供给侧视角下农业生产外部性环境价值评估——基于藏粮于田的湖南实证

农业供给侧结构性改革的重要目标是优化农产品供给,运用陈述偏好法和揭示偏好法等环境经济学价值评估方法,以水稻主产区湖南省为研究对象,从经济学和农业生产导致的间接环境价值为综合创新视角,对2010—2015年湖南省农业生产的外部性环境价值进行评估,探讨供给侧视角下湖南省农业发展藏粮于田的策略。结果表明,湖南省农业生产外部性环境净价值由2010年的146.76亿元下降到2015年的134.10亿元,此期间下降了12.66亿元,正外部性间接惠益价值中,固碳释氧惠益价值年均达78.32亿元,占比为29.13%,且有较大的提升潜力;负外部性间接损失价值中农用地膜和农药负外部性价值从2010年的30.86亿元增加到2015年45.65亿元,是造成外部性环境净价值变化的主因。因此,农业生产必须践行供给侧结构性改革,由资源驱动型农业向创新驱动型农业转变,使农业生产正外部性功能发挥至最大、负外部性功能减至最少,以改善农业面源污染,达到藏粮于田之目的。农田生产带来的外部性净价值揭示了忽视间接价值导致农业全面价值被低估,进而为国家农业补贴和农业支持政策提供经济理论依据。     

能量色散X 射线荧光光谱法快速检测含海藻酸 水溶肥中5 种重金属

建立含海藻酸水溶肥中重金属砷(As)、铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)和汞(Hg)的能量色散X 射线荧光光谱(EDXRF)快速检测方法。样品经称重、加酸涡旋,装入样品杯,直接进行EDXRF 扫描,通过识别待测元素特征能量谱峰进行定性,标准加入法进行定量。结果显示:方法选择性好,含海藻酸水溶肥基质元素对5 种重金属能量光谱无干扰;标准加入法能有效克服含海藻酸水溶肥的基质效应,实现对5 种待测重金属的准确定量;方法线性良好,R2>0.9950;检出限为0.21 ～ 6.70 mg/kg,定量限为0.70 ～ 22.40 mg/kg;加标回收率为96.83% ～ 110.63%,日内相对标准偏差为0.58% ～ 6.36%,日间相对标准偏差为0.64% ～ 6.61%。该方法操作简单、快速,有较高的准确性和可靠性,能够满足含海藻酸水溶肥产品中As、Pb、Cd、Cr 和Hg 元素快速质量监测的需要,为推动EDXRF 技术在农业领域的应用提供了有效借鉴。     

寒地水稻纹枯病抗性鉴定指标的灰色关联分析

[目的]明确寒地水稻纹枯病抗性鉴定的调查指标及鉴定时期。[方法]利用苗期鉴定法和成株期牙签嵌入法分别于分蘖末期和抽穗期进行接种,并在苗期采用单株病情指数,成株期采用病级、相对病斑长度、病斑长度和绝对病斑高度为调查指标,进行抗性鉴定。[结果]分蘖末期接种的3次调查中,病级、绝对病斑高度与抽穗期第3次调查的绝对病斑长度和病级的灰色关联度呈上升趋势,且分蘖末期接种的第3次调查中这2个指标与对照指标的灰色相关度分别为0.891 2、0.888 6和0.911 1、0.903 0。这2个指标可作为抗性鉴定重要参考指标。苗期鉴定的单株病情指数与2个对照指标的灰色相关度分别为0.746 1和0.787 9,表明苗期鉴定的调查指标与成株期鉴定的结果具有一定的相关性。[结论]成株期牙签嵌入法在分蘖末期和抽穗期接种,接种后第36天调查的病级和绝对病斑高度可作为抗性鉴定和遗传分析的重要指标。苗期鉴定的单株病级指数与成株期鉴定结果具有一定的灰色关联度。     

黄龙病菌胁迫下‘锦橙’CsCalS5表达和胼胝质沉积的初步分析

胼胝质合成酶是控制胼胝质合成的关键酶,在植物生长发育和抗逆胁迫中具有重要作用。克隆并分析‘锦橙’胼胝质合成酶基因CsCalS5及其启动子序列,实时荧光定量PCR检测CsCalS5的组织表达模式以及植物生长调节剂、黄龙病菌和柑橘溃疡病菌的诱导表达模式,并通过组织切片观察感染黄龙病和柑橘溃疡病‘锦橙’叶脉胼胝质的沉积。结果显示,CsCalS5启动子序列中含有脱落酸和病原菌的响应元件;CsCalS5编码1 952个氨基酸含有保守结构域FKS1和β–1,3–葡聚糖合成酶功能域的跨膜蛋白;CsCalS5在‘锦橙’的茎中高表达,且受脱落酸的诱导;黄龙病菌侵染后叶脉韧皮部的胼胝质沉积明显,患病叶片CsCalS5的表达量是健康对照的4.02倍;柑橘溃疡病菌侵染叶片后,叶脉韧皮部胼胝质沉积无明显增加,且CsCalS5的表达量与健康对照无显著差异。综上,黄龙病菌可能通过上调‘锦橙’CsCalS5的表达促进韧皮部胼胝质的沉积,从而增强其防御能力,且这种抗性可能受到脱落酸的调控。     

柑橘黄龙病相关水杨酸羧基甲基转移酶基因CsSAMT-1的克隆与表达分析

为研究水杨酸羧基甲基转移酶(Salicylic acid carboxyl methyltransferase,SAMT)在柑橘防御黄龙病(Huanglongbing,HLB)中的作用,克隆获得Cs SAMT~(-1)基因,并以易感HLB锦橙和耐HLB酸柚为试材进行基因表达分析。q RT-PCR结果表明,易感病锦橙中CsSAMT~(-1)在感染HLB后上调表达,且在叶脉中的表达量显著高于叶肉;而耐病酸柚中CsSAMT~(-1)呈组成型表达。外源水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)处理锦橙和酸柚,均可诱导CsSAMT~(-1)上调表达。HLB侵染前,耐病酸柚叶脉中SA和水杨酸甲酯(MeSA)含量分别为11.85和18.18 ng·g~(-1),显著高于锦橙(0.82和0.01 ng·g~(-1));HLB侵染后,锦橙中SA和MeSA含量明显上升,酸柚中SA含量明显下降,MeSA含量基本保持原有水平。研究表明,Cs SAMT~(-1)可能通过调节SA和Me SA信号分子转换来增强对柑橘黄龙病的抗性。     

转基因柑橘外源基因拷贝数的实时荧光定量PCR检测

为分析转基因柑橘中外源基因整合拷贝数,基于实时荧光定量PCR法,建立通用、准确、简便的转基因柑橘外源基因拷贝数检测体系,利用该体系成功检测了150个转基因柑橘单株系外源基因整合拷贝数。结果表明,转基因柑橘中外源基因整合最低拷贝数为1,最高达5个,其中1、2和 ≥ 3拷贝的单株数分别占总数的40.0%、18.0%和42.0%;采用Southern blot技术进行检测,结果基本一致,极少数单株经实时荧光定量PCR分析的拷贝数比Southern blot检测的数值高。说明本研究建立的实时荧光定量PCR方法检测转基因柑橘外源基因整合拷贝数更加准确可靠。拷贝数为1 ~ 2的转基因株系可作为将来开展转基因目标性状研究及转基因生物安全性评价有利用价值的试验材料。     

分泌型Cecropin B 抗菌肽基因转化血橙提高其抗溃疡病水平

 为了利用Cecropin B（CB）抗菌肽基因提高柑橘对溃疡病的抗性,人工合成了两个含有信 号肽的Cecropin B 抗菌肽基因PR1aCB 和AATCB。洋葱表皮瞬时表达分析表明,与非分泌型CB 抗菌肽 相比,PR1aCB 和AATCB 抗菌肽在细胞间隙中优势积累。进一步构建了CaMV 35S 调控 PR1aCB 和AATCB 基因的植物表达载体,转化塔罗科血橙（Citrus sinensis Osbeck）上胚轴,获得转基因植株。GUS 组织化 学染色、PCR 和Southern blot 分析表明外源基因已成功整合入柑橘基因组。Real-time PCR 定量分析表明, 抗菌肽基因在转基因植株中成功表达。柑橘叶片离体抗性分析表明,转PR1aCB 和AATCB 基因植株的抗 性显著强于非转基因植株,其抗性水平与高抗品种‘南丰蜜橘’（C. succosa Hort. Ex Tan）和‘四季橘’ （C. madurensis）相当。     

柑橘CsNCED3-2的克隆及其响应溃疡病菌侵染的表达分析

柑橘溃疡病是世界柑橘的一种重要病害,对柑橘产业造成严重的经济损失。对柑橘中9–顺式–环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)基因家族进行注释,并克隆出受柑橘溃疡病菌诱导表达的CsNCED3-2,确定了其表达模式。从柑橘全基因组公共数据库共注释出14个NCED基因家族成员,根据系统发育树和功能结构域将其分为4个亚类;CsNCED3-2其序列全长2 377 bp,开放阅读框1 830 bp,编码609个氨基酸,属于RPE65超家族成员和类胡萝卜素双加氧酶家族成员,是非分泌性蛋白;在‘晚锦橙’和‘金弹’叶片注射溃疡病菌后的各个时间点,‘晚锦橙’叶片中CsNCED3-2的相对表达量总体高于‘金弹’,并且两品种的相对表达变化呈相反趋势;与茎、叶和种子相比,CsNCED3-2在两品种果皮中表达量较高;两品种的CsN CED3-2上游启动子均含有参与植物激素和逆境应答相关的顺式作用元件ABRE(脱落酸响应)、TCA-element(水杨酸响应)、MYC/MYB(干旱响应)等,但数量和类型存在差异。     

柑橘响应黄龙病菌侵染的NAC基因的克隆及表达分析

挖掘柑橘抗黄龙病（Huanglongbing,HLB）基因是抗病育种的基础和关键。以感染黄龙病菌亚洲种Candidatus Liberibacter asiaticus(CLas)早期（2个月）锦橙根和叶片中脉比较转录组数据为基础,筛选到9个响应柑橘黄龙病侵染诱导的NAC基因,从中选3个差异表达水平较高的基因克隆,分别命名为Cs NAC21/22、Cs NAC68和Cs NAC78。生物信息分析表明3个基因均符合NAC基因家族的特征;烟草亚细胞定位结果表明,Cs NAC68定位在细胞核,Cs NAC21/22和Cs NAC78定位在细胞核和细胞质。实时荧光定量PCR(q RT-PCR)分析表明,3个候选基因在易感HLB的锦橙、耐病的马蜂柑和高耐病的九里香的组织和病原菌诱导表达特征呈现明显差异。以健康植株为对照,Cs NAC68和Cs NAC78主要在锦橙的根中响应CLas感染,显著上调表达,Cs NAC68在九里香叶肉和马蜂柑根中响应CLas感染,显著上调表达;Cs NAC21/22主要在锦橙根和马蜂柑叶肉中显著下调表达。以‘锦橙’叶片为试材通过q RT-PCR分析候选基因响应SA、J...     

融合标记基因NPTⅡ∷GFP在柑橘遗传转化中筛选效率的研究

绿色荧光蛋白（GFP）基因和新霉素磷酸转移酶（NPTⅡ）基因被广泛应用于植物的遗传转化中。为了研究融合标记基因NPTⅡ::GFP在柑橘遗传转化中的筛选效率,本实验将CaMV35S组成型启动子驱动的nptⅡ∷GFP融合标记基因表达载体pNGM和由CaMV35S启动子分别驱动NPTⅡ、GFP两个基因的表达载体pNPTII-GF经农杆菌介导法转化锦橙上胚轴。GFP绿色荧光检测结果显示,GFP在转NPTⅡ∷GFP融合基因植株中强烈表达,荧光强度与非融合GFP转基因植株的表达水平相当。NPTⅡ∷GFP融合标记基因对锦橙的转化效率为10.8%,与非融合NPTⅡ基因的转化效率（11.0%）没有明显差异。研究结果表明,NPTⅡ∷GFP融合标记基因是一个有效的柑桔遗传转化筛选标记基因。