甘肃省小麦品种(系)HMW-GS和1BL/1RS易位系测定及其对品质的影响

【目的】为甘肃省小麦品质育种改良及食品加工提供理论依据和实践指导.【方法】本研究应用SDS-PAGE及1BL/1RS易位系特异引物,测定了小麦亲本材料的HMW-GS组成、1BL/1RS易位系和品质状况.【结果】HMW-GS的Glu-A1位点有3种变异,Glu-B1位点7种,Glu-D1位点6种,优质亚基5+10的频率较低,仅占17.46%;共出现17种HMW-GS组合形式,N/7+8/2+12组合的频率最高;Glu-1总评分与沉淀值、面团稳定时间、面团形成时间、面筋指数等性状呈极显著正相关;26个小麦材料被鉴定为1BL/1RS易位系,占供试材料的41.27%;1BL/1RS易位系可显著降低与面筋质量有关的品质性状,使沉淀值、面筋指数、面团形成时间、面团稳定时间等品质指标显著降低,而对反映蛋白质数量的相关性状影响较小,蛋白质含量、湿面筋含量等指标在1BL/1RS易位系和非1BL/1RS易位系间无明显差异.【结论】甘肃小麦品种中优质HMW-GS亚基所占比例低,且1BL/1RS易位系所占比例较高,在小麦品质育种改良工作中需要继续引进优良材料作为亲本.     

基于nanoUPLC-MS/MS的螺旋藻游离肽组成分析

为了研究螺旋藻中的多肽成分,以钝顶螺旋藻为原料,采用超滤法提取螺旋藻中的游离肽,利用nanoUPLC-MS/MS和PEAKS Studio分析谱图信息,结合NCBI数据库进行比对和从头测序分析,获得游离肽的结构组成和百分含量信息。结果表明,利用数据库比对法和从头测序法,分别得到可信的游离肽4 485个和20 597个,匹配到的蛋白质有1 036种。数据库比对结果中的游离肽主要为七肽到二十一肽,少量为二十一肽以上;从头测序结果中游离肽主要为二肽到十六肽,少量为十六肽以上。数据库比对结果中百分含量最高的游离肽是十肽,为15.95%;从头测序结果中百分含量最高的是五肽,达到24.09%。本研究结果为螺旋藻蛋白资源的进一步开发和利用提供了依据。     

超高效液相色谱-串联质谱法测定牛奶和奶粉中五种苯并咪唑类药物

为建立牛奶及奶粉中5种苯并咪唑类药物(阿苯达唑、芬苯达唑、奥芬达唑、噻苯达唑、苯硫氨酯)简便、准确的分析检测方法,以固相萃取为净化手段,采用Acquity UPLC^® BEH C₁₈(100 mm×2.1 mm,1.7 μm)色谱柱进行分离,电喷雾离子源(ESI⁺),多反应监测(MRM)模式检测。结果表明,5种苯并咪唑类药物在1~500 μg·L^-1范围内呈线性相关,相关系数(r)均大于0.996,加标平均回收率介于91.7%~97.8%之间,相对标准偏差(RSD)在1.4%~6.5%之间,基质效应均小于15%。5种药物的检出限均在0.1~3 μg·kg^-1范围内,定量限均在0.5~10 μg·kg^-1范围内。该方法操作简单、快速且灵敏度高,重现性好,能够用于牛奶及奶粉5种苯并咪唑类药物的同时测定。     

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。     

气吸式精量播种机风机气流场仿真试验研究

FL风机作为气吸式播种机核心部件,为气吸式播种机提供排种负压。为此,针对气吸式播种机排种负压输出不稳定的问题,对风机内部流场进行了仿真分析。采用UG10.0软件对风机进行实体建模,应用ANSYS/CFD软件,对风机转速、进口直径、进口流速进行单因素仿真试验,并根据试验结果设计正交试验,对排种器正常工作时风机气流场进行仿真研究及试验验证。结果表明:风机进口直径为120mm时,实际功耗为5.3kW,效率为0.71;风机进口流速为11.05m/s时,实际功耗为5.1kW,效率为0.68,在误差允许的范围内,与仿真结果相吻合。     

浙江省农田土壤碳氮比特征及影响因素分析

利用浙江省近期地力调查获得的数据探讨了全省农田土壤有机碳与全氮的关系、碳氮比的变化规律及其影响因素。结果表明,浙江全省农田土壤C/N比平均为10.13,主要在8～11之间,显示出较高的肥力特征。随着土壤粘粒的增加,农田土壤C/N比呈现下降的趋势,土壤C/N与土壤全氮含量呈负相关。不同土壤类型农田土壤的C/N:新造水田>潜育型水稻土>淹育型水稻土>脱潜型水稻土>潴育型水稻土、渗育型水稻土。近30年氮肥投入的显著增加没有降低土壤C/N,表明浙江省农田土壤碳氮基本接近平衡,过多的氮肥施用已难以被土壤固定,却可增加氮素的流失,对环境产生负面影响。土壤氮素只有与秸秆还田、增施有机肥等同时提高土壤碳素才能有效积累。     

CRISPR/Cas9技术在观赏植物改良育种上的应用进展

CRISPR/Cas9技术是继ZFN、TALEN后目前新兴的基因定点改造技术手段。本文将简要介绍CRISPR/Cas9技术的发展演化及优势,总结其在观赏植物上的应用现状及巨大潜力。目前该技术已成功应用于百脉根、毛白杨、铁皮石斛、苜蓿、矮牵牛、日本牵牛花、菊花、兰猪耳、菊苣等观赏植物上,为在观赏园艺上的性状改良、基因工程研究提供了有力依据和手段。     

利用CRISPR/Cas9系统敲除葡萄中VviEDR2提高对白粉病的抗性

利用CRISPR/Cas9系统定点编辑葡萄白粉病感病基因VviEDR2（Enhanced disease resistance 2），在VviEDR2的DUF1336结构域设计靶位点VviEDR2-T1，构建CRISPR/Cas9敲除载体，通过农杆菌介导法转化‘无核白’葡萄胚性愈伤组织。对PCR阳性植株进行靶位点扩增测序，结果表明，共有8个转基因植株在靶位点处发生不同类型的双等位基因突变，编辑效率为32%；突变体植株生长势较弱，叶片较小，茎秆丛生、细弱。进一步对突变体植株进行抗病检测，结果表明，接种葡萄白粉菌（Erysiphe necator Schw.）5 d后，突变体植株叶片上白粉菌孢子仅能萌发出少量较短初级菌丝，表皮细胞产生大量明显的H2O2，而野生型叶片中白粉菌萌发出大量初级菌丝、次级菌丝和吸器，无明显H2O2产生。这些结果表明，可以利用CRISPR/Cas9技术编辑葡萄感病基因VviEDR2，提高葡萄白粉菌抗性。     

枣AP2/ERF转录因子鉴定及其响应枣疯病植原体表达分析

利用生物信息学方法，从植物转录因子数据库和NCBI数据库中分别得到175和164个候选的枣AP2/ERF转录因子序列，使用DNAMAN软件进行序列比对、去除重复序列，采用SMART软件预测蛋白结构域发现，枣基因组中包含有145个AP2/ERF基因，其中ERF、AP2、RAV亚家族分别含有116个、23个、5个，另有1个独立基因。预测枣AP2/ERF转录因子氨基酸数量在111 ~ 692之间，分子量在12 446.87 ~ 76 154.10之间，pI在4.31 ~ 10.11之间。鉴定出的145个AP2/ERF转录因子，105个分别定位到12条染色体上，40个未能定位。在此基础上，利用嫁接病芽方法将枣疯病植原体转至健康枣植株，通过转录组测序和qRT-PCR手段，分析了AP2/ERF转录因子对枣植原体侵染的响应，在植原体侵染枣的6个不同时期，枣AP2/ERF表达数量和表达量均不相同，共有48个差异表达基因，其中ZjAP2*9、ZjERF49和ZjERF91是响应枣疯病植原体最为重要的AP2/ERF转录因子。