈洪1

2009, 11(6):  86-92. 

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近年来,微波/超声波物理辅助技术和固定化酶技术在蛋白质高效水解制备多肽中得到越来越多的应用。综述了微波/超声波辅助酶解技术及新型固定化酶技术的原理、优点及其在食品蛋白质水解中的应用。同时展望了这两种技术在油料作物蛋白质高效/连续化酶解生产活性多肽工业中的应用前景。

甘南牧区草畜数字化管理系统的设计与开发

冯琦胜,王玮,梁天刚

2009, 11(6):  93-101. 

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结合WebGIS等技术,详细设计了的体系结构,以及系统主要组成模块、功能和实现方法,开发完成草畜数字化管理系统“甘南牧区草畜数字化管理系统”的核心技术。该系统主要包括草地监测、草地评价、家畜动态、草畜平衡诊断、草畜平衡决策和数据共享等6个核心模块,可以向用户提供翔实的草畜动态资料,并实时发布草畜平衡诊断结果和相应管理方案,能够为从事草地畜牧业管理和研究的人员及相关部门提供草畜管理和决策方面的科学依据。

研究报告

沙地云杉与近缘种红皮云杉和白扦遗传多样性的RAPD分析

蔡萍1,宛涛2,张洪波2,伊卫东2,李方祯2,孟显国2,石小俊2

2009, 11(6):  102-110. 

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应用随机扩增多态性DNA(RAPD)技术对内蒙古沙地云杉8个居群及其近缘种红皮云杉10个居群、白扦10个居群的遗传多样性进行了研究,所用的16个随机引物在28个居群中共检测到172个位点,平均每个引物扩增带数为10.75条,其中多态位点119个,占69.19％,表现出丰富的RAPD多态性。运用Neis多样性指数(h)和Shannons多样性指数(i)估算出28个居群的遗传多样性水平,且反映出遗传变异主要存在于居群内。根据遗传距离和聚类分析,3种云杉聚为三大类,沙地云杉与白扦的亲缘关系较与红皮云杉近,表明经过漫长的进化,沙地云杉产生了较大的遗传变异,因此支持将沙地云杉划分为独立种。

种植业政策性保险补贴需求测算与分析

刘布春1,李茂松1,储玉军2,武永峰1,徐凡1,郭勇1,何爽1,马宝1

2009, 11(6):  111-117. 

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为分析我国种植业政策性保险的中央财政补贴金额,进一步为中央财政配置保费补贴提供科学依据,以作物种植面积、物质与服务成本、保险费率和中央财政补贴比例为依据,测算分析了全国各省（市、自治区）9种作物的种植业保险的中央财政补贴需求。结果表明,全国种植业政策性保险总需求为99.77亿元。即使在不考虑物质与服务成本逐年上涨的情况下,中央财政预算60.5亿元的农业保险保费补贴远远不能满足种植业需求。另外,经济欠发达地区补贴能力差,物质与服务成本相对较高,农民支付能力差,因此单位面积的补贴需求大。为了保障政策性农业保险在“低保障、广覆盖”的原则下全面推广,需要中央财政补贴比例向欠发达地区倾斜。

河流故道区不同施肥处理对土壤养分及其酶活性的影响

吴心佳,王红,张爱军,张瑞芳,周大迈

2009, 11(6):  118-122. 

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通过田间肥料试验，探讨不同试验处理对河流故道区不同土层土壤养分及其酶活性的影响。研究结果表明：在提高土壤速效养分时，肥料配比尿素（512.22 kg/hm2）、P2O5（191.11 kg/hm2）、K2SO4（791.53kg/hm2）为最佳处理，其0~20 cm土层中土壤速效磷和速效钾含量分别提高107％和84.6％。全量养分并没有在试验中产生显著性差异。0~20 cm土层中，土壤碱性磷酸酶和过氧化氢酶在尿素（512.22 kg/hm2）、P2O5（191.11 kg/hm2）、K2SO4（263.84 kg/hm2）肥料配比中酶活性表现最高；不同土层中，上层土壤中土壤脲酶和碱性磷酸酶的活性要显著高于下层，但是土壤过氧化氢酶的活性没有显著性差异。

不同控释肥对芦笋产量、品质及养分含量的影响

董亮,张玉凤,陈广思,杨力,于淑芳

2009, 11(6):  123-128. 

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通过田间试验研究不同控释肥对芦笋产量、品质及养分含量的影响。结果表明,施用控释肥的整体效果要优于习惯施肥。施用控释肥能够提高芦笋产量、提升芦笋品质、提高芦笋中的养分含量。通过控释肥之间的比较,控释肥Ⅰ在提高产量和维生素C含量方面最为显著,分别比习惯施肥处理增加2.79%和1765%；控释肥Ⅱ在提高可溶性总糖含量、降低硝酸盐含量方面效果显著,提高、降低的幅度分别达到337%、56.87%；控释肥Ⅲ则可使芦笋对养分的吸收利用更加完全。