京津冀地区冬小麦播种面积快速提取技术研究

冬小麦是我国的主导粮食作物之一,及时掌握冬小麦种植信息对农业部门制定政策、调整农业结构具有十分重要的意义。以京津冀地区为例,综合考虑遥感数据源成本、数据处理时间以及时间分辨率等要素,提出了一种以MODIS-NDVI产品为主要数据源,提取冬小麦播种面积的技术方法。通过对冬小麦种植区的实地考察与采样,准确获取了反映冬小麦生长周期的NDVI时间序列曲线,并将采样点NDVI时间序列曲线与物候期相结合,识别冬小麦的典型物候期,以决策树分类方法设定阈值,逐级快速剔除了非耕地区和林地区,实现了冬小麦种植区的提取。提取的冬小麦种植区与实地采样点的匹配度达到93.33%,与统计年鉴公布数据的比较结果表明分类精度达到91.84%,为快速提取大面积农作物种植信息提供了一种可操作的技术手段。     

柑橘U-box基因家族的鉴定及表达分析

目的通过生物信息学分析U-box在柑橘基因组中的分布、结构及进化,研究家族成员在不同组织中的表达特异性以及对非生物胁迫和激素的响应,解析柑橘U-box基因家族的生物学功能。方法 根据已经报道的拟南芥U-box基因,利用Phytozome数据库中的BLASTp工具鉴定柑橘基因组中的U-box基因。采用MEGA6.0、Cello、SMART、GSDS2.0、ExPASy和MapChart等软件构建系统进化树、亚细胞定位预测、预测蛋白的相对分子质量与等电点等理化性质、绘制家族成员Scaffold定位图等,分析U-box基因家族在低温胁迫下表达模式,利用实时荧光定量PCR技术（qRT-PCR）检测柑橘U-box基因家族部分成员在NaCl、PEG6000和不同激素处理下的表达情况。结果 从柑橘克里曼丁（Citrus clementina）全基因组中鉴定出56个CcPUBs基因家族成员,可将其分为7类,即U-box only、U-box+ARM-1、U-box+WD40-1、TPR+U-box、Kinase+U-box、U-box+ARM-2和U-box+WD40-2。该家族蛋白理论等电点分布在5.19—9.14,编码的氨基酸数目介于281—1 441;亚细胞定位预测结果显示该基因家族成员位于细胞不同位置,主要位于细胞核或叶绿体,少数位于质膜;聚类分析发现,柑橘U-box与单子叶植物水稻的亲缘关系较远,柑橘中具有相同结构域的成员和拟南芥具有相同结构域的成员聚在一起,表明柑橘U-box成员具有不同生物学功能;Scaffold定位分析发现,56个U-box成员分布在1—9 Scafflod上且呈不均分布。在冷胁迫下的RNA-Seq分析结果表明,U-box基因家族参与植物对冷胁迫的应答,并表现出4种不同的应答模式;从柑橘U-box基因家族的5个不同簇上分别选取1个代表基因进行qRT-PCR,分析结果表明,CcPUB48在金柑的各个组织中均有表达,CcPUB9和CcPUB4主要在茎和花中表达,CcPUB10主要在花、茎和幼果中表达,CcPUB41主要在叶和茎中表达,体现了不同U-box成员的组织特异性的表达差异。CcPUB4、CcPUB10和CcPUB41在NaCl胁迫下表达均上调,而CcPUB48在盐胁迫下的表达无明显变化。CcPUB4在Na₂CO₃处理下表达明显上调,与NaCl处理存在一致的表达趋势,而CaCl₂处理下的表达与NaCl处理下的表达趋势却存在差异。在PEG6000的处理条件下,CcPUB4的表达量呈现先上升后下降的趋势,CcPUB9、CcPUB41和CcPUB48在PEG6000的处理下无明显变化。在赤霉素（GA₃）处理下,CcPUB4在3 h时明显上调,在生长素（IAA）和脱落酸（ABA）下呈现无规律变化,CcPUB10在ABA处理下表达量表现出逐渐上升。结论 从柑橘克里曼丁全基因组上鉴定出56个U-box基因成员,各成员均含有U-box保守结构域,并位于细胞的不同位置。U-box基因家族参与植物对冷胁迫的应答并表现出4种不同的应答模式,在NaCl、PEG6000和激素处理下,CcPUB4和CcPUB10有不同程度的响应,而CcPUB9、CcPUB41和CcPUB48响应不明显或未响应。     

柑橘种质抗柑橘蒂腐病菌扩展能力的评价

采用柑橘离体叶片和果实室内人工接种柑橘蒂腐病菌的方法建立柑橘种质抗柑橘蒂腐病菌扩展能力的评价方法,对不同柑橘种质进行抗扩展能力评价,并采用病情指数法、病斑平均直径法和聚类分析方法对柑橘种质进行抗性分级。3种分析方法均将73个柑橘种质划分为5类：高抗、抗病、中抗、感病和高感,未发现免疫种质。柠檬和柚子类种质大多数为高抗品种,甜橙类和宽皮橘类易感病。     

沃柑辐射诱变系渝沃无核的果实品质及遗传差异分析

[目的]从果实品质和分子水平上解析造成沃柑辐射诱变系渝沃无核重要表型差异的主要遗传因素,为后续柑橘品种遗传改良奠定基础.[方法]观测渝沃无核的果实品质,应用RNA-seq技术和全基因组重测序揭示渝沃无核的差异表达基因(differential expression genes,DEGs)及基因组的遗传差异.[结果]相比沃柑,渝沃无核的种子数量少、成熟期提前、果皮变厚和剥皮较难,其可溶性固形物含量、固酸比和抗坏血酸含量高,可滴定酸、转化糖含量低.渝沃无核的串联重复序列占基因组的3.44％,其所在位置基因的GO功能富集和KEGG通路富集主要涉及代谢过程和次生代谢物合成,其中只涉及RNA聚合酶活性、与物质的跨膜运动有关的ATPase活性、半乳糖代谢和过氧化物酶途径.DEGs的GO功能富集涉及碳水化合物代谢、氧化还原过程和β-半乳糖苷酶复合物,KEGG通路富集涉及苯丙素生物合成、内质网蛋白加工和次生代谢物合成.[结论]渝沃无核成熟期早,种子数量少,品质更优.渝沃无核与沃柑的串联重复序列的数目和位置存在差异;苯丙素生物合成、内质网蛋白加工、次生代谢物合成、糖代谢和植物激素有关途径及花粉相关DEGs存在差异.     

中国西南地区木薯燃料乙醇发展潜力及对温室气体减排的影响

利用多因子综合分析和生命周期分析的研究方法,对中国西南5省区(重庆、四川、云南、贵州、广西)适宜木薯种植的宜能边际土地资源潜力、适宜性等级等进行研究,并对该区发展木薯燃料乙醇的能量生产及温室气体减排潜力进行了分析,结果表明:1)西南5省区适宜与较适宜木薯发展的土地资源分别为88.49万和456.62万hm²,主要集中于广西、云南,其中,广西适宜与较适宜的土地资源分别为83.30万和253.64万hm²,云南适宜与较适宜的土地资源分别为5.19万和162.36万hm²; 2)若这些土地资源全部被利用,则该区木薯燃料乙醇的净能量最大总生产潜力为6 254.590万GJ/a; 3)同时,该区规模化生产木薯燃料乙醇的总温室气体减排潜力为139.016万t/a。本研究结果可为国家及地方政府环境保护、温室气体减排目标和相关产业政策的制定提供参考。     

利用Target SSR-seq技术鉴定60份柑橘种质资源

【背景】 芽变是植物分生组织体细胞所发生的DNA突变，从而引起枝、叶、花、果及物候期、成熟期等系列表型特征的改变，其变异性状可遗传。然而由于环境条件、栽培技术等，植物可能产生彷徨变异，这种变异不可遗传。【目的】 利用高通量测序技术建立一套适用于柑橘芽变资源鉴定的方法，为柑橘种质资源的收集、保存、鉴定提供技术支撑。【方法】 为提高芽变材料的分子鉴定能力，本研究通过对‘克里曼丁’以及‘温州蜜柑’全基因组数据以及‘温州蜜柑’GSS、EST数据进行分析、比对，筛选出多态性高的位点用于深度测序。根据引物互补结构对引物进行分组后用于多重扩增检测及构建双端测序文库，构建好的文库通过Miniseq平台完成高通量测序，使用生物信息学方法对下机数据进行后续分析。【结果】 通过对大量测序数据的分析、比对，本研究共设计出77对用于柑橘芽变鉴定的SSR引物，根据引物互补结构，将引物分成18个组合。通过对60份柑橘材料进行Target SSR-seq分析，所设计引物可以将所测试的柑橘种质资源分为甜橙和宽皮柑橘，在宽皮柑橘中可细分为‘沃柑’‘椪柑’以及杂柑等栽培种，对于栽培种内芽变资源也具有较好的鉴别能力。在7个‘塔罗科’血橙芽变中发现11个SSR变异位点，2个‘五月红’芽变中发现8个SSR变异位点，5个脐橙样品中发现8个SSR变异位点，9个‘冰糖橙’品种中发现16个SSR变异位点，2个‘砂糖橘’芽变中发现9个SSR变异位点，4个‘温州蜜柑’芽变中发现15个芽变位点，8个‘沃柑’芽变中发现21个SSR变异位点，‘沃柑’杂交品种中发现11个SSR变异位点，在‘椪柑’中发现14个SSR变异位点。在SSR位点变异中，‘塔罗科’血橙以ATT基序最多，‘五月红’以TAA基序最多，脐橙以TAA基序最多，‘冰糖橙’以GA基序最多，‘砂糖橘’以AAT基序最多，‘温州蜜柑’以AAT基序最多，‘沃柑’芽变资源以AAT基序最多，‘沃柑’杂交资源以TAA、GA基序最多。【结论】 使用Target SSR-seq技术建立了一套高效的柑橘芽变鉴定方法。对所试验的60份柑橘资源具有鉴别能力，SSR基因分型信息准确、可靠，可用于柑橘种质资源管理和品种知识产权保护。     

锦红冰糖橙新品系-云锦1号冰糖橙的鉴定与评价

“云锦1号”冰糖橙是西南大学柑橘研究所和云南省新平县农业农村局经作站从锦红冰糖橙中选育的果实呈长椭圆形的冰糖橙芽变优系。该品种单果质量160g，果形呈长椭圆形，果形比锦红冰糖橙更长，果基部具有短颈，果面橙色，果皮光滑，果肉浅橙色，可溶性固形物11.8 ,可滴定酸含量0.40%,保留了锦红冰糖橙高糖低酸、肉质脆嫩化渣的优点，糖度比锦红冰糖橙更高。在云南新平10月中旬成熟，比锦红冰糖橙早熟5~7天。采用SSR标记和S-SAP标记均证实“云锦1号”冰糖橙与锦红冰糖橙在DNA水平存在明显的遗传差异，具有遗传一致性、稳定性、和特异性。由于更高的糖度、更早的上市时间、独特的果形使得云锦1号作为优良冰糖橙选系开始在云南新平等甜橙产区进行推广发展。     

基于GBS技术开展柚类资源群体遗传评价并发掘酸含量相关基因

【目的】弄清我国柚类种质资源的起源与演化、群体遗传结构和多样性水平，高效利用柚类自然资源群体发掘与果实重要品质性状相关的基因，为柚类种质资源群体的遗传结构研究、起源演化和柚类种质创新提供重要的理论及实践依据。【方法】利用国家果树种质重庆柑橘资源圃中保存的具有广泛遗传多样性和不同地理来源的282份柚类资源作为材料，采用Eco R I限制性内切酶消化基因组DNA后构建GBS文库，然后进行Illumina HiSeq PE150二代测序获得短读序列，通过BWA软件将序列映射到柚参考基因组上，利用SAMTOOLS软件鉴定SNP位点。依据SNP的基因分型结果，进行主成分分析和群体结构分析,并采用邻接法构建系统演化树，分析亚群的遗传多样性水平。选择23个低酸种质和32个高酸种质构成两个群体进行Fst、XP-CLR分析，同时利用282个柚类种质的基因型数据与果实可滴定酸含量的表型数据进行GWAS全基因组关联分析。【结果】利用GBS简化基因组测序技术对282份柚类种质进行测序，获得201.66 Gb的原始测序数据，每个样本的平均测序数据量为0.72 Gb，经过测序深度为5×次要等位基因频率>0....     

甘平在重庆北碚的引种表现及栽培技术

国家柑橘种质资源圃2012年从韩国济州引进杂柑品种‘甘平’于重庆北碚进行试栽，经过连续3年对其植物学特性、结果习性进行观察，该品种果形漂亮、果实大小整齐美观、内质优良，但果皮薄导致裂果容易发生，生产中需要加强对裂果的防范，该品种可作为高档礼品果或采摘观光果品进行发展。