疣粒野生稻保护、遗传特性及利用研究进展

疣粒野生稻(Oryza meyeriana Baill.)是稻属中保存较多原始性状特征的种类,对病害、虫害及非生物胁迫的抗性良好,尤其是高抗白叶枯病,蕴含大量优良基因,既可作为抗病、抗虫、耐旱和耐盐碱基因发掘及水稻育种的优良抗源材料,也可作为稻作高蛋白、高赖氨酸等改良稻米品质育种的优异种质资源;但疣粒野生稻(GG基因组)与栽培稻(AA基因组)亲缘关系较远,其遗传特性研究和发掘利用远落后于普通野生稻等其他野生稻.文章通过综述疣粒野生稻分类和命名、优异性状、遗传特性及其在水稻种质资源创新与利用等方面的研究进展,并探讨疣粒野生稻研究和利用过程中存在的困难,指出当前疣粒野生稻赖以生存的原生境不断遭到破坏,其生存形势已十分严峻,若现存的居群得不到有效保护,将会造成更多的资源流失;此外,疣粒野生稻基因组的复杂程度限制了其功能基因及基因家族的研究,同时增加了同源基因克隆的难度和准确度,致使疣粒野生稻有利基因的发掘和利用进程缓慢,以疣粒野生稻为亲本的育种研究非常有限.因此,今后要从以下3个方面加强疣粒野生稻研究:(1)重视疣粒野生稻的保护,加强保存、保护措施研究;(2)借助现代生物技术,包括第三代高通量测序技术、蛋白组学分析和代谢组学技术等开展疣粒野生稻优异性状调控机理研究,加强抗病、抗虫、耐旱及耐阴等功能基因的发掘.(3)加强疣粒野生稻杂交障碍和杂交后代不育研究,寻求克服杂交障碍及挽救杂交后代的方法,促进疣粒野生稻在水稻育种中的应用.     

OsHemA gene,encoding glutamyl-tRNA reductase(GluTR) is essential for chlorophyll biosynthesis in rice(Oryza sativa)

Chlorophyll(Chl) biosynthesis is essential for photosynthesis and plant growth. Glutamyl-tRNA reductase(GluTR) catalyzes glutamyl-tRNA into glutamate-1-semialdehyde(GSA) and initiates the chlorophyll biosynthesis. Even though the main role of GluTR has been established, the effects caused by natural variations in its corresponding gene remain largely unknown. Here, we characterized a spontaneous mutant in paddy field with Chl biosynthesis deficiency, designated as cbd1. With intact thylakoid lamellar structure, the cbd1 plant showed light green leaves and reduced Chl and carotenoids(Cars) content significantly compared to the wild type. By map-based gene cloning, the mutation was restricted within a 57-kb region on chromosome 10, in which an mPingA miniature inverted-repeat transposable element(MITE) inserted in the promoter region of OsHemA gene. Both leaf color and the pigment contents in cbd1 were recovered in a complementation test, confirming OsHemA was responsible for the mutant phenotype. OsHemA was uniquely predicted to encode GluTR and its expression level was dramatically repressed in cbd1. Transient transformation in protoplasts demonstrated that GluTR localized in chloroplasts and a signal peptide exists in its N-terminus. A majority of Chl biosynthesis genes, except for POR and CHLG, were down-regulated synchronously by the repression of OsHemA, suggesting that an attenuation occurred in the Chl biosynthesis pathway. Interestingly, we found major agronomic traits involved in rice yield were statistically unaffected, except for the number of full grains per panicle was increased in cbd1. Collectively, OsHemA plays an essential role in Chl biosynthesis in rice and its weak allele can adjust leaf color and Chls content without compromise to rice yield.     

Application of imidacloprid controlled-release granules to enhance the utilization rate and control wheat aphid on winter wheat

During winter wheat production, aphids need to be controlled with pesticides for the entire growth period. Controlled-release technology has been regarded as an alternative method for the improvement of pesticide efficiency. This study investigated two types of imidacloprid controlled-release granule (CR-GR): 2% imidacloprid CR-GR and 0.2% imidacloprid pesticide-fertilizer controlled-release granule (PF-CR-GR) when wheat was sown in winter. The release performance, utilization rate, terminal residues in edible parts, control effect on aphids, and achieved winter wheat yield were evaluated for both laboratory experiments and field application. Imidacloprid PF-CR-GR released more quickly in aqueous medium than CR-GR because of its good water solubility. After CR-GR treatments, the concentrations in wheat roots and soil were similar throughout the entire sampling period, and the concentrations in shoots were about 10–20% of those in roots. Imidacloprid was better absorbed when CR-GR was used as root treatment, compared with foliar treatment. Field application showed that imidacloprid CR-GR and PF-CR-GR controlled aphids throughout the entire growth period of winter wheat and improved the wheat yield. These findings identified application of imidacloprid CR-GR and PF-CR-GR on winter wheat as an effective way to enhance the pesticide utilization rate and ensure adequate yield. This paper provides a theoretical basis for the scientific use of pesticides and guides scientific pesticide application.     

基于SLAF-seq技术鉴定苹果砧木耐涝候选基因

【背景】苹果（Malus×domestica Borkh）是我国主要栽培果树树种之一,但部分苹果产区由于夏、秋季的大量集中降雨和排水不良等造成果园涝害频繁发生,导致苹果树叶片黄化、脱落,果实品质和产量下降。【目的】鉴定苹果耐涝相关基因,为苹果耐涝分子标记辅助育种和优质高产栽培提供依据。【方法】以耐涝苹果砧木G41和不耐涝苹果砧木新疆野苹果（M. sieverii (Ledeb) Roem.）及其构建的包含495个F₁杂交后代为材料,从F₁杂交群体中挑选出耐涝和不耐涝株系各50株,构建两个极端性状DNA混池,采用简化基因组测序（SLAF-seq）技术,开发SLAF标签和SNP标记,结合苹果基因组信息和遗传关联性分析,对苹果耐涝基因进行定位及候选基因预测,并对候选基因在耐涝差异的株系中进行淹水胁迫下的表达分析。【结果】以‘金冠’苹果为参考基因组,共开发119 072个SLAF标签,其中多态性SLAF有11 133个。通过序列分析和检测SNP位点,共获得6 237 071个SNP,其中高质量SNP有170 617个。通过ED和SNP-index方法关联分析,获得一个与耐涝性状紧密关联的候选区域,位于苹果第10号染色体1.94—3.25 Mb,关联区域大小为1.31 Mb,关联区域内包含120个基因。对该区域内基因进行功能注释,发现一个与呼吸代谢相关的基因—乙醇脱氢酶基因ADH1（MD10G1014500）,在淹水处理后1、2、4和6 d,该基因在耐涝植株中的表达量显著高于不耐涝植株。【结论】将苹果耐涝基因定位于第10号染色体1.94—3.25 Mb处,筛选到可能与苹果耐涝相关的候选基因MD10G1014500,可用于苹果耐涝基因的克隆和功能解析。     

免疫层析技术及应用的研究进展

免疫层析技术是一类以纳米级标记物探针作为示踪和标记物的检测技术。此类技术除了具有操作简易、反应迅速和时耗较短等特点外,还兼具低成本和高特异性,尤其适用于临场检测。免疫层析技术的发展随着时代需求也在不断加速和更新,现以经典的胶体金免疫层析技术为基础,综述时间分辨与镧系元素荧光免疫层析、荧光微球免疫层析、量子点免疫层析、纳米模拟酶免疫层析及结合新技术的免疫层析的原理、研究进展和临床应用,并对免疫层析技术的未来发展做出展望。     

纳米硒对氟化钠诱导小鼠肝组织细胞凋亡的影响

旨在探究纳米硒对氟化钠诱导肝细胞凋亡的影响，40只28日龄昆明小鼠（25 g±2 g）适应性饲养7 d后，随机分为对照组（Control，生理盐水）、氟化钠组（NaF，24 mg·kg^-1）、纳米硒组（Nano-Se，1 mg·kg^-1）、纳米硒治疗组（NaF+Nano-Se，24 mg·kg^-1 NaF+1 mg·kg^-1Nano-Se），每组10只，灌胃给药，试验周期为28 d。通过HE染色评价小鼠肝细胞的病理损伤，Tunel染色评估肝细胞凋亡水平，免疫荧光，Western blot，RT-qPCR检测凋亡相关基因蛋白的表达水平。结果表明：1）纳米硒有效缓解了氟化钠处理引起的肝细胞肿胀、空泡变性以及核碎裂等现象，下调Bax、Caspase3/9及蛋白P53、Caspase3等凋亡发生相关基因的表达，提高了Bcl-2/Bax的表达水平（P<0.05）；2）Tunel染色结果显示，氟化钠处理显著提高了细胞的凋亡率（P<0.01），纳米硒可有效减少细胞凋亡的发生（P<0.05）；3）Cyt-C在氟化钠组表达水平较对照组显著升高（P<0.05），而在纳米硒治疗组的表达呈下降趋势。综上所述，纳米硒通过调控凋亡相关因子的表达能有效缓解氟化钠诱导的小鼠肝细胞凋亡。     

光伏与农业结合的相关研究综述

搜集了光伏与农业结合的相关文献,将其梳理为3个方面:光伏在农业中的应用、农光互补和光伏农业,进而对这3个方面的研究进行了综述.研究发现,光伏在农业中的应用主要用于解决农业生产中的能源短缺以及绿色生产等问题;农光互补则不同,它更加注重光伏发电与农业生产的相互影响、竞合关系以及耦合共生;而光伏农业是我国特有的提法,其含义包括光伏在农业中的应用和农光互补2个方面.未来的研究可从产业共生视角进行,分析光伏产业与农业共生融合的经济、社会和环境效应.     

山羊TNNT3基因可变剪切及其对骨骼肌细胞分化的作用

【目的】快速骨骼肌肌钙蛋白T（fast skeletal troponin T3,TNNT3）作为肌钙蛋白(troponin, Tn)家族成员,调节横纹肌收缩、参与骨骼肌的生长发育并影响家畜肉质性状。通过获得山羊TNNT3基因的可变剪切体,分析山羊TNNT3基因可变剪切的表达模式及其在肌细胞分化中的作用,深入解析TNNT3基因在山羊骨骼肌生长发育过程中的作用机制。【方法】基于NCBI已公布山羊TNNT3基因（NM_001314210.1）和牛TNNT3基因（XM_010821200）mRNA序列,使用软件Primer Premier 6.0设计引物,以简州大耳羊胚胎期和出生后7个阶段骨骼肌为试验材料,克隆测序获得山羊TNNT3基因的CDS区可变剪切体,利用软件ORF Finder、EditSeq、DNAMAN、ClustalW和MEGA_X_10.1.8等对序列进行生物信息学分析;进一步设计实时荧光定量（real-time PCR,RT-qPCR）及半定量引物,研究TNNT3基因剪切体在7个不同组织（背最长肌（longissimus dorsi muscle,LD）、半膜肌（semimembranosus muscle,SM）、心、肝、脾、肺、肾）和7个发育阶段（胚胎期E75、E90、E105和出生后B3、B45、B150、B300）肌肉组织（背最长肌和半膜肌）中表达模式;此外,对转录本TNNT3_3进行体外编码能力检测确定其具有编码蛋白的能力,并在山羊骨骼肌卫星细胞（skeletal muscle satellite cells,MuSCs）中过表达,观察细胞形态变化以及检测标志基因的表达变化,研究其对山羊MuSCs分化的作用。【结果】①TNNT3（NM_001314210.1）CDS区全序列主要含有18个外显子,其中外显子16/17相互排斥,转录后单一表达。克隆发现山羊TNNT3基因 5个新转录本（TNNT3_1—5）,其外显子数分别是15、15、20、16、14。②生物信息学分析结果显示山羊TNNT3基因核苷酸序列和氨基酸序列与绵羊、牛、猪等哺乳动物具有很高的一致性,而与鱼类和爬行类动物的一致性较低,说明TNNT3基因序列在哺乳动物高度保守。③TNNT3 mRNA在背最长肌、半膜肌、心、肝、脾、肺、肾7个组织中都有表达,其中在骨骼肌中高度富集(P < 0.01),心脏及肺次之,其余组织中较低;TNNT3 mRNA在背最长肌和半膜肌中的表达始终处于一个动态变化中,胚胎期TNNT3在半膜肌的表达量高于背最长肌（P<0.05）;出生后则背最长肌中高于半膜肌（P<0.05）。④山羊TNNT3基因转录本TNNT3_3重复出现保守的外显子9—11（138bp）,体外翻译实验显示其可编码蛋白且蛋白大小与预期基本相符（37 kD）;相较于对照组,在山羊MuSCs中过表达该转录本使肌分化标志基因Myomaker、MyoG和MyH4 mRNA极显著升高(P < 0.01)。【结论】获得了山羊TNNT3基因具有完整CDS区5个新可变剪切体,TNNT3主要在肌肉组织（背最长肌和半膜肌）中高表达,在哺乳动物中高度保守且促进成肌分化。初步表明TNNT3基因在动物肌肉生长发育中具有重要的生物学功能。     

湖南甘薯产业发展现状、问题及对策

从湖南省甘薯种植发展趋势入手,剖析了近年来湖南省甘薯产品功能从饱腹鲜食向多样化需求转变、产业布局由边远山区向经济发达地区拓展以及产业发展由单一粗放向规模化优质化转变的发展现状,指出了当前甘薯产业发展过程中存在产业发展缺乏顶层设计、种薯种苗繁育体系空白、基础设施建设滞后、产业化发展程度不高和科技支撑服务能力不足等问题,基于这些问题,提出了加强规划引领、构建现代种业体系、加强基础设施建设、推动全产业链发展、强化科技推广服务、加大政策扶持力度等推进甘薯产业高质量发展的对策.     

安徽南陵地区土壤养分丰缺状况研究

以安徽南陵地区土壤大量养分元素为主要研究对象,通过对区内土壤样品的采集与测试,统计分析土壤氮、碱解氮、磷、有效磷、氧化钾、速效钾等的含量特征,并对其分布特征加以研究,最终开展研究区土壤养分地球化学综合等级评价.结果表明,土壤氮和碱解氮在研究区内以丰富为主,且两者相关性较好,相关系数高达0.85,可能与土地利用类型有关;磷及有效磷在区内主要表现为较缺乏-缺乏,两者相关性较差,可能与磷在土壤中的存在形式及人为活动有关;氧化钾在区内分布主要表现为较丰富-中等-较缺乏3种,呈正态分布,孤峰河两侧分布差异明显,速效钾在区内零星分布,特征不明显;区内土壤养分地球化学综合评价结果以三级(中等)土壤为主,占研究区总面积的58.45％.