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ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3)

Time:2015-08-25

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):1-7

Sequence Analysis and Expression Level Detection of MITF-M Gene in Different Color Skin Tissues of Yak

ZHANG Jian-yi1,2, LIANG Chun-nian1, PEI Jie1, GUO Xian1, SHEN You-ming1, YAN Ping1

(1. Lanzhou Institute of Husbandry and Pharmaceutical Sciences of Chinese Academy of Agricultural Sciences, Laboratory of Yak Breeding Engineering, Lanzhou 730050, China;2. Faculty of Animal Sci-ech Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China)

Abstract:The aim of this present study are the investigation of the MITF-M gene coding region sequences,the prediction of its translated protein structures and the dictation of its transcription mRNA expression level in skin tissues of yaks with black and white skin color.This study was aim to reveal of the molecular mechanism of skin color formation in yak.In this study,a coding region sequence of yak MITF-M was cloned by RT-PCR technique.Characters of the MITF-M gene encoded protein sequences were predicted and analyzed by the methods of bioinformatics in basically chemical properties and secondary structure.The expression levels of MITF-M mRNA in skin tissues of yak were detected by semi-quantitative PCR.Quantitative PCR was employed to examine the expression levels of MITF-M mRNA in different color yak skin tissues.As results,MITF-M gene was cloned,which contains a complete ORF of 1 242 bp.This ORF encoding a peptides chain which contain 413 amino acids.The second structure of this peptides chain was contain helix,coli and extended strand.And the expression level of MITF-M mRNA in skin tissues between dark yak and white yak were extremely remarkable (P<0.01). 

Key words:Yak ;   MITF-M gene ;   Cloning ;   Bioinformatic analysis ;   Expression level  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):8-13

Prokaryotic Expression,Polyclonal Antibody Preparation and Identification of Mouse BMP3 Protein

LIU Xiang

(College of Biological Sciences and Engineering, Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723001, China)

Abstract:To construct prokaryotic expression vector of mouse bone morphogenic protein 3 (BMP3),prepare the polyclonal antibodies of mouse anti-BMP3,and make a study on the phylogenetic relationships of BMP3 protein.The BMP3 expression strain was obtained from mouse liver by RT-PCR and molecular clone;BMP3 was purified by the way of SDS-PAGE gel slices,renatured by urea gradient,and immunized mice to prepare the polyclonal antibody.BMP3 antibody titer was 1: 3 200 by ELISA;and Western Blotting proved that the antiserum had good specificity.BMP3 homology analysis found that the C-terminal had high homology in different animal by DNAMAN software;BMP3 sequence phylogenetic analysis showed that the animal evolution trend was different by MEGA software.These works laid the groundwork for the function of BMP3 regulated bone metabolism and the relationship between BMP3 and tumor. 

Key words: BMP3 protein ;   RT-PCR ;   Polyclonal antibody ;   ELISA ;   Western Blotting  

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):14-19

Cloning of Abscission Zone Development Gene of Gossypiumhirsutum L. GhBOP1 and Preliminary Analysis of Its Function

CHANG Jing1,2, JIN Xin1,2, PANG Jin-huan2, SI Huai-jun1, ZHANG Ning1, WU Jia-he1,2

(1. College of Life Science, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China;2. Institute of Microbiology Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China)

Abstract:In this study, a GhBOP1 involved in abscission zone differentiation was examined in boll-shedding,and could be used as a new candidate gene for increasing cotton yield.Here,a cotton homolog of Arabidopsis BOP gene relating differentiation of abscission zone was isolated by PCR,which encoding protein contains BTB and ANK domains revealed by bioinformatics analysis.The phylogenetic tree analysis of GhBOP1 as an entry showed that the protein sequences from various plants have high identity,exhibiting slow evolution in amino acid changes.The results of qRT-PCR analysis showed that GhBOP1 gene predominantly expressed in abscission zone of petiole although it ubiquitously expressed in all organs,e.g.root,stem,leaf,and flower,etc.The expression level of GhBOP1 gene in abscission zone was 20-fold higher than that in leaf.Virus-induced gene silencing (VIGS) technology was employed to repress GhBOP1 gene expression in this study.Under salt stress,VIGS plants kept leaves normally growing,however,the control plants exhibited leaf shedding.In short,these results primarily suggest that GhBOP1 gene is higher expression in abscission zone,and activated abscission zone formation.The molecular mechanism of this gene regulating differentiation and formation of abscission zone is deserved to further study. 

Key words:Cotton ;   Abscission zone ;   GhBOP1 gene ;   Virus inducing gene silence

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):20-24

Cloning of ovine Prolactin Releasing Hormone and Its Receptor Gene and Their Different Expression in the HPG Axis

ZHAO Qiang1,2, MA You-ji1,2, LI Jing-hua1,2

(1. Faculty of Animal Science and Technology, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China;2. Gansu Engineering Laboratory of Sheep Breeding Biotechnology, Minqin 733300, China)

Abstract:To explore the expression of PRLH and its receptor gene in sheep gonadal axis,we successfully cloned the PRLH and receptor gene in organizations at the hypothalamic-pituitary-gonadal axis by used the sheep as experimental animal,got the phylogenetic tree.Also we used qRT-PCR technology to research different expression of PRLH and its receptor gene in different tissues at HPG axis.The results showed that sheep PRLH and PRLHR nucleotide sequences of mRNA were 113,237 bp.PRLH gene nucleotide sequence and goats,cattle,human,mouse homology were 96.8%,93.3%,80.3%,74.6%.PRLHR gene and the Tibetan antelope,goat,cattle,human and mouse homology were 100%,99.3%,97.3%,90.4%,84.4%.PRLH and its receptor gene in sheep hypothalamus,pituitary,uterine and ovary were expressed,and the expression of PRLH gene in hypothalamus,pituitary and ovary was significantly less than the uterine (P<0.05).Expression of PRLHR in uterus and pituitary were significantly different (P<0.05),no significant difference in other tissues (P>0.05).So the hypothalamus,pituitary,ovary and uterus were the main organ for the synthesis of secretion. 

Key words:Sheep ;   PRLH ;   PRLHR ;   RT-PCR ;   Differential expression

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):25-30

Characterization and Expression Pattern of Myosin Light Chain 2 Gene from Monochamus alternatus

WU Hua-jun, CAI Zi-ling, LUO Lin-lin, LIN Tong

(College of Forestry, South China Agricultural University, Guangzhou 510640, China)

Abstract:In order to elucidate the muscle contraction mechanism and related gene expression pattern of Monochamus alternatus,the myosin light chain 2 gene from Monochamus alternatus,called MaMLC-2 (GenBank:KM371003) was cloned by using cDNA library construction.The cloned cDNA of MaMLC-2 was 882 bp in length,which contains a 618 bp open reading frame (ORF) encoding 205 amino acids with a calculated molecular mass of 22.26 kDa and an isoelectric point of 4.66.MaMLC-2 showed the highest homology with Tribolium castaneum (96%),and has amino acid sequence homology with the myosin light chain 2 from 8 species of insects such as Gryllotalpa orientalis (85% -88%). M.alternatus and T.castaneum on the same branch in the phylogenetic tree based on insect myosin light chain 2 amino acids.MaMLC-2 was hydrophilic,which contains 2 EF-hand functional domains,and both of the domains are comprised of 29 amino acids.The first EF-hand functional domain can bind Ca2+.There was a Ca2+ binding site in the first EF-hand domain.SWISS-MODEL prediction results showed that MaMLC-2 has 2 helix-loop-helix structures.The relative expression levels of MaMLC-2 detected by RT-qPCR indicated that the expression levels of MaMLC-2 in pupae and larvae were higher than that in adults,and the expression level in head of adults was the highest,nevertheless,the expression level in abdomen of adults was the lowest.The MaMLC-2 were prominently and differently expressed in all of the adult parts(P<0.05). 

Key words: Monochamus alternatus ;   Myosin light chain 2 ;   Gene expression pattern ;   RT-qPCR  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):31-36

Prokaryotic Expression of FecB Gene and Generation of Its Polyclonal Antibody

DING Qiang, ZHANG Li-ping, JIA Jian-lei, WANG Jing, ZHANG Yong

(College of Animal Science and Technology, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China)

Abstract:Further study on FecB gene,the complete FecB gene was amplified with PCR method using a pair of specific primers designed according to the relevant nucleotide sequence from GenBank.And FecB gene was cloned into vector pET30a(+) for expressed in E.coli BL21(DE3).The expression of 6×His and FecB fusion protein was induced by IPTG,then purified by Ni-NTA chromatographic method.Polyclonal antibodies were prepared by immunized mice with the purified recombinant protein.Expression of the target protein was detected by SDS-PAGE,the specificity and titer of the antibody in anti-sera was determined by Western Blot and ELISA respectively.The recombinant FecB can be expressed by IPTG induction and purified by Ni-NTA resin.The results of ELISA and Western Blot proved that polyclonal antiserum prepared with purified recombinant FecB as antigen has high titration(>1: 32 000)and specificity.A method for prokaryotic expression and purification of sheep FecB was established and the anti-FecB polyclonal antibody with high titration and specificity were obtained.These results would provide reliable tools for the future study on FecB function. 

Key words: FecB gene ;   Prokaryotic expression ;   Protein purification ;   Polyclonal antibody  

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):37-41

Analysis of Mutant Gene in BCt98 Mutant Enhanced Pathogenicity of Botrytis cinerea

WANG Min, DONG Li-ping, ZHAO Bin, ZHENG Xu, SI He-long, ZHANG Jing, SHI Cui-ping, XING Ji-hong, DONG Jin-gao

(Mycotoxin and Molecular Plant Pathology Laboratory, Agricultural University of Hebei, Baoding 071001, China)

Abstract:The objective of this study was to obtain pathogenicity-related genes of Botrytis cinerea and to investigate the function of pathogenicity-related genes.An enhanced pathogenicity mutant,named BCt98,was found by screening T-DNA insertional mutant library of Botrytis cinerea and it was testified by PCR and Southern Blotting techniques.T-DNA insertion site was defined in the third exon of BC1G_07014.1 gene by using TAIL-PCR and bioinformatics methods.The mutant gene was identified as BC1G_07014.1 by RT-PCR technology.Compared to the wild type strain,the mutant BCt98 growed quickly,colony was white,did not produce conidium and sclerotia,but showed stronger on cell wall degrading enzyme activity and toxin activity.These results showed that the BC1G_07014.1 gene was involved in growth,development,pathogenicity and involved in regulating cell wall degradation enzyme activity and toxin activity in B.cinerea. 

Key words: Botrytis cinerea ;   Mutant BCt98 ;   Pathogenicity ;   Mutant gene  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):42-47

Identification of QTLs Associated with Complex Salt-alkaline Tolerance at the Seedling Stage in Sorghum

TANG Chao-chen, GAO Jian-ming, HAN Yun, LUO Feng, PEI Zhong-you, SUN Shou-jun

(College of Agronomy & Resources and Environment, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China)

Abstract:Aimed to identify QTLs associated with seedling four traits under complex salt-alkaline stress in Sorghum and provide target loci and linked molecular markers for marker assisted selection of Sorghum salt-alkaline tolerant-related traits,an F2 population with 170 lines derived from cross between BJ-299×Tx622B were used in this study.Quantitative trait loci (QTLs) for relative livability (RL),relative dry weight (RDW),relative fresh weight (RFW) and relative seedling height (RSH) at seedling stage were analyzed by interval mapping method.The results demonstrated that salt-alkaline tolerance at seedling stage of sorghum was a complex quantitative trait and controlled by multiple genes.Correlation coefficients between each two traits in the F2: 3 populations under complex salt-alkaline stress condition showed significant positive correlation.A total of 3 QTLs (qSAT-A, qSAT-D and qSAT-J) located on three major chromosome regions (Sam27281-Sam22486, Sam11433-Sam78379 and Sam62346a- Sam50778) on chromosome A,D and J,respectively.The negative effects were all from the salt-alkaline sensitive parent Tx622B. qSAT-A and qSAT-D were controlling four salt-alkaline tolerant related traits simultaneously,and explained phenotypic variation ranging from 8.0% to 18.8%.QTL qSAT-J for RL was detected with phenotypic variation explained of 7.3%.The two major QTLs (qSAT-A, qSAT-D) and three chromosome regions played crucial role in salt-alkaline tolerance of sorghum,which may have a potential in the practice of marker assisted sorghum breeding for improving salt-alkaline tolerance. 

Key words:Sorghum ;   Seedling stage ;   Salt-alkaline tolerance ;   QTL mapping ;   SSR marker

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):48-53

Analysis of Oat Seed Protein during Seed Germination under Salt Stress

WANG Xia-xia1, LI Yan2, TANG Jie-wei4, OUYANG Can-bin3, ZHU De-jian1, XU Zhi-ming1

(1. Anhui Academy of Agricultural Sciences, Hefei 230031, China;2. The Key Laboratory of Chemistry for Natural Products of Guizhou Province and Chinese Academy of Sciences, Guiyang 550002, China;3. Institute of Plant Protection, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China;4. Rural Energy & Environment Agency, Ministry of Agriculture, Beijing 100125, China)

Abstract:To analysis the differences of protein expression and its related physiological function of oat seed germination under salt stress,the test compared the ability of oat seed germination and seedling growth in different concentrations of NaCl solution,and analyzed protein expression of oat seed imhibition in 0 and 1% NaCl solution by two-dimensional gel combined with matrix assisted laser analytical time of flight mass spectrometry proteomics methods.The results showed:the ability of oat seed germination and seedling growth reduced with the salt stress was heavy.Proteomic analysis found:eleven protein spots were altered under 1% NaCl solution,and ten of them protein expression quantity increased.At last,three reliable protein were got by mass spectrum identification.There are oat protein,oat protein N9 and key protein disulfide isomerase,respectively.The differences of these protein expression may be linked with the activity mechanism of oat seed germination under salt stress. 

Key words: Avena sativa L. ;   Two-dimensional gel electrophoresis ;   Protein ;   Salt stress

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):54-57

Genetic Analysis of Transgenic Glyphosate-resistance Cotton with EPSPS Gene

YAN Shu-feng1,2,3, ZHU Shui-jin2, LIU Hai-fang4, LU Cai-xia1,3, TIE Shuang-gui1,3

(1. Cereal Crops Research Institute, Henan Academy of Agricultural Sciences, Zhengzhou 450002, China;2. Agronomy Department, College of Agriculture and Biotechnology, Zhejiang University, Hangzhou 310085, China;3. Henan Provincial Key Lab of Maize Biology, Zhengzhou 450002, China;4. Jiyuan Agriculture Bureau, Jiyuan 454650, China)

Abstract:The purpose of this study was to analysis the genetic characters of transgenic glyphosate-resistance cotton with EPSPS gene,using the glyphosate-resistant cotton transformation events G6-1-G6-26 as the materials,and their non-transgenic genetic background cultivar CCRI-49 as control.Field resistance test in T1 plants showed that the 20 of 26 transformation events were consistent with the ratio of 3: 1 and the other transformation events were inconsistent with single-gene Mendelian inheritance according to χ2 test.Field resistance test in T2 plants showed 152 homozygous resistance lines were obtained derived from 25 transformation events,respectively.Fifty-seven lines derived from 15 transformation events were consistent with the ratio 3: 1 through the analysis of heterozygous resistance lines.Furthermore,every transformation event had lines which were inconsistent with the ratio of 3: 1,and 10 transformation events did not have lines which were consistent with the ratio of 3: 1.These suggested the integration and genetic mode of exogenous gene transformed by the pollen tube pathway method were complex. 

Key words:Cotton ;   Glyphosate ;   EPSPS gene ;   Genetic analysis  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):58-62

Breeding and Utilization of the Genetic Male Sterile Line in Savoy

XU Wei1,2, FENG Hui3

(1. College of Agriculture, Shihezi University, Shihezi 832003, China;2. Xinjiang Production & Construction Corps Key Laboratory of Special Vegetables and Fruits Cultivation Physiology and Germplasm Resources Utilization, Shihezi 832003, China;3. College of Horticulture, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110161, China)

Abstract:In order to resolve the crosses breeding problem in utilizing hybrid vigor of savoy.A multiple allele inherited genetic male sterile line of Chinese cabbage was used as a source of male sterility,and methods of continuous backcrossing and identifying of the genotypes were applied to transfer the male sterile line of savoy.A new genetic male sterile line GMSW with 100% male sterile plants and 100% male sterility was obtained,which was similar to the target line in horticultural characters.Two excellent hybridized combinations GMSW×A2,GMSW×A1 were selected,which was superior to CK in yield.Resolved the puzzle that breeding and utilization of the genetic male sterile line in savoy. 

Key words:Savoy ;   Transferring ;   Genetic male sterile line ;   Combinations  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):63-68

Genetic Analysis on the Sterile Spikelets of Wheat Using Two Related RILs under Multi-environment

FENG Jia1, MO Li-ping1, ZHAO Chun-hua2, JI Jun2

(1. The First Seed Stock Station, Handan Agricultural Bureau, Handan 056406, China;2. Institute of Genetics and Developmental Biology, Chinese Academy of Sciences, Center for Agriculture of Resources Research, Shijiazhuang 050021, China)

Abstract:The sterility of the spikelets results in the decrease of kernels per spike,and basal sterile spikelets number (BSSN) and top sterile spikelets number (TSSN) are its two components.Thus far,there was little knowledge about the genetic mechanisms in sterility of the top spikelets and the basal spikelets at the QTL level.To enhance this understanding,two related F8:9 recombinant inbred lines (RILs) populations were generated.They were derived from the cross between Jing 411 and Kenong 9204 (KJ) and between Jing 411 and Xiaoyan 6 (JY),comprising 427 and 192 lines,respectively.The phenotypic data collected from four environments were used for data analysis.Based on the results of phenotypic correlation coefficients and path coefficients,we found that TSSN played key roles in determining SSN,but this results were opposite to that of previous study.The correlation coefficients for the single traits between pairs of experiments indicated that the three traits were greatly influenced by the environment.Among these,environment has the highest level influence on SSN,next to BSSN.As we know,each component has a impact on the final phenotypic data of complex trait,which account for the above results.The results of QTL detection suggested that every trait owned its unique QTL,though they shared common QTL to some extent.The QTL for SSN were not always common either to these of BSSN or TSSN,however,TSSN shared more QTL with these of SSN.The results above would provide the theoretical basis for the genetic improvement for sterility of the spikelets and the implementation of reasonable cultivation measures for high yield.

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):69-72

Studies of Wheat Lodging Resistance on the Basis of a New Method

FENG Su-wei, JIANG Xiao-ling, DING Wei-hua, NIU Li-yuan, SONG Xin-mi, RU Zhen-gang

(Center of Wheat, Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang 453003, China)

Abstract:Six high-yield wheat varieties widely applicated in production were selected in order to explore a new method for the determination of lodging resistance of wheat,measuring single-stalk lodging resistance strength and group lodging resistance strength by using self-made electronic measuring instrument of crop lodging resistance strength,and with the calculation of the stalk lodging index comparison.The results indicated that single stem lodging resistance strength and group lodging strength of wheat varieties showed a strong regular variation after flowering,the single-stalk lodging resistance strength was highest at the anthesis stage,and the population lodging resistance strength reached a maximum at the highly grain milk stage.There was significantly or extremely significantly negative correlation single stem,population lodging resistant strength and plant height,height of gravitational centre,which reflected the results consistent with the lodging index.So,the results proved that the determination of lodging resistance of wheat by using lodging resistance instrument was feasible.The single stem and group lodging strength tested with the relationship of days after flowing can be fitted through the cubic equation and higher fitting degree,the coefficient of determination was respectively 0.996 4 and 0.968 4.We took effective measures basis of lodging resistance change in production and to reduce the lodging probability. 

Key words:Wheat ;   Single-stalk ;   Group ;   Lodging resistance strength ;   Lodging index  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):73-76

Genetic Diversity Between Two Widely Grown Wheat Cultivars Bainong AK58 and Zhoumai 18

XU Xin

(Xinxiang University, Xinxiang 453003, China)

Abstract:To analysis the genetic diversities between Bainong AK58 and Zhoumai18,agronomic traits and 305 SSR Markers distributing across the whole genome of wheat were used in this study.Significant differences were found for plant height,1000-grain weight and spike number per unit area,where Bainong AK58 had shorter stature and more spike number per unit area than Zhoumai 18.SSR data revealed that 130 of three hundred and five SSR markers showed polymorphism between Bainong AK58 and Zhoumai 18,and the rate of polymorphic markers occupied 42.6%.The numbers of polymorphic markers in A,B and D genomes were 34,37 and 37,and the rates were B (43.9%)>A (37.1%)>D (33.5%).The genetic differences were also found to be unbalanced on either 7 homoeologous groups or 21 wheat chromosomes.Among 7 homoeologous groups,the most polymorphic markers (49.3%) were found in homoeologous groups 5.On chromosomal level,more genetic differences were found on chromosomes 3B,5B,7B and 4A,where the rates of polymorphic markers were more than 50%,respectively.These different genomic regions found between Bainong AK58 and Zhoumai 18 in this study should be further studied. 

Key words:Wheat ;   Bainong AK58 ;   Zhoumai 18 ;   Genetic diversity  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):77-82

Genetic Diversity Analysis of Waxy Corn Inbred Lines by Single Nucleotide Polymorphism (SNP) Markers

SHI Ya-xing, LU Bai-shan, SONG Wei, XU Li, ZHAO Jiu-ran

(Maize Research Center, Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Beijing 100097, China)

Abstract:In order to explore genetic diversity of waxy corn varieties,a novel molecular marker technology-Single nucleotide polymorphism (SNP) markers were adopted in genotypic analysis of 39 elite waxy corn inbred lines.Polymorphic information content (PIC) of 1 059 SNP markers on these inbred lines were 0.05-0.38,with average value being 0.31;Minor allele frequency (MAF) were 0.03-0.50,with average value being 0.29;Expected heterozygosity were 0.05-0.50,with an average of 0.39.Kinship coefficient between 39 inbred lines ranged from 0.00 to 0.91.Jing 6 and Jingnuo 6 had the strongest similarity.Five groups were divided from the 39 lines by Neighbor-joining (NJ) clustering method.Inbred lines with unclear pedigree were divided into different groups,so their relatedness with other lines were defined.Therefore,SNP markers were applicable to the analysis of genetic diversity and genetic relationships of waxy corn inbred lines,could provide data for utilization and developing new varieties in breeding program. 

Key words: Waxy corn ;   SNP marker ;   Genetic diversity ;   Jingnuo 6 ;   Bainuo 6  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):83-89

Primary Study on LBD Genes Involving in Callus Formation and Plant Regeneration of Chinese Cabbage

LI Qiang1,2, SU Tong-bing2, YU Shuan-cang2, ZHANG Feng-lan2, YU Yang-jun2, ZHANG De-shuang2, ZHAO Xiu-yun2, WANG Wei-hong2, LU Gui-xiang2, ZHU Yue-lin1

(1. College of Horticulture, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China;2. Beijing Vegetable Research Center, Beijing Academy of Agriculture and Forestry Science, Beijing 100097, China)

Abstract:Callus formation,embryogenesis and adventitious bud development are major steps of plant regeneration,in which callus formation is a key step.Previous reports demonstrated that exogenous auxin and LBD (Lateral organ boundaries domain) genes, LBD16,LBD17,LBD18 and LBD29,were involved in callus formation in Arabidopsis.Shoot regeneration frequency of 37 high inbred line of Chinese cabbage were analyzed and 2 of them,with significant different regeneration frequency,were selected for further study.Here,we focused on the function of Brassica LBD genes in callus formation and plant regeneration by analyzing LBD expression level during callus induction of Chinese cabbage with different regeneration capacity.The main results are as follows:BrLBD genes are highly homologous to Arabidopsis LBD genes,and a total of 8 relevant LBD homologous are found in Brassica genome.Visible callus tissue began to appear within 7 days after explant inoculation,and interestingly,Brassica LBD genes were detected to reach its highest expression level at the time point and the levels first increased and then decrease in the process of regeneration;At every time point during callus induction,LBD genes expressed a higher level in materials with high regeneration frequency than that with low regeneration frequency.All these results revealed that LBD genes were involved in callus formation and promoted plant regeneration in vitro.This may provide us a new perspective for large-scale screening of high-frequency regeneration materials to establish efficient genetic transformation system at the molecular level. 

Key words: Brassica rapa ssp. pekinensis ;   Callus formation ;   Lateral organ boundaries domain ;   Real-time quantitative PCR  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):90-97

Effects of Sowing Date and Interplanting Patterns on Carboxylase Activity and Grain Yield of Summer Maize

DANG Hong-kai1,2, LI Rui-qi1, LI Yan-ming1, LI Xiao-shuang1, MENG Jian1

(1. Agricultural University of Hebei, Key Laboratory of Crop Growth Regulation of Hebei Province, Baoding 071000, China;2. Dryland Farming Institute, Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Hengshui 053000, China)

Abstract:In order to clarify the effect of sowing date and interplanting pattern on carboxylase activity and grain yield of summer maize and to provide research support for decision-making on interplanting pattern and sowing date,field experiments were conducted in the years 2008 and 2009.The experiment included four treatments of maize sowing dates,June 1,6,11 seeded inter-rows of previous wheat,and June 16 directly-seeded after wheat harvest,and the four treatments were expressed in S06-01,S06-06,S06-11 and S06-16 respectively.Carboxylase activities were determined during growing period of maize.The main results showed that,with delaying sowing dates,the activities of RuBPCase and PEPCase increased,and the ratio of PEPC/RuBPC decreased for leaves 1-4 of maize.The PEPCase activities of the three-ear-leaves of maize showed single peak changes with growing process.Early sowing maize leaves fully expanded earlier,their peak of PEPCase activity also appeared earlier and decreased more sharply during late periods.As a result,the difference of average PEPCase activities of three-ear-leaves during growing period among the four treatments was insignificant.The photosynthetic potential and leaf source capacity decreased with delay of sowing date,however,the bearing ears of maize increased as sowing date delayed.1 000 grains weight was closely related to the temperature during filling period but less related to the sowing date.The grain yield and the harvest index of directly-seeded summer maize can be the same as,or higher than,those seeded inter-rows of previous wheat.Directly-seeding summer maize after wheat harvest was convenient for entire mechanization of wheat-maize double cropping,and therefore the most suitable cropping pattern for wheat-maize production.To avoid the concentrated period of irrigation after summer maize directly-seeding,however,seeding summer maize inter-rows of previous wheat not earlier than nine days before wheat harvest (after June 6),may provide longer period for farming operation during wheat harvest and maize sowing. 

Key words: Summer maize ;   Sowing date ;   Interplanting pattern ;   Carboxylase activity ;   Grain yield  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):98-104

Effects of Low Temperature on Physiological Indexes of Rice PTGMS Lines at the Fertility Sensitive Stage

BAI Bin1,2, WU Jun1,2, ZHUANG Wen2, YAO Dong-ping2,3, LI Ying-ge1,2, DENG Qi-yun1,2,3

(1. Longping Branch of Graduate School, Central South University, Changsha 410125, China;2. State Key Laboratory of Hybrid Rice, China National Hybrid Rice Research and Development Center, Changsha 410125, China;3. College of Agronomy, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)

Abstract:Using five photo thermo sensitive genic male sterile(PTGMS) lines widely used in the production as experimental materials,a growth chamber experiment was conducted to analysis physiological characteristics of these lines and ascertain the intrinsic physiological index of the cold-tolerant lines under the effects of low temperature stress of different duration.The 17.5 ℃,10 d treated plants as cold treated materials,the 21 ℃,10 d fertile treated plants as control materials,the physiological indexes were investigated in the stage of the fifth,the tenth day of treatment and the fifth day of transplanting to field,respectively.The results showed that in the early days of cold treated stage,comparing the cold-sensitive sterile lines,the SPAD values of cold-tolerant lines had no significant chang,SOD,POD activity had slight enhancement,MDA and relative conductivity values increased slightly.But after a long time of cold treatment,SPAD,Pn,Tr,SOD,POD values of cold-tolerant lines decreased gradually,MDA and relative conductivity values increased gradually,but these changes were lower than those of cold-sensitive lines. 

Key words:Rice ;   Photo thermo sensitive genic male sterile line ;   Low temperature ;   Fertility sensitive stage ;   Physiological index  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):105-110

The Growth and Physiological Characteristics Response of Two Aquatic Horticultural Seedlings to Treatments with Aluminum

ZHENG Yang-xia, JIA Song-tao, XIANG Qian, ZHAO Ying-peng, SUN Yuan-xiu, ZHANG Wei-wei

(College of Horticulture, Sichuan Agricultural University, Ya’an 625014, China)

Abstract:Our objective was to explore the effects of continued Al stress on growth and physiological characteristics of Nasturtium officinale and Myriophyllum aquaticum seedlings. Nasturtium officinale and Myriophyllum aquaticum seedlings were treated with continued Al2(SO4)3·18H2O(0,300,600,900,1 200 mg/kg)in plastic pots with soil.We studied the effects of continued Al stress on growth and physiological characteristics after 30 days.The results showed that with Al3+ treatment under 300 mg/kg,the Nasturtium officinale root length,root biomass,chlorophyll content reached the maximum peak,while the growth of Myriophyllum aquaticum was almost not affected by Al.Further study on physiological index found that with the increase of soil aluminum concentration, Nasturtium officinale membrane damage of malondialdehyde (MDA) content increased;relating the index of tolerance,with the soil aluminum concentration increasing,ascorbate peroxidase (APX) activity increased,soluble protein content (Pr),peroxidase (POD) activity,catalase (CAT) activity were increased first and then decreased;proline (Pro) content,superoxide dismutase (SOD) activity decreased.With the increase of soil aluminum concentration, Myriophyllum aquaticum Pr content tended to increase,SOD content increased first and then decreased,the other trend physiological characteristics were similar with Nasturtium officinale.The index showed, Nasturtium officinale was more sensitive to Al than Myriophyllum aquaticum.So there was some difference between Nasturtium officinale and Myriophyllum aquaticum when response to Al stress,but they have shown good growth characteristics,they have shown for aluminum stress better tolerated. 

Key words: Aluminum stress ;   Nasturtium officinale R.Br. ;   Myriophyllum aquaticum ;   Chlorophyll ;   Malondialdehyde ;   Proline ;   Antioxidase  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):111-116

Effects of Drought Stress on Photosynthetic Properties and Dry Matter Accumulation of Purple Sweet Potato

GONG Qiu1,2, WANG Xin1,2, KOU Meng2, TANG Wei2, ZHANG Yun-gang2, LIU Ya-ju2, LI Qiang2, MA Dai-fu1,2

(1. College of Life Science of Jiangsu Normal University, Xuzhou 221131, China;2. Xuzhou Institute of Agricultural Sciences of the Xuhuai District of Jiangsu Province, Xuzhou 221131, China)

Abstract:In order to Screening drought resistant strains,The paper studied effect of drought stress on photosynheics and dry matter accumulation of 14 purple sweet potato cultivars (Xushu 28 as control) by the means of potting to mimic drought.The photosynthetic characteristics were measured at 20 d of drought stress and the yield were measured at 70 d of drought stress.The results showed that the leaf chlorophyll content index (CCI),net photosynthetic rate (Pn),stomatal conductance (Gs),transpiration rate (Tr),productions and dry matter weight decreased under the treatment of drought.The Ningzishu No.1 and Xuzishu No.6 had the highest values of CCI and Pn.The Yanshu No.0747 and Taizhong No.11 were greatly impacted by drought.Stomatal limitation was mainly responsible for the reduction in the photosynthetic rate of Xuzishu No.6,Xuzishu No.1,Xushu No.33,Xu 102903,Luozishu No.1,Shang 077-1, Ningzishu No.1 and Xushu 28,while the reduction in the photosynthetic rate of the other genotypes was due to non-stomatal limition.In conclusion,the Ningzishu No.1 and Xuzishu No.6 showed more tolerance agaist drought stress,but Yanshu No.0747 and Taizhong No.11 showed less tolerance agaist drought stress. 

Key words: Drought stress ;   Purple sweet potato ;   Photosynthetic characteristic ;   Dry matter accumulation  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):117-122

Relationship of Carbon Flux with Photosynthesis Characteristics and Main Environmental Factors in Maize Agri-ecosystem

WANG Zhi-qiang, WANG Jun-zhe, XIN Ze-yu, QU Yi-wei, LIN Tong-bao

(Agronomy College of Henan Agricultural University, Collaborative Innovation Center of Henan Grain Crops, Zhengzhou 450002, China)

Abstract:In order to estimate the yield and net productivity of summer corn,using eddy tower system,we investigated single-leaf net photosynthesis (Pn) and canopy apparent photosynthesis (CAP) of summer maize in different stages,and studied the relationship of carbon flux with crop photosynthesis and main environmental factors in the maize agri-ecosystem in North China Plain.The results showed that there was a positive correlation between Fc and CAP in maize field,their average correlation coefficient was 0.910.The diurnal accumulation of Fc and CAP reached maximum value in heading stage.We get a curve-equation with the regression analyzing Pn·LAI to Fc,the trendline of equation and real value had a perfect superposition and the correlation-coefficient was significantly 0.790.The Full-Path Analyse of different environment factors to Fc reveal that the decision-coefficient and proportion of the hydrosphere press in atmosphere were maximal,posteriorly H2O concentration,Pn·LAI,photosynthetically active radiation and CO2 concentration.Leaf transpiration have significant coupling-effect to Fc. 

Key words: Summer maize ;   CO2 flux ;   Photosynthetic characteristics ;   Environment factors  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):123-128

Influences of Exogenous Nitric Oxide on Seed Germination and Seedling Physiological Characteristics of Fruit Cucumber under Pb2+ Stress

XIAO Xiao-jun, HUANG Zuo-xi, CHEN Wen-nian, WANG Hui

(School of Life Science, Neijiang Normal University, Key Laboratory of Colleges and Universities in Sichuan for Research and Utilization of Distinctive Agricultural Undertakings, Neijiang 641100, China)

Abstract:The mechanisms of Cucumis sativus L.seedlings responding to Pb stress were studied in order to provide a theoretical basis for lead-resistant.The effects on the germination of cucumber seeds and the contents of soluble protein and MDA,the activities of POD,CAT and SOD and chlorophyll relative contents of cucumber seedlings of the different concentration of exogenous NO(50,100,300,500 μmol/L)were studied under 200 mg/L Pb(NO3)2.The results showed that the germination of fruit cucumber seeds was inhibited significantly,the contents of soluble protein and MDA increased,while the activities of POD,CAT and chlorophyll relative contents decreased obviously under 200 mg/L Pb(NO3)2.The germination percentage,germination potential and germination indexes of fruit cucumber seeds were stimulated greatly with adding sodium nitroprusside (SNP,nitric oxide donor),which decreased the contents of MDA at the same time,while raised the activities of POD,CAT and the contents of relative chlorophyll and soluble protein.It could obviously promote the germination of fruit cucumber seeds under Pb2+ stress with adding exogenous nitric oxide,enhance the osmotic adjustment capacity of cell,increase the activity of protective enzyme and significantly alleviate oxidative damage to seeding leaves,the effect was the best when SNP was at 100 μmol/L especially. 

Key words: Fruit cucumber ;   Nitric oxide ;   Pb2+ stress ;   Seed germination ;   Physiological characteristics  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):129-135

Relationship Between Grain Weight,Taste Quality and Other Quality Traits at Different Grain Positions of Japonica Rice

XUE Jing-fang1,2, CHEN Shu-qiang1,2, PAN Guo-jun2, WANG Yu-cheng3

(1. Northeast Forestry University Postdoctoral Programme, Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences Postdoctoral rogramme, Harbin 150086, China;2. Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences, Jiamusi Rice Research Institute, Jiamusi 154026, China;3. Northeast Forestry University, Harbin 150040, China)

Abstract:Two panicle type cultivars with erect panicle and curved panicle were applied to study the relationship between grain weight,taste quality and other quality traits at different grain positions of japonica rice.The results showed that grain weight had significantly positive correlation with taste quality and head rice percentage among different grain positions,and the quality of milling quality had significant impact on taste quality.Grain weight and taste quality had significantly negative correlation with chalky grain percentage and chalkiness degree,and had significantly positive correlation with grain length,grain width and length-thickness ratio.Grain weight had significantly positive correlation with amylose content and gel consistence on different grain positions.Taste quality only showed a significant positive correlation with gel consistency,and had less relevant to amylose content.Grain weight and taste quality had significantly negative correlation with content of total protein,prolamin,glutelin and fatty acid,but had significantly positive correlation with globulin content.So it might be coordinate the contradiction among taste quality,yield and nutritional quality by increasing globulin content of grains.Grain weight and taste quality had close relationship with RVA profile characteristics values.Both of them had significantly positive correlation with peak viscosity,hot paste viscosity,breakdown,cool paste viscosity and consistence,but had significantly negative correlation with setback and pasting temperature.The correlation coefficient among taste quality,peak viscosity and breakdown are bigger.Grain weight had important influence on taste quality and head rice percentage.The three indicators of peak viscosity,breakdown,and fatty acid content can be used as preferred indicator of selecting rice varieties with good taste quality. 

Key words: Japonica rice ;   Grain position ;   Grain weight ;   Taste quality ;   Quality characters  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):136-139

Effect of Orexin A on the Expression of P-AMPK and P-ERK in Sheep Ovarian Granulosa Cells

WANG Wei-ping1, XU Xiao-jing1, DU Chen-guang2, MA Chun-yan1, MI Yan3, LIU Yong-zhi4

(1. College of Veterinary Medicine, Inner Mongolia Agricultural University, Huhhot 010018, China;2. Vocational and Technical College, Inner Mongolia Agricultural University, Baotou 014109, China;3. The Affiliated Hospital of Baotou Medical College, Baotou 014010, China;4. Inner Mongolia Academy of Agricultural & Animal Husbandry Sciences, Huhhot 010031, China)

Abstract:In order to investigate the effect of orexins A on the energy metabolism,growth and development of sheep ovary,the luteinising granulosa cells were isolated and cultured in vitro.The passage luteinising granulosa cells were treated with 0.05,0.10 μg/mL of orexins A,and the total proteins of the cells were extracted at 0,2,6,12,24 h treatment,respectively.The relative expression of P-AMPK and P-ERK were determined by Western Blot.The results showed that the expression of P-AMPK of the cells treated with 0.05,0.10 μg/mL of orexins A 2 h after treatment were significantly upregulated compared with that of control (P<0.01),respectively.The expression of P-AMPK of the cells treated with 0.05,0.10 μg/mL of orexins A 6 h treatment reached the extreme value (P<0.01),respectively,and expression of P-AMPK of the cells treated with 0.10 μg/mL of orexins A were significantly higher than that of the 0.05 μg/mL treated group.The expression of P-ERK of the cells treated with 0.05,0.10 μg/mL of orexins A 2 h treatment were significantly upregulated compared with that of control (P<0.01),respectively.The expression of P-ERK of the cells treated with 0.10 μg/mL of orexins A 24 h treatment were significantly higher than that of the plateau phase (6-12 h) and reached the extreme value(P<0.01).It was indicated that the orexins A was involved in the regulation of reproductive function by regulating the energy metabolism,growth and development of sheep throughout the signaling pathway of P-AMPK and P-ERK. 

Key words: Orexin A ;   Granulosa cells ;   P-AMPK ;   P-ERK  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):140-145

Effects of Root Cutting in Different Depths on Root System Distribution, Senescence Character and Yield of Peanut

GUO Qing, FENG Kai, ZHANG Xiao-jun, ZHAO Chang-xing, WANG Ming-lun, WANG Yue-fu

(College of Agronomy and Plant Protection, Qingdao Agricultural University, Shandong Key Laboratory of Dry Farming Techniques, Qingdao 266109, China)

Abstract:The effects of root cutting in different depths on root system distribution,senescence character and yield of peanut were studied by using the box culture method.The results showed that:Moderate root-cutting could control the root system growth too fast at early stage and delay the root dry weight decreased at late stage.Especially,it promoted the root growth in deep soil and increased the proportion of middle and lower segment of root system.Moderate root-cutting would reduce root senescence by delaying the occurring time of the maximum of root vigor,superoxide dismutase (SOD),peroxidase (POD) activity and the rate of decline of them.And moderate root-cutting would reduce the malondialdehyde (MDA) content in root system of each soil layer.Moderate root-cutting could improve significantly valid pods,pod yield,seed yield,but excessive root-cutting did not have this effect.This research suggested that the moderate depth of root-cutting was between 10 to 15 cm. 

Key words:Peanut ;   Root cutting ;   Root system ;   Distribution ;   Senescence character ;   Yield  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):146-152

Effects of Potassium Chloride on Growth Characteristics and Yield of Sweet Potato

LIU Yun-ping1, YANG Shou-xiang1, SHI Yan-xi2, LIU Qian1

(1. National Engineering Laboratory for Efficient Utilization of Soil and Fertilizer Resources, College of Resources and Environment, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, China;2. College of Resources and Environment, Qingdao Agriculture University, Qingdao 266109)

Abstract:In order to study the effect of potassium chloride on growth and yield of sweet potato,this paper studied the effects of different dose of potassium chloride on the growth,yield and other factors of four sweet potato,to explore the most suitable dosage effect.The results showed that there were some differences of the yield and quality characteristics of sweet potato varieties on potassium chloride.The four kinds of sweet potato yield were significantly increased by potassium chloride.The maximum growth range was by 47.24% to 116.36%.However,sweet potato yield value were changed in “parabola” path,to increase,then lower;number of sweet potato tuber and single potato weight were significantly positively correlated to fresh potato yield.It was illustrated that potassium chloride increased sweet potato yield,because of number of sweet potato tuber and single potato weight increased,then they were some differences between sweet potato varieties.A certain amount of potassium chloride could significantly improve the potato tuber starch content,soluble sugar content and soluble protein content,but when potassium chloride content was exceeded 562.5 kg/ha,the growth rates of sweet potato quality parameters were reduced.The amount of potassium chloride was not more than 375.0 kg/ha,which was very appropriate considering some factors,such as the yield,quality and economic benefit in sweet potato. 

Key words: Sweet potato ;   Potassium chloride ;   Yield ;   Quality  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):153-162

Comparison of Photosynthetic Gas Exchange Parameters Between Leaf and Pod of Brassica napus under Different Conditions

ZHANG Yao-wen1, ZHAO Xiao-guang1, TIAN Jian-hua1, WANG Hui2, WANG Xue-fang1, LI Dian-rong1, ZHAO Xing-zhong1, WANG Zhu-yun1

(1. Hybrid Rapeseed Research Center of Shaanxi Province, Yangling 712100, China;2. Soil and Fertilizer Workstation of Xianyang City, Xianyang 712000, China)

Abstract:To research difference of photosynthesis characteristic between leaf and pod of rape,the hybrid of Brassica napus Qinyou No.7 with double low and high oil content was chosen to compare the difference of photosynthetic gas exchange parameters between leaf and pod under different illumination,CO2 concentration,temperature and time in one day.The results were as below:The change trends of photosynthetic gas exchange parameters of leaf and pod were same along with the change of illumination,CO2 concentration,temperature and time in one day.Under the condition of same illumination,the net photosynthetic rate (Pn),stomatal conductance (Cond),tramspiration rate (Trmm),water use efficiency (WUE),limitation stomatal value (Ls) and light quantum efficiency of leaf were all higher than pod in contrast with the intercellular CO2 concentration (Ci),light saturation point,light compensation point and light respiration rate of leaf were lower than pod.Under the condition of same CO2 concentration,the Pn,WUE,Ls and carboxylation efficiency of leaf were higher than pod,but the Ci,CO2 compensation point and CO2 saturation point and were lower than pod.The optimum temperature of photosynthesis of leaf was lower than pod and the Pn,Cond,Trmm,Ls of leaf were higher than pod in contrast with Ci and WUE of leaf were lower than pod in the range of each optimum temperature and same temperature.The Pn,Cond,Ls and WUE of leaf were higher than pod but the Ci and Trmm were lower than pod in range of whole daily change. 

Key words: Brassica napus ;   Leaf and pod ;   Gas exchanges parameters ;   Difference  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):163-169

Effects of Physical Restriction in Non Productive Tiller on Root Characteristics and Nutrition Absorption in Rice

CHEN Yan-hong1, TANG Xiang-ru1,2, XIAO Yao1, WU Ying-yi1, DUAN Mei-yang1,2, TIAN Hua1,2, XIAO Li-zhong1,2, PAN Sheng-gang1,2

(1. College of Agriculture, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China;2. Scientific Observing and Experimental Station of Crop Cultivation in South China, Ministry of Agriculture, Guangzhou 510642, China)

Abstract:Effects of physical restriction in non productive tiller on root characteristics and nutrient absorption were studied using two rice cultivars,Peizataifeng and Yuejingsimiao,respectively,in a pot experiment with water culture.In this study,physical restrictions were done by designing different transplanting holes which was 20,28,35 mm,denoted as D1,D2 and D3,respectively.Compared to D1 and D3,total grain number per panicle and yield in Peizataifeng and Yuejingsimiao under D2 were significantly increased.Total root length,superficial area,volume,tips and forks at panicle initiation in Peizataifeng and Yuejingsimiao was remarkably higher than that under D2 than D1,respectively.Compared to D1,the content of phosphorus and potassium of stem at heading stage in Peizataifeng was remarkable higher than that under D2 and D3,respectively.Compared to D1 and D3,there was significant increase in total potassium accumulation under D2 at the heading stage in rice.Total nitrogen accumulation and phosphorus accumulation and potassium accumulation was significant higher under D3 than that under D1 at the panicle initiation stage and heading stage in Yuejingsimiao,respectively.Correlation analysis showed that there was significant positive correlation between root length at heading stage and total nitrogen accumulation and potassium accumulation.There was also significant positive correlation between superficial area and volume of rice and total nitrogen accumulation,phosphorus accumulation and potassium accumulation.And it was found that there was remarkable positive correlation between average root diameter and total phosphorus accumulation and potassium accumulation. 

Key words: Physical restriction ;   Non productive tiller ;   Rice ;   Root characteristics ;   Nutrition absorption  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):170-174

The Polymorphism Distribution of the Photoperiod Genes in Wheat Varieties in China

BAI Rui-ying, WANG Xiang, WANG Jing-xuan, GUO Chuang, CAO Yun, YIN Jun

(National Engineering Research Center for Wheat, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)

Abstract:In order to identify the distribution characteristics of the allelic composition of the photoperiod genes in wheat cultivars of China,the photoperiod genes of 180 Chinese wheat cultivars were analyzed using the STS marker of Ppd-A1, Ppd-B1 or Ppd-D1.The results showed that no dominant allele of Ppd-B1 was found in the wheat cultivars in this study.For Ppd-A1,all cultivars were recessive (99.4%) among wheat cultivars except Yangmai 11.For Ppd-D1,5 cultivars were recessive and the rest of 175 cultivars (97.2%) were dominant.The statistics analysis of photoperiod genotypes showed that the study found three genotypes of photoperiod-insensitive alleles in all the tested materials,namely Ppd-A1b/Ppd-B1b/Ppd-D1b,Ppd-A1b/Ppd-B1b/Ppd-D1a and Ppd-A1a/Ppd-B1b/Ppd-D1a.The results of the study indicated that the photoperiod-insensitivity of wheat varieties in China was mainly decideded by Ppd-D1a,and the mutations were less in Ppd-A1 and Ppd-B1 loci. 

Key words: Wheat (Triticum aestivum L.) ;   Photoperiod genes ;   STS marker ;   Genotypes ;   Polymorphism distrbution  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):175-179

Molecular Identification and the Internal Transcribed Spacer Regions Analysis of Pathogen Causing Cucumber Corynespora Leaf Spot

WANG Hui-zhe, DENG Qiang, CAO Ming-ming, YANG Rui-huan, LI Shu-ju

(Tianjin Kernel Cucumber Research Institute, Tianjin 300192, China)

Abstract:In order to analyze the differentiation of different areas Corynespora cassiicola and identify the pathogen accurately so as to serve the cucumber disease resistance breeding,34 corynespora cassiicola purified strains was collected from 2007 to 2014.Molecular identification results showed that all the isolates were Corynespora cassiicola using published specific primers CCF/CCR,all the 34 strains were amplified the expected 272 bp specific fragments.559 bp fragments of ribosomal DNA internal transcribed spacer sequences of corynespora cassiicola were obtained through PCR amplification by using universal primers ITS1 and ITS4.Sequence analysis result showed that there was no difference among the sequences of ribosomal DNA ITS of 32 strains isolated from cucumber,only 2 nucleotides mutation comparing with the sequence of the strains isolated from tomato,the similarity was 99.64%.The above results showed that the ITS sequences were highly conserved in Corynespora Güssow,the ITS sequence might be used for differential identification of species of Corynespora,the ITS sequence can distinguish different isolates of Corynespora cassiicola fromcucumber and tomato host. 

Key words:Cucumber ;   Corynespora cassiicola (Berk.&Curt.)Wei ;   Molecular identification ;   rDNA-ITS  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):180-185

Simulation in Harm Degree of Mythimna seperata in Filling Stage and Its Effect on Maize Yield and Quality

CAO Qing-jun1, YANG Fen-tuan1, LIANG-Yao1, JIANG Xiao-li1, Lamine Diallo2, LI Gang1

(1. Jilin Academy of Agricultural Sciences, Key Laboratory of Northeast Crop Physiology Ecology and Cultivation, Ministry of Agriculture in People’s Republic of China, Changchun 130033, China;2. College of Plant Science, Jilin University, Changchun 130062, China)

Abstract:In order to study the characteristics of corn source-sink ratio,the leaves of different positions in maize on corn grain yield,the effect of M.seperata harm on maize quality,a field experiment was conducted,in which method of leaf shearing used and materials of hybrid maize Xianyu 335(XY335),Zhengdan 958 (ZD958) and Limin 33(LM33) were chosen,to simulate the harm degree of Mythimna seperata.The result showed:The reduction rate of source showed a positive correlation with the productivity reduction rate of maize,source reduction resulted in a decreased productivity of maize,the treatment of spike three and above the ear leaves remaining (L5+LE),the top five leaves remaining (L5),the top three remaining (L3),not leaf remaining (L0) decreased 4.22%,26.03%,39.26% and 48.82% to CK,respectively.Maximum and average yield reduction rate was 51.23% and 20.83%,through 30 filed experiments in Nong’an and Lishu County,also showed that M.seperata had a great harmful effect on maize yield. M.seperata caused maize yield decreased from 4.22% to 48.82% under different harm degree.Differences in different simulation treatments,varieties,interaction between treatment and varieties (P< 0.01) were significant proved by further variance analysis.The source-sink relationship changed by M.seperata damage also showed that,contribution rate of spike three to maize grain was larger than any other leaves in different position of maize,the average contribution rate of which was 48.08%,then followed were two leaves upper the ear leaf,and for the top three leaves of maize. M.seperata damage also influenced commodity quality of maize,kernel protein and starch content were significantly affected than fat,which were reduced by 9.73%~15.91% and 6.19%~11.11%,respectively. 

Key words: Spring maize ;   Mythimna seperata ;   Harm ;   Simulation ;   Yield ;   Quality  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):186-191

Measured at Different Developmental Time Content of Ricin from Fresh Castor Seed

HUANG Feng-lan1,2, LEI Xue1,3, ZHU Guo-li1,2, LUO Rui1, CHEN Xiao1, ZHAO Yong1, LI Yue1, SUN Hua-jun1

(1. College of Life Science, Inner Mongolia University for the Nationalities, Tongliao 028000, China;2. Inner Mongolia Industrial Engineering Research Center of Universities for Castor, Tongliao 028000, China;3. College of Life Sciences, Northeast Forestry University, Harbin 150036, China)

Abstract:Castor is an important oil crops,seeds containing ricin,which have an quite obviously effect on anti-tumor.In this experiment,we used 2129 castor fresh seed which at different development time for the study,using phosphate extraction method,BCA kit method,UVwin5,ultravioletV5.1.0,BandScan protein quantitative analysis and Excel,IBM SPSS Statistics software to research dynamic accumulation process of ricin in seed.The results were as follows:ricin content of fresh castor seeds at different developmental time increases with development time,and gradually reached the maximum in 60 d when fully mature;ricin content and crude protein content was high-significant positive correlation,with quality of seeds was significant positive correlation,and seed quality were positive correlation.Based on seed ricin content fresh castor seed development time will be divided into three categories:ClassⅠincluding 30,40,50,60 d,these castor seeds ricin content was higher,typeⅡincluded only 10 d,low ricin content;class Ⅲ included only 20 d,moderate ricin.The conclusion is as follows:dynamic accumulation process of ricin in fresh castor seeds at different developmental time is rapidly accumulated during seed development 10-20,20-30 d,then 30-60 d became slow,ricin content reaches the maximum when 60 d fully ripe. 

Key words: Castor seeds ;   Ricin ;   Developmental time  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):192-199

Identification of Wheat Leaf Rust Resistance Gene in Henong 6251 at Seedling Stage

REN Xiao-di1, DU Dong-dong1, ZHANG He-shan1, YAO Hong-peng1, ZHAO Sai1, YANG Wen-xiang1,2, LIU Da-qun1,2,3

(1. Department of Plant Pathology, Agricultural University of Hebei, Baoding 071001, China;2. Biological Control Center of Plant Diseases and Plant Pests of Hebei Province, Baoding 071001, China;3. National Engineering Research Center for Agriculture in Northern Mountainous Areas, Baoding 071001, China)

Abstract:Preliminary research showed that they all contributed higher disease resistance level to Puccinia triticina.Detecting and mapping wheat leaf rust resistance gene were significance for application of the resistance in the wheat production.Resistant parents Henong 6251,susceptible parent Thatcher and their F2,F3 populations were employed to map the wheat leaf rust resistance genes in Henong 6251 based on SSR technique.Molecular marker-assisted identification results showed that Henong 6251 contained wheat leaf rust resistance genes Lr26 and LrZH84,and probably contained Lr2c and Lr17a.Henong 6251,Thatcher,and their Fl,F2 populations and F3 families were tested for detecting the wheat leaf rust resistance with single strain of Chinese P.triticina pathotype PBGP in greenhouse.The results showed that the wheat leaf rust resistance in Henong 6251 to PBGP was controlled by one dominant resistance gene,temporarily designated as LrH6.SSR molecular markers and BSA were used to test Henong 6251 and their resistant and susceptible bulks of F2 and F3 populations for mapping the leaf rust resistance gene.Results indicated that Henong 6251 carried a single dominant resistance gene LrH6 to PBGP,and was preliminary located on chromosome 1B.The resistance gene LrH6 was linked to the three known SSR loci(wmc419,wms582 and barc120)on the 1BL with genetic distance ranging 21.6,25.8,27.9 cM respectively.Henong 6251 contained more than one leaf rust resistance genes including Lr26 and LrZH84 and the wheat leaf rust resistance to PBGP was controlled by one dominant and new resistance gene. 

Key words: Wheat leaf rust ;   Resistance gene ;   SSR marker ;   Genetic analysis ;   Genetic mapping

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):200-204

Stability Assay of Three DNA Extraction Methods for Detection of Strawberry Vein Banding Virus

RAN Ce1, CHEN Liu1, LU Jia-lan2, LIU Zheng-ping1, WEI Yan-min1, ZHAO Xiao-yan1, SHANG Qiao-xia1

(1. Beijing Key Laboratory of New Technology in Agricultural Application, College of Plant Science and Technology, Beijing University of Agriculture, Beijing 102206, China;2. Office of Academic Affairs, Beijing University of Agriculture, Beijing 102206, China)

Abstract:Different DNA isolation methods were used in researches due to the diversity of secondary metabolites in different plant tissues.The existing of large amounts of polysaccharides,proteins,polyphenols and pigments in strawberry plants influenced the extraction of high quality DNA from strawberry leaves and afterwards PCR reaction.In order to identify the DNA extraction method which was applied to the PCR detection for Strawberry vein banding virus (SVBV),total DNAs extracted from strawberry leaves by three different extraction methods to detect SVBV by PCR were tested and compared in this study.Strawberry leaves infected by SVBV were used as the materials from which CTAB kit method,high salt and low pH method (HSLPM) and modified SDS method were used to extract DNA in this paper.The quality and quantity of DNA extracted by these three different methods were analyzed by gel electrophoresis and UV spectrophotometers.SVBV was detected by PCR from extracted DNA to determine the effect of different DNA extraction methods on the stability of PCR detection.The results showed that all the three methods could isolate complete DNA fragments.Sequencing and sequence analysis of the PCR products from strawberry leaves infected by SVBV proved the reliability of the methods.DNA extracted by three methods from strawberry leaves could be detected the infection of SVBV showed the quality of DNA extracted by all the three methods could meet the specific demands of PCR detection of SVBV in strawberry leaves.Compared with the other two extraction methods,results showed the quality of DNA extracted by CTAB kit was the best in these three different DNA extraction methods in this paper. 

Key words: DNA extraction from plant tissues ;   CTAB kit ;   High salt and low pH method ;   Modified SDS method  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):205-210

Population and Pathogenicity of Fusarium spp.Causing Wheat Head Blight in Northeast of China

PAN Xiao-jing, CHEN Nan, YAO Yuan, LIU Xian, GAO Zeng-gui

(Institute of Plant Immunity, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China)

Abstract:To determine population structure and distribution of Fusarium species causing head blight of wheat,60 wheat samples showing symptoms of Fusarium head blight from 15 areas 8 cities and counties were collectted in Northeast of China.A total of 118 Fusarium isolates were identified based on morphological characters and modern molecular systematics method.The results showed that 118 Fusarium isolates belong to 7 species, Fusarium graminearum was the most prevalent species,representing 64.41% of the total isolates,followed by Fusarium fujikuroi, representing 18.64%, Fusarium avenaceum, Fusarium oxysporum, Fusarium equiseti, Fusarium acuminatum and Fusarium verticillioides representing 5.08%,3.39%,3.39%,3.39% and 1.70%.At the same time,their pathogenicity were determined in stem of adult-stage maize,the results showed that Fusarium graminearum isolated from wheat can infect maize,but the pathogenicity of Fusarium graminearum causing maize stalk rot were significantly greater than the Fusarium graminearum causing wheat head scab. 

Key words: Wheat head blight ;   Fusarium spp. ;   Population ;   Pathogenicity ;   EF-1&alpha ;   sequence analysis  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):211-215

Molecular Detection and Identification of Tomato chlorosis virus in Tianjin

GAO Li-li1, SUN Guo-zhen1, WANG Yong2, GAO Wei2, ZHANG Chun-xiang2, ZHANG An-sheng3, ZHU Xiao-ping1

(1. College of Plant Protection, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, China;2. Tianjin Institute of Plant Protection, Tianjin 300381, China;3. Institute of Plant Protection, Shandong Academy of Agricultural Sciences, Jinan 251000, China)

Abstract:In the summer of 2014,tomato plants showed suspected symptoms caused by Tomato chlorosis virus (ToCV) infection collected in greenhouse in Tianjin.In order to clarify the Pathogen of tomato plants,specific primer pairs of ToCV coat protein (CP) and heat shock protein 70 (HSP70) were used for reversing transcription PCR (RT-PCR) detection,specific fragments were obtained and sequenced.HSP70 nucleotide sequences obtained 99.5% similarity with ToCV isolate Tochigi (AB513442),CP amino acid and nucleotide sequences obtained shared 99.2% and 99.3% similarity with ToCV isolate Tochigi (AB513443),indicating the tomato was infected by ToCV in Tianjin,the sequences of ToCV isolate between Tianjin and Japan with a highest similarity.As Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV) were widespread in survey areas,the ToCV positive samples were also tested for TYLCV by specific primers.The result was positive and gene sequence analysis showed that the similarity between amplification products and TYLCV-IL isolates was more than 99.0%,indicating mixed infections in the field.It is the first report that ToCV infect tomato,ToCV and TYLCV mixed infections tomato in Tianjin. 

Key words: Tomato chlorosis virus ;   Tomato yellow leaf curl virus ;   Mixed infections ;   Molecular detection  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):216-222

Effects of Different Nitrogen Forms and Ratios on Yield,Quality,and Nutrient Uptake of Mini Chinese Cabbage

ZHOU Ruo-han, YU Ji-hua, YANG Bing-li, HU Lin-li, LI Lu-shan, HU Yun-fei, ZHANG Guo-bin

(College of Horticulture, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China)

Abstract:A field experiment was conducted to study the effects of different nitrogen forms and their ratios (no-fertilize,NO3–N: NH4+-N ratio 10: 0,7: 3,5: 5,3: 7,0: 10,CO(NH2)2-N,local traditional fertilizing amount) on the yield,quality and nutrient (N,P,and K) absorption of Mini Chinese Cabbage.The results were as follows:In different ratio of NO3–N: NH4+-N,when NO3–N: NH4+-N for 5: 5,the yield and economic benefit could improve significantly.The nitrate content was increased with increasing nitrate-N,decreasing ammonimn-N.The soluble protein content,the soluble sugars content and the soluble solids were promoted with increasing ammonimn-N.When the NO3–N: NH4+-N ratio was ranged from 3: 7 to 0: 10,respectively,the accumulation of nitrate in Mini Chinese Cabbage was reduced,while the soluble sugars content was promoted.When the NO3–N: NH4+-N ratio was ranged from 5: 5 to 3: 7,as well,the soluble protein content could be promoted.CK2(local traditional fertilizing amount) and T4(NO3–N: NH 4+-N ratio 3: 7) were good for increasing the soluble solids content.N fertilization increased the absorption of N,P and K in plants.Throughout the entire growth period,NH4+-N fertilization improved the plant N content,whereas NO3–N fertilization improved the plant K content.At different growth stages,the effects of different N sources on plant P content varied.It was suggested that the NO3–N: NH4+-N ratio ranged from 5: 5 to 3: 7 could improve the quality and economic return of Mini Chinese Cabbage. 

Key words: Mini chinese cabbage ;   Nitrogen form ;   Yield ;   Quality ;   Nutrient absorption  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):223-229

Study on Effects of Coated Mutual Mix Fertilizer on Nutrient Accumulation and Patterns of Soil Nutrients

ZHANG Xiao-long1, HE Jun-long1, LIU Qiang1, RONG Xiang-min1, SONG Hai-xing1, GUAN Chun-yun2

(1. College of Resources and Environment, Hunan Agricultural University, National Engineering Laboratory for Efficient Utilization of Soil and Fertilizer, Hunan Provincial Key Laboratory of Farmland Pollution Control and Agricultural Resources Use, Hunan Provincial Key Laboratory of Plant Nutrition in Common University, Changsha 410128, China;2. National Center of Oilseed Crops Improvement, Hunan Branch, Changsha 410128, China)

Abstract:To investigate the effects of coated mutual mix fertilizer application.The effects of coated mutual mix fertilizer on rapeseed yield,nutrient accumulation and soil nutrient morphology was researched by multi-region field plot experiments.Compared with ordinary mutual mix fertilizer,coated mutual mix fertilizer could significantly improve the yield of rapeseed,and the average yield reached 2 501.00 kg/ha,reaching to 13.72% compared to an average increase rate,it also could significantly improve the yield of rapeseed stalk,and improve the root yield to some extent,while the pericarp yield were not affected;coated mutual mix fertilizer promote nutrients accumulation rapidly in the latter period,mainly presenting in the accumulation of nitrogen and potassium and phosphorus accumulation did not show good results;Coated mutual mix fertilizer nutrient releasing performed better in Hengyang,followed by Xiangtan,Ningxiang was worst,nitrogen releasing in Hengyang area coordinated with rape growth,the effect of potash was reflected in Xiangtan region,phosphate showed no slow-release fertilizer effect;The important reasons that caused the differences in nutrient release of coated fertilizer soil nutrient concentrations and soil temperature.This experiment studies had shown that N-P2O5-K2O(12-6-7)fertilizer for canola envelope could improve the yield of oilseed rape,but the effects was different in different places,phosphorus nutrient releasing couldn’t coordinated with rape growth,to achieving the purpose of slow-release fertilizer,small adjustments to large envelope recipe or changing technology must be taken.

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):230-233

Effects of Soil Root Promoter on Soil Texture,Gain Yield and Starch Pasting Traits of Winter Wheat:a Result from a Field Experiment

XIE Ying-xin1, BAI Xue-ying1, ZHANG Chuan-zhong2, JIN Hai-yang1, GUO Tian-cai1, WANG Chen-yang1

(1. Collaborative Innovation Center of Henan Grain Crops, State Key Laboratory of Wheat and Maize Crop Science, College of Agronomy, Henan Agricultural University, National Engineering Research Center for Wheat, Zhengzhou 450002, China;2. Shangqiu Soil and Fertilizer Station, Shangqiu 476000, China)

Abstract:In order to solve the problem of too shallow topsoil,bad condition of soil texture,poor root development and decrease of yield and quality in wheat field due to years of rotary tillage in North China,based on balanced fertilization,a field experiment was conducted to study the effect of a soil root promoter named Agri-star on soil texture,gain yield and starch pasting traits of winter wheat.Results showed that the application of soil root promoter and deep tillage could reduce soil bulk density and increase the volume of wheat root mass,resulting in improving soil physical and chemical properties.In addition,the application of soil root promoter could improve the spike number and grain number per spike of winter wheat that caused the increase of wheat grain yield,and the 1 soil root promoter combined with fertilizer had the highest grain yield with 7 925 kg/ha increased by 12.9% compared with the single fertilizer application.The study also found that the treatments of formula fertilizer application,soil root promoter or deep tillage could improve starch quality of wheat grain with the best effect in the 1 soil root promoter combined with fertilizer.In a conclusion,the application of soil root promoter-Agri-star can improve the soil texture,increase the yield of wheat,improve starch quality of wheat grain in a certain extent,and has broad application prospects under the conditions of no tillage or rotary tillage in the wheat field in North China. 

Key words: Soil root promoter ;   Winter wheat ;   Soil texture ;   Grain yield ;   Starch pasting traits  

 

ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA,2015,30(3):234-238

Effect of Long-term Fertilization on Hg Contents of Cinnamon and Corn Grain

LI Yuan-zhen1, ZHOU Huai-ping2, XIE Wen-yan2, YANG Zhen-xing2, GUAN Chun-lin2

(1. College of Biological Engineering, Shanxi University, Taiyuan 030006, China;2. Institute of Agricultural Environment & Resources, Shanxi Academy of Agricultural Sciences, Taiyuan 030031, China)

Abstract:Based on the situation of Hg pollution in the soil,the change rule of Hg element in north sub-humid cinnamon of farmland were studied.The Hg content in the soil surface layer of 0-40 cm and in the corn grain in 2013 of the experiment on 22-year application of nitrogen,phosphorus and organic fertilizers were determined,and the analysis of Hg content in corn grain in 2013,the balance and interannual and depth profile changes of Hg content in cinnamon soil under long-term fertilization were studied.The results showed that the soil Hg content of no fertilizer treatment decreased,others increased;With time running after fertilization the soil Hg content decreased 29.3% -74.2% respectively as compared to the baseline levels;High fertilization may cause the rise of Hg content in soil layer of 20-40 cm.The content of Hg in soil tested in 2013 did not exceed the upper limits of the grade II criteria of the national standard for soil environment;Hg content between treatment in cinnamon soil was not significantly affected by the use of nitrogen,phosphorus and organic fertilizers.Hg content in corn grain analyzed in 2013 were below their respective threshold of the national food safety standard.Long-term nitrogen,phosphorus and organic fertilizers had no sign to show. 

Key words: Long-term fertilization ;   Cinnamon soil ;   Heavy metals ;   Spring corn  

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