河北省玉米小斑病菌优势生理小种鉴定及ITS序列分析

2007~2016年在河北各地采集玉米小斑病标样,对分离出的356株玉米小斑病菌菌株进行生理小种鉴定。结果表明,在鉴定的年度范围内,玉米小斑病菌T小种、C小种、S生理型、O小种的分离频率在年度间存有差异,O小种的平均分离频率94.94%,是河北省玉米小斑病菌的优势小种;O小种对主栽品种郑单958和自交系C103的致病力呈下降趋势,在C103上致病力下降幅度小于郑单958。对河北省石家庄、保定、衡水、沧州邯郸、邢台采集的45株菌株进行ITS序列分析构建UPGMA进化树,分析表明,河北省内玉米小斑病菌株的遗传进化与地域有一定关系,差异不明显。     

玉米叶片表皮蜡质相关性状的全基因组关联分析

为发掘玉米叶片表皮蜡质合成与调控相关基因，以218份由温带、亚热带和热带自交系组成的关联群体为材料，在原阳对其3个生物学重复叶片表皮挂水能力进行调查，利用1.25 M覆盖玉米全基因组的SNPs进行Q、K和Q+K这3种模型下的全基因组关联分析。结果表明，Q模型较K模型和Q+K模型能更好地评价叶片表皮的挂水能力。Q模型下，共检测到88个覆盖玉米9条染色体的显著SNPs（P ≤ 2.04E-6），88个SNPs分布于47个QTLs内，单个QTL可解释13.6%~45.6%的叶片挂水能力表型变异，47个QTL内共有97个候选基因，其中，77个具有功能注释。位于第2染色体上的转录因子NAC77（GRMZM2G018436）和第3条染色体上的亚油酸酯氧合酶（GRMZM2G156861）编码基因，是叶片表皮蜡质性状的重要候选基因。     

黑龙江省水稻产业现状分析及未来发展思路

对黑龙江省水稻产业发展现状进行了小结,并针对黑龙江省水稻生产过程中存在问题提出了相应的对策。具体对策如下:有针对性的选育适于不同生态区域的优质、抗逆水稻新品种,并对新品种的轻简高效配套栽培技术进行研究;适时开展水稻直播关键技术集成与应用,及开展秸秆还田技术研究;开展稻米精加工技术研究。     

播期对三江平原主栽水稻品种品质的影响

通过播期试验,对三江平原5个主栽水稻品种的品质性状进行分析。结果表明,播期对整精米率、垩白米率、垩白度、直链淀粉含量、蛋白质含量、食味值均有影响,对糙米率、精米率影响较小。随着播期的推迟,整精米率明显降低,外观品质变劣,且二者呈极显著负相关;直链淀粉含量呈升高趋势,蛋白质含量则呈降低趋势;食味值变化因品种而异。对品质各性状的变异系数进行聚类分析,结果表明,垩白粒率、垩白度受播期影响最大,属于敏感性状;糙米率、精米率、食味值、直链淀粉含量和蛋白质含量受播期影响较小,属于迟钝性状;整精米率受播期影响变异幅度在二者之间。综合而言,早播对5个水稻品种整体品质提升具有正向作用;但从食味值角度出发,早熟品种龙粳31和龙粳46适当晚播可能更有利于口感的改善。     

引进甘蔗种质资源杂交后代适应性评价

通过对引进甘蔗种质资源24个杂交后代的的10个农艺性状进行主成分分析、回归分析与通径分析,科学评价引种甘蔗种质资源在广西本地的农艺性状表现,探究各农艺性状间的协同制约关系,为甘蔗种质资源的精准评价和杂交育种材料的科学选配提供理论依据。结果表明:(1)主要农艺性状变异系数为6.79%~29.44%,24个甘蔗种质在分蘖和蔗糖产量上有较大的遗传改良潜力。(2)主成分分析将这10个农艺性状凝聚成4个主成分,分别为产量因子、有效茎因子、糖分因子和出苗因子,贡献率分别是35.2%、16.5%、15.3%、12.1%,累计贡献率达到79.1%;(3)通径分析中各性状对糖产量的直接通径系数大小依次为:蔗茎产量(0.927)>蔗糖分(0.399)>单茎重(0.039)。表明:甘蔗品种(系)GUC23-1、GUC15-2、GUC23、GUC34、GUC25在广西的丰产性最优,在甘蔗引种和选育中,考虑将蔗茎产量、蔗糖分、单茎重作为主要选择性状。     

甘蓝型油菜MYB28转录因子对根肿菌和水杨酸的响应特征

MYB转录因子参与植物的生长发育和逆境胁迫过程，在植物防御相关信号反应中起着重要的调控作用。 为了明确MYB28在油菜与根肿菌互作中的作用，对感病甘蓝型油菜中双11中MYB28家族基因在根肿菌接种以及 水杨酸处理后的表达模式进行了分析。不同组织表达模式分析显示，相比于根和叶，BnaMYB28 在茎和种子中的表 达水平更高；BnaMYB28 基因在根肿菌和外源水杨酸处理下均有不同程度的表达响应，外源水杨酸处理下Bna⁃ MYB28-1 和BnaMYB28-3 上调表达，BnaMYB28-2 表达则受抑制。根肿菌侵染后，BnaMYB28-1 在整个侵染期表达 量均显著上调，但在加入水杨酸后表达被显著抑制；BnaMYB28-3 表达量在接菌后7 d和28 d显著上调，在关键皮层 侵染期（接菌后14 d）表达量与对照组相比没有变化，但在施加水杨酸处理后表达量显著上调。综上，外源水杨酸能 正向调控BnaMYB28-1 和BnaMYB28-3 表达，BnaMYB28-3 可能通过水杨酸信号路径参与油菜与根肿菌的互作。     

豆科全基因组DGAT 基因家族的鉴定与进化分析

本文运用生物信息学方法在12个豆科植物基因组中对DGAT（甘油二酯酰基转移酶）基因进行了全基因组鉴定，发现在四倍体花生和大豆基因组中含有的基因拷贝数相对较多，分别为17、10，这可能是导致其油脂合成能力高于其他作物的重要因素。通过对家族基因进行系统发育分析，发现DGAT 基因在真双子叶植物分化之前已存在，在豆科植物中经历反复的全基因组加倍，使得家族得到扩张；并且串联重复对于家族扩增起到了不可忽视的作用，如葡萄中的两个旁系同源基因，由于串联重复使得基因拷贝数量提高了150%。大豆中DGAT 基因在不同的组织中表达模式与其系统发育关系也表现出了关联性。该基因家族相对保守，与豆科基因组进化基本保持了一致的进化速率。本研究对于认识豆科植物DGAT 基因进化过程具有重要的理论意义，同时在基因组学水平为大豆、花生等油脂合成品质改良提供了理论支撑。     

Dynamics of nitrogen translocation from mature leaves to new shoots and related gene expression during spring shoots development in tea plants (Camellia sinensis L.)

The contribution of N remobilization is crucial for new shoots growth and quality formation during spring tea shoots development. However, the translocation mechanism of N from source leaves to sink young shoots is not well understood. In the present study, ¹⁵N urea was applied to mature tea leaves one week before bud break to track N remobilization in a field experiment. The dynamic changes in plant ¹⁵N abundance, contents of amino acids, and the expression levels of genes related to N metabolism and translocation were followed during the 18‐d development of new spring shoots until three expanding young leaves. The results showed that during the growth of new shoots the amount of ¹⁵N in the shoots increased, whereas the N_dff (N derived from ¹⁵N‐urea) in mature leaves decreased, showing that the foliar‐applied N in mature leaves was readily exported to new shoots. This process was found to be accompanied by decline of chlorophylls. In the mature leaves, expression CsATG18a and CsSAG12 involved in autophagy was dramatically induced (> 4‐fold) at approximately nine days after the bud breaking. The genes involved in the transformation of amino acids, including primarily CsGDH2, CsGDH4, CsGLT3, CsGS1;3, and CsASN2 were upregulated by > 3‐fold after bud breaking. The expression levels of CsATG8A, CsATG9, CsSAG12, CsGS1;1, CsGDH1, and CsAAP6 correlated negatively with the N_dff in mature leaves, but positively with ¹⁵N amount and total N amount in new shoots, suggesting these genes played important roles in N export from mature leaves. In the new shoots, the expression of most genes showed two defined peaks, one on six days and one on 12 days after bud breaking. The expression of CsGS2, CsASN3, CsGLT1, and CsAAP4 positively correlated with the ¹⁵N amount and total N amount in new shoots. These genes might be involved in the transport and re‐assimilation of N from mature leaves. The overall results demonstrated that the translocation of ¹⁵N from mature leaves to new spring shoots was regulated by the genes involved in autophagy, protein degradation, amino acid transformation and transport.     

不同温度下TMV侵染枯斑三生烟的LncRNA差异表达

【目的】 筛选不同温度下烟草花叶病毒（Tobacco mosaic virus,TMV）侵染后枯斑三生烟（Nicotiana tabacum var. Samsun NN）差异表达的长链非编码RNA（long non-coding RNA,lncRNA）,研究lncRNA在枯斑三生烟抗性反应中的作用。【方法】 N基因的温度敏感性使枯斑三生烟在25℃时具备对TMV的抗性、在31℃抗性丧失,在这两个温度条件下对枯斑三生烟接种TMV和磷酸盐缓冲盐水（phosphate buffered saline,PBS）,48 h后提取系统叶总RNA,构建链特异性文库后进行深度测序。对测序结果进行过滤后利用HTSeq将有效数据与近缘品种TN90（N. tabacum var. TN90）基因组比对,筛选得到lncRNA后利用FPKM法估计lncRNA的表达水平。通过edgeR筛选差异表达lncRNA（differentially expressed lncRNA,DElncRNA）,并利用qRT-PCR技术对这一结果进行验证。通过共定位及共表达分析预测DElncRNA的靶基因,通过参考基因组注释、GO和KEGG富集分析研究靶基因的功能。【结果】 4个处理共12个样本经lncRNA-seq各测得约8 000万条clean reads,共获得4 737条已知lncRNA、40 169条新lncRNA。其中64个lncRNA在不同温度条件下TMV侵染后存在差异表达,qRT-PCR测定结果显示这些lncRNA的测序正确率在80%左右,表明本研究所得测序数据具备较高的可信度。对DElncRNA进行靶基因预测,发现一些基因同时被25℃下调和31℃上调的DElncRNA靶向。靶基因注释功能丰富,主要参与植物抗病、激素和代谢等生理过程。部分可能与激素通路相关的lncRNA,在25℃下TMV侵染时呈现下调趋势,而在31℃下TMV侵染则呈现上调趋势。GO富集分析显示靶基因主要参与构成膜、囊泡等组分,具备钙、钾离子通道抑制剂活性等分子功能,使相应离子得以转运引发随后的反应,同时也参与发病、抗原加工和呈现、细胞分裂素代谢等生理过程。KEGG分析发现靶基因显著富集在植物激素信号转导通路,25℃下调和31℃上调的DElncRNA靶基因同时富集在激素信号传导、ABC运输蛋白、苯丙烷类生物合成等通路。【结论】 不同温度（25℃和31℃）条件下TMV侵染枯斑三生烟后,长链非编码RNA差异表达,DElncRNA通过作用于激素信号传导、物质转运等过程参与寄主系统获得性抗性反应。研究结果可为揭示植物系统获得性抗性中lncRNA的调控功能以及新型抗病毒技术开发提供依据。