一个CRISPR/Cas9-VQR基因编辑系统的构建

CRISPR/Cas9系统是一种广泛应用于细菌、酵母、动物和植物中的基因组定点编辑技术,但该编辑系统的使用范围受PAM (proto-spacer-motif)位点NGG的限制。本研究通过突变Streptococcus pyogenes Cas9 (SpCas9)编码氨基酸(1135位的天冬氨酸D突变成缬氨酸V, 1335位的精氨酸R突变为谷胱氨酸Q, 1337位的苏氨酸T突变为精氨酸R,命名该突变子为Cas9-VQR)改造其识别PAM为NGA的位点以扩大其使用范围。并使用玉米Ubi启动子启动Cas9-VQR基因、优化SpCas9的密码子、加入保守的核定位信号序列、增加单子叶植物中保守的3′UTR序列和使用水稻U6启动子启动gRNA来修饰该编辑系统。结果表明Cas9-VQR系统能够识别PAM为NGA的位点,并进行有效的切割。体外酶切活性检测结果表明Cas9-VQR的切割效率为5%～70%。水稻转化检测结果表明Cas9-VQR的切割效率约为27.5%～70.5%,平均切割效率为46.23%。本研究拓宽了CRISPR/Cas9系统在作物中的使用范围,特别是NGA PAM位点较高的作物。     

翼柱型量水槽应用于梯形渠道性能试验研究

为探究翼柱型量水槽在梯形渠道量水的性能,在梯形渠道上通过4种不同量水槽收缩比进行水力性能试验。通过对上游水位、流量和收缩比等进行分析,拟合了流量公式;并对测流精度、上游佛汝德数、临界淹没度以及水头损失进行了分析。试验结果表明:翼柱型量水槽在梯形渠道量水性能良好,水位～流量相关度极高,相关系数的平方R~2达0.997 1,推求的流量公式简易,测流平均误差为2.41%,上游佛汝德数小于0.4,临界淹没度达0.85以上,满足《灌溉渠道系统量水规范》(GB/T 21303-2017)相应要求。     

索氏提取-红外光谱在定性分析乳制品塑料包装中添加剂的应用

采用索氏提取方法对3种不同材质的乳制品塑料包装进行前处理,之后采用傅里叶变换红外光谱仪对索氏提取液中的添加剂成分进行测试分析。结果表明,该方法可以初步定性乳制品塑料包装中的添加剂,可以对不同供应商供应的包装和不同批次样品进行鉴别和监控。     

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。     

用宏基因组学方法研究绿肥对水稻根际微生物磷循环功能基因的影响

  【目的】  绿肥对土壤微生物磷循环的影响受到研究者们的广泛关注，但绿肥影响土壤磷循环的微生物机理尚不明确。利用宏基因组学方法剖析长期绿肥还田对土壤磷循环功能微生物的影响，旨在阐明绿肥对土壤磷循环影响的微生物机理，为绿肥的科学利用提供依据。  【方法】  以中国湖南祁阳绿肥及稻草还田定位试验的水稻根际土为材料，利用宏基因组学方法，对土壤微生物DNA进行PE150 (双端读长150 bp) 宏基因组测序，使用MetaWRAP软件中的read_qc模块进行质控，用assembly模块megahit方法进行组装；基于组装的较长序列 (> 1000 bp) 使用Diamond软件的BLASTX和UniProtKB/SWISS-PROT数据库进行序列比对，根据磷活化 (磷酸酯矿化、膦酸酯矿化、无机磷溶解)、磷吸收 (膦酸酯运输、磷酸酯运输和无机磷酸盐运输) 和缺磷诱导响应调控三大类主要磷循环功能相关基因 (重点关注的64个磷循环功能基因) 进行筛选；再利用R语言进一步分析水稻根际土壤中磷循环功能基因相对丰度及其与土壤理化指标之间的关系，阐述绿肥对土壤磷循环功能微生物的影响。  【结果】  土壤pH等9个常规指标在有、无绿肥处理之间均无显著差异。无稻草还田时，绿肥处理对64个磷循环功能基因中的11个相对丰度影响显著，这11个基因广泛分布在除磷酸酯运输及无机磷溶解外的5个功能组中，其中phnA、phnN、phnV等3个基因相对丰度上升，phnI、phnL、glpB、glpO、pitA、phoA、phoP、phoU等8个基因相对丰度下降。而在稻草还田时，绿肥处理仅phnPP基因相对丰度显著降低。相关性分析显示，土壤pH与磷酸酶活性、无机磷溶解基因pqqB、pqqC 、pqqCD、pqq E、pqqF相对丰度呈显著负相关 (P < 0.05)；无机磷溶解pqqB、pqqC 、pqqCD、pqq E等4个基因相对丰度分别与有效磷含量、磷酸酶活性以及有机氮含量呈显著正相关 (P < 0.05)。冗余分析 (RDA) 结果表明，绿肥处理通过pH、AP以及磷酸酶活性影响磷循环功能基因。  【结论】  绿肥翻压下水稻根际微生物磷功能基因相对丰度深受稻草还田的影响。与单绿肥或单稻草还田相比，绿肥翻压基础上增加稻草还田对磷循环功能基因影响效果不明显，秸秆甚至减弱了绿肥对磷循环功能基因的影响，其原因可能是绿肥和稻草还田下不同微生物及不同磷循环功能基因之间存在激烈竞争。     

农机装备综合实验平台管理系统应用

根据实验室业务及质量管理流程，开发了农机装备综合实验平台管理系统，该系统可以将人员、仪器、方法和文件等数据因素有机结合，通过共享平台对大型仪器进行有效整合和共享，并且提供共享服务，实现共享仪器的网上预约、审核等功能。      

秸秆还田下灌溉方式对水稻产量的影响

为明确水稻不同品种在秸秆还田和灌溉方式互作条件下的表现差异,以9个水稻品种为供试材料,在秸秆全量还田下设置4种灌溉方式,测定水稻不同品种的产量及其构成因素,进而进行相关分析和主成分分析。结果表明:4种灌溉方式下,9个水稻品种的8个性状指标变异系数最大的为瘪粒数,其次是有效穗数、产量、结实率和穗长;产量及其构成因素间存在着显著或极显著的相关性。主成分分析表明:8个相关性状可简化为3个彼此不相关主成分因子,其所提供的信息量占全部信息量的82.81%。基于主成分的综合评价表明:龙稻14、龙稻17、龙香稻2在传统灌溉方式下表现最好,其次是间歇灌溉和控制灌溉I;中龙粳2、龙稻27、中龙粳3、龙稻7、龙稻26、龙稻22在间歇灌溉方式下表现最好,其次是传统灌溉和控制灌溉I。