当期目录

2010年 第12卷 第4期    刊出日期：2010-08-15

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综述

转基因技术对粮食安全的影响及对策

刘培磊1,赵永国2,李宁1,周云龙1

2010, 12(4):  1-5.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2010.04.01

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转基因技术可打破物种界限,实现作物性状的定向改造,在解决粮食增产、节水、增效以及提高土地利用率和改进农产品质量等方面显现巨大潜力。阐述了转基因技术对我国粮食安全的作用,系统分析了我国转基因技术的发展现状,以及生物安全对转基因技术应用的影响。在上述研究的基础上,提出了我国转基因技术发展的四点对策,即加快发展与粮食安全密切相关的转基因性状;科学规划自主研发和技术引进;促进转基因技术和传统育种的结合;保障粮食安全和保障生物安全并重。

国际农业生物技术发展趋势分析

李瑞国

2010, 12(4):  6-11.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2010.04.02

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在经济全球化和世界人口不断增长的背景下,农业发展迫切需要生物技术的支持。将农业生物技术的发展现状和发展需求相结合,阐述了未来农业生物技术发展的趋势,旨在为新形势下如何科学部署我国农业生物技术的未来发展,保障农业健康可持续发展提供参考。

早中晚兼用型广适性优质稻新品种黄华占的选育及其应用研究

周少川1,2,李宏1,黄道强1,卢德城1,李康活1,周德贵1,赖穗春1,王志东1

2010, 12(4):  12-17.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2010.04.03

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黄华占是我国矮化育种、超高产育种和优质稻育种成果的综合集成。黄华占比优质稻对照种粤香占和特籼占25增产且显著提高了蒸煮和外观品质；比七桂占增产30%；比汕优63增产极显著,且早熟6 d,品质高3个级别,达国标优质稻一级；与两优培九平产,早熟7 d,品质高2个级别,达部颁优质稻1等。黄华占大面积生产表现优良的耐热性、广适性和耐肥抗倒性强,已通过广东、湖北、湖南、广西、海南、浙江6省（区）审定,江西省南昌市和上饶市引种许可,2010年上升国家长江中下游、云南省、陕西省和重庆市区试复试。迄今利用黄华占已育成5个审定品种和4个新品系。该种南方稻区种植面积已达100.68万hm2,创社会经济效益34亿元。

耐辐射异常球菌的微生物资源及其应用

侯晓光,李新娜,张维,陈明

2010, 12(4):  18-23.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2010.04.04

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异常球菌属菌株作为耐辐射微生物代表的具有对辐射、氧化、干燥等胁迫的极端抗性。随着耐辐射微生物的不断分离和鉴定,以及4株异常球菌属菌株全基因组序列的测定,耐辐射微生物及其基因资源的应用受到了极大的关注。综述了异常球菌属及其基因资源的研究与利用,并分析和展望了该属微生物及其基因资源在环境保护和生物修复、人类健康、生物技术和农业产业等方面的潜在应用前景。

蛋白质工程在苏云金芽胞杆菌Cry毒素改良中的应用

刘明1,2,束长龙2,高继国1,张杰2

2010, 12(4):  24-28.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2010.04.05

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Bt微生物制剂和转基因抗虫作物已经在全球范围内取得了巨大成功,但是Cry蛋白存在杀虫谱窄、毒力有限以及害虫对Bt毒素的抗性风险上升等诸多问题,将严重制约Bt在未来农业生产中进一步发挥巨大作用。利用理性设计、非理性设计等蛋白质工程技术对Bt Cry蛋白进行改造是解决这些问题的新途径。通过总结蛋白质工程在Cry毒素改良中的应用情况,分析了存在的问题,并对未来发展动向进行了展望。

可用于转基因产品检测中的核酸体外等温扩增技术分析

张建中1,官小燕2,张海波2,杨立桃2

2010, 12(4):  29-33.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2010.04.06

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随着生物技术的快速发展,越来越多的核酸体外扩增技术应用于分子生物学研究领域。根据是否依赖于温度循环,核酸体外扩增技术可分为非等温和等温扩增两大类。核酸体外等温扩增技术由于其有快速、灵敏、不需要特殊仪器等优点,逐渐显示出其广泛应用的潜力。重点介绍了现有的几种核酸体外等温扩增技术的原理、特点及应用,并特别关注这些方法在转基因产品检测中的应用。

果树根际微生态研究现状及展望

倪志华,李晶,廖娇,徐小彪

2010, 12(4):  34-38.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2010.04.07

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果树根际微生态系统是以果树-土壤-微生物及其环境条件为主要内容的微生态系统。从系统角度概括了果树根际营养、土壤酶、土壤微生物、根际线虫及根系分泌物间的相互关系和相互作用,并指明果树根际微生态应在样品采集、土壤养分调控、根系分泌物作用机制和线虫病害等方面开展深入研究,通过合理栽培管理措施改善根际环境,为果树正常生长提供良好的土壤微生态环境。

桃小食心虫生物学及生态学研究回顾与展望

雷喜红1,高灵旺1,李定旭2,沈佐锐1

2010, 12(4):  39-43.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2010.04.08

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桃小食心虫(Carposina sasakii Matsmura)是制约我国北方果品产量、质量的重要害虫。由于其为害果树的隐蔽性,生产上测报及防治难度大,开展其生物学及生态学基础研究,寻找其生活史的薄弱环节是指导生产防治的关键。系统介绍了桃小食心虫的生物学、生态学方面的研究进展,以期为桃小食心虫的进一步研究及防治策略提供新的思路。

根结线虫的生物防治研究进展

路雪君1,2,廖晓兰1,成飞雪2,刘勇2

2010, 12(4):  44-48.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2010.04.09

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根结线虫分布广泛且危害严重,已成为近年来植物病虫害防治的重点。详细阐述了根结线虫的致病机理,综述了几种防治根结线虫的途径,并对其生物防治前景进行了展望。

植物乳杆菌的生理功能及应用

王水泉1,包艳1,2,董喜梅1,苏芳1,姚国强1,张和平1

2010, 12(4):  49-55.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2010.04.10

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植物乳杆菌作为一种重要的乳酸菌,在食品、青贮饲料以及医疗保健等领域受到越来越多的关注。主要阐述了植物乳杆菌的生理功能及应用,为进一步研究提供借鉴,为植物乳杆菌在相关领域的开发利用提供指导。

甘薯的营养成分及其保健功效研究进展

江阳,孙成均

2010, 12(4):  56-61.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2010.04.11

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甘薯富含营养成分和生物活性成分,不仅可作为贫穷地区人们的主食,而且因其具有独特的生理保健作用而日益受到人们重视。综述了近年来国内外在甘薯块根、茎叶中营养成分（包括蛋白质、糖类化合物、膳食纤维、矿物质、氨基酸、维生素、黄酮类化合物、多酚类化合物及其他有益成分）及其在改善人群维生素缺乏症状、抗肿瘤、抗突变、抗氧化及降低血脂、胆固醇、血糖和增强人体免疫作用等保健功效方面的研究进展。

863课题进展

两系杂交稻品种两优培九作物生长率的气候模型及分析

吕川根1,胡凝2,姚克敏2,邹江石1

2010, 12(4):  62-67.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2010.04.12

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分析两系杂交稻品种两优培九生长速率(CGR)的气候生态特性,对于优化规划种植区域具有积极意义。通过建立大田生长期（返青-成熟）相应于7个气象参数的CGR模型,并依据1980-2002年的气候资料,计算了109个地区（包括季节）的两优培九CGR,按7个水稻种植生态条件类型归纳,平均值变化在13.83～23.44 g/d·m2。华南地区早、晚稻CGR较低,长江中下游流域一季中稻较高,黄淮稻区、四川盆地稻区和云贵高原单季稻区的CGR高达18～22 g/d·m2。综合考虑生长季节的要求和CGR的优势,两优培九的最优化种植区域宜在长江中下游流域和黄淮流域偏南地区。

牛乳腺上皮细胞体外分离、培养和鉴定的研究

李瑞国1,苗朝华2,安晓荣3,陈永福3

2010, 12(4):  68-72.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2010.04.13

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建立可用于基因打靶的乳腺上皮细胞系是乳腺生物反应器研制的重要环节,分别采用胰蛋白酶、胶原酶及其两者的混合消化液分离获得了包括少量成纤维细胞在内的原代牛乳腺上皮细胞,比较了不同消化方法的优缺点。利用Trypsin-EDTA阶段消化法在体外培养牛乳腺上皮细胞,观察了此细胞培养到第5代、10代、15代和20代时的细胞形态特征和生长特性,比较了该细胞在胶原基质和混合型基质包被培养皿中的培养效果。以乳腺腺泡上皮细胞中的细胞特征蛋白角蛋白18为标志,利用角蛋白18单克隆抗体进行了细胞免疫组化鉴定,证明分离培养细胞的上皮特性。

1-甲基环丙烯对水蜜桃的贮藏品质的影响

朱金薇,冯江涛,延卫

2010, 12(4):  73-77.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2010.04.14

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以水蜜桃为试材,研究了低温贮藏和1 μL/L、5 μL/L、10 μL/L三种不同浓度1-MCP处理对水蜜桃采后贮藏品质特性的影响。结果表明,1-MCP处理和低温贮藏相结合能够很好的延缓水蜜桃的后熟和衰老过程,1 μL/L的1-MCP处理能够很好的保持水蜜桃果实中的可溶性固形物、可滴定酸和淀粉的含量,而5μL/L、10 μL/L的1-MCP浓度仅对保持水蜜桃的硬度效果明显,对果实中的可溶性固形物、可滴定酸和淀粉的含量无明显影响。

通过正交实验设计突变体组合提高甲基对硫磷水解酶OPHC2对乙基对硫磷的降解能力

吕红,田健,初晓宇,伍宁丰

2010, 12(4):  78-83.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2010.04.15

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分别自假产碱假单胞菌(Pseudomonas pseudoalcaligenes C2-1)和假单胞菌（Pseudomonas sp. 1-7）中克隆得到甲基对硫磷水解酶基因ophc2和ophc3,其编码甲基对硫磷水解酶OPHC2和OPHC3的氨基酸序列相似性达98.5%,仅5个氨基酸残基不同,但酶学性质差异很大,特别是对不同底物降解特性有很大差异。OPHC2对甲基对硫磷的催化效率是OPHC3的2.75倍,对乙基对硫磷的催化效率仅为OPHC3的12.9%。为了提高OPHC2对乙基对硫磷的降解活性,以OPHC3的序列为依据,针对5个不同的氨基酸设计正交实验,对OPHC2进行组合突变,最终获得了一个突变体P165S/A169V,对乙基对硫磷的催化效率是OPHC2的1.19倍,对甲基对硫磷的催化效率是OPHC2的1.36倍。

荷叶离褶伞液体发酵及生物酶法提取菌丝体多糖的研究

闫培生,马丽雅,朱国振,薛梅

2010, 12(4):  84-89.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2010.04.16

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首次利用10 L发酵罐研究了荷叶离褶伞菌丝生长、胞内和胞外多糖产量,以及6种酶对发酵菌丝体多糖的提取效果。结果表明,在25℃、120 r/min,空气流量为200 L/h的条件下发酵,8 d时胞内多糖含量（63.1 mg/g干菌丝体）和胞外多糖产量（3.54 g/L）达最高,9 d时菌丝体产量（17.86 g/L）及胞内多糖产量（1.11 g/L）达最高,与摇瓶发酵相比,其产量均显著提高。参试的6种酶中,溶壁酶酶解处理菌丝体获得的多糖产量最高,而中性蛋白酶是最经济适宜的酶类,与不加酶的水提法相比,多糖提取率分别提高了459.29%和376.11%,中性蛋白酶酶解制备菌丝体多糖的适宜条件为:在1%酶用量下,30℃酶解2 h后,95℃提取2次,每次2 h。

研究报告

转耐辐射球菌irrE基因提高拟南芥盐胁迫耐受性的表型分析

童仕波1,2,文国琴1,林敏2,杨毅1,李旭锋1

2010, 12(4):  90-94.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2010.04.17

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耐辐射球菌中的irrE基因作为一种全局性调节因子,在抵御极端辐射照射时起着至关重要的作用。利用农杆菌介导的花序浸染法,将irrE基因转化拟南芥,筛选和鉴定出表达irrE的植株,并分析了转基因植株的盐胁迫耐受能力。结果显示,转irrE拟南芥表现出对盐胁迫的耐受性提高;在盐胁迫下,转基因拟南芥体内脯氨酸含量比野生型有明显的提高。RNA半定量分析显示转基因植株中AtNHX1表达水平升高。因此推测irrE基因在转基因拟南芥中调控了AtNHX1的表达,引起了植株的盐胁迫耐受性提高。

水稻L-半乳糖途径相关基因的表达特性

邓载安1,2,3,张治礼1,2,4,张执金3,黄荣峰3

2010, 12(4):  95-100.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2010.04.18

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维生素C又称抗坏血酸(AsA),在植物中不仅是重要的抗氧化剂,还具有许多其它重要的生理功能。研究发现L-半乳糖途径是双子叶植物拟南芥AsA合成的主要途径,但单子叶植物水稻中AsA合成的L-半乳糖途径的功能和调控机理还不清楚。通过同源序列比对,在水稻基因组中检索到与拟南芥L-半乳糖途径相关酶的同源基因,通过分析水稻根与叶中及持续光、暗处理下叶片中AsA含量变化及L-半乳糖途径中相关酶基因的表达,初步探究了水稻L-半乳糖途径中调控AsA合成的关键酶基因。

转棉花CBF基因烟草的耐逆性生理指标测定

李召春,张晗,郭惠明,程红梅

2010, 12(4):  101-107.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2010.04.19

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将棉花CBF基因转化入烟草,研究转CBF基因对烟草耐逆性的影响。对经PCR鉴定的阳性转基因烟草植株进行RT-PCR,结果表明外源CBF基因在转基因烟草中能够正常转录并表达。测定转基因烟草的各抗逆性相关生理指标,结果表明,转基因烟草的丙二醛含量明显低于野生型,为野生型的36.1%~81.1%；可溶性糖含量和POD活性均明显高于野生型烟草,分别达1.22~7.91倍和3.35~5.73倍,表明转CBF基因确实提高了烟草的耐逆性。

玉米胚性愈伤组织的遗传转化及耐草甘膦植株再生

余桂容1,2,杜文平2,宋军2|窦茜2,刘永胜1,陆伟3,徐利远2

2010, 12(4):  108-113.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2010.04.20

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以优良玉米自交系X2211的幼胚胚性愈伤组织为受体材料,采用农杆菌介导法将来自微生物荧光假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens)G2菌株的抗除草剂基因2mG2-epsps转入玉米愈伤组织细胞,转化后的细胞经草甘膦筛选,获得抗性愈伤组织并再生植株282株,成活86株,经特异PCR检测表明其中26株植株转入了2mG2-epsps基因,喷施0.125%除草剂试验检测表明,转基因植株具有良好的耐除草剂特性,为抗除草剂玉米新品种选育提供了较好的亲本材料。

来源于链霉菌Streptomyces fradiae var. k11的抗蛋白酶甘露聚糖酶的克隆

邱振华1,2,石鹏君2,刘素纯1,姚斌2

2010, 12(4):  114-120.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2010.04.21

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通过设计简并引物和TAIL-PCR的方法从Streptomyces fradiae var. k11中克隆得到一个β-l,4-甘露聚糖酶编码基因manS221,其全长1 359 bp,编码452个氨基酸,前端28个氨基酸为预测信号肽。构建表达载体pET-28a-manS221并转化大肠杆菌BL2l（DE3）,特异性表达manS221基因, 重组的甘露聚糖酶通过Ni-NTA亲和层析纯化。酶学性质分析表明,重组甘露聚糖酶最适温度为52℃,最适pH值为6.0,在pH 5.0~9.0的范围内有良好的稳定性,并且对中性蛋白酶具有高抗性。这些优良的性质使得ManS221在食品、饲料和纺织工业生产中具有良好的应用前景。

不同植胶环境下胶园单位面积存株类型调查与初步分析

祁栋灵1,李建辉2,王秀全1,黄月球1

2010, 12(4):  121-125.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2010.04.22

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在海南、云南、广东不同植胶环境下,分别调查了热研7-33-97、PR107和RRIM600、GT1、东方93-114、INA873等橡胶树品种不同割龄胶园单位面积存株情况,结果表明,各胶园单位面积存株类型所占比重依次为：有效割胶株（69.5%）>割线干涸及产量挖潜株株（16.8%）>缺株（6.4%）>风害停割株（3.5%）>寒害停割株（2.0%）>林下株（1.8%）。对不同植胶环境下胶园单位面积有效割株的影响因素以及相应的栽培管理改进措施进行了分析探讨。

城市边缘区村镇建设用地节约集约利用评价研究

叶健文,杨建宇,张超,桑玲玲

2010, 12(4):  126-132.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2010.04.23

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面向村镇建设用地节约集约利用的需求,结合景观生态学理论,引入空间聚集度指数,构建了城市边缘区村镇建设用地节约集约利用评价指标体系；采用专家打分法确定各指标权重,运用综合指数法对各评价单元进行建设用地节约集约利用综合评价。通过对北京市房山区各乡镇2006年建设用地的相关数据进行分析,得到2006年房山区各乡镇的建设用地节约集约利用水平。由此为研究区的土地利用规划和经济发展提供了建议。

农业科技成果转化资金项目管理系统数据仓库的设计与实现

谭华1,孙桂川2,曹存根2

2010, 12(4):  133-137.  DOI: 10.3969/j.issn.1008-0864.2010.04.24

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针对科技部组织实施的农业科技成果转化基金的历史数据分析,设计了支持农业转化项目管理决策的数据仓库。给出了项目管理的数据仓库的体系结构；制定了针对项目管理数据的抽取规则,并使用ETL工具,将数据抽取、转换、加载到数据仓库中,对该设计进行了工程实现；利用展现工具对该数据仓库的OLAP功能进行了检验；利用数据挖掘算法对相关数据进行预测分析,为农业转化项目经费的管理决策提供科学依据。