38个粒用高粱品种芽期耐盐性的综合鉴定及评价

为筛选适合盐碱地种植的粒用高粱品种,在150 mmol·L^-1NaCl浓度下对38个粒用高粱品种进行芽期耐盐性的筛选和评价。结果表明,盐胁迫下,38个高粱品种除根冠比外,发芽势、发芽率、根长和叶长均受到不同程度的抑制;各性状的相对值以相对根冠比(CV=62.84%)和相对根长(CV=44.55%)的变异较大;各性状的盐害率则以发芽率的盐害率(CV=39.86%)变异最大。盐胁迫下,相对发芽势与相对发芽率呈显著正相关(R=0.341),而二者与相对根长(R=0.214;R=-0.041)和相对叶长(R=0.041;R=0.205)之间无显著相关性。通过主成分分析确定了2类主成分,分别反映根部生长状况和萌发状况;同时根据各因子的载荷矩阵确定相对根冠比、相对发芽势和相对发芽率可以作为高粱耐盐性的鉴定指标。主成分得分值和模糊隶属函数值间呈显著正相关,表明可以通过二者的综合得分进行高粱耐盐性评价和分类。同时,本研究筛选出了耐盐性品种通杂141、晋粱白2号、吉杂137、龙米粱1号和吉杂148。本研究结果为芽期高粱耐盐性品种的筛选提供了理论基础和鉴定方法。     

中国荷斯坦牛TLR1基因SNPs快速筛查及蛋白功能预测

为探究中国荷斯坦牛Toll样受体1(TLR₁)基因与中国荷斯坦牛乳房炎抗性的关联性,以中国荷斯坦牛为试验对象,构建DNA混合池,采用PCR扩增和直接测序法对中国荷斯坦牛TLR₁基因进行单核苷酸多态性(SNP)检测,从而筛选出对中国荷斯坦牛免疫方面有显著影响的SNPs位点,同时应用在线软件对中国荷斯坦牛TLR₁基因编码的蛋白质进行功能预测。结果表明,中国荷斯坦牛TLR₁基因编码727个氨基酸,组成了一种不稳定的水溶性蛋白,蛋白质二、三级结构均以α-螺旋为主;PCR扩增后,在扩增片段处共发现8个SNPs位点,分别为A⁶¹T-TLR₁、C⁶³²A-TLR₁、C¹⁴⁰⁸T-TLR₁、C¹⁴⁵¹T-TLR₁、A¹⁴⁶¹G-TLR₁、A¹⁴⁷⁵C-TLR₁、G¹⁵⁵⁰A-TLR₁、G¹⁵⁹⁶A-TLR₁,其中A⁶¹T-TLR₁、C⁶³²A-TLR₁、C¹⁴⁰⁸T-TLR₁、A¹⁴⁶¹G-TLR₁、G¹⁵⁹⁶A-TLR₁属错义突变,分别由原来的赖氨酸(Lys)、苯丙氨酸(Phe)、丙氨酸(Ala)、异亮氨酸(Ile)、缬氨酸(Val)突变为甲硫氨酸(Met)、亮氨酸(Leu)、缬氨酸(Val)、缬氨酸(Val)、异亮氨酸(Ile),SNPs位点的等位基因频率在突变前后均存在差异。DNA池结合直接测序技术检测到TLR₁基因8个SNPs位点,可作为中国荷斯坦牛乳房炎的遗传标记进行深入研究;蛋白质功能预测结果表明,有多种与免疫相关的因子几率较高。本研究结果为中国荷斯坦牛在分子领域的抗病育种提供了理论依据。     

酉州乌羊MC1R基因的克隆鉴定、生物信息学及多态性分析

MC1R是影响皮肤色素沉着中黑皮素系统的重要基因,通过信号分子的相互作用影响黑色素的生成。为探究酉州乌羊 MC1R的生物学特性,本研究对酉州乌羊MC1R进行了分离鉴定、生物信息学分析。结果表明,酉州乌羊皮肤组织MC1R基因的CDS序列为954 bp,共编码317个氨基酸,酉州乌羊与各物种MC1R具有较高同源性。酉州乌羊MC1R编码蛋白的分子式是C₁₆₀₃H₂₅₆₅N₄₁₁O₄₁₀S₂₂,其为疏水蛋白,有7个α-螺旋组成的跨膜结构域和3个保守功能结构域,MC1R氨基酸序列大部分都用于构成α-螺旋。此外,酉州乌羊MC1R基因c.676A>G突变,其编码的氨基酸由赖氨酸转变为谷氨酸,位于受光刺激和G蛋白配体结合的保守结构域上,氨基酸的异义替换还造成了酉州乌羊MC1R空间构象的差异。而对重庆市山羊群体多态性检测发现,山羊MC1R基因c.676A>G变异位点在重庆合川白山羊、巫溪白山羊、本地白山羊、酉州乌羊中共享,且c.676A>G位点的各基因型在皮肤白色和乌色山羊群体中的分布差异不显著(P>0.05)。本研究初步揭示酉州乌羊MC1R的序列特征和蛋白结构,为酉州乌羊MC1R影响皮肤色素沉积的分子机制研究提供了理论数据。     

水稻不同源库相关基因聚合的产量效应分析

水稻产量的高低取决于源和库的大小及彼此间的协调程度。为了了解不同源库基因聚合后对产量及其相关性状的影响,本研究以4个已克隆的水稻源库基因NAL1^LT、GNP1^TQ、Ghd7^MH63和Ghd8⁹³¹¹构建的不同遗传背景的近等基因系为材料,彼此杂交培育不同源库基因的F₂分离群体,标记辅助筛选遗传背景近似的不同单基因及双基因纯合聚合单株,考察其F₃家系的源、库及产量相关性状。结果表明,不同基因聚合的产量效应差异较大,其中NAL1 ^LT +Ghd7 ^MH63、NAL1 ^LT +Ghd8⁹³¹¹和Ghd7 ^MH63+Ghd8⁹³¹¹这3种基因聚合方式表现出较明显的增产效应,聚合系的单株产量分别比高值亲本显著增加26.45%、45.47%和48.03%,表明这3种基因聚合对聚合系的产量性状具有正向协同作用。相反,另外3种聚合方式(NAL1 ^LT +GNP1 ^TQ、GNP1 ^TQ +Ghd7 ^MH63和GNP1 ^TQ +Ghd8⁹³¹¹)的聚合系的产量相关性状有增有减或基本与双亲持平,产量聚合效应不明显。研究认为,复杂性状的聚合育种必须首先开展基因间的产量聚合效应研究,明确不同基因的聚合效果,以确保聚合育种的事半功倍。本研究结果为分子聚合改良水稻源库性状提供了理论依据。     

杨梅生长指标与果实品质间的相关性分析

为了明确成熟期不同品种杨梅(早鲜早色和东魁)的营养生长指标与果实外观、品质性状间的相互关系,在成熟采收期,分别对杨梅7个营养生长指标、10个果实外观性状和13个果实品质性状进行测定分析。结果表明,杨梅30个性状指标的变异系数范围为2.546%~31.021%,其中维生素C(Vc)含量、果实硬度(HN)和春梢长度(BL)的变异系数较大,分别为31.021%、22.092%和15.245%。糖酸比(AS)与果实色度值L^*、b^*、C,叶片长度(LL)、宽度(LW)、厚度(LT)显著负相关,说明通过杨梅果实颜色可以预测AS,且在AS的形成过程中杨梅LL、LW和LT发挥了重要作用;叶绿素(Chl)相对含量、HN与杨梅果实多个外观品质、营养品质指标间呈显著正相关,表明在生产上可以通过提高Chl相对含量改善果实品质;杨梅BL与果实外观品质、营养品质等13个性状均为显著性负相关,证明杨梅结果枝以中短果枝为宜。本研究结果为利用营养生长指标进行优良品质性状的选择提供了一定的理论参考。     

杨梅果实生长指标的数学模型及各指标间的相关性分析

为揭示白杨梅果实颜色和单果质量等相关性状的变化规律,以及各指标间的相互关系,本研究以10年生水晶种为试材,测定其果实生长发育过程中各生长指标的动态变化,选择3种理论生长方程对单果质量、纵径、横径、果形指数、果实明度(L^*)、红绿值/黄蓝值(a^*/b^*)、柠檬酸、草酸、葡萄糖、蔗糖和果糖等11个指标进行拟合,并根据拟合结果确定合适的生长方程确立数学模型;同时,对果实生长各指标间的相关性进行分析。结果表明,L^*、果形指数、柠檬酸和蔗糖等指标适合选择三项式方程,a^*/b^*、草酸、果糖和葡萄糖等指标符合二项式方程,单果质量、纵径和横径等指标符合Logistic方程。在果实发育过程中,a^*/b^*与单果质量、纵径、横径、蔗糖、葡萄糖、果糖和明度之间呈极显著正相关,a^*/b^*与果形指数和柠檬酸之间呈显著负相关,草酸与L^*和a^*/b^*之间呈极显著负相关。本研究结果为基于颜色对杨梅品质进行无损伤检测和模拟、预测果实发育奠定了理论基础。     

糖盐介质中γ-射线辐照对英诺克李斯特菌的杀菌效果研究

为研究食品基质对γ-辐照杀菌效果的影响,本试验以英诺克李斯特菌(Listeria Innocua)为试材,采用lgN-D线性回归分析,建立活菌数-剂量的拟合方程,获得D₁₀ 值;利用D₁₀值表征无菌水环境下γ-射线和电子束辐照的吸收剂量差异,以及不同γ-射线吸收剂量、糖浓度、盐浓度对英诺克李斯特菌杀菌效果的影响。结果表明,当辐照在无菌水液体环境下时,γ-射线的D₁₀值均小于电子束,分别为0.788和0.872 kGy,表明γ-射线的杀菌效果更好;在γ-射线辐照下,杀灭生理盐水(0.85% NaCI)中英诺克李斯特菌的D₁₀值与无菌水无明显差别,随着盐浓度的增加,D₁₀值呈先增加后减少的趋势,其中在3%和5%盐浓度下的D₁₀值分别为0.709和0.730 kGy,明显低于无菌水组;杀灭糖溶液中英诺克李斯特菌的D₁₀值明显高于无菌水组,随着糖浓度的增加,D₁₀值先升高后降低,其中5%糖溶液的D₁₀值最大,为1.133 kGy。说明盐溶液对杀菌有协同作用,而糖溶液对杀菌有抵抗作用。本研究结果为进一步探索辐照杀菌机制,降低辐照剂量成本,提升产品品质提供了一定的参考。     

玉米叶片经济和水力性状及其关联性对氮肥和水分的响应

  【目的】  研究叶片经济性状和水力性状的变异性及权衡策略是揭示植物适应环境变化机制和水碳模拟的基础。分析不同氮(N)肥和水分供给下玉米叶片经济性状和水力性状的变异性及相关性，及这些叶片性状与整株植物行为间的关系，以揭示同一物种内不同氮、水有效性下叶片经济性状和叶水力性状间的关系，并探讨叶片性状预测整株生物量和水分利用特征的可能性。  【方法】  采用二因素三水平的盆栽试验，其中氮肥水平包括不施氮肥 (N₀)、播种前施N 0.2 g/kg干土 (N₁)、播种前和五叶期各施N 0.2 g/kg干土 (N₂)；水分供应水平包括充分灌水 (W₂)、中度水分胁迫 (W₁) 和重度水分胁迫 (W₀)，土壤含水量分别维持在田间持水量的75%～80%、50%～55%和30%～35%约3周，共9个处理。主要测定项目包括叶经济性状 [比叶质量(LMA)、叶厚度(LT)、组织密度(TD)、质量基础上的氮含量(N_mass)和面积基础上的氮含量N_area] 及水力性状 [叶脉密度(VD)、气孔密度(SD)、气孔长度(SL)和最大气孔导度(g_wmax)]。  【结果】  施氮显著增加了LMA、N_mass、N_area、VD、SD、SL和g_wmax (P < 0.05)，灌水显著提高了LMA、TD和N_area (P < 0.05)；在3种氮水平下，W₂处理的LMA和TD均较W₀处理增加；在N₀和N₁下，W₂处理的SD和g_wmax亦较W₀处理增加，但在N₂下，W₂处理的SD和g_wmax则低于W₀处理，氮、水间的交互作用对LMA、TD、SD和g_wmax的影响达到显著水平 (P < 0.05)。不同氮、水条件下叶经济性状和水力性状间是紧密耦联的，表现在N_mass和SD、g_wmax之间、N_area与g_wmax之间呈显著正相关 (P < 0.05)。影响生物量的主要叶性状为N_area、N_mass和VD，影响耗水量的主要为N_area、N_mass、g_wmax和LT；影响水分利用效率的主要为N_mass、LMA、LT和VD。  【结论】  玉米叶片氮含量与气孔密度、最大气孔导度间存在高度协调性，这种协调性增加了玉米对不同资源有效性的适应性；利用叶片性状可预测不同氮、水供给下玉米的生物量和水分利用特征。     

高温胁迫下硒硫互作调控西兰花芽苗生理及萝卜硫素代谢研究

为探讨高温胁迫下硒硫互作对西兰花芽苗生理及萝卜硫素代谢的影响,以西兰花籽粒为试验材料,经单独喷施硫酸锌(ZnSO₄)、亚硒酸钠(Na₂SeO₃)、二者联合喷施、以及结合高温胁迫下喷施处理,分析发芽期间西兰花芽苗主要生理生化指标并利用荧光定量PCR技术分析萝卜硫素代谢关键酶基因表达的变化。结果表明,单独施用Na₂SeO₃可显著增加芽长和芽苗单株鲜重(P<0.05),有效缓解高温及ZnSO₄对西兰花芽苗生长发育的抑制作用;发芽期间,相较单独喷施ZnSO₄处理,西兰花芽苗经高温后联合喷施ZnSO₄及Na₂SeO₃处理,其硒元素含量、总抗氧化能力、硫代葡萄糖苷含量、黑介子酶活性、异硫氰酸酯含量、萝卜硫素含量均显著提高(P<0.05),其中萝卜硫素含量相较单独喷施ZnSO₄处理增加了39%。高温联合ZnSO₄及Na₂SeO₃处理4 d的芽苗中MYB28、UGT74B1及ST5b基因表达量均较对照显著上调,而BoHMT1显著下调(P<0.05)。综上所述,西兰花芽苗经高温联合硒硫处理是富集萝卜硫素的有效方式,该研究结果为生产富含萝卜硫素的功能性芽苗菜提供了理论依据和技术支撑。     

离子液体[C3mim]BF4对小白菜幼苗抗氧化特性的影响

为探讨离子液体1-丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸([C₃mim]BF₄)对植物种子萌发、幼苗生长及生理生化的影响,采用水培法检测不同浓度(0、100、200、300、400、500 mg·L^-1)[C₃mim]BF₄条件下小白菜幼苗的生长状况、活性氧水平、抗氧化酶活性及相关抗氧化酶基因表达。结果表明,浓度高于400 mg·L^-1的[C₃mim]BF₄显著抑制种子萌发;500 mg·L^-1 [C₃mim]BF₄显著抑制幼苗生长。[C₃mim]BF₄处理使小白菜叶片活性氧$\mathop{{O}}_{2}^{{\mathop{}_{\ ·}^{-}}}$、H₂O₂)水平及丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)含量升高,且随着[C₃mim]BF₄浓度的增加均呈逐渐升高的趋势。[C₃mim]BF₄使小白菜叶片谷胱甘肽还原酶(GR)活性显著升高;浓度≤300 mg·L^-1的[C₃mim]BF₄对过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)生成有一定的促进作用,而浓度高于400 mg·L^-1 [C₃mim]BF₄处理显著抑制小白菜 APX活性,高于500 mg·L^-1 [C₃mim]BF₄处理显著抑制小白菜 CAT活性;100~500 mg·L^-1[C₃mim]BF₄处理显著抑制小白菜叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性,且各处理组的SOD活性均显著低于对照。400 mg·L^-1 [C₃mim]BF₄处理0~3 h,小白菜Gu/Zn-SOD和APX基因表达量升高,处理13 d时其SOD和APX基因表达量均显著低于对照;处理0~12 h时 CAT基因表达上调,处理24 h处理后CAT表达下调。本研究结果为揭示咪唑类离子液体毒性机理提供了理论依据。     

标准切花菊分枝性状的杂种优势和混合遗传分析

为明确标准切花菊分枝性状的杂种优势及主基因效应,以标准切花菊QD3-71× 精之一世(组合Ⅰ)的97个杂交后代和秦淮春雪×神马(组合Ⅱ)的147个杂交后代作为遗传群体,对其总侧芽数、上部一级分枝数、一级分枝粗、一级分枝角度、一级分枝长度、总侧芽数/叶节数6个相关分枝性状进行杂种优势分析和主基因+多基因混合遗传分析。结果表明,两组合F₁群体各分枝性状呈连续分布,变异系数为10.23%~39.92%;两组合各分枝性状存在不同程度的中亲优势,超亲分离现象广泛存在,总侧芽数、上部一级分枝数在两组合中均存在偏母性遗传效应,一级分枝长度在组合Ⅰ中存在正向超亲优势。混合遗传分析表明,在组合Ⅰ中,总侧芽数/叶节数符合表现为由两对加性效应主基因控制的B-3模型,主基因遗传率为98.84%;在组合Ⅱ中,上部一级分枝数符合表现为由两对加-显-上效应主基因控制的B-1模型,一级分枝长度和总侧芽数/叶节数符合表现为由一对加-显效应主基因控制的A-1模型,主基因遗传率分别为93.04%、36.84%和52.11%;总侧芽数在两个组合中均符合表现为由一对加-显效应主基因控制的A-1模型,主基因遗传率分别为57.39%和46.73%;一级分枝粗、一级分枝角度在两个组合中均符合A-0模型,无主基因控制。本研究表明标准切花菊分枝性状的主基因效应在不同遗传背景中差异较大,这些主基因效应的发现为QTL定位研究提供了参考,对标准切花菊的株型育种具有重要价值。     

不同栽培模式下两个旱地小麦品种籽粒灌浆特性与产量构成分析

在长武旱塬地区通过大田试验,研究了该地区主栽的两个小麦品种长武134及长旱58在不同栽培模式下,籽粒灌浆特性、旗叶叶绿素含量与产量的关系,并对产量构成及灌浆各参数进行分析。结果表明,千粒重与灌浆持续天数T_d、平均灌浆速度V_a、灌浆渐增期天数T₁、灌浆速增天数T₂、最大灌浆速度V_m均呈显著相关,通过对不同栽培模式下旗叶叶绿素含量的比较发现,有机肥与化肥的互作,可以适当延长灌浆持续时间,使籽粒获得较高的千粒重,提高了小麦的水分利用效率和收获指数。通过比较不同栽培模式下籽粒千粒重、产量的差异表明有机肥与化肥互作的栽培模式较只使用化肥的栽培模式籽粒的千粒重、产量和水分利用效率分别增加了7.527%,10.74%和23.85%。对产量构成进行分析,粒重是影响籽粒产量的主要因素。     

不同播深环境下玉米耐深播性状杂种优势及遗传效应解析

为确定玉米耐深播性状的杂种优势表现及遗传规律,本研究以耐深播性不同的22份亲本及组配的22份F₁杂交种为试材,在3、15和20 cm播深下,采用加性-显性-母体遗传模型(ADM)分析了13个耐深播性状的杂种优势、遗传效应及配合力大小。结果表明,随播深增加玉米亲本和F₁的出苗率、苗长、根长、中胚轴粗及根重降低,而中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘和、中胚轴与胚芽鞘比、胚芽鞘粗、苗重、中胚轴重及胚芽鞘重升高;Pearson和主成分分析(PCA)表明,这13个性状间的协同或拮抗作用形成了玉米耐深播响应机制。13个耐深播性状的杂交优势表现明显,F₁杂种优势指数介于90.97%~175.64%;除中胚轴与胚芽鞘比、胚芽鞘重外,其余性状均表现为正向中亲和超亲优势。因此培育耐深播玉米品种时不仅需要注重对高亲、中亲及母本等主要基础材料的选择,还需兼顾杂种优势的影响,以提高育种选择效率。中胚轴长、胚芽鞘长、中胚轴与胚芽鞘和、中胚轴与胚芽鞘比及根长的加性遗传效应占主导地位,育种上可用简单回交法或单交重组法在早代对这些性状进行遗传改良;其余性状同时受加性与显性遗传主效应及其与环境互作效应的调控,这些性状最好在特定播深环境下进行遗传改良,以充分发挥其在特定环境下的杂种优势。13个耐深播性状的双亲一般配合力(GCA)及F₁特殊配合力(SCA)间均差异显著,筛选出1份综合加性效应值良好的父本8802A,推测利用优良H21×8802A后代能改良创制一些优良耐深播玉米材料。本研究为玉米耐深播新品种培育奠定了理论基础。     

水稻产量性状一般配合力QTL定位

为了定位与发掘水稻产量性状高配合力数量性状座位(QTL),本研究按照不完全双列杂交(NCⅡ)设计,以泸恢8285与扬恢34杂交构建的重组自交系群体(RIL),分别与泸98A、Ⅱ-32A、冈46A杂交构建的双列杂交群体作为试验材料,在德阳、遂宁和泸州3种环境下对单株生物量、收获指数、单株产量、有效穗数、每穗颖花数、每穗实粒数、结实率和千粒重等性状的一般配合力进行QTL定位。结果表明,3种环境下共检测到50个QTL,单个QTL对表型的贡献率变幅在3.26%~34.26%之间,其中qEP2-2、qSP2-2、qFGP2-2、qTGW1和qTGW2 5个QTL在3种环境下均有检出,qHI3、qEP7、qSP7、qSSR12-1和qTGW3-2 5个QTL在2种环境下检出,其他的QTL仅在其中1种环境下检出。此外,有27个QTL增效等位基因来自泸恢8258。本研究结果为进一步开展相关基因的精细定位、克隆和分子辅助选择育种奠定了基础。     

菲对蒿柳生理生化特性的影响

为研究菲对蒿柳生理生化的影响,以蒿柳扦插苗为试验材料,采用水培的方式,测定不同浓度(0.2、0.5、1.0和1.2 mg·L^-1)菲对蒿柳株高及生理的影响,并选取对植物生长有显著抑制作用的最低浓度(1.0 mg·L^-1)菲对蒿柳进行16 d的处理,测定其光合特性及渗透调节物质的变化。结果表明,高浓度菲处理显著抑制了蒿柳的株高和根系活力,使其电导率升高,膜透性增大。1.0 mg·L^-1菲胁迫下,蒿柳的光合作用受到抑制,光化学淬灭系数(qP)显著下降,光反应受到影响;气孔导度(Gs)和胞间CO₂浓度(Ci)下降、Rubisco活性降低,导致CO₂供应和同化减少,暗反应受到抑制。叶片的最大光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ潜在活性(F_v/F₀)无显著变化,说明PSⅡ利用光能的能力和潜在活性未受到影响。渗透调节物质中,脯氨酸和可溶性糖是植物抵御菲胁迫的重要调节物质。本研究结果为揭示多环芳烃(PAHs)对蒿柳产生的毒害机制及加强植物对环境的修复研究提供了依据。