利用CRISPR/Ca9技术靶向编辑芥蓝BoaZDS

以芥蓝(Brassicaoleraceavar.alboglabra)为材料,以ζ–胡萝卜素脱氢酶(ζ-Carotene desaturase,ZDS)基因为目标基因,建立其CRISPR/Cas9基因组编辑体系。在BoaZDS的编码区近5′端选择靶位点,构建了CRISPR/Cas9表达载体,通过农杆菌介导的遗传转化方法获得了19个芥蓝转基因阳性植株,Sanger测序分析发现其中13株成功突变,CRISPR/Cas9载体在芥蓝上的突变效率为68.42%,且所有突变植株均表现出明显的白化表型。     

硒对镉胁迫下玉米幼苗生理特性的影响

本文研究了镉胁迫下添加不同浓度亚硒酸钠(1、3、6、12 mg/L)对玉米幼苗AsA-GSH循环代谢酶活性、谷胱甘肽代谢酶活性、AsA和GSH含量、抗坏血酸和谷胱甘肽氧化还原状态、叶绿素含量以及单株鲜重等指标的影响。结果表明,镉胁迫显著降低了玉米幼苗AsA-GSH循环代谢酶DHAR和APX活性、谷胱甘肽代谢酶γ-GCS和GST活性、AsA和GSH含量、GSH/GSSG、AsA/DHA、叶绿素含量和单株鲜重,显著增加了AsA-GSH循环代谢酶GR和MDHAR活性以及MDA和H2O2含量。与镉单独处理相比,添加不同浓度亚硒酸钠均显著提高了AsA-GSH循环代谢酶DHAR、MDHAR和APX活性、谷胱甘肽代谢酶GPX和GST活性、AsA和GSH含量、GSH/GSSG、AsA/DHA、叶绿素含量和单株鲜重,显著降低了MDA和H2O2含量。除12 mg/L亚硒酸钠对GR和γ-GCS活性无显著影响外,其他浓度亚硒酸钠均显著增加了GR和γ-GCS活性。在所有亚硒酸钠处理浓度中,3 mg/L亚硒酸钠的处理效果最好。上述结果表明,亚硒酸钠可以增强玉米幼苗的抗氧化能力,从而增强玉米幼苗对镉胁迫的耐受性。     

新疆吐鲁番产区‘美乐’葡萄成熟度指标体系研究

为确定新疆吐鲁番产区酿酒葡萄的最佳采收期，对不同成熟期‘美乐’（Merlot，ML）果实和葡萄酒的基本理化指标和多酚指标进行测定，运用主成分分析和感官分析法确定果实中各项成熟指标的相关性，筛选对品质影响最大的指标，并确定最佳采收期。结果显示：8月14日及之后的葡萄达到技术成熟；8月28日的‘美乐’葡萄果皮、果籽、葡萄酒中酚类物质总量达到最高，且酿造的葡萄酒质量最佳；主成分分析筛选出一级指标总酸，二级指标皮总单宁，三级指标籽总酚的‘美乐’葡萄最佳采收期判定的指标体系；不同采收期‘美乐’果实主成分综合得分结果显示，8月28日的‘美乐’葡萄品质最好。可见，‘美乐’葡萄适宜在8月28日前后 采收。     

棉花幼苗对盐胁迫的生理响应与耐盐机理

为探究不同耐盐性棉花品种幼苗对盐胁迫的生理响应特征,以棉花耐盐品种中9806和盐敏感品种中S9612为材料,采用水培法,设置4个NaCl浓度梯度(0、100、150、200 mmol·L^-1)来模拟不同强度盐胁迫条件。结果表明:随着盐浓度的增加,各棉花品种的可溶性糖(SS)含量上升,抗氧化酶活性呈先上升后下降的趋势;盐处理下,耐盐品种可溶性蛋白(SP)、脯氨酸(Pro)含量增加量高于盐敏感品种;S1处理(100 mmol·L^-1 NaCl)中盐敏感品种丙二醛积累量较低,但在S2和S3处理(150、200 mmol·L^-1 NaCl)中,耐盐品种丙二醛含量增幅(5.35%~6.83%)低于盐敏感品种(36.93%~77.34%),超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性增加量较大;低盐浓度(S1处理)下,盐敏感品种地上部分能够保持较少的Na⁺,高盐浓度(S2和S3处理)下,耐盐品种根中Na⁺增加量小于盐敏感品种,茎中K⁺、K⁺/Na⁺较高。综上表明,耐盐品种棉花通过增强渗透调节,提高抗氧化酶活性缓解膜脂过氧化,维持较高K⁺/Na⁺,从而提高棉花幼苗的耐盐性。     

基于转录组测序开发糜子SSR标记

【目的】 以6份不同地理来源的糜子资源为试验材料,基于前期转录组测序获得的1 000对SSR引物,选出200对进行多态性检测,以期构建一批可以准确评估糜子种质遗传差异的分子标记。【方法】 用Primer Premier 5.0软件设计引物,改良CTAB法提取DNA,PCR扩增DNA和聚丙烯酰胺凝胶电泳筛选引物多态性;用PowerMarker 3.25和PopGen 1.32计算遗传多样性参数。【结果】 200对引物中97对呈单态性,80对呈多态性。单碱基序列重复引物有20对,10对具多态性,其重复基元是A（50%）和T（50%）。二碱基序列重复引物有36对,15对具多态性,其碱基重复类型有7种（AG最多,TC、GC和GA次之,CA、TA和AC最少）。三碱基序列重复引物有144对,55对具多态性,其碱基重复类型有24种（GGC、GCG和GCC最多,GAA、GCT和CGC等次之,ACC、AGG、CAG、CGT、AAG、AAC、TCG、CGA、ATT、CAA和CCA最少）。就引物分辨率(Rp)值而言,1—3碱基序列重复引物分别为0.67—4.67（平均2.07）、1.33—4.33（平均2.73）和0.67—4.00（平均1.83）。基于Rp值分析SSR分布频次,发现80个标记分布在5个区间：0—1、1—2、2—3、3—4和4—5,分别包含17（21.25%）、36（45.00%）、11（13.75%）、14（17.50%）和2个（2.50%）。就$\overline{\text{Rp}}$值而言,1—3碱基序列重复引物分别为0.33—0.67（平均0.51）、0.40—0.78（平均0.59）和0.33—0.83（平均0.59）。单碱基序列重复标记共检测到22个等位变异,每个位点为2—3个（平均2.2000）,其中8个和2个位点分别具2和3个变异;二碱基序列重复标记共检测到38个等位变异,每个位点为2—3个（平均2.5333）,其中7个和8个位点分别具2和3个变异;三碱基重复标记共检测到136个等位变异,每个位点为2—3个（平均2.4727）,其中29个和26个位点分别具2和3个变异。就多态性信息含量而言,1—3碱基序列重复引物分别为0.3750—0.5355（平均0.4293）、0.2392—0.7438（平均0.4293）和0.2392—0.7438（平均0.3989）。就多样性指数而言,1—3碱基序列重复分别为0.6365—1.0776（平均0.7497）、0.5623—1.0986（平均0.8339）和0.5623—1.0889（平均0.8312）。【结论】 基于转录组测序结果,检测200对SSR引物的多态性,发现177对（88.5%）可以扩增出完整条带,其中80对具多态性,多态率为40%。     

高邮湖大银鱼、太湖新银鱼Cytb和COⅠ 基因序列多态性分析

为探明高邮湖大银鱼、太湖新银鱼野生资源状况,利用线粒体DNA Cytb和COⅠ基因序列,对高邮湖大银鱼、太湖新银鱼的遗传多样性水平及遗传结构进行分析。试验结果显示,大银鱼Cytb基因序列全长1141 bp,其中多态性位点14个,共定义12个单倍型,单倍型多样性和核苷酸多样性分别为0.871±0.031和0.00172±0.00019,具有高单倍型多样性和低核苷酸多样性特征。COⅠ基因片段长度为630 bp,其中多态位点5个,共定义6个单倍型,单倍型多样性和核苷酸多样性分别为0.747±0.041和0.00202±0.00019,具有高单倍型多样性和低核苷酸多样性特征;太湖新银鱼Cytb基因序列全长1141 bp,其中多态性位点13个,共定义9个单倍型,单倍型多样性和核苷酸多样性分别为0.609±0.078和0.00094±0.00027,具有高单倍型多样性和低核苷酸多样性特征。COⅠ基因片段长度为630 bp,其中多态位点2个,共定义3个单倍型,单倍型多样性和核苷酸多样性分别为0.232±0.085和0.00038±0.00014,呈现低单倍型多样性和低核苷酸多样性。大银鱼和太湖新银鱼Tajima′s D和Fu′Fs中性检验值为负值,且歧点分布曲线呈单峰型,表明历史上经历过种群扩张。研究结果表明,应通过多种措施加强高邮湖银鱼种质资源保护。     

红螯螯虾累代繁养群体的遗传多样性分析

为研究国内不同繁养基地红螯螯虾群体的遗传结构特征,采用线粒体细胞色素氧化酶亚基Ⅰ(COⅠ)序列直接测序的方法,获取红螯螯虾国内6个繁养群体(安徽阜阳、浙江湖州、广东珠海、江苏镇江、海南澄迈、江苏苏州)共180个样本的COⅠ序列。试验结果显示,序列比对长度为831 bp,其中变异位点56个,简约信息位点16个。基因序列G+C(%)含量较低(39.765%),表现出较明显的碱基组成偏倚性。180个样本共检测到10种单倍型,其中单倍型H1出现次数最多,为安徽阜阳、广东珠海、江苏镇江、海南澄迈、江苏苏州群体的共享单倍型。国内红螯螯虾繁养群体的遗传多样性较高,所有样本的总体单倍型多样性指数为0.693,核苷酸多样性指数为0.00652。其中苏州群体的单倍型多样性指数最高(0.964),海南澄迈群体最低(0.618)。不同群体间的遗传距离为0.00403～0.00969,海南澄迈和安徽阜阳群体间的遗传距离较大(0.00969),广东珠海和江苏苏州群体间遗传距离最小(0.00403)。试验结果表明,国内红螯螯虾繁养群体保持着较高的遗传多样性,群体间存在着一定的基因交流。试验结果为后续合理开发利用国内红螯螯虾种质资源积累了数据资料。     

链霉菌30702复合壳聚糖对番木瓜PRSV的防控效果

探究链霉菌30702复合壳聚糖对番木瓜环斑病毒病（papaya ringspot virus，PRSV）的防控效果，为番木瓜环斑花叶病防治提供基础。以台农二号番木瓜为材料，壳聚糖设3个浓度1.0g/L、0.5g/L、0.25g/L；30702菌液2个浓度0 cfu/L和4.2×10 6cfu/L，互相组合为6个处理，以清水处理为空白组，宁南霉素0.05 g/L为对照组，共8个处理；运用分光光度计法测量相关酶活。1.0 g/L壳聚糖复合4.2×106 cfu/L链霉菌30702的防治效果为88.6（p＜0.05），显著高于其他组；壳聚糖复合链霉菌30702组的防治效果、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶（POD）活性、多酚氧化酶(PPO)活性相较于单独使用壳聚糖组有显著提升。使用1.0 g/L壳聚糖复合4.2×106 cfu/L的30702对番木瓜防控PRSV的效果最好，防治指数达到88.6%。     

不同精度的土壤数据对水质和水量模拟的影响

【背景】模型模拟是研究面源污染的重要手段,建模过程中输入数据的质量是影响模型准确度的重要因素,其中土壤数据作为流域模型的重要输入数据之一,对模型的产流过程有重要的影响。然而,以往的研究多集中于土壤数据精度对水量和水文过程的影响,对水质的研究还比较欠缺。【目的】为丰富该领域建模的先验知识,为流域模型建立过程中的数据选择提供帮助。【方法】采用SWAT（soil & water assessment tool）模型,利用不同精度（1:5万、1:50万和1:100万）的土壤数据进行建模,对凤羽河流域的水量、泥沙、总氮和总磷含量进行了模拟。并采用SWAT-CUP软件进行参数的率定,得到基于3种不同土壤数据的最佳模拟结果。在此基础上,研究不同精度土壤数据对水文响应单元划分、模型参数、水质和水量模拟的影响。【结果】（1）土壤数据对水文响应单元（HRU,hydrologic response unit）的划分数量有明显影响,HRU划分数量的敏感性与划分阈值及土壤图详细程度有关;（2）进行参数率定后模型的表现效果有明显的提高,不同精度的土壤数据对于不同指标（流量、泥沙、总氮和总磷）的模拟效果存在差异,但并非土壤数据精度越高模拟效果越好;（3）随着子流域面积的增大,不同土壤数据提取的土壤属性的平均值趋于一致,且校准过程会对面积较小的子流域产生较大的影响。【结论】因此,在实际的模型模拟中应根据流域的大小和模拟的指标选择土壤数据的精度,同时在模型校准过程中要注意空间尺度的影响。     

紫花苜蓿MsSQE1的克隆及对皂甙合成的功能分析

【目的】鲨烯环氧酶（squalene epoxidases,SQE）是苜蓿皂甙合成途径中的一种限速酶,与苜蓿皂甙的合成密切相关。通过对苜蓿鲨烯环氧酶（MsSQE1）基因的克隆及在苜蓿中过表达,探究鲨烯环氧酶对皂甙合成的作用机制。【方法】以模式植物蒺藜苜蓿鲨烯环氧酶基因序列设计引物,同源克隆苜蓿MsSQE1。对MsSQE1进行生物信息学分析;通过基因枪轰击技术,使MsSQE1在洋葱表皮瞬时表达,进行亚细胞定位。利用qRT-PCR方法分析该基因在根、茎、叶中的表达水平,以及在紫外辐射、ABA和GA₃条件下的表达模式。在茉莉酸甲酯（MeJA）的诱导下,分析MsSQE1的转录水平,及对苜蓿皂甙含量的影响。利用根癌农杆菌转化体系,获得过表达MsSQE1的阳性转基因植株,并测定转基因植株的皂甙含量。【结果】克隆了MsSQE1的cDNA序列,开放阅读框1 578 bp,编码525个氨基酸,等电点为8.59。同源性比对分析,其氨基酸序列与蒺藜苜蓿中SQE1氨基酸序列同源性为98.6%,与拟南芥的同源性为80%。亚细胞定位显示,MsSQE1可能定位于细胞膜。组织特异性表达分析显示,MsSQE1在叶中的表达量最高,茎中次之,根中的表达量最低。在紫外辐射、ABA和GA₃的诱导表达显示,紫外辐射诱导24 h,叶中表达量最高; GA₃（50 μmol·L ^-1）和 ABA（100 μmol·L ^-1）处理,均为8 h叶中表达量最高;MeJA处理能诱导MsSQE1表达量上调的同时苜蓿总皂甙含量也随着MsSQE1表达的上调而增加。分析过表达MsSQE1转基因苜蓿和转空载体苜蓿株系发现,MsSQE1的表达水平和总皂甙含量均升高,其中MsSQE1的表达水平是对照的3.11—9.45倍,总皂甙含量比对照提高14.26%—28.05%,暗示MsSQE1是苜蓿皂甙合成途径中的一种关键调节酶。【结论】从豆科牧草紫花苜蓿中克隆了MsSQE1并进行功能分析。在苜蓿中过表达MsSQE1能增加苜蓿总皂甙含量,暗示MsSQE1的表达影响苜蓿皂甙的生物合成,可能对皂甙的合成有重要的调节作用。