维生素A对牦牛卵母细胞体外成熟及后续胚胎发育能力的影响

【目的】探究维生素A对牦牛卵母细胞体外成熟及后续胚胎发育能力的影响。【方法】以牦牛卵母细胞为研究对象，在其体外成熟培养液中分别添加0（对照组）、2、5、10和20 μmol/L维生素A，体外培养24 h统计第一极体排出率；对成熟后各组卵母细胞进行孤雌激活，在孤雌激活胚胎培养的第2和8天分别统计卵裂率和囊胚率；用实时荧光定量PCR检测各组MⅡ期卵母细胞中维生素A调控卵母细胞成熟典型信号通路中的节点基因RARα、RARβ、RARγ、RXRα、RXRβ、RXRγ、STRA8及非典型信号通路中的节点基因MEK和ERK1的相对表达量，筛选最佳维生素A处理浓度。在体外成熟培养液中添加最佳浓度维生素A，成熟6和24 h分别收集MⅠ和MⅡ期卵母细胞，将部分MⅡ期卵母细胞进行孤雌激活，收集激活8 d的囊胚，用实时荧光定量PCR检测GV、MⅠ和MⅡ期卵母细胞及孤雌激活囊胚中RARα、RXRα、STRA8基因的相对表达量。【结果】与对照组相比，2、5和10 μmol/L维生素A组第一极体排出率和卵裂率均显著提高（P<0.05），且2 μmol/L维生素A组均达到最高；2 μmol/L维生素A组囊胚率显著提高（P<0.05），20 μmol/L维生素A组第一极体排出率、卵裂率和囊胚率均显著降低（P<0.05）。实时荧光定量PCR结果表明，与对照组相比，2、5、10和20 μmol/L维生素A组RARα、RXRα和STRA8基因的相对表达量均显著增加（P<0.05），其中2 μmol/L维生素A组均达到最高，因此2 μmol/L维生素A对牦牛卵母细胞体外成熟的效果最好。与GV期卵母细胞相比，STRA8、RXRα、RARα基因的相对表达量在MⅡ期卵母细胞均极显著增加（P<0.01），在MⅠ及囊胚期差异均不显著（P>0.05）。【结论】在体外成熟过程中，添加2 μmol/L维生素A可以促进牦牛卵母细胞的成熟，能够显著提高孤雌激活胚胎的卵裂率，且维生素A主要通过典型信号通路调控牦牛卵母细胞的成熟。     

水稻CRISPRa系统的优化及验证

CRISPR激活(CRISPR activation, CRISPRa)是通过dCas9-sgRNA复合体融合或招募转录激活域至启动子区以增强基因转录的CRISPR衍生技术。为提高水稻CRISPRa系统特异性及其激活效率，设计点突变引物将dCas9突变为特异性更强的HFdCas9,同时采用2×35S启动子表达密码子优化的水稻HFdCas9-TV。通过将HFdCas9-TV质粒和sgRNA质粒共转染水稻原生质体，基于 OsGW7和 OsF3H的相对表达量变化检测所构建的CRISPRa系统激活效率。结果表明，该系统可激活 OsGW7至对照组的95倍，为CCTV系统的2.2倍；可同时激活 OsGW7、 OsF3H表达量分别至对照组的33倍和26倍。该系统的建立为开发特异性更强、效率更高的植物CRISPRa系统奠定前期试验基础，为水稻及其他作物分子育种提供“多重加法”的技术方案。     

双季玉米种植下长期施肥改变红壤氮磷活化能力

为了系统研究南方丘陵区红壤氮磷养分活化程度对长期施肥和玉米连作模式的响应规律,研究选取江西进贤红壤旱地双季玉米长期试验的不施肥(CK)、氮肥(N)、磷肥(P)、氮磷配施(NP)、氮磷钾配施(NPK)、2倍氮磷钾配施(HNPK)和氮磷钾肥与有机肥配施(NPKOM)等处理,分析其27a内(1986—2013年)土壤全氮、碱解氮、全磷、有效磷和氮磷活化度的时间序列变化,并研究了土壤氮磷的增加速率以及土壤有机碳与氮磷活化度的相互关系。结果表明,各处理对氮磷活化度的提升效果存在明显差异。试验27a间,施氮处理对氮活化度的提升效果在60.25%~105.35%之间,以NPK处理为最高,HNPK和NPKOM次之;施磷处理对磷活化度的提升效果在2.29~15.40倍之间,以NPKOM处理为最高,HNPK和P处理次之。NPKOM处理对碱解氮和速效磷的提升作用在所有处理中均为最高。施肥处理提升氮磷活化度的主要原因是提升了碱解氮和有效磷。与试验前相比,连续27a施肥后,NPKOM处理的土壤全氮和全磷仅增加了25.02%和145.16%,而碱解氮和全磷则分别增加了131.46%和38.39倍,导致氮磷活化度分别增加了85.14%和15.40倍。土壤氮活化度与土壤有机碳不存在线性关系,而磷活化度则表现出随土壤有机碳含量增加而逐渐增加的趋势,且土壤有机碳含量与磷素活化度呈显著的正相关关系(R~2=0.264 1,P0.05)。因此,在红壤旱地双季玉米种植模式中,有机无机肥配施是提升土壤氮磷养分含量和氮磷活化度的重要措施,磷的活化程度明显高于氮,但速效氮磷养分的大幅增加也可能导致环境风险。