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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

    紫色土坡耕地耕层持水抗旱性能及生产力对侵蚀程度的响应

    倪书辉史东梅盘礼东叶青...
    1350-1362页
    查看更多>>摘要：[目的]分析侵蚀条件下紫色土坡耕地耕层持水性能与产量响应特征，为调控坡耕地季节性干旱及水分利用效率、提升侵蚀条件下坡耕地玉米产量提供理论依据。[方法]采用铲土侵蚀模拟法，以未侵蚀地块为对照组(S-0)，对比分析 5 cm(S-5)、10 cm(S-10)、15 cm(S-15)、20 cm(S-20)侵蚀程度和3 种管理措施下(不施肥(CK)、施化肥(F)、生物炭+化肥(BF))，坡耕地耕层持水抗旱性能和玉米产量的年际变化特征及对侵蚀程度的响应。[结果](1)坡耕地心土层土壤持水性能更强。在相同水平土壤水吸力下，耕作层土壤容积含水量降低幅度(13。9%—18。2%)较心土层更大(9。8%);随年际变化，土壤容积含水量在S-5时增幅最大为耕作层(14。2%)，而心土层表现为在S-15 最大(33。2%)。(2)坡耕地土壤总库容、兴利库容、最大有效库容及有效水分含量，随侵蚀加剧呈开口朝下的抛物线变化规律。随年际变化，各侵蚀程度下土壤最大有效库容最大增幅(44。7%)处于较强烈侵蚀程度(S-15)，而有效水分含量、最大储水量及单次接纳最大降雨量在微弱侵蚀程度下(S-0 至S-10)提升幅度最大。(3)坡耕地玉米产量随侵蚀加剧总体呈降低趋势，且与土壤最大有效库容、田间持水量有正相关关系;随年际变化，各侵蚀程度下坡耕地减产效果降低，且产量变化随侵蚀加剧呈一定滞后性，即侵蚀发生年产量无明显减产。(4)侵蚀条件下坡耕地土壤最大有效库容主要受土壤质地中黏粒含量、毛管孔隙度和有机质含量显著影响(P<0。01);而田间持水量与土层深度、有机质、粉粒及孔隙度呈极显著关系(P<0。01)。[结论]土壤持水抗旱性能的强弱主要受土壤结构优劣的影响。对坡耕地侵蚀耕层辅以深翻耕作和生物炭+化肥管理措施改善土壤结构，可有效调控坡耕地侵蚀性耕层持水抗旱性能，提升侵蚀条件下坡耕地作物产量。

    紫色土坡耕地持水性能抗旱性能土壤侵蚀土壤库容玉米

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    '红地球'葡萄VvARF18功能分析

    袁苗周娟党仕卓汤学燊...
    1363-1376页
    查看更多>>摘要：[目的]生长素响应因子ARF是生长素信号转导途径中的重要调控因子，在植物生长发育和各类生理过程中发挥着重要作用。分析'红地球'葡萄VvARF18启动子、异源表达、内源激素含量及其对激素响应的表达，以探究VvARF18在'红地球'葡萄生长素(IAA)信号转导途径及花芽分化进程中的作用机理。[方法]以设施'红地球'葡萄花芽为试验材料，通过同源克隆获得VvARF18序列，利用在线数据库PLACE分析启动子的顺式作用元件。以pCAMBIAI2300 植物表达载体为基础，通过双酶切和同源重组法构建植物超表达载体pC2300-VvARF18。采用电击法将重组载体pC2300-VvARF18转化至根癌农杆菌GV3101 菌株中，以本氏烟草叶片为外植体，通过农杆菌介导的愈伤组织转化法转入烟草中，经PCR 检测获得阳性转基因幼苗。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对转VvARF18烟草株系表达水平进行分析，筛选出高表达量的转基因株系培养至T3代，并分别进行IAA和GA3 处理，以分析VvARF18的表达情况。通过酶联免疫法测定转基因烟草花芽和叶片中的IAA、GA、ABA、CTK含量。[结果]'红地球'葡萄VvARF18位于第 13 条染色体，含有 3 个外显子和 2 个内含子。VvARF18启动子区域存在多种光响应、植物激素响应和逆境响应的顺式作用元件。表型分析发现，转基因烟草的花芽分化进程快于野生型烟草。qRT-PCR结果显示，VvARF18在转基因烟草花芽发育的4个时期中呈先上升后下降的表达趋势，且S3 时期表达量达到最高。转基因烟草植株花芽和叶片中IAA、CTK、GA和ABA测定结果表明，转基因烟草花芽和叶片中 4 种植物激素的含量均高于野生型植株，其中GA/IAA在转基因烟草花芽发育的 4 个时期中变化趋势与VvARF18表达趋势相一致。转基因烟草植株经IAA和GA3 处理后，VvARF18的表达量随IAA处理浓度的增高而降低，也随GA3处理时间的延长而降低。[结论]葡萄VvARF18负调控生长素参与植物花芽分化进程，可能与赤霉素信号转导途径中的关键因子相互作用协同调控植物花芽中的激素水平，对植物花芽分化具有促进作用。

    '红地球'葡萄VvARF18转基因植株花芽分化植物激素

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    茉莉酸甲酯对猕猴桃果实抗葡萄座腔菌过程中能量代谢和膜脂代谢的影响

    肖刘华康乃慧李树成郑致远...
    1377-1393页
    查看更多>>摘要：[背景]由葡萄座腔菌(Botryosphaeria dothidea)引起的软腐病是猕猴桃果实贮藏期的重要病害，对猕猴桃产业造成了严重的经济损失。茉莉酸甲酯(MeJA)是一类广泛存在于植物体内的生物信号分子，前期研究发现MeJA能够有效诱导猕猴桃果实抵御B。dothidea的侵染。[目的]分析MeJA对果实能量代谢和膜脂代谢的影响，深入解析MeJA介导的猕猴桃果实抗病机理。[方法]以'红阳'猕猴桃(Actinidia chinensis cv。Hongyang)为试验材料，分 3 组进行试验:接种组(Inoculation)，果实不经过MeJA处理，但接种B。dothidea;MeJA+接种组(MeJA+inoculation)，果实经过0。1 mmol·L-1 MeJA熏蒸处理 24 h并接种B。dothidea;对照组(Control)，不作任何处理，即未经MeJA处理且不接种B。dothidea。所有果实于培养箱((20±1)℃、相对湿度 90%—95%)中贮藏 8 d。利用 2，7-二氯二氢荧光素乙酰乙酸(H2DCFDA)染色分析果实活性氧(ROS)积累情况，测定丙二醛(MDA)含量和相对电导率，分析磷脂酶D(PLD)、脂肪酶(LPS)、脂氧合酶(LOX)、琥珀酸脱氢酶(SDH)、苹果酸脱氢酶(MDH)、H+-ATP酶(H+-ATPase)、Ca2+-ATP酶(Ca2+-ATPase)和细胞色素C氧化酶(CCO)活性及其相应基因的表达，利用高效液相色谱仪(HPLC)检测三磷酸腺苷(ATP)、二磷酸腺苷(ADP)、单磷酸腺苷(AMP)、草酰乙酸和延胡索酸的含量，并对接种组和 MeJA+接种组猕猴桃果实膜脂代谢和能量代谢指标进行相关性分析。[结果]与接种组相比，MeJA处理抑制了接种B。dothidea果实中活性氧(ROS)的过量累积，减缓了膜脂过氧化程度，并有效降低了PLD、LPS和LOX活性及AcLOXs、AcPLD和AcLPS的表达，但提高了SDH、MDH、H+-ATPase、Ca2+-ATPase和CCO的活性及AcSDH、AcMDH、AcH+-ATPase、AcCa2+-ATPase和AcCCO转录水平，促进了ATP、ADP、草酰乙酸和延胡索酸的产生，延缓了果实能荷的下降，保障了果实抵御病原菌所需的能量。相关性分析表明，猕猴桃果实膜脂代谢与ROS的积累呈正相关，而与能荷呈负相关。[结论]MeJA诱导猕猴桃果实对B。dothidea的抗性与其调控果实能量水平和减缓ROS参与的膜脂代谢进程有关。

    茉莉酸甲酯猕猴桃果实葡萄座腔菌诱导抗性能量代谢膜脂代谢

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    基因组和DNA甲基化组联合分析筛选猪肉质性状关键基因

    赵真坚王凯陈栋申琦...
    1394-1406页
    查看更多>>摘要：[背景]猪的肉质性状是重要的经济性状。研究影响各类肉质性状的分子机制，发掘关键基因，从而指导猪的遗传改良，对改善猪肉品质具有重要意义。当前肉质相关的机制研究主要是基于DNA的基因组研究，而对肉质性状的DNA甲基化研究以及结合基因组和甲基化组的综合分析却鲜有报道。[目的]通过基因组和DNA甲基化组联合分析，筛选、鉴定了影响猪肉质的潜在关键基因。为猪肉品质的遗传改良研究提供借鉴。[方法]检测了140头大白猪背最长肌的28个肉质性状，通过表观基因组关联分析(EWAS)与全基因组关联分析(GWAS)筛选了各性状显著关联的CpG和SNP位点。随后以SNP为协变量对GWAS和EWAS重叠的显著关联位点进行条件关联分析，进一步筛选具有独立效应的CpG位点。然后以CpG位点的甲基化水平为因变量，以 SNP 为自变量进行关联分析从而鉴定甲基化数量性状位点(meQTL)。最后使用顺式甲基化数量性状位点(cis-meQTL)作为工具变量进行孟德尔随机化分析，从而推断cis-meQTL与表型之间的因果关系，同时对位点进行注释，鉴定潜在的关键基因。[结果](1)在屠宰 45 min黄度值(b45min)、滴水损失(DL)、二十二碳六烯酸(C22:6n-3)3 个肉质性状上，EWAS和GWAS在相同基因组区域鉴定到显著关联位点。(2)b45min的7个CpG位点在条件关联分析后仍保持显著，DL有1个CpG位点在条件关联分析后仍保持显著，而C22:6n-3的3个位点在使用SNP作为协变量分析后不再显著，表明EWAS鉴定的b45min的7个CpG位点和DL的 1个CpG位点的显著关联不受附近的显著SNP影响。(3)b45min的7个CpG位点和DL的 1个 CpG 位点共鉴定了 10 个 meQTL，但绝大多数是 trans-meQTL，只有一个 CpG 位点(SSC12:44 254 675 bp)鉴定到一个cis-meQTL，表明该位点可能受到近距离SNP调控。(4)孟德尔随机化分析显示该CpG位点(SSC12:44 254 675 bp)与b45min表型存在一定的因果关联。(5)对该位点注释发现，距离CpG位点(SSC12:44 254 675 bp)和其cis-meQTL最近的基因是NOS2，且CpG位点位于NOS2 基因内。[结论]综合DNA甲基化组合基因组数据联合分析结果，可以推测NOS2 基因是肉色性状关键候选基因，其DNA甲基化、SNP共同作用调控基因表达，进而影响肉色性状相关基因表达。

    表观基因组关联分析全基因组关联分析肉质性状DNA甲基化甲基化数量性状位点

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    IRES核心区12-bp非连续插入突变对猪塞内卡病毒复制和细胞嗜性的影响

    张晓战董轩志吕楠楠刘懿雯...
    1407-1416页
    查看更多>>摘要：[背景]塞内卡病毒(senecavirus A，SVA)是新近暴发的一种引起猪特发性水疱病及仔猪死亡的小核糖核酸病毒。该病毒基因组5′非编码区(untranslated region，UTR)中的内部核糖体进入位点(IRES)元件在病毒复制过程中发挥重要作用。2017 年我国出现IRES核心区Domain Ⅱ 12 个碱基非连续插入的自然突变SVA毒株，在病毒复制和致病性方面存在明显改变。[目的]探讨IRES Domain Ⅱ区域发生的突变对SVA的复制及细胞嗜性的影响，为进一步了解SVA致病机制奠定基础。[方法]以实验室前期构建的含HeN-1/2018株全基因组感染性克隆pHeN-1/2018为基础，通过定点突变的方式，逐步将其IRES Domain Ⅱ核心区域 308-317 nt的 9 个碱基(ACTCAAGCG)替换为GD04/2017 株基因组 308-328 nt的 21 个碱基(CACGCCTGCCGATAGACGATT)，构建重组载体pHeN-1/2018-i12并进行了病毒拯救。随后，利用病毒基因组克隆测序、间接免疫荧光试验和Western blot试验对所拯救病毒进行鉴定，同时验证了IRES核心区 12 个碱基插入突变对SVA病毒体外复制能力和细胞嗜性的影响。[结果]将构建完成的重组载体pHeN-1/2018-i12转染细胞，盲传至P2代，获得致使感染细胞病变明显、病变时间稳定的IRES突变病毒rHeN-1/2018-i12。病毒连续传代后测序结果表明rHeN-1/2018-i12 遗传稳定，P5 代病毒基因组序列未发生碱基突变，P10 代病毒IRES区域没有出现突变现象。用低代次的突变病毒rHeN-1/2018-i12 体外感染本体动物猪源细胞系PK-15 和IBRS-2，及仓鼠源细胞系BHK-21，进行细胞感染试验，结果表明rHeN-1/2018-i12 与亲本毒株 rHeN-1/2018 在 PK-15、IBRS-2 和 BHK-21 中均能导致明显的细胞病变，表现出相似的生长曲线趋势，表明 IRES核心区Domain Ⅱ 12 个碱基突变不能够改变对上述细胞的嗜性;但SVA突变病毒和亲本株在不同细胞中的病变时间及病毒滴度上存在较大的差异，rHeN-1/2018-i12株在细胞中生长能力较其亲本株rHeN-1/2018差，诱使细胞病变的时间较晚，在感染24 hpi，两者病毒滴度相差可达10倍。[结论]本研究基于SVA反向遗传操作系统构建并拯救SVA IRES突变毒株，确定了IRES突变对SVA生物学特性的影响，有助于我们更好地了解SVA致病机制，拓宽我们对病毒Ⅳ型IRES功能的认识。

    塞内卡病毒内部核糖体进入位点反向遗传操作系统病毒复制细胞嗜性

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