LED补光组合对大棚越橘生长发育的影响

以2年生南高丛越橘‘Emerald’为材料，以大棚内自然光作为对照，研究LED光源的红蓝光（3︰1和6︰1）、紫外光（UVA）对植株长势、叶片光合作用、碳氮代谢、开花基因表达及开花率、果实品质的影响。结果表明：红蓝光组合处理下‘Emerald’的植株营养生长较旺盛，株高、1年生枝条长度和粗度显著高于对照。此外，红蓝光（6︰1）处理下叶片的叶绿素相对含量、比叶重和净光合速率均显著提高。红蓝光组合也可诱导植株开花，开花基因FT表达量和开花率明显高于对照。紫外光下叶片的氮含量、开花率及FT基因表达量显著高于对照。不同光质组合补光对‘Emerald’的果实品质有显著影响，红蓝光（3︰1）处理下果实的质量、横纵径、可溶性固形物、可溶性糖、花青素含量和糖酸比均高于对照。总之，不同光质补光会促进越橘‘Emerald’的生长发育，红蓝光6︰1组合对促进营养生长作用相对较大，红蓝光3︰1组合对提高果实品质效果较好。紫外光虽能改变植株形态和促进开花，但果实品质提高效果较红蓝光处理稍弱。     

玉米开花期相关的Indeterminate domain(IDD)蛋白家族基因的鉴定

开花期是影响玉米产量的重要因子之一。Indeterminate1 (ID1)编码玉米Indeterminate domain (IDD)家族蛋白,是玉米开花期的重要调控因子。然而,其他玉米IDD蛋白家族基因及其生物学功能有待深入研究。本文利用生物信息学技术在玉米基因组中鉴定并分离了37个IDD家族基因,记作ZmIDD。表达分析发现这些ZmIDD基因在8个玉米组织中显示出多种表达模式。为进一步探讨ZmIDD基因在调控玉米开花期上的作用,检测了37个ZmIDD在172个自交系中的遗传多样性,发现35个ZmIDD基因在自交系间具有多态性,平均每个基因具有37.8个多态性位点。关联分析鉴定到包含ID1在内的7个ZmIDD基因在多个环境下与开花期性状显著关联。对Zm00001d020683基因2 kb的启动子区和600 bp编码区重测序,共鉴定到64个多态性位点。候选基因关联分析鉴定到2个启动子区的插入缺失(In/Del)位点与开花期显著关联,其中2个位点分别插入3 bp和2 bp的单倍型为一种提早开花的基因型。研究结果为玉米开花期相关基因的分离和利用研究提供了候选基因和选择靶点。     

水稻OsUBA基因的表达及其在促进种子萌发和开花中的功能

自噬是将功能异常或不需要的胞内组分降解的细胞学过程,广泛参与真核生物的生长发育过程、对营养缺乏的响应及生物/非生物胁迫反应。NBR1 (Next to BRCA1 gene 1, NBR1)是在植物中发现的最重要的自噬受体,但有关植物NBR1类自噬受体的研究较少,水稻中此类蛋白的研究还是空白。本文通过RT-PCR方法,从水稻日本晴幼苗的cDNA中克隆到一个含有泛素相关结构域(Ubiquitinassociated,UBA)的基因,将其命名为OsUBA。OsUBA的开放阅读框长2538 bp,编码845个氨基酸残基。OsUBA属于水稻中的NBR1类蛋白。OsUBA的启动子区有多个与光、逆境胁迫及激素反应相关的元件; OsUBA基因在水稻花药、正在萌发的种子以及根中的表达量较高,在茎和叶中也有表达; 200μmol L~(–1) ABA处理显著抑制OsUBA的表达,100μmol L~(–1) GA处理后OsUBA的表达略有升高。对OsUBA过表达水稻株系的研究表明,转基因水稻种子的萌发比野生型更快, ABA (3μmol L~(–1))处理显著抑制OsUBA过表达水稻株系种子的萌发, GA (100μmol L~(–1))处理对OsUBA过表达水稻株系种子的萌发略有促进;OsUBA过表达水稻株系的开花时间较野生型明显提前。这些结果表明,水稻NBR1蛋白基因OsUBA的表达和功能可能与对开花时间和种子萌发的调控以及生物/非生物胁迫反应有关。     

山西南部苹果花期冻害时空分布特征及综合防御技术

利用1997—2016年山西南部苹果主产县(市、区)苹果花期逐日最低气温及日平均气温观测资料，根据苹果花期冻害等级划分指标，采用最小二乘法对花期冻害日数进行线性倾向估计，并用Mann-Kendall非参数检验方法对花期冻害日数的变化趋势进行显著性检验，分析山西南部苹果花期冻害的时空分布特征。结果表明: 山西省南部苹果产区发生花期冻害日数年均为3.1 d，各县花期均温介于13.0℃~13.8℃之间。运城地区4月中上旬易发生冻害，临汾地区吉县与隰县4月下旬易发生冻害；山西南部苹果花期冻害日数近20 a气候倾向率为-0.666 d·（10 a）^-1（P≤0.01），花期极端最低气温气候倾向率为0.165 d·（10 a）^-1（P≤0.01），花期极端最低气温与冻害日数具有极显著负相关关系。山西南部苹果花期冻害日数突变点在2008年，且在2015年之后苹果花期冻害日数突破α=0.05显著性水平下限。对于苹果花期冻害的综合防御措施，可采用“以防为主，抗补结合”策略。     

花期低温对水稻叶鞘生理及结实率的影响

盆栽条件下，以耐冷性不同的2个水稻（Oryza sativa L.）品种龙稻5（耐冷型）和龙粳11（冷敏型）为材料，于开花期在人工气候室进行低温（15℃，分别持续1，2，3，4，5 d）处理，研究开花期低温对不同耐冷性水稻结实率及叶鞘膜透性、抗氧化酶等生理指标的影响。结果表明：低温处理2 d时，龙稻5和龙粳11的花粉活力分别下降了8.21%和16.10%，差异达极显著水平；低温处理3 d后，龙稻5的结实率下降到99.90%，与CK相比差异达到显著水平；低温处理1 d后，龙粳11的结实率下降到60.04%，与对照相比差异达到极显著水平。低温处理提高了水稻叶鞘相对电导率和脯氨酸、可溶性蛋白含量，处理5 d时各指标达最大值，与CK相比，龙稻15和龙粳11分别提高了38.01%和20.77%、25.06%和84.85%、25.82%和23.63%。同时低温处理也提高了叶鞘超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性，处理3 d时酶活性达最大值，龙稻15和龙粳11分别较CK提高了10.57%和14.90%、86.26%和68.71%、17.73%和28.25%。综上所述，开花期低温引起水稻叶鞘膜脂过氧化程度升高，但也诱导水稻叶鞘抗氧化系统开启、保护酶活性上升以抵御低温伤害；开花期低温导致水稻花粉活力降低并引起结实率降低，耐冷品种较冷敏品种抵御能力强。     

A genetic linkage map in southern‐by‐spring oat identifies multiple quantitative trait loci for adaptation and rust resistance

We developed 178 recombinant inbred lines from a southern‐by‐spring oat population designated as “TxH.” These lines were genotyped to generate a high‐quality linkage map that resolved 6,902 markers into 21 linkage groups that matched closely with the latest hexaploid oat consensus map. Three major quantitative trait loci (QTLs) affecting heading date were found in locations that are consistent with known QTLs and candidate genes, and two other QTLs affecting heading date were found in novel locations. Five QTLs affecting plant height were found. Both sets of QTLs are responsible for transgressive segregation observed for these two traits. Four QTLs affecting resistance to crown rust, caused by the pathogen Puccinia coronata f. sp. avenae, were identified. Two of these QTLs are consistent with known clusters of rust resistance genes, while two may represent new locations of novel rust resistance genes. A complete set of SNP sequences suitable for generating markers for molecular selection is provided.     

利用WGCNA进行玉米花期基因共表达模块鉴定

权重基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis, WGCNA)是系统生物学的一种研究方法,在挖掘生物学数据与特定性状之间的生物学关系方面具有十分重要的作用。本研究利用玉米(Zea mays L.)自交系B73的14份不同发育阶段的转录组数据,筛选掉低表达丰度的基因,最终得到了22,426个高表达的基因用于创建基因表达矩阵;利用不同组织作为性状,创建表型矩阵。然后利用R软件中的WGCNA包建立了共表达网络,共得到20个模块。本研究将与组织相关性高于0.65的模块定义为组织特异性模块,最终鉴定到14个组织特异性模块。利用在线网站Agrigo对组织特异性模块中的基因进行GO (gene ontology)富集分析,发现14个模块中均可以得到富集种类。开花作为玉米生育周期中的一个重要生理过程,不仅代表着植物从营养生长到生殖生长的转变,也关系到产量、株高和抗逆性等农艺性状。本研究发现8个组织特异性模块中的基因可以富集到与开花调控的代谢通路。此外,有17个已经报道过的开花时间调控基因存在于共表达模块中,并且主要分布在Blue模块和Darkmagenta模块,因此本研究重点关注了这2个模块内部的基因调控网络。本研究通过计算不同组织中的基因表达丰度,并联合权重基因共表达网络分析的方法,鉴定到了具有生物学意义的共表达基因模块,挖掘到了数个开花相关的模块,有助于揭示玉米开花调控的遗传机制。     

2种多胺对铁皮石斛瓶内开花的影响

以铁皮石斛无根组培苗为试验材料,研究不同浓度的外源腐胺（Put）和精胺（Spm）对铁皮石斛瓶内开花的影响。结果表明：培养基中添加适量的Put和Spm可提高开花率。当Put浓度为0.4 mg/L时,铁皮石斛瓶内开花率最高,为30.47%;Spm浓度为0.2 mg/L时,铁皮石斛瓶内开花率最高,为22.26%;Put浓度为0.2 mg/L时,铁皮石斛始花期最短,为83.33 d,观赏期最长,为43.33 d。Put浓度为0.4 mg/L时,植株可溶性糖和可溶性蛋白含量最高;对照处理下植株全N含量达最高;Spm浓度为0.6 mg/L时,植株C/N比达最大。Put浓度为0.4 mg/L时,有利于铁皮石斛组培苗碳氮化合物的积累,可提高铁皮石斛的开花率;Put浓度为0.2 mg/L时,能使花期提前,延长观赏期。Spm浓度为0.4 mg/L时,有利于铁皮石斛组培苗株高增长和生根,促进铁皮石斛组培苗的营养生长。     

Quantitative trait loci for fruit size and flowering time-related traits under domestication and diversifying selection in cucumber (Cucumis sativus)

In cucumber, the genetic basis of traits under domestication and/or diversifying selection is not well understood. Here, we reported QTL mapping for flowering time and fruit size-related traits with segregating populations derived from a cultivated × wild cross. Phenotypic data of flowering time (FT), fruit size (FS), fruit number (FN) and fruit weight per plant (FW) were collected in multiple environments. QTL analysis identified 19 QTL for these traits. We found that the major-effect QTL FT1.1 played an important role in regulating flowering time in cultivated cucumber, whereas the minor-effect QTL FT6.3 contributed to photoperiod sensitive flowering time during domestication. Two novel consensus FS QTL, FS1.4 and FS2.3, seem to be the targets of selection during breeding for the US processing cucumber. All other FS QTL were co-localized with previously detected QTL using populations derived from cultivated cucumbers, suggesting that they were under selection during both initial domestication and subsequent improvement. Results from this study also suggested that the wild cucumber is a useful resource for capturing positive transgressive segregation and novel alleles that could be explored in cucumber breeding.     

痕量灌溉对棉花花铃期光合性能日变化及产量的影响

【目的】明确痕量灌溉方式在干旱区灌溉棉田的适用性。【方法】本研究以中棉所92为供试材料,系统监测了痕量灌溉不同埋管深度30 cm(D30)、40 cm(D40)和50 cm(D50)和膜下滴灌(CK)4个处理的棉花花铃期光合日变化及产量效应。【结果】①不同处理下净光合速率和气孔导度的日变化均呈双峰曲线变化趋势,且D30处理各时段的净光合速率和气孔导度均高于其他处理。②不同处理下的胞间CO2摩尔分数日变化均呈广口"V"字形双峰曲线变化趋势,蒸腾速率日变化均呈单峰曲线变化趋势,最大值出现在14:00h。③D30处理的2年平均籽棉产量和平均皮棉产量最高,分别为5 734.28和2 454.53 kg/hm^2,其中籽棉产量分别比CK、D40和D50处理高出1.09%、7.63%和11.38%,皮棉产量分别比CK、D40和D50处理高出3.49%、8.32%和1.61%。【结论】综合光合性能日变化和产量分析得出,内蒙古阿拉善地区采用埋管深度为30 cm的痕量灌溉技术为最佳。