芸薹属及其他异源多倍体植物的基因表达特征研究进展

远缘杂交及异源多倍化导致许多重要作物的起源与进化，而芸薹属栽培异源四倍种是研究作物异源多倍化的模式系统之一。异源多倍体是如何调控及协调来自不同二倍体祖先的不同基因组的遗传行为及基因表达，是过去二十年间的研究热点和重要的生物学问题。利用不断发展的分子生物学技术，一方面揭示出芸薹属及其他多倍体物种基因组表现出动态性质，即在形成初期及长期进化过程中持续发生遗传及表观遗传的变化；另一方面发现异源多倍化过程中伴随着大量的基因表达模式改变，包括非加性表达、超亲表达、表达水平显性、部分同源偏向表达、基因剂量平衡效应等现象。上述基因组结构、表观遗传改变以及基因表达模式的调控，使新产生的多倍体得以成功进化为新物种。     

全基因组关联分析阈值的快速算法

逐个SNP的全基因组关联分析中的统计量不仅依赖于遗传效应,而且依赖于SNP,因此统计量不能直接应用于推断无遗传效应的零假设中。检测不同样本的QTN,常用的统计量除了卡方统计量,还有t统计量、F统计量和标准正态统计量。首先给出了各个统计量之间的关系,接下来针对冗余参数背景下的全基因组关联分析,提出了检验统计量阈值的快速计算方法。再次利用获得的高通量SNP的统计概率构建卡方统计量,进而估计临界值。最后模拟不同样本的阈值并与文献上提出的阈值算法比较。大量模拟实验证明,提出的方法快速而且有效。     

燕麦和全株玉米不同配比对TMR发酵品质及有氧稳定性的影响

文章旨在探究全株燕麦和全株玉米的不同配合比例对TMR发酵品质及有氧稳定性的影响。将新鲜全株燕麦和/或全株玉米与玉米粉、豆粕、豆腐渣、苜蓿干草、麸皮、维生素-矿物质预混料、食盐,按照干物质30:34.5:10.5:10.5:10:3:1:0.5的比例混合调制TMR,其中,全株鲜燕麦和全株玉米的比例分别为0:30、10:20、20:10和30:0。分别于厌氧发酵后7、14、28 d和56 d开封,测定发酵品质、微生物组成、化学成分以及发酵56 d的TMR有氧稳定性。结果表明,所有处理组的TMR均发酵良好,具有较高的乳酸含量、较低的p H值和氨态氮含量,并具有良好的有氧稳定性。随着发酵时间的延长,p H值和乙酸含量显著降低、乳酸含量极显著升高(P<0.01);干物质(DM)、中性洗涤纤维(NDF)和可溶性碳水化合物(WSC)含量极显著降低(P<0.01)。随着全株燕麦配合比例的增加,DM、CP、NDF和酸性洗涤纤维(ADF)含量极显著升高(P<0.01),WSC含量极显著降低(P<0.01);p H值和乳酸含量极显著增加(P<0.01)。全株燕麦调制的TMR均发酵良好,但有氧稳定性随着全株燕麦比例的增加显著降低。     

具有III型分泌系统的Pseudomonas moraviensis FP1761植物益生功能及其全基因组分析

 本研究从节瓜根际分离到一株具有防病促生功能的荧光类假单胞菌FP1761。该菌株对部分植物病原真菌和细菌具有拮抗能力,能够解钾、解有机磷和无机磷,可产生氨、蛋白酶、嗜铁素、吲哚乙酸。生物测定表明菌株FP1761可显著促进小麦生长。生理生化、平均核苷酸相似度、16S rDNA和多基因分析将FP1761鉴定为摩拉维亚假单胞菌(Pseudomonas moraviensis)。菌株FP1761基因组草图全长6.12 Mb,(G+C)含量为59.9%,共编码5467个基因序列。将该菌株与种内3个代表性菌株进行泛基因组和核心基因组分析,共产生 4 357个共有基因,菌株FP1761特有基因327个。利用antiSMASH对菌株次生代谢基因簇进行预测,发现其含有8个潜在的次生代谢产物基因簇。其中两个基因簇与嗜铁素pyoverdine合成相关,未见聚酮类合成基因。基因组分析发现,该菌株具有与病原性假单胞菌相似的III型分泌系统,但丢失了效应蛋白调控因子hrpS和转运相关的hrpH和hrpK1基因。对全基因组扫描,菌株FP1761仅保留了病原性假单胞菌的保守效应蛋白AvrE和HopAA1-1。FP1761是目前已发现的唯一具有III型分泌系统的摩拉维亚假单胞菌。本研究表明摩拉维亚假单胞菌FP1761具有潜在的植物防病促生功能,但其III型分泌系统与植物益生互作机制有待进一步解析。     

矮牡丹与芍药属其他5个种叶绿体基因组特征的比较

【目的】中国特有的野生牡丹一直被国内外视为珍贵的种质资源。野生矮牡丹被认为是现代栽培牡丹品种重要的祖先种之一,开展矮牡丹在内的芍药属植物叶绿体基因组(cp DNA)特征分析对阐明牡丹系统进化、培育和改良栽培品种具有重要的理论与实践价值。【方法】在矮牡丹叶绿体高通量测序的基础上,从NCBI数据库下载凤丹牡丹、大花黄牡丹、滇牡丹、川赤芍和草芍药的cp DNA数据,利用Geneious 8. 0、EMBOSS 6. 4. 0等软件,对芍药属6个种的cp DNA进行对比分析。【结果】矮牡丹cp DNA序列共152 628 bp,共有112个基因,使用25 988个密码子,编码蛋白78个;有19个基因(包括4个rRNA、7个tRNA、8个蛋白编码基因)在IR(反向重复)区重复。共搜索到143个SSR位点,单核苷酸重复基序位点最多,为116个(占81. 12%),没有六核苷酸重复基序。尽管芍药属叶绿体基因组比较保守,但不同种间IR和LSC(大单拷贝区)的边界位置仍有一定变化,凤丹牡丹LSC/IR的rpl2基因有718 bp延伸至LSC区域,而其他种的rpl2基因均完整地位于IR区。【结论】从基因组大小和基因内容来看,芍药属cp DNA高度保守;草芍药与滇牡丹cp DNA最大,为152 698 bp;凤丹牡丹cp DNA最小,为152 153bp。矮牡丹cp DNA蛋白编码基因密码子偏好使用A/T碱基,SSRs位点的碱基组成也偏好使用A/T碱基,143个SSRs位点中,A/T组成的位点有134个;矮牡丹cp DNA SSRs分布具有不均匀性,14个SSR位点位于IR区段,103个位于LSC区段,26个位于SSC区段。IR边界分析显示,芍药属LSC/IRb的边界变化是IR区扩张与收缩的主要原因。研究结果为芍药属植物的系统进化与栽培起源等研究提供支持,对芍药属植物分子标记开发及优良品种选育具有参考价值。     

不同豌豆新品种全膜覆土穴播栽培比较试验

为筛选出适宜在西吉县种植的豌豆新品种,在全膜覆土穴播条件下,以中豌4号为对照,对引进的4个豌豆新品种进行了比较试验。结果表明,CWD05-11品种产量较高,且田间生长整齐,单株结荚多,抗旱性为较抗,抗倒伏性中等,抗病,株高及生育期适中,外观商品性好,综合性状优良。     

拟南芥全人工光源栽培条件研究

以哥伦比亚野生型拟南芥(Arabidopsis thaliana)为材料,在全人工光源条件下,对影响拟南芥生长的光、温、播种方式等因素进行了比较,测定不同条件拟南芥的叶片增长速度、抽薹时间、单株种子产量,以此来衡量拟南芥生长状况。结果表明,拟南芥生长适宜光照度为8 000～12 000 lx;每天最适宜光照时间为9 h;适宜温度为19℃;直播更适合苗期营养生长。     

水稻钵育机插同步侧深施肥机械化技术

水稻钵育机插同步侧深施肥提质增效机械化技术在水稻寒地旱育稀植技术应用基础上实现了水稻种植技术的又一次创新。该技术可提高水稻产量,提升稻米品质,提高肥料利用率,减少农业面源污染,达到节本增效,降低生产成本,促进高效绿色农业发展。一、技术要点1.水稻秸秆还田技术规范全喂入(半喂入)收割机收获,全喂入收割机收获时将秸秆均匀抛洒覆盖地表,秸秆不积堆,秸秆长度8~10cm.     

基于流式细胞仪对不同品种泡桐倍性 及白花泡桐基因组大小的测定

采用流式细胞仪技术,以白花泡桐、台湾泡桐、楸叶泡桐及鄂川泡桐的幼嫩叶片为材料,用LB01解离液获得细胞核悬浮液,并用碘化丙啶(Propidium Iodide,PI)荧光染料进行细胞核染色,建立了一套适于不同品种泡桐倍性及白花泡桐基因组大小测定的方法。利用该方法,以不同品种泡桐的已知二倍体为对照,测得不同品种泡桐四倍体植株的相对荧光强度是二倍体的倍数范围均在2±0. 13,符合四倍体细胞核DNA含量的特征;以已知基因组大小的芝麻(Sesamum indicum)和番茄(Solanum lycopersicum)为内标,测得白花泡桐二倍体(B2)的基因组大小为528. 24 Mb,白花泡桐四倍体(B4)的基因组大小为1 019. 94 Mb。     

旱地全膜玉米品种在欠水年份的效应表现

随着玉米种植区域扩大、人们生活水平的不断提高和市场需求的变化,缺乏优质高产高效抗旱玉米品种与中早熟耐密品种的问题日渐突出,寻找适合旱地全膜种植的玉米品种对发展粮食生产、优化种植结构具有重要意义。对9个玉米品种进行了田间比较试验。结果表明:干旱欠水年份小穗型品种表现较好,主要性状、产量表现明显优于大穗。郑单958在会宁表现为中早熟,株高、穗位、茎粗适中,果穗均匀,秃顶率低、穗粒数较多、子粒饱满、百粒重高、株粒重与穗粒重较高。在特大欠水年份产量达到5 094 kg/hm2,比对照增产10.80%,显著高于对照,可作为主推品种大面积推广应用。