甜玉米果皮厚度遗传分析及 QTL 定位

【目的】对甜玉米果皮厚度性状进行主基因 + 多基因遗传分析及 QTL 定位,研究甜玉米果皮厚度 的遗传机理,选育优质甜玉米品种。【方法】选用果皮厚度差异显著的甜玉米自交系 T15 与 T77 配制杂交组合 T77×T15。以该组合的 F2 群体作为试验材料,采用主基因 + 多基因混合遗传方法进行遗传模型分析;结合 F2 群 体各单株的果皮厚度及 SSR 遗传连锁图谱,利用复合区间作图法对甜玉米果皮厚度进行 QTL 定位。【结果】甜 玉米果皮厚度的最适模型为 A-1,即受 1 对主基因控制的加性和部分显性的遗传模型,主基因遗传率 69.10%。 在第 5、8 染色体上分别检测出 3 个与果皮厚度相关的 QTL,其中第 5 染色体 bin5.04 区域检测到 2 个 QTL, 分别位于标记区间 bnlg150~bnlg653 和 bnlg653~bnlg1208,加性效应值分别为 -2.39 和 -3.01;位于第 8 染色体 的 QTL 在 bin8.03~bin8.04 区域,标记区间为 umc1741~bnlg2046,加性效应值为 -3.06,表型贡献率为 22.02%。 【结论】甜玉米果皮厚度以主基因效应为主,在育种实践中可在早期世代进行遗传改良选择。试验检测到的 QTL 可用于分子标记辅助选择和品质育种。     

高温胁迫下不同耐热性水稻品种的差异表达基因分析

以耐热水稻品种996和热敏感水稻品种4628为材料,提取2个水稻品种在40 ℃高温处理0、10、20、60 min和2 h的5～6期幼穗中的RNA进行微阵列分析。结果表明：高温胁迫下2个不同耐热性品种的差异表达基因显著富集在苯丙烷生物合成、热休克蛋白、四肽重复以及一些与非生物胁迫相关的过程;耐热型水稻品种996的差异表达基因还显著富集于细胞色素P450,而热敏感水稻品种4628的差异表达基因显著富集到五肽重复;对高温胁迫下具有品种特异性表达的基因进行分析,推测可能是细胞色素P450家族基因的差异表达提高了耐热水稻996的耐热能力,PPR基因的存在影响了热敏感水稻4628的抗逆性。     

Tomato mottle mosaic virus: Characterization,resistance gene effectiveness,and quintuplex RT-PCR detection system

Tomato mottle mosaic virus (ToMMV), an economically important species of the genus Tobamovirus, causes significant loss in yield and quality of tomato fruits. Here, we identified the Shandong isolate of ToMMV (ToMMV-SD) collected from symptomatic tomato fruits in Weifang, Shandong Province of China. ToMMV-SD caused symptoms such as severe mosaic, mottling, and necrosis of tomato leaves, yellow spot and necrotic lesions on tomato fruits. The obtained full genome of ToMMV-SD was 6 399 nucleotides (accession number MW373515) and had the highest identity of 99.5% with that of isolate SC13-051 from the United States of America at the genomic level. The infectious clone of ToMMV-SD was constructed and induced clear mosaic and necrotic symptoms onto Nicotiana benthamiana leaves. Several commercial tomato cultivars, harboring Tm-2² resistance gene, and pepper cultivars, containing L resistance gene, were susceptible to ToMMV-SD. Plants of Solanum melongena (eggplant) and Brassica pekinensis (napa cabbage) showed mottling symptoms, while N. tabacum cv. Zhongyan 100 displayed latent infection. ToMMV-SD did not infect plants of N. tabacum cv. Xanthi NN, Brassica rapa ssp. chinensis (bok choy), Raphanus sativus (radish), Vigna unguiculata cv. Yuanzhong 28-2 (cowpea), or Tm-2² transgenic N. benthamiana. A quintuplex RT-PCR system differentiated ToMMV from tomato mosaic virus, tomato brown rugose fruit virus, tobacco mosaic virus, and tomato spotted wilt virus, with the threshold amount of 0.02 pg. These results highlight the threat posed by ToMMV to tomato and pepper cultivation and offer an efficient detection system for the simultaneous detection of four tobamoviruses and tomato spotted wilt virus infecting tomato plants in the field.     

蚯蚓堆肥对畜禽粪污耐药基因的影响研究进展

抗生素耐药基因作为一种新型环境污染物,严重威胁着人体健康与动物安全,与其直接相关的细菌耐药性问题也已成为目前世界环境与医学领域关注的焦点。畜禽养殖业是我国经济发展和农业现代化的中轴产业,同时也是耐药基因污染的重要源头,蚯蚓堆肥对合理利用畜禽粪便、促进我国农业绿色发展具有重要意义,而摸清蚯蚓堆肥畜禽粪便及后续产物利用过程中耐药基因的行为规律和环境归趋则是其合理利用的关键。本文在简要论述蚯蚓堆肥畜禽粪便现状的基础上,聚焦蚯蚓堆肥及产物利用过程中耐药基因污染问题,梳理总结了转化及产物利用过程中耐药基因的污染赋存特征、环境行为规律及迁移主控因子,并提出基于“畜禽粪便-蚯蚓堆肥-蚓粪还田”资源化利用全过程的耐药基因污染防控建议及展望,以期为我国畜禽粪便资源化、无害化利用及农业绿色发展提供参考。     

44份青海小麦品种（系）抗条锈性评价及抗条锈病基因检测

【目的】探明青海主栽与后备小麦品种（系）对小麦条锈病的抗性水平及部分抗条锈病基因的分布,为青海省高抗条锈病小麦品种的选育提供理论基础。【方法】利用小麦条锈菌优势生理小种CYR31、CYR32、CYR33、CYR34对44份供试小麦品种分别在温室和田间进行全生育期和成株期抗病性鉴定,利用抗条锈病基因Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr24、Yr44的侧翼分子标记检测其抗病基因的分布。【结果】在供试的44个小麦品种（系）中,青麦1号、青春533和青春38等31份（70.4％）材料对CYR31表现抗病,青麦1号、青春533和青春38等35份（79.5％）材料对CYR32表现抗病,青麦1号、青春38、YZ282等35份（79.5％）材料对CYR33表现抗病,互麦13、云繁105、稷麦8号等35份（79.5％）材料对CYR34表现抗病;青春533、青春38、青春39等20份材料（系）表现成株期抗病性,占供试品种的45.4％,其中GY363和GY856 表现免疫,15-34-3、HYNM19-2和互紫麦1号等11份小麦品种表现高抗,青春38、青春39和稷麦8号等7份小麦品种（系）表现中抗,分别占总数的4.5％,25.0％和15.9％。分子检测结果表明,15-34-3、HYNM19-2、GY363等5份（11.3％）材料可能携带Yr5基因,云繁105、稷麦8号和15-34-3等11份（25.0%）材料可能携带Yr9基因,青春533、青春38、40-12-86等4份（9.1％）材料可能携带Yr10基因,互紫麦1号、YGW-46、GY363等5份（11.3％）材料可能携带Yr15基因,青麦5号、稷麦8号及15-34-3等15份（34.1％）材料可能携带Yr24基因,宁春51、15-34-3、19399-11等8份（18.1％）材料可能携带Yr44基因,其中航远L621未携带这6个抗病基因,但是全生育期表现抗病。【结论】青海省部分小麦品种（系）抗病性较高,今后应减少含有Yr9基因小麦品种的使用,加大含有多个抗病基因组合品种选育的力度。     

番木瓜WRKY转录因子家族基因鉴定及其响应短孢炭疽菌侵染的表达分析

【目的】在全基因组水平鉴定番木瓜(Carica papaya L.) WRKY（CpWRKY）转录因子家族基因,并对其在短孢炭疽菌侵染下的表达量进行分析,为CpWRKYs 家族的功能研究和利用奠定基础。【方法】采用生物信息学方法,鉴定和筛选CpWRKYs转录因子家族基因成员,并对其进行系统进化分析、基因结构分析、蛋白保守基序预测和启动子顺式作用元件分析;同时以番木瓜炭疽病耐性品种和敏感性品种为材料,利用短孢炭疽菌侵染采后果实,于0,24,48 h 取样,对其转录组学数据进行分析,筛选2个品种中差异表达的CpWRKY基因,并利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)试验对筛选结果进行验证。【结果】经系统分析从番木瓜中共鉴定出48个CpWRKYs成员,分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ 3类;其中第Ⅱ类成员最多,可分为Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc、Ⅱd和Ⅱe 5个亚类。CpWRKYs家族成员的氨基酸残基数目为97~747 个,等电点为4.83~9.71,为亲水性蛋白,大部分CpWRKYs的结构域高度保守,但有个别蛋白保守域缺失。在 CpWRKYs家族中共预测到10个保守基序,其中包括含有WRKY七肽结构域的基序1、含锌指结构的基序2和同时含有七肽序列和锌指结构的基序3,其中基序3为大多数I类CpWRKY转录因子N端WRKY结构域所特有。CpWRKYs含有1~6个外显子,同一家族或亚家族成员在基因结构上表现出一定的相似性,同时在CpWRKYs启动子中检测到大量与生物胁迫和非生物胁迫相关的元件。对短孢炭疽菌侵染番木瓜的转录组数据进行分析,在番木瓜耐性品种中筛选出了特异表达的CpWRKY22、CpWRKY11、CpWRKY2、CpWRKY33和CpWRKY25,RT-qPCR检测结果显示,这些基因在耐性品种中特异上调表达,在敏感性品种中的表达量无明显变化。【结论】番木瓜WRKY家族共包括48个成员,该家族基因结构和蛋白基序具有组间差异性和组内保守性。CpWRKYs家族成员强烈响应炭疽菌侵染,其中CpWRKY22、CpWRKY11、CpWRKY2、CpWRKY33和CpWRKY25是有潜力的抗炭疽病候选基因。     

新疆牛羊产业链中金黄色葡萄球菌的污染调查与毒力基因检测

【目的】 分析乌鲁木齐及周边地区牛羊源金黄色葡萄球菌及耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的污染状况及常见毒力基因检测。【方法】 采集乌鲁木齐及周边地区牛养殖场和牛羊屠宰场752份样品(粪样、挤奶厅工具拭子、胴体拭子、屠宰工具拭子等),采用国家标准方法进行金黄色葡萄球菌分离和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的鉴定,检测10种常见毒力基因(sea、seb、sec、fnbA、fnbB、hla、hlb、clfa、pvl、tst)的编码情况。【结果】 共分离出26株金黄色葡萄球菌,分离率为3.46%,其中奶牛养殖场、牛屠宰场和羊屠宰场的分离率分别是4.39%、1.13%、3.72%、。其中有8株是耐甲氧西林金黄色葡萄球菌,占检出率的30.77%。毒力基因sea、seb、sec、fnbA、fnbB、hla、hlb、clfa、pvl、tst的检测率分别是11.54%、19.23%、3.85%、3.85%、23.08%、100%、53.85%、100%、0、15.38%,其中clfa和hla的检出率最高。 【结论】 新疆奶牛养殖场和牛羊屠宰场中均存在金黄色葡萄球菌,其中奶牛养殖场中MRSA的污染较严重,金黄色葡萄球菌主要编码hla和clfa 2种毒力基因。     

不同填充剂对农村厨余垃圾堆肥氮转化及相关功能基因的影响

试验以农村厨余垃圾为堆肥原料,设置添加15%锯末（SD）、15%树叶（FL）和15%玉米秸秆（CS）3个处理。研究不同填充剂的添加对农村厨余垃圾堆肥过程中与腐熟度相关的各种理化指标,氮转化及其相关功能基因的影响。结果表明,添加3种填充剂的厨余垃圾堆肥产物均达到无害化处理标准,相比较SD处理,FL和CS处理提高堆体的最高温度并延长高温期的持续时间,FL处理腐熟程度最好,CS处理次之。相较于SD和CS处理,FL处理的NH₃累积排放量分别减少33.81%和5.22%,N₂O累积排放分别减少61.75%和29.10%,堆肥前期的反硝化基因降低明显。冗余分析结果表明,C/N、pH和全氮是造成厨余垃圾堆肥氮转化功能基因变化的主要因素。     

牛源皮特不动杆菌对小鼠的致病性分析

为探究来源于牛呼吸道疾病综合征发病牛的皮特不动杆菌对小鼠的致病性,对其进行相关毒力基因的检测和小鼠致病性试验,试验内容主要包括临床症状观察、病理剖检、组织病理学观察,以及半数致死量(LD₅₀)和各器官载菌量的测定。结果显示,牛源皮特不动杆菌ZZCNC1807-6和ZZCSF1807-9菌株对小鼠均具有较强的致死性,对小鼠的LD₅₀分别为4.487×10⁷ CFU·mL^-1和3.177×10⁸ CFU·mL^-1。剖检死亡小鼠可见,牛源皮特不动杆菌主要造成小鼠皮下充血、肺淤血肿胀、肠道积气积液等症状,可引起心、肝、脾、肺、肾、脑等多种器官感染。组织病理学观察显示,小鼠各器官病变均较轻微,主要表现在肝、肺中有少量炎性细胞浸润,脾中白髓细胞坏死和纤维增生,其中ZZCNC1807-6攻菌组的病变较ZZCSF1807-9攻菌组相对严重。载菌量分析结果显示,2株菌对小鼠肝、心、脾、肺和肾的侵袭力差异不大,但ZZCNC1807-6对脑的侵袭力强于ZZCSF1807-9。综上,ZZCNC1807-6菌株的毒力强于ZZCSF1807-9。