MSTN及FGF5基因编辑不改变绒山羊母羊同期发情能力

基因编辑动物是研究动物生产性状及基因功能的良好载体,目前关于各类基因编辑动物的研究广泛开展。然而,基因编辑动物繁殖性能方面是否与野生型个体具有明显差异则尚未见报道。本研究拟通过比较野生型绒山羊与MSTN、FGF5基因编辑绒山羊对同期发情处理的响应差异,确定其与野生型绒山羊同期发情效率的差异。以野生型和MSTN、FGF5基因编辑陕北白绒山羊为研究对象,在繁殖季节采用同种处理方式(CIDR + PG)对试验羊只进行处理,研究两类羊只在繁殖季节同期发情效率的差异。结果表明,野生型绒处理后同期发情率为100%,基因编辑绒山羊处理后同期发情率也为100%,两组无差异;比较MSTN和FGF5基因编辑的羊只在处理后同期发情效率的差异,发现两组无差异,与野生型绒山羊相比同样无差异。本研究结果证实了MSTN及FGF5基因编辑后不影响母羊的繁殖性能,为基因编辑动物的推广应用提供了试验基础。     

基于CRISPR/Cas9技术的水稻温敏不育基因tms5突变体的构建

为创新优良温敏不育系, 促进两系杂交稻育种的发展, 我们以水稻温敏不育基因TMS5为编辑对象, 设计了由水稻U3启动子驱动、长20 bp的guide RNA (gRNA)靶点以靶向编辑 TMS5 基因的第1个外显子, 将靶点与表达载体pCAMBIA1301连接, 再用农杆菌介导法获得水稻转基因株系。提取T₀代转基因株系的基因组DNA, 并对TMS5编辑位点附近的DNA片段进行PCR检测及测序分析。结果表明, T₀代植株的突变率为63.89%, 其中纯合缺失突变率为34.78%。对T₁代纯合缺失突变体的不育起点温度和农艺性状调查分析结果表明, 28℃是tms5突变体花粉育性的转换温度。大田试验结果表明, 与野生型相比, tms5突变体的结实率和单株重均显著降低。粳稻tms5突变体的获得为培育粳稻不育系奠定了材料基础。     

新品种绿珍8072和白香占的抗白叶枯病遗传分析及其基因检测

白叶枯病(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)是水稻最严重的细菌性病害,抗病品种的培育利用是控制该病最经济有效的措施。本研究对新选育的抗白叶枯病品种绿珍8072和白香占抗性基因鉴定及遗传分析,以供生产应用参考。以绿珍8072和感病籼稻品种金刚30杂交,对亲本、F1和F2代接种广东白叶枯病强致病性菌系V型菌GD6027进行表型抗性鉴定,并利用与Xa7紧密连锁的微卫星标记对亲本和F2代个体进行了多态性和连锁分析,确定绿珍8072含有Xa7等位抗性基因并独立遗传;用同样的方法鉴定了白香占的抗性基因及其遗传方式,结果表明,白香占抗白叶枯病基因与xa5基因相关,但其F2代抗感病表现型和基因型分离比,不符合孟德尔隐性单基因遗传抗感(1:3)的分离比定律,存在偏分离现象。     

CRISPR/Cas9技术在获取双突变体材料中的应用

为了研究含双MATH结构域基因sb3 与sb6 的功能,需要创制这2 个紧密连锁基因的双突变体。利用CRISPR/Cas9 基因编辑技术对拟南芥Col-0 中的sb3、sb6 基因进行特异性定点双敲除。通过PCR和Singer 测序验证,共获得10 株T0代转基因植株,其中5 株在目标片段上没有发生编辑;另5 株在sb3 基因上的目标序列都发生了编辑,在sb6 基因的目标序列上只有2 株发生了编辑。至此成功获得了sb3 与sb6 基因双敲除的突变体,且获得该突变的类型为核苷酸缺失突变体。这个双突变体的获得为进一步研究双MATH结构域基因在拟南芥中的功能奠定了良好的基础     

CRISPR/Cas9技术在获取拟南芥双突变体材料中的应用

为了研究含双MATH结构域基因sb3与sb6的功能,需要创制这2个紧密连锁基因的双突变体。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对拟南芥Col-0中的sb3、sb6基因进行特异性定点双敲除。通过PCR和Singer测序验证,共获得10株T0代转基因植株,其中5株在目标片段上没有发生编辑;另5株在sb3基因上的目标序列都发生了编辑,在sb6基因的目标序列上只有2株发生了编辑。至此成功获得了sb3与sb6基因双敲除的突变体,且获得该突变的类型为核苷酸缺失突变体。这个双突变体的获得为进一步研究双MATH结构域基因在拟南芥中的功能奠定了良好的基础。     

‘异株’荨麻组织培养技术体系的建立

‘异株’荨麻是一种一年生或多年生的草本植物,既有食用价值,也具药用价值,研究‘异株’荨麻组织培养快繁技术体系很有意义。本研究以‘异株’荨麻的嫩梢茎段为外植体,采用次氯酸钠配合乙醇灭菌技术对异株荨麻的嫩梢茎段进行灭菌,在对异株荨麻外植体的初代培养、增殖培养和生根培养条件进行研究的基础上,建立了‘异株’荨麻快速繁殖的组织培养技术体系。该体系为:2%次氯酸钠5 min+75%乙醇0.5 min为最适灭菌方法;最适初代培养基为MS+0.25 mg/L 6-BA+0.25 mg/L IBA+0.25 mg/L KT+0.25 mg/L反-ZT+0.7%琼脂+3%蔗糖;最适继代增殖培养基为2/3MS+0.5 mg/L 6-BA+0.3 mg/L IBA+0.25 mg/L反-ZT+0.7%琼脂+3%蔗糖;最适生根培养基为MS+0.5 mg/L 6-BA+1.0 mg/L NAA+0.7%琼脂+3%蔗糖。     

转CrylAc/CpTI栽培稻外源基因渗入普通野生稻中可稳定的遗传和表达

转基因水稻的研发以及环境释放,外源基因通过花粉逃逸到野生近缘种中,可能带来的生态效应愈来愈受到人们的关注.本研究采用人工杂交技术将CrylAc/CpTI双价抗虫基因从转基因栽培稻渗入普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)中,获得普通野生稻F1及分离后代F2、F3、F4、F5和回交后代BC1F1和BC...     

蛋白激发子Hrip1基因在拟南芥中表达可提高植株的耐盐耐旱能力

Hrip1是从极细链格孢(Alternaria tenuissima)代谢物中分离的一种蛋白激发子。将蛋白激发子基因Hrip1转化到拟南芥,对5个T₁代转基因拟南芥株系进行分子检测, 证明Hrip1基因能够在拟南芥中转录和表达。转基因植株对盐和干旱胁迫的抗性显著增强, 75 mmol L⁻¹ NaCl和50 mmol L⁻¹甘露醇渗透胁迫2 d, 转基因植株种子平均相对发芽率为32.1%和77.9%, 分别比野生型的增加3.72倍和5.61倍; 150 mmol L⁻¹ NaCl和50 mmol L⁻¹甘露醇处理拟南芥幼苗7 d后, 转基因植株平均相对根长为81.79%和93.25%, 分别是野生型的1.53倍和1.34倍。3周龄的转基因植株在250 mmol L⁻¹ NaCl条件下胁迫20 d, 平均存活率为67%, 显著高于野生型(42%)(P<0.05); 干旱胁迫25 d后, 复水5 d转基因植株平均存活率为72%, 而野生型仅为44%。检测结果显示转基因植株叶片的抗氧化酶活性明显高于野生型, 用200 mmol L⁻¹ NaCl和200 mmol L⁻¹甘露醇处理24 h后, POD活性分别比野生型植株提高1.56倍和1.85倍, CAT活性分别比野生型植株提高1.64和1.86倍。说明蛋白激发子Hrip1基因在拟南芥中的表达能够改善和提高植株的耐盐抗旱能力。     

利用CRISPR/CAS9基因编辑技术创制香型郑稻19新种质

有特殊香味的稻米深受我国消费者欢迎,是优质水稻的重要指标之一,本研究通过基因编辑创制香型优质水稻新种质。水稻中甜菜碱醛脱氢酶基因Badh2是控制香味的关键基因,以适于直播品种郑稻19为供体材料,利用CRISPR/CAS9技术定点突变水稻Badh2基因。获得T0代转基因阳性植株11株,其中9株子粒有香味,检测6个香型T1株系靶点序列,6个株系均发生突变,发现7种突变类型,5种是缺失类型,2种插入类型,其中3个株系（T1-2、T1-3和T1-7）出现双等位突变。6个T1代株系共测序22个单株,检测到纯合突变10株;T2代检测28株,其中纯合突变21株。以潮霉素抗性基因引物检测T1-2、T1-6和T1-7株系后代单株载体脱落情况,T1代3个株系未获得无载体纯合突变单株,T2代中获得8株无载体纯合突变单株,来源于T1-2株系有3株,来源于T1-7株系5株。T0代9株香型单株子粒2-AP含量1.259±0.072μg/g,T1代8个突变株系2-AP含量0.537±0.111μg/g,均显著高于对照郑稻19。考察中选T1-2、T1-7株系的农艺性状,与郑稻19无显著差异。这些无载体突变单株可作为香型种质在种质创新和育种中应用。     

水稻斑马叶突变体zebra1349的表型鉴定及基因精细定位

从恢复系育种材料[R128//(R318/R1025)F1]F6中获得一个新的斑马叶突变体zebra1349,突变体秧苗期如果不移栽,与野生型一样表现绿色,移栽后5 d新抽出的叶片包括叶鞘会呈现出与叶脉垂直的黄绿相间的条纹,移栽后30 d抽出的叶片又表现正常绿色,成熟期主要农艺性状与野生型无明显差异。与野生型相比,突变体六叶期斑马叶黄区部位的总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量分别下降了55.86%、61.02%、39.34%和47.03%。透射电镜(TEM)观察表明,突变体斑马叶绿区部位叶绿体发育正常;黄区部位叶肉细胞中叶绿体结构异常,类囊体膜退化和分解严重,类囊体基粒片层数量明显减少,片层间距拉大,排列疏松。对zebra1349与正常叶色品种杂交F1、F2代的遗传分析表明该性状受1对隐性核基因调控。利用1192株zebra1349/02428 F2隐性定位群体,最终把ZEBRA1349基因定位在水稻第12染色体In Del标记indel39和indel44之间,其遗传距离分别为0.04 c M和0.17 c M,根据日本晴基因组序列推测,两标记之间的物理距离约为89 kb。本研究为ZEBRA1349基因的图位克隆和功能研究以及分子标记辅助育种奠定了基础。     

山羊FGF5基因单核苷酸多态性群体遗传学分析

为了研究成纤维细胞生长因子5(FGF5)基因在山羊被毛生长中的的作用,进一步寻找与山羊被毛生长相关的遗传标记,为山羊绒毛性状的标记辅助选择和育种提供一定的理论依据,根据人和小鼠成纤维细胞生长因子5(FGF5)基因的同源序列设计引物对山羊基因组进行PCR扩增,将扩增片段进行克隆和测序,并与人和小鼠的成纤维细胞生长因子5基因序列进行同源性比较,确定扩增的片断为山羊的FGF5基因片断。采用PCR-SSCP技术分析了FGF5基因外显子在内蒙古绒山羊、辽宁绒山羊和文登奶山羊品种的多态性,结果表明:FGF5基因在P1和P2引物扩增片段中存在PCR-SSCP多态性,而在P3和P4中没有发现多态。经克隆测序分析,位于外显子1的引物1内存在A→G突变;引物2中发生了碱基序列C→T的突变,这2个突变位点均没有引起编码氨基酸的改变,属于同义突变。对不同山羊品种的基因型和基因频率统计结果表明,引物1中内蒙古绒山羊、辽宁绒山羊、文登奶山羊均以等位基因B为主,且不同群体均处于Hardy-Weinberg平衡;引物2中内蒙古绒山羊、辽宁绒山羊均以等位基因E为主,而文登奶山羊的基因型频率与其他品种有显著差异;内蒙古绒山羊、辽宁绒山羊在引物2位点的基因频率处于Hardy-Weinberg不平衡状态,而文登奶山羊的基因频率处于Hardy-Weinberg平衡状态。     

不同发育阶段绒山羊皮肤中FGF5基因mRNA表达的RT-PCR检测

为深入研究成纤维细胞生长因子5对毛囊生长发育的生物学功能提供理论依据。在10月左右和1月左右,即皮肤毛囊处于生长旺期和退行期时采集了12只内蒙古阿尔巴斯白绒山羊皮样,利用TRIZOL试剂盒提取皮肤总RNA(一步法),利用RT-PCR方法检测FGF5基因在绒山羊绒毛周期性生长不同阶段皮肤中的表达分布情况,试验结果表明,FGF5基因mRNA在绒山羊毛囊生长旺期和退行期均有表达,却只得到了一种剪切形式的表达,经测序是长片段,而缺失外显子2的短片段形式没有检测到。     

内蒙古白绒山羊催乳素及其受体基因多态性与产绒性状的关联性分析

该研究以内蒙古阿尔巴斯型白绒山羊为研究对象,选择绒山羊催乳素(PRL)及其受体(PRLR)基因部分序列作为候选基因,采用PCR-SSCP分子标记技术和DNA测序技术研究其多态性,然后运用最小二乘方差分析方法,对各基因型间生产性状指标进行差异显著性检验,分析绒山羊PRL、PRLR基因的SNP与绒山羊产绒性状的关系,寻找可用于辅助选择的分子标记。结果表明:PRL基因P1和PRLR基因P3引物位点存在SSCP多态,在PRL基因Exon 5区域存在X76049:g.576 bp C-A突变,该突变导致第176个密码子CCC变成ACC,从而使脯氨酸变成苏氨酸(Pro-Thr)。方差分析表明,该位点多态与绒厚度存在极显著相关(P<0.01),CA基因型羊绒厚度比CC基因型长0.674cm;在PRLR基因Exon 10区域存在HQ266606:g.1076 bp T-C突变,该突变导致第359个密码子CTT变成CCT,从而使亮氨酸变成脯氨酸(Lue-Pro),该位点多态对绒山羊羊绒细度有显著影响(P<0.05),AA基因型羊绒细度比BB基因型细0.38μm。因此,在绒山羊羊绒厚度性状上,P1-CA基因型可以作为标记基因型;在羊绒细度性状上,P3-AA基因型可以作为标记基因型,作为绒山羊产绒性状的辅助选择分子标记位点。     

云上黑山羊体重与成年性状的典型相关分析

为了探讨云上黑山羊体重与成年性状间的相互关系,基于98只云上黑山羊母羊的体重记录和成年性状数据,利用R语言对体重和成年性状共11个变量进行简单相关分析和典型相关分析。简单相关分析结果表明,除18月龄校正体重和12月龄校正体重外,相邻体重之间极显著相关(0.30<r<0.42,P<0.01);18月龄校正体重与成年性状（除体高外）之间为极显著相关(0.39<r<0.76,P<0.01);胸围、管围、背膘厚和眼肌面积之间达到显著相关(0.24<r<0.76,P<0.05)。典型相关分析结果显示,体重与成年性状之间的相关性主要是由18月龄校正体重和胸围引起的。以上提示,胸围是影响云上黑山羊体重的主要成年性状,可作为重点选育指标。     

山羊GH基因5′侧翼序列多态及生物信息学分析

本试验采用PCR-SSCP方法,分析了黄淮山羊、长江三角洲白山羊以及波尔山羊168只个体GH基因5′侧翼区两个位点的遗传多态性,同时分析了三个群体是否为平衡群体。结果如下：在GH基因的两个位点上均发现了多态性,其中第1对引物出现6种基因型,存在2处突变;第2对引物出现3种基因型,存在3处突变。群体分析表明,第1个位点三个群体都处于非平衡状态,说明该位点有经过人工选择的可能;而第2个位点三个群体则都处于平衡状态。进一步利用生物信息学软件分析GH基因的5′侧翼序列,发现在其多态位点处存在IA-1、PIT-1、Gsh-2、C/EBP等多个分值较高的转录因子结合位点,其中264位T→C的突变导致PIT-1和Gsh-2结合位点的消失,至于这些位点是否会影响到GH基因的表达,进而影响到山羊个体的生长发育还需作进一步的研究。     

不同补饲水平对努比亚母羊体况及繁殖性能的影响

选择12月龄努比亚羊75只集中配种,配种后将母羊分随机分为3组,分别补饲复合预混料+尿素、浓缩料和精料补充料,在配种时、妊娠100d、妊娠150d进行体重、体况、体尺测量,同时记录母羊产羔数。结果表明：补饲精料补充料的母羊体重、增重和胸围均大于补饲浓缩料组和补饲尿素组,三组之间存在明显差异（P<0.05或P<0.01）。产羔数与母羊体况BCS和体况指数BCI密切相关,产0只羔羊母羊BCS和BCI在整个试验期间几乎没有变化,产1～3只羔的母羊BCS和BCI整个妊娠期都处于上升趋势。三组母羊产羔数分别为1.00±0.76、1.44±0.51、1.83±0.49只,羔羊出生重分别为2.25±0.18、2.51±0.37、2.64±0.40kg,组间差异显著（P<0.05或P<0.01）。母羊妊娠期体BCS和BCI变化情况一致,三组间存在显著差异（P<0.05或P<0.01）。妊娠150d母羊的体况BCS和体况指数BCI与产羔数显著相关,产羔数 =-0.4177BCS2+3.727BCS–4.9185（R2=0.9984）,产羔数=-0.0018BCI2+0.2795BCI-7.2278（R2=0.9985）。     

Wheat spike fertility: inheritance and relationship with spike yield components in early generations

In wheat, grain number is considered as the product of spike dry weight (SDW) and the number of grains per unit of SDW, that is an indicator of spike fertility (SF). The aim of this study was to determine the heritability of SF and the effect of early selection for high SF on its relationship with other spike yield components. Two field experiments were conducted in the south‐eastern Pampas (Argentina) with 400 F₂ and F_2:3 families obtained from two crosses between varieties with contrasting SF (PIG/SSN and B10/KCJ). Heritability estimates in PIG/SSN and B10/KCJ were, respectively, 0.60 and 0.51 by variance component analysis, 0.43 and 0.43 by F₂ : F₃ parent–offspring regression and 0.30 and 0.28 by realized heritability analysis. The existence of transgressive segregation (i.e. the occurrence of families with SF values that were more extreme than those of the parents) was observed. The top 25% F₃ families with the highest SF had 12% more grains per spike, despite a 13% and 5% decrease in SDW per spike and weight per grain, respectively, than the remaining families. These results give support to the application of early selection for high SF.     

21种不同类型葡萄种质资源遗传多样性的SSR分析

本研究通过SSR标记解析不同类型葡萄种质遗传多样性差异和亲缘关系,为资源分类与品种鉴定提供理论依据。利用15对SSR引物对21种不同类型葡萄种质进行PCR扩增,对扩增情况、遗传距离与亲缘关系等进行分析。15对SSR引物共扩增出等位基因位点91个,其中多态性位点89个,多态性比率高达97.8%,其中13对引物扩增多态性百分率达到100%。21份供试材料间遗传相似系数变化范围在0.45~0.91之间,并在遗传相似系数0.62处被分为2个类群。研究表明SSR标记从分子水平上解析了不同类型葡萄种质的遗传差异性,揭示了材料间亲缘关系,为育种研究提供了一定参考依据。     

Expression of a lipoxygenase encoding gene (BoLOX1) during postharvest senescence of broccoli

Lipoxygenases (LOX) belong to a large family of plant enzymes that catalyze the hydroperoxidation of polyunsaturated fatty acids. Most of them are expressed during senescence and contribute to membrane deterioration and biosynthesis of jasmonic acid, a known senescence enhancer. In this work, we cloned a fragment of a gene encoding a LOX from broccoli (BoLOX1). The analysis of the sequence revealed that BoLOX1 is closely related to other LOX from higher plants. Furthermore, we analyzed the expression of BoLOX1 and detected a larger increase during postharvest senescence. A slight increase of total lipoxygenase activity was also found during senescence. In other sets of experiments, broccoli heads were treated with plant hormones, such as cytokinin and ethylene, as a way to assess the effect of such compounds on the expression of BoLOX1. Cytokinin treatment delayed the increase of BoLOX1 expression and lipoxygenase activity whereas ethylene accelerated both processes. Also, several postharvest treatments were applied in order to delay senescence in broccoli florets and to evaluate their effects on BoLOX1 expression. Samples treated with modified atmosphere, hot air, UV-C or white light showed a delay in chlorophyll degradation and degreening. In most cases, the treatments also delayed the increase of BoLOX1 expression, reaffirming the relationship between the expression of this gene and senescence. However, treatments like modified atmospheres and visible light markedly increased lipoxygenase activity, which suggests a lack of correlation between BoLOX1 expression and lipoxygenase activity.