基于重测序的晋汾52及其突变体抗性差异分析

[目的]名优谷子品种晋谷21号是由晋汾52辐射诱变而来,在病害抗性方面存在明显差异,本文旨在探明晋汾52和及其突变体品种晋谷21对植物病害抗/感的原因。[方法]通过利用全基因组重测序数据,对2个谷子品种在整个基因组水平和NBS类型基因中存在的差异和变异位点进行分析。[结果]对2个谷子品种在整个基因组中SNP、InDel、SNV和SV等位点分析发现,SNP的突变类型以纯合突变为主,InDel和SV突变数目在第8条染色最多;对2个品种的NBS类型基因分析,差异也主要存在于第8条染色体上,其变异类型和变异数目也是最多的。推测晋谷21的较晋汾52更感病很可能与NBS类基因的结构域缺失有关。[结论]2个品种NBS类型基因结构的差异可能是造成抗感差异的原因,该研究结果可为进一步分析确定抗病基因关键差异位点提供数据参考和理论依据。     

小麦山农22号不同种植密度的性状表现及分析

探讨小麦新品种山农22号的适宜种植密度,使良种良法配套,故采用随机区组试验设计方法,在山东不同区域的4个点分别进行了每公顷120万、150万、180万、240万、300万基本苗的密度试验,分析研究该品种的性状表现。结果表明:山农22号小麦新品种具有良好的高产、稳产和广适特性,在适宜的种植区域内,获得9 000 kg/hm2以上产量的合理种植密度为120万~180万/hm2基本苗。     

温光敏雄性不育小麦BNS育性的遗传效应分析

【目的】探究新型生态型雄性不育系BNS的遗传特点,为不育系的转育与改良提出理论指导,并为BNS败育机制的进一步研究奠定基础。【方法】利用7个品种（系）与BNS的正反交组合,判断BNS雄性不育的胞质效应,并利用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型,连续3年对BNS/山农055525 F1、F2的育性表现进行分析,判别其最佳模型,并估计遗传参数。【结果】BNS雄性不育性主要受核基因的控制,部分品种（系）表现胞质效应。BNS/山农055525 F2育性呈现连续分布状态,具有明显的多峰或偏态现象,遗传符合E_1,即2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因模型。主基因遗传率为72.5%—79.7%,多基因遗传率为4%—11.6%,环境方差占表型方差的比例为8.8%—23.6%。BNS雄性不育基因的表达受温度因子的影响较大,F2自交结实率及遗传参数因年度间的温度不同而异。【结论】BNS的雄性不育性受2对主基因和多基因的共同控制,并初步发现存在一定的胞质效应。2对主基因对育性的遗传影响较大,其加性效应远远大于显性效应。因此,在不育系的转育与改良过程中可以进行早代选择,以提高育种效率。     

地黄饮子含药血清对大鼠BMSCs与NSCs共培养影响转归的研究

目的 探讨以升麻为药引子的地黄饮子（CRD）含药血清对经过骨髓间充质干细胞（BMSCs）共培养后的大鼠神经干细胞（NSCs）的存活和分化的影响。方法 建立BMSCs与NSCs共培养模型,在共培养体系中加入CRD含药血清,从培养第3天开始分别进行5-溴-2-脱氧尿嘧啶（BrdU）和神经元特异性烯醇化酶（NSE）、胶质细胞纤维酸性蛋白（GFAP）、神经元特异性标志物微管相关蛋白2（MAP-2）、少突胶质细胞特异性表达蛋白标志物（MBP）免疫细胞化学双染色。采用流式细胞仪检测NSCs的存活率,利用细胞免疫荧光和Western blot法鉴定NSCs的分化情况,比较NSCs的存活率和分化率,分析CRD含药血清对共培养后NSCs的存活及分化的影响。结果 与生理盐水对照组相比,中、高浓度CRD含药血清在BMSCs与NSCs共培养体系中第7天能显著提高NSCs存活率和NSE、GFAP、MAP-2、MBP活性（P<0.01）。结论 CRD含药血清在BMSCs与NSCs共培养体系中能促进NSCs有效分化和提高NSCs存活率。     

谷子WRKY转录因子对白发病菌胁迫的响应

谷子白发病是谷子生产上的重要病害,可严重影响谷子的产量和品质。WRKY转录因子广泛参与植物的抗病,生长发育等多种生理过程。为了探究谷子WRKY转录因子对白发病菌胁迫的响应,进而发掘谷子特有的抗病基因并为以后的抗病研究提供参考,本研究以感病品种‘晋谷21’为试材,基于前期对转录组测序的基础上,筛选出8个与谷子白发病相关的WRKY转录因子基因,然后通过生物信息学技术,对这8个WRKY转录因子基因特征,基因序列及所在染色体位置,基因组结构模式启动子序列元件,与白发病菌相关的调控元件以及表达模式等进行了分析。研究发现,8个WRKY转录因子基因中5个基因分布在5号染色体上,在受白发病菌胁迫后其表达水平存在显著差异。启动子顺式元件分析的组成和分布也存在较大差异,8个基因的蛋白大小是202~440个氨基酸,系统进化树分析表明,基因Seita.8G123100,Seita.5G261700的亲缘关系较近,并且受侵染后的表达水平均高于正常水平。发现8个基因中5个基因在受到病原菌侵染时其表达水平高于其正常状态下的基因表达水平,可以作为谷子抗病的重要候选基因。本研究结果为后续筛选谷子抗病基因及谷子抗病机制的研究奠定了一定的理论基础。     

谷子抵御白发病菌侵染的生理生化及基因表达分析

 白发病已成为我国谷子生产上的重要病害,不仅造成产量下降,还对谷子品质构成威胁。有关谷子品种响应白发病菌侵染的生理生化机制研究尚未见报道。本研究采用病菌卵孢子和谷粒混合的接菌方法分别接种抗病品种‘G1'和高感品种‘晋谷21'(JG21),并测定抗感谷子的植株形态指标、光合参数、防御酶活性、抗氧化酶活性、可溶性糖及脯氨酸含量,同时结合基因表达分析,旨在明确谷子响应白发病菌侵染机制。结果表明,白发病菌侵染抗感品种后,植株高度及叶面积均表现出不同程度的下降,感病品种的株高降低幅度远大于抗病品种;与抗病品种相比,感病品种中除了胞间CO₂浓度显著升高外,其他光合参数显著下降,且均低于抗病品种。抗病品种中抗氧化酶和防御酶活性及脯氨酸、可溶性糖含量均升高,显著高于感病品种。抗病相关基因Seita.2G024600(PR1)、Seita.7G168700(PAL)、Seita.1G240200(PAL)和 Seita.9G462500(POD)在抗病品种中上调,而在感病品种中表达受到抑制或下调。以上光合参数、酶活性、Pro和可溶性糖含量变化等生理生化指标可作为抗性鉴定和种质筛选的参考,这些差异表达基因可能参与了谷子对白发病菌抗病调控。研究结果可为谷子抗病分子机制及分子改良育种提供理论基础。     

城市居民食物磷素消费变化及其环境负荷——以厦门市为例

城市磷代谢不但关系到居民食品安全,还影响到城市生态系统的环境质量。快速的城市化进程及由此带来的居民生活水平的提高,会改变食物消费的数量、质量和结构,从而对城市磷代谢产生重要影响。分析了1988-2010年厦门市经食物消费进入城市系统的磷素变化动态,在此基础上对人均食物磷消费量与相关社会经济因子进行了Spearman相关分析,并计算了居民食物磷素消费的环境负荷。研究结果表明:(1)随着厦门城市化进程的推进,食物磷素消费总量波动上升;人均食物磷素消费量呈M型变化,两个峰值分别出现在1998年和2003年;高磷含量食物如奶制品、水产品,在人均食物磷素消费量中所占比例剧增,分别由0.3%和6.8%上升至14.9%和15.5%。(2)人均粮食磷素消费量与恩格尔系数、平均家庭人口数呈高度正相关, 与人均可支配收入、食物价格指数以及具有大学学历以上人口比重呈高度负相关;而植物油、瓜果、畜禽肉、蛋类、奶类和水产品磷素消费量则与粮食所呈现的相关性相反。(3)随着食物磷素消费总量的增加,磷素的环境负荷总量也呈剧增趋势,尤其进入土壤的磷素量剧烈上升,所占比例由59.7%增至85.1%,这可能与禁磷措施的实行、污水处理率的提高、处理工艺的改进等有关。     

植物B12D基因克隆研究进展

综述了植物B12D基因的克隆、特性、时空表达、亚细胞定位、异源表达、过表达、生物和非生物胁迫应答、响应脱落酸与赤霉素等激素调节等方面的研究进展,展望了采用分子生物学新技术研究其调节植物胁迫应答反应机制和改良作物品质的发展趋势,为利用其进行植物耐胁迫和品质改良提供参考。     

地黄类RghBNG基因的克隆与生物信息学分析

Rgh BNG基因是一种地黄(Rehmannia glutinosa)响应非生物胁迫和植物生长调节剂的基因。类Rgh BNG基因是一个与Rgh BNG基因核酸序列同源的地黄基因。克隆了地黄类Rgh BNG基因,预测其编码蛋白质的性质、结构和功能。用RNA提取试剂盒提取地黄总RNA,反转录成c DNA,根据已知地黄的Rgh BNG基因碱基序列设计上、下游引物,以c DNA为模板,利用PCR扩增产生包括Rgh BNG基因和类Rgh BNG基因在内的5个c DNA片段,其中类Rgh BNG基因全长1 974 bp,包含一个486 bp的ORF,编码161个氨基酸残基组成的蛋白质;蛋白质等电点为9.45,分子量为18.6 k Da,二级结构中延伸链占34.78%,无规则卷曲占33.54%,α-螺旋占21.74%,β-螺旋占9.94%,有两个可能的跨膜区,参与翻译和脂肪酸代谢。     

谷子抵御白发病菌侵染的生理生化及基因表达分析

 白发病已成为我国谷子生产上的重要病害,不仅造成产量下降,还对谷子品质构成威胁。有关谷子品种响应白发病菌侵染的生理生化机制研究尚未见报道。本研究采用病菌卵孢子和谷粒混合的接菌方法分别接种抗病品种‘G1'和高感品种‘晋谷21'(JG21),并测定抗感谷子的植株形态指标、光合参数、防御酶活性、抗氧化酶活性、可溶性糖及脯氨酸含量,同时结合基因表达分析,旨在明确谷子响应白发病菌侵染机制。结果表明,白发病菌侵染抗感品种后,植株高度及叶面积均表现出不同程度的下降,感病品种的株高降低幅度远大于抗病品种;与抗病品种相比,感病品种中除了胞间CO₂浓度显著升高外,其他光合参数显著下降,且均低于抗病品种。抗病品种中抗氧化酶和防御酶活性及脯氨酸、可溶性糖含量均升高,显著高于感病品种。抗病相关基因Seita.2G024600(PR1)、Seita.7G168700(PAL)、Seita.1G240200(PAL)和 Seita.9G462500(POD)在抗病品种中上调,而在感病品种中表达受到抑制或下调。以上光合参数、酶活性、Pro和可溶性糖含量变化等生理生化指标可作为抗性鉴定和种质筛选的参考,这些差异表达基因可能参与了谷子对白发病菌抗病调控。研究结果可为谷子抗病分子机制及分子改良育种提供理论基础。