褪黑素的生物合成及对繁殖性能的影响

褪黑素是一种广泛存在于动物体内的激素,不仅能够调节动物昼夜节律,还能够从多方面影响动物的繁殖性能,对于季节性繁殖动物,褪黑素根据日照时长的变化表现出抑制或促进繁殖性能的作用。对于幼年动物,褪黑素表现出抑制发情的作用,体成熟后则表现促进发情的作用。褪黑素主要通过下丘脑-垂体-性腺轴调控动物繁殖活动,除此之外,褪黑素还能够直接作用于生殖系统甚至早期胚胎,通过提高组织及细胞抗炎及抗氧化功能来改善动物繁殖性能。目前,褪黑素能够用于治疗精神疾病及炎症、促进畜禽繁殖和调节昼夜节律,是相关研究领域的热门话题。本文详细描述了褪黑素的生物合成以及分泌调控,并结合褪黑素的生理功能,阐述了对动物繁殖性能以及辅助生殖的影响。     

番茄SlβCA3在防御丁香假单胞菌番茄致病变种中的功能

【背景】在全球气候变化的背景下,大气CO₂浓度的升高会影响植物病害的发生,进而影响农业生产。β型碳酸酐酶（β- carbonic anhydrase,βCA）是植物CO₂感应和浓缩系统中的重要组成元件,参与拟南芥和烟草的植物免疫过程,但在番茄（Solanum lycopersicum）等园艺作物中的研究较少。【目的】通过探究番茄SlβCA3在抵御植物病害中的作用及机制,为番茄生产中的抗性调控提供科学依据。【方法】以拟南芥AtβCA氨基酸系列为参考序列,在番茄Sol genomics network 数据库中鉴定到4个SlβCA。进一步以野生型（wild-type,WT）番茄‘Ailsa Craig’（AC）为材料接种丁香假单胞菌番茄致病变种（Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000,Pst DC3000）,利用qRT-PCR技术测定叶片中SlβCA的表达量,筛选出受Pst DC3000诱导表达的基因SlβCA3。在此基础上,以AC为背景,利用农杆菌介导法进行番茄遗传转化,构建SlβCA3稳定过表达植株（OE-SlβCA3）。通过观察OE-SlβCA3植株接种Pst DC3000后的抗性表型,明确SlβCA3在番茄抵御Pst DC3000过程中的作用。为了研究SlβCA3调控植物抗病性的内在机制,比较WT和OE-SlβCA3植株接种Pst DC3000与对照条件下转录组的变化,并利用KEGG数据库对差异基因进行功能分析,推测糖代谢与SlβCA3介导的免疫反应有关。最后,通过测定WT和OE-SlβCA3植株糖代谢及其信号途径相关基因表达量以及葡萄糖、果糖和蔗糖含量,对转录组结果进行验证及分析。【结果】OE-SlβCA3植株对Pst DC3000的抗性增强,接种Pst DC3000后,叶片中的细菌生长量、病斑数以及死细胞积累量明显减少。转录组测序结果显示,正常条件下,OE-SlβCA3植株转录谱没有发生明显变化;接种Pst DC3000后,在WT和OE-SlβCA3植株中检测到2 100个Pst DC3000诱导基因,其中有63.3%的基因在OE-SlβCA3植株中表达量更高。KEGG分析结果显示,依赖于SlβCA3过表达的Pst DC3000诱导基因富集在糖代谢相关路径中,包括淀粉和蔗糖代谢,内质网中的蛋白质加工（糖基化）,氨基糖和核苷酸糖代谢,真核生物中的核糖体生物合成以及光合作用等路径。糖代谢与糖信号密不可分,qRT-PCR及糖含量测定结果显示,接种Pst DC3000后,OE-SlβCA3植株叶片中糖代谢及其信号传导途径相关基因表达量与葡萄糖、果糖和蔗糖的含量较WT更高。【结论】番茄SlβCA3的过表达增强了植株对Pst DC3000的抗性,该过程可能与糖代谢及其信号通路在植物免疫中的作用有关。     

大豆叶片性状和叶绿素含量QTL间的上位性和环境互作效应

以丰产性好、抗旱力强的栽培大豆晋豆23为母本,山西农家品种半野生大豆灰布支黑豆为父本杂交衍生的447个RIL作为供试群体。将亲本及447个家系分别于2011、2012和2013年采用随机试验种植,按照标准测量叶长、叶宽和叶柄长3个性状,并于2012年8月1日和8月8日和2013年8月2日和8月9日各测量1次叶绿素含量。采用QTLNETwork 2.0混合线性模型分析方法和主基因+多基因混合遗传分离分析法,对大豆叶片性状和叶绿素含量进行遗传分析和QTL间的上位性和环境互作效应研究。结果表明,叶长受2对加性-加性×加性上位性混合主基因控制,叶宽受3对等效主基因控制,叶柄长受4对加性-加性×加性上位性主基因控制,叶绿素含量受4对加性主基因控制;检测到10个与叶长、叶宽、叶柄长和叶绿素含量相关的QTL,分别位于A1、A2、C2、H_1、L和O染色体。其中2个叶长QTL分别位于C2和L染色体,是2对加性×加性上位互作效应及环境互作效应QTL;3个叶宽加性与环境互作QTL分别位于A2、C2和O染色体;2个叶柄长QTL分别位于L和O染色体;3个叶绿素含量QTL分别位于A1、C2和H_1染色体。叶片性状和叶绿素含量的遗传机制较复杂,加性效应、加性×加性上位互作效应及环境互作效应是大豆叶片性状和叶绿素含量的重要遗传基础。建议大豆分子标记辅助育种中,一方面要考虑起主要作用的QTL,另一方面要注重上位性QTL的影响,这对于性状的遗传和稳定表达具有积极的意义。     

应县小黑豆对大豆孢囊线虫4号生理小种抗性的遗传分析

大豆孢囊线虫(Heterodera glycine Ichinohe)是大豆生长过程中最具破坏力的病害之一,我国大豆孢囊线虫以4号生理小种危害最为严重.研究其抗性的遗传机理,对我国大豆抗病育种具有重要意义.应县小黑豆是我国山西省农家品种,对大豆孢囊线虫4号生理小种表现为良好的抗性,本研究以应县小黑豆×晋豆23组合的后代群体为试验材料,利用塑料钵柱法对F2和F3群体进行抗性鉴定,采用两种抗病性评价标准,对大豆孢囊线虫4号生理小种抗性进行遗传分析.结果表明采用标准品种法评价应县小黑豆对大豆孢囊线虫4号生理小种的抗性时,由1对隐性基因控制,而采用绝对孢囊数评价应县小黑豆对大豆孢囊线虫4号生理小种的抗性时,由2对隐性基因控制.显然,在晋豆23与应县小黑豆的杂交组合中,大豆孢囊线虫4号生理小种的抗性表现为隐性遗传,由1～2对隐性基因控制.研究结果还表明,利用F3代株系进行大豆孢囊线虫抗性鉴定比对F2代单株直接进行大豆孢囊线虫抗性鉴定具有更好的稳定性和可靠性.     

中国山楂属植物资源研究和利用现状

山楂属（Crataegus spp.）植物是重要的果树种质资源。近年来,许多学者通过收集全国各地的山楂种质资源并建立保存圃或引种圃等,主要采用植物学性状和生物学性状对山楂种质资源进行评价和鉴定,编制了《山楂种质资源描述规范和数据标准》;采用过氧化物同工酶酶谱及RAPD、ISSR、SSR、cpDNA PCR-RFLP及cpSSR等分子标记技术对山楂种质资源分类、遗传多样性和种质创新利用进行研究,并取得了一定的成果。今后,需继续采用各种分子标记技术,加强对山楂种质资源进行遗传多样性分析,并从叶绿体DNA分子水平上对山楂属植物进行叶绿体基因组多态性研究,探讨山楂属植物系统进化、分类和传播路线,指导我国山楂种质资源收集、鉴定、评价和创新利用,从而为山楂核心种质构建、叶绿体基因组功能和遗传工程研究奠定基础。此外,还需加强对山楂多倍体育种研究,并加强具有特殊医用保健功效、生态适应性广、丰产性强、品质优良、经济效益高、易加工等山楂品种的选育。     

大豆与棉花抗性基因类似物的同源性比较及其进化分析

已知许多植物抗病基因的蛋白质产物具有保守的结构域 ,如NBS、LRR、TM等。根据烟草的N基因、亚麻的L6基因和拟南芥的RPS 2基因的保守序列设计了 1对简并引物 ,并以应县小黑豆基因组DNA为模板 ,PCR扩增获得 16个不同的RGA片段 ,大小在 470～5 45bp ,且不同程度地含有抗病基因的保守序列 ,如GGVGKTT、GSRII、GLPL等。与已知大豆、棉花RGA进行比较 ,发现该试验获得的大豆RGA和用相同引物扩增获得的棉花RGA核酸序列以及相应的氨基酸序列之间同源性较低 ,与已经克隆的大豆RGA及其氨基酸序列之间相似性较高。在分子水平揭示了大豆及棉花RGA的起源及其进化。     

长链非编码 RNA 在园艺植物中的研究进展

长链非编码 RNA（Long non-coding RNA,lncRNA）是广泛存在于植物基因组中的一种 RNA,其在植物多种调控过程中起着至关重要的作用。lncRNA 是指核苷酸长度大于 200 nt 且不具备或几乎不具备蛋白编码能力的 RNA,植物 lncRNA 大多由 RNA 聚合酶Ⅱ转录而来,主要由基因结构变异、基因复制、染色体重组或转座子插入等方式产生。植物 lncRNA 种类繁多,根据其产生的相对位置及作用形式可以分为不同种类。lncRNA的结构与 mRNA 相似,具有帽子和 poly（A）结构及可折叠性,但其转录本比 mRNA 长,转录丰度低,表达特异性极高,且保守性低。园艺植物 lncRNA 的作用机制复杂,可以在转录前后、翻译前后以及表观遗传等方面发挥作用,主要通过顺反式调控邻近基因转录、作为 miRNA 前体或内源性靶标模拟物、与转录因子相互作用、调整 mRNA 可变剪接、调整蛋白重定位及参与染色质重塑等方式发挥作用。园艺植物与人类生活密切相关,园艺植物的研究是农业发展的重要组成部分。随着测序技术的不断发展,植物 lncRNA 的研究也从拟南芥等模式植物拓展到园艺植物,不同种类及数量的 lncRNA 在园艺植物中被鉴定,并被发现参与种子萌发、生殖生长等生长发育过程,以及病虫害等生物胁迫和高温、冷害、干旱、盐分等非生物胁迫的响应等多种调控作用。本文综述了近年来 lncRNA 在园艺植物中的研究进展,概述了园艺植物 lncRNA 的产生、特点、分类、作用机制以及目前园艺植物中所鉴定到的 lncRNA 及其主要生物学功能,并对未来园艺植物 lncRNA 的研究方向提出展望,以期对园艺植物中 lncRNA 的深入研究提供参考及基础。     

基于EnhanceFish模型的鱼类增殖放流策略研究：以中山市南朗水域黄鳍棘鲷增殖放流为例

增殖放流是增殖受损生物资源和维持渔业可持续发展的重要途径,效果评估是增殖放流工作的重要环节。本研究引入EnhanceFish模型,从生态容量、种群结构、经济效益等方面对广东省中山市南朗水域黄鳍棘鲷(Acanthopagrus latus)增殖放流效果进行评估,探讨了EnhanceFish模型在我国渔业资源增殖放流效果评估中的应用潜力。结果显示,中山市南朗水域黄鳍棘鲷最大的放流数量为160万尾,最佳放流规格为全长6 cm,可获最大净现值6.2万元,可适当提高捕捞努力量,增加渔民人均收入;EnhanceFish模型能弥补其他评估方式功能单一的劣势,在生态容量评估中结果更精确,在种群结构评估中考虑更全面,在经济效益评估中更节约成本。因此,EnhanceFish模型在我国渔业资源增殖活动中有一定的应用价值。     

不同规格野生黄鳍金枪鱼肌肉营养分析与评价

探究不同规格黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)肌肉营养成分及品质差异,实验以野捕的 3种规格黄鳍金枪鱼J1 (4.2±1.2) kg、J2 (22.5±2.5) kg和J3 (50.8±3.9) kg为研究对象,通过常规生化分析方法对金枪鱼肌肉的常规营养成分、氨基酸、脂肪酸及矿物质元素进行比较分析。结果显示,(1) J1组水分含量显著高于J2、J3组;J2、J3组粗蛋白含量显著高于J1组(P<0.05);J3组粗脂肪含量显著高于J1、J2组(P<0.05)。(2)检出19种常见氨基酸,氨基酸含量最高的为谷氨酸(3.04~ 3.25 g/100 g),必需氨基酸中含量最高的为赖氨酸(2.02~2.15 g/100 g),最低的为色氨酸(0.31~ 0.45 g/100 g)。非必需氨基酸含量J3>J2>J1 (P<0.05);必需氨基酸、呈味氨基酸含量J1组显著低于J3组(P<0.05)。依据氨基酸评分(AAS),缬氨酸为第一限制性氨基酸;以化学评分(CS)为评分标准,J1、J2组第一限制性氨基酸为色氨酸,J3组为苯丙氨酸+酪氨酸。(3)各组共检出25种脂肪酸,以多不饱和脂肪酸(PUFA)为主,含量最高的为二十二碳六烯酸(DHA),占总脂肪酸含量的37.46%~39.18%。DHA含量J3组显著高于J1、J2组;二十碳五烯酸(EPA)含量J2、J3组显著高于J1组;DHA∶EPA比值J1组显著高于J2、J3组(P<0.05)。单不饱和脂肪酸(MUFA)含量J3>J2>J1;PUFA含量J3组显著高于J1、J2组(P<0.05)。PUFA/饱和脂肪酸(SFA)、n-3系多不饱和脂肪酸/n-6系多不饱和脂肪酸(n-3/n-6)比值J2、J3组显著高于J1组(P<0.05)。h/H比值J3组显著高于J1、J2组(P<0.05)。(4) J2、J3组Na、Ca含量显著高于J1组,J1组K含量最高且显著高于J2、J3组(P<0.05)。4种重金属元素均低于食品中建议的最大允许限量,其中Fe含量最大的为J3组,且J3>J2>J1 (P<0.05);Cu含量最大的为J3组,且显著高于J1组(P<0.05)。综合分析,大规格黄鳍金枪鱼具有更好的营养质量,本研究为居民膳食的选择及黄鳍金枪鱼人工配合饲料的配制提供了科学依据。     

含斑茅血缘甘蔗亲本的抗旱性研究

含斑茅血缘的甘蔗亲本对改良甘蔗品种的抗旱性很重要。以ROC10作对照,在苗期和伸长期对含斑茅血缘的5个甘蔗亲本YCE03-106、YEC04-42、YCE07-24、YCE07-56和YCE07-71进行水分胁迫试验,从株高伤害率、丙二醛(MDA)、相对质膜透性(PMP)、光合潜能(Fv/Fm)与实际光合量子产量(Y(Ⅱ))5个方面采用显著性分析和模糊综合评分分析两种方法进行抗旱性评价,结果表明,YCE03-106抗旱性最强。