转录组测序及其在牧草基因资源发掘中的应用前景

本研究概述了基于新一代高通量测序技术转录组测序的基本原理、实验流程、数据分析和目前的应用现状,并结合抗旱牧草转录组测序研究思路,展望了转录组测序可能对牧草种质资源基因发掘及其在牧草作物种质创新与品种设计育种中产生的影响。     

本氏针茅SRAP PCR反应体系的建立及引物筛选

以本氏针茅（Stipa bungeana）幼嫩叶片为材料,建立适合本氏针茅基因组DNA提取的改良CTAB法,在此基础上采用正交试验设计和单因素分析相结合的方法,对本氏针茅SRAP PCR反应体系中的5个主要因素（DNA、Taq酶、dNTPs、Mg2+和引物）进行优化,旨在建立适合本氏针茅SRAP分析的反应体系。结果表明,在20 μL总的反应体系中各组分的加入量分别为：DNA（20 ng·μL-1）3 μL、Taq DNA酶(5 U·μL-1)0.2 μL、dNTPs（2.5 mmol·L-1)1.4 μL、引物（10 μmol·L-1）1.0 μL、Mg2+ (25 mmol·L-1)2.0 μL、10×Buffer 2.5 μL、ddH2O 8.9 μL。体系验证和引物筛选试验表明,该体系适于本氏针茅遗传多样性分析,该体系的建立可为本氏针茅种质资源遗传多样性研究和黄土高原植被恢复及生态建设提供理论基础。     

套袋对猕猴桃产量、品质及经济效益的影响

为探求套袋技术在猕猴桃生产中的应用情况，以美味猕猴桃海沃德和中华猕猴桃华优为试材，研究套袋和未套袋处理对猕猴桃产量、品质和经济效益的影响。于2017-2019年分别以海沃德和华优品种为试验材料，对比分析了套袋和未套袋对猕猴桃产量、品质和经济效益的影响。与套袋处理相比，未套袋处理可以显著增加海沃德和华优单果重、横径长和纵径长（P<0.01）。其中海沃德平均单果重增加了20.86%、横径长增加了5.51%、纵径长增加了7.15%；华优平均单果重增加14.21%、横径长增加了10.97%、纵径长增加了10.36%。未套袋处理海沃德和华优生理成熟果硬度、华优果实后熟硬度显著高于套袋处理（P<0.05）。未套袋处理可显著提高海沃德和华优果实干物质含量和Vc含量（P<0.05）。与套袋处理相比，未套袋海沃德和华优年均每公顷产值分别增加了4.54万元和4.24万元。据此建议在猕猴桃生产中加强叶幕层和病虫害管理，减少或不使用果袋，以提高经济效益。     

猕猴桃SRAP-PCR体系的建立及品种资源亲缘关系研究

以猕猴桃属（Actinidia Lindl.）不同种幼嫩叶片为材料,建立了基因组DNA提取的改良SDS法,在此基础上采用正交试验设计和单因素分析相结合的方法,建立了适合猕猴桃SRAP分析的优化体系,即在20 μL总的反应体系中包括：DNA（40 ng ? μL-1）1 μL、Taq DNA酶（5 U ? μL-1）0.2 μL、dNTPs（2.5 mmol ? L-1) 1.4 μL、引物（10 μmol ? L-1）各1.5 μL、Mg2+（25 mmol ? L-1）2.0 μL、10× 缓冲液2.5 μL、ddH2O 9.9 μL。利用该体系对32份猕猴桃品种资源进行遗传多样性和亲缘关系分析,结果表明14条引物共扩增出275个多态性位点,多态性百分率为100%,SRAP可以作为猕猴桃资源亲缘关系研究的有效标记;在遗传相似系数0.73水平处,供试材料可区分为4组,分别是中华猕猴桃、美味猕猴桃、黑蕊猕猴桃和毛花猕猴桃组。聚类结果表明中华猕猴桃与美味猕猴桃有着非常近的亲缘关系,毛花猕猴桃与中华猕猴桃之间的亲缘关系较远,黑蕊猕猴桃与美味猕猴桃之间亲缘关系可能较近。     

AB-QTL分析法及在水稻优异基因资源发掘和利用中的应用

野生稻是水稻育种的重要种质资源,在其漫长的进化过程中形成了极其丰富的遗传多样性,具有栽培稻所不具有或己消失了的优良基因。利用分子标记技术从野生稻中发掘有利基因是目前稻种资源研究利用中的重点。由于野生稻总的农艺性状表现劣于栽培稻,在实际研究中受到了许多不利因素（不良农艺性状和不利连锁基因的存在、平衡群体中野生稻种较高的不利基因频率、遗传累赘等）的影响,这对野生稻种资源中优异基因的发掘和利用带来了困难。高代回交QTL分析法（advancedbackcrossQTLanalysis,简称AB-QTL）为实现野生种中有利基因的发掘提供了一个新途径,许多研究表明AB-QTL分析法对野生资源中有利基因的发掘是可行的。本文对AB-QTL分析法的理论基础、特性、渗入系构建及其在野生稻遗传分化和产量基因发掘中的应用进行综述,并就今后的研究重点进行了探讨。     

环割处理对猕猴桃果实产量和品质指标的影响

【目的】以8年生猕猴桃海沃德品种为试材,研究环割处理对猕猴桃果实产量和品质指标的影响,为猕猴桃生产管理提供科学依据。【方法】2018-2019年以8年生猕猴桃品种海沃德为试验材料,对比分析了环割处理与未环割处理对猕猴桃果实产量和品质指标的影响。【结果】环割处理中单果重、纵径长、横径长和果心指数4个产量指标分别较对照提高了16.65%、5.10%、4.63%和37.50%;环割处理和对照生理成熟果硬度分别为5.87kg·cm~(-2)和5.75 kg·cm~(-2),生理成熟可溶性固形物分别为7.26%和6.90%,差异不显著。环割处理中果实干物质含量和Vc含量也显著高于对照,较对照分别提高了1.91%和6.00%;而总酸含量较对照显著降低了10.92%。【结论】环割技术可以作为猕猴桃提质增效的关键技术之一进行示范推广和应用。     

猕猴桃抗溃疡病转录组分析和基因功能注释

为了发掘中国野生猕猴桃资源抗溃疡病基因,利用Illumina HiSeq测序平台对不同时间接种溃疡病菌的毛花猕猴桃进行mRNA高通量测序。结果表明,共获得68731个Unigene,其中有48414个基因注释到Nr、SwissProt、KEGG和COG/KOG数据库。KOG注释显示,通用功能预测、转录后修饰、蛋白代谢、伴侣蛋白、信号转导机制,翻译、核糖体结构和生物合成所占比例最高;GO注释表明参与生物过程的差异表达基因数目最多,细胞组分和分子功能次之;KEGG通路分析表明差异基因的富集以生物合成和代谢为主。接种后不同时间点共获得63050个差异表达基因。通过SSR位点分析,从68731个Unigene中鉴定出13652个SSRs位点;同时获得了各类型转录因子1580个;R基因3727个。本研究结果对猕猴桃抗溃疡病基因发掘和抗溃疡病新品种选育具有重要的理论指导和育种实践意义。     

施肥对甜柿果实品质、产量及预防顶腐病的影响

为明确叶面喷施钙肥、土施土壤调理剂、土施有机肥+种草对甜柿柿果实品质、产量和预防顶腐病发生的影响,为甜柿高效栽培提供科学依据。以甜柿品种‘阳丰’为参试材料,设置不施肥(CK)、喷施蓝钙、喷施钙博士、蓝钙+土壤调理剂、钙博士+土壤调理剂、有机肥+种草6个处理的田间试验,研究不同处理对‘阳丰’柿果实品质,矿质元素、产量及顶腐病防治效果的影响。结果表明:与对照相比(1)喷施蓝钙、喷施钙博士、喷施蓝钙+土壤调理剂、喷施钙博士+土壤调理剂、有机肥+种草5种不同施肥处理均能显著改善‘阳丰’柿果实品质,其中有机肥+种草处理效果最好,该处理中果实质量、硬度、蛋白质、粗纤维、总糖、果糖、葡萄糖、总黄酮、维生素C、维生素B1和维生素B2与对照相比分别提高了16.27%、10.07%、32.14%、32.41%、35.96%、16.73%、23.12%、31.72%、17.70%、45.87%和45.75%。(2)钙博士、蓝钙+土壤调理剂、钙博士+土壤调理剂和有机肥+种草可以显著地增加阳丰果实产量,4个处理2a平均667m2产分别比对照增加228.2kg、389.05kg、500.5kg和695.35kg。(3)蓝钙+土壤调理剂、钙博士+土壤调理剂对顶腐病的防治效果最优,防治率达58.5%以上。生产中建议可以采用有机肥+种草及适量补充钙肥的措施来改善甜柿柿果实品质、提高产量,预防柿顶腐病的发生。     

根际注射施肥对猕猴桃生长、产量和品质的影响

【目的】为明确根际注射施肥技术对猕猴桃生长、产量和品质的影响,为猕猴桃果园水肥高效利用提供科学依据。【方法】2015-2017年以6年生猕猴桃品种海沃德为试验材料,对比分析了传统环状开沟撒施肥与根际注射施肥对猕猴桃生长指标、果实产量和品质的影响,其中根际注射施肥包括4个不同的肥料处理。【结果】与传统环状开沟撒施肥料相比,(1)根际注射施肥中4个不同肥料处理的新梢长度和新梢直径均显著高于对照;各处理中(国产叶面肥和国产冲施肥处理除外)叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量也显著高于对照环状开沟施肥。(2)处理1液体有机肥+微生物菌剂+大量元素水溶肥可显著提高叶鲜重、叶干重和叶干物质含量。(3)在整个生长季内,根际注射施肥不同处理下(国产叶面肥和国产冲施肥处理除外)果实横径、纵径、果实体积和单果质量均明显高于环状开沟施肥处理。(4)根际注射施肥中不同处理对果实品质指标的影响不尽相同,其中处理1液体有机肥+微生物菌剂+大量元素水溶肥可以改善猕猴桃品质。【结论】根际注射施肥技术配合合适的水溶性肥料是提高猕猴桃肥生长、果实产量和品质的有效方式,可以作为猕猴桃现代高效栽培生产技术大力推广。