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中国农业科学
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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。
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收录年代

    西北灌区复种绿肥及减氮条件下春小麦产量及水分利用特征

    张殿凯李盼范虹何蔚...
    2189-2201页
    查看更多>>摘要：[目的]针对西北灌区春小麦生产中氮肥投入过高、水分利用效率低等问题,探讨复种绿肥及减量施氮对春小麦水分利用特征的影响,以期为优化春小麦生产的水资源高效利用提供理论依据.[方法]采用裂区设计,主区设麦后复种绿肥毛叶苕子(W-G)和麦后休闲(W)两种种植模式,副区设传统施氮(N3,180 kg·hm-2)、减施氮肥15％(N2,153 kg·hm-2)和减施氮肥30％(N1,126 kg·hm-2)3个施氮水平,于2020-2021年研究复种绿肥及减氮对春小麦产量、耗水量及水分利用效率的影响.[结果]麦后复种绿肥结合适量减施氮肥可提高春小麦播前土壤贮水量,W-G较W模式春小麦播前土壤贮水量增加11.5％-13.5％,麦后复种绿肥结合氮肥减施15％(W-GN2)与麦后复种绿肥结合减氮30％(W-GN1)较对照麦后休闲结合传统施氮量(W-N3)春小麦播前土壤贮水量分别提高12.1％-20.2％与15.2％-16.6％,W-GN2与W-GN1处理间无显著差异.W-G较W春小麦耗水量降低12.6％-13.7％,复种绿肥模式中以W-GN2降低春小麦耗水量幅度最大,较麦后休闲结合减氮15％(W-N2)、W-N3分别降低21.8％-25.8％、21.3％-26.3％;W-G通过降低春小麦拔节期至灌浆初期的耗水模系数,增大播种前期至拔节期与灌浆初期至成熟期的耗水模系数(两阶段耗水量占全生育期总耗水量的比例为60.5％-64.1％),有效协调春小麦前后生育时期的水分需求特征,增强了春小麦生长发育过程中水分供需同步性.相比W-GN1、W-GN3,W-GN2处理的调控效应更突出.W-G具有增产优势,较W增产13.5％-14.1％;W-GN2较W-N2与W-N3分别增产16.7％-18.4％与13.6％-14.6％.因而,W-G较W模式提高水分利用效率为29.4％-31.0％,麦后复种绿肥模式中,以W-GN2提高水分利用效率的幅度较大,较 W-N2、W-N3 分别提高 44.2％-46.8％、39.1％-43.5％,较 W-GN1、W-GN3 分别提高 36.2％-50.7％、9.1％-17.0％.[结论]麦后复种绿肥结合减施氮肥15％(即施氮153 kg·hm-2)较传统水氮管理提高春小麦产量及水分利用效率,可推荐为西北灌区春小麦水分高效利用的生产模式.

    毛叶苕子减量施氮春小麦产量水分利用效率西北灌区

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    山东省小麦玉米秸秆资源分布与还田减肥潜力

    柴如山朱丽青刘梦阳罗来超...
    2202-2214页
    查看更多>>摘要：[目的]山东地处华北地区,是我国小麦玉米主产省份.明晰其秸秆资源的空间分布特征及秸秆还田的养分替代潜力,可为推进全省秸秆综合高效利用和农田化肥合理减量增效提供决策依据.[方法]基于统计年鉴资料和文献调研数据,利用草谷比法对2019-2021年山东省不同地区小麦玉米秸秆年均产量及还田情景下的化肥可替代量进行测算.[结果]2019-2021年山东省小麦和玉米秸秆年均产量分别为2 928万t和2 252万t,两种秸秆资源的区域占比表现为鲁北(34.9％、34.7％)＞鲁西南(27.6％、24.9％)＞鲁中(20.2％、21.4％)＞鲁东(9.1％、11.3％)＞鲁东南(8.2％、7.8％).单位面积小麦秸秆可收集量排序为鲁北(5 573 kg·hm-2)＞鲁西南(5 380 kg·hm-2)＞鲁中(5 361 kg·hm-2)＞鲁东南(5 088 kg·hm-2)＞鲁东(4 968 kg·hm-2),玉米秸秆可收集量排序为鲁西南(5 121 kg·hm-2)＞鲁北(5 034 kg·hm-2)＞鲁东南(4 807 kg·hm-2)＞鲁中(4 790 kg·hm-2)＞鲁东(4 709 kg·hm-2).秸秆产量较高的菏泽、德州、聊城、济宁和潍坊五市的小麦和玉米秸秆总占比分别为57.5％和55.5％,而秸秆产出较少的东营、淄博、日照和威海四市的两种秸秆总占比分别仅为7.2％和8.0％.全省小麦秸秆N、P2O5、K2O养分年均资源量分别为13.94万t、5.13万t和50.90万t,玉米秸秆N、P2O5、K2O养分资源量分别为16.65万t、6.58万t和36.60万t.区域尺度上单位面积小麦秸秆还田当季的N、P205、K20养分理论可替代化肥的量分别为16.7-18.7、7.8-8.7和110.4-123.8 kg·hm-2,玉米秸秆还田的N、P2O5、K2O养分可替代化肥的量分别为25.4-27.6、11.8-12.8和83.2-90.5 kg·hm-2.[结论]山东省不同地区的小麦玉米秸秆资源总量及单位面积可收集量存在一定差异,应因地制宜加强秸秆高效利用;秸秆还田利用情景下需考虑还田秸秆的替代化肥潜力,以促进化肥减量增效和农业绿色发展.

    小麦玉米秸秆资源秸秆还田化肥替代山东省

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    氮形态对小白菜根系生长、根区pH及细胞壁组分的影响

    韩瑞锋郭雨琴王玉琢成永三...
    2215-2226页
    查看更多>>摘要：[目的]氮素(N)是调控蔬菜作物生长的重要因子,探究氮形态对小白菜根系生长及细胞壁组分的影响,明确根区pH变化与质膜(PM)H+-ATPase的关系,为进一步研究氮素调控植物根系生长发育提供理论基础.[方法]以小白菜('华王')为试材,设置3个N素形态(硝态氮(N03--N)、铵态氮(NH4+-N)、甘氨酸态氮(Gly-N)),采用营养液水培法,探究无机氮和有机氮调控小白菜根区pH和根细胞壁组分对根系生长的影响,同时探讨氮营养对小白菜根系生长素(IAA)和PM H+-ATPase酶的影响.用根系扫描法和生理试验等方法,测定小白菜的总根长、总根体积、总根表面积和根尖数等根系形态指标以及介质pH、PM H+-ATPase酶活性、IAA含量、细胞壁及其主要组分含量、果胶甲酯酶(PME)、扩张素(EXP)含量等生理指标,并分析根系形态和各生理指标之间的相关性.[结果]Gly-N和NO3--N均碱化介质pH,且Gly-N碱化介质pH的能力高于NO3--N处理,NH4+-N酸化介质pH.与N03--N处理相比,Gly-N处理显著降低小白菜地上部(40.23％)和根系干物质含量(21.74％)、主根长(55.15％)、总根长(58.63％)、总根表面积(53.12％)、总根尖数(73.07％)、根分叉数(65.39％)、内部链接数(40.91％)和外部链接数(73.94％),提高了根系细胞壁提取率(22.00％)、果胶(47.74％)、纤维素(25.30％)、EXP(109.53％)、PM H+-ATPase 酶活性(15.42％)、根冠比(30.33％)、拓扑指数(11.43％)和分形维数(4.32％);NH4+-N处理植株地上部干物质含量、主根长、根分叉数、内部链接数、外部链接数、根系PME活性和IAA含量分别显著降低 22.98％、34.30％、35.32％、26.22％、29.02％、36.38％和 8.74％,根系 PM H+-ATPase 酶活性、细胞壁提取率、果胶和半纤维素分别显著提高14.60％、19.38％、22.98％、74.33％.根系形态指标与生理指标之间的相关分析结果表明,总根表面积与总根长、总根尖数、外部链接数、根分叉数呈极显著正相关(P＜0.01),与主根长、内部链接数、叶干重呈显著正相关(P＜0.05);总根表面积与根直径、扩张素、拓扑指数呈极显著负相关(P＜0.01),与果胶、纤维素和分形维数呈显著负相关(P＜0.05).根直径与扩张素、纤维素、分形维数、拓扑指数呈极显著正相关(P＜0.01),与果胶呈显著正相关(P＜0.05).[结论]Gly-N和NH4+-N均增加了小白菜根系细胞壁含量,抑制了小白菜根系的伸长生长;Gly-N更有利于果胶和纤维素的积累,NH4+-N有利于半纤维素的积累.

    小白菜氮形态pH根系生长细胞壁

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    苦瓜品种SSR分子标记鉴定技术体系构建与应用

    苏国钊李嫒嫒刘中华陈宇华...
    2227-2242页
    查看更多>>摘要：[目的]筛选出一套SSR核心引物,建立苦瓜品种分子鉴定体系和SSR指纹图谱库,为苦瓜品种鉴定、纯度鉴定和新品种权保护等提供技术支撑.[方法]选用表型差异大的8个苦瓜代表性品种,通过6％聚丙烯酰胺凝胶电泳对138对SSR引物进行初步筛选,将筛选出的引物5'端进行荧光标记.选取不同地理来源的95个苦瓜品种进行PCR扩增,经荧光毛细管电泳检测,计算各引物的区分率、PIC值、等位基因数等参数,复选一套区分率高、多态性良好的SSR引物组合.将复选得到的引物对另外113个苦瓜品种进行检测,筛选出SSR核心引物,构建苦瓜品种DNA指纹图谱库.[结果]使用聚丙烯酰胺凝胶电泳初步筛选出45对特异性强、多态性高、条带清晰的SSR引物.使用荧光毛细管电泳,从小群体至大群体最终筛选出20对SSR核心引物.核心引物分4组进行多重电泳,采集了 208个苦瓜品种的DNA指纹数据.20对SSR核心引物共检测到65个等位变异,102种基因型.在此基础上,选取12个参照品种,可覆盖所有等位变异类型.经构建系统发育树分析,208个苦瓜品种被分为两类,20对SSR核心引物适用于苦瓜群体遗传多样性分析.核心引物可以将208个苦瓜品种中的202个区分开,区分率达到97.11％.使用11组亲本与杂交种材料进行亲缘关系鉴定,基本符合孟德尔遗传定律,其中2组各出现1个片段丢失的位点,可为苦瓜杂交种关系鉴定的判定阈值提供参考.[结论]本研究基于20对SSR核心引物构建的苦瓜品种分子鉴定体系鉴定效果好,应用性强,可用于苦瓜品种真实性鉴定、纯度鉴定、杂交种关系鉴定、辅助DUS测试筛选近似品种和新品种权保护等.

    苦瓜SSR核心引物DNA指纹图谱库毛细管电泳

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    基于靶向捕获测序的猪单倍型基因组选择效果研究

    刘燕玲邱奥张梓鹏王雪...
    2243-2253页
    查看更多>>摘要：[目的]探索靶向捕获测序技术的猪单倍型基因组选择研究效果,为我国猪分子育种提供借鉴.[方法]收集了 1267头大白猪的生长性能测定记录和800头大白猪的繁殖记录,利用基于靶向捕获测序技术(genotyping by target sequencing,GBTS)开发的猪50K液相芯片(液相50K)以及靶向捕获重测序数据进行基因型分型,对靶向捕获重测序数据进行单倍型分析,比较固定SNP数目、固定物理间距和靶向block三种单倍型区块划分方法以及单个SNP数据的基因组选择准确性.其中靶向block方法是基于靶向捕获测序技术设计的一种单倍型区块划分方法,通过将靶位点与其上下游400 bp内SNP(mSNP)组合为一个block的方式构建单倍型.本研究对每个单倍型区块采用Beagle5.1进行单倍型推断后,将不同单倍型重新编码为单倍型等位基因,然后利用单倍型剂量模型构建单倍型基因型矩阵,采用一步法模型(ssGBLUP),估计达百公斤体重日龄(AGE)、百公斤活体背膘厚(BF)和总产仔数(TNB)三个性状的基因组育种值.对两个生长性状(AGE和BF)使用双性状动物模型进行估计,对总产仔数性状使用单性状重复力模型.使用年轻群体验证和5倍交叉验证两种验证方法,计算基因组估计育种值与育种值之间的相关系数和基因组估计育种值对估计育种值的回归系数,分别评价单倍型基因组预测准确性和无偏性.[结果]年轻群体作为验证群体的基因组预测结果表明,相较于液相50K SNP,基因型质量控制后,靶向捕获重测序标记数由液相50K的42 302增加到了 88 105,但其对三个性状的基因组选择准确性反而有所下降.通过靶向block方法划分的单倍型区块平均包含SNP 2.08个、单倍型等位基因5.67个.基于三种单倍型区块划分方法进行的单倍型基因组选择准确性都得到了提高,其中靶向block提升幅度最大,AGE、BF和TNB三个性状准确性比液相50K分别提高了 4.80％,1.98％和6.04％,靶向block多数情况下基因组预测无偏性最优.交叉验证结果与年轻群体验证相似,靶向block方法相较于单标记SNP和其他单倍型区块划分方法均有一定优势,固定间距400 bp划分单倍型的基因组选择效果与靶向block单倍型接近但计算时间增加;固定2个和5个SNP单倍型区块划分方法单倍型基因组预测准确性较单个SNP均有一定提升,但低于靶向block单倍型.[结论]由于液相芯片标记的特点,靶向重测序数据mSNP与液相50K SNP芯片标记多数处于高度连锁不平衡状态,利用靶向block划分的单倍型基因组选择准确性优于50KSNP以及其他两种单倍型区块划分方法,进一步利用了液相芯片的技术优势,拓宽了基于GBTS技术的液相芯片在基因组分析方面的应用.

    猪液相芯片基因组选择单倍型靶向捕获测序

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    我国中东部主要养猪地区死亡育肥猪呼吸道病原菌的流行病学调查及猪多杀性巴氏杆菌的特性鉴定

    罗素贤周红蔺辉星范红结...
    2254-2264页
    查看更多>>摘要：[目的]从我国中东部主要养猪地区因呼吸道疾病死亡的育肥猪病料中分离主要病原菌,并进行鉴定和分型,为近年流行的猪呼吸道病原菌的防控治疗提供流行病学依据.此外,对分离的猪多杀性巴氏杆菌(Pm)特性进行鉴定,为Pm疫苗研制提供参考.[方法]收集2021-2023年我国中东部主要养猪地区规模化猪场因呼吸道疾病死亡的育肥猪的病猪肺脏;用血琼脂和TSA培养基分离病原菌,通过微生物学和分子生物学方法鉴定分离菌株;合成adk、est、gdh、mdh、pgi、pmi和zwf基因引物,以分离的Pm为模板进行PCR,通过测序7对管家基因对Pm进行MLST分型;通过PCR对Pm进行荚膜分型和脂多糖分型;通过PCR对Pm的毒力因子进行检测;在ICR小鼠对单一分离的A型和部分D、F型Pm进行毒力鉴定;检测JS-65、JS-51和JS-34在ICR小鼠的LD50.[结果]共分离Pm 73株,分离率为15.53％;分离猪链球菌(SS)71株、猪胸膜肺炎放线杆菌(APP)29株和副猪格拉菌(GPS)10株,分离率分别为15.11％、6.17％和2.13％.分型结果表明,Pm主要为A:L3型,占55％;SS主要为9型,占38.03％;APP主要为15型,占51.72％;GPS主要为5/12型,占60％.混合感染包括Pm+SS,Pm+APP,SS+APP和Pm+APP+GPS,混合感染占总猪群的16.67％.共分离到3种Pm荚膜型:A(67％)、D(30％)和F(3％)型;2 种脂多糖型:L3 型(56％)和 L6 型(44％);9 种 ST 分型:ST79、ST50、ST7、ST74、ST13、ST27、ST9、ST287 和 ST370,所占比例分别为 33％、26％、16％、10％、4％、4％、3％、3％和 1％.毒力基因检测结果表明:ptfA、fimA、hsf-2、exbB、exbD、tonB、fur、nanH、sodA 和sodC的阳性率大于 95％;hsf-1、pfhA、tadD、hgbA、hgbB、pmHAS、ompA、ompH、oma87和 p1pB阳性率在40％-90％之间;tbpA和nanB阳性率在10％-30％;未检出toxA.毒力鉴定结果表明A型菌株在剂量小于102 CFU时导致小鼠全部死亡,D型菌株在103 CFU剂量时小鼠死亡率为60％-100％,F型菌株在5×103 CFU剂量时小鼠死亡率为60％.在 ICR 小鼠检测 JS-65、JS-51 和 JS-34 的 LD50,结果表明 JS-65 LD50＜10 CFU,JS-51 LD50=6.3 × 102 CFU,JS-34 LD50=3.98 ×103CFU.[结论]2021-2023年我国中东部主要养猪地区病原菌分离结果表明,Pm、SS、APP和GPS是死亡育肥猪的主要呼吸道病原菌,Pm在肺脏中的分离率最高.采用RIRDC分型鉴定到一株ST370 Pm,拓展了猪Pm的MLST分型数据.Pm优势基因型为A:L3:ST79,其在ICR小鼠中毒力最强,最小致死量小于10 CFU,为后续Pm灭活疫苗研制奠定基础.

    流行病学猪多杀性巴氏杆菌鉴定分子分型

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