稻瘟病菌CAAX蛋白酶MoRce1的功能研究

 蛋白质的翻译后异戊烯化修饰(CAAX修饰)能够介导真核生物中许多重要蛋白质的亚细胞定位以及蛋白与蛋白间的相互作用。稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引致的稻瘟病是水稻最重要病害之一,造成全球水稻严重减产。为深入了解稻瘟病菌致病机理,更好地防控稻瘟病,我们研究了异戊烯修饰是否影响稻瘟病菌的生长发育和致病性。首先从稻瘟病菌基因组数据库中鉴定到一个稻瘟病菌的异戊烯蛋白酶MoRce1,同源比对发现MoRce1保守结构域在各物种之间变化较大,猜测在不同物种中该蛋白可能出现了功能分化。经同源重组方法敲除MoRCE1基因,发现MoRCE1缺失突变体在胁迫培养条件下细胞壁完整性明显缺陷,但是对营养生长、产孢、萌发以及致病性没有明显影响,说明MoRce1蛋白可能通过参与稻瘟病菌细胞壁合成相关蛋白的异戊烯化修饰进而影响该菌细胞壁的完整性,其具体机制还有待深入研究。     

基于"量-质-域-流"四维指标体系的水资源荷载状况评价——以黑河流域三地市为例

随着社会经济用水不断增加，水资源供需矛盾加剧，水资源系统出现荷载不均衡现象，制约了区域发展，危及生态环境良性循环。本文从水资源系统的负荷需求和承载能力出发，基于“量、质、域、流”四个维度构建水资源荷载均衡评价指标体系，采用指标规范化的正态云模型，评价2015年黑河流域张掖市、酒泉市、阿拉善盟水资源配置方案的荷载均衡状况，并依据负荷与承载能力评分二维坐标，分出低负荷-高承载能力、低负荷-低承载能力、高负荷-高承载能力和高负荷-低承载能力四个分区。评价结果表明：2015年三地水资源荷载状况均为Ⅳ级，张掖市综合评分为3.697，酒泉市为3.657，阿拉善盟为3.901，三地均处于高负荷-低承载能力区域；三地在水质维度上处于低负荷-高承载能力区间，水质维度评分均处于Ⅱ级，酒泉市水质评分优于张掖市，张掖市水质评分优于阿拉善盟；在水量、水域、水流维度上均处于高负荷-低承载能力区间，水量方面三地处于Ⅳ级，张掖市优于酒泉市，酒泉市优于阿拉善盟；水域方面张掖和阿拉善盟评分均处于Ⅴ级，酒泉评分处于Ⅳ级；水流方面三地均处于Ⅴ级。需要采取调控手段在水量、水域、水流方面上进行“增强承载”和“卸荷”。     

饲粮精料水平和蛋氨酸铬添加剂量对舍饲滩羊生长性能、屠宰性能、肉品质和脂肪沉积的影响

本试验旨在探究饲粮精料水平和蛋氨酸铬(Cr-Met)添加剂量对舍饲滩羊生长性能、屠宰性能、肉品质和脂肪沉积的影响。采用2×3双因素试验设计,2个因素分别为饲粮精料水平和Cr-Met添加剂量,其中饲粮精料水平分别设为35%(低精料饲粮,饲粮精粗比为35∶65)和55%(高精料饲粮,饲粮精粗比为55∶45),Cr-Met添加剂量分别设为0、0.75和1.50 g/(d·只)。将60只雄性滩羊羔羊[平均体重为(21±1)kg]随机分配到6个试验组,每组10只。试验期为80 d,其中预试期15 d,正试期65 d。结果显示:1)与低精料饲粮组相比,高精料饲粮组滩羊的平均日增重、屠宰率、背膘厚度、肌内脂肪含量和后腿肉比重显著增加(P<0.05),但料重比与肌肉蒸煮损失、剪切力、pH、亮度(L*)值、红度(a*)值和黄度(b*)值则显著降低(P<0.05)。2)低精料饲粮组滩羊背膘厚度、皮下脂肪厚度、肌内脂肪含量和后腿肉比重随Cr-Met添加剂量的增加而线性降低(P<0.05),但肌肉pH则线性升高(P<0.05)。3)高精料饲粮组滩羊肋肉比重、腰肉比重以及肌肉剪切力和pH随Cr-Met添加剂量的增加而线性升高(P<0.05),而肌内脂肪含量和肌肉a*值则线性降低(P<0.05)。综合本试验测定指标,建议在滩羊养殖中选择精粗比为55∶45的高精料饲粮,Cr-Met的适宜添加剂量为1.50 g/(d·只),且不建议在精粗比为35∶65的低精料饲粮中添加Cr-Met。     

过表达ZmIBH1-1提高玉米苗期抗旱性

【目的】干旱是严重影响玉米生长发育进程的一个重要因素。挖掘玉米抗旱相关基因,通过转基因功能验证和转录组分析,解析关键基因在响应干旱胁迫过程中的分子调控机制,为抗旱分子育种和遗传改良提供理论依据。【方法】以玉米自交系B104（WT）为背景材料,利用农杆菌介导方法构建过表达ZmIBH1-1转基因株系（ZmIBH1-1-OE）;通过对转基因植株进行草铵膦抗性筛选、标记基因和目的基因PCR检测,以及运用实时荧光定量PCR检测目的基因的表达情况,鉴定阳性植株和株系;以WT和ZmIBH1-1-OE转基因株系为材料,通过干旱处理（20% PEG6000）,进行表型鉴定和耐旱生理生化指标测定,验证ZmIBH1-1的抗旱功能;通过对干旱胁迫下玉米4叶期转录组的比较分析,鉴定出差异表达的基因（differentially expressed genes,DEGs）;结合DAP-seq（DNA affinity purification sequencing）分析,初步确定ZmIBH1-1蛋白直接调控与抗旱相关的下游靶基因,利用基因组可视化软件IGV（integrative genomics viewer）分析ZmIBH1-1蛋白结合候选靶基因的位置,然后通过Dual-Luciferase试验验证ZmIBH1-1蛋白与靶基因的调控关系。【结果】通过玉米遗传转化获得12个转化事件;T₃代中,能同时检测到标记基因Bar和目的基因ZmIBH1-1的植株有458个,实时荧光定量PCR检测结果表明,ZmIBH1-1-OE中ZmIBH1-1的表达量显著高于WT,株系3和株系8表达量最高,将其自交获得T₄代转基因株系用于后续试验。在干旱胁迫条件下,ZmIBH1-1-OE株系存活率、叶片相对含水量、叶绿素含量、可溶性蛋白含量及其生理生化指标（超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性）均显著高于WT,说明玉米中过量表达ZmIBH1-1赋予玉米更高的耐旱性。转录组分析结果表明,WT与ZmIBH1-1-OE株系在干旱胁迫下有1 214个差异表达基因;Gene Ontology（GO）功能富集分析结果表明,差异表达基因主要涉及生物过程、细胞组分和分子功能,如在生物过程中主要涉及到光合作用、应激响应、脱水响应等;KEGG富集分析表明,差异表达基因主要参与植物激素信号传导、新陈代谢等过程。结合转录组显著差异表达基因和DAP-Seq分析所得到ZmIBH1-1蛋白的靶基因,初步确定ZmIBH1-1蛋白直接调控与抗旱相关的11个候选靶基因,包括2个钙信号相关基因、3个半胱氨酸代谢相关基因、1个bHLH转录因子、1个应激响应蛋白、1个谷胱甘肽转移酶、1个氧化还原过程蛋白和2个乙烯响应因子;基因组可视化结果显示ZmIBH1-1蛋白可以结合靶基因启动子区;随后通过Dual-Luciferase试验进一步表明,ZmIBH1-1蛋白可以直接作用于11个候选靶基因,其中,ZmIBH1-1蛋白可以促进ZmCa-M、ZmSYCO、ZmbHLH54、ZmGlu-r1、ZmCLPB3和ZmP450-99A2的表达,抑制ZmAGD12、ZmCYS、ZmCYSB、ZmERF-107和ZmEIN3的表达。此外,在干旱胁迫下NAC、WRKY、MYB等转录因子在ZmIBH1-1-OE和WT株系中也存在差异表达。【结论】ZmIBH1-1的过表达可以增强玉米苗期的耐旱性;ZmIBH1-1蛋白通过直接调控乙烯信号通路中的ZmERF-107和ZmEIN3的表达提高玉米的耐旱性;ZmIBH1-1蛋白通过直接调控钙信号相关基因ZmCa-M和ZmAGD12增强玉米的耐旱性;ZmIBH1-1蛋白可能通过间接调控NAC、WRKY、MYB等转录因子响应干旱胁迫。     

灌水对强筋小麦籽粒产量及营养品质的影响

为明确水地强筋冬小麦高产、优质、高效的灌溉技术，试验设3个灌水时期8个灌溉处理［越冬期灌1水（W₁），拔节期灌1水（W₂），孕穗期灌1水（W₃），越冬期和拔节期灌2水（W₁₂），越冬期和孕穗期灌2水（W₁₃），拔节期和孕穗期灌2水（W₂₃），越冬期、拔节期和孕穗期灌3水（W₁₂3），全生育期不灌水处理（CK）］,于小麦成熟期测定籽粒产量、总蛋白及其组分含量和淀粉含量。结果表明，与不灌水的CK比较，所有灌水处理的籽粒产量、有效穗数、穗粒数、千粒重、蛋白质产量以及籽粒淀粉含量均显著增加，但籽粒的总蛋白及其组分含量均呈不同程度降低（W₁处理除外）。越冬期灌水对有效穗数、籽粒产量、总蛋白及其组分含量、淀粉含量的提升作用较大；拔节期灌水对穗粒数的提升作用较大，但对淀粉含量的提升作用较小，对总蛋白及其组分含量的降低作用较大；孕穗期灌水对千粒重的提升作用较大，对蛋白质产量的提升作用较小。随着灌水次数增加，小麦籽粒产量显著提高，淀粉含量先显著提高后基本不变，而籽粒总蛋白及其组分含量降低。W₁₂3处理籽粒产量最高，其次是W₁₃处理；W₁处理籽粒蛋白质及其组分含量最高，其次是W₁₂及W₁₃处理；W₂₃处理淀粉含量最高，其次是W₁₂或W₁₃处理。综合各项指标，最好的灌水组合是越冬期和孕穗期灌2水（W₁₃）。     

玉米-大豆带状间作下除草剂的筛选

采用单因素随机区组设计,研究了3种药剂(A1:60%乙·嗪·滴丁酯、A2:60%乙·嗪·滴丁酯+48%灭草松、A3:48%灭草松)与清水对照组(A4)在玉米-大豆间作条件下,玉米、大豆苗期农艺性状、株防效及药害等级和成熟期作物产量,考察了玉米-大豆带状复合种植模式下除草剂除草效果及安全性。结果表明:3种除草剂对反枝苋、马唐防效好,对刺儿菜防效较差。药后15 d,A1与A2对杂草的防除效果最好,均在75%以上,其中A2对马唐的株防效达到了100%。药后30 d,各处理下的鲜重防效均在80%以上,A1对反枝苋的株防除效果最好为88.89%。玉米、大豆产量在A2处理下最高,分别较清水对照组高33.7%、39.4%。3种除草剂对玉米、大豆幼苗都有一定的药害症状,但药害等级均小于1,从株防效和对作物产量的影响分析,A2更适用于玉米-大豆带状复合种植模式。     

灌溉方式与基施磷素对设施黄瓜产量的影响

以黄瓜为试材,采用小区试验对比的方法,研究了滴灌和畦灌条件下不同磷素用量对秋季大棚黄瓜产量的影响,以期为提高秋季大棚黄瓜产量提供参考依据。结果表明:滴灌大棚的黄瓜生长状况明显好于畦灌大棚,商品黄瓜产量显著提高(P0.05),各阶段用水总量278.3 mm,节水达41%。畦灌条件下,不施磷肥处理黄瓜果实产量显著低于磷肥处理(P0.05);滴灌条件下,过量的磷肥施用(P2O5100 kg·hm~(-2))导致黄瓜果实产量和品质显著下降(P0.05)。由此可见,滴灌条件下合理施用磷肥能够降低水资源消耗,提高磷肥利用效率,有利于黄瓜品质和产量的提升。     

锦屏县香菇新品种引进品比试验初报

为了引进筛选适合锦屏县种植的食用菌香菇新品种,将香菇135、香菇庆科20,香菇268等3个新品种与当地主栽品种香菇808进行同田对比试验,根据4个香菇品种的生育期特性、农艺性状、经济性状等特征进行综合对比分析。结果表明:新品种香菇268的综合农艺性状表现产量高、商品性好,适应性较强,可作为锦屏县食用菌香菇种植主推广品种。     

花生硬脂酰-ACP酸脱饱和基因FAB2表达的分子机制

FAB2位于油酸合成通路的上游,编码硬脂酰-ACP脱饱和酶,调控硬脂酸(C18:0)向油酸(C18:1)转化。本研究发现高油酸品种开农176种子发育前期FAB2的表达量升高,而成熟期油酸过量积累会抑制FAB2的表达。利用开农176与开农70构建F2杂交群体,发现当植株油酸含量超过60%时会从整体水平上抑制FAB2的表达。种子发育前期,油酸不断积累会导致过氧化物酶活性升高,并且活性氧含量随之增加;但是在种子发育后期均降低,该结果与FAB2的表达量变化趋势相同。亚细胞定位结果表明, FAB2与FAD2分别定位于叶绿体与内质网。FAB2编码区序列多态性分析显示,该蛋白序列氮端的氨基酸结构缺失可能会导致硬脂酸含量升高。FAB2启动子序列存在大量AT碱基的富集区域,并且含有光响应、激素调控、转录因子结合的保守顺式元件。本研究发现过量积累的油酸会激活过氧化物酶介导的活性氧信号途径,进而通过细胞核内的未知转录因子调节上游基因FAB2的表达量,该结果不仅拓展了对FAB2的功能认知,也为培育高油酸花生品种提供了相关的理论指导。