日本结缕草体细胞变异表型和分子标记的研究

结缕草（Zoysia japonica）是重要的暖季型草坪草。本研究以1粒种子诱导的愈伤长期继代后的再生植株为材料,在大田中分小区种植,测量其植株表型数据,并同时利用ISSR标记对遗传变异进行分析。在形态和遗传上研究日本结缕草的体细胞变异水平和特征。结果显示,日本结缕草体细胞表型变异中匍匐茎数量和绿色期变异系数较大。10个表型性状经过主成分分析发现,重要表型指标分散,前5个主成分可以代表整体坪用表型,其中第1主成分可以代表直立茎指标,第2主成分代表匍匐茎蔓延能力和生殖枝高度。ISSR标记分析遗传多样性显示,再生植株多态性条带率83.6%,特异性条带15.1%,具有丰富的遗传多样性。本研究可为日本结缕草获得丰富优异变异提供快捷途径,并有利于根据结缕草体细胞变异特点确定育种方向,快速培育新品种。     

青海省马铃薯黑胫病病原菌的鉴定

为明确引起青海省马铃薯黑胫病的病原菌,从青海省不同地区马铃薯黑胫病病样分离病原菌,研究病原菌的形态学特征、致病性、生理生化特性,并结合16S rRNA序列进行病原学鉴定。结果表明:引起马铃薯黑胫病的5个菌株均为黒腐果胶杆菌(Pectobacterium atrosepticum),来源不同的菌株接种马铃薯后致病力有差异;其中,3株强致病力菌株主要来自于乐都、湟中和大通,2株中等致病力菌株来自于民和和湟源。综上,黒腐果胶杆菌是引起青海省马铃薯黑胫病的病原菌。     

A Novel and Pleiotropic Factor SLENDER GRAIN3 Is Involved in Regulating Grain Size in Rice

Grain size is frequently selected during domestication and breeding. It influences the preferences of consumers, thus affecting the commercial value of rice. In present study, a mutant named as SLENDER GRAIN3(sg3) was identified from cultivar Zhenong 41(Oryza sativa L. ssp. indica) with ethyl methanesulfonate(EMS) treatment. Histological analysis showed that the slender grain of sg3 mutant resulted from increased cell division longitudinally and decreased cell division horizontally. Compared with the wild type Zhenong 41, starch granules in sg3 mutant were more closely packed, thus decreasing the chalkiness. Moreover, grain yield per plant in sg3 mutant was improved by 14%. By map-based cloning, SG3 was located on the long arm of chromosome 3 with a physical distance of 82 kb, and a 9-bp deletion in the 5′-UTR of LOC_Os03 g27110 was identified, which upregulated the expression level significantly. Moreover, a molecular marker for SG3 was developed to identify the grain size during the early generation breeding in rice. The novel factor SG3 regulated the grain size mainly through changing the cell division and the endosperm formation in rice.     

深度学习在植物表型研究中的应用现状与展望

精确测量植物表型是深入分析表型-基因-环境互作关系,了解植物生理过程的前提和基础,也是培育良种和提升现代农业生产精准管控的关键。伴随高通量植物表型测量与分析技术的不断发展,以深度学习为代表的人工智能方法在植物表型研究与应用中取得了一系列重要进展。为系统阐述相关研究最新成果和热点问题,该研究首先概述了植物表型与深度学习方法的背景;随后从植物识别与分类、胁迫分析、产量预测、面向精准育种和精准管理的表型分析等方面综述了深度学习在植物表型交叉研究的进展;最后提出了未来深度学习和植物表型交叉融合研究与应用中亟需解决的问题,并展望了植物表型研究智能化的发展前景。     

肌生成抑制素基因研究进展

肌生成抑制素是 1 997年发现的骨骼肌生长发育负调控因子 ,肌生成抑制素不仅在骨骼肌中表达 ,还可在心肌和浦肯野纤维等多种组织中表达。研究表明 ,大鼠骨骼肌在体内的再生 ,对 MSTN m RNA的表达表现出明显的时间依赖性 ,并且 m RNA的表达不必由功能性神经支配。通过对不同品种双肌表型牛 MSTN基因的研究 ,发现其骨胳肌增大的共同特点是肌生成抑制素基因发生了突变 ,如布鲁牛 MSTN基因在编码区外显子 3发生 1 1 bp的缺失 ,导致MSTN此位点后的阅读框架改变 ,并在此点后的 1 4个密码子处终止了阅读框架 ,从而使MSTN被截短 ,MSTN蛋白活性区域消失 ,活性丧失 ,结果肌肉大量增加。目前 ,已分别对人、牛和猪的 MSTN基因进行了定位研究 ,猪肌生成抑制素基因定位研究表明 ,猪 MSTN基因位于1 5号染色体上。     

日光温室基质培生菜鲜质量无损估算方法

设施栽培中作物鲜质量动态变化作为生长发育的指示性特征,是蔬菜长势无损监测的重要指标之一。水培蔬菜通过离水直接称量实现长势无损监测,但是土培或基质培无法通过直接鲜质量称量实现生长过程的无损测量。本文提出了基于表型特征参数和生长过程环境参数融合的鲜质量估算方法,用于日光温室环境下基质培生菜个体和群体的鲜质量无损估算。首先,监测生菜全生命周期的环境参数,采集第1批次生菜生长过程中的多样本图像和部分样本鲜质量,提取样本图像中不同生长期生菜的形状、颜色、纹理等特征,计算环境信息中的累积辐热积等参数。然后,利用高斯过程回归方法建立表型参数和环境参数与生菜鲜质量的关系模型。最后,采集第2批次生菜群体的样本数据,基于上述模型预测生菜3个生长阶段的个体和群体鲜质量,以验证鲜质量估算模型的泛化能力和可靠性。结果表明,与支持向量机、线性回归、岭回归和神经网络相比,高斯过程模型的决定系数R2为0.9493,相对误差的均值和标准差分别为11.50%和11.21%。模型泛化能力试验中,生菜群体鲜质量比个体鲜质量的预测相对误差的平均值小（3个生长阶段分别相差4.44、5.71、5.89个百分点）,且随着群体数量增加,群体鲜质量预测的相对误差的均值和标准差逐渐减小。本鲜质量估算方法预测的群体鲜质量数据可为基质培绿叶菜类作物的栽培管理决策提供数据支撑。     

香蕉枯萎病4号小种T-DNA 插入突变体 Focr4-1453表型特征及致病性分析

尖孢镰刀菌古巴转化型是引起香蕉枯萎病的主要病原菌,呈世界多态性分布,其致病机理尚不清楚。 Focr4-1453 为T-DNA 插入突变体库中筛选出的一株与致病性相关的突变体。在克隆出其失活基因之后,将“生型 菌株中的相同基因进行敲除和互补,得到敲除突变体驻Foc4-1453 和互补突变体驻Foc4-1453-cp-1。对获得的3 株 突变体进行生物学表型研究发现,这些菌株的菌落生长速度、产孢能力以及孢子萌发率较“生型菌株明显降低,且 无法透过玻璃纸进行生长。致病性测定试验表明,该基因失活会导致病原菌侵染能力显著减弱。     

植物响应淹水胁迫的研究进展

淹水胁迫是影响植物分布与生长发育的重要因素,植物耐涝性研究是提高作物耐涝性以应对日益严峻的极端气候及规模化生产管理的关键。为了合理开展植物耐涝性研究,深入挖掘不同植物响应淹水胁迫的调控机理,本文归纳了淹水胁迫对植物生长发育的影响,总结了植物响应淹水胁迫的调节机制,并详细分析了淹水胁迫对植物表型性状、生物量、光合作用、活性氧离子积累、糖含量和生物膜的影响,以及乙烯信号分子、活性氧清除机制、渗透调节、形态调节、分子和代谢调控在植物响应淹水胁迫中的调节机制。最后,通过总结,提出了合理开发外源调节物质提高作物耐涝性值得进一步的深入研究。     

甜菜对低氮胁迫的形态学响应机制

为了分析甜菜对低氮胁迫在形态学上的应答机制,本研究以甜菜种质资源‘780016B/12优’为研究对象,对缺氮(N 0 mmol/L)和低氮(N 1.5 mmol/L)条件下甜菜植株的形态和根系构型变化进行了深入分析。结果表明,甜菜遭受氮胁迫时,地上部生物量积累减少,地下部生物量积累增加,根冠比增加,叶面积减少,甜菜生长发育受到抑制。低氮胁迫7~14天后的根系面积、体积和根系分叉数增加量均大于对照(N 10 mmol/L)。氮胁迫下,甜菜的根系构型呈二分体状,且随着胁迫时间和缺氮程度的增加,地下生物量越大,这种状况表现的越为明显。因此可以推断,甜菜植株根系生物量的高低与根系构型有着密切的联系,甜菜通过改变根系比例和根系构型来获得氮素平衡。     

华癸中慢生根瘤菌7653R MCHK_8182基因的共生固氮功能

根据华癸中慢生根瘤菌7653R全局转录组分析结果,获得在共生固氮阶段显著上调表达的基因MCHK_8182;设计重叠延伸PCR引物,构建MCHK_8182双交换突变重组质粒载体;通过三亲本杂交,将突变载体导入7653R;在蔗糖压力培养下进行筛选,最终获得MCHK_8182双交换突变株。PCR及测序验证双交换突变株构建成功。植物盆栽试验结果显示,与7653R野生型接种的植株相比,MCHK_8182突变菌株接种的植株根瘤数减少,但固氮酶活未见明显差异。