国审‘陇育5号’小麦丰产广适特性分析与推广应用策略

分析国审 ‘陇育5号’小麦丰产性、抗逆性、广适机理及推广策略,以期为北部旱地小麦高效育种和品种推广提供借鉴。利用多年多点国家北部旱地、甘肃省陇东片区域试验及高产示范资料,对冬小麦新品种‘陇育5号’的性状进行比较分析。‘陇育5号’多点区域试验、生产试验产量平均为4922.54 kg/hm²,比对照品种平均增产13.28%,增产点（次）率89.97%。有效穗数597.0万/hm²,收获指数39.6%,旱地产量潜力达6399.0 kg/hm²。成穗多与收获指数较高是实现‘陇育5号’高产潜力的基础,抗寒抗旱抗病、耐生育后期高温、粒重变异小是其广适性和大面积推广的重要保障。‘陇育5号’丰产性强,抗寒抗旱、综合抗逆性好,品质优良,适应范围广。在推广应用中,应采取项目推广方式,订单式原种生产,合同式良种繁育,“科研单位+地方政府+种业企业+示范农户”四位一体的推广模式。     

‘72杨’韧皮部的构造与理化性能

将‘72杨’、杉木和毛竹的木质部进行对比试验,观察并测试‘72杨’韧皮部的解剖构造以及理化特性,为其高值化利用提供基础数据。使用场发射环境扫描电镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪等设备和NREL标准对‘72杨’韧皮部的微观结构、结晶度、化学成分等物化性质进行测定与分析。研究结果表明,‘72杨’韧皮部中韧皮薄壁细胞和筛管分子占细胞总面积的(81.9±1.8)%,结构相对简单。‘72杨’韧皮部气干密度为0.358 g/cm3,绝干密度为0.321 g/cm3;而木质部的相应密度较高,分别为0.497和0.482 g/cm3;‘72杨’韧皮部结晶度仅为19.4%,比木质部低8.7%。‘72杨’韧皮部纤维素、半纤维素、木质素的含量分别为28.7%,11.1%,24.1%,均低于木质部中相应成分的含量,且木质化程度低,半纤维素以木糖为主。此外,由红外谱图发现‘72杨’韧皮部含有单宁、酚类、胼胝质等物质。‘72杨’韧皮部具有低密多孔、结构疏松、结晶度低、木质素含量低、抽提物含量高等特点。因此,‘72杨’韧皮部特别有利于机械(能耗低)或化学(抗降解屏障低)降解以及物化改性(多孔、可及性强),可提取酚类、单宁、胼胝质等物质用于工业应用,研究结果可为‘72杨’韧皮部的高值化利用提供重要的理论依据。     

禾田稻2号选育技术报告

禾田稻2号(代号松辽628)是公主岭市松辽农业科学研究所以白粳1为母本、长白19为父本,双亲配组,有性杂交,后代材料经世代选拔培育,系谱法、穿梭育种,最终选育而成的水稻新品种。该品种株高适中、株型紧凑、分蘖力较强,成穗率好,结实率高,中感稻瘟病,米质好,产量高,综合性状优良,2020年通过内蒙古自治区农作物品种审定委员会审定,适宜在内蒙古中晚熟稻区等地种植。     

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。     

茶树品种峨眉问春和川茶2号新梢主要生化成分分析

为了解峨眉问春和川茶2号在四川茶区的产量及鲜叶品质,以福鼎大白茶为对照,对翠屏、沐川、名山茶区的峨眉问春和川茶2号的芽叶性状和主要生化成分进行测定。结果表明:三地的峨眉问春芽叶较长较重,发芽密度与对照相当;其春、夏梢的茶多酚、儿茶素和咖啡碱含量均显著(P<0.05)高于对照,游离氨基酸总量均显著(P<0.05)低于对照。川茶2号芽叶较重实,发芽密度显著(P<0.05)高于对照;其春、夏梢的水浸出物含量和游离氨基酸总量均显著(P<0.05)高于对照,茶多酚、儿茶素含量及酚氨比均显著(P<0.05)低于对照;其春梢的茶氨酸、鲜爽味氨基酸含量及儿茶素品质指数均显著(P<0.05)高于对照,儿茶素苦涩味指数均显著(P<0.05)低于对照。峨眉问春和川茶2号在三地均表现出高产潜力及较好的适应性。川茶2号具有鲜爽、苦涩味轻的生化物质基础,可开发高档名优绿茶,可在四川全省茶区推广。峨眉问春鲜叶品质不及对照,可在川南早茶产区进行适度推广。     

厚壳贻贝5-羟色胺2A受体(5-HT2AR)基因克隆和时空表达

为探究5-羟色胺2A受体（5-HT 2A receptor， 5-HT2AR）基因在海水贝类生长发育中的作用，本研究通过RACE技术和实时荧光定量PCR（qRT-PCR）克隆了厚壳贻贝5-HT2AR 基因的cDNA全长，并分析该基因的时空表达。结果显示，5-HT2AR基因全长2 636 bp，开放阅读框（ORF）2 124 bp，共编码707个氨基酸。序列分析结果显示该序列与人、小鼠、斑马鱼、长牡蛎和虾夷扇贝等物种分别具有45%、45%、48%、49%和67%的同源性。厚壳贻贝雌雄成体各组织和器官中均有5-HT2AR基因表达，雄性中的鳃表达量最高，而在雌性鳃、外套膜和性腺中的表达稍高于其他组织和器官；推测该基因可能与厚壳贻贝的摄食、对外界环境的感知及促进卵母细胞成熟有关。5-HT2AR基因在厚壳贻贝各发育阶段均有表达，且稚贝的表达量为眼点幼虫的1.4倍，推测5-HT2AR基因可能参与了调控厚壳贻贝幼虫的生长发育过程。本研究为进一步了解5-HT基因家族在双壳贝类中的功能奠定了基础。     

柑橘褐斑病菌对不同抗性柑橘品种防御酶活性的影响

以柑橘褐斑病高抗品种Lw8,中抗品种L2,高感品种Lw14为实验材料,通过孢子喷雾法使柑橘褐斑病菌感染柑橘叶片,研究接菌0d、1d、2d、3d、6d、8d、10d时,柑橘叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、几丁质酶(CHT)酶和β-1,3葡聚糖酶(GLU)含量及活性变化规律与品种抗病性的关系。结果表明,接种前,两个抗病品种Lw8、L2中的POD、SOD、PAL、PPO 、GLU、CHT活性显著高于高感品种Lw14,CAT活性则与高感品种Lw14相近；接种后,3个不同抗性品种中SOD、POD、CAT、PAL、PPO 、GLU、CHT 7种防御酶活性较对照明显提高,但不同品种增加幅度不一致,除CAT外,其余6种防御酶活性均表现为抗病品种Lw8、L2增幅显著高于高感品种Lw14,且两个抗病品种一般在接菌3d内6种防御酶活性迅速升高并达到峰值；而高感品种Lw14防御酶(除CAT外)活性或增幅较小或较两个抗病品种滞后。本研究初步探讨了不同抗性品种接种褐斑病菌后7种防御酶的活性动态变化与柑橘品种抗病性关系,为进一步研究其抗病机理奠定基础。     

脱二氧化碳装置对循环水养殖系统pH的影响

为了调节循环水系统中养殖水体的pH,根据气体交换原理,设计一种脱二氧化碳(CO_2)装置。采用该装置去除养殖水体中的CO_2,并对由于CO_2含量累积造成的pH下降进行调节,使养殖鱼类处在一个适宜的pH环境中。试验时水温控制在(25±0.5)℃,每1 h取水样测1次pH,每4 h测1次碱度。水样取自养鱼桶内的水,检测前先对水样用40μm孔径针头过滤器进行过滤处理,实验周期24 h。结果显示,循环水系统加装脱二氧化碳装置能有效去除CO_2,使水体稳定在一个适宜的pH范围(7.39~7.42);CO_2质量浓度呈降低趋势,24 h后由开始的13.16 mg/L降低到7~8 mg/L,降低近50%,而不加装脱二氧化碳装置的循环水系统CO_2质量浓度持续上升,24 h后增加到37 mg/L左右,pH持续降低,最终降低到6.72~6.81。研究表明,脱二氧化碳装置能够有效去除水体中的CO_2,使水体pH维持在一个适宜鱼类生长的范围。     

Disulphide structure of high-molecular-weight (HMW-) gliadins as affected by terminators

This study aimed at elucidating SS-bonds of HMW-gliadins (HGL) from wheat with the focus on terminators of glutenin polymerisation. HGL from wheat flour extracts non-treated or treated with the S-alkylation reagent N-ethylmaleinimide (NEMI) were compared. HGL from wheat flour Akteur were isolated, hydrolysed with thermolysin and the resulting peptides pre-separated by gel permeation chromatography and analysed by liquid chromatography/mass-spectrometry using alternating electron transfer dissociation/collision-induced dissociation. Altogether, 22 and 28 SS-peptides from samples without and with NEMI treatment, respectively, were identified. Twenty-six peptides included standard SS-bonds of α- and γ-gliadins, high-molecular-weight and low-molecular-weight glutenin subunits. Eleven SS-bonds were identified for the first time. Fifteen peptides unique to HGL contained cysteine residues from gliadins with an odd number of cysteines (ω5-, α- and γ-gliadins). Thus, gliadins with an odd number of cysteines, glutathione and cysteine had acted as terminators of glutenin polymerisation. Decisive differences between samples without and with NEMI treatment were not obvious showing that the termination of polymerisation was already completed in the flour. The two HGL samples, however, were different in the majority of ten peptides that included disulphide-linked low-molecular-weight (LMW) thiols such as glutathione and cysteine with the former being enriched in the non-treated HGL-sample.