PBD和RSM联用优化聚酯型儿茶素A化学合成技术参数

为探明化学合成条件对聚酯型儿茶素A（Theasinensin A,TSA）得率的影响,通过单因素试验和Plackett-Burman Design（PBD）确定TSA化学合成关键因子,然后采用响应面法（Response surface methodology,RSM）,进一步优化TSA化学合成技术参数。结果表明,氯化铜用量、甲醇体积分数、温度对TSA得率的影响差异极显著,主因素效应为甲醇体积分数>氯化铜用量>温度,最优条件为氯化铜用量43%,甲醇体积分数26%,温度15℃,聚酯型儿茶素得率为59.12%,与模型预测值59.34%接近。PBD和RSM联用优化TSA化学合成工艺可行,预测性较好,可为其他种类儿茶素氧化聚合物的高效化学合成提供借鉴和理论依据。     

基于nSSR和cpDNA序列的城步峒茶群体遗传多样性和结构研究

采用简单重复序列标记(nSSR)与叶绿体DNA序列(cpDNA)分析技术,对城步峒茶群体进行了遗传多样性、遗传结构和遗传分化等研究。结果表明,15对nSSR引物在参试81份资源中共获得142个等位位点,平均每对引物9.47个,城步峒茶群体的观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)和Nei期望杂合度(Nei)分别为0.49、0.62和0.62,具有较高的遗传多样性。Structure分析将79份峒茶资源分成3个类群,但各类群的遗传背景较为复杂,没有明显的群体结构。F检验表明,城步峒茶群体的近交系数F_IS为正值(F_IS=0.177 5),群体间的遗传分化系数F_ST较小(F_ST=0.034 5),分化程度较低,基因流Nm较高(Nm=7.01)。3对cpDNA引物分别获得了473 bp(rbcL)、704 bp(matK)和320 bp(psbH-trnA)的片段序列,变异位点占总位点的比例分别为0.42%、0.71%和1.25%。将3个序列依次拼接,共产生了9个单倍型,单倍型数由多到少的居群依次为TXZ(6)、DZC(4)、DPS(4)、TYS(3)、HJZ(2),群体的单倍型多样性(Hd)和核苷酸多样性(π)分别为0.732和0.001 39。9个单倍型中,单倍型H1和H5处于进化网络图的中心节点上,并且包含资源数量最多,属于比较原始的单倍型。同时,nSSR和cpDNA的AMOVA分析结果基本一致,居群内的变异百分比分别达到96.69%和80.54%,城步峒茶的遗传变异主要存在于居群内。     

表型组学在水稻研究中的应用

水稻作为重要粮食作物,其重要农艺性状的功能基因组研究是植物生物学研究的热点。植物基因型、表型和环境三者构成了遗传学研究的铁三角。随着高通量测序技术的快速发展,基因型的研究更加简单快速。然而表型研究严重滞后于基因型研究。目前传统的表型信息的获取存在所需劳动量巨大、成本高,所获取表型数据受人工主观因素影响大等诸多难题。高通量表型组学可无损、高通量、精准获取表型信息,对解决以上难题具有关键作用。本文对表型组学在水稻中的研究应用情况进行整理,为今后水稻基因组学和表型组学等多学科相结合的现代研究手段提供理论支撑。     

水稻叶片早衰突变体的农艺与生理性状研究进展

叶片早衰严重影响水稻产量与品质。研究水稻叶片早衰突变体的农艺及生理性状,有助于了解水稻叶片衰老进程和机理。本文简述了叶片衰老特征和衰老机制,重点综述了水稻叶片早衰突变体的类型、农艺与生理性状研究进展及延缓水稻叶片衰老的栽培调控途径。可为水稻抗衰老品种选育及栽培调控提供理论依据。     

玉米脱粒破碎率关键影响因子及其最优预测模型研究

子粒破碎率高是当前中国玉米机械收获子粒的重要限制因素,解析破碎率变化原因,建立其简便预测模型是需要解决的重要问题。本文采集7个玉米品种在3个种植密度下组合的果穗,在不同子粒含水率梯度条件下开展单穗脱粒试验。种植密度在6万～9万株/hm2范围内对子粒破碎率没有影响,品种、子粒的含水率、抗侧压碎力和穿刺强度等的影响均达到统计显著水平。品种对破碎率变化的偏贡献率为12.7%,且品种的偏贡献率子粒含水率的偏贡献率抗侧压碎力的偏贡献率穿刺强度的偏贡献率,种植密度的偏贡献率接近于零。破碎率的最优预测因子是穿刺强度,预测模型:破碎率=10.25×0.990穿刺强度,满足破碎率不高于5%约束的穿刺强度值不得低于60 MPa。研究结果可为玉米破碎率预测、宜机收玉米新品种培育与鉴定、脱粒机具设计与制造提供数据支撑和技术参考。     

玉米自交系耐荫性鉴定与评价

以41个玉米自交系为材料,采用大田试验方法,在植株形态建成期设置15%遮荫和不遮荫两种处理方式,研究不同处理下玉米自交系植株形态、物质生产、产量等11个指标以及各指标耐荫系数的变化,并对自交系的耐荫性进行评价。结果表明,遮荫不仅会增加玉米自交系的株高和穗位高,延缓生育进程,而且会降低植株叶面积指数及叶绿素含量,最终影响玉米物质积累及产量的提升。进一步对各指标的耐荫性进行数学统计分析,表明茎干物质、叶面积指数和产量的耐荫系数可作为评价玉米自交系耐荫性指标。筛选出M173、豫82、DH382、618B、P6874、昌7-2、8612A、M753、ZY608、豫1122、PH6WC和M109高度耐荫型玉米自交系;ZY602、ZY606、658、HT60、ZY601、C70、外引-2、四-144、KW7M14、NS501和PH4CV是弱光敏感型玉米自交系。     

基于共表达网络分析发掘调控玉米株高发育的关键ZmGRF基因

生长调控因子(growth-regulating factors,GRF)基因家族是一类植物特有的转录因子。在模式植物水稻、拟南芥中,部分GRF基因被证实是影响株高发育的核心调控因子。利用加权基因共表达网络分析方法(Weighted Gene Co-expression Network Analysis, WGCNA),初步构建以玉米ZmGRF基因与调控株高发育的功能基因为核心的共表达网络。结果表明,有9个ZmGRF基因与已报道的调控株高发育基因具有显著的共表达关系,并呈现出网络化的共表达模式,推测这9个ZmGRF基因是调控玉米株高发育的潜在候选基因。进一步通过微共线性分析发现,9个ZmGRF候选基因中有8个基因可以形成基因对,并且所有基因对的Ka/Ks值均显著小于1,暗示调控株高发育候选ZmGRF基因功能的保守性。     

玉米单倍体高自然加倍材料吉Gjb335DH3的遗传分析与QTL初定位研究

玉米单倍体育种技术加倍率低的问题是单倍体育种技术应用限制条件。本研究以雄穗低自然加倍材料DHL287为母本、雄穗高自然加倍材料吉Gjb335DH³为父本，构建单倍体雄穗高自然加倍群体。根据集群分离分析法（BSA，Bulked segregant analysis），结合SNP标记，使用滑动窗口分析3组BSA混池基因型数据，最终在1、3、4、5、7号染色体上筛选出23个与雄穗高自然加倍相关的QTL位点。其中，3组BSA混池结果都在1、3、4号染色体上定位到4个共有的显著QTL区段，说明4个QTL区段具有很强的重演性。同时，在5、7号染色体上分别定位到3个、2个与单倍体雄穗高自然加倍相关的QTL位点。     

玉米粉淀粉含量近红外模型建立与优化

以230份玉米自交系为样本，采用旋光法与一阶导数及去一条直线的光谱预处理法，构建玉米粉样淀粉含量的近红外分析（NIRS）模型。研究标明，该模型可显著提高子粒淀粉含量预测的准确性。该模型的定标标准偏差（RMSEE）、交叉验证标准偏差（RMSECV）、外部验证标准偏差（RMSEP）、定标相关系数（R_cal²）、交叉验证相关系数（R_cv²）、外部验证相关系数（R_cv²）分别为0.609、0.722、0.738、0.909、0.864和0.854。建立的玉米粉样NIRS模型可将预测值与化学值偏差控制在1.7%内，能够准确定量分析玉米子粒淀粉含量，应用于育种材料早期筛选及群体水平粗淀粉分析。     

甘蓝型油菜对常用稻田除草剂的耐性评价

为降低稻田除草剂残留对油菜生产的风险,筛选不同除草剂耐性的油菜品种,以19个长江流域大面积应用的油菜品种为材料,选择吡嘧磺隆、丙草胺、灭草松、氰氟草酯等4种常用稻田除草剂,通过营养液纸培试验,考查发芽率及幼苗期株高、最大根长、鲜重、干重等性状,以各性状的耐除草剂系数作为衡量指标,对油菜品种进行除草剂的耐性综合评价。结果发现,在稻田除草剂胁迫下,油菜各生长指标反应因基因型而不同,差异显著。通过聚类分析筛选出与除草剂对应的耐性相对较强的油菜品种,并认为主成分分析、隶属函数法和聚类分析的方法综合评价更全面更稳定可靠。在稻-油生产模式中,建议根据水稻除草剂种类,选择对应的耐性油菜品种,降低生产风险。