小麦冷驯化相关基因及抗寒性分子机理研究进展

经过抗寒性锻炼或冷驯化过程的小麦会增强抗寒性,本文综述了近年来关于小麦冷驯化与抗寒性相关基因与分子机理研究的主要进展,对参与低温信号传导的CBF、ICE、b-ZIP、WRKY、NAC等转录因子,以及低温响应蛋白包括ABA依赖和非ABA依赖途径的COR蛋白、水通道蛋白、微管蛋白、抗冻蛋白等的表达调控模式做以介绍。我们对春化作用与冷驯化的相关性,小麦冷驯化过程中低温信号传导途径和低温响应机制也进行了讨论、总结,期望能对今后小麦抗寒分子育种及抗寒性分子机理的研究有所促进。     

不同环境条件对大豆异黄酮含量的影响研究

大豆中异黄酮的含量受多种因素的影响与制约。光照可明显促进大豆幼苗特别是叶片中异黄酮的积累;大豆种子随储藏时间的增加。异黄酮含量逐渐降低;随发育时间的增加,异黄酮含量逐渐提高。微量元素对不同品种、不同产量性状的影响也有很大差异。     

基于GIS的河南省县级耕地地力评价研究

为了采用综合指数法对尉氏县耕地地力进行评价。通过在GIS支持下,应用第二次土壤普查资料及成果,利用河南尉氏县土壤图、土地利用现状图叠加划分法确定评价单元7609个,采用模糊评价、特尔斐法、层次分析法等,研究选取了立地条件、耕层理化、土壤管理等3个方面7个影响因子。研究结果表明全县90319.89 hm2耕地可分为5等级,其中一级地3612.68 hm2,二级地15856.61 hm2,三级地31795.51 hm2,四级地29261.32 hm2,五级地9793.77 hm2,分别占尉氏县耕地总面积的4%、17.56%、35.2%、32.4%和10.84%。通过试验研究建立耕地地力评价体系及其模型。     

新疆牛羊源耐药大肠杆菌β-内酰胺酶及16S rRNA甲基化酶基因检测

摘要：【目的】了解新疆某羊场、牛场耐药大肠杆菌携带 β-内酰胺酶和/或 16S rRNA 甲基化酶基因及其共存情况。【方法】通过 PCR 方法对 168 株羊源和32株牛源耐β-内酰胺类药物大肠杆菌进行 β-内酰胺酶及 16S rRNA 甲基化酶基因检测,并对检出基因的 PCR 产物测序。【结果】检测结果为：羊源大肠杆菌携带的 -内酰胺酶基因为blaTEM（42.26%,71/168）和blaCTX-M（2.98%,5/168）;牛源大肠杆菌携带的-内酰胺酶基因为blaTEM（15.63%,5/32）基因,未检出blaCTX-M;两个养殖场均未检出其他被检基因。羊源、牛源大肠杆菌携带的16S rRNA甲基化酶基因为rmtB基因,其检出率分别为4.17%（7/168）和50.00%（16/32）,均未检出armA基因。基因共存情况：3（1.79%）株羊源菌同时携带blaTEM和blaCTX-M基因,7（4.17%）株羊源菌同时携带blaTEM 和rmtB 基因;2（6.25% ）株牛源菌同时携带blaTEM 和rmtB基因。【结论】羊源和牛源分离的大肠杆菌中存在-内酰胺酶和16S rRNA甲基化酶基因介导的细菌耐药,均以blaTEM和rmtB基因为主。此外,存在不同类型耐药基因共存于同一株耐药菌的现象。     

大豆籽粒异黄酮含量的遗传效应研究

大豆异黄酮含量差异较大的6个大豆品种为亲本，通过双列杂交配置杂交组合，测定了两个环境条件下亲本、F₁和F₂种子的异黄酮含量。采用双子叶植物种子数量性状遗传模型和统计分析方法, 分析了胚、细胞质和母体植株等不同遗传体系的基因效应以及环境互作效应。结果发现大豆籽粒异黄酮含量的表现主要受制于母体遗传效应, 其次为胚(子叶)基因效应,细胞质效应影响较小。不同遗传体系的基因主效应明显大于环境互作效应。异黄酮含量的机误方差较大,说明异黄酮含量更易受到环境条件变化影响。亲本遗传效应分析表明, 选用豫豆29或郑90007亲本有利于增加杂种后代大豆籽粒异黄酮含量,提高品质改良的效果。胚显性方差和母体显性方差均极显著，表明种子杂种优势和母体杂种优势会同时存在，而且是不受环境影响的主效应基因。     

黑龙江省大豆籽粒异黄酮含量生态差异

大豆异黄酮由于其特有的生理保健功能而受到日益广泛的关注。为了明确黑龙江省大豆籽粒异黄酮含量的生态差异规律, 2005选定5个生态条件差异明显的试验点及4个大豆品种进行试验。结果表明, 年份、地点、基因型及基因型×环境互作对大豆籽粒异黄酮总含量及3种酸解处理后所得苷元的含量具有显著效应。2006年的大豆异黄酮总含量及3种苷元组分含量的平均值显著高于其他2年;大豆籽粒异黄酮含量不同基因型间及不同地点间均差异显著,大豆籽粒异黄酮总含量及其3种酸解后所得苷元含量与纬度呈极显著正相关。据此认为,大豆籽粒异黄酮含量在黑龙江省存在优势生产区, 对大豆籽粒异黄酮含量进行品质区划是可行的。     

GmCHS8和GmIFS2基因共同决定大豆中异黄酮的积累

大豆异黄酮受多基因控制,采用传统育种方法提高大豆异黄酮含量比较困难。我们之前的研究中表明,CHS8基因在异黄酮生物合成过程中发挥着重要作用,但CHS8基因过量表达并不能显著提高异黄酮含量。本研究利用Microarray技术,检测了高异黄酮品种RCAT Angra (RCAT)和低异黄酮品种Harovinton (HVNT)的18 362基因在种子发育过程中表达水平的变化以及大豆种子中异黄酮累积的趋势,利用RT-PCR证实CHS8和IFS2分别是CHSs和IFSs基因家族中的主要基因;证实CHS8是类苯基丙醇主路径中的主基因,并发现异黄酮支路中的IFS2基因在RCAT和HVNT品种中表达差异亦达到显著水平。进一步利用发根农杆菌转化系统,在大豆上分别过量表达CHS8、IFS2和CHS8+IFS2,前两者异黄酮含量较对照分别提高65.9%和34.4%,但增幅未达显著水平;而后者则提高了82.3%,增幅达显著水平(P<0.0001),因而证实大豆中异黄酮的积累由CHS8和IFS2基因共同决定。     

盐胁迫对不同生育时期花生根际土壤细菌群落和产量的影响

为明确不同生育时期花生根际土壤微生物群落结构变化对盐胁迫的响应,以花育25为试验材料,采用盆栽试验设置3个盐胁迫梯度处理,研究盐胁迫对花生产量的影响,通过高通量测序技术分析盐胁迫下花生开花期和收获期根际土壤微生物群落结构变化。结果表明:在不同盐胁迫处理下花生根际微生物组成基本相似,但其多样性和丰富度在开花期和收获期有明显差异。高盐胁迫下开花下针期根际细菌群落多样性和丰富度较高,而收获期土壤根际微生物种类丰富度和多样性均降低;不同胁迫处理花生根际土壤的优势菌门均为变形菌门、放线菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、疣微菌门、拟杆菌门和Patescibacteria。盐胁迫明显提高了蓝细菌门及γ-变形菌纲、疣微菌纲、拟杆菌纲的相对丰度,尤以开花下针期明显;样本层级聚类结果显示,花生根际微生物菌群多样性差异受花生生长发育阶段和盐胁迫强度影响较大,盐胁迫处理下同一生育时期样本各聚为一类;KEGG代谢功能基因分析表明,所有处理菌群涉及碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢、辅助因子和维生素的代谢等功能基因丰度富集,而涉及信号转导、脂质代谢、复制和修复、异种生物的生物降解和代谢、其他氨基酸的代谢、折叠分类和降解等功能的丰度较低。盐胁迫处理使涉及物质和能量代谢、膜运输、翻译复制和修复以及信号转导等优势细菌功能基因丰度增加,花生百果质量和百仁质量降低,从而降低花生产量。因此,盐胁迫对花生根际细菌群落结构的变化和花生产量影响较大,通过改良土壤微生物环境来提高花生盐胁迫耐受性,为盐碱地区发展花生生产提供理论依据。     

磷素对不同大豆品种籽粒异黄酮含量的影响

为探索磷素对不同大豆品种籽粒异黄酮含量的影响,寻找不同基因型大豆品种最佳施磷水平,以期提高大豆籽粒异黄酮的含量,改善其品质。选用‘黑农48’（高蛋白品种）、‘黑农37’（中间型品种）、‘黑农44’（高油品种）3个大豆品种作为试验材料。采用盆栽,在每kg土壤施N和K2O各为0.033 g基础上,设P1、P2、P3、P4 4个P处理（即每kg土壤分别施P2O5 0、0.033、0.067、0.100 g）。采用紫外分光光度法测定不同大豆品种籽粒总异黄酮的含量。结果表明：同一品种P2处理大豆总异黄酮含量显著高于P1、P3、P4处理,‘黑农37’、‘黑农44’、‘黑农48’3个品种大豆P2处理大豆总异黄酮含量分别比对照组增加3.7%、4.3%、3.8%;不同品种同一处理都是‘黑农44’总异黄酮含量最高;在12个处理组合中‘黑农44’P2处理总异黄酮含量最高,3个大豆品种异黄酮含量在品种间和施磷处理间差异显著。施磷对3个大豆品种异黄酮含量有影响,适宜的施磷量有利于提高大豆籽粒异黄酮的含量。     

罗非鱼无乳链球菌鉴定及基于cfb和16S rRNA基因同源性分析

为进一步阐明不同宿主不同地区无乳链球菌之间的关系,本研究从细菌形态学、生理生化、16S rRNA和cfb基因等方面,鉴定了2009—2011年广东、海南等地区的25株罗非鱼链球菌病原。同时结合全球不同宿主来源的84株链球菌16S rRNA 基因序列,利用 Modeltest 3.7、MEGA 3.0、MrBayes 3.0 b4进行综合系统发育分析。结果表明：2009—2011年罗非鱼链球菌病原均为无乳链球菌且它们在进化上聚为一个支系,说明2009—2011年广东、海南等地区罗非鱼无乳链球菌病原具有相同的起源。此外,罗非鱼无乳链球菌与法国人源、美国人源、牛源以及日本猪源等无乳链球菌均以高支持率(100)聚在一个支系,说明全球不同宿主来源的无乳链球菌亦具有相同的进化起源,同时也证明了中国罗非鱼无乳链球菌的潜在人畜共患性,这是国内首次对不同宿主无乳链球菌进行系统发育研究。     

大豆异黄酮的合成、调控、生理生态功能及其应用研究进展

大豆富含异黄酮类次生物质，大豆异黄酮参与作物抗病性、环境适应性以及生长发育的调节，大豆异黄酮还是植物源雌激素，被用来预防和治疗多种疾病和肿瘤。本文详细论述了大豆异黄酮的结构、生物合成的调控及其信号转导、生理生态功能、对人类的医药保健作用及其应用等方面的研究进展，并分析了大豆异黄酮今后的发展趋势和有待加强的研究方向，为相关的研究提供理论依据。     

苯丙氨酸解氨酶基因家族在大豆中的时空表达研究

苯丙氨酸代谢途径是植物最重要的次生代谢途径之一,其下游产物包括异黄酮、植保素、木质素等多种次生代谢产物。苯丙氨酸解氨酶（PAL）是苯丙氨酸代谢途径的起始酶和关键酶。PAL基因家族包含8个基因,为了明晰这8个基因在大豆植株内的表达情况,通过实时定量PCR研究了PAL家族所有成员在大豆植株内的时空表达差异性。发现PAL基因家族总体的相对表达量在生殖生长时期高于营养生长时期,在叶片和子粒中相对表达量较高。PAL1-1、PAL2-1和PAL2-3基因在各部位相对表达量明显高于其他同家族基因,PAL1-1基因各时期稳定表达,PAL2-1和PAL2-3基因在生殖生长后期先后出现表达峰值。这些结果表明大豆PAL基因家族各成员的相对表达量在时间和空间上存在差异,具有一定时空表达特异性。     

六种大豆异黄酮溶液的稳定性

用制备液相色谱仪(Shimadzu LC-20AP)制备了大豆苷、黄豆黄苷、染料木苷、大豆素、黄豆黄素、染料木素6种大豆异黄酮单体溶液,对其进行了1个月的短期稳定性和6个月的长期稳定性研究,特性量值为溶液的浓度值和纯度值。对在4个不同温度(–20℃、4℃、25℃、60℃)下保存一个月后的测定值与初始值进行了方差分析,短期稳定性试验结果表明,除染料木苷外,其余5种色谱纯大豆异黄酮溶液的浓度在4℃、25℃条件下保存无显著变化,6种大豆异黄酮溶液的纯度在–20℃、4℃、25℃条件下保存无显著变化,因此认为4℃、25℃是大豆异黄酮溶液短期储存的最适温度。在4℃条件下,对经过0、1、2、3、4、6、8、12、16和24周的大豆异黄酮测定值与初始值进行t检验,长期稳定性结果表明,6个月的保存期内6种色谱纯大豆异黄酮溶液的纯度无显著性变化,但浓度均显著增加,分析认为分装容器的密封性是导致浓度增加的原因。本研究结果为大豆异黄酮单体溶液标准溶液产业化提供了技术支撑。     

Elevated Ultraviolet‐B Radiation Reduces Concentrations of Isoflavones and Phenolic Compounds in Soybean Seeds

The gradual disruption of the ozone layer in the stratosphere has resulted in increased exposure of plants to ultraviolet‐B (UV‐B, 280–315 nm) radiation. UV‐B radiation is known to affect crop growth and quality negatively. A study was conducted to determine the impact of elevated UV‐B radiation levels on the isoflavones and phenolic compound concentrations of seven soybean varieties. UV‐B radiation significantly reduced the concentration of most isoflavones and phenolic compounds in soybean seeds. Exposure to elevated UV‐B levels overall resulted in 35 % reduction in total isoflavones and 31 % in phenolic compounds concentrations. The effect on individual isoflavones and phenolic compounds depended on the compound and variety, but UV‐B overwhelmingly reduced concentrations. This study suggests that increased UV‐B radiation negatively impacted soybean quality by reducing the concentration of compounds that have health‐beneficial properties.     

大豆脂肪酸含量的QTL分析

利用Charleston(♀)×东农594(♂)的F14和F15代永久自交系群体154个单株后代,在2年3点条件下用气相色谱法测得其籽粒5种脂肪酸的含量,利用Win QTL Cartographer2.5复合区间作图法(CIM)进行QTL分析。结果共检测到47个相关的QTL,分布在13个连锁群上。多年多点同时检测到的QTL共有15个,其中控制软脂酸性状的2个,包括qPal-C2-2和qPal-A1-1;控制硬脂酸性状的4个,包括qSt-B1-1、qSt-B1-2、qSt-D1a-1和qSt-C2-1;控制油酸性状的3个,包括qOle-B2-1、qOle-G-1和qOle-H-1;控制亚油酸性状的有2个,包括qLin-C2-1和qLin-H-1;控制亚麻酸性状的4个,包括qLino-B1-1、qLino-C2-1、qLino-D1b-1和qLino-J-1。这些QTL的一致性较高,为特异脂肪酸含量标记辅助育种奠定了基础。大豆脂肪酸含量的主效QTL数量不多,效应大的不多,可能还受许多未能检测出来的微效基因控制。     

Identification of soybean genes related to fatty acid content based on a soybean genome collinearity analysis

Seed fatty acid content is an important consideration for soybean produced for food, feed, and industrial applications. In this study, MCScanX was used to analyze the entire soybean genome to generate a collinearity block, which was then used to assess the collinearity among the soybean fatty acid quantitative trait loci (QTL) in the SoyBase database. The hub‐QTLs located in the Gm06, Gm07, and Gm10 segments were identified. The Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes and gene ontology databases were used to analyze the genes in hub‐QTL regions, resulting in the identification of 17 candidate genes related to soybean fatty acid content. Two lines with different fatty acid contents and a recurrent parent were selected from a chromosome segment substitution line library for a subsequent quantitative real‐time polymerase chain reaction (qRT‐PCR) assay to verify the candidate gene expression patterns. Four genes were related to the total soybean fatty acid content, while three genes were related to the content of specific fatty acid types. The results of this study may be relevant for the fine mapping of soybean fatty acid QTLs/genes.     

Identification of quantitative trait loci for seed isoflavone concentration in soybean (Glycine max) against soybean cyst nematode stress

Isoflavones are plant secondary metabolites produced in soybean (Glycine max), which provide plant defense against pathogens and are beneficial to human health. Soybean cyst nematode (SCN) is a major yield‐limiting pest in most soybean‐producing area across the world. Traits, seed isoflavones and SCN resistance are quantitative in nature, and their phenotypic evaluations are expensive. Quantitative trait loci (QTL) underlying the two traits will be helpful to develop SCN‐resistant lines with elevated isoflavones using marker‐assisted‐selection (MAS). This study aims to identify isoflavones and SCN‐related QTL in a soybean population consisting of 109 RILs, which was developed from a cross between two commercial soybean cultivars viz. ‘RCAT1004’ and ‘DH4202’ and grown in four non‐SCN and SCN‐infested fields during 2015 and 2016. While single marker ANOVA identified 10 QTL for isoflavones and five for SCN (p < 0.01), simple interval and multiple QTL mappings identified four QTL associated with isoflavones (LOD ≥ 2.2). These results contribute to a better understanding of the genetics of the two traits and provide molecular markers that can be used in MAS to facilitate developing SCN‐resistant soybeans with increased isoflavones.     

中国东北大豆与日本大豆品种PEPCase基因的多态性

Soybeans in Northeast of China are one of the most importantgenetic resources in the world.In order to use themeffectively insoybean breeding,it is necessary to evaluate the maincharacteristics,especially the quality characteristics such as seedprotein content.It is reported that the PEPCase activity in soybeanseeds is positively correlated with the seed protein content andnegatively correlated with the lipid content[1].PEPCase is alsopresent in seeds of different species[2~4],and may play…     

大豆NF-YB家族全基因组鉴定、分类和表达

利用大豆基因组数据库,通过生物信息学手段,鉴定大豆NF-YB家族基因的全序列、定位和拷贝数,通过序列比对进行进化和分类分析。利用大豆高通量RNA测序数据、NCBI中UniGene的EST表达数据进行组织表达谱分析。结果表明,大豆基因组中含有28个NF-YB家族基因,分布于大豆的14条染色体上,系统进化树分析将其分成3类。启动子分析表明,几乎全部NF-YB家族基因的启动子区均含有逆境应答反应顺式作用元件。各个发育阶段中,多数成员至少在一个组织中表达,10个差异表达的基因中有2个在根瘤中特异表达,2个在根中特异表达,2个在根瘤中优势表达,另外4个在其他部位优势表达。研究结果促进了NF-YB家族基因的功能研究与利用。