四种甘蓝雄性不育类型差异基因表达分析

通过cDNA-AFLP分析了4种甘蓝(Brassicaoleracea)雄性不育类型的花粉败育特异中断基因表达特点,并对不同特异表达类型分别选取代表性TDFs克隆测序。结果表明,表达差异在转录片段多态性上能反应出不同雄性不育类型在细胞学水平上的败育时期和特征差异,4种不育类型中萝卜胞质不育(OguCMS)与可育类型遗传距离最近。实验未检出萝卜胞质不育特异中断的TDFs,说明其特异中断基因数目较少,因此检测到这一类基因较为困难。三种代表黑芥胞质不育(NiCMS),隐性核不育(Ms-cr1)和显性核不育(Ms-cd1)特异中断表达的TDFs共计46条。序列分析结果表明,黑芥胞质不育,隐性核不育和显性核不育类型分别与烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)脱氢酶,具RNA识别结构域(RRM)的蛋白,质膜类钙转运ATP酶基因表达受阻有关。     

不同类型玉米籽粒淀粉积累、相关酶活及基因表达差异分析

为探究不同类型玉米淀粉形成机理,对普通玉米、甜玉米、糯玉米淀粉积累、相关酶活及基因表达进行测定,分析不同类型玉米淀粉积累、相关酶活及基因表达之间的差异及相互关系。结果表明,不同类型玉米总淀粉和直链淀粉百分含量为:普通玉米>糯玉米>甜玉米,支链淀粉百分含量为:糯玉米>普通玉米>甜玉米,灌浆期间总淀粉和直链淀粉含量3个玉米类型间差异显著;灌浆期间,普通玉米各淀粉合成相关酶活性最高,甜玉米淀粉合成相关酶活性最低,糯玉米则介于普通玉米和甜玉米之间,但其GBSS酶活性很小。灌浆期间3个类型玉米除GBSS酶活性差异不显著外,其他淀粉合成相关酶活性差异显著;普通玉米淀粉合成相关基因表达量总体均高于甜玉米和糯玉米,甜玉米和糯玉米相关突变基因仍存在表达。表明不同类型玉米淀粉含量和组成上差异明显;普通玉米淀粉的形成需要淀粉合成相关酶相互作用,淀粉合成相关酶活性的缺失会改变淀粉组成;不同类型玉米淀粉合成相关基因表达差异显著,但都存在转录活性。对普通玉米进行相关性分析同时发现,淀粉的合成不仅受到转录调控,还受到转录后调控,淀粉的合成是淀粉合成各酶之间相互协调的结果。     

不同类型苹果矮化砧木抗旱评价与基因表达分析

干旱是影响我国苹果(Malus×domestica)生产的主要逆境因素之一,砧木的抗旱能力直接影响着树体的生长发育、产量及果实品质的形成。本研究以平邑甜茶(Malus hupehensis var.pingyiensis)基砧分别嫁接7种苹果矮化砧木(GX,CG24,M26,M9-T337,SH1,SH6和SH40)盆栽苗为试材,持续干旱胁迫处理40 d,通过测定植株生长、叶片蒸腾速率、净光合速率等相关指标,利用平均隶属函数法综合分析了各矮化砧木的抗旱性。结果显示,7种苹果矮化砧木抗旱性依次为:SH6SH40M9-T337SH1M26CG24GX。进一步对比分析强抗旱砧木SH6与不抗旱砧木GX显示,SH6中4种抗氧化酶(氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD),抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX),过氧化氢酶(catalase,CAT)和脱氢抗坏血酸还原酶(dehydroascorbate reductase,DHAR))活性及其合成关键基因表达水平均高于GX,表明抗氧化能力是砧木抗旱性形成的重要构成。该研究结果为苹果抗旱矮化砧木应用与抗性分子育种提供了理论参考。     

甘蓝雄性不育的研究和应用进展

综述甘蓝雄性不育的来源和类型及其在细胞学、遗传学、生理生化和分子标记等方面的研究进展,简介甘蓝雄性不育的选育及育种应用,最后作了展望。     

不同灌溉条件下不同类型冬小麦产量水分利用效率差异原因分析

以旱地品种"西峰20"和"晋麦47"、水旱兼用型品种"石家庄8 号"、高水肥地品种"石4185"和"科农9204"5 个冬小麦品种为材料, 通过田间不同灌溉处理试验研究了不同抗旱类型冬小麦品种收获指数和群体水分利用效率对产量水分利用效率的影响差异。结果表明: 不同抗旱类型的小麦在不同灌溉处理下, 产量水分利用效率(WUE_y)以及变化趋势存在显著差异。旱地冬小麦品种WUE_y 和收获指数(HI)显著低于水地品种和水旱兼用型品种。不同品种间WUE_y 最大相差42.01%, HI 相差25.91%。HI 和群体水分利用效率(WUE_bm)与WUE_y 呈显著正相关关系。株高与HI 呈显著负相关关系(R²=0.574)。在不灌溉条件下, 品种间WUE_y 差异源自HI 的差异; 而在补充灌溉条件下, 品种间WUE_y 的差异源自WUE_bm 和HI 的共同作用。说明不同抗旱类型的小麦对不同灌溉处理的响应方式和适应策略不同。旱地品种在干旱胁迫条件下, 主要靠增加WUE_bm 来提高WUE_y; 而水地品种和水旱兼用型品种在补充灌溉中凭借较高的WUE_bm 和HI 共同作用提高WUE_y。     

不同类型植被对高寒沙区土壤改良效果的差异分析

以沙珠玉治沙试验林场内人工植被恢复的长期定位监测为基础,通过分析30 a生的6个植被类型区(青杨、柠条、乌柳、沙棘、柽柳、赖草)以及2个对照区(农田、流动沙区)0~30 cm土壤机械组成、p H值、有机质及主要养分等理化性质指标,明确了高寒沙区不同植被类型对土壤改良的效果差异。结果表明:(1)各类型区在植被恢复30 a后,土壤质地得到极大改良,土壤养分含量显著提高(P0.05),但表层土壤的p H变异性较小,0~5 cm表层土壤的恢复效果明显好于5~30 cm层;(2)植被对土壤改良顺序为柠条青杨沙棘赖草乌柳柽柳;(3)柠条和沙棘林适宜在高寒沙区推广种植,并且可以采取适当抚育管理措施,以实现高寒沙区林场的可持续发展。     

不同类型水稻镉富集与转运能力的差异分析

选取84个水稻品种在镉（Cd）中轻度污染农田上进行原位小区试验,通过统计分析水稻Cd富集系数及转运系数,探索具有相似产量与Cd富集能力的水稻品种各器官Cd的富集及Cd在土壤-水稻系统中转移特征,比较不同类型水稻Cd富集与转运的差异。结果表明：水稻糙米Cd富集系数范围为0.10~0.78,小区产量范围为8.20~11.50 kg（以小区面积3.5 m×3.5 m计）,不同水稻品种产量与糙米Cd富集能力不存在显著相关性。以产量和糙米Cd富集系数为指标将所有水稻品种进行聚类分为高产高Cd（组1）、低产高Cd（组2）、高产低Cd（组3）和低产低Cd（组4）四组。水稻各器官Cd富集规律均为根系>茎>叶>糙米,Cd由根系向上传递过程中,含量越来越低。不同产量和富集能力的水稻类型的差异,主要在于茎和叶的富集与转移。高产或高Cd品种有较强的将Cd从根转运到茎和从茎、叶转运到米的能力。低Cd水稻无论产量高低,对各器官的Cd转运能力无显著影响。筛选、培育适合在中轻度污染区种植的高产低Cd水稻品种是可行的。在种植过程中控制茎的吸收与转运将对保障粮食安全生产具有重要意义。     

碱胁迫下榆叶梅差异基因表达分析

为了解榆叶梅(Prumus triloba Lindl.)在短期碱胁迫下的分子响应机制,本研究采用Illumina HiSeq^TM2500高通量测序技术对其在0、1、3、6、12 h碱胁迫下的叶片进行了de novo转录组测序,以此鉴定与碱胁迫相关的差异表达基因(DEGs)。结果表明,从5 960万条raw reads中获得了约5 300万条高质量clean reads,经从头组装后获得了124 786条榆叶梅unigenes。基于8 948个unigenes差异表达(DEGs), GO富集分析发现,其中有28个基因可能在早期碱胁迫响应机制中起着重要作用; KEGG富集分析发现,不同碱处理时间下的KEGG途径(pathways)具有显著差异。对7个碱性胁迫反应相关基因进行RT-qPCR验证,所得基因的表达模式与RNA-Seq数据结果一致,证实了RNA-Seq结果的可靠性。本研究首次对碱胁迫下的榆叶梅叶片进行了转录组分析,获得的序列数据极大地丰富了榆叶梅可利用的基因资源,深入了解了榆叶梅碱胁迫的分子响应机制,同时为研究以榆叶梅为砧木的中国李(Prunus salic...     

甘蓝和青花菜不同器官中莱菔硫烷含量差异研究

十字花科蔬菜含有抗癌活性成分莱菔硫烷,为了筛选富含莱菔硫烷的甘蓝和青花菜材料,本研究以48份甘蓝和29份青花菜为试材,对其不同器官中莱菔硫烷含量进行HPLC分析。结果表明,不同甘蓝和青花菜基因型间莱菔硫烷含量差异显著,青花菜同一基因型不同器官中莱菔硫烷含量差异较大。甘蓝叶球中莱菔硫烷含量变化范围为4.28~57.18 mg·kg~(-1)DW,并平均含量为25.72 mg·kg~(-1)DW,筛选到莱菔硫烷含量较高的甘蓝自交系2份和杂交F1材料1份。青花菜中莱菔硫烷变化范围为:花球:3.58~1 137.47 mg·kg~(-1)DW;幼茎:13.79~259.58 mg·kg~(-1)DW;叶片:0~297.05 mg·kg~(-1)DW。花球、幼茎和叶片中莱菔硫烷平均含量分别为301.23、84.25和47.96 mg·kg~(-1)DW,初步筛选到莱菔硫烷含量较高的青花菜自交系3份。本研究结果为甘蓝类蔬菜新品种选育与改良提供了依据和材料。     

不同类型专用小麦氮素吸收积累差异研究

2000至2002年在田间条件下,研究3个不同类型专用小麦品种(强筋小麦皖麦38、中筋小麦扬麦10号和弱筋小麦宁麦9号)氮素吸收积累差异。试验结果表明,成熟期植株含氮率与子粒含氮率均以强筋小麦皖麦38最高,弱筋小麦宁麦9号最低。成熟期植株氮积累量为皖麦38最高,子粒氮积累量为扬麦10号最高。不同品种不同生育阶段吸收的氮素占一生总氮量的比例不同,弱筋小麦宁麦9号在出苗拔节期氮积累量占整个生育期中的比例较其它品种高,而强筋小麦皖麦38在开花成熟期较其它两个品种高。结果还表明,不同类型专用小麦品种每生产百公斤子粒所需吸收的氮量也不相同。     

内蒙古典型生态区不同类型向日葵氮肥响应差异

利用2006～2016年内蒙古向日葵"3414"田间试验数据,评估食用向日葵和油用向日葵在不同生态区之间的氮肥响应及其差异,并分析土壤基础供氮能力对向日葵氮肥效应的影响。结果显示:推荐施氮条件下,食用向日葵在河套灌区、阴山北麓区和燕山丘陵区的施氮增产幅度分别为35.1%、47.6%和35.5%,偏生产力分别为24.1、22.8和22.7 kg/kg,农学利用率分别为5.6、6.6和5.7 kg/kg;油用向日葵在河套灌区、大兴安岭南麓区和燕山丘陵区的施氮增产幅度分别为32.8%、39.3%和18.9%,偏生产力分别为26.2、39.7和37.7 kg/kg,农学利用率分别为5.6、10.8和6.0 kg/kg。食葵和油葵的100 kg籽粒吸氮量均值分别为4.6和4.7 kg,吸收利用率分别为30.1%和38.9%,生理利用率分别为20.3和20.8 kg/kg。上述结果表明,内蒙古食葵施氮的增产效果优于油葵,食葵产量对外源氮肥的依赖程度也高于油葵,因而食葵相较于油葵更应重视氮肥的管理和调控;不同生态区自然环境和土壤地力的差异也显著影响了向日葵的氮肥增产效应,河套灌区应积极进行土壤培肥,燕山丘陵区和大兴安岭南麓区可适当增加施氮量,阴山北麓区则应以维持向日葵需求为标准适当减少施氮量。     

甘蓝Ogura胞质雄性不育基因的RAPD标记筛选*

有关利用RAPD[1]技术进行分子标记的研究报道很多,如王俊霞等[1]对甘蓝型油菜Pel CMS育性恢复基因和王晓武等[2]对甘蓝的一个显性核雄性不育基因均进行了RAPD标记.我们经过多年的选育,已经成功把外源胞质雄性不育基因转育到甘蓝自交不亲和系上,现已成功选育出不育性稳定和经济性状优良的甘蓝雄性不育系.为了更深入的研究其不育机理,利用RAPD分子标记技术对其不育基因进行了标记,为以后开展甘蓝杂优育种提供标记基因打下基础.     

小麦生理型雄性不育花药中能量相关基因表达

为揭示小麦(Triticum aestivum L)生理型雄性不育机理, 以化学杂交剂SQ-1为诱导剂,构建了普通小麦西农1376不育和可育等生理系,用RT-PCR 技术分析了3-磷酸甘油醛脱氢酶（GAPDH）和NFUDP4基因在不同发育时期的不育和可育花药中的表达差异。结果表明,与同期对照相比,GAPDH和NFUDP4基因在不育花药单核期到三核期均下调表达,其中在大量花粉粒败育的单核期,GAPDH下调表达尤为显著。因此,小麦生理型雄性不育花药败育过程中,一方面由于GAPDH基因表达受抑制,使糖酵解受阻导致能量供应不足;另一方面,NFUDP4基因下调表达,可能引起线粒体某一Fe-S 族蛋白装配需要的分子骨架减少而使其数量不足,从而可能引起Fe-S族蛋白参与的生化反应减弱,如呼吸链电子传递受阻引起能量供应不足,与小麦生理型雄性不育具有一定关系。     

不同降雨类型下的南方典型土壤侵蚀量差异研究

利用江西省鹰潭市红壤国家生态实验站1997—2003年度自然降雨观测资料和该站我国南方主要类型土壤径流小区的流失量实测数据,研究了5组降雨类型(I:12.7 mm<次降雨量<20 mm;Ⅱ:20 mm≤次降雨量<30 mm;Ⅲ:30 mm≤次降雨量<40 mm;Ⅳ:40 mm≤次降雨量<50 mm;Ⅴ:次降雨量>50 mm)在单位降雨(1 mm)和单位降雨侵蚀力(1个数值侵蚀力)条件下不同类型土壤的流失量差异。结果表明:(1)单位降雨产生侵蚀力的规律为:Ⅴ>Ⅲ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅰ类降雨。(2)不同土壤在单位降雨下的产沙量趋势呈:Ⅰ>Ⅳ>Ⅲ>Ⅴ>Ⅱ类降雨。(3)在单位降雨侵蚀力下,除Ⅱ类降雨的产沙量相对比Ⅴ类降雨的产沙量大以外,其它各类降雨的产沙量规律与单位降雨的产沙规律相一致,均呈现:Ⅰ>Ⅳ>Ⅲ类降雨。     

高寒沙地不同植被恢复类型土壤肥力质量差异及评价

青海共和盆地是全国土地沙漠化危害较严重的区域之一,在沙漠化土地上进行植被恢复是控制该区沙漠化和改善区域环境的一个有效措施。为研究高寒沙地不同方式植被恢复后土壤肥力质量的差异,以自然恢复的赖草草地(Leymus secalinus)、人工恢复的沙柳林(Salix psammophila)、人工恢复的柽柳林(Tamatix chinensis)、人工恢复的乌柳林(Salix cheilophila)和人工恢复的乌柳小叶杨(Populus simonii)混交林为研究对象,测定了5种植被恢复类型0~50 cm深度土壤的物理性状、持水能力和养分特征,通过主成分分析和相关分析方法选取具有代表性的指标计算土壤质量指数,对5种植被类型的土壤肥力质量进行综合评价。结果表明:5种植被类型的土壤特性均表现出显著地"表聚性",即表层土壤肥力质量优于深层土壤;不同植被类型之间各土壤指标具有显著差异性,土壤质量指数计算结果表明,赖草草地(1.55)和沙柳林(1.50)土壤肥力质量最好,柽柳林(1.09)和乌柳林(0.93)次之,乌柳小叶杨混交林(0.76)土壤肥力质量最差。     

眉山市不同土地利用类型土壤侵蚀分析

在遥感(RS)与地理信息系统(GIS)技术的支持下,对眉山市不同土地利用类型的土壤侵蚀状况进行了定量研究。通过空间叠加,定量分析评价不同土地利用类型土壤侵蚀状况,引入并修正了土壤侵蚀强度指数。研究表明:眉山市旱地坡度大,受人类活动干扰强烈,土壤侵蚀剧烈;林地植被覆盖度不高,土壤侵蚀强烈;建设用地开发建设活动中人为土壤侵蚀较为强烈,开发建设活动结束后基本不存在土壤流失;未利用地土壤侵蚀较轻;草地植被覆盖度高,土壤侵蚀最轻。     

不同生态区烟草叶片基因表达谱的分析

烟叶香气类型受到生态环境和栽培条件的影响,为解析生态环境对烟叶香气风格形成的影响,本研究利用定制的烟草(Nicotina tabacum L.cv.)芯片对种植在河南平顶山(浓香型)、云南省玉溪(清香型)和贵州遵义(中间香型)3个不同生态区的同一烟草品种K326的同一叶位(中部叶)、相同叶龄(60 d)的叶片基因表达谱进行了比较研究,共发现有效差异表达基因920个。通过功能注释和代谢途径分类发现,初生代谢途径中碳水化合物的代谢可能对不同香型风格烟叶的形成起到了较大影响作用,而氮代谢的影响较小。而在次生代谢中,苯丙烷类合成、生物碱合成、萜类代谢途径起到较大的作用。另外,氨基酸的代谢可能也对不同香型风格烟叶的形成起到了重要作用;其中,光合作用中起到重要作用的磷酸烯醇式丙酮酸碳羧化酶(phosphoenolpyruvate carboxylase 1,PPC1)、碳水化合物中淀粉代谢相关的细胞壁转化酶(cell wall invertase 1,CWINV1)、萜类代谢关键酶3-羟-3甲基戊二酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl coA reductase,HMGR1)和萜类合成酶(terpene synthase 21,TPS21)、以及生物碱合成相关基因均在河南平顶山烟叶中表达量最高,贵州遵义次之,云南玉溪最低;类胡萝卜素合成关键基因八氢番茄红素合成酶(phytoene synthase,PSY)的表达量在河南平顶山最低,其次是云南玉溪,在贵州遵义表达量最高。而类胡萝卜素降解关键酶9-顺式-环氧类胡萝卜素双氧合酶(nine-cis-epoxycarotenoid dioxygenase,NCED4)基因表达量表现出云南玉溪最高,贵州遵义次之,河南平顶山最低。淀粉降解相关的葡聚糖磷酸化酶(α-glucan phosphorylase,PHS1)基因在云南玉溪表达量最高,河南平顶山次之,贵州遵义最低。结果提示,这些基因的差异表达可能对不同香型风格烟叶的形成起到了重要作用,该研究为进一步采用农艺措施调控提供了理论支撑。     

不同类型土壤大豆产量对增温2℃的响应差异

中国农业种植区是全球对气候变化较敏感的地区之一,不同类型土壤的温度敏感性对农田生产力与全球气候变化的反馈关系产生重要影响。为了揭示不同类型土壤大豆产量对未来大气温度增加的响应规律,本研究以常温为对照,采用红外辐射加热装置模拟大气增温2℃,研究增温对黑土、棕壤、盐碱土、风沙土、灰钙土、黄土、黄棕壤、紫色土、砂礓黑土、潮土、红壤和砖红壤上大豆产量的影响。结果表明：增温2℃促使红壤上大豆的一粒荚数、二粒荚数、三粒荚数和总荚数显著增加,分别比对照处理增加152.3%、144.7%、206.9%和147.5%,但增温2℃使砂礓黑土上大豆瘪荚数增加42.8%。除了砖红壤上大豆的二粒荚数增加76.4%和紫色土上大豆总荚数增加50.5%,其它类型土壤上大豆荚数虽有变化,但均未达到5%的差异显著水平。此外,增温2℃显著提高了红壤、砂礓黑土、紫色土和盐碱土上大豆的单株粒数,相应地,产量分别增加241.4%、59.2%、47.6%和75.2%。由此可见,中国主要农田土壤类型中红壤、砂礓黑土、紫色土和盐碱土4种土壤上大豆产量及其产量构成因素对增温2℃响应敏感,且表现出正效应,其它8种类型土壤上大豆产量对增温2℃响应不敏感。表明大豆产量形成对大气增温的响应间接受到土壤类型的调控。     

不同类型贝壳粉对土壤镉赋存形态的影响差异

通过室内培养探究不同类型贝壳粉对土壤中不同形态镉含量的影响,向培养完成的土壤中施用3种添加比例的天然扇贝壳粉与蛏子壳粉,分别在第1,5,15,30,50天测定土壤pH及镉的各赋存形态含量。结果表明,添加文石型与方解石贝壳粉对土壤pH升高均有一定程度的贡献,施用2种贝壳粉后,随贝壳粉添加比例的增多土壤pH升高。不同种类贝壳粉处理的土壤pH差异不大,在50天后2种贝壳粉不同添加比例间差异最明显。在整个培养过程中,随培养天数的增加,添加不同类型贝壳粉均能使镉污染土壤可交换态镉含量下降,碳酸盐结合态镉、铁锰氧化物结合态镉、有机结合态镉与残渣态镉含量整体逐渐升高。其中,使用文石型贝壳粉作钝化剂较方解石型效果更佳。随着贝壳粉添加比例变大,可交换态镉向镉的其他赋有形态转化的程度越大。培养50天后,添加不同种类贝壳粉处理的土壤有效态镉含量同CK相比均显著降低。当添加文石型贝壳粉的比例为5%时,生物可利用态镉占总镉比例最低。施用文石型贝壳粉能比方解石型贝壳粉更好地降低土壤有效态镉的活性。     

大都市郊区不同类型乡村空间形态特征与居民感知差异

城市化进程的加快促使乡村成为资本青睐和占用的空间，并不断外化于村落空间形态等物质空间中。而乡村形态分化与居民感知差异微观透视了城乡关系的变化与村民生活方式的重塑，是村落规划、土地整治、农村居民点重构等的前提与基础。该研究基于空间句法模型，选取北京市半截河村和莲花池村为案例，探讨大都市郊区不同类型乡村空间形态与居民空间感知差异，识别乡村空间形态与感知差异的形成机制。研究发现：1）不同类型乡村空间形态存在较大差异，传统农业型乡村发展具有内聚性，村落空间形态同构性明显；休闲旅游型乡村发展外向性特征明显，村落空间形态与格局不断分化与重塑。2）不同类型使用者乡村空间感知分化显著，传统农业型乡村村民感知延续传统，生活空间感知频率远高于生产空间；休闲旅游型乡村村民对生产空间感知程度显著高于生活空间，外来群体意象图简单，空间元素多处出现断点。3）乡村空间形态和感知差异是多重因素相互制约的结果。最后，针对不同类型乡村空间形态差异及村民感知偏差，从完善内外交通网络、合理规划村落空间、维护乡村地方性以及分类引导资本投资四方面提出了政策建议，以期为大都市郊区农村居民点重构与村庄发展规划提供理论借鉴。