新型肥料施用对马铃薯生长和产量及品质的影响

以‘兴佳2号’马铃薯为材料,在减施化肥22.22%~50.00%的基础上,研究有机肥与化肥配施(T1,生物有机肥600 kg/hm2+复合肥1125 kg/hm2)、微肥与化肥配施(T2,微肥60 kg/hm2+复合肥1125 kg/hm2)、有机无机互混肥(T3,1500 kg/hm2)、复合微生物肥(T4,1500 kg/hm2)和螯合腐植酸复合肥(T5,937.5 kg/hm2)等施肥方式及常规施肥对照(CK1,复合肥1500 kg/hm2)、减量施肥对照(CK2,复合肥1125 kg/hm2)、不施肥对照(CK3)对马铃薯生长、产量和品质的影响。结果表明：与CK1相比,T5、T1和T2可促进马铃薯植株的生长;T5、T2和T1产量分别比CK1增产19.82%、11.65%和8.2%,养分利用效率分别比CK2提高74.87%、57.75%和50.52%;CK2比CK1减施化肥25%,产量仅降低3.21%,养分利用效率提高了26.61%;各处理间干物质、淀粉、V–C、蛋白质、钾、还原糖含量等差异显著。在减施化肥25%的基础上,螯合腐植酸复合肥及生物有机肥或微肥与复合肥配施促进了马铃薯植株的生长,较大幅度提高了产量、品质和养分利用效率。     

基于连锁不平衡水稻源库相关性状的关联分析

为挖掘水稻源库相关性状优异等位基因,利用分布于12条染色体的6 704个SNP标记与来自31个国家和地区的261份籼稻核心种质资源的剑叶长、剑叶宽、剑叶叶面积、倒2叶长、倒2叶宽、倒2叶叶面积、每穗粒数、千粒重、单株产量共9个源库相关性状进行群体结构、连锁不平衡状况和全基因组关联分析.结果表明,261份籼稻核心种质资源的9个源库相关性状的变异系数介于12.46％ ～26.21％,表型变异丰富.群体结构显示261份籼稻核心种质资源的最适亚群数为3.LD分析表明,SNP位点之间存在着一定程度的连锁不平衡,在显著水平-logP ＞3(P＜ 10-3)下,共检测到68个与9个水稻源库相关性状显著相关的QTL位点,其中与源性状相关的QTL位点55个,与库性状相关的QTL位点13个.在第2、第5和第11染色体上检测到同时影响源库性状的关联位点4个,可能对通过分子标记辅助育种改良品种的源库性状具有重要参考价值.     

郭予元院士在棉花-害虫-天敌化学通讯研究中的学术贡献——纪念郭予元院士诞辰90周年

20世纪90年代棉铃虫大暴发,我国棉花产业和经济遭受重大损失,郭予元院士带领团队研究人员,深入探究棉铃虫的发生规律和控制策略,揭示了棉铃虫迁飞扩散规律及其与寄主植物互作关系,明确了转基因抗虫棉花生物安全和靶标害虫抗性机制,解析了棉花-棉铃虫-侧沟茧蜂三级营养间的化学通讯机制,使得大灾之年棉区棉铃虫为害得到有效控制,并对促进我国农业昆虫学基础研究起到了重要的学科引领作用。其中,对棉花-棉铃虫-中红侧沟茧蜂三级营养间化学通讯机制的研究,开创了棉铃虫治理新思路和新途径。本文回顾了郭予元院士在该领域研究中做出的重要贡献,主要包括棉花-棉铃虫-侧沟茧蜂三级营养通讯间关键挥发性化合物的鉴定,棉铃虫及其寄生性天敌中红侧沟茧蜂嗅觉行为分子机制的研究,棉花虫害诱导关键挥发物生物合成机制的探索,及基于三级营养关系设计昆虫行为调控剂在棉铃虫综合治理中的应用。上述研究成果为阐明棉铃虫及夜蛾科昆虫、中红侧沟茧蜂等膜翅目天敌寻找寄主的化学通讯机制奠定了坚实基础,为设计害虫绿色防控策略提供了新方向。     

我国农业入侵生物科学管控体系形成与发展

生物安全是国家安全的重要组成部分, 生物安全研究技术是当前最活跃的技术领域, 是推动世界新一轮科技革命和产业变革的重要力量之一, 日益成为全球科技竞争的热点领域和各国争相布局的战略制高点。进入21世纪以来, 我国农业外来生物入侵等生物安全问题不断凸显, 直接影响粮食安全、生态安全乃至社会与国家安全。本文总结了近年来我国在生物入侵防控领域研究的现状和所取得的成就, 并结合国际生物入侵研究的发展态势及聚焦我国生物入侵领域技术发展的重大需求, 明确我国农业生物入侵防控研究领域的重大科学问题及科技发展方向和重点任务, 进而定位我国在全球生物入侵科技创新坐标系中的位置, 做好我国在该领域的重大科学工程和战略性科学计划, 为我国中长期生物安全科技发展规划和重大任务部署提供重要决策和依据。     

菜籽油的加工工艺及其在畜禽生产中的应用研究进展

菜籽油是我国饲料工业中油脂的主要来源之一。菜籽油富含油酸、亚油酸和亚麻酸等多种脂肪酸且比例适当,利于畜禽吸收利用。菜籽油也是生育酚、植物甾醇和菜籽多酚等营养素的重要来源,具有降低总胆固醇、提高胰岛素敏感性、促进脑部发育、预防动脉硬化和降低致癌风险等多种功能。不同加工工艺对菜籽油的质量影响较大,根据畜禽的不同需要来选择适当的加工工艺,可以显著提高生产效益。本文综述了近年来菜籽油加工工艺的发展,并阐述了菜籽油在畜禽生产中的应用进展,以期为菜籽油加工工艺改良以及饲用优化提供参考。     

利用水稻MAGIC群体关联定位白叶枯病抗性QTL和创制抗病新种质

以8个不同亲本构建的遗传上相互关联的多亲本高代互交系(multi-parents advanced generation inter-cross, MAGIC)群体,包括2个4亲本群体(DC1和DC2)和1个8亲本群体(DC3)为材料,接种我国白叶枯病强致病力V型菌系(GD-V)和弱致病力II型菌系(C2),关联分析定位MAGIC群体对白叶枯病的抗性QTL,筛选抗病种质。结果表明,大多数亲本对C2菌系表现抗病,而对GD-V表现感病,3个MAGIC群体的病斑长度均出现超亲分离。共检测到7个白叶枯病抗性QTL,大多表现数量抗性,而且抗性QTL表达存在明显的遗传背景效应。QBbr11-1和QBbr11-2受遗传背景影响较小,具有一定的育种应用价值。从3个群体筛选出8份不同抗病QTL聚合的抗病材料,表明质量抗性基因和水平抗性数量性状位点的结合可以显著提高抗性水平。8份不同抗病QTL的聚合系可以用作抗病育种的中间抗源。研究结果表明,MAGIC群体可以将遗传研究和育种应用有机结合,是遗传研究和开展标记辅助育种的理想群体。     

水稻迟抽穗突变体dth9的遗传分析与基因定位

在EMS诱变的93-11突变体库中筛选到一个稳定遗传的迟抽穗突变体dth9(days to heading 9)。该突变体的抽穗期比野生型延长了50d左右,其他农艺性状基本无异。遗传分析表明迟抽穗性状受一个隐性核基因控制。以突变体dth9与日本晴和武运粳7号杂交构建的F2分离群体作为定位群体,利用SSR标记和新开发的8个InDel标记,将DTH9定位在第9染色体着丝粒附近D9-9和D9-17之间240kb的区间内,该区域尚未发现与抽穗期有关的基因。此外,实时荧光定量PCR结果表明,在突变体dth9中与抽穗期相关基因的表达量显著降低。     

牦牛“海绵吸附”bta-miR-146a的lncRNA筛选及靶向验证

【目的】筛选牦牛卵泡发育过程中可能对靶向Smad家族成员4(Smad family member 4,Smad4)基因的bta-miR-146a具有“海绵吸附”作用的长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)。【方法】使用miRanda和RNAhybrid数据库对靶向牦牛bta-miR-146a的lncRNA进行预测;采集牦牛卵巢,分离健康、闭锁卵泡,用Trizol法提取RNA并反转录为cDNA,利用PCR检测所预测lncRNA的表达情况;利用实时荧光定量PCR法检测所筛选lncRNA和bta-miR-146a/Smad4在牦牛健康、闭锁卵泡中的表达情况;构建lncRNA-ENSBGRT00000000387.1的野生型和突变型双荧光素酶载体,将其与bta-miR-146a-mimics、mimics NC共转染至HEK293T细胞,检测双荧光素酶活性。【结果】试验共筛选出7个可能对靶向Smad4基因的bta-miR-146a具有“海绵吸附”作用的lncRNAs,其中的lncRNA-ENSBGRT00000000387.1在牦牛卵泡中表达量极显著高于其他l...     

WIP1基因对3T3-L1前脂肪细胞增殖分化的影响及其在小鼠不同生长阶段的表达

【目的】探究野生型p53诱导磷酸酶1(WIP1)基因与脂肪细胞增殖和分化的关系,以期为猪优质性状育种提供新基因素材。【方法】利用脂质体转染方法将合成的WIP1基因的3对siRNAs (WIP1-790、WIP1-893和WIP1-1845)和阴性对照NC-siRNA分别转染3T3-L1前脂肪细胞,通过实时荧光定量PCR检测WIP1基因的表达水平,比较不同siRNA的干扰效率。然后利用筛选到的干扰效率最高的siRNA敲减WIP1基因在3T3-L1前脂肪细胞中的表达,通过CCK-8检测siRNA敲减细胞和NC-siRNA细胞不同生长时期(0、12、24、48、72、96和120 h)的增殖情况,并通过实时荧光定量PCR检测上述2种细胞24和48 h的细胞周期蛋白B1(Cyclin B1)和Cyclin D1的表达水平。对干扰效率最高的siRNA和NC-siRNA组3T3-L1前脂肪细胞进行成脂诱导分化,通过油红O染色和甘油三酯定量法评估成脂分化效率,利用实时荧光定量PCR检测过氧化物酶体增殖物活化受体γ(PPARγ)、CCAAT/增强子结合蛋白α(C/EBPα)、脂肪酸结合蛋白4(FABP4)、硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD1)的表达水平,Western blotting法检测PPARγ蛋白的表达水平;通过实时荧光定量PCR检测WIP1基因在21日龄、8周龄和6月龄小鼠腹股沟皮下脂肪组织和性腺脂肪组织的时空表达情况。【结果】基因干扰试验结果显示,3对siRNAs对WIP1基因的表达均具有极显著的干扰作用(P＜0.01),其中WIP1-790的干扰效率最高,达到了70%以上。CCK-8检测结果显示,与NC-siRNA组相比,WIP1-790干扰组细胞的增殖速率在各生长时期均极显著降低(P＜0.01),且细胞周期基因Cyclin B1和Cyclin D1的表达量在24和48 h均极显著下调(P＜0.01)。成脂诱导分化结果显示,与NC-siRNA组相比,WIP1-790干扰组细胞在成脂分化第8天油红O染色阳性细胞明显减少,脂滴含量极显著降低(P＜0.01),甘油三酯含量显著降低(P＜0.05);PPARγ、C/EBPα、FABP4、SCD1等标记基因mRNA表达水平均极显著降低(P＜0.01),PPARγ蛋白表达水平极显著降低(P＜0.01)。WIP1基因在8周龄和6月龄小鼠的腹股沟皮下脂肪组织中的表达量分别显著或极显著高于21日龄小鼠(P＜0.05;P＜0.01),且在6月龄小鼠的性腺脂肪组织中,WIP1基因的表达量极显著高于21日龄和8周龄的小鼠(P＜0.01)。【结论】WIP1基因通过调控Cyclin B1、Cyclin D1和PPARγ等细胞周期和成脂分化相关基因的表达影响3T3-L1细胞的增殖和分化,且参与小鼠脂肪沉积过程,结果可为深入解析WIP1基因调控脂肪发生的分子机制提供参考。     

猪circRNAs的系统鉴定及特征分析

旨在系统鉴定猪基因组中的环状RNAs（circular RNAs,circRNAs）,并对其分子特征进行分析。本研究采集长白、通城和五指山猪16个发育阶段（妊娠33、40、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100和105 d的胚胎以及出生后0和10 d）9种不同组织（背最长肌、心、脾、肺、肝、肾、胃、小肠和腿肌）样品,提取RNA再进行等量混合,构建链特异性转录组文库后,利用Illumina Genome Analyzer II平台进行测序,共获得1.18亿条总reads。采用CIRI2软件鉴定circRNAs,再利用生物信息学工具对鉴定的circRNAs进行分子特征分析。结果,共鉴定了8 486条circRNAs,其主要分布在1、6和13号染色体,91%的circRNAs为外显子型,平均长度为350 nt,平均GC含量为47.11%,每条染色体上的circRNAs数目与mRNAs数目显著正相关（R=0.84,P=1.285×10^-5）。最后,筛选出3条与骨骼肌生长发育相关的circRNAs（sus-MYH2_0025、sus-CDK13_0002和sus-FANCL_0003）。分析结果表明,sus-MYH2_0025具有高度的组织特异性,sus-CDK13_0002在猪、人和小鼠中高度保守,sus-FANCL_0003在猪和大鼠中高度保守。本研究利用转录组数据在猪基因组中对circRNAs进行系统鉴定和分子特征分析,为circRNA的功能和机制研究提供了丰富的信息,并为猪分子育种提供新的潜在候选基因。