中国生态农业学报

基因组学在作物抗逆性研究中的新进展

贾琪, 吴名耀, 梁康迳, 孙新立, 林文雄

贾琪, 吴名耀, 梁康迳, 孙新立, 林文雄自然环境中各种生物和非生物胁迫是影响作物产量的巨大威胁。随着现代分子生物学的发展, 从分子水平研究作物抵御逆境的机理已成为生态农业研究的一个重要任务, 分子遗传学与生态学的整合诞生了生态基因组学即用基因组学的技术和手段研究生态学领域的问题。基因组学按其研究内容分为功能基因组学、结构基因组学和比较基因组学, 本文从这3方面分别阐述了作物抵抗生物胁迫和非生物胁迫的生态基因组学研究进展, 总结了基因组学在植物抗逆性研究中的一些新技术和新手段, 特别是基于近几年发展起来的二代深度测序所带来的一系列高通量的检测方法与结果。①功能基因组学包含转录组学、表观遗传学、蛋白组学、相互作用组学、代谢组学和表型组学, 本文侧重从植物抗逆的功能基因表达水平上的研究展开, 重点探讨了转录组学和表观遗传学在植物抗逆研究的新进展, 介绍了一些转录组学和表观遗传学研究技术, 如基因芯片技术、RNA测序技术、SAGE、cDNA-AFLP、SSH、亚硫酸盐法、ChIP-Chip、ChIP-seq等; 例举了一些转录因子基因家族在植物抗逆反应中的作用, 总结其作用共性, 结果表明不少抗逆基因受到胁迫后基因转录激活上有一定相关性, 大多受激素信号转导途径所调控, 很多抗逆途径最终都涉及到ABA信号传导通路并与衰老相关; 植物的抗逆性受多个信号通路调控, 对同一逆境响应常常需要不同的转录因子共同参与, 而同一转录因子也有可能参与2个以上的不同抗逆反应; 表观遗传学则指在不改变基因序列前提下, 对DNA甲基化修饰、组蛋白翻译后修饰及小RNA介导的信号传导等, 有证据表明其存在遗传印记作用。②结构基因组学主要利用QTL定位和DNA测序技术, 确定植物基因组的遗传图谱和物理图谱, 二代深度测序平台的建立使许多植物的全基因组测序成为可能。迄今为止, 已有超过40种植物完成全基因组测序, 越来越多的植物全基因组计划正在实施中或预计实施。③比较基因组学是基于功能基因组学和结构基因组学进而比较不同物种或不同群体间的基因组差异和相关性的研究, 可分析逆境响应相关基因在进化过程中及在地理位置分布中的作用和意义, 也同时为QTL定位及功能基因组学研究提供丰富信息。此外, 还简要介绍并列举了一些网络共享作物抗逆的生物信息资源数据库。虽然基因组学在如何正确处理海量数据等问题上还存在瓶颈, 但它提供的大量作物抗逆方面的基因组信息已为植物抗逆研究提供了众多线索与依据, 为今后改良作物抗逆性的遗传育种工作带来了新启示。中国生态农业学报. 2014 22(4): 375-385.

秸秆添加对土壤有机碳库分解转化和组成的影响

夏海勇, 王凯荣, 赵庆雷, 张正

夏海勇, 王凯荣, 赵庆雷, 张正研究秸秆添加量对黄潮土和砂姜黑土有机碳库分解转化和组成的影响规律, 为调节土壤碳循环、培肥地力提供科学依据。通过1年的室内培养试验, 研究了添加0~400 g·kg^-1秸秆时, 两种土壤的有机物料分解率、腐殖化系数、C/N及土壤活性有机碳、非活性有机碳、总有机碳和碳库活度(活性有机碳与非活性有机碳的比值)的变化。结果表明: 随秸秆用量的增加, 有机物料在土壤中的分解率增加, 腐殖化系数降低; 土壤活性有机碳、非活性有机碳、总有机碳含量和碳库活度均增加, 与秸秆添加量呈极显著线性正相关关系; 土壤活性有机碳和总有机碳含量间具有极显著线性正相关性关系, 腐殖化系数同土壤碳库活度呈极显著线性负相关。与砂姜黑土相比, 秸秆在黄潮土中更易分解, 但黏粒含量较高的砂姜黑土更有利于土壤碳的储存。试验1年后, 黄潮土活性有机碳占总有机碳的比例和碳库活度分别比砂姜黑土平均高7.6个百分点和12.3个百分点, 砂姜黑土的腐殖化系数和C/N分别比黄潮土平均高3.2个百分点和2.3。综上, 秸秆添加越多, 碳库活度便越高, 越有利于有机物料分解, 降低腐殖化系数; 黏粒含量越高, 有机物料的分解受阻, 腐殖化系数便越高。中国生态农业学报. 2014 22(4): 386-393.

不同施肥处理稻田系统磷素输移特征研究

陆欣欣, 岳玉波, 赵峥, 张翰林, 赵琦, 曹林奎

陆欣欣, 岳玉波, 赵峥, 张翰林, 赵琦, 曹林奎磷是水体富营养化限制性元素, 近年来由于磷肥的过量施用, 农田迁移的磷素已成为水体磷素的主要来源。本研究通过野外测坑定位试验, 研究有机肥处理(OT)、混施肥处理(MT)和化肥处理(CT)3种施肥处理下, 稻田中磷素的迁移流失特征及这3种处理对水稻产量和磷素利用率的影响, 以探求稻田系统的最佳施磷方式。结果表明, CT、MT和OT 3种施肥方式的磷径流流失负荷分别为0.56 kg(P)·hm^-2、1.13 kg(P)·hm^-2和4.20 kg(P)·hm^-2, 渗漏流失负荷分别为0.42 kg(P)·hm^-2、0.44 kg(P)·hm^-2和0.45 kg(P)·hm^-2; 磷的径流流失占流失总量的56.86%~90.38%, 是水稻田磷素流失的主要途径。磷的径流流失主要受施肥和降雨的影响, 50%左右磷的流失发生在第1次径流过程; 磷素渗漏流失特征不受施磷处理的影响, 80%以上的流失发生在施肥后的前30 d。在磷素流失形态上, 坑面水、渗漏水和径流水中磷素的主要形态均为可溶性磷; 在土壤方面, MT处理和OT处理能保证土壤磷营养, CT处理的土壤有效磷和有机质含量则显著下降。3种施肥处理的水稻产量显著高于空白对照, 且MT最高, 为6 728.84 kg·hm^-2; 磷肥利用率CT和MT处理显著高于OT, CT和MT间差异不显著。综合比较, 混施肥处理在磷素流失、土壤养分利用和水稻产量等方面更符合我国生态农业发展的要求。中国生态农业学报. 2014 22(4): 394-400.

土壤熏蒸剂对土壤硝化、反硝化作用的影响

燕平梅, 高贵喜, 曹坳程, 张腾, 李园, 王秋霞, 郭美霞

燕平梅, 高贵喜, 曹坳程, 张腾, 李园, 王秋霞, 郭美霞采用化学分析和变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术, 以大田威百亩、棉隆、溴甲烷、硫酰氟熏蒸100 d土壤为研究对象, 探究土壤熏蒸对土壤硝化活性、反硝化活性及amoA基因型硝化型细菌、nirS基因型反硝化细菌群落结构影响。研究表明, 威百亩、棉隆、硫酰氟熏蒸剂处理下, 土壤硝化活性与对照无显著差异; 而溴甲烷处理的硝化活性比对照降低13.19%, 差异显著(P<0.05); 熏蒸剂之间土壤硝化活性无显著差异。4种熏蒸剂之间以及与对照之间土壤反硝化活性无显著差异。4种熏蒸剂中溴甲烷处理土样amoA型硝化细菌多样性指数、均匀度显著低于对照土样和其他3种熏蒸剂处理土样; 而丰富度指数无显著差异。威百亩、棉隆和硫酰氟熏蒸土样之间及与对照之间amoA型硝化细菌3种生态指数无明显差异。4种熏蒸剂处理土壤nirS型反硝化细菌多样性指数、均匀度与对照无显著差异(P＞0.05); 熏蒸剂之间存在显著差异(P<0.05)。研究表明, 溴甲烷对土壤硝化活性的抑制是通过抑制amoA型硝化细菌的多样性而实现, 其他3种熏蒸剂对土壤硝化活性无显著影响。4种熏蒸剂对土壤反硝化活性无显著影响。中国生态农业学报. 2014 22(4): 401-407.

干湿交替条件下稻田土壤氧气和水分变化规律研究

张静, 刘娟, 陈浩, 杜彦修, 李俊周, 孙红正, 赵全志

张静, 刘娟, 陈浩, 杜彦修, 李俊周, 孙红正, 赵全志在水稻高产栽培技术中, 为合理利用水资源, 改良土壤通气性, 干湿交替灌溉技术已广泛应用。干湿交替灌溉技术的核心是协调土壤水分与氧气之间的平衡。本研究采用大田试验, 在水稻生育后期进行干湿交替处理, 同步监测稻田5 cm土层土壤氧气、水分及温度的变化, 以探讨稻田土壤氧气和水分运移变化规律及其互作关系, 为进一步揭示干湿交替灌溉技术的内在生理机制奠定基础。研究结果表明, 干湿交替条件下, 稻田土壤含水量处于饱和状态时, 基本监测不到土壤含氧量; 而稻田土壤在慢慢变干的过程中, 5 cm土层土壤体积水分含量逐渐降低, 土壤氧气含量逐渐升高。在花后19 d、24 d、29 d, 当5 cm土层土壤体积含水量分别下降为25.4%、25.1%、24.7%时, 土壤含氧量则分别上升到17.5%、17.4%、17.4%。在水稻生育后期不同阶段, 土壤氧气含量的日变化呈现先降低再升高的趋势, 谷值一般出现在14:00-15:00之间; 土壤含水量随时间呈波动式逐渐降低的变化趋势; 土壤温度呈现先升高后降低的趋势, 峰值一般出现在15:00-16:00之间。从上午8:00到下午17:59, 当土壤温度升至峰值时, 土壤水分含量较低, 而土壤含氧量开始升高。水稻开花期、灌浆期和成熟期的土壤氧气含量与土壤含水量均表现出极显著负相关关系, 土壤温度与土壤水分间呈显著负相关关系, 而土壤氧气与土壤温度之间无显著相关关系。说明干湿交替条件下, 水稻生育后期稻田土壤中的水分和氧气含量存在一定的此消彼长的关系。因此, 通过适度的干湿交替管理措施, 可在一定程度上调节水稻根系周围的土壤水分和氧气的平衡。中国生态农业学报. 2014 22(4): 408-413.

间作条件下秸秆覆盖对玉米叶片光合特性和产量的影响

张向前, 黄国勤, 赵其国

张向前, 黄国勤, 赵其国为明确间作和秸秆覆盖结合在作物增产方面的效应, 采用双因素大田试验, 通过设置2种种植模式[玉米单作(M)、玉米大豆间作(I)]和4种秸秆覆盖水平[0(S0)、4 000 kg·hm^-2(S1)、8 000 kg·hm^-2(S2)和12 000 kg·hm^-2(S3)], 研究秸秆覆盖和间作对玉米叶片生理特性和产量的影响。结果表明, 覆盖和间作有利于增加玉米叶片长、宽和单株绿叶面积, 其中覆盖处理S2和S3与不覆盖处理S0的差异显著, 且覆盖的效果大于间作。玉米叶片含水量基本不受间作影响, 但受覆盖的显著影响。间作和覆盖可增加叶片含氮量, 在单作下, S3比S0的叶片含氮量在灌浆期和成熟期分别增加25.6%和56.6%, 在间作下分别增加30.0%和42.9%, 且S3和S0间差异显著。覆盖和间作皆可增加叶片叶绿素含量, 且覆盖的效果大于间作, 但随覆盖水平提高覆盖的效果降低。覆盖和间作皆有利于改善玉米穗位叶的光合特性, 在S0下, 间作的光合速率、气孔导度和蒸腾速率在灌浆期和成熟期分别比单作增加13.1%、42.3%、39.3%和46.8%、31.2%、24.5%, 而胞间CO₂浓度分别下降20.8%和18.4%, 且S0下单作、间作差异显著。玉米产量亦明显受到覆盖和间作的影响, 且受覆盖的影响更为明显。研究得出, 秸秆覆盖和间作在改善玉米叶片性状及生理特性和产量方面发挥着重要作用, 但覆盖的效果会随覆盖水平的提高而降低, 且间作的效果小于秸秆覆盖。中国生态农业学报. 2014 22(4): 414-421.

大气CO₂和O₃浓度升高对水稻'汕优63'叶片光合作用的影响

邵在胜, 赵轶鹏, 宋琪玲, 贾一磊, 王云霞, 杨连新, 王余龙

邵在胜, 赵轶鹏, 宋琪玲, 贾一磊, 王云霞, 杨连新, 王余龙大气CO₂浓度升高使水稻光合作用增强, 而地表O₃浓度增加则相反, 但人们对大气CO₂和O₃浓度同时升高情景下水稻光合作用的响应和适应知之甚少。本文利用新型的自然光气体熏蒸平台, 以杂交籼稻'汕优63'为供试材料, 设置室内对照(CK, 大气本底浓度, 实时模拟室外环境)、高浓度CO₂(CO₂本底浓度+200 μmol·mol^-1)、高浓度O₃(O₃本底浓度的1.6 倍)、高浓度CO₂+O₃ 4个处理, 于拔节期、抽穗期和灌浆期测定稻叶的主要光合参数。整个布气期间, CO₂和O₃浓度平均的控制目标完成比(TAR)分别为1.04和1.00。与CK相比, CO₂处理使拔节、抽穗和灌浆期净光合速率(Pn)分别增加15%、11%和28%, O₃处理使对应生育期Pn分别降低32%、32%和88%, CO₂+O₃处理对拔节期和抽穗期Pn无显著影响, 但成熟期Pn平均下降48%。CO₂处理使拔节和抽穗期叶片气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)显著下降, 但灌浆期无显著变化; O₃处理对各期Gs和Tr的影响明显大于CO₂处理, 且以灌浆期的降幅最大; CO₂+O₃处理叶片Gs和Tr的降幅总体上明显低于单独的O₃处理。CO₂处理或CO₂+O₃处理叶片胞间CO₂浓度(Ci)明显增加, 而O₃处理叶片Ci的变化相对较小。CO₂处理使各期水分利用效率(WUE)增加, 而O₃处理则呈相反趋势, 特别是生长后期。CO₂+O₃处理叶片拔节期和抽穗期WUE平均增加约15%, 但灌浆期因O₃的累积伤害, WUE不升反降。以上结果表明, 大气CO₂浓度升高将使杂交稻'汕优63'叶片光合能力增强, 但地表同步升高的O₃浓度则使光合能力削弱并表现出明显的累积伤害, 大气CO₂和O₃浓度同时升高可缓解O₃胁迫对'汕优63'光合作用的负效应。中国生态农业学报. 2014 22(4): 422-429.

华北平原冬小麦对过去30年气候变化响应的敏感性研究

肖登攀, 陶福禄, 沈彦俊, 刘剑锋, 王仁德

肖登攀, 陶福禄, 沈彦俊, 刘剑锋, 王仁德以气候变暖为主要特征的全球变化已经对人类的生产和生活产生重要影响。作物物候及产量对气候变化的响应和适应是研究气候变化对农业生产影响的重要内容。本文选择位于华北平原的4个典型农业气象试验站(唐山、惠民、商丘和驻马店), 利用详细的物候和产量观测资料, 在站点尺度上研究了冬小麦物候及产量对过去30年(1980-2009)气候变化的响应及其敏感性。结果表明: 过去30年冬小麦出苗期推迟, 而抽穗期和成熟期呈提前趋势。物候期的提前或推迟导致冬小麦不同生长发育阶段历时发生变化, 出苗-抽穗阶段(营养生长阶段)呈缩短趋势, 而抽穗-成熟生长阶段(生殖生长阶段)呈延长趋势。相关性研究表明: 在4个研究站点, 温度和辐射是制约冬小麦产量的主要气候因子; 但不同生长阶段, 冬小麦产量对气象因子的响应不同。利用多元回归统计方法研究冬小麦产量对不同生长阶段气候因子(温度、辐射和降雨)的敏感性发现: 在出苗-抽穗生长阶段, 除驻马店站点外, 温度升高对冬小麦产量有正效应; 而在抽穗-成熟阶段, 温度升高会给产量带来负面影响。冬小麦产量与辐射呈正相关, 辐射降低给冬小麦产量产生负效应。中国生态农业学报. 2014 22(4): 430-438.

表面活性剂辅助的甲硫氨酸和色氨酸叶面喷施对芥蓝生长及菜薹芥子油苷组分和含量的影响

腊贵晓, 孔海民, 方萍, 杨铁钢

腊贵晓, 孔海民, 方萍, 杨铁钢采用盆栽试验, 研究了脂肪族芥子油苷和吲哚族芥子油苷的合成前体甲硫氨酸和色氨酸单独及配合表面活性剂叶面喷施对芥蓝(Brassica alboglabra L.)生长及菜薹中芥子油苷组分和含量的影响。结果表明, 各处理对芥蓝生长指标及芥子油苷组分无显著影响, 在芥蓝菜薹中均检测到7种脂肪族芥子油苷和4种吲哚族芥子油苷。与喷施清水对照相比, 甲硫氨酸、色氨酸单独叶面喷施及表面活性剂辅助的色氨酸叶面喷施, 对芥蓝菜薹总芥子油苷含量、总脂肪族芥子油苷含量和总吲哚族芥子油苷含量均无显著影响。表面活性剂辅助下甲硫氨酸叶面喷施处理中菜薹总芥子油苷和总脂肪族芥子油苷含量比清水对照处理分别提高28.5%和31.9%, 其中在11种芥子油苷中脂肪族芥子油苷3-丁烯基芥子油苷含量提高幅度最大, 达到44.3%, 同时表面活性剂辅助下甲硫氨酸叶面喷施显著提高了芥蓝菜薹全硫含量并降低了氮硫比(N/S)。本试验结果表明, 有效供给甲硫氨酸能明显促进脂肪族芥子油苷的合成和积累, 而辅之以表面活性剂能增进叶面对甲硫氨酸的吸收效果, 其影响机理还有待进一步研究。中国生态农业学报. 2014 22(4): 439-446.

华北平原典型农区农地细碎化对村级农田林网的影响--以河北省曲周县为例

牛新胜, 王绍雷, 吕振宇, 沈广城, 郝晋珉, 牛灵安, 杨合法, 闫勇

牛新胜, 王绍雷, 吕振宇, 沈广城, 郝晋珉, 牛灵安, 杨合法, 闫勇本研究以河北省曲周县农地细碎化的杏园村、西魏村和农地规模经营的东刘庄村为例, 采用实地测量和问卷调查的方法, 探明农地细碎化对村级农田防护林的影响及其根源。结果表明, 农地细碎化对村级农田林网结构和配置造成破坏。农地细碎化的林网网格增大, 主带距是华北平原区推荐值的2.70倍。农地细碎化林网树种单一, 配置不合理。杏园村和西魏村约53.8%的干道北侧无林木, 干道北侧林带林木数量平均比南侧显著减少60.8%; 其紧邻农田行树木密度为0~26株·50m^-1, 比次邻行的数量显著减少25.8%(P<0.05), 比东刘庄减少47.3%。据林带面积与林木数量关系的拟合曲线, 东刘庄村林木最高密度为23.2株·100m^-2, 比其余两村高56.5%。多数农户反对田边地头栽树, 经营林网技术匮乏。人多地少矛盾是林网毁坏的深层原因, 林木胁地是其直接原因, 农地细碎化激化了这些矛盾。土地整理规划是解决现状的根本途径, 同时不可忽视社会教育和管理。中国生态农业学报. 2014 22(4): 447-455.

乙草胺对农田中小型土壤动物群落结构的影响

翟清明, 林琳, 张雪萍, 刘海滨

翟清明, 林琳, 张雪萍, 刘海滨采用定点试验的方法, 在哈尔滨市呼兰区选择典型农田生态系统进行试验, 研究施用不同浓度乙草胺对农田中小型土壤动物群落组成、多样性及垂直分布的影响。本调查共获中小型土壤动物4 648只, 隶属于2门4纲10目15个类群, 其中甲螨亚目和中气门亚目为优势类群。研究结果表明, 施用不同浓度的乙草胺对农田中小型土壤动物群落组成、多样性及垂直分布均产生一定影响。Sorenson相似性系数和Morisita-Hron相似性系数均表现为高浓度与中浓度差异<高浓度与低浓度差异<高浓度与对照差异, 表明随乙草胺浓度的增加土壤动物的群落结构差异逐渐显著; 除优势度指数外, 其余多样性指数均表现为中浓度和低浓度样地与对照样地存在显著差异(P<0.05), 高浓度样地与对照样地间存在极显著差异(P<0.001)。5月、7月和9月土壤动物的密度在0~5 cm土层中均表现为对照样地>低浓度样地>中浓度样地>高浓度样地, 而在其下部的各土层中土壤动物密度变化与乙草胺浓度变化无明显相关性。中小型土壤动物可以作为揭示施用乙草胺过程中土壤质量变化的生物学指标。其群落组成、多样性和垂直分布的变化表明, 中小型土壤群落对乙草胺的不同施用浓度产生了响应, 过高浓度乙草胺会对土壤生态系统产生干扰, 对土壤环境造成威胁。中国生态农业学报. 2014 22(4): 456-463.

不同管理模式对花椒园节肢动物群落结构及稳定性的影响

岳磊, 罗凯, 马丽, 宋家雄, 石安宪, 高熹, 李强

岳磊, 罗凯, 马丽, 宋家雄, 石安宪, 高熹, 李强为探讨有利于花椒园节肢动物群落结构的管理模式, 2012年对云南省昭通市3种常见管理模式(粗放、免耕、精细)下花椒园节肢动物群落的组成和结构进行了系统调查。采用群落特征指数和主成分分析法对节肢动物群落特征、季节性变化及稳定性进行了研究。结果表明, 调查区花椒园节肢动物群落由2纲9目97科318种组成, 其中害虫主要种类为大青叶蝉(Tettigoniella viridis)、小绿叶蝉(Empoasca flavescens)、棉蚜(Aphis gossypii)和小长蝽(Nysius ercae), 天敌主要种类为大灰食蚜蝇(Metasyrphus corolla)、斑食蚜蝇(Melanostoma scalare)、环腹瘿蜂属一种(Frigates sp.)和翠绿巨胸小蜂(Perilampus prasinus)。3种模式下, 粗放模式丰富度(21.985 7)最高, 但植食性类群亚群落个体比例(36.13%)也最高。免耕模式的多样性指数(3.649 1)、均匀性指数(0.694 3)和稳定性指数Ss/Si(0.074 7)、Nn/Np(0.557 2)、Sd/Sp(0.545 5)、Nd/Np(1.467 8)均高于其他两种模式。精细模式的优势度最高(0.193 1)、群落特征指数全年波动较大, 受到外界干扰强烈。免耕模式下天敌对主要害虫的跟随作用较好且害虫爆发高峰期的虫口数量(最高81头)皆低于同时期粗放模式(最高189头)与精细模式(最高123头)。主成分分析表明粗放模式与精细模式下主导群落变化的主要因素为害虫, 而免耕模式下天敌起到了主导作用, 其对害虫的调控效果较好。因此综合考虑生态经济效益, 免耕模式为有利于当地花椒种植的管理模式。中国生态农业学报. 2014 22(4): 464-472.

猪舍不同发酵床垫料氨挥发与氧化亚氮排放特征

张丽萍, 孙国峰, 盛婧, 陈留根, 郑建初

张丽萍, 孙国峰, 盛婧, 陈留根, 郑建初为了探明发酵床养猪过程中的氨挥发与氧化亚氮排放特征, 分别选取3种不同原料的发酵床: 稻壳+锯木屑(FD)、稻壳+菌糠(FJ)、稻壳+酒糟(FW)作为研究对象, 采用静态箱法收集气体, 对1个养猪周期内(140 d)的氨挥发和氧化亚氮排放量进行测定。结果表明, 3种垫料的氨挥发高峰期呈现出一定的时间顺序: FW主要出现在饲养前期, FJ出现在前中期, 而FD则集中在饲养中后期。3种垫料的氨挥发总量具有显著性差异, FW发酵床在整个养殖周期内的氨挥发总量最大, 为9.06 kg; 其次是FJ, 氨挥发总量达到4.83 kg。3种发酵床垫料的氧化亚氮排放规律具有一致性, 即排放高峰期主要集中在饲养中后期; 其排放总量同样具有显著性差异, 同氨挥发总量一样, FW的氧化亚氮排放总量最高, 达到2.06 kg; 其次是FJ, 氧化亚氮排放总量为1.74 kg。通过物质流分析发现, 以氨气和氧化亚氮转化损失的氮量占氮素总损失量的23%~36% , 说明气体转化是发酵床养猪过程中氮素的主要损失途径之一。中国生态农业学报. 2014 22(4): 473-479.

铜胁迫下小白菜叶片基因表达谱的cDNA-AFLP分析

赵瑞丽, 钟凤林, 林义章, 高世超, 林俊芳, 叶丽萍

赵瑞丽, 钟凤林, 林义章, 高世超, 林俊芳, 叶丽萍本研究以小白菜品种'上海青'为试验材料, 利用Cu²⁺质量浓度为10 mg·L^-1的营养液水培小白菜幼苗, 通过cDNA-AFLP技术分析小白菜响应铜胁迫相关基因及其表达情况。试验中利用多态性较好的135对引物进行扩增, 共获得5 800多条转录衍生片段(TDFs), 平均每个引物组合扩增出30~60条, 片段大小主要集中在100~1 000 bp, 根据条带强弱和有无的变化, 其表达模式可以分为持续表达、瞬时表达、上调表达和下调表达4种情况。通过筛选获得180条差异表达TDFs, 其中上调表达77条(42.8%), 下调表达61条(33.9%), 瞬时表达42条(23.3%)。选取其中152条差异表达TDFs进行回收测序, 最终得到151个有效序列, 其中上调表达68条(45%), 下调表达50条(33.1%), 瞬时表达33条(21.9%)。Blastx比对结果显示, 112条TDFs序列与已知基因具有较高的相似度, 涉及能量代谢、物质合成与运输、逆境响应、信号转导等多种途径, 16条TDFs序列与功能未知或假定基因的同源性较高, 其余23条TDFs序列与已知功能基因的同源性较低或零匹配, 可能是一些新的铜胁迫应答基因。从151条TDFs选取4条TDFs, 以小白菜actin基因为内参照, 对其在不同胁迫处理时间的表达情况进行荧光定量RT-PCR验证, 分析结果与cDNA-AFLP结果基本吻合, 表明cDNA-AFLP技术是研究小白菜铜胁迫相关基因差异表达的有效方法。小白菜铜胁迫相关基因表达情况较为复杂, 涉及多种代谢途径。本研究结果可为探讨小白菜铜胁迫的分子机理和相关基因的克隆提供理论依据。中国生态农业学报. 2014 22(4): 480-490.

3种尾菜饲料化利用技术研究

杨富民, 张克平, 杨敏

杨富民, 张克平, 杨敏蔬菜商品化处理产生的尾菜, 已成为蔬菜产区污染源。为了解决环境污染, 探寻资源化利用途径, 针对尾菜量大集中、水分含量高、易腐烂变质等特点, 采用畜禽粗饲料制粒和制块工艺, 研制了由清洗、打浆、压滤、水处理、混合、制粒及制块单元组成的尾菜饲料化生产线, 并利用单因素和正交试验对主要设备工艺参数及尾菜生产畜禽颗粒及蜂窝块状粗饲料辅料配比进行了优化。结果表明, 清洗、打浆为粒径约10.0 mm的白菜、莲花菜、芹菜商品化处理产生的尾菜, 在气泡清洗机输送带运行速度分别为6~7 m·min^-1、7~8 m·min^-1、8~9 m·min^-1, 芹菜使用单丝滤布、白菜和莲花菜使用涤纶750B滤布, 在隔膜压榨压力0.05~0.06 MPa, 时间20 min的条件下, 尾菜饼含水率可降至35.0%, 与占尾菜饼量12.5%的膨润土、10.0%次粉、15.0%稻壳粉、3.0%玉米蛋白粉混合, 制粒及压块平均成型率为94.67%, 吨料电耗22.0 kW·h^-1·t^-1, 粗饲料密度920.0 kg·m^-3, 坚实度82.0%, 均匀度95.0%, 含水率<10.0%, 粗纤维10.3%, 粗蛋白9.6%, 粗灰分31.0%。生产应用表明, 研制的尾菜饲料化生产线操作简单、高效、经济实用, 具有自动化程度高等特点; 生产的粗饲料营养丰富、适口性好、耐储存。尾菜饲料化利用技术, 适合于蔬菜商品化处理、蔬菜精加工生产基地以及大型农贸市场等对尾菜治污和资源化利用。中国生态农业学报. 2014 22(4): 491-495.

4-(4-羟基)苯乙基-1,2-二羟基苯对土壤脲酶的抑制作用

肖竹平, 冯玉婷, 何娟, 胡桐芳, 曾琴, 周娇

肖竹平, 冯玉婷, 何娟, 胡桐芳, 曾琴, 周娇休闲农业是现代经济高度发展的产物, 它对于现代农业的发展具有重要的作用。探求休闲农业评价方法, 进行河北省休闲农业评价, 对于规范提升河北省休闲农业与乡村旅游的发展, 引领全国休闲农业与乡村旅游持续健康发展具有一定现实意义。本文运用数据包络分析法(data envelopment analysis, DEA), 对2011年河北省12个休闲农业与乡村旅游示范点, 分别从综合效益、经济效益、社会效益方面进行了有效性实证测度, 并从效率、规模收益、指标射线量和松弛变量等方面进行了分析。结果表明: 河北省休闲农业整体效率偏低, 只有6家综合技术效率有效; 单就经济效益和社会效益而言, 分别只有2家示范点处于综合技术效率有效水平。示范点发展模式小而全, 12家示范点中有3家示范点在体验项目和旅游要素种类投入上处于"超量"的低效率状态。管理水平的服务质量偏低，4家示范点从业科技人员投入处于"超量"状态。在社会效益评价中, 有1家安置当地就业处于"亏量"状态; 经济效益评价中, 4家经济效益处于"亏量"状态。该研究结果在一定程度上可为政府部门在政策扶持、理顺管理、公共服务、营造环境, 以及调动社会力量和行业协会的积极性, 以共筑休闲农业发展良好局面等提供决策支持。中国生态农业学报. 2014 22(4): 496-500.