沙蒿多糖组合制剂对滩羊羔羊瘤胃菌群多样性的影响

本试验旨在研究沙蒿多糖不同组合制剂对滩羊羔羊瘤胃菌群多样性的影响。选择健康、体重相近的断奶滩羊公羔60只,按体重随机分为4个组,每组15只羊。对照组饲喂基础饲粮,试验1组、试验2组和试验3组分别饲喂在基础饲粮中添加5.5 g/d沙蒿多糖+5.5 g/d包被丁酸钠、5.5 g/d沙蒿多糖+5.5 g/d丁酸甘油酯和5.5 g/d沙蒿多糖+1.1 g/d莫能菌素的试验饲粮。预试期为15 d,正试期为60 d。结果表明:1)与对照组相比,试验1组和试验2组滩羊瘤胃液乙酸、丁酸、总挥发性脂肪酸浓度和乙酸比例显著提高(P<0.05)。2)试验2组的Chao1指数显著高于对照组(P<0.05),试验2组的Shannon指数和Simpson指数有高于对照组的趋势(0.05≤P<0.10)。3)门水平上,与对照组相比,试验1组瘤胃液中软壁菌门的相对丰度显著升高(P<0.05),厚壁菌门和丝状杆菌门的相对丰度有升高的趋势(0.05≤P<0.10);试验2组瘤胃液中绿弯菌门的相对丰度显著升高(P<0.05),而疣微菌门的相对丰度有升高的趋势(0.05≤P<0.10);试验3组瘤胃液中蓝藻菌门和互养菌门的相对丰度显著升高(P<0.05)。4)属水平上,与对照组相比,试验1组瘤胃液中理研菌科RC9的相对丰度显著降低(P<0.05),解琥珀酸菌属和丹毒丝菌属的相对丰度显著升高(P<0.05);试验2组瘤胃液中Sharpea的相对丰度显著降低(P<0.05),假丁酸弧菌属的相对丰度显著升高(P<0.05);试验3组瘤胃液中理研菌科RC9和Sharpea的相对丰度显著降低(P<0.05),互营球菌属的相对丰度有增加的趋势(0.05≤P<0.10)。由此可见,饲粮添加沙蒿多糖组合制剂均可提高滩羊羔羊菌群多样性,改善瘤胃微生物区系,且以添加沙蒿多糖+包被丁酸钠的效果最好。     

利用CRISPR/Cas9技术编辑BADH2-1/BADH2-2创制香米味道玉米新种质

【目的】香味是作物的重要食味品质之一。2-乙酰-1-吡咯啉（2-acetyl-1-pyrroline,2-AP）是主要香味物。BADH2是控制水稻等作物香味性状的关键基因,敲除该基因可以产生香味稻米。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术在北京市农林科学院自育的玉米骨干亲本京724上敲除BADH2同源基因,以期获得有香米味道的玉米新种质材料。【方法】利用Ensembl数据库在线BLAST工具,将水稻OsBADH2蛋白序列在拟南芥、水稻和玉米蛋白序列数据库中进行序列比对,获得上述3个物种的BADH基因家族成员,并利用UniProt蛋白数据库中的结构域信息进行验证。进一步使用MEGA软件进行系统进化分析,获得玉米BADH2同源基因作为候选编辑靶标。基于CRISPR/Cas9基因编辑技术的原理,在候选基因的外显子处设计特异性靶点,并构建入CRISPR/Cas9基因编辑载体。再以玉米自交系京724为受体,利用农杆菌介导的遗传转化方法,通过磷酸甘露糖异构酶基因（phosphomannose isomerase,PMI）抗性筛选获得阳性转基因植株。转基因株系经测序明确其在靶基因中产生的突变类型。利用气相色谱质谱联用仪（gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）检测基因编辑株系T₁籽粒中香米主要香味物质2-AP的含量,以确认京724在基因编辑前后2-AP含量的变化。【结果】系统进化分析发现,玉米中存在2个BADH2同源基因,分别命名为ZmBADH2-1和ZmBADH2-2。ZmBADH2-1位于第4染色体,ZmBADH2-2位于第1染色体。2个基因均包含15个外显子和14个内含子,第4外显子间的核苷酸序列高度同源。在2个基因的第4外显子区域设计靶点并构建入CRISPR/Cas9基因编辑载体,通过遗传转化获得28株转基因株系。PCR扩增及测序分析结果显示,其中10株材料的2个ZmBADH2s在靶点区域均发生突变,突变基因型包括双等位突变和多等位突变,突变类型为不同数量的碱基缺失和插入。质谱检测结果显示玉米ZmBADH2双基因突变体籽粒中存在与香稻同样成分的2-AP。随机选取的4个T₁代基因编辑株系籽粒中,2-AP平均含量分别为438.29、404.63、348.65和161.82 μg·kg^-1,而未经过编辑的京724中未检测到2-AP。【结论】利用CRISPR/Cas9技术对玉米ZmBADH2-1和ZmBADH2-2同时进行定点敲除,创制出籽粒中具有香米味道的玉米骨干亲本新种质材料。     

高温催芽技术对水稻种子发芽及秧苗素质的影响

根据高温催芽机促进水稻种子发芽机理,设计不同温度处理对种子发芽情况进行研究,并对不同时期秧苗素质(发芽率、出苗整齐度、干物质量等指标)进行分析,探明其与常规催芽方式的差异.结果表明:温度较高的处理(50℃和60℃)较对照种子根发根速度快,同时壮苗比例也有明显的提高;高温处理对水稻干物质积累分配有明显差异,地上部茎叶的分配比例(21.95％)要明显高于地下部根系(15.31％),更有利于促进秧苗地上部的生长.大田试验表明,60℃处理的水稻种子发芽率比对照下降5％,但壮苗率增加3.5％,田间出苗整齐,秧苗壮,成熟期水稻产量及其结构明显高于常规种子处理.     

花生壳黄酮的提取纯化工艺

本文采用酶法预处理结合超声波辅助提取的方式，最大程度地提高了花生壳总黄酮的得率，并优化大孔树脂纯化工艺，提高了有效成分的纯度。花生壳黄酮的最佳提取工艺为：花生壳粉与水混合，半纤维素酶与木聚糖酶按1:1（m/m）复配，用量0.25‰，50℃酶解30 min后，按料液比1:20（m/V）加入乙醇至终浓度60%，于功率1000 W，55℃超声波辅助提取60 min，花生壳总黄酮的得率约为2.5%。选用D101型大孔树脂，上样缓冲液为pH 5.0的60%乙醇溶液，洗脱液为pH 10.0的70% 乙醇溶液，上样与洗脱流速为0.75 BV/h和1.5 BV/h。纯化后的花生壳总黄酮和木犀草素的纯度分别为10.54%和5.85%，提高了90%和120%。     

小麦Glu-3位点基因拷贝数的变异分析

【目的】基因拷贝数变异是一种常见又重要的基因结构变异,往往影响个体表型。低分子量麦谷蛋白（low-molecular-weight glutenin subunit,LMW-GS）是小麦贮藏蛋白的主要组成部分,位于Glu-3位点。小麦作为异源六倍体,其庞大且复杂的基因组结构导致难以利用传统方法检测目的基因的拷贝数,针对小麦基因组,筛选可靠稳定的内参基因和体系,探索适合复杂基因组的拷贝数变异测定技术,测定Glu-3位点LWM-GS基因拷贝数。【方法】以Acc1为内参基因,根据基因序列设计内参引物和探针,通过定性和定量PCR测定内参基因在12个普通小麦品种中的拷贝数,分析该基因拷贝数在不同品种间的稳定性;又以小麦品种篙优2018的5个稀释浓度的基因组DNA为模板,利用qRT-PCR验证Acc1内参系统的重复性和准确性;根据Glu-A3位点LMW-GS基因序列设计特异性引物及探针,利用qRT-PCR和ddPCR 2种方法检测8个小麦品种Glu-A3位点基因拷贝数,比较后选择更优的高通量基因拷贝数检测方法;再根据Glu-B3和Glu-D3位点LMW-GS基因序列设计相应的特异性引物及探针,并利用ddPCR技术检测和分析了231份小麦品种的Glu-A3、Glu-B3和Glu-D3位点上LMW-GS基因拷贝数。【结果】Acc1在12个普通小麦品种间、同一品种5个DNA稀释浓度间的拷贝数测定结果一致,技术重复间的变异系数仅为0.07%—0.77%,所构建的Acc1内参系统稳定;比较qRT-PCR和ddPCR 2种拷贝数检测方法,8个品种所测的Glu-A3位点拷贝数结果一致,分别为3、5、3、4、3、3、3和3;且ddPCR检测重复间的变异系数为0.30%—1.67%,远低于qRT-PCR的3.14%—12.72%,更加可靠;利用ddPCR对231份普通小麦品种的Glu-A3、Glu-B3和Glu-D3位点上LMW-GS基因拷贝检测后分析发现,大多数小麦品种在3个位点上的拷贝数为4,所占频率分别为51.95%、32.03%和28.57%,Glu-3位点总拷贝数变异范围为10—21,变异系数为16.12%。【结论】Acc1内参系统具有良好的稳定性和重复性,可以用作小麦Glu-3位点和其他目的基因拷贝数检测的内参;qRT-PCR和ddPCR均可用于小麦基因拷贝数的检测,但后者更稳定、可靠,且操作简单、检测通量高。     

土壤管理措施对坡耕地侵蚀退化耕层的恢复作用

【目的】紫色土坡耕地土壤侵蚀严重,研究土壤管理措施对不同侵蚀程度坡耕地耕层侵蚀恢复作用,为紫色土坡耕地耕层质量调控和坡耕地持续利用提供理论及实践依据。【方法】采用单因素方差分析（One-way ANOVA）检验各指标的差异显著性,研究不施肥（CK）、施化肥（F）、施生物炭+化肥（BF）3种土壤管理措施对侵蚀0 cm（S_-0）、侵蚀5 cm（S_-5）、侵蚀10 cm（S_-10）、侵蚀15 cm（S_-15）、侵蚀20 cm（S_-20） 5个不同侵蚀程度坡耕地耕层土壤属性的恢复作用。【结果】（1）随侵蚀程度增加,土壤砂粒含量由38.1%—42.4%逐渐增至44.2%—46.4%,土壤黏粒含量由12.6%—14.8%逐渐减少至9.6%—11.0%;与S_-0、S_-5、S_-10相比,S_-15、S_-20土壤容重显著增大;S_-10侵蚀程度下,土壤抗剪强度最大,在8.71—9.56 kg·cm^-2之间;F、BF处理下S_-15侵蚀程度的土壤稳定入渗率、平均入渗率降幅均最大。（2）不同管理措施下坡耕地耕层土壤属性差异显著,BF处理下土壤砂粒含量小、黏粒含量最大,0—10 cm、10—20 cm土层土壤容重显著低于CK（P<0.05）,土壤总孔隙度、毛管孔隙度均显著高于CK、F处理;BF处理下土壤初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率均最大,CK处理最小;与CK处理相比,BF处理土壤抗剪强度显著增大。（3）随侵蚀程度增加,土壤可蚀性K值显著下降,与S_-0相比,S_-20侵蚀程度下土壤可蚀性K值下降0.1960%—0.2192%;BF处理下土壤可蚀性K值最大,F处理次之,CK最小;S_-10侵蚀程度下F、BF处理的K值均较CK增加幅度最大,分别增加0.0684%、0.1404%。【结论】施加生物炭+化肥在改善土壤物质组成、结构特征、提高土壤蓄渗性能等方面较单施化肥效果更为显著,可有效减轻紫色土坡耕地耕层土壤侵蚀,对侵蚀10 cm条件下的坡耕地耕作层（0—20 cm）土壤的改良效果最佳。     

笼养蛋鸡发酵床垫料对水稻生长与产量的效应

为研发笼养蛋鸡发酵床垫料作为杂交稻制种生长基肥,以及了解其对水稻生产性状及收后土壤的改良效应,采用人工接种地衣芽孢杆菌进行促成发酵,并将发酵近6个月的垫料用于杂交稻制种肥效试验。结果表明:1)发酵床垫料发酵达4个多月时,垫料的pH值为8.23,电导率为1 006.01 s/cm,有机质含量为60.16%,总氮+总磷+总钾≥7.22%;2)发酵床垫料对孕穗期与成熟期水稻的株高有良好的调控作用,有利于增强其抗倒性能;3)施用发酵床垫料有机肥的土壤经种植后,总磷与速效钾的含量较对照有显著的增加(P0.05),显示出蛋鸡发酵床垫料作基肥施用有助于改良土壤。综上,该发酵床垫料制作模式有效,作为有机肥应用具有推广价值。     

160个春大豆品种豆荚结构及其对食心虫抗性相关分析

为进一步解析大豆品种对大豆食心虫的结构抗虫性机制，明确其量化指标，对160份东北中部春大豆品种的豆荚表观结构特征进行分析，并从中筛选出41个单因子结构特征梯度品种，分别进行大豆食心虫成虫对不同品种荚毛指标的产卵选择性试验和初孵幼虫对不同品种荚皮层钻蛀试验。结果表明：160个品种荚毛密度、荚毛长度、荚皮表皮角质层、皮下厚壁细胞层、中果皮细胞层、内壁细胞组织层厚度的频次分布分别呈现一定规律性。荚毛密度与单荚落卵量呈极显著正相关，荚毛密度越大，豆荚落卵量越多，符合逻辑斯蒂方程y单荚卵量=6.22/[1+exp(3.17-0.88x荚毛密度)]；荚毛长度与单荚落卵量呈显著负相关，符合二次曲线方程y单荚卵量=-23.98+27.82x荚毛长度-6.89x2荚毛长度，当荚毛长度大于2.00mm时，随着荚毛长度增加而落卵量减少。表皮角质层和皮下厚壁细胞层厚度与初孵幼虫入荚率之间相关不显著，而中果皮细胞层和内壁细胞组织层厚度与初孵幼虫入荚率之间均呈极显著负相关，分别符合指数函数曲线方程z入荚率=142.94exp(-0.70x中果皮)，逻辑斯蒂方程z入荚率=103.64/[1+exp(-5.28+20.29x内壁)]，表明大豆品种荚皮中果皮细胞层和内壁细胞组织层越厚，抗虫性越强。该结果可为选育大豆抗食心虫品种及评价品种抗虫性提供科学依据。      

水杨酸诱导苹果采后灰霉病抗性研究

【目的】研究水杨酸(SA)处理后苹果灰霉病发生情况及与抗病性相关指标的变化,以探明SA对苹果灰霉病的抗性诱导机理,为苹果采后病害的防治提供参考。【方法】用150mg/L水杨酸(SA)浸泡苹果果实20min,以清水浸泡作为对照,20℃下放置2d后接种灰霉病菌灰葡萄孢,接种后1~9d,调查灰霉病的发病率和病斑直径,测定过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、几丁质酶(CHI)、β-1,3-葡聚糖酶(GLU)活性及总酚、类黄酮、丙二醛(MDA)含量。【结果】与对照相比,采后SA处理可有效降低接种后苹果灰霉病的发病率,尤其在接种前期(1~3d)效果显著(P0.05),并可显著抑制病斑直径扩展。同时,SA处理能够明显提高果肉组织中防御酶POD、PPO、PAL及抗病相关蛋白CHI和GLU活性,诱导抗病物质总酚和类黄酮的合成与积累,减少MDA的生成,从而有效抑制苹果采后灰霉病发生。【结论】SA通过促进防御酶活性、抗病相关蛋白活性升高,降低膜脂过氧化程度,增加抗病物质含量,从而增强苹果对灰霉病的抗性。