CRISPR/Cas9技术及其在猪基因编辑中的应用

CRISPR/Cas9（clustered regularly interspaced short palindromic repeat/CRISPR-associated protein 9）是一种新型基因编辑系统,是由细菌和古细菌对抗入侵病毒及外源DNA的适应性免疫防御系统演变而来的。该系统具有简易、精准、经济和高效的优点,目前已广泛应用于基因编辑及其相关研究中。本文总结了近几年CRISPR/Cas9技术在猪基因组编辑中的研究进展,并展望了其应用前景。     

覆盖方式对春马铃薯生长和块茎品质的影响

在冬闲稻田用白膜覆盖、白膜膜上覆土(简称白膜覆土)、黑膜覆盖、黑膜膜上覆土(简称黑膜覆土)、稻草覆盖等5种覆盖方式栽培马铃薯‘兴佳2号’,分析覆盖方式对马铃薯出苗、生长势、产量和马铃薯块茎品质的影响。结果表明：各覆盖栽培方式出苗均比裸地（对照）早,其中白膜覆盖出苗最早,比对照早17 d;与对照相比,各覆盖栽培方式的植株株高、SPAD值和主茎数增加;块茎产量显著高于对照,其中白膜覆盖产量最高,为34.87 t/hm2,显著高于白膜覆土的,但黑膜覆盖与黑膜覆土间产量差异不显著;不同覆盖方式的马铃薯块茎干物质含量为15.46%~16.74%;黑膜覆土的绿薯率最低,为2.56%;各覆盖方式的马铃薯龙葵素含量4.65~9.76 mg/100 g,其中黑膜覆盖的最低;块茎镉含量在0.029~0.042 mg/kg,白膜覆盖的最高。综合来看,黑膜覆盖及黑膜覆土的产量较高,且绿薯率、龙葵素含量低、块茎镉含量不超标,较适合冬闲田早春马铃薯栽培。     

Wip1基因对动物繁殖及免疫的调节作用

野生型p53诱导的磷酸酶1（wild-type p53-induced phosphatase 1,Wip1）是蛋白磷酸酶2C （protein phosphatase type 2C,PP2C）家族中的一员,可以靶向调控机体内多种重要的信号分子,如p53、MAPK和Chk1/Chk2等,在动物细胞周期、增殖、分化、凋亡、衰老、自噬及DNA损伤修复等生理过程中发挥重要作用。Wip1基因缺失会使小鼠生殖激素水平失衡,且该基因通过ATM、Wnt、凋亡和炎症等信号通路影响精子生成过程,导致雄性动物繁殖力下降。此外,Wip1基因还可通过动态平衡调节DNA损伤反应和去磷酸化作用来影响卵母细胞和胚胎发育,从而调控雌性动物的生殖。免疫系统是机体执行免疫应答及免疫功能的重要系统,其与炎症反应和肿瘤发生有着紧密的联系。Wip1基因缺失会使病原体敏感性增强,影响T细胞、B细胞和中性粒细胞迁移及凋亡,进而导致炎症反应。作为原癌基因,Wip1基因通过调控各种信号分子影响DNA损伤修复、细胞周期进程及细胞凋亡等,参与肿瘤发生。因此,Wip1基因在动物繁殖调控和免疫调节中扮演着重要角色。目前,Wip1基因受到越来越多学者的关注,特别是其调控动物疾病发生发展的机制已成为研究热点。本研究主要综述了Wip1基因对动物繁殖及免疫的调节作用,以期为家畜育种、疾病防治及靶向治疗提供新思路。     

番茄抗坏血酸含量相关QTL定位及候选基因鉴定

以番茄果实高抗坏血酸含量材料TS-226和低抗坏血酸含量材料TS-228为试验亲本杂交和自交创制F2遗传分离群体,分别构建高抗坏血酸混池和低抗坏血酸混池,集团分离群体测序（bulked segregant analysis sequencing,BSA-seq）分析鉴定到与番茄果实抗坏血酸相关的主效QTL,进一步将与抗坏血酸相关的候选基因定位于番茄基因组8号染色体58.00～60.15 Mb区域内。结合?SNP-index数据,推断SlPPO(Polyphenol oxidase)是参与调控番茄抗坏血酸含量的主效基因。以TS-228为背景材料,通过农杆菌介导方法进行遗传转化,获得SlPPO过表达和沉默株系,相比野生型,过表达株系OE-3和OE-18的红熟果实总抗坏血酸含量分别减少了18.89%和26.56%;沉默株系Ri-9和Ri-16红熟果实总抗坏血酸含量分别增加了37.53%和63.93%。综上所述,SlPPO为参与控制番茄红熟果实抗坏血酸含量的关键基因,对果实抗坏血酸含量起负向调控作用。     

钾肥种类对马铃薯生长和镉吸收积累的影响

在冬闲稻田分别施用硫酸钾型复合肥、氯化钾型复合肥及其等量配比处理,研究对‘兴佳2号’和‘冀张薯12号’马铃薯生长、产量、品质及矿质元素、镉吸收的影响。结果表明,出苗后60 d两个品种硫酸钾处理的株高、茎粗、叶片SPAD值、生物量显著高于氯化钾处理,等量配比处理居中;硫酸钾处理植株硫、氮、磷含量最高,氯化钾处理含量最低;氯化钾处理植株氯、镉含量最高,硫酸钾处理含量最低。‘兴佳2号’和‘冀张薯12号’硫酸钾处理的产量最高,分别为31 442和30 512 kg·hm^-2,其次为等量配比处理,氯化钾处理产量最低;钾肥种类显著影响块茎蛋白质、维生素C和镉含量,硫酸钾处理的蛋白质、维生素C含量最高,氯化钾处理最低,氯化钾处理块茎镉含量最高,硫酸钾处理最低。因此,与氯化钾相比,硫酸钾能促进植株对氮、磷的吸收,降低镉的吸收,促进植株生长,增加块茎产量,提高块茎品质。     

乡村振兴背景下事业单位类型新型研发机构发展现状案例分析——以巴马瑶族自治县乡村振兴研究院为例

为了探究事业单位类型新型研发机构在乡村振兴背景下利用科技创新助力乡村振兴的积极作用,文章以中国农业科学院深圳农业基因组研究所和巴马瑶族自治县人民政府共同创建的新型研发机构——巴马瑶族自治县乡村振兴研究院为例,详细介绍了该机构的建设背景、科技支持案例,分析了该机构目前的发展状况和面临的挑战,并从增强科技成果转化意识、健全科技人才激励机制、促进自身供血体系建设等方面提出了建议,旨在为事业单位类型新型研发机构的发展提供参考和借鉴,推动其更好地服务于乡村振兴事业。     

黄颡鱼硒蛋白基因的克隆与分析

为探讨黄颡鱼硒蛋白selenow2a、selenop2和selenot2基因之间的关系，采用3′/5′ RACE PCR克隆得到3个基因的cDNA全长，分别为891、1 998和1 432 bp，其中ORF长度分别为288、828和600 bp，编码95、275和219个氨基酸。在线工具SECISerach3对3个基因的cDNA序列分析结果显示，它们都含有可以编码硒代半胱氨酸的终止密码子，以及在3′非编码区存在SECIS元件。通过氨基酸序列比对和系统发育树分析，发现selenow2a、selenop2和selenot2基因预测得到的氨基酸序列与斑马鱼（Danio rerio）氨基酸相似性分别为82.24%、66.19%和79.45%，而与斑点叉尾鮰（Ictalurus punetaus）的氨基酸相似性分别为94.74%、68.50%和90.95%，在发育树上则显示为树杈相接近。采用实时荧光定量PCR检测3个硒蛋白基因的mRNA在黄颡鱼心脏、肝脏、肌肉、脑、肠、脾脏、精巢和卵巢组织中的表达，结果显示其mRNA表达水平呈现组织特异性。表明3个基因拥有硒蛋白家族的特征，但在组织表达上具有特异性。     

基因编辑猪的研究现状

猪是重要的农业经济动物,猪肉是人类获得蛋白质营养物质的主要途径之一。与此同时,猪在解剖学、生理学及遗传背景、疾病特征等方面与人类极为相似。因此,猪既是农业动物生产性状改良的重要对象,又是人类疾病、异种器官移植等生物医学领域的研究对象。随着基因编辑技术的飞速发展,出现了越来越多操作简单、运用广泛且安全的新型编辑技术,可以快速获得单碱基编辑、基因敲除或敲入的细胞系,并通过体细胞克隆等技术获得基因编辑猪。综述了基因编辑猪的制备及其在农业及医学领域中的研究进展,以期为猪的农业生产性状改良和医学研究提供参考。     

转lncRNA-GTL2对小鼠肠道微生物菌群组成的影响

本试验旨在研究通过转基因技术转入长链非编码RNA基因是否会对小鼠肠道微生物的菌落结构和构成产生影响,利用高通量测序技术对3月龄转基因和非转基因小鼠的肠道微生物菌群进行测序和分析,在门水平和属水平进行对比和t检验,结果显示,在同一性别内转入长链非编码RNA基因GTL2（lncRNA-GTL2）后,小鼠肠道微生物的菌落结构和构成总体上没有显著差异,但存在个体差异。本研究未发现转入长非编码RNA对肠道微生物菌群在门和属水平上产生显著的影响。     

计算机视觉与深度学习在猪只识别中的研究进展

探索人工智能领域新技术与生猪养殖相结合,是当前智慧养殖领域的一个重要研究方向。其中,如何自动地识别猪只个体身份与行为,是当前生猪养殖行业要解决的一个关键问题。为推动计算机视觉和深度学习技术在猪只健康状态智能化监测方面的应用,本文先分析了基于计算机视觉与深度神经网络的人的身份及行为识别模型的研究进展,然后对利用计算机视觉与深度神经网络识别猪只个体身份及行为的方法进行了归纳总结,并指出已有方法中存在的问题,最后提出了下一步的重点研究方向：（1）在猪只运动不可控及关键特征部位受到污染的情况下,准确提取其身份及行为特征的方法研究;（2）针对猪只身份及行为特征的基于计算机视觉的原创性深度学习模型的研究;（3）能够同时检测猪只身份及行为的多任务神经网络的研究;（4）适用于多场景的基于基础姿态及动作的通用型猪只行为识别方法的研究;（5）基于边缘计算的猪只个体身份及行为识别的部署方法研究。