超表达OsPR1A增强了Xa21介导的水稻对白叶枯病的抗性反应

【背景】前期研究发现,水稻病程相关蛋白质OsPR1A的表达受上游抗病基因Xa21调控,接菌后早期启动Xa21介导的OsPR1A较高水平表达对水稻抵抗白叶枯病菌至关重要。同时OsPR1A也受到水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae,Xoo）的诱导表达。对于OsPR1A的研究绝大部分是作为抗性反应发生的标志基因佐证其他基因或途径在抗性中的作用,缺乏直接的证据证实OsPR1A本身的生物学功能。【目的】通过获得OsPR1a-OX超表达转基因植株,调查其表型及农艺性状,并明确OsPR1A蛋白质表达与抗性的关系,为鉴定OsPR1A功能提供依据。【方法】通过农杆菌介导法,将构建的OsPR1a-OX转化载体转入到水稻受体4021中,利用PCR和免疫印迹（western blot,WB）技术分别在基因水平和蛋白质水平上筛选并鉴定OsPR1A超表达阳性纯合株系。在成熟期,调查OsPR1A超表达转基因植株的表型及农艺性状（株高、穗长、分蘖数、结实率和籽粒大小等）。在31℃条件下,将生长2周的水稻幼苗TP309、4021和OsPR1A超表达转基因植株接种水稻白叶枯病菌,并在接菌0、2、4、6、8、10和12 d时测量病斑长度。在接菌0、4和6 d时,收集TP309、4021和OsPR1A超表达转基因植株的水稻叶片,提取蛋白质,利用WB技术检测OsPR1A的表达特征。【结果】构建了OsPR1a-OX转化载体,并转入到受体4021中,筛选并鉴定到2个OsPR1A超表达转基因纯合株系（#704和#709）。调查了OsPR1A超表达转基因植株在成熟期的表型及农艺性状,与对照4021相比,#704和#709的株高较矮、穗长较短、分蘖数减少、结实率降低,但籽粒稍大,可能与结实率低有关。在31℃条件下,OsPR1A超表达转基因植株的病斑长度与对照4021相比明显缩短,结果具有显著性差异（P<0.05）。在接菌0、4和6 d的材料中,超表达转基因植株#704和#709中OsPR1A始终有较高水平的表达丰度,从而提高了对白叶枯病菌的抗性。【结论】采用农杆菌介导法,获得OsPR1A超表达转基因植株;超表达OsPR1A影响到水稻的正常发育过程;超表达OsPR1A后增强了Xa21介导的水稻对白叶枯病的抗性。     

极小种群植物“川柿”生物学特性及种子萌发方法研究

摘 要：【目的】为了保护和发展极小种群植物川柿，开展此研究。【方法】采用观测法，连续3年对其生物学特性研究；种子萌发方法：（1）后熟0、30、45、60天，剥离清洗播种；（2）后熟60天，以GA300、600、1000 mg/L溶液浸种1h；播种基质为河沙（保持一定湿度），放置室内，统计萌发时间和出苗率。【结果】（1）川柿花期4-5月，10月为果熟期，单果直径32.7±5.80mm，单果重23.0±5.30g；种子肾形、千粒重1070g；成年植株呈隔年开花、结果现象；（2）种子经“后熟+河沙播种”，可萌发，其中以后熟60天的出苗率较高，为65%；直接播种种子，出苗率5%；“后熟+GA溶液浸种+河沙播种”，出苗率均高于65%，其中以GA600mg/L浸泡1h处理，出苗率最高为83.3%。【结论】极小种群植物川柿为常绿叶乔木，有隔年开花、结果现象； “果后熟60天+GA600mg/L浸泡种子1h +室内河沙播种”可提高种子萌发率，为川柿种子繁殖提供参考。     

马铃薯AP2/ERF转录因子的克隆及植物表达载体构建

AP2/ERF基因家族转录因子普遍存在于植物中,参与植物体内的各种生物学过程,包括植物的生长发育、生物和非生物胁迫响应等。前期转录组测序的结果发现马铃薯‘加湘1号’一个AP2/ERF家族基因(PGSC0003DMG400012154)在接种晚疫病菌(Phytophthora infestans)24 h后被显著激活。从接种P.infestans 24 h的‘加湘1号’的总RNA中通过RT-PCR获得了该基因CDS序列为885 bp,BLAST分析显示该基因编码一个295个氨基酸残基的蛋白,并且含有1个AP2/ERF结构域,是AP2/ERF转录因子家族中的ERF亚家族的一员。本研究将该基因与XcmⅠ酶切的表达载体pCXSN连接,转化大肠杆菌,通过测序挑选插入正确克隆酶切验证,并成功转化农杆菌。本研究结果为进一步研究该基因的功能提供了帮助。     

白屈菜CmFAD2基因的克隆及植物转化载体构建

通过对白屈菜低温应答过程的转录组分析发现膜脂不饱和化相关基因的表达在一定过程中发生变化,脂肪酸去饱和酶基因FAD2在随温度的变化趋势为正"V"型,且表达量变化显著。利用NCBI等在线软件对序列进行相关生物学信息分析,并对白屈菜FAD家族成员FAD2基因的完整开放阅读框(ORF)进行克隆,并命名为CmFAD2。选用克隆载体pMD-19-T,转化大肠杆菌DH5α,测序验证序列正确性及完整性。将目的基因与植物表达载体pRI-201-AN连接构建重组DNA pRI-201-AN-Cm FAD2,电击法转化农杆菌LBA4404,利用菌液PCR法验证成功。该基因可作为药用植物抗寒品种创制的候选基因。     

马疱疹病毒1型主要毒力基因分析及TK基因缺失载体的构建

为了解新疆马疱疹病毒1型（EHV-1）主要毒力基因遗传进化情况并构建TK基因缺失株，本研究以EHV-1 XJ2015株DNA为模板，对其主要毒力基因TK、gI和gE全长进行克隆、测序及生物信息学分析，并扩增TK基因左右重组臂TKL和TKR，构建质粒pUC-TKLR，将扩增后的增强绿色荧光蛋白（EGFP，含有CMV+polyA）插入pUC-TKLR质粒，构建TK基因缺失打靶质粒。TK、gI和gE基因同源性分析结果显示，XJ2015株与国外EHV-1分离株TK、gI和gE基因同源性均较高，分别为99.8%~100.0%、99.6%~100.0%和99.9%~100.0%；与EHV-3分离株同源性均最低，分别为72.9%、59.4%和62.1%；遗传进化分析显示，3个基因均与国外EHV-1同属于一个遗传进化分支，与EHV-9和EHV-4进化关系较近，但与EHV-3进化关系较远，表明XJ2015毒株与国外EHV-1毒株TK、gI、gE基因核苷酸上差异不明显，没有明显的地域性特征，功能基因保守且进化缓慢，同源基因功能相同或相近；经PCR扩增、酶切、测序及转染鉴定，本试验成功构建了用于TK基因缺失的打靶质粒pUC-TKLR-EGFP。通过对EHV-1主要毒力基因的分析及TK基因缺失打靶载体的构建，为新疆地区马鼻肺炎流行病学调查分析、TK基因缺失株的构建提供理论依据。     

基于卷积神经网络的拖拉机工况识别

农机工况识别在细化农机作业状态和帮助掌握区域污染物排放趋势方面有着重要的研究价值。基于拖拉机不同运行状态下的行驶速度、发动机转速以及实时油耗等时间序列,首次提出将图像识别方法引入到拖拉机工况识别中的思路,并分别应用参数优化的支持向量机与卷积神经网络对实际作业拖拉机工况进行研究。结果表明:(1)基于参数优化的支持向量机可以较好地实现样本点的工况识别且识别准确度达到99.851 9%,但无法实现农机工况的连续性识别,同时无法对农机工况转换阶段进行有效识别。(2)以拖拉机运行速度与发动机转速等信息构建样本图像来描述农机工况变化的数据表达,并在此基础上应用卷积神经网络可以有效实现农机工况的连续性识别,且识别准确率可以达到93.3%。本研究在农机工况识别方面具有一定参考价值,并为后续农机不同工况下区域污染物排放研究提供技术支持。     

富锗酵母培养物对下笼蛋鸡肉品质、肠道菌群及结构的影响

本试验旨在研究富锗酵母培养物对下笼蛋鸡肉品质及肠道的影响。选取505日龄健康的海兰褐壳蛋鸡480只,随机分为4组,每组5个重复,每个重复24只鸡。对照组饲喂基础日粮,试验组在基础日粮中分别添加12、16、20 mg/kg的富锗酵母菌培养物。预试期7 d,正试期为42 d。结果表明:与对照组相比,12、16、20 mg/kg组腿肉的蒸煮损失分别降低45.2%、33.6%、39.7%(P<0.01),pH均高于对照组(P<0.01);16mg/kg组腿肌的亮度(L~*)低于对照组(P<0.05);12、16、20 mg/kg组腿肌的剪切力分别比对照组低44.13%、56.07%、50.60%(P<0.01);各试验组胸肌pH均高于对照组(P<0.01),16mg/kg组的pH高于12、20mg/kg组(P<0.05);与对照组相比,16mg/kg组乳酸菌数量升高(P<0.05);空肠中,各试验组的绒毛长度高于对照组(P<0.01);16、20 mg/kg组绒毛长度/隐窝深度高于对照组(P<0.01)。结果显示,日粮中添加富锗酵母培养物可以改善下笼蛋鸡小肠的形态结构和肠道菌群平衡,提高鸡肉品质,建议添加量为16 mg/kg。     

Genome-wide association mapping of phenolic acids in tetraploid wheats

Phenolic acids are major components of cell walls in wheat and have important implications on human health as antioxidants with anti-tumor activity. Our objectives were to identify phenolic acid genes in wheat by single nucleotide polymorphisms (SNPs) detected within the coding sequences of candidate genes, and to identify chromosomal regions associated with single phenolic acids and total soluble phenolic compounds. A set of candidate genes involved in the biosynthesis of hydroxycinnamic acid derivatives were identified by comparative genomics. SNPs found in the coding sequences of six genes (PAL1, PAL2, C4H, C3H, COMT1 and COMT2) were used to determine their chromosomal location and accurate map position on two reference consensus linkage maps. The genome-wide association study (GWAS), based on genotyping a tetraploid wheat collection with 81,587 gene-associated SNPs, detected 22 quantitative trait loci (QTL) distributed on almost all durum wheat chromosomes. Two QTL for p-coumaric acid were coincident with the phenylalanine ammonia-lyase (PAL2) and p-coumarate 3-hydroxylase (C3H) genes on chromosome arms 2AL and 1AL, respectively. The availability of candidate gene-based markers can allow elucidating the mechanism of phenolic acids accumulation in wheat kernels and exploiting the genetic variability of phenolic acids content for the nutritional improvement of wheat end-products.