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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。
正式出版
收录年代

    不同施氮量对土壤团聚体碳氮含量及小麦产量的影响

    韩潇杰任志杰李双静田培培...
    1766-1778页
    查看更多>>摘要：[目的]探究长期不同施氮量对土壤团聚体碳氮含量及小麦产量的影响,为合理施氮提供理论依据.[方法]基于设置在河南省许昌市张潘镇 4 个不同施氮水平 11 年定位试验,施氮量分别为 0(N0)、180 kg·hm-2(N1)、240 kg·hm-2(N2)及 300 kg·hm-2(N3),分析不同处理土壤碳氮含量、团聚体分布及其碳氮含量的变化,并探寻长期施氮对小麦产量及其构成的调控路径.[结果]随着施氮量增加,各土层土壤团聚体分布呈现大团聚体(＞0.25 mm)向微团聚体(0.053-0.25 mm)和粉黏粒组分(＜0.053 mm)转化的趋势,显著降低了团聚体平均重量直径(MWD).土壤碳、氮含量在 0-20 cm土层随施氮量增加而逐渐上升,20-40 cm土层呈先升高后降低趋势.与N0 相比,0-20 cm土层各施氮处理土壤有机碳和全氮含量的平均增幅分别为 13.1%—37.2%和 19.4%—29.4%;20-40 cm 土层的平均增幅分别为 15.3%—32.2%和6.1%—29.3%.长期施氮处理显著提高了各粒级团聚体有机碳含量,与 N0 相比,施氮处理大团聚体有机碳平均含量提高 31.6%—62.0%,微团聚体提高 8.7%—61.2%,粉黏粒提高 14.0%—81.7%.在 0-20 cm土层,各粒级团聚体全氮含量亦随施氮量增加而增加,各施氮处理大团聚体、微团聚体和粉黏粒中全氮含量平均增幅分别为 32.6%—51.0%、25.7%—35.9%和 3.2%—9.7%,且均以N3 处理最高.在 20-40 cm土层,各粒级团聚体全氮含量随施氮量增加呈先升高后降低趋势,各施氮处理大团聚体、微团聚体和粉黏粒全氮含量平均增幅分别为 17.6%—35.2%、11.7%—24.0%和 1.1%—12.9%,且均以N1 处理最高.研究结果还表明,长期施氮显著增加了小麦成穗数和穗粒数,进而提高了产量.与N0 相比,N1、N2 和N3 处理分别提高小麦产量 188.1%、177.3%和 173.2%.相关分析与结构方程模型分析表明,小麦产量与土壤碳、氮含量及团聚体中碳、氮含量均呈显著正相关,长期施氮通过改变土壤及团聚体中碳、氮含量进而影响小麦产量.[结论]综上,长期合理施氮提高了土壤及团聚体中碳、氮含量,提升了土壤肥力,促进小麦增产.在本试验条件下以施氮量 180 kg·hm-2 时最优.

    氮肥施用量土壤团聚体碳、氮含量小麦产量

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    基于转录组测序的苦瓜皂苷合成相关基因的鉴定和分析

    戚仁洁宁宇刘静刘之洋...
    1779-1793页
    查看更多>>摘要：[目的]皂苷是苦瓜果实苦味的主要来源,具有降血糖、抗癌等多种药用价值.鉴定和挖掘参与调控苦瓜皂苷生物合成的代谢通路及基因,为进一步深入解析苦瓜皂苷形成的分子机制提供参考.[方法]以苦瓜高代自交系 GK24 为试验材料,分别在子房期(T1)、幼果期(T2)、商品果期(T3)和完全成熟期(T4)取果实组织,通过香草醛-冰醋酸法测定不同时期的苦瓜皂苷含量,利用转录组测序的方法鉴定差异表达基因.[结果]从T1 到T4,苦瓜内源皂苷含量随着果实发育而呈现显著下降的趋势.转录组测序共鉴定到 17 504 个基因,在T1-vs-T2、T2-vs-T3 和T3-vs-T4 三组比较中,下调表达基因数量均高于上调表达基因数量.GO富集分析表明含磷复合物代谢过程、驱动蛋白复合体和 2-琥珀酰-6-羟基-环己二烯-1-羧酸合成酶活性分别是生物过程、细胞组分及分子功能模块最显著富集的条目.KEGG分析显示全局与概述图谱、碳水化合物代谢和氨基酸代谢是 3 组比较中共同的最显著富集的代谢通路.根据表达模式可将基因划分为 20 个模块,其中profile 0 中基因的表达量从T1 到T4 逐渐降低,与苦瓜果实发育过程中皂苷含量变化规律一致.从profile 0 中鉴定出与苦瓜皂苷生物合成相关的基因 14 个,包括萜类骨架生物合成通路上的基因AAT1、HMG1、MVK、PMK、MVD2和FPS1,倍半萜与三萜生物合成途径中的基因SS12、SQE1和CPQ及后修饰酶基因CYP97A3、CYP71AN24、UGT94E5及UGT73C6.实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果与RNA-seq结果一致.[结论]苦瓜果实中皂苷含量随着果实不断成熟而逐渐降低.苦瓜皂苷生物合成首先通过上游的萜类骨架生物合成(ko00900)代谢途径完成萜类皂苷骨架的积累,随后通过倍半萜与三萜生物合成(ko00909)代谢途径以及下游的氧化还原酶、糖基转移酶的修饰最终生成皂苷,本研究通过转录组测序共鉴定到 14 个与苦瓜皂苷生物合成相关的基因.

    苦瓜转录组差异表达基因皂苷合成调控

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    板栗全生长季树干液流及蒸腾耗水特征

    郭燕张树航张馨方李颖...
    1794-1806页
    查看更多>>摘要：[目的]明确板栗(Castanea mollissima Bl.)蒸腾耗水特征,为板栗园制定科学合理的水分管理措施提供理论参考.[方法]采用热扩散探针法,对'大板红'板栗植株全生长季树干液流速率进行连续监测,并同步观测7个相关环境因子:太阳辐射(solar radiation,SR)、水汽压亏缺(vapor pressure deficit,VPD)、空气温度(air temperature,AT)、空气相对湿度(air relative humidity,ARH)、风速(wind speed,WS)、土壤温度(soil temperature,ST)和土壤湿度(soil relative humidity,SRH),解析板栗树干液流规律和耗水特征及其与环境因子间的关联性.[结果]板栗树干明显液流启动于5月 3日,结束于10月26日,前后历时176 d.板栗全生长季晴天树干液流速率日变化呈单峰"几"字形曲线,其在6、7、8 月每日启动到达峰值时间早于 5、9、10 月,而下降时间晚于 5、9、10 月,致 6、7、8 月份液流速率峰值持续时间长于 5、9、10 月.板栗全生长季液流速率日均值、日均耗水量和月耗水量由高到低排序均为 8 月＞7 月＞6 月＞9 月＞5 月＞10 月,其中显著性检验表明 7 月和 8 月之间无显著差异,但显著高于其他月份.夜间液流量占比由高到低排序为 10 月＞9月＞5月＞6月＞7月＞8月,其中显著性检验表明10月、9月和5月显著高于6月、7月和8月.板栗全生长季树干液流速率与太阳辐射、水汽压亏缺、空气温度和风速均呈极显著正相关,而与空气相对湿度均呈极显著负相关.分别建立了5-10月板栗树干液流速率与 7 个环境因子的 6 个回归模型.[结论]板栗树干有明显液流始于 5 月初、终于 10 月末;7-8 月是板栗的关键需水期;建立的板栗植株液流速率与环境因子的回归模型,可用于通过环境因子估测不同月份及整个生长季的植株耗水量.

    板栗液流速率耗水量环境因子特征

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    梅山猪和杜洛克猪卵泡中差异表达lncRNA克隆鉴定及与miRNAs相关性分析

    张化鹏张庆泽何凡祁梦凡...
    1807-1819页
    查看更多>>摘要：[目的]通过克隆鉴定梅山猪和杜洛克猪卵泡期第4天M2卵泡中差异表达的lncRNA-ALDBSSCT0000005583,分析其在猪颗粒细胞与miRNAs表达量的相关性,为探究lncRNA调控miRNA在母猪卵泡发育过程中的作用提供理论依据.[方法]对课题组前期在梅山和杜洛克M2卵泡中筛选出的差异表达lncRNA-ALDBSSCT0000005583,进行RT-qPCR验证,并利用RACE克隆其全长序列;根据编码潜力评估工具CPAT、CPC对该lncRNA的编码能力进行预测,原核表达试验进一步鉴定其编码能力;核质分离试验对lncRNA-ALDBSSCT0000005583进行亚细胞定位,RT-qPCR检测其在各组织中的表达水平;利用miRBase网站查找猪的miRNA数据库,结合RNAhybrid、miRanda在线软件预测与lncRNA-ALDBSSCT0000005583 有相互作用的物种间保守miRNA,使用TargetScan和miRanda预测与lncRNA-ALDBSSCT0000005583具有相互作用miRNA的靶基因,并对其靶基因进行GO 富集和 KEGG 信号通路分析;通过过表达以及干扰 lncRNA 验证其对 miRNA 表达量的影响.[结果]lncRNA-ALDBSSCT0000005583在杜洛克猪M2卵泡中的表达量显著高于梅山猪,lncRNA 5'RACE和3'RACE片段大小为569 bp和546 bp,测序分析表明lncRNA-ALDBSSCT0000005583 大小为 588 bp.生物信息学预测其编码潜能较低,同时原核表达试验结果进一步证明其不编码蛋白质.组织表达谱分析表明,lncRNA-ALDBSSCT0000005583在肾上腺、脾肝和卵巢中表达量较高,在下丘脑和心脏中的表达量较低,亚细胞定位结果显示该lncRNA主要存在于细胞质中.生物信息学分析后共筛选出 9 个物种间保守的 miRNA 与 lncRNA-ALDBSSCT0000005583 具有潜在的相互作用,其中有两个与卵巢发育相关的 miRNA:miR-193a-5p、miR-361-3p;KEGG和GO富集分析显示miR-193a-5p、miR-361-3p的靶基因与系统进程和细胞与细胞信号传导等生物学过程有关,并显著参与到催产素、Ras、NF-κB、促性腺激素释放激素分泌等通路.随后在颗粒细胞中过表达lncRNA-ALDBSSCT0000005583,经RT-qPCR发现miR-193a-5p、miR-361-3p的表达量均显著下调(P＜0.05),但干扰lncRNA-ALDBSSCT0000005583后无显著影响.[结论]lncRNA-ALDBSSCT0000005583 是一个不具备编码蛋白质能力的lncRNA,在梅山与杜洛克猪中等卵泡间表达量有极显著差异,在肾上腺、脾肝和卵巢中表达量较高,主要存在于颗粒细胞的细胞质中,可能与miR-193a-5p、miR-361-3p相互作用,从而参与猪卵巢颗粒细胞的发育过程.

    lncRNA-ALDBSSCT0000005583猪卵泡颗粒细胞miR-193a-5pmiR-361-3p

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    2019-2022年中国H6N1亚型禽流感病毒的生物学特性分析

    陈源崔鹏飞施建忠张元成...
    1820-1832页
    查看更多>>摘要：[背景]H6 亚型禽流感病毒(avian influenza virus,AIV)广泛流行于我国南方地区,是我国家禽中最常见AIV之一.H6N1 亚型AIV频繁地与其他野鸟源毒株重配,并且可以作为供体为高致病性AIV提供内部基因片段,产生新型重组病毒,进而威胁人类健康.[目的]通过对我国 H6N1 亚型 AIV 的演化动态及其相关生物学特性分析研究,为我国禽流感的综合防控提供数据支持.[方法]采集 2019-2022 年我国 25 个省(直辖市、自治区)的活禽交易市场及养殖场家禽喉和泄殖腔拭子,通过接种鸡胚分离到 7 株 H6N1 亚型AIVs并对其进行全基因组测序,分析其遗传演化特征、受体结合特性及其对SPF鸡和BALB/c小鼠的感染性.[结果]遗传演化分析表明,7 株病毒的基因与分离于北美及东南亚地区的野鸟源病毒基因同源性较高,基因来源复杂,具有明显的遗传多样性.贝叶斯演化分析表明,H6 亚型AIV HA基因曾发生过多次的跨洲际传播,欧亚谱系病毒在北美地区也有着较长时间流行.1 株病毒HA基因与北美地区毒株基因高度同源,根据贝叶斯演化分析结果,推测该病毒在野鸟体内经历了复杂的基因重配后形成,后经野鸟传入我国.特殊氨基酸位点分析结果显示,病毒 HA 蛋白裂解位点序列均为 PQIETR↓GLF,符合低致病性 AIV 特征;此外,另有 1株病毒的NP蛋白发生Y52H突变,据报道,该突变对AIV获得抵抗人干扰素刺激基因BTN3A3 的能力起到关键作用.受体结合特性分析表明,部分毒株具有双受体结合特性,但结合人源受体能力弱于结合禽源受体能力.病毒对 SPF 鸡的感染性试验表明,鸡感染A/chicken/Jiangxi/S40445/2019(H6N1)后能通过呼吸道及消化道排毒,并且病毒可在鸡群内通过接触传播.鸡感染A/duck/Jiangxi/S10941/2019(H6N1)后仅有少数鸡通过呼吸道排毒,病毒无法在鸡群间通过接触传播.BALB/c小鼠的感染性试验表明,H6N1 亚型AIV无需提前适应便可在小鼠呼吸道内有效复制,但对小鼠仍呈低致病力.[结论]2019-2022 年分离于我国的H6N1 亚型AIV基因大部分来源于野鸟源病毒,候鸟可经东亚-澳大利亚迁徙路线将病毒传入我国;部分病毒能够结合人源唾液酸受体并在小鼠呼吸道内有效复制,表明该亚型病毒对公共卫生安全构成潜在威胁.

    H6N1禽流感病毒跨洲际传播重配感染性

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    基于多年定点的小麦籽粒质量稳定性研究

    赵博慧张影全景东林刘保华...
    1833-1844,后插1-后插2页
    查看更多>>摘要：[目的]质量稳定的小麦原粮可以保持加工工艺及其参数基本不变,减少加工过程中人为干预,并降低工艺调整过程损耗,同时保证面制品质量的稳定性.开展品种质量稳定性评价可以为加工企业采购质量稳定的原粮提供参考.[方法]以 2013-2019 年邢台市和邯郸市种植的 7 个小麦品种师栾 02-1、济麦 22、良星 99、邯 6172、婴泊 700、鲁原 502 和藁优2018 为参试样品,采用变异系数定量表征品种在多年、多地的质量稳定性.将容重、籽粒粗蛋白含量、湿面筋含量、面团稳定时间相乘,计算其乘积的变异系数,作为质量稳定性的综合性表征统计量.对同年同地的品种两两配对,分析其质量指标的稳定性.[结果]参试样品容重、蛋白质含量、湿面筋含量、面团稳定时间、质量指标乘积变异系数的波动范围分别为 0.06%—5.50%、0.01%—12.21%、0.03%—10.02%、0.4%—138.69%、0.32%—140.01%.配对分析显示,品种容重稳定性从高到低依次为藁优 2018、鲁原 502、邯 6172、良星 99、婴泊 700、济麦 22、师栾 02-1.籽粒粗蛋白含量稳定性从高到低依次为藁优 2018、邯 6172、婴泊 700、鲁原 502、良星 99、济麦 22、师栾 02-1.湿面筋含量稳定性从高到低依次为藁优 2018、邯 6172、鲁原 502、婴泊 700、良星 99、师栾 02-1、济麦 22.面团稳定时间稳定性从高到低依次为婴泊 700、济麦 22、藁优 2018、鲁原 502、邯 6172、良星 99、师栾 02-1.上述质量指标乘积稳定性从高到低依次为婴泊 700、藁优2018、鲁原 502、良星 99、邯 6172、济麦 22、师栾 02-1.[结论]参试的质量指标中,容重的稳定性较高,面团稳定时间的稳定性较低,籽粒粗蛋白含量和湿面筋含量的稳定性介于两者之间.以 4 个质量指标乘积的变异系数为评价依据,婴泊700 在参试品种中质量稳定性较高.

    小麦籽粒质量品质稳定性加工品质变异系数

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