水稻粒宽突变体gw87的基因定位及候选基因分析

【目的】对水稻粒宽突变体gw87（grain width 87）进行表型鉴定、遗传分析、基因定位及候选基因分析,为探明该基因调控水稻籽粒大小的分子机制及应用潜力奠定基础。【方法】利用甲基磺酸乙酯诱变籼稻恢复系材料676R,获得一份籽粒宽度和千粒重显著增加的突变体gw87。对该突变体进行表型观察、农艺性状调查及外源油菜素内酯（BL）敏感性、叶绿素含量、光合参数测定,了解其表型特征及生理特性。调查gw87与676R杂交F₁的表型和F₂群体的分离情况,分析其遗传行为;选取该群体中的突变植株进行高通量测序,并利用gw87与粳稻品种日本晴杂交的F₂代作为定位群体,通过MutMap分析和分子标记定位,遴选候选基因并进行DNA和cDNA测序验证。利用qRT-PCR分析gw87和676R中BR合成途径基因OsDWARF4、D11和D2的表达差异。【结果】与野生型亲本676R相比,gw87突变体的株高降低,节间缩短,其中,倒一节间长度缩短最大,并呈现出扭曲的形态;叶片长度减少,宽度增加;单株有效穗数、主穗穗长和结实率显著降低,但籽粒宽度和千粒重显著增大。BL敏感性试验显示,gw87突变体幼苗对外源BL的敏感性降低。光合色素和光合参数测定表明,gw87光合色素含量增加,光合速率也有所增加。遗传分析表明gw87的突变性状是由1对隐性核基因控制。MutMap分析显示gw87突变基因位于第5染色体中部,在该染色体区域仅有1个碱基突变引起编码氨基酸变化;分子标记连锁分析表明该突变基因位于InDel标记X2和X3之间约101 kb的染色体区域;综合这两方面分析结果,最后遴选出gw87候选基因是编码一个含有AP2/EREBP DNA绑定结构域的转录因子基因LOC_Os05g32270。对该候选基因进行DNA和cDNA测序验证,发现gw87突变体中该基因DNA的第1 041位的碱基由G突变为A,导致与该位点相邻的76 bp内含子序列被剪接为外显子,引起阅读框移码,蛋白翻译提前终止。qRT-PCR分析显示gw87突变体中BR合成途径基因的表达量显著上调,表明gw87突变体中BR信号减弱。【结论】gw87是smos1、shb、rla1、ngr5的新等位突变体,但与这些突变体表型不同,gw87籽粒的宽度和千粒重显著增加,可能是LOC_Os05g32270的突变位点不同,导致其编码蛋白的功能活性不同所造成。     

Controlling sprouting in potato tubers using ultraviolet-C irradiance

Legislation limiting the use of chlorpropham (CIPC), the major potato sprout suppressant, has led to a need for new technologies to extend storage life of tubers. Ultra violet C (UV-C) has been used postharvest to reduce disease incidence on many crops, yet its use and efficacy as a sprout suppressant has not been investigated. The aim of this project was to identify the optimum dose and treatment timing of UV-C treatment on potato tubers as an alternative method of sprout suppression to reduce the dependence on chemical sprout suppressants. Up to six potato cultivars over two seasons were treated with varying doses of UV-C ranging from 0 to 30 kJ m⁻² either at harvest or at first indication of dormancy break. The tubers were stored at 9 °C and sprout growth and incidence assessed. Treatment with moderate UV-C doses (5–20 kJ m⁻²) suppressed sprout length and sprout incidence in a range of cultivars. Periderm DNA damage and programmed cell death were not detected in response to any of the UV-C doses. The inactive ABA metabolite, ABA-GE, increased in response to 10 or 20 kJ m⁻² within 72 h of treatment. Multivariate analysis showed a negative relationship between ABA metabolites and sprout growth/incidence during storage. This study found that UV-C reduced sprout growth in potato with no deleterious effects on tuber quality. This suggests potential for further development as an alternative or supplement to conventional sprout suppressant technologies.     

鸡脚重性状的全基因组关联分析

鸡(Gallus gallus)脚重性状为鸡产业中的重要经济性状.为了揭示鸡脚重性状的遗传基础,寻找可用于鸡脚改良的分子标记,本研究以核心群京海黄鸡为实验动物,测定其脚重,利用简化基因组测序技术在整个基因组范围内检测与脚重相关的SNPs.共检测到16个与脚重相关的SNPs位点,其中13个集中分布在4号染色体上72.8～77.9 Mb区域;2个SNP位点rs475641139和rs475548810达到5％ Bonferroni全基因组显著水平(P＜5.5E-07),其余位点达到全基因组潜在显著水平(P＜1.1E-05).筛选每个SNP周围1 Mb区域内的基因,共找到9个可能的候选基因,并使用基因本体论(Gene Ontology,GO)数据库对9个候选基因的细胞组分、分子功能和参与的生物学进程进行了分析.结果表明二氢蝶啶还原酶(dihydropteridine deductase,QDPR)基因、LIM域结合蛋白2(LIM domain-binding protein 2,LDB2)基因、类184B家族(family with sequence similarity 184 memberB,FAM184B)基因、复合信号免疫球蛋白J结合蛋白(recombination signal binding protein for immunoglobulin kappa J region,RBPJ)基因、纤维母细胞生长因子结合蛋白2(fibroblast growth factor-binding protein 2,FGFBP2)基因、富亮氨酸重复蛋白5(F-box and leucine-rich repeat protein 5,FBXL5)基因、胆囊收缩素受体A(cholecystokinin receptor type A,CCK1R)基因、肌动蛋白互作蛋白1 (WD repeat containing protein 1,WDR1)基因和类桶状蛋白4(tubby like protein 4,TULP4)9个基因和4号染色体72.8～77.9 Mb区域可能为影响鸡脚重性状的重要候选基因和潜在功能区域.本研究为鸡脚重性状的标记辅助选择提供了理论依据.     

不同生态环境下甘蔗组合的生长表现和适应性

以2017—2018年组配的119个甘蔗组合为材料,分别在广西的南宁、崇左、来宾同时开展组合评价试验,基于锤重性状进行联合方差分析和遗传参数估计,并采用回归分析和AMMI模型对组合进行稳定性分析。结果表明:不同的组合、环境及组合与环境互作在锤重间的差异均达到了极显著水平(P0.01);3个试验点锤重的广义遗传率均属于中等偏低水平;崇左、来宾试验点的锤重变异系数较大,南宁试验点的锤重变异系数较小;643、404、575、972、636、144、YC95、1470、755、409、701、832、YC37、579等组合表现出高产、稳产和适应性广的特性;结合锤重和组合入选率综合分析,组合449、YC127、796、YC44、533、570、YC123、391、546、403、YC90、252在南宁试验点的表现为锤重和组合入选率较高;组合643、212、YC61、432、903、YC95、YC44、368、YC83、YC127、YC112、701、411、YC90、YC123在崇左试验点的表现为锤重和组合入选率较高;组合643、404、449、144、403、YC48在来宾试验点的表现为锤重和组合入选率较高。     

Effect of feeding different sources of selenium on growth performance and antioxidant status of broilers

ABSTRACT

1. This study was conducted to determine the effect of different sources of selenium (Se) on breast and liver tissue deposition, apparent metabolisable energy (AME), growth performance and antioxidant status of broilers, measured as Se content in liver and breast tissues and glutathione peroxidase (GSH-Px) in blood, when used in 0–35 d broiler chicken diets.

2. A total of 200 male Ross 308 broilers were used in the feeding trial, which comprised two dietary phases, a starter from 0 to 21 d and finisher from 21 to 35 d of age. Four treatments with 10 replications each were used. A control diet (C) was formulated that was sufficient in protein and energy (230 and 215 g/kg of crude protein and 12.67 and 13.11 MJ/kg of metabolisable energy, respectively), for both phases, but contained background Se only from the feed ingredients. Diet 2 (IS) was supplemented with 10.35 g/t inorganic, elemental source of Se. Diet 3 (SY) was supplemented with 136.36 g/t selenised yeast, an organic source derived from Saccharomyces cerevisiae. Diet 4 (SS) was supplemented with 0.666 g/t sodium selenite, an inorganic source.

3. Birds fed the SY diet consumed less and weighed less than those fed IS or C (P < 0.05; 0–35 d of age), but there was no difference compared to birds fed SS diets. There were no differences in FCR or dietary AME between broilers fed different Se sources. All diets containing supplementary Se increased concentrations in the liver and breast muscle, and for GSH-Px levels in blood compared to birds fed the C diet (P < 0.001). Birds fed SY diets had greater Se levels in liver and breast tissues compared to birds fed any of the other diets (P < 0.001).

4. Diets supplemented with Se had variable effects on broiler growth performances and antioxidant status. Feeding Se from a yeast source has higher transfer into breast tissues. Feeding different sources and levels of Se to birds in a more challenging situation to induce oxidative stress may bring more conclusive results.     

基于农牧户视角的荒漠化治理中退牧还草技术综合评价——以内蒙古鄂托克旗为例

农牧户作为退牧还草技术的实施者和重要利益相关者,其对技术的感知度和认可度对于调整和完善退牧还草技术具有重要的现实意义。本文以草地荒漠化典型区域——内蒙古鄂托克旗为例,采用主观层次分析法和客观熵权法相结合的方法,构建包括技术成熟度、技术应用难度、技术相宜性、技术效益和技术推广潜力5个方面的退牧还草技术综合评价指标体系,基于农牧户视角对内蒙古鄂托克旗退牧还草技术进行综合评价。结果表明:1)基于农牧户视角的鄂托克旗退牧还草技术综合评价结果为0.469 8,说明农牧户对于退牧还草技术的综合评价处于中等水平,技术满意度一般,技术可持续性较弱。具体表现为农牧户对于技术自身的草地生态系统退化修复功能持以肯定态度,生态效益评价较高;而对于经济效益和技术可持续性评价较低。2)分项退牧还草技术评价结果由高到低的排序为:技术相宜性、技术效益、技术成熟度、技术应用难度、技术推广潜力。3)分区域研究得出,鄂托克旗退牧还草技术综合评价的区域差异性较小。因此,退牧还草技术的综合评价结果能够反映农牧户对于该项技术的满意程度,为退牧还草技术的持续有效实施提供参考。     

略阳乌鸡体重和产蛋数性状遗传参数估计

【目的】略阳乌鸡是陕西省特有的家禽品种,该品种具有体型大、肉质好、氨基酸含量丰富、对林地散养适应性强的优点,但也存在生长缓慢,产蛋性能差的不足。为此,在系统测定略阳乌鸡生产性能的基础上,开展对体重和产蛋性状遗传参数的估计,阐明遗传效应对上述性状的调控作用及性状间的遗传关系,期望为这些性状的选育奠定理论基础。【方法】对略阳乌鸡蛋用系一世代71个半同胞家系799只公鸡和804只母鸡6、10、14、20周龄和开产日龄体重进行测定,以个体为单位记录从开产到31、35和40周龄产蛋数,以四分位数±1.5倍四分位距为界删除异常值,更正性别记录错误。以性别为固定效应,育种值为随机效应用单变量动物模型估计各性状遗传力,用双变量动物模型估计性状间遗传相关,用逆伽玛分布指定育种值和残差项方差先验分布,用贝叶斯算法执行130 000次迭代,弃去前30 000次迭代结果,以100为间隔抽取1 000个估计值获得方差和协方差后验分布,计算各性状遗传力和性状间遗传相关。用R语言PerformanceAnalytics软件包chart.Correlation命令计算性状间表型相关。【结果】略阳乌鸡6、10、14、20周龄公鸡体重为（0.56±0.07）、（1.07±0.13）、（1.56±0.19）、（1.97±0.21）kg,母鸡体重为（0.47±0.06）、（0.86±0.12）、（1.18±0.16）、（1.48±0.19）kg,开产体重为（1.68±0.23）kg;31、35和40周产蛋数为（31.2±11.5）、（42.5±16.7）和（54.7±20.4）枚。体重遗传力随年龄逐渐减小,分别为0.74、0.76、0.63、0.54和0.52,置信区间在0.25—0.33之间。产蛋数遗传力为0.27、0.25和0.26,置信区间在0.35—0.42之间。10、14、20周龄体重间维持中等偏上（0.52—0.68）的遗传相关性,但6周龄体重（0.21—0.52）和开产体重（0.21—0.46）与各时间点体重遗传相关性较弱。体重间遗传相关系数置信区间在0.13—0.34之间。在3个时间点产蛋数间遗传相关系数趋近于1,置信区间在0.03—0.06之间。体重和产蛋数间遗传相关系数均不显著。在时间维度上,各体重性状间表型相关系数在0.43—0.90之间（P<0.001）,产蛋数性状间表型相关系数在0.79—0.94之间（P<0.001）。6—20周龄体重与产蛋数间维持了弱（0.023—0.15）正相关关系,但开产体重与产蛋数存在弱负相关关系（-0.17—-0.14）。【结论】首次估计了略阳乌鸡品种特异性的遗传参数,发现略阳乌鸡体重性状主要受遗传效应调控,而产蛋数性状受环境影响更大,阐明了早期与晚期性状间、体重与产蛋数间的遗传关系,为早期选种和多性状育种奠定了理论基础。这些结果建议在略阳乌鸡群体中对体重性状表型选择有望取得良好效果,但对产蛋数性状应建立纯系利用杂种优势;体重和产蛋数间不存在负遗传相关关系,可同时对两个性状选育提高。     

棉花纤维中木质素的相对分子量

分子量是聚合物的重要特性之一,木质素的分子量及其分布是研究苯丙烷类结构的反应、物理化学特性和评价其改性产物质量的内容之一。本研究以陆地棉TM-1成熟纤维为材料,分别利用酶解-温和酸解木质素法和二氧六环法提取棉纤维中木质素,结合凝胶渗透色谱法(gel permeation chromatography,GPC)调查和评价2种方法获得的棉纤维中木质素的相对分子量。结果表明,经二氧六环处理提取的棉花纤维中的木质素(dioxane lignin,DL)的重均分子量为2924g mol~(–1)、数均分子量2403 g mol~(–1),略高于由酶解-温和酸解处理提取的木质素(enzymatic hydrolysis-mild acidolysis lignin,EMAL)的重均分子量(2169 g mol~(–1))和数均分子量(1970 g mol~(–1)),EMAL的多分散系数稍低,说明木质素的均一性比DL高。表明EMAL法提取的木质素更适用于分析棉纤维中木质素的相对分子量。利用EMAL法分析棉纤维中木质素相对分子量表明,不同棉花品种的木质素重均分子量分布范围为938~2169 g mol~(–1),数均分子量分布范围为857~1970 g mol~(–1),多分散性系数在1.09~1.74间,均小于2。重均分子量与纤维马克隆值呈显著负相关,数均分子量与纤维长度呈显著负相关,与纤维马克隆值呈极显著负相关。     

玉米粒重一致性QTL整合图谱的构建及元分析

为进一步研究候选基因发掘、克隆以及基因组结构,在生物信息学基础上,利用公共网络资源上已发表的149个玉米粒重相关QTL位点信息,初步探讨了玉米粒重"一致性"QTL发掘。结果表明:构建出一个包含了80个玉米粒重QTL位点的整合图谱,并在第7染色体上确定出一个"一致性"QTL,由标记bcd349和gpm760a界定,置信区间为463.29~505.50,间距42.21cM。