Effects of genetically modified and non‐genetically modified soybeans with different heat treatments on growth and health of Cyprinidae species with different feeding habits

An 8‐week growth trial was conducted to investigate the effects of non‐genetically modified (nGM) soybean (Youchun 06‐1) and genetically modified (GM) soybean (Roundup Ready^®) with and without a heat treatment on the growth and health of three Cyprinidae species with different feeding habits (grass carp Ctenopharyngodon idellus, gibel carp Carassius auratus gibelio, and black carp Mylopharyngodon piceus; body weight: 283.0 ± 2.0 g, 60.5 ± 0.7 g, and 261.4 ± 3.1 g). Five diets (FM, nGMS, hnGMS, GMS, and hGMS) were made with fishmeal and full‐fat soybean (Youchun 06‐1, heat‐treated Youchun 06‐1, Roundup Ready^®, and heat‐treated Roundup Ready^®). The FM diet contained fishmeal as the sole protein source. The experimental diets contained full‐fat soybean meal as 60% of dietary protein. Both temperature (60, 80, 100, and 120°C) and duration (1 and 2 hr) of heating influenced trypsin inhibitor activity (TIA) and protein solubility of nGM soybean and GM soybean. The TIA in GM soybean was higher than that in nGM soybean. After heating at 120°C for 2 hr, each amino acid of soybean treatment showed a slight decline. Neither source of soybean nor heat treatment affected the growth performance, feed utilization, chemical composition of the whole fish body and muscle, and lipase or amylase activity of the three Cyprinidae species (p > 0.05). Heat treatment of soybean meal slightly increased the plasma antioxidant capacity of the three fish and plasma cholecystokinin of black carp and grass carp. The unheated soybean treatment adversely affected the height and density of black carp intestinal villi, and all the soybean treatments caused disruption of the grass carp intestinal epithelium.     

Genetic diversity and structure of Northern Sheatfish (Silurus soldatovi) assessed by newly developed and cross‐species microsatellites

Twenty‐five polymorphic microsatellite markers, including 13 newly isolated markers and 12 existing cross‐species markers, were used to assess the genetic variation of 141 individuals from three cultured stocks of northern sheatfish, Silurus soldatovi, in China. Samples were collected from Heilongjiang (H), Tongerpu (T) and Liaoning (L). Allelic richness, expected and observed heterozygosity among 25 loci were calculated, and the mean A_e, H_o and H_e were estimated in three stocks. In low polymorphic locus HLJcf19 and HLJcf38, most individuals in all three stocks were homozygous and had only one same allele, while only few heterozygous individuals had the other allele in one certain stock. And all the three stocks showed excess of heterozygotes, because of significant negative F_IS values. Genetic distance, UPGMA dendrogram, as well as structure analysis, all indicated that Stock H and L were closer among three stocks. The results revealed that though all stocks had no reduction in recent time, their effective population size were significantly lower to the ideal value.     

基于配合力和遗传距离的甜高粱杂种优势预测

【目的】对甜高粱主要农艺性状进行杂种优势、一般配合力及特殊配合力分析,同时,分析配合力、表型遗传距离以及分子遗传距离用于杂种优势预测的可行性,为甜高粱的种质创新和杂交种选育提供理论参考。【方法】采用不完全双列杂交设计,以8个甜高粱不育系为母本及8个甜高粱恢复系为父本配制64个杂交组合。对亲本及杂交后代进行2年的性状调查,包括：出苗至开花日数、生育期、株高、穗长、茎粗、分蘖、单穗粒重、千粒重、籽粒产量、单株重、生物产量和含糖量。分析不同性状的杂种优势、一般配合力、特殊配合力、表型遗传距离、分子遗传距离以及配合力、遗传距离与杂种优势的相关性。【结果】各性状的中亲优势由强到弱分别为单株重、籽粒产量、单穗粒重、生物产量、株高、穗长、千粒重、茎粗、生育期、至开花日数、分蘖和含糖量,其中,生育期、至开花日数、分蘖和含糖量等性状为负优势。不同性状的中亲优势和超亲优势由强到弱的顺序基本相同。配合力分析表明,每个性状中,不同亲本的一般配合力相差较大,且不同组合的特殊配合力也有很大差异。大多数特殊配合力高的组合,其亲本的一般配合力也较高。杂种优势与配合力和遗传距离的相关性为单株重、籽粒产量、单穗粒重、生物产量、穗长、千粒重、分蘖以及含糖量等性状的杂种优势与其亲本的一般配合力和特殊配合力均为极显著正相关。生育期的杂种优势与特殊配合力为极显著正相关,至开花日数与特殊配合力为显著正相关。亲本间的表型遗传距离为2.86—6.82,分子遗传距离为0.50—0.96。单株重、籽粒产量、单穗粒重、生物产量、株高、穗长、茎粗及含糖量等性状的杂种优势与分子遗传距离的相关性大于表型遗传距离,其中,生物产量、单株重、穗长和茎粗的杂种优势与分子遗传距离为极显著正相关。【结论】所有性状中,与产量相关性状的杂种优势较高,而含糖量和分蘖的杂种优势较低。在杂种优势预测上,利用亲本的配合力可有效预测杂种优势,预测效果优于遗传距离。与表型遗传距离相比,分子遗传距离对杂种优势的预测更有效。     

通过分子标记辅助选择将耐储藏主效QTL qSS-9~(Kas)转入宁粳4号提高其种子贮藏能力

利用置换系SL36作为qSS-9位点上Kasalath等位基因的供体亲本,各方面农艺性状较好的宁粳4号作为轮回亲本,通过回交和自交,并使用4个与qSS-9紧密连锁的分子标记Y-10、Y-11、Y-14、Y-13进行基因型的检测筛选,对宁粳4号进行耐贮性的遗传改良,获得了既耐贮藏、大多农艺性状又接近于宁粳4号的较为稳定的优良新品系,克服了宁粳4号耐贮藏性差的弱点。获得的新品系种子在人工老化和自然老化条件下均表现出发芽率明显提高、丙二醛含量显著降低、TTC染色效果更明显,表明转入耐储藏主效QTL Qss-9~(Kas)的宁粳4号新品系耐贮性显著提高。     

水稻白条纹叶突变体wsl1的遗传分析及基因精细定位

从粳稻日本晴和籼稻R1128杂交衍生的重组自交系群体中获得一个稳定遗传的白条纹叶突变体wsl1(white stripe leaf 1),世代为F10。与亲本R1128相比,突变体wsl1表现出白条纹叶,同时叶脉呈现白化,该性状在苗期就出现并持续整个生育期;突变体的株高、每穗总粒数、剑叶长、生育期显著增加,而结实率显著下降,其他农艺性状没有显著变化。分蘖期突变体wsl1的叶绿素a、叶绿素b和胡萝卜素含量较杂交亲本R1128显著下降;透射电镜观察表明,与野生型相比,突变体的叶绿体形状异常,不规则。遗传分析表明,该突变性状由1对隐性核基因控制。精细定位后发现,目标基因WSL1位于第1染色体短臂上标记M1-54与标记M1-70之间,两者相距89.7 kb。生物信息学分析表明候选区间内共有8个开放阅读框,暂未发现已报道的叶色相关基因;其中LOC_Os01g02080编码肽基脯氨酰顺反异构酶, GO (Gene Ontology)分类显示其可能与类囊体形成有关,后续将通过比较测序、qRT-PCR等分子实验来确定候选基因。     

蓖麻株高性状主基因+多基因遗传分析

本研究选用蓖麻YC2×YF1高、矮秆组合的2组6世代群体(P1、P2、F1、B1、B2和F2),对株高性状进行了主基因+多基因混合遗传模型分析。结果表明,蓖麻株高受1对主基因和多基因共同控制。2组群体在B1、B2和F2三个分离世代中主基因遗传率分别为37.05%/49.57%、30.51%/34.48%和43.98%/43.64%;主穗位高和主茎节数均受2对主基因和多基因共同控制,且主基因的互作效应显性效应加性效应。3个分离世代中,2组群体主穗位高主基因遗传率分别为67.91%/92.72%、86.89%/92.13%和60.18%/66.87%,主茎节数主基因遗传率分别为91.83%/91.50%、35.22%/63.37%和85.76%/94.58%。主茎节长由多基因控制,遗传率分别为47.64%/47.64%、38.87%/38.87%和25.25%/52.71%。以上遗传模式决定了蓖麻杂种后代株高、主穗位高和主茎节长的正向超亲遗传,而主茎节数则倾向于低值亲本。因此,主穗位高和主茎节数可以作为株高的早期间接选择指标。     

基于知识工程的旋耕机刀辊的快速设计系统研究

为了提高旋耕机刀辊的设计效率，建立了一种基于知识工程的对旋耕机刀辊的快速设计系统：在查阅整理旋耕机刀辊设计流程及规则知识的基础上，建立刀辊参数库、规则库、实例库等知识库，选用SQL语言对知识库进行添加、查询、修改；应用基于规则和实例的混合推理方法，以SolidWorks和Visual Studio为系统开发平台，应用API二次开发工具和VB.NET语言开发刀辊的快速设计系统，实现尺寸驱动模型变更和不同农耕农艺要求下刀辊的参数化快速设计。在Intel i5处理器、系统内存8 GB配置环境下，快速设计系统运行 3~5 min即可设计出满足用户需求的刀辊CAD模型并输出文件，满足使用需求。     

长期继代培养的转基因苹果外源基因遗传及表达稳定性分析

为研究长期继代培养的转基因苹果组培苗中外源基因的遗传及表达稳定性，以继代培养9年的7个转GFP(绿色荧光蛋白)基因苹果株系组培苗为试材，分析转基因株系对Kan(卡那霉素)的抗性、DNA水平、转录水平和转录后水平GFP基因的遗传及表达稳定性。结果表明，在7个苹果转基因株系组培苗中均可检测出GFP特异基因片段，并且均可在含有50 mg/L卡那霉素的培养基上正常生长；绝对定量qRT-PCR检测发现，各转化株系GFP基因拷贝数并不相同；利用相对定量qRT-PCR法检测发现7个株系中GFP基因 mRNA表达量有明显差异，同时荧光显微镜下观察各转化株系叶片，绿色荧光强度有明显差异，利用SPSS软件对7个转基因株系中GFP基因拷贝数与GFP mRNA表达量相关性分析结果呈无显著相关性。以上结果表明，外源基因可以在长期继代培养的转基因苹果组培苗中保持其遗传稳定性，但不同转化株系中外源基因的表达量有显著差异，其表达量与拷贝数无显著相关，可能与外源基因在植物基因组中的插入位点有关。     

紫薇花器官发育调控基因LiFUL1的分离与表达分析

紫薇湘韵具有只开花不结实的特性,表现为花药不开裂、花粉败育、胚珠发育异常。紫薇红叶为普通紫薇,可正常开花结实。以紫薇湘韵为试验材料,采用RT-PCR方法,从花芽中分离得到1个FRUITFULL(FUL)同源基因,命名为LiFUL1(GenBank登录号为MN894547)。序列分析结果表明,其cDNA开放阅读框长度为753 bp,编码251个氨基酸,分子质量为28.453 13 ku。序列比对和保守结构域分析结果表明,LiFUL1基因编码蛋白具有典型的MADS-MEF2和K-box 结构域,C末端含有一个保守性高的基序euFUL MOTIF,因此,LiFUL1属于MADS家族的FUL/AP1亚家族。进化分析表明,紫薇的LiFUL1基因编码的蛋白氨基酸序列与木本植物蓝桉的FUL/AP1氨基酸序列亲缘关系最近。qRT-PCR分析结果表明,LiFUL1基因在紫薇湘韵花器官分化阶段的花萼分化时期、花瓣与雄蕊分化时期、雄蕊与雌蕊分化时期的表达量显著高于紫薇红叶。另外,利用原核表达系统在大肠埃希菌中成功表达了LiFUL1蛋白,为进一步研究LiFUL1基因的功能奠定了基础。     

基于表型性状与简单重复序列标记的浙江省芋种质资源遗传多样性比较

为探讨浙江省地方芋种质资源的遗传多样性,并挖掘特异芋种质,对25份浙江省地方芋种质资源进行调查鉴定,对15个表型性状进行了遗传多样性分析、主成分分析、表型性状与简单重复序列(SSR)标记相结合的聚类分析。结果表明,浙江省芋种质遗传多样性丰富,变异系数与多样性指数均值分别为31.32%与0.97。主成分分析显示,前5个主成分累积特征值为10.871,累计贡献率为77.649%,主成分1反映了多子芋株型综合因子,主成分2反映了芋叶形状综合因子,主成分3反映了母芋形状综合因子,主成分4、5分别代表母芋表皮棕毛、母芋颜色因子;另外,孙芋形状、母芋芽色、叶心色斑颜色、叶柄中下部颜色、母芋表皮棕毛可作为芋种质鉴别优先观测的形态性状指标。基于表型性状的聚类在遗传距离4.171处可将所有种质分为5个类别,其中第Ⅲ类与第Ⅴ类的子孙芋形状均为卵圆,商品性好。此外,在20份多子芋中还挖掘出2份紫红柄特异芋种质。20对SSR引物在所有资源中扩增共获得53个条带,具有多态性的条带为48条,多态性比率为90.6%,多态信息含量(PIC值)为0.22~0.64;SSR分子标记聚类在DICE遗传相似系数0.721处将所有种质分为5个类别,与表型性状聚类结果有类似之处,但又有所不同。2种不同的聚类方式在芋种质资源的鉴别中具有互补作用,均表明了亲缘关系的远近与地理来源并无直接关系。上述结果将为芋种质资源进一步保护、利用与创新提供重要的理论基础。