中国农业科技导报

张立兰,陈亮,张宏福*

2018, 20(11): 1-13. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0841

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随着基因工程技术的发展，全球转基因作物种植面积持续增加，转基因作物及其加工副产物75%以上用于动物饲料原料，因而，非常有必要开展转基因作物饲用安全性评价研究。肠道是机体最大的免疫器官，肠道健康对动物正常生理功能的维持具有重要作用，转基因作物对肠道的非预期效应研究是转基因作物饲用安全性评价的热点。介绍了转基因作物饲用安全性评价的特殊性与必要性，分析了饲料中转基因成分在体内的潜在消解和转移规律，综述了转基因作物对畜禽肠道形态结构和微生态平衡非预期效应的研究进展，旨在为转基因作物饲用安全性评价体系的建立与完善提供参考。

国际农业研究磋商组织核心研究项目运行机制及其与我国的合作研究

韩昕儒,闫琰,王秀东*

2018, 20(11): 14-21. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0529

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国际农业研究磋商组织（CGIAR）的改革已经完成，调整了战略目标，重组了相关机构，核心研究项目（CRPs）成为CGIAR研究工作的主要组织形式。如何围绕CRPs与CGIAR开展合作，提高合作效益，更好地为我国农业科技发展服务，成为一个迫切需要解决的现实问题。在详细阐述CGIAR组织机制改革和CRPs运行机制的基础上，综合分析了目前我国农科院系统和国家自然科学基金委员会与CGIAR的合作现状，提出了今后我国与CGIAR CRPs的合作机制与重点领域。

基于GR79 EPSPS筛选标记的抗虫抗除草剂表达载体构建及抗性鉴定

杨羊1,2,梁成真2,孟志刚2,陈全家1,罗淑萍1,张锐2,郭三堆2*

2018, 20(11): 22-28. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0819

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虫害和草害是农业生产中两大主要危害。目前，尽管转基因抗虫和抗除草剂作物相继报道和应用，然而我国抗虫抗除草剂复合性状作物培育仍然明显滞后，而且多依靠传统杂交选育的手段，费事费力、周期长。根据苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis, Bt）Cry1Ac蛋白结合结构域和毒性结构域特征，人工合成杀虫基因cry1Ac-2.5。同时，利用抗除草剂基因GR79 EPSPS替换卡那霉素筛选标记，构建基于草甘膦除草剂筛选标记的复合抗虫抗除草剂植物表达载体，并转化烟草。qRT-PCR结果表明转基因烟草cry1Ac-2.5和GR79 EPSPS基因转录水平均成功表达，经Bt和GR79试纸条检测表明上述基因在蛋白水平正确翻译。抗性实验表明，转基因烟草愈伤经草甘膦筛选，阳性率达到80%，且转基因烟草耐受100 mg/L草甘膦处理。抗虫实验表明，饲喂cry1Ac-2.5转基因烟草4 d后，棉铃虫幼虫死亡率为90%左右，表明人工基因cry1Ac-2.5具有显著的的抗虫效果。以上结果表明，构建的抗虫抗除草剂植物表达载体（Cry1Ac-2.5+GR79 EPSPS）将抗虫基因和抗除草剂基因有效合并，对于快速培育抗虫抗除草剂作物具有指导意义。

抗马铃薯Y病毒病的VIGS生防剂发酵条件及施用方法优化

刘天波1,3,蔡海林2,曾维爱2,魏润洁1,刘嘉裕1,李帆2,周志成3,唐前君1*

2018, 20(11): 29-35. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0871

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病毒诱导的基因沉默（virus-induced gene silence，VIGS）是植物病毒病防治方法之一，能够有效防治马铃薯Y病毒病。以VIGS表达载体发酵液对烟草马铃薯Y病毒病的防治效果为检测指标，筛选最佳发酵液发酵所需的培养基、发酵条件和施用方法。结果表明：VIGS表达载体发酵液最优培养基是YEP培养基；最优发酵条件为装瓶量60 mL/200 mL、初始pH 7.0、培养温度30℃、振荡培养24 h；施用方法以 “原液稀释100倍”、“剪叶后喷施+移栽时灌根”和“含PVY CP和HC-Pro基因片段的VIGS载体发酵液混合使用”的施用效果最佳。上述结果为抗马铃薯Y病毒病的VIGS生防剂发酵提供了理论依据，也为其田间应用打下基础。

地黄次生代谢产物生物合成基因表达水平与其含量的相关性分析

朱畇昊1,2,李璐1,赵乐1,2,董诚明1,2*

2018, 20(11): 36-43. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0664

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为了研究地黄次生代谢产物生物合成基因在不同地黄材料中的相对表达量，并分析其与次生代谢产物积累的关系，从地黄叶、地黄组培苗叶、地黄毛状根中提取总RNA，以地黄TIP41为内参基因，利用实时荧光定量PCR技术分析梓醇、毛蕊花糖苷生物合成相关酶基因的表达量，并分别采用高效液相色谱法测定3种材料中梓醇和毛蕊花糖苷的含量、紫外分光光度法测定总环烯醚萜苷的含量，再对两者进行相关性分析。结果表明，3种不同地黄材料中次生代谢产物的生物合成相关酶基因的表达量及其含量差异较大。经相关性分析，地黄中梓醇的含量与GGPPS2基因的表达量呈显著正相关，总环烯醚萜苷的含量与GGPPS1、G10H基因的表达量也有显著相关性，说明GGPPS2与梓醇的合成有关，GGPPS1、G10H与总环烯醚萜苷的合成有关；而毛蕊花糖苷的含量与ADT、ASP5、4CL、C3H、HCT、GOT2基因的表达量均没有显著相关性。上述结果为地黄次生代谢产物生物合成途径的相关研究提供了参考。

南阳烟区施氮量对烤烟品种GS同工酶及氮代谢指标的影响

周健飞,武云杰,薛刚,徐世晓,杨铁钊*

2018, 20(11): 44-53. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0762

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为探明南阳烟区浓香型烤烟品种的适宜施氮量，采用裂区试验设计，通过3个施氮量处理，研究了不同烤烟品种（NC71、云烟99、渠首一号）成熟期谷氨酰胺合成酶（GS）同工酶蛋白表达特性及相关生理指标的变化动态。结果表明：NC71成熟期GS1、GS2和硝酸还原酶（NR）活性较低，谷氨酸脱氢酶（GDH）活性较高，具有较低的氮素同化和再利用能力，同时质外体NH+4浓度和氨气挥发量均较高，因此具有较高的成熟期氮效率，施氮量以纯氮52.5~60.0 kg/hm2为宜。云烟99成熟期具有较高的GS1活性，衰老降解的氮素被大量再利用，氨气挥发量也较低，因此叶片总氮含量较高，容易贪青晚熟，施氮量以25~30 kg/hm2最为理想。渠首一号氮效率居于两者之间，适合纯氮40~45 kg/hm2的中等肥力条件。相关性分析表明，GS同工酶活性与叶片氮代谢生理指标有显著或极显著相关性，可以作为研究烤烟品种氮代谢特征的重要依据。

猪源葡萄球菌中氟苯尼考耐药基因及其移动元件检测分析

姚晓慧§,蔡建星§,苏战强,高超,轩慧勇,夏利宁*

2018, 20(11): 54-61. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0883

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氟苯尼考是一种特效动物专用抗菌药，随着临床用药量加大，其耐药菌株的数量也呈逐年上升的趋势，因而其传播机制亟需研究。收集新疆乌鲁木齐市周边养殖场的猪直肠和鼻腔样品，采用琼脂稀释法对样品中分离出的葡萄球菌进行临床9种常用抗菌药物的药敏试验，通过PCR方法对耐氟苯尼考的葡萄球菌进行耐药基因cfr、fexA和fexB的检测和物种鉴定，并对引起其传播的插入序列IS21-558和Tn558转座酶基因进行检测分析，探究引起上述耐药基因在菌群间可能的传播机制。结果显示鼻腔和直肠分离的葡萄球菌对克林霉素和氧氟沙星的耐药率较高，而对庆大霉素耐药率较低；鼻腔葡萄球菌主要以6耐（19.9%）和7耐（19.9%）为主；而直肠葡萄球菌主要以8耐（27.1%）为主；直肠葡萄球菌比鼻腔葡萄球菌耐药情况更加严重。筛选出两株均携带cfr和fexA基因的葡萄球菌，分别鉴定为松鼠葡萄球菌（Staphylococcus sciuri）和木糖葡萄球菌（Staphylococcus xylosus），1株携带fexA基因的葡萄球菌鉴定为腐生葡萄球菌（Staphylococcus saprophyticus），未检出携带fexB基因的菌株。通过PCR扩增发现3株阳性菌携带部分IS21-558移动元件基因和Tn558转座酶基因，可能会增加cfr和fexA基因的水平传播风险，使多药耐药细菌的产生成为可能。本研究揭示应加强畜牧兽医临床对cfr和fexA基因的检测和监测工作，为进一步分析阳性耐药菌株的传播和流行提供基础数据。

基于太阳能的植保无人机续航提升方案

徐伟诚1,陈凯1,张铭1,李正风2,张天顺1*

2018, 20(11): 62-68. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0768

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在农业领域对无人机的任务需求中，续航问题无疑是目前植保无人机所面临的重要问题之一。由于电池生产技术的瓶颈，目前植保无人机的有效作业时间大都被限制在12 min左右难以突破。太阳作为一个取之不尽用之不竭的“无源”动力得到了特别的关注，因此设计了一种基于太阳能的植保无人机续航提升方案。在六旋翼无人机平台上对方案的可行性进行实验，结果表明，安装了太阳能续航模块后的无人机相比安装前，飞行续航时间平均提升了70 s。该方案基于多轴无人机飞行平台，在无人机工作时将太阳能转化为电能为锂电池续电，从而减少锂电池在飞行时的电量消耗，增加植保无人机的有效作业时间，在一定程度上缓解了当前植保无人机的续航问题，并能够向其他基于无人机平台的应用延伸。

闷烧热解及间接加热直立移动床生物质炭化设备设计研究

黄宇,樊啟洲*,汪烈,范先红

2018, 20(11): 69-78. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0792

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我国秸秆资源丰富，但是焚烧秸秆现象严重，不仅浪费资源，而且带来一系列的环境问题。为此，以粉碎的生物质颗粒料为炭化原料，创新采用分步加热炭化的工艺路线，设计了一种直立式移动床生物质炭化设备。该设备采用闷烧热解以及间接加热的方式为生物质炭化提供热量，并利用绞龙、旋转炉篦等结构实现了生物质的连续炭化。详细介绍了该设备从整体到局部的设计流程，并对其重要参数的选择做了详细分析，同时针对重要结构进行强度分析。在设备的加工制造及组装过程中，发现该试制设备设计良好、装配方便、运行平稳，模块化设计便于安装和后期维护。以谷壳为炭化原材料，进行了功能性试验，谷壳炭化效果良好，表明其工艺路线设计较为合理。该设备结构合理、操作方便、可实现连续化生产，具有一定的市场前景。

麻育秧膜对水稻机插育秧盘底面氧供应的补偿效应研究

周晚来1,2,3,易永健1,谭志坚1,汪洪鹰1,杨媛茹1,余旺1,牛艳斌1,易镇邪2,3,王朝云1*

2018, 20(11): 79-84. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0290

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麻育秧膜是一种用于水稻机插盘育秧的新型膜材料，大量的应用实践表明在机插育秧盘底面垫铺麻育秧膜可显著促进秧苗根系生长发育，提高秧苗素质，然而其作用机理尚未明确。检测分析了麻育秧膜的微观形态特征，通过直接测定秧盘底面氧浓度，结合模拟演示方法，探索了在水稻机插育秧盘底面垫铺麻育秧膜对盘底氧供应的补偿效应。结果表明：盘底垫铺麻育秧膜可迅速补偿盘底面氧气消耗，外界氧气进入盘底小孔后，依赖麻育秧膜进行微孔扩散，转移到整个育秧膜面并与底层根系表面直接接触，最终显著增加可直接接触到氧气的根系数量，进而增加根系摄氧，从而达到类似于增氧栽培的效果。

基于ANSYS的鸡毛菜茎秆切割的有限元分析及验证试验

刘东,肖宏儒*,金月,杨光

2018, 20(11): 85-93. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0224

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鸡毛菜切割部件是鸡毛菜有序收获过程中的关键部件，为了降低有序收获过程中的损失率和损伤率，提高收获效率，采用静态测量法，应用质构仪对鸡毛菜茎秆在压缩条件下的一系列力学特性参数进行测定分析，得到在压缩条件下鸡毛菜茎秆轴向弹性模量范围为3.15~3.91 MPa，径向弹性模量范围为20.24~20.99 MPa。结合试验所得鸡毛菜茎秆力学特性相关数值在有限元分析软件ANSYS中建立鸡毛菜茎秆材料库，再利用三维建模软件SolidWorks建立切割过程模型，将之导入ANSYS中进行显示动力学分析，并对有限元分析所得结果进行田间试验验证，对比结果显示：当割刀往复速度v大于0.40 m/s时，能有效完成对鸡毛菜茎秆的切断过程，且割茬整齐、断口平滑、无扯皮现象，分析结果为后续鸡毛菜切割部件的设计及参数优化提供理论依据。

玉米耐盐碱能力及评价指标筛选研究

景宇鹏1,2,连海飞1,李焕春1,史培1,杜超3,刘梅4,常新娟5

2018, 20(11): 94-104. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0036

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为了探讨土默川平原6种玉米品种的耐盐碱能力及筛选耐混合盐碱评价指标，采用室内发芽和室外砂培试验，研究了混合盐碱胁迫对玉米种子萌发和幼苗生长生理生化特性的影响。结果表明：混合盐碱胁迫下，种子发芽时间推迟、发芽过程延长。随着盐碱胁迫强度的增大，玉米种子发芽率、胚生长呈明显降低的趋势，而盐害指数逐渐增加，对玉米植株生长的抑制程度也逐渐增大，幼叶中丙二醛（MDA）、脯氨酸、超氧化物歧化酶（SOD）含量逐渐增加，而可溶性蛋白含量逐渐降低。6种玉米品种的耐盐碱能力表现为：玉龙2号＞吉单535＞玉龙8号＞东单969＞农夫9号＞南北1号。根据11个耐盐碱评价指标的主成分分析结果，最终筛选出种子发芽率、胚生长、株高、生物量、脯氨酸含量作为评价玉米耐盐碱性的特征因子。

桑条高产栽培及其制浆造纸研究

季柳洋1,范永明2,赵天榜1*

2018, 20(11): 105-111. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0522

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为探究桑条高产栽培方式，以湖桑32号为材料研究了肥料用量、栽植密度、基桩年龄及留条数对桑条生物量的影响，结果表明施有机肥30 000 kg/hm2、栽植密度30 000株/hm2的栽培方式下，桑条生物量相对最高。同时为了分析桑条在造纸工业的利用价值，以桑树、毛白杨、沙兰杨、大官杨、泡桐5种树种进行制浆造纸物理强度试验，发现桑条多数物理强度指标表现优异，通过改良化机浆制浆，桑条机浆的理化性质符合国家标准，桑条漂白浆性能优良，该结果可为桑条高产栽培及造纸资源的开发利用奠定基础。

外源硫化氢对干旱胁迫下烟草幼苗生理生化特性的影响

张杰,马晓寒,陈彪,许自成*,王迎惠

2018, 20(11): 112-119. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0818

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为明确外源硫化氢（H2S）对干旱胁迫下烟草幼苗的缓解作用，以豫烟10号为研究对象，利用硫氢化钠（NaHS）作为外源硫化氢供体，研究了不同浓度（0.01 mmol/L、0.1 mmol/L、0.4 mmol/L、0.7 mmol/L、1 mmol/L）NaHS对15%PEG-6000模拟干旱胁迫下烟草幼苗生理生化特性的影响。结果表明：与对照（全营养液正常生长）相比，干旱胁迫下的烟草幼苗生长受到了显著的影响，在加入NaHS预处理后，与干旱胁迫相比，烟草幼苗的含水率、叶绿素含量、根系活力等指标显著提高，特别是脯氨酸含量显著增加，提高了幼苗的吸水和保水性，同时体内多种抗氧化物（SOD、POD、CAT、APX）的活性显著增强，叶片电导率、过氧化氢（H2O2）和丙二醛（MDA）含量下降，减小了干旱胁迫导致活性氧（ROS）含量升高对烟草幼苗带来的伤害。干旱胁迫下的烟草幼苗经过NaHS预处理后，各项生理指标反应有明显的梯度效应，表明0.4 mmol/L NaHS处理效果最佳，外源硫化氢可在一定程度上增强烟草幼苗对干旱胁迫的适应能力。

干筋期温度和时间对皖南烤烟烟叶质量及焦甜香风格的影响

刘要旭1,2,蔡宪杰3,程森3,朱启法4,马称心4,黄魏魏4,徐秀红1,张玉琴1,2,李青山1,2,王传义1*,卢晓华3*

2018, 20(11): 120-126. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0612

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为阐明干筋期温度和干筋时间与皖南烤烟烟叶质量及焦甜香风格的关系，在安徽宣城烟区，以主栽品种云烟97的中部烟叶为供试材料，研究了不同干筋温度和干筋时间对皖南烟叶香气成分及焦甜香风格的影响。结果表明：随着干筋温度的提高，烤后烟叶外观质量和感官评吸质量呈先改善后变差的趋势，焦甜香主要关联香味成分含量表现出相同趋势；随着干筋时间的延长，烤后烟叶外观质量和感官评吸质量有变差的趋势，主要香味成分含量和焦甜香主要关联香味成分含量均有减小的趋势。适宜的干筋期温度和时间（干球温度68℃，湿球温度41℃，烘烤时间24 h）有利于彰显烟叶焦甜香风格。

基于全混合厌氧反应器厌氧发酵猪粪产生沼液的环境影响分析

刘结友1,2,曲亮1,3*

2018, 20(11): 127-134. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0837

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为了探究基于全混合厌氧反应器工艺处理猪粪产生沼液的主要成分和沼液还田的环境影响，通过采集3个规模化养殖场的猪粪、经厌氧发酵产生的沼液及沼液灌溉后的土壤样品，分别检测分析了样品中化学需氧量（COD）、5日生化需氧量（BOD5）、重金属含量和营养元素等物质含量。结果表明：基于全混合厌氧反应器工艺处理猪粪后，沼液中COD和氨氮的去除率分别为63%~82%和37%~75%；沼液重金属中锌、铜含量相对较高，分别为2.1×104 μg/L和3.8×103 μg/L；沼液和饲料中重金属含量的相关系数达0.93~0.95；施用沼液后土壤中营养元素增加幅度为0.3~14倍，重金属含量基本能够达到Ⅰ级土壤标准要求。合理的施用沼液可增加土壤中有益成分的含量，不会对土壤造成明显的重金属污染，其种植作物可食用部分的重金属含量满足食品安全的要求。

改性生物炭对沼液氨氮的吸附效果研究

马艳茹1,2,孟海波2,沈玉君2,丁京涛2,王黎明1*

2018, 20(11): 135-144. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0764

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针对沼液中氮含量排放超标污染问题，为筛选出能使氮元素最大回收的有效吸附方法，以玉米秸秆、玉米芯和木屑为原料，分别于550℃、600℃、650℃下热解成生物炭，并采用NaOH+微波、FeCl3、KOH和HNO3对其进行改性处理，采用扫描电镜和压汞仪对生物炭进行表征，通过吸附动力学、吸附等温线和影响因素试验考察生物炭对NH+4-N的吸附效果。结果表明：NaOH+微波改性的550℃玉米秸秆炭（A-550-NaM）、KOH改性的550℃玉米秸秆炭（A-550-K）、NaOH+微波改性的600℃木屑炭（C-600-NaM）和FeCl3改性的550℃玉米芯炭（B-550-Fe）对NH+4-N的吸附平衡时间在60~150 min之间，其平衡吸附量分别为8.58 mg/g、8.30 mg/g、7.95 mg/g和8.01 mg/g；Langmuir模型较Freundlich模型更适合描述B-550-Fe、A-550-NaM和A-550-K对NH+4-N的吸附行为，3种改性生物炭对NH+4-N的最大吸附量分别为200.24 mg/g、101.86 mg/g和94.82 mg/g。

仿刺参7个盐度相关基因在低盐胁迫下的表达模式

商艳鹏,田燚*,李晓雨,蒋亚男,常亚青

2018, 20(11): 145-153. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0789

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从仿刺参Apostichopus japonicus低盐转录组数据库中选取肌腱蛋白-R1 (TN-R1）、肌腱蛋白-R2(TN-R2)、乙酰胆碱受体亚基α-3(CHRNA3）、脂肪酸结合蛋白6(FABP6)、单羧酸转运蛋白2(SLC16A7)、纤维胶凝蛋白1 (Fcn1)、黑素转铁蛋白(Mfi2)共7个盐度调节相关基因，利用 qRT-PCR 技术分析这7个基因在低盐胁迫下不同组织中的表达水平及表达丰度。结果表明TN-R1基因在仿刺参体腔液中表达水平最高，呼吸树次之，肠表达较低；TN-R2基因在仿刺参体腔液中表达水平最高，在肠中表达较低，呼吸树中不表达。SLC16A7、FABP6、Fcn1、CHRNA3和Mfi2均在体腔液中表达最高。Mfi2基因在体腔液中明显上调表达，在呼吸树组织和肠组织中下调表达，且与对照组均呈显著性差异。Fcn1在体腔液中的表达量在胁迫后1.5 h达到最高，为对照组的669倍，在胁迫48 h之前均呈明显上调。低盐胁迫下这7个基因表达丰度的变化，说明这些基因或作为功能基因直接参与机体的盐度适应的代谢调节，或作为调控基因调节盐度相关功能蛋白的表达和活性来提高仿刺参对低盐胁迫的耐受能力。上述结果表明仿刺参的盐度适应过程是一个需要多基因参与的应激反应信号转导网络，为仿刺参盐度调节适应机制的研究奠定基础。

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