野生毛葡萄籽中原花青素提取工艺研究

[目的]为开发纯天然抗氧化剂提供科学依据。[方法]以野生毛葡萄籽为原料,通过单因素试验和正交试验研究提取溶剂种类和浓度、料液比、提取温度、提取时间、提取次数等因素对原花青素提取率的影响。[结果]采用热回流方法提取,以乙醇为提取溶剂,野生毛葡萄籽中原花青素含量比普通葡萄籽高。野生毛葡萄籽中原花青素的最佳提取工艺条件为:以60%乙醇为提取溶剂,料液比1∶12,提取温度为60℃,提取时间2.0h,提取3次。各因素对原花青素提取率的影响依次为乙醇浓度>提取温度>提取时间>料液比。[结论]在最佳提取条件下,野生毛葡萄籽中原花青素的提取率为5.75%。     

蜜蜂球囊菌中长链非编码RNA的调控作用

【目的】长链非编码RNA（long non-coding RNA,lncRNA）是一类二、三级结构高度保守,长度>200 nt且不具蛋白编码能力的RNA,在转录和转录后水平广泛参与调控剂量补偿、细胞分化和生长发育等生命活动。本研究基于前期获得的蜜蜂球囊菌（Ascosphaera apis,简称球囊菌）菌丝和孢子混合样品的高质量lncRNA组学数据进行球囊菌lncRNA的顺式（cis）作用、反义lncRNA（antisense lncRNA）作用和竞争性内源RNA（competing endogenous RNA,ceRNA）作用的分析和探讨,以期揭示lncRNA在球囊菌中的潜在功能。【方法】基于lncRNA基因在染色体上的位置,预测lncRNA上下游100 kb以内的蛋白编码基因;使用Blast软件将上下游基因比对到GO和KEGG数据库,以获得功能和通路注释。利用LncTar软件对反义lncRNA的靶mRNA进行预测,并使用Blast软件将上述靶mRNA比对到KEGG和eggNOG数据库。利用TargetFinder软件预测lncRNA靶向结合的miRNA及miRNA靶向结合的mRNA,根据靶向结合关系建立lncRNA-miRNA和lncRNA-miRNA-mRNA调控网络,进而通过Cytoscape v3.7.1软件进行调控网络的可视化。利用RT-PCR对调控网络中的lncRNA、靶miRNA和靶mRNA进行表达验证。【结果】共预测出371个lncRNA的5 852个上下游基因,可注释到细胞进程、代谢进程和应激反应等48个功能条目,以及新陈代谢途径、次生代谢产物的生物合成和抗生素的生物合成等121条通路,表明部分lncRNA可通过顺式作用调节上下游基因的表达,从而参与调控球囊菌的生长发育及物质能量代谢等基础生命活动。球囊菌的7个lncRNA与7个靶mRNA存在序列互补关系,其中5个mRNA在eggNOG数据库中仅注释为假定蛋白,仅gene3444在KEGG数据库注释为核孔复合体蛋白An-Nup120和假定蛋白,表明上述1个反义lncRNA可能参与调控核孔复合体蛋白的生物合成等生物学过程。此外,共预测出227个lncRNA与73个miRNA之间存在靶向结合关系,其中多数lncRNA(79.02%)仅能结合1—2个miRNA,部分miRNA可被多个lncRNA靶向结合;进一步构建氧化磷酸化通路和MAPK信号通路相关的lncRNA-miRNA-mRNA调控网络,分析结果显示氧化磷酸化通路相关的222个lncRNA靶向78个miRNA及50个mRNA,MAPK信号通路相关的222个lncRNA靶向76个miRNA及46个mRNA,表明部分lncRNA通过ceRNA作用调控此两条通路,从而影响球囊菌的能量合成、环境适应以及生长发育等过程。【结论】部分lncRNA可能通过顺式作用和ceRNA作用调节球囊菌的生长发育、物质能量代谢以及环境适应等生物学过程;MSTRG.5393.1可能作为反义lncRNA调控球囊菌的核孔复合体的蛋白合成。     

利用第三代纳米孔长读段测序技术构建和注释蜜蜂球囊菌的全长转录组

【目的】利用第三代纳米孔（nanopore）长读段测序技术对蜜蜂球囊菌（Ascosphaera apis,简称球囊菌）的纯化菌丝（Aam）和孢子（Aas）进行测序,构建和注释球囊菌的高质量全长转录组。【方法】通过Oxford Nanopore PromethION平台对Aam和Aas进行测序。利用Guppy软件对原始读段（raw reads）进行碱基识别（base calling）,通过过滤短片段和低质量原始读段得到有效读段（clean reads）。通过识别两端引物鉴定全长转录本序列。通过比对Nr、Swissprot、KOG、eggNOG、Pfam、GO和KEGG数据库获得全长转录本的注释信息。分别利用CPC、CNCI、CPAT、Pfam 4种方法对长链非编码RNA（long non-coding RNA,lncRNA）进行预测,取四者的交集作为高可信度的lncRNA。【结果】Aam和Aas的纳米孔测序分别测得6 321 704和6 259 727条原始读段,经质控得到5 669 436和6 233 159条有效读段,其中包含的全长有效读段分别为4 497 102（79.32%）和4 963 101（79.62%）条。共鉴定到9 859和16 795条非冗余全长转录本,N50分别为1 482和1 658 bp,平均长度分别为1 187和1 303 bp,最大长度分别为6 472和6 815 bp。Venn分析结果显示有6 512条非冗余全长转录本为菌丝和孢子所共有,分别有3 347和10 283个非冗余全长转录本为二者特有。此外,在球囊菌菌丝和孢子中共鉴定到20 142条全长转录本,其中分别有20 809、11 151、17 723、12 164、11 340和9 833条全长转录本可注释到Nr、KOG、eggNOG、Pfam、GO和KEGG数据库。注释全长转录本数量最多的物种是球囊菌、Polytolypa hystricis和荚膜组织胞浆菌（Histoplasma capsulatum）。GO数据库注释结果显示,上述全长转录本可注释到45个功能条目,涉及细胞组件、细胞和细胞器等细胞组分相关条目;催化活性、结合和转运器活性等分子功能相关条目;以及细胞进程、代谢进程和单一组织进程等生物学进程相关条目。KEGG数据库注释结果显示,上述全长转录本还可注释到抗生素的生物合成、核糖体、氨基酸的生物合成、碳代谢和剪接体等49条通路。此外,鉴定到648条高可信度的lncRNA,包含480条基因间区lncRNA、119条反义链lncRNA和49条正义链lncRNA。【结论】构建和注释了球囊菌的首个高质量全长转录组,为探究球囊菌转录组的复杂性,完善参考基因组的序列和功能注释信息以及深入开展球囊菌可变剪接体的功能研究提供了关键依据。     

农业推广体系的管理创新

农业技术推广是推动农业经济发展的重要支柱。针对我国现行农业技术推广体系的现状。必须进行制度创新,深化农业技术推广机制改革;推进农业技术推广的组织创新,形成社会力量广泛参与的农业技术社会化服务体系;建立协同创新机制,推动产学研、农科教紧密结合;加快农业科技创新推进农业现代化工程建设促进农民持续增收：加强政府对农业推广体系的保障和支持,增加农技推广资金投入。     

水稻簇生穗突变体基因研究进展

水稻是世界上最重要的粮食作物之一,也是单子叶植物分子生物学研究的模式植物。稻穗(即花序)的生殖发育直接影响到稻谷的产量和稻米的品质,因此研究水稻花器官的形成无论在发育生物学还是在遗传育种上都具有重要的理论意义和实际应用价值。本文介绍了当前花器官研究状况,从簇生穗的性状,形成机制及遗传学分析等方面的出发,阐述了簇生穗基因的研究进展,并展望基因在未来水稻遗传育种中的应用。     

甘肃河西走廊苹果蠹蛾种群遗传分化研究:基于COI基因序列分析

【目的】揭示河西走廊苹果蠹蛾不同地理种群间的联系,分析地理种群间的序列变异、遗传多样性和遗传分化。【方法】采用PCR和基因测序技术,扩增并分析了河西走廊8个地理种群132个苹果蠹蛾个体的线粒体细胞色素氧化酶Ⅰ亚基(COI)基因片段,应用DnaSP 5.10计算单倍型多样性指数(Hd)、核甘酸多样性指数(Pi)和Tajima’s D值,采用ZT软件包进行Mantel检验,分析种群间遗传距离与地理距离的相关性,利用软件Arlequin 3.11计算成对种群间的固定系数(Fst)。【结果】在获得的132条序列中共发现了8个变异位点和5个单倍型,其中3个单倍型为种群共享单倍型。总体单倍型多样性指数为0.578,种群内单倍型多样性为0.000~0.700。各种群的Tajima’s D值中性检验符合中性突变,说明河西走廊苹果蠹蛾在历史上没有出现群体扩张,群体大小稳定。Fst值表明,河西走廊苹果蠹蛾种群间具有一定程度的遗传分化,而各地理种群的遗传距离与地理距离无显著的相关性。【结论】河西走廊苹果蠹蛾遗传多样性较低,且地理种群间有一定程度的遗传分化。     

杂交水稻配合力的研究概况

关于杂交水稻配合力的问题,许多水稻育种工作者做了大量的研究工作,但可能是由于所用的试验材料或试验方法的不同,导致有些研究结果不太一致。通过论述不同学者的研究结果,借以向读者提供一些关于杂交水稻农艺性状、经济性状、品质性状和抗病性等性状的配合力研究现状以及一般配合力与特殊配合力之间的关系等信息,以便人们对水稻配合力有进一步的了解。     

氮素水平对土壤甲烷氧化和硝化微生物相互作用的影响

甲烷氧化微生物和氨氧化微生物均是既可以氧化甲烷(CH₄)又可以氧化氨(NH₃),氨氧化是硝化作用的限速步骤,也是好氧土壤氧化亚氮(N₂O)排放的主要生物路径。选取内蒙古草原围封禁牧土壤为研究对象,利用稳定同位素核酸探针技术(DNA-SIP)探讨不同氮水平下土壤活性甲烷氧化微生物与硝化微生物及其相互作用机制。结果发现低氮添加促进甲烷氧化活性,而高氮添加抑制甲烷氧化活性;低氮和高氮添加均显著增强硝化活性。基于DNA-SIP的高通量测序结果发现Methylobacter MOB和Nitrosospira AOB/Nitrospira NOB分别是该土壤的主要活性甲烷氧化和硝化微生物。网络结构分析发现Methylobacter MOB和Nitrosospira AOB/Nitrospira NOB存在显著负相关关系,进一步证明活性甲烷氧化和硝化微生物之间存在竞争性相互作用。以上结果表明,氮素水平影响草原土壤甲烷氧化和硝化微生物的相互作用,研究结果为采取措施调控草原土壤CH₄的汇和N₂O...     

禾本科植物微卫星序列的特征分析和比较

微卫星或简单序列重复（simple sequence repeats,SSRs）广泛存在于真核生物的基因组中,是目前最有用的分子标记之一。本研究首次利用全基因序列对4个禾本科植物种,包括二穗短柄草（Brachypodium distachyon）、水稻（Oryza sativa）、高粱（Sorghum bicolor）和玉米（Zea mays）的SSR的类型、丰度（数量）、相对丰度、频率、长度和偏好性等进行了分析和比较。结果表明,禾本科植物中SSR的丰度与基因组大小成正比,而相对丰度与基因组大小相关不显著;三核苷酸和六核苷酸基序类型比其它类型更为丰富;不同物种皆呈现出明显的基序偏好性。总的来讲,除个别例外,禾本科植物的基因组中更倾向于富含A/T的基序。本研究结果为研究禾本科植物的基因组进化和SSR标记的开发提供了有价值的信息。