基于SLAF-seq技术鉴定苹果砧木耐涝候选基因

【背景】苹果（Malus×domestica Borkh）是我国主要栽培果树树种之一,但部分苹果产区由于夏、秋季的大量集中降雨和排水不良等造成果园涝害频繁发生,导致苹果树叶片黄化、脱落,果实品质和产量下降。【目的】鉴定苹果耐涝相关基因,为苹果耐涝分子标记辅助育种和优质高产栽培提供依据。【方法】以耐涝苹果砧木G41和不耐涝苹果砧木新疆野苹果（M. sieverii (Ledeb) Roem.）及其构建的包含495个F₁杂交后代为材料,从F₁杂交群体中挑选出耐涝和不耐涝株系各50株,构建两个极端性状DNA混池,采用简化基因组测序（SLAF-seq）技术,开发SLAF标签和SNP标记,结合苹果基因组信息和遗传关联性分析,对苹果耐涝基因进行定位及候选基因预测,并对候选基因在耐涝差异的株系中进行淹水胁迫下的表达分析。【结果】以‘金冠’苹果为参考基因组,共开发119 072个SLAF标签,其中多态性SLAF有11 133个。通过序列分析和检测SNP位点,共获得6 237 071个SNP,其中高质量SNP有170 617个。通过ED和SNP-index方法关联分析,获得一个与耐涝性状紧密关联的候选区域,位于苹果第10号染色体1.94—3.25 Mb,关联区域大小为1.31 Mb,关联区域内包含120个基因。对该区域内基因进行功能注释,发现一个与呼吸代谢相关的基因—乙醇脱氢酶基因ADH1（MD10G1014500）,在淹水处理后1、2、4和6 d,该基因在耐涝植株中的表达量显著高于不耐涝植株。【结论】将苹果耐涝基因定位于第10号染色体1.94—3.25 Mb处,筛选到可能与苹果耐涝相关的候选基因MD10G1014500,可用于苹果耐涝基因的克隆和功能解析。     

牛星状病毒EvaGreen实时荧光定量PCR检测方法的建立及应用

牛星状病毒(BAstV)是我国新发的犊牛腹泻病原,本试验的目的是建立检测BAstV的Real-time PCR方法。根据BAstV流行株的ORF1a基因序列设计引物,通过优化反应条件和体系,成功建立基于EvaGreen检测BAstV的Real-time PCR方法。结果表明,该检测方法的Ct值与标准品模板在1.36×10¹~1.36×10⁸拷贝/μL线性关系良好,相关系数R²=0.999,扩增效率为93.79%;该方法可特异性检出BAstV,对犊牛腹泻其他相关病原呈阴性;最低检测下限为13.6拷贝/μL;批间和批内的变异系数均小于2%,重复性好。对2017年9月至2019年5月采自河南省的221份犊牛腹泻样本进行检测,BAstV的检出率为18.1%(40/221),采样场阳性率为100.0%(14/14)。本试验所建方法灵敏度高、特异性强、稳定性好,为BAstV的检测和流行病学调查提供了有力手段。     

多粘类芽孢杆菌HK18-8对辣椒炭疽病菌的抑制作用及其定殖能力

从健康的化香(Platycarya strobilacea Sieb. et Zucc.)根际土壤中分离获得生防菌HK18-8,为探究其对辣椒炭疽病的生防潜力,通过对峙培养和孢子萌发试验发现,HK18-8显著抑制短尖刺盘孢(Collectotrichum acutatum)的菌丝生长和分生孢子萌发,其抑菌带达到10mm,孢子萌发抑制率为70.15%;进行离体辣椒果实接种试验表明,HK18-8菌悬液对辣椒炭疽病的防治效果达到88.58%,其预防效果高于治疗效果,HK18-8的发酵液和菌悬液的防病效果显著;采用平板稀释法测定其在辣椒果实的定殖能力,处理9 d时仍能保持10~6 cfu·g~(-1)以上;根据形态特征、生理生化特性及16S rRNA序列同源性,HK18-8菌株鉴定为多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)。     

施用锌肥和遮阴互作对花生生长发育、抗病性及产量的影响

采用大田裂区试验，研究了施用锌肥和不同遮阴程度互作对花生生长发育、抗病性及产量的影响。结果表明，与不施锌肥相比，施用锌肥能提高花生不同部位锌含量、增加叶片SPAD值，提高花生叶片中可溶性糖、蛋白质和生长素含量，减少花生病害的发生，平均降低7.1个百分点，花生产量平均增加19.4%。相同施锌水平下，随着遮阴程度的增加，花生不同部位锌的含量和不同生育期叶片SPAD值以及花生叶片中可溶性糖、蛋白质和生长素含量呈增加趋势，花生的发病率比不遮阴对照增加4.8、10.2个百分点，花生产量平均降低16.5%、10.0%。在30%、70%的遮阴条件下，施用锌肥的花生产量比不施锌的分别提高21.1%、25.0%。本试验条件下，施用七水硫酸锌30 kg/hm2，使花生具有较强的抗低温寡照能力及抗病性能，增产显著，可在花生产区推广应用。     

硼肥用量对玉米生长发育及产量的影响

以郑单958和豫单606为试验材料,采用盆栽试验方法,探索不同硼肥用量对玉米产量及生长发育的影响。结果表明,施用适量硼肥可促进玉米生长发育,显著提高叶面积指数,使植株干物质积累量增加,同时硼肥能够促进干物质向果穗运输。施用硼肥能够促进玉米穗分化,使雌雄间隔期缩短,显著提高花丝数和花丝生长速率,进而增加穗粒数。施用硼肥显著提高玉米产量,且不同用量对其影响不同,3.33 mg/kg土壤硼肥处理的效果最为显著,郑单958和豫单606分别较不施硼肥处理增产14.3%和17.4%;施用量为13.3 mg/kg时郑单958增产3.5%;豫单606产生中毒症状,产量较对照降低4.4%。     

2个与HSP70基因连锁的微卫星座位与牛运输应激性状的关联分析

试验探讨了2个与HSP70基因连锁的微卫星座位与牛运输应激性状的关联分析。选择120头12月龄、体重250 kg左右的健康西门塔尔杂种肉牛进行运输应激试验，并根据牛基因组遗传图谱，选择23号染色体上与HSP70基因连锁的微卫星座位BMS468和BM1258检测其在西门塔尔杂种肉牛样本群体中的多态性，采用最小二乘拟合一般线性模型分析微卫星座位与运输应激性状部分指标之间的关联效应。结果显示：微卫星座位BMS468共检测到5个等位基因（128、134、140、146、154 bp），优势等位基因为128和134 bp，有效等位基因数（Ne）、多态信息含量（PIC）和遗传杂合度（He）分别为3.66、0.68和0.73，遗传多态性较高，关联分析显示与运输后7 d平均日增重和发病率显著相关，其中128/128 bp基因型个体的运输后7 d平均日增重最大（P < 0.05），134/128 bp基因型个体的发病率最低（P < 0.05）；微卫星座位BM1258座位共检测到6个等位基因（99、101、103、113、117、119 bp），优势基因为101 bp，Ne、PIC和He分别为4.30、0.73和0.77，遗传多态性较丰富，关联分析显示，其与发病率显著相关，其中99/99 bp基因型个体的发病率最低（P < 0.05）。综上所述，2个微卫星座位可作为牛运输应激性状的潜在遗传标记，为开展牛抗运输应激性状的标记辅助选择提供科学依据。     

二氧化碳浓度升高对茶树生理代谢的影响及应对技术

大气中的二氧化碳(CO2)浓度升高是工业革命以来全球范围内最重要的生态变化之一,将直接影响植物的生长发育和代谢过程。尽管CO2浓度升高对粮食作物的影响已经得到了广泛的研究,但其对茶树等重要经济作物的影响却很少受到关注。本文回顾和总结了CO2浓度升高对茶树的初级代谢(包括光合作用、呼吸作用和碳氮代谢)和次级代谢的影响,并探讨了CO2浓度升高环境下茶叶生产过程中的应对技术,旨在为CO2浓度升高背景下茶树优质高产栽培提供一定的理论基础和科学依据。     

玉米穗轴对穗腐病抗性鉴定体系与优异抗源的研究

穗轴作为拟轮枝镰孢菌侵染果穗引发玉米穗腐病的重要途径之一，能够影响病原菌的侵染和扩散。为了深入开展玉米穗轴对拟轮枝镰孢菌抗性的研究以及了解玉米穗腐病子粒与穗轴抗性的差异，进行抗性鉴定体系的优化，利用164份国内外玉米骨干自交系进行两年两点的接种鉴定筛选优异抗源，对发病边长、发病芯长、发病面积、发病相对面积等4个抗性指标进行研究。结果表明，发病边长能较大程度地区分不同自交系间的抗感差异且又在材料内具有较好的重演性。把发病边长确定为玉米穗腐病穗轴抗性鉴定指标，对参试自交系进行抗性评价，鉴定出CML27、BT-1、CML274等58份穗轴高抗自交系，筛选出BT-1、CML173、CML193等8份子粒与穗轴均抗穗腐病的优异抗源。     

施氮量对豫北冬小麦产量及子粒主要矿质元素含量的影响

以兰考矮早8、豫麦49-198和平安8号为材料,设置5个氮素水平（0、120、180、240、360kg/hm ²）,研究不同施氮量对豫北冬小麦子粒产量及其N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、B等矿质元素含量的影响。结果表明：子粒中N与B（r=0.879）、N与Mg（r=0.858）、Mg与Zn（r=0.871）、Mg与B（r=0.877）含量间相关系数较高。施氮显著提高了子粒N、Ca、Fe、Cu、Zn、B含量,K、Mg含量受施氮量影响较小,但P和Mn含量明显下降。兰考矮早8子粒中各种矿质元素（除B外）含量明显高于平安8号,豫麦49-198介于二者之间。施氮在提高小麦子粒产量的同时降低了P/Ca、P/Mg、P/Fe和P/Zn的值,增强了Ca、Mg、Fe、Zn的生物有效性。此外,研究发现施氮量达到180kg/hm ²后,继续增施氮肥小麦产量难以提升。可见,合理的氮肥管理可以提高豫北地区冬小麦产量及子粒中微量元素的含量;过量施氮不仅难以提高子粒产量,还会降低子粒P和Mn的含量。     

桃蚜电压门控钠离子通道基因cDNA克隆及其生物信息学分析

克隆获得桃蚜电压门控钠离子通道基因cDNA序列，明确钠离子通道的典型特征，为研究桃蚜抗性分子机理奠定基础。采用实验技术主要有RT-PCR和PCR，克隆桃蚜钠离子通道基因cDNA序列，利用相关软件对其序列进行生物信息学分析。克隆得到两段cDNA序列MpNa_v-1（NCBI登录号：MN124170）和MpNa_v-2（NCBI登录号：MN176136）。MpNa_v-1长度为2945 bp，包括2877 bp的完整开放阅读框，共编码958个氨基酸；MpNa_v-2长度为3546 bp，包括3486 bp的完整开放阅读框，共编码1161个氨基酸。MpNa_v-1和MpNa_v-2共同组成桃蚜的钠离子通道α亚基，MpNa_v-1包含同源结构域Ⅰ和同源结构域Ⅱ，MpNa_v-2包含同源结构域Ⅲ和同源结构域Ⅳ。同源比对发现，桃蚜与豌豆蚜和高粱蚜钠离子通道基因相似度分别高达97.67%和97.65%，所克隆序列包含昆虫钠离子通道α亚基典型特征，具有MFM模块，并含有蚜虫类钠通道特有模块DENS。成功地克隆桃蚜钠离子通道基因，为阐明其对拟除虫菊酯类药剂产生靶标抗性的分子机制奠定基础。