根系修剪对枳生长及相关基因表达的影响

以枳实生苗为试验材料,通过两年重复试验分析了不切除主根、切除1/3主根、切除1/2主根、切除2/3主根等4个不同水平根系修剪处理下枳实生苗生长发育、根系构型和营养吸收的情况,并检测了不同水平根系修剪处理对侧根发育关键基因表达量的影响。结果表明,切除1/2主根处理增加了枳实生苗的株高、茎粗、地上部鲜重和根系鲜重,改善了根系构型参数(侧根数、总根长、根表面积和平均长度),增加了根系P、K、Ca、B、Fe、Na和Zn等营养元素含量。另外,实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测发现,根系修剪处理诱导了侧根发育关键基因HOX1和CYP2的积累,并抑制了IAA11和IAA13的表达。综上所述,适度根系修剪可能通过诱导HOX1、CYP2基因的上调和IAA11、IAA13基因的下调来调控枳实生苗侧根的生长发育,改善根系构型,从而提高枳实生苗对营养元素的吸收能力及植株的生长发育。     

雪山草鸡感染传染性法氏囊病病毒新型变异株的鉴定

传染性法氏囊病病毒(infectious bursal disease virus,IBDV)新型变异株正在我国广泛蔓延,给商品肉鸡群和蛋鸡群带来了新的威胁。本研究对一个疑似发生非典型传染性法氏囊病的地方品种雪山草鸡群进行了RT-PCR检测,并对分离的3株毒株进行了基因测序及序列分析。结果显示,引起该鸡群发病的病原是IBDV新型变异株,属于A2dB1基因型;这3个毒株的VP2高变区编码蛋白上含有IBDV变异株的特征性氨基酸,也具有IBDV新型变异株的独特氨基酸。结果提示,我国地方品种鸡群中也有IBDV新型变异株的流行,现有的部分商品化IBDV疫苗已不能有效预防IBDV新型变异株的流行。     

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。     

小麦Glu-3位点基因拷贝数的变异分析

【目的】基因拷贝数变异是一种常见又重要的基因结构变异,往往影响个体表型。低分子量麦谷蛋白（low-molecular-weight glutenin subunit,LMW-GS）是小麦贮藏蛋白的主要组成部分,位于Glu-3位点。小麦作为异源六倍体,其庞大且复杂的基因组结构导致难以利用传统方法检测目的基因的拷贝数,针对小麦基因组,筛选可靠稳定的内参基因和体系,探索适合复杂基因组的拷贝数变异测定技术,测定Glu-3位点LWM-GS基因拷贝数。【方法】以Acc1为内参基因,根据基因序列设计内参引物和探针,通过定性和定量PCR测定内参基因在12个普通小麦品种中的拷贝数,分析该基因拷贝数在不同品种间的稳定性;又以小麦品种篙优2018的5个稀释浓度的基因组DNA为模板,利用qRT-PCR验证Acc1内参系统的重复性和准确性;根据Glu-A3位点LMW-GS基因序列设计特异性引物及探针,利用qRT-PCR和ddPCR 2种方法检测8个小麦品种Glu-A3位点基因拷贝数,比较后选择更优的高通量基因拷贝数检测方法;再根据Glu-B3和Glu-D3位点LMW-GS基因序列设计相应的特异性引物及探针,并利用ddPCR技术检测和分析了231份小麦品种的Glu-A3、Glu-B3和Glu-D3位点上LMW-GS基因拷贝数。【结果】Acc1在12个普通小麦品种间、同一品种5个DNA稀释浓度间的拷贝数测定结果一致,技术重复间的变异系数仅为0.07%—0.77%,所构建的Acc1内参系统稳定;比较qRT-PCR和ddPCR 2种拷贝数检测方法,8个品种所测的Glu-A3位点拷贝数结果一致,分别为3、5、3、4、3、3、3和3;且ddPCR检测重复间的变异系数为0.30%—1.67%,远低于qRT-PCR的3.14%—12.72%,更加可靠;利用ddPCR对231份普通小麦品种的Glu-A3、Glu-B3和Glu-D3位点上LMW-GS基因拷贝检测后分析发现,大多数小麦品种在3个位点上的拷贝数为4,所占频率分别为51.95%、32.03%和28.57%,Glu-3位点总拷贝数变异范围为10—21,变异系数为16.12%。【结论】Acc1内参系统具有良好的稳定性和重复性,可以用作小麦Glu-3位点和其他目的基因拷贝数检测的内参;qRT-PCR和ddPCR均可用于小麦基因拷贝数的检测,但后者更稳定、可靠,且操作简单、检测通量高。     

鸡脂肪组织TCF21基因启动子区DNA甲基化与其表达的关系

旨在研究鸡脂肪组织中TCF21基因启动子区DNA甲基化水平与其表达的关系。以东北农业大学高、低腹脂双向选择品系（简称高、低脂系）第24世代7周龄肉鸡为试验材料，利用RT-qPCR检测高、低脂系肉鸡腹部脂肪组织中TCF21基因的mRNA表达水平；利用生物信息学和双荧光素酶报告系统分析TCF21基因启动子的结构与功能；利用Sequenom MassARRAY飞行质谱检测高、低脂系肉鸡腹部脂肪组织中TCF21基因启动子区CpG位点的甲基化水平；利用CpG甲基转移酶处理TCF21启动子报告基因质粒，分析DNA甲基化对TCF21基因启动子活性的影响。结果显示，高脂系肉鸡腹部脂肪组织中TCF21基因的mRNA表达水平极显著高于低脂系（P<0.001）；TCF21基因的启动子区存在40个CpG位点，且在启动子的近端和远端均有分布，但不存在CpG岛；将TCF21基因的启动子划分为5个功能区域，分别为R1区域（-2 000~-1 500 bp）、R2区域（-1 500~-1 000 bp）、R3区域（-1 000~-500 bp）、R4区域（-500~-200 bp）和Core区域（-200~-100 bp）；高脂系R2、R3和R2+R3区域的DNA甲基化水平显著或极显著高于低脂系（P<0.05或P<0.001）；R2、R3、R2+R3区域的DNA甲基化水平与TCF21基因mRNA表达水平呈显著正相关（R2区域：r=0.438，P<0.05；R3区域：r=0.371，P<0.05；R2+R3区域：r=0.489，P<0.05）；R2区域的DNA甲基化显著抑制其转录活性（P<0.05）。综上所述，TCF21基因在高、低脂系肉鸡腹部脂肪组织中的表达水平主要与其启动子R2区域的DNA甲基化水平有关。     

甘草总黄酮对高脂条件下罗非鱼肝损伤的保护作用

为了研究甘草总黄酮对高脂饲料造成的罗非鱼(Oreochromis niloticus)脂肪肝损伤是否具有保护作用,随机将180尾健康无伤罗非鱼分成6组,即对照组、高脂饲料模型组和4个不同浓度甘草总黄酮组(0.05、0.10、0.50、1.00 g·kg^-1甘草总黄酮),每组30尾。饲喂90 d后,采集罗非鱼各实验组肝,测定肝匀浆中超氧化物歧化酶(SOD)活性、还原型谷胱甘肽(GSH)活性、丙二醛(MDA)含量、甘油三酯(TG)含量、总胆固醇(TC)含量、总抗氧化能力(T-AOC)水平,Western blotting法检测肝中核转录因子-κB P65(NF-κB P65)和核转录因子-κB C-Rel (NF-κB C-Rel)蛋白表达水平,RT-PCR法测定肝中微粒体甘油三酸酯转移蛋白(MTTP)和载脂蛋白B100(ApoB100)基因表达情况。结果表明:与对照组相比,高脂饲料模型组罗非鱼肝匀浆中TG、TC、MDA含量极显著(P<0.01)升高,GSH活性、SOD活性、T-AOC水平均极显著(P<0.01)降低;MTTP和ApoB100 mRNA表达水平降低(P<0.01或P<0.05);Western blotting结果显示,NF-κB P 65和C-Rel蛋白表达水平升高。饲料中加入甘草总黄酮后,与高脂饲料模型组相比,罗非鱼肝中GSH活性、SOD活性、T-AOC水平不同程度提高,TC、TG、MDA含量和NF-κB P65、C-Rel蛋白表达水平不同程度降低,MTTP和ApoB100的mRNA表达水平升高,以0.50 g·kg^-1甘草总黄酮组效果较好。说明甘草总黄酮对于罗非鱼脂肪肝损伤具有一定的保护作用,可以缓解高脂饲料造成的脂肪肝损伤。     

不同促根剂对烟苗根系发育和氮代谢的影响

研究不同促根剂对移栽后烟苗生长、根系发育和根系氮代谢的影响，确定利于烟苗生长和根系发育的促根剂。以烤烟品种云烟87为试验材料，采用盆栽试验，设置对照、黄腐酸钾、生物炭、高碳基肥4个处理，分析不同促根剂对移栽后烟苗和根系的生长发育、根系氮代谢相关酶的影响，通过实时定量PCR研究不同促根剂处理下烤烟根系氮代谢相关基因的表达模式。比较分析不同促根剂的烟苗长势、根系参数和活力发现，生物炭的促苗生根效果最好，高碳基肥次之，黄腐酸钾效果最差；测定根系中硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、亚硝酸还原酶(NiR)和谷氨酸脱氢酶(GDH)的活性，4种酶活性排序为生物炭>高碳基肥>黄腐酸钾>对照。根系氮代谢相关基因表达模式的分析表明，NR、GS、NIR3这3个基因的表达模式与上述的表型和氮代谢酶活性变化趋势相同；根系氮代谢关键酶活性与相应基因表达量的相关性分析表明，NR、GS、NIR3这3个基因分别是调控NR活性、GS活性和NiR活性的关键基因，这些基因的表达水平与对应酶活性存在正相关性。生物炭对促进移栽后烟苗的生长发育效果最好，高碳基肥效果次之，NR、GS、NIR3是调控根系氮...     

CYP2J3样基因在不同生长速率凡纳滨对虾中的差异表达

为了获得对虾生长差异的分子机制,通过比较不同生长速率凡纳滨对虾的转录组(速长组和慢长组),获得了一条编码P450的差异表达基因,经过cDNA全长验证后命名为LvCYP2J3-like,其开放阅读框为1 488 bp,编码495个aa,含有一个完整的P450功能域,功能分析表明,该基因可能参与了蜕皮激素的灭活。方差分析表明,LvCYP2J3-like在不同组织、发育阶段和蜕皮周期的表达量都存在显著性差异,并且速长群体的表达量显著性低于慢长群体。表明该基因参与了发育和蜕皮过程,其表达量与环境胁迫关系密切。在LvCYP2J3-like和其预测转录因子基因中分别发现了4和11个速长组和慢长组等位基因频率显著差异的单核苷酸多态性(SNP)标记,说明这些基因遗传差异与其活性和表达量相关,从而影响生长速率。研究结果为凡纳滨对虾遗传和育种研究提供了参考资料。     

红鳍东方鲀3个白介素基因的序列特征及表达分析

本试验分析体质量(190.34±2.13)g的红鳍东方鲀白介素基因IL-1b、IL-8和IL-10的序列特征,检测其在红鳍东方鲀脑、鳃、心脏、肌肉、肝脏和脾脏中的表达,以及每尾红鳍东方鲀注射密度1×10^7 cfu/mL的哈维氏弧菌菌液0.1 mL后0、12、24、48 h在肝脏和脾脏中的表达。试验结果表明,IL-1b、IL-8和IL-10基因的序列全长分别为771、822 bp和844 bp。3个基因在健康成鱼脑、鳃、心脏、肌肉、肝脏、脾脏中均有表达,其中肝脏和脾脏表达显著(P<0.05)。感染哈维氏弧菌后12 h,IL-1b基因在肝脏中显著上调,12 h和48 h在脾脏中显著升高(P<0.05)。感染哈维氏弧菌后12 h和24 h IL-8基因在肝脏和脾脏中均显著上调(P<0.05);而感染后24 h和48 h IL-10基因在肝脏中显著升高,在脾脏中12 h和48 h显著升高(P<0.05)。笔者首次探讨红鳍东方鲀IL-1b、IL-8和IL-10基因的序列特性及表达特征,为研究3个基因的原核表达提供了试验信息,将为进一步深入探究重组蛋白活性及其在红鳍东方鲀健康养殖中的应用奠定基础。     

喀斯特断陷盆地不同植被恢复模式土壤水分动态变化

[目的]以喀斯特断陷盆地小流域中典型植被恢复模式,即桉树(Eucalyptus maideni)林、冲天柏(Cupressus duclouxiana)林、马尾松(Pinus massoniana)林以及天然次生灌丛、高盖度车桑子(Dodonaea viscosa)灌丛和低盖度车桑子灌丛为研究对象,探究断陷盆地不同植被恢复模式土壤水分时空变异规律,为该地区植被生态恢复工作提供参考。[方法]利用自动气象观测系统和土壤水分传感器同步监测2016年5月—2017年4月期间小流域降雨量与各林地土壤水分,采用变异系数与克里金插值分析方法,对6种植被恢复模式林地的土壤水分时空异质性以及持续干旱条件下土壤水分衰减特征进行研究。[结果]表明:(1)同一植被类型不同土层雨季和旱季土壤体积含水量垂直变化趋势相同,且雨季土壤水分含量显著高于旱季(P0.05),均为中等变异(Cv:12.88%28.66%)。(2)同一乔木林雨季和旱季的土壤活跃层与次活跃层垂直分布不同,但同一灌丛雨季和旱季分布相同。(3)6种植被恢复模式土壤体积含水量均在降雨量较充足的8—9月达到最大值,其变化范围介于26.25%44.08%之间,在降雨量明显不足的3—4月达到最小值,土壤体积含水量介于9.48%17.47%之间。(4)3种乔木林0 30 cm土层、3种灌丛0 10 cm土层充分降雨后约10 d土壤水分恢复为降雨前1 d水平,低盖度和高盖度车桑子灌丛10 30 cm土层土壤水分降雨后15 d恢复为降雨前1 d水平,并且接近植物萎蔫系数。[结论]不同植被恢复模式间雨季、旱季和月均土壤体积含水量均表现为桉树林天然次生灌丛冲天柏林马尾松林高盖度车桑子灌丛低盖度车桑子灌丛。喀斯特断陷盆地季节性干旱和临时性干旱问题严峻,乔木林和灌丛经充足降雨,达到田间持水量后,在连续放晴天气下林地土壤水分可供植物10 15 d的消耗。