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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

    冬油菜主产区近40年土壤基本理化性质变化特征

    霍润霞张哲李雯萍张洋洋...
    4696-4705页
    查看更多>>摘要：[目的]探究近40年长江流域冬油菜主产区土壤基本理化性质的变化,明确冬油菜种植区耕地土壤综合肥力变化特征,以期为长江流域中低产田保育和土壤肥力改良提供科学依据.[方法]通过收集整理近40年国内外公开发表的文献及硕士、博士论文数据,分析长江流域冬油菜种植区土壤基础性质的时序变化特征,评估土壤综合肥力变化及其与土壤基础理化性质的相关性.[结果]1981-1990年长江流域冬油菜主产区耕层土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、pH均值分别为18.54 g·kg-1、1.16 g·kg-1、8.60 mg·kg-1、42.90 mg·kg-1 和 6.26,2016-2020年这些指标的均值分别为 25.60 g·kg-1、1.41 g·kg-1、18.66 mg·kg-1、108.98mg·kg-1和6.31,40年来长江流域冬油菜区土壤基础理化性质得到很大程度的改善.其中土壤有机质、全氮年均增幅分别为1.2％和0.7％,土壤有效磷、速效钾含量年均增幅达3.0％和4.0％,土壤pH则在近40年内保持稳定(不同时段平均值范围6.21-6.45).基于改进的内梅罗指数法评估表明,IFI(土壤综合肥力指数)值逐年上升,其中2001-2020年IFI均值较1981-2000年显著提高14.8％-30.4％.土壤有机质、pH、全氮、有效磷、速效钾与IFI呈极显著正相关性,通径分析表明土壤速效钾是影响冬油菜区IFI最大的指标,其次是土壤全氮和有效磷.[结论]近40年来长江流域冬油菜主产区的土壤基础理化性质和综合肥力显著提高.发展油菜种植有利于提高长江流域农田土壤生产力,是长江流域中低产田地力提升的有效途径.

    长江流域冬油菜有机质速效钾土壤综合肥力指数时序变化特征

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    东北黑土区长缓坡耕地横坡垄作与地形对土壤可蚀性的交互作用

    于博威张晴雯郝卓石玉龙...
    4706-4716页
    查看更多>>摘要：[目的]东北黑土区坡耕地土壤侵蚀日益加重,研究横坡垄作与地形对土壤可蚀性K值的交互作用,为东北黑土区坡耕地水土流失的精准防控提供科学依据.[方法]选取黑龙江省北安市红星农场内典型坡耕地为研究对象,在横坡垄作方向与顺坡水线方向共布设25个采样点,并计算相应样点的土壤可蚀性K值,采用单因素方差分析(One-way ANOVA)检验土壤可蚀性K值的差异性,并使用地理探测器模型探讨土壤可蚀性K值的影响因子及其交互作用.[结果]横坡垄作方向,土壤可蚀性K值在垄台呈现从坡顶到坡足逐渐减小的变化趋势,坡足比坡顶减小幅度为6.2％;在垄沟呈现从坡肩到坡足逐渐减小的变化趋势,坡足比坡肩减小幅度为5.8％.顺坡水线方向,由于垄台对地表径流的阻挡作用,垄台和垄沟土壤可蚀性K值沿着坡面并没有明显的变化趋势.地理探测器分析表明,横坡垄作对土壤可蚀性K值的影响最大,其垄台和垄沟的解释率分别达51％和18％以上;横坡垄作与其他因子的交互作用增强了对土壤可蚀性K值的解释能力,特别是横坡垄作与地形的交互作用尤为明显.[结论]黑土区坡耕地土壤可蚀性K值具有明显的空间变异性,横坡垄作与地形对土壤可蚀性的影响存在明显的交互作用,横坡垄作可以显著拦蓄径流,减少土壤侵蚀,但因黑土区坡耕地横坡垄作的坡缓而长,在坡足处易于汇集径流,依然有"断垄"潜在风险.

    土壤可蚀性横坡垄作顺坡水线地形交互作用黑土区坡耕地

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    稻田伴生浮萍碳、氮汇及对水稻产量影响的研究进展

    景立权李凡赵一函王训康...
    4717-4728页
    查看更多>>摘要：浮萍是一种常见于静水环境中的水体漂浮微观植物.以大气C02浓度增高为主导致的温度上升为特征的气候变化威胁着粮食安全.或因气候变暖及灌溉水体富营养化等,近年来我国稻田浮萍伴生有逐年加重趋势.本文综述了浮萍对稻田的影响,发现了一些重要信息:浮萍伴生降低稻田水体温度0.8-2.76 ℃及pH 0.10-0.45,改变了微生物群落结构,减少稻田NH3挥发18.2％-59.0％,提高氮利用率17.2％-78.0％,结果增加了稻田氮汇及稻谷产量(9.0％-34.6％);伴生浮萍生长繁殖快,其年产生物量可达8×105-13×103kg-hm-2,碳汇几乎与当季水稻相当;水稻浮萍的互利共生总体大于竞争,二者伴生呈现了稻田生态系统对环境变化适应的现象.但未来本领域仍需深入研究,包括浮萍伴生,特别是与环境因子互作(高温及高C02浓度等)条件下,对稻田生态环境变化、水稻生长、产量、品质的影响及机制和可能带给稻田的风险等,为未来基于水稻-浮萍等生物协作开发适应气候及环境变化、维持农业可持续发展的稻作技术提供理论支撑.

    浮萍水稻碳汇氮汇产量

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    上位基因控制的茄子果色遗传效应解析

    陈锦溶吕紫见范丽莎游倩...
    4729-4741页
    查看更多>>摘要：[目的]果实颜色是影响茄子商品价值的重要性状.通过解析两白果亲本杂交构建的F2代群体紫红果单株和白果单株特殊分离比产生的原因,为阐明茄子果实颜色形成的调控机制奠定基础.[方法]以花青素合成结构基因ANS(P)突变的白花白果母本19141、未知突变基因位点的白花白果父本19142及其紫红果F1、果色分离的F:群体为试验材料,探讨上位基因控制的茄子果色遗传规律;克隆已知的茄子果色相关D(SmMYB1)和Y(SmDFR)基因,探明父本19142突变的果色基因和方式;开发基因内分子标记,对F2进行基因分型以及与其他果皮无花青素沉着茄子亲本杂交验证,解析上位基因调控茄子果色遗传的分子基础.[结果]E4450 F2紫红果和白果单株分离比符合3对上位基因控制的27∶37的分离比率,19141的P基因位点发生突变,基因型为DDppYY,19142的P和Y基因位点同时发生了突变,基因型为ddPPyy.克隆测序发现,19142的SmMYB1发生可变剪接,导致第2外显子跳跃.19142的SmDFR起始密码子上游-326 bp的SNP(C→G),导致启动子缺失了1个CAAT-box顺式作用元件;在第2外显子最后一个碱基G变C,发生剪切位点突变.基于SmMYB1、SmANS和SmDFR遗传变异,开发了基因内分子标记对E4450 F2单株进行基因分型,结果发现基因型与表型完全吻合;D_P_Y_对应紫花紫红果表型,ddP_Y_基因型对应紫花白果表型,D_ppY_、D_P_yy、D_ppyy、ddppY_、ddP_yy和ddppyy基因型对应白花白果表型.19142与白果自交系19147(ddPPYY)和绿果自交系19144(DDPPyy)分别杂交,结果发现F,果色分别为白色和绿色,果皮无花青素沉着,这进一步证明了19142是SmMYB1和SmDFR两个基因同时发生突变.[结论]2个果皮无花青素沉着的茄子亲本杂交,如果F1代果皮有花青素沉着,且F2代有花青素沉着单株和无花青素沉着果色单株分离比符合27:37,则是由于其中的一个亲本在花青素合成通路的1个基因位点发生了突变,另外一个亲本在花青素合成通路的另外2个基因位点发生了突变.两个果皮无花青素沉着亲本杂交,F1果皮能够合成花青素而呈现紫红,是由于3个上位基因位点D、P和Y同时处于显性状态,花青素合成得以恢复.结构基因SmANS或SmDFR突变抑制植株各个部位花青素合成;转录因子SmMYB1调控具有组织特异性,其突变抑制果皮花青素合成,却不抑制花中花青素合成.

    茄子果色上位基因花青素遗传规律

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    芍药耐热性评价及其鉴定指标筛选

    侯赵玉龚亦钊钱祎程卓雅...
    4742-4756页
    查看更多>>摘要：[目的]采用多元统计分析方法评价不同芍药品种的耐热能力、筛选芍药耐热性鉴定指标,建立更加全面可靠的芍药耐热性评价体系.[方法]本研究以140个芍药品种为材料,采用田间试验,在芍药经过夏季高温胁迫后于8月份测定热害指数、株高、冠幅、叶绿素相对含量(SPAD)等8个形态结构指标以及丙二醛(MDA)、相对电导率(REC)等13个生理指标.采用相关性分柝、隶属函数分析、主成分分析、聚类分析和逐步回归分析对芍药耐热性进行综合评价并筛选耐热性鉴定指标.[结果]21个指标之间存在不同程度的变异,变异系数范围为6.66％-78.02％,变异系数具体表现为:过氧化氢酶(CAT)＞过氧化物酶(POD)＞净光合速率(Pn)＞非光化学猝灭系数(qN)＞超氧化物歧化酶(SOD)＞气孔密度＞栅栏/海绵组织＞可溶性糖含量(SSC)＞可溶性蛋白含量(SPC)＞热害指数＞SPAD＞实际光合效率(Y(Ⅱ))＞色相(b)＞丙二醛(MDA)＞非调节性能量耗散(Y(NO))＞冠幅＞叶片厚度＞株高＞相对电导率(REC)＞有效光化学量子产量(Fv/Fm)＞色度角(H),其中变异系数最大的为CAT,变异系数最小的为H;通过对各项指标进行相关性分析发现,X1(热害指数)与X2(株高)、X,(冠幅)、X4(SPAD)、X7(Fv/Fm)、X12(叶片厚度)、X17(SSC)呈极显著负相关,与 X6(Pn)、X8[Y(Ⅱ)]、X13(气孔密度)、X20(CAT)呈显著负相关,与X5(REC)、X9[Y(NO)]、X16(MDA)、X18(SPC)呈极显著正相关,各指标之间存在不同程度的相关性,较为复杂;通过主成分分析法将21个指标提取为7个主成分因子,贡献率分别为20.50％、11.66％、8.24％、7.24％、7.06％、5.31％和4.85％,累计贡献率达到64.87％;利用隶属函数分析法计算出140个芍药品种的综合得分值(W),在此基础之上采用聚类分析将芍药品种分为"优""良""中""差"4个耐热等级,其中"优"占比14.3％,"良"占比26.4％,"中"占比46.4％,"差"占比12.9％;进一步利用逐步回归分析建立最优线性回归方程W=0.228-0.166X1+0.002X4+0.325X7-0.257X9+0.112X10+0.00028X13+0.002X17+0.00015X19+0.001X20,从 21 个指标中筛选出 X,(热害指数)、X4(SPAD)、X,(Fv/Fm)、X9[Y(NO)]、X10(qN)、X13(气孔密度)、X17(SSC)、X19(SOD)、X20(CAT)这9个指标作为芍药耐热性的鉴定指标.[结论]采用多元统计分析的方法评价芍药耐热性,将140个芍药品种分为4类(优、良、中、差),筛选出热害指数、SPAD值等9个指标作为芍药耐热性鉴定指标,快速评价芍药的耐热能力,从而显著提高芍药耐热性鉴定的效率.

    芍药耐热性主成分分析隶属函数分析综合评价体系

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    miR-535靶向GAB2基因通过激活P13K/AKT信号通路促进山羊颗粒细胞增殖

    王鹏刘子嶷刘玉芳储明星...
    4757-4771页
    查看更多>>摘要：[背景]MicroRNA(miRNA)是长度为18-25 nt的短RNA分子,在哺乳动物卵巢颗粒细胞调控卵泡发育过程中起着重要作用.团队前期对云上黑山羊高、低产羔数个体卵巢转录组测序结果显示,miR-535能够影响山羊产羔数,但具体调控机制尚不清楚.[目的]通过研究miR-535靶向GAB2(GRB2 associated binding protein 2)及其相关信号通路PI3K/AKT对山羊颗粒细胞增殖的影响,进一步探讨其分子生物学调控机制.[方法]在本研究中,选择具有两胎以上产羔记录的高、低产云上黑山羊各3只,同期发情处理后采集卵泡期卵巢组织,收集原代颗粒细胞.使用荧光定量PCR(reverse transcription-quantitative PCR,RT-qPCR)检测miR-535和GAB2在云上黑山羊高、低产卵巢组织中的表达量.构建GAB2的过表达/干扰载体,使用RT-qPCR、Western blot、免疫荧光、CCK8、EdU和细胞凋亡检测候选基因GAB2对山羊卵巢颗粒细胞增殖的影响.使用miRDB和miRanda软件预测miR-535和GAB2的靶向关系,构建GAB2的野生型和突变型载体,利用双荧光素酶活性检验检测miR-535和GAB2的靶向关系.构建过表达/干扰miR-535载体,探究其颗粒细胞增殖及下游基因功能的影响.[结果]RT-qPCR结果显示,GAB2在高产云上黑山羊卵巢组织中的表达量显著低于低产个体,miR-535的表达则相反(P＜0.05);随后,RT-qPCR和Western blot结果表明,在颗粒细胞中过表达GAB2后,CCND2、CDK4和BCL2的表达量显著升高(P＜0.05),BAX的表达量显著降低(P＜0.05),抑制其表达则与之相反;EdU和CCK8检测显示,GAB2过表达后显著促进颗粒细胞增殖(P＜0.05),抑制其表达后则相反;双荧光素酶报告试验表明,miR-535抑制了GAB2基因3'UTR区域的双荧光素酶活性.RT-qPCR和Western blot结果显示,在颗粒细胞中过表达miR-535后,GAB2、CCND2、CDK4和BCL2的表达量显著降低(P＜0.05),BAX的表达量显著升高(P＜0.05),抑制其表达后则与之相反;EdU和CCK8检测显示,miR-535过表达后抑制颗粒细胞增殖,抑制其表达后则相反;细胞凋亡试验表明,miR-535过表达后促进颗粒细胞增殖,抑制其表达后则相反.在颗粒细胞中抑制miR-535后,发现PI3K/AKT信号通路标志因子AKT1的表达水平显著升高(P＜0.05).[结论]miR-535通过抑制GAB2的表达,抑制了山羊颗粒细胞的增殖,为进一步探究miR-535调控山羊颗粒细胞的生物学功能提供了理论依据.

    山羊产羔数卵巢颗粒细胞增殖GAB2基因miR-535P13K/AKT信号通路

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    种鸽饲粮磷水平对乳鸽血清生化指标、非靶向代谢物及组织中磷转运载体基因表达的影响

    安勇秦士贞史兆国龚莉媛...
    4772-4788页
    查看更多>>摘要：[目的]通过探讨亲鸽饲粮中添加不同水平无机磷对乳鸽血清生化指标、非靶向代谢物和小肠及肾脏中磷转运载体基因表达量的影响,为快速生长期乳鸽的磷营养调控提供理论依据.[方法]选取192对健康成年银王鸽(40周龄),随机分为4组,每个处理组8个重复,每个重复6对种鸽,产蛋后由亲鸽自然孵化和哺育乳鸽.试验期包括孵化期和哺育期,共46d.对照组饲喂基础日粮(总磷含量0.3％),其余3个试验组分别在基础日粮中添加0.2％、0.4％和0.8％无机磷,各组饲粮中Ca含量均为1.40％.分别收集7、14和21日龄乳鸽血清分析Ca、P含量,碱性磷酸酶(ALP)活性和甲状旁腺素(PTH)水平;检测鸽乳中Ca和P含量;测定肠道(十二指肠和空肠)磷转运载体(NaPi-Ⅱb、PiT-1、PiT-2)及肾脏磷转运载体(NaPi-Ⅱa、PiT-1、PiT-2)的基因表达水平;检测14和21日龄对照组和磷添加(0.4％和0.8％)组乳鸽血清中的非靶向代谢物.[结果](1)随着亲鸽日粮中磷添加水平的增加,鸽乳中磷含量极显著上升(P＜0.01).(2)饲粮添加磷对乳鸽血清磷、ALP活性和PTH水平均未产生影响,而0.8％磷添加组血清钙含量极显著下降(P＜0.01).随着日龄增长,乳鸽血清ALP和PTH水平均显著降低(P＜0.05).(3)各日龄乳鸽小肠NaPi-Ⅱb表达水平随亲鸽饲粮磷含量增加均有上升趋势,但差异不显著(P＞0.05).7和14日龄乳鸽PiT-1和PiT-2 mRNA在肾脏的表达量均极显著高于肠道(P＜0.01),但21日龄时肾脏和肠道的表达量相近,甚至PiT-1在肾脏的表达量低于空肠.7和14日龄乳鸽PiT-1 mRNA表达随饲粮磷水平增加而增加,7和21日龄时,0.4％加磷组PiT-2 mRNA表达水平高于0.8％组(P＜0.05),采样部位和饲粮磷水平对7和14日龄PiT-1基因表达以及21日龄PiT-2基因表达有互作影响(P＜0.05).14日龄时,0.8％加磷组肾脏NaPi-Ⅱa mRNA表达水平低于对照组和0.4％处理组.(4)14和21日龄时,对照组和加磷组乳鸽之间的显著差异代谢物中约50％为脂质和类脂质分子,其次是有机酸及其衍生物,再次是苯系物等某些有机物,且差异代谢物涉及到的主要代谢途径包括碳水化合物代谢、蛋白质和氨基酸代谢、遗传物质合成及脂肪代谢等.[结论](1)亲鸽饲粮中的磷水平显著影响其分泌的鸽乳含磷量,而乳鸽血磷含量较稳定,但是高磷组血钙含量下降,这有可能表明鸽对高磷耐受性较差.(2)乳鸽肾脏中PiT-1和PiT-2 mRNA表达大多随饲粮磷含量增加而增加,具体调控机制有待研究.(3)血液代谢组数据表明磷参与乳鸽体内多种重要的代谢过程,如脂肪代谢和骨骼矿化等.

    磷鸽生化指标代谢组转运载体

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    无核葡萄胚珠发育过程中内源激素及多胺含量的变化

    朱佩佩秦浩翔张剑侠
    4789-4800页
    查看更多>>摘要：[目的]探究无核葡萄胚珠发育过程中内源激素和多胺含量变化对胚发育的影响,为花前喷洒外源激素及胚珠离体培养条件下培养基中添加外源激素以促进胚的发育提供理论依据.[方法]以欧亚种葡萄(Vitis vinifera L.)有核品种'京秀'及其F1代种子败育型无核品种'秦秀'为材料,采用高效液相色谱质谱(high performance liquid chromatography mass spectrometry,HPLCMS)和超高效液相色谱(ultra performance liquid chromatography,UPLC)分析方法,比较二者在果实不同发育时期胚珠中内源激素和多胺含量的变化规律.[结果]对于生长素(IAA)、玉米素(ZT)、玉米素核苷(ZR)和N6-异戊烯腺嘌呤(iPAS)含量,'京秀'在花后39 d达到最高值,'秦秀'在花后42 d达到最高值,但前者最高值均高于后者(1.5倍以上);对于茉莉酸(JA)和水杨酸(SA)含量,'京秀'在花后36 d(2 000 ng·g-1和6 500 ng·g-1)开始急剧上升,至花后39 d时均达到最高值(6 500 ng·g-1和10 000 ng·g-1),之后下降并在花后42-45 d维持在较高水平,而'秦秀'自花后36 d(3 500 ng·g-1和3 000 ng·g-1)开始一直下降并处于较低的水平;对于氨基环丙烷羧酸(ACC)含量,'京秀'在花后39 d时几乎为0,然后迅速上升,在花后45 d时达到最高值(1 200 ng·g-1),而'秦秀'在花后39 d时达到最高值(900 ng·g-1),之后下降至花后42 d时几乎为0,并一直维持在极低的水平;对于脱落酸(ABA)含量,'京秀'在花后36-45 d 一直处于几乎为0的水平,而'秦秀'自花后39 d从0开始急速上升到42 d的最高值(900 ng·g-1);对于腐胺(Put)、精胺(Spm)和亚精胺(Spd)含量,2个品种变化趋势相似,但'京秀'一直高于'秦秀',除精胺最高值均出现在花后42 d外,腐胺和亚精胺最高值在'京秀'中为花后42d,'秦秀'为39d.[结论]与有核品种'京秀'相比,无核品种'秦秀'胚珠中生长促进物质(IAA、CTK、GA3、ACC、JA、SA、Put、Spd和Spm)含量较低,而生长抑制物质(ABA)含量较高,(IAA+GA3)/ABA、(IAA+ZT+GA3)/ABA、Spm/多胺(PAs)、(Spd+Spm)/PAs 和(Spd+Spm)/Put 的比值较低,可能是导致其胚败育的主要原因之一.因此,在无核葡萄胚挽救过程中,可通过花前喷洒或者培养基中添加一定浓度的生长促进物质来抑制胚的败育.

    种子败育型无核葡萄胚珠胚内源激素多胺

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