甜瓜种皮颜色控制基因CmSC1的精细定位及候选基因分析

【目的】通过对甜瓜种皮颜色进行遗传分析及基因精细定位,并推测其候选基因和开发特异分子标记,为下一步该基因的功能研究及合理利用奠定基础。【方法】利用白色种皮材料HP22和黄色种皮材料B8、B150分别配制杂交组合,获得后代遗传分离群体并进行种皮颜色的表型调查及遗传分析,通过基因图位克隆方法完成基因的精细定位。通过对定位区间内注释基因进行编码区序列和功能分析确定关键候选目的基因。【结果】甜瓜白色种皮对黄色种皮为显性,由单显性基因CmSC1控制并表现延迟遗传效应。利用368个黄色种皮F₂单株最终将CmSC1精细定位于第5号染色体分子标记S27和S28之间物理距离约95 kb区间内,共包含12个注释基因。其中一个为拟南芥AtTT8同源的编码bHLH转录因子蛋白的MELO3C014406,经序列变异位点分析,黄色种皮材料B8和B150分别在该基因ATG下游第47位碱基处插入碱基A以及在第260位碱基处缺失14 bp导致翻译蛋白提前终止,致使后面功能结构域完全缺失,进而通过开发特异分子标记YS及序列分析,发现65份黄色种皮材料均发生这两种突变形式中的一种,推测MELO3C014406即为控制种皮颜色CmSC1的目的基因。【结论】本研究将控制种皮颜色的CmSC1精细定位于第5染色体95 kb区间内,推测MELO3C014406为最终目的基因,并开发了特异分子标记YS。     

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。     

滇中冷凉山区不同播期反季花椰菜产量效益分析

为摸索滇中高海拔冷凉山区反季节栽培花椰菜的最佳播期以集成高效栽培技术推广应用,于2017—2018年选择海拔2250 m的云南省峨山县塔甸镇大西村地块进行9个播期的2年随机区组试验。结果表明,花椰菜生育期随播期推迟而延长,而花球采收期除播期7月10日外随播期推迟而逐渐增长;花椰菜株高、外叶数、开展度、球高、球径和单球重等农艺性状有随播期延迟呈现先逐渐减小而后又逐渐增大的趋势;莲座期黑腐病和霜霉病的病情指数随着播期的延迟呈现先逐渐升高而后又逐渐下降的趋势;花椰菜小区产量随着播期的延迟呈现先逐渐下降而后又逐渐提高的趋势,播期4月20日和4月30日与其余7个播期产量之间的差异达极显著水平。综合花椰菜在冷凉山区反季节栽培的生产实际和各播期产量产值及商品性表现,推荐滇中高海拔冷凉山区反季节栽培花椰菜的最佳播期为4月20—30日。     

小麦4B染色体上LOX基因的等位变异及其区域分布

为了解中国不同麦区小麦种质资源籽粒脂肪氧化酶（lipoxygenase,LOX）活性相关基因TaLox-B1的差异和分布,利用小麦4B染色体上的功能标记LOX16和LOX18对7个麦区的436份种质资源进行分子检测。结果表明：在供试材料中共检测到3种TaLox-B1基因等位变异类型,分别为TaLox-B1a（与高LOX活性相关)、TaLox-B1b（与低LOX活性相关）和杂合型,其频率分别为19.0％、70.4％和10.6％。小麦LOX活性基因不同变异类型在各生态区的分布存在明显差异：基因型TaLox-B1a在黄淮冬麦区、北部冬麦区和长江中下游冬麦区分布较多,其比例分别为21.1%、19.8%和17.6%;基因型TaLox-B1b在西南冬麦区和长江中下游冬麦区分布较多,比例分别为87.9%、72.5%;杂合型仅存在于北部冬麦区、黄淮冬麦区与长江中下游冬麦区,比例分别为14.2%、12.4%和9.8%。利用标记LOX16和LOX18对53个自选高代品系进行分子检测,发现自选品系仅有TaLox-B1b与杂合型两种基因型,其中基因型TaLox-B1ab有32个,比例为60.4%。采用分子标记辅助选择,有利于快速鉴定小麦籽粒LOX活性,加速LOX的遗传改良和新品种选育。     

稻香全中国 各地差异大

我国水稻主产区主要是长江流域、珠江流域、东北地区。由于南北气候差异大,各地用肥需遵守相应的施肥原则。东北寒地单季稻区当地应根据测土配方施肥结果,当地施肥应适当减少氮磷肥用量,优化钾肥用量。还要减少基蘖肥施氮量和比例,增加穗肥比例,使拔节期穗肥施氮比例达到30%左右。同时注意早施返青肥促分蘖早发,插秧后3天内施用返青肥。根据土壤养分状况适当补充中微量元素。偏酸性地块应施用钙镁磷肥,偏碱性地块基肥选用p H较低的复合肥或复混肥,追肥少用或不用尿素。     

几种不同施肥方式对雷竹产量的影响研究

采用随机区组设计试验,分析对比竹腔施肥、普通施肥和不施肥3种处理对雷竹生长的影响。试验结果表明:竹腔施肥与普通施肥和不施肥比较,出笋数量分别增加12.11%和33.26%,退笋率分别降低3.3%和4.2%,经济收益分别提高14.0%和33.4%,新竹平均胸径分别增加0.25 cm和0.35 cm。综上所述,施肥对产笋量、成竹率、新竹径级和单位面积收益上均有积极的影响作用。不同施肥方式其作用效果为:竹腔施肥>普通施肥>不施肥。     

转录因子调控番茄抗旱性研究进展

番茄原产自热带地区，是全世界栽培面积最大的蔬菜之一。农业生产上，干旱胁迫是限制番茄产量和品质的主要制约因素。因此，挖掘抗旱基因用于番茄抗旱育种意义重大。番茄的抗旱性状是由多基因控制的复杂性状，而转录因子能通过转录级联效应同时调控干旱胁迫响应通路上的多个基因来调节植物的抗旱性，是培育抗旱番茄品种的重要遗传资源。本文对近年来有关转录因子调节番茄抗旱性和参与干旱胁迫响应的最新研究成果进行了归纳总结，综述了bHLH、MYB、NAC、bZIP、ERF、WRKY、HD-Zip等家族转录因子调控番茄响应干旱胁迫的研究进展。在干旱胁迫下，这些转录因子参与的调节网络主要涉及脱落酸(ABA)和活性氧等相关通路。对转录因子在培育番茄抗育品种中的应用进行了讨论，提出增强转录因子遗传改良在时空水平的特异性用于抗旱番茄品种选育的方法，旨在为番茄抗旱育种研究提供新思路。     

宁夏固原山区蜂产业助推脱贫攻坚的思考

环六盘山区作为深度贫困地区脱贫攻坚战的主战场之一,在党中央、国务院的关怀和大力支持下,各级党委政府高度重视,积极发挥产业优势,有力地推动了脱贫攻坚战的顺利实施。固原市是环六盘山区的核心地区,也是全国重点贫困地区,“干旱少雨、山大沟深、生态脆弱、产业单一”是当地经济发展的写照,曾被世界教科文组织认定为“最不适宜人类居住的地区之一”,因此,固原市在农业产业领域内,充分发挥肉牛、马铃薯、蔬菜、小杂粮和蜜蜂五大特色农业产业优势,通过“引项目、注资金、强技术、连帮带”等措施全面推进产业扶贫政策,起到了非常好的作用。     

论“两区”划定工作的重要意义

2017年党中央、国务院决定在全国范围内划定粮食生产功能区和重要农产品生产保护区(以下简称为“两区”)。“两区”划定有其具体的原则、要求和标准,其工作任务概括为“划、建、管、护”四个方面。本文着重论述了“两区”划定工作的意义。     

基于转录组分析的紫花苜蓿组成型抗蓟马性研究

为了探究紫花苜蓿组成型抗蓟马转录调控机制，以自主培育的抗蓟马苜蓿品种草原4号为研究对象，以感蓟马苜蓿品种草原2号为对照，采用RNA-seq技术进行转录组测序分析。试验共获得82.34 Gb clean data,组装得到77 837个unigenes, 139 949个转录本，平均序列长度为830.17 bp;共有47 573个unigenes被注释到六大数据库中。与草原2号相比，草原4号共检测到差异基因2 388个，其中上调基因1 361个，下调基因1 027个。KEGG对相关差异基因的功能注释表明，上调基因主要注释到能量代谢、碳水化合物代谢等代谢过程以及遗传信息处理相关途径，下调基因主要注释到遗传信息处理、细胞过程和环境适应相关途径。qRT-PCR验证结果发现所选的8个基因在2个品种中的相对表达量同RNA-Seq测的结果一致，说明本试验中转录组的结果可靠。结果可为揭示苜蓿组成型抗蓟马机理奠定基础，进而为抗蓟马新品种培育及蓟马防治提供理论支撑。