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。     

早春二龄大草鱼大量死亡的原因与防治对策

草鱼是我国主养的四大家鱼之一,特别是大规格的鲜活鱼供不应求。近年来,由于养殖环境的恶化和养殖密度的增加,病害越来越多,特别是每年早春(3-5月)二龄大草鱼的大量死亡,给养殖户造成了严重的经济损失。笔者结合近几年的养殖和病害服务心得,与大家共同探讨。     

黄瓜耐盐性与耐盐相关基因的研究进展

黄瓜是重要的设施蔬菜之一,由于其根系具有脆弱、好气、分布较浅的特点,对盐渍环境适应性较差,土壤盐渍化已成为影响其产量和品质的主要限制因素。本文主要从光合作用、离子毒害、细胞膜和抗氧化酶等角度阐述了黄瓜对盐胁迫的反应及其基本的耐盐机理,介绍了黄瓜耐盐(包括与Na~+/K~+、植物激素和活性氧的调节)相关基因的研究进展,并指出了黄瓜耐盐性研究中存在的问题,旨在为揭示黄瓜的耐盐机理与耐盐育种提供理论参考。     

番茄斑萎病毒病抗性种质筛选及人工接种鉴定方法优化

对154份番茄材料(包括普通番茄76份,樱桃番茄78份)进行两年两次田间番茄斑萎病毒病的病情指数调查,筛选出14份对番茄斑萎病毒病具有稳定抗性的番茄材料,利用sw-5-2共显性SCAR标记对田间表现抗病的材料进行分子标记鉴定,发现3份抗病材料携带抗番茄斑萎病毒病的Sw-5基因。为缩短番茄斑萎病毒病人工接种鉴定周期,以含有sw-5的抗病材料H8和感病材料M82为研究对象,设置4、6、8、10片真叶4个接种时期,分别在接种后14、21、28 d进行病情指数调查和抗性分级,结果表明,6片真叶期接种,接种后28 d进行病情调查即可有效鉴别植株番茄斑萎病毒病抗性,与8、10片真叶期接种效果相同,人工接种抗病性鉴定效率显著提升。     

新型“都市番茄”或成理想“城市农作物”

2019年12月,发表在《自然生物技术》(NatureBiotechnology)杂志上的一篇论文显示,美国研究人员培育出一种新型"都市番茄",其果实像葡萄一样密集生长。这种番茄是通过基因编辑获得的,研究人员使用基因编辑工具对番茄的3种基因进行修饰,它们包括SP和SP5G基因——这两种基因控制着番茄何时停止生长,何时开花结果,以及第3种基因SIER——它控制着这种作物的茎干长度。     

基于粒子群算法优化BP神经网络的土壤含水量短期预测模型

为提高土壤含水量预测精度,基于物联网监测数据,提出了粒子群算法(PSO)优化BP神经网络的土壤含水量预测方法。首先应用主成分分析法筛选出影响土壤含水量的关键影响因子,然后构建8-5-1的BP神经网络拓扑结构,应用粒子群算法优化BP神经网络的初始权值和阈值。结果表明:与传统BP神经网络相比,新模型优化了网络结构,避免了陷入局部最优解,具有良好的预测效果;模型的评价指标平均绝对误差、平均绝对百分误差、误差均方根分别为0.259 2、0.010 5和0.135 6,与单一BP神经网络相比,预测精度更高,可满足实际的土壤含水量预测的需要。     

北京地区西瓜多层覆盖育苗技术

为了应对北京地区早春夜温偏低,西瓜育苗设施普遍简陋,西瓜种植者多为分散农户,自育苗很难达到健壮、优质标准等问题,昌平区农技推广站的技术人员在推广西(甜)瓜早春种植模式中通过试验总结出多层覆盖育苗技术,生产中具有无需加温、操作简单、育苗质量高的特点。新技术采用4层膜布覆盖,3层拱架结构,有效解决了早春夜温较低致使西瓜幼苗难以成活的难题;结合多层覆盖材料的选择,以及多层覆盖下独特的管理方式,使育苗设施白天能充分利用太阳光照进行蓄热储能、保证幼苗的光合作用,夜晚可以有效防寒保温、保护幼苗免受冻害,对早春农户自育高质量西瓜苗很有帮助。     

甜瓜嫩果皮颜色遗传规律研究

为探究甜瓜嫩果皮颜色的遗传规律，以甜瓜嫩果皮颜色为深绿色的S26和青色的S28为亲本材料，通过构建BC1群体，利用卡方测验，分析回交群体BC1的深绿色嫩果皮和青色嫩果皮的分离比例，开展甜瓜嫩果皮的遗传规律分析，以对嫩果皮颜色基因进行初步定位。结果表明：BC1群体表型表现为深绿色和青色2种，且群体比例为1∶1，从而确定颜色性状为单基因控制且深绿色为显性性状。通过分离群体分组分析法（BSA）和混池测序结果可以看出，控制甜瓜嫩果皮颜色的基因位于chr04的端部位置，这为后续基因的精细定位以及克隆提供了研究基础。     

牦牛瘤胃微生物抗生素抗性基因对3种外源性刺激因子的响应

通过给牦牛投喂硫酸头孢喹肟(CEF)、盐酸二氟沙星(DIF)和黄曲霉毒素B1(AFB1),并进行瘤胃微生物宏基因组测序,旨在揭示这3种外源性刺激因子对抗生素抗性基因(ARGs)种类、抗性类型、抗性机制等的影响,对于深入研究微生物抗性组特征和抗性机制具有重要价值。选取15头牦牛,随机分5组。Cef组和Dif组分别根据说明书推荐剂量按体重计算、灌服CEF 1 mg·kg^-1和DIF 1 mL·kg^-1;E1组和E2组分别按采食量投喂AFB120、60μg·kg^-1;C组为对照组。处理7 d后,采集瘤胃液,提取DNA,Illumina HiSeq测序,对reads counts进行标准化得到TPM值,并进行方差分析。结果显示,对照组共获得132种ARGs,分属30种抗性类型,其中,四环素类tetQ和tetW基因丰度较高;Cef组tetW基因丰度增加(P<0.05),Dif组tetQ丰度增加(P<0.05);Cef组四环素类和头孢菌素类抗性基因丰度增加(P<0.05),Dif组四环素类和氨基香豆素类抗性基因丰度增加(P<0.05),E1组氨基香豆素和青霉烯类抗性基因丰度增加(P<0.05),E2组青霉烯类、头孢菌素类等9类抗性基因丰度均增多(P<0.05);Dif组Erm基因23S核糖体RNA甲基转移酶丰度增加(P<0.05),E2组中ATP结合盒超家族等3种抗性机制相关基因的丰度增加(P<0.05);3种因子均显著增加四环素类ARGs宿主的种类。结论:瘤胃是蕴含丰富ARGs的储藏库,其中,四环素类抗生素抗性基因tetQ和tetW是主要的ARGs。不仅CEF和DIF使部分ARGs的种类、抗性类型以及耐药机制相关酶等的丰度升高,增加瘤胃微生物的耐药性,而且AFB1也具有类似作用,且高剂量AFB1对抗性类型的影响范围较抗生素大。这3种因子还导致携带四环素类ARGs宿主微生物的种类数量增加,从而强化横向转移机制,加快ARGs传播,增强微生物对四环素类的耐药性。