CRISPR/Cas9介导的多基因编辑系统在大豆中的应用

自CRISPR/Cas9（clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein 9）基因 组编辑技术发现以来，迅速在作物中得到广泛应用。但是，CRISPR/Cas9多基因编辑系统在大豆中的研究尚待开 发。本文利用CRISPR/Cas9介导的多基因编辑系统，分别构建了两个载体，一个载体含6个靶点，编辑7个大豆基因 （4个Glycine max ASYMMETRIC LEAVES1（GmAS1）同源基因和3个GmAS2 同源基因），另一个载体含8个靶点，编辑 11个G. max AGAMOUS 家族同源基因（4个GmAG 同源基因，2个G. max SEEDSTICK（GmSTK）同源基因和5个G. max SHATTERPROOF1（GmSHP1/2）同源基因）。大豆遗传转化后，经表型鉴定和靶点检测发现，CRISPR/Cas9介导的多 基因编辑系统在大豆中成功实现了多基因编辑。当3个GmAS1 同源基因和3个GmAS2 同源基因同时突变时，导致 大豆叶片向远轴面弯曲、皱缩且叶柄变短的表型。当2个GmSHP1 同源基因和2个GmSTK 同源基因同时突变时，导 致豆荚停止发育的不育表型。     

药用植物罗布麻的转录组测序及分析

为了获得罗布麻转录组信息,研究罗布麻中功能基因的表达以及分子标记的开发,本研究采用Illumina HiSeq2000高通量测序技术对罗布麻进行转录组测序及分析。通过过滤掉低质量的读序,共获得26148138个高质量的读序,组装得到61538个Unigene序列。其中,有25296个Unigene在公共数据库中得到注释。通过KEGG分析,共发现29个Unigene参与活性成分(黄酮类)生物合成。检测出单核苷酸至六核苷酸重复类型的SSR位点13524个。本研究结果分析了参与黄酮类化合物合成的相关基因以及潜在的SSR位点,为进一步研究罗布麻次生代谢产物合成的功能基因的挖掘、分子标记的开发以及资源利用提供有用的信息。     

芸薹素内酯对稻草基质育秧水稻秧苗生理特性及栽后生长的影响

【目的】筛选出机插水稻基质育秧芸薹素内酯(BR)适宜的施用方法及最佳用量。【方法】以中早39为供试材料,采用稻草基质旱育秧方式,探究BR不同处理方式和浓度对机插早稻秧苗生理特性及栽后生长的影响。【结果】施用BR可以提高秧苗的抗氧化保护酶活性,降低丙二醛含量,增加可溶性蛋白含量、总糖含量及C/N,秧苗根系活力提高了13.24%~48.31%,利于形成抗性强的健壮秧苗;喷施方式对提高秧苗超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性效果最佳,基施方式对降低秧苗丙二醛含量效果最好。施用适量BR也可促进秧苗机插后长出新叶、新根及返青,喷施方式效果最好;浸种、喷施方式还能增强秧苗机插后20~30 d的单株分蘖力。【结论】播种前和出苗后进行两次适量的BR处理,有利形成壮苗和栽后活棵返青及分蘖,以播前0.15 mg/L浸种和秧苗1叶1心期0.10 mg/L喷施效果为好。     

细菌性根腐病对三七光合特性的影响

根腐病是严重威胁三七生产的重要因素之一,常年发病率在5%～20%。其中,由假单胞杆菌(Pseudomon adaceae)引起的细菌性根腐病,因叶片出现缺水萎蔫症状时才能发现,目前尚无有效的预防措施。为探究细菌性根腐病对三七光合生理特性的影响,从而为三七病害生理学研究提供理论基础,本文以2年生三七为材料,设置2个处理[发病植株和健康对照植株(CK)],研究细菌性根腐病对三七形态结构、光合特性和光系统功能的影响。结果表明:1)根腐病导致三七的主根褐变腐烂,须根断损,茎基部腐烂中空,叶片萎蔫,各器官含水量比CK显著降低(P≤0.05);而株高、叶面积和叶片解剖结构(上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度和海绵组织厚度)在两处理间均无显著差异。2)发病植株叶片叶绿素含量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、水分利用效率(WUE)和表观叶肉导度(AMC)显著低于CK(P≤0.05),且CK叶片胞间CO_2浓度(C_i)与P_n呈反比。3)发病植株叶片的光系统Ⅰ(PSⅠ)反应中心P700最大荧光信号(P_m)根腐病初期暂不受影响,而叶片暗适应下最大量子效率(F_v/F_m)、光系统Ⅱ(PSⅡ)电子传递速率[ETR(Ⅱ)]、PSⅡ实际光化学量子产量[Y(Ⅱ)]、PSⅠ电子传递速率[ETR(Ⅰ)]、PSⅠ周围的环式电子流(CEF)和PSⅠ实际光化学量子产量[Y(Ⅰ)]均显著低于CK(P≤0.05);参与调节性能量耗散的量子产量[Y(NO)]则显著高于CK(P≤0.05);发病植株的快速叶绿素荧光动力学曲线上出现K相,且显著高于CK(P≤0.05)。总的来看,细菌性根腐病对三七发病植株各器官的损伤严重程度为根茎叶,且根腐病导致发病植株叶片叶绿素降解, PSⅡ受到不可逆损伤, PSⅠ的电子传递被抑制,且叶肉细胞CO_2的同化能力降低,根腐病限制三七正常进行光合作用的条件。     

砂藓(Racomitrium canescens)RcRab基因的克隆及生物信息学分析

本研究以砂藓(Racomitrium canescens)为材料,从砂藓干旱处理转录组数据库中筛选获得小G结合蛋白基因Rab的mRNA序列,通过RT-PCR法扩增,得到RcRab基因的CDS序列,并对其进行了生物信息学分析。结果表明,该基因c DNA全长为1171 bp,包含636 bp的开放阅读框,编码211个氨基酸。预测该基因有Rab家族的保守结构域-G结构域。RcRab蛋白分子质量为23.29 kD,理论等电点为5.76,具有亲水性,不属于跨膜蛋白且不存在信号肽。进化树分析表明,RcRab蛋白质与小立碗藓(Physcomitrella patens)Rab蛋白质亲缘关系最近。本研究可为进一步探索RcRab基因在苔藓植物中的抗旱机制提供数据基础。     

砂藓(Racomitrium canescens)抗旱相关基因RcAOS2的克隆及表达分析

丙二烯氧化物合酶(allene oxide synthase, AOS)是茉莉酸合成途径中关键酶,在茉莉酸合成中具有重要的作用。本研究在砂藓(Racomitrium canescens)干旱胁迫转录组数据中发现一个干旱胁迫下表达量上调的AOS基因,将其命名为RcAOS2,我们对RcAOS2的开放阅读框进行了克隆及相关的生物信息学预测分析,并对RcAOS2在砂藓快速脱水和复水过程中的表达量变化进行了检测。结果显示,该基因cDNA全长1 474 bp,开放阅读框长516 bp。RcAOS2编码蛋白质的相对分子质量为4.36 kD,等电点为5.11,不稳定系数为55.02,为不稳定蛋白质;脂肪系数为19.19;RcAOS2蛋白质疏水性较强,属于疏水性蛋白质,存在信号肽,不属于跨膜蛋白质。系统进化分析表明,RcAOS2蛋白质与其他物种AOS蛋白质亲缘关系较远,是具有AOS序列特征的新类型。实时荧光定量PCR分析结果表明RcAOS2基因在砂藓干旱和复水过程中呈现差异性表达,推测RcAOS2可能参与砂藓的干旱胁迫响应和复水回复过程。本研究成果为进一步研究砂藓抗旱基因功能提供理论基础和备选基因资源。     

Effects of chromium yeast,tributyrin and bile acid on growth performance,digestion and metabolism of Channa argus

A 60‐day feeding trial was carried out to evaluate the effects of chromium yeast (CY), tributyrin (TB) and bile acid (BA) on the snakehead (Channa argus). The control (CT) group was fed the basal diet, and the experimental groups were fed 200 mg/kg CY (concentration: 1,000 mg/kg), 2.5 g/kg TB (purity: 45%) or 1 g/kg BA (purity: 30%) in addition to the basal diet. The addition of CY, TB and BA statistically increased the weight gain rate, and specific growth rate, whereas the feeding rate and feed conversion ratio were significantly reduced (p < 0.05). When compared with the CT group, TB elevated the serum glutathion peroxidase (GSH‐Px) activity; and BA reduced low density lipoprotein cholesterol (LDL‐C) contents significantly (p < 0.05). The three feed additives reduced intestinal malonaldehyde (MDA) levels dramatically. Tributyrin significantly enhanced intestinal trypsin and pepsin activities (p < 0.05). The activity of fructose‐1,6‐bisphosphatase and pyruvate carboxylase in the group fed CY was significantly lower than in the CT group. In conclusion, dietary inclusion of the three additives enhanced growth performance of C. argus. Dietary supplementation of CY affected protein, glucose and lipid metabolism. Diets with TB levels improved intestinal digestive enzyme activity and antioxidant capacity. The addition of BA improved glycolipid metabolism.     

茶树凋落叶浸提液对菘蓝生理生化的化感效应

为研究茶树凋落叶浸提液对菘蓝生长与生理生化的化感效应,以模拟自然条件下雨雾淋溶方式,采用不同浓度的茶树凋落叶浸提液(CK:0 mg·mL^-1、T1:6.25 mg·mL^-1、T2:12.5 mg·mL^-1、T3:25 mg·mL^-1 和T4:50 mg·mL^-1)处理菘蓝,测定其生长、抗氧化酶活性及其基因表达量、细胞膜损伤率以及丙二醛(MDA)、过氧化氢(H₂O₂)、渗透调节物质和次生代谢物含量的变化。结果表明,茶树凋落叶浸提液对菘蓝生长表现出“低促高抑”的浓度效应,与CK相比,T1对菘蓝生长具有一定的促进作用,而浸提液浓度超过菘蓝的耐受阈值时,会对其生长产生不利的影响。随着浸提液浓度的升高,可溶性糖和可溶性蛋白含量呈先上升后下降的趋势,而脯氨酸含量则持续增加。与CK相比,T1的MDA含量、细胞膜损伤率和H₂O含量差异不显著,而T3、T4则显著升高。茶树凋落叶浸提液对抗氧化酶活性及其基因表达有不同的影响,T1的过氧化物酶(POD)与抗坏血酸氧化物酶(APX)活性最高,T2的过氧化氢酶(CAT)活性最高,而T3、T4的4种抗氧化酶活性均显著低于CK。T1的Pod、Cat、Apx基因表达量最高,而T4则抑制了抗氧化酶基因的表达。此外,POD活性与其基因表达量呈显著正相关,而超氧化物歧化酶(SOD)、CAT和APX活性与其基因表达量的相关性不显著。不同浓度的茶树凋落叶浸提液对于菘蓝次生代谢物质积累的影响存在显著差异,低浓度茶树凋落叶浸提液对菘蓝生长、靛蓝和靛玉红含量积累有促进作用,而高浓度茶树凋落叶浸提液对总黄酮含量积累有一定的促进作用。本研究结果可为幼龄茶园中茶树-菘蓝复合种植提供理论参考。     

辽宁省果树科学研究所梨育种回顾与展望

作者对辽宁省果树科学研究所近40年来育种工作进行了系统的回顾,包括杂交育种、芽变选种、实生选种等不同育种方法及在梨果实性状遗传规律方面取得的成就等。并对未来的育种趋势进行了展望。     

3种螯合剂对铅胁迫下香樟幼苗生长及铅富集的影响

为了研究在添加不同螯合剂的情况下,植物对土壤Pb(铅)胁迫的生理生长反应及对Pb的富集转运情况,揭示其变化机制,筛选出较好的螯合剂及适宜的质量摩尔浓度,选择香樟幼苗为试验对象,在Pb质量分数为1045 mg·kg^-1土壤中分别添加柠檬酸、苹果酸和乙二胺四乙酸(EDTA)3种螯合剂,每种螯合剂分别设置了0、2、4、6、8 mmol·kg^-15个质量摩尔浓度,测量香樟幼苗的生长指标、生理指标以及Pb富集转运等指标并进行统计分析。结果表明:3种螯合剂对香樟幼苗生长生理及Pb的富集转运均有显著影响,随着3种螯合剂质量摩尔浓度的增加,Pb胁迫加重;同一质量摩尔浓度下,多数指标,经EDTA处理的分别与经柠檬酸和苹果酸处理的结果有显著差异,柠檬酸和苹果酸处理二者之间差异不显著;EDTA质量摩尔浓度不大于2 mmol·kg^-1,柠檬酸、苹果酸质量摩尔浓度不大于4 mmol·kg^-1,香樟生长状况及Pb吸收综合效果最好。综合分析得出:柠檬酸、苹果酸、EDTA都具有促进植物吸收土壤Pb的作用,3种螯合剂均能提高香樟幼苗的富集系数和转移系数;当土壤Pb质量分数为1045 mg·kg^-1、EDTA质量摩尔浓度为2 mmol·kg^-1、柠檬酸和苹果酸质量摩尔浓度为4 mmol·kg^-1时,香樟幼苗吸收土壤Pb的效果最佳。在达到同等效率的前提下,建议优先选用柠檬酸或苹果酸为宜。