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中国农业科学
中国农业科学院
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路文如

半月刊

0578-1752

zgnykx@mail.caas.net.cn

010-82109808 82106279

100081

北京中关村南大街12号

中国农业科学/Journal Scientia Agricultura SinicaCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为综合性农牧业科学学术刊物。主要发表我国农牧业科学在基础理论和应用技术方面的学术论文、重要科研成果和专题报告及各学科研究进展综述等。主要栏目有作物栽培的理论与实践、作物育种与品种资源、生物技术、植保、土肥、畜牧、兽医、研究简报等。读者对象为农牧业科技工作者、农业院校师生和农业管理干部。
正式出版
收录年代

    转录组分析筛选调控苹果分枝能力的关键基因

    张海青张恒涛高启明姚家龙...
    1995-2009页
    查看更多>>摘要：[背景]苹果分枝数量的多少对于树体适应环境、生长生存、竞争资源都具有十分重要的作用。在实际生产过程中，多分枝的苹果品种更能满足整形修剪的需求，其不仅有利于果农因地制宜适时调整树体结构，塑造便于机械化采收的树形;而且对于调整结果枝均匀分布、保证结果量和果实品质都至关重要。[目的]本研究拟通过对同一发育时期的多分枝品种'华星'和少分枝品种'华硕'的顶芽、侧芽分别进行转录组测序，挖掘影响苹果分枝能力的关键基因，解析候选基因通过介导激素通路调控苹果分枝能力的潜在机理，为提高苹果分枝能力及产量提供理论依据。[方法]分别对'华硕'和'华星'的侧芽及顶芽进行转录组测序，通过差异表达基因(DEG)分析并借助加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis，WGCNA)等生物信息学手段，筛选引起分枝数量差异的核心候选基因，并通过在拟南芥中异源过表达候选基因对筛选结果准确性进行验证。[结果]在'华硕'和'华星'的顶芽之间比对共得到2 920个差异表达基因，而'华硕'和'华星'侧芽间比较共筛选到 5 127 个差异表达基因。DEGs 主要富集在植物激素信号传导通路中，生长素信号通路和独脚金内酯信号通路与苹果分枝能力关系最密切，相关编码MdIAA3、MAX2、TCP、JAZ等家族的基因在两个品种侧芽间的差异十分显著。编码 CYC(cyclins)、CDK(cyclin-dependent kinase)、EXPA(expansin)等细胞周期、细胞壁修饰相关基因家族的DEGs也与苹果分枝能力呈正相关。进一步通过WGCNA分析得到候选基因CAD、EXPA、CYC、JAZ、SAUR的互作网络关系，这些基因可能在苹果分枝能力的调控过程中具有一定作用。对MdIAA3异源转化拟南芥后，发现MdIAA3明显增加了拟南芥长势、结荚数、分枝数。[结论]通过转录组分析，筛选到 13 个调控基因可作为苹果分枝能力控制的潜在基因，MdIAA3在拟南芥中异位表达，明显促进了植株长势和分枝能力;苹果分枝能力的调控主要涉及细胞的分化与发育，细胞壁修饰，生长素、独脚金内酯信号传导等过程。

    苹果分枝能力转录组分析KEGG植物激素MdIAA3

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    基于模糊建模解析不同产地沃柑果实感官品质差异

    吴雅诺刘园孔佳涛胡哲辉...
    2010-2022页
    查看更多>>摘要：[目的]果实感官品质是决定果品市场竞争力最重要的因素，建立科学的柑橘果实综合感官品质评价方法，明确不同产地柑橘果实感官品质差异，探究消费者偏好性，筛选与柑橘感官属性密切相关的代谢产物，为柑橘育种、实际生产及市场销售提供理论支撑和数字化方法。[方法]以具有品质差异的 9 个产区沃柑果实为试验材料，首先组织评价员对样品各感官属性及权重进行评价，利用模糊数学得出不同感官属性的权重排名，并对不同产地样品的综合感官品质进行排序及分组;同时，检测常规理化指标，并通过气相色谱质谱联用仪(gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS)和高效液相色谱(high performance liquid chromatography，HPLC)分析与果实风味相关的可溶性糖、有机酸、氨基酸、类黄酮等代谢产物;进而利用 OPLS-DA 分析不同组间样品的主要差异代谢物，并通过皮尔逊相关性分析将样品各感官属性与相关代谢物质数据进行关联;最终获得可反映沃柑风味品质的重要代谢标志物。[结果]沃柑感官属性权重排名为果肉甜度＞果肉酸度＞果肉化渣性＞果实色泽＞果实香气＞果实外形;常规指标固酸比不适合用于沃柑果实样品内在品质优劣的精准分级。因此，基于综合感官品质差异，9 个产地沃柑样品被划分为两组，高感官品质组沃柑样品综合得分均高于 60 分，低感官品质组综合得分均低于 60 分。OPLS-DA分析表明，3 种主要差异代谢产物可在风味上显著区分高、低感官品质组沃柑样品，这些物质分别为L-谷氨酸、橙皮苷和L-缬氨酸。皮尔逊相关性分析表明，α-酮戊二酸、L-谷氨酸和橙皮苷含量与沃柑综合感官品质、甜度和酸度得分多呈显著负相关。[结论]模糊数学可用于沃柑果实综合品质评价，消费者对沃柑的果肉甜度和酸度更为关注，L-谷氨酸和橙皮苷对沃柑果实品质差异的形成具有重要作用。

    沃柑(CitrusreticulataOrah)感官品质代谢产物感官评价模糊逻辑模型

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    五种树坚果油体的结构组成与稳定性

    孙晓岩金凤杨旭畅王丰俊...
    2023-2034,中插45-中插48页
    查看更多>>摘要：[目的]在油料种子中，脂类物质主要以油体的形式存在。核桃、榛子等树坚果是重要的木本油料，通过比较 5 种树坚果油体在形态、组成和稳定性上的差异，同时探讨三者间的关系，为木本坚果油脂的利用提供新途径。[方法]以核桃、巴旦木、榛子、薄壳山核桃、松子5种树坚果为研究对象，利用透射电镜对种仁细胞内油体的形态和大小进行观察比较;采用SDS-PAGE技术对油体膜蛋白进行分离，切取蛋白条带进行LC-MS/MS质谱鉴定;利用脂质组学对油体膜磷脂和油体内部甘油三酯组成进行分析;基于室温储藏条件下油体的形态变化，结合测定过氧化值和硫代巴比妥酸值，对油体稳定性进行评价。[结果]5种树坚果种仁细胞内均充斥油体和蛋白体，油体具完整包膜，形态多呈非对称椭球形，最大平均粒径为薄壳山核桃油体(2。34±0。48)μm，最小为巴旦木油体(1。21±0。19)μm。油质蛋白(oleosin)是5种树坚果最主要的油体膜蛋白组分，占膜蛋白总量的 72。76%—84。15%;其分子量分布较窄，为 14。7-18。8 kDa，但不同坚果中oleosin亚型数量存在较大差异。钙调油体蛋白(caleosin)占膜蛋白总量的14。34%—24。96%，其在不同坚果中的分子量接近，为26。5-27。1 kDa，且5种坚果中均只鉴定出一种caleosin构型。固醇油体蛋白(steroleosin)仅在核桃、薄壳山核桃和松子中被鉴定出，占膜蛋白总量的 8。95%—12。89%。脂质组成方面，5 种树坚果油体内部的甘油三酯组成差异较大，但膜磷脂组成近似。磷脂酰丝氨酸(PS)和磷脂酰胆碱(PC)是最主要的膜磷脂组分，两者合占膜磷脂总量的 67。91%—75。06%。膜磷脂中不饱和脂肪酰基链比例高达69。64%—74。52%，且其中38。64%—45。15%的脂肪酰基均为油酸酰基。室温下榛子油体表现出最高的稳定性，储藏过程中，油体逐渐聚集并融合，同时伴随脂质氧化程度的升高，最终导致乳析现象的发生。[结论]5 种树坚果以薄壳山核桃油体粒径最大，榛子油体稳定性最高。不同树坚果油体具有近似的膜蛋白和膜磷脂组成，但在oleosin异构体数量、油体内甘油三酯组成以及组分间比例上差异明显。其中，油体内脂质含量与oleosin的比例、油体膜磷脂与油体膜蛋白的比例可能对油体大小和稳定性具有重要影响。

    树坚果油体油质蛋白膜磷脂稳定性

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    基于体外仿生酶水解物能值和化学成分预测谷物饲料原料的鸡代谢能值

    李凯白国松滕春然马腾...
    2035-2045页
    查看更多>>摘要：[目的]利用单胃仿生消化系统测定小麦、稻谷及糙米原料的鸡酶水解物能值(EHGE)，结合两种体内法(自由采食法(FF)和排空强饲法(TF))测定的小麦、稻谷及糙米原料的鸡代谢能值，建立基于酶水解物能值和原料化学成分的鸡代谢能值预测模型，为谷物原料鸡代谢能值快速预测提供参考。[方法]使用单胃仿生消化系统分别测定 3 种来源的小麦、稻谷及糙米共计 9 个样品的鸡酶水解物能值(EHGE)，每个谷物样品设置 5 个重复，每个重复 1 根消化管。结合前期通过自由采食法和排空强饲法测定的同批次原料的鸡表观代谢能值(AME)和真代谢能值(TME)，利用线性回归建立基于化学成分及酶水解物能值的 AME、TME 预测模型。[结果](1)在干物质基础下，3 种来源的小麦原料酶水解物能值分别为 14。46、14。63和14。80 MJ·kg-1;3种来源的稻谷原料酶水解物能值分别为12。52、13。59和13。40 MJ·kg-1;3种来源的糙米原料酶水解物能值分别为 14。74、15。10 和 15。23 MJ·kg-1。(2)粗灰分和中性洗涤纤维分别与FF法测定的AME和TME(AMEFF，TMEFF)和TF法测定的AME和TME(AMETF，TMETF)呈极显著的负相关(P＜0。01);EHGE与AMEFF、AMETF、TMEFF、TMETF均呈极显著正相关关系(P＜0。01)，相关系数分别为 0。801、0。864、0。807 和 0。866。(3)相较于EHGE建立的代谢能预测模型，基于化学成分建立的预测模型有更高的决定系数(R 2)、更低的残差标准差(RSD)。对于AMEFF和TMEFF，Ash为最佳预测因子，预测模型为:AMEFF=16。728-0。842×Ash(R2=0。809，RSD=0。826，P=0。001)，TMEFF=16。812-0。842×Ash(R 2=0。816，RSD=0。806，P=0。001);对于AMETF和TMETF，NDF为最佳预测因子，预测模型分别为:AMETF=16。106-0。157×NDF(R 2=0。907，RSD=0。523，P＜0。001)，TMETF=17。654-0。157×NDF(R 2=0。903，RSD=0。534，P＜0。001)。[结论]小麦、和糙米的EHGE高于稻谷 EHGE，且三类谷物原料的EHGE与体内法测定的代谢能值具有较好的相关性。本研究条件下，基于化学成分建立的谷物AME和TME预测模型优于基于EHGE建立的预测模型。

    鸡代谢能酶水解物能值预测模型谷物

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    全基因组关联分析筛选文昌鸡体尺性状相关分子标记

    骆娜安炳星魏立民文杰...
    2046-2060页
    查看更多>>摘要：[目的]体尺是评价禽类生长特性的主要指标，通过筛选与文昌鸡体尺性状相关的分子标记及候选基因，为解析体尺性状的遗传机制及分子育种提供理论支撑。[方法]利用海南省文昌鸡品系3个世代(n=2 024)群体作为研究对象，测定每只鸡在上市日龄的胫长、胫围、体斜长、龙骨长及胸宽等 5 个体尺性状。采集血液进行鸡"京芯一号"55 K 芯片测序及基因分型，使用GEMMA软件与PLINK软件进行全基因组关联分析，鉴定与体尺性状相关的SNP位点和候选基因，通过LD分析鉴定与体尺性状显著相关的单倍型。[结果]表型结果显示，113日龄文昌鸡公鸡平均胫长8。64 cm，胫围0。46 cm，体斜长19。73 cm，龙骨长12。32 cm，胸宽6。81 cm;母鸡平均胫长6。98 cm，胫围0。40 cm，体斜长17。79 cm，龙骨长10。45 cm，胸宽6。24 cm。经过质控后，共保留42 206 个SNPs和2 024个个体用于后续研究。使用Plink软件进行PCA主成分分析，结果发现 3 个世代群体存在一定的分散情况，因此在GWAS关联分析中加入了前 3 个主成分作为协变量，以校正群体结构对关联分析的影响。GWAS结果研究共鉴定出 19 个SNPs位点与胫长性状显著或建议性显著相关(P值分别为 2。17789E-06 和4。35578E-05)，23 个SNPs位点与胫围性状显著或建议性显著相关，7 个SNPs位点与体斜长性状显著或建议性显著相关，2个SNPs位点与龙骨长性状显著或建议性显著相关，未鉴定出与胸宽性状或建议性显著相关的SNPs位点。通过对显著性位点进行注释，结果共鉴定到16 个体尺性状相关的候选基因，包括羧基末端 LIM 结构域结合蛋白2(LIM domain binding 2，LDB2)、染色体缩合蛋白G(non-SMC condensin I complex subunit G，NCAPG)、序列相似家族184成员B基因(family with sequence similarity 184 member B，FAM184B)、A 型钾离子通道调节蛋白4(potassium voltage-gated channel interacting protein 4，KCNIP4)等。通过 LD 单倍型分析结果显示，GGA4 存在 3 个显著关联的单倍型，对于胫长性状，rs316943436和rs313978573两个位点位于单倍型区块中;对于胫围性状，rs313196946AA、rs316242963、rs315796839、rs313978573、rs734365522 共 5 个位点位于单倍型区块中;对于体斜长性状，只有 1 个位点(rs313978573)位于单倍型区块中，其中候选基因LDB2和NCAPG在显著的block区块中被注释到。[结论]经GWAS方法筛选出SEPSECS、LGI2、DHX15、KCNIP4、NCAPG、FAM184B、LDB2、CC2D2A作为胫长性状潜在的候选基因;FH、TBC1D1、DTHD1、SEPSECS、LGI2、SOD3、PPARGC1A、KCNIP4、NCAPG、FAM184B、CLRN2、LDB2、TAPT1、CC2D2A作为胫围性状潜在的候选基因，KCNIP4、LDB2、TAPT1、NRXN3作为体斜长性状潜在的候选基因，FAM184B作为龙骨长性状潜在的候选基因。总之，本文确定了LDB2、NCAPG和FAM184B等作为胫长、胫围、体斜长和龙骨长等体尺性状的潜在功能基因。为文昌鸡体尺性能的分子标记辅助选择育种提供理论支撑。

    全基因组关联分析鸡体尺性状胫长胫围

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