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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

    红壤性水稻土有机无机复合体中碳氮特征对长期施肥的响应

    李浩陈金王洪亮柳开楼...
    1333-1343页
    查看更多>>摘要：[目的]研究长期施肥对红壤性水稻土有机无机复合体中有机碳(OC)、全氮(TNOIC)特征的影响,为红壤性水稻土管理和培育土壤肥力提供依据.[方法]以长期定位施肥试验的红壤性水稻土为研究对象(始于1984年),选取CK(不施肥)、PK(施磷钾肥)、NPK(施氮磷钾肥)、NPKM(施70％氮磷钾肥+30％有机肥)4个处理.采集0-20 cm 土层土样,分析各粒级(＜2、2-10、10-20、20-5 0和5 0-250 μm)有机无机复合体的分布,并探讨施肥对复合体中有机碳(OC)和全氮(TNOIC)含量、储量和碳氮比(C/N)的影响,以及有机无机复合体中OC和TNOIC对红壤性水稻土有机碳(SOC)、全氮(TN)贡献率的影响.[结果]与不施肥CK相比,施肥处理显著提高了 20-50 μm粒级复合体的比例,降低了＜10 μm粒级复合体比例,而NPKM处理与其他施肥处理相比,50-250μm粒级复合体的比例增加更显著;不同施肥对各粒级复合体中OC和TNOIC含量影响不同,与PK相比,NPK处理的50-250μm粒级复合体中OC和TNOIC分别增加了 36.3％、80.6％;与NPK相比,NPKM处理的50-250μm粒级复合体中OC和TNOIC含量分别增加了 35.4％、19.5％,OC和TNOIC主要分布在10-20μm粒级复合体中,施肥显著降低了＜2μm粒级复合体OC和TNOIC储量,同时增加了 20-50μm粒级复合体OC和TNOIC储量,与PK相比,NPK处理对＜2和50-250µm粒级复合体OC储量分别增加了 18.5％和31.2％,TNOIC储量分别增加了 18.8％和73.7％,与NPK相比,NPKM处理对＜2μm粒级复合体中OC和TNOIC储量分别降低了 25.6％和27.4％,而50-250μm粒级复合体则分别提高了 56.3％和38.6％;不同施肥处理显著影响50-250μm粒级复合体的C/N,与PK相比,NPK处理的50-250μm粒级复合体的C/N比降低了 24.6％,与NPK相比,NPKM处理的50-250μm粒级复合体C/N比提高了 13.4％;长期不同施肥显著影响各粒级有机无机复合体对土壤SOC、TN的贡献率,与PK相比,NPK处理50-250μm粒级复合体对SOC、TN贡献率分别提高了 17.4％和47.4％.与NPK相比,NPKM处理50-250μm粒级复合体对SOC、TN贡献率分别提高了 39.5％和32.8％.[结论]在红壤性水稻土中,长期施肥促使大粒级有机无机复合体形成;化肥中的氮投入显著提高50-250μm粒级复合体中OC、TNOIC含量和储量;有机无机肥配施有利于提高土壤有机碳含量,提高大粒级有机无机复合体比例,有助于保存施入的无机氮肥,是红壤性水稻土长期培肥管理的有效措施.

    长期施肥红壤性水稻土有机无机复合体有机碳全氮

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    秸秆还田量对川中丘陵冬小麦-夏玉米轮作体系土壤物理特性的影响

    马胜兰况福虹林洪羽崔俊芳...
    1344-1358页
    查看更多>>摘要：[目的]探明秸秆还田量对农田土壤物理特征的影响,为川中丘陵紫色土区建立"提升土壤质量、高效利用秸秆"的种植业副产物利用模式,同时为秸秆资源化利用提供科学依据.[方法]基于田间长期定位试验(2006-至今),采用原位监测和计算机断层微扫描技术(CT)相结合的方法,研究秸秆还田量(无秸秆还田(RMW0)、秸秆30％还田(RMW30)、秸秆50％还田(RMW50)和秸秆100％还田(RMW100))差异对冬小麦-夏玉米轮作体系耕层土壤物理特征的影响.[结果](1)秸秆还田可明显改善土壤透气、持水和导水性能,随秸秆还田量增加改善效果明显增加.RMW30、RMW50和RMW100处理较RMW0处理土壤容重分别显著降低15.2％、11.7％和17.9％,土壤孔隙度则分别显著增加18.4％、13.7％和21.3％.另外,RMW100处理饱和导水率高达1.62 mm·min-1,导水性能优于其他处理.(2)秸秆还田促进已有孔隙发育成更大孔隙,且孔隙均匀性和孔隙间连通性明显改善,RMW100和RMW50处理对土壤大孔隙组成的改善优于RMW30和RMW0处理.RMW100处理平均孔隙直径趋大,孔隙间连通性最优.RMW50处理孔隙均匀性明显提高,大小孔隙配比较其他处理更合理.(3)与无秸秆还田处理相比,秸秆还田后＞2 mm团聚体数量显著增加,0.25-2 mm团聚体数量显著减少,秸秆还田有利于形成土壤水稳性大团聚体,促进中团聚体向大团聚体转变,RMW50和RMW100处理改善效果均显著优于RMW30处理.(4)土壤容重、＞0.25 mm团聚体和大孔隙特征是反映石灰性紫色土区耕层土壤物理特征的主要指标,第一主成分和第二主成分对土壤物理性质的解释度分别为57.8％和23.6％.RMW50与RMW100处理土壤物理特征接近,与RMW0和RMW30处理在PC1和PC2轴上出现明显离散.[结论]川中丘陵紫色土区在产量无显著差异的基础上,不同秸秆还田量对耕层土壤物理性质的影响存在差异,秸秆50％和100％还田效果无显著差异,但显著优于秸秆30％还田和不还田处理,宜因地制宜进行还田量选择.

    秸秆还田紫色土冬小麦-夏玉米轮作土壤团聚体土壤孔隙

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    基于广泛靶向代谢组学的葡萄种子代谢物鉴定与比较分析

    生弘杰卢素文郑暄昂贾海锋...
    1359-1376页
    查看更多>>摘要：[目的]葡萄种子因富含多种代谢产物而具有较高生物活性.全面鉴定葡萄种子中代谢物组分,比较分析不同品种间代谢物差异,探讨葡萄种子代谢物与果皮颜色和品种起源之间的关系,为深入开发和利用葡萄种子提供参考依据.[方法]以紫红色欧美种葡萄'巨峰'、浅红色欧亚种葡萄'魏可'和黄绿色欧亚种葡萄'黄意大利'成熟期种子为材料,利用超高效液相色谱串联质谱(UPLC-MS/MS)进行广泛靶向代谢组学分析,采用多元统计学等方法鉴定和比较代谢物.[结果]代谢组学数据质量好,组内样品重复性较好,组间样品存在差异.3个葡萄品种种子中共检测到514个代谢物,包括氨基酸、脂类等6类初生代谢物和原花青素、白藜芦醇等20类次生代谢物.不同品种间代谢物种类相似,但含量差异显著.大多数代谢物的相对含量在深色品种'巨峰'种子中较高,在浅色品种'魏可'种子中次之,在无色品种'黄意大利'种子中较低,表明葡萄种子代谢物含量可能与果皮颜色呈正相关.'魏可'和'黄意大利'种子代谢物的相对含量较为相近,而均与'巨峰'种子代谢物的相对含量差异较大,表明葡萄种子代谢物含量可能与品种起源有关.不同葡萄品种间的差异代谢物主要涉及苯丙烷生物合成、花青素合成和脂类代谢等途径.差异代谢物中酚类物质较多,且差异倍数最大的代谢物以类黄酮为主.葡萄种子中酚类和脂类物质种类非常丰富,除了单体黄烷-3-醇及其聚合物外,黄酮和黄酮醇等酚类物质的相对含量也较高;白藜芦醇在3个品种间没有显著差异;溶血磷脂酰胆碱等甘油磷脂含量较高,亚麻酸含量较低,不同品种间脂类物质的相对含量差异较小.[结论]不同葡萄品种种子中代谢物种类类似,但含量与果皮颜色和品种起源有关.酚类和脂类物质是葡萄种子代谢物的重要组分,可作为食品等加工行业的良好来源.

    葡萄种子代谢组学代谢物酚类脂类

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    全基因组DNA甲基化和转录组联合分析鉴定杜梨耐盐相关转录因子

    李慧张雨峰李晓刚王中华...
    1377-1390,中插4-中插7页
    查看更多>>摘要：[目的]鉴定不同杜梨株系根中响应盐胁迫信号的相关转录因子,分析盐胁迫下基因序列DNA甲基化变化与基因表达改变之间的关系,探讨参与调控不同杜梨株系耐盐能力的转录因子成员.[方法]以杜梨耐盐株系和普通株系为试材,在苗期使用200 mmol·L-1 NaCl对90日龄组培生根苗进行水培处理,以Hoagland营养液为对照.利用火焰石墨炉原子吸收光谱仪测定钠离子含量;利用全基因组DNA甲基化和转录组测序技术从表观遗传修饰和转录调控水平对盐胁迫下转录因子进行生物信息学分析;最后用McrBC-PCR和qPCR对差异转录因子进行验证.[结果]外源NaCl处理24 h后,杜梨植株中钠离子含量显著增加,其中耐盐株系的增加幅度比普通株系小,为普通株系钠含量的73.1％,但根中积累的钠是普通株系含量的1.1倍;杜梨根中检测到69类共2 682个转录因子的表达,盐胁迫后243个转录因子在两个株系中都发生了差异表达,包括AP2/ERF(37 个)、bHLH(19 个)、bZIP(7 个)、HD-Zip(10 个)、MYB(30 个)、NAC(18 个)、WRKY(8 个)和 ZFP(23 个)等家族成员;盐胁迫后,耐盐株系基因组中转录因子甲基化水平下降,而普通株系转录因子甲基化水平上升,其发生DNA差异甲基化区域主要在基因启动子位置,差异甲基化类型主要为mCHH,占mCG、mCHG、mCHH三种类型总和的93％以上.AP2/ERF、bHLH、DREB、GRAS、GT因子、HB Zip、MYB、NAC、Trihelix和Zinc finger ZFP家族的23个转录因子响应盐胁迫表达量上调而甲基化水平降低,可能参与调节钠在根中的吸收和积累.对部分候选基因的表达模式和启动子区域分别进行实时荧光定量(qPCR)和甲基化依赖型限制性内切酶PCR(McrBC-PCR),验证了生物信息学分析结果.[结论]盐胁迫后在两个杜梨株系根中均差异表达的转录因子数目为243个,其中8个转录因子(PbERF2、PbGT3、PbZAT10.1、PbSCL33、PbDREB1、PbZAT10.2、PbERF53、PbNAC72)DNA序列的甲基化改变与基因转录水平变化呈负相关,研究结果为揭示转录因子参与不同杜梨株系耐盐能力调控的分子机制提供了依据.

    杜梨盐胁迫转录因子DNA甲基化转录组

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    间歇温度处理对育成蛋鸡采食及肠道发育的影响

    刘增民潘亚丽林海焦洪超...
    1391-1400页
    查看更多>>摘要：[目的]研究环境温热对家禽采食的影响,补充蛋鸡饲养过程中的参数缺失,为蛋鸡的正确饲养提供科学依据.[方法]选取11周龄的伊莎褐蛋鸡360只,分为5个处理组,每组6个重复,每个重复12只鸡.正式试验前将试验蛋鸡分别转入5间智能环控鸡舍预饲1周.采用标准笼养,每笼3只鸡.鸡舍内相对湿度保持在60％,育成期每天光照8 h(9:00-17:00光照).分为对照组和4个处理组,对照组保持基础温度22℃不变;4个处理组采用每日间歇温度处理,即每天10:00-18:00期间分别进行24℃、26℃、28℃、30℃的温度处理,其余时间恢复到基础温度22℃(升温与降温时间均在1 h以内).试验期8周.试验蛋鸡自由采食和饮水,每周统计采食量,每两周采集一次样品,每组随机挑选12只鸡,称重后断颈处死,称量腺胃重量,以及十二指肠、空肠和回肠的重量与长度.采集下丘脑、腺胃和十二指肠样品于液氮中速冻,-80℃保存.试验结束前连续3 d分别在热处理期和非热处理期统计采食量.[结果]在试验的前4周,与对照组T22相比,T30组的采食量显著降低(P＜0.05);在试验后4周时,T24组的采食量显著高于T28组和T30组(P＜0.05).在热处理期,T30组的采食量显著低于T22和T24;在非热处理期,T30组的采食量显著低于T22、T24和T26组(P＜0.05);各组热处理期的采食量均显著低于非热处理期(P＜0.05),并且保持T24组采食量最高,T30组采食量最低.通过统计器官指数,发现在16周时,与T22组相比,各处理组的腺胃指数极显著升高(P＜0.01);18周时,与T22组相比,T30组的空肠指数显著降低,且低于其他处理组(P＜0.05);20周时,与T22组相比,T24组的腺胃指数、空肠指数和回肠指数显著升高(P＜0.05),且空肠指数显著高于T30组(P＜0.05).检测食欲基因的表达,发现在14周时,与T22组相比,各处理组下丘脑NPY(Neuropeptide Y)的表达量显著升高(P＜0.05),T30组下丘脑AgRP(Agouti-related protein)的表达量显著降低(P＜0.05),T30组十二指肠 CCK(Cholecystokinin)的表达量显著升高(P＜0.05);20周时,与T22组相比,T24组下丘脑CART(Cocaine amphetamine-regulated transcript)的表达量显著降低(P＜0.05),T24组腺胃ghrelin的表达量显著降低(P＜0.05).[结论]育成期环境温度保持在24℃可以促进蛋鸡胃肠道的发育,提高下丘脑中促食因子NPY的表达,抑制下丘脑抑食因子CART和腺胃ghrelin的表达量,有利于蛋鸡的生长发育.而30℃高温处理会对蛋鸡的肠道造成损伤,抑制下丘脑促食因子AgRP的表达,同时促进十二指肠抑食因子CCK的表达,从而抑制蛋鸡采食,降低采食量.

    蛋鸡采食温热育成期肠道下丘脑

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    非洲猪瘟病毒MGF110-5L-6L蛋白诱导宿主细胞翻译阻滞和应激颗粒形成的作用机制

    樊帅钟函杨中元何文瑞...
    1401-1416页
    查看更多>>摘要：[背景]非洲猪瘟(African swine fever,ASF)是由非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)感染引发的一种猪烈性传染病,是全球公认的养猪业"头号杀手",至今尚无安全有效的疫苗和药物.病毒作为专性细胞内寄生物,必须通过"劫持"宿主翻译系统为病毒蛋白合成服务.其中翻译起始因子eIF2α作为翻译调控的核心节点,控制细胞应激反应和翻译重编程走向,对病毒毒力、嗜性、致病性及免疫逃逸等具有重要影响,eIF2α磷酸化调控无疑是病毒与宿主细胞竞争翻译资源的重要阵地之一.然而,关于ASFV编码蛋白与eIF2α磷酸化作用关系的认知极度匮乏.[目的]探究非洲猪瘟病毒MGF110-5L-6L蛋白对宿主细胞翻译阻滞和促进应激颗粒形成的作用机制,为深入揭示非洲猪瘟病毒的致病机制研究提供科学依据.[方法]在前期利用荧光素酶报告基因载体和绿色荧光报告载体,筛选发现外源表达MGF110-5L-6L极显著上调eIF2α磷酸化水平的基础上.选择猪肺泡巨噬细胞3D4/21和猪肾细胞PK-15作为研究用细胞系,利用质粒转染和特异性化学药物处理等方法,结合免疫印迹和激光共聚焦显微镜等检测技术,验证了 MGF110-5L-6L蛋白与eIF2α磷酸化及其下游翻译效应之间的功能关系.随后,通过生物信息学网站预测、亚细胞定位和功能分析等,研究了 MGF110-5L-6L蛋白与诱导细胞应激之间的相关性.[结果]证实外源表达ASFV多基因家族蛋白MGF110-5L-6L能够显著增强细胞内eIF2α磷酸化水平及激活转录因子ATF4表达量,诱导综合应激反应的发生;还可诱导细胞发生内质网应激和未折叠蛋白反应,并通过活化PERK和PKR激酶来诱发eIF2α的磷酸化,进而导致细胞蛋白翻译阻滞和应激颗粒形成.进一步证实,MGF110-5L-6L蛋白含有两个高度保守的半胱氨酸基序,且主要定位于内质网,少量分布于高尔基体、线粒体和溶酶体,还可诱导高尔基体和过氧化物酶体的亚细胞定位及形态出现显著改变,提示其可能通过影响内质网腔中氧化还原稳态、蛋白分泌途径或相关膜性细胞器发生等创造应激条件.[结论]报道了 ASFV早期蛋白MGF110-5L-6L的结构、亚细胞定位及其潜在功能特征,揭示了 MGF110-5L-6L蛋白与eIF2α磷酸化和宿主细胞蛋白翻译系统之间的功能关系,为深入认识ASFV的病原生物学与致病机制提供了新的科学参考.

    非洲猪瘟病毒MGF110-5L-6L蛋白eIF2α磷酸化翻译阻滞应激颗粒

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    羊腧穴Telocytes形态特征及其与周围结构的关系

    张迎鑫杨敏白雪兵陈畅...
    1417-1428页
    查看更多>>摘要：[背景]经络是中医理论的基石,而腧穴又是经络线路上的关键节点部位,为中医针灸的实施位点.但是关于腧穴的结构基础与形态组成众说纷纭,未能科学阐明.远细胞(telocytes,TCs)是近年来发现的一种新型间质细胞,最新研究表明其可能是潜在的经络实质细胞,但腧穴处TCs的特征及其分布需要进一步阐明.[目的]分析腧穴和非穴皮肤结构差异,探究腧穴TCs的形态特征,解析TCs与其周围成分的结构联系,为中医针灸治疗的细胞机制研究提供理论支撑.[方法]选择5只成年健康湖羊为试验对象,采集百会(Du20)、曲池(LI11)、三阴交(Sp6)、膻中(Ren17)、承浆(Ren24)、耳尖(EP4)等腧穴以及背部和腹部非穴皮肤组织.使用蛋白标记物CD34和Vimentin标记TCs及其突起(telopodes,Tps)、TPS标记肥大细胞、PGP9.5标记神经、TSG101标记胞外囊泡.利用H.E染色和免疫组化技术分析皮肤腧穴和非穴处的结构和微细成分组成,并使用ImageJ和Image-Pro Plus统计软件对数据进行形态定量分析,探讨TCs及其相关结构在腧穴和非穴的分布差异.在此基础上利用透射电子显微镜、扫描电子显微镜和免疫荧光双标技术观察TCs的形态特征和立体结构特点,进一步分析TCs与这些结构之间的形态联系,从而确定腧穴的超微形态和物质基础.[结果]腧穴与非穴的皮肤均具有毛囊、皮脂腺、汗腺、竖毛肌等皮肤衍生物以及神经、血管、肥大细胞、胶原纤维束等结构,但腧穴处神经、血管、肥大细胞的分布数量显著多于非穴(P＜0.05).更为重要的是,在腧穴皮肤中分布着具有细长管线状突起的TCs,并且显著多于非穴(P＜0.05).作为腧穴间质的整合者,TCs之间以及TCs与各形态之间具有广泛联系(包括缝隙连接以及胞外囊泡等),形成一个结构网络体系.超微水平上观察到TCs突起的典型串珠样外观,由膨大部(podom,Pd)和细长狭窄部(podomer,P)交替排列组成.膨大部胞质中分布着发达的线粒体,加上Tps之间的细胞连接,以及TCs表面及其周围的大量胞外囊泡(显著多于非穴(P＜0.05)),保证了 TCs在腧穴结构中的核心作用.同时TCs与皮肤衍生物之间的结构联系,也在细胞水平上验证了《黄帝内经》中腧穴与皮肤衍生物的关系.[结论]腧穴与非穴的结构组成基本相同,但腧穴TCs及其Tps、胞外囊泡、神经、血管、肥大细胞等的分布数量显著多于非穴;TCs及其Tps具备联络各系统成分的形态功能,是腧穴不同结构的介导者或整合者;TCs之间的细胞连接、发达的线粒体以及胞外囊泡等具有细胞通讯和能量产生的结构基础,与中医"气血"的形态物质相对应.

    腧穴微细结构Telocytes胞外囊泡羊

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