红皮红肉和红皮白肉火龙果果肉呈色相关基因差异表达分析

火龙果为热带新兴水果,常见的有红皮红肉和红皮白肉两种类型。为探究这两种火龙果果色差异原因,发掘差异表达基因(differencially expressed genes, DEGs),本研究分别在青果期(授粉后第15天)和成熟期(授粉后35 d)采集红皮红肉火龙果(Hylocereu polyrhizus)和红皮白肉火龙果(Hylocereu undatus)的果肉样品,进行转录组测序。获得高质量序列共53 240条。通过对DEGs进行分析,发现火龙果在同一品种不同时期间的差异比同一时期不同品种间的更大。分别在R1 vs R3和W3 vs R3两组进行GO功能富集分析和KEGG代谢通路分析,通过GO分析发现,在分子功能上,有部分基因显著富集在蛋白与转录因子结合活动上;通过KEGG分析,大部分基因富集在次生代谢产物合成通路、氨基酸和核酸代谢通路、酪氨酸代谢通路上,其中酪氨酸是甜菜色素合成的前体。综上所述,红皮红肉火龙果发育过程中伴随着大量甜菜色素的合成,酪氨酸作为前体在其中起关键作用,且该色素的合成需要大量氨基酸、酶及转录因子的参与。甜菜色素合成途径中的分子调控机制尚未明确,通过本研究可以发掘火龙果中甜菜色素合成相关的关键基因,是开展后续实验的基础,为甜菜色素代谢途径的完善提供了有用的信息。     

番荔枝果实发育进程中糖分累积机制分析

番荔枝的果实含糖丰富,其内含物多用于营养、医药和加工等领域。近年来,番荔枝成为研究水果中糖积累的优良物种,但由于基因组资源的稀缺阻碍了该物种的遗传研究。为研究番荔枝基因组资源及其糖分累积的分子机制,本研究通过对番荔枝2个品种5个果实发育不同阶段的三代、二代转录组测序及荧光定量表达分析。结果发现,番荔枝糖分主要在果实成熟阶段进行积累,大多数基因参与糖的转运和果实的代谢,参与淀粉合成的基因葡萄糖-1-磷酸腺肌转移酶基因、1,4-α-葡聚糖基因和淀粉合成酶基因在果实成熟阶段受到高度抑制。然而,导致淀粉降解的基因被急剧上调,包括2个α-淀粉酶基因、36个β-淀粉酶基因和13个4-α-葡聚糖转移酶基因。同样,参与淀粉降解的6个异戊酶基因在果实成熟前期被下调,但在成熟后被急剧上调,这表明它们对番荔枝果实在成熟过程中的糖分积累有积极的贡献。糖代谢相关差异表达基因的综合分析表明,成熟过程中引发的淀粉降解是果可溶性糖积累的最活跃通道。本研究完成了番荔枝转录组全长测序,结果有助于番荔枝基因挖掘、克隆、表达研究及与糖积累正相关的基因深入研究。     

红肉火龙果HpERF1/2/3转录因子的特性及对HpCytP450-like1的调控

从红肉火龙果果肉中克隆得到3个ERF转录因子,命名为HpERF1/2/3。氨基酸序列比对和进化树分析发现HpERF1/2/3具有典型的AP2/ERF结构域,ORF长度分别为1 020、843、1 269 bp,编码长度分别为339aa、280aa、422aa,分子量为37.4、31.99、45.08 k Da,以及等电点为5.69、6.36、6.93的氨基酸多肽链。实时荧光定量聚合酶链式反应表明,随着红肉火龙果果实发育,HpERF1/2/3基因的表达明显增强。亚细胞定位和转录活性分析显示HpERF1/2/3都定位于细胞核,是核蛋白,并且具有转录激活活性。双荧光素酶瞬时表达分析显示,HpERF1/2/3可以激活红肉火龙果甜菜红素合成途径上关键基因HpCyt P450-like1的启动子活性。这些结果表明HpERF1/2/3可能通过调控甜菜红素合成相关基因表达来参与红肉火龙果果实品质形成过程,加深了对红肉火龙果果实品质生物学的认识。     

CPPU处理猕猴桃常温贮藏过程中果实糖含量相关基因的表达分析

为了解析采前CPPU处理的猕猴桃果实贮藏性与未处理果实的差异及相关的分子调控机制,以清水为对照,评价了盛花后用20 mg/L CPPU处理果实在常温贮藏下可溶性固形物、可滴定酸及可溶性糖含量的变化,并用转录组分析鉴定出与可溶性糖变化相关的候选基因。结果表明,无论处理还是对照,可溶性糖含量在贮藏过程中呈逐渐上升趋势,但CPPU处理果实的可溶性糖含量始终低于对照果实。转录组分析表明,CPPU处理抑制了淀粉和蔗糖代谢中的基因Achn087691(编码磷酸己糖异构酶)以及果糖和甘露糖代谢中基因Achn203191(编码磷酸丙糖异构酶)的表达,并促进淀粉和蔗糖代谢中基因Achn069851(编码己糖激酶)前期表达,但对基因Achn161931(编码尿苷二磷酸葡萄糖脱氢酶)、基因Achn206141(编码尿苷二磷酸-葡萄糖醛酸酯-4-表异构酶)和基因Achn295291(编码果胶甲酯酶)表现为前期抑制、中期促进、后期抑制。由此推测,20 mg/L CPPU处理明显影响了徐香猕猴桃果实中可溶性糖含量及糖代谢相关基因的表达,致使果实常温贮藏过程中可溶性固形物和可溶性糖含量降低,且提前软化。     

转录组和代谢组联合分析低温胁迫对天麻生长发育的影响

为探究不同温度对天麻生长影响的生理分子机理,本研究通过转录组和代谢组联合分析不同温度对天麻基因表达和代谢产物含量的影响,阐明其对天麻生长发育的调控。本研究以13℃母麻(NS)、23℃母麻(TB)和23℃箭麻(SS)为实验材料。转录组分析获得126 787个Unigene,注释到6大数据库的Unigene数有59 501个,占总Unigene数的46.93%;基于显著差异表达的阈值|log2(变化倍数)|≥1(P<0.05),在NS vs SS、NS vs TB和SS vs TB中分别有17 201、17 162和10 322个差异表达基因。KEGG通路富集分析表明差异表达基因主要参与代谢途径、次生代谢产物的生物合成、RNA转运等途径。代谢组共检测到437个代谢物,其中NS vs SS、NS vs TB和SS vs TB分别获得200、204和87个含量差异代谢物,其中分别有52、51和34个代谢产物含量上调,148、153和53个代谢物含量下调。这些差异物主要分布于糖醇类、氨基酸、有机酸、脂质类、核苷酸、酚酸类和维生素7类物质中。本研究结果表明不同温度通过影响天麻代谢物相关基因表...     

火龙果成熟过程中物理化学成分及抗氧化活性的变化规律

本研究以火龙果(Hylocereus undulatus Britt)为研究材料,检测了火龙果果实成熟过程中果肉和果皮中叶绿素、甜菜红、总酚、总黄酮和总抗氧化活性的变化情况;通过烘干称重法检测果实水分含量和干物质重;通过手持式折光仪测定果实可溶性固形物含量;采用酸碱中和滴定法测定果实可滴定酸含量。结果表明,两个火龙果品种的果皮中叶绿素含量在成熟过程中均持续下降。在成熟过程中,两个品种的甜菜红、总酚、总黄酮和总抗氧化活性均逐渐升高;在成熟阶段(开花后第30天),白肉火龙果果皮中总酚和总黄酮浓度及抗氧化活性水平均显著高于红肉火龙果,而甜菜红浓度显著低于红肉火龙果。在成熟过程中,红肉火龙果的果肉中甜菜红浓度逐渐升高,而白肉火龙果略有下降。两个火龙果品种果肉中的总酚、总黄酮和总抗氧化活性均在开花后第23天达到最高,并在随后逐渐降低。在成熟阶段,两个火龙果品种果皮中的甜菜红、总酚、总黄酮和总抗氧化活性均高于果肉。开花后第18天开始,两种火龙果果肉干重和可溶性固形物含量呈现逐渐升高的趋势,含水量呈现先降低后升高的趋势,可滴定酸含量呈现先升高后降低的趋势。本研究表明火龙果果皮是提取甜菜红、总酚和总黄...     

白羊草转录组和差异性表达分析

[目的]获得白羊草(Bothriochloa ischaemum)转录组数据库和差异表达基因。[方法]选取对照组和干旱胁迫组作为受试材料,采用Illumina HiSeq 4000进行转录组测序,并进行系统的生物信息学分析。[结果]共获得25.23 Gb数据(118580条Unigenes)。将所得到的Unigenes与基因库数据进行比较,对Unigenes进行功能注释,共50070条Unigenes获得功能注释。白羊草转录组中的Unigene根据GO功能大致可分为细胞组分、分子功能和生物学过程三大类共54个分支。将Unigene与KOG数据库进行比对,根据其功能大致可分为25类。KEGG数据库作为参考,依据代谢途径可将Unigene定位到116个代谢途径分支。通过差异性分析发现,差异性表达基因共3987条,其中上调基因占39.45%,下调基因占60.55%,相差较大。[结论]本研究首次对白羊草转录组进行了分析,为白羊草分子生物学研究提供了宝贵的基因组数据库资源。     

基于高通量测序的南酸枣转录组分析

以南酸枣雌株叶片和成熟果实为材料,利用Illumina Hi Seq TM 4 000测序平台对其转录组进行测序,共获得14.15 G有效数据,通过序列拼接组装得到46 936条Unigene,平均长度为1 287 bp。36 299条Unigene(77.33%)在7大数据库(NR,NT,KO,Swiss-Prot,PFAM,GO和KOG)中得到注释,其中与GO数据库比对上的26 014条Unigene可分为生物过程、细胞组分和分子功能3大类53分支,注释到KOG数据库中的8 459条Unigene依据功能可分为25类。与KEGG数据库比对,6 225条Unigene分属5大类246条代谢通路中。南酸枣叶片和果实转录组中共发现5 631个差异表达基因,包括1 930个上调基因和3 701个下调基因。本研究获得的转录组数据将有助于开展南酸枣功能基因挖掘与利用、分子辅助育种和其种质资源遗传改良等方面的研究。     

基于PacBio平台的掌叶鱼黄草全长转录组分析

掌叶鱼黄草是一种药用植物,但其药用成分的合成途径和调控基因尚不明确。为了进一步了解掌叶鱼黄草的遗传信息,探寻次生代谢产物合成的分子基础,本研究通过PacBio平台对掌叶鱼黄草进行了全长转录组测序。组装测序结果获得17 339个Unigene,注释了17 163个Unigene。有8 606个Unigene参与了156条代谢通路。其中包含18条次生代谢产物合成通路,相关Unigene有395个。在这些通路中,苯丙素类、三萜类和叶酸等合成产物可能与掌叶鱼黄草的药用活性有关。本研究为掌叶鱼黄草后续次生代谢产物合成和药理机制研究工作提供基础,全长转录组序列信息可以为后续二代转录组测序结果拼接提供参考模板。     

灵武长枣嫁接和根蘖繁殖植株果实转录组差异分析

为解析嫁接繁殖和根蘖繁殖灵武长枣果实糖和酸转化差异,本研究以两种繁殖方式的成熟期果实为材料,利用高通量测序平台Illumina/Nova-Seq 2500进行了转录组测序,对转录组数据质量评估获得两样品的序列长度分别为24.48 Gb (嫁接)和28.64 Gb (根蘖),错误率为0.03%,GC含量44.11%～44.56%,Q30大于90.54%,转录组数据与冬枣基因组序列比对,所有的转录组Reads均分布于冬枣12条染色体上,基因定位的Reads数量嫁接繁殖比根蘖繁殖多;差异表达基因分析筛选到27个显著差异表达基因,其中9个显著上调,18个显著下调;GO富集分析表明15个差异基因显著富集到GO的三大功能类别分子功能、细胞组分、生物过程中;KEGG富集分析表明10个差异表达基因显著富集到12条代谢通路中,其中包括3个上调基因和7个下调基因;进一步筛选到调控糖及有机酸代谢关键差异基因BAM1、PCO和HAOX1在淀粉和蔗糖代谢、牛胆素和亚牛磺酸代谢、乙醛酸和二羧酸代谢中显著表达,并在糖和有机酸的相互转化中起着关键调控作用。本研究表明嫁接繁殖和根蘖繁殖灵武长枣果实在糖和有机酸代谢存在差异,为灵武长枣优质果品繁育提供理论基础。     

在“卓越工程师教育培养计划”新形势下的“食品化学实验”课程教学改革初步探索

"食品化学"是食品科学与工程专业大学本科生的主干课程,也是食品专业学生的考研课程。主要由理论课程和实验课程2个部分组成。为了符合国家的"卓越工程师教育培养计划"对人才的需求,培养一批创新能力强、应用能力强,适应经济社会发展的高质量工程技术人才,有必要对"食品化学"的实验课程进行改革,以达到"食品化学实验"课程的教学目的。     

豆科抗病基因NBS-LRR进化的多基因组比对分析

NBS-LRR是植物抗病基因家族中一类重要的基因,根据编码的蛋白质氨基端的保守结构域不同,可分为CC-NBS-LRR和TIR-NBS-LRR两类基因。本研究在10个已测序豆科植物中对NBS-LRR进行序列比对,鉴定了各基因组中两类结构域基因的同源拷贝,发现在蒺藜苜蓿中包含1 207个NBS-LRR基因的同源拷贝,在10个基因组中同源拷贝数最多;并且其中88.2%的NBS-LRR基因是具有CC结构域。基因组同源共线分析,发现全基因组加倍有利于抗病基因拷贝数的扩增,为家族基因序列和功能多样化提供了创新资源。基于NBS-LRR基因系统发育分析,发现抗病基因存在大量串联重复,并基于进化树拓扑结构的变迁揭示抗病基因在不同的基因组中进化速率不同;另外,通过对旁系同源基因对间的核苷酸同义替换率(Ks)比较,进一步证实不同结构的抗病基因进化速率不同;同一结构的抗病基因在不同基因组中进化速率也表现有明显差异,与其他豆科物种相比,大豆抗病基因进化速率一直处于较低水平。研究结果为揭示抗病基因在豆科植物中的进化过程提供了重要的基因组信息学基础,对于在全基因组范围认识泛豆科抗病基因进化具有重要的意义。     

移动慕课混合式教学方法在“食品营养学”教学中的应用

慕课是近年来国内外兴起的大规模网络公开课授课模式,在"食品营养学"教学过程中采取了移动慕课混合式教学法,即课程授课方式以网络和面授方式混合授课,通过视频授课、在线讨论、在线作业等缩减面授次数,增加学生自主学习时间,改变传统模式授课过程中学生的被动学习地位,给学生最大发挥主观能动性的空间。     

基于案例教学法的互动式教学在“葡萄酒庄设计与管理”理论教学中的应用

目前,案例教学法广泛应用于多个学科领域的教育。构建基于案例教学法的互动式教学模式,首次在"葡萄酒庄设计与管理"课程中应用,内容包括案例选择、实施、案例模型。"案例+互动"的教学模式,促进学生学习理论知识的同时,提高学生的开拓性、综合性、全局性思考问题的能力,促进学生内涵式发展,增强了师生、学生间的互动,最终完善和提高课程的实际教学效果。     

AFP2基因调控拟南芥茉莉酸合成与开花时间的分析

拟南芥AFPs (ABI five interaction proteins)是一类与植物激素脱落酸(ABA)信号途径中转录因子ABI5互作的蛋白,以前报道它们可以通过促进ABI5的降解来调控种子萌发,但是AFPs的新功能鲜有报道。我们发现过表达AFPs家族成员之一AFP2可以促进拟南芥小苗茉莉酸(JA)的合成并延迟开花,反之,拟南芥突变体afp2表现为较低的茉莉酸积累与较早的开花时间。突变茉莉酸合成酶LOX2或受体COI1都可以部分缓解AFP2-ox的晚花表型,同时过表达AFP2增强了AFP2类转录因子TOE1结合到成花素FT启动子区域的能力,并抑制FT的转录导致晚花。以上结果揭示了AFP2参与ABA与JA信号调控开花时间的新功能。     

新时期中国农业科技推广体系建设与创新模式探讨

建立符合中国国情的农业科技推广体系,加大农业科技的引进与推广力度,促进科技进步是推动中国农业发展的根本出路。针对中国农业科技推广体系的发展现状,借鉴农业发达国家的经验,结合中国的基本国情,建立和完善以政府为主导、非政府机构积极参与的多元化农业科技推广创新模式,应该是中国农业科技推广体系建设的发展方向。     

温室环境对热带植物生长发育的影响

为了研究与原产地生活环境差异较大的热带雨林植物的生长发育,通过对不同温室的环境条件分析和不同温室的热带植物生理指标的测试,结果表明：（1）植物园温室相对湿度和温度分别低于和高于科技馆;（2）植物园的二氧化碳浓低于科技馆;（3）植物园植物的gs比科技馆大,gs和Tr的相关系数r分别为0.994**、0.973**,均达到极显著正相关。     

二倍体马铃薯S.phureja种质资源的抗旱性鉴定与综合评价

本研究采用盆栽干旱法,对19个二倍体马铃薯S. phureja种质资源和1个四倍体品种进行抗旱性鉴定,测定了叶片含水量、相对电导率、叶绿素含量、丙二醛含量、可溶性糖含量、脯氨酸含量等生理生化指标,利用主成分分析和隶属函数分析综合评价其抗旱性。试验结果表明,品种间干旱胁迫响应差异显著,干旱处理下生理生化指标与对照相比差异显著,通过主成分分析和隶属函数分析,筛选出C3、C4、C6、C9、C10这5个二倍体马铃薯抗旱种质。本研究通过多个指标鉴定马铃薯抗旱性可为抗旱育种提供技术参考,鉴定出的S. phureja抗旱种质可为二倍体马铃薯抗旱育种提供材料基础。     

教育思想大讨论下“食品营养学”课程的思考

就如何提高学生高效率地自主学习专业课是高效教育改革创新的重要环节,其成果对于推动学生对于专业知识的掌握具有积极作用。通过对教育思想大讨论中提出的学生自主学习“食品营养学”的重要性进行论述,并对教学中出现的问题进行剖析,提出采用教学制度的改革创新同移动慕课的混合教学的方式,同时结合食品营养学就业导向这种三位一体的方式来提升学生自主学习能力,旨在培养更多的食品营养学方向的人才。     

长江上游小麦产量与主要农艺性状的相关性分析和通径分析

以30个小麦品种为研究对象,采用随机区组试验,设3个重复,对13个主要农艺性状与产量进行相关分析和通径分析,分析参试品种的农艺指标与产量的关系。结果表明:各性状与产量的相关性表现为千粒重>穗长>穗粒重>苗叶宽>有效分蘖数>株高>苗叶长>生物学产量>小穗粒数>不育小穗数>每穗小穗数>分蘖数>穗粒数,千粒重与产量达到极显著正相关,穗长与产量呈显著负相关。在通径分析中,直接通径系数的变化规律为穗粒重>穗粒数>千粒重>苗叶宽>不育小穗数>有效分蘖数>株高>每穗小穗数>生物学产量>分蘖数>苗叶长>穗长>小穗粒数。因此,高产选育应充分考虑千粒重和穗粒重高的小麦品种。