非洲猪瘟诊断方法研究进展

非洲猪瘟(African swine fever,ASF)是由非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)引起的猪的急性、热性、高度接触性传染病,急性病例的发病率和死亡率几乎达100%。世界动物卫生组织将ASF列为法定报告动物疫病,中国将其列为一类动物疫病。当前中国ASF疫情防控形势十分严峻,且尚无有效的疫苗及其他防治制剂,因此执行严格的卫生措施及监测病原和抗体,进而排查和清除带毒动物是ASF防控的重要措施。笔者就ASFV诊断标识出发,总结了近年来ASF病原检测与血清学监测技术的最新研究进展。抗原检测方面,在PCR基础上发展的多种等温扩增技术如重组酶聚合酶扩增技术、交叉引物扩增技术、环介导等温扩增技术及微滴数字PCR从不同方面克服了常规PCR的缺陷,实时荧光定量PCR检测方法具有速度快、准确、结果客观和可定量基因组含量等优点,新型CRISPR/Cas12a技术无需昂贵的仪器,可为ASFV的检测提供一种更加便携、简单、灵敏和特异性强的新型替代方法;抗体检测方面,基于酶联免疫吸附试验(ELISA)、免疫层析技术和间接免疫荧光试验等的检测方法灵敏度和特异性也有不同程度的提高。     

鲜食葡萄果实单萜合成关键基因的eQTL分析

【目的】通过对鲜食葡萄果实单萜合成关键基因进行eQTL定位及候选基因挖掘,深入了解单萜合成调控机制,为优良玫瑰香味葡萄新品种培育及种质改良奠定基础。【方法】以‘摩尔多瓦’ב瑞都香玉’F₁代群体及亲本为供试材料,分别在转色期和成熟期采集葡萄果实样品;利用实时荧光定量qPCR技术对7个单萜合成途径基因（VvDXS1、VvDXS3、VvDXR、VvHDR、VvLiner、VvTerp和VvGermD）的表达量进行检测获得表达性状表型数据;基于区间作图法,采用MapQTL6.0软件,对单萜基因表达性状进行eQTL定位分析;将eQTL连锁标记定位到基因组区域,通过Ensembl Plants和NCBI数据库进行基因注释;利用葡萄全基因组芯片技术检测不同发育时期亲本果实样品中候选基因的表达谱。【结果】7个单萜合成基因表达量在F₁代群体中呈现连续分布数量遗传特征;各个单萜基因表达之间具有显著的相关性;在转色期,7个表达性状一共定位到13个eQTL,主要位于1号、6号、14号、16号、17号、10号和12号等染色体上,表型解释率介于12.2%—23.5%。其中位于14号染色体的eQTL（qDXS1-v14、qHDR-v14-1和qTerp-v14）覆盖相同的遗传区间57.582—76.979 cM,qLiner-v10、qTerp-v10和qGermD-v10共定位到10号染色体相同的遗传区间;在成熟期,共检测到16个eQTL,主要位于1号、6号、12号、8号、13号和19号等染色体。qDXS1-m6-2、qDXR-m6-2、qLiner-m6和qGermD-m6共定位到6号染色体139.212—143.161 cM遗传区间;针对成熟期与转色期各个基因的表达量比值变化进行定位分析,共检测到18个eQTL,分别位于1号、3号、7号、10号、12号、15号和19号等染色体。定位于12号染色体的qDXS1-r12-1、qDXR-r12-1、qHDR-r12、qLiner-r12和qGermD-r12覆盖相同的遗传区间6.330—6.967 cM。对多个基因表达性状共定位的eQTL区域进行基因注释,共筛选到90个转录因子基因,表达谱及相关性分析最终确定11候选基因。其中4个候选基因（VIT_06s0009g01380、VIT_14s0006g02290、VIT_12s0028g01170和VIT_15s0046g00290）与激素信号通路调控相关,一个候选基因（VIT_12s0028g01110）编码光敏色素作用因子与光响应相关,还有一些编码Myb类、WRKY类转录因子或者未知功能蛋白基因。【结论】在两个不同的生长发育期共检测到37个与单萜合成基因表达性状连锁的eQTL,主要定位于6号、10号、12号和14号染色体。基于基因注释和表达谱分析结果,确定了包含VIT_06s0009g01380和VIT_14s0006g02290在内的11个可能的候选基因,这些候选基因与多个单萜基因表达高度相关。     

田间条件下小麦和玉米秸秆腐解过程中微生物群落的变化——BIOLOG分析

对秸秆分解微生物演变机理的研究是调控秸秆还田、提高农田地力的理论基础。本试验基于土壤置换试验平台,利用BIOLOG方法研究在寒温带、中温带和中亚热带气候下,埋于黑土、潮土和红壤中的小麦和玉米秸秆在腐解过程中微生物对碳源利用的变化规律。试验中利用网袋法区分直接分解秸秆微生物。试验结果发现秸秆腐解微生物的碳源代谢活性(Average Well Color Development AWCD值表示)在腐解0.5 a和1 a后表现出一定的随气候变化规律,即随温度和降雨量的增加而降低。其中0.5 a为海伦(0.765±0.060)>封丘(0.737±0.165)>鹰潭(0.326±0.076),1 a为海伦(0.630±0.092)>封丘(0.319±0.096)>鹰潭(0.291±0.029),但这种趋势在腐解2 a后减弱。气候条件是影响秸秆腐解微生物碳源代谢活性的主要因素,其次是腐解时间和土壤类型。主成分分析表明在腐解0.5 a后海伦、封丘地区的微生物群落代谢特征与鹰潭差异较大,而1 a后封丘和鹰潭的微生物群落代谢特征与海伦的差异较大,腐解2 a后不同气候条件下的秸秆腐解微生物对碳源的利用趋于一致,均对含氮化合物利用较多。     

未名玫瑰葡萄秋水仙素诱导与鉴定

[目的]研究未名玫瑰葡萄秋水仙素处理的最适浓度和时间,及适宜的倍性鉴定方法。[方法]以秋水仙素为诱变剂,利用不同浓度的秋水仙素浸泡种子不同时间,对二倍体葡萄未名玫瑰品种进行加倍诱导,并采用流式分析仪对诱变植株的细胞DNA含量进行鉴定。[结果]从诱导成活率和四倍体诱变率综合考虑,诱变四倍体未名玫瑰种子的适宜条件:当种子胚根长1.0 cm时,用0.5%秋水仙素处理96 h,其成活率和四倍体率分别为11.33%和5.12%。[结论]用倍性分析仪测定细胞倍性是一条简便快捷的鉴定方法。处理时间是影响成活率、四倍体率和变异率的主要因素。     

我国60年来土壤养分循环微生物机制的研究历程—基于文献计量学和大数据可视化分析

【目的】土壤养分循环是土壤肥力和作物生长的基础,土壤微生物是驱动养分循环的关键因子。挖掘微生物调控土壤–植物系统养分循环功能的潜力,已成为提高农田养分资源利用效率的发展趋势。通过梳理我国土壤养分循环和土壤微生物学交互研究的发展历史和脉络,审视与国际前沿研究比较的不足之处,指出未来的研究热点,促进我国在相关领域研究水平的提高。【方法】本文利用文献计量学及大数据可视化方法定量分析了60年来土壤养分循环和土壤微生物学交互研究领域的国内外的科学文献,研究了相关领域不同时期的发展与演变过程,对比了国内外土壤养分循环和土壤微生物学交互研究发展的异同点。主要进展分析表明国内研究主要分为起步期 (1981～1990年),发展期 (1991～2005年) 和定型期 (2006～2016年)。起步期的研究热点分散,主要研究了红壤、水稻土和紫色土中特定微生物和酶活性的肥力功能。发展期研究热点关联度加强,主要研究了红壤、黑土、水稻土中微生物量和酶活性的肥力和环境功能。定型期研究热点间的连接度不断增强,主要研究了土壤养分循环与微生物群落结构耦合的微生物学机制。通过与国际相关研究比较,国内学者追赶国际研究可以分为起步追赶期 (1990～2005年) 和快速追赶期 (2006～2016年)。在起步追赶期,国内学者追随国际上对碳氮转化与微生物交互研究的热点,但研究热点的关键词交互网络成熟程度低,侧重对红壤的研究,缺少对根际的研究。加速追赶期,国内学者从水稻土和根际方面强化了对养分转化微生物机制研究,开展了土壤微生物网络结构和功能的研究,但需要加强土壤生物网络结构和功能的实证研究。总体上,与国外相比,国内研究相对滞后,但发展迅猛,从简单关注酶活性,发展到微生物网络结构与土壤功能的交互。同时国内研究热点的关键词交互网络日益成熟,且与国际相比表现出趋同趋势,但仍需深入研究微生物群落结构演替对养分循环的驱动机制。结论与展望在未来研究中,应在建立养分利用率提升的区域微生物调控技术体系的同时,不断发展和完善土壤微生物结构和功能协同演变的理论体系。     

不同砧木对鲜食葡萄生长和香气品质的影响

【目的】研究葡萄玫瑰香味性状,为生产中筛选合适的砧木以及相关配套栽培技术提供依据。【方法】将早熟玫瑰香味葡萄品种‘瑞都香玉’和‘瑞都红玉’嫁接在5种砧木（110R、1103P、SO4、3309M、5BB）上,以自根苗为对照,形成10个砧穗组合。以成熟期果实为试材,采用顶空固相微萃取的方法,借助气相色谱-质谱联用仪检测果实中挥发性香气化合物和糖苷结合态化合物的种类和含量,依据NIST11谱库和化合物保留指数进行化合物定性,建立标准曲线进行化合物的定量和半定量。比较不同砧穗组合葡萄果实香气含量的差异,并进行主成分分析、回归分析和香气轮廓分析。【结果】就香气化合物种类而言,各种组合一共检测到56种游离态化合物和33种糖苷结合态化合物。其中,5BB对两个品种的游离态香气化合物种类没有影响,瑞都香玉/3309M中未检测到2-甲基-3-丁烯-2-醇、庚醛和3-甲基丁醛,瑞都红玉/3309M中未检测到1-己醇和β-大马士酮。此外,就香气化合物含量而言,1103P、110R和SO4可显著增加‘瑞都香玉’果实中游离态萜烯化合物总量,而5BB对‘瑞都香玉’各类游离态化合物的浓度表现出显著的抑制作用。5种砧木都可以提高‘瑞都红玉’果实中游离态萜烯化合物总量,但对两个品种果实中糖苷结合态化合物的影响都不显著。利用主成分分析可以明显将两个品种区分开。回归分析表明,1-己醇、香叶酸和里那醇是‘瑞都红玉’各种砧穗组合中共有的特征化合物。从香气轮廓上看,110R、1103P、SO4和3309M对‘瑞都香玉’果实中柑橘香和其他花香的贡献显著高于自根苗,而5BB则对‘瑞都红玉’果实中的花香贡献最大。【结论】为充分发挥香气品质,推荐使用110R、1103P和SO4作为‘瑞都香玉’的砧木,不建议使用5BB作为‘瑞都香玉’的砧木;110R、1103P、SO4、5BB和3309M都适合用作‘瑞都红玉’的砧木。     

砧木对葡萄树体生长和内源激素的影响

以5种砧木分别嫁接‘瑞都红玉’和‘瑞都香玉’葡萄为试验材料，以接穗自根苗为对照，比较不同砧穗组合的树体生长特性、品质特性和内源激素动态变化规律，为葡萄适宜砧穗组合的筛选提供理论基础和参考依据。结果表明（1）以SO4、5BB和110R为砧木的接穗品种生长量大于以3309M和1103P为砧木的，但是110R小脚现象严重。（2）以SO4和5BB为砧木提高了‘瑞都香玉’的果实成熟度，5种砧木均显著提高了‘瑞都红玉’的可滴定酸含量，降低了固酸比，提高了‘瑞都红玉’的口感酸甜平衡性。（3）新梢生长期和转色期是促生长类激素分泌的高峰期，以110R和SO4为砧木的组合叶片和新梢中激素含量水平较高，以5BB为砧木的组合新梢中含量较高，且其叶片和新梢的ZR/GA3在新梢生长期处于高水平。‘瑞都红玉’/SO4在新梢生长期的ABA含量最低，与其长势强相吻合。以SO4为砧木的组合ABA含量从转色期到果实成熟期不升反降，有利于新梢的二次生长。110R、SO4和5BB组合的ZR/GA3在新梢生长期和转色期高于3309M和1103P组合，ABA/ZR + IAA + GA3低于3309M和1103P组合。研究结果表明，冬葡萄和河岸葡萄的后代SO4和5BB砧木的嫁接亲和力强，其接穗在新梢生长期和转色期促生长类激素水平相对高，嫁接植株生长旺盛，果实品质优良。     

鲜食葡萄新品种‘瑞都摩指’

‘瑞都摩指’葡萄是从‘摩尔多瓦’ב美人指’杂交后代中选育出的抗病晚熟新品种，集合了母本高抗霜霉病和父本长粒果形的特点。果穗圆锥形，平均单穗质量550.8 g，平均单粒质量8.9 g，果粒长椭圆形或束腰形，含种子2～3粒，果皮紫红—红紫色，中等厚，较脆。可溶性固形物含量18.50%，可滴定酸含量0.48%。在北京地区9月下旬成熟，高抗葡萄霜霉病，产量24 000 kg·hm^-2。     

查耳酮异构酶在葡萄果实发育过程中的表达及亚细胞定位研究

以‘赤霞珠’葡萄果实为材料,利用制备好的葡萄查耳酮异构酶(CHI;EC 5.5.1.6)CHI多克隆抗体,采用RT-PCR、蛋白质印记杂交和胶体金免疫电镜技术对葡萄果实发育过程中CHI基因、蛋白表达及亚细胞定位进行了研究。结果表明:CHI基因和蛋白的表达随着果实发育有着明显的变化,在果实发育早期和转色期表达量较高,同果实中总类黄酮含量的积累变化一致;胶体金免疫定位显示在果实发育早期CHI主要分布于葡萄果皮细胞的细胞质中,在液泡及质体中也有少量分布;在转色期主要定位于细胞质、质体和细胞核中,其数量明显增多。在成熟果实中,主要存在于细胞质,少量存在于质体和液泡中。