利用CRISPR/Cas9系统编辑日本结缕草ZjSGR基因技术研究

日本结缕草(Zoysia japonica)是一种常见的具有众多优良性状的暖季型草种,秋冬季节在我国北方地区会较早出现叶片脱绿现象,在一定程度上限制了日本结缕草在北方的大面积使用。ZjSGR是从结缕草中分离出来的一种衰老诱导基因,负调控叶片滞绿性状。本研究利用CRISPR/Cas9系统,通过基因枪介导的遗传转化方法实现对日本结缕草ZjSGR基因的编辑,经测序验证获得1株单碱基缺失突变植株。突变植株叶片深绿,在正常生长温度(28~30℃)条件下,和对照相比,叶绿素含量更高(P<0.05)。本研究为进一步阐述ZjSGR基因在日本结缕草滞绿性状调控中的作用机理提供了基础研究材料,也为培育日本结缕草滞绿品种育种工作奠定了基础。     

卷丹转基因体系构建及岷江百合LrCCoAOMT的导入

以卷丹（Lilium lancifolium Thunb.）无菌小鳞片为试材，通过切片处理、优化农杆菌侵染浓度与时间以及重悬液和共培养基成分，构建农杆菌介导的高效遗传转化体系。结果表明，MS + 1.5 mg ? L-1 6-BA + 0.5 mg ? L-1 NAA + 30 g ? L-1蔗糖是切片芽分化的最佳培养基，添加100 mg ? L-1抗坏血酸能有效抑制褐化并促进不定芽增殖。MS + 2.0 mg ? L-1 NAA + 30 g ? L-1蔗糖是生根诱导的最佳培养基。抗生素敏感性测试发现，培养基中添加Kan 100 mg ? L-1或Hyg 75 mg ? L-1 结合Cef 400 mg ? L-1适宜抗性筛选。GUS染色分析表明，以去除大量元素的改良MS + 100 μmol ? L-1 AS和去除大量元素的改良MS + 1.0 mg ? L-1 6-BA + 1.0 mg ? L-1 NAA + 100 μmol ? L-1 AS为重悬液和共培养基，将切片在农杆菌菌液浓度OD600为0.4，侵染15 min，获得81.72% 瞬时转化率和25.2% 稳定遗传转化率。将岷江百合LrCCoAOMT转化卷丹，分子检测和GUS染色分析表明已获得转基因阳性株系。     

Development and identification of glyphosate-tolerant transgenic soybean via direct selection with glyphosate

Glyphosate-tolerant soybean is the most widely planted genetically modified crop worldwide. However, soybean remains recalcitrant to routine transformation because of the low infection efficiency of Agrobacterium to soybean and lack of useful selectable markers. In this study, several Agrobacterium strains and cell densities were compared by transient expression of the GUS gene. The results showed that Agrobacterium strain Ag10 at cell densities of OD_(600) of 0.6–0.9 yielded the highest infection efficiency in Agrobacterium-mediated soybean cotyledonary node transformation system. Meanwhile, a simple and rapid method was developed for identification of glyphosate tolerance in putative T_0 transgenic plants, consisting of spotting plantlets with 1 μL Roundup~?. The whole cycle of genetic transformation could be shortened to about 3 mon by highly efficient selection with glyphosate during the transformation process and application of the spot assay in putative T_0 transgenic plantlets. The transformation frequency ranged from 2.9 to 5.6%. This study provides an improved protocol for development and identification of glyphosate-tolerant transgenic soybeans.     

国内土壤环境污染防治进程及展望

综述以中国2005—2019年土壤污染防治进程的3个阶段为主线,总结土壤污染防治发展过程中管理模式、治理体系、管控要求、机构改革、立法支持等5个方面重要转变,分析国家和地方土壤环境保护标准、法律法规政策和主要土壤污染治理成效。针对国内土壤污染防治未来发展趋势,从完善土壤环境标准及管理制度、建设监测及预警大数据平台、加强土壤生态环境国际合作、持续推进土壤修复技术攻关和先行区经验推广等方面提出建议,以期为生态环境高水平保护和经济社会高质量发展提供参考。     

驯食配合饲料的大口黑鲈3个选育世代的遗传多样性分析

为了检测驯食配合饲料的大口黑鲈(Micropterus salmoides)3个选育世代群体遗传多样性水平变化,利用微卫星标记技术对驯食配合饲料大口黑鲈选育基础群体(Sp0)和第二、三和四代选育群体(Sp2、Sp3和Sp4)共240尾样品进行检测。结果显示,18个微卫星位点共获得44个等位基因。Sp0、Sp2、Sp3和Sp4的平均观测杂合度(H_o)分别为0.4895、0.4802、0.4579和0.4206,平均期望杂合度(H_e)分别为0.4615、0.4454、0.4621和0.3916,平均多态信息含量(PIC)分别为0.3791、0.3659、0.3764和0.3257。4个群体间的配对比较群体间遗传分化指数(F_(st))值在0.01612～0.16162之间、遗传距离(D_a)在0.0249～0.1434之间。遗传变异来源(AMOVA)分析显示,只有8.38%的变异来自于群体间,其余遗传变异均来自于个体间。研究表明,经连续多代选育之后,易驯食配合饲料的快长大口黑鲈选育群体具有中度遗传多样性,具备选育潜力,可继续进行选育。     

土壤游离氧化铁高光谱特征与定量反演

【目的】建立基于可见-近红外光谱的土壤游离铁精确预测模型,简单、快速、经济地预测土壤游离铁,有助于研究土壤发生和分类。【方法】采集广西壮族自治区的铁铝土、富铁土、淋溶土和雏形土等82个旱地土壤剖面的B层土壤,进行室内土壤化学分析、光谱测定,分析不同光谱变换后的光谱反射率与土壤游离铁含量的相关性。基于特征波段利用偏最小二乘回归(PLSR)和逐步多元线性回归(SMLR)法建立土壤游离铁含量光谱预测模型,通过决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和相对预测偏差(PRD)确定最优模型。【结果】土壤光谱曲线分别在457、800和900 nm波段附近有明显的游离铁吸收和反射峰特征;土壤游离铁含量与原始光谱反射率呈负相关;原始光谱经过微分变换后,游离铁含量与光谱反射率相关性显著提高;基于400～580和760～1 300 nm特征波段和一阶微分光谱变换的SMLR模型预测精度最高,其验证集的R2和RPD分别为0.85和2.62,RMSE为8.41 g·kg~(-1)。【结论】将可见近红外光谱技术应用于土壤游离铁含量高效快速地预测具有良好的可行性。广西旱地土壤光谱反射率与土壤游离铁含量具有高度的相关性,应用逐步多元线性回归方法可以很好地建立土壤游离铁含量反演模型。     

我国玉米生产现状及发展变革

近年来，随着农业供给侧结构性改革的实施，玉米价格回落，玉米生产出现了高生产、高库存、效益低、卖粮难等突出问题，农民种植积极性受挫，玉米生产面临变革。未来玉米产业如何定位、如何发展，种植面积调减只是第一步，更为重要的是对玉米生产各环节的优化和升级。通过梳理我国当前玉米生产、消费和需求现状，从农业种植结构、劳动力结构变化、生产经营方式、品种创新、质量安全、生产潜力提高等方面进行了分析研究，提出了优化产业结构、稳定玉米生产，适应劳动力变化、加快土地集中耕种、提高种植效益，加快玉米品种原始创新、培育多元优质高效型品种，多措并举、提高玉米安全质量，种养结合、培肥地力、持续提高玉米生产潜力等具体措施。最终实现多元、优质、高产、高效及生态、智慧、可持续的玉米生产现代化。     

盐渍化灌区节水改造后土壤盐分时空变化规律研究

为探明沈乌灌域节水改造后因地下水水位变化造成的土壤盐分重分布规律,采用区域土壤信息定点监测,并结合经典统计学、空间插值、缓冲区分析和空间自相关分析方法,研究节水改造前后沈乌灌域土壤盐分空间变异、时空分布规律及不同改造年限区域土壤盐分变化差异。结果表明:节水改造后,秋浇前土壤整体含盐量平均降幅7. 30%,秋浇水量减少,秋浇后土壤盐分淋洗效果减弱9. 26%;空间上,土壤盐分高值区(大于6 g/kg)多位于地下水埋深较浅的东北和南部区域,低值区(小于2 g/kg)位于西南和东部沙区。节水改造后,秋浇前土壤盐分全局Moran’s I指数平均增幅为5%,空间相关性增强;秋浇水量减少,全局Moran’s I指数变化不显著,秋浇作用对土壤盐分空间自相关影响度减弱。由LISA集聚分析可知,改造后、秋浇前南部高-高显著区向不显著和高-低区转变,秋浇后南部集聚特征仍十分显著,存在盐渍化风险,改造后仍是盐渍化防治重点区域。针对中度耐盐作物,沈乌灌域耕层作物生长安全区和深层非盐渍土面积比例分别为49. 66%和71. 57%;改造后,秋浇前耕层作物生长安全区和深层非盐渍土分别增加4. 82、1. 85个百分点,秋浇后,耕层作物生长安全区面积增幅下降5. 02个百分点,深层变化不显著。不同距离缓冲区对平均土壤含盐量的解释能力较强,长期改造区和短期改造区受渠道影响半径分别为1. 5 km和0. 7 km,长期改造区缓冲区内平均土壤含盐量下降速率高于短期改造区,均一化程度较高。综上所述,节水改造工程实施后,土壤盐渍化程度减轻,作物生长安全区面积增加,表聚作用弱化,秋浇水量减少,土壤盐分淋洗效果减弱,土壤环境有所改善。     

苦荞粒形相关性状的遗传分析

利用籽粒大小差异较大的2个苦荞品种的杂交后代开展了与产量具有密切关系的粒形相关性状的遗传规律及其性状间的相关性分析。结果表明,F₂和F₃群体的粒长、粒宽、长宽比和千粒重表现值范围都超过亲本的表现值,并且粒长、粒宽和长宽比的变异系数均小于10%,千粒重的变异系数大于10%。另外,粒长、粒宽、长宽比和千粒重的加性方差均大于显性方差,广义遗传率在F₂和F₃代中分别为0.77~0.82和0.82~0.85,固定遗传率都达到0.80以上。粒形性状间的相关性分析结果表明,粒长、粒宽和千粒重相互间都存在极显著的正相关,粒宽和千粒重,粒长和长宽比的遗传相关系数较大。以上结果表明,具有较高遗传率的粒形相关性状可以在后代早期进行选择,但由于这些性状是数量性状而且受多个基因的控制,因此建议继续繁殖后代到基因型稳定,同时考虑性状间的相关性选拔最为有效。